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クローラ型ロボット NEW

国内特許コード P190016383
整理番号 T3-17011-T
掲載日 2019年10月7日
出願番号 特願2018-029233
公開番号 特開2019-142381
出願日 平成30年2月21日(2018.2.21)
公開日 令和元年8月29日(2019.8.29)
発明者
  • 永瀬 純也
  • 福永 二三佳
出願人
  • 学校法人龍谷大学
発明の名称 クローラ型ロボット NEW
発明の概要 【課題】簡易な構造でありながら、管が小口径で屈曲部を有していても大きな推進力で走行可能なクローラ型ロボットを提供する。
【解決手段】このクローラ型ロボット1では、ウォーム7は、フレーム6の中空孔6aに収容されて中心軸のまわりを回転し得、螺旋状の突起したウォーム歯部71が外側面に形成されており、クローラベルト8は、ウォーム7のウォーム歯部71にかみ合い得る多数個の突起したクローラベルト歯部81が外周面に形成されており、一部のクローラベルト歯部81がウォーム歯部71に接触してかみ合うとウォーム7の回転に追従して回動し得、隣接する2個の走行体2、2の間に、アウターチューブ3aの内部にインナーシャフト3bが回転自在に支持された可撓性の走行体間フレキシブルシャフト3を更に備え、走行体間フレキシブルシャフト3を介してウォーム7が等しく回転し得る。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要 危険な場所や小さな空間の場所など人間の進入が難しい場所での検査や探索等の作業は、その場所を適切に走行可能なロボットに行わせることが好ましい。そのようなロボットとしては、種々のものが知られている。その中で、クローラ(無限軌道)型ロボットは、クローラのクローラベルトが周囲の面に接することでその面の状態に柔軟に対応して走行することが可能であるといったメリットを有する。

産業用の分野では、個々の作業に特化したクローラ型ロボットが提案されている。例えば、特許文献1及び2などには、管内の検査等を行う管内用のものが提案されている。特許文献1に記載のクローラ型ロボットは、3個のクローラが中心軸に対して互いに回転対称な位置に設けられ、それらのクローラが半径方向に移動可能であるものである。3個のクローラベルトが管の内壁に押し付けられることで、管が傾斜したり垂直になったりしていても走行できる、としている。特許文献2に記載のクローラ型ロボットは、2個のクローラがハの字型に設けられたものである。2個のクローラにより、安定して管内を走行できる、としている。

その一方、近年、災害等が起こった場合に被害者の探索や救助又は被害物の検査などを行うレスキュー用のロボットが注目されている。レスキュー用のクローラ型ロボットとしては、例えば、特許文献3には、クローラを左右に設けたクローラ装置を2種類備え、大きな段差を容易に乗り越えることができるように、2種類のクローラ装置のどちらかを地面の状況に応じて選択するようなクローラ型ロボットが提案されている。また、特許文献4には、瓦礫の狭い空間にも進入し得るように、上下2段に積層したクローラの一対をロボット本体の左右それぞれに設けたクローラ型ロボットが提案されている。

特許文献5、6には、管内用やレスキュー用などに利用可能なものであって、管や瓦礫の中などの非常に狭い空間への進入が容易なように、単一のウォームと、その側面の外方に配置されそれに追従して回動する複数のクローラベルトを備えているクローラ型ロボットが提案されている。このウォームは、螺旋状の突起したウォーム歯部が側面に形成されており、回転トルク生成部(ギヤモータ)によって回転する。クローラベルトは、ウォームのウォーム歯部にかみ合い得る複数の突起したクローラベルト歯部が外周面に形成されており、その複数のクローラベルト歯部の一部のクローラベルト歯部がウォーム歯部にかみ合うことで、ウォームの回転に追従して回動する。このクローラ型ロボットは、簡易な構造でありながら、様々な管内径の水平管内及び垂直管内を走行可能な利点を有する。
産業上の利用分野 本発明は、管内の走行に好適なクローラ型ロボットに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
フレームとウォームとクローラベルトとを有する複数個の走行体を備えるクローラ型ロボットであって、
前記フレームは、長手方向の中心軸に沿って中空孔を有し、
前記ウォームは、前記中空孔に収容されて中心軸のまわりを回転し得、螺旋状の突起したウォーム歯部が外側面に形成されており、
前記クローラベルトは、前記ウォームの側面の外方に前記フレームに巻かれて配置される輪状のものであって、前記ウォームのウォーム歯部にかみ合い得る多数個の突起したクローラベルト歯部が外周面に形成されており、該多数個のクローラベルト歯部の一部のクローラベルト歯部が前記ウォーム歯部に接触してかみ合うと該ウォームの回転に追従して回動し得、
隣接する2個の前記走行体の間に、アウターチューブの内部にインナーシャフトが回転自在に支持された可撓性の走行体間フレキシブルシャフトを更に備え、該走行体間フレキシブルシャフトを介して該2個の前記走行体の前記ウォームが等しく回転し得ることを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項2】
請求項1に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記クローラベルトは、その長さが、(3π/2)×(RP-t-RW)の値から導かれたものである(RPは走行する管の内半径、tは前記クローラベルトの厚み、RWは前記ウォームの半径)ことを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項3】
請求項1又は2に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記2個の走行体の前記ウォームは、前記走行体間フレキシブルシャフトの前記インナーシャフトに接続されていることを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記複数個の走行体の前記フレームは、前記走行体間フレキシブルシャフトの前記アウターチューブに固定されていることを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記複数個の走行体の前記ウォームを回転させる回転トルクを発生するウォーム回転トルク発生部を更に備えており、
該ウォーム回転トルク発生部は、前記走行体間フレキシブルシャフトに設けられていることを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項6】
請求項1~4のいずれか1項に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記複数個の走行体のうち最後部の走行体の後部に接続され、アウターチューブの内部にインナーシャフトが回転自在に支持された可撓性の最後部フレキシブルシャフトを更に備え、該最後部の走行体の前記ウォームは、該最後部フレキシブルシャフトの前記インナーシャフトに接続され、該最後部の走行体の前記フレームは、該最後部フレキシブルシャフトの前記アウターチューブに固定されていることを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項7】
請求項6に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記複数個の走行体の前記ウォームを回転させる回転トルクを発生するウォーム回転トルク発生部を更に備え、
該ウォーム回転トルク発生部は、前記最後部フレキシブルシャフトの後部に設けられていることを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記複数個の走行体は、いずれも複数個の前記クローラベルトを有することを特徴とするクローラ型ロボット。

【請求項9】
請求項1~7のいずれか1項に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記複数個の走行体のうち先頭の走行体は1個の前記クローラベルトを有し、残りの走行体は複数個の前記クローラベルトを有することを特徴とするクローラ型ロボット。
国際特許分類(IPC)
画像

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thum_JPA 501142381_i_000002.jpg
出願権利状態 公開
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