具体实施方式

在下文中，参考附图，将详细描述本公开被应用于此的特定实施例。然而，本公开不限于以下实施例。此外，为了描述的清楚，适当地简化了以下描述和附图。

<第一实施例>

首先，将描述其中采用根据该实施例的伸缩机构的移动体的基本结构。图1是概略地示出根据该实施例的移动体的透视图。图2是概略地示出根据该实施例的移动体的侧视图。

如图1和图2所示，根据该实施例的移动体1包括伸缩机构2和驱动部3。伸缩机构2包括伸缩部4和基部5。伸缩部4是能够伸展/收缩的伸缩式筒形体，并且板6被例如设置在伸缩部4的上端部中，伸缩部4的细节将在以后描述。

基部5支撑伸缩部4，使得伸缩部4能够伸展/收缩，尽管基部5的细节将在以后描述。自由脚轮5a例如在基部5的下表面上被设置在前端部和后端部中。基部5例如可以被罩7覆盖。图1和图2各自用交替的一长两短划线指示了板6和罩7，从而使移动体1的结构变得清楚。

驱动部3包括左右驱动轮3a、马达(驱动源；未示出)等。左右驱动轮3a、马达等由基部5支撑。该移动体1通过例如彼此独立地旋转驱动左右驱动轮3a而前进、后退或转动。然后，伸缩部4在竖直方向上伸展或收缩，由此板6在竖直方向上移位。可以通过自主控制或者通过外部指令来操作移动体1。

接下来，将详细描述根据该实施例的伸缩机构2的结构。图3是示出根据该实施例的伸缩机构的透视图。图4是示出根据该实施例的伸缩机构的平面视图。图5是示出根据该实施例的伸缩机构的水平截面视图。图6是示出根据该实施例的伸缩机构的竖直截面视图。图7是用于描述根据该实施例的伸缩部的示意图。图8是示出根据该实施例的伸缩机构的主轴等的透视图。图9是示出根据该实施例的伸缩机构的丝杠轴的透视图。图10是示出根据该实施例的伸缩机构的带引导件的透视图。图11是示出根据该实施例的伸缩机构的第一带保持器的透视图。图12是示出根据该实施例的伸缩机构的第一辊保持部的透视图。图13是示出根据该实施例的伸缩机构的辊单元的透视图。

如上所述，根据该实施例的伸缩机构2包括伸缩部4和基部5，如图3到图6所示。如图7所示，伸缩部4包括第一带11和第二带12。第一带11沿着第一带11的相对的长边以基本相等的间隔设有接合销11a，其中第一带11例如是由钢制成的条形体。第二带12设有接合孔12a，使得沿着第二带12的相对的长边，接合孔12a对应于接合销11a的间距，其中第二带12的厚度等于第一带11的厚度，并且第二带12例如是由钢制成的条形体。

第二带12被预先布置在第一带11内侧，并且第一带11和第二带12被缠绕成螺旋形状，使得它们彼此偏移，从而形成伸缩部4。此时，第一带11的接合销11a朝向伸缩部4的内侧突出，第一带11的上边上的接合销11a与被布置成相对于第一带11向上移位的第二带12的下边上的接合孔12a接合，并且第一带11的下边上的接合销11a与被布置成相对于第一带11向下移位的第二带12的上边上的接合孔12a接合。

如图3到图6所示，基部5包括框架21、主轴(转动部)22、第一辊保持部23、丝杠轴(送出/拉回部)24、带引导件25、第一带保持器26、第二带保持器27、第二辊保持部28、第一辊单元29、第二辊单元30、第一驱动部31以及第二驱动部32。图3到图6各自用交替的一长两短划线示出了框架21，从而使伸缩机构2的结构变得清楚。

如图3所示，框架21包括第一板21a、第二板21b和支柱21c。第一板21a是具有基本平坦的上表面的板形体。第二板21b被布置在第一板21a上方，其中第二板21b是具有基本平坦的上表面的板形体。通孔在第二板21b中形成。支柱21c将第一板21a与第二板21b联接，其中支柱21c设置在第一板21a的边缘部中。

如图8所示，主轴22包括筒形部22a和从筒形部22a的下端部向外突出的凸缘部22b，并且主轴22的下端部由第一板21a可旋转地支撑。如图6所示，在其中使主轴22穿过框架21中的第二板21b的通孔的状态下，该主轴22中的筒形部22a的上端部从第二板21b向上突出。

如图8所示，第一辊保持部23是筒形体，并且在竖直方向上延伸的沟槽部23a在第一辊保持部23的外周表面上形成。沟槽部23a例如在第一辊保持部23的周向方向上以基本相等的间隔布置。第一辊保持部23被固定到主轴22中的筒形部22a的上端部。

如图9所示，丝杠轴24包括筒形部24a和凸缘部24b。沟槽部24c在筒形部24a的外周表面上形成，其中沟槽部24c具有第一带11的接合销11a被插入到其中的螺旋形状。凸缘部24b从筒形部24a的下端部向外突出。

然后，如图6所示，使主轴22的筒形部22a穿过丝杠轴24，并且在丝杠轴24能够相对于主轴22旋转的状态下，丝杠轴24被布置在主轴22的凸缘部22b和第一辊保持部23之间。

如图10所示，以筒形体作为其基本形式的带引导件25包括第一部分25a和第二部分25b，其中第一部分25a具有第一外径，第二部分25b具有小于第一外径的第二外径并且被布置在第一部分25a上方。

第二带12穿过那里的开口25c在带引导件25的第一部分25a中形成。第一带11穿过那里的开口25d在带引导件25的第二部分25b中形成。

然后，如图6所示，丝杠轴24的筒形部24a在带引导件25内侧穿过，并且带引导件25的下端部被固定到丝杠轴24的凸缘部24b。

因此，丝杠轴24和带引导件25能够围绕主轴22旋转。此时，与第二带12交迭的第一带11能够穿过的间隙在丝杠轴24的筒形部24a的外周表面和带引导件25的内周表面之间形成。

第一带保持器26容纳第二带12，该第二带12处于在其形成伸缩部4之前的状态下。如图11所示，第一带保持器26以带底的筒形体作为其基本形式，并且通孔26a在第一带保持器26的底部中形成。

然后，如图6所示，使带引导件25穿过第一带保持器26的通孔26a，并且在其中第一带保持器26能够相对于带引导件25旋转的状态下，第一带保持器26由丝杠轴24的凸缘部24b支撑。

第二带保持器27容纳第一带11，该第一带11处于其形成伸缩部4之前的状态下。第二带保持器27具有与第一带保持器26基本相同的形状，并且通孔27a在第二带保持器27的底部中形成。

如图6所示，第二带保持器27被布置在第一带保持器26上方。然后使带引导件25穿过第二带保持器27的通孔27a，并且在其中第二带保持器27能够相对于带引导件25旋转的状态下，第二带保持器27由在带引导件25中的第一部分25a和第二部分25b之间的台阶部支撑。

如图12所示，第二辊保持部28包括筒形部28a和凸缘部28b。筒形部28a的内径大于第一辊保持部23的外径，并且在竖直方向上延伸的沟槽部28c在筒形部28a的内周表面上形成。沟槽部28c例如在筒形部28a的周向方向上以基本相等的间隔布置。凸缘部28b被形成为使得它从筒形部28a的下端部向外突出。

然后，如图6所示，在其中使第一辊保持部23在第二辊保持部28内侧穿过的状态下，第二辊保持部28的凸缘部28b被固定到框架21的第二板21b。此时，如图5所示，第一辊保持部23的沟槽部23a和第二辊保持部28的沟槽部28c可以被布置为使得它们基本彼此相对。

如图13所示，第一辊单元29包括辊29a和固定工具29b。辊29a在竖直方向上对准，其中辊29a能够围绕在基本水平方向上延伸的旋转轴29c旋转。

固定工具29b在辊29a被布置在固定工具29b内侧的状态下经由旋转轴29c支撑辊29a，其中当从竖直方向看时固定工具29b被形成为基本C形。该第一辊单元29被装配到第一辊保持部23的沟槽部23a中并被固定到其中。

在因为其结构与第一辊单元29的结构相同所以省略了第二辊单元30的详细描述时，在竖直方向上对准的辊30a经由旋转轴30c被固定到固定工具30b，使得辊30a能够旋转。如图12所示，第二辊单元30被装配到第二辊保持部28的沟槽部28c中并被固定到其中。

此时，第一带11和第二带12能够在其中它们彼此交迭的状态下穿过的间隙在第一辊单元29的辊29a和第二辊单元30的辊30a之间形成，并且当从竖直方向看该间隙时，看到它基本与在丝杠轴24的筒形部24a的外周表面和带引导件25的内周表面之间的间隙交迭。

第一辊单元29的辊29a和第二辊单元30的辊30a被布置成使得当第一带11和第二带12在第一带11和第二带12彼此交迭的状态下穿过在第一辊单元29的辊29a和第二辊单元30的辊30a之间的间隙时，第一辊单元29的辊29a与第二带12的内周表面形成接触，并且第二辊单元30的辊30a与第一带11的外周表面形成接触。

如图6所示，第一驱动部31包括马达(第一驱动源)31a和驱动传递部31b。尽管在图6中未具体示出马达31a，但是马达31a由框架21的第二板21b支撑。驱动传递部31b包括小齿轮31c、滑轮31d以及带31e。

小齿轮31c被固定到马达31a的输出轴。滑轮31d是具有在其外周表面上形成的齿部的齿圈，并且滑轮31d的内周部被固定到带引导件25的上端部，使得它能够传递驱动力。带31e桥接小齿轮31c和滑轮31d，其中带31e是在其内周表面上形成有齿部的环形带。

如图6所示，第二驱动部32包括马达(第二驱动源)32a和驱动传递部32b。尽管未在图6中具体示出马达32a，但是马达32a由框架21的第一板21a支撑。驱动传递部32b包括小齿轮32c、齿圈(第一齿轮)32d、外齿部32e、行星齿轮32f以及带32g。

图14是用于描述在根据该实施例的伸缩机构中的第二驱动部的驱动传递部的透视图。图15是用于描述在根据该实施例的伸缩机构中的第二驱动部的驱动传递部的平面视图。图16是以放大方式示出在根据该实施例的伸缩机构中的第二驱动部的行星齿轮附近的区域的截面视图。

如图6所示，小齿轮32c被固定到马达32a的输出轴。如图6和图16所示，齿圈32d由主轴22的凸缘部22b可旋转地支撑，并且齿部在齿圈32d的外周表面和内周表面中的每一个上形成。外齿部32e在丝杠轴24的凸缘部24b的外周表面上形成。

如图14和图16所示，行星齿轮32f包括旋转轴32h、第一齿轮部(第二齿轮)32i和第二齿轮部(第三齿轮)32j。旋转轴32h沿竖直方向延伸，并且旋转轴32h的下端部由主轴22的凸缘部22b可旋转地支撑。如图14到图16所示，第一齿轮部32i与在齿圈32d的内周表面上形成的齿部接合，其中第一齿轮部32i是设置在旋转轴32h中的齿轮。

如图14和图16所示，第二齿轮部32j与在丝杠轴24的凸缘部24b中形成的外齿部32e接合，其中第二齿轮部32j是设置在旋转轴32h中的齿轮。在这种情况下，虽然在图14和图16中，第二齿轮部32j被布置在第一齿轮部32i上方，但是第二齿轮部32j可以被布置在第一齿轮部32i下方。

在上述的第一驱动部31和第二驱动部32中，当由第一驱动部31传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度等于由第二驱动部32传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度时，伸缩部4经由主轴22转动。当以上旋转速度彼此不同时，伸缩部4伸展或者收缩。

换言之，当用于由第一驱动部31旋转丝杠轴24的丝杠轴24的旋转速度等于用于由第二驱动部32旋转丝杠轴24的丝杠轴24的旋转速度时，伸缩部4经由主轴22转动。当以上旋转速度彼此不同时，伸缩部4伸展或者收缩。“旋转速度”由“+”和“-”指示，其中当从上方看移动体1时，“+”指示丝杠轴24在一个方向上的旋转，而“-”指示丝杠轴24在另一个方向上的旋转。

在这种情况下，第一驱动部31和第二驱动部32可以满足例如以下条件。因为伸缩部4的伸展/收缩运动是在主轴22的旋转量和丝杠轴24的旋转量之间的差异，所以它能够由以下的<表达式1>表达。

<表达式1>

v_p＝p(ω_s-ω_m)

符号v_p表示伸缩部4的伸展/收缩速度，p表示丝杠轴24的沟槽部24c的间距长度，ω_s表示丝杠轴24的旋转速度，并且ω_m表示主轴22的旋转速度。

此时，由于框架21相对于主轴22的旋转速度ω_p匹配主轴22的旋转速度，所它能够由以下的<表达式2>表达。

<表达式2>

ω_p＝ω_m

根据行星齿轮32f的关系，满足以下的<表达式3>。

<表达式3>

符号Z₁表示行星齿轮32f的第二齿轮部32j的齿数，Z_s表示在丝杠轴24的凸缘部24b中形成的外齿部32e的齿数，ω_y表示行星齿轮32f的旋转速度，ω_i表示齿圈32d的旋转速度，Z₂表示行星齿轮32f的第一齿轮部32i的齿数，并且Z_i表示在齿圈32d的内周表面上形成的齿部的齿数。

在这种情况下，假定满足<表达式4>。

<表达式4>

通过以上讨论，能够通过删除ω_y来推导<表达式5>。

<表达式5>

因此，当满足<表达式6>时，能够推导<表达式7>。

<表达式6>

<表达式7>

通过使用逆矩阵，可以满足<表达式8>。

<表达式8>

此外，根据静态关系，可以满足<表达式9>。

<表达式9>

符号τ_s表示输入到丝杠轴24的扭矩，τ_i表示输入到齿圈32d的扭矩，F_p表示伸缩部4的伸展/收缩力，并且T_P表示框架21相对于主轴22的输出扭矩。

当伸缩部4仅执行伸展/收缩运动时，如果满足以下条件<表达式10>和<表达式11>，则可以满足<表达式12>和<表达式13>。

<表达式10>

<表达式11>

<表达式12>

<表达式13>

在另一方面，当伸缩部4仅执行转动运动时，如果满足以下的条件<表达式14>和<表达式15>，则可以满足<表达式16>和<表达式17>。

<表达式14>

<表达式15>

<表达式16>

<表达式17>

因此，在伸缩部4的伸展/收缩运动和转动运动这两者中，第一驱动部31的马达31a的输出和第二驱动部32的马达32a的输出能够彼此组合。

由于以上假设的<表达式4>是为了当能够从第一驱动部31的马达31a和第二驱动部32的马达32a获得等效输出时获得以上关系，所以如果例如第一驱动部31的马达31a的输出不同于第二驱动部32的马达32a的输出，则可以不必需满足<表达式4>。

接下来，将描述当根据该实施例的伸缩机构2的伸缩部4伸展或者收缩时的操作。旋转驱动第一驱动部31的马达31a和第二驱动部32的马达32a，使得由第一驱动部31传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度变得不同于由第二驱动部32传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度，马达31a的旋转驱动力经由第一驱动部31的驱动传递部31b和带引导件25被传递到丝杠轴24，并且马达32a的旋转驱动力经由第二驱动部32的驱动传递部32b被传递到主轴22和丝杠轴24。

因此，丝杠轴24相对于主轴22差速地旋转，并且，丝杠轴24的该旋转导致在第一带11和第二带12被抽拉并被缠绕成螺旋形状时使伸缩部4伸展，或者导致在其中第一带11和第二带12彼此接合并且缠绕的状态被松开时使伸缩部4收缩。

此时，在根据该实施例的移动体1和伸缩机构2中，在伸缩部4的厚度方向上，伸缩部4的下部被第一辊单元29的辊29a和第二辊单元29的辊30a保持，由此可以防止伸缩部4的摆动。

接下来，将描述根据该实施例的伸缩机构2的伸缩部4转动时的操作。旋转驱动第一驱动部31的马达31a和第二驱动部32的马达32a，使得由第一驱动部31传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度变得等于由第二驱动部32传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度，从而经由第一驱动部31的驱动传递部31b和带引导件25将马达31a的旋转驱动力传递到丝杠轴24，并且经由第二驱动部32的驱动传递部32b将马达32a的旋转驱动力传递到主轴22和丝杠轴24。

因此，主轴22和丝杠轴24均等地旋转，主轴22、丝杠轴24、带引导件25以及伸缩部4一体地旋转，由此伸缩部4相对于基部5转动。

如上所述，根据该实施例的移动体1和伸缩机构2能够通过第一驱动部31和第二驱动部32实现伸缩部4的伸展/收缩运动和转动运动。另外，第一驱动部31的马达31a的输出和第二驱动部32的马达32a的输出彼此组合，从而可以实现伸缩部4的伸展/收缩运动和转动运动。因此，与其中使用两个马达从而通过分别的马达的输出来分开地实现伸缩部4的伸展/收缩运动和转动运动的情况相比，能够减小马达31a、32a的尺寸，这有助于减小移动体1的尺寸和重量。

本公开不限于以上实施例，并且可以在不脱离本公开的精神的情况下适当地改变。

例如，虽然采用伸缩式伸缩部作为示例描述了根据以上实施例的伸缩部4，但是伸缩部4可以具有任何构造，只要它能够通过送出/拉回部的旋转而伸展/收缩即可。

例如，尽管根据以上实施例的伸缩机构2包括第一辊单元29和第二辊单元30，但是可以省略第一辊单元29和第二辊单元30。

例如，根据以上实施例的第一驱动部31和第二驱动部32仅是示例，并且它们可以包括这样的构造，其中，当由第一驱动源31传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度等于由第二驱动源32传递到丝杠轴24以使丝杠轴24旋转的旋转速度时，伸缩部4经由主轴22转动，并且当以上旋转速度彼此不同时，伸缩部4收缩。

根据如此描述的公开，将显而易见的是，可以以很多方式改变本公开的实施例。这样的变型不应被认为是背离本公开的精神和范围，并且对于本领域的技术人员显而易见的所有这样的修改旨在被包括在所附权利要求的范围内。