JPWO2017006909A1 - クローラ装置および走行体 - Google Patents

Abstract

クローラ装置２は、クローラユニット５を備えている。このクローラユニット５は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる第１サポート１０と、第１サポート１０に設けられた一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂと、第１サポート１０に設けられた一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂとを有している。一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂは、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの対向方向において一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの外側に配置されている。クローラユニット５は、第２サポート４１，４２により、第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持されている。クローラユニット５の円筒形状をなす外周は、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが占める第１ゾーンＺ１と、一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂが占める第２ゾーンＺ２とを、周方向に交互に有している。

Description

本発明は、二方向に走行可能なクローラ装置およびこのクローラ装置を複数装備する走行体に関する。

特許文献１に開示されているロボット（走行体）は、ロボットボデイ（走行体ボデイ）の左右に、ボデイの前後方向に延びる一対のクローラ装置を装備している。各クローラ装置は、前後のホイールと、これらホイールに架け渡されたベルト（無端条体）を備えている。

上記構成のロボットは、左右のクローラ装置を同方向に同速度で駆動することにより、前進または後退することができる。また、左右のクローラ装置の速度を違えることにより、曲線を描くようにして左右に旋回することもできる。さらに、左右のクローラ装置を異なる方向に駆動することにより、超信地旋回（移動せずにその場で旋回）することもできる。

上記ロボットは、狭い通路での直角をなす曲がり角では、超信地旋回によってロボットの方向を転換することができない。また、地面の凹凸の大きい場所でも、地面の抵抗によりクローラ装置の回転駆動が妨げられ、超信地旋回による方向転換ができない。
さらに上記ロボットは、目的地が斜め方向にある場合、目的地まで直線的に移動できず、そのために正確に目的地に到達できないことがある。

特許文献２は、二方向に走行可能なクローラ装置を開示している。このクローラ装置は、第１方向に延びる回転軸線を中心に回転可能なクローラユニットを備えている。このクローラユニットは、第１方向に延びるサポートと、このサポートに設けられ、上記回転軸線を挟んで対向する一対のクローラ部とを有している。
上記一対のクローラ部の各々は、上記第１回転軸線方向に離れて配置された一対のホイールと、これらホイールに架け渡された無端条体と、この無端条体に取り付けられた多数の接地ラグとを有している。

上記一対のクローラ部の駆動によりクローラ装置は第１方向に走行することができる。以下、この走行モードを「クローラ走行」と言う。
さらに、上記一対のクローラユニットが上記回転軸線を中心に回転し、第２方向に転がる（ローリングする）ことにより、クローラ装置は第１方向と直交する第２方向に走行することができる。以下、この走行モードを「ローリング走行」と言う。

特許文献２のクローラ装置を装備するロボットは、超信地旋回せずに、クローラ走行とローリング走行を選択することにより、第１方向から第２方向へ、第２方向から第１方向へと進行方向を転換することができる。
また、クローラ走行とローリング走行を同時に実行することにより、ロボットは任意の斜め方向に直線的に走行することができる。以下、この走行モードを「斜め走行」と言う。

特開２００７−１９１１５３号公報 特開２００９−２４１９１６号公報

特許文献２のクローラ装置では、クローラユニットのローリングを可能にするため、一対のクローラ部により、クローラユニットに円筒形状を付与している。具体的には、一対のクローラ部の接地ラグが、無端条体への固定位置から広い角度範囲（９０度近い角度範囲）にわたって周方向に円弧状に延び、これら接地ラグの外面だけで、クローラユニットの外周に円筒形状を付与している。接地ラグが片持ち状態で周方向に延びているため、ローリング走行において、接地ラグが無端条体への取り付け位置から離れた部位で接地する度に、接地ラグに繰り返し大きな曲げ荷重が加わるため、接地ラグと無端条体が短期間で劣化してしまう。また、接地ラグの強度が低いため、大きな荷重を負担することもできない。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、クローラ装置は、
第１回転軸線に沿って延びる第１サポートと、上記第１回転軸線方向に延びて上記第１サポートに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで対向するように配置された一対のクローラ部とを有するクローラユニットと、
上記クローラユニットを、上記第１回転軸線を中心に回転可能に支持する第２サポートと、
を備え、
上記クローラユニットはさらに、上記第１サポートに設けられた一対の接地構造を備え、これら一対の接地構造は、上記一対のクローラ部の対向方向において上記一対のクローラ部の外側に配置され、
上記一対のクローラ部と上記一対の接地構造が協働して、上記クローラユニットに、上記第１回転軸線を中心とする円筒形状を付与しており、
上記クローラユニットの外周は、上記一対のクローラ部が占める第１ゾーンと、上記一対の接地構造が占める第２ゾーンとを、周方向に交互に有することを特徴とする。

上記構成によれば、クローラ装置は、２方向に走行可能であるので、地面を擦らずに方向転換することができ、走行性能を向上させることができる。
一対のクローラ部と一対の接地構造が協働して、クローラユニットの外周に円筒形状を付与するので、クローラユニットの外周における一対のクローラ部が占める角度範囲を減じることができる。そのため、クローラ部に無理な力が加わらず、クローラ部の耐久性を向上させることができる。また、大きな荷重を負担することもできる。

好ましくは、上記一対のクローラ部の各々は、上記第１回転軸線方向に離れて配置された一対のホイールと、これら一対のホイールに架け渡された無端条体と、この無端条体に取り付けられた多数の接地ラグとを有し、上記一対のホイールは、上記第１回転軸線と直交するとともに上記一対のクローラ部の対向方向に延びる互いに平行な第２回転軸線を中心として、それぞれ上記第１サポートに回転可能に支持され、上記接地ラグの外面と上記接地構造の外面が協働して、上記クローラユニットに円筒形状の外周を提供する。
上記構成によれば、接地ラグの無端条体からの周方向の延びが小さいので、接地ラグを安定して支持でき、接地ラグと無端条体の耐久性を向上できる。

好ましくは、上記第１サポートは上記第１回転軸線を挟んで離間対向する一対の側板を有し、これら一対の側板間に上記一対のクローラ部が配置され、上記一対の側板の外面に上記接地構造を構成する１つまたは複数の接地部材が固定されている。
上記構成によれば、側板を用いることにより、接地構造をクローラ部と干渉せずに安定して支持できる。

好ましくは、上記複数の接地部材が、上記第１回転軸線方向に間隔をおいて配置されており、これら接地部材の各々の外面が上記第１回転軸線を中心とする円弧面を有している。この構成によれば、接地構造の簡略化を図ることができる。

好ましくは、上記接地部材の外面には、凹部が形成されている。この構成によれば、クローラユニットがローリングしながら障害物を乗り越える際に、接地部材の凹部が障害物に引っ掛かるため、乗り越えを円滑に行うことができる。

好ましくは、上記第２サポートは、上記第１回転軸線方向に離間して一対装備され、これら一対の第２サポートにより上記クローラユニットはその両端部で回転可能に支持されている。この構成によれば、クローラユニットを両持ち状態で安定して支持できる。

上記一対の第２サポートのうち、上記クローラユニットの一端部を支持する一方の第２サポートは、ベースと、このベースに上記第１回転軸線を中心として回転可能に支持されたトルク伝達部材を有し、このトルク伝達部材は、上記第１回転軸線を中心とする相対回転不能にして上記第１サポートに連結され、さらに、上記一方の第２サポートの上記トルク伝達部材を回転駆動するローリングアクチュエータと、上記一対のクローラ部を同時に同方向に回転駆動するクローラアクチュエータを備えている。
上記構成によれば、両持ち状態で支持されたクローラユニットを、ローリングアクチュエータとクローラアクチュエータを用いることにより、人力によらずに走行させることができる。

上記クローラユニットが一端部のみで上記第２サポートに支持され、この第２サポートは、ベースと、このベースに上記第１回転軸線を中心として回転可能に支持されたトルク伝達部材を有し、このトルク伝達部材は、上記第１回転軸線を中心とする相対回転不能にして上記第１サポートに連結され、さらに、上記第２サポートの上記トルク伝達部材を回転駆動するローリングアクチュエータと、上記一対のクローラ部を同時に同方向に回転駆動するクローラアクチュエータとを備えている。
この構成によれば、クローラユニットを片持ち状態で支持されたクローラユニットを、ローリングアクチュエータとクローラアクチュエータを用いることにより、人力によらずに走行させることができる。

さらに、上記第２サポートを上記第１回転軸線と直交する第３回転軸線を中心として回転可能に支持する第３サポートと、上記第２サポートを回転駆動するフリッパアクチュエータとを備えている。
この構成によれば、クローラユニットをフリッパとして用いるので、段差等の障害物を容易に乗り越えることができる。

本発明の走行体の一態様は、走行体ボデイと、少なくとも一対の上記両持ち式クローラ装置とを備え、上記一対のクローラ装置の上記クローラユニットは、互いに上記第１回転軸線と直交する方向に離れて平行に配置され、各クローラ装置の上記一対の第２サポートが上記走行体ボデイに固定されている。

本発明の走行体の他の態様は、走行体ボデイと、二対の上記片持ち式クローラ装置とを備え、一方の対をなすクローラ装置と他方の対をなすクローラ装置が上記第１回動軸線方向に離れており、各対のクローラ装置が、第１回動軸線と直交する方向に離れており、各対のクローラ装置の上記第３回転軸線が同一直線上に配置されており、各クローラ装置の上記第３サポートが上記走行体ボデイに固定されている。

本発明によれば、クローラ装置は、地面を擦らずに方向転換することができ、しかも、一対のクローラ部に無理な力が加わらず、クローラ部の耐久性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態をなす、クローラ装置を組み込んだロボット（走行体）の平面図であり、一部構成を省略して示す。 図１においてＡ方向から見た上記ロボットの側面図であり、一部構成を省略して示す。 図１においてＢ方向から見た上記クローラ装置の側面図である。 上記ロボットの底面図である。 上記クローラ装置の縦断面図である、 図３のＤ−Ｄ矢視断面図である。 本発明の第２実施形態をなすクローラ装置を組み込んだロボット（走行体）の平面図である。 同第２実施形態のロボットの側面図である。 同第２実施形態のクローラ装置の平断面図である。 同第２実施形態のクローラ装置の側断面図である。

以下、本発明の第１実施形態をなすクローラ装置を組み込んだロボット（走行体）について図１〜図６を参照しながら説明する。図１、図４において互いに直交するＸ方向（第１方向）とＹ方向（第２方向）を定めておく。

図１、図２、図４に示すように、ロボットはロボットボデイ１（走行体ボデイ）を有している。このロボットボデイ１には、ビデオカメラ等の観測器材や必要に応じて種々の作業が可能な作業アーム等が搭載されるとともに、送受信器、バッテリも搭載されている。図示しないリモートコントローラからの操作信号により、ロボットの走行制御が実行される。

上記ロボットボデイ１の下面には、一対のクローラ装置２、２が設けられている。これらクローラ装置２、２は互いにＹ方向に離間している。
各クローラ装置２は、Ｘ方向に延びる細長い形状のクローラユニット５を備えている。このクローラユニット５は、後述するようにＸ方向に延びる第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能である。

図５に示すように、クローラユニット５は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる第１サポート１０と、第１サポート１０に設けられた一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂと、第１サポート１０に設けられた一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂとを有している。

上記第１サポート１０は、互いに平行をなして第１回転軸線Ｌ１方向に延びるとともに第１回転軸線Ｌ１を挟んで離間対向する一対の側板１１と、これら側板１１の一端部に回転可能に連結された原動側シャフト１２と、側板１１の他端部に連結された従動側シャフト１３と、側板１１の中間部に固定された固定板１４とを有している。

原動側シャフト１２と従動側シャフト１３の中心軸線Ｌ２，Ｌ２’は、上記第１回転軸線Ｌ１と直交して一対の側板１１の対向方向に延びるとともに互いに平行をなしており、それぞれ後述のスプロケットホイール２１，２２の回転軸線（第２回転軸線）として提供される。

上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂは、上記第１サポート１０の一対の側板１１間に配置され、互いに第１回転軸線Ｌ１を挟んで離間対向している。クローラ部２０Ａ，２０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に離れた一対のスプロケットホイール２１，２２（ホイール）と、これらスプロケットホイール２１，２２に掛け渡されたチェーン２３（無端条体）と、このチェーン２３に取り付けられた多数の接地ラグ２４とを有している。

クローラ部２０Ａのスプロケットホイール２１は、原動側シャフト１２に直接固定されており、クローラ部２０Ｂのスプロケットホイール２１は、原動側シャフト１２に後述の傘歯車６２ｂを介して固定されている。クローラ部２０Ａ，２０Ｂの他方のスプロケットホイール２２は、従動側シャフト１３に回転可能に支持されている。

図６に示すように、上記チェーン２３は、対をなす内側リンク２３ａと、対をなす外側リンク２３ｂを、周方向に交互に配置し、連結ピン２３ｃで連結することにより構成されている。これらピン２３ｃの中央の大径部と、スプロケットホイール２１，２２の外周に間隔をおいて形成された係合凹部との係合を介して、ホイール２１，２２とチェーン２３との間のトルク伝達が行われる

上記接地ラグ２４は例えばゴム製であり、等間隔をなしてチェーン２３に固定されている。詳述すると、チェーン２３の対をなす内側リンク２３ａに固定板２５が溶接され、対をなす外側リンク２３ｂにも固定板２５が溶接されており、これら固定板２５に上記接地ラグ２４が固定されている。接地ラグ２４と固定板２５を２本のボルトが貫通し、固定板２５から突出したボルトの先端部にナットが螺合されている。接地ラグ２４の外面には座グリ穴が形成され、ボルトのヘッドが収容されている。

上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂは、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの対向方向（第２回転軸線Ｌ２，Ｌ２’方向）において、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの外側に配置されている。

一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に間隔をおいて配置された複数（本実施形態では５個）の接地板３１（接地部材）を有している。これら接地板３１は、例えばゴムからなり、側板１１の外面に側板１１と直角をなして固定されており、上記第２回転軸線方向Ｌ２，Ｌ２’方向において、上記クローラ部２０Ａ，２０Ｂの外側に突出している。

図６に示すように、上記クローラ部２０Ａ，２０Ｂの一部を構成する接地ラグ２４の外面は、第１回転軸線Ｌ１を中心とする仮想円筒面Ｓに対応して円弧形状をなしており、接地ラグ２４がホイール２１，２２間に位置している時には、接地ラグ２４の外面は、この仮想円筒面Ｓ上に配置されている。

図６に示すように、上記接地板３１の外面も、上記仮想円筒面Ｓに沿う円弧形状をなしている。その結果、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地ラグ２４の外面と、上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの接地板３１の外面が協働して、クローラユニット５の外周に円筒形状を付与している。
接地板３１の外面には、凹部３１ａが形成されている。

図２に示すように、クローラユニット５の外周は、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが占める第１ゾーンＺ１と、接地構造３０Ａ，３０Ｂが占める第２ゾーンＺ２とを、周方向に交互に有している。接地構造３０Ａ，３０Ｂを設けたことにより、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地ラグ２４が占める第１ゾーン１の角度範囲を減じることができる。第１ゾーンＺ１の角度範囲は、１２０度以下、好ましくは９０度以下である。

図３〜図５に示すように、上記クローラユニット５の両端部は一対の第２サポート４１，４２により第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持されている。以下、詳述する。
一対の第２サポート４１，４２は、それぞれベース４１ａ，４２ａとシャフト４１ｂ，４２ｂを有している。ベース４１ａ，４２ａは互いにクローラユニット５を挟んで第１回転軸線Ｌ１方向に離れて配置され、ロボットボデイ１の下面に固定されている。シャフト４１ｂ，４２ｂは、第１回転軸線Ｌ１上に配置され、ベース４１ａ，４２ａにそれぞれ回転可能に支持されている。一方のシャフト４１ｂは後述するようにトルク伝達部材として提供される。

一方のシャフト４１ｂは、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの一端部間の間隙を通ってクローラユニット５の内部まで延びており、その先端部が第１サポート１０の原動側シャフト１２に連結されている。なお、この連結状態において、シャフト４１ｂと原動側シャフト１２は第１回転軸線Ｌ１を中心とする相対回転はできないが、原動側シャフト１２の第２回転軸線Ｌ２を中心とする回転は許容されている。

他方の支持シャフト４２ｂは、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの他端部間の間隙を通ってクローラユニット５の内部まで延びており、その先端部が第１サポート１０の従動側シャフト１３に連結されている。なお、支持シャフト４２ｂはベース４２ａに固定され、従動側シャフト１３に回転可能に連結されていてもよい。

図３〜図５に示すように、上記クローラユニット５は、ローリングアクチュエータ５０により、第１回転軸線Ｌ１を中心に回転される。ローリングアクチュエータ５０は、上記ベース４１ａに固定されたモータ５１と、このモータ５１の回転トルクを上記シャフト４１ｂに伝達するトルク伝達機構５２とを有している。モータ５１は正逆回転可能である。

上記トルク伝達機構５２は、モータ５１の出力軸に固定されたタイミングプーリ５２ａと、上記シャフト４１ｂに固定されたタイミングプーリ５２ｂと、これらタイミングプーリ５２ａ，５２ｂに架け渡されたタイミングベルト５２ｃとを有している。

図５に示すように、上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂは、クローラユニット５に内蔵されたクローラアクチュエータ６０により回転駆動される。このクローラアクチュエータ６０は、第１サポート１０の固定板１４に固定されたモータ６１と、このモータ６１の回転トルクをクローラ部２０Ａ，２０Ｂのホイール２１に伝達するトルク伝達機構６２とを有している。このトルク伝達機構６２は、モータ６１の出力軸に固定された傘歯車６２ａと、この傘歯車６２ａと噛み合うとともに原動側シャフト１２に固定された傘歯車６２ｂとを有している。モータ６１の回転トルクは、傘歯車６２ａ，６２ｂを介してクローラ部２０Ｂのホイール２１に伝達され、さらに原動側シャフト１２を介してクローラ部２０Ａのホイール２１に伝達される。これにより、クローラ部２０Ａ，２０Ｂが同時に同方向に同速度で駆動される。

なお、上記モータ６１に接続された２本の電力コード（図示しない）の一方は、シャフト４１ｂに形成された穴４１ｘを通って、ベース４１ａに設けられたロータリジョイント６３に接続され、他方の電力コードは、支持シャフト４２ｂに形成された穴４２ｘを通って、ベース４２ａに設けられたロータリジョイント６４に接続されている。これらロータリジョイント６３，６４は、図示しない電力コードを介してロボットボデイ１に搭載されたバッテリに接続されている。

一対のクローラ装置２のローリングアクチュエータ５０のモータ５１を駆動すると、クローラユニット５が第１回転軸線Ｌ１を中心に回転（ローリング）し、これによりロボットはＹ方向にローリング走行することができる。
一対のクローラ装置２のクローラモータ６０のモータ６１の駆動により、２つのクローラ装置２のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが回転し、これによりロボットはＸ方向にクローラ走行することができる。なお、クローラ走行時には、クローラユニット５の第１ゾーンＺ１を接地させる必要がある。第２ゾーンＺ２が接地された状態でモータ６１を駆動させてもクローラ部２０Ａ，２０Ｂが空回りするからである。

上記モータ５１，６１の一方の駆動から他方の駆動への切り替えにより、ロボットボデイ１をその場で旋回することなく、Ｘ方向からＹ方向へ、またはＹ方向からＸ方向へと、直角に方向転換することができる。
また、両モータ５１，６１を同時に駆動し、その回転速度、回転方向を制御することにより、斜め方向へも直線的に走行することもできる。

上記クローラユニット５のローリングの際に、クローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地ラグ２４が占める第１ゾーンＺ１と、接地構造３０Ａ，３０Ｂの接地板３１が占める第２ゾーンＺ２が、交互に地面に接し、荷重を負担する。第２ゾーンＺ２を設定した分だけ第１ゾーンＺ１の角度範囲を減じることができるので、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの周方向寸法、より具体的には接地ラグ２４の周方向寸法が小さくすることができる。その結果、接地ラグ２４をチェーン２３に安定して支持することができる。また、接地ラグ２４やチェーン２３に大きな曲げ荷重が加わらず、クローラ部２０Ａ，２０Ｂの耐久性および耐荷性を向上させることができる。

クローラユニット５のローリングによりロボットが前後方向に走行し、障害物を乗り越える際に、上記接地板３１には凹部３１ａがあるので、クローラユニット５は障害物に対して滑らずに凹部３１ａで引っ掛けて乗り越えることができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図７〜図１０を参照しながら説明する。本実施形態において、第１実施形態に対応する構成部には同番号または類似番号を付してその詳細な説明を省略する。図７においてＸ、Ｙ方向を定めておく。

図７、図８に示すように、ロボット（走行体）は、ロボットボデイ１(走行体ボデイ)に取り付けられた二対のフリッパ式クローラ装置２’を備えている。
一方の対をなすクローラ装置２’，２’と他方の対をなすクローラ装置２’，２’は、Ｘ方向（第１回動軸線Ｌ１）方向に離れている。各対のクローラ装置２’，２’は、Ｙ方向（第１回動軸線Ｌ１と直交する方向）に離れている。

本実施形態のクローラ装置２’では、クローラユニット５’の一端部が第２サポート４５に片持ちで支持され、他端部は自由端となっている。
図９、図１０に示すように、第２サポート４５はボックス形状のベース４５ａと、このベース部４５ａに第１回動軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持された板形状のトルク伝達部材４５ｂを有している。このトルク伝達部材４５ｂは、クローラ部２０Ａ，２０Ｂの一端部間を通って、第１サポート１０の原動側シャフト１２に連結されている。トルク伝達部材４５ｂは原動側シャフト１２に対して第１回転軸線Ｌ１を中心とした相対回転ができない。この連結状態において、原動側シャフト１２は第２回転軸線Ｌ２を中心とした回転を許容されている。

図１０に示すように、ローリングアクチュエータ５５は、第２サポート４５のベース４５ａに固定されたモータ５６と、このモータ５６の回転トルクをトルク伝達部材４５ｂを介して第１サポート１０に伝達するトルク伝達機構５７とを有している。トルク伝達機構５７は、ベース４５ａ内に配置され互いに噛み合う傘歯車５７ａ，５７ｂを有している。傘歯車５７ａはモータ５６の出力軸に固定され、傘歯車５７ｂはトルク伝達部材４５ｂの軸部に固定されている。
第１実施形態と同様に、モータ５６のトルクがトルク伝達機構５７とトルク伝達部材４５ｂを介してクローラユニット５’に伝達され、クローラユニット５’が第１回転軸線Ｌ１を中心として回転される。

図７、図９に示すように、上記第２サポート４５は、第３サポート７０により、第３回転軸線Ｌ３を中心に回転可能にしてロボットボデイ１に支持されている。詳述すると、第３サポート７０は、ロボットボデイ１の側面に固定されたベース７０ａと、このベース７０ａに第３回転軸線Ｌ３を中心に回転可能に支持されたトルク伝達部材７０ｂとを有しており、このトルク伝達部材７０ｂに上記第２サポート４５のベース４５ａが固定されている。
第３回転軸線Ｌ３は、図７においてＹ方向に延びている。Ｙ方向に対峙する一対のクローラ装置２’の第３回転軸線Ｌ３は、同一直線上にある。

トルク伝達部材７０ｂと第２サポート４５は、第３サポート７０に設けられたモータ８１を含むフリッパアクチュエータ８０により第３回転軸線Ｌ３を中心として正逆方向に回転され、これにより、図８に矢印で示すようにクローラユニット５’が上下方向に１８０度回転される。ロボットが前進して障害物に遭遇した時に、クローラユニット５’の回動により、障害物を容易に乗り越えることができる。

なお、上記第１実施形態において、クローラユニット５，５’にアンカー機構を設けてもよい。このアンカー機構は、第１サポート１０または接地板３１に回動可能に支持された爪と、この爪を仮想円筒面Ｓから外方向に突出させたり仮想円筒面Ｓ内に収めるアクチュエータを有している。このロボットを海洋資源探査に用いる場合、地盤をコアリングする際に、爪を出して地盤に食い込ませ、ロボットの姿勢を保持する。

本発明の制御態様は上記実施形態に制約されず、種々採用可能である。
一対のクローラ部の接地ラグの外面と接地構造の外面が協働して形成するクローラユニットの外周は、ローリングを可能とするように実質的に円筒形状であればよい。すなわち、滑らかな円筒面でなくてもよく、凹凸があってもよい。接地ラグの外面と接地板の外面は、第１回転軸線を中心とする仮想円筒面に沿う円弧面でなくてもよい。

クローラ部は、一対のホイールと、このホイールに架け渡されてホイールの外周に摩擦係合またはピン係合されるベルトにより構成してもよい。
接地構造は単一の接地部材で構成してもよい。
クローラアクチュエータとローリングアクチュエータを同時に駆動する斜め走行は実行しなくてもよい。
クローラアクチュエータのモータはクローラユニットの外に配置してもよい。この配置を例えば第１実施形態に適用すると、モータ６１がクローラユニット５の外においてベース４２ａに固定され、支持シャフト４２ｂがクローラユニット５内を長く延びてその内端が傘歯車６２ａに固定され、支持シャフト４２ｂの外端がモータ６１に接続される。

本発明は、ロボット以外の走行体、例えば荷物を運搬する台車に適用することもできる。 台車を手で押す場合には、全てのアクチュエータを省くことができる。この場合、第２サポートのトルク伝達部材は、単に第１サポートを回転可能に支持するための支持部材として提供される。

本発明は、ロボット等の走行体に装備されるクローラ装置に適用することができる。

Claims (11)

1. 第１回転軸線（Ｌ１）に沿って延びる第１サポート（１０）と、上記第１回転軸線方向に延びて上記第１サポートに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで対向するように配置された一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）とを有するクローラユニット（５；５’）と、
   上記クローラユニット（５；５’）を、上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心に回転可能に支持する第２サポート（４１，４２；４５）と、
   を備えたクローラ装置において、
   上記クローラユニット（５；５’）はさらに、上記第１サポート（１０）に設けられた一対の接地構造（３０Ａ，３０Ｂ）を備え、これら一対の接地構造は、上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）の対向方向において上記一対のクローラ部の外側に配置され、
   上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）と上記一対の接地構造（３０Ａ，３０Ｂ）が協働して、上記クローラユニット（５；５’）に、上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心とする円筒形状を付与しており、
   上記クローラユニット（５；５’）の外周は、上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）が占める第１ゾーン（Ｚ１）と、上記一対の接地構造（３０Ａ，３０Ｂ）が占める第２ゾーン（Ｚ２）とを、周方向に交互に有することを特徴とするクローラ装置。
2. 上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）の各々は、上記第１回転軸線（Ｌ１）方向に離れて配置された一対のホイール（２１，２２）と、これら一対のホイールに架け渡された無端条体（２３）と、この無端条体に取り付けられた多数の接地ラグ（２４）とを有し、上記一対のホイールは、上記第１回転軸線と直交するとともに上記一対のクローラ部の対向方向に延びる互いに平行な第２回転軸線（Ｌ２，Ｌ２’）を中心として、それぞれ上記第１サポート（１０）に回転可能に支持され、
   上記接地ラグ（２４）の外面と上記接地構造（３０Ａ，３０Ｂ）の外面が協働して、上記クローラユニット（５；５’）に円筒形状の外周を提供することを特徴とする請求項１に記載のクローラ装置。
3. 上記第１サポート（１０）は上記第１回転軸線（Ｌ１）を挟んで離間対向する一対の側板（１１）を有し、これら一対の側板（１１）間に上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）が配置され、上記一対の側板の外面に上記接地構造（３０Ａ，３０Ｂ）を構成する１つまたは複数の接地部材（３１）が固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクローラ装置。
4. 上記複数の接地部材（３１）が、上記第１回転軸線方向に間隔をおいて配置されており、これら接地部材の各々の外面が上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心とする円弧面を有していることを特徴とする請求項３に記載のクローラ装置。
5. 上記接地部材（３１）の外面には、凹部（３１ａ）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のクローラ装置。
6. 上記第２サポート（４１，４２）は、上記第１回転軸線（Ｌ１）方向に離間して一対装備され、これら一対の第２サポートにより上記クローラユニット（５）はその両端部で回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクローラ装置。
7. 上記一対の第２サポート（４１，４２）のうち、上記クローラユニット（５）の一端部を支持する一方の第２サポート（４１）は、ベース（４１ａ）と、このベースに上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心として回転可能に支持されたトルク伝達部材（４１ｂ）を有し、このトルク伝達部材は、上記第１回転軸線を中心とする相対回転不能にして上記第１サポート（１０）に連結され、
   さらに、上記一方の第２サポート（４１）の上記トルク伝達部材（４１ｂ）を回転駆動するローリングアクチュエータ（５０）と、上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）を同時に同方向に回転駆動するクローラアクチュエータ（６０）を備えていることを特徴とする請求項６に記載のクローラ装置。
8. 上記クローラユニット（５’）が一端部のみで上記第２サポート（４５）に支持され、この第２サポートは、ベース（４５ａ）と、このベースに上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心として回転可能に支持されたトルク伝達部材（４５ｂ）を有し、このトルク伝達部材は、上記第１回転軸線を中心とする相対回転不能にして上記第１サポート（１０）に連結され、
   さらに、上記第２サポート（４５）の上記トルク伝達部材（４５ｂ）を回転駆動するローリングアクチュエータ（５５）と、上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）を同時に同方向に回転駆動するクローラアクチュエータ（６０）とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクローラ装置。
9. さらに、上記第２サポート（４５）を上記第１回転軸線（Ｌ１）と直交する第３回転軸線（Ｌ３）を中心として回転可能に支持する第３サポート（７０）と、上記第２サポートを回転駆動するフリッパアクチュエータ（８０）とを備えたことを特徴とする請求項８に記載のクローラ装置。
10. 走行体ボデイ（１）と、少なくとも一対の請求項７に記載のクローラ装置（２）とを備え、
    上記一対のクローラ装置（２）の上記クローラユニット（５）は、互いに上記第１回転軸線（Ｌ１）と直交する方向に離れて平行に配置され、
    各クローラ装置（２）の上記一対の第２サポート（４１，４２）が上記走行体ボデイ（１）に固定されていることを特徴とする走行体。
11. 走行体ボデイ（１）と、二対の請求項９に記載のクローラ装置（２’）とを備え、
    一方の対をなすクローラ装置（２’）と他方の対をなすクローラ装置（２’）が上記第１回動軸線（Ｌ１）方向に離れており、各対のクローラ装置（２’）が、第１回動軸線と直交する方向に離れており、各対のクローラ装置の上記第３回転軸線（Ｌ１）が同一直線上に配置されており、
    各クローラ装置（２’）の上記第３サポート（７０）が上記走行体ボデイ（１）に固定されていることを特徴とする走行体。

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