JPS63500445A - ゲレンデ走行車両 - Google Patents

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】 ゲレンデ走行車両 〔技術分野〕 本発明は、歩行前進運動するためのゲレンデ走行車両に関する。

〔背景技術〕

４本の歩行脚を備えたこの種の車両は、ヨーロッパ特許出願第００７４２８６号 （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＲｏｂｏｔｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｔｎｇ　Ｉｎ ０社）で知られている。米国特許第４２０２４２３号（Ｓａｔｅ氏）は６本の歩 行脚を持った車両を示している。ゲレンデに適合した歩行脚の運動は、非常に高 価な制御を条件づける。

スイス特許第５０８７８６号（Ｍｅｎｚｉ　ＡＧ社）における走行可能な掘削機 は、構造および制御が非常に簡単である。この掘削機は高さ調整可能な２個の非 駆動車輪を有し、そのパケット腕によって自動的に前進運動できる。

しかしその前進運動は、器械は各過程後に次の過程が行なわれる前にその足の上 に支持されねばならないので、連続的ではない。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、歩行前進運動するためのゲレンデ走行車両を、４本あるいは６ 本の歩行脚を有する公知の車両よりもその構造および制御が簡単であるように作 ることにある。

本発明によればこの目的は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載した手段によっ て達成される。

著しい簡単化は、両方の歩行脚の運動が運転手によって手動で制御されることに よって達成される。ボードコンピュータ（Ｂｏｒｄｃｏａ＋ｐｕｔｅｒ）は安定 性を監視するために用いられ、間違った運動過程を防止し、車両のフレームに関 する車輪の位置を制御する。

手動制御のために、請求の範囲第５項記載の特別な手動制御機構が作られた。

この最も単純な実施例において、車両の前進運動はただ歩行腕の運動だけで行な われる。その場合車輪が転がり、自動的に安定位置に相応して車両フレームに関 してその位置が調整される。

ひどいゲレンデにおいて、例えば歩行脚の足および車輪が沈み込んでしまう程地 層が軟らかい場合、あるいは急斜面を乗り越える場合には、車輪を制動あるいは 固定し、車輪を支持する揺動腕を自動装置から切り離し、このようにして前進運 動に対して固定した車輪を利用することが有利である。

添付図面には本発明の実施例が概略的に示されている。

〔図面の簡単な説明〕

第１図はゲレンデ走行車両の斜視図、第２図は第１図における車両の運転席の側 面図、第２ａ図は第２図における操作ハンドルの斜視図、第３図は第１図におけ るゲレンデ走行車両の異なった実施例の斜視図、第４図は制御装置のブロック線 図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第１図は、フレーム１、キャビン２、エンジンケーシング３、フレーム１の前に ヒンジ接続された歩行脚４゜４′およびフレーム１の後ろにヒンジ接続された非 駆動車輪６付の揺動腕５を持った車両の一般的な構成を示している。その場合車 輪６は走行ブレーキおよび固定ブレーキを備えている。フレーム１は対角線的に 補強された剛性の箱形フレームであり、そこには上側脚部４０が二重ヒンジ継手 によって水平軸４１および垂直軸４２を中心に揺動可能にヒンジ接続されている 。

上側脚部４０の外側端には、下側脚部４３が水平軸４４を中心に揺動可能にヒン ジ接続されている。下側脚部４３はその自由端に各方面に揺動できる足４５をを している。歩行脚４．４′は長さ測定装置が一体化されている液圧式複動形ピス トン・シリンダによって調整力および駆動力を受ける。歩行脚４，４′はそれぞ れ同じ形に形成されている。右側の歩行脚４の各部分は普通に符号づけられ、左 側の歩行脚４′の各部分は右側の歩行脚の各部分と同じ符号にダッシュ記号を付 けて示されている。

液圧式駆動要素７０は歩行脚４を横に揺動させるために、液圧式駆動要素７１′ は上側脚部４ｏを昇降させるために、液圧式駆動要素７２′　は下側脚部４３を 前進および後進運動させるために用いられる。

フレーム１の後ろ側に２本の揺動腕５，５′がヒンジ接続され、これらの揺動腕 ５，５′はそれぞれ水平軸５１を中心に揺動できる。液圧式駆動要素７３′は揺 動腕５，５′　に対する調整力を発生する。

歩行脚４．４′は車両が非平坦なゲレンデの上を前進って手動で制御され、その 場合後述するボードコンピュータがその制御を助け、安定性に危険を及ぼす処置 が講じられないように作用する。そのコンピュータは車輪６付の揺動腕５を自動 調整する働きもする。この揺動腕５は最も簡単な実施例の場合、コンピュータに よってフレーム１が常に水平状態にあるように制御される。コンピュータは、例 えば車輪６が窪みにはまり込んだ場合、車両フレームが横に傾かなくなるまで車 輪６付の揺動腕５が下降するように作用する。

次に、まず第２図を参照して手動制御機構について説明シ、続いてブロック線図 を参照してコンピュータの作用について説明する。

第２図は車両の運転手の椅子８を示している。椅子８全体は、運転手がすべての 方向を見れるようにするために、支柱８０の上で旋回できる。椅子８には両側に 歩行脚に対する制御機構が設けられている。右側に設けられた制御機構は右側歩 行脚４を制御させるために、左側に設けられた制御機構は左側歩行脚４′を制御 させるために使用する。次の説明は図面で見れる右側の制御機構に関するが、左 側の制御機構も鏡面対称に同様に作られている。本来の制御は運転手の前腕およ び手で行なわれる。

その前腕は前腕支持台８１の上に置かれ、この前腕支持台８１はヒンジ継手８２ を中心に上下に揺動運動でき、その回転軸心は肘軸心の延長線上にある。前腕支 持台８１の高さは運転手の大きさに適合できる。そのために調整支柱８３が用い られる。前腕支持台８１の前に、ヒンジ継手８５を中心に揺動できるグリップ８ ４が設けられている。肘と手との間の距離は同様に運転手の大きさに適合できる 。ヒンジ継手８２．８５に回転角・′信号発信器が設けられている。ヒンジ継手 ８２を中心とした揺動は右側歩行脚の上側脚部４０を昇降させ、グリップ８４の 揺動は右側歩行脚の下側脚部４３を前進あるいは後進させる。

それに代えて、グリップ８４における揺動を、歩行脚を水平運動させるために使 用し、ヒンジ継手８２における揺動を、歩行脚を垂直運動させるために使用でき 、その場合ボードコンピュータは両方の駆動シリンダ７１゜７２における相応し た制御指令を計算しなければならない。

歩行脚の横方向運動は、車両が安定性を失って傾かないようにするために、常に 非常にゆっくりと注意深く行なわれねばならない。従ってこの歩行脚の横方向運 動のために、左側あるいは右側へのゆっくりした揺動に対して、運転手が右側あ るいは左側の親指で動作する２個の押しボタンあるいはタンブラスイッチ８６が 設けられている。

その代わりに、右側あるいは左側の揺動を、信号発信器８３′を動作する調整支 柱８３を中心とした前腕支持台８１の相応した回転によって行なうこともできる 。

その場合運転手が過度に大きく手荒な揺動運動を行なわせる危険があるので、駆 動要素への伝達は相応して小刻みで緩やかに行なわれる。しかしあらゆる予防策 にも拘らず、車両がその前進運動の際に僅かに揺れ動くので、押しボタン制御が 優れている。

制御機構が解放した際の歩行脚の望ましくない勝手な運動を防止するために、制 御機構の全部のヒンジ継手は機械的に減衰される。

制御装置は液圧式駆動要素７０〜７２に直接作用しない。全部の制御信号は第４ 図のブロック線図から明らかなように、まずボードコンピュータを介してやって 来る。

手動制御機構ＳＴから来る制御パルス信号はボードコンピュータ“ＣＯＭ　Ｐ” に到達し、これは制御パルス信号をその許容性の判断後にサーボ電子回路ＳＥに 導き、そこで信号は増幅され、相応した比例流量弁が制御して動作される。この 流量弁は液圧式駆動要素７０〜７３に圧油を供給したりそこから排出する。ボー ドコンピュータは自動的に助力なしに、フレーム１が再三再四水平位置に調整さ れるように制御する。そのために油側動式の２個の非接触振子（ポテンショメー タ）が、即ちフレーム１の横方向の傾斜に対するポテンショメータＱおよび縦方 向の傾斜に対するポテンショメータＬが使用される。

これらのポテンショメータの制御パルスはボードコンピュータを介してサーボ電 子回路に到達し、ここから比例流量弁ＰＶに到達し、これは液圧式駆動要素７３ ゜７３′によって一方あるいは両方の揺動腕５を調整して、その時々において水 平状態を保持する。

全部の液圧式駆動要素は、それぞれ制御指令が出されたか否かをコンピュータに 表示する電気式位置報知機構を備えている。アナログ式の制御あるいは報知パル スに対して、コンピュータにアナログ・デジタル変換器（図示せず）が前置接続 されている。ボードコンピュータは予めプログラミングされた計算機を有し、こ の計算機は、車両の重心の垂線が両側の車輪とそれぞれ一方の歩行脚で形成され た２つの支持三角形の交切面内になお位置しているか否かを連続して計算する。

これから外れると、自動的に歩行脚の昇降運動が停止され、運転手は警報信号を 受ける。

ボードコンピュータは平らなゲレンデの上における直線走行に対して手動制御を 迂回したプログラムも有し２ている。

ボードコンピュータは同様に、例えばガロツブ過程の使用に対する動的な運動制 御を可能にするプログラムおよび計算法を備えることもでき、その場合車両は時 々辛うじて地面と接し、一方両方の歩行脚は復帰過程において宙に浮いている。

別のプログラムは、フレームが掘削機、移動式クレーンある％’Ｔは別の静止作 業機械に対する作業台を形成するために、フレームの自動水平化装置により歩行 脚を広げることを許している。

ブロック線図は車両の制御および前進運動に対する自動車用のエネルギー源も示 している。内燃機関ＭはポンプＰを駆動し、このポンプＰは、油が高圧状態です ぐに利用できるようにするために、アキュムレータＨ５を高圧状態に維持する。

ポンプＰは、液圧式駆動要素７０〜７３からの油が戻ってくる油槽ＶＴから吸い 上げる。更にエネルギーＭはバッテリ“ＢＡＴＴ’を充電する発電機Ｇを駆動す る。そのバッテリは、ボードコンピュータ、サーボ電子回路および電動弁Ｐｖに 対する電気エネルギーを発生する。

第３図は第１図における車両の変形例を示している。

この車両のフレームは軸１１を中心に折れ曲がり調整できる。フレームの後ろ側 部分は全体を符号１２で示している。これは２本の支持体１３を有し、これらの 支持体１３は管１４によって互いに１つの堅いＵ字形フレームの形に接続されて いる。第３図はここでは液圧式駆動要素を省略して概略的に示している。ただ新 たな駆動要素７４が示されている。

上述した理由によりフレームを高く持ち上げ得るようにするために、ここでは歩 行脚の下側脚部４６．４６’繰り出し可能な追加部分４７．４７’を備えている 。第３図に示した車両の場合、そのために下側脚部自体が液圧式駆動要素として 形成されている。この駆動要素の繰り出し可能なピストンロッド４７に足４５が ヒンジ接続して自己調整式に設けられている。

この車両は道のない断絶地における走行、例えば前進運動に適している。この車 両の特別な構造は急勾配のゲレンデにおける走行を可能にしている。ある度合ま では溝や段差も克服できる。車両は必要な場合にその場で数段の過程で転向でき る。静止した車両を転向しようとする場合、これは次のように行なわれる。即ち 右側の歩行脚を持ち上げ、許容限界内において右に揺動して下ろす。

続いて左側の歩行脚を持ち上げ、車両を右側の歩行脚に整合させる。そして左側 の歩行脚を下ろし、必要に応じてこのことを、車両が所望の方向に、例えばその 場で１８０”転向されるまで繰り返す。

勿論この方法は走行中でも行なえる。

フレームに荷物を載せるため、あるいは特別な作業器械を組み込むために、車両 を折り曲げてフレームを下げることができる。その場合、自動的に水平位置に調 整するために、車両の後ろ側部分も下げられる。

歩行脚の相応した運動は後進走行も可能にする。

車両は種々の前進運動方式が可能である。運転手は車両を前方の歩行脚において 引きするか（その場合、他方の歩行脚は浮いている）、あるいは両方の歩行脚と も地面に接し車両を両方の歩行脚によって引きすることができる。

車両がそれが静止状態においてできるだけ大きな安定状態に置かれねばならない 場所に到達した場合、歩行脚は車両の下側面が地面に接するまで折り曲げられ、 その場合、自動制御によって車輪が自動的に追従する。これによって歩行脚を順 々に大きく広げること、およびその後に車両を再び僅かに持ち上げることができ る。

ゲレンデに対する必要な設置圧力を有するまでコンピュータによって与えるべき 歩行脚の圧力は、センサーあるいはシリンダ、例えばシリンダ７１ないし７１′ 　における単純な圧力測定によって監視できる。

更に自動制御の一部を遮断することができ、これによって自動的な水平位置調整 だけが残される。

自動制御装置は車両の自動的な水平調整に限られる。

他のすべての方法は運転手の指先感覚に任される。

既にはじめに述べたように、ある状態において車両の前進運動に対して固定した 車輪を引き寄せることが有利である。また車両のフレームが常に水平位置に追従 されるように、ボードコンピュータをプログラミングすることは必ずしも有利で はない。例えば非常に大きな勾配において、歩行脚の力ないし地面への足の接着 力が、それらが同時に作用する場合でも車両の登り運動に対して十分でなくなる ことを防止する必要がある。

このような場合、揺動腕５は前方ないし後方へ揺動され、車輪６が固定されるよ うにする。足が地面に接したままで歩行脚が同時に前進歩行運動する場合、揺動 腕５は後方ないし上方に運動される。かかる推進・歩行過程において、車両フレ ームは水平に調整する必要はない。

車両が第３図に示した構造をしている場合、揺動腕５の運動中において支持体１ ３が調整作用をする。次のかかる過程の前に、車両を停止するために歩行脚が十 分に安定するまで、まず歩行脚を再び前方に運動する。

その後に一方あるいは両方の車輪の固定あるいは制動が解かれ、揺動腕が前方に 揺動される。この位置において車両が次の推進・歩行過程を準備する。この複雑 な前進運動方式は急斜面を登る際に特に有利である。というのは車両重量の垂直 成分が後方に車輪に向けて移動するからである。

類似した推進・歩行過程は、車両が軟らかい地層の上を移動する場合も有用であ り、その場合車輪および歩行腕の足は沈下する。

そのような場合、車輪を取り外して橘に置き換えることも有利である。楢は逆向 きの滑りを阻止する手段を備え得る。上述した推進・歩行過程において、橘の使 用は特に有利である。というのはブレーキあるいは固定装置の選択的な固定ない し釈放操作がなくなるからである。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）特許庁長官　黒　１）明 　雄　殿 １、　特許出願の表示 ＰＯＴ／ＣＨ８６１００１１１ 、発明の名称 ゲレンデ走行車両 ３、特許出願人 住　所　スイス国チューリッヒ、ルークウエークシュトラーセ、２３し石 名＝撫　ウエルダー、マルチイン ４、代理人 （郵便番号１０（１） 東京都千代田区丸の山王丁目２番３号 〔電話東京（２１，１）２３２１大代表〕５、　補正書の提出年月日 １９８７年１月１５日 ６、　添付書類の目録 （１）　補正書を看てへ吏　１通 請求の１囲 １、　車両の制御および前進運動にとって必要であり、組み込まれるか搭載され た作業機器を駆動するために必要なエネルギーを供給する車両固有のエネルギー 源を持った歩行前進運動をするためのゲレンデ歩行車両において、フレーム（１ ）の後ろに、高さ調整可能で制動ないし係止可能な２個の非駆動車輪（６）がそ れぞれ揺動腕（５）によってヒンジ接続して設けられており、フレーム（１）の 前に、それぞれ少なくとも３つの運動自由度を有する２本の駆動可能な歩行脚（ ４，４’　）がヒンジ接続され、これらの歩行脚（４，４’　）が普通に運転手 によって手動制御で比例運動および動力操縦器を介して選択的に運動でき、その 場合制御が特にボードコンピュータ（ＣＯＭＰ）によって行なわれ、少なくとも 、ａ）車両の位置安定性に応じて車輪（６）を個々に高さ調整制御すること、 ｂ）安定状態がゲレンデへの所定の設置圧力によって達成されるまで、一方ある いは両方の歩行脚の運動を拘束すること、 Ｃ）両側の車輪および一方の接地した歩行脚の設置圧力による３点支持に基づく 安定性を計算し、それによりて他方の歩行脚を釈放ないし係止すること、ｄ）記 憶したプログラムに応じて種々の歩行方式を実施すること、 を満足させるごどｔ特徴とするゲレンデ走行車両。

２、　各歩行脚（４）が二重ヒンジ継手（４１，４２）によってフレーム（１） に固定された一Ｌ側脚部（４０）を有し、この上側脚部（４０）が進行方向を決 定する垂直軸を中心に揺動でき且つ水平軸を中心に揺動でき、−Ｌ側脚部（４０ ）の一端に水平軸を中心に揺動できる下側脚部（４３）がヒンジ接続して設けら れていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のゲレンデ走行車両。

国際調査報告 一一一よ−ｓｍ＋ｗＰｃＴ／Ｃ１（８６１００１１１ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ 　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　０ＮＦＲ−へ一２ ４０３２６１　１３１０４／７９　Ｎｏｎａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両の制御および前進運動にとって必要であり、組み込まれるか搭載された 作業機器を駆動するために必要なエネルギーを供給する車両固有のエネルギー源 を持った歩行前進運動するためのゲレンデ歩行車両において、フレーム（１）の 後ろに、高さ調整可能で制動ないし係止可能な２個の非駆動車輪（６）がそれぞ れ揺動腕（５）によってヒンジ接続して設けられており、フレーム（１）の前に 、それぞれ少なくとも３つの運動自由度を有する２本の駆動可能な歩行脚（４， ４′）がヒンジ接続され、これらの歩行脚（４，４′）が運転手によって手動制 御で比例運動および動力操縦器を介して選択的に運動でき、更にボードコンピュ ータ（ＣＯＭＰ）によって少なくとも ａ）車両の位置安定性に応じて車輪（６）を個々に高さ調整制御すること、 ｂ）安定状態がゲレンデヘの所定の設置圧力によって達成されるまで、一方ある いは両方の歩行脚の運動を拘束すること、 ｃ）両側の車輪および一方の接地した歩行脚の設置圧力による３点支持に基づく 安定性を計算し、それによって他方の歩行脚を釈放あるいは係止すること、を満 足させることを特徴とするゲレンデ走行車両。 ２．各歩行脚（４）が二重ヒンジ継手（４１，４２）によってフレーム（１）に 固定された上側脚部（４０）を有し、この上側脚部（４０）が進行方向を決定す る垂直軸を中心に揺動でき且つ水平軸を中心に揺動でき、上側脚部（４０）の一 端に水平軸を中心に揺動できる下側脚部（４３）がヒンジ接続して設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両。 ３．歩行脚の下側脚部（４６）が、その長手方向に繰り出せる部品（４７）の形 をした追加的な自由度を有していることを特徴とする請求の範囲第２項記載の車 両。 ４．フレーム（１）が車輪軸に対して平行に延びる軸を中心に折り曲げ調整でき ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両。 ５．各歩行脚の手動制御機構が、運転座席の横に配置され肘ヒンジ軸心の延長線 の水平軸心を有する後方ヒンジ継手（８２）を中心に揺動できる前腕支持台（８ １）を有し、この前腕支持台（８１）の前方に第２の水平ヒンジ軸（８５）を中 心に揺動できるグリップ（８４）が設けられており、その場合後方のヒンジ継手 （８２）に、歩行脚の上側脚部の昇降運動に対する回転角度・信号発信器（８２ ）が設けられ、グリップの前方ヒンジ継手に、歩行脚の下側脚部の前進および後 進運動に対する回転角度・信号発信器が設けられていることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の車両。 ６．歩行脚の左右の揺動に対して、押しボタンあるいはタンブラスイッチ（８６ ）がグリップに設けられていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の車両。 ７．前腕支持台が垂直軸（８３）を中心に旋回可能なヒンジ継手を有し、その中 に歩行脚の左右の揺動に対する回転角度・信号発生器（８３′）が設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第５項記載の車両。 ８．車両固有のヒンジ継手（４１，４２，４４，５１）にそれぞれ角度報知機構 が配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両。 ９．前進運動あるいは高さ調整に使用する駆動機構（７０〜７４）に、報知機構 が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両。 １０．報知機構が液圧シリンダ（７０〜７４）と一体にされた長さ測定機構であ ることを特徴とする請求の範囲第９項記載の車両。 １１．車両固有のエネルギー源が、アキュムレータ（ＨＳ）と油槽（ＶＴ）と内 燃機関（Ｍ）によって駆動されるポンプ（Ｐ）とを持った少なくとも１つの液圧 装置を有し、駆動機構が液圧式の単位駆動装置（７０〜７４）であることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の車両。 １２．フレームの水平位置の制御に使用する機構が、非接触式の油制動式振子・ ポテンショメータ（Ｑ，Ｌ）であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車 両。 １３．車輪（６）が固定されるか制動された場合に、少なくともその揺動腕（５ ）が、歩行脚と一緒に駆動できることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両 。 １４．車輪が車輪軸を中心に揺動できる橇と置き換え得ることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の車両。