JPS60176871A

JPS60176871A - ロボツトの走行装置

Info

Publication number: JPS60176871A
Application number: JP59032639A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iida; 飯田　均
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-09-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明はロボットの走行装置に係り、特にクローラ型
の走行装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、原子カプラントの保守・点検作業は、作業者の
被曝を低減するため、１日当りの作業時間を短かくシ、
かつ多人数の作業者が交替して行っている。そのため、
保守・点検作業の所要時間およびその費用が膨大なもの
となっている。特に、放射線レベルが高い場所では、そ
の傾向が甚だしい。

そこで、原子カプラントの点検作業は、現在、ロボット
を用いて行われる傾向にある。この作業ロボットは、い
ずれも走行装置を備えて移動機能を有するものである。

この走行装置のうち、障害物を乗り越え階段を登降する
ものとして、クローラ型の走行装置が開発されている。

ところが、このクローラ型の走行装置では、障害物を乗
り越え階段全登降する必要上、クローラの高さが障害物
および階段の段差よシも高く設定されている。そのため
走行装置が大型化し、かつその重量が犬となって、制御
性が低下するという欠点を生ずる。

〔発明の目的〕

この発明は上記事実全考慮してなされたものであり、主
要な目的は、障害物や階段の存在する領域をも走行する
ことができる口ｌットの走行装置全提供することである
。

他の目的は、小型軽量で制御性の良好なロボットの走行
装置を提供することである。

〔発明の概要〕

上記の主要な目的を達成するために、この発明に係る口
ｌットの走行装置は、装置本体に一対のクローラを備え
、このクローラにより走行するロボットの走行装置にお
いて、装置本体の走行方向両端部に回転駆動可能なアー
ムが設けられ、このアームが装置本体を支持して上記ク
ローラを、障害物または階段の段差の高さまで持上可能
とじたものである。

さらに、他の目的をも達成するために、ロボットの走行
装置に上記構成に加えて、クローラの高さが、クローラ
駆動源からの力をクローラに伝達するスプロケットの直
径とはは同程度に設定妊れたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は、この発明に係るロボットの走行
装置の一実施例を示す睨明図である。

ロボットの走行装置１は、装置本体３のスズロケットに
クローラ７Ａ、７Ｂが巻き掛けられて構成され、さらに
装置本体３には、４つのアーム８Ａ、８Ｂ、８Ｃ，８Ｄ
がクロー２７Ａ、Ｂの外側に設けられる。装置本体３に
は、保守・点検用機器（センサ）等が搭載可能とされる
。

また、装置本体３のフレーム構造は、平行に延在する一
対のサイドフレーム９間にフロアフレーム１１を掛は渡
すことにより形成される。このフロ（３）アフレーム１１には、バッテリー１３、駆動制御装置１
５および受信装置１７が配設される。また、一対のサイ
ドフレーム９のそれぞれの両端部には、エンドフレーム
１９，２０，２１．２２がサイドフレーム９と同方向に
延在して固定される。

エンドフレーム１９の内側には、クローラ駆動源２３Ａ
がエンドフレーム２１に向って配設される。このクロー
ラ駆動源２３Ａは、電動モータ２５Ａと、この電動モー
タ２５Ａに結合される減速機ｎとからなり、この減速機
ごがエンドフレーム１９に固着される。減速機ｎの軸は
エンドフレーム１９を貫通してこのエンドフレーム１９
の外側まで延び、この軸１９の先端部Ｋｍ動スプロケツ
）２９Ａが固定される。

エンドフレームｎにも同様にして駆動スプロケット２９
Ｂが、さらにクローラ駆動源２３Ｂを構成する電動モー
タ２５Ｂおよび減速機ｒが設けられる。

さらに、エンドフレーム加、２１のそれぞれの外側には
、従動スプロケツ）３１Ａ、３１Ｂが回転可能に軸支さ
れる。この従動スプロケット３１Ａ、Ｂは、駆動スプロ
ケット２９Ａ　、　Ｂとほぼ同一径に形成さく４）れる。

駆動スプロケット２９Ａおよび従動スプロケット３１Ａ
間、駆動スプロケット２９Ｂおよび従動スプロケツ）　
３１　Ｂ間のそれぞれにクローラ７Ａ、７Ｂが巻き掛け
られる。このクローラ７Ａ、Ｂは、駆動スプロケット２
９Ａ、Ｈの回転により駆動される。

また、駆動スプロケツ）２９Ａ、Ｂおよび従動スプロケ
ツ）３１Ａ、Ｈの軸心が同一水平レベルに位置するため
、クローラ７Ａ、Ｂの高さＨＦｉ、駆動および従動スプ
ロケッ）２９Ａ　、　Ｂ　；３１Ａ　、　Ｂの直径とは
は同一に設定される。

また、一対のサイドフレーム９０両端部の外側には、ア
ーム８Ａ、８Ｂ、８０，８Ｄがそれぞれシャフト３５Ａ
　、　３５Ｂ　、　３５Ｃ、３５Ｄを介して回転自在に
支持される。シャフト３５１ｔサイドフレーム９の内側
まで延び、このサイドフレーム９の内側に固定サレる減
速機３９Ａに連結される。この減速機３９Ａには、電動
モータ４１Ａが結合される。したがって、電動モータ４
１Ａの駆動により、減速機３９Ａおよびシャツ）３５Ａ
を介してアーム８Ａが回転駆動可能とされる。

アーム８Ｂ、８Ｃ，８Ｄもアーム８Ａと同様に、それぞ
れシャツ）３５Ｂ　、　３５Ｃ、３５Ｄ−ｉ介して各減
速機３９Ｂ　、　３９Ｃ、３９Ｄおよび、各電動モータ
４１Ｂ。

４１Ｃ，４１Ｄに連結される。そして、アーム８Ｂ。

Ｃ，Ｄもアーム８Ａと同様にして、電動モータ４１Ｂ、
Ｃ，Ｄによりそれぞれ回転駆動可能とされる。アーム８
Ａ−ＤＶｉ、一対のアーム８Ａ、８Ｂを組とし、他の一
対のアーム８Ｂ、８Ｄｅ他の組として、各組ごとに回転
駆動される。

各アーム８Ａ−Ｄの先端部には、車輪３７Ａ。

３７Ｂ　、　３７Ｃ、３７Ｄがそれぞれ回転自在に軸支
される。この車輪３７Ａ−Ｄｉ設けたアーム８Ａ−Ｄの
それぞれの長手方向長さは、移動領域例えば原子カプラ
ントに存在する一１！キや配管等の障害物あるいは階段
の段差の高さまで、装置本体およびクローラ７Ａ、Ｂ’
に持ち上は可能に設定される。

各電動モータ２５Ａ　、　Ｂ　；４１Ａ−Ｄは、駆動制
御装置１５を介してバッテリー１３に電気的に接続され
、このバッテリー１３に電力が供給される。また、駆動
制御装置１５は受信装置１７に電気的に接続される。

この受信装置１７は、遠隔操作の際には、装置本体３に
搭載される図示しないＴＶカメラの映像に基づき制御室
から出力される信号を、また自動走行の際には、装置本
体３に設けられるセンサ等の信号に基づき制御演算器で
演算された信号をそれぞれ受信する。したがって、この
受信装置１７の信号によシ駆動制御装置１５がコントロ
ールされ、各電動モータ２５Ａ　、　Ｂ　；４１Ａ−Ｄ
の作動が制御される。

次に、ロポ゛ット走行装置の走行動作を説明する。

ロゲットの走行装置１が床面または斜面を走行する場合
は、アーム３３　Ａ　−Ｄを床面または斜面に接しない
ように水平またけ上方に位置させ、電動モータ２５Ａ、
Ｂを作動させクローラ７Ａ、Ｂ−ｉ駆動させて走行する
。この装置本体１０走行に、クローラ７Ａ、Ｂを同方向
に同速度で回転させれば、真直ぐに前進または後退する
。また、クローラ７Ａ、Ｂを同方向に速度差を与えて駆
動させれば、所定の回転半径をもって旋回する。さらに
、クローラ７Ａ、Ｂを反対方向に駆動させれば、走行装
（７）置ｉＶｉその場で旋回する。

次に、第４図を参照してロボットの走行装置１がせきを
乗り越える場合につき説明する。なお、せきは、ポンプ
等が設置される床面にこのポンプ等を囲むように形成さ
れ、ポンプ等を離隔して水などの浸入または流出を防止
するものでおる。

ロゲットの走行装置１が床面を走行する際には、アーム
８Ａ−Ｄけ第３図に示すように水平に保持される。この
走行装置１はせき４３の手前に達すると、引き続きクロ
ーラ７Ａ、Ｂを駆動させつつ、走行方向前方側のアーム
８Ａ、Ｃｉ第３図における時計例υに回動させる。その
結果、装置本体３の走行方向前方端部が持ち上がり、こ
の状態で走行装置１はせき４３に向って前進し、第４図
に示すようにクローラ７Ａ、Ｂがせき４３上に乗り上が
る。

せき４３上に乗シ上けられた装置本体３は、引き続き駆
動するクローラ７Ａ、Ｈによりせき４３上を前進する。

この前進時に、アーム８Ａ−ＤＦｉ第４図（ａ）に示す
ように時計例りに回転し、同図（ｂ）に示すように下方
に位置する。そのため、装置本体３（８）はせき４３上を前進する際に、アーム８Ａ−Ｄにその荷
重を支持されて、バランスを保持しながら走行する。

走行装置１が前進して、せき４３が走行装置１の中央よ
り後方に相対移動した際に、アーム８Ａ。

Ｃを第４図（ｂ）に示すように時計例りに回転させる。

これにより、装置本体３は、その荷重がアーム８Ａ、Ｃ
に支持されつつ前進し、その前方端部が徐々に下降する
。装置本体３の前方端部が第４図（ｅ）に示すように接
地した時点で、アーム８Ａ、Ｃは回転を停止し水平に保
持される。

一方、アーム８Ｂ、Ｄけ、装置本体３の前方端部が接地
し、装置本体１の後部が未だせき４３上に載っている時
点で、第４図（ｂ）において時計例りに一回転し、同図
（ｃ）に示すように装置本体１の重量を支持する。アー
ムｓ　Ｂ　、　ＤＨｌこの状態からさらに同方向に回転
する。したがって装置本体３１ｄ、回転するアーム８Ｂ
、Ｄによりその荷重が支持されつつ、引き続き駆動する
クローラ７Ａ、７Ｂにより前進する。このようにして、
口Ｈ？ノット走行装置１はせき４３を乗り越えて走行す
る。

なお、上記動作の説明では、アーム８Ａ、Ｃの側からせ
き４３を乗り越えるものな説明したが、他のアーム８Ｂ
、Ｄの側からせき４３を乗り越える場合には、アーム８
Ｂ、Ｄとアーム８Ａ、Ｃを逆作動させ、かつクローラ７
Ａ、Ｂを逆転させて同様に行なう。

次に、ロボットの走行装置１が階段を登る動作を第５図
に基づいて説明する。

走行装置１は、アーム８Ａ−Ｄ’！に第３図に示すよう
に水平方向に保持して、クローラ７Ａ、Ｂを駆動させる
ことにより床面を走行する。この走行装置１６階段の手
前に到ると、走行方向前方側のアーム８Ａ、Ｃが第３図
において時計廻りに回転して、装置本体３の前方端部が
持ち上がる。走行装置１はこの状態で、引き続き駆動さ
れるクローラ７Ａ、Ｂによ多階段４５に向って走行し、
これによシ装置本体３の前方端部が、第５図−）に示す
ように階段４５の第１段４７　Ａ　Ｋ乗９上がる。

この乗り上は後、クローラ７Ａ、Ｂを駆動させた状態で
アーム８Ａ、Ｃをさらに同方向に回転させ、このアーム
８Ａ、Ｃの車輪３７Ａ、Ｃｉ階段の第１段４７Ａ上に接
地させる。このアーム８Ａ、Ｃの回転とともに、アーム
８Ｂ、Ｄを第５図（ａ）に示すように時計方向に若干回
転させる。この状態からアーム８Ａ、Ｃｉさらに同方向
に回転させ、このアーム８Ａ、Ｃにより第５図（ｂ）に
示すように、装置本体３の前方端部を階段の第２段４７
Ｂまで持ち上げる。

同様にして、アーム８Ａ、Ｃを数回回転させ、第５図（
Ｃ）に示すように走行装置１を階段４５に完全に乗シ上
けさせる。走行装置１はこの状態で引き続き駆動される
クローラ７Ａ、Ｈにより、階段４５上を走行する。この
走行時には、アーム８Ａ−Ｄは、第５図（ｃ）に示すよ
うに水平に保持される。

ロボットの走行装置１は階段４５を乗りきる直前に、そ
の前方端部が階段４５の最終段４７Ｃの上方に突出する
。この時点でアーム８Ａ、（４−反時計方向に回転させ
、このアーム８Ａ、Ｃの車輪３７Ａ。

Ｃを、第５図（ａ）に示すように最終段４７Ｃに接地さ
く１１）せる。と同時に、アーム８Ｂ、Ｄを時計方向に回転させ
て、このアーム８Ｂ　、Ｄの車輪３７Ｂ、Ｄを、最終段
４７Ｃの一または二段手前の段に接地させる。

この状態から、アーム８Ａ−Ｄを上記各方向にさらに回
転させて、装置本体３をほぼ水平に維持させながら、装
置本体３０重量をアーム８Ａ−Ｄで支持させつつ、前進
させる。そして、第５図（ｅ）に示すように、装置本体
３を最終段４７Ｃ上に載せ、引続き駆動されるクローラ
７Ａ、Ｈにより、装置本体３を最終段４７Ｃ上で前進さ
せる。以上の一連の作動により、ロゼツトの走行装置１
は階段４５を乗り終る。

また、ロゼツトの走行装置１が階段４５を下降する場合
には、上記登はん動作とは逆の一連の動作、つまり第５
図（ｅ）〜（、）の動作を順次行なう。

以上のように、この実施例によれば、装置本体３に回転
可能なアーム８Ａ−Ｄを設け、このアーム８Ａ−Ｄが装
置本体３およびクローラ７Ａ、Ｂを持ち上けて、これら
３，７Ａ、Ｂをせき４３または配管等の障害物または階
段４５の段部に乗り上け（１２）させることから、駆動および従動スプロケット２９Ａ、
Ｂ；３１Ａ、Ｂの軸高さ以上の段差ヲ廟する階段または
障害物を乗り越えて走行することができる。したがって
、このロボットの走行装置１を適用してロボットを製作
すればロボットの移動領域を極めて広範化することがで
きる。

また、クローラ７Ａ、Ｂの烏さＨは、駆動および従動ス
プロケット２９Ａ　、　Ｂ　；３１Ａ　、　Ｂの直径と
ほぼ同程度に設定されることから、りｏ−ラフＡ。

Ｂの高さを小さくすることができ、ロボットの走行装置
１の４・型軽量化を図ることができる。したがって、走
行装置１の制御性を良好とし、かつ走行装ｆ１を狭隘な
個所においても走行させることができる。

さらに、せき４３や配管等の障害物を乗り越える際ある
いは階段４５を登降する際に、回転するアーム８Ａ−Ｄ
により装置本体３の句重を支持することから、上記登降
等の際に、装置本体３が下方に大幅に落下することがな
く、衝撃を蒙ることがない。その結果、装置本体３に搭
載される保守・点横用機器（センサ）の故障の発生全防
止することができる。

また、クローラ駆動源２３Ａ　、　Ｂを装置本体３の前
後両端に配設したことから、これらクローラ駆動源２３
Ａ、Ｂを装置本体３の前部または後部にまとめて設ける
場合に較べ、装置本体３の幅を小として走行装置１を小
型化することができる。さらに、この場合には、障害物
４３または階段４５の走行時に、装置本体３の前後方向
のバランスを良好とすることができ、ロボットの走行装
置１の走行安定性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るロボットの走行装置によ
れば、装置本体の走行方向両端部に回転駆動可能なアー
ムが設けられ、このアームが装置本体を支持してこの装
置本体に設けられるクローラを、障害物または階段の段
差の高さまで持ち上げ可能としたことから、障害物を乗
り越え階段を登降することかでき、これら障害物あるい
は階段の存在する領域をも走行することができるという
効果を奏する。

また、クローラの高さが、クローラ駆動源からの力をク
ローラに伝達するスプロケットの直径とほぼ同程度に設
定された場合には、クローラの高さを小さくすることが
でき、ロボットの走行装置を小型軽量で制御性の良好な
ものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るロボットの走行装置の一実施例
を示す斜視図、第２図はこの実施例の平面図、第３図は
この実施例の側面図、第４図（ａ）〜（ｃ）はこの実施
例におけるロボットの走行装置がせきを乗り越える場合
の動作図、第５図（ａ）〜（ｅ）はこの実施例における
ロボットの走行装置が階段全壁はんする場合の動作図で
ある。ｌ・・・ロボットの走行装置、３・・・装置本体、７Ａ
、７Ｂ・・・クローラ、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ，８Ｄ・・・
アーム、２３Ａ、２３Ｂ・・・クローラ駆動源、２９Ａ
。２９Ｂ・・・駆動スプロケツ）、３１Ａ、３１Ｂ・・・
従動スプ（１５）ロケット、４１Ａ　、４１Ｂ　、４１Ｃ，４１Ｄ・・・
電動モータ、４３・・・せき、４５・・・階段、Ｈ・・
・クローラの高さ。出願人代理人　波　多　野　久（１６）第１図第４図 − 第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、装置本体に一対のクローラを備え、このクロー２に
より走行するロボットの走行装置において、装置本体の
走行方向両端部に回転駆動可能なアームが設けられ、こ
のアームが装置本体を支持して上記クローラを、障害物
または階段の段差の高さまで持ち上げ可能としたことを
特徴とするロボットの走行装置。２、クローラの高さは、クローラ駆動源からの力をクロ
ーラに伝達するスプロケットの直径とほぼ同程度に設定
された特許請求の範囲第１項記載のロボットの走行装置
。３、装置本体に配設される一対のクローラの各駆動源を
、装置本体の走行方向に関し装置本体の対称位置に分離
して取り付けられた特許請求の範囲第１項または第２項
記載のロボットの走行装置。