CN101657347B - 全方向驱动装置以及使用该全方向驱动装置的全方向移动车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全方向驱动装置以及使用该全方向驱动装置的全方向移动车，不会使对电动马达等的驱动源的能源供给的处理变得复杂，使全方向驱动装置的耐久性、保养性优良。通过第一移动部件(10)自身的移动产生向第一方向的驱动力，通过第二移动部件(11)的移动，从第二自由辊(15)对保持在第一移动部件(10)上的第一自由辊(14)施加驱动力，使第一自由辊(14)旋转，由此产生向第二方向的驱动力。作为驱动源的电动马达(12、13)设置在基体(4、5)上。

Description

全方向驱动装置以及使用该全方向驱动装置的全方向移动车

技术领域

本发明涉及能够进行二维上的全方向驱动的全方向驱动装置以及使用该全方向驱动装置的全方向移动车。

背景技术

作为能够在地板面上自由地移动旋转的全方向移动车的驱动装置，有以下的结构，即，在被旋转驱动的轮的外周的多个部位具有各个切线方向的轴部，在该轴部的各个上，以能够绕轮切线轴线旋转的方式安装有桶形分割辊，邻接的桶形分割辊之间以旋转力传递关系相互联系，通过内置于轮中的电动马达对桶形分割辊绕轮切线轴线旋转驱动(例如，专利文献1)。

根据该驱动装置，通过轮的旋转，在桶形分割辊的接地面上作用有前后方向(轮旋转方向)的驱动力，通过桶形分割辊自身的旋转，在桶形分割辊的接地面上作用有左右方向(桶形分割辊旋转方向)的驱动力，若适宜地控制两驱动力的比例，则向全方向的移动成为可能。

专利文献1：日本专利第3820239号公报

发明内容

不过，根据该现有技术，作为用于对通过设置在轮的外周上的轴部进行支承的桶形分割辊赋予旋转力的电动马达，必须搭载在轮上并与轮一同地一体旋转。因此，设置在轮外由此通过电源向电动马达供给电力的机构变得复杂，维护也变得麻烦。与此相对，若将电源也搭载在轮上，则由于电动马达和动力传递机构都组装在轮上，因而更导致轮的紧凑设计变得困难，而且，轮重量也会变重。

为解决这样的课题，本发明的目的在于提供一种全方向驱动装置以及使用该全方向驱动装置的全方向移动车，不会使对电动马达等的驱动源的能源供给的处理变得复杂，耐久性、保养性优良，也不会导致旋转部(移动部)的重量增加，紧凑设计的自由度高。

基于本发明的全方向驱动装置，具有：基体；第一移动体以及第二移动体，该第一移动体以及第二移动体分别以能够移动的方式支承在所述基体上；第一驱动单元以及第二驱动单元，该第一驱动单元以及第二驱动单元分别对所述第一移动体以及所述第二移动体进行移动驱动；多个第一自由辊，该第一自由辊以能够自由旋转的方式在所述第一移动体上沿其移动方向配置，并且具有旋转轴线，该旋转轴线相对于与该移动方向正交的方向成非零的第一角度；多个第二自由辊，该第二自由辊以能够自由旋转的方式在所述第二移动体上沿其移动方向配置，并且具有旋转轴线，该旋转轴线相对于与该移动方向正交的方向成非零的第二角度，配置成所述第一移动体以及所述第二移动体的至少一个，随着其移动方向上的移动，所述第一自由辊相对于所对应的所述第二自由辊以各自的旋转轴线不相互平行的方式滚动接触，所述第一自由辊与驱动对象相接触。尤其是，优选所述第一自由辊的旋转轴线相对于与其滚动接触的所述第二自由辊的旋转轴线处于扭转的位置关系。

由此，通过以适当的速度对两驱动单元的一个或其二者进行驱动，能够对驱动对象作用所希望的方向的驱动力。

根据本发明的某一实施例，所述第一移动体以及所述第二移动体包括相互成某一角度的一对无限轨道带，各无限轨道带卷挂在一对辊上，并且两辊的至少一个通过所对应的所述驱动单元被驱动。

根据本发明的其他实施例，所述第一移动体以及所述第二移动体包括具有相互同轴的旋转轴线的一对圆环部件，各圆环部件的外周壁以能够自由旋转的方式支承所对应的自由辊。

根据本发明的另一其他实施例，所述第一移动体包括环状体，该环状体以能够绕圆形轴线自由旋转的方式支承所述第一自由辊；所述第二移动体包括盘，该盘以能够自由旋转的方式支承与所对应的所述第一自由辊滚动接触的所述第二自由辊，所述盘具有相对于所述环状体同轴的旋转轴线。

若所述基体具有弹性装置，该弹性装置用于将所述两移动体相互向促进所述自由辊间的滚动接触的方向弹压，则能够使自由辊间的滚动接触更可靠。此外，若始终有至少一个所述第二自由辊相对于所述各个第一自由辊滚动接触，则对第一自由辊始终作用有驱动力，能够避免发生空滑的情况。为此，在所述第一以及第二移动体的沿移动方向的长度大概相同的情况下，可以通过将所述第二自由辊设置得比所述各第一自由辊的个数多来实现，或者，通过使所述第二自由辊的沿所述第二移动体的移动方向的配置密度比所述第一自由辊的相应的配置密度高来实现。

此外，通过以路面或地板面作为所述驱动对象，由于其反力驱动装置侧会变位，能够将驱动装置作为全方向移动车进行利用。在此情况下，在所述基体上设有载荷承受部，该载荷承受部承受移送对象的载荷。此外，所述第一自由辊也可以经由作为驱动对象的球体与路面或地板面接触。

(发明的效果)

根据本发明的全方向驱动装置，能够通过第一移动部件自身的移动产生向第一方向的驱动力，通过第二移动部件的移动对保持在第一移动部件上的第一自由辊施加来自第二自由辊的驱动力，使第一自由辊旋转(自转)，由此，能够产生向第二方向的驱动力。因此，通过对第一移动部件和第二移动部件的移动分别进行控制并将第一方向和第二方向的矢量，能够产生向全方向的驱动力。

由于对第一移动体进行移动驱动的第一驱动单元和对第二移动体进行移动驱动的第二驱动单元都设在基体侧，因此对这些驱动机构的电力供给等的能源供给的处理不会变得复杂，耐久性、保养性优良，不会导致旋转部的重量增加，紧凑设计的自由度高。

附图说明

图1是表示本发明的全方向驱动装置的实施方式1的主视图。

图2是表示本发明的全方向驱动装置的实施方式1的俯视图。

图3是表示本发明的全方向驱动装置的实施方式1的主要部位的立体图。

图4是表示实施方式1的全方向驱动装置的动作说明图。

图5是表示本发明装置的全方向移动车的一个实施方式的概略结构图。

图6是表示本发明的全方向驱动装置的实施方式2的主视图。

图7是将本发明的全方向驱动装置的实施方式2一部分切除进行表示的左侧视图。

图8是表示实施方式2的全方向驱动装置的动作说明图。

图9是表示本发明装置的全方向移动车的其他实施方式的概略结构图。

图10是表示本发明装置的全方向移动车的其他实施方式的概略结构图。

图11是表示本发明的全方向驱动装置的实施方式3的主要部位的主视图。

图12是表示实施方式3的全方向驱动装置所用的自由辊构造的概略结构图。

图13是表示从侧盘的轴线方向观察到的自由辊的关系的说明图。

图14是表示从侧盘的中心观察到的自由辊的关系的说明图。

图15是表示实施方式3的全方向驱动装置的动作原理的模式图。

(附图标记的说明)

1全方向驱动装置

4、5基体

10第一履带(第一移动体)

11第二履带(第二移动体)

12第一电动马达(第一驱动机构)

13第二电动马达(第二驱动机构)

14第一自由辊

15第二自由辊

17车身

18行驶用球体

21全方向驱动装置

22外轮部件(第一移动体)

23内轮部件(第二移动体)

24外轮驱动用电动马达(第一驱动机构)

25内轮驱动用电动马达(第二驱动机构)

26基体

27第一自由辊

28第二自由辊

42侧盘(第一移动体)

43侧盘(第二移动体)

49第一自由辊

50第二自由辊

具体实施方式

(实施方式1)

图1～图4表示本发明的全方向驱动装置的实施方式1。

本实施方式的全方向驱动装置1，在基体4、5上具有第一履带驱动体2和第二履带驱动体3。

第一履带驱动体2具有挂在驱动轮6和从动轮8之间的作为第一无限轨道带(第一移动体)的第一履带10，该驱动轮6和从动轮8在第一方向(X方向)上分离，分别以能够旋转的方式配置在基体4上。第一履带10是将多个条板片101铰链连结成环形带状而得到的。

第二履带驱动体3具有挂在驱动轮7和从动轮9之间的作为第二无限轨道带(第二移动体)的第二履带11，该驱动轮7和从动轮9在不同于第一方向的第二方向、本实施方式中为与X方向正交的Y轴方向上分离，分别以能够旋转的方式配置在基体5上。第二履带11是将多个条板片111铰链连结成环形带状而得到的。

第一履带10和第二履带11相互处于环链的联系关系，相互的轮间路径上下交叉。也就是说，第二履带11具有与第一履带10的轮间路径上下交叉的轮间路径(交叉部)。

在基体4上安装有带减速功能的第一电动马达(第一驱动机构)12，该第一电动马达12作为对驱动轮6进行旋转驱动的第一旋转驱动装置。在基体5上安装有带减速功能的第二电动马达(第二驱动机构)13，该第二电动马达13作为对驱动轮7进行旋转驱动的第二旋转驱动装置。

在第一履带10的各个条板片101上，以能够旋转的方式两个并列地安装有大概呈圆柱状的第一自由辊14。第一自由辊14是与驱动力所作用的对象物接触的自由辊，能够绕中心轴线C14转动，该中心轴线C14相对于第一履带10的行驶方向(X方向)在非正交方向上延伸。

这里所谓的“非正交方向”，指的是第一自由辊14的中心轴线C14(参照图4)是相对于第一履带10的行驶方向正交的方向以外的方向，也就是说，相对于第一履带10的行驶方向倾斜或与行驶方向是相同方向。在本实施方式中，第一自由辊14的中心轴线C14在XY假想平面内，相对于第一履带10的行驶方向以具有倾斜角θa＝45度的方式倾斜。

在第二履带11的各个条板片111上，以能够旋转的方式安装有大概呈圆柱状的第二自由辊15。第二自由辊15在与第一履带10的轮间路径的交叉部与第一自由辊14的滚动面(外周面)以扭矩传递关系接触，以能够绕中心轴线C15旋转的方式安装，该中心轴线C15在相对于接触对象的第一自由辊14的中心轴线C14处于扭转的位置关系的方向上延伸。所谓“扭转的位置关系”，指的是空间内的两条直线(轴线)既不平行而且互不相交、也就是说不位于同一平面上的位置关系。

也就是说，第二自由辊15的中心轴线C15在XY投影平面上相对于第一自由辊14的中心轴线C14以具有倾斜角θb＝45度的方式倾斜。而且，换言之，第二自由辊15的中心轴线C15只要与第一自由辊14的中心轴线C14非平行(扭转)而且不在内履带11的移动方向(Y方向)上正交即可。

另外，本实施方式中，虽然在第一履带10上并列地设置两列第一自由辊14，在第二履带11上设置一列第二自由辊15，但本发明并不限于此。此外，虽然将自由辊14、15形成为单纯的圆柱形，但若考虑到工作时的顺畅性，也有优选将其形成为轴方向中央部略微鼓出的桶形的情况。

基体4、5根据第一履带10、第二自由辊15的轮配置方向正交配置，通过连结棒16以能够在上下方向上相对变位的方式连结。在连结棒16的部分上组装有压缩螺旋弹簧161。压缩螺旋弹簧161将基体5相对于基体4向下弹压。由此，在第一履带10与第二履带11的相互的轮间路径交叉部，第二自由辊15的外周面相对于第一自由辊14的外周面以始终具有规定值以上的推压力、也就是说具有借助摩擦力传递运动(扭矩传递)所必须的推压力的方式接触。

在这样构成的实施方式1的全方向驱动装置1中，如图4所示，例如，若使第一履带的行驶停止，仅对第二履带11通过第二电动马达13向图4的纸面的左右驱动(D1)，则与第二履带11一同、设在其上的第二自由辊15向同方向(左方)移动。

这样一来，在相对于第二自由辊15以具有45度的倾斜角的方式交叉的状态(扭转关系)下以外周面彼此接触的第一自由辊14上，由于伴随着第二履带11的行驶移动而作用于第二自由辊15的轴线方向上的牵引力的分力，因此从图4的A方向观察施加有逆时针方向的旋转力。

由此，第一自由辊14逆时针方向被旋转驱动，与第一自由辊14的中心轴线C14的倾斜相应地，在图4上，驱动装置的机体(基体4、5)向斜左下方(D2)行进。

与此相对，若使第二履带11的行驶停止，仅对第一履带10通过第一电动马达12向图4的纸面的上方(D3)驱动，则由于第一自由辊14自身上没有作用旋转力，因此，驱动装置的机体(基体4、5)与外履带10的驱动方向反向地、即在图4上向下方行进。另外，此时，由于第二自由辊15能够自由地旋转，因而第一自由辊14的相对于第二自由辊15的接触阻力几乎可以无视。

也就是说，根据本实施方式的全方向驱动装置1，能够通过第一履带10自身的移动力而产生向平行于第一方向(D3)的驱动力，从设在第二履带11上的第二自由辊15对支承在第一履带10上的第一自由辊14施加旋转驱动力，由此，能够产生向平行于第二方向(D2)的方向的驱动力。换言之，通过第二履带11的移动，第一自由辊14自转，产生向平行于第二方向(D2)的方向的驱动力。因此，通过对第一履带10和第二履带11的行进方向以及各自的周速(比率)适宜地进行控制，合成第一方向与第二方向的矢量，能够产生向全方向的驱动力。

在此情况下，对第一自由辊14始终作用有驱动力，为了避免产生空滑的情况，最好始终有至少一个第二自由辊15相对于各第一自由辊14滚动接触。在本实施方式的情况下，由于第一以及第二移动体的沿移动方向的长度大致相同，因此，最好适当地确定沿第一以及第二自由辊14、15的移动体的移动方向的配置密度，并且，最好与第一自由辊相比将第二自由辊设置得数量较多。或者，第二自由辊的沿第二移动体的移动方向的配置密度最好比第一自由辊的相应的配置密度高。

本实施方式的全方向驱动装置1，只要能够在驱动第一履带10并从轮间路径将其反力取出的同时能够对第一自由辊14自身施加旋转驱动力即可，因此，第二自由辊15只要仅与最终将驱动力取出的那一侧(本实施方式中为下侧的轮间路径)的第一自由辊14接触即可，从降低第一履带10和第二履带11的动力损失的角度出发，当然最好使上侧的轮间路径的轮间路径14是非接触的。

此外，还可以将第二履带11的上、下两侧的轮间路径都置于第一履带10的内侧，使第一履带10和第二履带11的关系与本实施方式相反，也就是说，还可以使与驱动力所作用的对象物接触的自由辊的旋转轴沿着履带的延伸方向。

图5表示本发明的全方向移动车的一个实施方式。本实施方式的全方向移动车，在下方开口的箱状的车身17上以能够全方向移动的方式设有行驶用球体18。行驶用球体18的下部区域与车身17的下方开口部171相比向下方暴露，以能够滚动的方式接触行驶面100。通过设在车身17的下方开口部171的附近的支承球19，行驶用球体18以不会脱落的方式与车身17相比位于下方。

车身17内，以位于行驶用球体18的上方部的方式配置有全方向驱动装置1。全方向驱动装置1中，基台5固定在车身17的上部部件172上，通过上部部件172被悬吊固定。通过该悬吊固定，全方向驱动装置1的第一自由辊14以扭矩传递关系接触行驶用球体18的球面。由此，行驶用球体18通过全方向驱动装置1而被全方向驱动，车身17能够全方向移动。

第一自由辊14的相对于行驶用球体18的球面的接触压可以通过车身17、全方向驱动装置1的自重、车身17的积载载荷得到。

(实施方式2)

图6～图8表示本发明的全方向驱动装置的实施方式2。

本实施方式的全方向驱动装置21，具有对外轮部件22和内轮部件23进行同心支承的基体26。基体26呈轭形，具有固定侧部件26A和通过铰链轴261铰链连接在固定侧部件26A上的可动侧部件26B。

基体26通过可动侧部件26B对作为第一移动体的外轮部件22通过中心轴22a以能够旋转的方式进行支承。基体26通过固定侧部件26A对作为第二移动体的内轮部件23通过中心轴23a以能够与外轮部件22同心旋转的方式进行支承。

在基体26的可动侧部件26B上，安装有作为外轮旋转驱动装置的外轮驱动用电动马达(第一驱动机构)24。在外轮部件22上同心地一体形成有滑轮(或链轮)30。外轮驱动用电动马达24通过皮带(或链条)32与滑轮30驱动连结，对外轮部件22进行旋转驱动。

在基体26的固定侧部件26A上，安装有作为内轮旋转驱动装置的内轮驱动用电动马达(第二驱动机构)25。在内轮部件23上同心地一体形成有滑轮(或链轮)31。内轮驱动用电动马达25通过皮带(或链条)33与滑轮31驱动连结，对内轮部件23进行旋转驱动。

外轮部件22是切头圆锥形状，在外轮部件22的圆锥外周壁(圆周面)上，呈桶形的多个第一自由辊27在外轮部件22的圆周方向上等间隔地分别以能够旋转的方式安装。第一自由辊27是与驱动力所作用的对象物接触的自由辊，分别以能够绕中心轴线旋转的方式安装，该中心轴线相对于外轮部件22的旋转方向在非正交方向上延伸。

这里所谓的“非正交方向”，指的是第一自由辊27的中心轴线C27(参照图8)是相对于外轮部件22的旋转方向正交的方向以外的方向，也就是说，相对于旋转方向倾斜或与旋转方向为相同方向。在本实施方式中，在各自由辊的配置部位上的相对于外轮部件22的圆周面的切线面上，第一自由辊27的中心轴线C27相对于外轮部件22的行驶方向以具有倾斜角θc＝45度的方式倾斜。

内轮部件23与外轮部件22同样是切头圆锥形状，在内轮部件23的圆锥外周壁(圆周面)上，呈桶形的多个第二自由辊28在内轮部件23的圆周方向上等间隔地分别以能够旋转的方式安装。第二自由辊28与第一自由辊27接触，以能够绕中心轴线C28旋转的方式安装，该中心轴线C28在处于相对于接触对象的第一自由辊27的中心轴线C27扭转的位置关系的方向上延伸。即，第一自由辊27的中心轴线C27和第二自由辊28的中心轴线C28在相互的接触部位交叉。

也就是说，第二自由辊28的中心轴线C28，在各自由辊的配置部位上的相对于外轮部件22以及内轮部件23的圆周面的切线面(投影平面)上观察，相对于第一自由辊的中心轴线C27以具有倾斜角θd＝90度的方式倾斜。同样，在此情况下，对第一自由辊27始终作用有驱动力，为了避免产生空滑的情况，最好始终有至少一个第二自由辊28相对于各个第一自由辊27滚动接触。

在本实施方式中，第一自由辊27和第二自由辊28的中心轴线的扭转角是相互反向的，但并不限于此，只要是，将与驱动力所作用的对象物接触的第一自由辊27的旋转轴相对于外轮部件22的旋转方向非正交地设置，将第二自由辊28的旋转轴相对于内轮部件23的旋转方向非正交地设置，并且，将第二自由辊28的旋转轴与第一自由辊27的旋转轴非平行地设置即可。

在基体26的固定侧部件26A与可动侧部件26B之间设有压缩螺旋弹簧29。压缩螺旋弹簧29将构成基体26的腿部(轴支部)的固定侧部件26A和可动侧部件26B向相互接近的方向弹压。由于配置有第一自由辊27的外轮部件22的外周面和配置有第二自由辊28的内轮部件23的外周面都是向同一方向倾斜的圆锥面(锥面)，因此，由于压缩螺旋弹簧29的弹簧力，固定侧部件26A和可动侧部件26B向相互接近的方向被弹压，由此，成对的第一自由辊27和第二自由辊28的接触变得紧密。由此，第二自由辊28相对于第一自由辊27以扭矩传递关系接触。

此外，由于实际上对驱动力的传递做出贡献的第一自由辊27、第二自由辊28限于外轮部件22、内轮部件23的下侧的一部分，因此，也可以将外轮部件22、内轮部件23的外周面形成为单纯的圆筒形，对外轮部件22和内轮部件23以能够上下自由相对变位的方式进行支承，将内轮部件23向下弹压，由此构成为，仅对位于下侧的第一自由辊27作用第二自由辊28的推压力。

本实施方式的全方向驱动装置21中，分别设在外轮部件22、内轮部件23上的第一自由辊27、第二自由辊28的中心轴线C27、C28相互大致正交，通过对外轮部件22、内轮部件23的旋转方向以及旋转速度赋予适当的差，能够对第一自由辊27上的作用在与驱动力的作用对象的接触面上的驱动力的朝向进行任意设定。

如图8所示，当通过外轮驱动用电动马达24、内轮驱动用电动马达25使外轮部件22、内轮部件23向同一方向以同一速度旋转，由于在外轮部件22与内轮部件23之间不会产生相对变位(旋转方向的相对变位)，因此，第一自由辊27、第二自由辊28都不进行自转，向外轮部件22的外周的切线方向(D4)的驱动力在公转状态下作用在第一自由辊27的接地面上。

当停止外轮部件22的旋转，仅使内轮部件23向从图8中的内轮部件23侧观察的顺时针方向旋转，则随着位于与驱动力的作用对象接触的那一侧的第二自由辊28在图8中观察向下方移动，在与第二自由辊28接触的第一自由辊27上作用有图8中从箭头A方向观察逆时针方向的旋转力。由此，在与第一自由辊27的倾斜相应的斜左下方向(D5)上，作用有使驱动装置的机体移动的驱动力。

也就是说，如果对外轮部件22自身的旋转以及从第二自由辊28施加的第一自由辊27的旋转进行适宜地控制，能够使向全方向的驱动力作用在设在外轮部件22上的第一自由辊27上的与驱动力的作用对象的接触面上。

图9表示本发明的全方向移动车的其他实施方式。其中，图9中，对与图5相对应的部分，标注与图5中标注的附图标记相同的附图标记，并省略其说明。

本实施方式的全方向移动车，在车身17内具有全方向驱动装置21，全方向驱动装置21的基体26以悬吊的方式固定连结在车身17上。作为安装在车身17上的全方向驱动装置21，位于下侧的第一自由辊27以扭矩传递关系与行驶用球体18接触。

由此，行驶用球体18通过全方向驱动装置21被全方向驱动，车身17能够全方向移动。

图10表示使用了全方向驱动装置21的本发明的全方向移动车的其他实施方式。

本实施方式的全方向移动车，在全方向驱动装置21的基体26的两侧(固定侧部件26A和可动侧部件26B)大致水平地安装有左右一对的踏板34。基体26(固定侧部件26A)上固定有杆35的下端部。在杆35的上端安装有车把36。

该全方向移动车是像独轮车那样的车辆，外轮部件22的第一自由辊27直接接地，将脚放在左右一对的踏板34上，将车把36握在手中来使用。

同样在该实施方式中，通过对外轮部件22自身的旋转和从第二自由辊28施加的第一自由辊27的旋转进行适宜地控制，能够使向全方向的驱动力作用在设在外轮部件22(外毂22)上的第一自由辊27上的与驱动力的作用对象的接触面上。

(实施方式3)

图11～图15表示本发明的全方向驱动装置的实施方式3。其中，在图11～图15中，对与图6～图8相对应的部分，标注与图6～图8中标注的附图标记相同的附图标记，并省略其说明。

实施方式3的全方向驱动装置41，取代实施方式2的外轮部件22、内轮部件23，而在基体26的固定侧部件26A与可动侧部件26B上，分别通过中心轴42a、43a以能够自由旋转的方式安装侧盘42、43。这些两侧盘42、43也与实施方式2相同地，具有皮带/链条机构，从电动马达分别对其施加旋转力，并且，两侧盘42、43被向着使两者之间变窄的方向弹簧弹压。

在侧盘(第一旋转部件)42上，通过与该锥体外周面相比向另一方的侧盘43侧(图11中观察的右侧)延伸的多个臂45，固定支承有圆环轴体46。在圆环轴体46上以不能周向移动且不能旋转的方式嵌有多个内套筒47。在各个内套筒47上以能够旋转的方式安装有一体结合金属轴承而成的第一自由辊49。

第一自由辊49是与驱动力所作用的对象物接触的自由辊，念珠连接状地安装在圆环轴体46上，分别能够绕圆环轴体46的切线方向轴线、即绕各第一自由辊49自身的中心轴线旋转。

在侧盘(第二旋转部件)43的侧盘42侧(图11中观察为左侧)，多个(例如8个)第二自由辊50分别通过托架51以能够自由旋转的方式配设在将侧盘43周向等分的位置上。第二自由辊50以扭矩传递关系与第一自由辊49的侧周面接触，如图13所示，以能够绕中心轴线C50旋转的方式安装，该中心轴线C50在相对于接触对象的第一自由辊49的中心轴线C49处于扭转关系的方向上延伸。即，第一自由辊49的中心轴线C49与第二自由辊50的中心轴线C50在相互的接触部位交叉。

也就是说，作为第二自由辊50的中心轴线C50，在各自由辊的配置部位上的一个投影平面上观察，相对于第一自由辊49的中心轴线C49以具有倾斜角θe＝45度的方式倾斜。

如图13、图14所示，第二自由辊50的中心轴线C50相对于相当于第一自由辊49的中心轴的圆环轴体46的半径线R以具有某一角度的方式倾斜，同时，相对于圆环轴体46的中心线所切的假想平面S以具有某一角度的方式倾斜。这种三维的轴线倾斜，打个比方，与放置在某一角度的圆锥面上的“斜齿轮”的齿的倾斜相似。

这样，通过将第二自由辊50的支承轴52倾斜，在使侧盘42和43相对旋转时，在第一自由辊49上的第二自由辊50的接触点上，作用有绕第一自由辊49的旋转轴线和圆周方向的摩擦力。

如图15的模式图所示，若相对于能够绕中心轴线Cb自由旋转的圆棒B的外周面推抵中心轴线Cf倾斜的自由辊F，使自由辊F沿着圆棒B的中心轴线Cb移动，则通过作用在自由辊F与圆棒B的切点的摩擦力的分力f，在圆棒B上作用有绕中心轴线Cb的旋转力。同样在此情况下，对第一自由辊49始终作用有驱动力，为了为了避免产生空滑的情况，最好始终有至少一个第二自由辊50相对于各个第一自由辊49滚动接触。

将该原理应用于本实施方式的全方向驱动装置41中，例如，停止一个侧盘42的旋转而仅使另一个侧盘43旋转，则相对于基于另一个侧盘43的旋转的圆周方向的力，作用有绕第二自由辊50所接触的第一自由辊49的中心轴线C49的方向的分力。由此，能够使向与两侧盘42、43的旋转中心轴线平行的方向(图11中观察为左右方向)的驱动力作用在第一自由辊49上的与驱动力的作用对象的接触面上。

在使两侧盘42、43以同一速度向同一方向旋转的情况下，由于在第二自由辊50所接触的对象的第一自由辊49上没有作用绕中心轴线C49的旋转力，因而两侧盘42、43的旋转方向的驱动力作用在第一自由辊49上的与驱动力的作用对象的接触面上。

这样，通过对侧盘42、43的旋转速度以及旋转方向分别进行控制，在设在侧盘42上的第一自由辊49上的与驱动力的作用对象的接触面上，能够作用向全方向的驱动力。

这样构成的全方向驱动装置41也与上述的实施方式2同样地，能够作为图9、图10中所示的全方向移动车的全方向驱动装置使用。

以上以特定的实施例对本发明进行了说明，但如本领域技术人员能够容易地理解的那样，能够不脱离本发明的发明概念地进行各种变形、改变，本发明的发明概念如所附的权利要求书中记载的那样。此外，作为根据巴黎公约而主张优先权的基础的日本申请包括其中的记载，将其内容作为本申请的一部分。

Claims (13)

1.一种全方向驱动装置，该全方向驱动装置对驱动对象作用驱动力，其特征在于，

具有：

基体；

第一移动体以及第二移动体，该第一移动体以及第二移动体分别以能够移动的方式支承在所述基体上；

第一驱动单元以及第二驱动单元，该第一驱动单元以及第二驱动单元配置在所述基体上，并分别对所述第一移动体以及所述第二移动体进行移动驱动；

多个第一自由辊，该第一自由辊以能够自由旋转的方式在所述第一移动体上沿其移动方向配置，并且具有旋转轴线，该旋转轴线相对于与该移动方向正交的方向成非零的第一角度；

多个第二自由辊，该第二自由辊以能够自由旋转的方式在所述第二移动体上沿其移动方向配置，并且具有旋转轴线，该旋转轴线相对于与该移动方向正交的方向成非零的第二角度，

配置成，所述第一移动体以及所述第二移动体的至少一个随着其在移动方向上的移动，所述第一自由辊相对于所对应的所述第二自由辊以各自的旋转轴线不相互平行的方式滚动接触，

所述第一自由辊与驱动对象相接触。

2.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述第一自由辊的旋转轴线相对于与其滚动接触的所述第二自由辊的旋转轴线处于扭转的位置关系。

3.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述驱动对象包括路面或地板面。

4.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述驱动对象包括与路面或地板面接触的球体。

5.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述第一移动体包括第一无限轨道带，所述第二移动体包括第二无限轨道带，所述第一无限轨道带以及第二无限轨道带相互成某一角度，所述第一无限轨道带及第二无限轨道带卷挂在一对辊上，并且两辊的至少一个通过所对应的所述驱动单元被驱动。

6.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述第一移动体包括第一圆环部件，所述第二移动体包括第二圆环部件，所述第一圆环部件以及第二圆环部件具有相互同轴的旋转轴线，所述第一圆环部件以及第二圆环部件的外周壁支承所对应的自由辊，该自由辊能够自由旋转。

7.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述第一移动体包括环状体，该环状体支承所述第一自由辊，该第一自由辊能够绕圆形轴线自由旋转；所述第二移动体包括盘，该盘支承与所对应的所述第一自由辊滚动接触的所述第二自由辊，该第二自由辊能够自由旋转，所述盘具有相对于所述环状体同轴的旋转轴线。

8.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，始终有至少一个所述第二自由辊相对于所述各个第一自由辊滚动接触。

9.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述基体具有载荷承受部，该载荷承受部承受移送对象的载荷。

10.如权利要求1所述的全方向驱动装置，其特征在于，所述基体具有弹性装置，该弹性装置用于将所述两移动体相互向促进所述自由辊间的滚动接触的方向弹压。

11.一种全方向移动车，其特征在于，

具有权利要求1所述的全方向驱动装置，将承受移送对象的载荷的载荷承受部设在所述基体上。

12.如权利要求11所述的全方向移动车，其特征在于，所述第一自由辊与作为所述驱动对象的路面或地板面接触。

13.如权利要求11所述的全方向移动车，其特征在于，所述第一自由辊经由作为所述驱动对象的球体与路面或地板面接触。

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