JP6881737B2 - Exploration robot - Google Patents

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本発明は、探査用ロボットに関し、特に、無限軌道を備えた走行式の探査用ロボットに関する。 The present invention relates to an exploration robot, and more particularly to a traveling exploration robot having an endless track.
従来、カメラや各種センサ等を備え、災害発生時における要救助者の発見や建物の床下検査等に用いられる探査用ロボットとして、無限軌道によって走行するものが知られている。この種の探査用ロボットでは、段差等の障害物を乗り越えるための機構として、各種の方式が提案されている。 Conventionally, as an exploration robot equipped with a camera, various sensors, and the like and used for finding a rescuer in the event of a disaster and inspecting the underfloor of a building, a robot that travels on an endless track is known. In this type of exploration robot, various methods have been proposed as a mechanism for overcoming obstacles such as steps.
例えば、特許文献1には、主クローラと、主クローラの前部に設けられる前クローラと、主クローラの後部に設けられる後クローラと、を備えた、建物の床下点検用に構成されたクローラ式走行車が開示されている。同文献のクローラ式走行車では、主クローラの前プーリーと前クローラの後プーリーとが同軸配置で連動回転するように構成され、主クローラの後プーリーと後クローラの前プーリーとが同軸配置で連動回転するように構成されている。よって、前後のクローラの各ベルトは、主クローラのベルトと同じ方向に同一速度で周回動作を行う。 For example, Patent Document 1 includes a main crawler, a front crawler provided at the front portion of the main crawler, and a rear crawler provided at the rear portion of the main crawler, which is a crawler type configured for underfloor inspection of a building. The traveling vehicle is disclosed. In the crawler type traveling vehicle of the same document, the front pulley of the main crawler and the rear pulley of the front crawler are configured to rotate in a coaxial arrangement, and the rear pulley of the main crawler and the front pulley of the rear crawler are interlocked in a coaxial arrangement. It is configured to rotate. Therefore, each belt of the front and rear crawlers orbits in the same direction as the belt of the main crawler at the same speed.
そして、前クローラは、前方斜め上方を向いて回動不能状態に固定されており、後クローラは、後方を向いた状態から上方へは回動を阻止されていると共に、自重により下方に回動することができるように構成されている。上記の構成により、同文献のクローラ式走行車は、段差部を乗り越えて走行することができる。なお、点検用のカメラや測定器等は、主クローラの側に搭載されている。 The front crawler is fixed in a non-rotatable state so as to face diagonally upward forward, and the rear crawler is prevented from rotating upward from the state facing backward and rotates downward due to its own weight. It is configured to be able to. With the above configuration, the crawler type traveling vehicle of the same document can travel over the stepped portion. The inspection camera, measuring instrument, etc. are mounted on the side of the main crawler.
また例えば、特許文献2には、この字アームを備えたクローラ走行型探査用ロボットが開示されている。前記この字アームは、その両端が車体の両側壁における無限軌道帯の略中央部に設けられる支軸に固着されている。そして、この字アームは、アーム駆動用モータによって駆動されて、車体の前方側、後方側及びクローラ装置と干渉することなく、支軸を中心として360度回動する。これにより、クローラ走行型探査用ロボットの障害物に対する走行性を高めることができると共に、車体の前壁に設けられたCCDカメラによる撮影アングルを調整することができる。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a crawler traveling type exploration robot provided with this character arm. Both ends of this character arm are fixed to support shafts provided at substantially the center of the endless track zone on both side walls of the vehicle body. Then, this character arm is driven by an arm drive motor and rotates 360 degrees around a support shaft without interfering with the front side, the rear side, and the crawler device of the vehicle body. As a result, it is possible to improve the running performance of the crawler traveling type exploration robot against obstacles and to adjust the shooting angle by the CCD camera provided on the front wall of the vehicle body.
特開2011−63110号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-63110 特開2014−19210号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-19210
しかしながら、特許文献1に開示された従来技術のように、前後方向に複数のクローラを有する構成では、走行装置を構成する部品数が多くなり、機構が複雑になるという問題点がある。 However, in the configuration having a plurality of crawlers in the front-rear direction as in the prior art disclosed in Patent Document 1, there is a problem that the number of parts constituting the traveling device is large and the mechanism is complicated.
また、カメラ等が搭載される主クローラ部の前方に前クローラが突出し、後方に後クローラが突出しているので、クローラ式走行車の前後方向の寸法が大きくなり、狭所における旋回が難しくなるという問題点もある。 In addition, since the front crawler protrudes in front of the main crawler portion on which the camera or the like is mounted and the rear crawler protrudes in the rear, the dimensions of the crawler type traveling vehicle in the front-rear direction become large, and it becomes difficult to turn in a narrow place. There are also problems.
また、特許文献2に開示された従来技術のように、車体の前後方向中央部に設けられる支軸を中心として回動する、この字アームを備える構成では、この字アームの車体前方または後方への突出寸法を大きく確保することが難しいという問題点がある。この字アームの突出寸法が小さいと、段差等を乗り越えるための走行性能が低下してしまう。 Further, in the configuration provided with this character arm that rotates about a support shaft provided at the center of the vehicle body in the front-rear direction as in the prior art disclosed in Patent Document 2, the character arm is moved forward or backward of the vehicle body. There is a problem that it is difficult to secure a large protrusion dimension. If the protruding dimension of this character arm is small, the running performance for overcoming a step or the like is deteriorated.
また、この字アームを車体前方または後方へ大きく突き出すためには、アーム部の長さを長くする必要がある。アーム部を長くすると、この字アームの質量が増し、この字アームを回動させるために大きな動力が必要になる。 Further, in order to project this character arm to the front or the rear of the vehicle body, it is necessary to increase the length of the arm portion. When the arm portion is lengthened, the mass of this character arm increases, and a large amount of power is required to rotate this character arm.
また、左右一対のアーム部が車体幅方向アームで連結された、この字アームは、不使用時であっても車体の前方、後方または上方に突出した状態である。そのため、車体から突出する、この字アームが邪魔になり、クローラ式走行車の狭所への進入や、狭所における旋回が制限される恐れもある。 Further, the pair of left and right arm portions are connected by an arm in the width direction of the vehicle body, and this character arm is in a state of protruding forward, rearward or upward of the vehicle body even when not in use. Therefore, this character arm protruding from the vehicle body may be an obstacle, and the crawler type traveling vehicle may be restricted from entering the narrow space and turning in the narrow space.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な機構で障害物を乗り越えることができる走行性に優れた探査用ロボットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exploration robot having excellent runnability that can overcome obstacles with a simple mechanism.
本発明の探査用ロボットは、撮像装置が設けられた本体と、前記本体の左右に設けられた一対の無限軌道と、前記本体の側部に設けられて障害物を乗り越える際に前記本体に対して回動して前記本体を支えるアーム部と、を備え、前記アーム部の回転軸であるアーム軸は、前記無限軌道の最前輪または最後輪と同軸に設けられており、且つ前記最前輪及び前記最後輪とは独立して回動自在であり、前記アーム部として、前記本体の前方側の左右に設けられた一対の前アーム部と、前記本体の後方側の左右に設けられた一対の後アーム部と、を有し、前記アーム部は、前記アーム軸に対して垂直に接続された板状体から形成され、前記前アーム部の前方に回動した際に下方を向く辺には、先端が尖った複数の凸部が形成されており、前記後アーム部の後方に回動した際に下方を向く辺には、先端が丸い複数の凸部が形成されていることを特徴とする。
The exploration robot of the present invention has a main body provided with an imaging device, a pair of endless tracks provided on the left and right sides of the main body, and the main body provided on the side of the main body when overcoming an obstacle. An arm portion that rotates to support the main body is provided, and an arm shaft that is a rotation axis of the arm portion is provided coaxially with the front wheel or the rearmost wheel of the endless track, and the front wheel and the front wheel and the arm shaft are provided. the last wheel and Ri rotatably der independently, as the arm portion, and a pair of front arm portions provided on the left and right front side of the main body, a pair which is provided on the left and right of the rear side the body It has a rear arm portion, and the arm portion is formed of a plate-like body connected perpendicularly to the arm axis, and is on a side facing downward when rotated forward of the front arm portion. Is characterized in that a plurality of convex portions having a sharp tip are formed, and a plurality of convex portions having a round tip are formed on a side facing downward when the rear arm portion is rotated rearward. And.
本発明の探査用ロボットによれば、撮像装置と無限軌道を備えた本体の側部に回動するアーム部を備え、そのアーム部の回転軸であるアーム軸は、無限軌道の最前輪または最後輪と同軸に設けられており、且つ最前輪及び最後輪とは独立して回動自在である。アーム軸が最前輪と同軸に設けられることにより、アーム部は、その先端が本体の前方側を向くように回動された際に、本体の前部から前方に大きく突出することになる。同様に、アーム軸が最後輪と同軸に設けられたアーム部については、後方に回動されることにより、本体の後方に大きく突出することになる。これにより、アーム部を、探査用ロボットが段差等の障害物を乗り越える際に本体を持ち上げるまたは支えるためのリフタとして用いることにより、障害物に対する優れた走行性能が発揮される。また、アーム部が各種センサの支持手段や操作手段等として用いられる場合には、センサやマニピュレータ等を本体から離れた位置に到達させることができる。 According to the exploration robot of the present invention, an imaging device and an arm portion that rotates on the side of a main body provided with an endless track are provided, and the arm axis that is the rotation axis of the arm portion is the front wheel or the last wheel of the endless track. It is provided coaxially with the wheels and is rotatable independently of the front and rear wheels. By providing the arm shaft coaxially with the front wheel, the arm portion protrudes forward from the front portion of the main body when the tip thereof is rotated so as to face the front side of the main body. Similarly, with respect to the arm portion whose arm shaft is provided coaxially with the rearmost wheel, the arm portion is rotated rearward, so that the arm portion protrudes significantly to the rear of the main body. As a result, by using the arm portion as a lifter for lifting or supporting the main body when the exploration robot gets over an obstacle such as a step, excellent running performance against the obstacle is exhibited. Further, when the arm portion is used as a supporting means, an operating means, or the like of various sensors, the sensor, the manipulator, or the like can be reached at a position away from the main body.
また、特許文献2に開示された従来技術のようにアーム部の支軸が車体の前後方向中央部に設けられる構成と比較すると、アーム軸が最前輪または最後輪と同軸に設けられることにより、アーム部が本体から前方または後方に突出する寸法を同等に確保する場合、アーム部の長さを短くすることができる。これにより、アーム部やアーム部を回転させるモータ等の小型軽量化を図ることができる。 Further, as compared with the configuration in which the support shaft of the arm portion is provided at the center portion in the front-rear direction of the vehicle body as in the prior art disclosed in Patent Document 2, the arm shaft is provided coaxially with the frontmost wheel or the rearmost wheel. The length of the arm portion can be shortened when the size of the arm portion protruding forward or backward from the main body is equally secured. As a result, it is possible to reduce the size and weight of the arm portion and the motor that rotates the arm portion.
また、アーム軸が最前輪と同軸に設けられることにより、不使用時には、アーム部を、その先端が本体の後方側を向くように回動させて本体の側部に沿って配置することができる。同様に、アーム軸が最後輪と同軸に設けられたアーム部については、不使用時には、その先端が前方に向けられ、本体の側部に沿った収納位置に配置されることになる。これにより、アーム部が邪魔にならず、狭所への進入や狭所における旋回が可能となり、探査用ロボットの走行性能が高められる。 Further, since the arm shaft is provided coaxially with the front wheel, the arm portion can be rotated along the side portion of the main body so that the tip thereof faces the rear side of the main body when not in use. .. Similarly, when the arm portion whose arm shaft is provided coaxially with the rearmost wheel is not in use, its tip is directed forward and is arranged at a storage position along the side portion of the main body. As a result, the arm portion does not get in the way, and it is possible to enter a narrow place and turn in a narrow place, and the running performance of the exploration robot is improved.
また、本発明の探査用ロボットによれば、アーム部として、本体の前方側の左右に設けられた一対の前アーム部と、本体の後方側の左右に設けられた一対の後アーム部と、を有し、アーム部は、障害物を乗り越える際に回動して本体を支えても良い。これにより、探査用ロボットは段差等を乗り越えることが可能となり、災害発生時等に倒壊した家屋の内部や瓦礫が散乱した場所を走行することができる優れた走行性能が発揮される。 Further, according to the exploration robot of the present invention, as arm portions, a pair of front arm portions provided on the left and right sides on the front side of the main body, and a pair of rear arm portions provided on the left and right sides on the rear side of the main body. The arm portion may rotate to support the main body when overcoming an obstacle. As a result, the exploration robot can overcome steps and the like, and exhibits excellent running performance capable of running inside a collapsed house or in a place where rubble is scattered in the event of a disaster or the like.
また、本発明の探査用ロボットによれば、アーム部は、アーム軸に対して垂直に接続された板状体から形成されても良い。これにより、加工が容易で、且つ、本体を支えるための十分な強度を有するアーム部が得られる。 Further, according to the exploration robot of the present invention, the arm portion may be formed of a plate-like body connected perpendicularly to the arm axis. As a result, an arm portion that is easy to process and has sufficient strength to support the main body can be obtained.
また、前アーム部の前方に回動した際に下方を向く辺及び後アーム部の後方に回動した際に下方を向く辺の少なくとも一方には、複数の凸部が形成されていても良い。これにより、アーム部に形成された凸部が段差等に引っ掛かり、アーム部と段差等との滑りを抑制することができる。よって、アーム部によって好適に本体を支えることができる。 Further, a plurality of convex portions may be formed on at least one of the side facing downward when the front arm portion is rotated forward and the side facing downward when the rear arm portion is rotated rearward. .. As a result, the convex portion formed on the arm portion is caught on the step or the like, and slippage between the arm portion and the step or the like can be suppressed. Therefore, the main body can be suitably supported by the arm portion.
また、本発明の探査用ロボットによれば、前アーム部を駆動する前アーム駆動用モータは、出力軸が前方を向くように配置され、後アーム部を駆動する後アーム駆動用モータは、出力軸が後方を向くように配置され、出力軸は、それぞれ歯車を介してアーム軸に連結されていても良い。これにより、比較的重たい前アーム駆動用モータ及び後アーム駆動用モータを本体の前後方向の中央付近に配置することが可能となり、探査用ロボットのバランスが良くなり、走行性能が向上する。 Further, according to the exploration robot of the present invention, the front arm driving motor for driving the front arm portion is arranged so that the output shaft faces forward, and the rear arm driving motor for driving the rear arm portion outputs. The shafts may be arranged so as to face rearward, and the output shafts may be connected to the arm shafts via gears. As a result, the relatively heavy front arm drive motor and rear arm drive motor can be arranged near the center in the front-rear direction of the main body, the balance of the exploration robot is improved, and the running performance is improved.
また、本発明の探査用ロボットによれば、本体に設けられた制御装置と無線通信可能に構成されて本体から離れて撮像装置、無限軌道及びアーム部を制御する遠隔操作装置と、本体に設けられてアーム部の回転位置を検出する検出手段と、を備え、遠隔操作装置は、撮像装置で撮影された画像を表示する画像表示部と、検出手段で検出されたアーム部の位置情報を表示するアーム位置表示部と、を有しても良い。このような構成により、操作者は、遠隔操作装置を用いて、探査用ロボットを直接視認することができない場所から、探査用ロボットの周囲の状況やアーム部の状態を正確に把握して、探査用ロボットを的確に操作することができる。 Further, according to the exploration robot of the present invention, a remote control device that is configured to enable wireless communication with a control device provided in the main body and controls an image pickup device, an infinite trajectory, and an arm portion away from the main body, and a remote control device provided in the main body. The remote control device is provided with a detection means for detecting the rotational position of the arm unit, and the remote control device displays an image display unit for displaying an image captured by the imaging device and position information of the arm unit detected by the detection means. It may have an arm position display unit and an arm position display unit. With such a configuration, the operator can accurately grasp the surrounding situation of the exploration robot and the state of the arm part from a place where the exploration robot cannot be directly visually recognized by using the remote control device, and perform exploration. The robot can be operated accurately.
本発明の実施形態に係る探査用ロボットの透視図である。It is a perspective view of the exploration robot which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの概略構造を示す平面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the exploration robot which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの左側の前輪付近の部分断面平面図である。It is a partial cross-sectional plan view near the front wheel on the left side of the exploration robot according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの前輪の側面図である。It is a side view of the front wheel of the exploration robot which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットのアーム部が(A)収納されている状態、(B)展開されている状態、を示す側面図である。It is a side view which shows (A) the state which the arm part of the exploration robot which concerns on embodiment of this invention is stored, and (B) the state which is deployed. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの(A)前アーム部、(B)後アーム部、の拡大図である。It is an enlarged view of (A) front arm part and (B) rear arm part of the exploration robot according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る遠隔操作装置の正面図である。It is a front view of the remote control device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボット及び遠隔操作装置の概略構成を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the schematic structure of the exploration robot and the remote control device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの(A)通常の走行状態、(B)前アーム部が第1の段部に引っ掛けられた状態、(C)前部が持ち上げられた状態、を示す側面図である。Shows (A) a normal running state of the exploration robot according to the embodiment of the present invention, (B) a state in which the front arm portion is hooked on the first step portion, and (C) a state in which the front portion is lifted. It is a side view. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの(A)無限軌道の前部が第1の段部に達した状態、(B)後部が持ち上げられた状態、を示す側面図である。It is a side view which shows (A) the state where the front part of the endless track reached the first step part, and (B) the state where the rear part is lifted of the exploration robot which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの(A)前アーム部が第2の段部に当てられた状態、(B)無限軌道の前部が第2の段部に達した状態、を示す側面図である。Shows (A) a state in which the front arm portion of the exploration robot according to the embodiment of the present invention is applied to the second step portion, and (B) a state in which the front portion of the endless track reaches the second step portion. It is a side view. 本発明の実施形態に係る探査用ロボットの(A)後部が持ち上げられた状態、(B)第2の段部を乗り越えた後の状態、を示す側面図である。It is a side view which shows (A) the state which the rear part of the exploration robot which concerns on embodiment of this invention is lifted, and (B) the state after getting over the 2nd step part.
以下、本発明の実施形態に係る探査用ロボットを図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る探査用ロボット10の透視図である。探査用ロボット10は、遠隔操作可能に構成された走行式のロボットであり、災害発生時における要救助者の発見や建物の床下検査等に用いられるものである。
Hereinafter, the exploration robot according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the exploration robot 10 according to the embodiment of the present invention. The exploration robot 10 is a traveling robot configured to be remotely controllable, and is used for finding a rescuer in the event of a disaster, inspecting the underfloor of a building, and the like.
図1に示すように、探査用ロボット10は、略箱状の車体部12を有する。車体部12の側方には、前輪21、後輪22及び転輪23が設けられている。前輪21、後輪22及び転輪23には、無限軌道20が取り付けられている。これにより、探査用ロボット10は、不整地等を走行可能になる。 As shown in FIG. 1, the exploration robot 10 has a substantially box-shaped vehicle body portion 12. A front wheel 21, a rear wheel 22, and a rolling wheel 23 are provided on the side of the vehicle body portion 12. Tracks 20 are attached to the front wheels 21, the rear wheels 22, and the rolling wheels 23. As a result, the exploration robot 10 can travel on rough terrain and the like.
車体部12の上部には、撮像装置14が設けられている。撮像装置14は、カメラと、カメラをパン方向及びチルト方向に回動させるパン・チルト装置と、を有する。パン・チルト装置は、カメラの向きを変える手段として、例えば、サーボモータ等を備えている。 An image pickup device 14 is provided on the upper portion of the vehicle body portion 12. The imaging device 14 includes a camera and a pan / tilt device that rotates the camera in the pan direction and the tilt direction. The pan / tilt device includes, for example, a servomotor or the like as a means for changing the direction of the camera.
車体部12の前面には、距離センサ15が取り付けられている。距離センサ15は、例えば、光電センサや超音波センサ等であり、段差等の障害物の有無や探査用ロボット10と障害物等との距離を測定することができる。 A distance sensor 15 is attached to the front surface of the vehicle body portion 12. The distance sensor 15 is, for example, a photoelectric sensor, an ultrasonic sensor, or the like, and can measure the presence or absence of an obstacle such as a step and the distance between the exploration robot 10 and the obstacle or the like.
探査用ロボット10は、車体部12、撮像装置14及び無限軌道20を備えた本体11の側部に設けられた回動自在なアーム部30を有する。詳しくは、前輪21及び後輪22の外側には、略板状の形態を成して車体部12に固定された車輪ガード36が設けられており、車輪ガード36の外側にアーム部30が設けられている。アーム部30は、前輪21の側方に取り付けられた一対の前アーム部31と、後輪22の側方に取り付けられた一対の後アーム部32と、を有する。 The exploration robot 10 has a body portion 12, an image pickup device 14, and a rotatable arm portion 30 provided on a side portion of a main body 11 provided with an endless track 20. Specifically, on the outside of the front wheel 21 and the rear wheel 22, a wheel guard 36 having a substantially plate-like shape and fixed to the vehicle body portion 12 is provided, and an arm portion 30 is provided on the outside of the wheel guard 36. Has been done. The arm portion 30 has a pair of front arm portions 31 attached to the side of the front wheel 21 and a pair of rear arm portions 32 attached to the side of the rear wheel 22.
図2は、探査用ロボット10の概略構造を示す平面図であり、車体部12の内部構造を示している。図2に示すように、前アーム部31の回転軸となる前アーム軸33は、左右方向に延在しており、前輪21と同軸に設けられている。前アーム軸33の左右の端部近傍には、前アーム部31が取り付けられている。前アーム部31は、略板状に形成されており、その主面が前アーム軸33に対して略垂直になるよう取り付けられている。 FIG. 2 is a plan view showing a schematic structure of the exploration robot 10, and shows the internal structure of the vehicle body portion 12. As shown in FIG. 2, the front arm shaft 33, which is the rotation shaft of the front arm portion 31, extends in the left-right direction and is provided coaxially with the front wheel 21. A front arm portion 31 is attached in the vicinity of the left and right ends of the front arm shaft 33. The front arm portion 31 is formed in a substantially plate shape, and is attached so that its main surface is substantially perpendicular to the front arm shaft 33.
後アーム部32の回転軸となる後アーム軸34は、左右方向に延在しており、後輪22と同軸に設けられている。後アーム軸34の左右の端部近傍には、後アーム部32が取り付けられている。後アーム部32は、略板状に形成されており、その主面が後アーム軸34に対して略垂直になるよう取り付けられている。 The rear arm shaft 34, which is the rotation shaft of the rear arm portion 32, extends in the left-right direction and is provided coaxially with the rear wheel 22. Rear arm portions 32 are attached in the vicinity of the left and right ends of the rear arm shaft 34. The rear arm portion 32 is formed in a substantially plate shape, and is attached so that its main surface is substantially perpendicular to the rear arm shaft 34.
上記のように、アーム部30は、板状体から形成されるので、アーム部30の加工は容易である。また、アーム部30は、その主面が前アーム軸33及び後アーム軸34に対して略垂直に接続されるので、本体11を支えるための荷重は、アーム部30の主面に対して略平行に作用する。よって、アーム部30は、板状体から形成されて軽量でありながら、本体11を支えるための十分な強度を発揮する。 As described above, since the arm portion 30 is formed from a plate-like body, the processing of the arm portion 30 is easy. Further, since the main surface of the arm portion 30 is connected substantially perpendicular to the front arm shaft 33 and the rear arm shaft 34, the load for supporting the main body 11 is substantially perpendicular to the main surface of the arm portion 30. Act in parallel. Therefore, the arm portion 30 is formed of a plate-like body and is lightweight, yet exhibits sufficient strength to support the main body 11.
車体部12の前後方向の略中央には、前アーム部31を回動させるための前アーム駆動用モータ47と、後アーム部32を回動させるための後アーム駆動用モータ50と、が設けられている。前アーム駆動用モータ47の出力軸48は、前アーム軸33に対して略垂直に設けられており、その先端が前方を向いている。後アーム駆動用モータ50の出力軸51は、後アーム軸34と略垂直に設けられており、その先端が後方を向いている。 A front arm driving motor 47 for rotating the front arm portion 31 and a rear arm driving motor 50 for rotating the rear arm portion 32 are provided substantially in the center of the vehicle body portion 12 in the front-rear direction. Has been done. The output shaft 48 of the front arm driving motor 47 is provided substantially perpendicular to the front arm shaft 33, and the tip thereof faces forward. The output shaft 51 of the rear arm driving motor 50 is provided substantially perpendicular to the rear arm shaft 34, and the tip thereof faces rearward.
上記のように、出力軸48の先端を前方に、出力軸51の先端を後方に向けることにより、比較的重たい前アーム駆動用モータ47及び後アーム駆動用モータ50を車体部12の前後方向の中央付近に配置することが可能となる。これにより、探査用ロボットのバランスが良くなり、走行性能が向上する。 As described above, by directing the tip of the output shaft 48 to the front and the tip of the output shaft 51 to the rear, the relatively heavy front arm driving motor 47 and the rear arm driving motor 50 are moved in the front-rear direction of the vehicle body portion 12. It can be placed near the center. As a result, the balance of the exploration robot is improved and the running performance is improved.
探査用ロボット10は前輪駆動であり、車体部12の内部には、右側の前輪21aを駆動する走行用モータ41と、左側の前輪21bを駆動する走行用モータ44と、が設けられている。前輪21が回転することにより、無限軌道20が回転し、後輪22及び転輪23は前輪21の回転に追従する。また、右側の前輪21a及び左側の前輪21bがそれぞれ独立した走行用モータ41及び走行用モータ44によって駆動されることにより、探査用ロボット10は、前進、後進に加え、旋回動作を行うことができる。 The exploration robot 10 is front-wheel drive, and a traveling motor 41 for driving the right front wheel 21a and a traveling motor 44 for driving the left front wheel 21b are provided inside the vehicle body portion 12. As the front wheels 21 rotate, the endless track 20 rotates, and the rear wheels 22 and the rolling wheels 23 follow the rotation of the front wheels 21. Further, since the front wheel 21a on the right side and the front wheel 21b on the left side are driven by the traveling motor 41 and the traveling motor 44, which are independent of each other, the exploration robot 10 can perform a turning operation in addition to forward and reverse movements. ..
走行用モータ41の出力軸42は、前輪21aの車軸25aと略平行に設けられており、その先端が右方向を向いている。また、走行用モータ44の出力軸45は、前輪21bの車軸25bと略平行に設けられており、その先端が左方向を向いている。右側の前輪21aを駆動する出力軸42の先端を右方向に、左側の前輪21bを駆動する出力軸45の先端を左方向に向けることにより、走行用モータ41及び走行用モータ44を車体部12の左右方向の中央付近に配置することができる。 The output shaft 42 of the traveling motor 41 is provided substantially parallel to the axle 25a of the front wheel 21a, and its tip is directed to the right. Further, the output shaft 45 of the traveling motor 44 is provided substantially parallel to the axle 25b of the front wheel 21b, and its tip is directed to the left. By directing the tip of the output shaft 42 that drives the right front wheel 21a to the right and the tip of the output shaft 45 that drives the left front wheel 21b to the left, the traveling motor 41 and the traveling motor 44 are directed to the vehicle body 12 It can be placed near the center in the left-right direction of.
なお、図2では図示を省略するが、車体部12の内部には、例えば、探査用ロボット10の制御等を行う制御装置18(図8参照)や電源回路、撮像装置14(図1参照)の制御部、車体部12の傾きを検出する角度センサ16(図8参照)、アーム部30の角度を検出するアーム位置センサ17(図8参照)、温度センサ等が設けられている。角度センサ16は、例えば、ジャイロセンサ等である。アーム位置センサ17としては、例えば、前アーム軸33及び後アーム軸34の回転角を検出するロータリエンコーダ等を採用し得る。 Although not shown in FIG. 2, the inside of the vehicle body portion 12 includes, for example, a control device 18 (see FIG. 8) for controlling the exploration robot 10, a power supply circuit, and an imaging device 14 (see FIG. 1). The control unit, the angle sensor 16 (see FIG. 8) for detecting the inclination of the vehicle body portion 12, the arm position sensor 17 (see FIG. 8) for detecting the angle of the arm portion 30, a temperature sensor, and the like are provided. The angle sensor 16 is, for example, a gyro sensor or the like. As the arm position sensor 17, for example, a rotary encoder or the like that detects the rotation angles of the front arm shaft 33 and the rear arm shaft 34 can be adopted.
図3は、前輪21b付近の概略構造を示す部分断面平面図であり、図2のA部付近を示している。図3に示すように、前アーム軸33には、歯車35が固定されている。前アーム駆動用モータ47の出力軸48には、歯車35に噛み合う歯車49が固定されている。歯車35と歯車49は、例えば、ウォームギヤ等であり、歯車49が回転することにより、歯車35が回転する。また、出力軸48の先端近傍は、車体部12に設けられた軸受55によって回転自在に支えられている。なお、出力軸48は、図示しない軸継手を用いて回転軸を連結することにより延長されていても良い。 FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view showing a schematic structure in the vicinity of the front wheel 21b, and shows the vicinity of the portion A in FIG. As shown in FIG. 3, a gear 35 is fixed to the front arm shaft 33. A gear 49 that meshes with the gear 35 is fixed to the output shaft 48 of the front arm driving motor 47. The gear 35 and the gear 49 are, for example, a worm gear or the like, and the rotation of the gear 49 causes the gear 35 to rotate. Further, the vicinity of the tip of the output shaft 48 is rotatably supported by a bearing 55 provided on the vehicle body portion 12. The output shaft 48 may be extended by connecting the rotating shafts using a shaft joint (not shown).
前輪21、車軸25及び歯車24は、左右略同等に構成されている。車軸25は、例えば、滑り軸受や転がり軸受等の軸受53を介して車体部12に対して回転自在に支承されている。車軸25には、前輪21が取り付けられている。前輪21は、例えば、スプロケット等であり、図示しないボルトや摩擦式締結具等によって車軸25に固定されている。前輪21の固定にボルト等の締結具が用いられることにより、前輪21の取り付けや取り外し、位置決め等が容易になる。 The front wheels 21, axles 25, and gears 24 are configured to be substantially equal on the left and right. The axle 25 is rotatably supported with respect to the vehicle body 12 via bearings 53 such as slide bearings and rolling bearings, for example. A front wheel 21 is attached to the axle 25. The front wheel 21 is, for example, a sprocket or the like, and is fixed to the axle 25 by a bolt, a friction type fastener, or the like (not shown). By using fasteners such as bolts for fixing the front wheels 21, the front wheels 21 can be easily attached, removed, and positioned.
車軸25の車体部12側には、歯車24が取り付けられている。左側の走行用モータ44の出力軸45には、左側の歯車24bに噛み合う歯車46が固定されている。歯車24bと歯車46は、例えば、平歯車等であり、歯車46が回転することにより、歯車24bが回転する。 A gear 24 is attached to the vehicle body 12 side of the axle 25. A gear 46 that meshes with the gear 24b on the left side is fixed to the output shaft 45 of the traveling motor 44 on the left side. The gear 24b and the gear 46 are, for example, spur gears and the like, and the rotation of the gear 46 causes the gear 24b to rotate.
なお、図2に示す右側の走行用モータ41についても、走行用モータ44と略同様に形成されている。具体的には、出力軸42に固定された歯車43は、平歯車であり、右側の歯車24aに噛み合っている。 The traveling motor 41 on the right side shown in FIG. 2 is also formed in substantially the same manner as the traveling motor 44. Specifically, the gear 43 fixed to the output shaft 42 is a spur gear and meshes with the gear 24a on the right side.
図3を参照して、車軸25及び歯車24は略筒状に形成されており、車軸25及び歯車24の内径部に前アーム軸33が挿通されている。即ち、前アーム軸33は、車軸25及び歯車24と同軸に設けられている。車軸25及び歯車24と前アーム軸33との間には、例えば、滑り軸受やニードル軸受等の軸受が設けられており、車軸25及び歯車24と前アーム軸33は、それぞれ独立して回動自在である。 With reference to FIG. 3, the axle 25 and the gear 24 are formed in a substantially tubular shape, and the front arm shaft 33 is inserted through the inner diameter portion of the axle 25 and the gear 24. That is, the front arm shaft 33 is provided coaxially with the axle 25 and the gear 24. Bearings such as slide bearings and needle bearings are provided between the axle 25, the gear 24, and the front arm shaft 33, and the axle 25, the gear 24, and the front arm shaft 33 rotate independently. It is free.
走行用モータ44の出力軸45の先端部近傍は、車体部12に設けられた軸受54によって回転自在に支えられている。なお、出力軸45は、図示しない軸継手を用いて回転軸を連結することにより延長されていても良い。これにより、走行用モータ44の左側に、前アーム駆動用モータ47の出力軸48を配置するためのスペースを確保することができる。 The vicinity of the tip of the output shaft 45 of the traveling motor 44 is rotatably supported by a bearing 54 provided on the vehicle body 12. The output shaft 45 may be extended by connecting the rotating shafts using a shaft joint (not shown). As a result, a space for arranging the output shaft 48 of the front arm driving motor 47 can be secured on the left side of the traveling motor 44.
なお、図2に示すように、後輪22の車軸26は、前輪21の車軸25と略同様に、中空状に形成されており、車軸26の内径部に後アーム軸34が挿通されている。そして、車軸26と後アーム軸34の間には、軸受が設けられており、車軸26と後アーム軸34は、それぞれ独立して回動自在に構成されている。 As shown in FIG. 2, the axle 26 of the rear wheel 22 is formed in a hollow shape substantially like the axle 25 of the front wheel 21, and the rear arm shaft 34 is inserted through the inner diameter portion of the axle 26. .. A bearing is provided between the axle 26 and the rear arm shaft 34, and the axle 26 and the rear arm shaft 34 are independently rotatably configured.
後アーム駆動用モータ50は、前アーム駆動用モータ47と略同様に形成されている。具体的には、出力軸51に固定される歯車52は、ウォームギヤ等であり、後アーム軸34に固定された歯車に噛み合っている。 The rear arm driving motor 50 is formed in substantially the same manner as the front arm driving motor 47. Specifically, the gear 52 fixed to the output shaft 51 is a worm gear or the like, and meshes with the gear fixed to the rear arm shaft 34.
上記のように前アーム軸33が車軸25と同軸に設けられ、後アーム軸34が車軸26と同時に設けられることにより、防塵や防爆のための軸シール箇所を減らして車体部12のシール性能を高めることができる。これにより、過酷な環境下における使用に耐え得る信頼性の高い探査用ロボット10を構成することができる。 As described above, the front arm shaft 33 is provided coaxially with the axle 25, and the rear arm shaft 34 is provided at the same time as the axle 26, thereby reducing the number of shaft seal points for dustproof and explosion-proof and improving the sealing performance of the vehicle body 12. Can be enhanced. This makes it possible to configure a highly reliable exploration robot 10 that can withstand use in a harsh environment.
図4は、前輪21b付近の側面図であり、図1に示す前アーム部31及び車輪ガード36が取り外された状態を示している。図4に示すように、前輪21には、複数の孔27が形成されている。これにより、前輪21を軽くして、探査用ロボット10の軽量化を図ると共に走行用モータ41(図2参照)及び走行用モータ44(図2参照)の負荷を減らすことができる。なお、後輪22(図2参照)についても同様に、軽量化のための孔が形成されても良い。 FIG. 4 is a side view of the vicinity of the front wheel 21b, showing a state in which the front arm portion 31 and the wheel guard 36 shown in FIG. 1 have been removed. As shown in FIG. 4, a plurality of holes 27 are formed in the front wheel 21. As a result, the front wheels 21 can be made lighter to reduce the weight of the exploration robot 10 and reduce the load on the traveling motor 41 (see FIG. 2) and the traveling motor 44 (see FIG. 2). Similarly, holes for weight reduction may be formed in the rear wheel 22 (see FIG. 2).
図5(A)は、アーム部30が収納されている状態の探査用ロボット10の側面図である。図5(B)は、アーム部30が展開されている状態の探査用ロボット10の側面図である。図5(A)に示すように、前アーム部31は、不使用時には、先端が後方を向くように、探査用ロボット10の本体11の側部、即ち無限軌道20の側部、に沿って収納される。 FIG. 5A is a side view of the exploration robot 10 in a state where the arm portion 30 is housed. FIG. 5B is a side view of the exploration robot 10 in a state where the arm portion 30 is deployed. As shown in FIG. 5A, the front arm portion 31 is along the side portion of the main body 11 of the exploration robot 10, that is, the side portion of the endless track 20, so that the tip of the front arm portion 31 faces rearward when not in use. It is stored.
ここで、前アーム部31は、先端の回転半径が車軸25と車軸26の軸間距離よりも短くなるよう形成されている。具体的には、前アーム部31は、車軸26に接することなく360度回転自在に形成されている。これにより、前アーム部31は、収納位置においても、その先端が車軸26の前方に位置し、車軸26に接触することなく、所定の収納位置に収納される。 Here, the front arm portion 31 is formed so that the turning radius of the tip thereof is shorter than the distance between the axles 25 and the axles 26. Specifically, the front arm portion 31 is formed so as to be rotatable 360 degrees without being in contact with the axle 26. As a result, the front end of the front arm portion 31 is located in front of the axle 26 even in the storage position, and is stored in a predetermined storage position without contacting the axle 26.
また、後アーム部32についても同様に、不使用時には、先端が前方を向くように、無限軌道20の側部に沿った収納位置に配置される。なお、後アーム部32は、前アーム部31よりも外側に配置されているので、先端の回転半径が車軸25と車軸26の軸間距離よりも長く形成されても良い。 Similarly, the rear arm portion 32 is also arranged at a storage position along the side portion of the endless track 20 so that the tip of the rear arm portion 32 faces forward when not in use. Since the rear arm portion 32 is arranged outside the front arm portion 31, the turning radius of the tip may be formed longer than the distance between the axles 25 and the axles 26.
上記のように前アーム部31及び後アーム部32が本体11の側部に沿って収納されることにより、前アーム部31及び後アーム部32は、探査用ロボット10の走行の妨げにならない。これにより、探査用ロボット10は、狭所への進入や狭所における旋回が可能となり、走行性能が高められる。 Since the front arm portion 31 and the rear arm portion 32 are housed along the side portions of the main body 11 as described above, the front arm portion 31 and the rear arm portion 32 do not interfere with the traveling of the exploration robot 10. As a result, the exploration robot 10 can enter a narrow space and turn in a narrow space, and the traveling performance is improved.
前述のとおり、前アーム部31は、360度回動自在に構成されており、例えば、図5(B)に示すように、先端が前方を向くよう回動して、本体11から前方に突出した状態になる。前アーム部31が回動することにより、前アーム部31を、探査用ロボット10が段差等の障害物を乗り越える際に本体11を持ち上げるためのリフタとして用いることができ、障害物に対する優れた走行性能が発揮される。 As described above, the front arm portion 31 is configured to be rotatable 360 degrees. For example, as shown in FIG. 5B, the front arm portion 31 rotates so that the tip faces forward and protrudes forward from the main body 11. It will be in the state of By rotating the front arm portion 31, the front arm portion 31 can be used as a lifter for lifting the main body 11 when the exploration robot 10 gets over an obstacle such as a step, and is excellent in traveling against an obstacle. Performance is demonstrated.
前述のとおり、前アーム部31は、前輪21(図2参照)と同軸に設けられている。そのため、前アーム部31のアーム軸33が前輪21と同軸に設けられずに前輪21の後方に設けられる場合と比較すると、前アーム部31は、本体11の前方の大きく突出することになる。換言すれば、前アーム部31の本体11から前方に突出する寸法を同等に確保する場合、前アーム部31の長さを短くすることができる。これにより、前アーム部31や前アーム駆動用モータ47(図2参照)の小型軽量化を図ることができる。 As described above, the front arm portion 31 is provided coaxially with the front wheel 21 (see FIG. 2). Therefore, as compared with the case where the arm shaft 33 of the front arm portion 31 is not provided coaxially with the front wheel 21 but is provided behind the front wheel 21, the front arm portion 31 protrudes significantly in front of the main body 11. In other words, the length of the front arm portion 31 can be shortened when the dimensions of the front arm portion 31 projecting forward from the main body 11 are equally secured. As a result, the size and weight of the front arm portion 31 and the front arm driving motor 47 (see FIG. 2) can be reduced.
また、前アーム部31は、各種センサの支持手段や操作手段等として用いられても良い。例えば、前アーム部31の先端にセンサやマニピュレータ等が設けられることにより、センサやマニピュレータ等を本体11から離れた位置に到達させることができる。 Further, the front arm portion 31 may be used as a supporting means, an operating means, or the like of various sensors. For example, by providing a sensor, a manipulator, or the like at the tip of the front arm portion 31, the sensor, the manipulator, or the like can be reached at a position away from the main body 11.
後アーム部32についても同様に、360度回動自在に構成されており、例えば、図5(B)に示すように、先端が後方を向くよう回動して、本体11から後方に突出した状態になる。これにより、後アーム部32を、探査用ロボット10が段差等の障害物を乗り越える際に本体11を支えるためのリフタや、各種センサの支持手段、操作手段等として用いることがでる。 Similarly, the rear arm portion 32 is also configured to be rotatable 360 degrees. For example, as shown in FIG. 5B, the rear arm portion 32 rotates so that the tip faces rearward and protrudes rearward from the main body 11. Become in a state. As a result, the rear arm portion 32 can be used as a lifter for supporting the main body 11 when the exploration robot 10 gets over an obstacle such as a step, a supporting means for various sensors, an operating means, and the like.
また、後アーム部32についても、後輪22(図2参照)と同軸に設けられていることにより、後方への到達距離を長く確保することができ、後アーム部32や後アーム駆動用モータ50(図2参照)の小型軽量化を図ることができる。 Further, since the rear arm portion 32 is also provided coaxially with the rear wheel 22 (see FIG. 2), a long reach to the rear can be secured, and the rear arm portion 32 and the rear arm driving motor can be secured. It is possible to reduce the size and weight of 50 (see FIG. 2).
図6(A)は、前アーム部31付近を拡大して示す側面図である。図6(B)は、後アーム部32付近を拡大して示す拡大図である。図6(A)に示すように、前アーム部31の前方に回動した際に下方を向く辺には、複数の凸部37が形成されても良い。 FIG. 6A is an enlarged side view showing the vicinity of the front arm portion 31. FIG. 6B is an enlarged view showing the vicinity of the rear arm portion 32 in an enlarged manner. As shown in FIG. 6A, a plurality of convex portions 37 may be formed on the side facing downward when the front arm portion 31 is rotated forward.
例えば、凸部37は、略山形状に形成されており、その先端が尖っている。また、凸部37の前方側の辺37aは、前アーム部31の延在方向に対して斜めに形成されており、凸部37の後方側の辺37bは、前アーム部31の延在方向に対して略垂直に形成されている。これにより、前アーム部31がリフタとして使用される場合の走行性能が高められる。
また、前アーム部31には、複数の孔39が形成されていても良い。これにより、前アーム部31の軽量化を図ることができる。
For example, the convex portion 37 is formed in a substantially mountain shape, and the tip thereof is sharp. Further, the front side side 37a of the convex portion 37 is formed obliquely with respect to the extending direction of the front arm portion 31, and the rear side side 37b of the convex portion 37 is formed in the extending direction of the front arm portion 31. It is formed approximately perpendicular to. As a result, the running performance when the front arm portion 31 is used as a lifter is improved.
Further, a plurality of holes 39 may be formed in the front arm portion 31. As a result, the weight of the front arm portion 31 can be reduced.
図6(B)に示すように、後アーム部32の後方に回動した際に下方を向く辺及び後アーム部32の先端近傍には、複数の凸部38が形成されても良い。凸部38の先端は、やや丸く形成されている。これにより、後アーム部32がリフタとして使用される場合の走行性能が高められる。
また、後アーム部32には、軽量化のための複数の孔40が形成されていても良い。
As shown in FIG. 6B, a plurality of convex portions 38 may be formed on the side facing downward when the rear arm portion 32 is rotated rearward and in the vicinity of the tip end of the rear arm portion 32. The tip of the convex portion 38 is formed to be slightly round. As a result, the running performance when the rear arm portion 32 is used as a lifter is improved.
Further, the rear arm portion 32 may be formed with a plurality of holes 40 for weight reduction.
なお、前アーム部31及び後アーム部32の形状は、上記の例に限定されず、例えば、展開された際に下方を向く辺に凹部が形成された形状や、略鉤状の形状等でも良い。また、例えば、前アーム部31及び後アーム部32は、先端にセンサや操作手段等が取り付けられるものでも良く、それらセンサ等に適合する種々の形状を採用可能である。 The shapes of the front arm portion 31 and the rear arm portion 32 are not limited to the above examples, and may be, for example, a shape in which a recess is formed on a side facing downward when deployed, a substantially hook-shaped shape, or the like. good. Further, for example, the front arm portion 31 and the rear arm portion 32 may have a sensor, an operating means, or the like attached to the tip thereof, and various shapes suitable for the sensors or the like can be adopted.
図7は、探査用ロボット10を遠隔操作するための遠隔操作装置60の正面図である。なお、以下の説明では、適宜図1及び図2を参照するものとする。図7に示すように、遠隔操作装置60には、画像表示部61と、アーム位置表示部62と、走行操作部63と、アーム操作部64と、を有する。 FIG. 7 is a front view of the remote control device 60 for remotely controlling the exploration robot 10. In the following description, FIGS. 1 and 2 will be referred to as appropriate. As shown in FIG. 7, the remote control device 60 includes an image display unit 61, an arm position display unit 62, a traveling operation unit 63, and an arm operation unit 64.
画像表示部61は、例えば、液晶ディスプレイ等であり、第1表示部61aと第2表示部61bとを有する。第1表示部61aには、撮像装置14によって撮影された画像が表示される。また、第2表示部61bには、距離センサ15によって検出された障害物等までの距離情報、バッテリの残量や走行可能時間、角度センサ16(図8参照)で検出された車体部12の傾き情報、温度センサで検出された温度情報、その他の各種センサによる検出結果等が表示される。 The image display unit 61 is, for example, a liquid crystal display or the like, and has a first display unit 61a and a second display unit 61b. An image taken by the image pickup apparatus 14 is displayed on the first display unit 61a. Further, the second display unit 61b shows the distance information to the obstacle or the like detected by the distance sensor 15, the remaining amount of the battery and the travelable time, and the vehicle body unit 12 detected by the angle sensor 16 (see FIG. 8). Tilt information, temperature information detected by the temperature sensor, detection results by various other sensors, etc. are displayed.
アーム位置表示部62には、検出手段となるアーム位置センサ17(図8参照)によって検出された前アーム部31及び後アーム部32の位置情報が表示される。アーム位置表示部62は、例えば、前アーム部31及び後アーム部32にそれぞれ対応して略円形状に配置された複数のLED等によって形成されている。アーム位置表示部62は、LEDの点灯位置により前アーム部31及び後アーム部32の位置を視覚的に示すことができる。
なお、撮像装置14によって撮影された画像と、前アーム部31及び後アーム部32の位置情報を含む上記した各種情報が一つのディスプレイに表示される構成でも良い。
The arm position display unit 62 displays the position information of the front arm unit 31 and the rear arm unit 32 detected by the arm position sensor 17 (see FIG. 8) which is the detection means. The arm position display unit 62 is formed of, for example, a plurality of LEDs arranged in a substantially circular shape corresponding to the front arm portion 31 and the rear arm portion 32, respectively. The arm position display unit 62 can visually indicate the positions of the front arm unit 31 and the rear arm unit 32 by the lighting position of the LED.
The image taken by the image pickup apparatus 14 and the various information described above including the position information of the front arm portion 31 and the rear arm portion 32 may be displayed on one display.
走行操作部63は、探査用ロボット10の右側の前輪21aを操作する右前輪操作部63aと、左側の前輪21bを操作する左前輪操作部63bと、を有する。走行操作部63は、例えば、アナログスイッチ等であり、前輪21a及び前輪21bの回転方向や回転速度等を調節することができる。 The traveling operation unit 63 includes a right front wheel operation unit 63a that operates the right front wheel 21a of the exploration robot 10, and a left front wheel operation unit 63b that operates the left front wheel 21b. The traveling operation unit 63 is, for example, an analog switch or the like, and can adjust the rotation direction, rotation speed, and the like of the front wheels 21a and the front wheels 21b.
また、アーム操作部64は、前アーム部31を操作する前アーム操作部64aと、後アーム部32を操作する後アーム操作部64bとを有する。アーム操作部64は、例えば、複数のプッシュ式のスイッチ等によって形成されており、前アーム操作部64aは、前アーム部31を所定方向に回転させるスイッチ、逆回転させるスイッチ、前アーム部31を所定の位置に戻すスイッチによって形成されている。後アーム操作部64bは、前アーム操作部64aと同様に、後アーム部32を所定方向に回転させるスイッチ、逆回転させるスイッチ、所定の位置に戻すスイッチによって形成されている。 Further, the arm operation unit 64 has a front arm operation unit 64a for operating the front arm unit 31 and a rear arm operation unit 64b for operating the rear arm unit 32. The arm operation unit 64 is formed by, for example, a plurality of push-type switches, and the front arm operation unit 64a includes a switch for rotating the front arm unit 31 in a predetermined direction, a switch for rotating the front arm unit 31 in the reverse direction, and a front arm unit 31. It is formed by a switch that returns it to a predetermined position. Like the front arm operating unit 64a, the rear arm operating unit 64b is formed by a switch that rotates the rear arm unit 32 in a predetermined direction, a switch that rotates in the reverse direction, and a switch that returns the rear arm unit 32 to a predetermined position.
遠隔操作装置60には、複数のトグルスイッチ65が設けられている。トグルスイッチ65を操作することにより、例えば、電源のON、OFF、走行時のモードの切り替え、探査用ロボット10の通信の同期等が行われる。また、図示を省略するが、遠隔操作装置60には、撮像装置14を操作するための操作部等が設けられている。 The remote control device 60 is provided with a plurality of toggle switches 65. By operating the toggle switch 65, for example, power ON / OFF, mode switching during traveling, communication synchronization of the exploration robot 10 and the like are performed. Further, although not shown, the remote control device 60 is provided with an operation unit or the like for operating the image pickup device 14.
上記の構成により、探査用ロボット10の操作者は、遠隔操作装置60を用いて、探査用ロボット10を直接視認することができない場所から、探査用ロボット10の周囲の状況やアーム部30の状態を正確に把握して、探査用ロボット10を的確に操作することができる。 With the above configuration, the operator of the exploration robot 10 can use the remote control device 60 to directly see the exploration robot 10 from a place where the operator cannot directly see the exploration robot 10 and the surrounding conditions of the exploration robot 10 and the state of the arm portion 30. Can be accurately grasped and the exploration robot 10 can be operated accurately.
図8は、遠隔操作装置60と、探査用ロボット10のシステム構成を示す制御ブロック図である。図8に示すように、遠隔操作装置60は、制御装置67を有する。制御装置67は、探査用ロボット10と無線通信を行うための通信部68を有する。制御装置67は、入力された信号に基づき、各種演算等を行い、遠隔操作装置60の制御や探査用ロボット10に操作情報の送信等を行う。 FIG. 8 is a control block diagram showing a system configuration of the remote control device 60 and the exploration robot 10. As shown in FIG. 8, the remote control device 60 has a control device 67. The control device 67 has a communication unit 68 for wirelessly communicating with the exploration robot 10. The control device 67 performs various calculations and the like based on the input signal, controls the remote control device 60, transmits operation information to the exploration robot 10, and the like.
探査用ロボット10は、制御装置18を有する。制御装置18は、遠隔操作装置60と無線通信を行うための通信部19を有し、遠隔操作装置60から送信された操作情報等に基づき、各種演算を行い、探査用ロボット10の制御等を行う。また、制御装置18は、探査用ロボット10内に設けられた各種センサの検出結果等を遠隔操作装置60に送信する。 The exploration robot 10 has a control device 18. The control device 18 has a communication unit 19 for wirelessly communicating with the remote control device 60, performs various calculations based on the operation information and the like transmitted from the remote control device 60, and controls the exploration robot 10 and the like. Do. Further, the control device 18 transmits the detection results of various sensors provided in the exploration robot 10 to the remote control device 60.
例えば、遠隔操作装置60の走行操作部63及びアーム操作部64が操作されることにより、操作信号が制御装置67に入力される。制御装置67は、所定の演算を実行し、通信部68を介して探査用ロボット10に操作信号を送信する。探査用ロボット10の制御装置18は、通信部19によって操作信号を受信し、所定の演算を実行し、走行用モータ41、走行用モータ44、前アーム駆動用モータ47及び後アーム駆動用モータ50等の制御を行う。これにより、無限軌道20(図1参照)及びアーム部30(図1参照)の動作が行われる。 For example, the operation signal is input to the control device 67 by operating the traveling operation unit 63 and the arm operation unit 64 of the remote control device 60. The control device 67 executes a predetermined calculation and transmits an operation signal to the exploration robot 10 via the communication unit 68. The control device 18 of the exploration robot 10 receives an operation signal by the communication unit 19 and executes a predetermined calculation, and executes a traveling motor 41, a traveling motor 44, a front arm driving motor 47, and a rear arm driving motor 50. Etc. are controlled. As a result, the endless track 20 (see FIG. 1) and the arm portion 30 (see FIG. 1) are operated.
また、撮像装置14によって撮影された映像や距離センサ15、角度センサ16及びアーム位置センサ17によって検出された情報は、制御装置18に入力され、通信部19を介して遠隔操作装置60に送信される。遠隔操作装置60の制御装置67は、通信部68によって通信部19からの信号を受信すると、所定の演算を実行して、画像表示部61及びアーム位置表示部62に検出結果等の各種情報を表示する。 Further, the image captured by the image pickup device 14 and the information detected by the distance sensor 15, the angle sensor 16 and the arm position sensor 17 are input to the control device 18 and transmitted to the remote control device 60 via the communication unit 19. To. When the control device 67 of the remote control device 60 receives the signal from the communication unit 19 by the communication unit 68, the control device 67 executes a predetermined calculation and outputs various information such as a detection result to the image display unit 61 and the arm position display unit 62. indicate.
次に、図9ないし図12を参照して、探査用ロボット10が段部を乗り越える際の動作について詳細に説明する。なお、図9ないし図12に示す矢印は、アーム部30の回転方向を示している。 Next, with reference to FIGS. 9 to 12, the operation when the exploration robot 10 gets over the step portion will be described in detail. The arrows shown in FIGS. 9 to 12 indicate the rotation direction of the arm portion 30.
図9(A)は、探査用ロボット10の通常の走行状態を示す側面図である。図9(A)に示すように、探査用ロボット10は、障害物等がない通常の走行地において、アーム部30が収納された状態で走行する。 FIG. 9A is a side view showing a normal running state of the exploration robot 10. As shown in FIG. 9A, the exploration robot 10 travels in a normal traveling area where there are no obstacles or the like, with the arm portion 30 housed therein.
図9(B)は、前アーム部31を第1の段部Xに引っ掛けた状態を示す側面図である。図9(B)に示すように、第1の段部Xに近づいた探査用ロボット10は、先端が上方を通過するように前アーム部31を前方に回動させて、前アーム部31を第1の段部Xに接触させる。これにより、前アーム部31の凸部37の辺37b近傍が第1の段部Xの角部に引っ掛けられる。 FIG. 9B is a side view showing a state in which the front arm portion 31 is hooked on the first step portion X. As shown in FIG. 9B, the exploration robot 10 approaching the first step portion X rotates the front arm portion 31 forward so that the tip passes above the front arm portion 31. It is brought into contact with the first step portion X. As a result, the vicinity of the side 37b of the convex portion 37 of the front arm portion 31 is hooked on the corner portion of the first step portion X.
図9(C)は、前方が持ち上げられた状態を示す側面図である。図9(C)に示すように、更に前アーム部31を回動させることにより、本体11の前部が持ち上げられる。このように、探査用ロボット10が第1の段部Xを乗り越える際に、凸部37が第1の段部Xの角部等に引っ掛かって、前アーム部31と第1の段部Xとの滑りが抑制される。これにより、前アーム部31は、好適に本体11を支えることができ、探査用ロボット10は第1の段部Xを乗り越え易くなる。 FIG. 9C is a side view showing a state in which the front is lifted. As shown in FIG. 9C, the front portion of the main body 11 is lifted by further rotating the front arm portion 31. In this way, when the exploration robot 10 gets over the first step portion X, the convex portion 37 is caught by the corner portion or the like of the first step portion X, and the front arm portion 31 and the first step portion X Slip is suppressed. As a result, the front arm portion 31 can preferably support the main body 11, and the exploration robot 10 can easily get over the first step portion X.
次に、後アーム部32を、その先端が上方を通過するように後方に回転させて、後アーム部32の先端が地面に近づくように、後ろアーム部32が展開される。これにより、探査用ロボット10が後方に倒れないように、後アーム部32で支えることができる。 Next, the rear arm portion 32 is rotated rearward so that its tip passes above, and the rear arm portion 32 is deployed so that the tip of the rear arm portion 32 approaches the ground. As a result, the exploration robot 10 can be supported by the rear arm portion 32 so as not to fall backward.
そして、無限軌道20を駆動して走行することにより、探査用ロボット10は、その前部が持ち上げられた状態のまま前方に移動する。この時、前アーム部31の凸部37は、辺37aが斜めに形成されているため、第1の段部Xの角部に引っ掛かり難い。そのため、前アーム部31によって探査用ロボット10の前進が妨げられることがない。 Then, by driving the endless track 20 and traveling, the exploration robot 10 moves forward with its front portion lifted. At this time, since the side 37a of the convex portion 37 of the front arm portion 31 is formed obliquely, it is difficult for the convex portion 37 to be caught by the corner portion of the first step portion X. Therefore, the front arm portion 31 does not hinder the advance of the exploration robot 10.
図10(A)は、探査用ロボット10の無限軌道20の前部が第1の段部Xに達した状態を示す側面図である。図9(C)に示す状態から、探査用ロボット10が前方に移動することにより、図10(A)に示すように、無限軌道20の前部が第1の段部Xの角部近傍に乗る。そうすると、探査用ロボット10は、無限軌道20の前部と後アーム部32によって支えられ、前アーム部31による支えが不要になる。
そこで、次の段差である第2の段部Yの乗り越えに備え、前アーム部31は、その先端が上方に持ち上げられる。
FIG. 10A is a side view showing a state in which the front portion of the endless track 20 of the exploration robot 10 reaches the first step portion X. As the exploration robot 10 moves forward from the state shown in FIG. 9 (C), the front part of the endless track 20 becomes near the corner of the first step X as shown in FIG. 10 (A). get on. Then, the exploration robot 10 is supported by the front portion and the rear arm portion 32 of the endless track 20, and the support by the front arm portion 31 becomes unnecessary.
Therefore, the tip of the front arm portion 31 is lifted upward in preparation for overcoming the second step portion Y, which is the next step.
図10(B)は、後アーム部32によって後部が持ち上げられた状態を示す側面図である。図10(B)に示すように、後アーム部32の先端が地面を押す方向に、後アーム部32を回転させることにより、本体11の後部が持ち上げられる。この時、後アーム部32の先端に形成された凸部38が地面に当接し、後アーム部32と地面との滑りが抑制される。これにより、後アーム部32は、好適に探査用ロボット10を支えることができ、探査用ロボット10は、第1の段部Xを乗り越え易くなる。そして、探査用ロボット10は、無限軌道20が駆動されることにより、第1の段部Xの角部を登るように走行する。 FIG. 10B is a side view showing a state in which the rear portion is lifted by the rear arm portion 32. As shown in FIG. 10B, the rear portion of the main body 11 is lifted by rotating the rear arm portion 32 in the direction in which the tip of the rear arm portion 32 pushes the ground. At this time, the convex portion 38 formed at the tip of the rear arm portion 32 comes into contact with the ground, and slippage between the rear arm portion 32 and the ground is suppressed. As a result, the rear arm portion 32 can suitably support the exploration robot 10, and the exploration robot 10 can easily get over the first step portion X. Then, the exploration robot 10 travels so as to climb the corner portion of the first step portion X by driving the endless track 20.
図11(A)は、探査用ロボット10の前アーム部31が第2の段部Yに当てられた状態を示す側面図である。図11(A)に示すように、前アーム部31は、凸部37が第2の段部Yの角部近傍に当接するように、前方に展開される。これにより、探査用ロボット10は、前アーム部31によって好適に支持される。そして、探査用ロボット10は、無限軌道20が駆動されて、第1の段部Xの角部を登り上がる。 FIG. 11A is a side view showing a state in which the front arm portion 31 of the exploration robot 10 is in contact with the second step portion Y. As shown in FIG. 11A, the front arm portion 31 is deployed forward so that the convex portion 37 comes into contact with the vicinity of the corner portion of the second step portion Y. As a result, the exploration robot 10 is suitably supported by the front arm portion 31. Then, the exploration robot 10 is driven by the endless track 20 and climbs up the corner of the first step X.
図11(B)は、無限軌道20の前部が第2の段部Yに達した状態を示す側面図である。図11(B)に示すように、探査用ロボット10が前進することにより、無限軌道20の前部が第2の段部Yの角部に達する。そして、探査用ロボット10は、更に前進して、第1の段部Xの角部を乗り越える。 FIG. 11B is a side view showing a state in which the front portion of the endless track 20 reaches the second step portion Y. As shown in FIG. 11B, as the exploration robot 10 advances, the front portion of the endless track 20 reaches the corner portion of the second step portion Y. Then, the exploration robot 10 advances further and gets over the corner portion of the first step portion X.
図12(A)は、探査用ロボット10の後部が持ち上げられた状態を示す側面図である。図12(A)に示すように、第1の段部Xを乗り越えた後、後アーム部32を下方に回動させることによって、後アーム部32で第1の段部が押されて、本体11の後部が持ち上げられる。探査用ロボット10は、後アーム部32によって後部が持ち上げられて、安定的に支持された状態で、無限軌道20が駆動されて、第2の段部Yの角部を乗り越えるように走行する。 FIG. 12A is a side view showing a state in which the rear portion of the exploration robot 10 is lifted. As shown in FIG. 12A, after overcoming the first step portion X, by rotating the rear arm portion 32 downward, the first step portion is pushed by the rear arm portion 32, and the main body is pushed. The rear part of 11 is lifted. The exploration robot 10 travels so as to get over the corner portion of the second step portion Y by driving the endless track 20 in a state where the rear portion is lifted by the rear arm portion 32 and is stably supported.
図12(B)は、第2の段部Yを乗り越えた後の状態を示す側面図である。図12(B)に示すように、探査用ロボット10は第2の段部Yの角部を乗り越え、第2の段部Yの上に乗ることができる。そして、探査用ロボット10は、第1の段部X及び第2の段部Yを乗り越えた後、図5(A)に示す如くアーム部30が収納されて、通常の走行状態に戻る。 FIG. 12B is a side view showing a state after getting over the second step portion Y. As shown in FIG. 12B, the exploration robot 10 can get over the corner portion of the second step portion Y and ride on the second step portion Y. Then, after the exploration robot 10 gets over the first step portion X and the second step portion Y, the arm portion 30 is housed as shown in FIG. 5A and returns to the normal traveling state.
上述のように、アーム部30によって探査用ロボット10を安定的に支えることにより、探査用ロボット10は、段差等を乗り越えることが可能となる。そのため、災害発生時等に倒壊した家屋の内部や瓦礫が散乱した場所等を走行することができる探査用ロボット10の優れた走行性能が発揮される。 As described above, by stably supporting the exploration robot 10 by the arm portion 30, the exploration robot 10 can overcome a step or the like. Therefore, the excellent running performance of the exploration robot 10 capable of traveling inside a collapsed house or a place where rubble is scattered in the event of a disaster or the like is exhibited.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
10 探査用ロボット
11 本体
14 撮像装置
15 距離センサ
16 角度センサ
17 アーム位置センサ
18 制御装置
20 無限軌道
21 前輪
22 後輪
30 アーム部
31 前アーム部
32 後アーム部
33 前アーム軸
34 後アーム軸
37、38 凸部
41 走行用モータ
42 出力軸
44 走行用モータ
45 出力軸
47 前アーム駆動用モータ
42 出力軸
50 後アーム駆動用モータ
51 出力軸
60 遠隔操作装置
61 画像表示部
62 アーム位置表示部

10 Exploration robot 11 Main body 14 Imaging device 15 Distance sensor 16 Angle sensor 17 Arm position sensor 18 Control device 20 Infinite orbit 21 Front wheel 22 Rear wheel 30 Arm part 31 Front arm part 32 Rear arm part 33 Front arm shaft 34 Rear arm shaft 37 , 38 Convex 41 Traveling motor 42 Output shaft 44 Traveling motor 45 Output shaft 47 Front arm drive motor 42 Output shaft 50 Rear arm drive motor 51 Output shaft 60 Remote control device 61 Image display unit 62 Arm position display unit

Claims (4)

  1. 撮像装置が設けられた本体と、
    前記本体の左右に設けられた一対の無限軌道と、
    前記本体の側部に設けられて障害物を乗り越える際に前記本体に対して回動して前記本体を支えるアーム部と、を備え、
    前記アーム部の回転軸であるアーム軸は、前記無限軌道の最前輪または最後輪と同軸に設けられており、且つ前記最前輪及び前記最後輪とは独立して回動自在であり、
    前記アーム部として、前記本体の前方側の左右に設けられた一対の前アーム部と、前記本体の後方側の左右に設けられた一対の後アーム部と、を有し、
    前記アーム部は、前記アーム軸に対して垂直に接続された板状体から形成され、
    前記前アーム部の前方に回動した際に下方を向く辺には、先端が尖った複数の凸部が形成されており、
    前記後アーム部の後方に回動した際に下方を向く辺には、先端が丸い複数の凸部が形成されていることを特徴とする探査用ロボット。
    The main body equipped with an imaging device and
    A pair of endless tracks provided on the left and right sides of the main body,
    An arm portion provided on the side portion of the main body and rotating with respect to the main body to support the main body when overcoming an obstacle is provided.
    Arm shaft as the rotational axis of the arm portion, it said has endless track provided on the top front or end ring coaxial with, Ri and the independently rotatable der the top front and the last wheel,
    The arm portion includes a pair of front arm portions provided on the left and right sides on the front side of the main body, and a pair of rear arm portions provided on the left and right sides on the rear side of the main body.
    The arm portion is formed of a plate-like body connected perpendicularly to the arm axis.
    A plurality of convex portions having sharp tips are formed on the side facing downward when the front arm portion is rotated forward.
    An exploration robot characterized in that a plurality of convex portions having a rounded tip are formed on a side facing downward when the rear arm portion is rotated rearward.
  2. 前記前アーム部に形成された前記凸部は、前記前アーム部が前方に回動した際に前記前アーム部の延在方向に対して前方側の辺が傾斜し後方側の辺が前記前方側の辺よりも垂直に近くなるよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の探査用ロボット。 In the convex portion formed on the front arm portion, when the front arm portion rotates forward, the front side is inclined with respect to the extending direction of the front arm portion, and the rear side is the front side. The exploration robot according to claim 1, wherein the robot is formed so as to be closer to vertical than the side.
  3. 前記前アーム部を駆動する前アーム駆動用モータは、出力軸が前方を向くように配置され、
    前記後アーム部を駆動する後アーム駆動用モータは、出力軸が後方を向くように配置され、
    前記出力軸は、それぞれ歯車を介して前記アーム軸に連結されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の探査用ロボット。
    The front arm driving motor for driving the front arm portion is arranged so that the output shaft faces forward.
    The rear arm driving motor for driving the rear arm portion is arranged so that the output shaft faces rearward.
    The exploration robot according to claim 1 or 2 , wherein each of the output shafts is connected to the arm shaft via a gear.
  4. 前記本体に設けられた制御装置と無線通信可能に構成されて前記本体から離れて前記撮像装置、前記無限軌道及び前記アーム部を制御する遠隔操作装置と、
    前記本体に設けられて前記アーム部の回転位置を検出する検出手段と、を備え、
    前記遠隔操作装置は、前記撮像装置で撮影された画像を表示する画像表示部と、前記検出手段で検出された前記アーム部の位置情報を表示するアーム位置表示部と、を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の探査用ロボット。
    A remote control device that is configured to enable wireless communication with a control device provided in the main body and controls the image pickup device, the endless track, and the arm portion away from the main body.
    A detection means provided on the main body and detecting a rotational position of the arm portion is provided.
    The remote control device is characterized by having an image display unit for displaying an image captured by the image pickup device and an arm position display unit for displaying position information of the arm unit detected by the detection means. The exploration robot according to any one of claims 1 to 3.
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