KR101213349B1

KR101213349B1 - 무단조체 및 크롤러장치

Info

Publication number: KR101213349B1
Application number: KR1020077016552A
Authority: KR
Inventors: 시게오 히로세; 신고 쓰쿠이
Original assignee: 토피 고교 가부시키가이샤; 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2012-12-17
Also published as: US8162410B2; JP3983273B2; KR20070097519A; CN101084147A; CN100545023C; EP1832502A1; JPWO2006068080A1; WO2006068080A1; US20080284244A1; EP1832502B1; DE602005021918D1; EP1832502A4

Abstract

높은 단차를 타고 넘을 수 있는 크롤러장치를 제공한다.

크롤러벨트(20)는, 둘레방향으로 제 1 영역과 제 2 영역을 교대로 갖고 있다. 제 1 영역에는 적어도 1개의 제 1 접지러그(25)가 설치되고, 제 2 영역에는 적어도 1개의 제 2 접지러그(26)가 설치되어 있다. 제 1 접지러그(25)는 구부림 강성이 높아 접혀 구부려지기 어렵고, 제 2 접지러그(26)는 구부림 강성이 낮아 접혀 구부려지기 쉽다. 제 2 접지러그(26)가 접혀 구부려진 상태로 제 1 접지러그 (25)가 높은 단차(S)의 상단에 걸리는 것에 의해, 크롤러장치는 단차(S)를 타고 넘을 수 있다.

Description

무단조체 및 크롤러장치{ENDLESS ELONGATED MEMBER FOR CRAWLER AND CRAWLER UNIT}

본 발명은, 경량로봇 등의 하부(underbody)에 이용되는 무단조체 및 크롤러장치에 관한 것이다.

크롤러장치를 위해서, 고무제의 크롤러벨트가 개발되어 있다. 이 크롤러벨트는, 특허문헌 1～3에 기재하는 바와 같이, 외주에 간격을 두고 다수의 접지러그 (tread lugs)를 갖고 있다. 이러한 접지러그가 단차에 걸리는 것에 의해 단차를 타고 넘을 수 있게 되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개공보 평성6-156333호

특허문헌 2 : 일본 특허공개공보 평성6-199253호

특허문헌 3 : 일본 특허공개공보 평성6-329057호

그러나, 특허문헌 1～3에 개시된 크롤러벨트는, 접지러그의 형상이 동일하고, 높은 구부림 강성을 갖고 있기 때문에, 타고 넘을 수 있는 단차의 높이가 제한되어 버린다. 즉, 단차에 먼저 도달한 접지러그가 단차의 측면에 닿기 때문에, 크롤러장치가 그 이상 단차에 접근할 수 없어, 다음의 접지러그가 높은 단차의 상단에 걸리지 않기 때문이다. 덧붙여, 접지러그의 간격을 크게 하면, 최초로 도달한 접지러그가 아래쪽으로 이동하여 단차로부터 멀어지므로, 다음의 접지러그가 높은 단차의 상단에 걸리지만, 접지러그의 간격을 크게 하면 주행이 불안정하게 된다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 둘레방향으로 간격을 두고 배치된 다수의 접지러그를 갖는 크롤러용 무단조체에 있어서, 상기 다수의 접지러그는 제 1 접지러그와 제 2 접지러그의 적어도 2종류의 접지러그를 포함하고, 상기 제 1 접지러그는 구부림 강성(flexural rigidity)이 높아 접혀 구부려지기 어렵고, 상기 제 2 접지러그는 구부림 강성이 낮아 접혀 구부려지기 쉬운 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 크롤러장치가 단차에 닿았을 때에, 제 2 접지러그가 접혀 구부려지도록 탄성변형하므로, 제 1 접지러그를 단차에 접근시킬 수 있어, 단차가 휠의 중심으로부터 접지러그의 꼭대기단까지(top end)의 지름 이상이더라도, 제 1 접지러그가 단차의 상단에 걸려진다. 그 결과, 크롤러장치는 높은 단차를 타고 넘을 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 1, 제 2 접지러그를 포함한 모든 접지러그가 동일 높이를 갖고 있다. 이것에 의하면, 평지 주행을 안정하게 행할 수 있다.

바람직하게는, 무단조체는 둘레방향으로 제 1 영역과 제 2 영역을 교대로 갖고, 상기 제 1 영역에는 적어도 1개의 상기 제 1 접지러그가 설치되고, 상기 제 2 영역에는 적어도 1개의 상기 제 2 접지러그가 설치되어 있다. 이것에 의하면, 크롤러장치는, 보다 확실히 높은 단차를 타고 넘을 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 2 접지러그의 높이가 그 두께의 3배 이상, 7배 이하이다. 이것에 의하면, 제 2 접지러그의 접혀 구부러짐을 용이하게 하고, 게다가 하중 부담능력을 확보할 수 있다. 또한, 기와조각이나 자갈, 잡석, 쇄석(rubbles) 등에 대한 그립 능력이 높아, 미끄러지지 않고 주행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 1, 제 2 접지러그는 무단조체의 폭방향으로 연장되어, 그 종단면 형상이 사다리꼴을 이루고 있고, 제 2 접지러그의 바닥변이, 제 1 접지러그의 바닥변보다 훨씬 얇은 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 사다리꼴의 단면 형상은 접지러그 성형시의 빼기 구배(draft angle)를 제공한다.

바람직하게는, 상기 제 2 접지러그의 평면형상이 접혀 구부려진 형상을 이루고 있다. 이것에 의하면, 하중 부담능력을 더 높일 수 있다.

또한 본 발명은, 전후방향으로 배치된 복수의 휠과 이들 휠에 가로질러 걸쳐진 무단조체(endless elongated member)를 구비하고, 상기 무단조체가 둘레방향으로 간격을 두고 배치된 동일 높이의 다수의 접지러그를 갖는 크롤러장치에 있어서,

상기 무단조체는 둘레방향으로 제 1 영역과 제 2 영역을 교대로 갖고, 상기 다수의 접지러그는 제 1 접지러그와 제 2 접지러그의 적어도 2 종류의 접지러그를 포함하고, 상기 제 1 영역에는 적어도 1개의 상기 제 1 접지러그가 설치되고, 상기 제 2 영역에는 적어도 1개의 상기 제 2 접지러그가 설치되고, 상기 제 1 접지러그는 구부림 강성이 높아 접혀 구부려지기 어렵고, 상기 제 2 접지러그는 구부림 강성이 낮아 접혀 구부려지기 쉬운 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 크롤러장치가 단차에 닿았을 때에, 제 2 접지러그가 접혀 구부려지도록 탄성변형하므로, 제 1 접지러그를 단차에 가까이할 수 있어, 단차가 휠의 중심으로부터 접지러그의 꼭대기단까지의 지름 이상이라도, 제 1 접지러그가 단차의 상단에 걸려진다. 그 결과, 크롤러장치는 높은 단차를 타고 넘을 수 있다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 크롤러장치는 높은 단차를 타고 넘을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 이루는 좌우 한 쌍의 크롤러장치를 구비한 로봇의 하부의 사시도이다.

도 2는 좌측의 크롤러장치의 우측면도이다.

도 3은 좌측의 크롤러장치의 좌측면도이다.

도 4는 도 2에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ선을 따르는 크롤러장치의 횡단면도이다.

도 5는 도 4의 단면도를 분해해 나타내는 크롤러장치의 단면도이다.

도 6은 도 4에 나타내는 크롤러장치 전단부의 확대 횡단면도이다.

도 7은 도 4에 나타내는 크롤러장치의 후단부의 확대 횡단면도이다.

도 8은 도 2에 있어서의 Ⅷ-Ⅷ선을 따르는 크롤러장치의 종단면도이다.

도 9는 스틸벨트의 두께를 과장하여 나타낸 크롤러벨트의 확대 종단면도이다.

도 10은 크롤러장치가 높은 단차를 타고 넘을 때 상태를 나타내는 개략도이다.

도 11은 크롤러벨트의 제 2 접지러그가 기와조각을 그립하는 상태를 나타내는 개략도이다.

[부호의 설명]

2L,2R : 크롤러장치

10 : 휠

20 : 크롤러벨트(무단조체)

25 : 제 1 접지러그

26 : 제 2 접지러그

R1 : 제 1 영역

R2 : 제 2 영역

이하, 본 발명의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 경작업용 로봇의 하반신인 하부 A를 나타낸다. 이 하부 A는, 기대(1)의 좌우부에 한 쌍의 크롤러장치(2L,2R)를 부착하는 것에 의해, 구성되어 있다. 이 기대(1)에 로봇의 상반신이 부착된다. 이 상반신은 로봇의 역할에 따라서 구성이 다르다. 예를 들면 지진 등의 재해 발생시에 기와조각이나, 암석, 돌더미에 갇힌 사람의 탐색에 이용되는 로봇의 경우, 카메라, 탐지센서 및, 조명기구를 구비하고 있고, 필요에 따라서 경량물의 파지기구를 구비하고 있다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 이러한 크롤러장치(2L,2R)의 각각은, 앞쪽과 뒤쪽의 휠(10)과, 이들 휠(10) 사이에 걸쳐진 무단형상의 크롤러벨트(20) (크롤러용 무단조체)와, 한 쌍의 측판(30)을 구비하고 있다. 한 쌍의 크롤러장치 (2L,2R)의 안쪽의 측판(30)의 중앙부가 상기 기대(1)에 부착되어 있다.

좌우의 크롤러장치(2L,2R)는 실질적으로 같은 구조이다. 다만, 좌측의 크롤러장치(2L)에서는, 뒤쪽 휠(10)이 액츄에이터(40)에 접속되어 구동륜으로서 제공되고, 앞쪽 휠(10)이 종동륜으로서 제공된다. 우측의 크롤러장치(2R)에서는, 앞쪽 휠(10)이 액츄에이터(40)에 접속되어 구동륜으로서 제공되며, 뒤쪽 휠(10)이 종동륜으로서 제공된다.

이하, 좌측의 크롤러장치(2L)에 대해서 설명한다. 도 4, 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각 휠(10)은 수지(樹脂) 등으로 이루어지고, 경량화를 위해서 살빼기용의 구멍(13)을 다수 갖고 있다. 휠(10)의 바깥둘레면은 원통면을 이루고, 이 바깥둘레면의 폭방향 중앙에는 둘레방향으로 같은 피치로 금속제의 걸어맞춤핀 (12)이 메워 넣어져 있다. 이 걸어맞춤핀(12)의 헤드부는 반구형상을 이루고 휠 (10)의 바깥둘레면으로부터 돌출하여, 걸어맞춤돌기(12a)로서 제공된다. 본 실시형태에서는, 휠(10)의 폭 30mm에 대해서 걸어맞춤돌기(12a)의 지름은 3mm 정도이다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 측판(30)은, 한 쌍의 휠(10)의 좌우에 배치되어 있다. 각 측판(30)은, 전후방향으로 가늘고 긴 타원판형상의 금속판(31)과, 상하 한 쌍의 시일부재(32)를 구비하고 있다. 한 쌍의 금속판(31)의 전후단부가 한 쌍의 휠(10)의 양측면을 덮도록 되어 있다.

측판(30)의 금속판(31)은, 전후의 휠(10)의 둘레가장자리를 각각 따르는 반 원형상의 전후의 끝단가장자리부(31a)를 갖고 있다. 이들 전후의 끝단가장자리부 (31a)는, 도 4,도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이 안쪽이 깎여져 얇은 두께가 되어 있다.

금속판(31)의 끝단가장자리부(31a)에 연속하는 상하의 직선형상의 가장자리부에는, 상기 시일부재(32)가 착탈 가능하게 부착되어 있다. 상술하면, 이 시일부재(32)는, 후술하는 크롤러벨트(20)의 벨트 본체(22)보다 탄성계수가 작은 고무재료로 이루어지고, 도 8에 잘 나타나 있는 바와 같이, 단면 L자형의 직선형상을 이루는 브래킷(33)에 가황 접착 등의 수단으로 부착되어 있고, 이 브래킷(33)이 측판 (30)의 상하의 가장자리부에 나사(34)에 의해 착탈 가능하게 고정되어 있다. 상기 시일부재(32)는, 얇은 두께를 이루는 기립벽(32a)을 갖고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 크롤러벨트(20)는, 무단형상의 스테인리스 스틸로 이루어지는 스틸벨트(21)(얇은 금속벨트, 고인장강도 벨트)와, 이 스틸벨트 (21)의 바깥둘레의 전역에 가황접착 등에 의해 부착된 SBR이나 우레탄고무 등의 고무(탄성재료)로 이루어지는 무단형상의 벨트 본체(22)를 갖고 있다.

상기 스틸벨트(21)는, 판두께 0.05～1.0mm(본 실시형태에서는 0.15mm)가 가늘고 긴 얇은 벨트의 양단을 용접하는 것에 의해 구성되어 있다. 스틸벨트(21)는, 상기 휠(10)과 거의 같은 폭을 갖고 있고, 그 폭방향 중앙에는 둘레방향으로 같은 피치{휠(10)의 걸어맞춤돌기(12a)와 동일한 피치}로, 원형의 걸어맞춤구멍(21a)이 형성되어 있다. 걸어맞춤구멍(21a)의 지름은 걸어맞춤돌기(12a)의 지름과 같거나 조금 크다.

본 실시형태에서는, 상기 스틸벨트(21)는 후술하는 베이스부(23)(두께 3mm)에 비해 극히 얇다. 도 9에서는 스틸벨트(21)의 두께가 과장되어 나타나 있으며, 다른 도면에서는 스틸벨트(21)는 도시가 생략되어 있다.

도 1, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 벨트 본체(22)는, 상기 스틸벨트 (21)보다 큰 폭을 가지는 무단형상의 베이스부(23)와, 이 베이스부(23)의 폭방향 양측에 형성된 차폐 플랜지(shielding flange:24)와, 베이스부(23)의 바깥둘레에 간격을 두고 형성된 2종류의 접지러그(25,26)를 일체로 갖고 있다. 상기 베이스부 (23)의 폭방향 중앙에는, 상기 스틸벨트(21)의 걸어맞춤구멍(21a)에 대응한 위치에 걸어맞춤구멍(21a)과 연이어 통하는 대략 반구형상의 도망 오목부(escape recess:23a)가 형성되어 있다.

도 2 내지 도 4와 같이, 상기 크롤러벨트(20)는, 전후의 휠(10)에 반둘레에 걸쳐서 걸쳐져 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 휠(10)의 반둘레분의 영역에 있어서, 스틸벨트(21)가 휠(10)의 바깥둘레면에 직접 접하고, 휠(10)의 걸어맞춤 돌기(12a)가 스틸벨트(21)의 걸어맞춤구멍(21a)에 걸어맞춤되는 것과 동시에 베이스부(23)의 도망 오목부(23a)에 비집고 들어가 있다.

상기 차폐 플랜지(24)는, 벨트 본체(22)의 전체둘레에 걸쳐서 연속하여 형성되어 있고, 베이스부(23)의 바깥둘레면으로부터 경사방향으로 돌출하고 있다. 차폐 플랜지(24)는 단면형상이 끝이 가늘게 되어 있어, 탄성변형이 용이하게 되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 크롤러벨트(20)는, 제 1 영역(R1)과 제 2 영역 (R2)을 둘레방향으로 교대로 갖고 있다. 제 1 영역(R1)에는 2개의 제 1 접지러그 (25)가 배치되고, 제 2 영역(R2)에는 4개의 제 2 접지러그(26)가 배치되어 있다.

상기 제 1 접지러그(25)는, 크롤러벨트(20)의 폭방향으로 연장되고, 종단면 형상이 사다리꼴을 이루고 있다. 본 실시형태에서는 제 1 접지러그(25)의 단면형상의 바닥변 두께가 15mm, 꼭대기변 두께가 4mm, 높이가 15mm가 되고 있고, 바닥변 치수가 크기 때문에, 구부림 강성이 충분히 높다. 그러므로, 접지러그(25)에 폭방향과 직교하는 힘을 가해도 접혀 구부려질 일은 없다.

상기 제 2 접지러그(26)는, 크롤러벨트(20)의 폭방향으로 연장되고, 종단면 형상이 사다리꼴을 이루고 있다. 본 실시형태에서는 제 2 접지러그(26)의 단면형상의 바닥변 두께가 5mm이고, 꼭대기변 두께가 3mm, 높이가 15mm가 되고 있다. 제 2 접지러그(26)는, 그 두께가 높이에 비해 훨씬 작기 때문에, 제 1 접지러그(25)보다 훨씬 구부림 강성이 작고, 그러므로, 접지러그(26)에 폭방향과 직교하는 방향의 힘을 가하면 접어 구부리기 쉽다. 접지러그(26)의 높이는, 그 두께(평균 두께 또는 높이방향의 중앙부의 두께)에 비해 3배 이상, 7배 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5배 이상, 5배 이하이다. 한편, 접지러그(26)의 평면형상은 도 1에 나타내는 바와 같이 중앙에서 접힌 형상을 이루고 있다. 이것은, 높이 방향의 하중 즉 로봇의 자중에 대한 강도를 높인다.

도 4, 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 전후의 휠(10)은, 각각 전후의 지지기구(50)에 의해, 한 쌍의 측판(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 지지기구(50)는, 원반형상의 부착베이스(51)와, 축부재(52)와, 베어링(53)과, 회전부재 (54)를 구비하고 있다.

상기 부착베이스(51)가 한 쪽(안쪽)의 측판(30)에 나사(51a)(도 1, 도 2에만 나타낸다)에 의해 고정되어 있다. 또한, 상기 축부재(52)의 일단이 나사(52a)에 의해 부착베이스(51)에 고정되고, 축부재(52)의 타단이 나사(52b)에 의해 다른 쪽(바깥쪽)의 측판(30)에 고정되어 있다.

상기 베어링(53)은 베어링 하우징(55)에 수용되어 상기 축부재(52)의 바깥둘레에 끼워져, 축부재(52)의 단차와 축부재(52)에 고정된 베어링 스토퍼(56)에 의해, 지지되어 있다.

상기 회전부재(54)는, 디스크부(54a)와, 이 디스크부(54a)의 바깥둘레에 연속하는 통부(54b)와, 통부(54b)의 둘레가장자리{디스크부(54a)와 반대측의 둘레가장자리}로부터 지름방향, 바깥쪽방향으로 연장되는 고리형상 플랜지부(54c)를 갖고 있다. 디스크부(54a)의 중앙에는 상기 축부재(52)를 통과시키기 위한 구멍이 형성되어 있다. 이 구멍의 둘레가장자리부가 나사(58)에 의해 상기 베어링 하우징(55)의 플랜지부에 고정되어 있다.

한편, 휠(10)의 폭방향 중앙부의 안둘레에는, 지름방향, 안방향으로 연장된 고리형상의 플랜지부(19)가 형성되어 있고, 이 플랜지부(19)가 나사(59)에 의해 상기 회전부재(54)의 플랜지부(54c)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 휠(10)이, 회전부재(54), 베어링(53)을 통하여 축부재(52)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

전후의 지지기구(50)는 같은 구조이지만, 도 7에 나타내는 바와 같이, 뒤쪽의 지지기구(50)에는, 액츄에이터(40)와의 연결구조가 더 부가되어 있다. 상술하 면, 액츄에이터(40)(전동모터와 감속기구를 포함한다)의 케이싱(41)이 안쪽의 측판 (30)을 관통하여 나사에 의해 부착베이스(51)에 고정되어 있고, 이 액츄에이터(40)의 출력축(45)이 부착베이스(51)를 관통하고 있다. 이 출력축(45)에는 평치차(46)가 고정되어 있다. 다른 한편, 회전부재(54)의 통부(54b)의 안둘레에는 톱니부 (54d)가 형성되어 있고, 이 톱니부(54d)가 평치차(46)에 서로 맞물리는 것에 의해, 뒤쪽의 휠(10)은 액츄에이터(40)의 회전 토오크를 받게 되어 있다.

상기 회전부재(54)의 통부(54b)는, 서로 인접하는 끼워맞춤부(54x)와 가이드부(54y)를 갖고 있다. 끼워맞춤부(54x)는 플랜지부(54c)측에 위치하고, 바깥둘레면이 원통면을 이루고, 상기 휠(10)의 플랜지부(19)의 안둘레면에 의해 규정되는 끼워맞춤구멍(19a)에 끼워지도록, 이 끼워맞춤구멍(19a)과 같은 지름을 이루고 있다. 가이드부(54y)는, 디스크부(54a)측에 위치하고, 바깥둘레면이 원추면 즉 테이퍼면을 이루고 있다.

상기 끼워맞춤부(54x), 가이드부(54y)는, 크롤러장치(2L)를 조립할 때에 도움이 된다. 도 5를 참조하면서 설명하면, 앞쪽의 지지기구(50)와, 액츄에이터(40)에 부착된 뒤쪽 지지기구(50)를 조립한 후에, 이들 지지기구(50)를 측판(30)에 고정하여, 제 1 어셈블리(101)를 얻는다.

한편, 전후의 휠(10)에 크롤러벨트(20)를 걸쳐서 제 2 어셈블리(102)를 조립한다.

다음에, 제 2 어셈블리(102)의 전후의 휠(10)에, 제 1 어셈블리(101)의 전후의 지지기구(50)의 회전부재(54)를 끼워 넣는다. 이 때, 회전부재(54)의 가이드 부(54y)의 가이드 작용에 의해, 전후의 휠(10)의 간격을 미소량 넓히면서, 즉 크롤러벨트(20)에 장력을 부여하면서, 끼워맞춤부(54x)를 휠(10)의 끼워맞춤구멍(19a)에 끼워맞춤시킨다. 이것에 의해, 휠(10)은 정확하게 위치결정되어 세트된다. 이 후에, 나사(59)를 이용하여 휠(10)의 플랜지부(19)를 회전부재(54)의 플랜지부 (54c)에 고정한다.

다음에, 다른 쪽의 측판(30)을 전후의 지지기구(50,50)의 축부재(52)에 고정한다.

우측의 크롤러장치(2R)도, 좌측의 크롤러장치(2L)와 같이 하여 조립할 수 있다. 상기와 같이, 가이드부(54y)와 끼워맞춤부(54x)의 작용에 의해, 크롤러장치 (2L,2R)를 작업성 좋게 정확하게 조립할 수 있다. 한편, 휠(10)을 수지에 의해 형성하는 것에 의해, 상기 회전부재(54)에의 휠(10)의 끼워맞춤, 고정을, 보다 한층 원활히 행할 수 있다.

상기 구성의 로봇에 있어서, 좌우의 크롤러장치(2L,2R)의 액츄에이터(40)가 구동하면, 좌측 크롤러장치(2L)의 뒤쪽 휠(10)과 우측 크롤러장치(2R)의 앞쪽 휠 (10)이 회전 토오크를 받아, 크롤러벨트(20)가 회전한다. 이것에 의해, 로봇이 주행한다.

크롤러벨트(20)는 고무제의 벨트 본체(22)를 이용하고 있지만, 스틸벨트(21)로 보강되고 있으므로, 사용을 계속해도 늘어나는 일이 없어, 휠(10)로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 크롤러벨트(20)의 현저한 경량화를 도모할 수 있다. 그 제 1 의 이유는, 상기 크롤러벨트(20)를 두께를 증대시키지 않고 얇은 스 틸벨트(21)로 보강하고 있기 때문이고, 제 2 의 이유는, 스틸벨트(21)에 의해 휠 (10)과의 걸어맞춤을 행하여, 벨트 본체(22)에 휠(10)과 걸어맞춤하기 위한 돌기를 형성하지 않아도 되기 때문이다.

상기 스틸벨트(21)의 걸어맞춤구멍(21a)에 휠(10)의 돌기(12a)가 끼워 넣어지므로, 크롤러 벨트(20)가 좌우 방향으로 빗나가는 것을 확실히 방지할 수 있다.

본 실시형태의 로봇은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 휠(10)의 중심으로부터 접지러그(25,26)의 꼭대기단까지의 지름 D보다 높은 단차(S)(단차의 높이를 부호 H로 나타낸다)를 타고 넘을 수 있다. 상술하면, 로봇이 주행하여 단차(S)에 부딪쳤을 때에, 제 2 접지러그(26)의 선단이 단차(S)에 닿으면, 제 2 접지러그(26)는 화살표방향과 반대방향의 힘을 받아 접혀 구부려지기 시작하고, 또한 로봇의 전진력과 반대방향의 힘을 받아 크게 접혀 구부려진다. 이 상태로, 제 1 접지러그(25)의 꼭대기단부가 단차(S)의 상단에 걸리므로, 로봇은 높은 단차(S)를 타고 넘을 수 있다.

본 실시형태와 비교하기 위해서, 종래의 크롤러벨트와 같이, 제 2 접지러그 (26)가 도 10에 있어서 상상선으로 나타내는 바와 같이 접혀 구부려지지 않는다고 가정한다. 이 경우, 이 제 2 접지러그(26)의 꼭대기단이 단차(S)에 닿기 때문에, 크롤러장치(2L,2R)는 단차(S)에 가까이 하지 않고, 제 1 접지러그(25)는 단차(S)의 상단에 걸리지 않는다. 그 때문에, 로봇은, 지름 D 이상의 높이의 단차를 타고 넘을 수 없다.

도면에서는 접지러그(25,26)의 간격을 넓게 나타내었지만, 간격을 좁게 해 도, 상기의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 2종류의 접지러그(25,26)를 갖고 있으므로, 여러 가지의 장애물을 타고 넘을 수 있다.

예를 들면, 도 11과 같은 평탄면을 갖는 비교적 낮은 기와조각(S')에 대해서는, 제 2 접지러그(26)가 탄성변형하여 기와조각(S')과의 접촉면적을 많게 하는 것에 의해, 기와조각(S')에 대해서 미끄러지지 않고 양호하게 그립할 수 있어, 크롤러벨트(20)의 공회전을 회피할 수 있다. 한편, 인접하는 제 2 접지러그(26)의 간격을 좁히면, 도 11과 같이 인접하는 2개의 제 2 접지러그(26)로 기와조각(S')을 보다 한층 양호하게 그립 할 수 있다. 이 기능은, 특히 기와조각(S')이 젖어 있거나 모래가 부착되어 있는 경우에 유효하게 작용한다.

한편, 제 1 접지러그(25)는, 상술의 모래 등이 부착된 비교적 낮은 기와조각 (S')에 대해서는 그립능력이 작지만, 파이프 등, 단면이 만곡한 장애물에 대해서는 제 2 접지러그(26)에 비해 그립기능이 높아, 용이하게 타고 넘을 수 있다.

접지러그(25,26)는, 동일 높이를 갖고 있으므로, 크롤러장치(2L,2R)의 주행은 안정되어 있다. 접지러그(26)는, 접혀 구부려지기 쉽지만 높이방향의 하중 즉 로봇의 자중에 대해서는 충분한 강도를 갖고, 크게 변형하지 않고 원활한 주행을 확보할 수 있다. 한편, 접지러그(26)는 평면형상이 접혀 구부려진 형상을 이루고 있으므로, 높이방향의 강도를 높일 수 있다.

크롤러벨트(20)에 있어서 전후의 휠(10)에 걸려 있는 영역에서는, 차폐 플랜지(24)의 선단 가장자리부가 측판(30)의 전후의 끝단가장자리부(31a)에 접하고 있 고, 전후의 휠(10) 사이의 영역에서는, 차폐 플랜지(24)의 선단 가장자리부가 시일부재(32)의 기립벽(32a)에 접하고 있다. 이것에 의해, 크롤러벨트(20)와 한 쌍의 측판(30)으로 둘러싸인 내부공간이 시일되어, 물, 모래, 먼지의 침입을 회피할 수 있다.

크롤러벨트(20)가 휠(10)에 반둘레에 걸쳐서 걸쳐진 영역에서는 구부러지기 때문에, 차폐 플랜지(24)는 선단 가장자리부가 측판(30)의 끝단가장자리부(31a)로부터 멀어지는 방향으로 휘어진다. 그러나, 상기와 같이 차폐 플랜지(24)의 선단 가장자리부는 탄성변형하여 측판(30)의 끝단가장자리부(31a)에 접하고 있으므로, 상기 휘어짐이 있음에도 불구하고 끝단가장자리부(31a)에 확실히 접할 수 있다. 또한, 크롤러벨트(20)의 차폐 플랜지(24)는 측판(30)의 상하 가장자리부에 있어서 시일부재(32)에 접하지만, 시일부재(32)가 차폐 플랜지(24)보다 탄성계수가 작고 게다가 얇은 두께이므로, 차폐 플랜지(24)에 비해 크게 변형한다. 그 때문에, 크롤러벨트(20)가 휠(10)에 의해 구속되지 않는 부위에서 흔들려도, 시일부재(32)가 이 흔들림에 추종하여 변형하기 때문에, 시일부재(32)와 차폐 플랜지(24)의 접촉을 확보할 수 있다. 한편, 시일부재(32)에는 테프론(등록상표)코팅 등이 실시되어 있으므로, 차폐 플랜지(24)와의 마찰을 줄일 수 있다.

본 발명은 상기 실시형태에 제약되지 않고, 여러 가지의 형태가 채용 가능하다. 예를 들면, 한 쌍의 크롤러장치의 양쪽 모두가, 전륜구동 또는 후륜 구동이더라도 좋고, 양륜 구동이더라도 좋다.

앞쪽, 뒤쪽 휠의 사이에 중간의 휠이 배치되어 있어도 좋다. 종동의 휠은, 크롤러벨트와 서로 맞물리지 못하고, 크롤러벨트의 폭방향 이동을 규제할 뿐이라도 좋다.

접지러그(26)의 평면형상은, 복수 개소에서 접혀 파형으로 해도 좋다. 접지러그(26)는 단면 사다리꼴 형상이 아니라 균일 두께로 형성해도 좋다.

또한, 휠(10)에 2열의 방향이 다른 짧은 나선형상의 걸어맞춤돌기(더블 헬리컬:double helical)를 형성하여, 고인장강도 벨트에도 이것에 합치한 걸어맞춤구멍을 형성하는 것에 의해, 크롤러벨트의 사행(蛇行)을 확실히 방지하도록 해도 좋다.

무단조체로서 크롤러벨트 대신에 체인을 이용해도 좋다.

무단조체는 제 1, 제 2 영역 외에 제 3 영역을 갖고 있어도 좋다. 이 제 3 영역에는 제 1, 제 2 접지러그와 형상이 다른 제 3 접지러그가 형성된다.

액츄에이터는, 상기 모터에 한정되지 않고 유압모터나 엔진이더라도 좋다.

또한, 본 발명의 크롤러장치는, 인명구조 로봇 이외에 경량의 병원청소용 등의 로봇이나, 로봇 이외의 경량 건설기계에 이용해도 좋다.

평지주행을 대부분 필요로 하지 않는 로봇에 이용되는 크롤러장치에서는, 제 1 접지러그와 제 2 접지러그의 높이가 다르더라도 좋다.

본 발명은, 경량로봇 등의 하부(underbody)에 적용할 수 있다.

Claims

무단형상의 베이스부와, 이 베이스부의 외주에 둘레방향으로 간격을 두고 배치된 다수의 접지러그(tread lugs)를 갖는 크롤러용 무단조체(endless elongated member for a crawler)에 있어서,

상기 다수의 접지러그는, 동일 높이를 갖는 동시에, 제 1 접지러그와 제 2 접지러그의 적어도 2종류의 접지러그를 포함하고,

상기 제 1 접지러그는, 구부림 강성이 높아 접혀 구부려지기 어렵고,

상기 제 2 접지러그는, 상기 베이스부에 대하여 수직을 이루며, 둘레방향의 힘을 받은 때에 접혀 구부려지기 쉽도록 구부림 강성이 낮고, 및,

상기 제 2 접지러그는, 높이방향의 하중에 대한 강도를 높이도록 상기 베이스부에 대해 수직인 방향에서 본 형상이, 1개소에서 접혀 V자 형상을 이루거나, 또는 복수 개소에서 접혀 파형을 이루는 것을 특징으로 하는 크롤러용 무단조체.
삭제
제 1 항에 있어서, 무단조체는 둘레방향으로 제 1 영역과 제 2 영역을 교대로 갖고, 상기 제 1 영역에는 적어도 1개의 상기 제 1 접지러그가 설치되고, 상기 제 2 영역에는 적어도 1개의 상기 제 2 접지러그가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 크롤러용 무단조체.
제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 접지러그는 무단조체의 폭방향으로 연장되며, 그 종단면 형상이 사다리꼴을 이루고 있고, 제 2 접지러그의 바닥변이, 제 1 접지러그의 바닥변보다 얇은 것을 특징으로 하는 크롤러용 무단조체.
제 3 항에 있어서, 상기 제 2 접지러그의 높이가 그 두께의 3배 이상, 7배 이하인 것을 특징으로 하는 크롤러용 무단조체.
삭제
전후방향으로 배치된 복수의 휠과, 이들 휠에 가로 걸쳐진 무단조체를 구비하고, 상기 무단조체가 무단형상의 베이스부와 이 베이스부의 외주에 둘레방향으로 간격을 두고 배치된 다수의 접지러그를 갖는 크롤러장치에 있어서,

상기 무단조체는 둘레방향으로 제 1 영역과 제 2 영역을 교대로 갖고,

상기 다수의 접지러그는, 동일 높이를 갖는 동시에, 제 1 접지러그와 제 2 접지러그의 적어도 2 종류의 접지러그를 포함하고, 상기 제 1 영역에는 적어도 1개의 상기 제 1 접지러그가 설치되고, 상기 제 2 영역에는 적어도 1개의 상기 제 2 접지러그가 설치되고,

상기 제 1 접지러그는, 구부림 강성이 높아 접혀 구부려지기 어렵고,

상기 제 2 접지러그는, 상기 베이스부에 대하여 수직을 이루며, 및,

상기 제 2 접지러그는, 높이방향의 하중에 대한 강도를 높이도록 상기 베이스부에 대해 수직인 방향에서 본 형상이, 1개소에서 접혀 V자 형상을 이루거나, 또는 복수 개소에서 접혀 파형을 이루는 것을 특징으로 하는 크롤러장치.