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走行ロボット

国内特許コード P130009633
掲載日 2013年7月17日
出願番号 特願2012-500691
登録番号 特許第5692932号
出願日 平成23年2月22日(2011.2.22)
登録日 平成27年2月13日(2015.2.13)
国際出願番号 JP2011053818
国際公開番号 WO2011102528
国際出願日 平成23年2月22日(2011.2.22)
国際公開日 平成23年8月25日(2011.8.25)
優先権データ
  • 特願2010-036548 (2010.2.22) JP
発明者
  • 内田 康之
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 走行ロボット
発明の概要 本体部(11)に対してベアリング機構(39)を介して回転可能な回転枠(22)と、一端が回転枠(22)に回動可能に取り付けられる第1の脚アーム(26)と、一端が第1の脚アーム(26)に回動可能に取り付けられる第2の脚アーム(27)とを有し、回転枠(22)に等間隔に複数設けられた展開脚車輪(25)と、周囲にねじ部(35,36)が形成され、回転されることでランナ(37,38)を移動するスクリュー(32)と、第1及び第2の脚アーム(26,27)とランナ(37,38)との間を連結し、ランナ(37,38)の移動に従って第1の脚アーム(26)と第2の脚アーム(27)を回動する操作機構(41)とを備える。スクリュー(32)が回転しランナ(37,38)が移動することで、展開脚車輪(25)を開閉し、回転枠(22)が回転することで、展開脚車輪(25)が回転する。小型で携行性に優れるとともに、不整地走破性にも優れる。
従来技術、競合技術の概要


大規模地震等の大規模災害が発生した現場では、二次災害の防止のため、救急隊も直ちに突入することができないことがある。そこで、災害現場では、被害者や救助隊の安全確保のためにも、事前に、安全な経路の探索、危険物や被害者の捜索等の情報収集が重要である。これらが生起する環境は、市街地や建物内の比較的平坦な場所ばかりではなく、砂地や草地等の自然環境、地下鉄構内や地下道等人工的な凹凸の多い場所も想定される。人に代わって危険な情報収集を行うロボットとして、小型・軽量で携行性も良く、どのような環境でも安定的に走行できる対地適応性の高い走行ロボットが望まれる。



これまで様々な情報収集ロボットの開発がされてきたが、近年の傾向としては、装備として隊員の負担にならない程度の小型・軽量のものが増えつつある。



例えば、三菱電機特機システム株式会社と総務省消防庁は、クローラー型の移動ロボットとしてFRIGO-Mを共同開発した(下記非特許文献1参照)。この移動ロボットは、全長0.437[m]、全幅0.350[m]、全高0.152[m]、質量約12[kg]であり、走行速度は約1.1[m/s]と速く、不整地走破性も高い。



しかしながら、携行に人員一名を要するため携行性が良いとは言い難い。



また、RECON ROBOTICS社(米国)は、小型・軽量で実用的なRECON SCOUT THROWBOTを開発し、警察等で実用試験を行っている(下記非特許文献2参照)。車輪径0.076[m]、全幅0.187[m]、バランサ(尻尾)長0.102[m]、質量約0.6[kg]であり、走行速度は約0.3[m/s]である。非常に小型・軽量で構造も簡素であるが、二輪型であるため、建物内にあるケーブル等の小さな凹凸も乗り越えることが難しく、不整地走破性が低い。また、後部についているバランサ(尻尾)は、動力を持たないため走行中は抵抗であり、バランサ(尻尾)を破損してしまった場合には、走行不可能となってしまう。構造的にも、走行中の様々な衝撃をモータに直接に伝えてしまい、動力伝達部の故障を引き起こしやすい。



更に、また、DRAPER研究所(米国)が開発した可変型のSPINY BALLは、ソフトボール程度の大きさで携行し、使用時に車輪から刺を広げ不整地走破性を向上させるものだが、車輪径を無段階に変更できないため、環境の狭隘状況に細かく対応できない(下記非特許文献3参照)。



なお、これら2つのロボットは、災害、犯罪現場のほか、車下、床下、天井裏等狭隘な空間での情報収集を目的としている。

産業上の利用分野


本発明は、不整地走破性に優れる展開脚車輪方式の走行ロボットに関する。
本出願は、日本国において2010年2月22日に出願された日本特許出願番号特願2010-036548を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。

特許請求の範囲 【請求項1】
略円筒形状をなす本体部と、
上記本体部の周囲にベアリングを介して回転自在に取り付けられる回転枠と、
上記本体部の相対する各側面部に設けられる走行部とを備え、
上記走行部は、
上記本体部にベアリングを介して取り付けられた回転枠を回転する駆動部と、
一端が上記回転枠に回動可能に取り付けられる第1の脚アームと上記一端が上記第1の脚アームに回動可能に取り付けられる第2の脚アームとを有する展開脚が、上記回転枠に等間隔に複数設けられた展開脚車輪と、
周囲にねじ部が形成され、駆動源によって回転するスクリューと、
上記スクリューのねじ部に係合されて、上記スクリューの軸線方向に移動するランナと、
上記第1及び第2の脚アームと上記ランナとの間を連結し、上記ランナの移動に従って上記第1の脚アームと上記第2の脚アームを回動する操作機構とを有し、
上記スクリューが回転し、上記ランナが上記軸線方向に移動することで、上記操作機構は、上記第1の脚アームと第2の脚アームとをそれぞれ回動して上記展開脚車輪を開閉し、
上記駆動部によって、上記回転枠が回転することで、上記回転枠に取り付けられている上記展開脚車輪が回転し、走行する走行ロボット。
【請求項2】
上記操作機構は、一端部が上記ランナに回動可能に取り付けられ、他端部が上記第1の脚アームに回動可能に取り付けられた第1の操作アームと、一端部が上記第1の操作アームに回動可能に取り付けられ、他端部が上記第2の脚アームに回動可能に取り付けられた第2の操作アームとを有する請求項1記載の走行ロボット。
【請求項3】
上記操作機構は、上記ランナと一体の環状のベアリング機構と接続されている請求項1記載の走行ロボット。
【請求項4】
上記駆動源は、一の駆動モータであり、
上記スクリューは、一方の側に、第1のねじ部が形成され、他方の側に第2のねじ部が形成され、
上記第1のねじ部と第2のねじ部は、互いに逆向きであり、
上記スクリューは、上記一の駆動モータによって回転され、
上記第1のねじ部と上記第2のねじ部のそれぞれに上記ランナが係合され、上記スクリューが回転したとき、それぞれのランナが互いに近接離間する方向に移動することで、上記操作機構は、それぞれの上記走行部の展開脚車輪を同期して開閉する請求項1記載の走行ロボット。
【請求項5】
上記駆動源は、一の駆動モータであり、
上記スクリューは、一方の側に、第1のねじ部が形成され、他方の側に第2のねじ部が形成され、
上記第1のねじ部と第2のねじ部は、互いに同じ向きであり、
上記スクリューは、上記一の駆動モータによって回転され、
上記第1のねじ部と上記第2のねじ部のそれぞれに上記ランナが係合され、上記スクリューが回転したとき、それぞれのランナが上記スクリューの軸線方向を同方向に移動することで、上記操作機構は、それぞれの上記走行部の展開脚車輪を開閉方向が互いに逆向きとなるように開閉し、該走行ロボットが曲がることできるようにした請求項1記載の走行ロボット。
【請求項6】
上記スクリューの先端部は、上記本体部の側面部に回転自在に支持されている
請求項1記載の走行ロボット。
【請求項7】
上記スクリューは、複数であり、上記一の駆動源によって同期して回転され、
それぞれのスクリューの第1のねじ部と第2のねじ部のそれぞれに上記ランナが係合され、
それぞれの上記ランナと上記第1及び第2の脚アームとの間に、上記ランナの移動に従って上記第1の脚アームと上記第2の脚アームを回動する操作機構が設けられ、
上記スクリューが回転したとき、上記スクリューの軸線方向に移動することで、上記操作機構は、それぞれの上記走行部の展開脚車輪を開閉する請求項4又は請求項5記載の走行ロボット。
【請求項8】
上記駆動部は、上記本体部の各側面部に設けられた走行部のそれぞれに対して、駆動モータを有するスキッドステア方式である
請求項1記載の走行ロボット。
【請求項9】
該走行ロボットは、連結機構によって、複数台連結され、
先行する走行ロボットが段差を上がったとき、該先行する走行ロボットは、上記展開脚車輪を閉じるように小径化し、上記段差下の走行ロボットは、上記展開脚車輪を開くように大径化する請求項1記載の走行ロボット。
産業区分
  • 自動車
  • その他運輸
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012500691thum.jpg
出願権利状態 登録
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