JP5259984B2 - Endless track device and mobile device or robot equipped with the endless track device - Google Patents
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Description
本発明は、無限軌道装置及びこの無限軌道装置を備えた移動装置若しくはロボットに関するものであり、特に、前後方向に延伸した無限軌道装置を少なくとも左右方向に湾曲可能としているものである。 The present invention relates to an endless track device and a mobile device or robot equipped with the endless track device, and in particular, an endless track device extended in the front-rear direction can be bent at least in the left-right direction.
従来、コンバインやトラクタなどの農業機械や、ショベルカーなどの建築機械、あるいは戦車などのように不整地を走行する機械においては、走行手段としてクローラを利用した無限軌道装置が用いられることが多い。 Conventionally, in an agricultural machine such as a combine and a tractor, a construction machine such as a shovel car, or a machine that travels on rough terrain such as a tank, an endless track device using a crawler as a traveling means is often used.
この無限軌道装置は、通常、少なくとも左右一対で用い、左右の無限軌道装置の回転速度を調整することにより、前進または後退だけでなく、旋回を可能としている。 This endless track device is usually used in at least a pair of left and right, and by adjusting the rotation speed of the left and right endless track devices, it is possible to turn as well as forward or backward.
このような無限軌道装置は、災害救助用のロボットの走行手段として用いられることもある(例えば、特許文献1参照。)。 Such an endless track device may be used as a traveling means of a disaster rescue robot (see, for example, Patent Document 1).
災害救助用のロボットの場合には、一般的な不整地よりもさらに悪条件の路面を走行する必要があり、複数対の無限軌道装置を設けて、想定され得る悪路に対応可能としている。 In the case of a disaster rescue robot, it is necessary to travel on a road surface that is worse than a general rough terrain, and a plurality of pairs of endless track devices are provided to cope with a possible bad road.
あるいは、左右一対の無限軌道装置の回転制御で旋回を行うのではなく、クローラに、2次元可変構造を設けて左右方向にも可変として、1つの無限軌道装置だけでも旋回を可能とした走行手段を備えたロボットも提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。
しかしながら、災害救助における利用等を目的として左右一対の無限軌道装置を前後に複数対設けた走行手段では、前後の無限軌道装置の間における接合部分において乗り上げが生じた場合に走行不能となるおそれがあり、また左右の無限軌道装置を差動させた場合に巻き込みが生じるおそれがあった。 However, in the traveling means provided with a plurality of pairs of left and right endless track devices for the purpose of disaster relief, etc., there is a risk that it may become impossible to ride when a ride occurs at the junction between the front and back endless track devices. In addition, there is a possibility that entrainment may occur when the left and right endless track devices are differentiated.
したがって、災害救助などのように想定外の不整地の走行が要求される移動装置若しくはロボットの走行手段としては、左右一対とした無限軌道装置を用いるのではなく、1つの無限軌道装置を用いることが望ましい。 Therefore, instead of using a pair of left and right endless track devices, a single endless track device should be used as a mobile device or robot traveling means that is required to travel on unexpected rough terrain, such as disaster relief. Is desirable.
しかし、1つの無限軌道装置では、その可動域を大きくすることが比較的困難であるために、より小さい旋回半径での旋回が困難となっており、しかも災害救助の現場などのように旋回しながら上昇または下降といった複雑な走行条件下での走行は不可能であった。 However, since it is relatively difficult to increase the range of motion with one endless track device, it is difficult to turn with a smaller turning radius, and it can turn like a disaster rescue site. However, it was impossible to travel under complicated traveling conditions such as ascending or descending.
本発明者らは、このような現状に鑑み、災害救助の現場などのような極めて劣悪な不整地において高い走破性を有する走行手段を提供すべく研究開発を行い、本発明を成すに至ったものである。 In view of the current situation, the present inventors have conducted research and development to provide a traveling means having a high running ability in extremely poor rough terrain such as a disaster rescue site, etc., and have achieved the present invention. Is.
本発明の無限軌道装置は、弾性体にて形成した連結体を介して、天井板と、この天井板の上面に左右側縁に沿って上方に向けて突設した上部突出片と、この上部突出片の上端において内側方向へ突設させた上部フランジとで構成した上部ガイド体、及び、底板と、この底板の下面に左右側縁に沿って下方に向けて突設した下部突出片と、この下部突出片の下端において内側方向へ突設させた下部フランジとで構成した下部ガイド体を備える複数の基体を前後に連結することにより形成した胴体部と、これらの基体のうちの最前端に位置する先端基体に設けた第1スプロケットと、これらの基体のうちの最後端に位置する後端基体に設けた第2スプロケットと、前記第1スプロケットと前記第2スプロケットに掛け回し前記胴体部に沿って回転駆動されるクローラであって、前記第1スプロケット及び前記第2スプロケットと歯合する歯合用突片と、同歯合用突片の両側にそれぞれ下端に水平状の摺動片が設けられた突出片と、を備える複数の履板をループ状に連結して構成したクローラとを有する無限軌道装置であって、前記摺動片は、前記天井板と前記上部フランジの間及び前記底板と前記下部フランジの間に挿入され、前記履板は、前記上部ガイド体及び前記下部ガイド体で規制しながら移動可能とし、前後に隣り合った前記基体の間には、前記連結体の右側に右側牽引体を架設し、前記連結体の左側に左側牽引体を架設し、前記連結体の上側に上側牽引体を架設するとともに、前記連結体の下側に下側牽引体を架設して、前記右側牽引体と前記左側牽引体のいずれか一方を牽引して他方よりも緊張させ、前記上側牽引体と前記下側牽引体のいずれか一方を牽引して他方よりも緊張させることにより、緊張させた方に前記連結体を曲げて前記クローラを湾曲させ、前記胴体部を左右方向に曲げるとともに上下方向に曲げて前記複数の基体間に配設した各連結体に圧縮応力を生じさせつつねじらせることにより前記クローラをねじらせた状態で駆動可能とした。 The endless track device of the present invention includes a ceiling plate, an upper projecting piece projecting upward along the left and right side edges on the upper surface of the ceiling plate via a connecting body formed of an elastic body , An upper guide body constituted by an upper flange projecting inward at the upper end of the projecting piece, and a bottom plate, and a lower projecting piece projecting downward along the left and right side edges on the bottom surface of the bottom plate; A trunk portion formed by connecting a plurality of base bodies including a lower guide body constituted by a lower flange projecting inwardly at the lower end of the lower projecting piece, and a front end of these base bodies A first sprocket provided on the front end base positioned, a second sprocket provided on a rear end base located at the rearmost end of these bases, and hung around the first sprocket and the second sprocket to the body portion. Rotate along A crawler is moving, said first sprocket and said projecting piece for meshing the second sprocket meshing, projecting pieces horizontally sliding pieces each lower end on both sides of the protruding pieces for the meshing is provided And a crawler configured by connecting a plurality of crawler plates in a loop shape , wherein the sliding piece is between the ceiling plate and the upper flange and between the bottom plate and the lower flange. The crawler plate is movable while being regulated by the upper guide body and the lower guide body, and a right traction body is provided on the right side of the connecting body between the bases adjacent to each other in the front-rear direction. The left traction body is erected on the left side of the coupling body, the upper traction body is erected on the upper side of the coupling body, and the lower traction body is erected on the lower side of the coupling body. And one of the left traction bodies Then, it is more tensioned than the other, and either the upper traction body or the lower traction body is pulled and tensioned more than the other, so that the connecting body is bent in the tensioned direction and the crawler is curved. The crawler can be driven in a twisted state by bending the body portion in the left-right direction and bending it in the up-down direction and twisting each connecting body disposed between the plurality of bases while generating a compressive stress. It was.
さらに、本発明の無限軌道装置では、以下の点にも特徴を有するものである。すなわち、
(1)右側牽引体と左側牽引体は一本の連結ベルトであって、この連結ベルトの中途部を基体に設けた歯車に掛け回して右側牽引体と左側牽引体とするとともに、歯車を回転させることにより右側牽引体と左側牽引体のいずれか一方を牽引して緊張させること。
(2)上側牽引体と下側牽引体は一本の連結ベルトであって、この連結ベルトの中途部を基体に設けた歯車に掛け回して上側牽引体と下側牽引体とするとともに、歯車を回転させることにより上側牽引体と下側牽引体のいずれか一方を牽引して緊張させること。
(3)歯車は、先端基体と後端基体のいずれか一方に設けるとともに、他方に連結ベルトの端部を固定装着したこと。
Furthermore, the endless track device of the present invention is also characterized by the following points. That is ,
(1 ) The right traction body and the left traction body are a single connection belt, and a middle portion of the connection belt is hung on a gear provided on the base to form a right traction body and a left traction body, and the gear is rotated. Pulling and tensioning either the right traction body or the left traction body.
( 2 ) The upper traction body and the lower traction body are a single connection belt, and a middle portion of the connection belt is hung on a gear provided on the base to form an upper traction body and a lower traction body. Towing and tensioning either the upper traction body or the lower traction body by rotating the.
( 3 ) The gear is provided on either the front end base or the rear end base, and the end of the connecting belt is fixedly attached to the other.
また、本発明の移動装置若しくはロボットは、移動手段として上記の無限軌道装置を備えているものである。 Moreover, the moving device or robot of the present invention includes the endless track device as moving means.
本発明によれば、連結体を左右方向に曲げるとともに上下方向に曲げることによりクローラを適宜にねじらせて駆動させることができ、1つの無限軌道装置で前進・後進・旋回が可能なだけではなく、路面の形状の影響を受けにくくすることができ、極めて高い走破性を有する無限軌道装置を提供できる。 According to the present invention, the crawler can be appropriately twisted and driven by bending the connecting body in the left-right direction and in the up-down direction, and it is only possible to move forward, backward, and turn with one endless track device. Therefore, it is possible to provide an endless track device that can be hardly affected by the shape of the road surface and has extremely high running performance.
したがって、この無限軌道装置を備えた移動装置若しくはロボットが、障害物などによって走行不能となることを抑制して、極めて確実に駆動させることができる。 Therefore, it is possible to drive the mobile device or robot provided with the endless track device very reliably while preventing the mobile device or the robot from traveling due to an obstacle or the like.
本発明の無限軌道装置及びこの無限軌道装置を備えた移動装置若しくはロボットでは、連結体を介して前後に連結した複数の基体と、これらの基体のうちの最前端に位置する先端基体に設けた第1スプロケットと、これらの基体のうちの最後端に位置する後端基体に設けた第2スプロケットと、第1スプロケットと第2スプロケットに掛け回して回転駆動されるクローラとを有する無限軌道装置としているものである。 In the endless track device of the present invention and the mobile device or robot provided with the endless track device, a plurality of bases connected back and forth via a connecting body and a tip base located at the foremost end of these bases are provided. An endless track device having a first sprocket, a second sprocket provided on a rear end base located at the rearmost end of these bases, and a crawler that is rotated around the first sprocket and the second sprocket. It is what.
特に、基体を前後に連結する連結体は、左右方向と上下方向に湾曲あるいは屈曲可能とすることにより、一方の基体に対して他方の基体をねじった状態とすることができ、クローラをねじらせて駆動させることができる。 In particular, the coupling body that couples the base body back and forth can be bent or bent in the left-right direction and the up-down direction, whereby the other base body can be twisted with respect to one base body, and the crawler can be twisted. Can be driven.
以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。図1は、本実施形態の無限軌道装置の要部説明図であり、説明の便宜上、無限軌道装置の胴体部10からクローラ80を取り外した状態を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a main part of the endless track device of the present embodiment, and shows a state in which the
胴体部10は、複数のブロック状の基体と、これらの基体を前後方向に連結する連結体11とで構成しており、連結体11で前後方向に連結されて長手状に並んだ基体のうち、最前端に位置した先端基体12fと、最後端に位置した後端基体12eとの間に、それぞれ同一形状とした第1中間基体12m1と、第2中間基体12m2と、第3中間基体12m3と、第4中間基体12m4とを設けている。中間基体12m1〜4は、4つに限定するものではなく、3つ以下であってもよいし、5つ以上であってもよく、必要に応じて適宜の数としてよい。
The
第1〜4中間基体12m1〜4は、本実施形態では、それぞれ矩形板状とした前側板、後側板、左側板、右側板と矩形筒状に組み立てて形成した矩形筒状体21と、この矩形筒状体21の上下側面にそれぞれ装着した上部ガイド体22と下部ガイド体23とで構成している。
In the present embodiment, the first to fourth intermediate bases 12m1 to 4m are each a rectangular
上部ガイド体22は、矩形筒状体21の上部に装着して矩形筒状体21の上部開口を閉塞する矩形状の天井板22-1と、この天井板22-1の上面に左右側縁に沿って上方に向けて突設した上部突出片22-2と、この上部突出片22-2の上端において内側方向へ突設させた上部フランジ22-3とで構成している。上部フランジ22-3は、天井板22-1から所定間隔だけ離隔して、天井板22-1と略平行としている。上部ガイド体22は、本実施形態ではテフロン(登録商標)製としている。
The
下部ガイド体23も上部ガイド体22と同様に、矩形筒状体21の下部に装着されて矩形筒状体21の下部開口を閉塞する矩形状の底板23-1と、この底板23-1の下面に左右側縁に沿って下方に向けて突設した下部突出片23-2と、この下部突出片23-2の下端において内側方向へ突設させた下部フランジ23-3とで構成している。下部フランジ23-3は、底板23-1から所定間隔だけ離隔して、底板23-1と略平行としている。下部ガイド体23も、本実施形態ではテフロン(登録商標)製としている。
Similarly to the
本実施形態では、第1〜4中間基体12m1〜4を略矩形体状としているが、第1〜4中間基体12m1〜4は必ずしも略矩形体状である必要はなく、適宜の形状としてよい。 In the present embodiment, the first to fourth intermediate bases 12m1 to 4m4 have a substantially rectangular shape, but the first to fourth intermediate bases 12m1 to 4m1 do not necessarily have a substantially rectangular shape, and may have an appropriate shape.
先端基体12fは、対向させて平行に配置した先端左側板12f-1及び先端右側板12f-2と、この先端左右側板12f-1,12f-2の上端間に架設した先端上部ガイド体12f-3と、先端左右側板12f-1,12f-2の下端間に架設した先端下部ガイド体12f-4とで矩形筒状体とし、この矩形筒状体の後端側の開口部に先端後側板(図示せず)を装着している。
The
先端上部ガイド体12f-3には、上部ガイド体22と同様に、天井板22-1と、上部突出片22-2と、上部フランジ22-3を設けるとともに、先端下部ガイド体12f-4には、下部ガイド体23と同様に、底板23-1と、下部突出片23-2と、下部フランジ23-3を設けている。先端上部ガイド体12f-3及び先端下部ガイド体12f-4はそれぞれテフロン(登録商標)製としている。
Similar to the
先端左側板12f-1及び先端右側板12f-2には、それぞれ前方方向に延伸させて設けた延伸片31を設け、この延伸片31間に枢軸32を架設するとともに、この枢軸32に第1スプロケット30を回転自在に枢着している。
The
さらに、図2に示すように、先端左側板12f-1と先端右側板12f-2の間には所定位置に第1回転軸33及び第2回転軸34を回転自在に略水平に架設している。
Further, as shown in FIG. 2, a first
第1回転軸33は、先端左側板12f-1の左側面側に突出させており、図1に示すように、先端左側板12f-1の左側面側に突出した部分に第1歯車35を装着している。この第1歯車35には、先端左側板12f-1の左側面側に装着した第1駆動モータ36の出力軸に装着した第1ウォーム歯車36wを歯合させて、第1駆動モータ36によって第1歯車35を回転可能としている。
The first
第1歯車35の回転にともなって回転する第1回転軸33には、図2に示すように、先端左側板12f-1と先端右側板12f-2の間に第2歯車37を装着し、この第2歯車37は第2回転軸34に装着した第3歯車38と歯合させて、第2歯車37の回転にともなって第3歯車38を介して第2回転軸34を回転可能としている。
As shown in FIG. 2, a
第2回転軸34には、後述する第1姿勢制御用歯車39を装着しており、第2回転軸34の回転にともなって第1姿勢制御用歯車39を回転操作可能としている。すなわち、第1駆動モータ36によって第1姿勢制御用歯車39の駆動制御を行っている。
A first
一方、後端基体12eも、図1に示すように、対向させて平行に配置した後端左側板12e-1及び後端右側板(図示せず)と、この後端左右側板12e-1の上端間に架設した後端上部ガイド体12e-3と、後端左右側板12e-1の下端間に架設した後端下部ガイド体12e-4とで矩形筒状体とし、この矩形筒状体の前端側の開口部に後端前側板12e-5を装着している。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the rear-
後端上部ガイド体12e-3にも、上部ガイド体22と同様に、天井板22-1と、上部突出片22-2と、上部フランジ22-3を設けるとともに、後端下部ガイド体12e-4にも、下部ガイド体23と同様に、底板23-1と、下部突出片23-2と、下部フランジ23-3を設けている。後端上部ガイド体12e-3及び後端下部ガイド体12e-4はそれぞれテフロン(登録商標)製としている。
Similarly to the
後端左側板12e-1及び後端右側板12e-2には、それぞれ後方方向に延伸させて設けた延伸片41を設け、この延伸片41間に駆動用回転軸42を回転自在に架設するとともに、この駆動用回転軸42に第2スプロケット40を装着している。
The rear end left
本実施形態では、駆動用回転軸42は、後端右側板12e-2の右側面側に突出させており、図3に示すように、後端右側板12e-2の右側面側に突出した部分に第3スプロケット51を装着している。
In the present embodiment, the
第3スプロケット51は、後端左右側板12e-1,12e-2の間に配設した第2駆動モータ52の出力軸に装着した第4スプロケット53と連結ベルト54を介して連動連結しており、第2駆動モータ52によって第3スプロケット51を回転させることにより、第2スプロケット40を回転可能としている。
The
さらに、図1に示すように、後端左側板12e-1には、左側面側に第3駆動モータ43を装着し、図3に示すように、この第3駆動モータ43の出力軸に装着した第2ウォーム歯車43wを、後端上部ガイド体12e-3と後端下部ガイド体12e-4との間に設けた第3回転軸44に装着した第4歯車45に歯合させている。図3中、48は、第2ウォーム歯車43wを被覆したカバー体である。
Further, as shown in FIG. 1, the rear end left
第3回転軸44には、後述する第2姿勢制御用歯車49を装着しており、第3回転軸44の回転にともなって第2姿勢制御用歯車49を回転操作可能としている。すなわち、第3駆動モータ43によって第2姿勢制御用歯車49の駆動制御を行っている。
A second
連結体11は、本実施形態では所定長さの円柱状としたゴムブッシュで構成している。
In the present embodiment, the connecting
胴体部10は、先端基体12fと、中間基体12m1〜4と、後端基体12eとをこの順で前後方向に並べ、それぞれの基体の間に連結体11を接着剤などで貼付けて一連としている。
The
連結体11が貼付けられる先端基体12fの先端後側板、後端基体12eの後端前側板12e-5、中間基体12m1〜4の各前後側板には、図1に示すように、連結体11の上側と、下側と、左側と、右側にそれぞれ矩形状の開口hを設けている。
As shown in FIG. 1, the front and rear side plates of the
この開口hは、図4及び図5に示すように、それぞれ連結体11の上側に架設する上側牽引体61、連結体11の下側に架設する下側牽引体62、連結体11の左側に架設する左側牽引体71、連結体11の右側に架設する右側牽引体72を挿通させる挿通口として設けたものである。特に、中間基体12m1〜4の各前後側板に挿通口としての開口hを設けることによって、中間基体12m1〜4自体を各牽引体のガイドとしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the opening h is formed on the
さらに、図4に示すように、上側牽引体61と下側牽引体62は一本の第1連結ベルト60で構成しており、中途部を先端基体12fに設けた第1姿勢制御用歯車39に掛け回して上側牽引体61と下側牽引体62としている。上側牽引体61及び下側牽引体62の端部は、後端基体12eの後端前側板12e-5に設けた開口h部分に固定装着している。
Further, as shown in FIG. 4, the
このように、第1連結ベルト60は、両端を後端基体12eの後端前側板12e-5に固定装着するとともに、中途部を先端基体12fに設けた第1姿勢制御用歯車39に掛け回すことによって、連結体11の上側に上側牽引体61を架設するとともに、連結体11の下側に下側牽引体62を架設している。
Thus, both ends of the first connecting
また、図5に示すように、左側牽引体71と右側牽引体72は一本の第2連結ベルト70で構成しており、中途部を後端基体12eに設けた第2姿勢制御用歯車49に掛け回して左側牽引体71と右側牽引体72としている。左側牽引体71及び右側牽引体72の端部は、前端基体12fの前端後側板12f-5に設けた開口h部分に固定装着している。
Further, as shown in FIG. 5, the
このように、第2連結ベルト70は、両端を前端基体12fの前端後側板12f-5に固定装着するとともに、中途部を後端基体12eに設けた第2姿勢制御用歯車49に掛け回すことにより、連結体11の右側に右側牽引体72を架設するとともに、連結体11の左側に左側牽引体71を架設している。
Thus, both ends of the second connecting
クローラ80は、図1に示すように、複数の履板81をループ状に連結して構成している。特に、本実施形態では、後述するようにクローラ80を上下方向だけでなく左右方向にも湾曲させるために、履板81の前側縁の中央部には、前方に向けて突出させた突出部82を設けるとともに、履板81の後側縁の中央部には、後ろに連結される履板81の突出部82が挿入される凹状部83を設けている。
As shown in FIG. 1, the
履板81の裏面には、第1スプロケット30及び第2スプロケット40と歯合する歯合用突片84を下方に向けて突設している。
On the back surface of the
さらに、履板81の裏面には、歯合用突片84の両側にそれぞれ下端に水平状の摺動片85を設けた突出片86を設けている。摺動片85は、先端基体12f、後端基体12e、中間基体12m1〜4の上側にそれぞれ設けた上部ガイド体22の天井板22-1と上部フランジ22-3の間、及び先端基体12f、後端基体12e、中間基体12m1〜4の下側にそれぞれ設けた下部ガイド体23の底板23-1と下部フランジ23-3の間に挿入することにより、上部ガイド体22及び下部ガイド体23に規制されながら履板81を移動可能として、履板81で構成したクローラ80を胴体部10の周囲に沿って周回可能としている。
Further, on the back surface of the
また、本実施形態では、各履板81の表面には、左右方向に延伸させて設けた棒状接地体87を装着している。棒状接地体87はゴムブッシュ製として走行面との滑りを抑制して、走行性能の向上を図っている。
Further, in the present embodiment, a rod-shaped
このように構成した無限軌道装置では、第2駆動モータ52で第2スプロケット40を回転させることによりクローラ70を回転させて前進、または第2駆動モータ52を逆回転させることにより後退可能としている。
In the endless track device configured as described above, the
なお、図示していないが、第1駆動モータ36、第2駆動モータ52、第3駆動モータ43を駆動制御する制御回路部は、本実施形態では第4中間基体12m4に設けている。制御回路部は第4中間基体12m4に設ける場合に限定するものではなく、先端基体12、後端基体12e、中間基体12m1〜4のいずれか一つ、あるいはそれぞれに分散させて設けてもよい。
Although not shown, a control circuit unit for controlling the driving of the
無限軌道装置では、第3駆動モータ43によって第2姿勢制御用歯車49を回転させることにより左側牽引体71と右側牽引体72のいずれか一方を牽引して緊張させ、各連結体11に圧縮応力を生じさせ、この圧縮応力によって各連結体11を圧縮方向に曲げている。
In the endless track device, either the
したがって、図6に示すように、右側牽引体72を緊張させた場合には、連結体11が右側牽引体72側に曲がることによって、無限軌道装置の胴体部10が右側牽引体72側に湾曲し、この状態でクローラを前進方向に回転させることにより右旋回することとなる。
Therefore, as shown in FIG. 6, when the right traction body 72 is tensioned, the connecting
一方、左側牽引体を緊張させた場合には、無限軌道装置の胴体部10が左側牽引体側に湾曲し、この状態でクローラを前進方向に回転させることにより左旋回することができる。
On the other hand, when the left traction body is tensioned, the
また、無限軌道装置では、図7に示すように、第1駆動モータ36によって第1姿勢制御用歯車39を回転させることにより上側牽引体61と下側牽引体62のいずれか一方を牽引して緊張させ、各連結体11に圧縮応力を生じさせ、この圧縮応力によって各連結体11を圧縮方向に曲げている。
Further, in the endless track device, as shown in FIG. 7, either the
したがって、図7に示すように、上側牽引体71を緊張させた場合には、連結体11が上側牽引体71側に曲がることによって、無限軌道装置の胴体部10を上側牽引体71側に湾曲させることができ、逆に、下側牽引体72を緊張させた場合には、連結体11が下側牽引体72側に曲がることによって、無限軌道装置の胴体部10を下側牽引体72側に湾曲させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, when the
この無限軌道装置の胴体部10における左右方向の湾曲と、上下方向の湾曲とを複合させることにより胴体部10をねじらせることができ、無限軌道装置自体をねじらせた状態で駆動させることができる。
The
したがって、例えば災害現場などの不整地において水平方向だけの移動だけでなく、傾斜していたりあるいは大きなでこぼこが存在していたりするところの走行が要求される場合に、安定して走行することができ、不整地での走破性に優れた移動装置とすることができる。 Therefore, it is possible not only to move in the horizontal direction but also to travel stably on an uneven terrain, such as a disaster site, when it is necessary to travel on an inclined or large bumpy surface. It is possible to provide a moving device that is excellent in running performance on rough terrain.
しかも、旋回しながら上昇または下降する走行が可能であり、螺旋階段なども容易に走行できる。 Moreover, it is possible to travel while going up or down while turning, and it is possible to easily travel on a spiral staircase or the like.
また、本実施形態の無限軌道装置では、左右方向の湾曲率が旋回半径となるので、旋回半径の調整が容易なだけでなく、従来の左右一対の無限軌道装置のように差動によって旋回する場合と比較して、旋回速度の調整を容易とすることができる。 Further, in the endless track device of this embodiment, the curvature in the left-right direction becomes the turning radius, so that not only the turning radius can be easily adjusted, but also the differential turning as in the conventional pair of left and right endless track devices. Compared with the case, the turning speed can be easily adjusted.
また、災害現場で用いる場合には、先端基体12f、後端基体12e、中間基体12m1〜4にカメラや適宜の操作アームを装着し、適宜の遠隔操作手段で操作可能としたロボットとすることにより、災害現場での可動性の高いロボットとすることができる。
In addition, when using at a disaster site, by attaching a camera or appropriate operation arm to the
この場合、中間基体12m1〜4の数を増やすことにより容易に機能拡張を図ることもでき、設計自由度の高いロボットとすることができる。また、間基体12m1〜4の数を増やすことにより走破性の向上を図ることができる。 In this case, the function can be easily expanded by increasing the number of the intermediate substrates 12m1 to 12, and a robot with a high degree of design freedom can be obtained. Further, the runnability can be improved by increasing the number of the intermediate substrates 12m1-4.
本実施形態では、連結体11はゴムブッシュで構成しているが、連結体11はゴムブッシュに限定するものではなく、例えばユニバーサルジョイントなどを用いることができる。ただし、ゴムブッシュには高い復元性があるので、各牽引体の緊張状態を解消した際に、ゴムブッシュの復元性を利用して無限軌道装置を直線状に復元させることができ、無限軌道装置の姿勢制御を容易とすることができる。しかも、ユニバーサルジョイントなどではなく、ゴムブッシュなどの弾性体を用いることにより連結体11の軽量化を図ることができ、無限軌道装置を軽量化して走行性能の向上を図ることができる。
In the present embodiment, the connecting
また、連結体11となるゴムブッシュとして、円柱体ではなく中空部を有する円筒体を用いた場合には、中空部を先端基体12f、後端基体12e、中間基体12m1〜4に連通させることにより、所要の配線を連結体11の中空部内に配設することができ、配線の取り回しを容易とすることができるとともに、配線が外部に露出することを防止できるので、配線に損傷が生じることを防止できる。
In addition, when a cylindrical body having a hollow portion is used as the rubber bush to be the connecting
また、本実施形態では、先端基体12f、後端基体12e、中間基体12m1〜4と比較して連結体11を小さくしているが、連結体11は適宜の大きさとしてよく、所望の各牽引体の緊張にともなって所望の曲がり状態が得られるようになっていればよい。
Further, in the present embodiment, the connecting
本実施形態では、連結体11の上下左右に、第1連結ベルト60及び第2連結ベルト70で構成された各牽引体を架設しているが、例えば、適宜のアクチュエータのロッドを牽引体として用いることもできる。ただし、アクチュエータを用いた場合には重量が増加しやすく、無限軌道装置の重量増を招いて走行性能の低下を生じさせるおそれがある。
In the present embodiment, the traction bodies constituted by the
また、本実施形態では、中間基体12m1〜4を貫通させて各牽引体を架設しているが、例えば、第2姿勢制御用歯車49を後端基体12eだけでなく、中間基体12m1〜4にもそれぞれ設けて、各第2姿勢制御用歯車49をそれぞれ制御することにより、無限軌道装置を湾曲形状とするだけでなく、S字形状や蛇腹形状とすることもできる。
In the present embodiment, each of the pulling bodies is installed by penetrating the intermediate bases 12m1-4, but, for example, the second
ただし、第2姿勢制御用歯車49を設ければ設けるほど無限軌道装置の重量増を招いて走行性能の低下を生じさせるおそれがあるので、本実施形態のように、第2姿勢制御用歯車49は後端基体12eに設け、第1姿勢制御用歯車39は前端基体12fに設けることにより、無限軌道装置を軽量化して走行性能を向上させることが望ましい。
However, as the second
また、各牽引体の牽引を第1姿勢制御用歯車39及び第2姿勢制御用歯車49による拮抗駆動によって行うことにより、軽量であるとともに確実な牽引を可能として、無限軌道装置の確実な姿勢制御を行うことができる。
In addition, the towing of each endless track device is lightweight and reliable towing by performing antagonistic driving by the first
10 胴体部
11 連結体
12f 先端基体
12e 後端基体
12m1 第1中間基体
12m2 第2中間基体
12m3 第3中間基体
12m4 第4中間基体
30 第1スプロケット
32 枢軸
36 第1駆動モータ
39 第1姿勢制御用歯車
40 第2スプロケット
42 駆動用回転軸
43 第3駆動モータ
49 第2姿勢制御用歯車
52 第2駆動モータ
60 第1連結ベルト
61 上側牽引体
62 下側牽引体
70 第2連結ベルト
71 左側牽引体
72 右側牽引体
80 クローラ
81 履板
84 歯合用突片
85 摺動片
86 突出片
87 棒状接地体
10 Torso
11 Connected body
12f Tip base
12e Substrate base
12m1 first intermediate substrate
12m2 Second intermediate substrate
12m3 Third intermediate substrate
12m4 4th intermediate substrate
30 First sprocket
32 Axis
36 First drive motor
39 First attitude control gear
40 2nd sprocket
42 Rotating shaft for driving
43 Third drive motor
49 Second attitude control gear
52 Second drive motor
60 First connecting belt
61 Upper tow
62 Lower tow
70 Second connecting belt
71 Left side tow
72 Right-side puller
80 crawler
81 footboard
84 Teeth
85 Sliding piece
86 Protruding piece
87 Rod-shaped grounding body
Claims (6)
これらの基体のうちの最前端に位置する先端基体(12f)に設けた第1スプロケット(30)と、
これらの基体のうちの最後端に位置する後端基体(12e)に設けた第2スプロケット(40)と、
前記第1スプロケット(30)と前記第2スプロケット(40)に掛け回し前記胴体部(10)に沿って回転駆動されるクローラ(80)であって、前記第1スプロケット(30)及び前記第2スプロケット(40)と歯合する歯合用突片(84)と、同歯合用突片(84)の両側にそれぞれ下端に水平状の摺動片(85)が設けられた突出片(86)と、を備える複数の履板(81)をループ状に連結して構成したクローラ(80)と
を有する無限軌道装置であって、
前記摺動片(85)は、前記天井板(22-1)と前記上部フランジ(22-3)の間及び前記底板(23-1)と前記下部フランジ(23-3)の間に挿入され、前記履板(81)は、前記上部ガイド体(22)及び前記下部ガイド体(23)で規制しながら移動可能とし、
前後に隣り合った前記基体の間には、前記連結体(11)の右側に右側牽引体(72)を架設し、前記連結体の左側に左側牽引体(71)を架設し、前記連結体の上側に上側牽引体(61)を架設するとともに、前記連結体の下側に下側牽引体(62)を架設して、前記右側牽引体(72)と前記左側牽引体(71)のいずれか一方を牽引して他方よりも緊張させ、前記上側牽引体(61)と前記下側牽引体(62)のいずれか一方を牽引して他方よりも緊張させることにより、緊張させた方に前記連結体(11)を曲げて前記クローラ(80)を湾曲させ、
前記胴体部(10)を左右方向に曲げるとともに上下方向に曲げて前記複数の基体間に配設した各連結体(11)に圧縮応力を生じさせつつねじらせることにより前記クローラ(80)をねじらせた状態で駆動可能としたことを特徴とする無限軌道装置。 Through the connecting body (11) formed of an elastic body , the ceiling plate (22-1) and the upper projection protruding upward along the left and right side edges on the top surface of the ceiling plate (22-1) An upper guide body (22) composed of a piece (22-2) and an upper flange (22-3) projecting inward at the upper end of the upper protruding piece (22-2), and a bottom plate (23 -1), a lower protruding piece (23-2) projecting downward along the left and right side edges of the bottom plate (23-1), and a lower end of the lower protruding piece (23-2) A body part (10) formed by connecting a plurality of base bodies including a lower guide body (23) constituted by a lower flange (23-3) projecting inwardly ;
A first sprocket (30) provided on a tip base (12f) located at the foremost end of these bases;
A second sprocket (40) provided on the rear end base (12e) located at the rearmost end of these bases;
A crawler (80) hung around the first sprocket (30) and the second sprocket (40) and driven to rotate along the body part (10) , wherein the first sprocket (30) and the second sprocket (30) An engaging protrusion (84) that meshes with the sprocket (40), and a protruding piece (86) provided with a horizontal sliding piece (85) at the lower end on each side of the engaging protrusion (84). An endless track device having a crawler (80) configured by connecting a plurality of crawler plates (81) in a loop shape ,
The sliding piece (85) is inserted between the ceiling plate (22-1) and the upper flange (22-3) and between the bottom plate (23-1) and the lower flange (23-3). The crawler plate (81) is movable while being regulated by the upper guide body (22) and the lower guide body (23),
Between the bases adjacent to each other in the front and rear, a right traction body (72) is installed on the right side of the connection body (11), and a left traction body (71) is installed on the left side of the connection body. An upper traction body (61) is installed on the upper side of the connecting body, and a lower traction body (62) is installed on the lower side of the coupling body, so that either the right traction body (72) or the left traction body (71) is installed. Pull one of them to be more tensioned than the other, pull one of the upper traction body (61) and the lower traction body (62) to be more tensioned than the other, and to the tensioned person Bending the connecting body (11) to bend the crawler (80),
The crawler (80) is bent by bending the body portion (10) in the left-right direction and in the up-down direction and twisting each connecting body (11) disposed between the plurality of base bodies while generating a compressive stress. An endless track device that can be driven in a twisted state.
前記歯車(49)を回転させることにより前記右側牽引体(72)と前記左側牽引体(71)のいずれか一方を牽引して緊張させることを特徴とする請求項1に記載の無限軌道装置。 The right traction body (72) and the left traction body (71) are one connection belt (70), and a middle portion of the connection belt (70) is hung around a gear (49) provided on the base. And the right traction body (72) and the left traction body (71),
2. The endless track device according to claim 1 , wherein one of the right traction body (72) and the left traction body (71) is pulled and tensioned by rotating the gear (49).
前記歯車(39)を回転させることにより前記上側牽引体(61)と前記下側牽引体(62)のいずれか一方を牽引して緊張させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無限軌道装置。 The upper traction body (61) and the lower traction body (62) are one connection belt (60), and a middle portion of the connection belt (60) is hung on a gear (39) provided on the base. Turn the upper traction body (61) and the lower traction body (62),
According to claim 1 or 2, characterized in that tensioning by pulling one of the said lower traction body and upper traction body (61) (62) by rotating said gear (39) Endless track device.
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