JP2022067131A - 履帯式走行体および走行装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022067131000001
【課題】走行装置の走行時の安定性を高める履帯式走行体を提供することを目的とする。
【解決手段】履帯式走行体10は、履帯11と、履帯11に駆動力を与える駆動輪13と、駆動輪13の下方に配置された少なくとも二つの転輪15a,15bと、二つの転輪15a,15bの間に設けられ、二つのアイドラ18a,18b(補助輪の一例)が揺動可能に設けられた補助機構8と、を備え、アイドラ18a(一方の補助輪の一例)が垂直方向に押し上げられた際のアイドラ18aの押上量yが、アイドラ18b(他方の補助輪の一例)の押下量yよりも大きい。
【選択図】図19

Description

本開示内容は、履帯式走行体および走行装置に関する。
近年、様々な使用環境や用途において、従来の人手で行われていた作業の支援や人が対応できない環境での作業を行うための移動型のロボット(走行装置)が活用されている。このような走行装置において、劣悪な路面環境や限られたスペースでの走行にも対応できるように、走行機構には、高い機動性と信頼性が求められる。
また、走行時の安定性を高めるため、履帯式(クローラ式)の走行体を備えた走行装置が知られている。例えば、特許文献1には、姿勢を安定させて走行させるために、インホイールモータを内蔵した起動輪と二つの転輪によって形成される三角形の履帯式の走行ユニットを用いる内容が開示されている。さらに、特許文献2には、トラクタに装備されるクローラ走行装置において、三角配置された駆動輪と二つの従動輪の底辺に、複数の遊動輪を配置する構成が開示されている。
特開2017-218105号公報 特開2015-155302号公報
しかしながら、従来の方法では、履帯式の走行体の場合、遊動輪のような補助機構を配置可能な範囲が限られており、走行性能の向上と限られたサイズの中での補助機構の配置の両立を図る必要があるという課題があった。
上述した課題を解決すべく、請求項1に係る発明は、履帯と、前記履帯に駆動力を与える駆動輪と、前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、を備え、前記駆動輪と前記転輪との間に前記履帯を掛け回した履帯式走行体であって、前記二つの転輪の間に設けられ、二つの補助輪が揺動可能に設けられた補助機構を備え、一方の補助輪が垂直方向に押し上げられた際の当該一方の補助輪の押上量が、他方の補助輪の押下量よりも大きい履帯式走行体である。
本発明によれば、走行装置の走行時の安定性を高める履帯式走行体を提供することができるという効果を奏する。
(A)~(C)走行装置の外観の一例を示す図である。 走行装置の走行状態の一例を示す図である。 走行装置のハードウエア構成の一例を示す図である。 履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 (A)(B)履帯式走行体に備えられたテンショナの構成の一例を示す図である。 テンショナの詳細構成の一例を示す斜視図である。 テンショナの状態変化について説明するための図である。 履帯式走行体に備えられた側板の構成の一例を示す図である。 履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 (A)~(C)履帯式走行体に備えられた駆動輪の構成の一例を示す図である。 (A)~(C)履帯式走行体に備えられた転輪の構成の一例を示す図である。 転輪における軸部の内部構造の一例を示す図である。 補助機構の構成の一例を示す図である。 リンクの内部構造の一例を示す図である。 (A)~(C)アイドラの構成の一例を示す図である。 補助機構の詳細構成の一例を説明するための図である。 補助機構の詳細構成の一例を説明するための図である。 補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。 補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。 (A)(B)補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。 補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
●実施形態●
●走行装置
図1(A)は、走行装置の外観斜視図である。走行装置1は、履帯式走行体10a,10bおよび本体50によって構成される。
履帯式走行体10a,10bは、走行装置1の移動手段となるユニットである。また、履帯式走行体10a,10bは、金属またはゴム製のベルトを用いた履帯(クローラ)式の走行体である。履帯式の走行体は、自動車のようなタイヤで走行する走行体と比較して接地面積が広く、例えば、足場の悪い環境においても、安定した走行を行うことができる。また、タイヤで走行する走行体は、回転動作を行う際に旋回スペースを必要とするのに対して、履帯式の走行体を備えた走行装置は、いわゆる超信地旋回を行うことができるため、限られたスペースでも回転動作をスムーズに行うことができる。履帯式走行体10a,10bの詳細な構成については後述する。
本体50は、履帯式走行体10a,10bを走行可能な状態で支持する支持体であるとともに、走行装置1を駆動させるための制御を行う制御装置である。また、本体50は、履帯式走行体10a,10bを駆動させるための電力を供給する、後述のバッテリ530を搭載する。
図1(B)は、走行装置の前面図(P矢視図)である。走行装置1の本体50は、非常停止ボタン31、状態表示ランプ33および蓋部35を備える。非常停止ボタン31は、走行装置1の周辺にいる人が、走行中の走行装置1を停止させる際に押下する操作手段である。
状態表示ランプ33は、走行装置1の状態を通知するための通知手段である。状態表示ランプ33は、例えば、バッテリ残量の低下等の走行装置1の状態が変化した場合、周囲の人に、走行装置1の状態変化を知らせるために点灯する。また、状態表示ランプ33は、例えば、走行装置1の走行を妨げる障害物の存在等が検知された場合等、異常発生のおそれがある場合に点灯する。なお、図1は、走行装置1に状態表示ランプ33が二つ備えられている例を示すが、状態表示ランプ33の数は、一つであってもよく、三つ以上であってもよい。また、通知手段は、状態表示ランプ33のみならず、スピーカから発せられる警告音等によって走行装置1の状態を通知する構成であってもよい。
蓋部35は、本体50の上面に設けられ、本体50の内部を覆っている。また、蓋部35は、本体50の内部の通気を行うための通気口を有する通気部35aを有する。
また、二つの履帯式走行体10a,10bは、本体50を挟んで、後述の履帯11aと履帯11bとが略平行になるように、すなわち走行装置1が走行可能な状態で設置される。なお、履帯式走行体の数は、二つに限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。例えば、走行装置1は、三つの履帯式走行体を平行に三列に整列させる等、走行装置1が走行可能な状態で設置されてもよい。また、例えば、走行装置1は、四つの履帯式走行体を自動車のタイヤのように前後左右に配列させてもよい。
図1(C)は、走行装置の側面図(Q矢視図)である。履帯式走行体10aは、後述する駆動輪13と二つの転輪15a,15bによって形成された三角形の形状を有する。三角形の形状の履帯式走行体10aは、例えば、走行体の前後のサイズに制約がある場合、前後の限られたサイズの中で接地面積を大きくすることができるので、走行時の安定性を向上させることができる。一方で、下側(転輪側)よりも上側(駆動輪側)の方が長い、いわゆる戦車タイプのクローラは、前後のサイズの制約がある場合には全体的に接地面積が小さくなって不安定になる。このように、履帯式走行体10aは、比較的に小型の走行装置1の走行性を高める場合に有効である。
ここで、図2を用いて、走行装置1が走行している様子を概略的に説明する。図2は、走行装置の走行状態の一例を示す図である。走行装置1は、図1に示されているような履帯式走行体10a,10bを備えることにより、図2に示されているような不整地Jにおいても安定して走行することができる。
履帯式の走行体は、不整地Jの走行路面の凹凸によって、履帯の一部が接地できずに浮いたりする。そのため、従来から独立型のサスペンション等を設け、走行路面に倣うように各車輪のそれぞれを独立して可動させるような走行体が存在する。しかしながら、このような従来の方法は、比較的大型のサイズの走行体に対するものであり、小型の走行体に対しては設置サイズや部品コストの面で採用することが困難であった。
そこで、走行装置1は、後述する補助機構8を設けた履帯式走行体10a,10bを用い、各車輪が走行路面に倣うように独立して可動させることができることで、接地性および走行安定性を向上させることができる。
○ハードウエア構成○
続いて、図3を用いて、実施形態に係る走行装置のハードウエア構成について説明する。なお、図3に示されているハードウエア構成は、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。
図3は、走行装置のハードウエア構成の一例を示す図である。走行装置1は、図1に示されているように、走行装置1の処理または動作を制御する本体50を備える。本体50は、ラジコン受信部501、CPU(Central Processing Unit)502、メモリ503、通信I/F(Interface)506、バッテリ530、走行制御用モータドライバ540、姿勢制御用モータドライバ550および姿勢制御用モータ555a,555bを備える。また、ラジコン受信部501、CPU502、メモリ503、通信I/F506、バッテリ530、走行制御用モータドライバ540および姿勢制御用モータドライバ550は、システムバス510を介して接続している。システムバス510は、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等であり、アドレス信号、データ信号、および各種制御信号等を伝送する。
ラジコン受信部501は、走行装置1の操作者が使用するPC等の送信機から送信される動作指示信号を受信する。CPU502は、走行装置1全体の制御を行う。CPU502は、メモリ503に格納された、プログラムP1または走行装置1を動作させるのに必要な各種データを読み出し、処理を実行することで、走行装置1の各機能を実現する演算装置である。
メモリ503は、CPU502が実行するプログラムP1をはじめ、走行装置1を動作させるのに必要な各種データを記憶する。プログラムP1は、メモリ503に予め組み込まれて提供される。
なお、プログラムP1は、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-RまたはDVD(Digital Versatile Disc)等のCPU502(コンピュータ)で読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムP1は、インターネット等の通信ネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、通信ネットワーク経由で走行装置1にダウンロードさせることにより提供されるように構成してもよい。また、プログラムP1は、インターネット等の通信ネットワーク経由で提供または配布されるように構成してもよい。プログラムP1が外部から提供される場合、CPU502は、通信I/F506を介してプログラムP1を読み込む。
また、走行装置1は、CPU502をプログラムP1に従って動作させる代わりに、プログラムP1が実行するのと同じ演算機能および制御機能を有する専用のASIC(Application Specific Integrated Circuit)を実装することによって、ハードウエア的に動作させてもよい。
通信I/F506は、通信ネットワークを経由して、他の機器または装置との通信(接続)を行う通信インターフェースである。通信I/F506は、例えば、有線または無線LAN(Local Area Network)等の通信インターフェースである。なお、通信I/F506は、3G(3rd Generation)、LTE(Long Term Evolution)、4G(4th Generation)、5G(5th Generation)、Wi-Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、Zigbee(登録商標)、またはミリ波無線通信等の通信インターフェースを備えてもよい。また、走行装置1は、NFC(Near Field communication)またはBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信を行うための通信インターフェースを備えてもよい。
バッテリ530は、走行装置1の処理または動作に必要な電力を供給する電力供給ユニットである。バッテリ530は、例えば、インホイールモータ14a,14bおよび姿勢制御用モータ555a,555bに対して電力を供給する。
走行制御用モータドライバ540は、インホイールモータ14a,14bに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、インホイールモータ14a,14bを駆動させる。
インホイールモータ14a,14bは、履帯式走行体10aの駆動輪13a、履帯式走行体10bの駆動輪13bの内部にそれぞれ設置されており、駆動輪13a,13bに回転力を伝達する。インホイールモータ14a,14bは、駆動輪13a,13bに対して、走行装置1を前進させる正方向の回転、または走行装置1を後退させる負方向の回転を与える。さらに、インホイールモータ14a,14bは、一方の駆動輪13a(または13b)のみを正方向または負方向に回転させて、他方の駆動輪13b(または13a)を停止させることによって、走行装置1を信地旋回させる。また、インホイールモータ14a,14bは、一方の駆動輪13a(または13b)を正方向に回転させて、他方の駆動輪13b(または13a)を負方向に回転させることによって、走行装置1を超信地旋回させる。
姿勢制御用モータドライバ550は、姿勢制御用モータ555a,555bに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、姿勢制御用モータ555a,555bを駆動させる。姿勢制御用モータ555a,555bは、例えば、姿勢制御用モータドライバ550からの制御信号に応じて、後述するリンク19の高さを上下に変更することで、アイドラ18a,18bの高さを調整する。また、姿勢制御用モータ555a,555bは、例えば、本体50の姿勢を制御することによって、走行装置1の転倒を防止する。
なお、走行装置1は、ラジコン受信部501に受信された動作指示に応じて走行する構成に限られず、自律走行またはライントレース等の技術を用いて走行する構成であってもよい。また、走行装置1は、通信ネットワークを介して送信された動作指示信号を通信I/F506で受信することで、遠隔地にいるユーザから遠隔操作によって走行する構成であってもよい。
●履帯式走行体
続いて、図4乃至図23を用いて、走行装置1を構成する履帯式走行体10a,10bについて説明する。まず、図4および図5を用いて、履帯式走行体10a,10bの全体構成について説明する。なお、走行装置1は、図1に示されているように、二つの履帯式走行体10a,10bを備えるが、以下の説明では、これらの構成は同一であるため、履帯式走行体10の構成として説明する。図4よび図5は、履帯式走行体の構成の一例を示す図である。図4および図5は、図1(C)と同様の方向から見た、履帯式走行体10の側面図である。
図4に示されているように、履帯式走行体10は、履帯11、駆動輪13、転輪15a,15b、補助機構8、側板20aおよびテンショナ25を備える。このうち、補助機構8は、アイドラ18a,18b、およびリンク19を含む。また、図5は、図4に示されている履帯式走行体10から側板20aを取り外した状態を示す図である。図5に示されている履帯式走行体10は、さらに、インホイールモータ14、モータ軸141、側板20b、側板支持体27a,27b,27c,27d、転輪軸161a,161b、並びに補助機構8に含まれるアイドラ軸181a,181bおよびリンク軸191を備える。
履帯11は、クローラとも呼ばれて、金属またはゴムによって形成されている。履帯11は、駆動輪13と転輪15a,15bに掛け回される。履帯11は、駆動輪13の回転方向に従って移動しながら、転輪15a,15bを従動させることによって、履帯式走行体10を回転させる。また、履帯11は、表面に複数の突起部111a,111bを有する。履帯11の外側の突起部111aは、例えば、路面上の石等の小さな障害物を安定して乗り越えて走行するために設けられている。また、内側の突起部111bは、例えば、駆動輪13または転輪15a,15bからの脱輪を防止するために設けられている。
駆動輪13は、履帯11に対して、履帯式走行体10を回転させるための駆動力を伝達する。履帯式走行体10は、インホイールモータ14が駆動輪13に伝達した駆動力(回転力)を、履帯11を介して、転輪15a,15bに伝達する。
インホイールモータ14は、駆動輪13の内部に内蔵されており、駆動輪13に回転力を伝達する。インホイールモータ14は、駆動軸となるモータ軸141を中心にして回転駆動する。インホイールモータ14の回転軸(モータ軸141)は、駆動輪13の回転軸(駆動軸)となり、インホイールモータ14の回転力によって駆動輪13が回転する。そして、インホイールモータ14の回転力は、駆動力として履帯11に伝達される。具体的には、インホイールモータ14は、駆動輪13に対して、走行装置1を前進させる正方向の回転、または走行装置1を後退させる負方向の回転を与える。
また、インホイールモータ14は、駆動輪13に内蔵されることで構造を簡略化することができ、例えば、駆動チェーンまたはギア等の部品を用いないことで、それらの部品に起因する故障等のリスクを低減することができる。さらに、インホイールモータ14は、駆動輪13に内蔵させることで、履帯式走行体10の外周付近で駆動力を出すことができるため、トルクを大きくすることができる。
転輪15a,15bは、履帯式走行体10に回転自在に取り付けられている。転輪15a,15bは、履帯11を介して駆動輪13から伝達された駆動力(回転力)によって、転輪軸161a,161bを回転軸として回転する。
ここで、駆動輪13と転輪15aと転輪15bは、側面視において、三角形を形成する。履帯11は、駆動輪13と転輪15aと転輪15bとに掛け回されて、転輪15aと転輪15bの間の範囲が接地する。すなわち、インホイールモータ14が内蔵された駆動輪13は、路面に接地しない。これにより、履帯式走行体10は、例えば、水溜まりを走行した場合であってもインホイールモータ14が浸水することはないため、インホイールモータ14に対して特別な防水機構を設ける必要がない。
また、図5に示されているように、駆動輪13と転輪15a,15bの径は異なる。走行体は、要求されるサイズの制限や走行性等の要因を踏まえてレイアウト設計する必要がある。一般的に、モータは径が小さいほどモータの厚み(幅)における単位幅当たりのトルクが下がる傾向にある。そのため、インホイールモータを内蔵した駆動輪は、要求されるトルク性能に対応できるようなモータ径以上の径を有する必要がある。したがって、履帯式走行体10は、走行装置1または履帯式走行体10のサイズ制限を満たすとともに、要求される走行性能を満たすようなレイアウトとして、上方に設置された駆動輪13の径を、転輪15a,15bの径よりも大きくなるように設計する。なお、走行体は、サイズが制限される中で転輪の径も大きくすると、接地面積が小さくなり走行安定性が損なわれる。そのため、履帯式走行体10は、駆動輪13の径を踏まえて比較的小さい径の転輪15a,15bを採用する利点もある。
補助機構8は、履帯11に従動して回転する補助輪(アイドラ18a,18b)を、揺動軸(リンク軸191)回りに揺動可能(アイドラ18a,18b)に設けている。補助機構8は、例えば、揺動機構、天秤型補助機構、天秤型揺動機構、天秤型揺動輪または天秤型揺動転輪とも称される。また、補助機構8は、側面視において、駆動輪13と転輪15a,15bによって形成される三角形形状の底辺に設けられている。
補助機構8は、アイドラ18a,18b、およびリンク19を含む。アイドラ18a,18bは、二つの転輪15a,15bの間に設けられ、履帯11に従動して回転する補助輪である。アイドラ18a,18bは、アイドラ軸181a,181bを回転軸としてそれぞれ回転する。また、リンク19は、アイドラ18aおよびアイドラ18bを支持する支持体である。
側板20a,20bは、履帯式走行体10において、駆動輪13、転輪15a,15b、および補助機構8を支持する。履帯式走行体10は、二つの側板20a,20bを用いて、駆動輪13、転輪15a,15bおよび補助機構8を支持する両持ち構造になっている。二つの側板20a,20bは、複数の側板支持体27a,27b,27c,27dによって支持される。側板20a,20bは、モータ軸141を用いて、駆動輪13を支持する。また、側板20a,20bは、転輪軸161a,161bを用いて、転輪15a,15bをそれぞれ支持する。さらに、側板20a,20bは、アイドラ18a,18bを支持するリンク19のリンク軸191を介して、補助機構8を支持する。
テンショナ25は、バネ等の弾性部材で形成されており、インホイールモータ14および駆動輪13の回転軸であるモータ軸141に接続される。テンショナ25は、駆動輪13が履帯11の内側に押し当たるように設置されて、履帯11にテンションを与える。テンショナ25は、走行時に、駆動輪13から履帯11に与えるテンションを調整する役割を担う。テンショナ25は、例えば、履帯式走行体10の静止時のテンションを基準として、基準となるテンションを走行時に略一定に保つための役割を担う。また、履帯式走行体10は、テンショナ25によって履帯11のたるみが調整されることによって、履帯11による正常な駆動力の伝達を維持する。また、履帯式走行体10は、テンショナ25によって履帯11にテンションを与えることで、履帯11の脱輪を防止することができる。
ここで、図4および図5に示されているように、履帯式走行体10は、駆動輪13を中心に、走行方向の前後に略対称の構造を有する。より詳細には、履帯式走行体10は、図4および図5に示されているようなX軸方向から見た側面視において、二つの転輪15a,15bの転輪軸を結ぶ直線に対するインホイールモータ14のモータ軸141からの垂線に対しておおよそ線対称の構造である。
例えば、狭いスペースで走行する走行装置は、前進後進や超信地旋回を頻繁に行う必要がある。この場合、走行装置は、履帯の形状、または駆動輪、転輪もしくはテンショナ等の配置が前後に非対称だと、前進後進で駆動特性が変わったり、超信地旋回時に中心回転できなかったりする場合がある。そこで、履帯式走行体10は、レイアウト(構造)を前後に略対称にすることによって、走行装置1の走行時の安定性の向上や制御の簡略化を図ることができる。また、履帯式走行体10は、走行装置1の左右を意識せずに取り付けることができるため、部品点数の削減等を図ることができる。
○テンショナの構成○
続いて、図6乃至図8を用いて、履帯式走行体10に備えられたテンショナ25の詳細な構成について説明する。図6(A)は、履帯式走行体に取り付けられたテンショナの構成の一例を示す側面図である。テンショナ25は、インホイールモータ14のモータ軸141に接続される。テンショナ25は、駆動輪13を履帯11に押し当てることにより、履帯11に対してテンションを与える。図6(A)は、側板20に取り付けられたテンショナ25が外装部259によって覆われている状態を示す。テンショナ25は、駆動輪13に内蔵されたインホイールモータ14のモータ軸141に接続されている。
図6(B)は、AA´断面におけるテンショナの断面図(Q矢視図)である。また、図7は、テンショナの詳細構成の一例を示す斜視図である。テンショナ25は、固定部251、軸部253a,253b、弾性体255a,255bおよびブロック257を備える。
固定部251は、駆動輪13およびインホイールモータ14の回転軸であるモータ軸141を固定するための部材である。テンショナ25は、固定部251を用いてブロック257とモータ軸141を固定することで、モータ軸141の回転を防止する。
軸部253a,253bは、それぞれ弾性体255a,255bの弾性変形のガイドとなる部材である。弾性体255a,255bは、軸部253a,253bに沿ってそれぞれ設けられたバネ等の弾性部材である。弾性体255a,255bは、軸部253a,253bをガイドにして、上下方向に弾性変形する。
ブロック257は、モータ軸141を貫通させて、テンショナ25をモータ軸141に接続させる役割を担う。また、ブロック257は、軸部253a,253bを貫通させて、軸部253a,253bに沿って、軸方向に摺動する。これにより、テンショナ25は、弾性体255a,255bの変形と連動して、モータ軸141を中心とした上下方向に駆動輪13を動作させることができる。これにより、履帯式走行体10は、弾性体255a,255bの変形によってモータ軸141を押し上げることで、駆動輪13自体をテンショナとして履帯11に押し当てることで、履帯11に対してテンションを与える。なお、テンショナ25は、弾性体255a,255bに変えて、上下方向に伸縮可能な部材または機構を設けることで、駆動輪13を上下方向に動作させる構成であってもよい。
図8は、テンショナの状態変化について説明するための図である。図8に示されているように、弾性体255a,255bは、駆動輪13に上方から圧力が掛かることによって変形して伸縮する。図8の左図(図6(B)と同様)に示すテンショナ25は、弾性体255a,255bが伸びた状態であり、履帯11に対してテンションを与えている状態である。一方で、図8の右図は、上方から加えられた圧力によって弾性体255a,255bが収縮したテンショナ25の状態を示す。例えば、走行中に路面の障害物等に履帯11が押し付けられた場合、履帯式走行体10は、弾性体255a,255bが収縮して履帯11に与えられるテンションを低減させることにより、履帯11へのダメージを低減させることができる。
ここで、インホールモータを内蔵した駆動輪を上方に配置した三角形形状の履帯式の走行体において、モータのトルクを上げるためには、インホイールモータのモータ径を大きくする必要がある。モータ径を大きくすると、一般的に重量が大きいモータの重量がさらに増大するため、上方に駆動輪を配置した走行体の重心は高くなり、走行安定性が低下する。また、従来の三角形形状の履帯式の走行体は、車輪の脱輪を防止するために別途テンショナを設けられる。テンショナは、テンションの変動を吸収するため、履帯がテンショナと共に自由に動ける位置に置く必要がある。そのため、三角形状の履帯式走行体は、テンショナを上部に置くこととなる。よって、テンショナを設けるスペースを確保するために駆動輪の位置が高くなる。
そこで、履帯式走行体10は、テンショナ25を駆動輪13の回転軸(モータ軸141)に接続することで、駆動輪13自体をテンショナとして機能させる。これにより、履帯式走行体10は、テンショナの設置スペースを無くすことにより、駆動輪13を低い位置にレイアウトすることができるので、走行安定性を向上させることができる。
○側板の構成○
続いて、図9乃至図11を用いて、履帯式走行体10に備えられた側板20a,20bの詳細な構成について説明する。図9は、履帯式走行体に備えられた側板の構成の一例を示す図である。このうち、図9(A)は、履帯式走行体10から履帯11を取り外した状態の外観斜視図である。図9(B)は、履帯式走行体10から履帯11を取り外した状態の側面図(P矢視図)である。駆動輪13、転輪15a,15b、並びにアイドラ18aおよびアイドラ18bを接続したリンク19は、二つの側板20a,20bによって接続されている。また、二つの側板20a,20bは、複数の側板支持体27a,27b,27c,27d(27c,27dは不図示)によって接続されている。駆動輪13、転輪15a,15b、並びにアイドラ18aおよびアイドラ18bを接続したリンク19は、それぞれ二つの側板20a,20bによって両持ち構造で支持されている。なお、側板支持体の数は、これに限られない。
このように、履帯式走行体10は、駆動輪13および転輪15a,15bのそれぞれ車軸(モータ軸141、転輪軸161a,161b)を、二つの側板20a,20bによる両持ち構造で支持する。駆動輪13に内蔵されたインホイールモータ14は、大型でかつ重量があるとともに、モータ軸141にテンショナ25が接続されるため、駆動輪と転輪を片持ちで支持する構造では、別途大型のアーム(支持体)を備える必要がある。そこで、履帯式走行体10は、駆動輪13および転輪15a,15bを、側板20a,20bによる両持ち構造にすることにより、コンパクトな構造で安定してテンションを履帯11に与えることができる。また、履帯式走行体10は、アイドラ18a,18bを含む全ての車輪を、側板20a,20bで両持ちにすることにより、レイアウト(構造)を単純、堅牢にすることができる。さらに、履帯式走行体10は、各車輪の車輪軸を、側板20a,20bによって両持ちで支持することで、高い剛性を得ることができる。
また、図10および図11を用いて、履帯式走行体10に備えられた側板20a,20bの特徴について説明する。なお、図10に示されている側板20a,20bは、それぞれ同じ構造であるため、図10および図11は、側板20aの特徴として説明する。図10に示されているように、側板20aは、履帯11の接地面側(底面側)の領域が切り欠かれた切欠部201a,203aを有する。履帯式走行体10は、上述にように二つの側板20a,20bによる両持ち構造であるため、車輪と側板の間に木の枝や石などの異物が巻き込まれる可能性が高くなり、車輪がロックされるおそれがある。そこで、履帯式走行体10は、側板20aに切欠部201a,203aを設け、アイドラ18a,18bが側板20aによって覆われないようにすることで、側板20aとアイドラ18a,18bの間の異物の入り込みを防止することができる。なお、切欠部201a,203aの形状および数は、これに限られず、例えば、転輪15a,15bの一部が側板20aによって覆われないように切り欠きを設ける構成であってもよい。
また、図11に示されているように、側板20aは、各車輪と側板20aとの間に入り込んだ異物がスムーズに排出されるように、複数の側板穴205aを有する。これにより、履帯式走行体10は、各車輪と側板20aの間に入り込んだ異物による不具合を防止することができる。また、側板20aは、側板穴205aを設けることで、履帯式走行体10の軽量化を図ることができるとともに、履帯式走行体10の内部の状態をユーザに目視で確認させることができる。さらに、側板20aは、側板穴205aを設けることで、例えば、走行装置1における各種配線を、側板穴205aを通して行うことができる。なお、側板穴205aの数または形状は、図11に示されている例に限られない。
○駆動輪および転輪の構成○
続いて、図12乃至図14を用いて、履帯式走行体10に備えられている駆動輪13および転輪15の詳細な構成について説明する。まず、図12を用いて、駆動輪13の構成について説明する。図12(A)は、駆動輪の外観斜視図であり、図12(B)は、駆動輪の進行方向に対する前面図(P矢視図)である。
駆動輪13は、インホイールモータ14の回転を履帯11に伝達するための機能を担うスプロケット131によって構成される。また、駆動輪13は、内部に固定されたインホイールモータ14を備える。駆動輪13としてのスプロケット131は、モータ軸141を回転軸(駆動軸)としてインホイールモータ14の回転に伴って回転する。また、スプロケット131は、車輪132と車輪134を、連結部材136を介して接続するように形成されている。連結部材136は、車輪132と車輪134の間の外周周辺に、等間隔で設けられている。履帯11の内側に設けられた突起部111bは、スプロケット131の隣接する連結部材136の間に入り込みながら回転する。そのため、履帯式走行体10は、履帯11と駆動輪13の間で、より確実な駆動伝達効果を生み出すことができる。さらに、駆動輪13は、インホイールモータ14をスプロケット131に支持させる複数の支持部材138を有する。駆動輪13は、支持部材138の長さを変更することで、異なる幅のインホイールモータ14を内蔵させることができる。
さらに、駆動輪13は、インホイールモータ14のモータ軸141と本体50を接続するための本体ケーブル143を備えられている。インホイールモータ14のモータ軸141は、円筒であり、本体ケーブル143は、モータ軸141を通り、インホイールモータ14と本体50を接続する。駆動輪13は、本体ケーブル143を介して、本体50に備えられたバッテリ530からの電力供給を受け付ける。
図12(C)は、駆動輪の進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。履帯式の走行体は、泥、土砂またはごみ等の異物が履帯との間に入り込むと、駆動輪の回転がロックされたり、履帯が脱輪したりするおそれがある。そのため、駆動輪13の車輪132は、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴133を有している。これにより、駆動輪13は、履帯11との間またはスプロケット131に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴133の数または形状は、図12(C)に示されている例に限られない。また、車輪134は、車輪132と同様の構成を有する。
次に、図13および図14を用いて、転輪15a,15bの構成について説明する。なお、転輪15a,15bの構成は同一であるため、図13および図14では、転輪15aの構成として説明する。図13(A)は、転輪の外観斜視図であり、図13(B)は、転輪の進行方向に対する前面図(P矢視図)である。
転輪15aは、車輪152aと車輪154aを、軸部151aを介して接続するように形成されている。また、転輪15aは、車輪152aと車輪154aの間の外周周辺に、連結部材156aを等間隔に設置している。連結部材156aは、車輪152aと車輪154aの間の外周周辺に、等間隔で設けられている。履帯11の内側に設けられた突起部111bは、隣接する連結部材156aの間に入り込みながら回転する。そのため、履帯式走行体10は、履帯11と転輪15aの履帯11に対する脱輪を防止することができる。
図13(C)は、転輪の進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。転輪15aの車輪152aは、上記駆動輪13の場合と同様に、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴153aを有している。これにより、転輪15aは、履帯11との間に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴153aの数または形状は、図13(C)に示されている例に限られない。また、車輪154aは、車輪152aと同様の構成を有する。
次に、図14を用いて、転輪15aの進行方向(P方向)に対する軸部151aの断面構造について説明する。図14は、転輪における軸部の内部構造の一例を示す図である。転輪15aは、図13に示されている構成に加えて、軸部151aとして、転輪の回転軸となる転輪軸161a、ベアリング163a、セットカラー165a1,165a2、およびオイルシール167a1,167a2を有する。
転輪15aは、軸部151aにおいて、転輪軸161aの中央部に、一つのベアリング163aを有している。これにより、履帯式走行体10は、ベアリング163aを一つだけ配置させる構成にすることで、部品点数を減らすとともに、コストダウンを図ることができる。
また、転輪15aは、軸部151aにおいて、転輪軸161aの中央部に配置されたベアリング163aを挟むように、ベアリング163aの押さえとなる二つのセットカラー165a1,165a2を有している。これにより、履帯式走行体10は、車輪152a,154aの転輪軸161aに対するオフセットを容易にすることができる。
さらに、転輪15aは、車輪152a,154aの内側に、それぞれオイルシール167a1,167a2を有している。これにより、履帯式走行体10は、軸部151aにおけるベアリング163aを、外部から侵入する水または埃等の異物から保護することができる。
○補助機構の構成○
続いて、図15乃至図17を用いて、履帯式走行体10に備えられた補助機構8の構成について説明する。図15は、補助機構の構成の一例を示す図である。図15に示されているように、補助機構8は、リンク19、およびリンク19によって接続された二つのアイドラ18a,18bを有する。リンク19は、複数のアイドラ18を支持する支持体である。アイドラ18a,18bは、二つのリンク板19a,19bによって接続されている。また、二つのリンク板19a,19bは、リンク軸191によって接続されている。リンク19は、アイドラ18a,18bを、二つのリンク板19a,19bによって両持ち構造で支持している。また、図4等に示されているように、補助機構8は、リンク19の二つのリンク板192a,192bおよびリンク軸191を用いて側板20a,20bに支持されている。アイドラ18a,18bは、補助輪の一例である。また、リンク19は、接続部の一例である。さらに、リンク軸191は、揺動軸の一例である。また、リンク板192a,192bは、揺動部の一例である。
次に、図16を用いて、補助機構8の進行方向(P方向)に対するリンク19の断面構造について説明する。図16は、リンクの内部構造の一例を示す図である。リンク19は、図15に示されている構成に加えて、セットカラー193a,193b、およびプッシュ部材195a,195bを有する。
リンク19は、リンク板192a,192bの内側に、リンク板192a,192bの押さえとなるセットカラー193a,193bをそれぞれ有している。これにより、履帯式走行体10は、リンク板192a,192bをセットカラー193a,193bでそれぞれ固定することで、リンク軸191に対するオフセットを容易にすることができる。
さらに、リンク19は、リンク軸191とリンク板192a,192bの接合部に、それぞれプッシュナット等のプッシュ部材195a,195bを有している。これにより、履帯式走行体10は、リンク板192a,192bをリンク軸191に対してスムーズに揺動回転させることができる。
図17は、アイドラの構成の一例を示す図である。なお、図15に示されているアイドラ18a,18bの構成は同じであるため、図17では、代表してアイドラ18aの構成を説明する。図17(A)は、アイドラの外観斜視図である。図17(B)は、アイドラの進行方向に対する前面図(P矢視図)である。図17(A)および(B)に示されているように、アイドラ18aは、車輪182aと車輪184aを、軸部181aを介して接続するように形成されている。
図17(C)は、アイドラの進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。図17(C)に示されているように、アイドラ18aの車輪182aは、上記転輪15aの場合と同様に、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴183aを有している。これにより、アイドラ18aは、履帯11との間に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴183aの数または形状は、図17(C)に示されている例に限られない。また、車輪184aは、車輪182aと同様の構成を有する。
また、アイドラ18aは、図14で示されている転輪15aと同様の断面構造を有する。アイドラ18aは、例えば、図17に示されている構成に加えて、軸部181aとして、アイドラ18aの回転軸となる車輪軸171a、ベアリング173a、セットカラー175a1,175a2、およびオイルシール177a1,177a2を有する。車輪軸171a、ベアリング173a、セットカラー175a1,175a2、およびオイルシール177a1,177a2は、図14に示されている転輪15aにおける転輪軸161a、ベアリング163a、セットカラー165a1,165a2、およびオイルシール167a1,167a2の構成とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。
ここで、アイドラ18、駆動輪13および転輪15a,15bにそれぞれ設けられた車輪穴の径は、例えば、様々な異物の排出をスムーズに行われるために、φ15以上であることが好ましい。側板20a,20bに設けられた側板穴205a,205bについても同様である。
ここで、履帯式走行体10は、インホイールモータ14を内蔵した駆動輪13の回転によって履帯11を従動させる。そして、転輪15a,15bは、履帯11の回転力が伝達されることでそれぞれ回転する。また、転輪15a,15bは、履帯11の内側に設けられた突起部111bがガイドとなり、履帯11の移動に伴って回転する。その際に、転輪15aと転輪15bとの間の幅が広い場合、履帯11が転輪15aまたは転輪15bから脱輪するおそれがある。そこで、履帯式走行体10は、転輪15aおよび転輪15bの間に、履帯11に接触する補助機構8を備えることで、履帯11の脱輪を防止することができる。また、履帯式走行体10は、接地面に転輪15a,15bの他にアイドラ18a,18bを設けることで、荷重分散を行うことができるので、故障等の発生のリスクを低減することができる。
また、履帯式走行体10は、接地面積を大きくすると、路面抵抗を大きくすることができるので、走行安定性を高めることができる。一方で、履帯式走行体10は、接地面積を小さくすると、路面抵抗が小さくなる一方で走行時の旋回性が向上させることができるため、特に、走行装置1による超信地旋回の動作を行いやすくなる。このような特徴を活かすため、履帯式走行体10は、使用用途または使用環境に応じて、補助機構8の高さを調整することによって、アイドラ18a,18bの履帯11との接触位置の高さを上下に調整することができる。
具体的には、履帯式走行体10は、例えば、走行装置1の停止時に、静的に固定されたリンク19の高さが作業者によって変更されることで、アイドラ18a,18bの高さを上げたり下げたり調節する。また、履帯式走行体10は、例えば、姿勢制御用モータドライバ550からの制御信号に応じて、リンク19の高さを動的に変更可能な構成であってもよい。この場合、走行装置1は、姿勢制御用モータドライバ550から送信された制御信号に基づいて姿勢制御用モータ555a,555bの駆動させることにより、二つの履帯式走行体10a,10bのリンク19の高さをそれぞれ調整する。走行装置1は、例えば、路面の状態や走行速度等に応じて、リンク19の高さ調整の制御を行う。
○補助機構の詳細構成
続いて、図18乃至図23を用いて、補助機構8の詳細な構成について説明する。図18および図19は、補助機構の詳細構成の一例を説明するための図である。図18は、補助機構8の進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。補助機構8は、二つのアイドラ18a,18bを、リンク板192aを介して、リンク19に接続させている。また、補助機構8は、リンク19に含まれるリンク軸191を中心にアイドラ18a,18bを揺動可能に接続している。さらに、補助機構8は、リンク軸191を中心に前後方向に対して対称となる形状を有する。
ここで、履帯式走行体10は、限られたスペースの中で、各部材を設置する必要がある。そのため、補助機構8の配置可能範囲および揺動可能な範囲は、他の部材との位置関係によって制限される。具体的には、補助機構8の上部には駆動輪13が配置されるため、補助機構8の配置可能範囲は、履帯式走行体10のサイズにおける駆動輪13の設置位置および大きさによって制約される。また、補助機構8の前後には転輪15a,15bが配置されるため、補助機構8の揺動可能範囲は、履帯式走行体10のサイズにおける転輪15a,15bの設置位置および大きさによって制約される。
したがって、履帯式走行体10は、例えば、不整地走行時における接地性を向上させるために補助機構8に限られたスペースの範囲に設ける場合、図18に示されているようなリンク長、車輪間距離およびリンク角を最適に設計する必要がある。図19は、図18に示されている側面図を概略的に示した図である。図19に示されているように、リンク長Lは、リンク軸191(軸中心O)とアイドラ18a,18bのそれぞれの車輪軸171a,171b(軸中心w0,w1)とを結ぶ線分(辺)の長さである。また、車輪間距離Wは、車輪軸171a(軸中心w0)と車輪軸171b(軸中心w1)とを結ぶ線分(辺)の長さである。さらに、リンク角θは、リンク長Lとなる二つの線分(辺)の成す角度である。ここで、アイドラ18aの車輪軸171a(軸中心w0)とリンク軸191(軸中心O)を結ぶ線分(辺)は、第1の辺の一例である。また、アイドラ18bの車輪軸171b(軸中心w1)とリンク軸191(軸中心O)を結ぶ線分(辺)は、第2の辺の一例である。
履帯式の走行体は、例えば、不整地等の走行路面の凹凸によって、履帯の一部が接地されずに浮く場合がある。そこで、履帯式走行体10は、走行路面に倣うように、アイドラ18a,18bがそれぞれ独立して動くことが好ましい。そこで、履帯式走行体10は、補助機構8による揺動動作を利用して、一方のアイドラ18(アイドラ18a)が押し上げられた場合に、他方のアイドラ(例えば、アイドラ18b)が押し下げられる構成を有する。
ここで、図19に示されているように、補助機構8の上下方向をy軸とし、補助機構8が水平状態の際の車輪軸171a,171b(軸中心w0,w1)の位置を、y=0とする。また、アイドラ18aが垂直方向に押し上げられる押上量をyとし、アイドラ18bが垂直方向に押し下げられる押下量をyとする。
補助機構8は、それぞれのアイドラが独立に動くようにし、アイドラ18aが押し上げられても、他方のアイドラ18bの押下量を極力小さくすることで、履帯式走行体10を安定して走行させることができる。すなわち、補助機構8は、一方のアイドラ18aの垂直方向への押上量yが他方のアイドラ18bの垂直方向への押下量yより大きい構成を有する。このような構成にすることで、履帯式走行体10は、限られたサイズの中で接地性を向上させる補助機構8を設置することができる。
○補助機構の設計形状について
次に、補助機構8の最適な設計形状について説明する。補助機構8のリンク長Lおよびリンク角θは、図18に示されているような配置可能範囲、揺動可能範囲、車輪間距離W、およびアイドラ18a,18bの車輪径によって決定する。そこで、まず、図20および図21を用いて、リンク長Lおよびリンク角θのいずれか一方の値を固定し、他方の値を変化された場合における押上量yおよび押下量yの関係について説明する。
図20は、リンク長Lを80mmで固定(L=80)し、リンク角θを90°,120°,150°,180°のそれぞれに設定した場合の押上量yと押下量yの関係を示す。図20に示されているように、押上量yに対する押下量yの影響は、リンク角θが小さくなるほど少なくなっている。
図21は、リンク角θを120°で固定し(θ=120°)、リンク長Lを60mm,80mm,100mm,120mmのそれぞれに設定した場合の押上量yと押下量yの関係を示す。図21に示されているように、押上量yに対する押下量yの影響は、リンク長Lが短くなるほど少なくなっている。したがって、補助機構8において、押上量yに対する押下量yの影響は、リンク角θおよびリンク長Lが小さくなるほど少なくすることができる。
次に、図22を用いて、車輪間距離Wの値を固定し、リンク長Lおよびリンク角θの値を変化された場合における押上量yおよび押下量yの関係について説明する。リンク長L、車輪間距離Wおよびリンク角θは、いずれか二つの値が決まれば、残りの一つの値は一意に決定する。すなわち、車輪間距離Wが一定であれば、リンク長Lとリンク角θの値は、一方が定まれば他方も定まる関係となる。
図22(A)は、車輪間距離Wを100mmで固定し(W=100)、リンク角θを90°,120°,150°,180°のそれぞれに設定した場合の押上量yと押下量yの関係を示す。図22(A)の場合、θ=90°,120°,150°,180°に設定した場合のリンク長Lは、それぞれ70.7mm,57.7mm,51.8mm,50mmとなる。一方で、図22(B)は、車輪間距離Wを120mmで固定し(W=120)、リンク角θを90°,120°,150°,180°のそれぞれに設定した場合の押上量yと押下量yの関係を示す。図22(B)の場合、θ=90°,120°,150°,180°に設定した場合のリンク長Lは、それぞれ84.9mm,69.3mm,62.1mm,60mmとなる。
図22(A)および(B)に示されているように、押上量yに対する押下量yの影響は、リンク長Lを短くした場合と比較してリンク角θを小さくした場合の方が少なくなっている。したがって、補助機構8は、履帯式走行体10のサイズの制約に応じて、リンク角θを小さくするように設計を行うことで、一方のアイドラ18の押し上げ(突出)に対する他方のアイドラの押し下げ(沈み込み)の影響を少なくすることができる。
ここで、一方のアイドラ18aの押上量yが車輪間距離Wの長さの1/2である場合に、他方のアイドラ18bの押下量yが車輪間距離Wの長さの1/4以下となる場合を、履帯式走行体10の接地性を向上させるための押上量yと押下量yの好適な関係の一例とする。すなわち、押下量yが押上量yの半分以下となる場合、履帯式走行体10は、補助機構8を用いた接地性をより向上させることができる。
図19に示されている定義を用いて、y≦y/2の条件を満たすリンク角θとリンク長Lの境界値を算出した場合、境界値は、リンク長Lには依存せず、リンク角θ≦105°となる。また、θ<90°の場合、一方のアイドラ18aがW/2押し上げられると、他方のアイドラ18bは、リンク軸191を超えている場合がある。したがって、補助機構8は、リンク角θを90°より大きく、105°以下の角度の範囲(90°<θ≦105°)で設置することで、履帯式走行体10の接地性をより向上させることができる。
次に、図23を用いて、y≦W/4を満たす補助機構8の配置の一例を示す。図23は、車輪間距離Wを100mm(W=100)、リンク長Lを65mm(L=65)、リンク角θを100°(θ=100°)に設定した場合の押上量yと押下量yの関係を示す。図23に示されているように、補助機構8は、このような車輪間距離W、リンク角θおよびリンク長Lに設定することで、押下量yをW/4以下にすることができる。
なお、上記において、押上量に対する押下量の影響の観点で説明したが、一方のアイドラ18aが押し下げられた際の押下量yに対する他方のアイドラ18bの押上量yの影響の観点においても、同様の説明が成り立つ。
●走行装置の適用例
上述した履帯式走行体10を備えた走行装置1は、使用用途に応じた機能を実現するための装置または部材を本体50に取り付けることによって、様々な利用シーンで使用することができる。走行装置1は、例えば、旋回性の高さを活かして、通路の狭い工場または倉庫等の拠点において物品の運搬等の軽作業を行う作業用ロボットとして使用される。このような作業用ロボットの場合、走行装置1には、例えば、運搬用の荷台や軽作業用の可動アームが取り付けられる。
また、走行装置1は、例えば、災害現場でのレスキュー用途もしくは復興支援用途、農業用途、建設現場、または屋外の工場、プラントもしくはその他の施設等でも使用される。このような用途において、例えば、瓦礫やごみが散乱して路面が荒れた環境において、走行装置1は、履帯式走行体10の走行安定性等の特性を活かして、走行中の不具合の発生リスクを低減することができる。
さらに、走行装置1は、撮影装置や表示装置を備えることで、走行装置1の拠点内のユーザと遠隔地にいるユーザとの双方向のコミュニケーション(遠隔通信)を実現するテレプレゼンスロボットとしても使用される。テレプレゼンスロボットを使用することで、拠点内の装置の管理もしくは保守作業等、または拠点内に位置する人の位置もしくは動線の確認等を遠隔で行うことができる。さらに、走行装置1は、遠隔地にいるユーザからの遠隔操作に応じて走行する構成であってもよい。
●実施形態の効果
以上説明したように、走行装置1は、二つのアイドラ18a,18bが揺動可能に設けられた補助機構8を有する履帯式走行体10を備えることで、走行装置1の接地性を向上させるとともに、転倒を防止した安定した走行を実現することができる。また、走行装置1は、履帯式走行体10のサイズおよびリンク長Lを考慮して決定されたリンク角θのリンク19を備えた補助機構8を設けることで、履帯式走行体10の接地性および走行安定性を向上させることができる。
●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体は、履帯11と、履帯11に駆動力を与える駆動輪13と、駆動輪13の下方に配置された少なくとも二つの転輪15a,15bと、を備え、駆動輪13と転輪15a,15bとの間に履帯11を掛け回した履帯式走行体10である。また、履帯式走行体10は、二つの転輪15a,15bの間に設けられ、二つのアイドラ18a,18b(補助輪の一例)が揺動可能に設けられた補助機構8を備え、アイドラ18a(一方の補助輪の一例)が垂直方向に押し上げられた際のアイドラ18aの押上量yが、アイドラ18b(他方の補助輪の一例)の押下量yよりも大きい。これにより、履帯式走行体10は、走行時の安定性を高めることができる。
また、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体において、補助機構8は、二つのアイドラ18a,18b(補助輪の一例)を揺動可能に接続するリンク19(接続部の一例)を有し、補助機構8は、リンク19を介して履帯式走行体10に接続する。これにより、履帯式走行体10は、二つのアイドラ18a,18bが独立に動くような補助機構8を設け、アイドラ18aが押し上げられても、他方のアイドラ18bの押下量を極力小さくすることで、安定して走行させることができる。
さらに、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体において、アイドラ18a(一方の補助輪の一例)の車輪軸171aおよび補助機構8のリンク軸191(揺動軸の一例)を結ぶ第1の辺と、アイドラ18b(他方の補助輪の一例)の車輪軸171bおよびリンク軸191を結ぶ第2の辺との成す角θは、90°<θ≦105°の範囲である。これにより、履帯式走行体10は、押下量yが押上量yの半分以下となるような補助機構8を設けることで、補助機構8を用いた接地性をより向上させることができ、走行時の安定性を高めることができる。
また、本発明の一実施形態に係る走行装置は、履帯式走行体10と、少なくとも二つの履帯式走行体10(10a,10b)を走行可能な状態で支持する本体50と、を備える。これにより、走行装置1は、本体50を含めた走行装置1の安定性の向上を図ることができる。
●補足●
これまで本発明の一実施形態に係る履帯式走行体および走行装置について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態の追加、変更または削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
1 走行装置
8 補助機構
10(10a,10b) 履帯式走行体
11 履帯
13 駆動輪
14 インホイールモータ
15a,15b 転輪
18a,18b アイドラ(補助輪の一例)
19 リンク(接続部の一例)
20a,20b 側板
25 テンショナ
141 モータ軸
161a,161b 転輪軸
163a ベアリング
165a1,165a2 セットカラー
167a1,167a2 オイルシール
171a 車輪軸
173a ベアリング
175a1,175a2 セットカラー
177a1,177a2 オイルシール
191 リンク軸(揺動軸の一例)
192a,192b リンク板(揺動部の一例)
193a,193b セットカラー
195a,195b プッシュ部材

Claims (9)

  1. 履帯と、
    前記履帯に駆動力を与える駆動輪と、
    前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、を備え、
    前記駆動輪と前記転輪との間に前記履帯を掛け回した履帯式走行体であって、
    前記二つの転輪の間に設けられ、二つの補助輪が揺動可能に設けられた補助機構を備え、
    一方の補助輪が垂直方向に押し上げられた際の当該一方の補助輪の押上量が、他方の補助輪の押下量よりも大きい履帯式走行体。
  2. 請求項1に記載の履帯式走行体であって、更に、
    前記補助機構は、前記二つの補助輪を揺動可能に接続する接続部を有し、
    前記補助機構は、前記接続部を介して当該履帯式走行体に接続する履帯式走行体。
  3. 前記一方の補助輪の車輪軸および前記補助機構の揺動軸を結ぶ第1の辺と、前記他方の補助輪の車輪軸および前記揺動軸を結ぶ第2の辺との成す角θは、90°<θ≦105°の範囲である請求項2に記載の履帯式走行体。
  4. 前記接続部は、前記補助輪を両持ち構造で支持する揺動部および前記揺動軸を有し、
    前記軸部は、セットカラーによって固定される請求項3に記載の履帯式走行体。
  5. 前記接続部は、前記揺動部と前記揺動軸との接合部にプッシュ部材を備える請求項4に記載の履帯式走行体。
  6. 前記補助輪は、前記両持ち構造の内側にオイルシールを備える請求項4または5に記載の履帯式走行体。
  7. 前記補助輪は、車軸の中央部にベアリングを備える請求項1乃至6のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
  8. 前記補助輪は、前記ベアリングの両側にセットカラーを備える請求項7に記載の履帯式走行体。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の履帯式走行体と、
    少なくとも二つの前記履帯式走行体を走行可能な状態で支持する本体と、
    を備える走行装置。
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