(57)【要約】【課題】床、階段及び不整地等での広い範囲の移動を可能とすること。【解決手段】横滑り機構付き足を具備し、垂直スライド用モータで駆動する多段式垂直スライド脚を、水平スライド用モータで駆動する多段式水平スライド脚に連結し、そのベース脚を脚支持腕に固定し、台枠に固定された操舵用モータで駆動する脚足モジュールを構成し、４個の脚足モジュールの水平スライドが同時に可能なように台枠に配置し、水平センサ付きコントローラで台枠の水平を保ちながら、最後尾の脚足を浮かせて進行方向に移動させ、他の３個の脚足が構成するスライド装置上で進行方向の変化には水平伸縮、高低の変化には垂直伸縮を使用して台枠を移動させ、且つ横滑り機構付き足を使って操舵ができるようにして階段等を昇降することができることを特徴とする。【選択図】図３
2004097712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横滑り機構付き足と、伸縮可能なスライド脚と、脚支持腕とを連結して台枠１０に取り付け、操舵用モータで脚支持腕を操舵することができる脚足モジュールを具備したことを特徴とする四足歩行装置。
【請求項２】
「請求項１」記載の脚足モジュール４個を水平スライドが同時に可能なように台枠に配置し、水平センサー付きコントローラで台枠の水平を保ちながら、最後尾の脚足を浮かせて進行方向に移動させ、他の３個の脚足が構成するスライド装置上で台枠を水平に移動させることにより直進し、且つ横滑り機構付き足を使って操舵回転ができるようにし、又移動面の高低の変化には脚の垂直伸縮を使用して昇降することができることを特徴とする四足歩行装置。
【請求項３】
動力伝達機構として２つのピニオンギヤと１つのスプロケットを同一軸上に具備したスライド脚保持装置でベース脚とスライド脚を連結しておき、必要に応じて、水平、垂直、段数等を選択して、脚のスライドが可能なスライド脚モジュールを構成できることを特徴とする、四足歩行装置。
【請求項４】
接地面にタッチセンサ、進行方向に障害物センサを取り付け、横滑り機構付き足を、脚の先端に具備したことを特長とする四足歩行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】床、階段及び不整地等での広い範囲の移動を可能とする四足歩行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、階段及び不整地等での移動に関しては無限軌道型の装置がよく使われる。また、最近では倒立振子型で安定化制御方式の輪車を利用した装置等がある。しかし、これらはいずれも走行面に対して連続した接触での移動を基本としており、走行面に依存する振動の影響を避けることができない。これに対して走行面に対して離散的な接触によって、階段及び不整地等を滑らかに移動できる装置は実用化されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】水平姿勢を保ちながら床、階段及び不整地等を四脚を使って滑らかに移動すること。
【０００４】
【課題を解決するための手段】動力伝達機構として２つのピニオンギヤと１つのスプロケットを配したスライド脚保持装置でベース脚とスライド脚の関係を保つことでスライド可能な状態に連結しておき、ベース脚に設けた２つのスプロケットに掛けられたチェーンの一箇所をスライド脚保持装置に取り付けて、モータ等でベース脚のスプロケットを駆動すればスライド脚がスライドするようにし、スライド脚保持装置の動力伝達機構の２つのピニオンギヤのうち１つをベース脚に固定したラックギヤと噛み合わせ、もう一方のピニオンギヤをスライド脚に設けたラックギヤと噛み合わせ、さらにスライド脚のチェーンにはスプロケットの回転を伝達して、必要に応じて水平、垂直、段数等を選択して、脚のスライドが可能なスライド脚モジュールを構成する。
【０００５】
また、接地面にタッチセンサ、進行方向に障害物センサを取り付け、横滑り機構付き足を最後の垂直スライド脚の先端に取り付け、ベース脚に脚支持腕を設けて、台枠に取り付け、操舵用モータで操舵する脚足モジュールを構成する。
【０００６】
また、この脚足モジュール４個を水平スライドが同時に可能なように台枠に配置し、水平センサ付きコントローラで台枠の水平を保ちながら、最後尾の脚足を浮かせて進行方向に移動させ、他の３個の脚足が構成するスライド装置上で台枠を水平に滑らせることにより直進し、且つ横滑り機構付き足を使って操舵回転ができるようにし、又移動面の高低の変化には脚の垂直伸縮を使用して昇降することができるようにする。
【０００７】
【実施例】図１に示すようにスライド脚モジュールは動力伝達機構７が２つのピニオンギヤと１つのスプロケットを配して構成され、スライド脚保持装置５に内装されるが、ベース脚１とスライド脚８がこのスライド脚保装置５で連結され、ベース脚１に設けた２つのスプロケット３にかけられたチェーン４の一部をスライド脚保持装置５に取り付けて、モータ２でベース脚のスプロケット３を回せばスライド脚８がスライドする。スライド脚保持装置５の動力伝達機構７の２つのピニオンギヤのうち１つをベース脚１に固定したラックギヤと噛み合わせ、もう一方のピニオンギヤをスライド脚８に設けたラックギヤと噛み合わせ、さらにスライド脚８のチェーン４にはスプロケットの回転を伝達して、必要に応じて水平、垂直、段数等を選択して、スライド脚を構成することができる。
【０００８】
図２に示すように動力伝達機構７は、ベース脚側ピニオンギヤ３２の回転駆動力を利用してスライド脚側ピニオンギヤ３３を駆動すると同時に、スプロケット３１を駆動してスライド脚をスライドさせることができる。スライド脚保持装置５には動力伝達機構７が組み込まれているので、多段でスライド脚に動力を伝動することができる。
【０００９】
図３に示すように脚足モジュールは、接地面にタッチセンサ、進行方向に障害物センサを取り付け、横滑り機構付き足１７を最後の垂直スライド脚の先端に取り付け、ベース脚１に脚支持腕１２を設けて、台枠１０に取り付け、操舵用モータ１１で操舵する脚足モジュールを構成することができる。脚は水平スライド用モータ１３の駆動で、多段式水平スライド脚１４が動作し、垂直スライド用モータ１５の駆動で多段式垂直スライド脚１６が動作する。
【００１０】
図４に示すように、この脚足モジュール４個を水平スライドが同時に可能なように台枠に配置して四足歩行装置を構成し、座席２０に座り操作卓１９を操作して階段や不正地での歩行ができる。水平センサ付きコントローラ１８で台枠の水平を保ちながら、最後尾の多段式垂直スライド脚１６を垂直スライド用モータ１５で浮かせ、水平スライド用モータ１３で多段式水平スライド脚１４を進行方向に移動させ、他の３個の脚足が構成するスライド装置上で台枠を水平に滑らせることにより直進し、且つ横滑り機構付き足１７を使って操舵用モータ１５で操舵回転ができるようにし、又移動面の高低の変化には脚の垂直伸縮を使用して昇降することができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、着座姿勢がとれる程度の障害を持つ人の移動範囲を大幅に拡大する。また、この機構はレスキューロボットや建設機械等にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多段で伸縮することができる脚を構成するスライド脚モジュールの斜視図である。
【図２】ベース脚側ピニオンギア、スライド脚側ピニオンギヤ及びスプロケットを同軸に配して構成する動力伝達機構の斜視図である。
【図３】横滑り機構付き足、スライド脚モジュール、脚支持腕及び操舵用モータから構成される脚足モジュールの斜視図である。
【図４】脚足モジュールを台枠に４個配し、水平センサ付きコントローラで台枠の水平を保ちながら、階段等を昇降することができる四足歩行装置の斜視図である。
【符号の説明】
１　ベース脚
２　モータ
３ａ、３ｃ、３ｄ　スプロケット
４　チェーン
５　スライド脚保持装置
６　ベース脚側固定ラックギヤ
７　動力伝達機構
８　スライド脚
９　スライド脚側固定ラックギヤ
１０　台枠
１１　操舵用モータ
１２　脚支持腕
１３　水平スライド用モータ
１４　多段式水平スライド脚
１５　垂直スライド用モータ
１６　多段式垂直スライド脚
１７　横滑り機構付き足
１８　水平センサ付きコントローラ
１９　操作卓
２０　座席
３１　スプロケット
３２　ベース脚側ピニオンギヤ
３３　スライド脚側ピニオンギヤ
【図１】
2004097712.tif 000003
【図２】
2004097712.tif 000004
【図３】
2004097712.tif 000005
【図４】
2004097712.tif 000006