Water-Rescue Robot Vehicle with Variably Configured Segmented Wheels

Abstract

The highly maneuverable water-rescue robot vehicle we propose has variably configured segmented wheels (VCSW) that propel it over rough or muddy terrain, on water, or even underwater. The VCSW consist of six segments, a hub and spokes, and a drive wheel. The ends of segments are supported by the drive wheel and are pushed and towed by the spokes and eccentric hub based on wheel rotation. The direction and maximum deployment of segments are controlled by an eccentric vector of the hub, which is controlled by the combination of rotational angles of duplicate eccentric shafts. This motion catches on a slippery surface, e.g., a wet road, and produces a strong thrust on and under water. Under water, the vehicle must control forward and reverse speed, direction, depth, and inclination. The newly designed semiautomatic control automatically controls depth and inclination via the feedback of pressure and inclination information, and speed and direction are controlled manually by joysticks. Data required for control is acquired, calculated, and converted by a computer to rotation speed and eccentric vectors for each VCSW.

Users' attitudes toward service robots in South Korea

“…Markets for service robots exist in land, aerospace, and water industries and research fields. For example, water rescue robots are used for exploring the deep sea because this is an extremely challenging environment for humans (Micire, 2008;Okada et al, 2006). As another example, surgical robots are increasing being used in the hospital setting (Barbash and Glied, 2010;Gerhardus, 2003).…”

Practicality Evaluation of Noncircular Wheel “TFW” by a Wheeled Vehicle “SRIDER-II”

“…人間の生活空間内では様々な移動機構が用いられている． こうした移動機構の走行面の大半は整地であるため， その移動手段としては整地走行性能の高い車輪が用いられることが多い (1)(2) ．しかし，車輪には高い整地走行性能 を有する反面，踏破可能な段差高さが原理的に車輪直径の半分に満たないなど，段差踏破性能が低いという欠点 がある．そのため生活空間内においても，縁石や階段，ドア下の段差，部屋の仕切りなどによって走行範囲が限 定され，移動機構の使用に影響が生じる場合もある．近年ではバリアフリー化が促進され，生活空間内からの段 差の排除が試みられているが，社会に存在する全ての段差を無くすのは現実的に不可能である． このような背景から，高い整地走行性能と段差踏破性能を両立させた移動機構が数多く提案されている (3) ．例 えば，車輪ではなく脚やクローラを用いることで段差踏破性能を高めた移動機構 (4)- (8) ，整地は車輪で走行し，段 差はリンクを脚のように用いて踏破する移動機構 (1)(9)- (14) ，整地は車輪で走行し，車輪での走行が困難な地形では 跳躍を行う移動機構 (15) (16) ，整地は車輪で走行し，車輪の外部に配置した突起で段差踏破を行う移動機構 (17)- (19) など がある．しかし，このような移動機構が生活空間で普及しているとは言い難い．この原因は，提案された移動機 構を利用するためには車体そのものから専用設計を行う必要があり，また機構や制御が複雑であるため車体全体 が大型化・重量化・高コスト化しやすいためだと考えられる． そこで，従来の車輪型移動機構の車輪を交換するのみで段差踏破性能を高められ，さらに整地走行性能を維持 できる単純な構造の移動機構は実用性が高いのではないかと考えられる．こうしたコンセプトの移動機構として はスポークのみ，もしくは車輪外部に固定されたスポークを回転させることで段差を踏破する非円形車輪 (20)- (24) ， 地形に対して車輪が変形する事で不整地での走行性能を高めた低圧タイヤ (25)- (27) などがある．しかし，これらも生…”