図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1994年4月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

目的

平地走行段差走行とを単一の駆動源によって行うことができ、高速定性及びエネルギー効率が夫々高く、段差走行時の車両本体の上下動が小さい走行車を提供する。

構成

操舵機構6の操舵軸11は6葉車輪機構2全体を回動して、走行車の操舵を行う。6葉車輪機構2は平地走行の時には、単一駆動モータ13の回転駆動力傘歯車16、17と内歯入力歯車18とを介して遊星歯車20に伝達され、この遊星歯車20は第1の太陽歯車21を回転させ、この第1の太陽歯車21の回転はアーム回転軸14と第2の太陽歯車25と小車輪駆動歯車26とを介して6個の小車輪5を回転させる。段差を乗越える場合には、遊星歯車20は単一駆動モータ13の回転駆動力によって第1の太陽歯車21の回りを公転し、この公転によって遊星歯車軸22とキャリア23と小車輪軸27とを介して6本のアーム4を回転させる。

概要

背景

原子力発電プラントなどは安全性確保のために点検保守作業が定期的に行われる。このような点検保守作業は、所定場所においては作業ロボットなどを搭載した無人走行車によって行われ、この走行車整地ばかりでなく、階段段差などの存在する不整地をも走行することができなければならない。このような原子力発電プラント内における作業が増大するに伴い、それに適した走行車の要求が強まり、近年は種々の走行車が開発、または提案されている。例えば、クローラ式走行車歩行脚式走行車などが知られている。このクローラ式走行車は多数のクローラ無限に連結したものであり、不整地での走破性に優れている。また、歩行脚式走行車は複数の歩行脚を備え、これらの歩行脚によって歩行移動するものである。ところが、クローラ式走行車及び歩行脚式走行車は、装置全体が大型化し、自重に対する可搬重量が小さくエネルギー効率が低いという問題が存在する。更に、クローラ式走行車は旋回動作時に走行車本体の位置がずれてしまい、位置再現性が悪いといった問題もある。また、歩行脚式走行車は高速走行の安定性が悪いといった問題もある。

そこで、このような問題を解決したクローバ車輪式走行車特公昭59−25712号公報に開示されている。このクローバ車輪式走行車は、120°間隔で半径方向に突出した3本の回転可能なアームと、これらのアームの先端に取付け小車輪とを具備するもので、平地での走行は小車輪の回転によって行い、階段やなどの不整地での走行は、アームの回転によって小車輪を段差に乗せて当該段差を乗り越える。このように、クローバ車輪式走行車は平地での走行を小車輪の回転によって行うため、エネルギー効率が大幅に改善される。

概要

平地走行と段差走行とを単一の駆動源によって行うことができ、高速安定性及びエネルギー効率が夫々高く、段差走行時の車両本体の上下動が小さい走行車を提供する。

操舵機構6の操舵軸11は6葉車輪機構2全体を回動して、走行車の操舵を行う。6葉車輪機構2は平地走行の時には、単一駆動モータ13の回転駆動力傘歯車16、17と内歯入力歯車18とを介して遊星歯車20に伝達され、この遊星歯車20は第1の太陽歯車21を回転させ、この第1の太陽歯車21の回転はアーム回転軸14と第2の太陽歯車25と小車輪駆動歯車26とを介して6個の小車輪5を回転させる。段差を乗越える場合には、遊星歯車20は単一駆動モータ13の回転駆動力によって第1の太陽歯車21の回りを公転し、この公転によって遊星歯車軸22とキャリア23と小車輪軸27とを介して6本のアーム4を回転させる。

目的

そこで、本発明の目的は、平地走行と段差走行とを単一の駆動源によって行うことができ、高速安定性及びエネルギー効率が夫々高く、段差走行時の車両本体の上下動が小さい走行車を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

互いに60°間隔で放射状に配置され中心軸回りに回転可能に支持された6本のアームと、上記各アームの先端に回転可能に支持された小車輪と、上記各アームを回転する駆動力と上記各小車輪を回転する駆動力とを発生する単一の駆動源と、上記駆動源の駆動力を上記各アームと上記各小車輪とに選択的に伝達する伝達手段とから構成される6葉車輪機構を車体の前部と後部とに夫々設置し、上記車体前部には上記車体前部の6葉車輪機構を操舵する操舵機構を設置すると共に、上記伝達手段は上記各アームへの上記駆動源の駆動力の伝達と上記各小車輪への上記駆動源の駆動力の伝達とを上記各アームの回転の負荷と上記小車輪の回転の負荷との関係に応じて自動的に切換えることを特徴とする走行車

技術分野

0001

本発明は、走行車係り、特に原子力発電プラント内などで点検保守の作業を行うために階段などの不整地を走行するのに好適な走行車に関する。

背景技術

0002

原子力発電プラントなどは安全性確保のために点検保守作業が定期的に行われる。このような点検保守作業は、所定場所においては作業ロボットなどを搭載した無人走行車によって行われ、この走行車は整地ばかりでなく、階段や段差などの存在する不整地をも走行することができなければならない。このような原子力発電プラント内における作業が増大するに伴い、それに適した走行車の要求が強まり、近年は種々の走行車が開発、または提案されている。例えば、クローラ式走行車歩行脚式走行車などが知られている。このクローラ式走行車は多数のクローラ無限に連結したものであり、不整地での走破性に優れている。また、歩行脚式走行車は複数の歩行脚を備え、これらの歩行脚によって歩行移動するものである。ところが、クローラ式走行車及び歩行脚式走行車は、装置全体が大型化し、自重に対する可搬重量が小さくエネルギー効率が低いという問題が存在する。更に、クローラ式走行車は旋回動作時に走行車本体の位置がずれてしまい、位置再現性が悪いといった問題もある。また、歩行脚式走行車は高速走行の安定性が悪いといった問題もある。

0003

そこで、このような問題を解決したクローバ車輪式走行車特公昭59−25712号公報に開示されている。このクローバ車輪式走行車は、120°間隔で半径方向に突出した3本の回転可能なアームと、これらのアームの先端に取付け小車輪とを具備するもので、平地での走行は小車輪の回転によって行い、階段や堰などの不整地での走行は、アームの回転によって小車輪を段差に乗せて当該段差を乗り越える。このように、クローバ車輪式走行車は平地での走行を小車輪の回転によって行うため、エネルギー効率が大幅に改善される。

発明が解決しようとする課題

0004

ところが、上述のクローバ車輪式走行車は、小車輪の回転用駆動源とアームの回転用の駆動源とが個々に必要であり、かつ駆動源を制御する制御系も2系統必要であるという問題がある。更に、段差などでは120°間隔の3本のアームを回転させて乗り越えるため、この際のアームの回転中心上下動が大きく、これに伴い走行車本体の上下動も大きくなるといった問題もある。このような走行車本体の大きな上下動は、走行車にマニピュレータ走行制御用のセンサを搭載した場合に、これらに影響を与えるため、その補正を必要としたり、制御容量の増加や制御性の低下を招く恐れがある。

0005

そこで、本発明の目的は、平地走行と段差走行とを単一の駆動源によって行うことができ、高速安定性及びエネルギー効率が夫々高く、段差走行時の車両本体の上下動が小さい走行車を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

この目的を達成するために、本発明に係る走行車は、互いに60°間隔で放射状に配置され中心軸回りに回転可能に支持された6本のアームと、上記各アームの先端に回転可能に支持された小車輪と、上記各アームを回転する駆動力と上記各小車輪を回転する駆動力とを発生する単一の駆動源と、上記駆動源の駆動力を上記各アームと上記各小車輪とに選択的に伝達する伝達手段とから構成される6葉車輪機構を車体の前部と後部とに夫々設置し、上記車体前部には上記車体前部の6葉車輪機構を操舵する操舵機構を設置すると共に、上記伝達手段は上記各アームへの上記駆動源の駆動力の伝達と上記各小車輪への上記駆動源の駆動力の伝達とを上記各アームの回転の負荷と上記小車輪の回転の負荷との関係に応じて自動的に切換えることを特徴とするものである。この構成にあっては、上記伝達手段は遊星歯車装置であることが望ましい。

0007

平地走行時は、小車輪の回転負荷が小さく、ア−ムの回転負荷が大きいので、伝達手段は単一駆動源の駆動力を小車輪に伝達する。これによって、小車輪が回転し走行車を走行させる。階段などでの段差走行時は、小車輪の回転負荷が相対的に大きくなり、ア−ムの回転負荷が相対的に小さくなるので、伝達手段はこれに応じて自動的に単一駆動源の駆動力をアームに伝達する。これによって、アームが回転して小車輪が段差に乗り上げる。

0008

なお、アームの本数及び小車輪の個数を夫々6に定めた理由は、以下の通りである。即ち、6本のアームは、5本以下のアームに比べ、段差走行時のアームを回転するトルクが小さくでき、かつ段差走行時の上下動を小さくでき、更に段差を乗越えに要する時間を短縮することができる。逆に、6本のアームは、7本以上のアームに比べ、乗越え可能な段差の最大高さを大きくできると共に、小車輪の直径を大きくできるため走行速度を高速化することができる。

0009

以下に本発明による走行車の実施例を図1乃至図6を参照して説明する。図1において、走行車の車体1にはその前部1aと後部1bに、6葉車輪機構2、3が夫々取付けられている。前部1aの6葉車輪機構2と後部1bの6葉車輪機構3は同一構成であり、120°間隔で放射状に突出した6本のアーム4と各アーム4の先端に取付けられた小車輪5とを有する。車体1には更に、前部1aの6葉車輪機構2を操舵する操舵機構6と、6葉車輪機構2、3及び操舵機構6を制御する制御装置7とが設置されている。

0010

図2は車体前部1aの6葉車輪機構2と操舵機構6とを詳細に示している。図2において、操舵機構6は、車体1に取付けられた前輪操舵用の駆動モータ8と、この駆動モータ8によって回転駆動されるウォーム9と、このウォーム9と係合するウォームホイール10と、このウォームホイール10によって回動される操舵軸11とから構成される。この操舵軸11には6葉車輪機構2のハウジング12が固着され、このハウジング12には、単一の駆動モータ13が取付けられていると共に、アーム回転軸14が軸受15によって回転可能に支持されている。駆動源13には第1の傘歯車16が連結され、この傘歯車16には第2の傘歯車17が噛合っている。この第2の傘歯車17には内歯入力歯車18が背中合せ同軸に固着され、これらの第2の傘歯車17と入力歯車18とは、軸受19によってアーム回転軸14に回転可能に支持されている。

0011

入力歯車18には6個の遊星歯車20が噛合っており、これらの遊星歯車20は第1の太陽歯車21に噛合っている。この第1の太陽歯車21はアーム回転軸14に固着されている。遊星歯車20に固着された遊星歯車軸22は、キャリア23に軸受24によって回転可能に支持されている。アーム回転軸14には第2の太陽歯車25が固着され、この第2の太陽歯車25には6個の小車輪駆動歯車26が噛合っており、これらの小車輪駆動歯車26は小車輪5に背中合せに同軸に固定されている。小車輪駆動歯車26と小車輪5とは、キャリア23とアーム4との間に取付けられた小車輪軸27に軸受28によって回転可能に支持されている。なお、入力歯車18と遊星歯車20と第1及び第2の太陽歯車21、25などは、遊星歯車装置を構成する。

0012

図3は車体前部1bの6葉車輪機構3を詳細に示しており、この車体前部1bの6葉車輪機構3の構成は、前述したように車体前部1aの6葉車輪機構2の構成と同一である。次に、この実施例の作用を説明する。最初に平地を走行する場合を説明する。平地走行の場合には、図4(A)に示したように、二つの小車輪5が地面または床に載置される。この状態では、小車輪5の回転に対する抵抗、即ち小車輪5の回転負荷が小さく、ア−ム4の回転に対する抵抗、即ちア−ム4の回転負荷が大きくなっており、従って、ア−ム4に取付けられた小車輪軸27とキャリア23と遊星歯車軸22などは、アーム回転軸14の回りを回転することが実質的に制限されている。

0013

図1の制御装置7からの指令によって6葉車輪機構2、3の駆動モータ13が起動すると、この回転駆動力は第1及び第2の傘歯車16、17を介して入力歯車18を回転させる。この入力歯車18の回転によって、遊星歯車20は、第1の太陽歯車21の回りを公転するか、または自転して第1の太陽歯車21を回転させようとするが、この時は上述のようにア−ム4の回転負荷が大きいため、小車輪軸27とキャリア23と遊星歯車軸22などの回転が実質的に制限されているため、遊星歯車20は自転して第1の太陽歯車21を回転させる。この第1の太陽歯車21の回転はアーム回転軸14を介して第2の太陽歯車25を回転し、この第2の太陽歯車25の回転は小車輪駆動歯車26を介して小車輪5を回転させ、これによって走行車が平地走行する。

0014

次に、階段などでの段差走行を説明する。小車輪5が階段などの段差部に当接すると、この小車輪5の回転負荷がアーム4の回転負荷に比べて非常に大きくなる。これによって、小車輪駆動歯車26や太陽歯車25、21などの回転抵抗が大きくなるため、遊星歯車20は第1の太陽歯車21の回りを公転する。この遊星歯車20の公転は遊星歯車軸22を介してキャリア23を回転させ、このキャリア23の回転によって小車輪軸27を介してアーム4がアーム回転軸14の回りを回転する。こうして、6葉車輪機構2、3は図4(B)乃至図4(D)に示したようにアーム4の回転によって段差を乗越える。この乗越え後は、小車輪5の回転負荷が再び小さくなるため、図4(D)に示したように二つの小車輪5の回転による平地走行に移る。以上の説明から分かるように、遊星歯車装置18、20、21、25は、小車輪5の回転負荷とアームの回転負荷との関係に基づき、駆動モータ13の駆動力を小車輪5またはアーム4に自動的に切換えることができる。また、段差を降りる時にはアーム4の回転抵抗がほとんでになるので、アーム4が自然に回転し段差を降りることができる。走行車は、前輪操舵機構6が6葉車輪機構2全体を回動することによって曲線走行を行うことができる。

0015

次に、本発明の走行車は、段差部を乗越える際の上下動が従来のクローバ車輪式走行車に比べて大幅に小さくなることを説明する。図5(A)及び(B)は夫々、従来のクローバ車輪式走行車30と本発明の6葉車輪機構式走行車2が高さhの段差を乗越える状態を示している。なお、この図は段差の高さhが、

0016

本発明の6葉車輪機構式走行車2は、図5(B)に示したようにアーム回転軸14が円弧状の軌跡a,b,cを通って段差を乗越える。この時のアーム回転軸14の高さ変化は、

発明の効果

0017

以上の説明から明らかなように本発明は、互いに60°間隔で放射状に配置され中心軸回りに回転可能に支持された6本のアームと、上記各アームの先端に回転可能に支持された小車輪と、上記各アームを回転する駆動力と上記各小車輪を回転する駆動力とを発生する単一の駆動源と、上記駆動源の駆動力を上記各アームと上記各小車輪とに選択的に伝達する伝達手段とから構成される6葉車輪機構を車体の前部と後部とに夫々設置し、上記車体前部には上記車体前部の6葉車輪機構を操舵する操舵機構を設置すると共に、上記伝達手段は上記各アームへの上記駆動源の駆動力の伝達と上記各小車輪への上記駆動源の駆動力の伝達とを上記各アームの回転の負荷と上記小車輪の回転の負荷との関係に応じて自動的に切換える構成であるため、平地走行と段差走行とを単一の駆動源によって行うことができ、車輪による走行であるので高速安定性及びエネルギー効率が夫々高く、かつ6本のアームによって段差を乗越えるので段差走行時の車両本体の上下動を小さくすることができる。

図面の簡単な説明

0018

図1本発明による走行車の第1の実施例を概略的に示した側面図。
図2上記実施例の走行車の前部の機構を詳細に示した断面図。
図3上記実施例の走行車の後部の機構を詳細に示した断面図。
図4上記実施例の走行車が平地走行及び段差走行を行った時の状態を概略的に示した模式図。
図5従来のクローバ車輪式走行車と上記実施例の走行車が段差走行を行った時の状態を概略的に示した模式図。
図6従来のクローバ車輪式走行車と上記実施例の走行車が段差走行を行った時の状態を概略的に示した模式図。

--

0019

1a 車体の前部
1b 車体の後部
2 6葉車輪機構
3 6葉車輪機構
4アーム
5小車輪
6操舵機構
13 単一の駆動源
18、20、21、25 遊星歯車装置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

新着 最近 公開された関連が強い 技術

  • 芝海株式会社の「 履帯車両」が 公開されました。( 2018/12/13)

    【課題・解決手段】フレーム本体111の前部にフォーク状に張り出した左右1対の側板部112の間に、アイドラ122が軸支され、上記アイドラ122に履帯131が掛け回された履帯車両において、上記フレーム本体... 詳細

  • 株式会社アマダホールディングスの「 台車運用システム及び台車運用方法」が 公開されました。( 2018/11/29)

    【課題】複数の加工機が設置された加工工場内において、作業者が、効率良く、適切な台車を使用できるようにする。【解決手段】複数の加工機が設置された加工工場内において、加工に伴う材料、部品、製品を運搬するた... 詳細

  • 井関農機株式会社の「 移植機」が 公開されました。( 2018/11/29)

    【課題】 前後幅がコンパクトな構成のクローラ式の走行装置を用いた移植機を提供すること。【解決手段】 走行輪2と、走行装置500と、走行装置500に駆動力を伝動する伝動ケース60と、苗を圃場に植え付... 詳細

この 技術と関連性が強い 技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する挑戦したい社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ