JP2011078729A - Rolling robot - Google Patents

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Shu Kasai
周 笠井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling robot provided with a lightweight and rigid body case. <P>SOLUTION: The rolling robot 1 includes a motor having a rotary shaft, a rotary member mounted on the rotary shaft, and a substantially cube-like body case which encloses the motor and the rotary member. The body case 2 includes a case frame 51 composed of a plurality of frames (52-57) formed in an annular shape by metal to be mutually connected in an integrated manner, and a case cover composed of a plurality of plate members (62, 63, 64) formed in a sheet-like shape by resin to cover each between the frames (52-57). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、本体ケースを転動させて移動する転動ロボットに関する。   The present invention relates to a rolling robot that moves by rolling a main body case.

特許文献1に示すように、転動ロボットは、回転軸を有するモータと、モータの回転軸に取り付られた回転部材としてのフライホイールと、モータに電力を供給するバッテリと、モータ、フライホイールおよびバッテリとを内包する略立方形状の本体ケースとを備え、また、モータは本体ケースの内壁に取り付けられている。そして、モータによりフライホイールを加減速し、このフライホイールの加減速により本体ケースに作用する回転反力によって本体ケースは回転し転動する。   As shown in Patent Document 1, a rolling robot includes a motor having a rotating shaft, a flywheel as a rotating member attached to the rotating shaft of the motor, a battery for supplying electric power to the motor, a motor, and a flywheel. And a substantially cubic main body case containing the battery, and the motor is attached to the inner wall of the main body case. Then, the flywheel is accelerated / decelerated by the motor, and the main body case rotates and rolls by the rotational reaction force acting on the main body case by the acceleration / deceleration of the flywheel.

さらに、本体ケース内には、本体ケースの回転角度を検出する角速度センサと、角速度センサからの信号に基づきモータの駆動を制御する制御装置が設けられている。そして、転動ロボットの本体ケースが目標とされる回転角度となるように、制御装置によりモータに供給される電力が制御される。また、転動ロボットは、例えば、本体ケースの辺の部分でバランスを保った状態で倒立する動作等が求められ、目標とされる回転角度に対し、高精度で制御される必要がある。  Further, in the main body case, an angular velocity sensor that detects the rotation angle of the main body case and a control device that controls the driving of the motor based on a signal from the angular velocity sensor are provided. Then, the power supplied to the motor is controlled by the control device so that the main body case of the rolling robot has a target rotation angle. Further, for example, the rolling robot is required to be inverted while maintaining a balance at the side of the main body case, and needs to be controlled with high accuracy with respect to a target rotation angle.

特開2008−119315号公報JP 2008-119315 A

上記のように、転動ロボットは内蔵するバッテリの電力により転動する。そのため、連続動作時間を長くするため、および低コスト化のため小型のバッテリを用いるため、転動ロボットは少ない電力で動作されることが望まれる。従って、モータに供給する電力量を低減する必要があり、電力量の低減のためモータの動作により回転される本体ケースの軽量化が求められる。また、転動ロボットの転動動作の応答性を高めるためにも本体ケースの軽量化が求められる。   As described above, the rolling robot rolls with the power of the built-in battery. Therefore, in order to lengthen the continuous operation time and to use a small battery for cost reduction, it is desired that the rolling robot is operated with less power. Therefore, it is necessary to reduce the amount of electric power supplied to the motor, and it is required to reduce the weight of the main body case rotated by the operation of the motor in order to reduce the electric energy. Further, in order to improve the responsiveness of the rolling operation of the rolling robot, the weight of the main body case is required.

また、転動ロボットは、目標の回転角度となるように高精度で制御される必要がある。そのためには、本体ケースが自重や転動動作により変形しないことが求められ、本体ケースには、ある程度以上の高い剛性が求められる。   In addition, the rolling robot needs to be controlled with high accuracy so as to achieve a target rotation angle. For this purpose, the main body case is required not to be deformed by its own weight or rolling operation, and the main body case is required to have a certain degree of high rigidity.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、軽量かつ剛性が高い本体ケースを備える転動ロボットを提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a rolling robot including a main body case that is lightweight and has high rigidity.

上記の課題を解決するために、本発明の請求項1に記載の転動ロボットは、回転軸を有するモータと、前記回転軸に取り付けられた回転部材と、前記モータおよび前記回転部材を内包する略立方形状の本体ケースと、を備える転動ロボットにおいて、前記本体ケースは、金属より環状に形成され、互いに一体的に連結される複数のフレームにより形成されるケースフレームと、樹脂より板状に形成され、前記各フレーム間を覆う複数のプレート部材から形成されるケースカバーと、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a rolling robot according to a first aspect of the present invention includes a motor having a rotation shaft, a rotation member attached to the rotation shaft, the motor and the rotation member. In a rolling robot comprising a substantially cubic main body case, the main body case is formed in a ring shape from metal and is formed of a plurality of frames that are integrally connected to each other, and a plate shape from resin. And a case cover formed from a plurality of plate members covering between the frames.

このように、本体ケースの強度を確保するケースフレームを、金属より環状に形成され
、互いに一体的に連結される複数のフレームにより形成されることで、本体ケースの剛性を高めることができる。また、ケースフレームを環状のフレームにより構成し軽量化するとともに、ケースカバーを樹脂より板状に形成される軽量なプレート部材で構成することで、本体ケースの軽量化が図られる。
As described above, the case frame that secures the strength of the main body case is formed of a plurality of frames that are annularly formed from metal and are integrally connected to each other, thereby increasing the rigidity of the main body case. Further, the weight of the main body case can be reduced by configuring the case frame with an annular frame to reduce the weight, and configuring the case cover with a light plate member formed in a plate shape from resin.

本発明の請求項2に記載の転動ロボットは、請求項1に記載の転動ロボットにおいて、前記ケースフレームは、四辺を有する略正方形状の第1から第6フレームにより形成され、前記第2フレームは前記第1フレームに対し略平行に配置され、前記第3および第4フレームは前記第1フレームに対し略垂直に配置され、前記第5および第6フレームは前記第1および第3フレームに対し略垂直に配置されていることを特徴とする。   The rolling robot according to a second aspect of the present invention is the rolling robot according to the first aspect, wherein the case frame is formed by first to sixth frames having substantially square shapes having four sides, and the second frame. The frame is disposed substantially parallel to the first frame, the third and fourth frames are disposed substantially perpendicular to the first frame, and the fifth and sixth frames are disposed on the first and third frames. It is characterized by being arranged substantially perpendicularly.

このように、各フレームを配置することにより、ケースフレームを3次元のいずれの方向からの外力に対し、剛性の高いものとすることができる。   Thus, by arranging each frame, the case frame can be made to have high rigidity with respect to the external force from any three-dimensional direction.

本発明の請求項3に記載の転動ロボットは、請求項2に記載の転動ロボットにおいて、前記第1乃至第6フレームの四隅は、それぞれ円弧形状に面取りされていることを特徴とする。   A rolling robot according to a third aspect of the present invention is the rolling robot according to the second aspect, characterized in that the four corners of the first to sixth frames are each chamfered in an arc shape.

このように、四隅が円弧形状に面取りされているフレームによりケースフレームを構成することにより、略立方形状のケースフレームの各面の連結部位は、円弧形状に形成されている。そのため、連結部位において応力が集中的に作用する箇所はなく、応力は分散される。このように、連結部位での応力が分散されることにより、ケースフレームの剛性はさらに高いものになり、本体ケースの剛性は向上する。   In this way, by forming the case frame with a frame whose four corners are chamfered in an arc shape, the connection portion of each surface of the substantially cubic case frame is formed in an arc shape. For this reason, there is no portion where stress acts intensively at the connected portion, and the stress is dispersed. As described above, the stress at the connection portion is dispersed, so that the rigidity of the case frame is further increased and the rigidity of the main body case is improved.

本発明によれば、本体ケースの強度を確保するケースフレームを、金属より環状に形成され、互いに一体的に連結される複数のフレームにより形成されることで、本体ケースの剛性を高めることができる。また、ケースフレームを環状のフレームにより構成し軽量化するとともに、ケースカバーを樹脂より板状に形成される軽量なプレート部材で構成することで、本体ケースの軽量化が図られる。   According to the present invention, the case frame that ensures the strength of the main body case is formed of a plurality of frames that are annularly formed from metal and are integrally connected to each other, so that the rigidity of the main body case can be increased. . Further, the weight of the main body case can be reduced by configuring the case frame with an annular frame to reduce the weight, and configuring the case cover with a light plate member formed in a plate shape from resin.

本発明の第1の実施の形態における転動ロボットの斜視図である。It is a perspective view of a rolling robot in a 1st embodiment of the present invention. 図1にて断面A−Aにて示す本発明の第1の実施の形態の転動ロボットの斜視図である。It is a perspective view of the rolling robot of the 1st Embodiment of this invention shown by the cross section AA in FIG. 本発明の第1の実施の形態における転動ロボットの制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control apparatus of the rolling robot in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるケースフレームの斜視図である。It is a perspective view of a case frame in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における本体フレームの一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of main body frame in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態のおける転動ロボットの本体フレームを示す一部展開斜視図である。It is a partially expanded perspective view which shows the main body frame of the rolling robot in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態のおける本体フレームの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of main body frame in the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る転動ロボットの外観形状を示す斜視図であり、図2は、図1にて断面A−Aにて示す転動ロボットの内部構造を示す断面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an external shape of a rolling robot according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of the rolling robot shown by a section AA in FIG.

この転動ロボット1は、その外殻をなす略立方形状の本体ケース2を有しており、この本体ケース2の内部には、メインモータ(モータ)3と、そのモータ3の回転軸4に回転可能に支持されるフライホイール(回転部材)5と、その回転軸4に略直交する方向に延在し、モータ3を回動自在に支持するモータ支持軸6,7と、メインモータ3をモータ支持軸6,7回りに回動駆動するサブモータ8と、転動ロボット1の姿勢を検出するセンサ9と、メインモータ3及びサブモータ8の動作を制御する制御装置10とを主として備える。すなわち、モータ3およびフライホイール5は、本体ケース2内に内包される。   The rolling robot 1 has a substantially cubic main body case 2 that forms an outer shell. A main motor (motor) 3 and a rotating shaft 4 of the motor 3 are provided inside the main body case 2. A flywheel (rotating member) 5 that is rotatably supported, motor support shafts 6 and 7 that extend in a direction substantially orthogonal to the rotation shaft 4 and rotatably support the motor 3, and a main motor 3 It mainly includes a sub motor 8 that rotates around the motor support shafts 6, 7, a sensor 9 that detects the attitude of the rolling robot 1, and a control device 10 that controls the operation of the main motor 3 and the sub motor 8. That is, the motor 3 and the flywheel 5 are enclosed in the main body case 2.

本体ケース2は、略立方形状をなし、各面の連結部位に形成される角部を円弧状に面取りした構成を有している。この本体ケース2の形状は、ここに示すものに限らず、例えば、直方体や、4面体その他の多面体として形成することもできる。ない、本体ケース2の詳細については、後述する。   The main body case 2 has a substantially cubic shape, and has a configuration in which corners formed at connecting portions of each surface are chamfered in an arc shape. The shape of the main body case 2 is not limited to that shown here, and can be formed as a rectangular parallelepiped, a tetrahedron, or other polyhedrons, for example. Details of the main body case 2 will be described later.

メインモータ3は、その回転軸4に回転力を発生する周知の電動機であり、フライホイール5を高速回転させる一方で、それ自身がモータ支持軸6,7周りに回動可能となっている。   The main motor 3 is a well-known electric motor that generates a rotational force on the rotating shaft 4, and rotates itself around the motor support shafts 6 and 7 while rotating the flywheel 5 at a high speed.

モータ支持軸6は、その上端側がロボット本体ケース2に取り付けられた軸受部材27に設けられた軸孔21に挿入されて回転自在に支持されるとともに、下端側がモータ3の本体を覆うカバー22の上部に連結されている。また、モータ支持軸7は、支持軸6と略同軸上に配置され、その下端側がロボット本体ケース2に設けられた支持部材23によって本体ケース2に固定されるとともに、上端側にはギア24が取り付けられている。   The motor support shaft 6 is inserted into a shaft hole 21 provided in a bearing member 27 attached to the robot body case 2 at the upper end side and is rotatably supported, and the lower end side of the cover 22 covering the body of the motor 3. Connected to the top. The motor support shaft 7 is arranged substantially coaxially with the support shaft 6, and a lower end side thereof is fixed to the main body case 2 by a support member 23 provided on the robot main body case 2, and a gear 24 is provided on the upper end side. It is attached.

サブモータ8は、モータ3のカバー22の下部に連結されたギアボックス25に固定されている。このサブモータ8の回転軸に取り付けられたピニオンギア26は、モータ支持軸7のギア24と噛合された状態にあり、サブモータ8は、その回転軸が回転する際にモータ支持軸6,7周りを旋回するように移動する。これにともない、サブモータ8が固定されたモータ3がモータ支持軸6,7周りを回動することになる。このように、サブモータ8をメインモータ3に連結して一体的に回動させる構成とすることで、制御装置10からのメインモータ3及びサブモータ8の双方に対する制御信号の送受や電力供給等が容易となるという利点がある。サブモータ8としては、支持軸7の回動動作の角度を高精度に制御可能なサーボモータ等を用いることができる。   The sub motor 8 is fixed to a gear box 25 connected to the lower part of the cover 22 of the motor 3. The pinion gear 26 attached to the rotation shaft of the sub motor 8 is in mesh with the gear 24 of the motor support shaft 7, and the sub motor 8 rotates around the motor support shafts 6 and 7 when the rotation shaft rotates. Move to turn. Accordingly, the motor 3 to which the sub motor 8 is fixed rotates around the motor support shafts 6 and 7. In this way, by connecting the sub motor 8 to the main motor 3 and rotating integrally, it is easy to send and receive control signals to both the main motor 3 and the sub motor 8 from the control device 10 and to supply power. There is an advantage that As the sub motor 8, a servo motor or the like that can control the angle of the rotation of the support shaft 7 with high accuracy can be used.

なお、別法として、サブモータ8をモータ3ではなくロボット本体ケース2の内面に固定する一方、モータ支持軸7の下端側を本体ケース2に回転可能に支持するとともに、その上端側をモータ3に連結するような構成も可能である。   Alternatively, the sub motor 8 is fixed to the inner surface of the robot body case 2 instead of the motor 3, while the lower end side of the motor support shaft 7 is rotatably supported by the body case 2, and the upper end side of the sub motor 8 is fixed to the motor 3. It is also possible to connect them.

センサ9は、本体ケース2の内面に取り付けられ、図示しない通信線を介して制御装置10と通信可能に接続されている。このセンサ9としては、例えば、前後、左右、上下方向の加速度ベクトルを検出できる3軸加速度センサや、角速度ベクトルを検出できる3軸角速度センサを用いることができる。センサ9の検出結果(重力ベクトルや転動時の加速度や角速度ベクトルの情報)は制御装置10に送られ、制御装置10が制御を行う際の転動ロボット1の姿勢や転動時の回転角度や角速度の情報として利用される。   The sensor 9 is attached to the inner surface of the main body case 2 and connected to the control device 10 via a communication line (not shown) so as to be communicable. As this sensor 9, for example, a triaxial acceleration sensor that can detect acceleration vectors in the front-rear, left-right, and vertical directions, or a triaxial angular velocity sensor that can detect angular velocity vectors can be used. The detection result of the sensor 9 (information on the gravity vector, the acceleration at the time of rolling and the angular velocity vector) is sent to the control device 10, and the posture of the rolling robot 1 and the rotation angle at the time of rolling when the control device 10 performs control. And is used as information on angular velocity.

制御装置10は、モータ3に対し、その回転軸4が延出する一端側とは反対の他端側に取り付けられている。この制御装置10は、フライホイール5を加減速させ、転動に必要な回転反力を本体ケース2に作用させる回転モーメントを発生させるように制御を実行することができる。そして、本体ケース2に作用するこの回転反力により本体ケース2は回転し、転動ロボット1は転動動作を行う。   The control device 10 is attached to the motor 3 on the other end side opposite to the one end side on which the rotating shaft 4 extends. The control device 10 can execute control so as to generate a rotational moment that accelerates or decelerates the flywheel 5 and causes a rotational reaction force necessary for rolling to act on the main body case 2. The main body case 2 is rotated by this rotational reaction force acting on the main body case 2, and the rolling robot 1 performs a rolling operation.

この場合、制御装置10は、メインモータ3のケーシングに取り付けられており、モータ3と一体的に回動するが、フライホイール5のように高速回転することはないので、センサ9との間の通信を簡易な構成で実現することができる。例えば、制御装置10とセンサ9との通信を、制御装置10の回動範囲を考慮して長さ及び配置を決定した通信線(有線)により実現することも可能である。   In this case, the control device 10 is attached to the casing of the main motor 3 and rotates integrally with the motor 3, but does not rotate at a high speed like the flywheel 5. Communication can be realized with a simple configuration. For example, communication between the control device 10 and the sensor 9 can be realized by a communication line (wired) whose length and arrangement are determined in consideration of the rotation range of the control device 10.

なお、別法として転動ロボット1の姿勢を検出するセンサを、制御装置10内に設ける構成(図1のセンサ9’参照)も可能である。このように、センサ9’を制御装置10とともにメインモータ3に取り付けることで、制御装置10とメインモータ3またはサブモータ8との間の制御信号の送受及び電力供給、並びに制御装置10とセンサ9’との間の通信を簡易な構成で実現することができる。     Alternatively, a configuration in which a sensor for detecting the posture of the rolling robot 1 is provided in the control device 10 (see the sensor 9 'in FIG. 1) is also possible. Thus, by attaching the sensor 9 ′ to the main motor 3 together with the control device 10, transmission and reception of control signals and power supply between the control device 10 and the main motor 3 or the sub motor 8, and the control device 10 and the sensor 9 ′. Can be realized with a simple configuration.

図3は、転動ロボットの制御装置の概略構成を示すブロック図である。この制御装置10は、転動ロボットの転動動作を総括的に制御する主コントローラ31と、メインモータ3を駆動するためのメインモータ用ドライバ32と、サブモータ8を駆動するためのサブモータ用ドライバ33とから主として構成される。モータドライバ32,33としては、モータ3,8における速度、トルク、位置決め等の制御が可能な周知のドライバを用いることができる。   FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the control device for the rolling robot. The control device 10 includes a main controller 31 that comprehensively controls the rolling operation of the rolling robot, a main motor driver 32 for driving the main motor 3, and a sub motor driver 33 for driving the sub motor 8. And mainly consists of As the motor drivers 32 and 33, known drivers capable of controlling the speed, torque, positioning and the like in the motors 3 and 8 can be used.

主コントローラ31は、オペレータ用の操作キー等を有する外部コントローラ41からの指令信号Sを受信するためのアンテナを有しており、この指令信号Sにより指示された転動動作を実行するために、各モータドライバ32,33に対する制御信号を生成する。このとき、主コントローラ31は、センサ9の検出結果を取得することで、転動ロボット1の姿勢や転動時の回転角度や角速度を把握することができる。モータドライバ32,33は、主コントローラ31から受信する制御信号に従ってそれぞれのモータ3,8を駆動し、速度、トルク、位置決め等の制御を行う。   The main controller 31 has an antenna for receiving a command signal S from an external controller 41 having operation keys for an operator and the like, and in order to execute a rolling operation instructed by the command signal S, Control signals for the motor drivers 32 and 33 are generated. At this time, the main controller 31 can grasp the posture of the rolling robot 1, the rotation angle at the time of rolling, and the angular velocity by acquiring the detection result of the sensor 9. The motor drivers 32 and 33 drive the motors 3 and 8 in accordance with control signals received from the main controller 31 to control speed, torque, positioning, and the like.

なお、主コントローラ31が、外部コントローラ41からの指令信号Sによらずに、予め転動ロボット1内に設けたメモリ等に記憶された制御プログラムに従って各モータドライバ32,33に対する制御信号を生成する構成も可能である。また、制御装置10には、メインモータ3及びサブモータ8に対して電力を供給するためのバッテリが取り付けられている。   The main controller 31 generates control signals for the motor drivers 32 and 33 in accordance with a control program stored in advance in a memory or the like provided in the rolling robot 1 without depending on the command signal S from the external controller 41. Configuration is also possible. In addition, a battery for supplying power to the main motor 3 and the sub motor 8 is attached to the control device 10.

次に、本体ケース2の詳細について図面に基づき説明する。図1に示されるように、本体ケース2は、金属より形成され、互いに連結される複数のフレーム(52から57)により形成されたケースフレーム51と、樹脂により板状に形成され、各フレーム(52から57)間を覆うプレート部材(62から64)から形成されるケースカバー61とを備えている。なお、本実施の形態では、フレーム(52から57)は、アルミにより形成されており、軽量かつ高強度に形成されている。   Next, details of the main body case 2 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the main body case 2 is made of metal and formed of a plurality of frames (52 to 57) that are connected to each other, and is formed into a plate shape with a resin. 52 to 57) and a case cover 61 formed of plate members (62 to 64). In the present embodiment, the frames (52 to 57) are made of aluminum and are light and have high strength.

図4は、ケースフレームの外観形状を示す斜視図である。同図に示すように、ケースフレーム51は、第1から第6フレーム(52から57)により形成されている。   FIG. 4 is a perspective view showing an external shape of the case frame. As shown in the figure, the case frame 51 is formed of first to sixth frames (52 to 57).

各フレーム(52から57)は、それぞれ連結部位である角が円弧状に面取りされた略コの字形状の2つのフレーム部材((52a,52b)(53a,53b)(54a,54b)(55a,55b)(56a,56b)(57a,57b))により形成されている。そして、第1から第4フレーム(52から55)は、それぞれネジSCによる締結により、連結手段としての連結部材((52c,52d)(53c,53d)(54c,54d)(55c,55d))によって一体的に連結されている。   Each frame (52 to 57) has two substantially U-shaped frame members ((52a, 52b) (53a, 53b) (54a, 54b) (55a) whose corners which are connecting portions are chamfered in an arc shape. , 55b) (56a, 56b) (57a, 57b)). Then, the first to fourth frames (52 to 55) are respectively connected by screws SC, thereby connecting members ((52c, 52d) (53c, 53d) (54c, 54d) (55c, 55d)) as connecting means. Are integrally connected.

そして、上記のように形成される第1から第6フレーム(52から57)は、直線状である四辺を有し、隣接する四辺が互いに直交する位置に配置される略正方形状であり、四隅がそれぞれ略四半分円の円弧形状に形成される。また、第1から第6フレーム(52から57)は、いずれも略同一形状に形成されている。   The first to sixth frames (52 to 57) formed as described above have four sides that are linear, and are substantially square shapes that are arranged at positions where the adjacent four sides are orthogonal to each other. Are formed in a substantially quadrant circular arc shape. The first to sixth frames (52 to 57) are all formed in substantially the same shape.

次に、各フレーム(52から57)の配置について以下説明する。第2フレーム53は、第1フレーム52に対し略平行に所定の間隔を隔てて配置され、第3および第4フレーム(54,55)は、第1および第2フレーム(52,53)に対し略垂直に互いに所定の間隔を隔てて配置されている。また、第5および第6フレーム(56,57)は、第1および第2フレーム(52,53)に対し略垂直であるとともに、第3および第4フレーム(54,55)に対しても略垂直に、互いに所定の間隔を隔てて配置されている。   Next, the arrangement of the frames (52 to 57) will be described below. The second frame 53 is disposed substantially parallel to the first frame 52 at a predetermined interval, and the third and fourth frames (54, 55) are arranged with respect to the first and second frames (52, 53). They are arranged substantially perpendicularly at a predetermined interval. Further, the fifth and sixth frames (56, 57) are substantially perpendicular to the first and second frames (52, 53), and are also substantially perpendicular to the third and fourth frames (54, 55). They are arranged vertically at a predetermined interval.

上記のようなフレーム(52から57)の配置位置において、各フレーム(52から57)は互いに嵌め込み連結により一体的に連結され、ケースフレーム51は、各フレーム(52から57)により一体的なラーメン構造に形成されている。ラーメン構造は、強度が高い構造であり、一般建造物や橋桁にも用いられており、ケースフレーム51をこのようなラーメン構造とすることにより、ケースフレーム51の剛性は高いものとされている。   In the arrangement positions of the frames (52 to 57) as described above, the frames (52 to 57) are integrally connected to each other by fitting and the case frame 51 is integrated with the frames (52 to 57). Formed in the structure. The ramen structure is a structure having high strength and is also used in general buildings and bridge girders. By making the case frame 51 into such a ramen structure, the case frame 51 has high rigidity.

さらに、略立方形状のケースフレーム51の各面の連結部位は、各フレーム(52から57)の四隅の形状により、円弧形状に形成されている。そのため、連結部位において応力が集中的に作用する箇所はなく、応力は分散される。このように、連結部位での応力が分散されることにより、ケースフレーム51の剛性はさらに高いものになっている。   Furthermore, the connection part of each surface of the substantially cubic case frame 51 is formed in an arc shape by the shape of the four corners of each frame (52 to 57). For this reason, there is no portion where stress acts intensively at the connected portion, and the stress is dispersed. In this way, the rigidity of the case frame 51 is further increased by dispersing the stress at the connection portion.

また、図2に示すように、転動ロボット1においては、本体ケース2内にモータ3およびフライホイール5等を内包配置する必要があるため、転動ロボット1の組み立て時において、本体ケース2のケースフレーム51は、分割可能であることが求められる。その点に関し、前述のように、第1から第4フレーム(52から55)は、連結部材((52c,52d)(53c,53d)(54c,54d)(55c,55d))によって連結される構成となっている。そのため、連結部材((52c,52d)(53c,53d)(54c,54d)(55c,55d))と各フレーム部材((52a,52b)(53a,53b)(54a,54b)(55a,55b))との連結を解除することにより、ケースフレーム51を分割することが可能となる。   As shown in FIG. 2, in the rolling robot 1, the motor 3, the flywheel 5, and the like need to be included in the main body case 2. Therefore, when the rolling robot 1 is assembled, The case frame 51 is required to be splittable. In this regard, as described above, the first to fourth frames (52 to 55) are connected by the connecting members ((52c, 52d) (53c, 53d) (54c, 54d) (55c, 55d)). It has a configuration. Therefore, the connecting member ((52c, 52d) (53c, 53d) (54c, 54d) (55c, 55d)) and each frame member ((52a, 52b) (53a, 53b) (54a, 54b) (55a, 55b) The case frame 51 can be divided by releasing the connection with ()).

次に、本体ケース2に備わるケースカバー61の詳細について図1および図5に基づき説明する。なお、図5は、本体ケースの一部を示す斜視図である。   Next, details of the case cover 61 provided in the main body case 2 will be described with reference to FIGS. 1 and 5. FIG. 5 is a perspective view showing a part of the main body case.

図1および図5に示すように、ケースカバー61は、6つのフラットプレート部材62と、8つのアーチプレート部材63と、同じく8つのドームプレート部材64とを備え、各プレート部材(62,63,64)は、それぞれ各フレーム(52,53,54,55,56,57)間に挿入固定され、各フレーム(52,53,54,55,56,57)間を覆う。各プレート部材(62,63,64)は、軽量な樹脂により薄板状に形成されており、本体ケース2の軽量化が図られている。   As shown in FIGS. 1 and 5, the case cover 61 includes six flat plate members 62, eight arch plate members 63, and eight dome plate members 64, and each plate member (62, 63, 64) is inserted and fixed between the frames (52, 53, 54, 55, 56, 57), and covers between the frames (52, 53, 54, 55, 56, 57). Each plate member (62, 63, 64) is formed in a thin plate shape with a lightweight resin, so that the weight of the main body case 2 is reduced.

フラットプレート部材62は、正方平面形状に形成されており、ケースフレーム51において、図5に示すように、例えば、正方平面S1を形成する第1から第4フレーム(52から55)間に挿入固定され、第1から第4フレーム(52から55)間を覆う。ケースフレーム51には、上記のような正方平面が6つ形成されており、6つのフラットプレート部材62により、これらの正方平面が覆われる。   The flat plate member 62 is formed in a square plane shape. In the case frame 51, as shown in FIG. 5, for example, the flat plate member 62 is inserted and fixed between the first to fourth frames (52 to 55) forming the square plane S1. And covers between the first to fourth frames (52 to 55). Six square planes as described above are formed in the case frame 51, and these square planes are covered by six flat plate members 62.

アーチプレート部材63は、方形曲面形状に形成されており、ケースフレーム51において、図5に示すように、例えば、正方曲面S2を形成する第1から第3フレーム(52から54)および第5フレーム56間に挿入固定され、第1から第3フレーム(52から54)および第5フレーム56間を覆う。ケースフレーム51には、上記のような方形曲面が8つ形成されており、8つのアーチプレート部材63により、これらの方形曲面が覆われる。   The arch plate member 63 is formed in a square curved surface shape, and, as shown in FIG. 5, in the case frame 51, for example, first to third frames (52 to 54) and a fifth frame forming a square curved surface S2. 56 is inserted and fixed between the first to third frames (52 to 54) and the fifth frame 56. The case frame 51 has eight rectangular curved surfaces as described above, and these eight curved surfaces are covered by the eight arch plate members 63.

ドームプレート部材64は、山型形状に形成されており、ケースフレーム51において、図5に示すように、例えば、三角曲面S3を形成する第2、第3および第5フレーム(53,54,56)間に挿入固定され、第2、第3および第5フレーム(53,54,56)間を覆う。ケースフレーム51には、上記のような三角曲面が8つ形成されており、8つのドームプレート部材64により、これらの三角曲面が覆われる。   The dome plate member 64 is formed in a mountain shape. In the case frame 51, as shown in FIG. 5, for example, the second, third, and fifth frames (53, 54, 56) that form a triangular curved surface S3. ), And covers between the second, third and fifth frames (53, 54, 56). Eight triangular curved surfaces as described above are formed in the case frame 51, and these triangular curved surfaces are covered by the eight dome plate members 64.

なお、本発明は上述の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において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.

次に、本発明の第2の実施の形態における転動ロボット100について、図6に基づいて説明する。第2の実施の形態における転動ロボット100は、第1の実施の形態における転動ロボット1に対して、本体ケースに備わるフラットプレート部材のうち、一部のフラットプレート部材の形状のみ異なる。そして、第2の実施の形態における転動ロボット100において、上記のフラットプレート部材以外の他の部品の形状等は、第1の実施の形態における転動ロボット1と同一である。従って、以下、上記のフラットプレート部材等についてのみ説明し、その他の部品については、第1の実施形態における転動ロボット1と同一の符号を付し、説明を一部省略する。   Next, the rolling robot 100 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The rolling robot 100 in the second embodiment differs from the rolling robot 1 in the first embodiment only in the shape of some of the flat plate members included in the main body case. In the rolling robot 100 according to the second embodiment, the shapes of other parts other than the flat plate member are the same as those of the rolling robot 1 according to the first embodiment. Therefore, only the above flat plate member and the like will be described below, and the other components are denoted by the same reference numerals as those of the rolling robot 1 in the first embodiment, and a part of the description is omitted.

転動ロボット100は、その外殻をなす略立方形状の本体ケース20を有している。本体ケース20は、ケースフレーム51と、樹脂により板状に形成され、各フレーム(52から57)間を覆うプレート部材(62から64,162)から形成されるケースカバー61とを備えている。   The rolling robot 100 has a substantially cubic main body case 20 that forms an outer shell thereof. The main body case 20 includes a case frame 51 and a case cover 61 formed from a plate member (62 to 64, 162) formed of a resin and covering between the frames (52 to 57).

そして、プレート部材(62から64,162)において、アーチプレート部材63は、その両端に一体形成されている鉤状の係止部63aを有している。また、フラットプレート部材(62,162)において、連結部材(52c,52d,53c,53d,54c,54d,55c,55d)に当接するフラットプレート部材162は、アーチプレート部材63と同様にその両端に一体形成されている係止部162aを有している。   In the plate members (62 to 64, 162), the arch plate member 63 has hook-shaped locking portions 63a formed integrally at both ends thereof. Further, in the flat plate member (62, 162), the flat plate member 162 that comes into contact with the connecting member (52c, 52d, 53c, 53d, 54c, 54d, 55c, 55d) is formed at both ends in the same manner as the arch plate member 63. It has the latching | locking part 162a formed integrally.

次に、図7に基づき、フラットプレート部材162およびアーチプレート部材63のケースフレーム51への取り付けについて説明する。まず、フラットプレート部材162が、その両端に一体形成されている係止部162aをケースフレーム51に対し本体ケース20の内側から当接する位置に配置するように設置される。そして、その後、アーチプレート部材63が、その両端に一体形成されている係止部63aをフラットプレート部材162の係止部162aに対し本体ケース20の内側から当接する位置に配置するように設置される。なお、アーチプレート部材63は弾性を有する樹脂により形成されているため、アーチ状の円弧をクリップ状に変形させることが可能である。そのため、アーチプレート部材63をクリップ状に変形させることにより、アーチプレート部材63を上記の位置に配置させることが可能である。   Next, attachment of the flat plate member 162 and the arch plate member 63 to the case frame 51 will be described with reference to FIG. First, the flat plate member 162 is installed so that the locking portions 162 a formed integrally at both ends thereof are disposed at positions where the locking portions 162 a are in contact with the case frame 51 from the inside of the main body case 20. Then, after that, the arch plate member 63 is installed so that the locking portions 63a formed integrally at both ends thereof are arranged at positions where they come into contact with the locking portions 162a of the flat plate member 162 from the inside of the main body case 20. The Since the arch plate member 63 is made of an elastic resin, the arch-shaped arc can be deformed into a clip shape. Therefore, it is possible to arrange the arch plate member 63 at the above position by deforming the arch plate member 63 into a clip shape.

上記のように、フラットプレート部材162およびアーチプレート部材63をケースフレーム51へ取り付けることにより、フラットプレート部材162は、ケースフレーム5
1およびアーチプレート部材63の係止部63aにより、フラットプレート部材162の係止部162aが狭持され、ケースフレーム51に対し固定される。また、アーチプレート部材63は、鉤状の係止部63aの側壁がケースフレーム51に当接し、ケースフレーム51に固定される。
As described above, by attaching the flat plate member 162 and the arch plate member 63 to the case frame 51, the flat plate member 162 is attached to the case frame 5.
1 and the locking part 63a of the arch plate member 63 hold the locking part 162a of the flat plate member 162 and fix it to the case frame 51. The arch plate member 63 is fixed to the case frame 51 with the side wall of the hook-shaped locking portion 63 a abutting against the case frame 51.

また、上記のように、アーチプレート部材63は、アーチ状の円弧をクリップ状に変形させることが可能である。そのため、アーチプレート部材63をクリップ状に変形させることにより、アーチプレート部材63をケースフレーム51から取り外すとともに、アーチプレート部材63をケースフレーム51から取り外した後に、フラットプレート部材162をケースフレーム51から取り外すことが可能である。   Further, as described above, the arch plate member 63 can deform an arch-shaped arc into a clip shape. Therefore, by deforming the arch plate member 63 into a clip shape, the arch plate member 63 is removed from the case frame 51, and after the arch plate member 63 is removed from the case frame 51, the flat plate member 162 is removed from the case frame 51. It is possible.

以上に示されるように、アーチプレート部材63およびフラットプレート部材162をケースフレーム51から着脱することが可能であるため、転動ロボット100に備わるバッテリBTの充電などのメンテナンスを外部から行うことが可能である。   As described above, since the arch plate member 63 and the flat plate member 162 can be detached from the case frame 51, maintenance such as charging of the battery BT provided in the rolling robot 100 can be performed from the outside. It is.

なお、本発明は上述の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において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。従って、アーチプレート部材63は、樹脂より形成されていなくてよく、弾性を有する金属材料であってよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the arch plate member 63 does not need to be formed from resin, and may be a metal material having elasticity.

1 転動ロボット
2 本体ケース
3 メインモータ(モータ)
4 回転軸
5 フライホイール
6、7 モータ支持軸
8 サブモータ
9 センサ
10 制御装置
21 軸孔
22 カバー
23 支持部材
24 ギヤ
25 ギヤボックス
26 ピニオンギヤ
27 軸受部材
31 主コントローラ
32 メインモータ用ドライバ
33 サブモータ用ドライバ
41 外部コントローラ
S 指令信号
42 アンテナ
BT バッテリ
51 ケースフレーム
52 第1フレーム
52a フレーム部材
52b フレーム部材
52c、52d、53c、53d、54c、54d、55c、55d 連結部材(連結手段)
53 第2フレーム
53a、53b、54a、54b、55a、55b、56a、56b、57a、57b
フレーム部材
54 第3フレーム
55 第4フレーム
56 第5フレーム
57 第6フレーム
61 ケースカバー
62 フラットプレート部材
63 アーチプレート部材
63a 係止部
64 ドームプレート部材
SC ネジ
162 フラットプレート部材
162a 係止部
1 Rolling robot 2 Body case 3 Main motor (motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Rotating shaft 5 Flywheel 6, 7 Motor support shaft 8 Sub motor 9 Sensor 10 Control device 21 Shaft hole 22 Cover 23 Support member 24 Gear 25 Gear box 26 Pinion gear 27 Bearing member 31 Main controller 32 Main motor driver 33 Sub motor driver 41 External controller S Command signal 42 Antenna BT Battery 51 Case frame 52 First frame 52a Frame member 52b Frame members 52c, 52d, 53c, 53d, 54c, 54d, 55c, 55d Connecting member (connecting means)
53 Second frame 53a, 53b, 54a, 54b, 55a, 55b, 56a, 56b, 57a, 57b
Frame member 54 3rd frame 55 4th frame 56 5th frame 57 6th frame 61 Case cover 62 Flat plate member 63 Arch plate member 63a Locking portion 64 Dome plate member SC Screw 162 Flat plate member 162a Locking portion

Claims (5)

回転軸を有するモータと、前記回転軸に取り付られた回転部材と、前記モータおよび前記回転部材を内包する略立方形状の本体ケースと、を備える転動ロボットにおいて、
前記本体ケースは、金属より環状に形成され、互いに一体的に連結される複数のフレームにより形成されるケースフレームと、樹脂より板状に形成され、前記各フレーム間を覆う複数のプレート部材から形成されるケースカバーと、を備えることを特徴とする転動ロボット。
In a rolling robot comprising: a motor having a rotating shaft; a rotating member attached to the rotating shaft; and a substantially cubic main body case containing the motor and the rotating member.
The main body case is formed of a plurality of frames that are annularly formed from metal and are integrally connected to each other, and a plurality of plate members that are formed in a plate shape from resin and cover each frame. A rolling robot comprising a case cover.
前記ケースフレームは、四辺を有する略正方形状の第1から第6フレームにより形成され、前記第2フレームは前記第1フレームに対し略平行に配置され、前記第3および第4フレームは前記第1フレームに対し略垂直に配置され、前記第5および第6フレームは前記第1および第3フレームに対し略垂直に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の転動ロボット。   The case frame is formed by first to sixth substantially square-shaped frames having four sides, the second frame is disposed substantially parallel to the first frame, and the third and fourth frames are the first frame. The rolling robot according to claim 1, wherein the rolling robot is disposed substantially perpendicular to a frame, and the fifth and sixth frames are disposed substantially perpendicular to the first and third frames. 前記第1乃至第6フレームの四隅は、それぞれ円弧形状に面取りされていることを特徴とする請求項2に記載の転動ロボット。   The rolling robot according to claim 2, wherein the four corners of the first to sixth frames are each chamfered in an arc shape. 前記プレート部材は、前記ケースフレームにおいて正方平面を形成する各フレーム間を覆う正方平面形状のフラットプレート部材と、前記ケースフレームにおいて方形曲面を形成する前記各フレーム間を覆う方形曲面形状のアーチプレート部材と、前記ケースフレームにおいて三角曲面を形成する各フレーム間を覆う山型形状のドームプレート部材とを備えることを特徴とする請求項3に記載の転動ロボット。   The plate member includes a square flat plate-shaped flat plate member that covers between the frames that form a square plane in the case frame, and a square-curved arch plate member that covers the frames that form a square curved surface in the case frame. The rolling robot according to claim 3, further comprising: a mountain-shaped dome plate member that covers between the frames forming a triangular curved surface in the case frame. 前記第1から第4フレームは、それぞれ2つの略コの字形状のフレーム部材と、前記2つのフレーム部材を一体的に連結する連結手段とを有し、
前記ケースフレームは、前記連結手段により分割可能であることを特徴とする請求項2に記載の転動ロボット。
Each of the first to fourth frames has two substantially U-shaped frame members and connecting means for integrally connecting the two frame members,
The rolling robot according to claim 2, wherein the case frame can be divided by the connecting means.
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