JPH0632263A - 足付き移動車両 - Google Patents
足付き移動車両Info
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- JPH0632263A JPH0632263A JP4209427A JP20942792A JPH0632263A JP H0632263 A JPH0632263 A JP H0632263A JP 4209427 A JP4209427 A JP 4209427A JP 20942792 A JP20942792 A JP 20942792A JP H0632263 A JPH0632263 A JP H0632263A
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- wheels
- vehicle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な機構及び制御を必要とせず、比較的計
量で簡単な構造を有して安価に製作でき、段差や階段を
スリップせずに確実に昇り降りができる移動車両を提供
する。 【構成】 車体と、左右二組の平行四辺形のリンク機構
Ｌ1 ，Ｌ2 を有するフレ−ム６１と、互に平行な車輪６
８と外輪６９との間に複数個の水平足７１を有する左右
対になった前，後輪Ｗ1 〜Ｗ4 と、振り子６１ｐと、ウ
ォ−ム構造７７、サ−ボ機構と、駆動電動機Ｍとを有す
る。
量で簡単な構造を有して安価に製作でき、段差や階段を
スリップせずに確実に昇り降りができる移動車両を提供
する。 【構成】 車体と、左右二組の平行四辺形のリンク機構
Ｌ1 ，Ｌ2 を有するフレ−ム６１と、互に平行な車輪６
８と外輪６９との間に複数個の水平足７１を有する左右
対になった前，後輪Ｗ1 〜Ｗ4 と、振り子６１ｐと、ウ
ォ−ム構造７７、サ−ボ機構と、駆動電動機Ｍとを有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に不整地移動用の車
両に関し、特に段差，階段などがある通路を乗り越えて
走行する身体障害者用の移動車両、又は同様な状態の建
設現場で資材などを運搬する無人運搬車に関する。
両に関し、特に段差，階段などがある通路を乗り越えて
走行する身体障害者用の移動車両、又は同様な状態の建
設現場で資材などを運搬する無人運搬車に関する。
【０００２】
【従来の技術】不整地移動用の車両として従来各種のも
のが発表されているが、その主なものとして図１０に示
すのは、東京工業大学と（株）高岳製作所との共同開発
による「HELIOS-II]と呼称されるクロ−ラ走行車で、推
進体１に４台のクロ−ラ２が取り付けられ、推進体１か
ら延びるア−ム３に支持される運搬台４はプ−リ５によ
り姿勢制御が、また差動子６によりア−ム３の揺動が行
われ、障害物７に対する段差乗り越えの場合は、クロ−
ラ２を揺動軸線２ａの周りに揺動させて克服し、クロ−
ラ全体を「Ｖ」字、あるいは「ハ」の字型にして旋回す
ることも可能であるが、構造は複雑で制御要素も多く製
造コストはかなり高価である。
のが発表されているが、その主なものとして図１０に示
すのは、東京工業大学と（株）高岳製作所との共同開発
による「HELIOS-II]と呼称されるクロ−ラ走行車で、推
進体１に４台のクロ−ラ２が取り付けられ、推進体１か
ら延びるア−ム３に支持される運搬台４はプ−リ５によ
り姿勢制御が、また差動子６によりア−ム３の揺動が行
われ、障害物７に対する段差乗り越えの場合は、クロ−
ラ２を揺動軸線２ａの周りに揺動させて克服し、クロ−
ラ全体を「Ｖ」字、あるいは「ハ」の字型にして旋回す
ることも可能であるが、構造は複雑で制御要素も多く製
造コストはかなり高価である。
【０００３】図１１に示すのは、同じく前記二者の共同
開発による「HELIOS-III」と呼称されるスプリング車輪
型車両で、ゴム製のタイヤの代りにコイルスプリング１
１の両端をつないでド−ナッツ状にしたスプリングタイ
ヤを使用する車輪１３を有する車両で、スプリング１１
は荷重に応じて変形し、階段などの段差のある部分で
は、段の角部がスプリングタイヤに食い込むことにより
階段を昇ることが可能であり、機構も簡単で複雑な制御
を殆んど必要としないが、スプリングの変形はエネルギ
−のロスとなり、また場合によってはスリップする恐れ
もある。
開発による「HELIOS-III」と呼称されるスプリング車輪
型車両で、ゴム製のタイヤの代りにコイルスプリング１
１の両端をつないでド−ナッツ状にしたスプリングタイ
ヤを使用する車輪１３を有する車両で、スプリング１１
は荷重に応じて変形し、階段などの段差のある部分で
は、段の角部がスプリングタイヤに食い込むことにより
階段を昇ることが可能であり、機構も簡単で複雑な制御
を殆んど必要としないが、スプリングの変形はエネルギ
−のロスとなり、また場合によってはスリップする恐れ
もある。
【０００４】図１２に示すのは東京工業大学で開発され
た「蛟龍−Ｉ」と呼称され、別名を節体幹型移動ロボッ
トと呼ばれて、多数の節２１を連結した蛇のような形態
を有して節相互の連結部２２には垂直軸線方向の並進と
回転と、節下部の車輪２３には推進というように、１節
に付き３自由度を有する。この「蛟龍−Ｉ」には節２１
が６個直列に接続されているため、先頭節以外は自分が
将来どのような凸凹面を走行するかを予測できるが、全
体として自由度が１５以上となるため、様々な制御の可
能性をもっているものの複雑化は避けられない。また図
示しないが「蛟龍−Ｉ」の原理に則り、車輪２３その他
を大型にして車両にしたのが「蛟龍−II」である。
た「蛟龍−Ｉ」と呼称され、別名を節体幹型移動ロボッ
トと呼ばれて、多数の節２１を連結した蛇のような形態
を有して節相互の連結部２２には垂直軸線方向の並進と
回転と、節下部の車輪２３には推進というように、１節
に付き３自由度を有する。この「蛟龍−Ｉ」には節２１
が６個直列に接続されているため、先頭節以外は自分が
将来どのような凸凹面を走行するかを予測できるが、全
体として自由度が１５以上となるため、様々な制御の可
能性をもっているものの複雑化は避けられない。また図
示しないが「蛟龍−Ｉ」の原理に則り、車輪２３その他
を大型にして車両にしたのが「蛟龍−II」である。
【０００５】図１３に示すのは、ハイブリット型の脚と
車輪をつけた脚車輪型移動ロボットの「極限作業ロボッ
ト」として開発された防災ロボットであり、本体３１に
６個の脚３２が取り付けられ、脚３２は大腿３２ａと膝
３２ｂから成り、膝３２ｂの先端に車輪３３が取り付け
られ、平坦地では車輪３３で走行し、障害物の場所では
脚３２を上げて跨ぎ越すことができるが、制御要素が多
く複雑である。
車輪をつけた脚車輪型移動ロボットの「極限作業ロボッ
ト」として開発された防災ロボットであり、本体３１に
６個の脚３２が取り付けられ、脚３２は大腿３２ａと膝
３２ｂから成り、膝３２ｂの先端に車輪３３が取り付け
られ、平坦地では車輪３３で走行し、障害物の場所では
脚３２を上げて跨ぎ越すことができるが、制御要素が多
く複雑である。
【０００６】図１４に示すのは東北大学で開発された
「Ｃｈａｒｉｏｔ」と呼称されるハイブリッド型車両
で、２脚・２車輪を有し、進行方向に対して前後に１本
づつの脚４１が配置され、進行方向に対して左右に車輪
４２が配置され、車輪のみを接地させた状態で走行した
り静止し続けることができ、また車椅子のように旋回す
ることができる。段差および溝に対しては脚４１を使い
乗り越え、跨ぎ越しを行い階段を昇る際には車輪４２と
脚４１とを協調させるが、脚の関節運動や上記の協調運
動に複雑な制御要素を必要とする。
「Ｃｈａｒｉｏｔ」と呼称されるハイブリッド型車両
で、２脚・２車輪を有し、進行方向に対して前後に１本
づつの脚４１が配置され、進行方向に対して左右に車輪
４２が配置され、車輪のみを接地させた状態で走行した
り静止し続けることができ、また車椅子のように旋回す
ることができる。段差および溝に対しては脚４１を使い
乗り越え、跨ぎ越しを行い階段を昇る際には車輪４２と
脚４１とを協調させるが、脚の関節運動や上記の協調運
動に複雑な制御要素を必要とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な複雑な機構及び制御を必要とせず、比較的軽量で安価
に製作でき、段差でもスリップせずに確実に昇り降りが
できる移動車両で、特に身体障害者が使用したり、ある
いは建設現場で資材等を運搬するのに適した無人移動車
両などを提供することを目的とする。
な複雑な機構及び制御を必要とせず、比較的軽量で安価
に製作でき、段差でもスリップせずに確実に昇り降りが
できる移動車両で、特に身体障害者が使用したり、ある
いは建設現場で資材等を運搬するのに適した無人移動車
両などを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、基本的には
平行四辺形リンク機構を利用し、垂直に配置された左右
一対の平行四辺形リンク機構を水平方向に並列に連結し
て車体を支持するフレ−ムとして構成し、このフレ−ム
の左、右両側の前後には、通常の４輪車両のように、そ
れぞれ一対の車輪、つまり前左車輪、前右車輪、後左車
輪および後右車輪の４個の車輪とする。これら４個の車
輪の各々は、互に平行に連結される内輪と外輪との２個
の車輪から構成される、これら内輪と外輪とは円盤状車
輪またはスポ−ク車輪としてもよく、円盤状車輪とスポ
−ク車輪とを組み合わせてもよい。また内輪と外輪とは
直径が同一でもよく、内輪と外輪とのいずれか一方の直
径を他方よりも大きくするか、あるいは内輪と外輪のう
ち前進方向に対し後退して配置される方は、必ずしも外
周を円周状の踏面とする車輪とする必要はなく、この車
輪上で単位平行四辺形リンク中、水平リンクに接続され
るリンクをスポ−クとして利用し、あるいは、そのリン
クを車輪の別のスポ−クに装着し、スポ−ク先端近くが
板状または棒状の複数個の足で適宜連結された回転体と
するだけでも本発明の目的を達成することができ、旋回
性からはむしろ好ましい場合もある。
平行四辺形リンク機構を利用し、垂直に配置された左右
一対の平行四辺形リンク機構を水平方向に並列に連結し
て車体を支持するフレ−ムとして構成し、このフレ−ム
の左、右両側の前後には、通常の４輪車両のように、そ
れぞれ一対の車輪、つまり前左車輪、前右車輪、後左車
輪および後右車輪の４個の車輪とする。これら４個の車
輪の各々は、互に平行に連結される内輪と外輪との２個
の車輪から構成される、これら内輪と外輪とは円盤状車
輪またはスポ−ク車輪としてもよく、円盤状車輪とスポ
−ク車輪とを組み合わせてもよい。また内輪と外輪とは
直径が同一でもよく、内輪と外輪とのいずれか一方の直
径を他方よりも大きくするか、あるいは内輪と外輪のう
ち前進方向に対し後退して配置される方は、必ずしも外
周を円周状の踏面とする車輪とする必要はなく、この車
輪上で単位平行四辺形リンク中、水平リンクに接続され
るリンクをスポ−クとして利用し、あるいは、そのリン
クを車輪の別のスポ−クに装着し、スポ−ク先端近くが
板状または棒状の複数個の足で適宜連結された回転体と
するだけでも本発明の目的を達成することができ、旋回
性からはむしろ好ましい場合もある。
【０００９】また内輪と外輪との間には回転軸の方向に
所定の隙間を形成し、その隙間に両車輪の回転軸間を、
所定のピッチｐで架け渡してピン連結し常時水平に保つ
中央部水平リンクが設けられる。また、前記の内外両車
輪の周縁の対応する点には、それぞれの車輪の円周に沿
って等間隔に配置され、中央部水平リンクと同一のピッ
チｐで架け渡してピン連結し常時水平に保たれる複数個
の角棒形の水平足が連結され、内輪と外輪とを走行方向
に対し所定のピッチだけ前後にずれて配置し、内輪と外
輪とを同時に同一速度で回転させる連結リンクとして作
用する複数の水平足が配置されている。また、内輪と外
輪とは、走行方向に対し所定のピッチだけ前後にずれて
配置される。つまり前車輪では、左右両車輪とも、内輪
は外輪よりも所定のピッチだけ車両に内側、つまり走行
方向に対し後退して位置し、後車輪では、左右両車輪と
も、内輪は外輪よりも所定のピッチだけ車両の内側、つ
まり走行方向に対し前進して位置するようにされている
が、この逆に、内輪は外輪よりも所定のピッチだけ車両
の外内側、つまり走行方向に対し前進して位置するよう
にしてもよい。このようにしたのは、後述するように、
階段などの段差があり、しかもこれらの段差が進行方向
に対し前後差がある場合でも円滑に乗り越すことを可能
にするためである。内輪と外輪とが、それぞれの水平足
を連結リンクとして水平に保ったまま同一速度で回転を
続けるためには歯車機構を採用する。走行面が平坦な場
合は、内輪と外輪の踏面が走行面上を回転し通常の車両
と同様に走行する。階段などの段差を乗り越えるために
は、前進位置にある外輪が段差に乗り上げると平行四辺
形リンクのフレ−ムの垂直辺が傾斜するので、その傾斜
角を振り子により検出してサ−ボ機構がウォ−ム構造を
作動させ、平行四辺形の垂直ビ−ムを常に垂直に維持し
前記の水平足が常に水平に維持されるので、水平足が滑
り落ちること無く人間の足のように段差の踏み付けなが
ら車輪の回転に伴って上方に移動して車両全体を持上げ
段差を乗り越えることにより上記の課題を解決した。
所定の隙間を形成し、その隙間に両車輪の回転軸間を、
所定のピッチｐで架け渡してピン連結し常時水平に保つ
中央部水平リンクが設けられる。また、前記の内外両車
輪の周縁の対応する点には、それぞれの車輪の円周に沿
って等間隔に配置され、中央部水平リンクと同一のピッ
チｐで架け渡してピン連結し常時水平に保たれる複数個
の角棒形の水平足が連結され、内輪と外輪とを走行方向
に対し所定のピッチだけ前後にずれて配置し、内輪と外
輪とを同時に同一速度で回転させる連結リンクとして作
用する複数の水平足が配置されている。また、内輪と外
輪とは、走行方向に対し所定のピッチだけ前後にずれて
配置される。つまり前車輪では、左右両車輪とも、内輪
は外輪よりも所定のピッチだけ車両に内側、つまり走行
方向に対し後退して位置し、後車輪では、左右両車輪と
も、内輪は外輪よりも所定のピッチだけ車両の内側、つ
まり走行方向に対し前進して位置するようにされている
が、この逆に、内輪は外輪よりも所定のピッチだけ車両
の外内側、つまり走行方向に対し前進して位置するよう
にしてもよい。このようにしたのは、後述するように、
階段などの段差があり、しかもこれらの段差が進行方向
に対し前後差がある場合でも円滑に乗り越すことを可能
にするためである。内輪と外輪とが、それぞれの水平足
を連結リンクとして水平に保ったまま同一速度で回転を
続けるためには歯車機構を採用する。走行面が平坦な場
合は、内輪と外輪の踏面が走行面上を回転し通常の車両
と同様に走行する。階段などの段差を乗り越えるために
は、前進位置にある外輪が段差に乗り上げると平行四辺
形リンクのフレ−ムの垂直辺が傾斜するので、その傾斜
角を振り子により検出してサ−ボ機構がウォ−ム構造を
作動させ、平行四辺形の垂直ビ−ムを常に垂直に維持し
前記の水平足が常に水平に維持されるので、水平足が滑
り落ちること無く人間の足のように段差の踏み付けなが
ら車輪の回転に伴って上方に移動して車両全体を持上げ
段差を乗り越えることにより上記の課題を解決した。
【００１０】
【作用】平行四辺形リンクを応用した本発明の足付き移
動車両の作動を理解し易くするために図５〜図７を参照
して作動原理について説明する。図５に示す平行四辺形
のリンク組立体５０において、下水平リンク５２は、左
右の連結ピンを越えて上水平リンク５１よりも幾分長く
され、本発明の足付き移動車両の複数の足となる。上水
平リンク５１をその位置に静止して、矢印Ａ1 又はＡ2
の方向に旋回すると、下水平リンク５２は水平姿勢を維
持してまま上水平リンク５１の周りを旋回する。図６
は、図５に示した平行四辺形のリンク組立体５０の上水
平リンク５１を固定の水平リンクとし、その周りに複数
個（この列では８個）の水平リンク５２を放射状に組み
合わせて配置した図であり、足となる水平リンク５２の
図で、左側の連結点５２ａは、水平リンク５１の中心５
１ｃを中心とする円の周縁上に、水平リンク５１の右側
の連結点５２ｂは水平リンク５１の中心５１ｄを中心と
する円の周縁上に位置する。更に図７は、図６に示す中
央部の水平リンク５１と、周辺部の水平リンク５２と
を、互に平行で水平リンク５２の厚みより少し大きい間
隔を保ち、それぞれの中心が水平リンクの穴ピッチＰだ
け前後にずれている２個の円板５４，５５の周縁に配置
し、それぞれの斜行または垂直リンク５３を円板５４
と，５５の直径部分に置き換えた関係を示す図であり、
円板５４と５５は、それぞれ本考案による足付き移動車
両の内輪，外輪に相当し、中央水平リンク５１の穴５１
ｃ，５１ｄと円板５５，５４の中心穴，５５ｃ、５４ｄ
とがそれぞれ合致してピンで回転可能に接続される。一
方周辺水平リンク５２の穴５２ａ，５２ｂは円板５４，
５５の周縁付近の穴５４ａ，５５ｂにそれぞれ合致しピ
ンで回転可能に接続される。
動車両の作動を理解し易くするために図５〜図７を参照
して作動原理について説明する。図５に示す平行四辺形
のリンク組立体５０において、下水平リンク５２は、左
右の連結ピンを越えて上水平リンク５１よりも幾分長く
され、本発明の足付き移動車両の複数の足となる。上水
平リンク５１をその位置に静止して、矢印Ａ1 又はＡ2
の方向に旋回すると、下水平リンク５２は水平姿勢を維
持してまま上水平リンク５１の周りを旋回する。図６
は、図５に示した平行四辺形のリンク組立体５０の上水
平リンク５１を固定の水平リンクとし、その周りに複数
個（この列では８個）の水平リンク５２を放射状に組み
合わせて配置した図であり、足となる水平リンク５２の
図で、左側の連結点５２ａは、水平リンク５１の中心５
１ｃを中心とする円の周縁上に、水平リンク５１の右側
の連結点５２ｂは水平リンク５１の中心５１ｄを中心と
する円の周縁上に位置する。更に図７は、図６に示す中
央部の水平リンク５１と、周辺部の水平リンク５２と
を、互に平行で水平リンク５２の厚みより少し大きい間
隔を保ち、それぞれの中心が水平リンクの穴ピッチＰだ
け前後にずれている２個の円板５４，５５の周縁に配置
し、それぞれの斜行または垂直リンク５３を円板５４
と，５５の直径部分に置き換えた関係を示す図であり、
円板５４と５５は、それぞれ本考案による足付き移動車
両の内輪，外輪に相当し、中央水平リンク５１の穴５１
ｃ，５１ｄと円板５５，５４の中心穴，５５ｃ、５４ｄ
とがそれぞれ合致してピンで回転可能に接続される。一
方周辺水平リンク５２の穴５２ａ，５２ｂは円板５４，
５５の周縁付近の穴５４ａ，５５ｂにそれぞれ合致しピ
ンで回転可能に接続される。
【００１１】次に、図７に示す後輪円板５４，前輪円板
５５、中央部水平リンク５１，周辺部水平リンク５２が
組み立てられ図８に示すようにそれぞれが左右２個の前
輪組立体Ｗ1 と後輪組立体Ｗ2 となる。これらの前輪組
立体Ｗ1 と後輪組立体Ｗ2 とが、上水平リンク５６，下
水平リンク５７及び前後の垂直リンク５８，５９を有す
る平行四辺形リンク機構Ｌにより、それぞれ、前、後輪
の中央部水平リンク５１と一体に結合されて、組立体Ｗ
1 とＷ2 とが互いに連結され、進行方向が図で矢印で示
される左方向の場合に車両の左側の前、後輪を形成す
る。図８において、この車両が前進し、前、後輪を支持
する平行四辺形Ｌが矩形の形状を保持したままで水平リ
ンク５２の一つが段差Ｓの角Ｅに引掛っている場合を想
定すると、水平リンク５２は水平面Ｇに対し段差でＷ1
が持ち上げられた分だけ鉛直線に対し角度θだけ傾斜す
ることになり、このままでは段差Ｓの部分で水平リンク
５２が滑り落ちる可能性がある。そこで、水平リンク５
６から吊り下げられた振り子６１ｐにより傾斜角θを検
出しサ−ボ機構によりウォ−ム構造を即座に作動させ、
垂直リンク５８，５９を垂直に維持するようにすれば、
「足」である水平リンク５２は水平に維持され、円板５
４，５５が回転するに従い、水平リンク５２は人間の足
が階段面を踏付けて身体全体を持ち上げて階段を登るよ
うに、車輪組立体Ｗ1 とＷ2 との連結体は水平リンク５
２が滑り落ちることなく段差上昇、下降することができ
る。図９に示すように、車輪組立体Ｗ1 とＷ2 との間に
２つの段差が存在し鉛直線に対し一層大きい角度αだけ
傾斜する場合でも、垂直リンク５８，５９を垂直に維持
するようにすれば、上記の作動原理から、本発明による
足付き移動車両の足が常に水平に維持されて、段差や階
段をスリップすることなく確実に昇ったり降りたりする
作用が容易に理解される。
５５、中央部水平リンク５１，周辺部水平リンク５２が
組み立てられ図８に示すようにそれぞれが左右２個の前
輪組立体Ｗ1 と後輪組立体Ｗ2 となる。これらの前輪組
立体Ｗ1 と後輪組立体Ｗ2 とが、上水平リンク５６，下
水平リンク５７及び前後の垂直リンク５８，５９を有す
る平行四辺形リンク機構Ｌにより、それぞれ、前、後輪
の中央部水平リンク５１と一体に結合されて、組立体Ｗ
1 とＷ2 とが互いに連結され、進行方向が図で矢印で示
される左方向の場合に車両の左側の前、後輪を形成す
る。図８において、この車両が前進し、前、後輪を支持
する平行四辺形Ｌが矩形の形状を保持したままで水平リ
ンク５２の一つが段差Ｓの角Ｅに引掛っている場合を想
定すると、水平リンク５２は水平面Ｇに対し段差でＷ1
が持ち上げられた分だけ鉛直線に対し角度θだけ傾斜す
ることになり、このままでは段差Ｓの部分で水平リンク
５２が滑り落ちる可能性がある。そこで、水平リンク５
６から吊り下げられた振り子６１ｐにより傾斜角θを検
出しサ−ボ機構によりウォ−ム構造を即座に作動させ、
垂直リンク５８，５９を垂直に維持するようにすれば、
「足」である水平リンク５２は水平に維持され、円板５
４，５５が回転するに従い、水平リンク５２は人間の足
が階段面を踏付けて身体全体を持ち上げて階段を登るよ
うに、車輪組立体Ｗ1 とＷ2 との連結体は水平リンク５
２が滑り落ちることなく段差上昇、下降することができ
る。図９に示すように、車輪組立体Ｗ1 とＷ2 との間に
２つの段差が存在し鉛直線に対し一層大きい角度αだけ
傾斜する場合でも、垂直リンク５８，５９を垂直に維持
するようにすれば、上記の作動原理から、本発明による
足付き移動車両の足が常に水平に維持されて、段差や階
段をスリップすることなく確実に昇ったり降りたりする
作用が容易に理解される。
【００１２】
【実施例】本発明による足付き移動車両の一実施例の車
体を除いた平面図及び側面図を、それぞれ図１及び図２
に、図１のＡ矢視及びＢ矢視部分図を、それぞれ図３及
び図４に示すが、図１〜図４に付した符号は上記の説明
図との混同を避けるために６０以上の数字を使用した。
図１で左方を走行方向として見た場合、フレ−ム６１
は、進行方向に対し左側の平行四辺形のリンク機構Ｌ1
を形成する上、中間および下の３本の水平ビ−ム６１
ａ，６１ｂおよび６１ｃと、前後の垂直ビ−ム６１ｄ，
６１ｅとは、それぞれ、ピンボルト６２（図１参照）に
より回転自在に組み立てられ、同様にして、Ｌ1 と対称
形の右側の平行四辺形のリンク機構Ｌ2 と、Ｌ1 とＬ2
を横断方向に連結する上，下の矩形プレ−ト６３ａ，６
３ｂとは（図３参照）ピンボルト６２で連結されてい
る。図１及び図３に示すように、垂直ビ−ム６１ｄに近
い外側に垂直ビ−ム６１ｄと平行に角形断面を有する垂
直ブロック６４が水平な上，下の支持軸６５ａ，６５ｂ
により支持軸６５ａ，６５ｂに回転自在に支持され、垂
直ブロック６４の中心近くにある穴６４ａに打込まれた
軸受メタル６４ｂに駆動軸６５が回転自在に支持され、
駆動軸６５の先端に小歯車６６が固定されている。この
小歯車６６に係合する歯車６７は内輪６８のハブ６８ａ
に固定され、ハブ６８ａ及び内輪６８を貫通する中心穴
６８ｂを、垂直ブロック６４に直角に固定された軸６４
ｃが貫通して（図１の右前車輪Ｗ2 付近の部分切断部参
照）、先端に内輪６８と外輪６９との間の中心に位置さ
れる水平バ−７０（図７，９の水平リンク５１に相当す
る）が固定されている。
体を除いた平面図及び側面図を、それぞれ図１及び図２
に、図１のＡ矢視及びＢ矢視部分図を、それぞれ図３及
び図４に示すが、図１〜図４に付した符号は上記の説明
図との混同を避けるために６０以上の数字を使用した。
図１で左方を走行方向として見た場合、フレ−ム６１
は、進行方向に対し左側の平行四辺形のリンク機構Ｌ1
を形成する上、中間および下の３本の水平ビ−ム６１
ａ，６１ｂおよび６１ｃと、前後の垂直ビ−ム６１ｄ，
６１ｅとは、それぞれ、ピンボルト６２（図１参照）に
より回転自在に組み立てられ、同様にして、Ｌ1 と対称
形の右側の平行四辺形のリンク機構Ｌ2 と、Ｌ1 とＬ2
を横断方向に連結する上，下の矩形プレ−ト６３ａ，６
３ｂとは（図３参照）ピンボルト６２で連結されてい
る。図１及び図３に示すように、垂直ビ−ム６１ｄに近
い外側に垂直ビ−ム６１ｄと平行に角形断面を有する垂
直ブロック６４が水平な上，下の支持軸６５ａ，６５ｂ
により支持軸６５ａ，６５ｂに回転自在に支持され、垂
直ブロック６４の中心近くにある穴６４ａに打込まれた
軸受メタル６４ｂに駆動軸６５が回転自在に支持され、
駆動軸６５の先端に小歯車６６が固定されている。この
小歯車６６に係合する歯車６７は内輪６８のハブ６８ａ
に固定され、ハブ６８ａ及び内輪６８を貫通する中心穴
６８ｂを、垂直ブロック６４に直角に固定された軸６４
ｃが貫通して（図１の右前車輪Ｗ2 付近の部分切断部参
照）、先端に内輪６８と外輪６９との間の中心に位置さ
れる水平バ−７０（図７，９の水平リンク５１に相当す
る）が固定されている。
【００１３】中央部水平バ−７０の軸６４ｃとの固定位
置からピッチｐ（図５参照）の位置には、後述する足７
１の取付ねじ穴７１ａと同様な取付ねじ穴が設けられ足
７１の取付植込みボルト７２、座金７３と同様なボル
ト、座金で外輪６９が打込み軸受メタルを介して回転可
能に取り付けられている。垂直で平行な内輪６８と外輪
６９との間の周辺部には、両者の間隔より少し小さい巾
を有する前述した角棒形の足７１が等角度間隔に配置さ
れ、その足７１にはピッチｐで２個の取付ねじ穴が設け
られ、図２の左前車輪Ｗ1 では、右の取付ねじ穴７１ｂ
は内輪６８に、左の取付ねじ穴７１ａは外輪６９に連結
され、その連結方法は図３に示すように取付植込みボル
ト７２のねじ部が取付ねじ穴７１ａと７１ｂに螺合し、
ボルトの首下段部が外輪６９（又は内輪６８）に打ち込
まれた軸受メタル７４と係合している。この足７１の長
さは、それぞれの外周から出来るだけ長く突出するのが
好ましいが、内輪６８、外輪６９が連携して回転したと
きに、相互に突当たらない長さの範囲に設定する必要が
ある。上記は主として左前車輪Ｗ1 について説明したが
右前車輪Ｗ2 及び左，右の後車輪Ｗ3 ，Ｗ4 も全く同様
な構造である。上記の前後、左右の車輪と、それぞれの
内輪と外輪を円盤状の車輪として図示したが、課題を解
決する手段の項でのべたように、円盤状の車輪に代わり
スポ−クとリムから成る車輪でもよく、内輪と外輪の中
進行方向に対し後退して配置される車輪では、その車輪
に連結される複数の単位平行四辺形リンク中の、足とさ
れないリンク自体をスポ−クとして利用したり、多数の
スポ−クを有する車輪ではリンクをスポ−クに装着する
ようにし、さらに踏面となるリムを省略した構造として
もよい。車輪のこのような構造は、本発明の対象とする
移動車両では均等の構造と考えられるので、それぞれの
図示と説明を省略する。
置からピッチｐ（図５参照）の位置には、後述する足７
１の取付ねじ穴７１ａと同様な取付ねじ穴が設けられ足
７１の取付植込みボルト７２、座金７３と同様なボル
ト、座金で外輪６９が打込み軸受メタルを介して回転可
能に取り付けられている。垂直で平行な内輪６８と外輪
６９との間の周辺部には、両者の間隔より少し小さい巾
を有する前述した角棒形の足７１が等角度間隔に配置さ
れ、その足７１にはピッチｐで２個の取付ねじ穴が設け
られ、図２の左前車輪Ｗ1 では、右の取付ねじ穴７１ｂ
は内輪６８に、左の取付ねじ穴７１ａは外輪６９に連結
され、その連結方法は図３に示すように取付植込みボル
ト７２のねじ部が取付ねじ穴７１ａと７１ｂに螺合し、
ボルトの首下段部が外輪６９（又は内輪６８）に打ち込
まれた軸受メタル７４と係合している。この足７１の長
さは、それぞれの外周から出来るだけ長く突出するのが
好ましいが、内輪６８、外輪６９が連携して回転したと
きに、相互に突当たらない長さの範囲に設定する必要が
ある。上記は主として左前車輪Ｗ1 について説明したが
右前車輪Ｗ2 及び左，右の後車輪Ｗ3 ，Ｗ4 も全く同様
な構造である。上記の前後、左右の車輪と、それぞれの
内輪と外輪を円盤状の車輪として図示したが、課題を解
決する手段の項でのべたように、円盤状の車輪に代わり
スポ−クとリムから成る車輪でもよく、内輪と外輪の中
進行方向に対し後退して配置される車輪では、その車輪
に連結される複数の単位平行四辺形リンク中の、足とさ
れないリンク自体をスポ−クとして利用したり、多数の
スポ−クを有する車輪ではリンクをスポ−クに装着する
ようにし、さらに踏面となるリムを省略した構造として
もよい。車輪のこのような構造は、本発明の対象とする
移動車両では均等の構造と考えられるので、それぞれの
図示と説明を省略する。
【００１４】次に図１及び図２を参照して駆動機構につ
いて説明する。フレ−ム６１のほぼ中央位置に、支持ブ
ラケット（図示せず）を介して中間ビ−ム６１ｂに蓄電
池駆動の両軸電動機Ｍが取り付けられ、その両軸に伝動
軸７５が連結され、伝動軸７５の電動機Ｍと反対側は差
動歯車７６を介して左，右の駆動軸６５，６５に連結さ
れている。さらに、図１及び図２に示すようにフレ−ム
６１の左側の上水平ビ−ム６１ａの中央付近に振り子６
１ｐが取り付けられ、図１及び図４に示すように右側の
中間水平ビ−ム６１ｂの中央付近にウォ−ム構造７７が
設けられて、中間水平ビ−ム６１ｂに取り付けられた取
付プレ−ト７７ａが設けられ、この取付プレ−ト７７ａ
に固定されたサ−ボモ−タＭS がウォ−ム７７ｂに接続
されウォ−ム７７ｂに係合するウォ−ムホイ−ル７７ｃ
は、中間水平ビ−ム６１ｂに固定されている軸７７ｄの
周りに回転し、ウォ−ムホイ−ル７７ｃに固定されたプ
レ−ト７７ｅには、上水平ビ−ム６１ａに明けられた穴
（図示せず）に係合するピン７７ｆが固定されている。
また図示しない振り子Ｐの傾斜角検出部と、サ−ボモ−
タＭS 及び制御部より成るサ−ボ機構の制御部と、電動
機Ｍとの制御部とを含む全制御部７８は、図１と図２に
示すように左，右の上水平ビ−ム６１ａ，６１ａに装着
されている。
いて説明する。フレ−ム６１のほぼ中央位置に、支持ブ
ラケット（図示せず）を介して中間ビ−ム６１ｂに蓄電
池駆動の両軸電動機Ｍが取り付けられ、その両軸に伝動
軸７５が連結され、伝動軸７５の電動機Ｍと反対側は差
動歯車７６を介して左，右の駆動軸６５，６５に連結さ
れている。さらに、図１及び図２に示すようにフレ−ム
６１の左側の上水平ビ−ム６１ａの中央付近に振り子６
１ｐが取り付けられ、図１及び図４に示すように右側の
中間水平ビ−ム６１ｂの中央付近にウォ−ム構造７７が
設けられて、中間水平ビ−ム６１ｂに取り付けられた取
付プレ−ト７７ａが設けられ、この取付プレ−ト７７ａ
に固定されたサ−ボモ−タＭS がウォ−ム７７ｂに接続
されウォ−ム７７ｂに係合するウォ−ムホイ−ル７７ｃ
は、中間水平ビ−ム６１ｂに固定されている軸７７ｄの
周りに回転し、ウォ−ムホイ−ル７７ｃに固定されたプ
レ−ト７７ｅには、上水平ビ−ム６１ａに明けられた穴
（図示せず）に係合するピン７７ｆが固定されている。
また図示しない振り子Ｐの傾斜角検出部と、サ−ボモ−
タＭS 及び制御部より成るサ−ボ機構の制御部と、電動
機Ｍとの制御部とを含む全制御部７８は、図１と図２に
示すように左，右の上水平ビ−ム６１ａ，６１ａに装着
されている。
【００１５】次に作動について説明すると、電動機Ｍに
よる回転駆動は前，後の伝動軸７５から差動歯車７６を
介して駆動軸６５，小歯車６６，歯車６７，ハブ６８
ａ，内輪６８（左，右，前，後の）に伝動されて、平坦
面では足付き移動車両を各車輪の踏面と走行路との回転
摩擦接触により走行させる。段差又は階段に衝き当って
図８または９に示す状態になると、振り子６１ｐの鉛直
線に対する傾斜角は図示しないサ−ボ機構の傾斜角検出
部によって検出されて、制御部７５からの信号でサ−ボ
モ−タＭS が即座にウォ−ム７７ｂ、ウォ−ムホイ−ル
７７ｃを回転させ、ピン７７ｆが矢印Ｆ方向に回転し
て、垂直ビ−ム６２（図９の５８と５９に相当する）
を、水平ビ−ム６１ａ（図９では５６）に対して所定の
角度だけ傾斜させ水平面に対して垂直に維持するので、
垂直ブロック６４も垂直、従って垂直ブロック６４に軸
６４ｃを介して直角に固定された足７１は、水平に維持
され段差に引掛っても滑り落ちることなく、階段の上面
を踏付け人間の足が階段を登るのと同様に上昇し内、外
輪６８，６９の回転で足付き移動車両は段差を昇る。下
降も同様である。この実施例では傾斜角検出部を振り子
６１ｐとし、傾斜角の修正はウォ−ム機構とサ−ボモ−
タＭS を組み合わせるようにしたが，他の傾斜角検出部
と傾斜角修正手段でもよいことは勿論である。
よる回転駆動は前，後の伝動軸７５から差動歯車７６を
介して駆動軸６５，小歯車６６，歯車６７，ハブ６８
ａ，内輪６８（左，右，前，後の）に伝動されて、平坦
面では足付き移動車両を各車輪の踏面と走行路との回転
摩擦接触により走行させる。段差又は階段に衝き当って
図８または９に示す状態になると、振り子６１ｐの鉛直
線に対する傾斜角は図示しないサ−ボ機構の傾斜角検出
部によって検出されて、制御部７５からの信号でサ−ボ
モ−タＭS が即座にウォ−ム７７ｂ、ウォ−ムホイ−ル
７７ｃを回転させ、ピン７７ｆが矢印Ｆ方向に回転し
て、垂直ビ−ム６２（図９の５８と５９に相当する）
を、水平ビ−ム６１ａ（図９では５６）に対して所定の
角度だけ傾斜させ水平面に対して垂直に維持するので、
垂直ブロック６４も垂直、従って垂直ブロック６４に軸
６４ｃを介して直角に固定された足７１は、水平に維持
され段差に引掛っても滑り落ちることなく、階段の上面
を踏付け人間の足が階段を登るのと同様に上昇し内、外
輪６８，６９の回転で足付き移動車両は段差を昇る。下
降も同様である。この実施例では傾斜角検出部を振り子
６１ｐとし、傾斜角の修正はウォ−ム機構とサ−ボモ−
タＭS を組み合わせるようにしたが，他の傾斜角検出部
と傾斜角修正手段でもよいことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】上記のような比較的簡単で計量な構造で
あり、制御要素も少ないので安価に製作され、しかも段
差，階段をスリップすることなく確実に上昇，下降する
ことができる移動車両が得られる。
あり、制御要素も少ないので安価に製作され、しかも段
差，階段をスリップすることなく確実に上昇，下降する
ことができる移動車両が得られる。
【図１】本発明のよる足付き移動車両の一実施例の車体
を除いた平面図である。
を除いた平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ矢視一部切断部分拡大図である。
【図４】図１のＢ矢視部分拡大図である。
【図５】基本の平行四辺形リンクの原理説明図である。
【図６】図５の放射状組み合わせ配置図である。
【図７】図６の水平リンクを残し斜行リンクを円板に置
き換えた関係を示す図である。
き換えた関係を示す図である。
【図８】図７の組立体２個を平行四辺形リンクで結合
し、水平リンク（足）が段差に引掛った状態を示す図で
ある。
し、水平リンク（足）が段差に引掛った状態を示す図で
ある。
【図９】図８の状態よりも段差による傾斜角が大きい場
合にも、足となる水平リンクの全てが水平にされた状態
を示す図である。
合にも、足となる水平リンクの全てが水平にされた状態
を示す図である。
【図１０】クロ−ラ走行車「HELIOS-II 」の斜視図であ
る。
る。
【図１１】スプリング車輪型「HELIOS-III」が階段を昇
る図である。
る図である。
【図１２】節体幹型移動ロボット「蛟龍−Ｉ」の側面斜
視図である。
視図である。
【図１３】ハイブリッド型の防災ロボットの斜視図であ
る。
る。
【図１４】ハイブリッド型「Ｃｈａｒｉｏｔ」の斜視図
である。
である。
６１ フレ−ム ６１ａ 上水平ビ−ム ６１ｂ 中間水平ビ−ム ６１ｃ 下水平ビ−ム ６１ｄ，６１ｅ 前後垂直ビ−ム ６１ｐ 振り子 ６５ 回転軸 ６８ 内輪 ６９ 外輪 ７０ 中央部水平リンク ７１ 足 ７７ａ，７７ｂ，７７ｃ 傾斜修正装置 Ｅ 角部 Ｌ1 ，Ｌ2 リンク機構 Ｍ 電動機 Ｍｓ サ−ボモ−タ Ｓ 段差 Ｗ1 ，Ｗ2 前車輪 Ｗ3 ，Ｗ4 後車輪 α、θ 傾斜角度
Claims (5)
- 【請求項１】 車体と；水平面に対し常時垂直に保持さ
れる前、後の垂直ビ−ムと、これらの前、後の垂直ビ−
ムのそれぞれの上下端を連結する側方ビ−ムとを有する
単位平行四辺形リンク機構の複数が進行方向に対し横断
方向に連結されて前記車体を支持するフレ−ムと；前記
フレ−ムのほぼ前端と後端近くの左右両側にそれぞれ装
着される１対の前輪および後輪と；前記フレ−ムに装着
され前記の前，後輪を駆動する原動機と；前記フレ−ム
に取り付けられ進行方向前方の前輪が段差に乗り上げた
場合に前記フレ−ムの傾斜角を検知し垂直ビ−ムを垂直
位置に修正する傾斜修正装置とを有し；前記前輪および
後輪のそれぞれは、内輪と外輪とが互に所定の間隔を保
って平行に配置され、それぞれの軸心部を所定ピッチだ
け前後にずれて連結する中央部水平リンクと、さらにそ
れぞれの周縁部の対応位置を前記中央部水平リンクと同
一のピッチで連結する２つの連結点を有する板状または
棒状の複数個の足であって、常時水平に保たれその少な
くとも一方端が内輪または外輪の周縁よりも外方に突出
する足とを有し、前記原動機により駆動されて、それぞ
れが平行に保持されたまま一体に回転可能にされ；左右
の前輪同士と後輪同士とはそれぞれの回転軸に対称に、
前記の前輪と後輪とは両者の中間の横断中心線に対し対
称に配置され；平坦な走行面では各車輪の踏面の回転に
より走行し、階段など段差のある部分では、段差によっ
て前輪と後輪間に生じた傾斜角を検知して前記の垂直ビ
−ムを垂直に修正することにより、段差の角部に乗り上
げた足によって段差面を踏み付け車輪の回転によって車
体全体を上方に持ち上げ段差を乗り越え前進を続けるこ
とを特徴とする足付き移動車両。 - 【請求項２】 前記前輪および後輪のそれぞれの内輪と
外輪とが、円盤状および／またはスポ−ク車輪とされる
請求項１記載の足付き移動車両。 - 【請求項３】 前記前輪および後輪のそれぞれの内輪と
外輪の中で進行方向に対し後退して配置される車輪は、
この車輪に連結される複数の単位平行四辺形リンク機構
中の互いに平行な１対の足と車輪とのそれぞれの連結点
を結ぶリンクが、この車輪のスポ−クに装着されるか、
あるいは該リンク自体がその車輪のスポ−クの少なくと
も一部を構成し、踏面となるリム部が省略されているこ
とを特徴とする請求項１記載の足付き移動車両。 - 【請求項４】 前記フレ−ムは、前記の単位平行四辺形
リンク機構の２個が横断方向に連結され、前記の内輪は
外輪に対し進行方向に対し所定のピッチだけ後退して配
置されていることを特徴とする請求項１から３までのい
ずれかに記載の足付き移動車両。 - 【請求項５】 前記傾斜修正装置は、前記フレ−ムを構
成する平行四辺形リンクの側方ビ−ムに取り付けられ前
記垂直ビ−ムの鉛直線に対する傾斜角を検出する振り子
と、ウォ−ム構造と、検出された傾斜角に応じて前記の
ウォ−ム構造を連動させ、前記垂直ビ−ムを垂直に保持
するサ−ボ機構とを含んで構成されることを特徴とする
請求項１から４までのいずれかに記載の足付き移動車
両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209427A JPH0632263A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 足付き移動車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209427A JPH0632263A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 足付き移動車両 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0632263A true JPH0632263A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16572692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209427A Pending JPH0632263A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 足付き移動車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632263A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-07-15 JP JP4209427A patent/JPH0632263A/ja active Pending
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