JP5806370B1 - Crawler belt and crawler unit having the same - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量でかつ簡易な構成の履帯を提供することにより、履帯を含むクローラユニットや移動ロボットの軽量化を図る。【解決手段】本発明は、スプロケット32,33により回転駆動される無端状の履帯30に関する。履帯30は、回転方向に並ぶ複数の履板部41と、履板部41よりも薄肉に形成され、隣接する履板部41どうしを連結する屈曲自在なヒンジ部42とを備える。履板部41およびヒンジ部42は、合成樹脂により一体に形成されている。【選択図】図10A crawler unit including a crawler belt or a mobile robot is reduced by providing a crawler belt having a light weight and a simple configuration. The present invention relates to an endless crawler belt 30 that is rotationally driven by sprockets 32 and 33. The crawler belt 30 includes a plurality of crawler plate portions 41 arranged in the rotation direction, and a bendable hinge portion 42 that is formed thinner than the crawler plate portion 41 and connects the adjacent crawler plate portions 41 to each other. The crawler plate portion 41 and the hinge portion 42 are integrally formed of synthetic resin. [Selection] Figure 10
Description
本発明は、スプロケットにより回転駆動される無端状の履帯、およびこれを備えたクローラユニットに関する。 The present invention relates to a crawler unit having endless track which is driven to rotate, and thereby the sprocket.
従来、下記特許文献1に示されるように、履帯を含むクローラユニットを移動手段として用いた点検ロボットが知られている。この点検ロボットに用いられている履帯は、ゴムまたは合成樹脂製の複数のシューと、シューどうしを連結するリンクとを備えており、電動機を動力源とする駆動機構により回転駆動される。 Conventionally, as shown in Patent Document 1 below, an inspection robot using a crawler unit including a crawler belt as a moving unit is known. The crawler belt used in the inspection robot includes a plurality of shoes made of rubber or synthetic resin and a link connecting the shoes, and is rotationally driven by a drive mechanism using an electric motor as a power source.
上記特許文献1に記載された履帯では、シューの材質としてゴムまたは合成樹脂を用いているので、ある程度の軽量化を図ることが可能である。しかしながら、特許文献1では、シューどうしを別体のリンクにより連結しているため、リンクの分だけ重量が嵩むことが避けられない上、シューとリンクとを結合するために締結部材等が別途必要になる。このため、履帯の軽量化にも限界があり、さらなる改善の余地があった。 In the crawler belt described in Patent Document 1, rubber or synthetic resin is used as the shoe material, so that a certain amount of weight can be reduced. However, in Patent Document 1, since the shoes are connected by separate links, it is inevitable that the weight is increased by the amount of the link, and a fastening member or the like is additionally required to connect the shoe and the link. become. For this reason, there is a limit to the weight reduction of the crawler belt, and there is room for further improvement.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、軽量でかつ簡易な構成の履帯を提供することにより、履帯を含むクローラユニットの軽量化を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, by providing a track of light weight and simple structure, and an object thereof is to reduce the weight of the crawler unit comprising a crawler belt.
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、スプロケットにより回転駆動される無端状の履帯であって、回転方向に並ぶ複数の履板部と、履板部よりも薄肉に形成され、隣接する履板部どうしを連結する屈曲自在な複数のヒンジ部と、各ヒンジ部の幅方向両側に位置する領域を上記スプロケットの歯を受け入れ可能な形状に切り欠いた複数の係合凹部とを備え、上記履板部およびヒンジ部が合成樹脂により一体に形成され、上記係合凹部の形成に伴って上記ヒンジ部の幅方向寸法が上記履板部よりも短くされた、ことを特徴とするものである(請求項1)。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an endless crawler belt that is rotationally driven by a sprocket, and is formed with a plurality of crawler plate portions arranged in the rotation direction and thinner than the crawler plate portion, A plurality of bendable hinge portions for connecting the shoeboard portions to each other, and a plurality of engaging recesses in which regions located on both sides in the width direction of each hinge portion are cut into a shape capable of receiving the teeth of the sprocket. The shoe plate portion and the hinge portion are integrally formed of a synthetic resin, and the width direction dimension of the hinge portion is made shorter than the shoe plate portion with the formation of the engagement recess. (Claim 1).
本発明の履帯によれば、その履板部およびヒンジ部が合成樹脂により一体に形成されているため、例えば隣接する履板部どうしを別体のヒンジ部品等により連結した場合と異なり、部品点数を大幅に削減することができ、履帯の重量を効果的に低減することができる。しかも、ヒンジ部が履板部よりも薄肉に形成されて屈曲自在とされているため、履帯を容易に無端状(環状)に形成することができ、スプロケットに巻き付けた状態で問題なく使用することができる。さらに、各ヒンジ部の幅方向両側に位置する領域に係合凹部が形成され、この係合凹部にスプロケットの歯が係合されるので、スプロケットによる履帯の送り出し動作を確実に保証しつつ、履帯のさらなる軽量化を図ることができる。 According to the crawler belt of the present invention, since the crawler plate portion and the hinge portion are integrally formed of synthetic resin, the number of components is different from the case where adjacent crawler plate portions are connected by separate hinge components, for example. Can be significantly reduced, and the weight of the crawler belt can be effectively reduced. Moreover, since the hinge part is thinner than the shoe plate part and can be bent, the crawler belt can be easily formed into an endless shape (annular shape) and used without any problems when wound around the sprocket. Can do. Further, since the engaging recesses are formed in regions located on both sides in the width direction of each hinge portion, and the teeth of the sprocket are engaged with the engaging recesses, the crawler belts are reliably secured while ensuring the operation of feeding the crawler belts by the sprockets. Can be further reduced in weight.
本発明の履帯において、上記ヒンジ部の屈曲自在性と強度とを実用上問題ないレベルで確保するには、上記ヒンジ部における最も肉厚が薄い部分の厚みを0.2〜0.7mmに設定する必要がある(請求項2)。特に、当該厚みが0.3〜0.5mmであれば、屈曲自在性と強度とをバランスよく両立させることができる(請求項3)。 In the crawler belt of the present invention, the thickness of the thinnest part of the hinge part is set to 0.2 to 0.7 mm in order to ensure the flexibility and strength of the hinge part at a level that does not cause a problem in practice. (Claim 2). In particular, when the thickness is 0.3 to 0.5 mm, both flexibility and strength can be achieved in a balanced manner (claim 3).
上記履板部の材質としては、ヒンジ特性を有する材質であれば特に限定されないが、例えばポリプロピレンが好適である(請求項4)。 The material of the crawler plate part is not particularly limited as long as it is a material having a hinge characteristic. For example, polypropylene is preferable.
本発明の履帯において、好ましくは、上記履板部の接地側の面に、弾性体からなるグリップ部材が取り付けられる(請求項5)。 In the crawler belt according to the present invention, preferably, a grip member made of an elastic body is attached to a surface on the ground contact side of the crawler plate portion.
この構成によれば、履帯のグリッピング性能を向上させることができ、凹凸の多い不整地や滑り易い雪上等での走行性を効果的に向上させることができる。 According to this configuration, it is possible to improve the gripping performance of the crawler belt, and it is possible to effectively improve the running performance on rough terrain with many irregularities or on slippery snow.
上記グリップ部材は中空状に形成されることが好ましい(請求項6)。 It said gripping member is preferably formed in a hollow shape (claim 6).
このような中空状のグリップ部材は、高い衝撃吸収能力および摩擦力を発揮するので、走行性の向上により貢献することができる。 Since such a hollow grip member exhibits a high impact absorption capability and frictional force, it can contribute to an improvement in running performance.
また、本発明は、履帯を含むクローラユニットを提供する。具体的に、本発明のクローラユニットは、上述した履帯と、履帯に囲まれた領域の一端側および他端側において履帯と係合するように設けられた一対のスプロケットと、一対のスプロケットの少なくとも1つを回転駆動する駆動機構とを備える(請求項7)。 Further, the present invention provides a crawler unit comprising a crawler belt. Specifically, the crawler unit of the present invention includes the above-described crawler belt, a pair of sprockets provided to be engaged with the crawler belt at one end side and the other end side of a region surrounded by the crawler belt, and at least one of the pair of sprockets. And a drive mechanism that rotationally drives one .
本発明によれば、クローラユニットの軽量化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the weight of the crawler units.
以上説明したように、本発明によれば、軽量でかつ簡易な構成の履帯を提供することにより、履帯を含むクローラユニットの軽量化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, by providing a track of light weight and simple structure, it is possible to reduce the weight of the crawler unit comprising a crawler belt.
(1)ロボットの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる移動ロボット1の全体構成を示す斜視図である。当実施形態の移動ロボット1は、人による作業が難しい狭所(建物の床下など)や災害地等において探索または点検を行うためのロボットであり、図外のコントローラにより遠隔操作される。この移動ロボット1は、移動手段としての走行部2と、走行部2の上面に取り付けられたスタンド3と、スタンド3に支持されたカメラユニット4と、走行部2およびカメラユニット4に電力を供給するバッテリ5と、上記コントローラからの制御信号を受信するための図外の受信機とを備えている。
(1) Overall Configuration of Robot FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a mobile robot 1 according to an embodiment of the present invention. The mobile robot 1 of this embodiment is a robot for searching or checking in narrow places (such as under the floor of buildings) or disaster areas where human work is difficult, and is remotely operated by a controller (not shown). The mobile robot 1 supplies power to the
スタンド3は、平板状の支持プレート10と、支持プレート10と走行部2との間を連結する複数のサスペンション部材11とを有している。各サスペンション部材11は、コイルばねとダンパとを含み、走行部2からカメラユニット4に伝達される振動を吸収するために設けられている。
The stand 3 includes a flat plate-
カメラユニット4は、支持プレート10の上面に固定されたベース部15と、ベース部15に対し上下左右に回転可能に支持されたカメラ本体16とを有している。カメラ本体16は、周囲の画像を取り込むためのレンズ部16aと、暗所を照らすためのLED光源16bと、レンズ部16aから導入された画像を電気信号に変換する図外の撮像素子と、撮像素子により撮像された画像を外部に送信する送信機17とを有している。
The camera unit 4 includes a
(2)走行部の具体的構成
図2〜図5は、走行部2の具体的構成を示す図であり、スタンド3およびカメラユニット4を取り外した状態の走行部2を示している。これらの図に示すように、走行部2は、左右一対のクローラユニット20,20と、クローラユニット20,20の間に設けられて両者を連結する連結板21とを有している。
(2) Specific Configuration of Traveling Unit FIGS. 2 to 5 are diagrams showing a specific configuration of the
クローラユニット20,20は同一の構造を有している。すなわち、各クローラユニット20は、無端状に形成された履帯30と、履帯30を覆う断面コ字状の本体フレーム31と、履帯30に囲まれた領域の一端側および他端側に設けられた前後一対のスプロケット32,33と、スプロケット32,33のうちの一方側(当実施形態ではスプロケット32)を駆動することにより履帯30を回転させる駆動機構34と、スプロケット33を介して履帯30に付与される張力を調整するためのテンションコントローラ35と、履帯30の下側の内面を弾性的に押圧するサスペンション機構36とを有している。なお、以下では、駆動機構34により駆動される側のスプロケット32を駆動側スプロケット、もう一方のスプロケット33を従動側スプロケットということがある。
The
図6〜図8は、1つのクローラユニット20を単体で示す図であり、図9は、クローラユニット20から本体フレーム31を取り除いた主要部分を示す図であり、図10および図11は、履帯30とスプロケット32,33だけを抽出して組み立てた状態を示す図である。ただし、図10および図11では、後述するグリップ部材45を取り外した状態で履帯30を示している。
6 to 8 are diagrams showing a
図6〜図11に示すように、履帯30は、回転方向に交互に並んだ複数の履板部41および複数のヒンジ部42を有している。
As shown in FIGS. 6 to 11, the
履板部41は、平面視において、履帯30の幅方向(履帯30の回転方向と直交する方向)に長尺なほぼ長方形をなし、一定の厚みを有するように形成されている。ヒンジ部42は、履板部41と一体に形成されており、隣接する履板部41どうしを連結している。ヒンジ部42は、履板部41よりも薄肉に形成されることにより、屈曲自在とされている。より具体的に、ヒンジ部42は、側面視で半円状の凹部を有するように形成されることにより、履板部41よりも薄肉とされている。
The
履帯30の材質として、当実施形態ではポリプロピレンが用いられている。その理由は、一般的な合成樹脂材料の中でもポリプロピレンが最もヒンジ特性(繰り返し折り曲げに耐える特定)に優れているからである。ただし、履帯30として使用可能な材質は、ヒンジ特性を有する合成樹脂であればよく、ポリプロピレンに限られない。
In this embodiment, polypropylene is used as the material of the
図12は、履帯30の一部を拡大して示す側面図である。本図に示す寸法tは、ヒンジ部42の最薄部、つまり最も肉厚が薄い部分(半円状の凹部の最深部に対応する部分)の厚みを表している。このヒンジ部42の最薄部の厚みtは、当実施形態では0.3mmに設定されている。最薄部がこのような厚みに設定されたヒンジ部42は、最薄部を起点に容易に屈曲することが可能である。
FIG. 12 is an enlarged side view showing a part of the
ただし、上記最薄部の厚みtは、ヒンジ部42の屈曲自在性を確保できる厚みであればよく、0.3mmに限られない。具体的に、厚みtは、実用上0.2〜0.7mmの範囲に含まれていればよい。その理由は、0.2mmよりも小さいとヒンジ部42の強度が弱くなって破断し易くなり、0.7mmよりも大きいとヒンジ部42の屈曲自在性が損なわれるからである。特に、強度と屈曲自在性とのバランスを考慮した場合、上記最薄部の厚みtは、0.3〜0.5mmの範囲に含めることが好ましい。
However, the thickness t of the thinnest part is not limited to 0.3 mm as long as the flexibility of the
なお、履板部41の厚みTは特に問わないが、例えば3mm程度に設定される。
The thickness T of the
図8、図10、図11に示すように、履帯30の幅方向両側の側辺部には、スプロケット32,33の後述する歯Tを受け入れ可能な形状に切り欠かれた複数の係合凹部43が、一定の間隔で並ぶように形成されている。各係合凹部43は、ヒンジ部42の幅方向両側に位置する領域を履板部41の角部を含めて切り欠くように形成されている。
As shown in FIGS. 8, 10, and 11, a plurality of engagement recesses cut into a shape that can receive teeth T (described later) of the
このような形状の履帯30は、スプロケット32,33に組み付ける前の状態において、所定方向(履板部41およびヒンジ部42の並び方向)に有限の長さを有している。そして、上記所定方向の一端側の履板部41と他端側の履板部41とが付き合わされるとともに、付き合わされた両履板部41,41が履帯30とは別体のヒンジ部品46(図8、図11)を介して連結されることにより、履帯30が無端状(環状)に形成されている。
The
図2〜図9に示すように、履帯30における各履板部41の外面(接地側の面)には、例えば発泡ゴム等の弾性体からなるグリップ部材45が取り付けられている。グリップ部材45は、1つの履板部41につき2つずつの割合で設けられ、各履板部41の幅方向の両側部にそれぞれ取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 to 9, a
図13は、グリップ部材45を単体で示す斜視図である。グリップ部材45は、内部に中空部を有するとともに、履板部41に取り付けられる側の面が平坦な断面D字状をなすように形成されている。このようなグリップ部材45は、平坦な面を履板部41の外面に沿わせた状態で、図外のネジ等の締結部材を介して、もしくは両面テープや接着剤等の接着手段を介して、履板部41に固定されている。
FIG. 13 is a perspective view showing the
図6〜図11(特に図10)に示すように、駆動側スプロケット32は、履帯30の幅方向に延びる軸部32bと、軸部32bに間隔を空けて取り付けられた一対の円盤状の本体部32a,32aとを有している。各本体部32a,32aの周面には、履帯30の幅方向両側辺部に形成された係合凹部43と係合可能な複数の歯Tが一定のピッチで円周上に並ぶように突設されている。このような駆動側スプロケット32は、本体フレーム31の側面板に設けられた孔(図示省略)に軸部32bが挿入される等により、本体フレーム31に回転可能に支持されている。この支持状態において、駆動側スプロケット32の各本体部32aは履帯30の一端側に配置され、その歯Tが履帯30の複数の係合凹部43と係合する。
As shown in FIGS. 6 to 11 (particularly FIG. 10), the drive-
従動側スプロケット33も、駆動側スプロケット32と同様の構造を有している。すなわち、従動側スプロケット33は、履帯30の幅方向に延びる軸部33bと、軸部33bに間隔を空けて取り付けられた一対の円盤状の本体部33a,33aとを有している。各本体部33a,33aの周面には、履帯30の幅方向両側辺部に形成された係合凹部43と係合可能な複数の歯Tが一定のピッチで円周上に並ぶように突設されている。このような従動側スプロケット33は、本体フレーム31の側面板に設けられた孔(図示省略)に軸部33bが挿入される等により、本体フレーム31に回転可能に支持されている。この支持状態において、従動側スプロケット33の各本体部33aは履帯30の他端側に配置され、その歯Tが履帯30の複数の係合凹部43と係合する。
The driven
図6〜図9に示すように、駆動機構34は、バッテリ5から供給される電力により駆動される電動式のモータ51と、駆動側スプロケット32の軸部32bに同軸に固定されたプーリ52と、モータ51の軸部51aとプーリ52との間に掛け回されるベルト53とを有している。モータ51が駆動されると、その駆動力がベルト53を介してプーリ52に伝達されることにより、駆動側スプロケット32がプーリ52と一体に回転駆動される。また、駆動側スプロケット32により送り駆動される履帯30を介して、従動側スプロケット33が同期して回転駆動される。
As shown in FIGS. 6 to 9, the
テンションコントローラ35は、主にコイルスプリングからなり、当該コイルスプリングの弾発力により従動側スプロケット33を駆動側スプロケット32から離間する方向に引っ張ることで、履帯30に付与される張力を一定に維持する役割を果たしている。
The
サスペンション機構36は、特に図9に示すように、側面視で駆動側スプロケット32とモータ51との間、および、モータ51と従動側スプロケット33との間の2箇所に配設されている。各サスペンション機構36は、本体フレーム31に上端部が軸支されかつ側面視でハ字状に配設された前後一対のアーム55と、各アーム55の下端部に取り付けられた回転可能な前後一対のローラ56と、各アーム55の間に取り付けられたコイルスプリング57とを有している。そして、コイルスプリング57の弾発力により各アーム55が近接方向に引き寄せられることで、各アーム55に取り付けられたローラ56が履帯30の下側の内面に弾性的に押し付けられるようになっている。
As shown particularly in FIG. 9, the
以上のような構成のクローラユニット20を左右一対組み合わせた走行部2を含む移動ロボット1は、次のようにして前進、後退、または旋回する。
The mobile robot 1 including the traveling
すなわち、移動ロボット1は、一対のクローラユニット20,20にそれぞれ備わるモータ51がともに正転駆動されることにより前進し、クローラユニット20,20の各モータ51がともに逆転駆動されることにより後退する。また、移動ロボット1は、片方のクローラユニット20のモータ51が正転駆動されるとともに、もう片方のクローラユニット20のモータ51が逆転駆動されることにより、旋回(超信地旋回)する。
That is, the mobile robot 1 moves forward when both the
(3)作用
以上説明したように、当実施形態の移動ロボット1では、その走行部2(一対のクローラユニット20,20)に無端状の履帯30が用いられている。この履帯30は、その回転方向に並ぶ複数の履板部41と、履板部41よりも薄肉に形成され、隣接する履板部41どうしを連結する屈曲自在なヒンジ部42とを備え、履板部41およびヒンジ部42が合成樹脂(当実施形態ではポリプロピレン)により一体に形成されている。このような構成によれば、履帯30の構成を簡素化してその軽量化を図ることができ、クローラユニット20ひいてはこれを含む移動ロボット1の軽量化を図ることができる。
(3) Operation As described above, in the mobile robot 1 of this embodiment, the
すなわち、上記実施形態では、履板部41およびヒンジ部42が合成樹脂により一体に形成されているため、例えば隣接する履板部41どうしを別体のヒンジ部品等により連結した場合と異なり、部品点数を大幅に削減することができ、履帯30の重量を効果的に低減することができる。しかも、ヒンジ部42が履板部41よりも薄肉に形成されて屈曲自在とされているため、履帯30を容易に無端状(環状)に形成することができ、スプロケット32,33に巻き付けた状態で問題なく使用することができる。
That is, in the above-described embodiment, since the
特に、上記実施形態では、履帯30の材質としてヒンジ特性(繰り返し折り曲げに耐える特定)に優れたポリプロピレンを用い、かつヒンジ部42の最薄部の厚みt(図12)を0.3mmに設定したため、ヒンジ部42の屈曲自在性を良好に確保しつつ、ヒンジ部42の強度を十分に確保することができる。ただし、既に述べたとおり、上記最薄部の厚みtは、0.3〜0.5mmの範囲に収まっていれば上記実施形態と同様の性能が得られ、0.2〜0.7mmの範囲に収まっていれば実用に耐えることができる。
In particular, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、履帯30の各履板部41における接地側の面に、弾性体からなるグリップ部材45が取り付けられているので、履帯30のグリッピング性能を高めることができ、凹凸の多い不整地や滑り易い雪上等でのクローラユニット20の走行性を効果的に向上させることができる。
Moreover, in the said embodiment, since the
特に、上記実施形態では、グリップ部材45が中空状に形成されているので、衝撃吸収能力および摩擦力を十分に高めることができ、クローラユニット20の走行性をより効果的に向上させることができる。
In particular, in the above-described embodiment, since the
また、上記実施形態では、履帯30の幅方向両側の側辺部に複数の係合凹部43が一定間隔で並ぶように形成されているので、この係合凹部43にスプロケット32,33の歯Tを係合させることにより、スプロケット32,33による履帯30の送り出し動作を確実に保証しつつ、履帯30のさらなる軽量化を図ることができる。
Further, in the above embodiment, the plurality of engaging
ここで、履帯の軽量化とクローラユニットの走行性とを両立させるための別の方法として、履帯全体をゴム製の部品(いわゆるゴムベルト)で構成することが考えられる。しかしながら、ゴムベルトを使用した場合は、損傷したときにゴムベルト全体を交換する必要があるので、悪路で使用するとゴムベルトの交換が頻繁に発生することになり、経済的ではない。これに対し、上記実施形態では、履帯30を合成樹脂製としつつ、これとは別体のグリップ部材45を履帯30の接地面に取り付けているので、履帯30の耐久性を向上させることができる。また、悪路走行時には、接地部品であるグリップ部材45が損傷する可能性はあるものの、その場合でも損傷したグリップ部材45だけを交換すれば済むので、経済的である。
Here, as another method for achieving both the weight reduction of the crawler belt and the running performance of the crawler unit, it is conceivable to configure the entire crawler belt with rubber parts (so-called rubber belts). However, when a rubber belt is used, it is necessary to replace the entire rubber belt when it is damaged. Therefore, when the rubber belt is used on a rough road, the rubber belt is frequently replaced, which is not economical. On the other hand, in the above embodiment, since the
また、履帯としてゴムベルトを使用した場合、特にゴムベルトがクローズエンド構造(環状に完全に連続した一体構造)であると、ゴムベルトを交換するのに本体フレームをいちいち取り外す必要があり、ゴムベルトの交換に要する工数が増大してしまう。これに対し、上記実施形態のようなオープンエンド構造の履帯30(ヒンジ部品46のような別体の部品を介して環状に形成されたもの)を用いた場合には、仮に履帯30を交換する必要が生じたとしても、本体フレーム31を取り外すことなく交換作業を行うことができるため、メンテナンス性を向上させることができる。
In addition, when a rubber belt is used as a crawler belt, especially when the rubber belt has a closed end structure (an integral structure that is completely continuous in an annular shape), it is necessary to remove the body frame one by one in order to replace the rubber belt. The man-hour will increase. On the other hand, when the
さらに、クローズエンド構造のゴムベルトを採用した場合には、その成形のために特殊な(高価な)製造機械を用いる必要があるが、上記実施形態のような履帯30を用いた場合には、汎用の射出成型機、CNCフライス盤等の汎用の工作機械、あるいは3Dプリンター等を用いて容易に履帯30を成形することができるため、製造コストを効果的に削減することができる。
Furthermore, when a rubber belt having a closed end structure is employed, a special (expensive) manufacturing machine needs to be used for molding, but when the
(4)実施例
本願発明者は、履板部41とヒンジ部42とが一体化されたポリプロピレン製の履帯30を用いて、全長×全高×全幅=270×290×220(mm)のサイズを有する図1に示したような移動ロボット1を作製した。また、履帯30の各履板部41には、図1〜図9に示したような態様で中空状のグリップ部材45を取り付けた。これに対し、本願発明者は、比較例として、ポリプロピレン製の複数の履板部どうしを別体の金属製ヒンジ部品により連結した履帯を用いて移動ロボットを作製し、この履帯に中空状でないグリップ部材を取り付けた。以上の実施例および比較例を用いて行った走行試験等の結果を以下に簡単に説明する。
(4) Examples The inventor of the present application uses a
実施例では、履板部41とヒンジ部42とが一体化されたポリプロピレン製の履帯30を用いたことにより、履板部どうしを連結するために別体のヒンジ部品を用いた比較例と比べて、履帯30の重量を半減させることに成功した(具体的に、比較例の履帯の重量が650gであったのに対し、実施例の履帯30の重量は320gであった)。また、実施例では、中空状のグリップ部材45を取り付けたことにより、中空状でないグリップ部材を取り付けた比較例と比べて、登坂可能な上限の傾斜角度を高めることに成功した(具体的に、比較例の上限傾斜角度が38度であったのに対し、実施例の上限傾斜角度は40度であった)。しかも、このようにグリッピング性能の向上を図りながらも、実施例の移動ロボット1の消費電力は比較例と同等に抑えられた。これは、履帯30が軽量化されたことによる省エネ効果が、グリッピング性能の向上による消費電力の増大をほぼ打ち消したためと考えられる。
In the embodiment, by using the
以上のことから理解されるように、上記実施形態の履帯30を用いたクローラユニット20または移動ロボット1によれば、その重量を十分に低減することができる上に、走行性能を向上させつつ消費電力の増大を抑制することができる。
As can be understood from the above, according to the
(5)その他
上記実施形態では、人による作業が難しい狭所(建物の床下など)や災害地等において探索または点検を行うための移動ロボット1に対し本発明の履帯を適用した例について説明したが、本発明の履帯は、このような移動ロボット1に限らず、移動手段としてクローラユニットを用いる各種ロボットや移動体に好適に適用することができる。また、ベルトコンベア用のベルトとして本発明の履帯を用いてもよい。
(5) Others In the above-described embodiment, an example in which the crawler belt of the present invention is applied to the mobile robot 1 for performing a search or inspection in a narrow place (such as under the floor of a building) or a disaster area where human work is difficult has been described. However, the crawler belt of the present invention can be suitably applied not only to such a mobile robot 1 but also to various robots and mobile bodies that use a crawler unit as a moving means. Further, the crawler belt of the present invention may be used as a belt for a belt conveyor.
また、上記実施形態では、側面視で半円状の凹部を有するようにヒンジ部42を形成したが、例えば図14に示すヒンジ部42’のように、側面視で三角形の凹部を有する形状としてもよい。この場合においても、ヒンジ部42’の最薄部(三角形の頂点に対応する部分)の厚みt’は、0.2〜0.7mm、より好ましくは0.3〜0.5mmに設定するのがよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
1 移動ロボット
20 クローラユニット
30 履帯
32,33 スプロケット
34 駆動機構
41 履板部
42 ヒンジ部
43 係合凹部
45 グリップ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
回転方向に並ぶ複数の履板部と、
履板部よりも薄肉に形成され、隣接する履板部どうしを連結する屈曲自在な複数のヒンジ部と、
各ヒンジ部の幅方向両側に位置する領域を上記スプロケットの歯を受け入れ可能な形状に切り欠いた複数の係合凹部とを備え、
上記履板部およびヒンジ部が合成樹脂により一体に形成され、
上記係合凹部の形成に伴って上記ヒンジ部の幅方向寸法が上記履板部よりも短くされた、ことを特徴とする履帯。 An endless crawler belt driven to rotate by a sprocket,
A plurality of crawler parts arranged in the rotational direction;
A plurality of bendable hinge portions that are formed thinner than the shoe plate portions and connect adjacent shoe plate portions ;
A plurality of engaging recesses in which regions located on both sides in the width direction of each hinge portion are cut out in a shape capable of receiving the teeth of the sprocket ;
The crawler part and the hinge part are integrally formed of synthetic resin ,
A crawler belt characterized in that the dimension in the width direction of the hinge portion is made shorter than that of the crawler plate portion with the formation of the engaging recess .
上記ヒンジ部における最も肉厚が薄い部分の厚みが0.2〜0.7mmに設定された、ことを特徴とする履帯。 In the crawler belt according to claim 1,
A crawler belt characterized in that the thickness of the thinnest portion of the hinge portion is set to 0.2 to 0.7 mm.
上記ヒンジ部における最も肉厚が薄い部分の厚みが0.3〜0.5mmに設定された、ことを特徴とする履帯。 In the crawler belt according to claim 2,
A crawler belt characterized in that the thickness of the thinnest portion of the hinge portion is set to 0.3 to 0.5 mm.
上記履板部およびヒンジ部の材質がポリプロピレンである、ことを特徴とする履帯。 In the crawler belt according to claim 2 or 3,
A crawler belt characterized in that the material of the crawler plate part and the hinge part is polypropylene.
上記履板部の接地側の面に、弾性体からなるグリップ部材が取り付けられた、ことを特徴とする履帯。 In the crawler belt according to any one of claims 1 to 4,
A crawler belt characterized in that a grip member made of an elastic body is attached to a surface on the ground contact side of the crawler plate portion.
上記グリップ部材が中空状に形成された、ことを特徴とする履帯。 In the crawler belt according to claim 5 ,
A crawler belt, wherein the grip member is formed in a hollow shape.
履帯に囲まれた領域の一端側および他端側において履帯と係合するように設けられた一対のスプロケットと、
一対のスプロケットの少なくとも1つを回転駆動する駆動機構とを備えた、ことを特徴とするクローラユニット。
The crawler belt according to any one of claims 1 to 6 ,
A pair of sprockets provided to engage with the crawler belt at one end side and the other end side of the region surrounded by the crawler belt;
A crawler unit comprising: a drive mechanism that rotationally drives at least one of a pair of sprockets.
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