JPH07156898A - 宇宙探査用車両 - Google Patents

宇宙探査用車両

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JPH07156898A
JPH07156898A JP30195693A JP30195693A JPH07156898A JP H07156898 A JPH07156898 A JP H07156898A JP 30195693 A JP30195693 A JP 30195693A JP 30195693 A JP30195693 A JP 30195693A JP H07156898 A JPH07156898 A JP H07156898A
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space exploration
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Yusaku Yanai
内 雄 作 谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地表面の状態によって走行不能になった場合
に、その状態から自力で脱出することができる宇宙探査
用車両を提供する。 【構成】 複数の車輪で走行する宇宙探査用車両におい
て、車体B1と各車輪W1の間に、車軸7を下方向に回
動させる車軸回動機構8を設けると共に、各車輪W1
が、通常走行用の主車輪M1の側部に、円周方向にわた
って複数のリブ5による凹凸を有する脱出用車輪E1を
備えている宇宙探査用車両R1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、とくに、地球以外の天
体を探査するのに用いられる宇宙探査用車両に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】この種の宇宙探査用車両としては、月や
火星を無人探査するために開発されているものがある。
これらの車両は、地球からの無線操縦あるいは自律的な
制御により障害物を乗り越えたり回避したりしながら走
行し、長距離移動を行うこととなる。このため、宇宙探
査用車両の車輪には、衝撃の吸収や障害物の乗り越えに
対処し得る弾力性が要求されると共に、交換やメンテナ
ンスが不可能であることから充分な耐久性を考慮してお
く必要がある。
【0003】なお、宇宙探査用車両は、例えば、平成4
年9月30日に丸善が発行した「第2版・航空宇宙工学
便覧」の第830および831頁に記載されており、こ
のほか、米国のアポロ計画で使用された有人の月面車が
公知であり、この月面車にはワイヤメッシュタイヤが使
用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば月は
その表面が小さな岩石や砂で覆われている。このため、
車輪で走行する宇宙探査用車両は、誤って砂地などに入
った場合、地球上の砂地における自動車と同様に車輪が
グリップを失って動けないスタック状態になることが予
想され、また、障害物を乗り越える際に車体の下に岩石
などが入り込んで動けなくなることも予想されることか
ら、このような走行不能の事態に対処し得る機能が要求
されていた。
【0005】
【発明の目的】本発明は、上記したような従来の状況に
鑑みて成されたもので、地表面の状態によって走行不能
になった場合に、その状態から自力で脱出することがで
きる宇宙探査用車両を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決しようとする手段】本発明に係わる宇宙探
査用車両は、複数の車輪で走行する宇宙探査用車両にお
いて、車体と各車輪の間に、車軸を下方向に回動させる
車軸回動機構を設けると共に、各車輪が、通常走行用の
主車輪の側部に、円周方向にわたって複数の凹凸を有す
る脱出用車輪を備えている構成としており、上記構成を
課題を解決するための手段としている。
【0007】
【発明の作用】本発明に係わる宇宙探査用車両では、通
常は主車輪で走行しており、例えば砂地に入り込んでス
タック状態になった場合には、車軸回動機構で車軸およ
び車輪を下方向に回動させることにより、車輪の側部に
設けた脱出用車輪を接地させ、脱出用車輪の円周方向に
わたる複数の凹凸により砂地における車輪のグリップを
確保する。
【0008】また、上記の宇宙探査用車両では、車軸回
動機構で車軸および車輪を下方向に回動させることによ
り、車高を大きくすることが可能である。したがって、
車体の下に岩石などが入り込んで動けなくなった場合に
は、車軸および車輪を下方向に回動させることにより、
走行不能の状態から脱出し得ることとなる。
【0009】
【実施例】図1〜図3は本発明による宇宙探査用車両の
一実施例を説明する図である。
【0010】この実施例の宇宙探査用車両R1は、4個
の車輪W1で走行するものであって、車体B1の外部に
は、車体前方(図3では左方向)に延出する多関節式の
マニピュレータ1、左右前輪の前方の障害物を認識する
ための一対の接触子(片側のみ示す)2通信用のアンテ
ナ3、および太陽電池パネル4などを備えている。
【0011】各車輪W1は、通常の走行に用いられるワ
イヤメッシュ製の主車輪M1の側部に、円周方向にわた
って複数の凹凸を有する脱出用車輪E1を設けた構成に
なっている。この実施例の脱出用車輪E1は、略円錐形
状を成しており、そのテーパ面に、中心部から弧を描い
て外周部に至る複数のリブ5を円周方向に一定間隔で設
けることにより、円周方向にわたって複数の凹凸が形成
してある。これらのリブ5は、図3中の拡大図に示すよ
うに、三角形の断面形状を有している。
【0012】上記の各車輪W1は、その内側に組み込ま
れる個々のモータ6を駆動源とし、モータ6の出力軸で
ある車軸7に連結してあると共に、該車輪W1と車体B
1のシャシーSとの間には、車軸7を下方向に回動させ
て傾斜状態にする車軸回動機構8が設けてある。また、
各モータ6はモータホルダ9を備えている。
【0013】車軸回動機構8は、シャシーSに取付けた
アクチュエータ10、このアクチュエータ10とモータ
ホルダ9の上部とを連結する第1リンク11、およびシ
ャシーSとモータホルダ9の下部とを連結する第2リン
ク12で構成してある。アクチュエータ10は、シリン
ダであって、車体側方に伸縮駆動される状態で取付けて
ある。第1および第2のリンク11,12は、車体前後
方向の軸によって各端部が回動自在である。この車軸回
動機構8は、アクチュエータ10を収縮状態にしている
とき、第1および第2のリンク11,12が互いに平行
で且つ水平な状態となり、車軸7を水平に保っている。
【0014】なお、宇宙探査用車両R1は、上記構成の
ほか、速度センサ、回転センサおよび加速度センサなど
の検出器を各車輪W1に備え、スタック状態における車
輪W1の空転を検出すると共に、補助的手段として、シ
ャシーSの下面に底付きを検出するためのタッチスイッ
チ13が設けてある。
【0015】上記の構成を備えた宇宙探査用車両R1
は、通常では各車軸7を水平に保ち、図1および図3に
示すように主車輪M1で走行する。そして、例えば砂地
に入り込んでスタック状態になった場合には、車輪W1
の空転を検出することによりスタック状態を認識したの
ち、各車軸回動機構8のアクチュエータ10を伸長駆動
して、第1および第2リンク11,12を介して車軸7
および車輪W1を下方向に回動させることにより、図2
に示すように脱出用車輪E1を接地させ、脱出用車輪E
1の複数のリブ5で形成した凹凸により、砂地における
車輪W1のグリップを確保して砂地から脱出する。
【0016】砂地からの脱出後は、脱出用車輪E1のま
まで一定時間もしくは一定距離を走行したところで、車
軸回動機構8により車軸7を水平状態に戻し、再び主車
輪M1による走行を続けることとなる。
【0017】また、上記の宇宙探査用車両R1は、図1
に示す主車輪M1の接地時の車高H1に対して、図2に
示す脱出用車輪E1の接地時の車高H2の方が大きくな
る。したがって、主車輪M1による走行中において、障
害物を乗り越える際に車体B1の下に岩石などが入り込
んで動けなくなった場合には、車輪W1の空転の検出や
タッチスイッチ13による底付きの検出で走行不能状態
であることを認識し、車軸回動機構8により車軸7およ
び車輪W1を下方向に回動させることにより、車高を大
きくして走行不能の状態から脱出し得る。
【0018】図4および図5は本発明による宇宙探査用
車両の他の実施例を説明する図である。
【0019】この実施例の宇宙探査用車両R2は、主車
輪M2の側部にこれよりも直径が若干小さい脱出用車輪
E2を設けた車輪W2を備えている。脱出用車輪M2
は、その外周面に車輪幅方向の直線リブ21を円周方向
に一定間隔で有すると共に、側面に同じく直線リブ22
を放射状に有しており、これらのリブ21,22により
円周方向にわたって複数の凹凸が形成してある。
【0020】また、上記の宇宙探査用車両R2は、先の
実施例の宇宙探査用車両と同様に、駆動源であるモータ
26、車軸27、モータホルダ29、底付き検出用のタ
ッチスイッチ23および車輪W2の空転検出用の検出器
類を備えると共に、車輪W2と車体B2との間に、車軸
27を下方向に回動させて傾斜状態にする車軸回動機構
28が設けてある。
【0021】車軸回動機構28は、車体B2側で下向き
に伸縮駆動されるシリンダであるアクチュエータ30、
車体B2に車体前後方向の軸を介して取付けた横向きT
形の揺動アーム31、およびモータホルダ29の上下に
一端部を連結した上下2本ずつ合計4本のリンク32を
備えている。
【0022】アクチュエータ30は、図4(b)の右方
向となる揺動アーム31の車体中心側の端部に連結して
ある。図4(c)の下側である一方の上下のリンク32
の他端部は、揺動アーム31の上下の端部にそれぞれ連
結してある。また、図4(c)の上側である他方の上下
のリンク32の他端部は、揺動アーム31と一体的に揺
動する連結部材33に連結してある。この車軸回動機構
28は、アクチュエータ30を伸長状態にしていると
き、4本のリンク32が互いに平行で且つ水平な状態と
なり、車軸27を水平に保っている。
【0023】さらに、上記の宇宙探査用車両R2は、車
体B2にコイルを内蔵したダンパー34が設けてあり、
このダンパー34とモータホルダ29の中央部とを保持
ロッド35で連結したサスペンション機構を備えてい
る。
【0024】上記構成を備えた宇宙探査用車両R2は、
通常では図4(b)に示すように車軸27を水平にして
主車輪M2で走行する。そして、例えば砂地に入り込ん
でスタック状態になった場合には、各車軸回動機構28
のアクチュエータ30を収縮駆動して、揺動アーム3
1、連結部材33および各リンク32を介して車軸27
および車輪W2を下方向に回動させることにより、図5
に示すように脱出用車輪E2を接地させ、複数のリブ2
1,22で形成した凹凸によって砂地における車輪W2
のグリップを確保する。
【0025】また、上記の宇宙探査用車両R2は、図4
(b)に示す主車輪M2の接地時の車高H1に対して、
図5に示す脱出用車輪E2の接地時の車高H2の方が大
きくなるので、主車輪W2による走行中において、障害
物を乗り越える際に車体B2の下に岩石などが入り込ん
で動けなくなった場合には、車軸回動機構28により車
軸27および車輪W2を下方向に回動させ、車高を大き
くして走行不能の状態から脱出する。
【0026】なお、上記各実施例では、4個の車輪を備
えた車両とし、全車輪にモータを備えたものとしたが、
車輪の数や駆動輪の数がこれらに限定されることはな
い。また、車軸回動機構の制御にあっても、車体の姿勢
や地表面の状況によっては一部の車輪の車軸回動機構だ
けを作動させるようにしてもよく、さらに、環境認識装
置等により脱出用車輪の使用が予測される地表面が確認
された場合には、予め車軸回動機構を作動させて脱出用
車輪で走行していくことも可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の宇宙
探査用車両によれば、車軸を下方向に回動させる車軸回
動機構と、主車輪の側部に脱出用車輪を備えた車輪とに
よる比較的簡単な構造で、通常走行の状態と脱出走行の
状態が容易に切り換えられ、砂地などに入り込んでスタ
ック状態になった場合に、脱出用車輪によりグリップを
確保してスタック状態から速やかに脱出することができ
る。
【0028】また、上記宇宙探査用車両によれば、車軸
回動機構で車軸および車輪を下方向に回動させることに
よって車高を大きくすることが可能であり、通常走行中
において、障害物を乗り越える際に車体の下に岩石など
が入り込んで動けなくなった場合であっても、車体を上
げることによって走行不能の状態から容易に脱出するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による宇宙探査用車両の一実施例を説明
する正面図である。
【図2】図1に示す宇宙探査用車両の車輪を回動させた
状態を示す正面図である。
【図3】図1に示す宇宙探査用車両の側面図である。
【図4】本発明による宇宙探査用車両の他の実施例を説
明する車輪の側面図(a)、要部の正面図(b)、およ
び平面図(c)である。
【図5】図4に示す宇宙探査用車両の車輪を回動させた
状態を示す正面図である。
【符号の説明】
B1,B2 車体 E1,E2 脱出用車輪 M1,M2 主車輪 R1,R2 宇宙探査用車両 W1,W2 車輪 5,21,22 凹凸を形成するリブ 7,27 車軸 8,28 車軸回動機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の車輪で走行する宇宙探査用車両に
    おいて、車体と各車輪の間に、車軸を下方向に回動させ
    る車軸回動機構を設けると共に、各車輪が、通常走行用
    の主車輪の側部に、円周方向にわたって複数の凹凸を有
    する脱出用車輪を備えていることを特徴とする宇宙探査
    用車両。
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FR3092273A1 (fr) * 2019-02-05 2020-08-07 Olivier Gasc Dispositif anti-ensablage pour véhicule
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CN117246531B (zh) * 2023-10-31 2024-03-29 四川美术学院 一种载人月球车的人机交互及操纵方法、装置

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