JP2003136901A - Traveling device - Google Patents

Traveling device

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JP2003136901A
JP2003136901A JP2001341772A JP2001341772A JP2003136901A JP 2003136901 A JP2003136901 A JP 2003136901A JP 2001341772 A JP2001341772 A JP 2001341772A JP 2001341772 A JP2001341772 A JP 2001341772A JP 2003136901 A JP2003136901 A JP 2003136901A
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JP
Japan
Prior art keywords
wheel
arm
fixed
crank
traveling device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001341772A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Nakamu
栄治 中務
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Mectem Inc
Original Assignee
Shimadzu Mectem Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a traveling device which has a step-climbing mechanism and sufficiently ensures the dynamic stability during the step-climbing operation with a very simple configuration. SOLUTION: This traveling device comprises a wheel 2 to movably support a body part 1, a fixed wheel 3 provided in a fixed manner, a rotatable support member 4 which is provided on the position not to interfere with the rotation of the wheel 2 with the center A of rotation thereof substantially agreed with the axis of the fixed wheel 3, an arm drive mechanism which is provided on a part displaced from the center A of rotation of the support member 4, and houses a differential wheel 5 rotated in an interlocking manner with the fixed wheel 3 with the differential wheel 5 rotated at the angular velocity of the magnitude substantially equal to the angular velocity of the revolution in the direction opposite to the direction of the revolution while revolving around the fixed wheel 3 as the support member 4 is rotated, and an arm 7 fixed to the differential wheel 5.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、特に重量運搬装
置、介護支援機器、歩行支援機器、移乗機器、電動式揺
り椅子、リハビリ機器、電動式車椅子、車輪移動式ロボ
ット等として利用可能な、走行装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】従来から、この種の走行装置として多様
なものが存在している。例を挙げると、荷物を運搬する
場合の走行装置としてフォークリフト、リフタ、手押し
車等が、人を運搬する場合の走行装置として車椅子等
が、それぞれ周知のところである。 【0003】これらの走行装置が走行する走行路には、
時として、段差や障害物等が存在していることがある。
特に、車輪の半径程度の大きな段差を乗り越えることは
困難である。そこで、走行装置に段差や障害物の存在す
る道程を踏破させるための昇段機構が、種々開発されて
いる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上記の走行装置が段差
を踏破しようとする際、当該走行装置が装備する昇段機
構によりその本体部及び車輪を浮上させる。このとき、
段差解消機構は走行装置の重心を可能な限り直下から支
持し続けることが要求される。昇段動作時における力学
的な安定性が損なわれると、ユーザによる使用の妨げと
なるばかりか、搭載している荷物の破損、搭乗者の負傷
というような事態を惹起しかねない。しかしながら、昇
段動作の間、走行装置の重心を継続して支持することが
できる昇段機構を構成する場合には、その構成が複雑化
する点は否めない。そして、多関節リンク機構等を採用
したものをはじめとする既存の昇段機構を備えた走行装
置は、部品点数が多い、大型である、等のデメリットを
有するものとなっていた。 【0005】以上のような問題に鑑み、本発明は、昇段
機構を備え、昇段動作時における力学的な安定性を十分
に担保した走行装置を、極力簡易な構成によって実現し
ようとするものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】昇段機能を備えた走行装
置をより使い勝手のよいものとするべく、最小限の構成
で十分な力学的安定性を担保するという課題を解決する
手段として、本発明に係る走行装置は、本体部を移動可
能に支持する車輪と、固定可能に設けられた固定車、前
記車輪の回転を妨げない位置に設けられ転駆動可能な支
持部材、並びに、前記支持部材の回転中心から変位した
部位に設けられ前記固定車と連係して回転する差動車を
内包し、前記支持部材の回転に伴い前記差動車が前記固
定車の周りを公転しながら公転とは逆方向に公転の角速
度と概略等しい大きさの角速度で自転するように構成さ
れたアーム駆動機構と、前記差動車に固設されたアーム
とを具備するものとした。 【0007】即ち、前記支持部材の回転中心から変位し
た部位に取り付けられ支持部材を足場に駆動されて先端
部を回転中心から遠ざける方向へ移動させることの可能
なアームとを具備してなる走行装置であって、先端部を
床面に接地させてアームを駆動し走行装置の本体部及び
車輪を昇段させることができるものである。そして、相
反する方向に回転する前記支持部材の回転角度とアーム
の回転角度とが等しくなるように構成することにより、
アームの先端部が概ね鉛直方向に直線的に上下するもの
となる。従って、走行装置の昇段動作においてアームが
転動し走行装置の重心を直下から支持し続けながらこれ
を上昇あるいは下降させることが可能となる。 【0008】加えて、支持部材が回転駆動されることに
よりアームもまた回転駆動される。よって、単一の駆動
系により昇段動作を実行することができ、ひいては走行
装置に装備すべきアクチュエータの数を削減することに
もつながる。 【0009】なお、本発明に係る走行装置において、固
定車と差動車とを連係させる具体的な手段は種々のもの
が考えられる。例えば、チェーンやベルトのような巻掛
機構、固定車と差動車との間にアイドラギアあるいはア
イドラホイールを介在させた間接接触による機構、固定
車を内歯歯車とし差動車を外歯歯車とした直接接触によ
る機構、等が挙げられる。これらにおいて、ギア比ある
いはホイール径の比を適宜に設定することで、差動車の
公転の角速度と自転の角速度との大きさを概略等しいも
のとする。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面を参照して説明する。本実施形態は、図1及び図2に
示すように、走行装置の本体部1が一対の車輪2によっ
て走行可能に支持されており、この本体部1の上部に荷
物を搭載する荷台あるいは搭乗者が着座する座席を設け
ることが可能であるものである。 【0011】走行装置の昇段機構は、本体部1及び車輪
2を上昇あるいは下降させるためのアーム7と、アーム
7を駆動するアーム駆動機構とを具備して構成される。
アーム駆動機構は、本体部1に固設した固定車たる固定
ギア3、車輪2の回転を妨げない位置に設けた回転駆動
可能な支持部材たるクランク4、並びに、クランク4の
先端部に回転可能に設けた差動車たる差動ギア5を内包
してなる。 【0012】より具体的に述べると、固定ギア3は、そ
の中心軸が車輪2の車軸と概略一致する位置に取り付け
られる。クランク4は、その回転中心Aが前記固定ギア
3の中心軸と一致するように、基端部に設けたクランク
軸41を本体部1に回転可能に支持させることで設けて
ある。そして、車輪2の径内において回転する寸法に構
成するとともに、クランク駆動ギア42を前記クランク
軸41を介して固設してある。このクランク駆動ギア4
2の中心軸は、クランクの回転中心Aと一致し、故に固
定ギア3の中心軸と一致する。本実施形態では、図示し
ないアクチュエータによる駆動力を伝達するギア81と
クランク駆動ギア42とをチェーン82の巻掛けによっ
て連係させるチェーン巻掛伝動機構を構成して、当該ク
ランク4をアクチュエータを用いて回転駆動することが
できるようにしている。 【0013】差動ギア5は、差動ギア軸51をクランク
4の先端部に回転可能に支持させることで設けてある。
さらに、この差動ギア5と上記の固定ギア3とを、チェ
ーン6の巻掛けによって連係させる。固定ギア3と差動
ギア5との歯数の比は概略2:1に設定する。この結
果、クランク4が回転駆動されることによって差動ギア
5もまた回転駆動され、クランク4の回転、即ち差動ギ
ア5の公転の方向と自転の方向とが相反する方向となる
とともに、公転の角速度と自転の角速度との大きさが概
略等しくなる。 【0014】しかして、アーム7は、その基端部を前記
差動ギア軸51を介して差動ギア5に固設するととも
に、先端部を前後方向に所定の寸法を有し側面視下方に
膨出した湾曲形状(車輪2とほぼ同径の部分円弧形状)
の端面を備える接地部71としたものである。走行装置
が平坦路を走行している際には、クランク4とともに車
輪2の径内に収容されており、走行装置の昇段動作の際
には、アクチュエータによりクランク4を回転駆動する
ことで前記差動ギア5と同軸のアーム7がクランク4の
先端部を足場(支点)に駆動され、当該アーム7の先端
部、即ち接地部71をクランクの回転中心Aから遠ざけ
る方向へ移動させることが可能となっている。 【0015】即ち、本実施形態に係るクランク4、アー
ム7は、ともに単一のアクチュエータによって駆動され
て、昇段機構としての役割を果たす。このように構成さ
れた昇段機構を、一対の車輪2間の、左右の車輪2の内
側近傍に配置している。 【0016】次に、本実施形態に係る走行装置が昇段機
構により段差を昇るときの動作について説明する。図3
(a)に示すように、車輪2が上段差に当接したとき、
アクチュエータによってクランク4を回転駆動する。こ
のとき、アーム7が同時に駆動され、図3(b)及び図
3(c)に示すように、アーム7の接地部71が概略鉛
直方向下方に移動する。アーム7の接地部71はその湾
曲形状の端面の範囲内の1点Eにて床面と接地し、アー
ム7の駆動に伴い接地点Eが滑らかに移行する。即ち、
昇段動作においてアーム7の接地部71の接地点Eが走
行装置の重心の直下に位置し続ける。そして、クランク
4、アーム7の駆動の反作用によって走行装置が段差を
クリアできる位置まで持ち上がることとなる。また、昇
段動作の途中において、車輪2は段差に沿って自由に回
転する。 【0017】車輪2を上段床に乗せた後、クランク4を
さらに回転させることで、図4(a)及び図4(b)に
示すように、アーム7が再び車輪2の径内に収容され
る。このとき、アーム7の一部がなお車輪2の径外に飛
び出した状態でクランク4が回転することになる。さら
には、クランク4及びアーム7を初期位置(図3(a)
に示す位置)に戻すときに、図4(c)に示すようにア
ーム7が車輪2の上方にて車輪2の径外に飛び出してし
まう。しかしながら、クランク4及びアーム7を極力外
側(車輪2内側の近傍)に配置し、中央部分に荷物ある
いは搭乗者を搭載すれば、アーム7が荷物あるいは搭乗
者と干渉することはない。ちなみに、アーム7及びクラ
ンク4を車輪2の外側に配置してもよい。階段を上る場
合には、図3(a)ないし図4(c)までに示したよう
な動作を繰り返すこととなる。 【0018】従って本実施形態によれば、本体部1を移
動可能に支持する車輪2と、固定可能に設けられた固定
ギア3、前記車輪2の回転を妨げない位置に設けられ回
転中心Aが前記固定ギア3の軸と概略一致する回転駆動
可能なクランク4、並びに、前記クランク4の回転中心
Aから変位した部位に設けられチェーン6の巻掛けによ
り前記固定ギア3と連係して回転する差動ギア5を内包
し、前記クランク4の回転に伴い前記差動ギア5が前記
固定ギア3の周りを公転しながら公転とは逆方向に公転
の角速度と概略等しい大きさの角速度で自転するように
構成されたアーム駆動機構と、前記差動ギア5に固設さ
れたアーム7とを具備する走行装置は、昇段動作におい
てその重心を直下から支持し続けながらこれを上昇ある
いは下降させることが可能なものである。即ち、最小限
の構成で昇段動作時における力学的な安定性を十分に担
保した走行装置を実現したものであるといえる。 【0019】走行装置を上昇あるいは下降させるときに
支えとなるアーム7は、先端部を前後方向に所定の寸法
を有し側面視下方に膨出した湾曲形状(車輪2とほぼ同
径の部分円弧形状)の端面を備える接地部71としたも
のである。よって、走行装置の昇段動作の際には、前記
接地部71は、車輪2の接地点近傍Eにて床面と接地
し、アーム7の駆動に伴い接地点Eが滑らかに移行し
て、走行装置の重心の直下に位置し続ける。このことに
より、力学的に不安定な状態となることなく、かつ、昇
段時における衝撃を和らげより滑らかに段差をクリアす
ることができる。 【0020】そして、昇段機構の構成要素であるクラン
ク4並びにアーム7を単一の駆動系によって同時に駆動
し、昇段動作を実行することができるものであり、走行
装置に実装すべきアクチュエータの数を削減することに
もつながる。 【0021】荷物あるいは搭乗者を並行2輪の間に配置
すれば、荷物の重心が低くなり、これらとアーム7とが
干渉することもなく、安全性も高い。クランク4が車輪
2の径の範囲内で回動するように構成したことも、荷物
あるいは搭乗者の安全に寄与している。 【0022】なお、本発明は以上に詳述した実施形態に
限られるものではない。上述の例では、アーム7とアー
ム駆動機構とよりなる昇段機構を左右に2個配設してい
たが、昇段機構を1個としそのアーム7を走行装置の中
央に寄せて配置してもよい。 【0023】固定ギア3と差動ギア5との連係の手段
は、チェーン6には限られない。図5に示すように、固
定ギア3と差動ギア5との間に介在するアイドラギア4
3をクランク4に回転可能に取り付けて、固定ギア3と
差動ギア5とを連係させるというような態様も考えられ
る。また、図5に示しているように、左右のクランク4
の位相を180度ずらして駆動してもよい。固定車、差
動車として、上記実施形態のようなギア3、5ではなく
ホイールを用いてもよい。この場合には、チェーン6で
はなくベルト等による巻掛機構となる。 【0024】加えて、アーム7を車輪2の径外に飛び出
させることなくクランク4を回転させてその角度を適宜
に調整することができるように、固定ギア3の固定を必
要に応じて解除できるように構成してもよい。例えば、
固定ギア3をクランク4の回転と同期して回転可能であ
るように本体部1に設けておき、図示しないクラッチ装
置やラッチ機構等によって昇段動作時には固定ギア3の
回転を抑止することができるように構成するものが好適
である。さらに、このようなものであれば、走行装置が
段差を降りる際に本実施形態に係る昇段機構を利用して
降段動作を行うことができる。つまり、固定ギア3の固
定が解除されている状態にてクランク4と固定ギア3と
をともに回動させ適宜の始動位置に配置し、しかる後に
固定ギア3を固定した上でクランク4及びアーム7を駆
動、アーム7の接地部71を下段床に接地して、ちょう
ど図3とは逆の動作となるように、接地部71が緩やか
に車輪2の車軸(あるいは、クランクの回転中心A)に
近づくようにクランク4及びアーム7を駆動して、走行
装置を下降させ車輪2を下段床に着地させることが可能
となる。 【0025】固定ギア3の固定及びその解除を適宜行う
ことができるように構成すれば、アーム7操作の自由度
が高まる。即ち、床面近傍や台上におかれた荷物の積み
降ろし、段差の手前における走行装置本体の姿勢の傾
斜、荷台やシート等の角度の調整、斜面における転倒防
止用ガイド等、広範な用途にアーム7を使用することが
可能となる。加えて、平坦路にあっては、固定ギア3の
固定を解除するとともに、クランク4、クランク駆動ギ
ア42あるいはアーム7等と車輪2とを適宜の手段によ
り係合して、クランク4を駆動するアクチュエータの駆
動力により車輪2を駆動できるようにしてもよい。図6
に示すように、固定ギア3の歯の一部を削除して、アー
ム7が前方や上方に飛び出すことがないように構成する
こともできる。アームが上方に飛び出す動きを使って荷
物を移動させることにより、車体と荷物とが交互に階段
を上がるようにしてもよい。 【0026】さらには、本発明に係る走行装置の応用例
として、図7に示すように、車輪2やアーム駆動機構等
とは別体をなす無限軌道91をバックシート11に取り
付けた走行装置を構成することもできる。この無限軌道
91は、アクチュエータによって駆動されるものであっ
てもよく、自由に回転するものであってもよい。あるい
は、図8に示すように、3個若しくは4個の小輪921
を三角形若しくは四角形に配置したガイド部材92をバ
ックシート11に回転可能に取り付け、ガイドをさせる
ようにしてもよい。 【0027】段差の有無、存在する段差の高さ等は、リ
ミットスイッチや近接センサを用いて検知するとよい。
移動ロボットへの応用に関しては、携帯電話の機能を使
って音声や画像の通信を行うとともに、モデムを介して
ロボットの遠隔操作を実施してもよい。アーム7が車輪
2の上部において車輪2の径外に飛び出す動作を利用し
て荷台やシート等を上下させて、荷物の移載を容易にす
ることもできる。例えば、搭乗員の膝の間にシートをガ
イドする支柱を設け、アーム7によってシートを上下さ
せるとともに当該シートを支柱を軸として180度回転
させることにより、走行装置とベッドとの間で移乗を行
うようにしてもよい。 【0028】その他、各部の具体的構成は上記実施形態
に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形が可能である。 【0029】 【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、昇段機
構を備え、昇段動作における力学的な安定性が十分に担
保された走行装置を、簡易な構成によって実現すること
ができる。そして、走行装置を走行させるためのアクチ
ュエータを別に設ける必要が無く、装置の重量を軽減で
きるため、装置の取り扱いが容易になり、運転者の負担
を軽減することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention particularly relates to a weight transport device, a care support device, a walking support device, a transfer device, an electric swing chair, a rehabilitation device, an electric wheelchair, and wheel movement. The present invention relates to a traveling device that can be used as a mobile robot. 2. Description of the Related Art Conventionally, there are various types of traveling devices of this type. For example, forklifts, lifters, wheelbarrows and the like are well known as travel devices for transporting luggage, and wheelchairs and the like are well known as travel devices for transporting people. [0003] On the travel path on which these travel devices travel,
Sometimes there are steps or obstacles.
In particular, it is difficult to get over a large level difference about the radius of the wheel. Accordingly, various ascending mechanisms have been developed for causing the traveling device to go through a path where steps and obstacles exist. [0004] When the above-mentioned traveling device tries to step through a step, the main body and wheels are levitated by an ascending mechanism provided in the traveling device. At this time,
The step elimination mechanism is required to continue to support the center of gravity of the traveling device from directly below as much as possible. If the mechanical stability during the ascending operation is impaired, not only the use by the user is hindered, but also a situation such as breakage of the loaded luggage and injury of the passenger may be caused. However, when configuring an ascending mechanism that can continuously support the center of gravity of the traveling device during the ascending operation, it is undeniable that the configuration becomes complicated. And the traveling apparatus provided with the existing ascending mechanism including what employ | adopted the articulated link mechanism etc. had the demerits, such as many parts count and being large sized. In view of the problems as described above, the present invention intends to realize a traveling device that includes a step-up mechanism and sufficiently secures the mechanical stability during the step-up operation with a simple structure as much as possible. . Means for Solving the Problems As means for solving the problem of ensuring sufficient mechanical stability with a minimum configuration in order to make a traveling device having an ascending function more user-friendly. The traveling device according to the present invention includes a wheel that movably supports the main body, a fixed vehicle that is fixably provided, a support member that is provided at a position that does not hinder the rotation of the wheel, and that can be driven to rotate. It includes a differential wheel that is provided at a position displaced from the rotation center of the support member and rotates in conjunction with the fixed wheel, and with the rotation of the support member, the differential wheel revolves around the fixed wheel while revolving. An arm drive mechanism configured to rotate in the reverse direction at an angular velocity approximately equal to the angular velocity of revolution, and an arm fixed to the differential wheel are provided. That is, a traveling device comprising an arm attached to a portion displaced from the rotation center of the support member and capable of moving the tip portion in a direction away from the rotation center by being driven by a scaffold. Then, the arm can be driven by grounding the tip portion on the floor and the main body and wheels of the traveling apparatus can be raised. And, by configuring so that the rotation angle of the support member rotating in the opposite direction and the rotation angle of the arm are equal,
The tip of the arm moves up and down in a generally vertical direction. Therefore, in the ascending operation of the traveling device, the arm rolls and can be raised or lowered while continuing to support the center of gravity of the traveling device from directly below. In addition, when the support member is driven to rotate, the arm is also driven to rotate. Therefore, the ascending operation can be executed by a single drive system, which leads to a reduction in the number of actuators to be equipped in the traveling device. In the traveling apparatus according to the present invention, various concrete means for linking the fixed wheel and the differential wheel are conceivable. For example, a winding mechanism such as a chain or belt, a mechanism by indirect contact with an idler gear or idler wheel interposed between a fixed wheel and a differential wheel, or a direct wheel with a fixed wheel as an internal gear and a differential wheel as an external gear Examples include a mechanism by contact. In these cases, by appropriately setting the gear ratio or the wheel diameter ratio, the revolution angular velocity and the rotation angular velocity of the differential vehicle are approximately equal. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the main body 1 of the traveling device is supported by a pair of wheels 2 so as to be able to travel, and a loading platform or a passenger carrying a load on the upper portion of the main body 1. It is possible to provide a seat on which the person sits. The ascending mechanism of the traveling device comprises an arm 7 for raising or lowering the main body 1 and the wheel 2 and an arm driving mechanism for driving the arm 7.
The arm driving mechanism is fixed to the fixed gear 3 that is a fixed vehicle fixed to the main body 1, the crank 4 that is a rotationally driveable support member provided at a position that does not hinder the rotation of the wheel 2, and the tip of the crank 4 is rotatable. It includes a differential gear 5 which is a differential wheel provided in the housing. More specifically, the fixed gear 3 is attached at a position where its central axis substantially coincides with the axle of the wheel 2. The crank 4 is provided by rotatably supporting the crankshaft 41 provided at the base end portion on the main body 1 so that the rotation center A coincides with the central axis of the fixed gear 3. In addition, the crank drive gear 42 is fixed via the crankshaft 41 while being configured to rotate within the diameter of the wheel 2. This crank drive gear 4
The center axis of 2 coincides with the rotation center A of the crank, and therefore coincides with the center axis of the fixed gear 3. In the present embodiment, a chain winding transmission mechanism is configured in which a gear 81 for transmitting a driving force by an actuator (not shown) and a crank driving gear 42 are linked by winding a chain 82, and the crank 4 is rotated using the actuator. So that it can be driven. The differential gear 5 is provided by rotatably supporting a differential gear shaft 51 at the tip of the crank 4.
Further, the differential gear 5 and the fixed gear 3 are linked by winding the chain 6. The ratio of the number of teeth of the fixed gear 3 and the differential gear 5 is set to approximately 2: 1. As a result, when the crank 4 is rotationally driven, the differential gear 5 is also rotationally driven, so that the rotation of the crank 4, that is, the direction of revolution of the differential gear 5 and the direction of rotation are opposite to each other, and The angular velocity and the angular velocity of rotation are approximately equal. The arm 7 has a base end portion fixed to the differential gear 5 via the differential gear shaft 51, and a distal end portion having a predetermined dimension in the front-rear direction and downward in a side view. Swelled curved shape (partial arc shape with the same diameter as wheel 2)
This is a grounding portion 71 having an end face. When the traveling device is traveling on a flat road, it is accommodated in the diameter of the wheel 2 together with the crank 4, and during the ascending operation of the traveling device, the crank 4 is rotationally driven by an actuator so that the difference is obtained. An arm 7 that is coaxial with the moving gear 5 is driven by a footing (fulcrum) at the tip of the crank 4 so that the tip of the arm 7, that is, the grounding portion 71 can be moved away from the center of rotation A of the crank. It has become. That is, the crank 4 and the arm 7 according to this embodiment are both driven by a single actuator and serve as an ascending mechanism. The ascending mechanism configured as described above is disposed between the pair of wheels 2 and in the vicinity of the inside of the left and right wheels 2. Next, the operation when the traveling apparatus according to the present embodiment climbs the step by the climbing mechanism will be described. FIG.
As shown in (a), when the wheel 2 comes into contact with the upper step,
The crank 4 is rotationally driven by the actuator. At this time, the arm 7 is driven at the same time, and as shown in FIGS. 3B and 3C, the grounding portion 71 of the arm 7 moves substantially downward in the vertical direction. The grounding portion 71 of the arm 7 is grounded to the floor surface at one point E within the range of the curved end surface, and the grounding point E smoothly transitions as the arm 7 is driven. That is,
In the ascending operation, the grounding point E of the grounding part 71 of the arm 7 continues to be positioned directly below the center of gravity of the traveling device. Then, the traveling device is lifted to a position at which the traveling device can clear the step by the reaction of driving the crank 4 and the arm 7. Further, during the ascending operation, the wheel 2 freely rotates along the step. After the wheel 2 is placed on the upper floor, the crank 4 is further rotated, so that the arm 7 is again accommodated within the diameter of the wheel 2 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The At this time, the crank 4 rotates with a part of the arm 7 still protruding out of the diameter of the wheel 2. Further, the crank 4 and the arm 7 are moved to the initial position (FIG. 3A).
4 (c), the arm 7 jumps out of the wheel 2 above the wheel 2 as shown in FIG. However, if the crank 4 and the arm 7 are arranged as far as possible (near the inside of the wheel 2) and a load or a passenger is mounted in the center portion, the arm 7 will not interfere with the load or the passenger. Incidentally, the arm 7 and the crank 4 may be arranged outside the wheel 2. When going up the stairs, the operations shown in FIGS. 3A to 4C are repeated. Therefore, according to this embodiment, the wheel 2 that supports the main body 1 movably, the fixed gear 3 that can be fixed, and the rotation center A that is provided at a position that does not hinder the rotation of the wheel 2 are provided. A rotationally driveable crank 4 that substantially coincides with the axis of the fixed gear 3, and a difference that rotates in conjunction with the fixed gear 3 by winding the chain 6 provided at a position displaced from the rotation center A of the crank 4. Including the moving gear 5, the differential gear 5 revolves around the fixed gear 3 along with the rotation of the crank 4 and rotates at an angular velocity approximately equal to the revolution angular velocity in the opposite direction to the revolution. The traveling device including the arm driving mechanism configured as described above and the arm 7 fixed to the differential gear 5 can raise or lower the center of gravity while continuing to support the center of gravity in the ascending operation. It is those that can be. In other words, it can be said that a traveling device that sufficiently secures the mechanical stability during the ascending operation with a minimum configuration is realized. The arm 7 that serves as a support when the traveling device is raised or lowered has a curved shape (a partial arc having substantially the same diameter as that of the wheel 2) having a predetermined size in the front-rear direction and bulging downward in a side view. The grounding portion 71 is provided with an end face of (shape). Therefore, during the ascending operation of the traveling device, the grounding unit 71 contacts the floor near the grounding point E of the wheel 2, and the grounding point E smoothly shifts as the arm 7 is driven to travel. Continue to be located directly below the center of gravity of the device. As a result, the step can be cleared more smoothly without mitigating the impact at the time of ascending without causing a mechanically unstable state. The crank 4 and the arm 7 which are components of the ascending mechanism can be simultaneously driven by a single drive system to execute the ascending operation, and the number of actuators to be mounted on the traveling device is determined. It also leads to reduction. If the baggage or the passenger is placed between the two parallel wheels, the center of gravity of the baggage is lowered, the arm 7 does not interfere with these and the safety is high. The configuration in which the crank 4 is rotated within the range of the diameter of the wheel 2 also contributes to the safety of the luggage or the passenger. The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. In the above-described example, two ascending mechanisms including the arm 7 and the arm driving mechanism are disposed on the left and right. However, the ascending mechanism may be one and the arm 7 may be disposed near the center of the traveling device. . The means for linking the fixed gear 3 and the differential gear 5 is not limited to the chain 6. As shown in FIG. 5, the idler gear 4 interposed between the fixed gear 3 and the differential gear 5.
A mode is also conceivable in which the fixed gear 3 and the differential gear 5 are linked to each other by rotatably attaching 3 to the crank 4. Also, as shown in FIG.
The phase may be shifted by 180 degrees. Instead of the gears 3 and 5 as in the above embodiment, wheels may be used as the fixed wheel and the differential wheel. In this case, the winding mechanism is not a chain 6 but a belt or the like. In addition, fixing of the fixed gear 3 can be released as necessary so that the crank 4 can be rotated and its angle adjusted appropriately without causing the arm 7 to jump out of the diameter of the wheel 2. You may comprise as follows. For example,
The fixed gear 3 is provided in the main body 1 so as to be able to rotate in synchronization with the rotation of the crank 4 so that the rotation of the fixed gear 3 can be suppressed during the ascending operation by a clutch device or a latch mechanism (not shown). Those configured as follows are preferable. Furthermore, if it is such, when the traveling device descends the step, the descending operation can be performed using the ascending mechanism according to the present embodiment. That is, the crank 4 and the fixed gear 3 are both rotated and arranged at an appropriate starting position in a state where the fixed gear 3 is released, and then the fixed gear 3 is fixed and then the crank 4 and the arm 7 are fixed. , The grounding portion 71 of the arm 7 is grounded to the lower floor, and the grounding portion 71 gently moves to the axle of the wheel 2 (or the crank rotation center A) so that the operation is reverse to that shown in FIG. The crank 4 and the arm 7 are driven so as to approach each other, and the traveling device is lowered to allow the wheels 2 to land on the lower floor. If the fixing gear 3 can be fixed and released appropriately, the degree of freedom in operating the arm 7 is increased. In other words, it can be used for a wide range of applications, such as loading and unloading luggage placed near or on the floor, tilting the posture of the traveling device body before the level difference, adjusting the angle of the loading platform, seat, etc. The arm 7 can be used. In addition, on a flat road, the fixed gear 3 is released and the crank 4 is driven by engaging the crank 4, the crank driving gear 42, the arm 7, etc. with the wheel 2 by an appropriate means. The wheel 2 may be driven by the driving force of the actuator. FIG.
As shown in FIG. 4, it is possible to remove a part of the teeth of the fixed gear 3 so that the arm 7 does not jump forward or upward. By moving the luggage using the movement of the arm jumping upward, the vehicle body and the luggage may alternately go up the stairs. Further, as an application example of the traveling apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 7, a traveling apparatus in which an endless track 91 that is separate from the wheels 2 and the arm drive mechanism is attached to the back seat 11 is used. It can also be configured. The endless track 91 may be driven by an actuator or may rotate freely. Alternatively, as shown in FIG. 8, three or four small rings 921
A guide member 92 arranged in a triangular or quadrangular shape may be rotatably attached to the back sheet 11 so as to be guided. The presence or absence of a step, the height of an existing step, and the like may be detected using a limit switch or a proximity sensor.
With regard to application to a mobile robot, voice and image communication may be performed using a mobile phone function, and remote control of the robot may be performed via a modem. The load can be easily transferred by moving the loading platform, the seat, and the like up and down using an operation in which the arm 7 jumps out of the diameter of the wheel 2 above the wheel 2. For example, a support for guiding the seat is provided between the knees of the crew member, and the seat is moved up and down by the arm 7 and rotated by 180 degrees around the support to move the seat between the traveling device and the bed. You may do it. In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. According to the present invention described in detail above, it is possible to realize a traveling apparatus that includes an ascending mechanism and sufficiently secures the mechanical stability in the ascending operation with a simple configuration. it can. Further, it is not necessary to separately provide an actuator for running the traveling device, and the weight of the device can be reduced. Therefore, handling of the device is facilitated, and the burden on the driver can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態に係る走行装置を示す側面
図。 【図2】同水平断面図。 【図3】同実施形態に係る昇段動作を示す図。 【図4】同実施形態に係る昇段動作を示す図。 【図5】本発明に係る変形例を示す水平断面図。 【図6】本発明に係る変形例を示す要部側面図。 【図7】本発明に係る変形例を示す側面図。 【図8】本発明に係る変形例を示す側面図。 【符号の説明】 1…本体部 2…車輪 3…固定車(固定ギア) 4…クランク 41…クランク軸 42…クランク駆動ギア 5…差動車(差動ギア) 51…差動ギア軸 6…チェーン 7…アーム 71…接地部 A…クランクの回転中心 E…接地点
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view showing a traveling apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a horizontal sectional view of the same. FIG. 3 is a view showing an ascending operation according to the embodiment; FIG. 4 is a view showing an ascending operation according to the embodiment. FIG. 5 is a horizontal sectional view showing a modification according to the present invention. FIG. 6 is a main part side view showing a modification according to the present invention. FIG. 7 is a side view showing a modification according to the present invention. FIG. 8 is a side view showing a modification according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body part 2 ... Wheel 3 ... Fixed wheel (fixed gear) 4 ... Crank 41 ... Crank shaft 42 ... Crank drive gear 5 ... Differential wheel (differential gear) 51 ... Differential gear shaft 6 ... Chain 7 ... Arm 71 ... Grounding part A ... Center of crank rotation E ... Grounding point

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】本体部を移動可能に支持する車輪と、固定
可能に設けられた固定車、前記車輪の回転を妨げない位
置に設けられ回転駆動可能な支持部材、並びに、前記支
持部材の回転中心から変位した部位に設けられ前記固定
車と連係して回転する差動車を内包し、前記支持部材の
回転に伴い前記差動車が前記固定車の周りを公転しなが
ら公転とは逆方向に公転の角速度と概略等しい大きさの
角速度で自転するように構成されたアーム駆動機構と、
前記差動車に固設されたアームとを具備する走行装置。
What is claimed is: 1. A wheel for movably supporting a main body, a fixed wheel provided so as to be fixed, a support member provided at a position not hindering rotation of the wheel, and capable of being driven to rotate. Including a differential wheel provided at a position displaced from the rotation center of the support member and rotating in conjunction with the fixed wheel, and revolving while the differential wheel revolves around the fixed wheel as the support member rotates. An arm drive mechanism configured to rotate in an opposite direction to an angular velocity substantially equal to the angular velocity of revolution,
A traveling device comprising an arm fixed to the differential wheel.
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