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JP2003048179A - Deformable moving device composed of multiple gear units - Google Patents

Deformable moving device composed of multiple gear units

Info

Publication number
JP2003048179A
JP2003048179A JP2002141090A JP2002141090A JP2003048179A JP 2003048179 A JP2003048179 A JP 2003048179A JP 2002141090 A JP2002141090 A JP 2002141090A JP 2002141090 A JP2002141090 A JP 2002141090A JP 2003048179 A JP2003048179 A JP 2003048179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
gear
moving device
gear type
units
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002141090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Tokashiki
浩樹 渡嘉敷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Corp filed Critical Japan Science and Technology Corp
Priority to JP2002141090A priority Critical patent/JP2003048179A/en
Publication of JP2003048179A publication Critical patent/JP2003048179A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】広い空間から狭い空間へくぐり抜けることがで
きる変形可能な移動装置を提供する。 【解決手段】回転機能とブレーキ機能を有する歯車型ユ
ニットA〜Fを、平面上で複数個組み合わせて、前記各
ユニットのブレーキと回転を適宜制御することで平面上
を変形しながら高速に移動できる移動装置。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a deformable moving device which can pass through from a wide space to a narrow space. Kind Code: A1 A plurality of gear units A to F having a rotation function and a braking function are combined on a plane, and by appropriately controlling the brake and rotation of each unit, it is possible to move at high speed while deforming the plane. Moving equipment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、広い空間から狭い空間
へくぐり抜けることができる変形可能な移動装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deformable moving device which can pass through a wide space to a narrow space.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ロボットの移動装置には車輪
型、脚型、両者の特性を持つハイブリット型がある。車
輪型は高速かつ高効率な移動が可能なことから、移動装
置の中で最も多く利用されている装置である。
2. Description of the Related Art Generally, there are two types of robot moving devices, a wheel type, a leg type, and a hybrid type having both characteristics. The wheel type is the most widely used moving device because it can move at high speed and with high efficiency.

【0003】脚型は、歩行による移動様式であり、車輪
型移動装置では対応困難な複雑な地形の移動が可能であ
り、また、2つの移動装置の複合形態であるハイブリッ
ト型は、各々の特性を生かした高機能な移動装置として
研究開発中である。
The leg type is a mode of movement by walking, and it is possible to move on complicated terrain that is difficult to cope with with a wheel type moving device, and the hybrid type, which is a composite form of two moving devices, has respective characteristics. Research and development is underway as a high-performance mobile device that makes the most of this.

【0004】しかし、これら既存の移動装置は変形不可
能な定形型であるため、作業環境に制限を受ける。例え
ば、掃除ロボットによる清掃作業を例にとると、家具の
隙間や植木鉢の陰などのように、複雑な狭窄空間に入り
込んでの作業が行えない。そこで、自由な変形が可能な
移動装置を必要としているのが現状である。
However, since these existing moving devices are of a fixed type that cannot be deformed, the working environment is limited. For example, taking a cleaning operation by a cleaning robot as an example, it is impossible to perform the operation in a complicated narrow space such as a gap between furnitures or a shade of a flowerpot. Therefore, at present, a moving device that can be freely deformed is needed.

【0005】従来、このような複雑な狭窄空間に入り込
む不定型移動装置として、柔軟構造ロボット(軟性機
械)、すなわちアメ−バに代表される不定型生物の移動
原理や知覚メカニズムを応用した研究・開発したものが
ある。〔例えば、形状記憶合金を用いたアメ−バ状ロボ
ットに関する基礎研究・・・日本機械学会北海道支部第
37回講演会講演論文集 No972−1(1997−
9.27)等〕
Conventionally, as an atypical type moving device that enters such a complicated constricted space, a research applying a movement principle and a perceptual mechanism of a flexible structure robot (flexible machine), that is, an atypical type organism represented by an ameba. There is something developed. [For example, basic research on ammo robots using shape memory alloys ... Proceedings of the 37th lecture meeting of the Japan Society of Mechanical Engineers Hokkaido Branch No. 972-1 (1997-)
9.27) etc.]

【0006】しかし、このようなものでは、移動装置と
して捉えた場合、移動速度が遅く構造が複雑であるとい
う致命的な欠点がある。
However, such a device has a fatal defect that the moving speed is slow and the structure is complicated when it is regarded as a moving device.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の欠点
を解決したもので、本願発明の移動装置は移動速度が高
速で、機構が単純で、製作費が安価である移動機構を得
ることを目的としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the drawbacks of the prior art, and the moving device of the present invention has a high moving speed, a simple mechanism, and a low manufacturing cost. It is intended for.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用
した技術手段は、回転機能とブレ−キ機能を有する歯車
型ユニットを、平面上で複数組み合わせて、前記各ユニ
ットのブレ−キと回転を適宜制御することで平面上を変
形しながら高速に移動できる移動装置である。また、複
数の歯車型ユニットを弾性材で拘束したことを特徴とす
る移動装置である。また、多極着磁した磁石をユニット
内部に組み込み、磁石同士の吸引力でユニット群を拘束
することを特徴とする移動装置である。また、歯車ユニ
ットは上段テ−ブルと下段テ−ブルとで構成し、上段テ
−ブル、下段テ−ブルは共に一対の外側テ−ブルと内側
テ−ブルからなり、上段テ−ブルの外側歯車と内側歯車
は互いに独立して回転可能に連結し、また、上段テ−ブ
ルの内側歯車と下段テ−ブルの外側歯車と内側歯車は一
体の固定状態にし、更に下段テ−ブルの内側歯車の下方
には電磁ブレ−キを設けた移動装置である。また、複数
の歯車型ユニットで構成し、上段、下段テ−ブルの外側
歯車同士を噛み合わせ、更に、噛み合わせた上段テ−ブ
ルの外側歯車同士と、上段テ−ブルの内側歯車同士と、
下段テ−ブルの内側歯車同士とに拘束具で拘束した移動
装置である。また、歯車型ユニットを3個以上とし、弾
性体で拘束することを特徴とした移動装置である。ま
た、歯車型ユニットを3個以上とし、ユニット内部に組
み込まれた多極着磁永久磁石同士の吸引力でユニット群
を拘束することを特徴とした移動装置である。また、各
歯車型ユニット毎に作業機能を有することを特徴とする
移動装置である。また、移動装置は、各歯車型ユニット
が、団子のような群の塊を保持して変形移動を行なうこ
とを条件とし、以下の動作でもって移動可能とした制御
方法による。 動作1.目標位置から最大距離のユニットを駆動する。 動作2.目標位置に近づく方向へ、隣接ユニットを軸に
回転運動を行う。 動作3.静止ユニットに接触するまで回転運動を行う。 但し、隣接ユニットが複数存在する場合は以下の条件に
従うものとする。 条件a.軸となる静止ユニットは、目標位置に近い方の
ユニットとする。 条件b.すでに進行方向にユニットが存在するため、回
転運動を行えない場合は、順次近い方のユニットに軸を
変更する。
Therefore, in the technical means adopted by the present invention, a plurality of gear type units having a rotating function and a breaking function are combined on a plane to form a brake for each unit. It is a moving device that can move at high speed while deforming on a plane by appropriately controlling rotation. Further, the moving device is characterized in that a plurality of gear type units are constrained by an elastic material. Further, the moving device is characterized in that magnets magnetized with multiple poles are incorporated into the unit, and the unit group is restrained by the attraction force between the magnets. The gear unit is composed of an upper table and a lower table. Both the upper table and the lower table are composed of a pair of outer table and inner table, and the outer table is outside the upper table. The gear and the inner gear are rotatably connected to each other independently, and the inner gear of the upper table and the outer gear and inner gear of the lower table are integrally fixed, and the inner gear of the lower table is further fixed. Below is a moving device provided with an electromagnetic brake. In addition, it is composed of a plurality of gear type units, the outer gears of the upper and lower tables are meshed with each other, and further, the outer gears of the meshed upper table and the inner gears of the upper table are meshed with each other.
This is a moving device in which the inner gears of the lower table are restrained by restraints. Further, the moving device is characterized by having three or more gear type units and restraining them with an elastic body. Further, the moving device is characterized in that the number of gear type units is three or more, and the unit group is constrained by the attractive force of the multi-pole magnetized permanent magnets incorporated in the unit. Further, the moving device is characterized in that each gear type unit has a work function. Further, the moving device is based on a control method in which each gear type unit is movable by the following operations, on condition that each gear type unit holds a lump of a group such as a dumpling and performs a deforming movement. Action 1. Drive the unit at the maximum distance from the target position. Operation 2. Rotation is performed around the adjacent unit in the direction of approaching the target position. Operation 3. Rotate until it contacts the stationary unit. However, if there are multiple adjacent units, the following conditions shall be complied with. Condition a. The stationary unit that serves as the axis is the unit closer to the target position. Condition b. If there is already a unit in the traveling direction, if the rotary motion cannot be performed, the axis is sequentially changed to the closer unit.

【0009】[0009]

【実施の形態】図1は本発明の第1実施形態としての移
動装置が変形して狭窄空間をくぐり抜ける概念図、第2
図は同形態の移動原理図、図3は制御方法をシミュレ−
タにより3つの歯車型ユニットが移動する様子、図4は
具体的な移動装置の1つの歯車型ユニットの一実施例、
図5は2つの歯車型ユニットを連結して移動装置とした
図、図6は試作機外観図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a conceptual diagram in which a moving device as a first embodiment of the present invention deforms to pass through a constricted space.
The figure shows the principle of movement in the same form. Figure 3 shows the control method.
Of the movement of three gear type units by the rotor, FIG. 4 shows an example of one gear type unit of a concrete moving device,
FIG. 5 is a diagram in which two gear type units are connected to form a moving device, and FIG. 6 is an external view of the prototype.

【0010】図1に示すように、本発明の移動装置の移
動経路に狭窄部分があった場合、本発明は形状が不定形
に変形できるので、その形をかえてその狭窄部分をくぐ
り抜けることができる。
As shown in FIG. 1, when the moving device of the present invention has a constricted portion in the movement path, the present invention can deform the shape indefinitely, and therefore the shape can be changed to pass through the constricted portion. it can.

【0011】図2は本発明の移動原理を示すもので、移
動装置は7つの歯車型ユニットA〜Gからなり、これら
歯車型ユニットA〜Gは、回転機構とブレ−キ機構を備
えている。
FIG. 2 shows the moving principle of the present invention. The moving device is composed of seven gear type units A to G, and these gear type units A to G are provided with a rotating mechanism and a breaking mechanism. .

【0012】そして、歯車型ユニットGを中心に環状に
歯車型ユニットA、B、C、D、EFと噛み合わせ、そ
れら複数の歯車型ユニットA、B、C、D、E、Fを、
運動を妨害しない程度の弾性材Hで拘束して群を形成す
る。
Then, the gear type unit G is engaged with the gear type units A, B, C, D, and EF in an annular shape, and the plurality of gear type units A, B, C, D, E, and F are
A group is formed by restraining with an elastic material H that does not interfere with the movement.

【0013】次に形成された群の移動する過程について
説明する。まず図2(a)を初期状態とし、群全体が太
矢印の方向に移動すると仮定する。歯車型ユニットA、
B以外の歯車型ユニットC、D、E、Fは、ブレ−キの
かかった状態である。
Next, the process of moving the formed group will be described. First, it is assumed that FIG. 2A is the initial state and the entire group moves in the direction of the thick arrow. Gear type unit A,
The gear type units C, D, E, and F other than B are in a state of being subjected to a brake.

【0014】今、進行方向とは逆側の群の外側に位置す
る歯車型ユニットAを時計回り、歯車型ユニットBを反
時計回りに駆動すると、歯車型ユニットAは回転しなが
らブレ−キのかかった歯車型ユニットFの、また歯車型
ユニットBはブレ−キのかかった歯車型ユニットCの外
側に沿って移動する。
Now, when the gear type unit A located outside the group on the side opposite to the traveling direction is driven clockwise and the gear type unit B is driven counterclockwise, the gear type unit A rotates and the brake The gear-type unit F and the gear-type unit B which are applied move along the outside of the gear-type unit C which is applied the brake.

【0015】以降、任意の歯車型ユニットの回転運動を
繰り返すことにより、群全体として変形を伴いながら図
2(b)、(c)に示すように移動を行うものである。
After that, by repeating the rotational movement of an arbitrary gear type unit, the group as a whole is moved while being deformed as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c).

【0016】図2では7つの歯車型ユニットのみの組み
合わせとなっているが、歯車型ユニットを小型化した上
で、数十、数百と連結すれば更に精微な変形が可能にな
In FIG. 2, only seven gear type units are combined, but if the gear type units are downsized and connected to several tens and several hundreds, even finer deformation is possible.

【0017】次に複数ユニットを効率よく制御するため
の手法について説明する。3ユニットの場合についてP
C(PentiumIII,500MHz)画面上でシ
ミュレ−ション実験を行ってその動きを確認した結果が
図3である。
Next, a method for efficiently controlling a plurality of units will be described. P for 3 units
FIG. 3 shows the result of confirming the movement of the simulation experiment performed on the C (Pentium III, 500 MHz) screen.

【0018】制御方法としては、操作者が群れ全体に対
して(ユニット個々に対してではない)進行方向、速度
を命令する集中制御方式とし、また、ひも状に1列にな
ることなく、たえず団子のような群の塊を保持して変形
移動を行なうことを条件とした。群の塊を保つ意義は、
拘束具である弾性材に必要以上に張力をかけないこと、
また、ユニットの故障等の不慮の事故に対してロバスト
性が強くなると考えるからである。
The control method is a centralized control method in which the operator commands the traveling direction and the speed for the entire group (not for each unit), and the string is not always formed in a single row, The condition was that deformation and movement were carried out while holding the mass of the group such as dumplings. The significance of keeping a mass of groups is
Do not apply excessive tension to the elastic material that is the restraint,
Moreover, it is considered that the robustness against the accident such as the unit failure is enhanced.

【0019】制御プログラムとしては、各ユニットに初
期位置(ユニットの中心座標)を予め与え、操作者が任
意に目標位置を指示すると、ユニット群は行動を始め
る。静止ユニットを軸とした駆動ユニットの回転運動を
一のセットとし、一連の動作を以下の流れで繰り返し
て、ユニット群は変形移動を行う。
As a control program, an initial position (center coordinate of the unit) is given to each unit in advance, and when the operator arbitrarily designates a target position, the unit group starts to act. The rotary motion of the drive unit with the stationary unit as an axis is set as one set, and a series of operations is repeated in the following flow to deform and move the unit group.

【0020】動作1.目標位置から最大距離のユニット
を駆動する。 動作2.目標位置に近づく方向へ、隣接ユニットを軸に
回転運動を行う。 動作3.静止ユニットに接触するまで回転運動を行う。 但し、隣接ユニットが複数存在する場合は以下の条件に
従うものとする。 条件a.軸となる静止ユニットは、目標位置に近い方の
ユニットとする。 条件b.すでに進行方向にユニットが存在するため、回
転運動を行えない場合は、順次近い方のユニットに軸を
変更する。
Operation 1. Drive the unit at the maximum distance from the target position. Operation 2. Rotation is performed around the adjacent unit in the direction of approaching the target position. Operation 3. Rotate until it contacts the stationary unit. However, if there are multiple adjacent units, the following conditions shall be complied with. Condition a. The stationary unit that serves as the axis is the unit closer to the target position. Condition b. If there is already a unit in the traveling direction, if the rotary motion cannot be performed, the axis is sequentially changed to the closer unit.

【0021】そして、ユニットに必要な機能として、以
下にまとめた。 A.回転機能 B.ブレ−キ機能 C.接触情報取得機能 D.目標位置取得機能 E.隣接ユニット数とその位置関係の把握
The functions required for the unit are summarized below. A. Rotation function B. Break function C. Contact information acquisition function D. Target position acquisition function E. Understanding the number of adjacent units and their positional relationship

【0022】まず、目標位置から最大距離のユニットA
が駆動される(初期状態(I))。ユニットAは隣接する
ユニットのうち目標位置にユニットを軸に回転運動を行
い(II)、静止ユニットBに接触した時点で停止する
(III )。次に、この時点で目標位置から最大距離のユ
ニットBが回転を始め(IV)、静止ユニットに接触する
まで運動を続ける(V )。以下、同様の運動を繰り返
し、目標位置までの移動を行う(VI)。このシミュレ−
ションによって移動することが確認できた。
First, the unit A at the maximum distance from the target position
Is driven (initial state (I)). The unit A performs a rotational movement around the unit at the target position among the adjacent units (II), and stops when it contacts the stationary unit B (III). Next, at this point, the unit B at the maximum distance from the target position starts to rotate (IV) and continues to move until it contacts the stationary unit (V). After that, the same motion is repeated to move to the target position (VI). This simulator
I was able to confirm that it would move depending on the option.

【0023】図4は具体化した1個の歯車型ユニットで
ある。この歯車型ユニットは、上段テ−ブルT1は、外
側歯車1と内側歯車2、下段回転テ−ブルT2は外側歯
車3と内側歯車4とそれぞれ2つの部品からなってお
り、それぞれの外側歯車と内側歯車は独立した回転が可
能である。
FIG. 4 shows a single gear-type unit embodied. In this gear type unit, an upper table T1 is composed of an outer gear 1 and an inner gear 2, and a lower rotation table T2 is composed of an outer gear 3 and an inner gear 4 respectively. The inner gear can rotate independently.

【0024】そして、内側歯車2と外側歯車3は固定さ
れており、外側歯車1中央に配置されたモ−タ−Mの回
転は、内側歯車2、外側歯車3と回転させる。ブレ−キ
機構として、下段回転テ−ブルT2のと内側歯車4に電
磁石5を装着する。
The inner gear 2 and the outer gear 3 are fixed, and the rotation of the motor M arranged in the center of the outer gear 1 causes the inner gear 2 and the outer gear 3 to rotate. As a breaking mechanism, an electromagnet 5 is attached to the lower rotation table T2 and the inner gear 4.

【0025】次に図5は2個の歯車型ユニットA、Bを
組み合わせた移動装置を示したもので、歯車型ユニット
A、Bの外側歯車1Aと1Bは噛み合っており、更に拘
束具K1で外側歯車1Aと1B、拘束具K2で内側歯車
2Aと2B、4Aと4Bをそれぞれ拘束しており、ま
た、鉄板で形成された地面g上で、前記電磁石5A、5
Bのオンオフ制御により適宜歯車型ユニットA、Bをブ
レ−キ状態とできるものである。
Next, FIG. 5 shows a moving device in which two gear type units A and B are combined. The outer gears 1A and 1B of the gear type units A and B are meshed with each other, and a restraint K1 is used. The outer gears 1A and 1B and the inner gears 2A and 2B, 4A and 4B are respectively restrained by the restraint K2, and the electromagnets 5A, 5A and 5B are placed on the ground g formed of an iron plate.
By controlling the on / off of B, the gear type units A and B can be appropriately brought into the break state.

【0026】この際鉄板吸着時に下段回転テ−ブルT2
の内側歯車4が空回りしないよう下段回転テ−ブルT2
の外側歯車3と内側歯車4を固定している。
At this time, when the iron plate is adsorbed, the lower rotation table T2 is used.
Lower rotation table T2 to prevent the inner gear 4 from spinning
The outer gear 3 and the inner gear 4 are fixed.

【0027】そして、歯車型ユニットBを電磁石5Bに
より固定状態にしておいて、歯車型ユニットAのモ−タ
−MAを回転させると、モ−タ−MAの回転は内側歯車
2A(外側歯車1Aには伝わらない)、外側歯車3A、
内側歯車4Aに伝わり、歯車型ユニットAは歯車型ユニ
ットBの回りを自転しつつ公転し移動する。
When the gear type unit B is fixed by the electromagnet 5B and the motor MA of the gear type unit A is rotated, the rotation of the motor MA is performed by the inner gear 2A (the outer gear 1A). Outer gear 3A,
Transmitted to the inner gear 4A, the gear type unit A revolves around the gear type unit B while revolving around.

【0028】この運動を交互に行なうことによりユニッ
ト全体移動できるのである。図5のような2ユニットの
場合は拘束材の長さは不変であるので伸縮自在とする必
要はない。3体以上の場合は必要である。
By alternately performing this movement, the entire unit can be moved. In the case of two units as shown in FIG. 5, the length of the restraint member does not change, so it is not necessary to make it stretchable. Required if 3 or more.

【0029】また、モ−タ−及び電磁石はコンピュ−タ
−によって操作者によって遠隔制御を可能にしてある。
図6は試作機外観の写真である。
Further, the motor and the electromagnet can be remotely controlled by an operator by a computer.
Figure 6 is a photograph of the appearance of the prototype.

【0030】つづいて本発明に係る第2実施形態の説明
をすると、図7は歯車を噛み合わせるために磁石を用い
た装置の斜視図、図8は通常の2極磁石を用いた場合の
問題点の説明図、図9は6極着磁磁石の斜視図、図10
は6極着磁磁石の構成図、図11は6極着磁磁石を組み
込んだ歯車型ユニットである。
Next, the second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 7 is a perspective view of an apparatus using a magnet for meshing gears, and FIG. 8 is a problem when a normal two-pole magnet is used. FIG. 9 is a perspective view of a 6-pole magnetized magnet, FIG.
Is a configuration diagram of a 6-pole magnetized magnet, and FIG. 11 is a gear type unit incorporating the 6-pole magnetized magnet.

【0031】第1実施形態では、複数の歯車型ユニット
を噛み合わせるための内力発生手法として、ユニット群
全体をゴムのような弾性材で拘束した。しかし、この手
法では弾性材は常に凸型の多角形を保ために、群全体と
して凹型の変形を伴う場合(例えば図2(b)参照)、
弾性材は凹型の対応できない。
In the first embodiment, as an internal force generating method for engaging a plurality of gear type units, the entire unit group is restrained by an elastic material such as rubber. However, in this method, since the elastic material always maintains a convex polygon, when the group as a whole involves a concave deformation (see, for example, FIG. 2B),
The elastic material cannot be concave.

【0032】この問題を解決するために、他のユニット
型移動ロボットに関する類似研究においては、多数の電
磁石や形状記憶合金、より複雑な仕組みを持つユニット
結合装置を用いる方法が考えられるが、いずれの方法も
装置が大きくなってしまったり、非常に高価になってし
まうという問題がある。
In order to solve this problem, in a similar study on other unit type mobile robots, a method using a large number of electromagnets, shape memory alloys, and a unit coupling device having a more complicated mechanism can be considered. The method also has a problem that the device becomes large or becomes very expensive.

【0033】そこで磁力を用いた内力発生手段を提供す
る。この内力発生手段の基本的なアイディアを図7を参
照して説明する。各ユニットに円筒型の永久磁石を内蔵
し、それらの引力によって歯車を噛み合わせる仕組みで
ある。しかし、図8に示すように通常の2極磁石を用い
た場合、ユニットが3個以上になると隣り合うユニット
に斥力が生じてしまうため、うまく変形を行えないケー
スが生じる。そこで特殊な加工を施した磁石を用いるこ
とで上記問題の解決を図る。
Therefore, an internal force generating means using magnetic force is provided. The basic idea of this internal force generating means will be described with reference to FIG. This is a mechanism in which a cylindrical permanent magnet is built into each unit and the gears are engaged by the attractive force of them. However, as shown in FIG. 8, when a normal two-pole magnet is used, when the number of units is three or more, a repulsive force is generated in the adjacent units, and thus there are cases in which deformation cannot be performed well. Therefore, the above problem is solved by using a magnet that is specially processed.

【0034】図9のように、円筒を扇形に6等分し、N
SNSNSと交互に着磁を行い(6極着磁)、この磁石
を内蔵した各ユニットをN極とS極が接するように配置
すると、いかなる状態においても、常に隣り合うユニッ
ト間で引力が働くようにできる(図10参照)。同一径
の歯車(円筒)外周に接することが出来るユニットは最
大でも6個なので、6極着磁を行っている。
As shown in FIG. 9, the cylinder is divided into six fan-shaped parts, and N
Magnetization is performed alternately with SNSS (6 pole magnetization), and if each unit containing this magnet is arranged so that the N pole and the S pole are in contact with each other, an attractive force always works between adjacent units in any state. (See FIG. 10). The maximum number of units that can contact the outer circumference of a gear (cylindrical) having the same diameter is 6, so 6-pole magnetization is performed.

【0035】一つのユニットは上下2段の回転テーブル
で構成され、その間に6極着磁した磁石を固定してい
る。ユニット3体からなる装置外観を図11に示す。各
ユニット間の歯車が噛み合うだけの十分な引力の発生を
確認できた。また運動の基本となるユニット回転も確認
した。
One unit is composed of two upper and lower rotary tables, and a magnet with 6 poles is fixed between them. FIG. 11 shows the appearance of the device composed of three units. It has been confirmed that sufficient attractive force is generated so that the gears between the units mesh with each other. We also confirmed the unit rotation, which is the basis of the exercise.

【0036】なお、上記実施形態はいずれも本発明を具
体化するための一例であり、本発明はその精神または主
要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実
施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単
なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
The above-described embodiments are merely examples for embodying the present invention, and the present invention can be carried out in any other forms without departing from the spirit or main characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be limitedly interpreted.

【0037】本発明を、例えば清掃ロボットに適用した
場合、空港ロビーのような広い平面上の掃除ロボット、
段差のない複雑なプラント内の作業ロボット、検査ロボ
ット、あるいは、壁面作業ロボットとして従来ロボット
よりも細かいところまで掃除が行えるようになる。
When the present invention is applied to a cleaning robot, for example, a cleaning robot on a wide plane such as an airport lobby,
As a work robot in a complex plant without steps, an inspection robot, or a wall work robot, it is possible to perform cleaning to a smaller part than a conventional robot.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明により、従来の定型型移動機構で
は適応が困難である狭窄空間屁の侵入が可能となる。ま
た、歯車機構を用いているために剛性が高く、機構が単
純で駆動の伝達が確実で、移動が高速にでき、更に安価
に制作ができる。
According to the present invention, it becomes possible to enter a stenosis space fart, which is difficult to be adapted by the conventional fixed type moving mechanism. Further, since the gear mechanism is used, the rigidity is high, the mechanism is simple, the drive transmission is reliable, the movement can be performed at high speed, and the production can be performed at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の移動装置が変形して狭窄空間をくぐり
抜ける概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram in which a moving device of the present invention deforms to pass through a constricted space.

【図2】本発明の移動原理図である。FIG. 2 is a diagram showing the principle of movement of the present invention.

【図3】制御方法をシミュレ−タにより3つの歯車型ユ
ニットが移動する様子である。
FIG. 3 is a state in which three gear type units are moved by a simulator in a control method.

【図4】具体的な移動装置の1つの歯車型ユニットの一
実施例である。
FIG. 4 is an example of one gear type unit of a specific moving device.

【図5】2つの歯車型ユニットを連結して移動装置とし
た図である。
FIG. 5 is a view showing a moving device by connecting two gear type units.

【図6】試作機外観図である。FIG. 6 is an external view of a prototype.

【図7】本発明の第2実施形態に係る歯車を噛み合わせ
るために磁石を用いた装置の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of an apparatus using a magnet for meshing a gear according to a second embodiment of the present invention.

【図8】通常の2極磁石を用いた場合の問題点の説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a problem when a normal two-pole magnet is used.

【図9】6極着磁磁石の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a 6-pole magnetized magnet.

【図10】6極着磁磁石の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a 6-pole magnetized magnet.

【図11】6極着磁磁石を組み込んだ歯車型ユニットの
斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of a gear type unit incorporating a 6-pole magnetized magnet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T1 上段テ−ブル 1 外側歯車 2 内側歯車 T2 下段テ−ブル 3 外側歯車 4 内側歯車 5 電磁石 H 拘束具 T1 upper table 1 Outer gear 2 inner gear T2 lower table 3 outer gear 4 inner gear 5 electromagnet H restraint

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転機能とブレ−キ機能を有する歯車型ユ
ニットを、平面上で複数組み合わせて、前記各ユニット
のブレ−キと回転を適宜制御することで平面上を変形し
ながら高速に移動できる移動装置。
1. A plurality of gear type units having a rotating function and a breaking function are combined on a plane, and the braking and rotation of each unit are appropriately controlled to move the plane at high speed while deforming the plane. A mobile device that can.
【請求項2】複数の歯車型ユニットを弾性材で拘束した
ことを特徴とする請求項1の移動装置。
2. The moving device according to claim 1, wherein a plurality of gear type units are constrained by an elastic material.
【請求項3】多極着磁した磁石をユニット内部に組み込
み、磁石同士の吸引力でユニット群を拘束することを特
徴とする請求項1に記載の移動装置。
3. The moving device according to claim 1, wherein a magnet having multi-pole magnetization is incorporated into the unit, and the unit group is constrained by the attraction force between the magnets.
【請求項4】歯車ユニットは上段テ−ブルと下段テ−ブ
ルとで構成し、上段テ−ブル、下段テ−ブルは共に一対
の外側テ−ブルと内側テ−ブルからなり、上段テ−ブル
の外側歯車と内側歯車は互いに独立して回転可能に連結
し、また、上段テ−ブルの内側歯車と下段テ−ブルの外
側歯車と内側歯車は一体の固定状態にし、更に下段テ−
ブルの内側歯車の下方には電磁ブレ−キを設けた請求項
1〜3のいずれかに記載の移動装置。
4. A gear unit is composed of an upper table and a lower table, and the upper table and the lower table both consist of a pair of outer table and inner table, and the upper table. The outer gear and the inner gear of the table are rotatably connected to each other independently, and the inner gear of the upper table and the outer gear and the inner gear of the lower table are integrally fixed, and further the lower table.
The moving device according to claim 1, wherein an electromagnetic brake is provided below an inner gear of the bull.
【請求項5】複数の歯車型ユニットで構成し、上段、下
段テ−ブルの外側歯車同士を噛み合わせ、更に、噛み合
わせた上段テ−ブルの外側歯車同士と、上段テ−ブルの
内側歯車同士と、下段テ−ブルの内側歯車同士とに拘束
具で拘束した請求項4の移動装置。
5. Outer gears of upper and lower tables made up of a plurality of gear type units meshing with each other, and further meshed outer gears of the upper table and inner gears of the upper table. The moving device according to claim 4, wherein the two gears and the inner gears of the lower table are restrained by a restraint.
【請求項6】歯車型ユニットを3個以上とし、弾性体で
拘束することを特徴とした請求項5の移動装置。
6. The moving device according to claim 5, wherein the number of gear type units is three or more, and the gear type units are restrained by an elastic body.
【請求項7】歯車型ユニットを3個以上とし、ユニット
内部に組み込まれた多極着磁永久磁石同士の吸引力でユ
ニット群を拘束することを特徴とした請求項5の移動装
置。
7. The moving device according to claim 5, wherein the number of gear type units is three or more, and the unit group is constrained by the attractive force of the multi-pole magnetized permanent magnets incorporated in the unit.
【請求項8】 各歯車型ユニット毎に作業機能を有する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の移動
装置。
8. The moving apparatus according to claim 1, wherein each gear type unit has a work function.
【請求項9】各歯車型ユニットが、団子のような群の塊
を保持して変形移動を行なうことを条件とし、以下の動
作でもって移動可能とした請求項1〜8のいずれかに記
載の装置の制御方法。 動作1.目標位置から最大距離のユニットを駆動する。 動作2.目標位置に近づく方向へ、隣接ユニットを軸に
回転運動を行う。 動作3.静止ユニットに接触するまで回転運動を行う。 但し、隣接ユニットが複数存在する場合は以下の条件に
従うものとする。 条件a.軸となる静止ユニットは、目標位置に近い方の
ユニットとする。 条件b.すでに進行方向にユニットが存在するため、回
転運動を行えない場合は、順次近い方のユニットに軸を
変更する。
9. The method according to claim 1, wherein each gear type unit is movable by the following operations on condition that a mass of a group such as a dumpling is held and deformed and moved. Control method of the device. Action 1. Drive the unit at the maximum distance from the target position. Operation 2. Rotation is performed around the adjacent unit in the direction of approaching the target position. Operation 3. Rotate until it contacts the stationary unit. However, if there are multiple adjacent units, the following conditions shall be complied with. Condition a. The stationary unit that serves as the axis is the unit closer to the target position. Condition b. If there is already a unit in the traveling direction, if the rotary motion cannot be performed, the axis is sequentially changed to the closer unit.
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