JP5026059B2 - 段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車 - Google Patents

Description

本発明は、段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車に関する。

クローラー式走行車は、悪路走行が可能で、移動速度も速いという利点を備えて、レスキューロボットなどにも用いられる傾向にある。
特開２００５−１１１５９５号公報 特開平８−１５０９６６号公報

しかしながら、クローラー式であるだけでは、上り段差や下り段差などの段差が大きいとそれを越えるのが困難であったり、不可能であったりする場合があり、そのような段差であっても越えられるように、クローラー式走行車の前後にフリッパーを備えさせ、該フリッパーを上下させることにより、衝撃なくスムーズに段差を越えられるようにする技術の開発が進められているが、考えられている段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車は、前後のフリッパーに対してそれぞれ備えさせた回動動作用の駆動部を有し、段差越えの際に、それぞれの駆動部を制御するようになされたものからなっており、制御が複雑で、コストも高くついてしまうという問題があった。

特に、後フリッパーについて、下り段差を越えさせる過程では、後フリッパーが該段差部による支えを受けるようになった時点で、該後フリッパーを斜め上方に回動駆動させてクローラー式走行車本体を着地させ、後フリッパーが段差部を越えた時点で、今度は、斜め上方を向いた状態から通常の水平状態に復帰するように回動駆動させる制御を細かく行っていかなければならず、複雑な制御が必要であった。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、段差を衝撃なくスムーズに越えることができ、しかも、それを制御容易で、コスト的に有利に実現することができる段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車を提供することを課題とする。

上記の課題は、クローラー式走行車本体の前後に段差越え用のフリッパーが備えられ、前フリッパーが、走行方向を向いた通常状態、上り段差を越えるための斜め上方を向いた状態、及び、下り段差を越えるための斜め下方を向いた状態となることができるように上下方向に回動可能に備えられると共に、この回動を行わせる駆動部が備えられた段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車において、
前記後フリッパーが、走行方向を向いた通常状態、及び、下り段差を越えるための斜め上方を向いた状態となることができるように上下方向に回動可能に備えられており、
該後フリッパーは、前記通常状態の後フリッパーへの下り段差部からの反力作用で通常状態から斜め上方を向いた状態へと回動動作をするようになされていると共に、斜め上方を向いた状態から通常状態へと自重作用及び／又はバネの復原作用により回動動作をするようになされており、かつ、これらの回動動作を遅らせるダンパー機構が備えられていることを特徴とする段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車によって解決される（第１発明）。

この走行車では、下り段差を越える過程で、後フリッパーが下り段差部からの反力作用を受けるようになると、その反力作用で通常状態から斜め上方を向いた状態へと回動動作をし、また、下り段差を越えると、斜め上方を向いた状態から通常状態へと自重作用により回動動作をし、ダンパー機構によってこれらの回動動作速度が遅らされるようになされているので、段差を衝撃なくスムーズに越えさせることができる。

しかも、後フリッパーの遅らされた回動動作がダンパー機構によってパッシブに行われるようになされているので、後フリッパーの回動動作のための駆動部は排除され、従ってまた、該駆動部のアクティブな制御を行う必要もなくなって、後フリッパーの下り段差越えを、制御容易で、コスト的に有利に実現することができる。

第１発明において、通常状態から斜め下方を向いた状態への後フリッパーの回動を規制する回動規制手段が備えられているとよい。この場合は、障害物を乗り越えていく過程で、後フリッパーに下からの支えがない状態でも、斜め下方を向いた状態に回動してしまうのが防がれ、無駄な動きを省略できて、段差を衝撃なく速く越えさせることができる。しかも、斜め下方を向いた状態への回動規制手段を備えさせるだけでそれを実現するようにしているので、走行車のより一層のコスト削減を実現することができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、段差を衝撃なくスムーズに越えることができ、しかも、それを制御容易で、コスト的に有利に実現することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す実施形態のクローラー式走行車１は、クローラー２ａが備えられた走行車本体２の前後に、クローラー式の段差越え用フリッパー３，４が備えられたもので、前フリッパー３は、走行方向を向いた水平な通常状態、上り段差を越えるための斜め上方を向いた状態、及び、下り段差を越えるための斜め下方を向いた状態となることができるように、上下方向に回動可能に備えられると共に、この回動動作を行わせるモーターなどによる駆動部３ａが備えられている。

一方、後フリッパー４は、走行方向を向いた水平な通常状態、及び、下り段差を越えるための斜め上方を向いた状態となることができるように、上下方向に回動可能に備えられ、通常状態から斜め下方を向いた状態へは図示しないストッパーなどにより回動を規制されるようになされている。

そして、後フリッパー４は、通常状態の後フリッパー４への下り段差部からの反力作用で通常状態から斜め上方を向いた状態へと回動動作をするようになされていると共に、斜め上方を向いた状態から通常状態へと自重作用により回動動作をするようになされており、ダンパー機構４ａによりこれらの回動動作速度が遅らされてゆっくりとした回動動作を行うようになされている。なお、ダンパー機構４ａは、ピストン式のものが用いられてもよいし、羽根車と粘性流体によるものが用いられてもよいし、そのようなダンパー機構４ａと通常状態への復元用のバネとが組み合わされたものであってもよいし、後フリッパー４のクローラーの駆動部に負荷抵抗を付けたものであってもよいし、特に制限はない。

なお、５はカメラで、カメラ５でモニタリングしながら、図示しないリモコンによる遠隔操作で走行車１の動作を制御するようになされている。

上記のクローラー式走行車１では、図２（イ）に示すような段差障害物６を、次のようにして、衝撃なく乗り越えさせていくことができる。即ち、クローラー式走行車１を障害物６の手前に位置させた後、図２（ロ）に示すように、前フリッパー３を通常状態から斜め上方を向いた状態に回動動作させ、図２（ハ）に示すように、障害物６に向けて前進させていく。すると、前フリッパー３が障害物６の前縁部に当接し、走行車１は、図２（ニ）に示すように、前フリッパー３に案内されて前部を上昇させて傾斜しながら、障害物６による上り段差をのぼっていき、図２（ホ）に示すように、重心位置の移動によるモーメントの作用で障害物６の上面部に乗って水平状態になる。

こののぼりの過程で、走行車１が傾斜していくと、後フリッパー４は通常状態から斜め上方を向いた状態に追従回動し、走行車本体に対して傾斜した状態となるが、走行車１が障害物６の上面部に乗って水平状態となると、後フリッパー４は自重とダンパー機構４ａとにより、通常状態へと復帰していく。

次いで、図３（ヘ）（ト）に示すように、前フリッパー３の全体が障害物６の後縁部を越えた状態で、前フリッパー３を斜め下方を向いた状態に回動動作させ、走行車１を前進させていくと、重心位置の移動によるモーメントの作用で前フリッパー３の先端が接地状態となり、そのまま前進させていき、図３（チ）、図４（リ）に示すように、後フリッパー４が障害物６の後縁部上に位置すると、後フリッパー４は障害物６からの反力作用とダンパー機構４ａとによって通常状態から斜め上方を向いた状態へとゆっくりと回動動作をしていき、図３（ヌ）に示すように、走行車本体２は静かに接地して水平になり、図３（ル）に示すように、後フリッパー４が障害物６から離れると、該後フリッパー４はその自重とダンパー機構４ａとによって斜め上方を向いた状態から通常状態にゆっくりと復帰して障害物６を乗り越える前の状態に復帰する。

このように、上記の走行車１によれば、障害物６による段差を衝撃なくスムーズに越えることができ、しかも、後フリッパー４の遅らされたゆっくりとした回動動作がダンパー機構４ａによってパッシブに行われるようになされているので、後フリッパー４の回動動作のための駆動部は排除され、従ってまた、該駆動部のアクティブな制御を行う必要もなくなって、後フリッパー４の障害物越えを、制御容易で、コスト的に有利に実現することができ、また、後フリッパー４は、通常状態から斜め下方を向いた状態へは回動を規制されるようになされているので、障害物６を乗り越えていく過程で、後フリッパー４に下からの支えがない状態でも、斜め下方を向いた状態に回動してしまうのが防がれ、無駄な動きを省略できて、障害物６を衝撃なく速く越えさせることができる。しかも、斜め下方を向いた状態への回動規制手段としてのストッパー等を備えさせるだけでそれを実現するようにしているので、コスト的な有利性を発揮することができる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、前後のフリッパー３，４がクローラー式のものからなっている場合を示したが、アーム状などの非クローラー式のものからなっていてもよい。

また、本発明のクローラー式走行車は、リモコンによる遠隔操作が可能なロボットに構成されていてもよいし、人乗り用の走行車であってもよいし、目的についても、レスキューに限らず、床下等の検査など、各種の目的で用いられてよい。

図（イ）は実施形態のクローラー式走行車を示す正面図、図（ロ）は後フリッパー部分を示す拡大正面図である。 図（イ）〜図（ホ）は、図３及び図４と共に、障害物による段差を乗り越える過程を順次に示す正面図である。 図（ヘ）〜図（チ）は、図２及び図４と共に、障害物による段差を乗り越える過程を順次に示す正面図である。 図（リ）〜図（ル）は、図２及び図３と共に、障害物による段差を乗り越える過程を順次に示す正面図である。

符号の説明

１…クローラー式走行車
２…走行車本体
２ａ…クローラー
３…前フリッパー
４…後フリッパー
４ａ…ダンパー機構

Claims (2)

1. クローラー式走行車本体の前後に段差越え用のフリッパーが備えられ、前フリッパーが、走行方向を向いた通常状態、上り段差を越えるための斜め上方を向いた状態、及び、下り段差を越えるための斜め下方を向いた状態となることができるように上下方向に回動可能に備えられると共に、この回動を行わせる駆動部が備えられた段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車において、
   前記後フリッパーが、走行方向を向いた通常状態、及び、下り段差を越えるための斜め上方を向いた状態となることができるように上下方向に回動可能に備えられており、
   該後フリッパーは、前記通常状態の後フリッパーへの下り段差部からの反力作用で通常状態から斜め上方を向いた状態へと回動動作をするようになされていると共に、斜め上方を向いた状態から通常状態へと自重作用及び／又はバネの復原作用により回動動作をするようになされており、かつ、これらの回動動作を遅らせるダンパー機構が備えられていることを特徴とする段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車。
2. 通常状態から斜め下方を向いた状態への後フリッパーの回動を規制する回動規制手段が備えられている請求項１に記載の段差越え用フリッパーを備えたクローラー式走行車。

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