JPS63501208A - 関節連結車 - 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】 発明の名称：無ノ支閏」Ｌ漣」側連工 Ｈの　・ 本発明は、危険な環境における配備に適し、かつ通常歩行者しか取れないルート に用い得る無限軌道車に係わる。

１！ＪｊＬ 無人車の機動性は地形に著しく左右され、車両の進路内の障害物は転覆、甚だし いスリップ、突入及び乗り上げといっな機動性を損なう様々な事故を惹起し、上 記事故のうち突入及び乗り上げは車両の先端及び胴体下側それぞれが地面と接触 することによって惹起される。

上記のような事故に遇う可能性は、大きい車両寸法を用いれば障害物の影響が比 較的小さくなるので成る程度減少できるが、例えば人間が徒歩で進み得るあらゆ る場所を進み得る車両の実現のような機動性をめる動機如何では過大な寸法は実 用的でない６歩行機械はしばしば高い機動性が望まれるが、確かに多くの歩行動 物が高機動性であることは真実で、上記動物の能力に匹敵する能力を実現しよう と試みるなら同様メカニズムの採用を考慮することが合理的である。しかしそり 場合、機動性を損なう事故に遇う潜在的可能性はより一般的な車両におけるもの よりはるかに大きく、なぜなら個々の足が、移動体の所望の運動が実現されるよ うにして安全に置かれ、かつ移動されなければならないからである。単純な制御 法が用いられ得るが、この制御法は通常、歩行動物に明白に認められる機動性を もたらさない、このような理由から、多少とも歩行機械に有用な機動力補足手段 が幾つか公知ではあるが、自律歩行機械は目下のところ実用的でない。

車輪あるいは無限軌道を有する車両は無人で用いるのにより適当であるが、ごく 一般的な車両の安定操縦に必要な幅は、当該車両が人間には容易に行ける多くの ルートを辿ることを妨げる。オートバイは多くの点で非常に良好な機動性を有す るが、きわめて様々な事故に遇い易く、有能な乗り手によって運転されるのでな ければ有用でない、建物内を走行し得、かつ階段を昇り得る非常に小型の無限軌 道車も公知であるが、この無限軌道車は大きいペイロードを運搬し得す、またご く些細な障害物も克服できない。

幅広の無限軌道を具備した比較的大型の車両は障害物に比較的有効に対抗するこ とが公知であり、用いられる対の幅広無限軌道が車両下側の実質的に全体を覆う ことにより車両はその胴体下側が露出しない状懸になり、その結果乗り上げ事故 に遇う恐れが低下する。しかし、このような車両は有効なステアリングのために 相当の幅を必要とし、通常用いられるステアリングモードはスキッドステアリン グであるが、このステアリングモードでは独立に駆動され得る２個の平行な無限 軌道がピボット軸線周囲に横滑りさせられ、その際軌跡は、２個の平行無限軌道 の速度差分と、これらの無限軌道上の車両の荷重分布とによって決定される。

本発明は、選択的ステアリングモードが実施され得る比較的幅の狭い、かつ胴体 下側が露出していない車両の提供を目的とする。

本ｌ吸 従って本発明は、各々ただ１個の独立に駆動され得る全幅無限軌道を具備した２ 個の別個の車両ユニットを有する関節連結車を含み、上記２個の車両ユニットは これらの車両ユニットが揺動軸線周囲に相対回転することを可能にする揺動ピボ ットを有する関節連結機構によって縦列に相互接続されており、かつ上記回転を 制御するステアリング手段を具備している。

関節連結機構は、２個の車両ユニットの揺動軸線周囲での角度的相対偏向を調節 する、ステアリング手段を含むパワードアクチュエータの設置によって能動型と され得る。

また他の場合には、関節連結機構は受動型であり得、その場合揺動軸線は各車両 ユニットの中心線から偏移して位置し、その結果、独立に駆動され得る２個の無 限軌道間の速度差分を用いて揺動軸線周囲での角度的相対偏向を決定することに よりステアリングが実施され得る。

好ましくは、関節連結機構は、より広いベース及び／またはより小さい旋回円が 必要な場合に２個の車両ユニットが畳み合わせられて、通常のスキッドステアリ ング用の平行無限軌道形態にロックされ得るように１８０°回転し得る。

使用・時に上記平行無限軌道形態を維持するために、車両ユニットの対向し合う ２個面間に自動保合ラッチが好ましく配置される。

関節連結機構は横揺れ軸線及び縦揺れ軸線周囲にも回転することが好ましく、そ の際上記いずれの回転における角度的偏向も、制限されてもされなくてもよく、 あるいは操縦モードによってはプログラム制御され得る。

各車両ユニットは好ましくはシャシと、完全に無限軌道の周縁内に位置するカバ ーボディとを有し、無限軌道のための駆動機構は上記ボディ内に取り付けられて いる。ボディはまた無限軌道同士を結合する上部装具を具備し、この上部装具に 関節連結機構が取り付けられている。上記駆動機構へは引き出しシステムによっ て達し得、即ち駆動機構の様々な構成要素は車両ユニットの長手中心線を横切る ランナに滑動可能に取り付けられている。

各車両ユニットが乗り越え得る障害物の最大高さは、当然ながら車両ユニットの 無限軌道の路面保持部分、即ち無限軌道ベースの長さに従属する。好ましい構成 において、無限軌道は３個の方向転換ローラのみを巡って走行し、その際３個の ローラのうち下方の２個のローラが無限軌道ベースを規定し、また上方に位置す る第三のローラは無限軌道ベースの前方に配置されている。この構成は、より長 い無限軌道ベースを実現する点、並びに車両ユニットの重心を前方へ変移させる ことによって後方へも良好に移動する車両ユニットをもたらす点で通常の無限軌 道の、４個の方向転換ローラが用いられる場合より好ましい。この構成の車両ユ ニットは、後部同士を好ましく相互接続され得る。

図面の簡単な説明 本発明の特別の具体例を、添付図面を参照しつつ単なる一例として以下に詳述す る。添付図面のうち、第１図は受動型関節連結機構を具備した２個の車両ユニッ トの概略的平面図であり、 第２図は第１図の２個の車両ユニットを第１図の視点■がら見た側面図であり、 第３図は第１図の２個の車両ユニットの一方を第１図の線■−■から見た端面図 であり、 第４図〜第６図は第１図の２個の車両ユニットが水平な地面上で、並びにに！揺 れ及び横揺れそれぞれの変位を受けながら縦列操縦される様子を示す斜視図であ り、第７図は第１図の２個の車両ユニットが平行無限軌道形態にあるところを示 す斜視図であり、 第８図及び第９図はそれぞれ、能動型関節連結機構を具備した第二の具体例の概 略的平面図及び側面図である。

第１図〜第３図に示した関節連結車は２個の同等の車両ユニット１及び２を含み 、各車両ユニットは２個の全幅下部ローラ４並びに１個の全幅上部ローラ５を巡 って前方向及び逆方向へと独立に駆動され得る全幅無限軌道３を有し、その際ロ ーラ５は、下部ローラ４によって規定された無限軌道ベースの前方に、かつ車両 ユニットの重心が実質的に２個のローラ４の中間に位置することを保証するよう にして配置された無限軌道駆動スプロケットローラを含む。ローラ４及び５は、 無限軌道３の周縁内に位置するボディ６により包囲されたシャシ（図示せず）に よって支持されている。駆動機構（図示せず）はボディ６内に取り付けられてお り、ボディ６はまた端面８を有する上部装具７を支持している。

２個のユニット１及び２は受動型の関節連結機構９によって相互接続されており 、関節連結機構っは各ユニットに関して、横揺れ軸線Ｒ周囲に回転可能であるよ うに端面８の中央に取り付けられた横揺れピボット１０を含み、とポット１０は 、横揺れ条件下にない時は横方向に面８の縁まで伸長するように配置された半径 方向アーム１１を有する（第３図参照）。アーム１１の末端は、ユニット側面沿 いに伸長してボディ６と玉継手１３において結合された繋ぎバー１２に可視式に 取り付けられている。

また、半径方向アーム１１末端の繋ぎバー１２近傍には縦揺れピボット１４が配 置されており、このピボット１４には連結アーム１５の一端が、半径方向アーム １１の軸線に一致する縦揺れ軸線Ｐに関して偏向可能であるように取り付けられ ている、各ユニットの連結アーム１５の他端同士は揺動ピボット１６において、 揺動軸ＢＹ周囲に相対回転し得るように相互接続されている。

自動係合ラッチ１７及び１日はそれぞれ２個のユニット１及び２の各ボディ６の 一方の側面に、両ユニットが揺動軸線Ｙに関して畳み合わせられた際に係合可能 であるように取り付けられている。

センサ、アナライザ及び原動機（図示せず）を含む電子駆動制御手段１９が各上 部装具７に配置されており、この制御手段１９は遠隔操作用に構成されても、ま た車両を自律性にするように、やはり駆動制御手段１９に含まれる予めプログラ ムされたコンピュータによる操作用に構成されてもよい。

操縦時、両ユニット１及び２の無限軌道３が等速で、しかしく第２図に矢印２０ で示したように）関連ユニットのボディ６に関して反対方向へ駆動されると、２ 個のユニツ１〜は縦列状態において、第１図及び第２図に矢印２１で示した方向 へ直線的に進む、この移動モードは第４図にも概略的に示す。

先行ユニット（図によればユニット１）の無限軌道の速度を増すことによってか 、あるいは後続ユニットの無限軌道の速度を減じることによって正の速度差分と 先行ユニットに付与すると、先行ユニットは揺動軸線Ｙ周囲に第１図中時計回り 方向へ旋回し、それによって車両は右方へ舵取りされる。これに対して、負の速 度差分は先行ユニットを反時計回り方向へ旋回させ、それによって車両は左方へ 舵取りされる。速度が除去されると２個のユニットは円形コースに沿ってなお進 み、その際円形コースの半径は先に付与された速度差分の持続時間及び大きさに 従属する。続いて、逆方向における同様の速度差分を付与すると後続ユニットが 旋回して再び先行ユニットと一直線上に整列し、その後速度差分をゼロに維持す れば両ユニットは縦列状態において、円形コースから接線方向に離れる直線コー スを進み得る。

関節連結機構９の縦揺れピボット１４によって、縦列状態のユニットは第５図に 示したような平坦でない段状地形を乗り越える際に相対的に縦揺れし得、また横 揺れとボット１０によって、第６図に示したように障害物あるいは上ったり下っ たり変化するスロープによりユニットのいずれが一方が横方向へ傾く際に相対的 に横揺れし得る。

付加的な操縦モードが第７図に示したように実現され得、このモードのために２ 個のユニット１及び２は、前方ユニット１に正の速度差分を付与し続け、ユニッ ト１をラッチエアと１８とが係合するまで時計回りに１８０°旋回させることに よって、縦列形態から平行無限軌道形態へと畳み合わせられる。

車両が平行無限軌道形態となると、今や平行に位置する２個の無限軌道３に付与 されるいかなる速度差分も車両を通常のスキッドステアリングモードで駆動し、 即ちより小さい旋回円並びにより大きい横方向安定性が実現され、このことは急 峻でかつ両側の落ち込んだ、上り下りのあるスロープに遭遇した場合特に有用で ある。

縦列形態の旋回円は、車両が揺動軸線の位置する側から遠ざかるように旋回する （第１図に示した車両において進行方向左方へ旋回する）場合２個のユニット１ 及び２の制限された間隔により明らかに制約を受け、ユニット１と２との間隔は 、２個の無限軌道３間に侵入する大きい障害物による妨害に起因して機動性を損 なう事故が発生する恐れを最少化するべく、揺動軸線が位置する側を十分量じさ せなければならない中で可能な限り小さいことが望ましい。

右旋回の場合も左旋回の場合も等しく小さい旋回円を有する選択的な具体例を、 第８図及び第９図に示す。この具体例は、関節連結機構９０が能動型であり、従 って異なるステアリングモードが用いられる点以外総ての局面において第１図及 び第２図の具体例と同等である。

この具体例の車両ユニット９１及び９２は各々上部装具９３を具備し、この上部 装具９３上には、連結アーム９５をユニットの中心縦断面内に位置する揺動軸線 Ｙ周囲に回転するべく配置された回転アクチュエータ９４が位置している。アク チュエータ９４はアーム９５を、上記中心縦断面の両側それぞれに９０°偏向さ せ得る。

各ユニット１及び２の連結アーム９５の末端は、縦揺れ及び横揺れ継手９６によ って互いに接続され、継手９６は縦揺れ軸線Ｐ及び横揺れ軸線Ｒ周囲への相対回 転を実現するが、２本の揺動軸線Ｙに関しては完全に不動である。

この具体例においてステアリングは回転アクチュエータ９４の操作によって実施 され、ユニット９１及び９２のいずれが一方あるいは両者はそのアクチュエータ ９４により、相互接続された連結アーム９５に関して旋回され、それによって車 両は所望のコース上へともたらされる。選択的な構成（図示せず）では先行ユニ ットのみが回転アクチュエータ９４を具備し、後続ユニットは先行ユニットを追 跡するべく連結アーム９５に関して揺動軸線Ｙ周囲に自由に回動し得る。

２個のユニットはいずれの側面においても閉じ合わせられ得、従って１対の自動 係合ラッチエア、１８は好ましくはユニットの両側に設置される。

上述のいずれの具体例の関節連結車も、例えば歩哨、監視、補給あるいは囮とい った様々な目的に有利に用いられ得る。本発明の関節連結車は、人間の健康ある いは生命が脅かされるような危険な環境において用いられ得、また水中での使用 にも適合され得る。

国際調査報告 ＰｌｎＪＥＸτｏ正三　工ＮＴ三’ＪＩＡ丁ＺＯＮＡＬ　５＝ＡＲＣＨＲＥＰＯ ＲＴ　ＯＮ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．各々ただ１個の独立に駆動され得る全幅無限軌道（３）を具備した２個の別 個の車両ユニット（１、２）を含む関節連結車であって、前記２個のユニットは これら２個の車両ユニットが揺動軸線（Ｙ）周囲に相対回転することを可能にす る揺動ピボット（１６、９４）を有する関節連結機構（９、９０）によって縦列 に相互接続されており、かつ前記回転を制御するステアリング手段（３、９４） を具備している関節連結車。
2. ２．揺動軸線（Ｙ）が２個の車両ユニットの中心線から偏移して位置しており、 その結果独立に駆動され得る無限軌道（３）はステアリング手段を含み、車両は ２個の無限軌道間の速度差分の適用によって舵取りされ得ることを特徴とする請 求の範囲１に記載の関節連結車。
3. ３．揺動軸線（Ｙ）が一方の車両ユニットの中心線上に位置し、関節連結機構（ ９０）はステアリング手段を含むパワードアクチュエータ（９４）を具備してい ることを特徴とする請求の範囲１に記載の関節連結車。
4. ４．揺動ピボット（１６、９４）が１８０°回転可能であり、その結果２個の車 両ユニットは平行無限軌道形態に配置され得ることを特徴とする請求の範囲１に 記載の関節連結車。
5. ５．２個の車両ユニットが平行無限軌道形態に配置された際にこれら２個のユニ ットを一緒に固定する自動係合ラッチ（１７、１８）をそれぞれ具備しているこ とを特徴とする請求の範囲４に記載の関節連結車。
6. ６．関節連結機構（９、９０）が２個のユニットの縦揺れ軸線（Ｐ）周囲への相 対回転を可能にする少なくとも１個の縦揺れピボット（１４、９６）を更に含む ことを特徴とする請求の範囲１に記載の関節連結車。
7. ７．関節連結機構（９、９０）が２個の車両ユニットの横揺れ軸線（Ｒ）周囲へ の相対回転を可能にする少なくとも１個の横揺れピボット（１０、９６）を更に 含むことを特徴とする請求の範囲１に記載の関節連結車。
8. ８．各ユニット（１、２）の無限軌道（３）が無限軌道ベースを規定する２個の 下部ローラ（４）と無限軌道ベース前方に配置された１個の上部ローラ（５）と から成る３個の方向転換ローラを具備しており、車両ユニットの重心は実質的に ２個の下部ローラの中間に位置決めされていることを特徴とする請求の範囲１に 記載の関節連結車。
9. ９．２個の車両ユニットが後部同士を相互接続されていることを特徴とする請求 の範囲８に記載の関節連結車。
10. １０．実質的に添付図面の第１図〜第７図に関して本明細書に規定した関節連結 車。
11. １１．実質的に添付図面の第８図及び第９図に関して本明細書に規定した関節連 結車。