JP6958753B2 - 履帯式走行体および走行装置 - Google Patents

履帯式走行体および走行装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6958753B2
JP6958753B2 JP2021007455A JP2021007455A JP6958753B2 JP 6958753 B2 JP6958753 B2 JP 6958753B2 JP 2021007455 A JP2021007455 A JP 2021007455A JP 2021007455 A JP2021007455 A JP 2021007455A JP 6958753 B2 JP6958753 B2 JP 6958753B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
track
wheels
wheel
type traveling
traveling body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021007455A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021116061A (ja
Inventor
英知 小泉
志村 浩
亮太 山科
拓 北原
寛 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to US17/156,917 priority Critical patent/US11964710B2/en
Priority to EP21153412.8A priority patent/EP3854665B1/en
Priority to EP23154295.2A priority patent/EP4253205A3/en
Priority to CN202220291233.1U priority patent/CN217623834U/zh
Priority to CN202110108288.4A priority patent/CN113247130B/zh
Priority to CN202120223079.XU priority patent/CN215944721U/zh
Publication of JP2021116061A publication Critical patent/JP2021116061A/ja
Priority to JP2021165176A priority patent/JP2022000385A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6958753B2 publication Critical patent/JP6958753B2/ja
Priority to US18/420,012 priority patent/US20240199147A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/08Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/30Track-tensioning means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/005Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on endless tracks or belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/06Endless track vehicles with tracks without ground wheels
    • B62D55/065Multi-track vehicles, i.e. more than two tracks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0092Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Non-Deflectable Wheels, Steering Of Trailers, Or Other Steering (AREA)
  • Handcart (AREA)

Description

本発明は、履帯式走行体および走行装置に関する。
近年、様々な使用環境や用途において、従来の人手で行われていた作業の支援や人が対応できない環境での作業を行うための移動型のロボット(走行装置)が活用されている。このような走行装置において、劣悪な路面環境や限られたスペースでの走行にも対応できるように、走行機構には、高い機動性と信頼性が求められる。
また、走行時の安定性を高めるため、履帯式(クローラ式)の走行体を備えた走行装置が知られている。例えば、特許文献1には、姿勢を安定させて走行させるために、インホイールモータを内蔵した起動輪と二つの転輪によって形成される三角形の履帯式の走行ユニットを用いる内容が開示されている。
しかしながら、従来の履帯式の走行体では、走行時の安定性を高めるための、履帯にテンションを与えるテンショナの設置位置が考慮されていないという課題があった。
上述した課題を解決すべく、請求項1に係る発明は、履帯と、前記履帯に駆動力を与える駆動輪と、前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、前記駆動輪の駆動軸に接続され、前記駆動輪を前記履帯に押し当てることによって当該履帯にテンションを与えるテンショナと、を備え、前記駆動輪と前記転輪との間に前記履帯を掛け回した履帯式走行体である。
本発明によれば、走行装置の走行時の安定性を高める履帯式走行体を提供することができるという効果を奏する。
(A)〜(C)実施形態に係る走行装置の外観の一例を示す図である。 実施形態に係る走行装置のハードウエア構成の一例を示す図である。 実施形態に係る履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 (A)(B)実施形態に係る履帯式走行体に備えられたテンショナの構成の一例を示す図である。 実施形態に係るテンショナの詳細構成の一例を示す斜視図である。 実施形態に係るテンショナの状態変化について説明するための図である。 実施形態に係るテンショナを備えた履帯式走行体の特徴について説明するための図である。 実施形態に係るアイドラおよびリンクの構成の一例を示す図である。 (A)〜(C)実施形態に係るアイドラの構成の一例を示す図である。 実施形態に係る履帯式走行体の履帯脱輪防止構造について説明するための図である。 アイドラを備えない履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 実施形態に係るアイドラを備えた履帯式走行体の特徴について説明するための図である。 (A)(B)実施形態に係る履帯式走行体に備えられた側板の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 実施形態に係る履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 (A)(B)実施形態に係る履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 実施形態に係る履帯式走行体に脱輪防止部材が取り付けられた状態の一例を示す図である。 履帯式走行体が取り外された本体の側面の状態の一例を示す図である。 (A)〜(C)実施形態に係る駆動輪の構成の一例を示す図である。 (A)〜(C)実施形態に係る転輪の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る走行装置の特徴について説明するための図である。 (A)(B)実施形態に係る走行装置の特徴について説明するための図である。
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
●実施形態●
●走行装置の概略
図1(A)は、走行装置の外観斜視図である。走行装置1は、履帯式走行体10a,10bおよび本体50によって構成される。
履帯式走行体10a,10bは、走行装置1の移動手段となるユニットである。また、履帯式走行体10a,10bは、金属またはゴム製のベルトを用いた履帯(クローラ)式の走行体である。履帯式の走行体は、自動車のようなタイヤで走行する走行体と比較して接地面積が広く、例えば、足場の悪い環境においても、安定した走行を行うことができる。また、タイヤで走行する走行体は、回転動作を行う際に旋回スペースを必要とするのに対して、履帯式の走行体を備えた走行装置は、いわゆる超信地旋回を行うことができるため、限られたスペースでも回転動作をスムーズに行うことができる。履帯式走行体10a,10bの詳細な構成については後述する。
本体50は、履帯式走行体10a,10bを走行可能な状態で支持する支持体であるとともに、走行装置1を駆動させるための制御を行う制御装置である。また、本体50は、履帯式走行体10a,10bを駆動させるための電力を供給する、後述のバッテリ530を搭載する。
図1(B)は、走行装置の前面図(P矢視図)である。走行装置1の本体50は、非常停止ボタン31、状態表示ランプ33および蓋部35を備える。非常停止ボタン31は、走行装置1の周辺にいる人が、走行中の走行装置1を停止させる際に押下する操作手段である。
状態表示ランプ33は、走行装置1の状態を通知するための通知手段である。状態表示ランプ33は、例えば、バッテリ残量の低下等の走行装置1の状態が変化した場合、周囲の人に、走行装置1の状態変化を知らせるために点灯する。また、状態表示ランプ33は、例えば、走行装置1の走行を妨げる障害物の存在等が検知された場合等、異常発生のおそれがある場合に点灯する。なお、図1は、走行装置1に状態表示ランプ33が二つ備えられている例を示すが、状態表示ランプ33の数は、一つであってもよく、三つ以上であってもよい。また、通知手段は、状態表示ランプ33のみならず、スピーカから発せられる警告音等によって走行装置1の状態を通知する構成であってもよい。
蓋部35は、本体50の上面に設けられ、本体50の内部を覆っている。また、蓋部35は、本体50の内部の通気を行うための通気口を有する通気部35aを有する。
また、二つの履帯式走行体10a,10bは、本体50を挟んで、後述の履帯11aと履帯11bとが略平行になるように、すなわち走行装置1が走行可能な状態で設置される。なお、履帯式走行体の数は、二つに限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。例えば、走行装置1は、三つの履帯式走行体を平行に三列に整列させる等、走行装置1が走行可能な状態で設置されてもよい。また、例えば、走行装置1は、四つの履帯式走行体を自動車のタイヤのように前後左右に配列させてもよい。
図1(C)は走行装置の側面図(Q矢視図)である。履帯式走行体10aは、後述する駆動輪13と二つの転輪15a,15bによって形成された三角形の形状を有する。三角形の形状の履帯式走行体10aは、例えば、走行体の前後のサイズに制約がある場合、前後の限られたサイズの中で接地面積を大きくすることができるので、走行時の安定性を向上させることができる。一方で、下側(転輪側)よりも上側(駆動輪側)の方が長い、いわゆる戦車タイプのクローラでは、前後のサイズの制約がある場合には全体的に接地面積が小さくなって不安定になる。このように、履帯式走行体10aは、比較的に小型の走行装置1の走行性を高める場合に有効である。
●ハードウエア構成
次に、図2を用いて、走行装置1のハードウエア構成を説明する。なお、図2に示すハードウエア構成は、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。
図2は、実施形態に係る走行装置のハードウエア構成の一例を示す図である。走行装置1は、図1に示されているように、走行装置1の処理または動作を制御する本体50を備える。本体50は、ラジコン受信部501、CPU(Central Processing Unit)502、メモリ503、通信I/F(Interface)506、バッテリ530、走行制御用モータドライバ540、姿勢制御用モータドライバ550、および姿勢制御用モータ555a,555bを備える。また、ラジコン受信部501、CPU502、メモリ503、通信I/F506、バッテリ530、走行制御用モータドライバ540、および姿勢制御用モータドライバ550は、システムバス510を介して接続している。システムバス510は、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等であり、アドレス信号、データ信号、および各種制御信号等を伝送する。
ラジコン受信部501は、走行装置1の操作者が使用するPC等の送信機から送信される動作指示信号を受信する。CPU502は、走行装置1全体の制御を行う。CPU502は、メモリ503に格納された、プログラムP1または走行装置1を動作させるのに必要な各種データを読み出し、処理を実行することで、走行装置1の各機能を実現する演算装置である。
メモリ503は、CPU502が実行するプログラムP1をはじめ、走行装置1を動作させるのに必要な各種データを記憶する。プログラムP1は、メモリ503に予め組み込まれて提供される。
また、プログラムP1は、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−RまたはDVD(Digital Versatile Disc)等のCPU502(コンピュータ)で読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムP1は、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で走行装置1にダウンロードさせることにより提供されるように構成してもよい。また、プログラムP1は、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布されるように構成してもよい。プログラムP1が外部から提供される場合、CPU502は、通信I/F506を介してプログラムP1を読み込む。なお、走行装置1は、CPU502をプログラムP1に従って動作させる代わりに、プログラムP1が実行するのと同じ演算機能および制御機能を有する専用のASIC(Application Specific Integrated Circuit)を実装することによって、ハードウエア的に動作させてもよい。
通信I/F506は、通信ネットワークを経由して、他の機器または装置との通信(接続)を行う通信インターフェースである。通信I/F506は、例えば、有線または無線LAN(Local Area Network)等の通信インターフェースである。なお、通信I/F506は、3G(3rd Generation)、LTE(Long Term Evolution)、4G(4th Generation)、5G(5th Generation)、Wi−Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、Zigbee(登録商標)、またはミリ波無線通信等の通信インターフェースを備えてもよい。また、走行装置1は、NFC(Near Field communication)またはBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信を行うための通信回路を備えていてもよい。
バッテリ530は、走行装置1の処理または動作に必要な電力を供給する電力供給ユニットである。バッテリ530は、例えば、インホイールモータ14a,14bおよび姿勢制御用モータ555a,555bに対して電力を供給する。
走行制御用モータドライバ540は、インホイールモータ14a,14bに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、インホイールモータ14a,14bを駆動させる。
インホイールモータ14a,14bは、履帯式走行体10aの駆動輪13a、履帯式走行体10bの駆動輪13bの内部にそれぞれ設置されており、駆動輪13a,13bに回転力を伝達する。インホイールモータ14a,14bは、駆動輪13a,13bに対して、走行装置1を前進させる正方向の回転、または走行装置1を後退させる負方向の回転を与える。さらに、インホイールモータ14a,14bは、一方の駆動輪13a(または13b)のみを正方向または負方向に回転させて、他方の駆動輪13b(または13a)を停止させることによって、走行装置1を信地旋回させる。また、インホイールモータ14a,14bは、一方の駆動輪13a(または13b)を正方向に回転させて、他方の駆動輪13b(または13a)を負方向に回転させることによって、走行装置1を超信地旋回させる。
姿勢制御用モータドライバ550は、姿勢制御用モータ555a,555bに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、姿勢制御用モータ555a,555bを駆動させる。姿勢制御用モータ555a,555bは、例えば、姿勢制御用モータドライバ550からの制御信号に応じて、後述するリンク19の高さを上下に変更することで、アイドラ18a,18bの高さを調整する。また、姿勢制御用モータ555a,555bは、例えば、本体50の姿勢を制御することによって、走行装置1の転倒を防止する。
なお、走行装置1は、ラジコン受信部501に受信された動作指示に応じて走行する構成に限られず、自律走行またはライントレース等の技術を用いて走行する構成であってもよい。また、走行装置1は、通信ネットワークを介して送信された動作指示信号を通信I/F506で受信することで、遠隔地にいるユーザから遠隔操作によって走行する構成であってもよい。
●履帯式走行体
次に、図3乃至図21を用いて、走行装置1を構成する履帯式走行体10a,10bについて説明する。まず、図3および図4を用いて、履帯式走行体10a,10bの全体構成について説明する。なお、走行装置1は、図1に示されているように、二つの履帯式走行体10a,10bを備えるが、以下の説明では、これらの構成は同一であるため、履帯式走行体10の構成として説明する。図3よび図4は、実施形態に係る履帯式走行体の構成の一例を示す図である。図3および図4は、図1(C)と同様の方向から見た、履帯式走行体10の側面図である。
図3に示されているように、履帯式走行体10は、履帯11、駆動輪13、転輪15a,15b、アイドラ18a,18b、リンク19、側板20aおよびテンショナ25を備える。また、図4は、図3に示されている履帯式走行体10から側板20aを取り外した状態を示す図である。図4に示されている履帯式走行体10は、さらに、インホイールモータ14、モータ軸141、側板20b、側板支持体27a,27b,27c,27d、転輪軸151a,151b、アイドラ軸181a,181bおよびリンク軸191を備える。
履帯11は、クローラとも呼ばれて、金属またはゴムで形成されている。履帯11は、駆動輪13と転輪15a,15bに掛け回される。履帯11は、駆動輪13の回転方向に従って移動しながら、転輪15a,15bを従動させることによって、履帯式走行体10を回転させる。また、履帯11の表面には、複数の突起部111a,111bが設けられている。履帯11の外側の突起部111aは、例えば、路面上の石等の小さな障害物を安定して乗り越えて走行するために設けられている。また、内側の突起部111bは、例えば、駆動輪13または転輪15a,15bからの脱輪を防止するために設けられている。
駆動輪13は、履帯11に対して、履帯式走行体10を回転させるための駆動力を伝達する。履帯式走行体10は、インホイールモータ14が駆動輪13に伝達した駆動力(回転力)を、履帯11を介して、転輪15a,15bに伝達する。
インホイールモータ14は、駆動輪13の内部に内蔵されており、駆動輪13に回転力を伝達する。インホイールモータ14は、駆動軸となるモータ軸141を中心にして回転駆動する。インホイールモータ14の回転軸(モータ軸141)は、駆動輪13の回転軸(駆動軸)となり、インホイールモータ14の回転力によって駆動輪13が回転する。そして、インホイールモータ14の回転力は、駆動力として履帯11に伝達される。具体的には、インホイールモータ14は、駆動輪13に対して、走行装置1を前進させる正方向の回転、または走行装置1を後退させる負方向の回転を与える。
また、インホイールモータ14は、駆動輪13に内蔵されることで構造を簡略化することができ、例えば、駆動チェーンまたはギア等の部品を用いないことで、それらの部品に起因する故障等のリスクを低減することができる。さらに、インホイールモータ14は、駆動輪13に内蔵させることで、履帯式走行体10の外周付近で駆動力を出すことができるため、トルクを大きくすることができる。
転輪15a,15bは、履帯式走行体10に回転自在に取り付けられている。転輪15a,15bは、履帯11を介して駆動輪13から伝達された駆動力(回転力)によって、転輪軸151a,151bを回転軸として回転する。
ここで、駆動輪13と転輪15aと転輪15bは、側面視において、三角形を形成する。履帯11は、駆動輪13と転輪15aと転輪15bとに掛け回されて、転輪15aと転輪15bの間の範囲が接地する。すなわち、インホイールモータ14が内蔵された駆動輪13は、路面に接地しない。よって、履帯式走行体10は、例えば、水溜まりを走行した場合であってもインホイールモータ14が浸水することはないため、インホイールモータ14に対して特別な防水機構を設置する必要はない。
また、図4に示されているように、駆動輪13と転輪15a,15bの径は異なる。走行体は、要求されるサイズの制限や走行性等の要因を踏まえてレイアウト設計する必要がある。一般的に、モータは径が小さいほどモータの厚み(幅)における単位幅当たりのトルクが下がる傾向にある。そのため、インホイールモータを内蔵した駆動輪は、要求されるトルク性能に対応できるようなモータ径以上の径を有する必要がある。したがって、履帯式走行体10は、走行装置1または履帯式走行体10のサイズ制限を満たすとともに、要求される走行性能を満たすようなレイアウトとして、上方に設置された駆動輪13の径を、転輪15a,15bの径よりも大きくなるように設計する。なお、サイズが制限される中で転輪の径も大きくすると、接地面積が小さくなり走行安定性が損なわれる。そのため、駆動輪13の径を踏まえて比較的小さい径の転輪15a,15bを採用する利点もある。
アイドラ18a,18bは、二つの転輪15a,15bの間に設けられ、履帯11に従動して回転する補助輪である。アイドラ18a,18bは、アイドラ軸181a,181bを回転軸としてそれぞれ回転する。また、リンク19は、アイドラ18aおよびアイドラ18bを支持する支持体である。
側板20a,20bは、履帯式走行体10において、駆動輪13、転輪15a,15b、およびアイドラ18a,18bを支持する。履帯式走行体10は、二つの側板20a,20bを用いて、駆動輪13および転輪15a,15b等を支持する両持ち構造になっている。二つの側板20a,20bは、複数の側板支持体27a,27b,27c,27dによって支持される。側板20a,20bは、モータ軸141を用いて、駆動輪13を支持する。また、側板20a,20bは、転輪軸151a,151bを用いて、転輪15a,15bをそれぞれ支持する。さらに、側板20a,20bは、アイドラ18a,18bを支持するリンク19のリンク軸191を介して、アイドラ18a,18bを支持する。
テンショナ25は、バネ等の弾性部材で形成されており、インホイールモータ14および駆動輪13の回転軸であるモータ軸141に接続される。テンショナ25は、駆動輪13が履帯11の内側に押し当たるように設置されて、履帯11にテンションを与える。テンショナ25は、走行時に、駆動輪13から履帯11に与えるテンションを調整する役割を担う。テンショナ25は、例えば、履帯式走行体10の静止時のテンションを基準として、基準となるテンションを走行時に略一定に保つための役割を担う。また、履帯式走行体10は、テンショナ25によって履帯11のたるみが調整されることによって、履帯11による正常な駆動力の伝達を維持する。また、履帯式走行体10は、テンショナ25によって履帯11にテンションを与えることで、履帯11の脱輪を防止することができる。
ここで、図3および図4に示されているように、履帯式走行体10は、駆動輪13を中心に、走行方向の前後に略対称の構造を有する。より詳細には、履帯式走行体10は、図3および図4に示されているようなX軸方向から見た側面視において、二つの転輪15a,15bの転輪軸を結ぶ直線に対するインホイールモータ14のモータ軸141からの垂線に対しておおよそ線対称の構造である。
例えば、オフィスの廊下などの狭いスペースで走行する走行装置は、前進後進や超信地旋回を頻繁に行う必要がある。この場合、走行装置は、履帯の形状、または駆動輪、転輪もしくはテンショナ等の配置が前後に非対称だと、前進後進で駆動特性が変わったり、超信地旋回時に中心回転できなかったりする場合がある。そこで、履帯式走行体10は、レイアウト(構造)を前後に略対称にすることによって、走行装置1の走行時の安定性の向上や制御の簡略化を図ることができる。また、履帯式走行体10は、走行装置1の左右を意識せずに取り付けることができるため、部品点数の削減等を図ることができる。
○テンショナの構成○
続いて、図5乃至図8を用いて、履帯式走行体10に備えられたテンショナ25の詳細な構成について説明する。図5(A)は、履帯式走行体10に取り付けられたテンショナ25の構成の一例を示す側面図である。テンショナ25は、インホイールモータ14のモータ軸141に接続される。テンショナ25は、駆動輪13を履帯11に押し当てることにより、履帯11に対してテンションを与える。図5(A)は、側板20に取り付けられたテンショナ25が外装部259によって覆われている状態を示す。テンショナ25は、駆動輪13に内蔵されたインホイールモータ14のモータ軸141に接続されている。
図5(B)は、AA´断面におけるテンショナ25の断面図(Q矢視図)である。また、図6は、実施形態に係るテンショナの詳細構成の一例を示す斜視図である。テンショナ25は、固定部251、軸部253a,253b、弾性体255a,255bおよびブロック257を備える。
固定部251は、駆動輪13およびインホイールモータ14の回転軸であるモータ軸141を固定するための部材である。テンショナ25は、固定部251を用いてブロック257とモータ軸141を固定することで、モータ軸141の回転を防止する。
軸部253a,253bは、それぞれ弾性体255a,255bの弾性変形のガイドとなる部材である。弾性体255a,255bは、軸部253a,253bに沿ってそれぞれ設けられたバネ等の弾性部材である。弾性体255a,255bは、軸部253a,253bをガイドにして、上下方向に弾性変形する。
ブロック257は、モータ軸141を貫通させて、テンショナ25をモータ軸141に接続させる役割を担う。また、ブロック257は、軸部253a,253bを貫通させて、軸部253a,253bに沿って、軸方向に摺動する。これにより、テンショナ25は、弾性体255a,255bの変形と連動して、モータ軸141を中心とした上下方向に駆動輪13を動作させることができる。これにより、履帯式走行体10は、弾性体255a,255bの変形によってモータ軸141を押し上げることで、駆動輪13自体をテンショナとして履帯11に押し当てることで、履帯11に対してテンションを与える。なお、テンショナ25は、弾性体255a,255bに変えて、上下方向に伸縮可能な部材または機構を設けることで、駆動輪13を上下方向に動作させる構成であってもよい。
図7は、実施形態に係るテンショナの状態変化について説明するための図である。図7に示されているように、弾性体255a,255bは、駆動輪13に上方から圧力が掛かることによって変形して伸縮する。図7の左図(図5(B)と同様)に示すテンショナ25は、弾性体255a,255bが伸びた状態であり、履帯11に対してテンションを与えている状態である。一方で、図7の右図は、上方から加えられた圧力によって弾性体255a,255bが収縮したテンショナ25の状態を示す。例えば、走行中に路面の障害物等に履帯11が押し付けられた場合、履帯式走行体10は、弾性体255a,255bが収縮して履帯11に与えられるテンションを低減させることにより、履帯11へのダメージを低減させることができる。
ここで、図8を用いて、本実施形態に係る履帯式走行体10の特徴について説明する。図8は、実施形態に係るテンショナを備えた履帯式走行体の特徴について説明するための図である。インホールモータを内蔵した駆動輪を上方に配置した三角形形状の履帯式の走行体において、モータのトルクを上げるためには、インホイールモータのモータ径を大きくする必要がある。モータ径を大きくすると、一般的に重量が大きいモータの重量がさらに増大するため、上方に駆動輪を配置した走行体の重心は高くなり、走行安定性が低下する。また、図8の左図に示されているように、三角形形状の履帯式の走行体には、車輪の脱輪を防止するために別途テンショナを設けられる。テンショナは、テンションの変動を吸収するため、履帯がテンショナと共に自由に動ける位置に置く必要がある。そのため、三角形状の履帯式走行体は、テンショナを上部に置くこととなる。よって、テンショナを設けるスペースを確保するために駆動輪の位置が高くなる。
そこで、図8の右図に示されているような履帯式走行体10は、テンショナ25を駆動輪13の回転軸(モータ軸141)に接続することで、駆動輪13自体をテンショナとして機能させる。これにより、履帯式走行体10は、テンショナの設置スペースを無くすことにより、駆動輪13を低い位置にレイアウトすることができるので、走行安定性を向上させることができる。
○アイドラ周辺の構成○
続いて、図9乃至図13を用いて、履帯式走行体10に備えられたアイドラ18周辺の詳細な構成について説明する。図9は、実施形態に係るアイドラおよびリンクの構成の一例を示す図である。図9に示されているように、履帯式走行体10は、リンク19によって接続された二つのアイドラ18a,18bを備える。リンク19は、複数のアイドラ18を支持する支持体である。アイドラ18a,18bは、二つのリンク板19a,19bによって接続されている。また、二つのリンク板19a,19bは、リンク軸191によって接続されている。リンク19は、アイドラ18a,18bを、二つのリンク板19a,19bによって両持ち構造で支持している。また、図3に示されているように、アイドラ18a,18bは、二つのリンク板19a,19bおよびリンク軸191を用いて側板20a,20bに支持されている。なお、アイドラ18の数は、これに限られず、一つであってもよいし、三つ以上のアイドラ18がリンク19で支持されている構成であってよい。
図10は、実施形態に係るアイドラの構成の一例を示す図である。なお、図9に示されているアイドラ18a,18bの構成は同じであるため、図10では、代表してアイドラ18aの構成を説明する。図10(A)は、アイドラ18aの外観斜視図である。図10(B)は、アイドラ18aの進行方向に対する前面図(P矢視図)である。図10(A)および(B)に示されているように、アイドラ18aは、車輪182aと車輪184aを、アイドラ軸181aを介して接続するように形成されている。
図10(C)は、アイドラ18aの進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。図10(C)に示されているように、アイドラ18aの車輪182aは、複数の車輪穴183aを有している。履帯式の走行体は、泥、土砂、ごみ等の異物が履帯との間に入り込むと、アイドラの回転がロックされたり、履帯が脱輪したりするおそれがある。そのため、アイドラ18aには、車輪182aに車輪穴183aを設け、異物がスムーズに排出される構造とする。なお、車輪穴183aの数または形状は、図10(C)に示されている例に限られない。また、車輪184aは、車輪182aと同様の構成を有する。
ここで、図11乃至図13を用いて、履帯式走行体10にアイドラ18を備えたことによる特徴について説明する。図11は、実施形態に係る履帯式走行体の履帯脱輪防止構造について説明するための図である。履帯式走行体10は、インホイールモータ14を内蔵した駆動輪13の回転によって履帯11を従動させる。そして、転輪15a,15bは、履帯11の回転力が伝達されることでそれぞれ回転する。また、転輪15a,15bは、履帯11の内側に設けられた突起部111bがガイドとなり、履帯11の移動に伴って回転する。その際に、転輪15aと転輪15bとの間の幅が広い場合、履帯11が転輪15aまたは転輪15bから脱輪するおそれがある。図12は、アイドラを備えない履帯式走行体の構成の一例を示す図である。
そこで、履帯式走行体10は、転輪15aおよび転輪15bの間に、履帯11に接触するアイドラ18a,18bを備えることで、履帯11の脱輪を防止することができる。また、履帯式走行体10は、接地面に転輪15a,15bの他にアイドラ18a,18bを設けることで、荷重分散を行うことができるので、故障等の発生のリスクを低減することができる。
次に、図13を用いて、接地面側における転輪15a,15bおよびアイドラ18a、8bの履帯11との接触位置について説明する。図13に示されているように、履帯式走行体10は、アイドラ18aとアイドラ18bを設置する高さを調整することにより、履帯11の接地面積を調整することができる。
図13の左図は、アイドラ18a,18bと転輪15a,15bの履帯11との接触位置の高さが同じ場合の例を簡略的に示す。左図の場合の履帯11の接地面積は、転輪15aと転輪15bの間の領域となる。そのため、履帯式走行体10は、接地面積が大きく路面抵抗を大きくすることができるので走行安定性が高くなる。
一方で、図13の右図は、アイドラ18a,18bの履帯11との接触位置が転輪15a,15bの履帯11との接触位置よりも低い場合の例を示す。右図の場合の履帯11の接地面積は、アイドラ18aとアイドラ18bの間の領域となる。そのため、右図の状態は、左図の状態と比較して、接地面積が小さくなることで路面抵抗が小さくなる一方で、走行時の旋回性が向上させることができるため、特に、走行装置1による超信地旋回を行う場合に有効である。
このような特徴を活かすため、履帯式走行体10は、使用用途または使用環境に応じて、リンク19の高さを調整することによって、アイドラ18a,18bの履帯11との接触位置の高さを上下に調整することができる。具体的には、履帯式走行体10は、例えば、走行装置1の停止時に、静的に固定されたリンク19の高さが作業者によって変更されることで、アイドラ18a,18bの高さを上げたり下げたり調節する。また、履帯式走行体10は、例えば、姿勢制御用モータドライバ550からの制御信号に応じて、リンク19の高さを動的に変更可能な構成であってもよい。この場合、走行装置1は、姿勢制御用モータドライバ550から送信された制御信号に基づいて姿勢制御用モータ555a,555bの駆動させることにより、二つの履帯式走行体10a,10bのリンク19の高さをそれぞれ調整する。走行装置1は、例えば、路面の状態や走行速度等に応じて、リンク19の高さ調整の制御を行う。
○側板の構成○
続いて、図14乃至図19を用いて、履帯式走行体10に備えられた側板20a,20bの詳細な構成について説明する。図14は、実施形態に係る履帯式走行体に備えられた側板の構成の一例を示す図である。このうち、図14(A)は、履帯式走行体10から履帯11を取り外した状態の外観斜視図である。図14(B)は、履帯式走行体10から履帯11を取り外した状態の側面図(P矢視図)である。駆動輪13、転輪15a,15b、並びにアイドラ18aおよびアイドラ18bを接続したリンク19は、二つの側板20a,20bによって接続されている。また、二つの側板20a,20bは、複数の側板支持体27a,27b,27c,27d(27c,27dは不図示)によって接続されている。駆動輪13、転輪15a,15b、並びにアイドラ18aおよびアイドラ18bを接続したリンク19は、それぞれ二つの側板20a,20bによって両持ち構造で支持されている。なお、側板支持体の数は、これに限られない。
このように、履帯式走行体10は、駆動輪13および転輪15a,15bのそれぞれ車軸(モータ軸141、転輪軸151a,151b)を、二つの側板20a,20bによる両持ち構造で支持する。駆動輪13に内蔵されたインホイールモータ14は、大型でかつ重量があるとともに、モータ軸141にテンショナ25が接続されるため、駆動輪と転輪を片持ちで支持する構造では、別途大型のアーム(支持体)を備える必要がある。そこで、履帯式走行体10は、駆動輪13および転輪15a,15bを、側板20a,20bによる両持ち構造にすることにより、コンパクトな構造で安定してテンションを履帯11に与えることができる。また、履帯式走行体10は、アイドラ18a,18bを含む全ての車輪を、側板20a,20bで両持ちにすることにより、レイアウト(構造)を単純、堅牢にすることができる。
また、図15乃至図19を用いて、履帯式走行体10に備えられた側板20a,20bの特徴について説明する。なお、図14に示されている側板20a,20bは、それぞれ同じ構造であるため、図15乃至図19は、側板20aの特徴として説明する。図15に示されているように、側板20aは、履帯11の接地面側(底面側)の領域が切り欠かれた切欠部201a,203aを有する。履帯式走行体10は、上述にように二つの側板20a,20bによる両持ち構造であるため、車輪と側板の間に木の枝や石などの異物が巻き込まれる可能性が高くなり、車輪がロックされるおそれがある。そこで、履帯式走行体10は、側板20aに切欠部201a,203aを設け、アイドラ18a,18bが側板20aによって覆われないようにすることで、側板20aとアイドラ18a,18bの間の異物の入り込みを防止することができる。なお、切欠部201a,203aの形状および数は、これに限られず、例えば、転輪15a,15bの一部が側板20aによって覆われないように切り欠きを設ける構成であってもよい。
また、図16に示されているように、側板20aは、各車輪と側板20aとの間に入り込んだ異物がスムーズに排出されるように、複数の側板穴205aを有する。これにより、履帯式走行体10は、各車輪と側板20aの間に入り込んだ異物による不具合を防止することができる。また、側板20aは、側板穴205aを設けることで、履帯式走行体10の軽量化を図ることができるとともに、履帯式走行体10の内部の状態をユーザに目視で確認させることができる。さらに、側板20aは、側板穴205aを設けることで、例えば、走行装置1における各種配線を、側板穴205aを通して行うことができる。なお、側板穴205aの数または形状は、図16に示されている例に限られない。
さらに、図17(A)は、履帯式走行体10から取り外された側板20aの状態を示す。側板20aは、転輪15a,15bのそれぞれの車輪軸(転輪軸)を接続する領域である転輪軸接続領域210a,210b、および転輪軸接続領域210a,210bのそれぞれに設けられた軸抑え230a,230b(230)を有する。図17(B)は、軸抑え230の形状の一例を示す。図17(B)に示されているように、軸抑え230は、転輪15a,15bのそれぞれの車輪軸(転輪軸)を保持するための部材である。軸抑え230は、上部で車輪軸(転輪軸)を抑えて保持する。これにより、履帯式走行体10は、軸抑え230を用いて車輪軸(転輪軸)の位置を固定することができる。また、履帯式走行体10は、転輪軸接続領域210a,210b内で転輪15a,15bの車輪軸(転輪軸)の位置を調整することができる。これにより、履帯式走行体10は、転輪15a,15bからの履帯11に対するテンションを調整することができる。また、履帯11の着脱の際に、軸抑え230を取り外し、転輪15a,15bの車輪軸(転輪軸)の位置を転輪軸接続領域210a,210b内で動かすことで、履帯11の着脱を容易にすることができる。
また、図17(A)に示されている側板20aは、側板20aの外縁に沿って配置された複数の付属部材接続穴260aを有する。付属部材接続穴260aは、履帯11の離脱を防止するための脱輪防止部材310等の付属部材を側板20aに接続させるための接続穴である。図18は、付属部材の一例である脱輪防止部材310a,310b(310)が履帯式走行体10の側板20aに取り付けられた状態の一例を示す図である。履帯式走行体10は、側板20aに接続された脱輪防止部材310a,310bがストッパーの役割を担い、履帯11の脱輪を防止することができる。なお、脱輪防止部材310の形状または側板20aに対する接続方法は、図18に示されている例に限られない。
さらに、図17に示されているように、側板20aは、複数のネジ穴領域280aを有する。ネジ穴領域280aは、例えば、側板20aと本体50との接続に用いられる。複数のネジ穴領域280aは、ネジ穴が上下に配列された領域と左右に配列された領域とを有し、それぞれの領域が側板20aにおいて左右対称となるように配置されている。側板20aと本体50は、側板20aに設けられた複数のネジ穴領域280aのうち任意のネジ穴を用いて接続される。
ここで、図19を用いて、側板20aを介して履帯式走行体10と接続される本体50の状態を説明する。図19は、履帯式走行体が取り外された本体の側面の状態の一例を示す図である。図19に示されているように、本体50には、側面に履帯式走行体10と接続するための接続部材580a,580b(580)が取り付けられている。接続部材580a,580bは、それぞれ履帯式走行体10との接続に用いる複数のネジ穴領域585a,585b(585)を有する。複数のネジ穴領域585は、側板20aに設けられたネジ穴領域280aと同様に、ネジ穴が上下に配列された領域と左右に配列された領域とを有する。本体50と履帯式走行体10は、接続部材580のネジ穴領域585と側板20aのネジ穴領域280aに含まれる任意の複数のネジ穴とを用いて接続される。このように、走行装置1は、側板20aおよび本体50に取り付けられた接続部材580に設けられた複数のネジ穴を用いて、側板20aを本体50に対して面で固定することで、例えば、一つのネジ穴を介して接続される場合と比較して、履帯式走行体10と本体50との間の堅牢性を高めることができる。さらに、走行装置1は、側板20aのネジ穴領域280aに含まれる複数のネジ穴のうち、本体50(接続部材580)との接続に用いるネジ穴を任意に選択することで、本体50と履帯式走行体10の接地面とのクリアランスを変更することができる。なお、接続部材580の形状は、図19に示されている例に限られない。また、本体50は、接続部材580を介さずに、本体50に設けられたネジ穴を用いて、履帯式走行体10と接続する構成であってもよい。
さらに、図15乃至図17に示されているように、側板20aは、複数の側板穴205a、および複数のネジ穴領域280a等が左右対称に設けられた形状である。これにより、側板20aは、履帯式走行体10の前後での走行特性を変わらなくすることができる。また、側板20aは、左右対称に複数のネジ穴領域280aを設けることで、履帯式走行体10の両面のどちら側でも側板20aを取り付けることができる。
○駆動輪および転輪の構成○
続いて、図20および図21を用いて、履帯式走行体10に備えられている駆動輪13および転輪15の詳細な構成について説明する。まず、図20を用いて、駆動輪13の構成について説明する。図20(A)は、駆動輪13の外観斜視図であり、図20(B)は、駆動輪13の進行方向に対する前面図(P矢視図)である。
駆動輪13は、インホイールモータ14の回転を履帯11に伝達するための機能を担うスプロケット131によって構成される。また、駆動輪13の内部には、インホイールモータ14が固定されて備えられている。駆動輪13としてのスプロケット131は、モータ軸141を回転軸(駆動軸)としてインホイールモータ14の回転に伴って回転する。また、スプロケット131は、車輪132と車輪134を、接続部材136を介して接続するように形成されている。接続部材136は、車輪132と車輪134の間の外周周辺に、等間隔で設けられている。履帯11の内側に設けられた突起部111bは、スプロケット131の隣接する接続部材136の間に入り込みながら回転する。そのため、履帯式走行体10は、履帯11と駆動輪13の間で、より確実な駆動伝達効果を生み出すことができる。さらに、駆動輪13は、インホイールモータ14をスプロケット131に支持させる複数の支持部材138を有する。駆動輪13は、支持部材138の長さを変更することで、異なる幅のインホイールモータ14を内蔵させることができる。
さらに、駆動輪13は、インホイールモータ14のモータ軸141と本体50を接続するための本体ケーブル143を備えられている。インホイールモータ14のモータ軸141は、円筒であり、本体ケーブル143は、モータ軸141を通り、インホイールモータ14と本体50を接続する。駆動輪13は、本体ケーブル143を介して、本体50に備えられたバッテリ530からの電力供給を受け付ける。
図20(C)は、駆動輪13の進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。駆動輪13の車輪132は、上記アイドラ18aの場合と同様に、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴133を有している。これにより、駆動輪13は、履帯11との間またはスプロケット131に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴133の数または形状は、図20(C)に示されている例に限られない。また、車輪134は、車輪132と同様の構成を有する。
次に、図21を用いて、転輪15a,15bの構成について説明する。なお、転輪15a,15bの構成は同一であるため、図21では、転輪15aの構成として説明する。図21(A)は、転輪15aの外観斜視図であり、図21(B)は、転輪15aの進行方向に対する前面図(P矢視図)である。
転輪15aは、車輪152aと車輪154aを、回転軸となる転輪軸151aを介して接続するように形成されている。また、転輪15aは、車輪152aと車輪154aの間の外周周辺に、接続部材156aを等間隔に設置している。
図21(C)は、転輪15aの進行方向に対する側面図(Q矢視図)である。転輪15aの車輪152aは、上記アイドラ18aの場合と同様に、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴153aを有している。これにより、転輪15aは、履帯11との間または転輪15aの内部に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴153aの数または形状は、図21(C)に示されている例に限られない。また、車輪154aは、車輪152aと同様の構成を有する。
ここで、アイドラ18、駆動輪13および転輪15a,15bにそれぞれ設けられた車輪穴の径は、例えば、様々な異物の排出をスムーズに行われるために、φ15以上であることが好ましい。側板20a,20bに設けられた側板穴205a,205bについても同様である。
●走行装置
次に、図22および図23を用いて、履帯式走行体10を備えた走行装置1の特徴について説明する。図1に示されているように、走行装置1には、二つの履帯式走行体10(10a,10b)が走行可能な状態で本体50の左右に支持されている。以下、図22および図23は、走行装置1の走行安定性を高めるため、走行装置1を構成する部材の中での重量物であるインホイールモータ14と、本体50に備えられたバッテリ530との位置関係の特徴を示す。
図22に示されているように、走行装置1は、本体50内部のバッテリ530を、インホイールモータ14のモータ軸141よりも低い位置に設けている。より好ましくは、走行装置1は、バッテリ530の重心がインホイールモータ14の軸中心(モータ軸141)よりも低い位置になるように、本体50の内部にバッテリ530を設置する。すなわち、走行装置1において、バッテリ530の重心位置は、インホイールモータ14のモータ軸141よりも低い。インホイールモータ14を内蔵した駆動輪13は、転輪15a,15b等の他の車輪や側板20a,20bに比較して重量があるため、上述した三角形の形状の履帯式走行体10は、従来の履帯式の走行体と比較して重心が高くなる。そこで、走行装置1は、装置内での重量物であるバッテリ530の重心をインホイールモータ14の軸中心より下にすることによって、本体50を含めた走行装置1の安定性の向上を図っている。
さらに、図23(A)に示されているような走行装置1を側面(X軸方向)から見た側面視において、インホイールモータ14の軸中心(モータ軸141)は、バッテリ530の設置領域に重なり合う上方に位置する。より好ましくは、走行装置1を側面(X軸方向)から見た側面視において、バッテリ530の重心の側面(X軸方向)での位置は、インホイールモータ14の軸中心(モータ軸141)の側面(X軸方向)での位置からの垂線と略重なり合う。このように、走行装置1は、側面(X軸方向)から見たバッテリ530の重心位置とインホイールモータ14の軸中心からの垂線の位置を合わせる方向でレイアウトすることで、進行方向に対して前後対称の構造を有する履帯式走行体10の特性を活かすことができる。また、図23(B)に示されているように、走行装置1を前面(Y軸方向)から見た場合、走行装置1全体が走行装置1の重心を通る鉛直方向(Z軸方向)の直線に対して、略線対称となるように、バッテリ530は、本体50を前面(Y軸方向)から見た場合の中心を通る鉛直方向(Z軸方向)の直線に対して略線対称となるように設置される。
●走行装置の適用例
上述した履帯式走行体10を備えた走行装置1は、使用用途に応じた機能を実現するための装置または部材を本体50に取り付けることによって、様々な利用シーンで使用することができる。走行装置1は、例えば、旋回性の高さを活かして、通路の狭い工場または倉庫等の拠点において物品の運搬等の軽作業を行う作業用ロボットとして使用される。このような作業用ロボットの場合、走行装置1には、例えば、運搬用の荷台や軽作業用の可動アームが取り付けられる。
また、走行装置1は、例えば、災害現場でのレスキュー用途もしくは復興支援用途、農業用途、または建設現場等でも使用される。このような用途において、例えば、瓦礫やごみが散乱して路面が荒れた環境において、走行装置1は、履帯式走行体10の走行安定性等の特性を活かして、走行中の不具合の発生リスクを低減することができる。
さらに、走行装置1は、撮影装置や表示装置を備えることで、走行装置1の拠点内のユーザと遠隔地にいるユーザとの双方向のコミュニケーション(遠隔通信)を実現するテレプレゼンスロボットとしても使用される。テレプレゼンスロボットを使用することで、拠点内の装置の管理もしくは保守作業等、または拠点内に位置する人の位置もしくは動線の確認等を遠隔で行うことができる。さらに、走行装置1は、遠隔地にいるユーザからの遠隔操作に応じて走行する構成であってもよい。
●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体は、履帯11と、インホイールモータ14を内蔵し、履帯11に駆動力を与える駆動輪13と、駆動輪13の下方に配置された少なくとも二つの転輪15a,15bと、インホイールモータ14のモータ軸141(駆動軸の一例)に接続され、駆動輪13を履帯11に押し当てることによって履帯11にテンションを与えるテンショナ25と、を備え、駆動輪13と転輪15a,15bとの間に履帯11を掛け回した履帯式走行体10である。これにより、履帯式走行体10は、重心を低い位置に有することにより、走行安定性を向上させることができる。
また、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体は、インホイールモータ14のモータ軸141(駆動軸の一例)の垂線において略対称の構造である。これにより、履帯式走行体10は、レイアウト(構造)を前後に略対称にすることによって、走行時の安定性の向上や制御の簡略化を図ることができる。
さらに、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体は、二つの転輪15a,15bの間に設けられたアイドラ18(補助輪の一例)を備え、アイドラ18は、履帯11と従動して回転する。また、履帯式走行体10において、アイドラ18の履帯11との接触位置は、転輪15a,15bの履帯11との接触位置よりも低い。これにより、履帯式走行体10は、走行時の旋回性が向上させることができる。
また、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体は、駆動輪13および転輪15a,15bを両持ち構造で支持する側板20a,20bを備える。これにより、履帯式走行体10は、コンパクトな構造で安定してテンションを履帯11に与えることができる。また、履帯式走行体10において、側板20a(20b)は、履帯11の接地面側に切り欠きを設けた切欠部201a,203a(201b,203b)を有する。これにより、履帯式走行体10は、側板20a,20bと車輪の間の異物の入り込みを防止することができる。
さらに、本発明の一実施形態に係る走行装置1は、履帯式走行体10と、少なくとも二つの履帯式走行体10(10a,10b)を走行可能な状態で支持する本体50と、を備える。走行装置1において、本体50は、インホイールモータ14に対して電力を供給するバッテリ530を備え、バッテリ530の重心位置は、インホイールモータ14のモータ軸141(駆動軸の一例)よりも低い。これにより、走行装置1は、本体50を含めた走行装置1の安定性の向上を図ることができる。さらに、走行装置1において、インホイールモータ14のモータ軸141は、バッテリ530の設置領域の上方に設けられている。これにより、走行装置1は、進行方向に対して前後対称の構造を有する履帯式走行体10の特性を活かすことができる。
●補足●
これまで本発明の一実施形態に係る履帯式走行体および走行装置について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態の追加、変更または削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
1 走行装置
10(10a,10b) 履帯式走行体
11 履帯
13 駆動輪
14 インホイールモータ
15a,15b 転輪
18a,18b アイドラ(補助輪の一例)
19 リンク
20a,20b 側板
25 テンショナ
141 モータ軸(駆動軸の一例)
153a 車輪穴(空洞の一例)
201a,203a 切欠部
255a,255b 弾性体
530 バッテリ
特開2017−218105号公報

Claims (11)

  1. 履帯と、
    前記履帯に駆動力を与える駆動輪と、
    前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、
    前記駆動輪の駆動軸に接続され、前記駆動輪を前記履帯に押し当てることによって当該履帯にテンションを与えるテンショナと、を備え、
    前記駆動輪と前記転輪との間に前記履帯を掛け回した履帯式走行体。
  2. 前記テンショナは、
    前記駆動輪を前記履帯に押し当てるための弾性体と、を有し、
    前記駆動輪は、前記弾性体の変形によって前記駆動軸が押されることで、前記履帯に押し当てられる請求項1に記載の履帯式走行体。
  3. 前記駆動輪の駆動軸の垂線において略対称の構造である請求項1または2に記載の履帯式走行体。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の履帯式走行体であって、
    前記二つの転輪の間に設けられた補助輪を備え、
    前記補助輪は、前記履帯と従動して回転する履帯式走行体。
  5. 前記補助輪の前記履帯との接触位置は、前記転輪の前記履帯との接触位置よりも低い請求項4に記載の履帯式走行体。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の履帯式走行体であって、更に、
    前記駆動輪および前記転輪を両持ち構造で支持する側板を備える履帯式走行体。
  7. 前記側板は、前記履帯の接地面側が切り欠かれた切欠部を有する請求項6に記載の履帯式走行体。
  8. 前記転輪の車輪は、少なくとも一つの車輪穴を有する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の履帯式走行体と、
    少なくとも二つの前記履帯式走行体を支持する本体と、
    を備える走行装置。
  10. 請求項9に記載の走行装置であって、
    前記駆動輪は、インホイールモータを内蔵し、
    前記本体は、前記インホイールモータに対して電力を供給するバッテリを備え、
    前記バッテリの重心位置が前記インホイールモータの駆動軸よりも低い走行装置。
  11. 前記インホイールモータの駆動軸が前記バッテリの設置領域の上方に位置する請求項10に記載の走行装置。
JP2021007455A 2020-01-27 2021-01-20 履帯式走行体および走行装置 Active JP6958753B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/156,917 US11964710B2 (en) 2020-01-27 2021-01-25 Crawler type traveling body and traveling apparatus
EP23154295.2A EP4253205A3 (en) 2020-01-27 2021-01-26 Crawler type traveling body and traveling apparatus
EP21153412.8A EP3854665B1 (en) 2020-01-27 2021-01-26 Crawler type traveling body and traveling apparatus
CN202110108288.4A CN113247130B (zh) 2020-01-27 2021-01-27 履带式行走体及行走装置
CN202220291233.1U CN217623834U (zh) 2020-01-27 2021-01-27 行走装置
CN202120223079.XU CN215944721U (zh) 2020-01-27 2021-01-27 履带式行走体及行走装置
JP2021165176A JP2022000385A (ja) 2020-01-27 2021-10-07 履帯式走行体および走行装置
US18/420,012 US20240199147A1 (en) 2020-01-27 2024-01-23 Crawler type traveling body and traveling apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020010791 2020-01-27
JP2020010791 2020-01-27

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021165176A Division JP2022000385A (ja) 2020-01-27 2021-10-07 履帯式走行体および走行装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021116061A JP2021116061A (ja) 2021-08-10
JP6958753B2 true JP6958753B2 (ja) 2021-11-02

Family

ID=77173906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021007455A Active JP6958753B2 (ja) 2020-01-27 2021-01-20 履帯式走行体および走行装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6958753B2 (ja)
CN (1) CN113247130B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114274761A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 航天科工智能机器人有限责任公司 一种行走装置和运载设备
WO2023170512A1 (en) 2022-03-07 2023-09-14 Ricoh Company, Ltd. Positioning adjusting mechanism and positioning adjusting system
EP4382401A1 (en) 2022-11-30 2024-06-12 Ricoh Company, Ltd. Crawler traveling body and traveling apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09240526A (ja) * 1996-03-11 1997-09-16 Toyota Autom Loom Works Ltd 三角クローラ及びクローラ車
JP2001058587A (ja) * 1999-08-23 2001-03-06 Topy Ind Ltd クローラユニット
WO2010014995A2 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 The Charles Machine Works, Inc. Track tensioning system
JP5192945B2 (ja) * 2008-09-03 2013-05-08 株式会社クボタ クローラ式走行装置
US9586635B2 (en) * 2014-05-07 2017-03-07 The Charles Machine Works, Inc. Tracked vehicle
US9764784B2 (en) * 2016-01-26 2017-09-19 Glen Brazier Track assembly with inner and outer support wheels
CN207617836U (zh) * 2017-12-25 2018-07-17 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种履带张紧及压紧装置
CN109398515B (zh) * 2018-09-30 2021-07-06 上海大学 履带式冰面检测标记机器人
CN110588813A (zh) * 2019-10-21 2019-12-20 庄锦程 易调整形状的履带行进装置
US11964710B2 (en) * 2020-01-27 2024-04-23 Ricoh Company, Ltd. Crawler type traveling body and traveling apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN113247130B (zh) 2023-07-04
CN113247130A (zh) 2021-08-13
JP2021116061A (ja) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022000385A (ja) 履帯式走行体および走行装置
JP6958753B2 (ja) 履帯式走行体および走行装置
JP5561719B2 (ja) クローラ型走行装置
JP2008302830A (ja) ロッカークローラを付加した走行機構
KR102264358B1 (ko) 주차 수행 로봇의 움직임을 제어하기 위해 한쌍의 휠을 포함하는 드라이브 휠 장치 및 주차 수행 로봇
JP2018042447A (ja) 移動車両
CN114313038B (zh) 履带式行走体及行走装置
JP2005306178A (ja) 無人搬送車
JP7337122B2 (ja) 履帯式走行体および走行装置
WO2022071193A1 (ja) 履帯式走行体および走行装置
KR101033245B1 (ko) 트랙형 이동로봇
JP2012017032A (ja) クローラ型走行装置
JP2017061291A (ja) 移動車両
CN108725577B (zh) 一种引导运输车的驱动转向单元及底盘
JP2022058144A (ja) 履帯式走行体および走行装置
JP2010149860A (ja) クローラ走行装置
JP2023046257A (ja) 履帯式走行体
JP2024079561A (ja) 履帯式走行体及び走行装置
CN118107681A (zh) 履带式行走体及行走装置
EP4382401A1 (en) Crawler traveling body and traveling apparatus
JP2952474B2 (ja) 車両用補助台車
JP2024079374A (ja) 履帯式走行体及び走行装置
JP2008100619A (ja) 転車台
JP2024081354A (ja) 建設機械のキャブマウント構造
KR101841196B1 (ko) 트랙 탈거 방지 메커니즘을 갖는 이동체용 트랙 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210715

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210920

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6958753

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151