JP2005344777A - Spherical wheel driving mechanism and its traveling method - Google Patents

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JP2005344777A JP2004163226A JP2004163226A JP2005344777A JP 2005344777 A JP2005344777 A JP 2005344777A JP 2004163226 A JP2004163226 A JP 2004163226A JP 2004163226 A JP2004163226 A JP 2004163226A JP 2005344777 A JP2005344777 A JP 2005344777A
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Tomoaki Toratani
智明 虎谷
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structurally simple spherical wheel driving mechanism capable of stably rotating a spherical wheel. <P>SOLUTION: Three or more of universal rollers 3a to 3d are made to contact with the outer periphery of this spherical wheel 1 on the upper side of a large circle 2 vertical to gravity of one spherical wheel 1 to rotatingly drive this spherical wheel 1 in the required direction, and to transmit an upper side load to this spherical wheel 1. The respective universal rollers 3a and 3d have respective motors 4a to 4d for individually rotating these rollers. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、１つの球体輪を用いて走行する球体輪駆動機構及びその走行方法に関するものである。   The present invention relates to a spherical wheel drive mechanism that travels using one spherical wheel and a traveling method thereof.

従来のこの種の球体輪駆動機構は、１つの球体輪を備え、この球体輪の大円（この球体輪の中心を通る平面の外周）の回りにリングが配置され、このリングに支持されて球体輪の大円に接触する複数の駆動ローラが配置され、このリングを支持しているフレームに球体輪の上面に接触してフレーム側の荷重を球体輪に伝える支持ローラが取り付けられ、且つフレームにはリングを回転するモータが支持された構造であった（たとえば、特許文献１参照。）。
特開２００１−５５１５６号公報 A conventional spherical ring drive mechanism of this type includes a single spherical ring, and a ring is arranged around the great circle of the spherical ring (the outer periphery of a plane passing through the center of the spherical ring) and supported by the ring. A plurality of driving rollers that contact the great circle of the spherical ring are arranged, and a support roller that contacts the upper surface of the spherical ring and transmits the load on the frame side to the spherical ring is attached to the frame that supports the ring, and the frame Has a structure in which a motor for rotating the ring is supported (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-55156 A

しかしながら、上記の如き従来の球体輪駆動機構では、複数の駆動ローラが球体輪の大円に接触しているので、球体輪が走行中に上下に振動した場合、複数の駆動ローラが球体輪の大円から外れ、半径の小さい小円（球体輪の大円に平行な半径の小さい面の外周）に対向する状態になって、複数の駆動ローラによる駆動力が球体輪に伝わらなくなって、球体輪による走行が円滑に行えない問題点があった。   However, in the conventional spherical ring drive mechanism as described above, since the plurality of drive rollers are in contact with the great circle of the spherical ring, when the spherical ring vibrates up and down during traveling, the plurality of drive rollers are When the ball is off the large circle and faces the small circle with a small radius (the outer periphery of the surface with a small radius parallel to the large circle of the sphere), the driving force from the multiple drive rollers is not transmitted to the sphere, and the sphere There was a problem that running by wheel could not be performed smoothly.

また、この球体輪駆動機構では、球体輪の大円に接触する複数の駆動ローラの他に、球体輪の上面に接する支持ローラが必要となり、構造が複雑化し、コスト高になると共に重量の増大を招く問題点があった。   In addition, this spherical wheel drive mechanism requires a support roller in contact with the upper surface of the spherical ring in addition to a plurality of driving rollers that are in contact with the great circle of the spherical ring, which complicates the structure, increases costs, and increases weight. There was a problem that invited.

本発明の目的は、球体輪を安定して回転させることができる構造簡単な球体輪駆動機構及びその走行方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a spherical wheel drive mechanism having a simple structure and a traveling method thereof that can stably rotate the spherical wheel.

本発明の他の目的は、球体輪の下降外れを防止できる球体輪駆動機構を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a spherical ring drive mechanism that can prevent the spherical ring from falling off.

本発明の他の目的は、全方向に水平移動できるユニバーサルローラを備えた球体輪駆動機構を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a spherical ring drive mechanism including a universal roller that can move horizontally in all directions.

本発明に係る球体輪駆動機構は、１つの球体輪を備え、該球体輪の重力に垂直な大円より上側の該球体輪の外周に３個以上のユニバーサルローラが該球体輪を所要の方向に回転駆動できるように接触され、前記各ユニバーサルローラはこれらを個々に回転するモータをそれぞれ備えていることを特徴とする。   The spherical ring drive mechanism according to the present invention includes one spherical ring, and three or more universal rollers are arranged on the outer circumference of the spherical ring above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring in the required direction. The universal rollers are respectively in contact with each other so that they can be driven to rotate, and each of the universal rollers has a motor for individually rotating them.

本発明に係る球体輪駆動機構は、請求項１において、前記各モータはそれぞれフレームに支持され、該フレームには前記球体輪の重力に垂直な大円より下の部分を支え得る球体輪支え体が設けられていることを特徴とする。   The spherical ring driving mechanism according to the present invention is the spherical ring driving mechanism according to claim 1, wherein each of the motors is supported by a frame, and the frame can support a portion below a great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring. Is provided.

本発明に係る球体輪駆動機構は、請求項１または２において、前記ユニバーサルローラは、中心軸線上に回転軸を有してこの回転軸の回転で回転駆動されるローラフレームと、前記回転軸に直交する１つの面上の前記ローラフレームの外周にその周方向に所定間隔で且つローラ軸を前記ローラフレームの周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラと、前記回転軸に直交する前記１つの面に平行な隣接する他の１つの面上の前記ローラフレームの外周に前記各樽形ローラの間に対応させて且つローラ軸を前記ローラフレームの周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラとを備えた構造であることを特徴とする。   The spherical wheel drive mechanism according to the present invention is the ball wheel drive mechanism according to claim 1 or 2, wherein the universal roller has a rotation shaft on a central axis and is driven to rotate by rotation of the rotation shaft, and the rotation shaft. A plurality of barrel-shaped rollers that are rotatably supported on the outer periphery of the roller frame on one orthogonal surface at a predetermined interval in the circumferential direction and with the roller shaft facing the circumferential direction of the roller frame, and the rotation shaft The roller frame on the other adjacent surface parallel to the one surface perpendicular to each other is supported on the outer periphery of the roller frame so as to correspond between the barrel-shaped rollers and with the roller shaft facing the circumferential direction of the roller frame. And a plurality of barrel-shaped rollers that can rotate freely.

本発明に係る球体輪駆動機構の走行方法は、１つの球体輪を備え、該球体輪の重力に垂直な大円より上側の該球体輪の外周に３個以上のユニバーサルローラが該球体輪を所要の方向に回転駆動できるように接触され、前記各ユニバーサルローラはこれらを個々に回転するモータをそれぞれ備えている球体輪駆動機構を用い、
走行すべき方向に存在する前記ユニバーサルローラの前記モータを回転駆動して、走行すべき方向に走行させることを特徴とする。 The traveling method of the spherical ring drive mechanism according to the present invention includes one spherical ring, and three or more universal rollers are attached to the outer circumference of the spherical ring above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring. Each universal roller is contacted so that it can be rotationally driven in a required direction, and each of the universal rollers uses a spherical ring drive mechanism provided with a motor that individually rotates them.
The motor of the universal roller existing in the direction to travel is rotationally driven to travel in the direction to travel.

本発明に係る球体輪駆動機構は、１つの球体輪を備え、該球体輪の重力に垂直な大円より上側の該球体輪の外周に３個以上のユニバーサルローラが該球体輪を所要の方向に回転駆動できるように接触されているので、従来の球体輪の大円の回りのリングに支持されてこの球体輪の大円に接触する複数の駆動ローラを備えたものと違って、球体輪が走行中に上昇しても各ユニバーサルローラは球体輪の外周に接触が保持され、球体輪を安定して回転させることができる。また、この球体輪駆動機構は、ユニバーサルローラが球体輪の回転駆動と、球体輪に上部側の荷重を伝えることを行えるようになっているので、従来に比べて構造が簡単になり、コストの低減を図れると共に重量の軽量化を図ることができる。さらに、各ユニバーサルローラはこれらを個々に回転するモータをそれぞれ備えているので、所要のユニバーサルローラの回転駆動を行って球体輪を回転させることができる。   The spherical ring drive mechanism according to the present invention includes one spherical ring, and three or more universal rollers are arranged on the outer circumference of the spherical ring above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring in the required direction. Unlike a conventional one that has a plurality of driving rollers that are supported by a ring around a great circle of a spherical ring and that are in contact with the great circle of the spherical ring, Each universal roller is kept in contact with the outer periphery of the spherical ring even if it rises during traveling, and the spherical ring can be rotated stably. In addition, this spherical wheel drive mechanism is configured so that the universal roller can rotate the spherical wheel and transmit the load on the upper side to the spherical ring. Reduction can be achieved and weight can be reduced. Furthermore, since each universal roller is provided with a motor that individually rotates them, the required rotation of the universal roller can be driven to rotate the spherical ring.

また、各モータはそれぞれフレームに支持され、該フレームには球体輪の重力に垂直な大円より下の部分を支え得る球体輪支え体が設けられていると、球体輪の下降外れを防止することができる。   Further, each motor is supported by a frame, and when the spherical ring support body capable of supporting a portion below the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring is provided on the frame, the spherical ring is prevented from falling off. be able to.

さらに、ユニバーサルローラが、中心軸線上に回転軸を有してこの回転軸の回転で回転駆動されるローラフレームと、該回転軸に直交する１つの面上のローラフレームの外周にその周方向に所定間隔で且つローラ軸をローラフレームの周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラと、該回転軸に直交する前記１つの面に平行な隣接する他の１つの面上のローラフレームの外周に各樽形ローラの間に対応させて且つローラ軸をローラフレームの周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラとを備えた構造になっていると、該ユニバーサルローラの全体または一部を回転させることができる。   Further, the universal roller has a rotation axis on the central axis and is driven to rotate by rotation of the rotation axis, and the outer periphery of the roller frame on one surface orthogonal to the rotation axis in the circumferential direction. A plurality of barrel-shaped rollers that are rotatably supported at predetermined intervals and with the roller shafts directed in the circumferential direction of the roller frame, and on another adjacent surface parallel to the one surface orthogonal to the rotation shaft When the outer periphery of the roller frame has a structure including a plurality of barrel-shaped rollers that correspond to each other between the barrel-shaped rollers and are supported with the roller shafts directed in the circumferential direction of the roller frame, The whole or part of the universal roller can be rotated.

次に、本発明に係る球体輪駆動機構の走行方法は、１つの球体輪を備え、該球体輪の重力に垂直な大円より上側の該球体輪の外周に３個以上のユニバーサルローラが該球体輪を所要の方向に回転駆動できるように且つ該球体輪に上部側の荷重を伝えることを行えるように接触され、各ユニバーサルローラはこれらを個々に回転するモータをそれぞれ備えている球体輪駆動機構を用い、走行すべき方向に存在するユニバーサルローラのモータを回転駆動することにより、そのユニバーサルローラが走行すべき方向に回転し、これにより球体輪が走行すべき方向に回転して、この球体輪駆動機構を走行すべき方向に容易に走行させることができる。   Next, the traveling method of the spherical ring drive mechanism according to the present invention includes one spherical ring, and three or more universal rollers are provided on the outer circumference of the spherical ring above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring. A spherical ring drive that is in contact with each other so that the spherical ring can be driven to rotate in a required direction and that the load on the upper side can be transmitted to the spherical ring, and each universal roller has a motor that individually rotates them. By rotating the universal roller motor that exists in the direction to travel using the mechanism, the universal roller rotates in the direction to travel, and thus the spherical ring rotates in the direction to travel. The wheel drive mechanism can easily travel in the direction to travel.

以下、本発明に係る球体輪駆動機構を実施するための最良の形態を図１乃至図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して詳細に説明する。図１は本例の球体輪駆動機構の側面図、図２は図１でフレーム側を省略した状態の平面図、図３は本例で用いているユニバーサルローラの斜覗図、図４（Ａ）は本例で用いているユニバーサルローラに組み込んでいる樽形ローラの縦断面図、図４（Ｂ）は本例で用いているユニバーサルローラの側面図、図４（Ｃ）は本例で用いているユニバーサルローラの縦断面図である。   Hereinafter, the best mode for carrying out a spherical wheel drive mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 (A) to (C). 1 is a side view of the spherical wheel drive mechanism of this example, FIG. 2 is a plan view of the state in which the frame side is omitted in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of the universal roller used in this example, and FIG. ) Is a longitudinal sectional view of a barrel roller incorporated in the universal roller used in this example, FIG. 4B is a side view of the universal roller used in this example, and FIG. 4C is used in this example. It is a longitudinal cross-sectional view of the universal roller.

本例の球体輪駆動機構は、図１及び図２に示すように、１つの球体輪１を備えている。この球体輪１は、例えばゴムがライニングされた金属球で構成されている。この球体輪１の重力に垂直な大円（この球体輪１の中心を通る重力に垂直な平面の外周）２より上側の該球体輪１の外周に３個以上（本例では、４個）のユニバーサルローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが該球体輪１を所要の方向に回転駆動できるように且つ該球体輪１に上部側の総ての荷重を伝えることができるように接触され、各ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄはこれらを個々に回転するギヤードモータ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをそれぞれ備えている。各ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄは、図２に示すように上面から見ると、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに整列させて配置されている。これらユニバーサルローラ３ａ〜３ｄとギヤードモータ４ａ〜４ｄの各組みは、ブラケット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介してフレーム６に吊り下げ支持されている。球体輪１の外周に接触する各ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄの位置は、側面から見ると図１に示すように球体輪１の中心から４５°の位置になっている。フレーム６には、球体輪１の重力に垂直な大円２より下の部分を支え得る複数の球体輪支え体７が設けられている。各球体輪支え体７の下端内面には、抜け防止用スペーサ７ａが支持されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the spherical ring drive mechanism of this example includes one spherical ring 1. The spherical ring 1 is composed of, for example, a metal sphere lined with rubber. Three or more (four in this example) on the outer circumference of the spherical ring 1 above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring 1 (the outer circumference of the plane perpendicular to the gravity passing through the center of the spherical ring 1) 2 The universal rollers 3a, 3b, 3c, 3d are in contact with each other so that the spherical ring 1 can be rotationally driven in a required direction and all the load on the upper side can be transmitted to the spherical ring 1. The rollers 3a to 3d are respectively provided with geared motors 4a, 4b, 4c and 4d for individually rotating them. As shown in FIG. 2, the universal rollers 3a to 3d are arranged in alignment in the X-axis direction and the Y-axis direction when viewed from above. Each set of the universal rollers 3a to 3d and the geared motors 4a to 4d is suspended and supported by the frame 6 via brackets 5a, 5b, 5c, and 5d. When viewed from the side, the positions of the universal rollers 3a to 3d contacting the outer periphery of the spherical ring 1 are 45 ° from the center of the spherical ring 1 as shown in FIG. The frame 6 is provided with a plurality of spherical ring support bodies 7 that can support a portion below the great circle 2 perpendicular to the gravity of the spherical ring 1. On the inner surface of the lower end of each spherical ring support 7, a spacer 7 a for preventing removal is supported.

各ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄは、図３及び図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、中心軸線上に回転軸８を有して、この回転軸８の回転で回転駆動されるローラフレーム９と、回転軸８に直交する１つの面上のローラフレーム９の外周にその周方向に所定間隔で且つローラ軸１０をローラフレーム９の周方向に向けて支持されて回転自在な複数（本例では、４個）の樽形ローラ１１と、回転軸８に直交する前記１つの面に平行な隣接する他の１つの面上のローラフレーム９の外周に各樽形ローラ１１の間に対応させて且つローラ軸１０をローラフレーム９の周方向に向けて支持されて回転自在な複数（本例では、４個）の樽形ローラ１１とを備えた構造になっている。各樽形ローラ１１は、振動を抑制する制振合金、強化樹脂、アルミニウム合金等の剛性の高い材料にて構成された樽形の芯材１１ａの外周に、ゴム製の弾性体１１ｂが被覆された構造になっている。芯材１１ａの軸心にはローラ軸１０が軸受１２を介して貫通されていて、該芯材１１ａがローラ軸１０の外周で回転するようになっている。なお、１３はその上で球体輪１が回転する路面である。   As shown in FIGS. 3 and 4A to 4C, each of the universal rollers 3a to 3d has a rotating shaft 8 on the center axis, and is rotated by the rotation of the rotating shaft 8. 9 and a roller frame 9 on one surface orthogonal to the rotation shaft 8 on the outer periphery of the roller frame 9 at a predetermined interval in the circumferential direction and with the roller shaft 10 supported in the circumferential direction of the roller frame 9 to be rotatable. In the example, four barrel-shaped rollers 11 and the outer periphery of the roller frame 9 on the other adjacent surface parallel to the one surface orthogonal to the rotation axis 8 correspond to each barrel-shaped roller 11. The roller shaft 10 is supported in the circumferential direction of the roller frame 9 and has a plurality of (four in this example) barrel-shaped rollers 11 that are rotatable. Each barrel-shaped roller 11 is covered with a rubber elastic body 11b on the outer periphery of a barrel-shaped core 11a made of a highly rigid material such as a damping alloy, a reinforced resin, or an aluminum alloy that suppresses vibration. It has a structure. A roller shaft 10 is passed through the shaft center of the core material 11 a via a bearing 12, and the core material 11 a rotates on the outer periphery of the roller shaft 10. Reference numeral 13 denotes a road surface on which the spherical ring 1 rotates.

このような球体輪駆動機構は、１つの球体輪１を備え、該球体輪１の重力に垂直な大円２より上側の該球体輪１の外周に３個以上のユニバーサルローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが該球体輪１を所要の方向に回転駆動できるように接触されているので、従来の球体輪の大円の回りのリングに支持されてこの球体輪の大円に接触する複数の駆動ローラを備えたものと違って、球体輪１が走行中に上昇しても各ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄは球体輪１の外周に接触が保持され、球体輪１を安定して回転させることができる。また、この球体輪駆動機構は、ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄが球体輪１の回転駆動と、球体輪１に上部側の総ての荷重を伝えることができるようになっているので、従来に比べて構造が簡単になり、コストの低減を図れると共に重量の軽量化を図ることができる。さらに、各ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄはこれらを個々に回転するギヤードモータ４ａ〜４ｄをそれぞれ備えているので、所要のユニバーサルローラの回転駆動を行って球体輪１を回転させることができる。   Such a spherical ring drive mechanism includes one spherical ring 1, and three or more universal rollers 3 a, 3 b, 3 c are provided on the outer circumference of the spherical ring 1 above the great circle 2 perpendicular to the gravity of the spherical ring 1. , 3d are in contact with each other so that the spherical ring 1 can be rotationally driven in a required direction, so that a plurality of drives supported by a ring around the great circle of the conventional spherical ring and in contact with the great circle of the spherical ring are made. Unlike those provided with rollers, the universal rollers 3a to 3d are kept in contact with the outer periphery of the spherical wheel 1 even when the spherical wheel 1 is raised during traveling, and the spherical wheel 1 can be rotated stably. . Further, in this spherical wheel drive mechanism, the universal rollers 3a to 3d can transmit the rotational drive of the spherical wheel 1 and the entire load on the upper side to the spherical wheel 1, so that compared to the conventional one. The structure is simplified, the cost can be reduced and the weight can be reduced. Furthermore, each of the universal rollers 3a to 3d includes geared motors 4a to 4d that individually rotate them, so that the spherical ring 1 can be rotated by rotating the required universal rollers.

また、各ギヤードモータ４ａ〜４ｄはブラケット５ａ〜５ｄを介してそれぞれフレーム６に支持され、該フレーム６には球体輪１の重力に垂直な大円２より下の部分を支え得る球体輪支え体７が設けられているので、球体輪１の下降外れを防止することができる。   The geared motors 4a to 4d are supported by the frame 6 via brackets 5a to 5d, respectively, and the frame 6 has a spherical ring support that can support a portion below the great circle 2 perpendicular to the gravity of the spherical ring 1. 7 is provided, it is possible to prevent the spherical ring 1 from falling off.

さらに、ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄが、中心軸線上に回転軸８を有してこの回転軸８の回転で回転駆動されるローラフレーム９と、該回転軸８に直交する１つの面上のローラフレーム９の外周にその周方向に所定間隔で且つローラ軸１０をローラフレーム９の周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラ１１と、該回転軸８に直交する前記１つの面に平行な隣接する他の１つの面上のローラフレーム９の外周に各樽形ローラ１１の間に対応させて且つローラ軸１０をローラフレーム９の周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラ１１とを備えた構造になっているので、該ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄの全体または一部を一方向またはその逆方向とそれに直交する方向に回転させることができる。   Furthermore, the universal rollers 3a to 3d have a rotation shaft 8 on the central axis and are driven to rotate by rotation of the rotation shaft 8, and a roller frame on one surface orthogonal to the rotation shaft 8. A plurality of barrel-shaped rollers 11 which are rotatably supported on the outer periphery of the roller 9 at a predetermined interval in the circumferential direction and with the roller shaft 10 supported in the circumferential direction of the roller frame 9, and the one surface orthogonal to the rotation shaft 8. The roller frame 9 on the other adjacent surface parallel to the outer periphery of the roller frame 9 is supported between the barrel-shaped rollers 11 and the roller shaft 10 is supported in the circumferential direction of the roller frame 9 so as to be rotatable. Therefore, the whole or a part of the universal rollers 3a to 3d can be rotated in one direction or the opposite direction and the direction orthogonal thereto.

次に、このような球体輪駆動機構の走行方法について、図１及び図２を参照して説明する。   Next, a traveling method of such a spherical wheel drive mechanism will be described with reference to FIGS.

このような球体輪駆動機構を、走行すべき方向、例えばＹ方向に走行させる場合には、Ｙ方向に存在するユニバーサルローラ３ｂ，３ｄのギヤードモータ４ｂ，４ｄを回転駆動する。これによりユニバーサルローラ３ｂ，３ｄが走行すべきＹ方向に回転軸８の回りに回転して球体輪１がＹ方向に回転され、この球体輪駆動機構を走行すべきＹ方向に容易に走行させることができる。この時、ギヤードモータ４ｂ，４ｄで回転駆動されたユニバーサルローラ３ｂ，３ｄは、各樽形ローラ１１がローラ軸１０の回りに回転せず、全体として回転軸８の回りに公転する。また、回転駆動を受けないＸ軸方向のユニバーサルローラ３ａ，３ｃは、球体輪１に接している樽形ローラ１１のみがローラ軸１０の回りに回転する。   When such a spherical wheel drive mechanism is caused to travel in the direction to travel, for example, the Y direction, the geared motors 4b and 4d of the universal rollers 3b and 3d existing in the Y direction are rotationally driven. As a result, the universal rollers 3b and 3d rotate around the rotation shaft 8 in the Y direction in which the universal rollers 3b and 3d should travel to rotate the spherical wheel 1 in the Y direction, and the spherical wheel drive mechanism can easily travel in the Y direction to travel. Can do. At this time, the universal rollers 3b and 3d rotated and driven by the geared motors 4b and 4d revolve around the rotating shaft 8 as a whole, without the barrel rollers 11 rotating around the roller shaft 10. In the X-axis direction universal rollers 3 a and 3 c that are not subjected to rotational driving, only the barrel-shaped roller 11 that is in contact with the spherical ring 1 rotates around the roller shaft 10.

このような球体輪駆動機構の走行方法では、走行すべき方向、例えばＹ方向に、存在するユニバーサルローラ３ｂ，３ｄのギヤードモータ４ｂ，４ｄを回転駆動することにより、そのユニバーサルローラ３ｂ，３ｄが走行すべきＹ方向に回転し、これにより球体輪１が走行すべきＹ方向に回転して、この球体輪駆動機構を走行すべきＹ方向に容易に走行させることができる。   In the traveling method of such a spherical wheel drive mechanism, the universal rollers 3b, 3d travel by rotating the geared motors 4b, 4d of the existing universal rollers 3b, 3d in the direction to travel, for example, the Y direction. The spherical wheel 1 is rotated in the Y direction to be rotated, and thus the spherical wheel 1 is rotated in the Y direction to be driven, so that the spherical wheel drive mechanism can be easily driven in the Y direction to be driven.

図５（Ａ）（Ｂ）は球体輪駆動機構の他の例を示したもので、図５（Ａ）はこの球体輪駆動機構の要部構成を示す縦断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の平面図である。   5 (A) and 5 (B) show other examples of the spherical wheel drive mechanism. FIG. 5 (A) is a vertical cross-sectional view showing the main configuration of the spherical wheel drive mechanism, and FIG. FIG. 6 is a plan view of FIG.

この球体輪駆動機構は、球体輪１の重力に垂直な大円２より上側の該球体輪１の外周に４個のユニバーサルローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが該球体輪１を回転駆動できるように且つ該球体輪１に対して前述したフレーム６側の荷重が伝達できるように接触されている点は、前述した図１及び図２と同様である。本例の球体輪駆動機構では、ユニバーサルローラ３ａ，３ｄの間と、ユニバーサルローラ３ｂ，３ｃの間に、更に別のユニバーサルローラ３ｅ，３ｆが球体輪１の上面に接触して該球体輪１の周方向に回転できる向きで配置されている。その他の構成は、図１及び図２と同様である。これらユニバーサルローラ３ｅ，３ｆにも図示しないがそれぞれギヤードモータが接続され、それぞれブラケットを介してフレーム６に吊り下げ支持されている。   In this spherical wheel drive mechanism, four universal rollers 3a, 3b, 3c, 3d can rotationally drive the spherical wheel 1 on the outer periphery of the spherical wheel 1 above the great circle 2 perpendicular to the gravity of the spherical wheel 1. In addition, the point of contact with the spherical ring 1 so that the load on the frame 6 side can be transmitted is the same as in FIGS. 1 and 2 described above. In the spherical ring drive mechanism of this example, another universal roller 3e, 3f is in contact with the upper surface of the spherical ring 1 between the universal rollers 3a, 3d and between the universal rollers 3b, 3c. It is arranged in a direction that can rotate in the circumferential direction. Other configurations are the same as those in FIGS. 1 and 2. Although not shown in the figure, geared motors are connected to the universal rollers 3e and 3f, respectively, and supported by being suspended from the frame 6 via brackets.

このようにユニバーサルローラ３ｅ，３ｆを追加すると、この球体輪駆動機構に円運動を容易に行わせることができる。また、ユニバーサルローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを図示しない昇降機構で球体輪１から離すように上昇させ、ユニバーサルローラ３ｅ，３ｆのみを球体輪１に接触させる構成にすると、該球体輪駆動機構に前述した円運動をさせないで、該球体輪駆動機構の向きを変えることができる。   When the universal rollers 3e and 3f are added in this way, the spherical wheel drive mechanism can easily perform a circular motion. Further, when the universal rollers 3a, 3b, 3c, 3d are lifted away from the spherical ring 1 by a lifting mechanism (not shown), and only the universal rollers 3e, 3f are brought into contact with the spherical ring 1, the spherical ring drive mechanism includes The direction of the spherical wheel drive mechanism can be changed without causing the circular motion described above.

なお、ユニバーサルローラは上記例のものに限定されるものではなく、いずれの方向にも全体または一部が回転できるものであれば、どのような構造でもよい。   The universal roller is not limited to the above-described example, and may have any structure as long as the whole or a part can be rotated in any direction.

また、場合によっては、球体輪１の重力に垂直な大円２より上側に、上部側の荷重を伝えるものとして、ユニバーサルローラ３ａ〜３ｄの他に、他のローラを設けることもできる。   In some cases, other rollers may be provided in addition to the universal rollers 3a to 3d to transmit the load on the upper side above the great circle 2 perpendicular to the gravity of the spherical ring 1.

上記の如き球体輪駆動機構は、例えば電動椅子，搬送用台車，ロボット等の駆動輪として利用が可能である。   The spherical wheel drive mechanism as described above can be used as a drive wheel of, for example, an electric chair, a transport carriage, a robot or the like.

本発明に係る球体輪駆動機構の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the spherical ring drive mechanism which concerns on this invention. 図１でフレーム側を省略した状態の平面図である。It is a top view of the state which omitted the frame side in FIG. 本例で用いているユニバーサルローラの斜覗図である。It is a perspective view of the universal roller used in this example. （Ａ）は本例で用いているユニバーサルローラに組み込んでいる樽形ローラの縦断面図、（Ｂ）は本例で用いているユニバーサルローラの側面図、（Ｃ）は本例で用いているユニバーサルローラの縦断面図である。(A) is a longitudinal sectional view of a barrel-shaped roller incorporated in the universal roller used in this example, (B) is a side view of the universal roller used in this example, and (C) is used in this example. It is a longitudinal cross-sectional view of a universal roller. （Ａ）は球体輪駆動機構の他の例の要部構成を示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part structure of the other example of a spherical-wheel drive mechanism, (B) is a top view of (A).

符号の説明Explanation of symbols

１ 球体輪
２ 大円
３ａ〜３ｆ ユニバーサルローラ
４ａ〜４ｄ ギヤードモータ
５ａ〜５ｄ ブラケット
６ フレーム
７ 球体輪支え体
７ａ 抜け防止用スペーサ
８ 回転軸
９ ローラフレーム
１０ ローラ軸
１１ａ 芯材
１１ｂ 弾性体
１１ 樽形ローラ
１２ 軸受
１３ 路面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spherical ring 2 Great circle 3a-3f Universal roller 4a-4d Geared motor 5a-5d Bracket 6 Frame 7 Spherical ring support body 7a Removal prevention spacer 8 Rotating shaft 9 Roller frame 10 Roller shaft 11a Core material 11b Elastic body 11 Barrel shape Roller 12 Bearing 13 Road surface

Claims (4)

１つの球体輪を備え、該球体輪の重力に垂直な大円より上側の該球体輪の外周に３個以上のユニバーサルローラが該球体輪を所要の方向に回転駆動できるように接触され、前記各ユニバーサルローラはこれらを個々に回転するモータをそれぞれ備えていることを特徴とする球体輪駆動機構。   One spherical ring, and three or more universal rollers are in contact with the outer circumference of the spherical ring above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring so as to rotate the spherical ring in a required direction, Each universal roller is provided with a motor that individually rotates them. 前記各モータはそれぞれフレームに支持され、該フレームには前記球体輪の重力に垂直な大円より下の部分を支え得る球体輪支え体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の球体輪駆動機構。   The said each motor is each supported by the flame | frame, The spherical ring support body which can support the part below the great circle | round | yen perpendicular | vertical to the gravity of the said spherical ring is provided in this flame | frame. Spherical wheel drive mechanism. 前記ユニバーサルローラは、中心軸線上に回転軸を有してこの回転軸の回転で回転駆動されるローラフレームと、前記回転軸に直交する１つの面上の前記ローラフレームの外周にその周方向に所定間隔で且つローラ軸を前記ローラフレームの周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラと、前記回転軸に直交する前記１つの面に平行な隣接する他の１つの面上の前記ローラフレームの外周に前記各樽形ローラの間に対応させて且つローラ軸を前記ローラフレームの周方向に向けて支持されて回転自在な複数の樽形ローラとを備えた構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の球体輪駆動機構。   The universal roller has a rotation axis on a central axis and is driven to rotate by the rotation of the rotation axis, and the outer circumference of the roller frame on one surface orthogonal to the rotation axis in the circumferential direction. A plurality of barrel-shaped rollers that are rotatable at a predetermined interval and with a roller shaft supported in the circumferential direction of the roller frame, and on another adjacent surface parallel to the one surface orthogonal to the rotation shaft A plurality of barrel-shaped rollers that are rotatable on the outer periphery of the roller frame so as to correspond to each other between the barrel-shaped rollers and with a roller shaft supported in the circumferential direction of the roller frame. The spherical ring drive mechanism according to claim 1, wherein: １つの球体輪を備え、該球体輪の重力に垂直な大円より上側の該球体輪の外周に３個以上のユニバーサルローラが該球体輪を所要の方向に回転駆動できるように接触され、前記各ユニバーサルローラはこれらを個々に回転するモータをそれぞれ備えている球体輪駆動機構を用い、
走行すべき方向に存在する前記ユニバーサルローラの前記モータを回転駆動して、走行すべき方向に走行させることを特徴とする球体輪駆動機構の走行方法。
One spherical ring, and three or more universal rollers are in contact with the outer circumference of the spherical ring above the great circle perpendicular to the gravity of the spherical ring so that the spherical ring can be driven to rotate in a required direction, Each universal roller uses a spherical wheel drive mechanism, each equipped with a motor that rotates them individually,
A traveling method of a spherical wheel drive mechanism, characterized in that the motor of the universal roller existing in the direction to travel is rotationally driven to travel in the direction to travel.
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