JP4671233B2 - Crawler equipment - Google Patents
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Description
本発明は、軽量なロボット等の足回り部に用いられるクローラ装置に関する。 The present invention relates to a crawler device used for a suspension part of a lightweight robot or the like.
特許文献1は小型軽量のロボット等の足回り部に用いられるクローラ装置を開示している。このクローラ装置は、左右一対の側板と、これら側板の前後端部に回転可能に支持されたホイールと、ホイールに掛け渡されたクローラベルトを備えている。クローラベルトは、弾性材料からなるベルト本体と、このベルト本体の外周に周方向に離間して形成された多数の接地ラグとを有している。
上記クローラ装置の内部空間は上記左右一対の側板とクローラベルトにより遮蔽されている。これにより細かい瓦礫等が内部空間に入り込むのを防ぎ、ひいてはクローラベルトとホイールとの間に瓦礫等が入り込んで走行不能になるのを防いでいる。
特許文献1の図15,図16に示すクローラ装置では、側板の周縁がクローラベルトのベルト本体の外周面より突出している。そのため、クローラ装置が凸部のある所を走行する場合には、側板の周縁(特に前後の縁部や下縁部)が凸部等に接触したり当たるため、損傷することがあった。
In the crawler device shown in FIGS. 15 and 16 of
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、(a)左右一対の側板と、(b)上記一対の側板の前後端部にそれぞれ回転可能に支持された前後のホイールと、(c)弾性材料からなるベルト本体と、このベルト本体の外周に周方向に離間して形成された多数の接地ラグとを有し、上記前後のホイール間に掛け渡されたクローラベルトと、を備えたクローラ装置において、上記側板の周縁が上記クローラベルトのベルト本体の外周面から突出し、上記ベルト本体の両側縁部外周には緩衝凸部が形成され、この緩衝凸部のベルト本体外周面からの突出高さが、上記側板周縁の前後縁部および下縁部のベルト本体外周面からの突出高さより高く、上記接地ラグより低いことを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and (a) a pair of left and right side plates, (b) front and rear wheels rotatably supported by front and rear end portions of the pair of side plates, and (c) And a crawler belt having a belt main body made of an elastic material and a large number of ground lugs formed on the outer periphery of the belt main body so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction. In the crawler device, the peripheral edge of the side plate protrudes from the outer peripheral surface of the belt main body of the crawler belt, and buffer protrusions are formed on the outer periphery of both side edges of the belt main body, and the buffer protrusion protrudes from the outer peripheral surface of the belt main body. The height is higher than the protrusion height of the front and rear edge portions and the lower edge portion of the side plate periphery from the outer peripheral surface of the belt body, and is lower than the grounding lug.
上記構成によれば、クローラ装置の前後縁部が凸部に当たったり乗り上げたりしても、クローラベルトの緩衝凸部がこの凸部に当たったり接触するため、側板が凸部に当たったり接触するのを回避でき、ひいては側板の損傷を回避できる。 According to the above configuration, even if the front and rear edges of the crawler device hit or ride on the convex portion, the buffer convex portion of the crawler belt hits or comes into contact with the convex portion, so that the side plate hits or comes into contact with the convex portion. Can be avoided, and as a result, damage to the side plate can be avoided.
好ましくは、上記緩衝凸部が接地ラグの高さの半分以下である。これにより、接地ラグが凹凸のある路面をしっかり掴んで滑らずに走行するのを、緩衝凸部が妨げることはない。 Preferably, the buffer protrusion is not more than half the height of the ground lug. Accordingly, the buffer convex portion does not prevent the grounding lug from firmly gripping the uneven road surface and traveling without slipping.
好ましくは、上記緩衝凸部と側板周縁の突出高さの差が1〜10mmである。この構成は、特に小型のクローラ装置において適用され、緩衝凸部の高さを抑制することにより、クローラベルトの曲げ剛性の増加を抑制したり、成形をし易くする。 Preferably, the difference in protrusion height between the buffer protrusion and the side plate periphery is 1 to 10 mm. This configuration is particularly applied to a small crawler device, and suppresses an increase in the bending rigidity of the crawler belt or facilitates molding by suppressing the height of the buffer convex portion.
好ましくは、上記緩衝凸部が前記ホイールの半径の5〜15%である。 Preferably, the buffer convex portion is 5 to 15% of the radius of the wheel.
好ましくは、上記緩衝凸部が上記接地ラグの間に配置されている。これによれば接地ラグのクローラベルト幅方向の長さが緩衝凸部により制約されることがない。
好ましくは、上記緩衝凸部が周方向に延びている。これによれば、成形が容易である。
Preferably, the buffer protrusion is disposed between the ground lugs. According to this, the length of the grounding lug in the crawler belt width direction is not restricted by the buffer convex portion.
Preferably, the buffer convex portion extends in the circumferential direction. According to this, molding is easy.
好ましくは、上記ベルト本体の両側縁部には全周にわたって遮蔽鍔が形成され、この遮蔽鍔はベルト本体の幅方向外側に突出して断面先細をなし、上記側板に接する。これによれば、クローラ装置の内部空間の遮蔽をほぼ完全に行なうことができる。 Preferably, shielding ridges are formed on both side edges of the belt main body, and the shielding ridges protrude outward in the width direction of the belt main body to form a tapered cross section and contact the side plate. According to this, the inner space of the crawler device can be shielded almost completely.
本発明によれば、クローラ装置の側板の損傷を、クローラベルトに緩衝凸部を設けることにより回避できる。 According to the present invention, damage to the side plate of the crawler device can be avoided by providing the buffering protrusion on the crawler belt.
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図4を参照しながら説明する。図1はクローラ装置を示す。以下の説明において前後とはクローラ装置の前進後退方向を意味し、左右とは前後方向と直交する方向を意味する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a crawler device. In the following description, front and rear means the forward and backward direction of the crawler device, and right and left means a direction orthogonal to the front and rear direction.
上記クローラ装置を基台(図示しない)の左右両側に取り付けることにより、軽作業用ロボットの下半身である足回り部が構成される。この基台にはロボットの上半身が取り付けられる。この上半身はロボットの役割に応じて構成が異なる。例えば警備用ロボットの場合、カメラ,探知センサおよび照明器具を備えており、必要に応じて軽量物の把持機構を備えている。 By attaching the crawler device to both the left and right sides of a base (not shown), a suspension part that is the lower half of the light work robot is configured. The upper body of the robot is attached to this base. This upper body has a different structure depending on the role of the robot. For example, in the case of a security robot, a camera, a detection sensor, and a lighting device are provided, and a lightweight object gripping mechanism is provided as necessary.
図1,図2に示すように、各クローラ装置は、前後方向に延びる左右一対の側板10と、この側板10の前後端部に回転可能に支持された前後のホイール20と、これら前後のホイール20間に掛け渡された無端状のクローラベルト30とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each crawler device includes a pair of left and
上記クローラ装置において、側板10の中央部が上記基台に固定される。前後のホイール20のいずれかまたは両方がアクチュエータ(図示しない)に接続されて駆動輪として働く。
In the crawler device, the central portion of the
各側板10は、金属より軽い材料すなわち樹脂または樹脂を母材とした材料(例えばカーボンファイバー、ポリカーボネート、ポリアセタール、PEEK,エポキシガラス)からなり、クローラ装置の軽量化を図っている。なお、側板10の材料として軽金属を用いてもよいし鉄等の金属を用いてもよいことは勿論である。
Each
上記側板10は前後方向に細長い長円板状をなしており、上下の縁部10a,10bが水平に直線的に延び、前後の縁部10cが半円弧をなしている。上下の縁部10a,10b間の距離および前後の縁部10cの径は、ホイール20の外径より大きい。
The
上記ホイール20は樹脂または軽金属等からなり、図2,図3に示すように、その外周面には周方向で等ピッチで金属製の係合ピンが埋め込まれており、この係合ピンのヘッド部21が半球状をなしてホイール20の外周面から突出し、係合突起として提供される。
The
上記クローラベルト30は、無端状のステンレススチールからなるスチールベルト31(抗張帯,抗張部材)と、このスチールベルト31の外周の全域に加硫接着等により取り付けられたSBRやウレタンゴム等のゴム(弾性材料)からなる無端状のベルト本体32とを有している。
The
上記スチールベルト31は細長い薄帯の両端を溶接することにより構成されている。スチールベルト31は、上記ホイール20とほぼ等しい幅を有しており、周方向に等ピッチ(ホイール20の係合突起21と等しいピッチ)で、円形の係合穴31aを有している。係合穴31aの径は上記ホイール20の係合突起21の径と等しいか僅かに大きい。
The
上記ベルト本体32には、上記スチールベルト31の係合穴31aに対応した位置に係合穴31aと連通する逃がし凹部32aが形成されている。
The belt
上記クローラベルト30は、前後のホイール20に半周にわたって掛け渡されている。ホイール20の半周分の領域において、スチールベルト31がホイール20の外周面に直接接し、ホイール20の係合突起21がスチールベルト31の係合穴31aに係合されるとともにベルト本体32の逃がし凹部32aに入り込んでいる。
The
上記ベルト本体32は、上記スチールベルト31より幅広をなし、その両側縁部には遮蔽鍔33が一体に形成され、その外周には周方向に間隔をおいて形成された2種類の同一高さの接地ラグ35,36が一体に形成されている。
The belt
上記遮蔽鍔33は、ベルト本体32の全周にわたって連続して形成されており、ベルト本体32の幅方向外側に突出し、その先端縁が側板10の周縁の内面に接している。遮蔽鍔33は、ベルト本体30の外周面から突出するように傾斜するとともに断面形状が先細となっているので、弾性変形が容易になっている。
The
図2,図3に示すように、クローラベルト30をホイール20に掛け渡した状態において、側板10の周縁は、全周にわたってベルト本体32の外周面より所定高さH1だけ突出している。この高さH1は、接地ラグ36のベルト本体32外周面からの高さH2より遥かに低い。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the state where the
クローラベルト30は更に、ベルト本体32の両側縁部外周面から突出する緩衝凸部37を一体に有している。緩衝凸部37は左右の側板10の近傍に配置されている。本実施形態では、この緩衝凸部37は接地ラグ35,36間においてクローラベルト30の周方向に延びており、これら接地ラグ35,36に連なっている。
The
緩衝凸部37のベルト本体32外周面からの突出高さH3は、側板10周縁のベルト本体32外周面からの突出高さH1より高く、その差ΔHは1〜10mmである。
また、緩衝凸部37の突出高さH3は、接地ラグ35,36より低く、接地ラグ35,36の突出高さH2の半分以下である。しかも、緩衝凸部37の突出高さH3は、ホイール10の半径の5〜15%である。
具体例を挙げると、ホイール10の半径が70mmの場合、側板10の周縁の突出高さH1が4mmであり、接地ラグ35,36の突出高さH2が20mmであり、緩衝凸部37の突出高さH3が7mmである。
The protruding height H3 of the buffer convex
Further, the protruding height H3 of the
As a specific example, when the radius of the
上記構成をなすクローラ装置の作用を説明する。図示しないアクチュエータの駆動により少なくとも一方のホイール20が回転トルクを受け、クローラ装置が走行する。
The operation of the crawler device having the above configuration will be described. At least one
図2,図3に示すように、クローラベルト30の遮蔽鍔33は、全長にわたり先端縁の弾性変形を伴なって、側板10の周縁の内面に接する。これにより、クローラベルト30と一対の側板10で囲われたクローラ装置の内部空間が遮蔽され、小さな瓦礫等の侵入を回避できる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the shielding
クローラ装置は、その前進,後退時に凸部等に衝突したり乗り上げたりする。この際、上述した緩衝凸部37が側板10の周縁より高いので、緩衝凸部37が凸部に当たり、側板10が当たるのを回避することができる。その結果、側板10が樹脂等で形成されていても、その損傷を回避することができる。
The crawler device collides with or rises on a convex portion or the like when moving forward or backward. At this time, since the buffer
次に、本発明の他の実施形態について説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In these embodiments, components corresponding to the preceding embodiments are assigned the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
図5,図6に示す第2実施形態では、側板10Aが、樹脂または樹脂を母材とした材料からなる側板本体11と、側板本体11の直線的に延びる上下の縁部に取り付けられたシル部材12によって構成されている。
In the second embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the
上記シール部材12は、クローラベルト30のベルト本体32よりも弾性係数の小さいゴム材料からなり、断面L字形の直線状をなすブラケット13に加硫接着等の手段で取り付けられており、このブラケット13が側板本体11の上下の縁部にネジにより着脱可能に固定されている。上記シール部材12は、薄肉をなす起立壁12aを有している。
The
クローラベルト30がホイール20に半周にわたって掛け渡された領域では曲げられるため、遮蔽鍔33は先端縁部が側板10の端縁部10cから離れる方向に反る。しかし、遮蔽鍔33の先端縁部は弾性変形して側板10の前後の縁部10cに接しているので、上記反りがあるにも拘わらず縁部10cに確実に接することができる。
Since the
クローラベルト30の遮蔽鍔33は側板10Aの上下縁部においてシール部材12の起立壁12aに接するが、シール部材12が遮蔽鍔33より弾性係数が小さくしかも薄肉であるので、遮蔽鍔33に比べて大きく変形する。そのため、クローラベルト30がホイール20により拘束されない部位で揺れても、シール部材12がこの揺れに追随して変形するため、シール部材12と遮蔽鍔33の接触を確保することができる。
The
第2実施形態において、緩衝凸部37は、側板10Aの上下縁部として提供されるシール部材12のベルト本体32外周面からの突出高さより高く、側板10Aの前後縁部10cのベルト本体32外周面からの突出高さより高い。そのため、第1実施形態と同様に、側板本体11の前後の縁部10cの損傷を防ぐことができるとともに、シール部材12の損傷(特に下側のシール部材12の損傷)を防ぐことができる。
In the second embodiment, the
図7に示す第3実施形態では、側板10Bが樹脂または樹脂を母材とした材料からなる側板本体11と、その全周に取りつけられたシール部材13からなる。このシール部材13が側板10Bの周縁として提供される。シール部材13は内側に傾斜面を有しており、この傾斜面に遮蔽鍔33が接している。本実施形態では面接触している。
この第3実施形態でも第2実施形態と同様に、シール部材13を側板本体11の上下縁部にのみ装着してもよい。
In the third embodiment shown in FIG. 7, the
In the third embodiment, as in the second embodiment, the
上記第1〜第3実施形態では、緩衝凸部37が接地ラグ35,36間において周方向に延びて連なっているため、成形し易い。また、側板10,10A,10Bが瓦礫に当たるのを確実に回避できる。
In the said 1st-3rd embodiment, since the buffer
上記緩衝凸部37は周方向に延びているため、クローラベルト30の曲げ抵抗を増大させる要因となる。そこで例えば成形の際に加硫制御を行ない、緩衝凸部37を接地ラグ35,36に比べて柔らかく(弾性係数を低く)してもよい。この場合、ベルト本体32も緩衝凸部37と同程度に柔らかくしてもよい。
Since the buffer
図8に示す第4実施形態では、緩衝凸部37Aが周方向に延びるものの接地ラグ35,36から離れている。
図9に示す第5実施形態では、緩衝凸部37Bが接地ラグ35,36間に周方向に離れて複数形成されている。
上記第4,第5実施形態では、緩衝凸部37A,37Bによるクローラベルト30の曲げ抵抗の増大を抑制できる。
In the fourth embodiment shown in FIG. 8, the buffer
In the fifth embodiment shown in FIG. 9, a plurality of buffer
In the fourth and fifth embodiments, an increase in bending resistance of the
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。遮蔽鍔は無くてもよい。この場合、側板とクローラベルトはできるだけ狭くする。
上記実施形態では、側板の周縁全周が緩衝凸部より低くなっているが、側板の上縁部は緩衝凸部より高くなっていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various aspects can be adopted. There may not be a shielding gutter. In this case, the side plate and the crawler belt are made as narrow as possible.
In the said embodiment, although the perimeter of the side plate is lower than the buffer convex part, the upper edge part of the side plate may be higher than the buffer convex part.
アクチュエータは、電気モータに限らず油圧モータやエンジンであってもよい。
また、本発明のクローラ装置は、地震等の災害発生時に瓦礫に閉じ込められた人の探索に用いられるロボット、軽量の病院清掃用等のロボット、ロボット以外の軽量建機に用いてもよい。
The actuator is not limited to an electric motor, and may be a hydraulic motor or an engine.
In addition, the crawler device of the present invention may be used for a robot used for searching for a person trapped in rubble when a disaster such as an earthquake occurs, a lightweight hospital cleaning robot, or a lightweight construction machine other than a robot.
10,10A,10B 側板
11 側板本体
12,13 シール部材
20 ホイール
30 クローラベルト
32 ベルト本体
33 遮蔽鍔
35,36 接地ラグ
37,37A,37B 緩衝凸部
10, 10A,
Claims (7)
(b)上記一対の側板の前後端部にそれぞれ回転可能に支持された前後のホイールと、
(c)弾性材料からなるベルト本体と、このベルト本体の外周に周方向に離間して形成された多数の接地ラグとを有し、上記前後のホイール間に掛け渡されたクローラベルトと、
を備えたクローラ装置において、
上記側板の周縁が上記クローラベルトのベルト本体の外周面から突出し、上記ベルト本体の両側縁部外周には緩衝凸部が形成され、この緩衝凸部のベルト本体外周面からの突出高さが、上記側板周縁の前後縁部および下縁部のベルト本体外周面からの突出高さより高く、上記接地ラグより低いことを特徴とするクローラ装置。 (A) a pair of left and right side plates;
(B) front and rear wheels rotatably supported by front and rear ends of the pair of side plates,
(C) a belt body made of an elastic material, and a large number of ground lugs formed on the outer periphery of the belt body so as to be spaced apart in the circumferential direction, and a crawler belt spanned between the front and rear wheels;
In the crawler device provided with
The peripheral edge of the side plate protrudes from the outer peripheral surface of the belt body of the crawler belt, buffer protrusions are formed on the outer periphery of both side edges of the belt body, and the protrusion height of the buffer protrusions from the outer peripheral surface of the belt body is A crawler device characterized in that the front and rear edge portions and the lower edge portion of the peripheral edge of the side plate are higher than the protruding height from the outer peripheral surface of the belt body and lower than the grounding lug.
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