JPH0366115B2 - - Google Patents

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JPH0366115B2
JPH0366115B2 JP59019144A JP1914484A JPH0366115B2 JP H0366115 B2 JPH0366115 B2 JP H0366115B2 JP 59019144 A JP59019144 A JP 59019144A JP 1914484 A JP1914484 A JP 1914484A JP H0366115 B2 JPH0366115 B2 JP H0366115B2
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JP
Japan
Prior art keywords
frame
frames
grounding
planetary gear
sliding block
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59019144A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60167781A (en
Inventor
Shigeo Hirose
Yukio Nishihama
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.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daikin Kogyo Co Ltd filed Critical Daikin Kogyo Co Ltd
Priority to JP59019144A priority Critical patent/JPS60167781A/en
Publication of JPS60167781A publication Critical patent/JPS60167781A/en
Publication of JPH0366115B2 publication Critical patent/JPH0366115B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は水平地面、垂直地面に沿つて連続的に
移動しながら作業や運搬を行なうことが可能な歩
行脚付移動ロボツトに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a mobile robot with walking legs that can perform work and transportation while continuously moving along horizontal and vertical surfaces.

(従来技術) 歩行脚を有し移動過程で運搬作業、加工作業等
を行なうことが可能な移動ロボツトには第5図に
例示した構造のものが従来から知られているが、
このロボツトは2個のフレームA,Bを互いに相
対的な直線摺動可能に係合すると共に、各フレー
ムA,Bに自立用の例えば4本の脚Lを垂設して
それら脚Lをフレーム毎の交互に接地のための降
動と離地のための昇動とが成されるように制御す
ることによつて、移動ロボツト全体を水平地面上
に走行可能となしたものである。
(Prior Art) A mobile robot with a structure illustrated in FIG. 5 has been known for a long time as a mobile robot that has walking legs and is capable of carrying out transportation work, processing work, etc. during the movement process.
This robot engages two frames A and B so that they can slide linearly relative to each other, and each frame A and B has, for example, four self-supporting legs L suspended from each other, and these legs L are connected to the frame. By controlling the robot so that it alternately descends for landing and ascends for takeoff, the entire mobile robot can travel on a horizontal ground.

ところがこのロボツトは両フレームA,Bに設
けた各脚Lが同時に接地した重合タイミングにお
いては、両フレームA,B間での相対的な直線運
動が全然できない。
However, this robot cannot perform any relative linear movement between the frames A and B at the overlap timing when the legs L provided on both frames A and B touch the ground at the same time.

従つて、移動状態をみると恰も尺取り虫のよう
に間欠的な移動とならざるを得なくて、単なる運
搬の用に供する場合は問題ないとしても、溶接、
塗装など一定速度で同じ条件の作業を行なうもの
の基台として用いた場合には機能上な問題が生じ
る。
Therefore, when looking at the state of movement, it is necessary to move intermittently like an inchworm, and although there is no problem when using it for simple transportation, welding,
Functional problems arise when used as a base for work such as painting that is performed at a constant speed and under the same conditions.

また、主要機器をフレーム上に搭載しようとす
ると、両フレームA,Bにわたらせて配設するこ
とはできなくて、いずれか一方のフレームに搭載
しなければならなくて、ロボツトの水平面側での
有効スペースが大とならざるを得ずコンパクトな
移動ロボツトが得難い問題もあつた。
Also, if you try to mount the main equipment on the frame, you cannot install it across both frames A and B, but you have to mount it on one of the frames. There was also the problem that the effective space had to be large, making it difficult to create a compact mobile robot.

さらに、この機構では方向転換を行なわせるこ
とが不可能か、たとえ可能であるとしても方向転
換させるための別の構造が必要であつて複雑なも
のとなることは避けられなかつた。
Furthermore, with this mechanism, it is either impossible to change the direction, or even if it is possible, a separate structure for changing the direction is required and it is inevitably complicated.

(発明の目的) 本発明はかゝる従来のロボツトが有する問題点
を解消することを技術的課題として成されたもの
であつて、本発明の目的とするところは、一定速
度下の連続した歩行ならびに方向転換を簡単な機
構で行なわせ得ることによつて、各種作業や運搬
等の処理を安定的にしかも円滑に成さしめ、もつ
て移動ロボツトの汎用化を推進せしめる点に存す
る。
(Object of the Invention) The present invention has been accomplished with the technical goal of solving the problems of the conventional robots, and the purpose of the present invention is to By being able to walk and change direction with a simple mechanism, various tasks and transportation can be performed stably and smoothly, thereby promoting the generalization of mobile robots.

(発明の構成) しかして本発明は相似形をなす1対のフレーム
を、一方のフレームに軸直角となし固定した回転
駆動機の出力軸を中心とする回りの対偶関係に係
合して平板状をなすフレームに形成し、各フレー
ムの同一面側から夫々3基以上の接地ユニツトを
分散させて直角方向に垂設せしめて、各フレーム
毎の接地ユニツトだけで1対のフレームを転倒し
ないように支持可能となす一方、前記各接地ユニ
ツトを、基準位相角度で係合した状態の前記各フ
レームに対して平行かつ同一方向に直線摺動可能
となし設けた摺動ブロツクと、接地、離地のため
アクチユエータの作動で前記各フレームに接離す
る昇降動可能となして前記摺動ブロツクに支持せ
しめた脚座とから形成して、前記各摺動ブロツク
と前記各フレームとに関連して、両者間に相対的
な直線往復運動を行なわせる回転運動−直線運動
変換機構を配設せしめる一方、前記回転駆動機の
前記出力軸に嵌着した太陽歯車と、該太陽歯車に
対し自転・公転可能に噛合せしめた遊星歯車と、
該遊星歯車に噛合せしめて前記出力軸のまわりに
回転可能となし回転駆動機を固定していない方の
前記フレームに固定した内歯車とにより遊星歯車
装置を構成して、前記遊星歯車の公回転運動を伝
達し得る中間軸を前記出力軸と同軸となし設ける
と共に、回転駆同機を固定してなる一方のフレー
ムに対する前記内歯車の回転を制動する第1ブレ
ーキ装置を該フレームに配設する一方、前記中間
軸と前記各回転運動−直線運動変換機構の入力回
転軸との間に回転伝達装置を設けると共に、前記
中間軸の回転を制動する第2ブレーキ装置を何れ
かのフレームに配設せしめた構成としたものであ
つて、前記回転駆動機の駆動下において、前記第
1ブレーキ装置を作動せしめることにより各接地
ユニツトに前進のための往動運動あるいは次の前
進に備えての復動運動を行なわせ、また前記第2
ブレーキ装置を作動せしめることにより、1対の
フレーム間での相対的な回動が離地中の接地ユニ
ツトの移動によつて行なわれる。
(Structure of the Invention) Accordingly, the present invention provides a flat plate by engaging a pair of frames having similar shapes in a pairwise relationship around the output shaft of a rotary drive machine which is fixed to one frame at right angles to the axis. Three or more grounding units are distributed from the same side of each frame and installed vertically at right angles to prevent a pair of frames from falling over with just the grounding unit of each frame. On the other hand, each of the grounding units can be linearly slid in parallel and in the same direction with respect to each of the frames engaged at a reference phase angle. a leg seat supported by the sliding block and capable of moving up and down toward and away from each frame by the operation of an actuator, and in relation to each sliding block and each frame, A rotary motion-linear motion conversion mechanism is disposed to perform relative linear reciprocating motion between the two, and a sun gear fitted to the output shaft of the rotary drive machine and capable of rotating and revolving around the sun gear. A planetary gear meshed with
A planetary gear device is constituted by an internal gear which is meshed with the planetary gear and is rotatable around the output shaft, and which is fixed to the frame on which the rotary drive unit is not fixed, and the planetary gear rotates around the planetary gear. An intermediate shaft capable of transmitting motion is provided coaxially with the output shaft, and a first braking device for braking the rotation of the internal gear relative to one frame to which the rotary drive mechanism is fixed is provided on the frame. , a rotation transmission device is provided between the intermediate shaft and the input rotation shaft of each rotary motion-linear motion conversion mechanism, and a second brake device for braking the rotation of the intermediate shaft is disposed on one of the frames. The structure is such that, under the drive of the rotary drive machine, by activating the first brake device, each grounding unit is given a forward movement for forward movement or a backward movement in preparation for the next forward movement. and the second
By activating the brake device, relative rotation between the pair of frames is achieved by movement of the grounding unit during takeoff.

かくして単系統の回転駆動機によつて歩行前進
と方向転換との運動を行なわせ得るものであつ
て、ここに所期の目的は達成される。
In this way, the movement of walking forward and changing direction can be performed by a single rotary drive machine, and the desired purpose is achieved here.

(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面によつて詳し
く説明する。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図及び第2図において1は平板状をなすフ
レームで平面図上では例えば6つの腕を有する
「ひとで」に似た形をなし、水平に配置せしめる。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a flat plate-shaped frame which, in a plan view, resembles a "person" with, for example, six arms, and is arranged horizontally.

このフレーム1はY字形板状をなす同形状のフ
レーム1A,1Bをモータ14、減速機15から
なる回転駆動機13の垂直方向に延びる出力軸を
中心として回転角で180°の位相がずれる配置で、
かつ、所定角度内での相互間の回りの対偶が可能
な如く係合することにより、前述した如く1つの
フレーム1を形成している。
This frame 1 consists of Y-shaped plate-like frames 1A and 1B arranged in such a way that they are out of phase by 180° in terms of rotational angle around the vertically extending output shaft of a rotary drive machine 13 consisting of a motor 14 and a speed reducer 15. in,
In addition, one frame 1 is formed as described above by engaging the pairs around each other within a predetermined angle.

そして各フレーム1A,1Bの中心から放射状
に延びる腕部の先端下面側には、接地ユニツト2
A,2Bをその軸がフレーム1A,1Bに対し直
交叉するように夫々垂設せしめていて、各フレー
ム1A,1Bから分散させて下方に延ばしてい
る。
A grounding unit 2 is provided on the lower surface side of the tip of the arm extending radially from the center of each frame 1A, 1B.
A and 2B are vertically disposed such that their axes are orthogonal to the frames 1A and 1B, and are distributed and extended downward from each frame 1A and 1B.

それら各接地ユニツト2A,2Bを、前記フレ
ーム1を支持するための脚として使用している
が、水平配置した状態の前記フレーム1が転倒し
ないように支持可能な配列関係となる1つ置きの
接地ユニツト2Aの3基とこれに隣り合う1つ置
きの接地ユニツト2Bの3基とを夫々組とした2
組に区分せしめている。
Each of the grounding units 2A and 2B is used as a leg to support the frame 1, and every other grounding unit is arranged in such a manner that it can support the frame 1 placed horizontally so that it does not fall over. Two sets each consist of three units of unit 2A and three units of adjacent grounding unit 2B.
It is divided into groups.

なお、接地ユニツトが8基の場合には四方に存
する4基と、これに喰い違つた配列で四方に存す
る4基との2組に区分して各組毎でフレーム1を
安定的に支持し得るようにするものである。
In addition, when there are 8 grounding units, it is divided into two sets: 4 units located on all sides and 4 units located on each side in a different arrangement, and each set supports frame 1 stably. It is something that you can get.

しかして、前記回転駆動機13は出力軸を垂直
下向きとなし、フレーム1A,1Bの係合中心部
に存するように一方のフレーム1Bに固定せしめ
ている。
The rotary drive machine 13 has an output shaft directed vertically downward, and is fixed to one of the frames 1B so as to be located at the center of engagement between the frames 1A and 1B.

前記接地ユニツト2A,2Bは、第3図に要部
構造を示しているが、摺動ブロツク3と、脚座4
とを備えていて、摺動ブロツク3を基準位相角度
で係合した状態(第1図々示状態)のフレーム1
A,1Bにより形成されるフレーム1に対し平行
な同一方向(第1図において左右方向)に直線摺
動可能に設ける一方、脚座4をフレーム1に接離
する昇降動可能に摺動ブロツク3に支持せしめて
いる。
The main parts of the grounding units 2A and 2B are shown in FIG.
and the frame 1 in a state in which the sliding block 3 is engaged at the reference phase angle (the state shown in the first figure).
A and 1B are provided so as to be linearly slidable in the same direction parallel to the frame 1 (horizontal direction in FIG. 1), while a sliding block 3 is provided so that the leg seat 4 can be moved up and down toward and away from the frame 1. It is supported by

前記摺動ブロツク3は前記各フレーム1A,1
Bの先端部に固着した支持用部材5の下面側に係
合させていて、前記下面側の対向する両側縁に沿
つて設けた1対の直進用ガイド5a,5aに挾持
された状態で支持されていると共に、この直進用
ガイド5a,5aに対応する側縁部に設けたガイ
ドレール部3a,3aが、直進用ガイド5a,5
aに摺接するようになつており、従つて摺動ブロ
ツク3は前記直進用ガイド5a,5aに沿つて摺
動し、前記各フレーム1A,1Bの板面に平行
で、かつ各摺動ブロツク3が同一方向となつて直
線往復動し得る構造となつている。
The sliding block 3 is attached to each of the frames 1A, 1.
The support member 5 is engaged with the lower surface side of the supporting member 5 fixed to the tip of the member B, and is supported while being held between a pair of straight guides 5a, 5a provided along the opposite side edges of the lower surface side. At the same time, the guide rail portions 3a, 3a provided on the side edges corresponding to the straight guides 5a, 5a are
Therefore, the sliding block 3 slides along the linear guides 5a, 5a, is parallel to the plate surface of each of the frames 1A, 1B, and is in sliding contact with each sliding block 3. The structure allows for linear reciprocating motion in the same direction.

一方、脚座4は摺動ブロツク3の直下方に平行
を保持し設けられた板体をなしていて、前記摺動
ブロツク3から垂直下方に延設された垂直ガイド
6に嵌合する孔を有しており、この垂直ガイド6
に案内されて摺動ブロツク3との平行を保ちなが
ら上下の昇降動可能となつている。
On the other hand, the leg seat 4 is a plate provided directly below the sliding block 3 in a parallel manner, and has a hole that fits into a vertical guide 6 extending vertically downward from the sliding block 3. This vertical guide 6
It is possible to move up and down while remaining parallel to the sliding block 3 while being guided by the sliding block 3.

なお、脚座4は図示しないが油圧シリンダなど
のアクチユエータを介して前記摺動ブロツク3に
係合させており、このアクチユエータを操作して
前記各フレーム1A,1Bに接離する方向の任意
の位置に固定することが可能である。
Although not shown, the leg seat 4 is engaged with the sliding block 3 via an actuator such as a hydraulic cylinder, and by operating this actuator, the leg seat 4 can be moved to any position in the direction of approaching and separating from each of the frames 1A and 1B. It is possible to fix it to

上述の構成になる接地ユニツト2A,2Bに関
連して、摺動ブロツク3を直線往復運動させるた
めの回転運動−直線運動変換機構(以下運動変換
機と略称する)7を設けているが、図示例はラツ
ク8と、ピニオン9と、復動用ばね10とにより
構成しており、ラツク8は摺動ブロツク3の内側
縁部に前記ガイドレール部3aと平行させて固定
せしめている。
In connection with the grounding units 2A and 2B having the above-described configuration, a rotary motion-linear motion conversion mechanism (hereinafter abbreviated as a motion converter) 7 for linearly reciprocating the sliding block 3 is provided. The illustrated example is composed of a rack 8, a pinion 9, and a reciprocating spring 10, and the rack 8 is fixed to the inner edge of the sliding block 3 in parallel with the guide rail portion 3a.

上記ラツク8に噛合せしめるピニオン9は前記
支持用部材5の中心部に設けられてなる軸受部に
回転自在に嵌装した軸11に嵌着すると共に、前
記ラツク8に噛合して、フレーム1A,1Bに対
して定位置で回転せしめられるが、このピニオン
9は全周歯部を有するのではなく、円周の一部例
えば1/4円周程度を歯底と等外径の円弧面に形成
した欠歯部9aが存する切欠きピニオンが用いら
れており、欠歯部9aがラツク8に対面した状態
になるとラツク8はピニオン9との噛合がはずさ
れるようになつている。
The pinion 9, which is engaged with the rack 8, is fitted onto a shaft 11 that is rotatably fitted in a bearing provided in the center of the support member 5, and is engaged with the rack 8, so that the pinion 9 is engaged with the frame 1A, 1B, but this pinion 9 does not have teeth around the entire circumference, but a part of the circumference, for example, about 1/4 circumference, is formed into an arcuate surface with an outer diameter equal to the tooth bottom. A notched pinion having a toothless portion 9a is used, and when the toothless portion 9a faces the rack 8, the rack 8 is disengaged from the pinion 9.

一方、復動用ばね10は第3図々示の如く、フ
レーム1自体あるいは前記支持用部材5と摺動用
ブロツク3との間に係架して設けており、ピニオ
ン9が回転してラツク8を前進させることによつ
て摺動用ブロツク3を前進せしめた場合に弾力が
反力として作用し得る如き状態に設けることが必
要である。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the reciprocating spring 10 is provided so as to be suspended between the frame 1 itself or the supporting member 5 and the sliding block 3, and the pinion 9 rotates to move the rack 8. It is necessary to provide the sliding block 3 in such a state that the elastic force can act as a reaction force when the sliding block 3 is advanced.

従つて、前記ばね10は常に摺動用ブロツク3
の動きを制限するように作用しており、ピニオン
9の歯部とラツク8の噛合がはずれた状態になる
と、ばね力によつて摺動用ブロツク3は引き戻さ
れてストツパ12(第3図参照)に当接する基準
位置まで復動するようになる。
Therefore, the spring 10 is always connected to the sliding block 3.
When the teeth of the pinion 9 and the rack 8 disengage, the sliding block 3 is pulled back by the spring force and the stopper 12 (see Fig. 3) It will move back to the reference position where it comes into contact with.

なお、この復動に要する時間は、基準位置から
所定ストローク(ピニオン8の歯数及びピツチに
よつて決まる値)前進するのに必要な時間よりも
短縮されることは言うまでもない。
It goes without saying that the time required for this backward movement is shorter than the time required to move forward from the reference position by a predetermined stroke (a value determined by the number of teeth and pitch of the pinion 8).

しかして、前記ピニオン9を回転駆動するため
の駆動機構は、6基のピニオン9に共用せしめた
1基の前記回転駆動機13と、遊星歯車装置16
と、中間軸20と、該中間軸20と各軸11との
間を連絡する回転伝達装置23(接地ユニツト2
A,2Bと同数を有する)とから構成している。
Therefore, the drive mechanism for rotationally driving the pinions 9 includes one rotary drive machine 13 that is shared by six pinions 9, and a planetary gear device 16.
, an intermediate shaft 20, and a rotation transmission device 23 (ground unit 2) that communicates between the intermediate shaft 20 and each shaft 11.
A, 2B and the same number).

前記遊星歯車装置16は、回転駆動機13の出
力軸に嵌着した太陽歯車17と、該太陽歯車17
に対してその周りで自転及び公転が可能に噛合せ
しめた複数個の遊星歯車18と、該遊星歯車18
に噛合する内歯を有して前記出力軸の周りに回転
可能となしフレーム1Aに固定した輪状の内歯車
19とからなつている。
The planetary gear device 16 includes a sun gear 17 fitted to the output shaft of the rotary drive machine 13, and the sun gear 17.
a plurality of planetary gears 18 meshed with each other so as to be able to rotate and revolve around the planetary gears 18;
It consists of a ring-shaped internal gear 19 which has internal teeth that mesh with the output shaft, is rotatable around the output shaft, and is fixed to the frame 1A.

一方、中間軸20は前記遊星歯車18を回転可
能に支持する支持部材と一体をなして、前記出力
軸と同軸配置となして両フレーム1A,1Bの係
合中心部に軸受を介し回転可能に枢支せしめてい
る。
On the other hand, the intermediate shaft 20 is integral with a support member that rotatably supports the planetary gear 18, is arranged coaxially with the output shaft, and is rotatable through a bearing at the engagement center of both frames 1A, 1B. It is pivotally supported.

前記回転伝達装置23は中間軸20に嵌着した
大歯車24と、各フレーム1A,1Bにおいての
中間軸20を中心とした所定径の円周を接地ユニ
ツト2A,2Bの数で等分した個所に夫々回転可
能に設けた軸25と、各軸25の一端に嵌着して
前記大歯車24に噛合せしめた小歯車26と、各
軸25の他端に嵌着した小歯車27と、前記各軸
11に夫々嵌着した小歯車28と、該各小歯車2
8と前記各小歯車27の間に張架したチエーン2
9とからなる歯車チエーン伝達装置に形成してい
る。
The rotation transmission device 23 includes a large gear 24 fitted on the intermediate shaft 20 and a circumference of a predetermined diameter centered on the intermediate shaft 20 of each frame 1A, 1B, which is equally divided by the number of grounding units 2A, 2B. a small gear 26 fitted to one end of each shaft 25 and meshed with the large gear 24; a small gear 27 fitted to the other end of each shaft 25; A small gear 28 fitted onto each shaft 11, and each small gear 2
Chain 2 stretched between 8 and each small gear 27
It is formed into a gear chain transmission device consisting of 9.

この駆動機構は前記内歯車19を回転しないよ
うに固定すると、回転駆動機13の出力軸の回転
を太陽歯車7を通じて遊星歯車18,18に自転
運動及び公転運動として伝達するので、中間軸2
0は遊星歯車18,18の公転速度と等速で減速
回転する結果、前記回転伝達装置23を介して各
軸11に回転運動を与えて各ピニオン9を等速か
つ同方向に一斉回転させることができ、従つて各
前記運動変換機7を同条件で作動せしめ得るもの
である。
In this drive mechanism, when the internal gear 19 is fixed so that it does not rotate, the rotation of the output shaft of the rotary drive machine 13 is transmitted to the planetary gears 18, 18 through the sun gear 7 as an autorotation motion and a revolution motion.
0 means that the planetary gears 18, 18 decelerate and rotate at the same speed as the revolving speed, thereby imparting rotational motion to each shaft 11 via the rotation transmission device 23, causing each pinion 9 to simultaneously rotate at the same speed and in the same direction. Therefore, each of the motion converters 7 can be operated under the same conditions.

但し、後述する接地ユニツト2A,2Bの作動
に係る説明内容によつて明らかにされるところで
あるが、3個で1つの組を形成する接地ユニツト
2Aと同じく別の組を形成する接地ユニツト2B
とは運動変換機7の往動行程と復動行程とタイミ
ングのずれを持たせることが必要であるので、ラ
ツク8とピニオン9との噛合位相を組相互間でず
らし、欠歯部9aがラツク8に対面する状態とな
るのに組相互間で時間のずれが生じるようにして
前記チエーン29を張架せしめるものである。
However, as will be made clear from the explanation regarding the operation of the grounding units 2A and 2B, which will be described later, the grounding units 2A and 2B, which form a separate set, as well as the grounding units 2A and 2B, respectively, form a set of three.
Since it is necessary to have a timing difference between the forward stroke and backward stroke of the motion converter 7, the meshing phase of the rack 8 and pinion 9 is shifted between the pairs, so that the missing tooth portion 9a can be easily removed. The chain 29 is stretched in such a way that there is a time lag between the sets when they come to face each other.

以上述べた構成を有する移動ロボツトにおい
て、第2図に図示する如く、2基のブレーキ装置
21,22を備えている点もまた構造上の特徴と
されるところであるが、中心軸と一体させたリン
グ30と、この中心軸の周りに回転自在に設けた
リング31とを、電磁コイル23への通電によつ
て同軸結合させて制動側に作動させ、一方、非通
電によつて結合を解き非制動側に作動させる電磁
ブレーキを用いている。
As shown in FIG. 2, the mobile robot having the above-mentioned configuration is also characterized in that it is equipped with two brake devices 21 and 22, The ring 30 and the ring 31, which is rotatably provided around the central axis, are coaxially coupled to each other by energizing the electromagnetic coil 23 and actuated to the braking side, and on the other hand, by de-energizing, the coupling is released and the ring 31 is disengaged. It uses an electromagnetic brake that operates on the braking side.

そして第1ブレーキ装置21は、本体部を回転
駆動機13が固定されてなる一方のフレーム1B
に固定して前記中心軸を同じくこのフレーム1B
に固着し、前記リング31の外周には歯車を一体
に設けて、この歯車を前記内歯車19に噛合せし
めている。
The first brake device 21 is connected to one frame 1B, the main body of which is fixed to the rotary drive machine 13.
The central axis is also fixed to this frame 1B.
A gear is integrally provided on the outer periphery of the ring 31, and this gear meshes with the internal gear 19.

一方、第2ブレーキ装置22は前記中心軸を前
記中間軸25と同軸一体させて回転可能となすと
共に装置本体部を他方のフレーム1Aに固定し、
前記リング31を同じくフレーム1Aに固着せし
めている。
On the other hand, the second brake device 22 has the central shaft coaxially integrated with the intermediate shaft 25 so as to be rotatable, and the main body of the device is fixed to the other frame 1A,
The ring 31 is also fixed to the frame 1A.

しかして第1ブレーキ装置21を制動側に作動
させると内歯車19は動きが拘束される結果、フ
レーム1A,1Bは非回転状態に一体化される。
When the first brake device 21 is operated to the braking side, the movement of the internal gear 19 is restricted, and as a result, the frames 1A and 1B are integrated in a non-rotating state.

従つて回転駆動機13の出力軸の回転は前述し
た通り、各運動変換機7に回転運動として伝達さ
れる。
Therefore, as described above, the rotation of the output shaft of the rotary drive machine 13 is transmitted to each motion converter 7 as a rotational motion.

一方、第2ブレーキ装置22を制動側に作動さ
せると、中間軸25の回転が拘束される結果、中
間軸20は回転が拘束される。
On the other hand, when the second brake device 22 is operated to the braking side, the rotation of the intermediate shaft 25 is restrained, and as a result, the rotation of the intermediate shaft 20 is restrained.

従つて、回転駆動機13の出力軸の回転は、自
転のみを行なう遊星歯車18を介して内歯車19
に回転を与えることとなり、フレーム1A,1B
相互間で回転運動が成され、離地している方の接
地ユニツト2A又は2Bに係るフレーム1A又は
1Bが方向変換せしめられる。
Therefore, the output shaft of the rotary drive machine 13 is rotated by the internal gear 19 via the planetary gear 18 which only rotates on its own axis.
, and frames 1A and 1B
A rotational movement is performed between them, and the frame 1A or 1B associated with the grounding unit 2A or 2B which is leaving the ground is caused to change direction.

次に各接地ユニツト2A,2Bの作動態様を説
明すると回転駆動機13の駆動により6個のピニ
オン9,9が等速かつ同方向に一斉回転するの
で、ピニオン9と噛合しているラツク8が直進す
る結果、該ラツク8と一体をなす摺動ブロツク3
も同様に前進する。
Next, the operating mode of each grounding unit 2A, 2B will be explained. As the six pinions 9, 9 rotate simultaneously at the same speed and in the same direction by the drive of the rotary drive machine 13, the rack 8 meshing with the pinion 9 As a result of moving straight, the sliding block 3 becomes integral with the rack 8.
will move forward as well.

すなわち、第3図においてピニオン9が矢示方
向に回転するとラツク8は往同方向イに移動する
が、当該接地ユニツト2Aが接地していると、相
対的にピニオン9を支持しているフレーム1は前
進方向ハに移動する。
That is, when the pinion 9 rotates in the direction of the arrow in FIG. moves in the forward direction C.

ピニオン9が約3/4回転して欠歯部9aがラツ
ク8に対面すると、両者の噛み合いがはずれて復
動用ばね10によりラツク8は復動方向ロに移動
して、ピニオン9の次の歯部の噛み合い位置に達
するまで待機する。
When the pinion 9 rotates about 3/4 and the toothless portion 9a faces the rack 8, the two are disengaged and the rack 8 is moved in the backward direction B by the backward movement spring 10, and the next tooth of the pinion 9 is moved. Wait until the parts reach the engaged position.

この動作は接地ユニツト2Aが接地している
と、フレーム1を後退方向ニに移動する動きに変
ることとなるから、ピニオン9とラツク8の噛み
合いが外れる状態となる復帰の開始よりも僅かに
早く接地ユニツト2Aを離地させなければ、次の
前進に備えて待機する姿勢をとることができない
のは言うまでもないことである。
When the grounding unit 2A is in contact with the ground, this movement changes to the movement of moving the frame 1 in the backward direction 2, so this movement is slightly earlier than the start of return when the pinion 9 and rack 8 are disengaged. It goes without saying that unless the grounding unit 2A is taken off the ground, it will not be possible to take a standby position in preparation for the next advance.

この場合、実施例は切欠きピニオンとラツクの
組合わせになる運動機構を採用しているので前
進、復帰の時間割合は後者が速くなる条件下で任
意に選択でき、いわゆる早戻し機構を容易に形成
できると共に、回転駆動機13の回転を一方向に
した運転が可能である。
In this case, since the embodiment adopts a movement mechanism that is a combination of a notched pinion and a rack, the time ratio of forward movement and return can be arbitrarily selected under conditions where the latter speeds up, and the so-called quick return mechanism can be easily implemented. In addition, it is possible to operate the rotary drive machine 13 with rotation in one direction.

勿論、本発明はかゝる運動変換機7の構造に限
定されなく、全周歯を持つピニオンを可逆転させ
るものなど回転運動を可逆的に直線運動として変
換し得る公知の各種機構に置換した変形は可能で
あつて、これらも当然本発明に包含される。
Of course, the present invention is not limited to the structure of the motion converter 7, but may be replaced with various known mechanisms capable of reversibly converting rotational motion into linear motion, such as one that reversibly reversibly uses a pinion having teeth all around the circumference. Modifications are possible and are naturally included in the present invention.

以上述べた動作を第1図に示すようにAの組の
接地ユニツト2AとBの組の接地ユニツト2Bと
に区別し、両組間の動作位相を第4図に示す如く
ずらし、しかもA、B組それぞれの前進モードを
互いに重合するように、ピニオン9とラツク8の
噛合位相をA組とB組とでずらして設定すること
によつて、フレーム1は常に一定速度で円滑に移
動し、間欠的に停止する如き現像は解消される。
The operations described above are divided into the A group of grounding units 2A and the B group of grounding units 2B as shown in FIG. 1, and the operating phases between the two groups are shifted as shown in FIG. By setting the meshing phases of the pinion 9 and the rack 8 to be different between the A group and the B group so that the forward modes of the B groups overlap with each other, the frame 1 is always moved smoothly at a constant speed. Development that stops intermittently is eliminated.

従つて、接地ユニツト2A,2Bの接地、離地
を行なわせる各アクチユエータと、回転駆動機1
3と、前記両ブレーキ装置21,22との作動を
一括して制御する制御系は、次の要領で指令を発
すればよい。
Therefore, each actuator for grounding and takeoff of the grounding units 2A and 2B, and the rotary drive machine 1
The control system that collectively controls the operations of the brake system 3 and the brake devices 21 and 22 may issue commands in the following manner.

すなわち、前進動作の場合は第1ブレーキ装置
21を制動側に、第2ブレーキ装置22を非制動
側に作動させると共に、回転駆動機13を駆動せ
しめて、接地ユニツト2Aと接地ユニツト2Bの
接地、離地を行なわせるアクチユエータの作動
を、対応するピニオン9とラツク8の噛合位相に
合致させてタイミングをずらして行なわせること
によつて、常に一方の組の接地ユニツト2A又は
2Bが接地状態となつて前進モードに存するよう
制御出力を発せしめて、恰かも人間が定速度で歩
行する如き状態で前進作動させることができる。
That is, in the case of forward motion, the first brake device 21 is operated to the braking side, the second brake device 22 is operated to the non-braking side, and the rotary drive machine 13 is driven to ground the grounding unit 2A and the grounding unit 2B. By shifting the timing of the actuator for taking off the ground to match the meshing phase of the corresponding pinion 9 and rack 8, one set of grounding units 2A or 2B is always in the grounded state. By issuing a control output so that the robot is in the forward mode, the robot can move forward in a state similar to that of a human walking at a constant speed.

次に、移動ロボツトの方向転換を行なわせる場
合には、両組の接地ユニツト2A,2Bのうち、
例えば2Aを接地状態に、2Bを離地状態にさせ
ておいて、第1ブレーキ装置21を非制動側に、
第2ブレーキ装置22を制動側に作動させると共
に、回転駆動機13を所定回転数回転駆動させる
ことによつて、離地中の接地ユニツト2Bが設け
られたフレーム1Bはフレーム1Aに対して相対
的に回転運動が成される結果、フレーム1Bの前
進方向は転換される。
Next, when changing the direction of the mobile robot, among the two sets of grounding units 2A and 2B,
For example, with 2A in the grounding state and 2B in the takeoff state, the first brake device 21 is set to the non-braking side,
By operating the second brake device 22 to the braking side and rotating the rotary drive machine 13 at a predetermined number of rotations, the frame 1B provided with the grounding unit 2B during takeoff is moved relative to the frame 1A. As a result of the rotational movement, the forward direction of the frame 1B is changed.

次いで接地ユニツト2Bを接地状態、接地ユニ
ツト2Aを離地状態に切換えると共に、回転駆動
機13を所定回転数だけ反対に回転駆動せしめる
ことによつて離地中の接地ユニツト2Aが設けら
れたフレーム1Aはフレーム1Bと同じ前進方向
に揃えられる。
Next, by switching the grounding unit 2B to the grounding state and switching the grounding unit 2A to the takeoff state, and rotating the rotary drive machine 13 in the opposite direction by a predetermined number of rotations, the frame 1A on which the grounding unit 2A that is taking off the ground is installed. are aligned in the same forward direction as frame 1B.

以上の動作を繰り返すことによつて所望角度の
方向転換が随意行なえる。
By repeating the above operations, the direction can be changed at any desired angle.

(発明の効果) 本発明は以上述べたように、1対のフレーム1
A,1Aから夫々垂設せしめた接地ユニツト2
A,2Bを、互いに接地、離地の動作の位相をず
らしながら常にいずれかの接地中の接地ユニツト
により前進を行なわせながら離地中の接地ユニツ
トは次の接地に至るまでに前進に備え復動せしめ
ることが可能であつて、移動ロボツトを恰かも人
間が定速で歩行した状態と同じように前進させる
ことが可能となり、円滑かつ安定した移動が行な
える。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention provides a pair of frames 1
Grounding units 2 installed vertically from A and 1A, respectively.
A and 2B are always moved forward by one of the grounding units that is currently touching down while shifting the phases of the grounding and takeoff operations from each other. The mobile robot can move forward in the same way as a human walking at a constant speed, and can move smoothly and stably.

従つて、液体を充填した容器を溢液のないよう
に移動させたり、一定条件で溶接、塗装を行なう
場合のロボツト基部に使用してすぐれた効果を発
揮する。
Therefore, it can be used to move a container filled with liquid without overflowing, or to be used at the base of a robot when welding or painting under certain conditions.

さらに、連続した定速前進及び方向転換の一連
の動作を1基の回転駆動機13と、1基の遊星歯
車装置16と、2基のブレーキ装置21,22と
の組み合わせによつて行なえるので、動力伝達系
の構造は簡易なものとなり、装置コストは低廉に
おさまると共にコンパクトにまとめることがで
き、また、制御に関しても回転駆動機13の発停
と両ブレーキ装置21,22のオン・オフ操作と
を行なえばよいので簡単な制御回路ですみ、この
点でも装置コストの低減が果される。
Furthermore, a series of operations of continuous forward movement at a constant speed and change of direction can be performed by a combination of one rotary drive machine 13, one planetary gear device 16, and two brake devices 21 and 22. The structure of the power transmission system is simple, the equipment cost is low, and it can be made compact.In addition, regarding control, it is possible to start and stop the rotary drive machine 13 and turn on and off both brake devices 21 and 22. Since all that is required is a simple control circuit, the cost of the device can be reduced in this respect as well.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第4図は本発明の1実施例に係る移
動ロボツトの態様を示し、第1図は平面図、第2
図は第1図の−矢視線に沿つた断面構造を骨
格示した要部構造図、第3図は回転運動−直線運
動変換機構の要部示斜視図、第4図は接地、離地
と前進、復帰との関係を示す動作線図である。第
5図A,B,Cは従来の移動ロボツトを動作順に
示す略示正面図である。 1A,1B……フレーム、2A,2B……接地
ユニツト、3……摺動ブロツク、4……脚座、7
……回転運動−直線運動変換機構、13……回転
駆動機、16……遊星歯車装置、17……太陽歯
車、18……遊星歯車、19……内歯車、20…
…中間軸、21……第1ブレーキ装置、22……
第2ブレーキ装置、23……回転伝達装置。
1 to 4 show aspects of a mobile robot according to an embodiment of the present invention, with FIG. 1 being a plan view and FIG.
The figure is a structural diagram of the main parts showing the skeleton of the cross-sectional structure along the - arrow line in Fig. 1, Fig. 3 is a perspective view of the main parts of the rotational motion-linear motion conversion mechanism, and Fig. 4 is a diagram showing the main parts of the rotary motion-linear motion conversion mechanism. FIG. 3 is an operation diagram showing the relationship between forward movement and return movement. 5A, B, and C are schematic front views showing a conventional mobile robot in the order of its operation. 1A, 1B... Frame, 2A, 2B... Grounding unit, 3... Sliding block, 4... Leg seat, 7
...Rotary motion-linear motion conversion mechanism, 13...Rotary drive machine, 16...Planetary gear device, 17...Sun gear, 18...Planetary gear, 19...Internal gear, 20...
...Intermediate shaft, 21...First brake device, 22...
Second brake device, 23... Rotation transmission device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 相似形をなす1対のフレーム1A,1Bを、
一方のフレーム1Bに軸直角となし固定した回転
駆動機13の出力軸を中心とする回り対偶関係に
係合して平板状をなすフレームに形成し、各フレ
ーム1A,1Bの同一面側から夫々3基以上の接
地ユニツト2A,2Bを分散させて直角方向に垂
設せしめて、各フレーム1A,1B毎の接地ユニ
ツト2A,2Bだけで1対のフレーム1A,1B
を転倒しないように支持可能となす一方、前記各
接地ユニツト2A,2Bを、基準位相角度で係合
した状態の前記フレーム1A,1Bに対して平行
かつ同一方向に直線摺動可能となし設けた摺動ブ
ロツク3と、接地、離地のためアクチユエータの
作動で前記フレーム1A,1Bに接離する昇降動
可能となして前記摺動ブロツク3に支持せしめた
脚座4とから形成して、前記各摺動ブロツク3と
前記フレーム1A,1Bとに関連して、両者間に
相対的な直線往復運動を行なわせる回転運動−直
線運動変換機構7を配設せしめる一方、前記回転
駆動機13の前記出力軸に嵌着した太陽歯車17
と、該太陽歯車17に対し自転・公転可能に噛合
せしめた遊星歯車18と、該遊星歯車18に噛合
せしめて前記出力軸のまわりに回転可能となし回
転駆動機13を固定していない方の前記フレーム
1Aに固定した内歯車19とにより遊星歯車装置
16を構成して、前記遊星歯車18の公回転運動
を伝達し得る中間軸20を前記出力軸と同軸とな
し設けると共に、回転駆動機13を固定してなる
一方のフレーム1Bに対する前記内歯車19の回
転を制動する第1ブレーキ装置21を該フレーム
1Bに配設する一方、前記中間軸20と前記各回
転運動−直線運動変換機構7の入力回転軸との間
に回転伝達装置23を設けると共に、前記中間軸
20の回転を制動する第2ブレーキ装置22を何
れかのフレーム1A又は1Bに配設せしめたこと
を特徴とする移動ロボツト。
1 A pair of frames 1A and 1B that have similar shapes,
The frame is formed into a flat plate shape by rotating around the output shaft of a rotary drive machine 13 which is fixed to one frame 1B at right angles to the axis, and engages in a pairwise relationship. By distributing three or more grounding units 2A, 2B and vertically disposing them in a perpendicular direction, one pair of frames 1A, 1B can be constructed using only the grounding units 2A, 2B for each frame 1A, 1B.
The grounding units 2A and 2B are provided so as to be able to slide linearly in parallel and in the same direction with respect to the frames 1A and 1B engaged at a reference phase angle. The leg seat 4 is formed of a sliding block 3 and a leg seat 4 supported by the sliding block 3 and movable up and down to move toward and away from the frames 1A and 1B by actuating an actuator for grounding and takeoff. In association with each sliding block 3 and the frames 1A, 1B, a rotary motion-linear motion converting mechanism 7 for performing relative linear reciprocating motion between them is provided. Sun gear 17 fitted to the output shaft
, a planetary gear 18 that is meshed with the sun gear 17 so as to be able to rotate and revolve around the sun gear 17, and a planetary gear 18 that is meshed with the planetary gear 18 so that it can rotate around the output shaft, and the rotary drive machine 13 is not fixed. An internal gear 19 fixed to the frame 1A constitutes a planetary gear device 16, and an intermediate shaft 20 capable of transmitting the normal rotational motion of the planetary gear 18 is provided coaxially with the output shaft. A first braking device 21 for braking the rotation of the internal gear 19 with respect to the frame 1B fixed thereto is disposed on the frame 1B. A mobile robot characterized in that a rotation transmission device 23 is provided between the input rotation shaft and a second brake device 22 for braking the rotation of the intermediate shaft 20 is disposed on either frame 1A or 1B.
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