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JP2012101590A - Wheel for running - Google Patents

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JP2012101590A
JP2012101590A JP2010249619A JP2010249619A JP2012101590A JP 2012101590 A JP2012101590 A JP 2012101590A JP 2010249619 A JP2010249619 A JP 2010249619A JP 2010249619 A JP2010249619 A JP 2010249619A JP 2012101590 A JP2012101590 A JP 2012101590A
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loop
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wheel
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拓真 伊勢
Shingo Tsukui
慎吾 津久井
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Topy Industries Ltd
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Abstract

【課題】 砂地や泥地等の軟弱地盤での走行性を高めたホイールを提供する。
【解決手段】
月探査用等に用いられるロボットは、ボデイ1と、このボデイ1の左右において前後に離れて設けられたホイール2を備えている。各ホイール2は、ループアッセンブリ10と一対のガイド板20とを備えている。ループアッセンブリ10は、ハブ11と、ハブ11の外周に等間隔をおいて固定された複数の内側弾性ループ12と、内側弾性ループ12に外接固定された外側弾性ループ13とを備えている。弾性ループ12,13はスチールベルトからなり、バネ弾性を有している。一対のガイド板20は水平方向に細長く形成されて外側弾性ループ13の両側縁部に嵌り、これにより外側弾性ループ13を上下に潰した形状に弾性変形させている。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wheel with improved traveling performance on soft ground such as sandy or muddy ground.
[Solution]
A robot used for lunar exploration or the like includes a body 1 and a wheel 2 provided on the left and right sides of the body 1 so as to be separated from each other. Each wheel 2 includes a loop assembly 10 and a pair of guide plates 20. The loop assembly 10 includes a hub 11, a plurality of inner elastic loops 12 fixed to the outer periphery of the hub 11 at equal intervals, and an outer elastic loop 13 fixedly circumscribed to the inner elastic loop 12. The elastic loops 12 and 13 are made of steel belts and have spring elasticity. The pair of guide plates 20 are elongated in the horizontal direction and are fitted to both side edges of the outer elastic loop 13, thereby elastically deforming the outer elastic loop 13 into a vertically crushed shape.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、砂地や泥濘地等の軟弱地盤での走行、特に月等の引力の小さな天体や浮力がかかる水中の砂地や泥地での走行に適したホイールに関する。   The present invention relates to a wheel suitable for running on soft ground such as sandy or muddy ground, particularly for a celestial body with a small attractive force such as the moon or underwater sandy or muddy ground where buoyancy is applied.

ホイールを用いたロボット(走行装置)は周知である。このロボットは、整地された路面を走行するのに適しているものの、砂地や泥濘地等の軟弱地盤での走行には適さない。ホイールの接地面積が小さく接地圧が大きいため、ホイールが砂や泥濘を掘り、走行不能になったり砂塵等を巻き上げるからである。   Robots (running devices) using wheels are well known. Although this robot is suitable for traveling on a leveled road surface, it is not suitable for traveling on soft ground such as sand or muddy ground. This is because the ground contact area of the wheel is small and the ground contact pressure is large, so that the wheel digs sand and mud and becomes unable to travel or winds up dust and the like.

ホイールの代わりにクローラを用いたロボットも周知である。このクローラは、前後に配置されたスプロケットにベルトを掛け渡すことにより構成されており、接地面積が大きく接地圧が小さいので砂や泥濘を掘ることがなく軟弱地盤の走行に適しているが、重量が増大したり、ベルトを駆動するために必要となる動力の負担が大きい欠点があり、特にロボットのような小型走行装置には不向きである。   Robots using crawlers instead of wheels are also well known. This crawler is constructed by suspending belts on the front and back sprockets, and because it has a large ground contact area and low ground pressure, it is suitable for running on soft ground without digging sand or mud, Or a large load of power required to drive the belt, and is not suitable for a small traveling device such as a robot.

特に引力の小さな砂地の天体や浮力のかかる深海の砂地や泥地を走行するロボットでは、運搬状の制約のため極軽量であることが必要で、遠隔操作しかできないため壊れにくい簡単な構造であり、かつ砂や泥を掘って走行不能となることがないことが必要である。
特許文献1に記載のホイールは、ハブとこのハブを囲うようにして配置された無端状のベルトとを備えている。ハブからは多数のロッド状の第1支持体が放射状にベルトに向かって延び、ベルトの内周からは多数のロッド状の第1支持体がハブに向かって延びている。これら第1支持体と第2支持体をバネによって連結し、このバネにより第2支持体を径方向、外方向に付勢し、これにより上記ベルトをハブと同心をなす円形に維持している。
In particular, robots that travel on sandy bodies with low gravitational force or deep sea sandy or swampy areas with buoyancy need to be extremely lightweight due to transport restrictions, and can only be remotely operated, so it is a simple structure that is difficult to break. And it is necessary not to be able to run by digging sand and mud.
The wheel described in Patent Document 1 includes a hub and an endless belt disposed so as to surround the hub. A number of rod-shaped first supports extend radially from the hub toward the belt, and a number of rod-shaped first supports extend from the inner periphery of the belt toward the hub. The first support and the second support are connected by a spring, and the second support is urged in the radial direction and the outward direction by the spring, thereby maintaining the belt in a circular shape concentric with the hub. .

上記構成のホイールでは、ベルトが接地した状態で、この接地した部位に固定された第2支持体がバネに抗してハブ方向へ移動するため、ベルトの接地部が平坦になり大きな接地面積を確保することができる。その結果、ホイールでありながら、天体の軟弱地盤を掘ることなく走行することができる。   In the wheel having the above configuration, the second support fixed to the grounded portion moves in the hub direction against the spring in a state where the belt is grounded. Can be secured. As a result, although it is a wheel, it can drive | work without digging the soft ground of a celestial body.

特開2009−214612号公報JP 2009-214612 A

しかし、特許文献1に開示されたホイールは多数のロッド状の支持体やバネを必要とするため構造が複雑となり、故障のリスクが高く、特に修理が不可能な月面等の天体での走行には適さない。また複雑な構造のため、高価であり重量を軽減することもできない。   However, since the wheel disclosed in Patent Document 1 requires a large number of rod-shaped supports and springs, the structure is complicated, the risk of failure is high, and traveling on a celestial body such as the lunar surface that cannot be repaired in particular. Not suitable for. Also, because of its complicated structure, it is expensive and cannot reduce its weight.

本発明は、上記課題を解決するためなされたものであり、走行用ホイールにおいて、ハブと、このハブの外周に等間隔をおいて固定された複数の内側弾性ループと、これら複数の内側弾性ループを囲み各内側弾性ループに外接して固定された外側弾性ループとを備え、外側弾性ループが接地することを特徴とする。
上記構成によれば、接地状態において、外側弾性ループおよび内側弾性ループが上下に潰れた形状に弾性変形するため、外側弾性ループは、大きな接地面積で接地でき、軟弱地盤を掘ることなく安定して走行することができる。
また、部品点数が少なく構造簡単であるため、軽量、安価となり、故障のリスクが極めて小さい。極軽量かつ故障のリスクが小さいので、修理が不可能な月等の天体や深海底での走行にも適用できる。
The present invention has been made to solve the above-described problem. In a traveling wheel, a hub, a plurality of inner elastic loops fixed to the outer periphery of the hub at equal intervals, and the plurality of inner elastic loops. And an outer elastic loop that is circumscribed and fixed to each inner elastic loop, and the outer elastic loop is grounded.
According to the above configuration, in the ground contact state, the outer elastic loop and the inner elastic loop are elastically deformed into a shape crushed up and down. You can travel.
In addition, since the number of parts is small and the structure is simple, it is lightweight and inexpensive, and the risk of failure is extremely small. Because it is extremely light and has a low risk of failure, it can also be applied to celestial bodies such as the moon that cannot be repaired and traveling on the deep sea.

好ましくは、さらに、上記ハブの軸線と直交するとともに水平方向に長く延びる一対のガイド板を備え、上記ハブがこれらガイド板に回転可能に支持され、上記内側弾性ループがこれらガイド板間に配置され、上記外側弾性ループは、上記ハブの軸線方向の両側縁部が上記一対のガイド板の水平方向両端部に外接して水平方向に長くなるように弾性変形された状態で、回転する。
この構成によれば、ガイド板で外側弾性ループを強制的に上下に潰すため、外側弾性ループの接地面積を確実に大きくすることができる。そのため、ホイールが装着されるロボット等の走行装置が軽量の場合や、重力の小さな月等の天体で走行する場合にも、十分な接地面積を確保できる。
また、一対のガイド板により外側弾性ループの捩じれを規制でき、あらに内側弾性ループの捩じれも規制できるため、安定した走行が可能である。
さらに、外側弾性ループが一対のガイド板により上下に潰れた形状に弾性変形しているため、プリロードによる対荷重剛性が向上し、走行時における走行装置の高さ変動を抑制することができる。
Preferably, it further includes a pair of guide plates that are orthogonal to the axis of the hub and extend long in the horizontal direction, the hub is rotatably supported by the guide plates, and the inner elastic loop is disposed between the guide plates. The outer elastic loop rotates in a state in which both side edges in the axial direction of the hub are elastically deformed so as to circumscribe the horizontal ends of the pair of guide plates and become longer in the horizontal direction.
According to this configuration, since the outer elastic loop is forcibly crushed up and down by the guide plate, the ground contact area of the outer elastic loop can be reliably increased. Therefore, even when the traveling device such as a robot to which the wheel is attached is lightweight, or when traveling on a celestial body such as a moon with small gravity, a sufficient ground contact area can be secured.
Further, since the twist of the outer elastic loop can be restricted by the pair of guide plates and the twist of the inner elastic loop can be restricted, the stable running is possible.
Furthermore, since the outer elastic loop is elastically deformed into a shape crushed up and down by the pair of guide plates, the load-bearing rigidity due to preloading is improved, and fluctuations in the height of the traveling device during traveling can be suppressed.

好ましくは、上記外側弾性ループおよび内側弾性ループが弾性帯板からなり、外側弾性ループは、内側弾性ループより幅広で、その両側縁部が内側弾性ループからハブの軸線方向に突出している。
これによれば、内側弾性ループと外側弾性ループを簡単な構成とすることができる。
Preferably, the outer elastic loop and the inner elastic loop are made of elastic strips, the outer elastic loop is wider than the inner elastic loop, and both side edges protrude from the inner elastic loop in the axial direction of the hub.
According to this, an inner side elastic loop and an outer side elastic loop can be made into a simple structure.

好ましくは、上記弾性帯板が金属製の帯板からなる。
これによれば、砂漠や月面等の温度変化の激しい環境にも耐えることができる。
Preferably, the elastic band plate is made of a metal band plate.
According to this, it can endure the environment where the temperature changes drastically such as the desert or the moon surface.

好ましくは、上記外側弾性ループの外周に間隔をおいてラグが設けられている。
これによれば、軟弱地盤において接地部位での牽引力を確保でき、走行をより安定させることができる。
Preferably, lugs are provided at intervals on the outer periphery of the outer elastic loop.
According to this, the traction force at the ground contact portion can be secured in the soft ground, and the running can be further stabilized.

本発明のホイールによれば、遠隔操作しかできない月等の引力の小さな天体や浮力がかかる水中の砂地や泥地等の軟弱地盤を安定して走行することができ、構造が簡単であるため、軽量かつ安価であり、故障も少ない。   According to the wheel of the present invention, it is possible to stably travel on a soft ground such as a sandy or swampy land underwater where a small gravitational force such as the moon that can only be operated remotely or under buoyancy, and the structure is simple, Lightweight and inexpensive, with few failures.

図1は、本発明の一実施形態に係わる月面探査ロボットのホイールを示し、(A)は側面図、(B)は同ホイール中央での縦断面図である。1A and 1B show a wheel of a lunar surface exploration robot according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a longitudinal sectional view at the center of the wheel. 図2は、同ホイールの上半部分を拡大して示すとともに弾性ループの厚みを誇張して示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the upper half of the wheel in an enlarged manner and exaggerating the thickness of the elastic loop. 図3は、同ホイールのループアッセンブリを、ガイド板を組み込む前の無負荷状態で示し、(A)は側面図、(B)は同ループアッセンブリ中央での縦断面図である。FIG. 3 shows the loop assembly of the wheel in an unloaded state before the guide plate is assembled, (A) is a side view, and (B) is a longitudinal sectional view at the center of the loop assembly. 図4は、同ループアッセンブリの上半部分を拡大して示すとともに弾性ループの厚みを誇張して示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the upper half of the loop assembly in an enlarged manner and exaggerating the thickness of the elastic loop.

以下、本発明の第1実施形態に係わる月面探査用の軽量小型のロボット(走行装置)について、図面を参照して説明する。
図1(B)に示すように、ロボットは、前後方向に細長いボデイ1と、このボデイ1の左右両側において前後に離間して設けられた合計4つのホイール2(1つのみ示す)とを備えている。
A light and small robot (traveling device) for lunar exploration according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1B, the robot includes a body 1 that is elongated in the front-rear direction, and a total of four wheels 2 (only one is shown) that are spaced apart from each other on the left and right sides of the body 1. ing.

上記ボデイ1にはビデオカメラや通信機等が搭載されている。さらに、このボデイ1にはロボットの求められる役割に応じて、ロボットアーム等の種々の付属器具やセンサーを搭載してもよい。   The body 1 is equipped with a video camera, a communication device, and the like. Further, the body 1 may be equipped with various attachments such as a robot arm and sensors according to the role required of the robot.

上記ホイール2の各々は、ループアッセンブリ10と、このループアッセンブリ10に組み込まれる一対のガイド板20とを備えている。   Each of the wheels 2 includes a loop assembly 10 and a pair of guide plates 20 incorporated in the loop assembly 10.

まず、ループアッセンブリ10について図3,図4を参照しながら説明する。ループアッセンブリ10は、中央の円筒形状のハブ11と、このハブ11の外周に等間隔をおいて固定された複数例えば4個の内側弾性ループ12と、これら内側弾性ループ12を囲み、各内側弾性ループ12に外接固定された外側弾性ループ13とを有している。   First, the loop assembly 10 will be described with reference to FIGS. The loop assembly 10 surrounds a central cylindrical hub 11, a plurality of, for example, four inner elastic loops 12 fixed to the outer periphery of the hub 11 at equal intervals, and the inner elastic loops 12. The outer elastic loop 13 is circumscribed and fixed to the loop 12.

本実施形態では、上記内側弾性ループ12および外側弾性ループ13の各々は、全周にわたって均一厚さの帯板、例えばスチールベルト(金属製帯板)の長手方向両端を溶接(固定)することにより構成されている。本実施形態では、外側弾性ループ13が約1.0mm厚で、内側弾性ループ12がこれより薄く0.5mm厚であるが、これらループ12,13の板厚はボデイ1の重量、使用環境等に応じて適宜選択できる。   In the present embodiment, each of the inner elastic loop 12 and the outer elastic loop 13 is welded (fixed) at both longitudinal ends of a strip having a uniform thickness, for example, a steel belt (metal strip), over the entire circumference. It is configured. In this embodiment, the outer elastic loop 13 is about 1.0 mm thick, and the inner elastic loop 12 is thinner than this and 0.5 mm thick. However, the thickness of these loops 12 and 13 is the weight of the body 1, the usage environment, etc. It can be appropriately selected depending on the situation.

上記弾性ループ12,13は、バネ弾性を有しているため、無拘束,無負荷状態(自然状態)では円形であり、荷重を加えると非円形に弾性変形し、荷重を除くと元の円形に弾性復帰する。   Since the elastic loops 12 and 13 have spring elasticity, the elastic loops 12 and 13 are circular in an unconstrained and unloaded state (natural state), elastically deformed into a non-circular shape when a load is applied, and the original circular shape when a load is removed. Return to elasticity.

上記内側弾性ループ12は、一箇所でハブ11の外周に接し、この接点12aで固定され、180°離間したもう一箇所で外側弾性ループ13の内周に接し、この接点12bで固定されている。上記内側弾性ループ12の固定点12a,12bを結ぶ線はハブ11の中心軸線L(以下、ハブ軸線称す)を通る。   The inner elastic loop 12 is in contact with the outer periphery of the hub 11 at one location and fixed by the contact 12a, and is in contact with the inner periphery of the outer elastic loop 13 at another location separated by 180 ° and is fixed by the contact 12b. . A line connecting the fixed points 12a and 12b of the inner elastic loop 12 passes through the central axis L of the hub 11 (hereinafter referred to as a hub axis).

図4に示すように、上記内側弾性ループ12は、上記固定点12aにおいてハブ軸線L方向に並んだ複数のボルト14により、ハブ11の外周に固定されている。
上記外側弾性ループ13と内側弾性ループ12は、上記固定点12bにおいてハブ軸線L方向に並んだ複数のボルト15とナット16により、互いに固定されている。
As shown in FIG. 4, the inner elastic loop 12 is fixed to the outer periphery of the hub 11 by a plurality of bolts 14 arranged in the direction of the hub axis L at the fixing point 12a.
The outer elastic loop 13 and the inner elastic loop 12 are fixed to each other by a plurality of bolts 15 and nuts 16 arranged in the direction of the hub axis L at the fixing point 12b.

上記ループアッセンブリ10において、隣接する内側弾性ループ12同士は非固定である。
上記内側弾性ループ12と外側弾性ループ13は、ハブ軸線Lと直交する平面上に配置されている。
In the loop assembly 10, the adjacent inner elastic loops 12 are not fixed.
The inner elastic loop 12 and the outer elastic loop 13 are arranged on a plane orthogonal to the hub axis L.

上記外側弾性ループ13は内側弾性ループ12より幅が広く、その幅方向(ハブ軸線L方向)の中央に内側弾性ループ12が固定されている。外側弾性ループ13の両側縁部13aが内側弾性ループ12から幅方向に突出している。   The outer elastic loop 13 is wider than the inner elastic loop 12, and the inner elastic loop 12 is fixed at the center in the width direction (the hub axis L direction). Both side edges 13 a of the outer elastic loop 13 protrude in the width direction from the inner elastic loop 12.

上記外側弾性ループ13の外周には等間隔をなして接地ラグ18が設けられている。この接地ラグ18は、例えば断面L字形で外側弾性ループ13の幅とほぼ等しい長さの板金からなり、外側弾性ループ13の幅方向に沿って延び、一辺が外側弾性ループ13の外周に溶接され、他方の辺が外側弾性ループ13の外周と直交するように起立している。   Grounding lugs 18 are provided at equal intervals on the outer periphery of the outer elastic loop 13. The ground lug 18 is made of, for example, a sheet metal having an L-shaped cross section and a length substantially equal to the width of the outer elastic loop 13, extends along the width direction of the outer elastic loop 13, and one side is welded to the outer periphery of the outer elastic loop 13. The other side is erected so as to be orthogonal to the outer periphery of the outer elastic loop 13.

図3(A)に示すように、ループアッセンブリ10が無拘束、無負荷状態(自然状態)にある時、外側弾性ループ13は略円形をなしており、内側弾性ループ12は互いに僅かに接しながら略円形をなしている。   As shown in FIG. 3A, when the loop assembly 10 is in an unconstrained and unloaded state (natural state), the outer elastic loop 13 is substantially circular, and the inner elastic loop 12 is slightly in contact with each other. It is almost circular.

図1に示すように、上記一対のガイド板20は同一形状で水平に長く形成されており、その周縁部は、上部21および前後端部22,23が凸曲面をなし、下部24が凹曲面をなし、上部21と前後端部22,23間の部位25,26も凹曲面をなしている。   As shown in FIG. 1, the pair of guide plates 20 have the same shape and are formed horizontally long, and at the periphery thereof, an upper portion 21 and front and rear end portions 22 and 23 form a convex curved surface, and a lower portion 24 forms a concave curved surface. The portions 25 and 26 between the upper portion 21 and the front and rear end portions 22 and 23 are also concave curved surfaces.

次に、上記一対のガイド板20の上記ループアッセンブリ10への組み込みについて詳述する。
図2に最も良く示すように、各ガイド板20の中央には円径の穴20aが形成されており、この穴20aの周縁の内側には予めベアリング30がベアリング押さえ31により取り付けられている。
Next, the incorporation of the pair of guide plates 20 into the loop assembly 10 will be described in detail.
As best shown in FIG. 2, a circular hole 20 a is formed at the center of each guide plate 20, and a bearing 30 is attached in advance to the inner periphery of the hole 20 a by a bearing holder 31.

上記外側弾性ループ13を弾性変形させた状態で、上記一対のガイド板20のベアリング30をハブ11の小径をなす軸方向両端部に嵌め込むとともに、一対のガイド板20の周縁部を外側弾性ループ13の両側縁部13aに嵌め込むことにより、ガイド板20がハブ11に仮組みされる。   In a state where the outer elastic loop 13 is elastically deformed, the bearings 30 of the pair of guide plates 20 are fitted into both axial ends forming a small diameter of the hub 11, and the peripheral portions of the pair of guide plates 20 are connected to the outer elastic loops. The guide plate 20 is temporarily assembled to the hub 11 by being fitted into the both side edges 13 a of 13.

次に、円盤形状の一対のベアリング押さえ32をハブ11の軸方向両端面に固定することにより、ガイド板20のループアッセンブリ10への組み込みが完了する。   Next, fixing the pair of disk-shaped bearing retainers 32 to both end surfaces in the axial direction of the hub 11 completes the incorporation of the guide plate 20 into the loop assembly 10.

上記のように一対のガイド板20をループアッセンブリ10に組み込んだ状態では、これらガイド板20がハブ軸線Lと直交している。ハブ11は、ベアリング30によりガイド板20に回転可能に支持されている。また、上記内側弾性ループ12は一対のガイド板20間に配置され、ガイド板20とはハブ軸線L方向に離れている。   In a state where the pair of guide plates 20 are incorporated in the loop assembly 10 as described above, these guide plates 20 are orthogonal to the hub axis L. The hub 11 is rotatably supported on the guide plate 20 by a bearing 30. The inner elastic loop 12 is disposed between the pair of guide plates 20 and is separated from the guide plate 20 in the hub axis L direction.

上記外側弾性ループ13は、その両側縁部13aがガイド板20の上部21および前後端部22,23の外周に接していて、水平方向に長く上下に潰れた形状に弾性変形されており、これに伴い、内側弾性ループ12も上下に潰れた楕円形状に弾性変形されている。   The outer elastic loop 13 has both side edges 13a in contact with the outer periphery of the upper portion 21 and the front and rear end portions 22 and 23 of the guide plate 20, and is elastically deformed into a shape that is horizontally crushed vertically. Accordingly, the inner elastic loop 12 is also elastically deformed into an elliptical shape crushed up and down.

上記構成をなすホイールが、従動輪の場合には、一方のガイド板20がボデイ1に固定されることにより、ボデイ1に取り付けられる。
ロボットが4輪の場合には、少なくとも前後いずれかのホイール2は駆動輪となるが、ホイール2が駆動輪の場合には、ボデイ1に搭載されたモータを含む駆動源の出力軸が一方のベアリング押さえ32に連結されるか、このベアリング押さえ32を貫通して、ハブ11の内周に連結される。他の態様として、ハブ11の一端部を延長してボデイ1内に突出させ、この延長端部と駆動源の出力軸を連結してもよい。
When the wheel having the above configuration is a driven wheel, one guide plate 20 is fixed to the body 1 to be attached to the body 1.
When the robot has four wheels, at least one of the front and rear wheels 2 is a driving wheel, but when the wheel 2 is a driving wheel, the output shaft of the driving source including the motor mounted on the body 1 is one of the wheels. It is connected to the bearing holder 32 or penetrates the bearing holder 32 and is connected to the inner periphery of the hub 11. As another mode, one end of the hub 11 may be extended and protruded into the body 1, and the extended end may be connected to the output shaft of the drive source.

上記構成において、ボデイ1側のモータを駆動させると、ハブ11が回転し、このハブ11の回転が内側弾性ループ12を介して外側弾性ループ13に伝達される。外側弾性ループ13は、接地するとともに、ガイド板20の周縁部の上部21および前後端部22,23の外周に接し擦れながら回転し、これにより、ロボットが走行する。ラグ18は接地面に食い込み、牽引力を提供する。   In the above configuration, when the motor on the body 1 side is driven, the hub 11 rotates, and the rotation of the hub 11 is transmitted to the outer elastic loop 13 via the inner elastic loop 12. The outer elastic loop 13 is grounded and rotates while being in contact with and rubbing the upper portion 21 of the peripheral portion of the guide plate 20 and the outer circumferences of the front and rear end portions 22 and 23, whereby the robot runs. The lug 18 bites into the ground plane and provides traction.

上記外側弾性ループ13は、一対のガイド板20により上下に潰れたほぼ楕円形状を維持される。そのため、接地面積が広く、月面の砂地等の軟弱地盤を掘ることなく、安定して走行することができ、砂塵の巻き上げも抑制することができる。   The outer elastic loop 13 is maintained in a substantially elliptical shape that is crushed up and down by a pair of guide plates 20. Therefore, the ground contact area is large, and it is possible to travel stably without digging soft ground such as sand on the moon surface, and it is possible to suppress the dust from being rolled up.

ロボットが軽量であったり月面のように重力が小さいために、ロボットの自重だけでは外側弾性ループ13が十分に潰れにくい場合でも、上記のようにガイド板20により外側弾性ループ13を強制的に水平に引っ張り上下に潰すので、十分な接地面積を確保できる。   Even if the outer elastic loop 13 is not easily crushed by the weight of the robot alone because the robot is light or the gravity is small like the moon surface, the outer elastic loop 13 is forcibly forced by the guide plate 20 as described above. Since it is pulled horizontally and crushed up and down, a sufficient ground contact area can be secured.

上述したように、外側弾性ループ13はガイド板20により上下に潰れた形状に弾性変形されており、これに伴ない上記内側弾性ループ12も弾性変形されているので、ループアッセンブリ13にはいわゆるプリロードが掛かっている。そのため、対荷重剛性が高く、走行中の荷重の変動に対してこれら弾性ループ12,13の弾性変形が少なくて済み、ロボットの高さの変動を抑えることができ、より一層安定した走行が可能である。   As described above, the outer elastic loop 13 is elastically deformed by the guide plate 20 so as to be crushed up and down, and the inner elastic loop 12 is also elastically deformed accordingly, so that the loop assembly 13 has a so-called preload. Is hanging. Therefore, the rigidity against load is high, the elastic deformation of the elastic loops 12 and 13 is small with respect to the fluctuation of the load during running, the fluctuation of the height of the robot can be suppressed, and a more stable running is possible. It is.

なお走行時において、各内側弾性ループ12は、上下に位置している時に固定箇所12a,12bを結ぶ線が短軸をなし、前後に位置している時に当該線が長軸をなすように、弾性変形を繰り返す。   When running, each inner elastic loop 12 is such that the line connecting the fixing points 12a and 12b forms a short axis when it is positioned up and down, and the line forms a long axis when it is positioned back and forth. Repeat elastic deformation.

上記ガイド板20は、弾性ループ12、13をハブ軸線Lと平行に維持し、ループアッセンブリ10の捩じれを防止する役割も担う。この捩じれ防止によって、より一層安定した走行が可能である。   The guide plate 20 maintains the elastic loops 12 and 13 in parallel with the hub axis L and also serves to prevent the loop assembly 10 from being twisted. By preventing the twisting, more stable traveling is possible.

本発明は、上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用することができる。例えば、上記構成のホイール2は、地球上の浮力のかかる深海の砂地や泥地等の軟弱地盤でも使用することができる。
接地ラグ18は無くてもよい。
ガイド板20は省いてもよい。この場合、ボデイ1の重量等でループアッセンブリ10が弾性変形するので、通常のホイールに比べて接地面積を広くすることができる。この場合には、弾性ループ12,13を等しい幅にしてもよい。
上記外側弾性ループ13は、ガイド板20の上部に接しなくてもよい。
内側弾性ループ12は、4個に限らず、3個または5個以上であってもよい。
天体で使用する場合、内側弾性ループ12および外側弾性ループは、宇宙線に強いポリイミドの薄板を用いてもよい。海底で使用する場合は水溶性でない樹脂やゴム、また金属との複合体を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various aspects can be adopted. For example, the wheel 2 having the above-described configuration can be used even on soft ground such as deep sea sandy or swampy land where buoyancy on the earth is applied.
The ground lug 18 may be omitted.
The guide plate 20 may be omitted. In this case, since the loop assembly 10 is elastically deformed by the weight of the body 1 or the like, the ground contact area can be increased as compared with a normal wheel. In this case, the elastic loops 12 and 13 may have the same width.
The outer elastic loop 13 may not contact the upper part of the guide plate 20.
The number of the inner elastic loops 12 is not limited to four, and may be three or five or more.
When used with a celestial body, the inner elastic loop 12 and the outer elastic loop may use polyimide thin plates that are resistant to cosmic rays. When used on the seabed, non-water-soluble resins and rubbers, or composites with metals may be used.

本発明のホイールは、砂地等の軟弱地盤の走行のために用いることができ、月面等の天体での走行に用いることもできる。   The wheel of the present invention can be used for running on soft ground such as sand, and can also be used for running on celestial bodies such as the moon.

10 ループアッセンブリ
11 ハブ
12 内側弾性ループ
13 外側弾性ループ
18 接地ラグ
20 ガイド板
22,23 前後端部
30 ベアリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Loop assembly 11 Hub 12 Inner elastic loop 13 Outer elastic loop 18 Grounding lug 20 Guide plates 22, 23 Front and rear end portions 30 Bearing

Claims (5)

ハブと、このハブの外周に等間隔をおいて固定された複数の内側弾性ループと、これら複数の内側弾性ループを囲み各内側弾性ループに外接して固定された外側弾性ループとを備え、外側弾性ループが接地することを特徴とする走行用ホイール。   A hub, a plurality of inner elastic loops fixed at equal intervals on the outer periphery of the hub, and an outer elastic loop that surrounds the plurality of inner elastic loops and is fixed to be in contact with each inner elastic loop. A traveling wheel characterized in that an elastic loop is grounded. さらに、上記ハブの軸線と直交するとともに水平方向に長く延びる一対のガイド板を備え、
上記ハブがこれらガイド板に回転可能に支持され、上記内側弾性ループがこれらガイド板間に配置され、
上記外側弾性ループは、上記ハブの軸線方向の両側縁部が上記一対のガイド板の水平方向両端部に外接して水平方向に長くなるように弾性変形された状態で、回転することを特徴とする請求項1に記載の走行用ホイール。
And a pair of guide plates that are orthogonal to the axis of the hub and extend in the horizontal direction.
The hub is rotatably supported by the guide plates, and the inner elastic loop is disposed between the guide plates,
The outer elastic loop rotates in a state in which both side edges in the axial direction of the hub are elastically deformed so as to circumscribe the horizontal ends of the pair of guide plates and become longer in the horizontal direction. The traveling wheel according to claim 1.
上記外側弾性ループおよび内側弾性ループが弾性帯板からなり、外側弾性ループは、内側弾性ループより幅広で、その両側縁部が内側弾性ループからハブの軸線方向に突出していることを特徴とする請求項2に記載の走行用ホイール。   The outer elastic loop and the inner elastic loop are made of elastic strips, the outer elastic loop is wider than the inner elastic loop, and both side edges protrude from the inner elastic loop in the axial direction of the hub. Item 3. The traveling wheel according to Item 2. 上記弾性帯板が金属製の帯板からなることを特徴とする請求項3に記載の走行用ホイール。   The traveling wheel according to claim 3, wherein the elastic band plate is made of a metal band plate. 上記外側弾性ループの外周に間隔をおいてラグが設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の走行用ホイール。   The traveling wheel according to any one of claims 1 to 4, wherein a lug is provided on the outer periphery of the outer elastic loop with an interval.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101486009B1 (en) * 2013-01-29 2015-01-28 한국과학기술연구원 Driving Wheel of Robot moving along the wire and Robot having the same
JP2016182863A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 国立大学法人信州大学 Wheel
EP3132998A4 (en) * 2014-02-05 2017-11-01 Kazuo Kagami Wheel and moving device
JP2021031057A (en) * 2019-08-29 2021-03-01 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー Non-pneumatic tires with flexible loop spokes and how to form them
CN113002244A (en) * 2021-03-16 2021-06-22 重庆大学 Deep space exploration bouncing robot

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111806585B (en) * 2020-06-24 2021-12-21 浙江大学 A worm-like crawling soft robot driven by chemical exothermic reaction

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1365181A (en) * 1918-09-10 1921-01-11 Marzak Frank Aeroplane landing-wheel
GB171567A (en) * 1920-09-27 1921-11-24 William Edward Wright Improvements in and relating to resilient wheels for motor and the like driven vehicles
CH110864A (en) * 1924-10-20 1925-07-01 Luca Francisco De Elastic wheel.
GB1086940A (en) * 1965-03-09 1967-10-11 Luigi Musola An auxiliary wheel for increasing traction between a wheeled vehicle and the ground
JPS59216703A (en) * 1983-05-25 1984-12-06 Tatsuo Harada Wheel
JPS6236604U (en) * 1985-08-23 1987-03-04

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1365181A (en) * 1918-09-10 1921-01-11 Marzak Frank Aeroplane landing-wheel
GB171567A (en) * 1920-09-27 1921-11-24 William Edward Wright Improvements in and relating to resilient wheels for motor and the like driven vehicles
CH110864A (en) * 1924-10-20 1925-07-01 Luca Francisco De Elastic wheel.
GB1086940A (en) * 1965-03-09 1967-10-11 Luigi Musola An auxiliary wheel for increasing traction between a wheeled vehicle and the ground
JPS59216703A (en) * 1983-05-25 1984-12-06 Tatsuo Harada Wheel
JPS6236604U (en) * 1985-08-23 1987-03-04

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101486009B1 (en) * 2013-01-29 2015-01-28 한국과학기술연구원 Driving Wheel of Robot moving along the wire and Robot having the same
EP3132998A4 (en) * 2014-02-05 2017-11-01 Kazuo Kagami Wheel and moving device
JP2016182863A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 国立大学法人信州大学 Wheel
JP2021031057A (en) * 2019-08-29 2021-03-01 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー Non-pneumatic tires with flexible loop spokes and how to form them
JP7653777B2 (en) 2019-08-29 2025-03-31 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー NON-PNEUMATIC TIRE HAVING FLEXIBLE LOOP SPOKES AND METHOD OF FORMING THE SAME - Patent application
CN113002244A (en) * 2021-03-16 2021-06-22 重庆大学 Deep space exploration bouncing robot

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