JPH07257422A - 全方位駆動輪並びにこれを備えた全方位走行車両 - Google Patents

全方位駆動輪並びにこれを備えた全方位走行車両

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JPH07257422A
JPH07257422A JP8715594A JP8715594A JPH07257422A JP H07257422 A JPH07257422 A JP H07257422A JP 8715594 A JP8715594 A JP 8715594A JP 8715594 A JP8715594 A JP 8715594A JP H07257422 A JPH07257422 A JP H07257422A
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JP
Japan
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ball
omnidirectional
wheel
shaped wheel
drive wheel
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Hideaki Maehara
秀明 前原
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】２つ以上の原動機の動力によってボール形車輪
を回転させるにことにより、３６０度任意の方向に回転
することのできる全方位駆動輪を提供し、またこの全方
位駆動輪を２つ以上備えることによって、従来の走行車
両と同等の動作を行うことができるばかりでなく、車両
や車輪の向きを変えずに、３６０度任意の方向へ迅速に
移動することのできる全方位走行車両を提供する。 【構成】全方位駆動輪は、ボール形車輪１と、異なる回
転数によって回転することのできる２つ以上の原動機
２、３と、これらの回転力をボール形車輪に伝達する伝
達器４と、原動機を固定し、ボール形車輪が容易に脱却
しないようにし且つ容易に回転することができるように
支持する支持物６により構成する。また全方位走行車両
は、前記全方位駆動輪を２つ以上備えるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロボットや自動車な
ど移動を行う機械の移動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、従来の走行車両の代表的な例
である、現在市販中の自立型ロボット「スーパーマッピ
ーキット」（ナムコ社製）における移動機構の概略を示
した平面図である。図１５はこの移動機構の右側面図で
ある。図において、１１は左原動機、１２は右原動機、
１３は左駆動輪、１４は右駆動輪、１５は左原動機１１
の回転力を左駆動輪１３に伝達する左伝達器、１６は右
原動機１２の回転力を右駆動輪１４に伝達する右伝達
器、９は補助輪、１０は車体である。ここで左原動機１
１及び右原動機１２はステッピング・モーターであり、
左伝達器１３及び右伝達器１４はギア・ボックスであ
る。
【０００３】次に動作について説明する。図１６は、図
１４及び図１５に示した従来の走行車両の前進動作の例
を示している。ここで左原動機１１と右原動機１２がそ
れぞれ同一の方向に同じ回転数で回転するとき、これら
左原動機１１と右原動機１２の回転力はそれぞれ左伝達
器１５と右伝達器１６を介して左駆動輪１３と右駆動輪
１４にそれぞれ伝達する。そして左駆動輪１３は矢印１
２０の方向に、右駆動輪１４は矢印１２１の方向にそれ
ぞれ回転するため、車両は前進する。また図１７は、従
来の走行車両の左回転動作の例を示している。ここで左
原動機１１と右原動機１２が反対の方向に同一の回転数
で回転するとき、図１６の前進動作と同様に回転力は左
駆動輪１３及び左駆動輪１４に伝達し、それぞれ矢印１
２２、矢印１２３の方向に回転するため、車両は左方向
に向きを変えることができる。同様にして従来の走行車
両は、向きを変えることによって、任意の方向に移動す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の走行車両は以上
のように構成されていたので、例えば図１８のように
（ａ）地点から（ｂ）地点への移動を行う際は、例えば
図１９に示すように、左に９０度回転した後に前進し、
次に右に９０度回転するような手順で移動しなければな
らず、車体の向きを変えずに任意の方向へ迅速に移動で
きないという問題点があった。
【０００５】そこで特公平４−５３７３０号公報には、
走行車両の備えるすべての車輪の向きを自由に変更でき
るように構成し、車体の向きを変えずに任意の方向へ移
動することのできる「全方向移動車」が提案されてい
る。
【０００６】しかしながら、特公平４−５３７３０号公
報の「全方向移動車」では車体の移動を行ったり車体の
向きを変えるために、前手順として車輪の向きを変更す
るという動作を実行しなければならず、迅速な動作が行
えないという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、全方位３６０度任意の方向に回
転することのできる駆動輪を得、またこの駆動輪を備え
ることにより、従来の走行車両と同等の動作を行うこと
ができるばかりでなく、車両や車輪の向きを変えずに、
３６０度任意の方向へ迅速に移動することができる走行
車両を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る全方位駆
動輪は、ボール形車輪、２つ以上の原動機、これらの原
動機の動力を前記ボール形車輪に伝達する伝達器、前記
原動機を固定し、且つ前記ボール形車輪が容易に脱却し
ないように支持し、且つ前記ボール形車輪が容易に回転
するように支持した支持物を備えたものである。
【０００９】またこの発明に係る全方位走行車は、各々
独立して異なる回転方向と回転数で回転することのでき
る全方位駆動輪を、２つ以上備えたものである。
【００１０】
【作用】この発明における請求項１記載の、各々異なる
回転数により回転することのできる２つ以上の原動機
は、これらの回転力を各々の原動機に接続した伝達器を
介してボール形車輪に伝達する。またボール形車輪は支
持物により容易に脱却しないように支持され且つ容易に
回転できるように支持されているので、前記原動機から
伝達器を介して伝達された回転力によって回転する。こ
の際ボール形車輪の回転方向は、２つ以上の原動機から
伝達器を介して伝達されたそれぞれの原動機の回転方向
と回転数によって決定される。
【００１１】またこの発明における請求項２記載の、独
立して駆動することのできる２つ以上の全方位駆動輪
は、それらの回転方向と回転数により、全方位走行車両
の移動方向と回転方向を決定する。
【００１２】
【実施例】
実施例１．以下、請求項１の全方位駆動輪の一実施例を
図によって説明する。図１はこの全方位駆動輪の一実施
例の全体図である。図２はこの全方位駆動輪の一実施例
の平面図である。図３はこの全方位駆動輪の一実施例の
右側面図である。図４はこの全方位駆動輪の一実施例の
正面図である。これらの図において、１は全方位駆動輪
の車輪であるボール形車輪、２及び３はこのボール形車
輪１を駆動するために回転力を発生し、それぞれ異なる
回転方向と回転数により回転することのできる原動機、
４及び５はこれらの原動機２及び３の動力をそれぞれ前
記ボール形車輪１に伝達するための伝達器、６は前記原
動機２及び３を固定すると共に、前記ボール形車輪１が
容易に脱却しないように支持し、且つこのボール形車輪
１が容易に回転できるように支持する支持物である。
【００１３】ここでは例えば、ボール形車輪１は鉄球、
原動機２及び３はＤＣモータとギア・ボックス、伝達器
４及び５はゴム柱である。また図１において、ボール形
車輪１は、原動機２及び３の回転力をそれぞれ伝達する
伝達器４及び５と、支持物の一部分である支持具１００
及び１０１及び１０２の５点によって支持されている。
また図４において線分１０３は、ボール形車輪の中心を
通り、地面に対して水平な線を示している。これから分
かるように、伝達器４及び５と支持具１０１及び１０２
は、ボール形車輪１の中心より下部を支持し、また支持
具１００はボール形車輪１の上部を支持しているので、
ボール形車輪１は容易に脱却しないようになっている。
また支持具１００及び１０１及び１０２として例えばボ
ール・キャスターを使用することにより、ボール形車輪
１は原動機２及び３から伝達される回転力によって容易
に回転することができる。
【００１４】次に、上記の実施例１の動作を図５〜図８
を参照しながら説明する。図５〜図８は、原動機２及び
３の回転力によってボール形車輪１が回転するようすを
示した例である。
【００１５】図５において、原動機２の回転力によって
伝達器４が矢印１０４の方向に回転すると、ボール形車
輪１は矢印１０５の方向に回転する。また図６におい
て、同様に伝達器５が矢印１０６の方向に回転すると、
ボール形車輪１は矢印１０７の方向に回転する。また図
７において、伝達器４が矢印１０８の方向、伝達器５が
矢印１０９の方向に同じ回転数で回転すると、ボール形
車輪１は矢印１１０の方向に回転する。また図８に示す
ように、伝達器４は矢印１１１の方向、伝達器５は矢印
１１２の方向にそれぞれ回転し、伝達器４の回転数は伝
達器５の回転数より大きいとき、ボール形車輪１は矢印
１１３の方向に回転する。このように伝達器４及び５の
回転方向と回転数をそれぞれ変化させることにより、前
後、左右、斜めの任意の方向にボール形車輪１を回転さ
せることができる。
【００１６】ところで上記説明の図においては、２つの
原動機２及び３の配置角度を９０度としているが、０度
以外であれば、９０度以外の角度でもよい。
【００１７】ところで上記説明では、原動機の個数を２
つとしているが、これらは２つ以上であれば幾つでもよ
い。
【００１８】ところで上記説明では、ボール形車輪１を
伝達器４及び５と支持具１００及び１０１及び１０２の
合計５点にて支持しているが、ボール形車輪１が容易に
脱却せず且つ容易に回転できるように支持していれば、
支持点数はこれより多くても少なくてもよい。
【００１９】ところで上記説明の図においては、ボール
形車輪１は鉄球、原動機２及び３はＤＣモータとギア・
ボックス、伝達器４及び５はゴム柱、支持具１０１及び
１０２及び１０３はボール・キャスターであるとしてい
るが、これらの材質や種類や形状については、同様の機
能を果たすものであれば、どんなものでもよい。例えば
ボール形車輪１はゴム球、原動機２及び３はステッピン
グ・モーター、伝達器４及び５は鉄球であってもよい。
【００２０】
【実施例】
実施例２．以下、請求項２の全方位走行車両の一実施例
を図によって説明する。図９はこの全方位走行車両の一
実施例を示す平面図である。図１０はこの全方位走行車
両の一実施例の右側面図である。これらの図において、
７及び８は請求項１の全方位駆動輪、９は補助タイヤ、
１０はこの補助タイヤと前記全方位駆動輪を固定する車
体である。尚、図中の全方位駆動輪７及び８において
は、原動機と伝達器と支持物の一部を省略して示してい
る。
【００２１】次に、上記の実施例２の動作を図１１〜図
１３を参照しながら説明する。図１１〜図１３は、全方
位駆動輪７及び８の回転によって、全方位走行車両が移
動するようすを示した例である。
【００２２】図１１に示すように、全方位駆動輪７は矢
印１１４の方向、全方位駆動輪８は矢印１１５の方向に
それぞれ同じ回転数で回転するとき、全方位走行車両は
前進する。また図１２に示すように、全方位駆動輪７は
矢印１１６の方向、全方位駆動輪８は矢印１１７の方向
にそれぞれ同じ回転数で回転するとき、全方位走行車両
は、車体の位置を変えずに左回りに回転する。また図１
３に示すように、全方位駆動輪７は矢印１１８の方向、
全方位駆動輪８は矢印１１９の方向にそれぞれ同じ回転
数で回転するとき、全方位走行車両は車体の向きを変え
ずに左斜め前方に移動する。この図１３に示した動作
は、従来の走行車両では実現できなかった動作の一つで
ある。このように全方位走行車両は、全方位駆動輪７及
び８の回転方向を変えることにより、３６０度任意の方
向に移動することができる。尚、図１２に示した回転動
作は、全方位駆動輪を１つのみを備える車体では実現で
きず、全方位駆動輪を車体に２つ以上備えることによっ
て実現できる動作である。
【００２３】ところで上記説明では、全方位駆動輪の個
数を２つとしているが、これらは２つ以上であれば幾つ
でもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明による請求項１の
全方位駆動輪は、異なる回転数により回転することので
きる２つ以上の原動機の回転力を、それぞれの原動機に
各々接続している伝達器を介してボール形車輪に伝達す
るように構成したので、３６０度任意の方向に任意の回
転数でボール形車輪を回転させるように制御することが
できるという効果がある。
【００２５】また以上のようにこの発明による請求項２
の全方位走行車両は、各々独立して異なる回転方向と回
転数で回転することのできる請求項１の全方位駆動輪を
２つ以上備えるように構成したので、従来の走行車両と
同等の動作を行うことができるばかりでなく、車両や車
輪の向きを変えずに、３６０度任意の方向へ迅速に移動
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図 １】この発明の全方位駆動輪の一実施例を示す全
体図である。
【図 ２】この発明の全方位駆動輪の一実施例を示す平
面図である。
【図 ３】この発明の全方位駆動輪の一実施例を示す右
側面図である。
【図 ４】この発明の全方位駆動輪の一実施例を示す正
面図である。
【図 ５】全方位駆動輪のボール形車輪が回転する仕組
みの一例を示す図である。
【図 ６】全方位駆動輪のボール形車輪が回転する仕組
みの一例を示す図である。
【図 ７】全方位駆動輪のボール形車輪が回転する仕組
みの一例を示す図である。
【図 ８】全方位駆動輪のボール形車輪が回転する仕組
みの一例を示す図である。
【図 ９】この発明の全方位走行車両の一実施例を示す
平面図である。
【図１０】この発明の全方位走行車両の一実施例を示す
右側面図である。
【図１１】全方位走行車両が移動する仕組みの一例を示
す図である。
【図１２】全方位走行車両が移動する仕組みの一例を示
す図である。
【図１３】全方位走行車両が移動する仕組みの一例を示
す図である。
【図１４】従来の走行車両の移動機構の代表的な構成の
一例を示す平面図である。
【図１５】従来の走行車両の移動機構の代表的な構成の
一例を示す右側面図である。
【図１６】従来の走行車両が移動する仕組みの一例を示
す図である。
【図１７】従来の走行車両が移動する仕組みの一例を示
す図である。
【図１８】従来の走行車両が移動する手順の一例を示す
図である。
【図１９】従来の走行車両が移動する手順の一例を示す
図である。
【符号の説明】
１． ボール形車輪 ２． 原動機 ３． 原動機 ４． 伝達器 ５． 伝達器 ６． 支持物 ７． 全方位駆動輪 ８． 全方位駆動輪

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（イ）ボール形車輪 （ロ）各々異なる回転数で回転することのできる２つ以
    上の原動機 （ハ）前記原動機の回転力を前記ボール形車輪に伝達す
    る伝達器 （ニ）前記原動機を固定し、且つ前記ボール形車輪が脱
    却しないように支持し、且つこのボール形車輪が容易に
    回転できるように支持する支持物 以上のごとく構成された全方位駆動輪。
  2. 【請求項２】（イ）ボール形車輪 （ロ）各々異なる回転数で回転することのできる２つ以
    上の原動機 （ハ）前記原動機の回転力を前記ボール形車輪に伝達す
    る伝達器 （ニ）前記原動機を固定し、且つ前記ボール形車輪が脱
    却しないように支持し、且つこのボール形車輪が容易に
    回転できるように支持する支持物 以上のごとく構成され各々独立して駆動することのでき
    る全方位駆動輪を、２つ以上備えたことを特徴とする全
    方位走行車両。
JP8715594A 1994-03-19 1994-03-19 全方位駆動輪並びにこれを備えた全方位走行車両 Pending JPH07257422A (ja)

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