(57)【要約】【課題】悪路や段差に対する高い踏破性能を維持しつつ構造簡単として車輪を駆動することができる移動体を提供する。【解決手段】基体２に支持され、互いに間隔を存して設けた第１回動軸７，１８と、基体２の側面に対向して設けた脚部材９と、脚部材９の下面に設けられた接地部材１３，１４，１５と、脚部材９に回動自在に支持された第２回動軸２１と、各第１回動軸７，１８に長手方向の一端が連結され、各第２回動軸２１に長手方向の他端が連結されたリンク部材１９，２０と、一部が第１回動軸となる車軸７を有し、車軸７の一部の第１回動軸に連結されたリンク部材２０と一体に回動する車輪３と、リンク部材１９を車軸と別の第１回動軸１８回りに回転駆動する駆動手段とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に回動自在に支持され、移動方向に直交する軸線が互いに間隔を存して平行に延びる少なくとも３つの第１回動軸と、
前記基体の側面に対向して設けられ、移動方向に沿って長手の脚部材と、
該脚部材の少なくとも下面に設けられた接地部材と、
前記脚部材に回動自在に支持されて夫々が前記各第１回動軸と同一の位置関係となるように配設された少なくとも３つの第２回動軸と、
前記各第１回動軸に長手方向の一端が連結され、前記各第２回動軸に長手方向の他端が連結されたリンク部材と、
前記各第１回動軸のうちの何れかの第１回動軸の軸線と同一軸線上に配設された車軸を有し、当該車軸に連結された前記リンク部材と一体に回動する車輪と、
前記各第１回動軸のうちの何れかの第１回動軸に連結された前記リンク部材を当該第１回動軸回りに回転駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の車輪を備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
砂地、湿地、凹凸面、階段等を走行させる移動体としては、一般にクローラベルトを用いたものが挙げられる。一方、近年では、クローラベルトの使用をやめて、複数の車輪を繋ぐ脚部材を設けた移動体も提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
脚部材は、移動方向に沿って長手の略棒状に形成され、各車輪の回転軸から偏心させた位置に回動自在に設けられて複数の車輪同士を連結してる。脚部材の先端部と後端部とには、車体から前後に突出するフック部が形成されている。
【０００４】
車輪を回転させると、車輪の回転と共に脚部材が間欠的に接地し、悪路での車輪の沈み込み等を防止しながら走行することができる。また、階段では、車輪の回転に伴いフックが階段の角部に掛かりながら車体を移動させるので、階段の上り下りが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４０６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種の移動体においては、車輪を多数設け、全ての車輪を同期させて駆動することにより、砂地や湿地の踏破が容易となる。
【０００７】
上記従来のものでは、全ての車輪を駆動するために、無端チェーンを用いて動力の伝達を行っている。即ち、駆動モータの出力軸と各車輪の回転軸とのそれぞれにスプロケットを設け、それらのスプロケットに無端チェーンを掛けわたして、全ての車輪に動力を伝達している。
【０００８】
しかし、無端チェーンによる動力伝達は、無端チェーンの伸びを吸収する機構や、無端チェーンとスプロケットとの間への塵埃の噛み込みを防止する構造が必要となる。このため、部品点数が多く構成が複雑であるだけでなく、軽量化も困難となる不都合があった。
【０００９】
上記の点に鑑み、本発明は、悪路や段差に対する高い踏破性能を維持しつつ構造簡単として車輪を駆動することができる移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、本発明は、基体に回動自在に支持され、移動方向に直交する軸線が互いに間隔を存して平行に延びる少なくとも３つの、そして全てが単一の直線状に並ばない第１回動軸と、前記基体の側面に対向して設けられ、移動方向に沿って長手の脚部材と、該脚部材の少なくとも下面に設けられた接地部材と、前記脚部材に回動自在に支持されて夫々が前記各第１回動軸と同一の位置関係となるように配設された少なくとも３つの第２回動軸と、前記各第１回動軸に長手方向の一端が連結され、前記各第２回動軸に長手方向の他端が連結されたリンク部材と、前記各第１回動軸のうちの何れかの第１回動軸の軸線と同一軸線上に配設された車軸を有し、当該車軸に連結された前記リンク部材と一体に回動する車輪と、前記各第１回動軸のうちの何れかの第１回動軸に連結された前記リンク部材を当該第１回動軸回りに回転駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、駆動手段が第１回動軸のうちの１つの第１回動軸を回転駆動する。駆動手段が第１回動軸を回転駆動すると、リンク部材が当該第１回動軸回りに回転し、第２回動軸を介して脚部材が回転する。脚部材の回転は、各車軸と同軸のリンク部材に伝達され、全ての車輪を回転させる。
【００１２】
このように、本発明によれば、駆動手段からの動力を脚部材によって各車輪に伝達するので、従来のような、スプロケットに無端チェーンを掛けわたして動力を伝達する構成と異なり、構造簡単として多数の車輪に動力を伝達することができる。しかも、脚部材は、車輪を駆動しつつ接地部材を介して間欠的に走行面に近接する。そのため沈み込みのない平坦地ではなめらかで効率の良い車輪走行をするが、走行面がぜい弱で沈み込みがあったり凹凸のある走行面では、間欠的に走行面に近接する脚部材が走行面に接し、その脚部材が車体の重量を支持しながら車輪を前方に送る動作をおこなうことで走行が持続される。つまり、沈み込みのない平坦地では車輪走行、沈み込みや凹凸のある走行面でも歩行運動と、自動的に走行モードを切り替えながら走行を持続することができる。
【００１３】
よって、悪路や段差に対する高い踏破性能を維持しつつ駆動手段を簡単で堅牢にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施形態の移動体を示す斜視図である。
【図２】図２は本実施形態の移動体の底面図である。
【図３】図３は図２のIII−III線によって断面視した説明図である。
【図４】図４は要部の作動を模式的に示す説明図である。
【図５】図５は本実施形態の移動体の好ましい使用状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の移動体１は、図１に示すように、基体２の両側に複数の車輪３（本実施形態では片側５輪ずつで全１０輪）を備えている。
【００１６】
基体２は、一対のサイドフレーム４と、両サイドフレーム４を一体的に連結する連結板５とを備えている。各サイドフレーム４は、同一形状の金属製板材により形成されており、互いに間隙を存して対向している。連結板５は、両サイドフレーム４の上端部を連結固定しており、その上面部には各種の作業機械を搭載支持するための支持部材６が設けられている。
【００１７】
各サイドフレーム４は、図２において底面視するように、車軸７を介して車輪３を支持している。車軸７に直交する方向が移動体１の移動法となる。各車軸７は、所定間隔を存して軸線が平行となるように配設され、サイドフレーム４に夫々が独立して回転自在に支持されている。更に、各サイドフレーム４は、モータを動力源とする駆動装置８（駆動手段）を支持している。
【００１８】
上記説明の通り、一対のサイドフレーム４は、夫々が独立して構成された片側走行ユニットを連結板５によって一体化したものであり、各部品は移動方向に対して左右対称に配設されている。
【００１９】
図３は図２のIII−III線断面図であるが、実質的には一方のサイドフレーム４を内側から臨んだものとなっている。図２及び図３に示すように、サイドフレーム４の内側（内面側）には、クランクレッグ９（脚部材）が設けられている。
【００２０】
クランクレッグ９は、後述するが、駆動装置８の出力を各車輪３に伝達する機能を有し、図３に示すように、移動方向に沿って延びる水平伝達部１０と、水平伝達部１０の前方端部に設けられて上方に傾斜する形状とされた前端傾斜部１１と、水平伝達部１０の後方端部に設けられて上方に傾斜する形状とされた後端傾斜部１２とを備えている。水平伝達部１０の下面には、回動時に路面（地面）に当接する底部接地部材１３が設けられている。前端傾斜部１１と後端傾斜部１２とには、夫々、階段等の昇降時に段差に当接して移動させる傾斜接地部材１４，１５が設けられている。
【００２１】
なお、サイドフレーム４の前方端部と後方端部とには、夫々、クランクレッグ９による階段等の昇降時に補助的に段差に当接する段差当接部材１６，１７が設けられている。
【００２２】
また、図３に示すように、駆動装置８が備える出力軸１８と、車軸７とは、夫々、サイドフレーム４を貫通してその外側から内側に延びている。出力軸１８のサイドフレーム４の内側には駆動リンク部材１９の長手方向の一端が連結されている。車軸７のサイドフレーム４の内側には従動リンク部材２０の長手方向の一端が連結されている。駆動リンク部材１９は、出力軸１８と同軸に一体に回動する。従動リンク部材２０は、車軸７と同軸に一体に回動する。出力軸１８及び各車軸７のサイドフレーム４の内側の部分は、本発明の第１回動軸として機能する。
【００２３】
本実施形態においては、１つの出力軸１８と１０個の車軸７を設けたが、本発明としては、２つ以上の直線状に並ぶ車輪７と、この直線に乗らない位置に配置される軸１８のうち、いずれか一つの軸を回転駆動するのでよく、それによりすべての軸が回転する。
【００２４】
また、本実施形態においては、出力軸１８の一部及び各車軸７の一部を第１回動軸として機能させたが、出力軸１８と別体の第１回動軸を同軸で一体的に接続し、同じく各車軸７と別体の第１回動軸を同軸で一体的に接続してもよい。
【００２５】
クランクレッグ９は、複数のリンク軸２１（第２回動軸）を備えている。夫々のリンク軸２１は、出力軸１８及び各車軸７と同じ位置関係となるように配設されている。即ち、各リンク軸２１は、夫々が出力軸１８又は何れかの車軸７に対応している。そして、駆動リンク部材１９の長手方向の他端と、各従動リンク部材２０の長手方向の他端とは、夫々対応するクランクレッグ９のリンク軸２１に回動自在に連結されている。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照して、クランクレッグ９の作動を説明する。図４は、要部構成を簡略化して模式的に示しているが、図３と同一部品を同一符号で示し、その作動を仮想線（二点鎖線）で示している。
【００２７】
図４に示すように、駆動装置８の駆動により出力軸１８が回転すると、出力軸１８と同軸に駆動リンク部材１９が回転する。駆動リンク部材１９が回転することによりクランクレッグ９が追従し、出力軸１８を回転中心としてその周囲を回る。このとき、クランクレッグ９は、一定の姿勢を維持しつつサイドフレーム４に対する相対位置を変えるようにして回転する。
【００２８】
クランクレッグ９の動きは、各リンク軸２１に回動自在に連結されている従動リンク部材２０に伝達される。これにより、従動リンク部材２０は、クランクレッグ９の動きに追従して各車軸７を回転中心として回転する。このときの、従動リンク部材２０の回転により駆動力が各車軸７を介して各車輪３に伝達される。車輪３の回転により移動体１が移動し、同時にクランクレッグ９が周期的に路面に接近する。
【００２９】
このように、本実施形態における移動体１は、駆動装置８の駆動力をクランクレッグ９によって各車輪３に伝達するので、従来のような、チェーンをスプロケットに掛けわたして動力を伝達する場合に比べて構造簡単とすることができる。
【００３０】
そして、砂地や湿地等で移動体１を走行させているとき、車輪３が沈みかけると、各車輪３の回転と共にクランクレッグ９が路面に接して車輪３を持ち上げるように作用するので、路面への車輪３の沈み込みが防止される。
【００３１】
また、図示しないが、移動体１の走行時に段差を上がる（越える）ときには、クランクレッグ９の前端傾斜部１１を段差の角部に掛けて基体２を持ち上げる。そして、基体２が傾斜すると、クランクレッグ９の後端傾斜部１２が路面を押して更に基体２を押し上げる。こうして車輪３が段差に接することで、クランクレッグ９の動きと車輪３の回転力とにより段差を容易に上がることができる。
【００３２】
また、図１を参照して、本実施形態の移動体１は、一対のサイドフレーム４の夫々に多数の車輪３を備えるので、一方のサイドフレーム４の車輪３と他方のサイドフレーム４の車輪３とで異なる回転数で駆動することにより方向転換や急旋回をすることができる。
【００３３】
なお、移動体１は、図１に示すように、単体で用いることができるが、複数の移動体１を連結して用いることもできる。図５は、２つの移動体１を連結フレーム２２によって連結することにより、一体的に走行する連結移動体２３を構成したものを示している。連結フレーム２３は、夫々の移動体１に設けられた旋回体２４の上端部に搖動自在に連結されている。
【００３４】
連結移動体２３を構成することにより、例えば、比較的大きな段差や階段を上り下りする場合に有利となる。連結移動体２３は、２つの移動体１において全ての駆動装置８の出力軸を同期回転させることで直進することができ、各サイドフレーム４毎に駆動装置８の出力軸の回転数を異ならせることで、複雑な走行軌跡を描くように移動することができる。
【００３５】
更に、段差や階段では、前方で走行する移動体１を後方で移動する移動体１が押し上げるようにして上ることができ、比較的大きな段差や傾斜角度が大き階段で特に有利に走行することができる。
【００３６】
更に、図５に追加して示すように、それぞれの移動体１を支持する構成としては上部フレーム部材２５に回動自在に支持される逆台形上に配置されるリンクフレーム２６，２７の軸線延長線ａ，ｂの交点ｃが車輪３の接地面に近い位置になるように構成されるため、移動体１が障害物に接触した時に、移動体１の瞬間回転中心はこの交点ｃとなり、この交点ｃが低い位置にあるので容易に地形に沿って走行しやすいという特性も実現している。
【符号の説明】
【００３７】
１…移動体、２…基体、３…車輪、７…車軸（第１回動軸）、８…駆動装置（駆動手段）、９…クランクレッグ（脚部材）、１３…底部接地部材（接地部材）、１４，１５…傾斜接地部材（接地部材）、１８…出力軸（第１回動軸）、１９…駆動リンク部材（リンク部材）、２０…従動リンク部材（リンク部材）、２１…リンク軸（第２回動軸）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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