(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボデイ（１；１’）と、このボデイに支持されるとともに互いに離間した少なくとも一対のクローラ装置（２；２’）とを備え、
上記一対のクローラ装置（２；２’）の各々は、上記クローラ装置の離間方向と直交する方向に延びる第１回転軸線（Ｌ１）を中心に回転可能にして上記ボデイ（１；１’）に支持されたクローラユニット（３；３’）を備え、このクローラユニットは、上記第１回転軸線に沿って延びるサポート（１０）と、上記第１回転軸線方向に延びて上記サポートに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで互いに離間して配置された一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）とを有し、
各クローラ装置（２；２’）はさらに、
上記ボデイ（１，１’）に上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心に回転可能に支持されるとともに上記クローラユニット（３；３’）のサポート（１０）に連結されたローリング駆動部材（４６；４６’）と、
上記クローラユニット（３；３’）の外に配置され、上記ローリング駆動部材（４６；４６’）を回転駆動することにより、上記クローラユニット（３）を第１回転軸線（Ｌ１）を中心に回転駆動するローリングモータ（６０）と、
上記ボデイ（１；１’）に上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心に回転可能に支持されるとともに上記第１回動軸線に沿って延びて上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）の間隙を通るクローラ駆動シャフト（４１）と、
上記クローラユニット（３；３’）の外に配置され、上記クローラ駆動シャフト（４１）を回転駆動するクローラモータ（５０）と、
上記クローラユニット（３；３’）内に配置され、上記クローラ駆動シャフト（４１）の回転トルクを上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）に伝達して、これら一対のクローラ部を同時に同方向に回転駆動するトルク伝達機構（４２）と、
を備えたことを特徴とする走行体。
【請求項２】
上記一対のクローラ部（２０Ａ；２０Ｂ）の各々は、上記第１回転軸線方向に離れて配置された一対のホイール（２１，２２）と、これら一対のホイールに架け渡された無端条体（２３）を有し、上記一対のホイールは、上記第１回転軸線と直交するとともに上記一対のクローラ部の対向方向に延びる互いに平行な第２回転軸線（Ｌ２，Ｌ２’）を中心として、それぞれ上記サポート（１０）に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の走行体。
【請求項３】
上記ローリング駆動部材（４６）と上記クローラ駆動シャフト（４１）は、上記第１回転軸線（Ｌ１）方向に離れて配置され、上記ローリング駆動部材（４６）は上記クローラユニット（３）の一端部において上記サポ―ト（１０）に連結され、上記クローラ駆動シャフト（４１）は上記クローラユニットの他端部において上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）間の間隙に挿通されていることを特徴とする請求項２に記載の走行体。
【請求項４】
上記サポート（１０）は上記第１回転軸線方向に離間して配置された第１、第２のシャフト（１２，１３）を有し、上記第１、第２シャフトの軸線が上記第２回転軸線（Ｌ２，Ｌ３）として提供され、上記第１シャフトが上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）の一端部の上記ホイール（２１）を支持し、上記第２シャフトが上記一対のクローラ部の他端部の上記ホイール（２２）を支持しており、
上記クローラ駆動シャフト（４１）は、上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心に回転可能にして上記第２シャフト（１３）を貫通し、その内端部が上記第１、第２シャフト（１２，１３）間において、上記トルク伝達機構（４２）に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の走行体。
【請求項５】
上記トルク伝達機構（４２）は、上記クローラ駆動シャフト（４１）の内端部に固定された第１傘歯車（４２ａ）と、上記第１シャフト（１２）に固定され上記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車（４２ｂ）とを有し、上記ローリング駆動部材（４６）は上記第１シャフトに、上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心とする相対回転を不能にするとともに上記第１シャフトの上記第２回転軸線（Ｌ２）を中心とする回転を許容して、連結されていることを特徴とする請求項４に記載の走行体。
【請求項６】
上記トルク伝達機構（４２）は、上記クローラ駆動シャフト（４１）の内端部に固定された第１傘歯車（４２ａ）と、上記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車（４２ｂ）とを有し、この第２傘歯車は、上記第２シャフト（１３）に支持された上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）のホイール（２２）の一方に固定されており、
上記ローリング駆動部材（４６）は上記第１シャフト（１２）に、上記第１回転軸線（Ｌ１）を中心とする相対回転を不能にするとともに上記第１シャフト（１２）の上記第２回転軸線（Ｌ２）を中心とする回転を許容して、連結されていることを特徴とする請求項４に記載の走行体。
【請求項７】
上記ローリング駆動部材（４６’）は上記クローラユニット（３’）の一端部において上記サポ―ト（１０）に連結され、上記クローラ駆動シャフト（４１）は上記クローラユニットの上記一端部において一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）間の間隙に挿通されていることを特徴とする請求項２に記載の走行体。
【請求項８】
上記サポート（１０）は上記第１回転軸線方向に離間して配置された第１、第２のシャフト（１２，１３）を有し、上記第１、第２シャフトの軸線は上記第２回転軸線（Ｌ２，Ｌ２’）として提供され、上記第１シャフトは、上記一対のクローラ部（２０Ａ，２０Ｂ）の一端部の上記ホイール（２１）を支持し、上記第２シャフトは、上記一対のクローラ部の他端部の上記ホイール（２２）を支持しており、
上記クローラ駆動シャフト（４１）は、その内端部が上記第１シャフト（１２）の外側において上記トルク伝達機構（４２）に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の走行体。
【請求項９】
上記ローリング駆動部材（４６’）が上記第１回転軸線（Ｌ１）方向に延びる板部（４６ｂ）を有し、この板部が上記第１シャフト（１２）に、上記第１回転軸線を中心とする相対回転を不能にするとともに上記第１シャフトの第２回転軸線（Ｌ２）を中心とする回転を許容して、連結されており、
上記ローリング駆動部材（４６’）の上記板部（４６ｂ）には、上記クローラ駆動シャフト（４１）を受け入れる切欠（４６ｘ）が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の走行体。
【請求項１０】
上記トルク伝達機構（４２）は、上記クローラ駆動シャフト（４１）の内端部に固定された第１傘歯車（４２ａ）と、上記第１シャフト（１２）に固定され上記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車（４２ｂ）とを有していることを特徴とする請求項９に記載の走行体。
【請求項１１】
上記サポート（１０）は、上記第１回転軸線（Ｌ１）を挟んで離間対向する一対の側板（１１）を有し、これら側板に上記第１、第２シャフト（１２，１３）が架け渡されており、
上記ローリング駆動部材（４６’）が上記一対の側板（１１）に固定されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の走行体。
【請求項１２】
上記少なくとも一対のクローラ装置（２’）が、二対のクローラ装置を含み、
各クローラ装置はさらに、
上記ボデイ（１’）に上記第１回転軸線（Ｌ１）と直交する水平な第３回転軸線（Ｌ３）を中心として回転可能に支持された回転サポート（７０）と、この回転サポートを回転駆動するフリッパアクチュエータ（７５）とを備え、
上記回転サポート（７０）に、上記クローラユニット（３’）が回転可能に支持されるとともに、上記ローリングモータ（６０）および上記クローラモータ（５０）が設けられていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の走行体。
【請求項１３】
さらに、上記ローリングモータ（６０）または上記ローリング駆動部材（４６，４６’）の回転を検出するローリング回転センサ（６１）と、上記クローラモータ（５０）または上記クローラ駆動シャフト（４１）の回転を検出するクローラ回転センサ（５１）と、上記ローリングモータおよび上記クローラモータを制御するコントローラ（１ａ）を備え、
上記コントローラ（１ａ）は、上記ローリングモータ（６０）を回転駆動している時に、上記クローラ回転センサ（５１）からの検出信号と上記ローリング回転センサ（６１）からの検出信号に基づき、上記クローラ駆動シャフト（４１）の回転方向および回転速度が、上記ローリング駆動部材（４６）の回転方向および回転速度とそれぞれ等しくなるように、上記クローラモータ（５０）を回転駆動することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の走行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二方向に走行可能な走行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているロボット（走行体）は、ボデイの左右に、ボデイの前後方向に延びる一対のクローラ装置を装備している。各クローラ装置は、前後のホイールと、これらホイールに架け渡されたベルト（無端条体）を備えている。【０００３】
上記構成のロボットは、左右のクローラ装置を同方向に同速度で回転駆動することにより、前進または後退することができる。また、左右のクローラ装置の速度を違えることにより、曲線を描くようにして左右に旋回することもできる。さらに、左右のクローラ装置を異なる方向に回転駆動することにより、超信地旋回（移動せずにその場で旋回）することもできる。
上記ロボットは、狭い通路での直角をなす曲がり角では、超信地旋回によってロボットの方向を転換することができない。また、地面の凹凸の大きい場所でも、地面の抵抗によりクローラ装置の回転駆動が妨げられ、超信地旋回による方向転換ができない。
【０００４】
特許文献２は、上記課題を解決できる二方向に走行可能なロボットを開示している。このロボットは、第１方向に延びるとともに第１方向と直交する第２方向に離間した一対のクローラ装置を備えている。各クローラ装置は、上記第１方向に延びる回転軸線を中心に回転可能なクローラユニットを有している。このクローラユニットは、第１方向に延びるサポートと、このサポートに設けられ上記回転軸線を挟んで対峙する一対のクローラ部とを備えている。【０００５】
特許文献２のロボットは、上記一対のクローラユニットのクローラ部の駆動により第１方向に走行することができる。以下、この走行モードを「クローラ走行」と言う。
さらに、上記一対のクローラユニットが上記回転軸線を中心に回転し、第２方向に転がる（ローリングする）ことにより、ロボットは第２方向に走行することができる。以下、この走行モードを「ローリング走行」と言う。
特許文献２のロボットは超信地旋回せずに、クローラ走行とローリング走行を選択することにより、第１方向から第２方向へ、第２方向から第１方向へと進行方向を転換することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９１１５３号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２では、一対のクローラ部を回転駆動するクローラモータと、クローラユニットを上記回転軸線を中心に回転させるローリングモータの配置については詳しく記述されていないが、特許文献２の記述から、ローリングモータがクローラユニットの外に配置され、クローラモータがクローラユニット内に配置されていると推定できる。【０００８】
クローラモータがクローラユニット内に配置されていると、クローラユニットが重くなるためクローラモータとローリングモータの負荷が大きくなる。クローラモータが破損し易く、メンテナンスに手間がかかる。クローラユニットのサイズが必要以上に大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、走行体は、ボデイと、このボデイに支持されるとともに互いに離間した少なくとも一対のクローラ装置とを備え、
上記一対のクローラ装置の各々は、上記クローラ装置の離間方向と直交する方向に延びる第１回転軸線を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニットを備え、このクローラユニットは、上記第１回転軸線に沿って延びるサポートと、上記第１回転軸線方向に延びて上記サポートに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで互いに離間して配置された一対のクローラ部とを有し、
各クローラ装置はさらに、
上記ボデイに上記第１回転軸線を中心に回転可能に支持されるとともに上記クローラユニットのサポートに連結されたローリング駆動部材と、
上記クローラユニットの外に配置され、上記ローリング駆動部材を回転駆動することにより、上記クローラユニットを第１回転軸線を中心に回転駆動するローリングモータと、
上記ボデイに上記第１回転軸線を中心に回転可能に支持されるとともに上記第１回動軸線に沿って延びて上記一対のクローラ部の間隙を通るクローラ駆動シャフトと、
上記クローラユニットの外に配置され、上記クローラ駆動シャフトを回転駆動するクローラモータと、
上記クローラユニット内に配置され、上記クローラ駆動シャフトの回転トルクを上記一対のクローラ部に伝達して、これら一対のクローラ部を同時に同方向に回転駆動するトルク伝達機構と、
を備えている。【００１０】
上記構成によれば、クローラモータをクローラユニットの外に配置したので、クローラユニットの軽量化、小型化が可能であり、ローリングモータと同様にクローラモータの故障を少なくでき、メンテナンスも簡単である。【００１１】
好ましくは、上記一対のクローラ部の各々は、上記第１回転軸線方向に離れて配置された一対のホイールと、これら一対のホイールに架け渡された無端条体を有し、上記一対のホイールは、上記第１回転軸線と直交するとともに上記一対のクローラ部の対向方向に延びる互いに平行な第２回転軸線を中心として、それぞれ上記サポートに回転可能に支持されている。【００１２】
好ましくは、上記ローリング駆動部材と上記クローラ駆動シャフトは、上記第１回転軸線方向に離れて配置され、上記ローリング駆動部材は上記クローラユニットの一端部において上記サポ―トに連結され、上記クローラ駆動シャフトは上記クローラユニットの他端部において上記一対のクローラ部間の間隙に挿通されている。【００１３】
好ましくは、上記サポートは上記第１回転軸線方向に離間して配置された第１、第２のシャフトを有し、上記第１、第２シャフトの軸線が上記第２回転軸線として提供され、上記第１シャフトが上記一対のクローラ部の一端部の上記ホイールを支持し、上記第２シャフトが上記一対のクローラ部の他端部の上記ホイールを支持しており、
上記クローラ駆動シャフトは、上記第１回転軸線を中心に回転可能にして上記第２シャフトを貫通し、その内端部が上記第１、第２シャフト間において、上記トルク伝達機構に接続されている。【００１４】
好ましくは、上記トルク伝達機構は、上記クローラ駆動シャフトの内端部に固定された第１傘歯車と、上記第１シャフトに固定され上記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車とを有し、上記ローリング駆動部材は上記第１シャフトに、上記第１回転軸線を中心とする相対回転を不能にするとともに上記第１シャフトの上記第２回転軸線を中心とする回転を許容して、連結されている。【００１５】
好ましくは、上記トルク伝達機構は、上記クローラ駆動シャフトの内端部に固定された第１傘歯車と、上記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車とを有し、この第２傘歯車は、上記第２シャフトに支持された上記一対のクローラ部のホイールの一方に固定されており、上記ローリング駆動部材は上記第１シャフトに、上記第１回転軸線を中心とする相対回転を不能にするとともに上記第１シャフトの上記第２回転軸線を中心とする回転を許容して、連結されている。【００１６】
好ましくは、上記ローリング駆動部材は上記クローラユニットの一端部において上記サポ―トに連結され、上記クローラ駆動シャフトは上記クローラユニットの上記一端部において一対のクローラ部間の間隙に挿通されている。【００１７】
好ましくは、上記サポートは上記第１回転軸線方向に離間して配置された第１、第２のシャフトを有し、上記第１、第２シャフトの軸線は上記第２回転軸線として提供され、上記第１シャフトは、上記一対のクローラ部の一端部の上記ホイールを支持し、上記第２シャフトは、上記一対のクローラ部の他端部の上記ホイールを支持しており、上記クローラ駆動シャフトは、その内端部が上記第１シャフトの外側において上記トルク伝達機構に接続されている。【００１８】
好ましくは、上記ローリング駆動部材が上記第１回転軸線方向に延びる板部を有し、この板部が上記第１シャフトに、上記第１回転軸線を中心とする相対回転を不能にするとともに上記第１シャフトの第２回転軸線を中心とする回転を許容して、連結されており、上記ローリング駆動部材の上記板部には、上記クローラ駆動シャフトを受け入れる切欠が形成されている。
上記構成によれば、強度上の弱点となるローリング駆動部材を補強することができるので、クローラユニットの耐荷力を高めることができる。【００１９】
好ましくは、上記トルク伝達機構は、上記クローラ駆動シャフトの内端部に固定された第１傘歯車と、上記第１シャフトに固定され上記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車とを有している。【００２０】
好ましくは、上記サポートは、上記第１回転軸線を挟んで離間対向する一対の側板を有し、これら側板に上記第１、第２シャフトが架け渡されており、上記ローリング駆動部材が上記一対の側板に固定されている。【００２１】
好ましくは、上記少なくとも一対のクローラ装置が、二対のクローラ装置を含み、各クローラ装置はさらに、上記ボデイに上記第１回転軸線と直交する水平な第３回転軸線を中心として回転可能に支持された回転サポートと、この回転サポートを回転駆動するフリッパアクチュエータとを備え、上記回転サポートに、上記クローラユニットが回転可能に支持されるとともに、上記ローリングモータおよび上記クローラモータが設けられている。【００２２】
好ましくは、さらに、上記ローリングモータまたは上記ローリング駆動部材の回転を検出するローリング回転センサと、上記クローラモータまたは上記クローラ駆動シャフトの回転を検出するクローラ回転センサと、上記ローリングモータおよび上記クローラモータを制御するコントローラを備え、上記コントローラは、上記ローリングモータを回転駆動している時に、上記クローラ回転センサからの検出信号と上記ローリング回転センサからの検出信号に基づき、上記クローラ駆動シャフトの回転方向および回転速度が、上記ローリング駆動部材の回転方向および回転速度とそれぞれ等しくなるように、上記クローラモータを回転駆動する。
上記構成によれば、ローリングモータ駆動に伴って生じるクローラ走行を回避することができ、走行体を第１回転軸線と直交する方向に移動させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、二方向に移動可能な走行体においてクローラユニットの軽量化、小型化を図ることができるとともに故障を少なくできメンテナンスも簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットの概略平面図である。
【図２】図１においてＡ方向から見た上記ロボットの概略側面図である。
【図３】上記ロボットに装備されるクローラ装置の平断面図である。
【図４】ローリング走行の際に実行されるクローラモータ制御のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るクローラ装置の平断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るロボットの概略側面図である。
【図７】同第３実施形態のロボットの概略平面図である。
【図８】同第３実施形態のロボットに装備されるクローラ装置の拡大平断面図である。
【図９】同第３実施形態のクローラ装置の要部拡大側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。図１、図２において互いに直交するＸ方向（第１方向）とＹ方向（第２方向）を定める。
図１、図２に示すロボットＲ（走行体）は、荷物搬送等に用いられるものであり、ボデイ１と、このボデイ１に設けられ互いにＹ方向に離間した一対のクローラ装置２，２とを備えている。このボデイ１は平面矩形をなしており、ボデイ１には、クローラ装置２，２等を制御するマイクロコンピュータを含むコントローラ１ａ（図２にのみ示す）、インターフェイス、送受信器、バッテリ等（いずれも図示せず）が内蔵されている。
【００２６】
各クローラ装置２はクローラユニット３を有している。このクローラユニット３は、Ｘ方向に延びる細長い円筒形状をなしており、後述するようにＸ方向に延びる第１回転軸線Ｌ１を中心として回転可能にボデイ１に支持されている。
【００２７】
図３に示すように、クローラユニット３は、サポ―ト１０と、サポ―ト１０に設けられた一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂと、サポ―ト１０に設けられた一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂと、を有している。
【００２８】
上記サポ―ト１０は、互いに平行をなしＸ方向（第１回転軸線Ｌ１方向）に延びるとともに第１回転軸線Ｌ１を挟んで離間対向する一対の細長い側板１１，１１と、これら側板１１，１１の一端部に回転可能に連結された第１シャフト１２と、側板１１，１１の他端部に連結された第２シャフト１３と、側板１１、１１の中間部に固定された支持板１４とを有している。
【００２９】
第１シャフト１２と第２シャフト１３の中心軸線Ｌ２，Ｌ２’は、上記第１回転軸線Ｌ１と直交し互いに平行をなして延びており、それぞれ後述するスプロケットホイール２１，２２の回転軸線（第２回転軸線）として提供される。
【００３０】
上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂは、一対の側板１１間において第１回転軸線Ｌ１を挟んで離間対向して配置されている。これらクローラ部２０Ａ，２０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に離れたスプロケットホイール２１，２２（ホイール）と、これらスプロケットホイール２１，２２に掛け渡されたチェーン２３（無端条体）と、このチェーン２３に等間隔をなして固定された例えばゴムからなる多数の接地部材２４とを有している。
【００３１】
一方のクローラ部２０Ａのスプロケットホイール２１は第１シャフト１２に直接固定されており、他方のクローラ部２０Ｂのスプロケットホイール２１は、後述の傘歯車４２ｂを介して第１シャフト１２に固定されている。
一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂのスプロケットホイール２２，２２は、第２シャフト１３に回転可能に支持されている。
【００３２】
上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に間隔をおいて配置された複数（本実施形態では５個）の接地板３１を有している。これら接地板３１は、例えばゴムからなり、側板１１の外面に固定され、側板１１と直角をなして第２回転軸線Ｌ２，Ｌ２’方向に突出している。
【００３３】
図２に示すように、上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地部材２４の外面および上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの接地板３１の外面が協働して、クローラユニット３の外周に上記第１回転軸線Ｌ１を中心とする円筒形状を付与している。
上記接地構造３０Ａ，３０Ｂは、クローラユニット３に、クローラ走行が不可能となるデッドゾーンを所定範囲で提供している。
【００３４】
図３において、クローラユニット３の右端部は、ボデイ１に固定されたブラケット４０と、このブラケット４０に第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持されたクローラ駆動シャフト４１により、第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持されている。このクローラ駆動シャフト４１は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延び、その内端近傍で支持板１４に回転可能に支持され、中間部でベアリングを介して第２シャフト１３を貫通している。なお、この貫通状態において、第２シャフト１３は、クローラ駆動シャフト４１を支持するとともに、第１回転軸線Ｌ１を中心とする回転が許容されている。
【００３５】
クローラ駆動シャフト４１の内端部は、第１シャフト１２と第２シャフト１３との間に配置されており、クローラユニット３内に配置されたトルク伝達機構４２を介して第１シャフト１２と接続されている。このトルク伝達機構４２は、クローラ駆動シャフト４１の内端部に固定された傘歯車４２ａと、この傘歯車４２ａと噛み合い第１シャフト１２に固定された傘歯車４２ｂとを有している。
【００３６】
上記クローラ駆動シャフト４１の外端部は、クローラユニット３から突出しており、トルク伝達機構５５を介してクローラモータ５０に接続されている。このクローラモータ５０は、ブラケット４０に固定されており、正逆回転可能である。クローラモータ５０にはこのクローラモータ５０の回転を検出するロータリーエンコーダ５１（クローラ回転センサ）が取り付けられている。
【００３７】
トルク伝達機構５５は、クローラモータ５０の出力軸に固定されたタイミングプーリ５５ａと、クローラ駆動シャフト４１に固定されたタイミングプーリ５５ｂと、これらタイミングプーリ５５ａ，５５ｂに架け渡されたタイミングベルト５５ｃを有している。
【００３８】
クローラモータ５０の回転トルクは、トルク伝達機構５５を経てクローラ駆動シャフト４１に伝達され、さらに傘歯車４２ａ，４２ｂを経てクローラ部２０Ｂのスプロケットホイール２１に伝達され、さらに第１シャフト１２を介してクローラ部２０Ａのスプロケットホイール２１にも伝達される。これにより、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが同時に同方向に同速度で駆動される。
【００３９】
図３において、クローラユニット３の左端部は、ボデイ１に固定されたブラケット４５と、このブラケット４５に第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持されたローリング駆動シャフト４６（ローリング駆動部材）により、第１回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に支持されている。ローリング駆動シャフト４６は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延び、その内端部はベアリングを介して第１シャフト１２に連結されている。なお、この連結状態において、第１シャフト１２とローリング駆動シャフト４６の第１回転軸線Ｌ１を中心とする相対回転はできないが、第１シャフト１２の第２回転軸線Ｌ２を中心とする回転は許容されている。
【００４０】
上記ローリング駆動シャフト４６の外端部は、クローラユニット３から突出しており、トルク伝達機構６５を介してローリングモータ６０に接続されている。このローリングモータ６０は、ブラケット４５に固定されており、正逆回転可能である。ローリングモータ６０にはこのローリングモータ６０の回転を検出するロータリーエンコーダ６１（ローリング回転センサ）が取り付けられている。
【００４１】
トルク伝達機構６５は、ローリングモータ６０の出力軸に固定されたタイミングプーリ６５ａと、ローリング駆動シャフト４６に固定されたタイミングプーリ６５ｂと、これらタイミングプーリ６５ａ，６５ｂに架け渡されたタイミングベルト６５ｃを有している。
【００４２】
ローリングモータ６０が回転駆動すると、その回転トルクは、トルク伝達機構６５を経てローリング駆動シャフト４６に伝達され、さらにサポート１０の第１シャフト１２に伝達されるため、クローラユニット３全体が第１回転軸線Ｌ１を中心にして回転する（ローリングする）。
【００４３】
上記一対のクローラ装置２，２によるロボットＲの走行について説明する。コントローラ１ａは、図示しないリモートコントローラからの操作信号を受けてクローラ装置２，２を制御する。各クローラ装置２において、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが接地された状態で、クローラモータ５０を駆動させると、前述したようにクローラ部２０Ａ，２０Ｂが同方向に同時に回転駆動し、これにより、クローラ装置２はＸ方向に走行することができる（クローラ走行）。
【００４４】
一対のクローラ装置２、２のクローラモータ５０，５０を同一方向に同一速度で回転することにより、ロボットＲはＸ方向に直進することができる。クローラモータ５０，５０の回転速度を違えることにより、ロボットＲはカーブを描いて走行することもできる。また、クローラモータ５０，５０を逆方向に同一速度で回転させることにより、ロボットＲはその場旋回（超信地旋回）することもできる。
【００４５】
クローラ装置２のローリングモータ６０を駆動させると、前述したようにクローラユニット３が第１回転軸線Ｌ１を中心に回転（ローリング）する。一対のクローラユニット３が同時に同方向に同速度でローリングすることにより、ロボットＲはＹ方向に直進することができる（ローリング走行）。
ロボットＲは、クローラ走行モードおよびローリング走行モードの一方から他方への切り替えにより、超信地旋回することなく、進行方向を直角に転換することもできる。
【００４６】
上記ローリングモータ６０のみを駆動させた場合、クローラ部２０Ａ，２０Ｂが回転してしまう。その理由を図３を参照しながら説明する。ローリングモータ６０のみを駆動させた場合、クローラユニット３が第１回転軸線Ｌ１を中心に回転する。これに伴い、傘歯車４２ｂが第１回転軸線Ｌ１を中心に公転する。その結果、傘歯車４２ｂは停止状態の傘歯車４２ａとの噛み合いにより回転軸線Ｌ２を中心に自転し、これにより第１シャフト１２が回転し、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが回転駆動される。
【００４７】
上述のようにクローラモータ５０が停止した状態でローリングモータ６０だけが駆動すると、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが回転するため、ロボットＲはＹ方向に直進せず、斜めに移動してしまう。ロボットＲをＹ方向に直進させるために、コントローラ１ａは図４に示す制御ルーチンをクローラ装置２毎に実行する。このルーチンは、走行開始時点から実行される。
【００４８】
ステップＳ１では、ロータリーエンコーダ６１からの検出信号に基づき、ローリング駆動シャフト４６の回転速度および回転方向、換言すればクローラユニット３のローリングの回転速度および回転方向の情報を取得する。
【００４９】
次のステップＳ２では、上記ローリングの回転速度がゼロか否かを判断する。肯定判断した場合にはステップＳ１に戻り、否定判断した場合にはステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ロータリーエンコーダ５１からの検出信号に基づき、クローラ駆動シャフト４１の回転速度および回転方向を演算し、この回転速度および回転方向が、ステップＳ１で取得したローリングの回転速度および回転方向と一致するように、クローラモータ５０の駆動を制御する。
上記制御により、ローリングと同期してクローラ駆動シャフト４１が回転するので、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの静止状態を維持でき、ロボットＲはＹ方向に走行することができる。
【００５０】
上記構成のロボットＲでは、クローラモータ５０はローリングモータ６０と同様に、クローラユニット３の外部に配置されているので、クローラユニット３はクローラモータ５０が内蔵されている先行技術の構造に比べて、軽量化、小型化を図ることができる。また、クローラモータ５０の故障を少なくでき、メンテナンスも楽である。
また、クローラモータ５０とバッテリとを接続する電源ケーブルは、捩じれ防止のためのスリップリングを介在せずに済む。また、クローラモータ５０の回転を検出するロータリーエンコーダ５１とコントローラ１ａを接続する信号ケーブルもスリップリングを介在せずに済むので、ロータリーエンコーダ５１からの検出信号を高精度でコントローラ１ａに伝送することができる。
【００５１】
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には図において同符号または類似符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５２】
図５に示す第２実施形態では、クローラ駆動シャフト４１は、第１実施形態のクローラ駆動シャフト４１より短く、その外端部はブラケット４０に回転可能に支持されるとともにクローラモータ５０に接続されている。クローラ駆動シャフト４１は第２シャフト１３を貫通するとともに、その内端部が第２シャフト１３の近傍に配置された支持板１４に回転可能に支持されている。
【００５３】
クローラ駆動シャフト４１の内端部は、トルク伝達機構４２を介して一方のクローラ部２０Ｂのスプロケットホイール２２に接続されている。トルク伝達機構４２の傘歯車４２ａがクローラ駆動シャフト４１の内端部に固定され、傘歯車４２ｂがクローラ部２０Ｂのスプロケットホイール２２に固定されている。
【００５４】
第２実施形態では、クローラモータ５０の回転トルクがトルク伝達機構５５、クローラ駆動シャフト４１、トルク伝達機構４２を介して一方のクローラ部２０Ｂのスプロケットホイール２２に伝達され、さらにクローラ部２０Ｂのチェーン２３を介してスプロケットホイール２１に伝達され、さらに第１シャフト１２を介して他方のクローラ部２０Ａのスプロケットホイール２１に伝達され、クローラ部２０Ａのチェーン２３を介してスプロケットホイール２２に伝達される。このようにしてクローラ部２０Ａ，２０Ｂは同方向に同時に駆動される。
図４の制御は第２実施形態でも実行される。
【００５５】
次に、第３実施形態について図６〜図９を参照しながら説明する。図６、図７に示すように、ロボットＲ’は、ボデイ１’に取り付けられた二対のフリッパ式クローラ装置２’を備えている。
一方の対をなすクローラ装置２’，２’と他方の対をなすクローラ装置２’，２’は、Ｘ方向（第１回動軸線Ｌ１）方向に離れている。各対のクローラ装置２’，２’は、Ｙ方向に離れている。
【００５６】
本実施形態のクローラ装置２’では、クローラユニット３’の一端部が回転サポート７０に片持ちで支持され、他端部は自由端となっている。
上記回転サポート７０は、ボデイ１’に固定されたブラケット７１に第３回転軸線Ｌ３を中心に回転可能に支持されている。第３回転軸線Ｌ３は、図７においてＹ方向に延びている。Ｙ方向に対峙する一対のクローラ装置２’の第３回転軸線Ｌ３は、同一直線上にある。
【００５７】
回転サポート７０は、フリッパモータ７５により第３回転軸線Ｌ３を中心として正逆方向に回転され、これにより、図６に矢印で示すようにクローラユニット３’が上下方向に回動する。ロボットが前進して障害物に遭遇した時に、クローラユニット３’の回動により、障害物を容易に乗り越えることができる。
【００５８】
図８、図９に示すように、上記回転サポート７０に、クローラモータ５０およびローリングモータ６０が設置されている。ローリングモータ６０は図示しない固定構造により回転サポート７０に固定されている。
【００５９】
クローラモータ５０は第１回転軸線Ｌ１上に配置されており、その出力軸とクローラ駆動シャフト４１が同軸をなして連結されている。クローラ駆動シャフト４１の内端部は第１シャフト１２より外側に位置しており、トルク伝達機構４２を介して第１シャフト１２に接続されている。トルク伝達機構４２の傘歯車４２ａがクローラ駆動シャフト４１の内端部に固定され、傘歯車４２ｂが第１シャフト１２に固定されている。
【００６０】
クローラモータ５０の回転トルクは、クローラ駆動シャフト４１、トルク伝達機構４２を介して第１シャフト１２に伝達され、これにより、この第１シャフト１２に固定された一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂのスプロケットホイール２１が回転駆動される。
【００６１】
回転サポート７０には、クローラ駆動シャフト４１と同軸をなす回転筒６６が回転可能に支持されている。クローラモータ５０はこの回転筒６６内に固定されている。ローリングモータ６０の出力軸は、第１回転軸線Ｌ１と平行をなし、歯車６７ａ，６７ｂ，６７ｃからなるトルク伝達機構６７を介して回転筒６６に接続されている。
【００６２】
上記回転筒６６には、ローリング駆動部材４６’が固定されている。このローリング駆動部材４６’は、第１回転軸線Ｌ１と直交して回転筒６６の先端面に固定された第１板部４６ａと、この第１板部４６ａに直角をなして固定された第２板部４６ｂとを有している。
第１板部４６ａはクローラユニット３’のサポート１０の一対の側板１１に固定されている。第２板部４６ｂはクローラユニット３’の一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂ間の間隙を通り、その先端部にベアリングを介して第１シャフト１２が貫通している。このようにローリング駆動部材４６’を構成することにより、その強度を高めることができ、ひいてはクローラユニット３’の耐荷力を高めることができる。
なお、第１シャフト１２は第２回転軸線Ｌ２を中心とする回転を許容されている。
【００６３】
ローリングモータ６０の回転トルクは、トルク伝達機構６７、回転筒６６、ローリング駆動部材４６’を介してクローラユニット３’に伝達され、これによりクローラユニット３’は第１回転軸線Ｌ１を中心に回転する。
上記ローリングモータ６０の駆動時に、回転筒６６に固定されたクローラモータ５０も第１回転軸線Ｌ１を中心に回転し、クローラ駆動シャフト４１がクローラユニット３’と一緒に回転するので、図４に示すようなクローラモータ５０の駆動制御は不要である。その代りに、クローラモータ５０に接続される電力ケーブルおよび信号ケーブルは、スリップリングを介在させる必要がある。
【００６４】
上記第２板部４６ｂには切欠４６ｘが形成されており、この切欠４６ｘ内にクローラ駆動シャフト４１が配置されることにより、クローラ駆動シャフト４１とローリング駆動部材４６’の干渉が回避されている。
【００６５】
本実施形態では、ローリング駆動部材４６’がクローラユニット３’を片持ち状態で支持する役割を担う。クローラ駆動シャフト４１の内端は、ローリング駆動部材４６’の第２板部４６ｂに固定された支持板４７に回転可能に支持されている。
本実施形態では、各クローラ部２０Ａ，２０Ｂにおいて、第１実施形態の接地ラグ２４の代わりに、周方向に分離された２つの接地ラグ２４ａ，２４ｂがチェーン２３に取り付けられている。
【００６６】
第３実施形態において、クローラモータ５０を、回転サポート７０に固定し、回転筒６６に対して第１回転軸線Ｌ１を中心に相対回転可能にしてもよい。この場合には、ボデイ１’に設けられたコントローラ（図示しない）により、図４の制御を実行することにより、第１回転軸線Ｌ１と直交する方向のローリング走行が可能となる。
【００６７】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。
クローラ部は、一対のホイールと、このホイールに架け渡されてホイールの外周に摩擦係合またはピン係合されるベルトにより構成してもよい。
接地構造は無くてもよい。この場合、一対のクローラ部だけでクローラユニットの外周に円筒形状を付与するため、クローラ部の接地部材が占める角度範囲を実施形態より大きくする必要がある。
【００６８】
クローラ回転センサは、クローラ駆動シャフトの回転を検出してもよいし、ローリング回転センサはローリング駆動部材の回転を検出してもよい。
クローラモータとクローラ駆動シャフトとの間にクラッチを介在させてもよい。この場合には、ローリング走行時にクラッチによりクローラモータとクローラ駆動シャフトを遮断するので、図４の制御は不要である。
クローラ走行とローリング走行を同時に実行することにより、任意の斜め方向に略直線的に走行することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、二方向に走行可能なロボット等に適用することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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