JP5310082B2 - Self-propelled trolley - Google Patents

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Description

本発明は、低出力のアクチュエータが駆動力源であっても大きな段差を乗り越えることが可能な自走台車に関する。   The present invention relates to a self-propelled cart that can overcome a large step even if a low-power actuator is a driving force source.

車輪によって移動する移動ロボット等では、走行路に存在する段差等を乗り越える技術が求められている。
従来の段差乗り越え車輪装置は、車輪に動力を伝達せずに手押し車のように外部から押される力を利用して段差を乗り越える従動車輪装置として、平面な床面を移動するために用いられる移動用車輪とは別に車体の前進方向に床面から離隔するように回転案内輪と滑輪、可撓性履帯による傾斜環状履帯案内部を車輪支持ホルダー部の内外に分離近接状に配置し、車輪の前進時に仰角浮状とした回転履帯部を段差に接地させ、外部からの前進力によって段差を乗り越える従動車輪装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In mobile robots that move by means of wheels, there is a demand for a technology that can overcome a step or the like that exists on a travel path.
The conventional step-over wheel device is used to move on a flat floor surface as a driven wheel device that uses a force pushed from the outside like a wheelbarrow without transmitting power to the wheel and moves over a step. Separately from the wheel for use, a rotating guide wheel and a sliding wheel, and an inclined annular crawler guide portion with a flexible crawler track are arranged in the inner and outer sides of the wheel support holder so as to be separated from the floor surface in the forward direction of the vehicle body. There has been proposed a driven wheel device in which a rotating crawler belt portion that is floated at an elevation during forward movement is grounded to a step and the step is overcome by an external advance force (see, for example, Patent Document 1).

また、動力を伝達して段差を乗り越える車輪駆動装置として、車体フレームと、車体フレームに回転自在に設けた駆動輪アームと、同アームの先端に回転自在に設けた車輪と、前記車輪の車輪軸に設けた車輪軸歯車と、この車輪軸歯車にかみ合い前記駆動アームに軸支されている遊星歯車と、前記遊星歯車にかみ合い、かつ、前記駆動アームとは独立して駆動輪アームと同心軸で回転可能とに配置した太陽歯車と、太陽歯車にかみ合う駆動車輪とを備え、前記駆動歯車を回転させ、太陽歯車、遊星歯車、車輪歯車を介して車輪を回転させて走行するとともに、段差によって車輪の回転が妨げられると自律的に駆動輪アームの回転に切り替えて段差を乗り越えることができるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。   Further, as a wheel drive device for transmitting power and overcoming a step, a vehicle body frame, a drive wheel arm rotatably provided on the vehicle body frame, a wheel rotatably provided at the tip of the arm, and a wheel shaft of the wheel A wheel shaft gear, a planetary gear meshed with the wheel shaft gear and supported by the drive arm, meshed with the planet gear, and concentric with the drive wheel arm independently of the drive arm. A sun gear arranged to be rotatable and a driving wheel meshing with the sun gear, the driving gear is rotated, the wheel is rotated via the sun gear, the planetary gear, and the wheel gear, and the wheel is driven by a step. In some cases, the rotation of the driving wheel arm can be switched autonomously to overcome the step when the rotation of the motor is prevented (see, for example, Patent Document 2).

特開２００５−１１９６２８号公報（第４頁、図１）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-119628 (page 4, FIG. 1) 特開２００２−２６４８５６号公報（第６頁、図１）JP 2002-264856 A (6th page, FIG. 1)

しかしながら、特許文献１のものは何れの車輪にも駆動力を発生するアクチュエータを有していない。また、移動用車輪と回転案内輪または滑輪がそれぞれ伝達機構によって連結されておらず、それぞれが独立に回転自在になっているため特許文献１で示す車輪装置以外の外部動力源から進行方向へ加えられる外力の作用がなければ段差を乗り越えられない。さらに段差を乗り越えるための機構が進行方向前方に設けられているだけなので段差を降りる場合に搭載している機材や人に衝撃を与える等の課題があった。   However, the thing of patent document 1 does not have an actuator which generate | occur | produces a driving force in any wheel. In addition, since the moving wheel and the rotation guide wheel or the pulley are not connected by the transmission mechanism and are independently rotatable, the moving wheel is added in the traveling direction from an external power source other than the wheel device shown in Patent Document 1. Without the action of the external force that can be done, you can not get over the step. Furthermore, since a mechanism for overcoming the level difference is only provided in front of the traveling direction, there are problems such as shocking equipment and people installed when going down the level difference.

また、特許文献２の技術では、段差乗り越え時に車軸を中心に駆動アームが回転し、駆動アームに大きなモーメントが加わるため、進行するためにはこのモーメントよりも大きいトルクを車軸回りに発生させる必要がある。
このため、特許文献２の技術では段差を乗り越えるために十分な駆動力を発生するために主駆動モータにトルクを発生し得る高出力モータをしなければならず、小型・軽量化が難しいことや、段差以外の平面を移動する場合にも過度のエネルギを消費するといった課題もあった。 Moreover, in the technique of Patent Document 2, the drive arm rotates around the axle when stepping over a step, and a large moment is applied to the drive arm. Therefore, in order to proceed, it is necessary to generate a torque larger than this moment around the axle. is there.
For this reason, in the technology of Patent Document 2, a high output motor that can generate torque is generated in the main drive motor in order to generate a sufficient driving force to overcome the step, and it is difficult to reduce the size and weight. There is also a problem that excessive energy is consumed even when moving on a plane other than the step.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、低出力のアクチュエータであっても相対的に大きな段差を乗り越えることができるようにした、自走台車を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a self-propelled carriage that can overcome a relatively large step even with a low-power actuator.

上記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、自走台車本体と、前記自走台車本体に設けられ回転動力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータと動力伝達可能に設けられるとともに前記自走台車本体を支持する主駆動輪と、前記主駆動輪と互いの軸方向がそれぞれ平行となるように配設された複数の軸部と、前記主駆動輪と前記複数の軸部とを動力伝達可能に連結する伝達機構と、を有し、前記伝達機構は、前記複数の軸部および前記アクチュエータの出力軸にそれぞれ設けられたプーリーに巻回され、前記アクチュエータの回転動力を前記複数の軸部に伝達するベルト部材を有し、前記複数の軸部は、前記ベルト部材の内側に配置された第１軸部と、前記ベルト部材の外側に配置された第２軸部と、前記第２軸部の回転方向を反転させる反転機構を介して前記第２軸部からの回転動力が伝達される第３軸部と、を有し、前記第１軸部および前記第３軸部には、前記主駆動輪よりも接地部が上方に位置し、前記主駆動輪よりも直径が小さく設定された補助駆動輪がそれぞれ配設されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a self-propelled carriage main body, an actuator provided in the self-propelled carriage main body for generating rotational power, a main body that is provided to transmit power to the actuator and supports the self-propelled carriage main body. a drive wheel, transduction the main drive wheels with each other in the axial direction and a plurality of shaft portions which are urchin provided by that Do parallel respectively, and the main drive wheels and the plurality of shaft portions are connected to a power transmittable A belt member that is wound around pulleys respectively provided on the plurality of shaft portions and the output shaft of the actuator, and that transmits the rotational power of the actuator to the plurality of shaft portions. The plurality of shaft portions includes a first shaft portion disposed inside the belt member, a second shaft portion disposed outside the belt member, and a rotation direction of the second shaft portion. Reversing mechanism to reverse And a third shaft portion to which the rotational power from the second shaft portion is transmitted, and the first shaft portion and the third shaft portion have a grounding portion above the main drive wheel. Auxiliary drive wheels that are positioned and have a diameter smaller than that of the main drive wheels are provided.

前記主駆動輪は、前記アクチュエータの出力軸の先端に取り付けられ、前記補助駆動輪の軸部は前記自走台車本体に枢支されていることが好ましい。
また、前記補助駆動輪は、前記主駆動輪に隣接する第１の補助駆動輪と、前記第１の補助駆動輪に隣接する第２の補助駆動輪と、前記第２の補助駆動輪に隣接する第３の補助駆動輪と、を有していることが好ましい。
また、前記第２の補助駆動輪は前記第１の補助駆動輪よりも接地部が上方に位置するように配設され、前記第３の補助駆動輪は前記第２の補助駆動輪よりも接地部が上方に位置するように配設されていることが好ましい。 The main drive wheel is attached to the tip of the output shaft of the actuator, the shaft portion of the auxiliary drive wheels, it is not preferable that is pivotally supported on said self-propelled carriage body.
The auxiliary driving wheel is adjacent to the first auxiliary driving wheel adjacent to the main driving wheel, the second auxiliary driving wheel adjacent to the first auxiliary driving wheel, and the second auxiliary driving wheel. a third auxiliary driving wheels which, it is not preferable to have.
The second auxiliary driving wheel is disposed such that a grounding portion is positioned above the first auxiliary driving wheel, and the third auxiliary driving wheel is grounded more than the second auxiliary driving wheel. part is not preferable that are arranged so as to be positioned above.

また、自走台車本体と、前記自走台車本体に設けられ回転動力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータと動力伝達可能に設けられるとともに前記自走台車本体を支持する主駆動輪と、前記主駆動輪に隣接する第１の補助駆動輪と、前記第１の補助駆動輪に隣接する第２の補助駆動輪と、前記第２の補助駆動輪に隣接する第３の補助駆動輪と、を有し、前記主駆動輪と互いの軸方向が平行となるとともに、前記主駆動輪よりも接地部が上方に位置するように配設された補助駆動輪と、前記主駆動輪と前記補助駆動輪とを動力伝達可能に連結する伝達機構と、前記アクチュエータの出力軸に設けられたプーリーと、前記第１の補助駆動輪の軸部に設けられたプーリーと、前記第３の補助駆動輪の軸部に設けられたプーリーと、前記自走台車本体に枢支された第１歯車と、前記第１歯車の軸部に設けられたプーリーと、前記第２の補助駆動輪の軸部に設けられ、前記第１歯車と噛合う第２歯車と、を有し、前記補助駆動輪は、前記主駆動輪よりも直径が小さく設定され、前記主駆動輪は、前記アクチュエータの出力軸の先端に取り付けられ、前記補助駆動輪の軸部は前記自走台車本体に枢支され、前記伝達機構は、上記の各プーリーに巻回され、前記アクチュエータの出力軸と前記補助駆動輪の軸部とを動力伝達可能なベルト部材を有していることが好ましい。 A self-propelled carriage main body; an actuator provided in the self-propelled carriage main body for generating rotational power; a main drive wheel provided to transmit power to the actuator and supporting the self-propelled cart main body; and the main drive A first auxiliary drive wheel adjacent to the wheel; a second auxiliary drive wheel adjacent to the first auxiliary drive wheel; and a third auxiliary drive wheel adjacent to the second auxiliary drive wheel. And an auxiliary drive wheel disposed such that the axial direction of the main drive wheel is parallel to each other and a grounding portion is positioned above the main drive wheel, and the main drive wheel and the auxiliary drive wheel A transmission mechanism for connecting power to each other, a pulley provided on an output shaft of the actuator, a pulley provided on a shaft portion of the first auxiliary drive wheel, and a shaft of the third auxiliary drive wheel Pulley provided in the section and the self-propelled A first gear pivotally supported to the vehicle body, wherein a first pulley provided on the shaft portion of the gear, said second provided on the shaft portion of the auxiliary drive wheels, the first gear meshed with the second gear If has the auxiliary drive wheels, the diameter than the main drive wheels is smaller, the main drive wheel is attached to the tip of the output shaft of the actuator, the shaft portion of the auxiliary drive wheels is the It is pivotally supported by a self-propelled carriage body, and the transmission mechanism has a belt member wound around each of the pulleys and capable of transmitting power between the output shaft of the actuator and the shaft portion of the auxiliary drive wheel . It is not preferred.

また、前記第２の補助駆動輪は軸方向に対向する一対の車輪を有し、前記一対の車輪の間隙部に前記第１の補助駆動輪及び前記第３の補助駆動輪の辺部が位置するように配設されていることが好ましい。
また、前記ベルト部材が両面歯付加工され、上記の各プーリーは前記ベルト部材の前記歯付加工部に噛合うように形成されていることが好ましい。
また、前記補助駆動輪及び前記伝達機構は、前記主駆動輪の前方向側及び後方側にそれぞれ設けられていることが好ましい。
また、前記伝達機構は、前記主駆動輪の前方向側及び後方側それぞれの前記補助駆動輪に対して共通の前記ベルト部材を有していることが好ましい。
また、前記補助駆動輪は前記主駆動輪よりも表面が柔軟性の高い素材によって形成されていることが好ましい。 The second auxiliary driving wheel has a pair of axially opposed wheels, and sides of the first auxiliary driving wheel and the third auxiliary driving wheel are positioned in a gap between the pair of wheels. it is not preferable that is arranged to.
Moreover, it is preferable that the said belt member is toothed on both sides, and each said pulley is formed so that it may mesh with the said toothing process part of the said belt member.
The auxiliary drive wheels and the transmission mechanism, it is not preferable that are respectively provided on the forward side and the rear side of the main drive wheel.
Further, the transmission mechanism, it is not preferable to have a common said belt member with respect to the front direction side and the rear side respectively of the auxiliary drive wheels of the main drive wheel.
The auxiliary drive wheels, it is not preferable that is formed by a flexible material surface than the main drive wheels.

本発明にかかる自走台車によれば、アクチュエータの回転動力を主駆動輪と複数の補助駆動輪に伝達機構を介して伝達することができるので、アクチュエータが回転すると駆動輪と補助駆動輪も回転することができる。
また、補助駆動輪の直径を駆動輪の直径よりも小さく設定しているので、アクチュエータの回転動力が駆動輪の円周接線方向に作用する力よりも補助駆動輪の円周接線方向に作用する力の方が大きくなり、補助駆動輪に段差が接触した場合、段差に対して大きな力を作用することができる。 According to the self-propelled carriage according to the present invention, the rotational power of the actuator can be transmitted to the main drive wheel and the plurality of auxiliary drive wheels via the transmission mechanism, so that the drive wheel and the auxiliary drive wheel rotate when the actuator rotates. it is Ru can be.
Further, since the diameter of the auxiliary driving wheel is set smaller than the diameter of the driving wheel, the rotational power of the actuator acts in the circumferential tangent direction of the auxiliary driving wheel rather than the force acting in the circumferential tangential direction of the driving wheel. When the force becomes larger and the step comes into contact with the auxiliary drive wheel, a large force can be applied to the step.

さらに、平坦面を通常走行する際にも接地しない補助駆動輪の回転慣性力が低減されるので補助駆動輪による余分なエネルギー消費を抑制することができる。
また、補助駆動輪を駆動輪の中心から遠ざかるにつれて床面から離隔するように配置しているので、段差が補助駆動輪に差し掛かると、段差と補助駆動輪が常に接触状態を保ち、アクチュエータの駆動力を確実に段差との接触部に作用することができる。
また、両面歯付ベルトとプーリーと歯車を組合わせることで、各補助駆動輪の回転方向を駆動輪の回転方向と一致させることができ、段差乗り越え時も同方向へ連続的に移動することができる。 Further, Ru can be suppressed extra energy consumption by the auxiliary drive wheel the rotational inertia force of the auxiliary drive wheels is not grounded is reduced even when normally running on a flat surface.
In addition, since the auxiliary drive wheel is arranged so as to be separated from the floor surface as it moves away from the center of the drive wheel, when the step reaches the auxiliary drive wheel, the step and the auxiliary drive wheel are always kept in contact with each other. Ru can be applied to the contact portion between the positively stepped driving force.
In addition, by combining the double-sided toothed belt, pulley, and gear, the rotation direction of each auxiliary drive wheel can be made to coincide with the rotation direction of the drive wheel, and it can move continuously in the same direction even over the step. can Ru.

また、主駆動輪の前後にそれぞれ補助駆動輪を設けることにより段差の乗り上げ時のみならず段差を下る際の自走台車にかかる衝撃を著しく低減することができる。
また、段差昇降用の補助駆動輪を柔軟な材質で覆うことで段差との接触部が変形しやすくなるため、大きな摩擦力が得られ、滑りを防止することができるとともに、段差との接触時に衝撃を緩和する効果も得ることができる。 Further, Ru can significantly reduce the impact on the self-propelled carriage during down the step not only in the riding of the step by providing the respective auxiliary drive wheels in the front and rear of the main drive wheels.
Also, covering the auxiliary drive wheels for raising and lowering the step with a flexible material makes it easy to deform the contact portion with the step, so that a large frictional force can be obtained and slipping can be prevented, and at the time of contact with the step effect of mitigating the impact even Ru can be obtained.

本発明の第１実施例の駆動機構を示す車輪駆動装置の側面図The side view of the wheel drive device which shows the drive mechanism of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の駆動機構を示す車輪駆動装置の上面図The top view of the wheel drive device which shows the drive mechanism of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の自走台車の構成を示す模式的な図The schematic diagram which shows the structure of the self-propelled carriage of 1st Example of this invention. （Ａ）〜（Ｈ）のいずれも本発明の第１実施例の車輪駆動装置の段差乗り越え動作図Any of (A) to (H) is a step-over operation diagram of the wheel drive device of the first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施例の駆動機構を示す車輪駆動装置の側面図The side view of the wheel drive device which shows the drive mechanism of 2nd Example of this invention. 本発明の第２実施例の駆動機構を示す車輪駆動装置の上面図The top view of the wheel drive device which shows the drive mechanism of 2nd Example of this invention. 本発明の第２実施例の自走台車の構成を示す模式的な図The schematic diagram which shows the structure of the self-propelled carriage of 2nd Example of this invention. （Ａ）〜（Ｅ）のいずれも本発明の第２実施例の車輪駆動装置の段差乗り上がり動作図Any of (A) to (E) is a step climbing operation diagram of the wheel drive device of the second embodiment of the present invention. （Ａ）〜（Ｄ）のいずれも本発明の第２実施例の車輪駆動装置の段差降り動作図Any of (A) to (D) is a step-down operation diagram of the wheel drive device of the second embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の第１の実施例による車輪駆動装置の側面図、図２は上面図である。
以下、図１および図２を用いて各部を説明する。
図において、１０１は回転動力を発生するアクチュエータであり、モータと減速機で構成され自走台車本体１５０（図３参照）に搭載されている。アクチュエータ１０１と駆動シャフト（アクチュエータの出力軸）１０２は、図示しないカップリングまたはフランジで動力伝達可能に固定されている。 FIG. 1 is a side view of a wheel drive device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view.
Hereafter, each part is demonstrated using FIG. 1 and FIG.
In the figure, reference numeral 101 denotes an actuator that generates rotational power, which is composed of a motor and a speed reducer and is mounted on a self-propelled cart body 150 (see FIG. 3). The actuator 101 and the drive shaft (actuator output shaft) 102 are fixed by a coupling or a flange (not shown) so that power can be transmitted.

更に、駆動シャフト（出力軸）１０２の先端には駆動輪（主駆動輪）１０３が取り付けられており、また、プーリー１０４は、図示しないフランジまたはキーで固定されているので、アクチュエータ１０１で発生した回転動力は、駆動シャフト１０２を介して駆動輪１０３に伝達され、平面な床面Ｆを移動することができる。即ち、駆動輪１０３な平らな床面に接地して自走台車本体を支持している。   Further, a driving wheel (main driving wheel) 103 is attached to the tip of the driving shaft (output shaft) 102, and the pulley 104 is fixed by a flange or a key (not shown). The rotational power is transmitted to the drive wheel 103 via the drive shaft 102 and can move on the flat floor surface F. That is, the self-propelled cart body is supported by being grounded on the flat floor surface of the drive wheel 103.

１０４はアクチュエータ１０１と駆動輪１０３の間のシャフト１０２にキーで固定されたプーリーである。１０５，１０８，１１１は、駆動シャフト１０２と平行に配置された第２駆動シャフト（補助駆動輪の軸部）であり、それぞれの第２駆動シャフトの先端部にはそれぞれ補助駆動輪としての第１の補助駆動輪１１２，第２の補助駆動輪１０９，第３の補助駆動輪１０６が固定配置されている。
即ち、補助駆動輪１１２は主駆動輪１０３に対して自走台車の進退方向側（ここでは前方）に隣接しており、補助駆動輪１１２の接地部（床面と接触する箇所）が駆動輪１０３よりも上方に位置している。
補助駆動輪１０９は補助駆動輪１１２よりもさらに前方側に補助駆動輪１１２に隣接しており、補助駆動輪１０９の接地部（床面と接触する箇所）は補助駆動輪１１２の接地部よりも上方に位置している。
さらに補助駆動輪１０６は補助駆動輪１０９よりもさらに前方側に補助駆動輪１０９に隣接しており、補助駆動輪１０６の接地部（床面と接触する箇所）は補助駆動輪１０９の接地部よりも上方に位置している。 A pulley 104 is fixed to the shaft 102 between the actuator 101 and the driving wheel 103 with a key. Reference numerals 105, 108, and 111 denote second drive shafts (shaft portions of auxiliary drive wheels) arranged in parallel with the drive shaft 102, and first tip portions serving as auxiliary drive wheels are provided at the tip portions of the respective second drive shafts. The auxiliary driving wheel 112, the second auxiliary driving wheel 109, and the third auxiliary driving wheel 106 are fixedly arranged.
That is, the auxiliary drive wheel 112 is adjacent to the main drive wheel 103 on the side of the self-propelled carriage in the advancing / retreating direction (here, the front side), and the grounding portion of the auxiliary drive wheel 112 (where it contacts the floor) is the drive wheel. It is located above 103.
The auxiliary drive wheel 109 is adjacent to the auxiliary drive wheel 112 further forward than the auxiliary drive wheel 112, and the grounding portion of the auxiliary drive wheel 109 (where it contacts the floor) is more than the grounding portion of the auxiliary drive wheel 112. Located above.
Further, the auxiliary drive wheel 106 is adjacent to the auxiliary drive wheel 109 further forward than the auxiliary drive wheel 109, and the grounding portion of the auxiliary drive wheel 106 (where it contacts the floor) is from the grounding portion of the auxiliary drive wheel 109. Is also located above.

１１４は駆動シャフト１０２と平行に配置された補助シャフトであり、プーリー１１５と歯車１１６がキーで固定配置されている。１０７，１１３，１１５はプーリーであり、第２駆動シャフト１０５，１１１、補助シャフト１１４にキーで固定され、プーリー１０４と同一平面となるように配置されている。
１１０は第２駆動シャフト１０８にキーで固定された歯車であり、歯車１１６とかみ合っているので、歯車１１６の回転運動は歯車１１０および第２駆動シャフト１０８を介して第２の補助駆動輪に伝達するようになっている。 Reference numeral 114 denotes an auxiliary shaft arranged in parallel with the drive shaft 102, and a pulley 115 and a gear 116 are fixedly arranged with a key. Reference numerals 107, 113, and 115 denote pulleys, which are fixed to the second drive shafts 105 and 111 and the auxiliary shaft 114 with keys, and are arranged so as to be flush with the pulley 104.
110 is a gear fixed to the second drive shaft 108 with a key and meshes with the gear 116, so that the rotational motion of the gear 116 is transmitted to the second auxiliary drive wheel via the gear 110 and the second drive shaft 108. It is supposed to be.

プーリー１０４，１０７，１１３，１１５には、両面歯付ベルト１１８が図１に図示（太線）したようにかけられているため、アクチュエータ１０１により発生された回転動力は、ベルト１１８を介してプーリー１０４，１０７，１１３，１１５に伝達することができる。   Since the double-sided toothed belt 118 is applied to the pulleys 104, 107, 113, and 115 as shown in FIG. 1 (thick line), the rotational power generated by the actuator 101 is transmitted through the belt 118 via the pulley 104, 107, 113, 115.

第１の補助駆動輪１１２及び第３の補助駆動輪１０６は、ベルト１１８およびプーリー１０７，１１３を介することで駆動輪１０３と同じ方向に回転することができる。第２の補助駆動輪は、ベルト１１８から伝達される回転動力をプーリー１１５で受け、歯車１１０および歯車１１６で回転方向を反転させることで、駆動輪１０３と同じ方向に回転するようにしている。それぞれのシャフト１０２，１０５，１０８，１１１，１１４は、ベアリング１１７の内輪側を通り、ベアリング１１７の外輪側をハウジング１１９，１２０に固定しているので、ベルト１１８を介して伝達される回転動力によって補助駆動輪１０６，１０９，１１２が自在に回転することができるようになっている。   The first auxiliary driving wheel 112 and the third auxiliary driving wheel 106 can rotate in the same direction as the driving wheel 103 through the belt 118 and the pulleys 107 and 113. The second auxiliary drive wheel receives the rotational power transmitted from the belt 118 by the pulley 115 and reverses the rotation direction by the gear 110 and the gear 116 so as to rotate in the same direction as the drive wheel 103. Each shaft 102, 105, 108, 111, 114 passes through the inner ring side of the bearing 117, and the outer ring side of the bearing 117 is fixed to the housings 119, 120, so that the rotational power transmitted through the belt 118 is used. The auxiliary drive wheels 106, 109, 112 can rotate freely.

ハウジング１１９，１２０は、外部から塵や埃が伝達機構に進入しないように、ベルト１１８、プーリー１０４，１０７，１１３，１１５、歯車１１０、１１６を覆っており、ハウジング１１９およびアクチュエータ１０１は、自走台車本体１５０に固定されている。   The housings 119 and 120 cover the belt 118, the pulleys 104, 107, 113, and 115 and the gears 110 and 116 so that dust and dirt do not enter the transmission mechanism from the outside. The housing 119 and the actuator 101 are self-propelled. It is fixed to the cart body 150.

このように、アクチュエータの回転動力を両面歯付ベルトとプーリーと歯車を利用して３つの補助駆動輪が主駆動輪１０３と同一方向に回転できるようにし、段差の高さに応じて補助駆動輪を床面Ｆに対して傾斜配置している。
また、補助駆動輪１０６，１０９，１１２は、駆動輪１０３よりも小径にすることで、補助駆動輪が円周接線方向に発生する力を、駆動輪１０３が円周接線方向に発生する力よりも大きくすることができる。 In this way, the rotational power of the actuator can be rotated in the same direction as the main driving wheel 103 by using the double-sided toothed belt, pulley, and gear, and the auxiliary driving wheel can be rotated according to the height of the step. Are inclined with respect to the floor surface F.
Further, the auxiliary driving wheels 106, 109, and 112 have a smaller diameter than the driving wheel 103, so that the force generated by the auxiliary driving wheel in the circumferential tangential direction is greater than the force generated by the driving wheel 103 in the circumferential tangential direction. Can also be increased.

次に、図３を用いて本発明の車輪駆動装置を適用した自走台車の段差乗り越え動作を説明する。
本発明の車輪装置を適用した自走台車本体１５０は、自走台車本体１５０の進行方向や移動距離、移動速度・加速度など移動動作に必要な動作命令を生成する制御ユニット１５１と、前記制御ユニット１５１が生成した動作命令に従って前記アクチュエータを駆動制御するドライブユニット１５２と、自走台車本体１５０に対して移動地点の指定を行う上位装置の指示を受信し、自走台車本体１５０の状態を前記上位装置へ通知するための通信ユニット１５３、アクチュエータの動力を床面Ｆに伝えて、自走台車本体１５０を動作させる駆動輪および補助駆動輪１１２，１０９，１０６、自走台車本体１５０が転倒しないように床面Ｆに支持する従動輪１５４で構成されている。 Next, the step-over operation of the self-propelled carriage to which the wheel drive device of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
A self-propelled carriage main body 150 to which the wheel device of the present invention is applied includes a control unit 151 that generates an operation command necessary for a movement operation such as a traveling direction, a movement distance, a movement speed and an acceleration of the self-propelled carriage main body 150, and the control unit 151 receives a drive unit 152 that drives and controls the actuator in accordance with the operation command generated by 151, and an instruction from a host device that specifies a moving point to the self-propelled cart body 150, and changes the state of the self-propelled cart body 150 to the host device. The communication unit 153 for notifying the vehicle, the power of the actuator is transmitted to the floor F, and the driving wheels and auxiliary driving wheels 112, 109, 106 and the self-propelled cart main body 150 for operating the self-propelled cart main body 150 are prevented from falling down. The driven wheel 154 is supported on the floor surface F.

駆動輪１０３および補助駆動輪１１２，１０９，１０６は、進行方向に対して左右対称に配置されており、従動輪１５４は左右対称に配置された駆動輪間の中心後方部に１つ配置されている。この従動輪１５４は図の矢印のように自走台車本体１５０の移動により、旋回部１５５によって旋回可能となっており、旋回時に床面Ｆから自走台車本体１５０に発生する反力が小さくなるように従動輪１５４の旋回軸と車輪軸が１点で交わらず距離をつけたものとなっている。   The driving wheel 103 and the auxiliary driving wheels 112, 109, 106 are arranged symmetrically with respect to the traveling direction, and the driven wheel 154 is arranged one at the center rear part between the driving wheels arranged symmetrically. Yes. The driven wheel 154 can be turned by the turning portion 155 by the movement of the self-propelled carriage main body 150 as shown by the arrow in the figure, and the reaction force generated from the floor surface F to the self-propelled carriage main body 150 during turning is reduced. Thus, the swivel axis of the driven wheel 154 and the wheel axis do not intersect at one point but are spaced apart.

上位装置が発行した移動地点などの指示は、通信ユニット１５３を介して制御ユニット１５１に伝達される。制御ユニット１５１は、上位装置からの指示に基づいて自走台車の進行方向や移動距離、移動速度・加速度を求め、求めた結果から更に左右２対の駆動輪の回転速度・加速度、回転角度などに変換する。制御ユニット１５１で決定した左右２対の駆動輪の回転速度・加速度、回転角度などはドライブユニット１５２に指令され、アクチュエータをフィードバック制御によって駆動制御するため、上位装置から伝達された目的地へ移動できるようになっている。   An instruction such as a moving point issued by the host device is transmitted to the control unit 151 via the communication unit 153. The control unit 151 determines the traveling direction, moving distance, moving speed / acceleration of the self-propelled carriage based on an instruction from the host device, and further determines the rotation speed / acceleration, rotation angle, etc. of the two left and right drive wheels from the obtained results. Convert to The rotational speed / acceleration, rotational angle, etc. of the two left and right drive wheels determined by the control unit 151 are commanded to the drive unit 152, and the actuator is driven and controlled by feedback control so that it can move to the destination transmitted from the host device. It has become.

自走台車本体１５０は、駆動輪の回転によって進行方向（矢印の方向）に床面Ｆを移動する。床面Ｆを移動しているときにも、伝達機構によって補助駆動輪１１２，１０９，１０６も駆動輪と同じ方向に回転している。自走台車本体１５０が移動して、図４（Ａ）に図示するように補助駆動輪１０６が段差に接触すると、補助駆動輪１０６の回転力によって、自走台車本体１５０には段差を乗り上げる上方への力が作用するため、図４（Ｂ）から図４（Ｃ）のように補助駆動輪１０６が段差に乗り上げるとともに駆動輪も床面Ｆから浮き上がる。   The self-propelled cart body 150 moves on the floor surface F in the traveling direction (the direction of the arrow) by the rotation of the drive wheels. Even when moving on the floor surface F, the auxiliary drive wheels 112, 109, and 106 are also rotated in the same direction as the drive wheels by the transmission mechanism. When the self-propelled carriage main body 150 moves and the auxiliary drive wheel 106 comes into contact with the step as shown in FIG. 4A, the upper portion of the self-propelled carriage main body 150 rides the step by the rotational force of the auxiliary drive wheel 106. 4 (B) to FIG. 4 (C), the auxiliary driving wheel 106 rides on the step and the driving wheel also rises from the floor surface F.

次に、補助駆動輪１１２，１０９，１０６は駆動輪とともに伝達機構を介して回転しているので、補助駆動輪１０６が段差に乗り上げた後、補助駆動輪１０９が段差に接触し、補助駆動輪１０９の回転力の作用によって、補助駆動輪１０６と同様に図４（Ｄ）から図４（Ｅ）のように補助駆動輪１０９が段差に乗り上げることができる。補助駆動輪１１２についても同様に、段差が補助駆動輪１１２に接触すると、駆動輪から伝達機構を介して伝達される回転力によって補助駆動輪１１２に段差を乗り上げる力が作用し、図４（Ｆ）から図４（Ｇ）のように補助駆動輪１１２が段差を乗り越える。補助駆動輪１１２が段差を乗り越えると、段差は駆動輪に接触し、今度は駆動輪自体の回転力によって駆動輪が段差を乗り越えることで、自走台車本体１５０も段差乗り越えができるのである。   Next, since the auxiliary drive wheels 112, 109, and 106 rotate together with the drive wheels via the transmission mechanism, after the auxiliary drive wheels 106 ride on the step, the auxiliary drive wheel 109 contacts the step, and the auxiliary drive wheels By the action of the rotational force 109, the auxiliary drive wheel 109 can climb up the step as shown in FIG. 4D to FIG. 4E like the auxiliary drive wheel 106. Similarly, when the step comes into contact with the auxiliary driving wheel 112, the auxiliary driving wheel 112 is also subjected to a force that climbs the step on the auxiliary driving wheel 112 by the rotational force transmitted from the driving wheel via the transmission mechanism. ) To the auxiliary drive wheel 112 as shown in FIG. 4 (G). When the auxiliary driving wheel 112 gets over the step, the step comes into contact with the driving wheel, and the driving wheel gets over the step by the rotational force of the driving wheel itself, so that the self-propelled carriage main body 150 can also get over the step.

ここで、各補助駆動輪は段差と接触するときの衝撃を緩和するためと、段差との摩擦力を大きくするため、柔軟な材質（例えば、ウレタンゴムや空気圧の低いタイヤ）で覆われている。また、補助駆動輪を覆う材質の表面に溝を刻むことで摩擦力を更に大きくする効果を向上できる。
本発明の第１実施例にかかる自走台車によれば、ベルトとプーリーと歯車を利用して、アクチュエータが発生する回転動力を複数の補助駆動輪に伝達した点と、駆動輪よりも径の小さい補助駆動輪を用いて段差を乗り越えるため、小径車輪による減速（増力）効果によって、低出力のアクチュエータでも大きな段差を乗り越えることができる。 Here, each auxiliary drive wheel is covered with a flexible material (for example, urethane rubber or a tire with low air pressure) in order to reduce the impact when contacting the step and increase the frictional force with the step. . Further, the effect of further increasing the frictional force can be improved by carving a groove on the surface of the material covering the auxiliary driving wheel.
According to the self-propelled carriage according to the first embodiment of the present invention, the rotational power generated by the actuator is transmitted to the plurality of auxiliary driving wheels using the belt, the pulley, and the gear, and the diameter of the driving wheel is larger than that of the driving wheel. Since the small auxiliary drive wheel is used to overcome the step, the large step can be overcome even with a low-power actuator due to the deceleration (intensification) effect of the small-diameter wheel.

図５は本発明の第２の実施例による車輪駆動装置の側面図、図６は上面図である。
以下、図５および図６を用いて各部を説明する。
図において、図番に添え字aを付加した番号は、駆動輪２０３よりも進行方向前方に配置した補助駆動輪を駆動するための機構を示し、図番に添え字ｂを付加した番号は、駆動輪２０３よりも進行方向後方に配置した補助駆動輪を駆動するための機構を示している。
２０１は回転動力を発生するアクチュエータであり、モータと減速機で構成されている。アクチュエータ２０１と駆動シャフト（アクチュエータの出力軸）２０２は、図示しないカップリングまたはフランジで固定されている。更に、駆動シャフト２０２と、駆動輪２０３およびプーリー２０４は、図示しないフランジまたはキーで固定されているので、アクチュエータ２０１で発生した回転動力は、駆動シャフト２０２を介して駆動輪２０３に伝達され、平面な床面Ｆを移動することができる。２０４はアクチュエータ２０１と駆動輪２０３の間のシャフト２０２にキーで固定されたプーリーである。 FIG. 5 is a side view of a wheel driving device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a top view.
Hereinafter, each part is demonstrated using FIG. 5 and FIG.
In the figure, the number with the subscript a added to the figure number indicates a mechanism for driving the auxiliary driving wheel arranged in front of the driving wheel 203 in the traveling direction, and the number with the subscript b added to the figure number is A mechanism for driving auxiliary drive wheels arranged behind the drive wheels 203 in the traveling direction is shown.
Reference numeral 201 denotes an actuator that generates rotational power, and includes a motor and a speed reducer. The actuator 201 and the drive shaft (actuator output shaft) 202 are fixed by a coupling or a flange (not shown). Furthermore, since the drive shaft 202, the drive wheel 203, and the pulley 204 are fixed by a flange or key (not shown), the rotational power generated by the actuator 201 is transmitted to the drive wheel 203 via the drive shaft 202, and is flat. The floor F can be moved. A pulley 204 is fixed to a shaft 202 between the actuator 201 and the drive wheel 203 with a key.

２０５ａ，２０８ａ，２１１ａは、駆動シャフト２０２と平行に配置された第２駆動シャフト（補助駆動輪の軸部）２０５ｂ，２０８ｂ，２１１ｂは、駆動シャフト２０２と平行に配置された第３駆動シャフト（補助駆動輪の軸部）である。それぞれの第２駆動シャフトおよび第３駆動シャフトの先端部にはそれぞれ補助駆動輪２０６ａ，２０９ａ，２１２ａおよび補助駆動輪２０６ｂ，２０９ｂ，２１２ｂが固定配置されている。
ここでは、補助駆動輪２０６ａ，２０９ａ，２１２ａおよび補助駆動輪２０６ｂ，２０９ｂ，２１２ｂがそれぞれ一対の補助駆動輪をなし、補助駆動輪２１２ａ，２１２ｂが第１の補助駆動輪、補助駆動輪２０９ａ，２０９ｂが第２の補助駆動輪、補助駆動輪２０６ａ，２０６ｂが第３の補助駆動輪にそれぞれ相当する。
２１４ａおよび２１４ｂは駆動シャフト２０２と平行に配置された補助シャフトであり、それぞれの補助シャフトにはプーリー２１５ａと歯車２１６ａおよびプーリー２１５ｂと歯車２１６ｂがキーで固定配置されている。 205a, 208a, 211a are second drive shafts (axis portions of auxiliary drive wheels) arranged in parallel to the drive shaft 202, and 205b, 208b, 211b are third drive shafts (auxiliary) arranged in parallel to the drive shaft 202. The shaft of the drive wheel). Auxiliary drive wheels 206a, 209a, and 212a and auxiliary drive wheels 206b, 209b, and 212b are fixedly disposed at the distal ends of the second and third drive shafts, respectively.
Here, the auxiliary drive wheels 206a, 209a, and 212a and the auxiliary drive wheels 206b, 209b, and 212b form a pair of auxiliary drive wheels, respectively, and the auxiliary drive wheels 212a and 212b are the first auxiliary drive wheels and the auxiliary drive wheels 209a and 209b. Corresponds to the second auxiliary driving wheel, and the auxiliary driving wheels 206a and 206b correspond to the third auxiliary driving wheel, respectively.
214a and 214b are auxiliary shafts arranged in parallel with the drive shaft 202, and pulleys 215a and gears 216a and pulleys 215b and gears 216b are fixedly arranged on the respective auxiliary shafts with keys.

２０７ａ，２１３ａ，２１５ａおよび２０７ｂ，２１３ｂ，２１５ｂはプーリーであり、図のように第２駆動シャフト２０５ａ，２１１ａおよび第３駆動シャフト２０５ｂ，２１１ｂ、補助シャフト２１４ａおよび２１４ｂに、プーリー２０４と同一平面に配置されるようにキーで固定されている。２１０ａは第２駆動シャフト２０８ａにキーで固定された歯車であり、歯車２１６ａとかみ合っているので、歯車２１６ａの回転運動は歯車２１０ａおよび第２駆動シャフト２０８ａを介して補助駆動輪２０９ａに伝達するようになっている。同様に２１０ｂは第３駆動シャフト２０８ｂにキーで固定された歯車であり、歯車２１６ｂとかみ合うことで、歯車２１６ｂの回転運動は歯車２１０ｂおよび第２駆動シャフト２０８ｂを介して補助駆動輪２０９ｂに伝達するようになっている。   207a, 213a, 215a and 207b, 213b, 215b are pulleys, and are arranged on the same plane as the pulley 204 on the second drive shafts 205a, 211a, the third drive shafts 205b, 211b, and the auxiliary shafts 214a and 214b as shown in the figure. To be fixed with a key. 210a is a gear fixed to the second drive shaft 208a with a key and meshes with the gear 216a, so that the rotational motion of the gear 216a is transmitted to the auxiliary drive wheel 209a via the gear 210a and the second drive shaft 208a. It has become. Similarly, 210b is a gear fixed to the third drive shaft 208b with a key. By meshing with the gear 216b, the rotational motion of the gear 216b is transmitted to the auxiliary drive wheel 209b via the gear 210b and the second drive shaft 208b. It is like that.

プーリー２０４，２０７ａ，２１３ａ，２１５ａ，２０７ｂ，２１３ｂ，２１５ｂには、両面歯付ベルト２１８が図５に図示（太線）したようにかけられているため、アクチュエータ２０１が発生した回転動力は、ベルト２１８を介してプーリー２０４，２０７ａ，２１３ａ，２１５ａ，２０７ｂ，２１３ｂ，２１５ｂに伝達することができる。補助駆動輪２０６ａ、２１２ａ，２０６ｂ、２１２ｂは、ベルト２１８およびプーリー２０７ａ，２１３ａ，２０７ｂ，２１３ｂを介することで駆動輪３と同じ方向に回転することができる。   Since the double-side toothed belt 218 is applied to the pulleys 204, 207a, 213a, 215a, 207b, 213b, and 215b as shown in FIG. 5 (thick line), the rotational power generated by the actuator 201 is applied to the belt 218. Via the pulleys 204, 207a, 213a, 215a, 207b, 213b, and 215b. The auxiliary drive wheels 206a, 212a, 206b, and 212b can rotate in the same direction as the drive wheels 3 through the belt 218 and the pulleys 207a, 213a, 207b, and 213b.

補助駆動輪２０９ａは、ベルト２１８から伝達される回転動力をプーリー２１５ａで受け、歯車２１０ａおよび歯車２１６ａで回転方向を反転させることで、駆動輪３と同じ方向に回転するようにしている。同様に補助駆動輪２０９ｂは、ベルト２１８から伝達される回転動力をプーリー２１５ｂで受け、歯車２１０ｂおよび歯車２１６ｂで回転方向を反転させることで、駆動輪２０３と同じ方向に回転するようにしている。シャフト２０２，２０５ａ，２０８ａ，２１１ａ，２１４ａおよび２０５ｂ，２０８ｂ，２１１ｂ，２１４ｂは、それぞれ２つずつ配置したベアリング２１７の内輪側を通り、ベアリング２１７の外輪側をハウジング２１９または２２０ａまたは２２０ｂに固定しているので、ベルト２１８を介して伝達される回転動力によって補助駆動輪２０６ａ，２０９ａ，２１２ａおよび補助駆動輪２０６ｂ，２０９ｂ，２１２ｂが自在に回転することができるようになっている。   The auxiliary drive wheel 209a receives the rotational power transmitted from the belt 218 by the pulley 215a, and rotates in the same direction as the drive wheel 3 by reversing the rotation direction by the gear 210a and the gear 216a. Similarly, the auxiliary drive wheel 209b receives the rotational power transmitted from the belt 218 by the pulley 215b and reverses the rotation direction by the gear 210b and the gear 216b so that the auxiliary drive wheel 209b rotates in the same direction as the drive wheel 203. The shafts 202, 205 a, 208 a, 211 a, 214 a and 205 b, 208 b, 211 b, 214 b pass through the inner ring side of the bearing 217 arranged two by two, and the outer ring side of the bearing 217 is fixed to the housing 219 or 220 a or 220 b. Therefore, the auxiliary drive wheels 206a, 209a, 212a and the auxiliary drive wheels 206b, 209b, 212b can be freely rotated by the rotational power transmitted through the belt 218.

ハウジング２１９，２２０は、外部から塵や埃が伝達機構に進入しないように、ベルト２１８、プーリー２０４，２０７ａ，２１３ａ，２１５ａ，２７ｂ，２１３ｂ，２１５ｂ、歯車２１０ａ，２１６ａ，２１０ｂ，２１６ｂを覆っている。なお、ハウジング２１９およびアクチュエータ２０１は、図示しない自走台車本体２５０に固定されている。
このように、アクチュエータの回転動力を補助駆動輪を２０６ａ，２０９ａ，２１２ａ，２０６ｂ，２０９ｂ，２１２ｂに共有する両面歯付ベルト２１８とプーリーと歯車を利用して６つの補助駆動輪がそれぞれ駆動輪２０３と同一方向に回転できるようにし、段差の高さに応じて補助駆動輪を２０６ａ，２０９ａ，２１２ａ，２０６ｂ，２０９ｂ，２１２ｂ床面Ｆに対して傾斜配置している。 The housings 219 and 220 cover the belt 218, pulleys 204, 207a, 213a, 215a, 27b, 213b, and 215b and gears 210a, 216a, 210b, and 216b so that dust and dirt do not enter the transmission mechanism from the outside. . The housing 219 and the actuator 201 are fixed to a self-propelled cart body 250 (not shown).
In this way, the six auxiliary drive wheels are each driven wheel 203 using the double-sided toothed belt 218, pulleys and gears that share the rotational power of the actuator with 206a, 209a, 212a, 206b, 209b, 212b. The auxiliary drive wheels 206a, 209a, 212a, 206b, 209b, and 212b are inclined with respect to the floor surface F in accordance with the height of the step.

また、補助駆動輪２０６ａ，２０９ａ，２１２ａ，２０６ｂ，２０９ｂ，２１２ｂを駆動輪２０３よりも小径にすることで、補助駆動輪が円周接線方向に発生する力は、駆動輪３が円周接線方向に発生する力よりも大きくなる。
次に、図７，図８を用いて本発明の車輪駆動装置を適用した自走台車の段差乗り上がり時の動作を説明する。 Further, by making the auxiliary drive wheels 206a, 209a, 212a, 206b, 209b and 212b smaller in diameter than the drive wheels 203, the force generated by the auxiliary drive wheels in the circumferential tangential direction is reduced by the drive wheels 3 in the circumferential tangential direction. It becomes larger than the force generated in the.
Next, the operation | movement at the time of climbing on the level | step difference of the self-propelled carriage which applied the wheel drive device of this invention using FIG.7, FIG.8 is demonstrated.

本発明の車輪装置を適用した自走台車本体２５０は、自走台車本体２５０の進行方向や移動距離、移動速度・加速度など移動動作に必要な動作命令を生成する制御ユニット２５１と、前記制御ユニット２５１が生成した動作命令に従って前記アクチュエータを駆動制御するドライブユニット２５２と、自走台車本体２５０に対して移動地点の指定を行う上位装置の指示を受信し、自走台車本体２５０の状態を前記上位装置へ通知するための通信ユニット２５３、アクチュエータの動力を床面Ｆに伝えて、自走台車本体２５０を動作させる駆動輪および補助駆動輪２１２ａ，２０９ａ，２０６ａ，２１２ｂ，２０９ｂ，２０６ｂ、自走台車本体２５０が転倒しないように床面Ｆに支持する従動輪２５４で構成されている。   A self-propelled cart body 250 to which the wheel device of the present invention is applied includes a control unit 251 for generating an operation command necessary for a moving operation such as a traveling direction, a moving distance, a moving speed and an acceleration of the self-propelled cart body 250, and the control unit 251 receives a drive unit 252 that drives and controls the actuator according to the operation command generated by the control unit 251 and an instruction from a host device that specifies a moving point to the self-propelled cart body 250, and changes the state of the self-propelled cart body 250 to the host device. A communication unit 253 for notifying the vehicle, a drive wheel and auxiliary drive wheels 212a, 209a, 206a, 212b, 209b, and 206b for transmitting the power of the actuator to the floor F and operating the self-propelled cart body 250, and a self-propelled cart body It is comprised by the driven wheel 254 supported by the floor surface F so that 250 may not fall.

駆動輪２０３および補助駆動輪２１２ａ，２０９ａ，２０６ａ，２１２ｂ，２０９ｂ，２０６ｂは、進行方向に対して左右対称に配置されており、従動輪２５４は左右対称に配置された駆動輪間の中心後方部に１つ配置されている。この従動輪２５４は図の矢印のように自走台車本体２５０の移動により、旋回と車輪軸周りの回転する旋回部２５５が設けられており、旋回時に床面Ｆから自走台車本体２５０に発生する反力が小さくなるように従動輪２５４の旋回軸と車輪軸が１点で交わらず距離をつけたものとなっている。   The drive wheel 203 and the auxiliary drive wheels 212a, 209a, 206a, 212b, 209b, and 206b are arranged symmetrically with respect to the traveling direction, and the driven wheel 254 is located at the center rear part between the drive wheels arranged symmetrically. One is arranged in each. The driven wheel 254 is provided with a turning portion 255 that turns and rotates around the wheel axis by the movement of the self-propelled cart body 250 as indicated by the arrow in the figure. The turning axis of the driven wheel 254 and the wheel axis do not intersect at one point so that the reaction force to be generated is small.

上位装置が発行した移動地点などの指示は、通信ユニット２５３を介して制御ユニット２５１に伝達される。制御ユニット２５１は、上位装置からの指示に基づいて自走台車の進行方向や移動距離、移動速度・加速度を求め、求めた結果から更に左右２対の駆動輪の回転速度・加速度、回転角度などに変換する。制御ユニット２５１で決定した左右２対の駆動輪の回転速度・加速度、回転角度などはドライブユニット２５２に指令され、アクチュエータをフィードバック制御によって駆動制御するため、上位装置から伝達された目的地へ移動できるようになっている。   An instruction such as a moving point issued by the host device is transmitted to the control unit 251 via the communication unit 253. The control unit 251 determines the traveling direction, moving distance, moving speed / acceleration of the self-propelled carriage based on an instruction from the host device, and further determines the rotational speed / acceleration, rotation angle, etc. of the two left and right drive wheels from the obtained results. Convert to The rotation speed / acceleration, rotation angle, etc. of the two left and right drive wheels determined by the control unit 251 are instructed to the drive unit 252, and the actuator is driven and controlled by feedback control, so that it can move to the destination transmitted from the host device. It has become.

本発明の車輪装置を適用した自走台車本体２５０は、駆動輪の回転によって進行方向（矢印の方向）に床面Ｆを移動する。床面Ｆを移動しているときにも、伝達機構によって補助駆動輪２１２ａ，２０９ａ，２０６ａは駆動輪と同じ方向に回転している。
自走台車本体２５０が移動して、図８（Ａ）に図示するように補助駆動輪２０６ａが段差に接触すると、補助駆動輪２０６ａの回転力によって、自走台車本体２５０には段差を乗り上げる上方への力が作用するため、図８（Ａ）から図８（Ｂ）のように補助駆動輪２０６ａが段差に乗り上げるとともに駆動輪も床面Ｆから浮き上がる。 The self-propelled cart body 250 to which the wheel device of the present invention is applied moves the floor surface F in the traveling direction (the direction of the arrow) by the rotation of the drive wheels. Even when the floor surface F is moving, the auxiliary drive wheels 212a, 209a, and 206a are rotated in the same direction as the drive wheels by the transmission mechanism.
When the self-propelled carriage main body 250 moves and the auxiliary drive wheel 206a contacts the step as shown in FIG. 8A, the self-propelled carriage main body 250 rides up the step by the rotational force of the auxiliary drive wheel 206a. As shown in FIGS. 8A to 8B, the auxiliary driving wheel 206a rides on the step and the driving wheel also floats from the floor F.

次に、補助駆動輪２１２ａ，２０９ａ，２０６ａは駆動輪とともに伝達機構を介して回転しているので、補助駆動輪２０６ａが段差に乗り上げた後、補助駆動輪２０９ａが段差に接触し、補助駆動輪２０９ａの回転力の作用によって、補助駆動輪２０６ａと同様に図８（Ｂ）から図８（Ｃ）のように補助駆動輪２０９ａが段差に乗り上げることができる。補助駆動輪２１２ａについても同様に、段差が補助駆動輪２１２ａに接触すると、駆動輪から伝達機構を介して伝達される回転力によって補助駆動輪２１２ａに段差を乗り上げる力が作用し、図８（Ｃ）から図８（Ｄ）のように補助駆動輪２１２ａが段差を乗り上がる。補助駆動輪２１２ａが段差を乗り上がると、段差は駆動輪２０３に接触し、今度は駆動輪自体の回転力によって駆動輪２０３が段差に乗り上げることで、図８（Ｄ）から図８（Ｅ）のように自走台車本体２５０も段差乗り上がりができるのである。   Next, since the auxiliary drive wheels 212a, 209a, and 206a rotate together with the drive wheels via the transmission mechanism, after the auxiliary drive wheels 206a ride on the step, the auxiliary drive wheel 209a contacts the step and the auxiliary drive wheels. By the action of the rotational force of 209a, the auxiliary drive wheel 209a can ride on the step as shown in FIG. 8B to FIG. 8C like the auxiliary drive wheel 206a. Similarly, when the step comes into contact with the auxiliary driving wheel 212a, the auxiliary driving wheel 212a is also subjected to a force that climbs the step on the auxiliary driving wheel 212a by the rotational force transmitted from the driving wheel via the transmission mechanism. ) To the auxiliary drive wheel 212a as shown in FIG. 8D. When the auxiliary drive wheel 212a climbs the step, the step comes into contact with the drive wheel 203, and this time, the drive wheel 203 rides on the step by the rotational force of the drive wheel itself, so that FIG. 8 (D) to FIG. 8 (E). As described above, the self-propelled cart body 250 can also climb up the step.

ここで、各補助駆動輪は段差と接触するときの衝撃を緩和するためと、段差との摩擦力を大きくするため、柔軟な材質（例えば、ウレタンゴムや空気圧の低いタイヤ）で覆われている。また、補助駆動輪を覆う材質の表面に溝を刻むことで摩擦力を更に大きくする効果を向上できる。   Here, each auxiliary drive wheel is covered with a flexible material (for example, urethane rubber or a tire with low air pressure) in order to reduce the impact when contacting the step and increase the frictional force with the step. . Further, the effect of further increasing the frictional force can be improved by carving a groove on the surface of the material covering the auxiliary driving wheel.

また、図９を用いて本発明の車輪駆動装置を用いた場合に段差を降りる時の動作を説明する。
本発明の車輪装置を適用した自走台車本体２５０は、駆動輪の回転によって矢印の方向に段差上を移動する。段差上を移動しているときにも、伝達機構によって補助駆動輪２１２ｂ，２０９ｂ，２０６ｂは駆動輪と同じ方向に回転している。自走台車本体２５０の移動にともない、図９（Ａ）から図９（Ｃ）のように段差の上端部が「駆動輪」との接地→「補助駆動輪２１２ｂ」との接地→「補助駆動輪２０９ｂ」との接地と順に接地する車輪が隣り合う車輪に移り、最後は図９（Ｄ）のように駆動輪が床面Ｆに接地して、段差降り動作が完了する。このように駆動輪の進行方向後方に駆動輪の回転中心から遠ざかるにつれて複数の各補助駆動輪を床面Ｆから離隔するように配置しているため、駆動輪だけで段差を降りる場合と比べて衝撃を著しく低減することができる。更に、各補助駆動輪２１２ｂ，２０９ｂ，２０６ｂを柔軟な材質（例えば、ウレタンゴムや空気圧の低いタイヤ）で覆えば、段差を降りる際に自走台車本体２５０に伝わる衝撃は更に小さくなるという効果が得られる。 Moreover, the operation | movement when descending a level | step difference is demonstrated using the wheel drive device of this invention using FIG.
The self-propelled cart body 250 to which the wheel device of the present invention is applied moves on the step in the direction of the arrow by the rotation of the drive wheels. Even when moving on the step, the auxiliary drive wheels 212b, 209b, and 206b are rotated in the same direction as the drive wheels by the transmission mechanism. As the self-propelled carriage main body 250 moves, the upper end of the step is grounded from the “driving wheel” → grounded from the “auxiliary driving wheel 212b” → “auxiliary driving” as shown in FIGS. The wheels that are in contact with the wheel 209b in order are moved to the adjacent wheels, and finally the driving wheel is brought into contact with the floor F as shown in FIG. In this way, since the plurality of auxiliary drive wheels are arranged so as to be separated from the floor surface F as they move away from the rotation center of the drive wheels in the rearward direction of the drive wheels, as compared with the case where the drive wheels are only stepped down. Impact can be significantly reduced. Further, if each auxiliary drive wheel 212b, 209b, 206b is covered with a flexible material (for example, urethane rubber or a tire having low air pressure), the impact transmitted to the self-propelled carriage main body 250 when descending the step is further reduced. can get.

本発明が従来技術と異なる部分は、ベルトとプーリーと歯車を利用して、アクチュエータが発生する回転動力を駆動輪の前後に配置した複数の補助駆動輪に伝達した点と、駆動輪よりも径の小さい補助駆動輪を用いて段差を乗り越えるため、小径車輪による減速（増力）効果によって、低出力のアクチュエータでも大きな段差を乗り越えることができ、更に段差を降りる際の衝撃を著しく低減した点である。   The present invention is different from the prior art in that the rotational power generated by the actuator is transmitted to a plurality of auxiliary drive wheels arranged before and after the drive wheel by using a belt, a pulley, and a gear, and the diameter is larger than that of the drive wheel. Because it uses a small auxiliary drive wheel to get over the step, the low-power actuator can get over the big step due to the deceleration (intensification) effect of the small-diameter wheel, and the impact when descending the step is further reduced. .

１０１ アクチュエータ
１０２ 駆動シャフト
１０３ 駆動輪（主駆動輪）
１０４、１０７、１１３、１１５、 プーリー
１０５、１０８、１１１ 第２駆動シャフト（軸部）
１０６、１０９、１１２ 補助駆動輪（第１〜第３の補助駆動輪）
１１０、１１６ 歯車
１１４ 補助シャフト
１１７ ベアリング
１１８ 両面歯付ベルト
１１９、１２０ ハウジング 101 Actuator 102 Drive shaft 103 Drive wheel (main drive wheel)
104, 107, 113, 115, Pulley 105, 108, 111 Second drive shaft (shaft)
106, 109, 112 Auxiliary drive wheels (first to third auxiliary drive wheels)
110, 116 Gear 114 Auxiliary shaft 117 Bearing 118 Double-sided toothed belt 119, 120 Housing

Claims (10)

自走台車本体と、
前記自走台車本体に設けられ回転動力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータと動力伝達可能に設けられるとともに前記自走台車本体を支持する主駆動輪と、
前記主駆動輪と互いの軸方向がそれぞれ平行となるように配設された複数の軸部と、
前記主駆動輪と前記複数の軸部とを動力伝達可能に連結する伝達機構と、を有し、
前記伝達機構は、前記複数の軸部および前記アクチュエータの出力軸にそれぞれ設けられたプーリーに巻回され、前記アクチュエータの回転動力を前記複数の軸部に伝達するベルト部材を有し、
前記複数の軸部は、前記ベルト部材の内側に配置された第１軸部と、前記ベルト部材の外側に配置された第２軸部と、前記第２軸部の回転方向を反転させる反転機構を介して前記第２軸部からの回転動力が伝達される第３軸部と、を有し、
前記第１軸部および前記第３軸部には、前記主駆動輪よりも接地部が上方に位置し、前記主駆動輪よりも直径が小さく設定された補助駆動輪がそれぞれ配設されている
ことを特徴とする、自走台車。 The self-propelled cart body,
An actuator that is provided in the self-propelled cart body and generates rotational power;
A main drive wheel provided so as to be capable of transmitting power to the actuator and supporting the self-propelled cart body;
A plurality of shaft portions said main drive wheels with each other in the axial direction is Uni provided by that Do parallel respectively,
A transmission mechanism for connecting the main drive wheel and the plurality of shaft portions so that power can be transmitted ;
The transmission mechanism has a belt member wound around pulleys provided on the plurality of shaft portions and the output shaft of the actuator, and transmits the rotational power of the actuator to the plurality of shaft portions,
The plurality of shaft portions include a first shaft portion disposed inside the belt member, a second shaft portion disposed outside the belt member, and a reversing mechanism that reverses the rotation direction of the second shaft portion. And a third shaft portion to which rotational power from the second shaft portion is transmitted via,
The first shaft portion and the third shaft portion are respectively provided with auxiliary drive wheels having a grounding portion located above the main drive wheel and having a diameter set smaller than the main drive wheel . A self-propelled cart characterized by that. 前記主駆動輪は、前記アクチュエータの出力軸の先端に取り付けられ、
前記補助駆動輪の軸部は前記自走台車本体に枢支されている
ことを特徴とする、請求項１記載の自走台車。 The main drive wheel is attached to the tip of the output shaft of the actuator ,
Shaft portion of the auxiliary drive wheel is characterized by being pivotally supported on said self-propelled carriage body according to claim 1 Symbol placement of self-propelled carriage. 前記補助駆動輪は、
前記主駆動輪に隣接する第１の補助駆動輪と、
前記第１の補助駆動輪に隣接する第２の補助駆動輪と、
前記第２の補助駆動輪に隣接する第３の補助駆動輪と、を有している
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の自走台車。 The auxiliary drive wheel is
A first auxiliary drive wheel adjacent to the main drive wheel;
A second auxiliary drive wheel adjacent to the first auxiliary drive wheel;
The self-propelled carriage according to claim 1 or 2, further comprising a third auxiliary drive wheel adjacent to the second auxiliary drive wheel. 前記第２の補助駆動輪は前記第１の補助駆動輪よりも接地部が上方に位置するように配設され、
前記第３の補助駆動輪は前記第２の補助駆動輪よりも接地部が上方に位置するように配設されている
ことを特徴とする、請求項３記載の自走台車。 The second auxiliary driving wheel is disposed such that a grounding portion is positioned above the first auxiliary driving wheel,
The self-propelled carriage according to claim 3, wherein the third auxiliary driving wheel is disposed such that a grounding portion is positioned above the second auxiliary driving wheel. 自走台車本体と、
前記自走台車本体に設けられ回転動力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータと動力伝達可能に設けられるとともに前記自走台車本体を支持する主駆動輪と、
前記主駆動輪に隣接する第１の補助駆動輪と、前記第１の補助駆動輪に隣接する第２の補助駆動輪と、前記第２の補助駆動輪に隣接する第３の補助駆動輪と、を有し、前記主駆動輪と互いの軸方向が平行となるとともに、前記主駆動輪よりも接地部が上方に位置するように配設された補助駆動輪と、
前記主駆動輪と前記補助駆動輪とを動力伝達可能に連結する伝達機構と、
前記アクチュエータの出力軸に設けられたプーリーと、
前記第１の補助駆動輪の軸部に設けられたプーリーと、
前記第３の補助駆動輪の軸部に設けられたプーリーと、
前記自走台車本体に枢支された第１歯車と、
前記第１歯車の軸部に設けられたプーリーと、
前記第２の補助駆動輪の軸部に設けられ、前記第１歯車と噛合う第２歯車と、
を有し、
前記補助駆動輪は、前記主駆動輪よりも直径が小さく設定され、
前記主駆動輪は、前記アクチュエータの出力軸の先端に取り付けられ、
前記補助駆動輪の軸部は前記自走台車本体に枢支され、
前記伝達機構は、上記の各プーリーに巻回され、前記アクチュエータの出力軸と前記補助駆動輪の軸部とを動力伝達可能なベルト部材を有している
ことを特徴とする、自走台車。 The self-propelled cart body,
An actuator that is provided in the self-propelled cart body and generates rotational power;
A main drive wheel provided so as to be capable of transmitting power to the actuator and supporting the self-propelled cart body;
A first auxiliary driving wheel adjacent to the main driving wheel; a second auxiliary driving wheel adjacent to the first auxiliary driving wheel; and a third auxiliary driving wheel adjacent to the second auxiliary driving wheel; Auxiliary drive wheels arranged such that the axial direction of the main drive wheels and the axial directions of the main drive wheels are parallel to each other, and a grounding portion is positioned above the main drive wheels,
A transmission mechanism for connecting the main drive wheel and the auxiliary drive wheel so that power can be transmitted;
A pulley provided on the output shaft of the actuator;
A pulley provided on a shaft portion of the first auxiliary drive wheel;
A pulley provided on a shaft portion of the third auxiliary drive wheel;
A first gear pivotally supported on the self-propelled carriage body;
A pulley provided on a shaft portion of the first gear;
A second gear provided on a shaft portion of the second auxiliary drive wheel and meshing with the first gear ;
Have,
The auxiliary drive wheel is set to have a smaller diameter than the main drive wheel,
The main drive wheel is attached to the tip of the output shaft of the actuator,
The shaft portion of the auxiliary drive wheel is pivotally supported by the self-propelled cart body,
The transmission mechanism is wound around the respective pulleys of said, characterized in that the shaft portion of the auxiliary drive wheels and the output shaft of the actuator has a power transmission capable belt member, itself run bogie. 前記第２の補助駆動輪は軸方向に対向する一対の車輪を有し、
前記一対の車輪の間隙部に前記第１の補助駆動輪及び前記第３の補助駆動輪の辺部が位置するように配設されている
ことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の自走台車。 The second auxiliary drive wheel has a pair of wheels opposed in the axial direction,
Wherein the side portion of the first auxiliary drive wheels and the third auxiliary drive wheels in the gap portion of the pair of wheels are arranged to be positioned, claim 3-5 The self-propelled cart according to item 1. 前記ベルト部材が両面歯付加工され、上記の各プーリーは前記ベルト部材の前記歯付加工部に噛合うように形成されている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自走台車。 Processed before Kibe belt member with double-sided teeth, each pulley of the is characterized in that it is formed so as to mate with the machined portion with the teeth of the belt member, claim 1-6 1 Self-propelled cart as described in the paragraph . 前記補助駆動輪及び前記伝達機構は、前記主駆動輪の前方向側及び後方側にそれぞれ設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自走台車。 The self-propelled carriage according to any one of claims 1 to 7 , wherein the auxiliary driving wheel and the transmission mechanism are provided on a front side and a rear side of the main driving wheel, respectively. 前記伝達機構は、前記主駆動輪の前方向側及び後方側それぞれの前記補助駆動輪に対して共通の前記ベルト部材を有している
ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自走台車。 The said transmission mechanism has the said belt member common with respect to each said auxiliary | assistant drive wheel of the front direction side and the back side of the said main drive wheel, The any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. Self-propelled cart as described in the paragraph. 前記補助駆動輪は前記主駆動輪よりも表面が柔軟性の高い素材によって形成されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の自走台車。 The self-propelled carriage according to any one of claims 1 to 9 , wherein the auxiliary drive wheel has a surface made of a material having higher flexibility than the main drive wheel.
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