JPS604401A

JPS604401A - 車輪式自在走行装置

Info

Publication number: JPS604401A
Application number: JP11078783A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Matsuzaki; 松崎　鉄夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1985-01-10

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】〔発明の利用分野〕本発明は車輪式自在走行装置に係わり、特に階段等の非
平地面での走行を可能にした車輪式自在走行装置に関す
るものである。

〔発明の背景〕

第１図〜第２図に従来技術の走行装置を示す。

第１図（ａ）は、基本的な台車部分の平面図、同■）は
側面図、同（Ｃ）は階段等の非平面での走行の様子をそ
れぞれ示す。

第１図による従来技術は、ボディ１に車輪が前後に２輪
あり、これら車輪１を駆動輪として回転させることによ
り平地面では円滑に走行できる。

しかしながら、第１図（Ｃ）の如く、進行方向に非平地
面特に車輪半径より大きな凸部の干渉物がある場合、こ
れを乗り越える事が出来ず、走行が不可であった。

第２図は、以上の欠点を補うべくなされたもので、各単
輪を２輪−組で構成し、この２輪の各車輪４にはリンク
５ａ、５ｂを設けて自転と公転を可能とするようにし、
非平地面にさしかかったときには、２輪中１輪、４ａを
ボディ６の支持に用い、他の１つのリンク５８により公
転させて非平地面の上面に移動させる。

その後、この公転させた車輪４ｂをボディ６ａ支持に切
シ替えることにより、前記欠点を除去し、非平地面を走
行するようにした装置であるが、下記の欠点があった。

（１）詔勅装置が複雑なこと、原動機（例モーター）が
少くとも４個は必要とがること。

（２）制御装置が複雑なこと・（３）前輪と後輪との非平地面での走行調整が困難であ
ること。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、３個より成る駆動輪の組合せにより非
平地面の走行を可能にすることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、前軸を駆動軸及びボディ支持用として駆動軸
を中心に、３個の車輪１組で構成し、後輪の比較的大径
の車輪なボディ支持用としてあり、３個１組の前輪は、
駆動軸上の中心歯車にかみ合わされた車輪を有する３個
の外周歯車に回転を伝え、平地面においては２輪で走行
し・非平面地に差しかかると、前記２輪の内、前方の車
輪がロックされると同時に駆動軸の回転方向が逆転する
。

すなわち、ロックされた車輪の外周歯車の回りを１駆動
軸の中心歯車がかみ合いながら回る遊星歯車装置となり
、ロックされない他の２個の車輪を空転させながら車輪
は円弧を画き上昇し、２個車輪の内１個が、非平地面に
接地した時、この車輪はロックされ前述のロック中の車
輪は解除される。

このため、非平地面のロックされた車軸の外周歯車の回
りを再び駆動軸の中心歯車がかみ合いながら回る。すな
わち、遊星運動をして２個の車輪は空転しながら上昇し
、非平地面に接地する。

以上の運動を繰り返しながら、非平地面を自在に走行出
来るようにした車輪式自在走行装置である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について第３図〜第４図を参照し
ながら説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の台車部分の構成を示す
側面図及び平面図である。

図中７はボディ、８は駆動軸で駆動軸上に９中心歯車が
嵌合固定され、本中心歯車の回りにかみあった３個の車
輪１１８〜１１Ｃを有する外周歯車１０８〜ＩＯＣが配
置される。

１２は後部車輪で比較的大径の一輪で構成されている。

尚、後部車輪の半径は非平面や凸部の高さより大きい事
が必要である。

以下第４図（ａ）〜（Ｃ）において平地面走行、非平地
面走行について説明する。いずれも１表現の簡易化の丸
め、前輪の走行装置を機能的に表わしている。

第４図（ａ）は平地回走行状態を表わしている。平地部
走行時においては１図４（ａ）に示す如く３個中２個の
車輪が平地面と接し、駆動軸８上の中心歯車９の回転ト
ルクによ）外周歯車を回転させ、走行する。この場合・
上部に位置する車輪１１ｂは空転運動を続ける。

図中、矢印方向（右側）に進行する場合は、駆動軸８上
の小歯車は反時計方向に回転する。

第４図（ｂ）は、平面地走行から非千面播（凸部）での
運動を示す。

凸部に車輪２個中の前輪１１ａが接した場合、検出装置
により自動的に前輪１１ａの回転がロックされる。次に
、駆動軸の回転方向が逆回転（時計方向）する。

このため、中心歯車の回転トルクにより前輪１１ａの大
歯車１０ａの回シをかみ合い、自転しながら公転する。

すなわち、遊星運動をしながら上部へと円弧の軌道を画
いて移動し、同時に車輪１１Ｃ，ｌｌｂは中心歯車９０
回転にとも力って空転しながら上部へ円弧の軌道を画い
て移動し。

非平面地に車輪１１ｂが接するまで移動し続ける。

以下同様に・車輪１１ｂがロックされ外周歯車１０Ｃの
回りを中心歯車９がかみ合いながら遊星運動を続け、上
部へと移動して行く。この場合、駆動軸の回転方向は変
える必要がない。

非平面地に接する車輪のロック及び駆動軸の回転方向の
変換はトルク検出器によっても、非接点の光電管式又は
接点式のリミットスイッチ等で行ってもよい。

尚、後輪には駆動輪としても単にボディ７を支えるもの
であっても良いが、水平力により凸部を乗り越えること
ができる必要があるため凸部高さより大きな中径の後輪
でかくではならない。

第４図（ｄ）は５本駆動装置の下降状態を示す。

以上詳述したように、本発明はボディを支え。

走行するための３個１組以上から成る車輪を前輪に設置
することにより、非平面地１例えば階段等においては、
遊星運動を繰り返しながら上昇及び下降し、平面地は２
個の車輪により走行することができる構造簡単な、優れ
た特徴を有する車輪式自在走行装置を提供するものであ
る０本発明の原理を更に解りやすくするために、第５図に立
体図で説明する。

駆動軸８上に小歯車９が嵌合にて固定され−中心歯車９
にかみ合って３個の外周歯車１０８〜１０Ｃが設置され
、各々の軸１３ａ〜１３Ｃに嵌合にて固定される。

この軸各々に車輪１１８〜ＩＩＣが嵌合にて固定される
。

中心歯車からのトルクは外周歯車を介して・車輪に伝達
される。

この大歯車３個のピッチサークルダイヤを確保するため
に回転軸受１６を両端に設置し１回転軸受１６は駆動軸
８及び軸１３ａ〜１３Ｃとの間にベアリング１４．１５
を設け、駆動軸８のトルク及び外周歯車の軸１３ａ〜１
３ｂのトルクが極力伝わらないような負荷の少ない構造
を取る。

尚、各車輪のロック方法は（図示せず）外周歯車の歯先
を爪等で固定するラッチ方法でも各軸１３ａ〜１３Ｃに
ドラムヌはデスク等を設けて・ブレーキにより固定する
方法でもよい。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので第３図（ａ）
と異たるのは３車輪の駆動を後方にしたもので、本案に
よれば例えば階段走行時において自重大の３車輪が後方
にあるため安定性がよい。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、第５図と異
なるのは、平面走行時用駆動軸と非平面地走行時の駆動
軸を分離させ、非平面地での走行をより容易にしたもの
である。

す外わち、第５図で示す回転軸受１６に駆動軸１７を結
合させ、平地間走行時においては駆動させず非平地面に
さしかかると駆動軸８の回転トルクがストップし無抱束
となる。

次に駆動軸１７が駆動し回転トルクによって前輪の軸１
３８を中心にして他の２輪を移動させる。

この時駆動軸８を並列に駆動させているより容易に他の
２輪を移動させる事も可能である。

第８図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、第５
図と異方るのは、中心歯車を中心に外周歯車を有する２
個の車輪で形成され・平面走行時は、前述の３個の車輪
同様２個の車輪で走行し。

非平地面例えば階段等にさしかかると２個中前輪の１個
回転がロックされ・駆動軸の回転方向が逆回転（１時計
方向）する。

このため、中心歯車の回転トルクにより前輪２１ａの外
周歯車２０ａの回シをかみ合い、自転しながら上部へと
円弧の軌道を画いて移動する、すなわち３個の車輪を２
個としたのみで、駆動機構は本発明のものと同一であり
構造簡単であるが非平面走行時の第８図（ｂ）において
中心歯車１９と非平面の角部Ａの干渉をさけるため非平
面との間隔ｔが必要である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は従来装置の構造を
説明するための平面図及び側面図並びに非平地面に接し
たときの状況の説明図、第２図（ａ）、　（ｂ）は従来
装置の構造を説明するための側面図及び非平地面での走
行状況の説明図、第３図（ａ）、　（ｂ）は本発明の一
実施例を示す側面図及び平面図、第４図（ａ）は本装置
の平面における状態を示し、（′ｂ）〜（ｄ）は本装置
の非平地面における動作の説明図、第５図は本装置の一
実施例の立体図、第６図は本発明の他の実施例を示す側
面図、第７図は本発明の他の実施例を示す立体図、第８
図は本発明のさらに他の実施例の動作説明図である。１・・・車輪、２・・・ボディ、３・・・車軸、４・・
・車輪。５ａ・・・リンク、５ｂ・・・リンク、６・・・ボディ
％７・・・ボディ、８・・・駆動軸、９・・・中心歯車
、１０ａ〜１０Ｃ・・・外周歯車、ｌｌａ〜１１Ｃ・・
・車輪、１２・・・後車輪、１３８〜１３Ｃ・・・軸、
１４・・・ベアリング・１５・・・ベアリング、１６・
・・回転軸受、１７・・・駆動軸、１８・・・駆動軸、
１９・・・中心歯車、２０ａ第　ｌ　目（１））（り第　２　口（ｂ〕椿　３　目（α９（ｂ）２６：９″ □□−Ｘ／ＩＣｔ−一＼　ｒ第　４　日（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】１、車輪を有し、その車輪を駆動させて走行させるよう
にした走行装置において、駆動軸を進行方向の前方に位置させ、該駆動軸上の中心
歯車に３個の独立した車輪を有する外周歯車をかみ合わ
せた装置を１組以上配置させ、平面走行時においては駆
動軸回りの３個中２個の車輪で走行し・非平地面、例え
ば階段等にさしかかって走行を妨害されると、前述の２
輪走行中の前輪がロックされ、ロックされた車輪の大歯
車の回りを駆動軸の小歯車が逆転する。す寿わち、遊星
運動をし、他の２個の車輪を同時に空転させながら上部
へ移動させ、以上の繰り返しにより非平地面での走行を
可能にした事を特徴とする車輪式自在走行装置。