JP5684512B2

JP5684512B2 - Mobile robot

Info

Publication number: JP5684512B2
Application number: JP2010180713A
Authority: JP
Inventors: 昌憲高田; 芳明篠田; 研吾小林
Original assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Current assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: JP2012035401A

Description

本発明は、例えば狭隘な場所に投入して、内部の探査や点検などに用いられる移動ロボットに関するものである。 The present invention relates to a mobile robot that is used, for example, in a narrow place and used for internal exploration and inspection.

この種の移動ロボットとしては、例えば特許文献１に記載されているように、車輪により支持されたボディに、軸体を備えると共に、軸体に、弾力性を有する複数本の毛状体束を傾斜させて備えたものがあった。この移動ロボットは、軸体を振動させることにより、毛状体束を撓ませ、その復元力を推進力として移動する。 As this type of mobile robot, for example, as described in Patent Document 1, a body supported by wheels is provided with a shaft body, and a plurality of hair bundles having elasticity are provided on the shaft body. There was something that was tilted. This mobile robot deflects the ciliary bundle by vibrating the shaft body and moves the restoring force as a propulsive force.

この他、従来の移動ロボットとしては、例えば特許文献２に記載されているように、回転体の回転力により推進力を発生させる回転推進部と、回転推進部の後方に連結した毛状体支持軸を備え、毛状体支持軸に毛状体を傾斜させて植設したものがあった。この移動ロボットは、毛状体により後戻りを防止しながら、回転体により移動する。 In addition, as a conventional mobile robot, for example, as described in Patent Document 2, a rotation propulsion unit that generates a propulsive force by the rotational force of a rotating body, and a hair support supported behind the rotation propulsion unit There was one that was provided with a shaft and was planted by tilting the hair on the hair support shaft. The mobile robot moves by a rotating body while preventing back movement by the hair.

特許第４２８５６９３号Japanese Patent No. 4285893 特許第４２０８２４５号Patent No. 4820245

しかしながら、上記したような従来の移動ロボットにあっては、毛状体束を振動させてその復元力を推進力とするものでは、移動速度が遅いうえに、増速が困難であるという問題点があった。また、回転体の回転力を推進力とするものでは、回転体の駆動部や、複数の間接部及びそれらの駆動部などによって、装置構造が複雑になるという問題点があり、これらの問題点を解決することが課題であった。 However, the conventional mobile robot as described above has a problem that the moving speed is slow and the speeding up is difficult when the restoring force is vibrated by vibrating the ciliary bundle. was there. Further, in the case of using the rotational force of the rotating body as a propulsive force, there is a problem that the structure of the device becomes complicated due to the driving part of the rotating body, a plurality of indirect parts and their driving parts, etc. It was a problem to solve.

本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、移動速度の増減制御が容易であると共に、装置構造の簡略化を実現することができる移動ロボットを提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a mobile robot that can easily control the increase / decrease of the moving speed and can simplify the structure of the apparatus. .

本発明の移動ロボットは、前後に縦列配置した前方胴部及び後方胴部と、前方胴部及び後方胴部を互いに近接離間させるための推進力付与手段を備え、前方胴部及び後方胴部の外周面に、弾力性を有し且つ後方へ傾斜した多数の推進用外毛を備え、推進力付与手段が、前方胴部及び後方胴部のいずれか一方の胴部に搭載したモータと、他方の胴部に一端を連結した連結ロッドと、モータの回転運動を連結ロッドの往復運動に変換する動力伝達機構を備え、動力伝達機構が、モータの出力軸に連結した回転板と、回転板及び連結ロッドに連結したリンクを備えている構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
The mobile robot according to the present invention includes a front trunk portion and a rear trunk portion arranged in tandem in front and rear, and propulsive force applying means for moving the front trunk portion and the rear trunk portion close to and away from each other. The outer peripheral surface is provided with a large number of propulsion outer hairs having elasticity and inclined rearward, and the propulsive force imparting means is mounted on one of the front trunk part and the rear trunk part, and the other A connecting rod having one end connected to the body of the motor, and a power transmission mechanism that converts the rotational motion of the motor into a reciprocating motion of the connecting rod, the power transmission mechanism being connected to the output shaft of the motor, a rotating plate, The link is connected to the connecting rod, and the above configuration is used as a means for solving the conventional problems.

本発明の移動ロボットは、例えば狭隘な場所に投入され、推進力付与手段により、前後に縦列配置した前方胴部及び後方胴部を互いに近接離間させる。この際、移動ロボットは、前方胴部及び後方胴部の外周面に、弾力性を有し且つ後方へ傾斜した多数の推進用外毛を備えているので、互いに近接する方向に動作したときには、接地面（狭隘部における上下左右の接触面）に対して前方胴部の推進用外毛が抵抗となり、前方胴部の後退を阻止しつつ後方胴部が前進する。 The mobile robot according to the present invention is placed in a narrow space, for example, and the front and rear trunks arranged in tandem in front and back are moved closer to and away from each other by the propulsive force applying means. At this time, the mobile robot is provided with a large number of propelling outer hairs that are elastic and inclined rearward on the outer peripheral surfaces of the front and rear torso parts. The propulsion outer hair of the front body portion becomes a resistance against the ground contact surface (upper and lower left and right contact surfaces in the narrow portion), and the rear body portion moves forward while preventing the front body portion from retreating.

逆に、前方胴部及び後方胴部が互いに離間する方向に動作したときには、接地面に対して後方胴部の推進用外毛が抵抗となり、後方胴部の後退を阻止しつつ前方胴部が前進する。このように、移動ロボットは、前方胴部及び後方胴部を互いに近接離間させる動作を繰り返すことで、前方胴部及び後方胴部が交互に前進しながら移動する。したがって、近接離間動作を調整すれば移動速度が増減する。 On the other hand, when the front body part and the rear body part move in a direction away from each other, the propulsion outer hair of the rear body part becomes a resistance against the ground surface, and the front body part is prevented from moving backward. Advance. As described above, the mobile robot repeats the operation of moving the front body and the rear body close to and away from each other, so that the front body and the rear body move while alternately moving forward. Therefore, if the proximity / separation operation is adjusted, the moving speed increases or decreases.

本発明の移動ロボットは、推進用外毛を有する前方胴部及び後方胴部、並びに推進力付与手段を採用し、特に、モータと連結ロッドと動力伝達機構を備えた推進力付与手段や、回転板及びリンクを備えた動力伝達機構を採用したことにより、移動速度の増減制御を容易に行うことができると共に、装置構造の簡略化を実現することができる。 The mobile robot of the present invention employs a front trunk portion and a rear trunk portion having propulsion outer hairs, and a propulsive force applying means, and in particular, a propulsive force applying means including a motor, a connecting rod, and a power transmission mechanism, By adopting a power transmission mechanism including a plate and a link, it is possible to easily control the increase / decrease of the moving speed and to simplify the device structure.

本発明の移動ロボットの一実施形態を説明する図であって、前進時の側面図（Ａ）及び後退時の側面図（Ｂ）である。It is a figure explaining one Embodiment of the mobile robot of this invention, Comprising: It is the side view (A) at the time of advance, and the side view (B) at the time of reverse. 本発明の移動ロボットの他の実施形態を説明する側面図である。It is a side view explaining other embodiment of the mobile robot of this invention. 本発明の移動ロボットのさらに他の実施形態を説明する図であって、前進時において前方胴部と後方胴部を離間させた状態を示す断面図（Ａ）、前進時において前方胴部と後方胴部を近接させた状態を示す断面図（Ｂ）、及び強制的な後退時の側面図（Ｃ）である。It is a figure explaining other embodiment of the mobile robot of this invention, Comprising: Sectional drawing (A) which shows the state which spaced apart the front trunk | drum and the back trunk | drum at the time of advance, The front trunk | drum and the back at the time of advance It is sectional drawing (B) which shows the state which made the trunk | drum approach, and the side view (C) at the time of forced retraction. 図３に示す胴部の内部を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the inside of the trunk | drum shown in FIG. 本発明の移動ロボットの応用例を説明する平面図である。It is a top view explaining the application example of the mobile robot of this invention. 本発明の移動ロボットのさらに他の実施形態を説明する図であって、前進時において前方胴部と後方胴部を近接させた状態を示す断面図（Ａ）、及び前進時において前方胴部と後方胴部を離間させた状態を示す断面図（Ｂ）である。It is a figure explaining other embodiment of the mobile robot of this invention, Comprising: Sectional drawing (A) which shows the state which made the front trunk | drum and the back trunk | drum approach at the time of advance, and a front trunk | drum at the time of advance It is sectional drawing (B) which shows the state which spaced apart the back trunk | drum.

図１に示す移動ロボットＲ１は、例えば狭隘な場所において、その内部の探査や点検などに用いられるものであって、前後に縦列配置した前方胴部１及び後方胴部２と、前方胴部１及び後方胴部２を互いに近接離間させるための推進力付与手段３を備えている。 A mobile robot R1 shown in FIG. 1 is used for, for example, exploration and inspection inside a narrow place, and includes a front trunk portion 1 and a rear trunk portion 2 arranged in front and rear, and a front trunk portion 1. And a propulsive force applying means 3 for moving the rear body portion 2 close to and away from each other.

前方胴部１は、先端部を曲面又は球面とした筒状を成すものであって、円形若しくは楕円形の断面形状を有している。また、後方胴部２は、後端部を曲面又は球面とした筒状を成し、前方胴部１と同等の断面形状を有している。つまり、前後の胴部１，２は、狭隘な場所に容易に進入し得るように、なるべく角部の少ない滑らかな外観形状を有するものとなっている。 The front body portion 1 has a cylindrical shape with a tip or a curved surface, and has a circular or elliptical cross-sectional shape. Further, the rear trunk portion 2 has a tubular shape with a rear end portion curved or spherical, and has a cross-sectional shape equivalent to that of the front trunk portion 1. That is, the front and rear body parts 1 and 2 have a smooth appearance shape with as few corners as possible so that they can easily enter narrow spaces.

さらに、前後の胴部１，２は、夫々の外周面に、弾力性を有し且つ後方へ傾斜した多数の推進用外毛４を備えている。この推進用外毛４は、例えば金属や樹脂から成るものであって、各胴部１，２を地面から離間させて保持し得る程度の剛性と適当な弾力性を有しており、各胴部１，２の外周面全体にわたって均一に植設してある。 Further, the front and rear body parts 1, 2 are provided with a plurality of propelling outer hairs 4 having elasticity and inclined rearward on the outer peripheral surfaces thereof. The propulsion outer hair 4 is made of, for example, metal or resin, and has rigidity and appropriate elasticity that can hold the barrels 1 and 2 apart from the ground. It is planted uniformly over the entire outer peripheral surface of the parts 1 and 2.

この実施形態の推進力付与手段３は、前方胴部１及び後方胴部２のいずれか一方の胴部（図示例では後方胴部２）に搭載したモータ５と、他方の胴部（前方胴部１）に一端を連結した連結ロッド６と、モータ５の回転運動を連結ロッド６の往復運動に変換する動力伝達機構７を備えている。 The propulsive force applying means 3 of this embodiment includes a motor 5 mounted on one of the front body 1 and the back body 2 (the back body 2 in the illustrated example) and the other body (front body). A connecting rod 6 having one end connected to the part 1), and a power transmission mechanism 7 for converting the rotational motion of the motor 5 into the reciprocating motion of the connecting rod 6.

上記の推進力付与手段３において、連結ロッド６は、前方胴部１に一端を連結すると共に、後方胴部２に設けたガイド８に対して軸線方向に摺動自在である。また、動力伝達機構７は、モータ５の出力軸に連結した回転板９とリンク１０を備え、リンク１０の一端部を連結ロッド６の他端部に回転自在に連結すると共に、リンク１０の他端部を回転板９の円周上に回転自在に連結した構造になっている。 In the propulsive force applying means 3, the connecting rod 6 is connected to the front body 1 at one end and is slidable in the axial direction with respect to the guide 8 provided on the rear body 2. The power transmission mechanism 7 includes a rotating plate 9 and a link 10 connected to the output shaft of the motor 5, and rotatably connects one end of the link 10 to the other end of the connecting rod 6. The structure is such that the end portion is rotatably connected to the circumference of the rotating plate 9.

これにより、推進力付与手段３は、モータ５を回転駆動すると、回転板９の回転運動がリンク１０を介して連結ロッド６の往復運動に変換され、前後の胴部１，２を近接離間させることとなる。 As a result, when the driving force applying means 3 rotates the motor 5, the rotational movement of the rotating plate 9 is converted into the reciprocating movement of the connecting rod 6 via the link 10, and the front and rear body parts 1 and 2 are moved closer to and away from each other. It will be.

さらに、移動ロボットＲ１は、後方胴部２に、電力供給や信号の送受信を行うためのケーブル１１の一端が連結してある。これに対して、前方胴部１の先端部には、例えばＣＣＤカメラ等の撮像手段、照明及び各種のセンサ類などを搭載し、前記ケーブル１１を介して搭載機器への電力供給や信号の送受信を行う。これにより、移動ロボットＲ１は、搭載した撮像手段からの映像を確認しながら遠隔操作することが可能である。さらに、移動ロボットＲ１は、前後の胴部１，２に、推進用外毛４を折り畳む機構、若しくは推進用外毛４を反転させる機構を設けることができる。 Further, in the mobile robot R1, one end of a cable 11 for supplying power and transmitting / receiving signals is connected to the rear trunk 2. On the other hand, an imaging means such as a CCD camera, illumination, various sensors, and the like are mounted on the front end portion of the front body portion 1 to supply power to the mounted device and transmit / receive signals via the cable 11. I do. Thereby, the mobile robot R1 can be remotely operated while confirming the image from the mounted imaging means. Further, the mobile robot R1 can be provided with a mechanism for folding the propelling outer hair 4 or a mechanism for inverting the propelling outer hair 4 on the front and rear body parts 1,2.

なお、前記ケーブル１１は、図１では前後の胴部１，２間の部分を直線状に示したが、その間の部分では、前後の胴部１，２の近接離間動作に追従し得るように、弾性的に撓ませたりコイル状に形成したりすることができる。 In FIG. 1, the cable 11 is shown in a straight line between the front and rear body parts 1 and 2. It can be elastically bent or formed into a coil shape.

上記構成を備えた移動ロボットＲ１は、例えば、災害時に発生した瓦礫の下などの狭隘な場所に投入されて、その内部の探査などを行うこととなり、図１（Ａ）に示すように、推進力付与手段３により、前方胴部１及び後方胴部２を互いに近接離間させることで移動する。すなわち、前後の胴部１，２が互いに近接する方向に動作したときには、接地面（狭隘部においては上下左右の接触面）に対して前方胴部１の推進用外毛４が抵抗となり、前方胴部１の後退が阻止されるので、後方胴部２だけが前進する。 The mobile robot R1 having the above configuration is inserted into a narrow place such as under a rubble generated at the time of a disaster, for example, and the inside of the mobile robot R1 is searched for as shown in FIG. The force applying means 3 moves the front body portion 1 and the rear body portion 2 by moving them close to and away from each other. That is, when the front and rear body parts 1 and 2 are moved in a direction approaching each other, the propelling outer hair 4 of the front body part 1 becomes a resistance against the ground contact surface (upper and lower left and right contact surfaces in the narrow part), and the front side Since the body 1 is prevented from moving backward, only the rear body 2 moves forward.

また、前後の胴部１，２が互いに離間する方向に動作したときには、接地面に対して後方胴部２の推進用外毛４が抵抗となり、後方胴部２の後退が阻止されるので、前方胴部１だけが前進する。このように、移動ロボットＲ１は、前後の胴部１，２の近接離間動作を繰り返すことで、前後の胴部１，２が交互に前進しながら移動することとなり、モータ５の速度を制御して近接離間動作を調整すれば移動速度を増減させることができる。 Further, when the front and rear body parts 1 and 2 are moved in directions away from each other, the propulsion outer hair 4 of the rear body part 2 becomes a resistance against the grounding surface, and the rear body part 2 is prevented from moving backward. Only the front torso 1 moves forward. Thus, the mobile robot R1 repeats the approach and separation of the front and rear body parts 1 and 2 so that the front and rear body parts 1 and 2 move while alternately moving forward, thereby controlling the speed of the motor 5. The movement speed can be increased or decreased by adjusting the approaching / separating operation.

さらに、移動ロボットＲ１は、図１（Ｂ）に示すように、前後の胴部１，２の推進用外毛４を前方へ傾斜するように反転させ、この状態で推進力付与手段３により前後の胴部１，２を近接離間動作させると、後退させることができる。つまり、前進時とは逆に、前後の胴部１，２を近接させると前方胴部１だけが後退し、前後の胴部１，２を離間させると後方胴部２だけが後退することとなり、この近接離間動作を繰り返すことで、前後の胴部１，２が交互に後退しながら移動する。 Further, as shown in FIG. 1B, the mobile robot R1 reverses the propelling outer hairs 4 of the front and rear trunks 1, 2 so as to incline forward, and in this state, the propulsion force applying means 3 When the body portions 1 and 2 are moved closer to and away from each other, they can be moved backward. That is, contrary to the forward movement, when the front and rear body parts 1 and 2 are brought close to each other, only the front body part 1 is retracted, and when the front and rear body parts 1 and 2 are separated, only the rear body part 2 is retracted. By repeating this approaching / separating operation, the front and rear body parts 1 and 2 move while alternately retracting.

このように、上記実施形態の移動ロボットＲ１は、例えば、毛状体束の復元力を推進力とする従来の移動ロボットや、回転体の回転力を推進力とする従来の移動ロボットに比べて、装置構造が簡単なものとなり、移動速度の増減制御を容易に行うことができる。また、移動ロボットＲ１は、毛状体束を利用した従来の移動ロボットよりも早い速度で移動することが可能である。 Thus, the mobile robot R1 of the above embodiment is, for example, compared to a conventional mobile robot that uses the restoring force of the ciliary bundle as a driving force and a conventional mobile robot that uses the rotating force of the rotating body as a driving force. Thus, the device structure becomes simple, and movement speed increase / decrease control can be easily performed. Further, the mobile robot R1 can move at a faster speed than a conventional mobile robot using a ciliary bundle.

さらに、移動ロボットＲ１は、モータ５、連結ロッド６及び動力伝達機構７で構成した推進力付与手段３を採用したので、簡単で且つ軽量な構造であるうえに、速度制御に容易に対処することができる。そしてさらに、移動ロボットＲ１は、ケーブル１１を備えているので、そのケーブル１１を引くことによって狭隘な場所から速やかに撤去させることができ、この際、推進用外毛４を図１（Ｂ）に示す如く反転させれば、撤去作業をより円滑に行うことができる。 Furthermore, since the mobile robot R1 employs the propulsive force applying means 3 constituted by the motor 5, the connecting rod 6 and the power transmission mechanism 7, it is a simple and lightweight structure and can easily cope with speed control. Can do. Further, since the mobile robot R1 includes the cable 11, it can be quickly removed from a narrow place by pulling the cable 11. At this time, the outer hair 4 for propulsion is shown in FIG. If reversed as shown, the removal operation can be performed more smoothly.

図２に示す移動ロボットＲ２は、図１に示すものと同等の基本的構造を有するほかに、前方胴部１が、その尾部に、上下左右に回動可能な偏向板１２を備えており、この偏向板１２に連結ロッドの一端が連結してある。偏向板１２は、前方胴部１の軸線回りに配置した少なくとも三個の伸縮駆動型のアクチュエータ１３によって支持してあり、これらのアクチュエータ１３を選択的に伸縮駆動することで上下左右に回動する。 The mobile robot R2 shown in FIG. 2 has a basic structure equivalent to that shown in FIG. 1, and the front body 1 is provided with a deflection plate 12 that can turn up and down and right and left at its tail. One end of a connecting rod is connected to the deflection plate 12. The deflection plate 12 is supported by at least three telescopic drive type actuators 13 arranged around the axis of the front body portion 1, and is rotated up and down and left and right by selectively extending and retracting these actuators 13. .

そして、移動ロボットＲ２は、上記偏向板１２に連結ロッド６の一端を連結し、このとき、連結ロッド６は先の実施形態と同様に後方胴部２においてガイド８により往復動自在に保持されているので、アクチュエータ１３を選択的に伸縮駆動すると、偏向板１２が回動せずに前方胴部１が回動する。これにより、移動ロボットＲ２は、前方胴部１の向きを変えて進路変更を行うことができる。 Then, the mobile robot R2 connects one end of the connecting rod 6 to the deflecting plate 12, and at this time, the connecting rod 6 is reciprocally held by the guide 8 in the rear trunk 2 as in the previous embodiment. Therefore, when the actuator 13 is selectively expanded and contracted, the deflecting plate 12 does not rotate but the front body 1 rotates. Thereby, the mobile robot R2 can change the direction by changing the direction of the front body 1.

図３及び図４に示す移動ロボットＲ３は、前後に縦列配置した前方胴部１及び後方胴部２と、前方胴部１及び後方胴部２を互いに近接離間させるための推進力付与手段３０を備えている。前後の胴部１，２は、先端部又は後端部を尖頭状にした筒状を成すものであって、図４に示す如く楕円形の断面形状を有しており、夫々の外周面に、弾力性を有し且つ後方へ傾斜した多数の推進用外毛４を備えている。 The mobile robot R3 shown in FIG. 3 and FIG. 4 includes a front body portion 1 and a rear body portion 2 arranged in tandem in front and rear, and propulsive force applying means 30 for moving the front body portion 1 and the rear body portion 2 close to and away from each other. I have. The front and rear body portions 1 and 2 have a cylindrical shape with a tip or rear end pointed, and have an elliptical cross-sectional shape as shown in FIG. And a plurality of propelling outer hairs 4 having elasticity and inclined rearward.

この実施形態の推進力付与手段３０は、後方胴部２に一端を連結した中空状のケーブル１１と、前方胴部１及び後方胴部２の間に介装したスプリング３１と、前記ケーブル１１に挿通され且つ後方胴部２を貫通して前方胴部１に一端を連結したワイヤ３２を備えている。 The propulsive force applying means 30 of this embodiment includes a hollow cable 11 having one end connected to the rear trunk 2, a spring 31 interposed between the front trunk 1 and the rear trunk 2, and the cable 11. A wire 32 that is inserted and penetrates the rear body 2 and has one end connected to the front body 1 is provided.

ケーブル１１は、先の実施形態に示したものと同様に、前方胴部１の搭載機器への電力供給や信号の送受信を行うものであり、ワイヤ３２を挿通し得るように中空状を成している。スプリング３１は、圧縮コイルばねであって、前方胴部１の尾部に設けた偏向板１２と、後方胴部２の頭部に設けた保持板３３との間に介装してある。ワイヤ３２は、前方胴部１の偏向板１２に連結してある。 The cable 11 performs power supply and signal transmission / reception to / from the equipment on which the front body 1 is mounted in the same manner as shown in the previous embodiment, and has a hollow shape so that the wire 32 can be inserted. ing. The spring 31 is a compression coil spring, and is interposed between the deflection plate 12 provided at the tail portion of the front trunk portion 1 and the holding plate 33 provided at the head portion of the rear trunk portion 2. The wire 32 is connected to the deflection plate 12 of the front body 1.

偏向板１２は、先の実施形態と同様に、前方胴部１の軸線回りに配置した少なくとも三個の伸縮駆動型のアクチュエータ１３によって支持してある。また、偏向板１２及び保持板３３は、二重の連結ロッド３４により近接離間可能に連結してある。これにより、アクチュエータ１３を選択的に駆動すると、偏向板１２が回動せずに前方胴部１が回動し、進路変更を行うことができる。 As in the previous embodiment, the deflection plate 12 is supported by at least three telescopic drive type actuators 13 arranged around the axis of the front body 1. Further, the deflection plate 12 and the holding plate 33 are connected to each other by a double connecting rod 34 so as to be close to and away from each other. Thereby, when the actuator 13 is selectively driven, the deflecting plate 12 does not rotate but the front body portion 1 rotates, and the course can be changed.

この実施形態の移動ロボットＲ３は、前方胴部１及び後方胴部２に、推進用外毛４を胴部に沿う状態に折り畳む外毛折り畳み機構を備えると共に、各胴部１，２における前後及び上下にゴム製の車輪３５を備えている。 The mobile robot R3 of this embodiment includes an outer hair folding mechanism that folds the propelling outer hair 4 in a state along the torso in the front torso 1 and the rear torso 2, and the front and rear of each torso 1, 2 and Rubber wheels 35 are provided on the upper and lower sides.

外毛折り畳み機構は、各胴部１，２の内部において前後方向に配置した主動ロッド３６と、各胴部１，２に対して回転自在に連結した前後の短リンク３７と、各胴部１，２の外部において前後方向に配置した従動ロッド３８と、従動ロッド３８に固定した外毛抑えアーム３９を備えている。主動ロッド３６と従動ロッド３８は、前後の短リンク３７により連結してある。外毛抑えアーム３９は、推進用外毛４の長さや植設密度に応じて、従動ロッド３８の長手方向に所定間隔で配置してある。 The outer hair folding mechanism includes a main driving rod 36 disposed in the front-rear direction inside each of the body parts 1 and 2, front and rear short links 37 that are rotatably connected to the body parts 1 and 2, and each body part 1. , 2 is provided with a driven rod 38 disposed in the front-rear direction and an outer hair restraining arm 39 fixed to the driven rod 38. The main driving rod 36 and the driven rod 38 are connected by the front and rear short links 37. The outer hair restraining arms 39 are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the driven rod 38 in accordance with the length of the propelling outer hair 4 and the planting density.

また、外毛折り畳み機構は、前後の胴部１，２の主動ロッド３６が、偏向板１２及び保持板３３を夫々摺動自在に貫通し、図３（Ａ）に示す通常時には、夫々の端部同士の間に一定の間隔を有している。また、偏向板１２及び保持板３３には、外毛折り畳み機構の作動時に互いに当接するストッパ４０，４１が設けてある。 In addition, the outer hair folding mechanism is such that the main driving rods 36 of the front and rear body portions 1 and 2 slidably pass through the deflecting plate 12 and the holding plate 33, respectively, and in the normal state shown in FIG. There is a certain interval between the parts. The deflection plate 12 and the holding plate 33 are provided with stoppers 40 and 41 that come into contact with each other when the outer hair folding mechanism is operated.

前記車輪３５は、図４に上側のみを示すように、胴部１，２の内部において、ブラケット４２及び車軸４３により保持されている。また、ブラケット４２には、車軸４３の後退回転を阻止するワンウェイクラッチ４４と、出力軸に歯車４５ａを固定したブレーキ４５が設けてある。ワンウェイクラッチ４４は、外歯車４４ａを有し、この外歯車４４ａをブレーキ４５の歯車４５ａに係合することで回転が阻止され、車軸４３の前進回転のみを許容している。 The wheel 35 is held by a bracket 42 and an axle 43 inside the trunk portions 1 and 2 as shown only on the upper side in FIG. Also, the bracket 42 is provided with a one-way clutch 44 that prevents the axle 43 from rotating backward and a brake 45 having a gear 45a fixed to the output shaft. The one-way clutch 44 has an external gear 44 a, and the rotation is prevented by engaging the external gear 44 a with the gear 45 a of the brake 45, and only the forward rotation of the axle 43 is allowed.

上記構成を備えた移動ロボットＲ３は、例えば狭隘な場所に投入され、その外部において、ワイヤ３２の拘束及び中空ケーブル１１の押し込みと、中空ケーブル１１の拘束及びワイヤ３２の開放とを人為的に繰り返すことにより、前後の胴部１，２が近接離間動作を行いながら交互に前進して移動することとなる。 The mobile robot R3 having the above configuration is, for example, inserted into a narrow space, and artificially repeats restraining the wire 32 and pushing the hollow cable 11 and restraining the hollow cable 11 and opening the wire 32 outside. As a result, the front and rear body parts 1, 2 move forward and move alternately while performing the approaching and separating operations.

すなわち、移動ロボットＲ３は、ワイヤ３２を拘束しつつ中空ケーブル１１を押し込むと、前方胴部１の移動が阻止され、図３（Ｂ）に示すように、後方胴部２がスプリング３１を圧縮しつつ前進する。この際、ワイヤ３２を若干引いても、各車輪３５が後転しないので前方胴部１が後退することは無い。また、外毛折り畳み機構は、前後の主動ロッド３６の端部同士が接近するだけで作動しない。 That is, when the mobile robot R3 pushes in the hollow cable 11 while restraining the wire 32, the movement of the front trunk portion 1 is prevented, and the rear trunk portion 2 compresses the spring 31 as shown in FIG. While moving forward. At this time, even if the wire 32 is slightly pulled, the front body portion 1 does not move backward because each wheel 35 does not roll backward. Further, the outer hair folding mechanism does not operate only when the ends of the front and rear main driving rods 36 approach each other.

次に、中空ケーブル１１を拘束しつつワイヤ３２を解放すると、後方胴部２の移動が阻止され、スプリング３１の反発力により前方胴部１が前進する。この際、中空ケーブル１１を若干引いても、各車輪３５が後転しないので後方胴部２が後退することは無い。 Next, when the wire 32 is released while restraining the hollow cable 11, the movement of the rear trunk portion 2 is prevented, and the front trunk portion 1 moves forward by the repulsive force of the spring 31. At this time, even if the hollow cable 11 is pulled slightly, each wheel 35 does not roll back, so that the rear trunk portion 2 does not move backward.

このように、上記の移動ロボットＲ３は、中空ケーブル１１とワイヤ３２を操作することにより徐々に前進させることができ、先の実施形態と同様の作用及び効果をもたらすことができるうえに、装置構造がより一層簡単なものとなり、しかも、前転のみが許容された車輪３５を上下に備えているので、より円滑な移動を実現することができる。 As described above, the mobile robot R3 can be gradually advanced by operating the hollow cable 11 and the wire 32, and can provide the same operations and effects as those of the previous embodiment. Since the wheels 35 that allow only forward rotation are provided above and below, smoother movement can be realized.

また、上記の移動ロボットＲ３は、図３（Ｂ）に示す胴部１，２の近接状態から、前後のストッパ４０，４１が互いに当接するまでさらにワイヤ３２を引くと、外毛折り畳み機構が作動する。 In the mobile robot R3, when the wire 32 is further pulled from the proximity of the body parts 1 and 2 shown in FIG. 3B until the front and rear stoppers 40 and 41 come into contact with each other, the outer hair folding mechanism operates. To do.

すなわち、前後の胴部１，２がさらに接近すると、前後の主動ロッド３６の端部同士が当接し、これにより、前方胴部１では、主動ロッド３６が前方に押出され、短リンク３７を介して従動ロッド３８が後方に移動し、従動ロッド３８とともに各外毛抑えアーム３９が後方に移動して、推進用外毛４を寝かせるようにして折り畳む。 That is, when the front and rear body parts 1 and 2 further approach, the ends of the front and rear main driving rods 36 come into contact with each other. As a result, in the front body part 1, the main driving rod 36 is pushed forward and the short link 37 is interposed. Then, the driven rod 38 moves rearward, and each outer hair restraining arm 39 moves rearward together with the driven rod 38 and folds the propelling outer hair 4 to lie down.

また、後方胴部２では、主動ロッド３６が後方に押出され、短リンク３７を介して従動ロッド３８が前方に移動し、従動ロッド３８とともに各外毛抑えアーム３９が前方に移動して、推進用外毛４を反転させるようにして折り畳む。 Further, in the rear trunk portion 2, the main driving rod 36 is pushed rearward, the driven rod 38 moves forward via the short link 37, and each outer hair restraining arm 39 moves forward together with the driven rod 38 for propulsion. The outer hair 4 is folded so as to be reversed.

このようにして、移動ロボットＲ３は、図３（Ｃ）に示すように、外毛折り畳み機構により、推進用外毛４が後退動作の妨げにならないようにする。そして、移動ロボットＲ３は、外毛折り畳み機構の作動と共に、ブレーキ４５を解放してワンウェイクラッチ４４の拘束を解くことで各車輪３５をフリーの状態にする。その後、中空ケーブル１１及びワイヤ３２を牽引することで、狭隘な場所から速やかに撤去させることができる。 In this way, as shown in FIG. 3C, the mobile robot R3 prevents the propulsion outer hair 4 from interfering with the backward movement by the outer hair folding mechanism. The mobile robot R3 releases each brake 35 by releasing the brake 45 and releasing the restraint of the one-way clutch 44 along with the operation of the outer hair folding mechanism. Then, by pulling the hollow cable 11 and the wire 32, it can be quickly removed from a narrow place.

なお、上記の実施形態では、前後の胴部１，２における外毛折り畳み機構を同等の構成とし、前方胴部１では推進用外毛４を寝かせるように折り畳み、後方胴部２では推進用外毛４を反転させるように折り畳むものとしたが、移動ロボットＲ３の撤去を考慮した場合、前方胴部１の推進用外毛４を反転させるように折り畳むことも有効である。 In the above-described embodiment, the outer hair folding mechanism in the front and rear body portions 1 and 2 has the same configuration, and the front body portion 1 is folded so that the outer hair for propulsion 4 is laid, and the rear body portion 2 is outside for propulsion. Although it is assumed that the hair 4 is folded so as to be reversed, it is also effective to fold the propelling outer hair 4 of the front body 1 so as to be reversed in consideration of the removal of the mobile robot R3.

前方胴部１において推進用外毛４を反転させるには、例えば、短リンク３７に代えて、互いに成す角度が増減するように連動をする一対のリンクを使用する。そして、一対のリンクの回動部を前方胴部１に取り付け、一方のリンクの先端を主動ロッド３６に連結すると共に、他方のリンクの先端を従動ロッド３８に連結する。 In order to reverse the propelling outer hair 4 in the front trunk portion 1, for example, instead of the short link 37, a pair of links that are interlocked so that the angle formed between each other is increased or decreased is used. Then, the rotating portion of the pair of links is attached to the front body portion 1, the tip of one link is connected to the main driving rod 36, and the tip of the other link is connected to the driven rod 38.

これにより、前方胴部１では、主動ロッド３６が前方に押出されるのに伴って、一対のリンクを介して、従動ロッド３８及び外毛抑えアーム３９も前方に移動し、推進用外毛４が反転するように折り畳まれる。なお、外毛折り畳み機構（外毛反転機構）は、アクチュエータを駆動源に用いることも可能であるが、上記実施形態のように前後の胴部１，２の接近動作を利用して作動する構成にすれば、装置構造のさらなる小型軽量化を図ることができる。このような外毛折り畳み機構（外毛反転機構）は、図１及び図２で説明した移動ロボットＲ１，Ｒ２にも適用可能である。 Thereby, in the front trunk | drum 1, as the main drive rod 36 is extruded ahead, the driven rod 38 and the outer hair restraining arm 39 are also moved forward via the pair of links, and the outer hair 4 for propulsion Is folded so that it is reversed. Note that the outer hair folding mechanism (outer hair reversing mechanism) can use an actuator as a drive source, but is configured to operate using the approaching action of the front and rear body portions 1 and 2 as in the above embodiment. If so, the device structure can be further reduced in size and weight. Such an outer hair folding mechanism (outer hair reversing mechanism) is also applicable to the mobile robots R1 and R2 described with reference to FIGS.

上記の各実施形態の移動ロボットＲ１〜Ｒ３は、夫々単独で用いることが当然可能であるが、例えば図５に示すように、ケーブル１１（及びワイヤ３２）で複数の移動ロボットＲ１（Ｒ２，Ｒ３）を所定間隔に連結して使用することもできる。図示例の場合は、最前端の移動ロボットＲ１にカメラＣを搭載し、狭隘な場所の外部において、カメラＣの画像をモニターＭに表示して遠隔操作を行う状態を示している。 The mobile robots R1 to R3 of each of the above embodiments can naturally be used alone, but for example, as shown in FIG. 5, a plurality of mobile robots R1 (R2, R3) are connected by a cable 11 (and a wire 32). ) Can be used at predetermined intervals. In the case of the illustrated example, the camera C is mounted on the frontmost mobile robot R1, and an image of the camera C is displayed on the monitor M and remote control is performed outside a narrow place.

このように、複数の移動ロボットＲ１（Ｒ２，Ｒ３）を連結して用いると、ケーブル１１の牽引負荷を分散させることができると共に、各移動ロボットＲ１の近接離間動作が相互に協力して狭隘な場所に奥深く進めることが可能となる。 As described above, when a plurality of mobile robots R1 (R2, R3) are connected and used, the traction load of the cable 11 can be dispersed, and the approaching and separating operations of the mobile robots R1 cooperate with each other and are narrow. It becomes possible to go deep into the place.

図６に示す移動ロボットＲ４は、図１に示す移動ロボットＲ１を水中用に変更したものである。
すなわち、図示の移動ロボットＲ４は、推進力付与手段３を備えると共に、前方胴部１及び後方胴部２の外周面に、推進用外毛（４）に代えて、同外周面に直交する張り出し状態から後方へ回動して同外周面に沿う状態に至る範囲で回動自在な複数の推進用フィン５０を備えている。 A mobile robot R4 shown in FIG. 6 is obtained by changing the mobile robot R1 shown in FIG. 1 for underwater use.
That is, the mobile robot R4 shown in the figure includes the propulsive force applying means 3 and is provided on the outer peripheral surfaces of the front trunk portion 1 and the rear trunk portion 2 in place of the propulsion outer hair (4) and perpendicular to the outer peripheral surface. A plurality of propulsion fins 50 that are rotatable in a range from the state to the rear and a state along the outer peripheral surface are provided.

上記の移動ロボットＲ４は、水中において、推進力付与手段３により前後の胴部１，２を近接離間させることにより移動する。すなわち、図６（Ａ）に示すように、前後の胴部１，２が近接する方向に動作したときには、前方胴部１の推進用フィン５０が水の抵抗により張り出して、前方胴部１の後退を阻止するので、後方胴部２だけが推進用フィン５０を畳みつつ前進する。 The mobile robot R <b> 4 moves in the water by moving the front and rear body parts 1 and 2 close to and away from each other by the propelling force applying means 3. That is, as shown in FIG. 6 (A), when the front and rear body parts 1 and 2 are moved in the approaching direction, the propulsion fin 50 of the front body part 1 protrudes due to water resistance, and the front body part 1 Since the backward movement is prevented, only the rear trunk portion 2 moves forward while folding the propulsion fin 50.

また、前後の胴部１，２が離間する方向に動作したときには、図６（Ｂ）に示すように、後方胴部２の推進用フィン５０が水の抵抗により張り出して、後方胴部２の後退を阻止するので、前方胴部１だけが推進用フィン５０を畳みつつ前進する。このように、移動ロボットＲ４は、前後の胴部１，２を交互に前進させて水中を移動することとなる。 Further, when the front and rear body parts 1 and 2 are moved away from each other, as shown in FIG. 6B, the propulsion fins 50 of the rear body part 2 protrude due to water resistance, and the rear body part 2 Since the backward movement is prevented, only the front body portion 1 moves forward while folding the propulsion fin 50. As described above, the mobile robot R4 moves underwater by alternately moving the front and rear body portions 1 and 2 forward.

上記実施形態の移動ロボットＲ４は、先の各実施形態の移動ロボットのように狭隘な場所に投入されるものではないが、移動速度の増減制御を容易に行うことができると共に、装置構造の簡略化を実現する点においては先の各実施形態と同等であり、水中の探査に非常に有用である。 The mobile robot R4 of the above embodiment is not put into a narrow place like the mobile robots of the previous embodiments, but it can easily control the increase / decrease of the movement speed and simplify the device structure. This is equivalent to each of the previous embodiments in that it is realized, and is very useful for underwater exploration.

なお、本発明の移動ロボットは、その構成が上記の各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、構成の細部を適宜変更することが可能である。 The configuration of the mobile robot of the present invention is not limited to the above embodiments, and the details of the configuration can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

Ｒ１〜Ｒ４移動ロボット
１前方胴部
２後方胴部
３推進力付与手段
４推進用外毛
５モータ（推進力付与手段）
６連結ロッド（推進力付与手段）
７動力伝達機構（推進力付与手段）
９回転板（動力伝達機構）
１０リンク（動力伝達機構）
１１ケーブル（推進力付与手段）
１２偏向板
３０推進力付与手段
３１スプリング（推進力付与手段）
３２ワイヤ（推進力付与手段）
３６主動ロッド（外毛折り畳み機構）
３７短リンク（外毛折り畳み機構）
３８従動ロッド（外毛折り畳み機構）
３９外毛抑えアーム（外毛折り畳み機構）
５０推進用フィン R1 to R4 Mobile robot 1 Front torso 2 Back torso 3 Propulsion force applying means 4 Propulsion outer hair 5 Motor (propulsion force applying means)
6 Connecting rod (propulsive force applying means)
7 Power transmission mechanism (propulsive force applying means)
9 Rotating plate (Power transmission mechanism)
10 link (power transmission mechanism)
11 Cable (Propulsion force imparting means)
12 Deflection plate 30 Propulsive force applying means 31 Spring (Propulsive force applying means)
32 wire (propulsive force imparting means)
36 Main rod (external hair folding mechanism)
37 Short links (external hair folding mechanism)
38 Follower rod (external hair folding mechanism)
39 Outer hair restraining arm (outer hair folding mechanism)
50 Propulsion fin

Claims

前後に縦列配置した前方胴部及び後方胴部と、前方胴部及び後方胴部を互いに近接離間させるための推進力付与手段を備え、
前方胴部及び後方胴部の外周面に、弾力性を有し且つ後方へ傾斜した多数の推進用外毛を備え、
推進力付与手段が、前方胴部及び後方胴部のいずれか一方の胴部に搭載したモータと、他方の胴部に一端を連結した連結ロッドと、モータの回転運動を連結ロッドの往復運動に変換する動力伝達機構を備え、
動力伝達機構が、モータの出力軸に連結した回転板と、回転板及び連結ロッドに連結したリンクを備えていることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボット。 Propellation force imparting means for moving the front and rear trunks arranged in tandem in front and rear, and the front and rear trunks close to and away from each other,
Provided with a large number of propulsion outer hairs having elasticity and inclined rearward on the outer peripheral surfaces of the front and rear torso parts ,
The propulsive force applying means includes a motor mounted on one of the front body and the rear body, a connecting rod having one end connected to the other body, and the rotational movement of the motor as a reciprocating motion of the connecting rod. It has a power transmission mechanism to convert,
The mobile robot according to claim 1, wherein the power transmission mechanism includes a rotating plate connected to the output shaft of the motor, and a link connected to the rotating plate and the connecting rod .

連結ロッドの一端を連結した他方の胴部が前方胴部であって、
前方胴部が、その尾部に、上下左右に回動可能な偏向板を備え、この偏向板に連結ロッドの一端が連結してあることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボット。 The other body part connecting one end of the connecting rod is the front body part,
The mobile robot according to claim 1, wherein the front body portion includes a deflection plate that can be rotated vertically and horizontally at a tail portion thereof, and one end of a connecting rod is connected to the deflection plate.

前後に縦列配置した前方胴部及び後方胴部と、前方胴部及び後方胴部を互いに近接離間させるための推進力付与手段を備え、
前方胴部及び後方胴部の外周面に、弾力性を有し且つ後方へ傾斜した多数の推進用外毛を備え、
推進力付与手段が、後方胴部に一端を連結した中空状のケーブルと、前方胴部及び後方胴部の間に介装したスプリングと、ケーブルに挿通され且つ後方胴部を貫通して前方胴部に一端を連結したワイヤを備えていることを特徴とする移動ロボット。 Propellation force imparting means for moving the front and rear trunks arranged in tandem in front and rear, and the front and rear trunks close to and away from each other,
Provided with a large number of propulsion outer hairs having elasticity and inclined rearward on the outer peripheral surfaces of the front and rear torso parts,
The propulsive force imparting means includes a hollow cable having one end connected to the rear trunk, a spring interposed between the front trunk and the rear trunk, and a front trunk that is inserted through the cable and penetrates the rear trunk. A mobile robot comprising a wire having one end connected to a part.

後方胴部に、電力供給や信号の送受信を行うためのケーブルの一端を連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動ロボット。 The mobile robot according to any one of claims 1 to 3, wherein one end of a cable for performing power supply and signal transmission / reception is connected to the rear trunk portion.

前方胴部及び後方胴部に、推進用外毛を胴部に沿う状態に折り畳む外毛折り畳み機構を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動ロボット。 The mobile robot according to any one of claims 1 to 4, further comprising an outer hair folding mechanism that folds the outer hair for propulsion in a state along the trunk portion on the front trunk portion and the rear trunk portion.

請求項１又は２に記載の移動ロボットにおいて、推進用外毛に代えて、前方胴部及び後方胴部の外周面に、同外周面に直交する張り出し状態から後方へ回動して同外周面に沿う状態に至る範囲で回動自在な複数の推進用フィンを備えたことを特徴とする移動ロボット。 3. The mobile robot according to claim 1, wherein instead of the propelling outer hair, the outer peripheral surface of the front body portion and the rear body portion is rotated rearward from a protruding state perpendicular to the outer peripheral surface. A mobile robot comprising a plurality of propulsion fins that can freely rotate within a range extending along the line.