(57)【要約】本発明は、２つの車輪により姿勢を維持しながら前後左右に動きが自在な小型モバイルロボットとして、内部に補助車輪を設けて地形的段差を克服できるように構成した小型モバイルロボットシステムである。本発明の小型モバイルロボットに設けられる補助車輪は、サーボモータに取付けられ、遠隔操作でサーボモータを駆動することで車輪が必要とする位置に移動されることにより、普段の走行中はロボットの内部に内蔵されており、段差地形が現れると補助車輪は地面と接触されるように降ろされて、主車輪が高い地形を登る時後方で支える支持台として働くことになる。また、本発明の小型モバイルロボットは、障害物を感知するためのセンサーと制御モジュールにより目標地点まで障害物を避けながら移動可能であり、移動中ロボットと間の無線通信により位置を把握できる機能と、カメラによる環境情報を伝達する機能を含む。本発明の小型モバイルロボットは、補助車輪を取付けた形態で少し変化を加えることで、段差地形においてもスムーズに移動することができ、簡単な構造により製造コストを大幅に削減できる利点がある。【選択図】図６
2011529799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動しながら通信が可能で、所望の位置での各種情報をリアルタイムで伝達できる移動可能な２輪型の小型モバイルロボットにおいて、
２つの主車輪が両側に配置された本体と、
前記本体に搭載され、回転軸が正逆回転可能なサーボモータと、
前記サーボモータの回転軸にリンク部を介在して連結された補助車輪と、
前記補助車輪に取付けられ、補助車輪の進行方向の順方向にのみ回転が可能で、逆方向回転を防止する一方向回転手段と、を含み、
普段は本体内に補助車輪が内蔵されており、段差地形では補助車輪が降ろされて地面に接触しながら逆方向には支持台の役割をし、順方向には回転補助車輪として作用し段差を乗越えて移動できるように構成されたことを特徴とする、
地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項２】
前記リンク部は、
前記サーボモータの回転軸に一側端部が連結された第１リンクと、前記第１リンクの他側端部に一側端部が回転可能に連結され、他側端部には前記補助車輪が回転可能に取付けられた第２リンクを含み、
前記第２リンクは、前記本体に設けられたヒンジ軸に回転可能に連結されたことを特徴とする、
請求項１に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項３】
前記第２リンクは、その中間部位に形成される長孔を介在してヒンジ軸に連結され、前記ヒンジ軸は長孔に沿って移動可能であることを特徴とする、
請求項２に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項４】
前記リンク部は、
サーボモータの第１方向の回転時、補助車輪を本体の上部空間へと上向き回転させて本体の内部に内蔵し、
前記第１方向とは反対方向の第２方向の回転時、補助車輪を本体の上部空間から下向き回転させて地面に密着させることを特徴とする、
請求項２に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項５】
前記補助車輪は、リンク部の先端に回転可能に取付けられたホイールを備え、前記ホイールの一側面に一方向回転手段が取付けられたことを特徴とする、請求項１に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項６】
前記補助車輪は、リンク部の先端に回転可能に取付けられた複数のホイールを備え、前記ホイールの一側面に一方向回転手段が取付けられたことを特徴とする、請求項１に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項７】
前記一方向回転手段は、ホイールの一側面に固定された歯付部材と、前記歯付部材に先端が引っ掛るブレーキバーを含み、
前記ブレーキバーは、歯付部材に引っ掛る先端の位置が前記ホイールの中心軸の前方に位置することで、補助車輪の順方向回転を許し、逆方向回転を規制することを特徴とする、
請求項５または請求項６に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項８】
前記ホイールは、外周面に歯状の粗い面が形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、今までの産業用ロボットとは違って、人間に高次元的多様なサービスを提供するための小型モバイルロボットに関する。具体的には、ＵＳＮ（Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＵＲＣ（Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ）用の最下部装置として活用可能で、普段は本体内部に内蔵されており、段差地形では地面に降ろされて地面と接触しながら支持台として働き、進行方向にのみ回転が許され、逆方向の回転は規制される補助車輪により、段差地形を簡単に乗り越えることができる、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、世界的にロボット産業の急成長とそれに対する研究支援政策に力づけられて、知能型サービスロボットおよび産業用、特殊目的用の知能型ロボット開発が盛んに行われており、高い機能を有しながら多様なサービスを提供できるロボット機能とその動きに対する研究に力を注いでる。特に探査、観察、警戒などの目的に開発されたロボットの場合、所望の位置で目的とする機能を遂行できるようにするために、感知システムの構築および通信技術、ネットワーク技術、多様な動作機能、障害物および険しい地形を克服できる機能を持たせることで、信頼性の高い情報獲得と活動領域の拡大など高い機能を備えている必要がある。
【０００３】
一般的に、２輪型モバイルロボットは、２足歩行ロボットおよび特殊形態の移動ロボットに比べて、動作メカニズムが簡単で速度および経済的な面では大きいなメリットを持つものの、特殊な地形に対してはその移動が制限されていまうことから、移動が容易な２足歩行ロボット、多輪ロボットおよび特殊形態の駆動装置によるロボットが研究される傾向がある。また、２輪型モバイルロボットまたは２輪型サービスロボットは、既存のヒューマノイドおよび多様な移動型ロボットに比べて低コストで製作が可能で、メカニズムが簡単でありながら移動性が良いという特性を有する。
【０００４】
図１に、このような２輪型モバイルロボット１の一例を示す。上記２輪型モバイルロボット１は、一般的な既存のＵＳＮセンサーノードとは違って移動しながら通信、および所望の位置での各種情報をリアルタイムで伝達できる、移動が可能な２輪型の小型知能型ロボットである。このような２輪型の小型知能型ロボット１は、本体１０の両側に２つの車輪２０ａ、２０ｂを備え、ブルートゥースを利用したＰＤＡ３０とロボットの間の無線通信方式により、ＰＤＡ３０画面の制御モニターからロボットの移動（前進、後退、回転など）／停止、カメラ映像情報のモニタリングなどを確認および操作することができ、さらにＤＣモータの速度調節によりロボットの移動速度調節および各種センサーの情報を感知することもできる。また、リモートコントローラー４０を用いた制御機能も加えることができ、ロボットの移動に係わるボタン（前進、後退、回転など）／停止および速度調節ボタンなどを操作することで、狭い空間の移動と移動を妨害する障害物を簡単に避けることができるようになっている。
【０００５】
通常、ＵＳＮシステムでは、広い領域における正確で安定した環境情報を確保するために、多数のセンサーノードシステムが求められる。このような２輪型の小型モバイルロボット１の場合は、相互間の通信および移動が可能なことから感知環境領域を拡大することができ、所望の位置に最大限接近して感知したい目標値を正確に測定することができる。
【０００６】
このような２輪型の小型モバイルロボット１は、システムのスムーズな移動とモーション制御のために、ジャイロセンサー、加速度センサーおよびエンコーダーを利用して傾きと慣性による発生トークを感知し、フィードバック補償回路を構成して姿勢維持および均衡維持をする。また、障害物および物体を感知するためのセンサーを内蔵しており、リアルタイムで前後方状況の感知が可能で、避けるための情報を提供する。
【０００７】
また、システムの小型化のために映像および通信用の統合モジュールを内蔵しており、ロボットの間の通信およびサーバーとの通信を行い、ロボットの移動中に位置情報の交換も可能である。しかし、このような２輪型の小型知能型ロボット１は、感知目標地点への移動中に遭遇する特別な地形、例えば敷居などの段差が存在する地形ではその段差を乗り越えることができず、２つの車輪が後方に押される現象が発生する。従って、段差地形では障害物を克服できず後方に押され、目標地点へと前進できない問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、知能型ロボット研究の基礎技術の確立、およびリバースエンジニアリング用、高次元的個人サービス用、高い機能の産業サービスを提供するためのものとして、段差地形を簡単に克服でき、従来の知能型ロボットの技術向上とＵＳＮおよびＵＲＣ産業に活用可能で、高い機能を有する地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、普段は補助車輪が内蔵されており、段差地形が現れると補助車輪が降ろされて段差を克服することで、狭い地形で移動が容易く、高い機能を有する新しい形態の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット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】
上記目的を達成するために、本発明は、移動しながら通信が可能で、所望の位置での各種情報をリアルタイムで伝達できる移動可能な２輪型の小型モバイルロボットにおいて、２つの主車輪が両側に配置された本体と；前記本体に搭載され、回転軸が正逆回転可能なサーボモータと；前記サーボモータの回転軸にリンク部を介在して連結された補助車輪と；前記補助車輪に取付けられ、補助車輪の進行方向の順方向にのみ回転が可能で、逆方向回転を防止する一方向回転手段と；を含み、普段は本体内に補助車輪が内蔵されており、段差地形では補助車輪が降ろされて地面に接触しながら逆方向には支持台の役割をし、順方向には回転補助車輪として作用し段差を乗越えて移動できるように構成されたことを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１１】
また、本発明は、前記リンク部は前記サーボモータの回転軸に一側端部が連結された第１リンクと、前記第１リンクの他側端部に一側端部が回転可能に連結され、他側端部には前記補助車輪が回転可能に取付けられた第２リンクを含み、前記第２リンクは前記本体に設けられたヒンジ軸に回転可能に連結されたことを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１２】
また、本発明は、前記第２リンクはその中間部位に形成される長孔を介在してヒンジ軸に連結され、前記ヒンジ軸は長孔に沿って移動可能であることを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１３】
また、本発明は、前記リンク部はサーボモータの第１方向の回転時、補助車輪を本体の上部空間へと上向き回転させて本体の内部に内蔵し、前記第１方向とは反対方向の第２方向の回転時、補助車輪を本体の上部空間から下向き回転させて地面に密着させることを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１４】
また、本発明は、前記補助車輪はリンク部の先端に回転可能に取付けられたホイールを備え、前記ホイールの一側面に一方向回転手段が取付けられたことを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１５】
また、本発明は、前記補助車輪はリンク部の先端に回転可能に取付けられた複数のホイールを備え、前記ホイールの一側面に一方向回転手段が取付けられたことを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１６】
また、本発明は、前記一方向回転手段はホイールの一側面に固定された歯付部材と、前記歯付部材に先端が引っ掛るブレーキバーを含み、前記ブレーキバーは歯付部材に引っ掛る先端の位置が前記ホイールの中心軸の前方に位置することで、補助車輪の順方向回転を許し、逆方向回転を規制することを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１７】
また、本発明は、前記一方向回転手段は、リンク部先端の上部側に突出部を形成してブレーキバーを回転可能に取付け、前記突出部はホイールの外側に突出されることを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【００１８】
また、本発明は、前記ホイールは外周面に歯状の粗い面が形成されていることを特徴とする、地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下のような長所を有する。
【００２０】
先ず、従来のモバイルロボットの場合、段差および地形を克服するために複雑な構造設計あるいは別途の補助装置を必要とするが、本発明の小型モバイルロボットは、普段は補助車輪が本体内部に内蔵されており、段差地形が現れると補助車輪が降ろされて簡単に段差を克服することで、少し構造的に変化させることにより段差地形においてもスムーズに移動することができ、簡単な構造で小型の知能型モバイルロボットを構成することができるので、経済的な側面で大きな利点を持つ。
【００２１】
また、多様な形態の補助車輪を取付けることができ、地形に応じて適合する補助車輪を選択することができることから、多様な移動領域へと移動が可能となる。
【００２２】
さらに、段差および特殊地形においてスムーズな移動が可能なように補助車輪を取付け、目標位置へ移動しながら通信により環境情報および障害物情報を提供することで、モバイルロボット分野に多様に応用できる効果を得ることができる。
【００２３】
従って、本発明によれば、既存の２輪型の知能型モバイルロボットの欠点を補い、段差地形を簡単に克服できるようにすることで、高い機能を有する新しい形態の補助車輪内蔵型の小型モバイルロボットを提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術による２輪型の小型モバイルロボットの全体構造を示す斜視図である。
【図２】本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットを示す斜視図である。
【図３】本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットの  詳細説明図で、（ａ）は本体と補助車輪の分解斜視図、（ｂ）はリンク部の動作を詳細に示す動作説明図である。
【図４】本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットの側面図で、（ａ）は後方側面図、（ｂ）は右側面図である。
【図５】本発明の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットにおいて、歯状構造のホイールを取付けた構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボットが段差地形を乗越える過程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２６】
本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット１００は、図２に示すように、段差地形を簡単に克服できるように補助車輪１２０を備えている。先ず、本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット１００の基本動作原理に対して説明する。
【００２７】
本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット１００は、様々なセンサーと映像装置をロボットのプラットホームに搭載した状態で移動し、目的位置での環境情報を感知して無線通信により情報を伝送するシステムである。基本的に、移動のために本体１１０に２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂを有し、特に段差地形を克服できるように補助車輪１２０を後方に備えている。
【００２８】
前記補助車輪１２０は、本体１１０の後方に配置されたサーボモータ１２２の回転軸１２２ａに連結され、段差地形で補助車輪１２０が降ろされて地面と接触しながら支持台としての役割をする。前記補助車輪１２０は、進行方向にのみ回転し、逆方向には回転が規制される形態となっている。前記補助車輪１２０は、本体１１０の後方に取り付けられ、前記本体１１０に搭載されたサーボモータ１２２によって作動する。前記サーボモータ１２２の回転軸１２２ａは正逆回転が可能であり、前記回転軸１２２ａにリンク部１３０を介在して補助車輪１２０が連結される。
【００２９】
前記リンク部１３０は、図３ａ、３ｂに示すように、前記サーボモータ１２２の回転軸１２２ａに一側端部が連結された第１リンク１３２と、前記第１リンク１３２の他側端部に一側端部が回転可能に連結され、他側端部には前記補助車輪１２０が回転可能に取付けられた第２リンク１３５を含む。また、図示されるように前記第２リンク１３５は第１リンク１３２より長く形成され、前記本体１１０に設けられたヒンジ軸１４０に回転可能に連結されるる。このような構造により、前記リンク部１３０はサーボモータ１２２の回転軸１２２ａが第１方向の回転時、例えば正方向の回転時第１リンク１３２を回転させ、第２リンク１３５を介在して補助車輪１２０を本体１１０の上部空間へと上向き回転させ、図２の点線で示されるように、本体１１０の内部に内蔵させる。
【００３０】
反面、前記第１方向とは反対方向の第２方向の回転時、例えば逆回転時第１リンク１３２を反対方向に回転させ、第２リンク１３５を介在して補助車輪１２０を本体１１０の上部空間から下向き回転させ、図２の実線で示されるように、地面に密着させるように作動する。
【００３１】
また、図３ｂに示すように、前記第２リンク１３５はその中間部位に形成される長孔１４２を介在してヒンジ軸１４０に連結され、前記ヒンジ軸１４０は長孔１４２に沿って移動可能に連結される。このような構造により、サーボモータ１２２の回転軸１２２ａと前記ヒンジ軸１４０が相互同一軸の上からずれて位置されても、サーボモータ１２２の作動により第２リンク１３５の回転が可能となる。即ち、サーボモータ１２２が補助車輪１２０を地面に降ろした図２の実線と図３ｂの実線で示す位置では、長孔１４２の補助車輪１２０と隣接する側にヒンジ軸１４０が位置され、サーボモータ１２２が補助車輪１２０を本体１１０の内部に内蔵させた図２および図３ｂの点線で示す位置では、長孔１４２の補助車輪１２０と遠く離れた側にヒンジ軸１４０が位置される。
【００３２】
一方、本発明による地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット１００では、前記補助車輪１２０は、リンク部１３０の先端に回転可能に取付けられたホイール１５１を備え、前記ホイール１５１の一側面に一方向回転手段１６０が取付けられた構造を有する。この場合、前記ホイール１５１は丸い円盤構造からなることができ、図２および図４ａ、４ｂに示されるように複数のホイール１５１を有することもできる。
【００３３】
前記補助車輪１２０は、進行方向の順方向、即ち本体１１０の前進方向にのみ回転が可能で、逆方向、即ち本体１１０の後退方向の回転が防止されるように、一方向回転手段１６０が備われる。前記一方向回転手段１６０により、補助車輪１２０が降ろされて地面に接触されると、逆方向には支持台として作用し、順方向には回転補助車輪として作用することになる。図４ｂに示すように前記一方向回転手段１６０は、ホイール１５１の一側面に固定された歯付部材１６２と、前記歯付部材１６２に先端が引っ掛るブレーキバー１６４を含む。
【００３４】
また、前記ブレーキバー１６４は、歯付部材１６２に引っ掛る先端の位置が前記ホイール１５１の中心軸の前方に位置することで、補助車輪１２０の順方向回転を許し、逆方向回転を規制する。
【００３５】
また、本発明は、図５に示すように、前記一方向回転手段１６０は、リンク部１３０の先端の上部側に突出部１７０を形成してブレーキバー１６４を回転可能に取付けることができる。このような構造では、前記突出部１７０はホイール１５１’の外側に突出される。特にこのような構造では、前記補助車輪１２０を構成するホイール１５１’の直径が小さく、その外周面には歯状の粗い面が形成される構造とすることができる。このような歯状の粗い面を形成することで、前述した丸いホイール１５１に比べて摩擦面が増加し、表面が凸凹な地形や一般地形における後方に押される現象をさらに低減させることができる。
【００３６】
このように、本発明は、サーボモータ１２２が外部から遠隔制御できるようにメインマイクロコントローラー（図示されない）に連結され、必要な状況、即ち段差地形が発生した場合にのみ遠隔制御により地面に降ろされ、普段は内蔵される形態に構成される。
【００３７】
図６に示すように、上記のように構成された本発明による地形克服用補助車輪１２０が内蔵された小型モバイルロボット１００は、本体１１０に設けられた２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂを利用して目標地点に移動する。この場合、使用者は従来と同様にブルートゥースを利用したＰＤＡとロボットの間の無線通信方式により、ＰＤＡ画面の制御モニターからロボットの移動（前進、後退、回転など）／停止、カメラ映像情報モニタリングなどを確認および操作することができ、さらにＤＣモータの速度調節により、ロボットの移動速度調節および各種センサーの情報を感知することもできる。
【００３８】
さらに、リモートコントローラーを用いる場合には、ロボットの移動に係わるボタン（前進、後退、回転など）／停止および速度調節ボタンなどにより、狭い空間の移動と移動を妨害する障害物を簡単に避けることができる。
【００３９】
図６に示すように、このような移動過程で段差地形Ｋが発生した場合、補助車輪１２０が降ろされて地面に接触しながら、逆方向には支持台として作用し、順方向には回転補助車輪として作用するようにすることで、段差を克服する。
【００４０】
この場合、段差地形の確認は、使用者が本体１１０に内蔵されたカメラ（図示されない）を通じて遠隔ＰＤＡから簡単に分かることが出来る。即ち、使用者はカメラを通じて予め進行方向に段差地形Ｋがある映像が感知された場合、補助車輪１２０を放出させ、補助車輪１２０を本体１１０に入れた状態でロボットを後退させると、全体的に少し前方に傾いた状態で移動をすることになり、この時、カメラの方向は少し下方に向けられることで、操作者は段差地形Ｋを容易に感知することができ、これに基づいてＰＤＡまたはリモートコントローラーによりサーボモータ１２２を遠隔作動させ、補助車輪１２０を地面に降ろすことになる。一方、操作者はコントローラーなどにより補助車輪を任意に地面に降ろすことができることは勿論である。
【００４１】
より好ましくは、前記カメラにより段差地形Ｋを感知する場合、サーボモータ１２２を作動させて本体１１０の後段部に内蔵された補助車輪１２０を予め後方の地面に降ろした後、補助車輪１２０が降ろされた状態で段差地形に接近する。この時、一方向回転手段１６０によって進行方向にのみ回転が許されるように設計された補助車輪１２０は、垂直段差地形Ｋによって２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂが後方へと押出される時、後方で支持台の役割をすることになる。即ち、２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂが垂直段差面に最大接近した時、最終的に補助車輪１２０は２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂが後方に押出される反力を支える支持台として作用し、これによって２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂは段差垂直面を登るようになる原理である。
【００４２】
上記において、一方向回転手段１６０は、２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂが段差に接触して後方に押される場合、ブレーキバー１６４が歯付部材１６２に引っ掛り補助車輪１２０の逆回転を防止する。従って、本体１１０は後方に押出されることなく段差に密着され、主車輪１１２ａ、１１２ｂの回転によって段差を乗越えることができる。
【００４３】
この時、２つの主車輪１１２ａ、１１２ｂの進行方向に対する力によって反対方向に反力が発生し、この反力成分によって補助車輪１２０と地面の接点部分で力関係を形成する。即ち補助車輪１２０から地面に作用する力成分によって反対方向に反力成分が形成されるが、これは本体１１０を前進させる方向に作用することで、推進力として作用する。従って、補助車輪１２０は小型モバイルロボットの後方からロボットを押す役割をし、段差克服に必要な力を補助する機能をする。
【００４４】
上記したように、従来のモバイルロボットの場合、段差および地形を克服するために複雑な構造設計や別途の補助装置が必要とする反面、本発明は、普段は補助車輪１２０が本体１１０内部に内蔵されており、段差地形Ｋが現れると補助車輪が降ろされて簡単に段差を克服することができる。従って、本発明は補助車輪１２０を取付けた簡単な形態で少し変化を加えることで、段差地形Ｋにおいてもスムーズに移動することができることから、小型構造に製作が可能で、製造コストを大幅に削減できる利点がある。
【００４５】
また本発明は、歯状などの多様な形態の補助車輪１２０を取付けることができ、地形により適合した補助車輪１２０を選択することから、様々な領域への移動が可能となる。
【００４６】
さらに、上記したように、本発明は段差および特殊地形においてスムーズな移動が可能なだけでなく、目標位置への移動中、通信による環境情報および障害物情報を提供するようにすることで、モバイルロボット分野に幅広く応用することが可能である。また本発明によれば、既存の２輪型の知能型モバイルロボットの欠点を補い、段差地形Ｋを簡単に克服できることから、高い機能を有する新しい形態の補助車輪１２０を内蔵した小型モバイルロボットを提供することができる。
【００４７】
以上、本発明を図面を参照しながら特定実施例に基づいて詳しく説明したが、本発明はこのような特定構造に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された本発明の技術思想および権利範囲を逸脱することなく、本発明の実施例を多様に修正または変更して実施することが可能であることは、当業者において明らかである。例えば、補助車輪のホイールにスリップを防止するための摩擦係数の高いライニング層を付着したり、またはナーリングのような粗い面を形成することもでき、ホイールを複数個組合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１：従来の２輪型モバイルロボット
１０、１１０：本体
２０ａ、２０ｂ、１１２ａ、１１２ｂ：車輪
３０：ＰＤＡ
４０：リモートコントローラー
１００：本発明の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット
１２０：補助車輪
１２２：サーボモータ
１２２ａ：回転軸
１３０：リンク部
１３２：第１リンク
１３５：第２リンク
１４０：ヒンジ軸
１４２：長孔
１５１、１５１’：ホイール
１６０：一方向回転手段
１６２：歯付部材
１６４：ブレーキバー
１７０：突出部
Ｋ：段差地形
【図１】
2011529799.tif 000003
【図２】
2011529799.tif 000004
【図３（ａ）】
2011529799.tif 000005
【図３（ｂ）】
2011529799.tif 000006
【図４（ａ）】
2011529799.tif 000007
【図４（ｂ）】
2011529799.tif 000008
【図５】
2011529799.tif 000009
【図６】
2011529799.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月4日(2010.5.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動しながら通信が可能で、所望の位置での各種情報をリアルタイムで伝達できる移動可能な２輪型の小型モバイルロボットにおいて、
２つの主車輪が両側に配置された本体と、
前記本体に搭載され、回転軸が正逆回転可能なサーボモータと、
前記サーボモータの回転軸にリンク部を介在して連結された補助車輪と、
前記補助車輪に取付けられ、補助車輪の進行方向の順方向にのみ回転が可能で、逆方向回転を防止する一方向回転手段と、を含み、
普段は本体内に補助車輪が内蔵されており、段差地形では補助車輪が降ろされて地面に接触しながら逆方向には支持台の役割をし、順方向には回転補助車輪として作用し段差を乗越えて移動できるように構成されたことを特徴とする、
地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項２】
前記リンク部は、
前記サーボモータの回転軸に一側端部が連結された第１リンクと、前記第１リンクの他側端部に一側端部が回転可能に連結され、他側端部には前記補助車輪が回転可能に取付けられた第２リンクを含み、
前記第２リンクは、前記本体に設けられたヒンジ軸に回転可能に連結されたことを特徴とする、
請求項１に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項３】
前記第２リンクは、その中間部位に形成される長孔を介在してヒンジ軸に連結され、前記ヒンジ軸は長孔に沿って移動可能であることを特徴とする、
請求項２に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項４】
前記リンク部は、
サーボモータの第１方向の回転時、補助車輪を本体の上部空間へと上向き回転させて本体の内部に内蔵し、
前記第１方向とは反対方向の第２方向の回転時、補助車輪を本体の上部空間から下向き回転させて地面に密着させることを特徴とする、
請求項２に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項５】
前記補助車輪は、リンク部の先端に回転可能に取付けられたホイールを備え、前記ホイールの一側面に一方向回転手段が取付けられたことを特徴とする、請求項１に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項６】
前記補助車輪は、リンク部の先端に回転可能に取付けられた複数のホイールを備え、前記ホイールの一側面に一方向回転手段が取付けられたことを特徴とする、請求項１に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項７】
前記一方向回転手段は、ホイールの一側面に固定された歯付部材と、前記歯付部材に先端が引っ掛るブレーキバーを含み、
前記ブレーキバーは、歯付部材に引っ掛る先端の位置が前記ホイールの中心軸の前方に位置することで、補助車輪の順方向回転を許し、逆方向回転を規制することを特徴とする、
請求項５または請求項６に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項８】
前記一方向回転手段は、リンク部先端の上部側に突出部を形成してブレーキバーを回転可能に取付け、前記突出部はホイールの外側に突出されることを特徴とする、請求項７に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【請求項９】
前記ホイールは、外周面に歯状の粗い面が形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の地形克服用補助車輪が内蔵された小型モバイルロボット。
【国際調査報告】
2011529799.tif 000011
2011529799.tif 000012
2011529799.tif 000013
2011529799.tif 000014