JPH07117743A - 宇宙探査用走行車 - Google Patents

宇宙探査用走行車

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JPH07117743A
JPH07117743A JP5270688A JP27068893A JPH07117743A JP H07117743 A JPH07117743 A JP H07117743A JP 5270688 A JP5270688 A JP 5270688A JP 27068893 A JP27068893 A JP 27068893A JP H07117743 A JPH07117743 A JP H07117743A
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司 成 俊 大
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた踏破性を有していると共に、軽量でか
つ小型の宇宙探査用走行車を提供する。 【構成】 4個の駆動輪2と、これらの駆動輪2に支持
される車体3を備え、4個の駆動輪2を車体の前端部,
後端部および両側部に配置すると共に、車体3とこれの
前端部に位置する駆動輪2Fとの間に、駆動輪2Fを車
体3に対して上下方向および車体進行方向に移動可能に
弾性保持する前部懸架装置10を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、衛星や惑星などの天
体を探査するのに利用される宇宙探査用走行車に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】この種の宇宙探査用走行車としては、例
えば火星探査用として研究されているものがある。
【0003】この宇宙探査用走行車には、既に多数確認
されている火星表面の岩や段差などの凹凸を乗り越えな
がら自由に走行できる機能が要求されており、今までに
研究されている宇宙探査用走行車の多くは6輪式のもの
となっている。
【0004】また、このような宇宙探査用走行車には、
探査ロケットの打上げ能力やこの宇宙探査用走行車を火
星まで運搬する宇宙船の搭載能力に応じて、重量および
大きさの制限が課せられることから、できるだけ軽量で
かつ小型なものとすることが要求されており、これを満
足するために、6輪式宇宙探査用走行車の研究がなされ
ている一方で、4輪式宇宙探査用走行車の研究もなされ
ている。
【0005】なお、6輪式の宇宙探査用走行車に関して
は、例えば、日経BP社が発行した「日経メカニカル1
992年11月16日号」の第80頁に記載されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した宇
宙探査用走行車において、6輪式の宇宙探査用走行車で
は、岩や段差などの凹凸の踏破性に優れてはいるもの
の、車輪数の多さから軽量化および小型化には自ずと限
界がある。
【0007】また、図4(a)に示すように、4個の車
輪52を車体53の前後に2個ずつ配して軽量化および
小型化を図った4輪式の宇宙探査用走行車51では、例
えば、尾根RIを直角に横切る場合、図4(b)に示す
ように、車体53の下面が尾根RIに干渉してしまい、
この尾根RIを乗り越えるには、図5(a),(b)に
示すように、尾根RIに対して斜めに進入する必要があ
ることから、踏破性が優れているとは言い難く、走行経
路が制約されるケースが多くなる可能性が高いという問
題を有しており、これらの問題を解決することが従来の
課題となっていた。
【0008】
【発明の目的】この発明は、上記した従来の課題に着目
してなされたもので、優れた踏破性を有しているだけで
なく、軽量でかつ小型の宇宙探査用走行車を提供するこ
とを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる宇宙探
査用走行車は、4個の駆動輪と、前記4個の駆動輪に支
持される車体を備え、前記4個の駆動輪を車体の前端
部,後端部および両側部に配置すると共に、前記車体と
当該車体の前端部および後端部のうちの少なくともいず
れか一方の端部に位置する駆動輪との間に、前記駆動輪
を上下方向および前後方向に移動可能に弾性保持する懸
架装置を設けた構成としたことを特徴としており、この
ような宇宙探査用走行車の構成を前述した従来の課題を
解決するための手段としている。
【0010】そして、一実施態様において、前記懸架装
置を介して車体を支持する駆動輪以外の駆動輪と車体と
の間に、それぞれ独立した懸架装置を設けた構成とし、
必要に応じて採用される実施態様では、駆動輪を当該駆
動輪に内蔵したモータにより作動するものとした構成と
し、より好ましい実施態様において、駆動輪を略球形の
ものとした構成としている。
【0011】
【発明の作用】この発明に係わる宇宙探査用走行車で
は、上記した構成としているので、例えば、上下方向お
よび前後方向に移動可能に弾性保持する懸架装置を車体
の前端部に設けている場合、平坦面の前進時には、前端
部の駆動輪は当該懸架装置により弾性保持され、この
間、当該懸架装置は通常の懸架装置として機能する。
【0012】また、前端部の駆動輪は地形の凹凸に追従
するプローブ的な役割を果たすことから、障害物に遭遇
して前端部の駆動輪がこの障害物に当接すると、当該懸
架装置は前端部の駆動輪を後方側に移動させてショック
アブソーバとして働くため、車体に及ぶ衝撃は小さく抑
えられることとなる。
【0013】次いで、前端部の駆動輪がその駆動力によ
り障害物を登り始めるのと同時に、他の駆動輪の駆動力
とも相俟って、前端部の駆動輪は障害物上に乗り上がる
こととなる。
【0014】そして、前端部の駆動輪が障害物上に乗り
上がると、この前端部の駆動輪には元の状態(宇宙探査
用走行車が平坦面上にある状態)へ復帰させるための弾
性力が当該懸架装置から付与されるので、前端部の駆動
輪の接地荷重が増し、この前端部における駆動輪の接地
荷重増加による引上げ力と、全ての駆動輪の駆動力とに
より、両側部の各駆動輪が障害物上に乗り上がることと
なる。
【0015】これに続いて、前端部の駆動輪および両側
部の駆動輪の各駆動力により、後端部の駆動輪が障害物
上に引き上げられることとなる。
【0016】さらに、この宇宙探査用走行車では、車体
の前端部の駆動輪と後端部の駆動輪との間に、両側部に
配置した2個の駆動輪が位置することから、ホイールベ
ースが実質的に短いものとなり、障害物を乗り越えるに
際して、車体の下面が障害物に干渉することがなく、そ
の結果、優れた踏破性が得られることとなり、走行経路
の選択の自由度も拡がることとなる。
【0017】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
【0018】図1ないし図3はこの発明に係わる宇宙探
査用走行車の一実施例を示している。
【0019】図1に示すように、この宇宙探査用走行車
1は、4個の駆動輪2と、これらの駆動輪2に支持され
る車体3を備えている。
【0020】前記4個の駆動輪2は、車体3の前端部,
後端部および両側部に配置してあり、いずれも表面にト
レッド部2aを有する略球形のものとしてある。
【0021】前記車体3は、複数本のロッドを枠組みし
てなるものであり、この実施例では、この車体3とこれ
の前端部に位置する駆動輪2Fとの間に、この駆動輪2
Fを上下方向および前後方向に移動可能に弾性保持する
前部懸架装置10を設けている。
【0022】即ち、この前部懸架装置10は、車体3の
前部に位置する水平ロッド3aに基端部を回動可能に支
持させたアーム11と、このアーム11の先端部に水平
軸11aを介して基端部を回動可能に支持させたストラ
ット12と、車体3の水平ロッド3aおよび上部水平ロ
ッド3b間に架設したL字ブラケット13を備えている
と共に、伸縮可能としたコイルばね付き緩衝器14を備
えている。そして、この前部懸架装置10は、コイルば
ね付き緩衝器14の一端をL字ブラケット13の屈折部
分に枢着連結すると共に、アーム11とクロスするよう
にして他端をストラット12の基端部寄りの部分に枢着
連結することにより、ストラット12の先端部に支軸4
を介して取付けた駆動輪2Fを上下方向および前後方向
に移動可能に弾性保持するものとしてある。
【0023】また、この実施例において、宇宙探査用走
行車1は、車体3とこの車体3の後端部に位置する駆動
輪2Rとの間に、独立した後部懸架装置20を設けてい
ると共に、車体3とこの車体3の両側部に位置する駆動
輪2SR,2SLとの間に、独立した側部懸架装置30
をそれぞれ設けている。
【0024】後部懸架装置20は、車体3の後部に位置
する水平ロッド3cに基端部を回動可能に支持させると
共に先端部に図示しない支軸を介して駆動輪2Rを取付
けたストラット21と、このストラット21と前記L字
ブラケット13の上部水平ロッド3bから突出する部分
との間に設けた伸縮可能なコイルばね付き緩衝器22を
備えており、後部の駆動輪2Rを上下方向に移動可能に
弾性保持するものとなっている。
【0025】一方、側部懸架装置30は、車体3のサイ
ドロッド3dに基端を回動可能に支持させたサイドアー
ム31と、このサイドアーム31の先端に基端部を固定
したストラット32と、伸縮可能としたコイルばね付き
緩衝器33を備えており、コイルばね付き緩衝器33の
一端を上部水平ロッド3bの端部に枢着連結すると共
に、他端をサイドアーム31の先端に枢着連結すること
により、ストラット32の先端部に図示しない支軸を介
して取付けた側部の駆動輪2(2SR,2SL)を上下
方向に移動可能に弾性保持するようにしている。
【0026】さらに、この実施例において、宇宙探査用
走行車1は、略球形とした4個の駆動輪2の各内部にモ
ータ5および減速機構6をそれぞれ収納しており、モー
タ5は、ストラット12,21,32の駆動輪2に覆わ
れる各先端部寄りに装着してあって、車体3に搭載した
図示しない太陽電池からの電力により作動するものとな
っている。減速機構6はモータ5の出力軸に装着される
ピニオン6aと、このピニオン6aと噛合いかつ駆動輪
2の支軸4に嵌装固定した大径の歯車6bとからなって
おり、4個の駆動輪2はこれらの減速機構6を介して伝
達される各モータ5の動力によりそれぞれ作動するもの
となっている。
【0027】このような宇宙探査用走行車1において、
平坦面の前進時には、図2(a)に示すように、前端部
の駆動輪2Fは上下方向および前後方向に移動可能に弾
性保持する前部懸架装置10のコイルばね付き緩衝器1
4により弾性保持され、この間、前部懸架装置10は通
常の懸架装置として機能する。
【0028】一方、前端部の駆動輪2Fは、前部懸架装
置10により地形の凹凸に追従するプローブ的な役割を
果たすことから、図2(b)に示すように、段差部Sに
遭遇して前端部の駆動輪2Fが段差部Sに当接すると、
前部懸架装置10はそのストラット12の回動により前
端部の駆動輪2Fを後方側に移動させてショックアブソ
ーバとして働くことから、車体3に及ぶ衝撃は小さく抑
えられることとなる。
【0029】続いて、他の駆動輪2R,2SR,2SL
の駆動力により前端部の駆動輪2Fが段差部Sに押付け
られると、図2(c)に示すように、前部懸架装置10
のアーム11が上方向に回動して前端部の駆動輪2Fが
その駆動力により段差部Sを登り始めることとなり、こ
れに他の駆動輪2R,2SR,2SLの駆動力が加味さ
れて、図2(d)に示すように、前端部の駆動輪2Fは
段差部S上に乗り上がることとなる。
【0030】このように、前端部の駆動輪2Fが段差部
S上に乗り上がると、図2(e)に示すように、この前
端部の駆動輪2Fには元の状態(図2(a)に示す状
態)へ復帰させるための弾性力が前部懸架装置10のコ
イルばね付き緩衝器14から付与されるので、前端部の
駆動輪2Fの接地荷重が増し、この駆動輪2Fの接地荷
重増加による引上げ力と、全ての駆動輪2の駆動力とに
より、図2(f)に示すように、両側部の各駆動輪2S
R,2SLが段差部S上に乗り上がることとなり、これ
に続いて、前端部の駆動輪2Fおよび両側部の駆動輪2
SR,2SLの各駆動力により、後端部の駆動輪2Rが
段差部S上に引き上げられ、車体3の全体が段差部Sに
乗り上がることとなる。
【0031】また、この宇宙探査用走行車1では、車体
3の前端部の駆動輪2Fと後端部の駆動輪2Rとの間に
おける両側部に、2個の駆動輪2SR,2SLを配置し
てホイールベースを実質的に短くしていることから、図
3(a),(b)に示すように、尾根Rを乗り越えるに
際して、車体3の下面が尾根Rに干渉することがなく、
その結果、優れた踏破性が得られることとなり、走行経
路の選択の自由度も拡がることとなる。
【0032】この実施例では、車体3とこの車体3の後
端部に位置する駆動輪2Rとの間、および車体3とこの
車体3の両側部に位置する駆動輪2SR,2SLとの間
に、独立した後部懸架装置20および側部懸架装置30
をそれぞれ設けていることから、岩や段差などの凹凸に
対する適応性が向上すると共に、制振性も向上すること
となる。
【0033】また、この実施例において、4個の駆動輪
2の各内部にモータ5および減速機構6をそれぞれ収納
して、各駆動輪2を減速機構6を介して伝達される各モ
ータ5の動力によりそれぞれ作動するものとしており、
駆動系の保護および車体3の下面スペースの確保ならび
に軽量化を図っている。
【0034】さらに、この実施例では、駆動輪2を表面
にトレッド部2aを有する略球形のものとしていること
から、不整地面への様々な接触状態に対処することが可
能となる。
【0035】なお、この発明に係わる宇宙探査用走行車
の詳細な構成は、上記した実施例に限定されるものでは
なく、例えば、駆動輪を上下方向および前後方向に移動
可能に弾性保持する懸架装置を車体とこれの後端部に位
置する駆動輪との間に設ける構成とすることも可能であ
る。
【0036】また、駆動輪を上下方向および前後方向に
移動可能に弾性保持する懸架装置として、所定のキャス
タ角を持つ伸縮フォークを用いてもよい。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
宇宙探査用走行車では、上記した構成としたため、軽量
でかつ小型のものとすることが実現できるうえ、ホイー
ルベースが実質的に短くなると共に、駆動輪を上下方向
および前後方向に移動可能に弾性保持する懸架装置を設
けた側の駆動輪は、地形の凹凸に追従するプローブ的な
役割を果たす、すなわち、6輪式の宇宙探査用走行車に
おける前2輪と同様の機能を果たすことから、機能面に
おいて、従来の6輪式宇宙探査用走行車が有する踏破性
を維持ないし向上させることができるという極めて優れ
た効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる宇宙探査用走行車の一実施例
を示す斜視説明図である。
【図2】(a) 図1の宇宙探査用走行車が平坦面上を
走行している際の動作説明図である。 (b) 図1の宇宙探査用走行車が段差部に遭遇した際
の動作説明図である。 (c) 図1における宇宙探査用走行車の前端部駆動輪
が段差部を登っている状況を示す動作説明図である。 (d) 図1における宇宙探査用走行車の前端部駆動輪
が段差部に乗り上がる際の動作説明図である。 (e) 図1における宇宙探査用走行車の両側部駆動輪
が段差部を登っている状況を示す動作説明図である。 (f) 図1における宇宙探査用走行車の両側部駆動輪
が段差部に乗り上がる際の動作説明図である。
【図3】(a) 図1の宇宙探査用走行車が尾根を乗り
越える状況を簡略的に示す平面説明図である。 (b) 図3(a)における宇宙探査用走行車の側面方
向からの説明図である。
【図4】従来の4輪式宇宙探査用走行車が尾根を直角に
乗り越える状況を簡略的に示す平面説明図である。 (b) 図4(a)における4輪式宇宙探査用走行車の
側面方向からの説明図である。
【図5】従来の4輪式宇宙探査用走行車が尾根に対して
斜めに進入して乗り越える状況を簡略的に示す平面説明
図である。 (b) 図5(a)における4輪式宇宙探査用走行車の
側面側面方向からの説明図である。
【符号の説明】
1 宇宙探査用走行車 2(2F,2R,2SR,2SL) 駆動輪 3 車体 5 モータ 10 前部懸架装置 20 後部懸架装置 30 側部懸架装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B64G 1/16 7331−3D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4個の駆動輪と、前記4個の駆動輪に支
    持される車体を備え、前記4個の駆動輪を車体の前端
    部,後端部および両側部に配置すると共に、前記車体と
    当該車体の前端部および後端部のうちの少なくともいず
    れか一方の端部に位置する駆動輪との間に、前記駆動輪
    を上下方向および前後方向に移動可能に弾性保持する懸
    架装置を設けたことを特徴とする宇宙探査用走行車。
  2. 【請求項2】 前記懸架装置を介して車体を支持する駆
    動輪以外の駆動輪と車体との間に、それぞれ独立した懸
    架装置を設けた請求項1に記載の宇宙探査用走行車。
  3. 【請求項3】 駆動輪を当該駆動輪に内蔵したモータに
    より作動するものとした請求項1または請求項2に記載
    の宇宙探査用走行車。
  4. 【請求項4】 駆動輪を略球形のものとした請求項1な
    いし請求項3のいずれかに記載の宇宙探査用走行車。
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