JP2000127776A - 全方向移動車両、及びその駆動機構制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータの数を増加させることなく駆
動車輪の数を増やして、指令通りに安定して動く全方向
移動車両を提供する。 【解決手段】 全方向移動車両１は、２つのアクチュエ
ータ（旋回軸モータ２、車輪軸モータ３）を備え、全て
の車輪（４輪）に対して駆動機構１０を備える。２つの
アクチュエータ（旋回軸モータ２、車輪軸モータ３）で
発生するトルクは、旋回軸用トルク分配ギア４、車輪軸
用トルク分配ギア５、旋回軸シャフト６、車輪軸シャフ
ト７等の“伝達機構”を伝わって、全ての駆動機構１０
へと分配伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全方向移動車両、
及びその駆動機構制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】全方向移動車両は、例えば、工場等にお
いて部品の自動運搬作業等に用いられている。

【０００３】全方向移動車両には、移動や姿勢に関する
加減速方向を変えるために予備動作が必要なもの（非ホ
ロノミック全方向移動車両と呼ばれている）と、予備動
作無しで加減速方向を変えられるもの（ホロノミック全
方向移動車両と呼ばれている）とがある。

【０００４】ホロノミック全方向移動車両は、非ホロノ
ミック全方向移動車両に比べて、制御の自由度がより高
いが、車輪等の接地機構に特殊な構造を持たせたホロノ
ミック全方向移動車両の場合は、車輪の構造が複雑とな
る為に可搬質量を大きくできない。

【０００５】これに対して、本発明の出願人は、通常の
車輪（転がりと接地点回りの旋回とが可能なもの；空気
圧式タイヤ装着のもの）を装着可能なホロノミック全方
向移動車両を提案している（特願平７−２８８０１
４）。これは、通常の車輪を車体に結合する機構に車軸
中心から転がり方向にオフセットし、走行面と垂直な軸
を中心に旋回する機構を持たせたものである。

【０００６】図７は、上記通常の車輪を用いるホロノミ
ック全方向移動車両の構造と動作を示す図である。同図
に示すホロノミック全方向移動車両１００は、２組の駆
動機構１１０と２組の従動輪１２０（キャスタとして機
能する）とを有する。

【０００７】２組の駆動機構１１０の各々は、車輪１１
１と旋回軸１１２を各々独立して駆動する２つの駆動機
構（特に明確には図示していないが、旋回軸駆動機構、
車輪駆動機構が独立して存在する）を有している。

【０００８】各駆動機構１１０において、上記旋回軸駆
動機構によって旋回軸１１２が旋回することによる車輪
１１１の旋回によって駆動力Ｖｇが生じる。この駆動力
Ｖｇは、車輪の転がる方向に垂直な方向に生じる。一
方、不図示の車輪駆動機構（脚１１３を挟んで車輪１１
１と対向する位置に設けられ、モータ、エンコーダ、減
速機等より成り、独立して車輪１１１を駆動する機構）
によって、車輪の転がる方向の駆動力Ｖｈが作り出され
る。そして、２つの駆動力Ｖｇ、Ｖｈの合力が、駆動機
構１１０の駆動力Ｖとなる。

【０００９】そして、２組の駆動機構１１０の各駆動力
Ｖａ、Ｖｂの合力によって、ホロノミック全方向移動車
両１００全体の並進方向の移動力Ｖhei と旋回方向の移
動力Ｖsen を作り出すものである。

【００１０】上記のように、車両１００の移動力自体
は、２組以上の駆動機構１１０の各駆動力Ｖａ、Ｖｂの
合力があれば作り出せるが、車両１００が転倒せずに自
立させるためには、３点以上の接地点が一本の直線上に
並ばない位置にあることが必要となる。一般的には、よ
り安定させる為に、４本の接地点を設ける（４輪車）の
が普通である。ところが、アクチュエータ（モータ）を
含む駆動系は、単なる機構に比べて高価である為、駆動
機構１１０の組は必要最低限の２組のみ使用し、他の接
地点にはキャスタ輪等の全方向移動可能な従動輪１２０
を、最低１個（一般的には２個以上）使用していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような４点の接
地点をもつが２組のみの駆動機構１１０を用いるホロノ
ミック全方向移動車両１００では、多くの場合、実際に
接地しているのは３点であり、どの３点が接地している
かは走行面の凹凸や加減速の方向等によって刻々と変化
していくものである。

【００１２】従って、駆動機構１１０がある２つの接地
点が常に両方とも接地しているとは限らず、片方が接地
していないときには指令通りの移動ができないという問
題があった。

【００１３】この問題点は、駆動機構が接地している点
を増やすこと、すなわち駆動機構を増やすことで解決で
きるが、アンプ等の制御装置を含むアクチュエータまで
増加してしまうという問題が発生する。

【００１４】また、接地している駆動機構１１０におい
ては、アクチュエータからの駆動力に対して、慣性力や
走行面と車輪との間の摩擦等を受けるため、指令に対し
て遅れが生じることになる。そして、この遅れは各駆動
機構１１０毎にバラツクことになる。上記のようにホロ
ノミック全方向移動車両１００の移動は、各駆動機構１
１０の同期した動作により実現しているので、上記遅れ
のバラツキから、車体の軌道が歪むという問題が生じ
る。この歪みは、例えば直進時のゆれという形で表れ
る。

【００１５】本発明の課題は、アクチュエータの数を増
加させることなく駆動機構の数を増やして、指令通りに
安定して動く全方向移動車両、及びその駆動機構制御方
法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の全方向移動車両
は、車輪駆動用の単一の第１のアクチュエータと、車輪
の旋回軸駆動用の単一の第２のアクチュエータと、前記
第１及び第２のアクチュエータより発生する駆動力を、
各々、全ての車輪の駆動軸及び旋回軸の駆動機構にそれ
ぞれ略均等に分配する駆動力分配手段とを有する。

【００１７】このように、本発明の全方向移動車両で
は、２つのアクチュエータのみで、全ての駆動機構に駆
動力を分配して、車両を並進方向に全方向移動させるこ
とができる。

【００１８】上記車輪は、例えば通常の空気圧式タイヤ
を装着した車輪である。また、本発明の全方向移動車両
は、更に、上記全方向移動車両上に設けられる、移動対
象物を搭載するための旋回台と、該旋回台を駆動するた
めの第３のアクチュエータとを有する。

【００１９】これにより、上記第１、第２、及び第３の
３つのアクチュエータのみで並進／旋回を合わせた３自
由度全てを自由に制御できる全方向移動車両を実現でき
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は、２つのアクチュエータで
並進方向の全方向移動を実現できるホロノミック全方向
移動車両の構成を示す図である。

【００２１】同図に示す全方向移動車両１は、２つのア
クチュエータ（旋回軸モータ２、車輪軸モータ３）を使
用して、４点の接地点全てについて駆動機構１０を備
え、並進方向のいかなる方向へも瞬時に加減速可能なも
のである。

【００２２】２つのアクチュエータ（旋回軸モータ２、
車輪軸モータ３）で発生するトルクは、旋回軸用トルク
分配ギア４、車輪軸用トルク分配ギア５、旋回軸シャフ
ト６、車輪軸シャフト７等の“伝達機構”を伝わって駆
動機構１０へと伝達される。旋回軸シャフト６は、その
一端に旋回軸用入力ギア６ａを、他端に旋回軸用出力ギ
ア６ｂを備えており、車輪軸シャフト７は、その一端に
車輪軸用入力ギア７ａを、他端に車輪軸用出力ギア７ｂ
を備えている。

【００２３】旋回軸モータ２は、駆動機構１０内の旋回
軸１１を駆動するためのトルクを発生するモータであ
り、車輪軸モータ３は車輪２０（車輪駆動軸１２）を駆
動するためのトルクを発生するモータである。各モータ
により発生されるトルクは、４組の駆動機構１０の各々
に伝達される。

【００２４】すなわち、旋回軸モータ２によって発生す
るトルクは、旋回軸用トルク分配ギア４に伝達される
と、ここから４本の旋回軸シャフト６の各々へ分配伝達
される。そして、上記トルクは、各旋回軸シャフト６に
よって各駆動機構１０内の旋回軸入力ギア１１ａに伝達
され、旋回軸１１が回転駆動される。

【００２５】詳細には、旋回軸モータ２はその回転軸の
先端にギア２ａを有しており、このギア２ａは旋回軸用
トルク分配ギア４と噛合している。これより、旋回軸モ
ータ２によって発生するトルクは、ギア２ａによって旋
回軸用トルク分配ギア４に伝わり、旋回軸用トルク分配
ギア４が回転する。旋回軸用トルク分配ギア４には、４
本の旋回軸シャフト６の各旋回軸用入力ギア６ａが噛合
している。これより、旋回軸用トルク分配ギア４が回転
することにより、上記旋回軸モータ２で発生したトルク
は、４本の旋回軸シャフト６の各々に分配伝達されて、
各旋回軸シャフト６が回転する。各旋回軸シャフト６の
他端に設けられている上記旋回軸用出力ギア６ｂは、駆
動機構１０の旋回軸１１が備える旋回軸入力ギア１１ａ
と噛合しており、上記各旋回軸シャフト６の回転によっ
て旋回軸１１が回転駆動される。

【００２６】このように、旋回軸モータ２によって発生
するトルクは、上記“伝達機構”を介して、４つの駆動
機構１０内の各旋回軸１１に分配伝達される。一方、車
輪軸モータ３によって発生するトルクは、車輪軸用トル
ク分配ギア５に伝達されると、ここから４本の車輪軸シ
ャフト７の各々へ分配伝達される。そして、上記トルク
は、各車輪軸シャフト７によって各駆動機構１０内の車
輪軸入力ギア１２ａに伝達され、車輪軸１２が回転駆動
される。

【００２７】尚、トルクが旋回軸入力ギア１１ａに伝達
されてから旋回軸１１が駆動されるまでの機構は特に示
していないが、従来より知られている（例えば特開昭61
-285129 ）ので、ここでは特に説明しない。車輪軸入力
ギア１２ａと車輪軸１２についても同様である。

【００２８】上述した構成により、２つのアクチュエー
タ（旋回軸モータ２、車輪軸モータ３）だけで４組の駆
動機構を動作させる全方向移動車両を実現できる。この
ように、アクチュエータを増加させることなく（コスト
を増大させることなく）全ての車輪の駆動機構を駆動さ
せることができ、車輪が全て接地していない状況下にお
いても指令通りに動かなくなるようなことがない全方向
移動車両を実現できる。

【００２９】図２は、上記全方向移動車両１の動作の一
例を示す図である。上述したようにして２つのアクチュ
エータ（旋回軸モータ２、車輪軸モータ３）によって４
組の駆動機構を駆動すると、４つの駆動機構１０の各々
において、車輪軸１２を駆動することによって発生する
移動速度Ｖh （不図示）と、旋回軸１１を駆動して車輪
２０を時計方向または反時計方向に旋回させることによ
り、車輪２０の接地面との摩擦抵抗によって発生する移
動速度Ｖg （上記Ｖh と直交する）とが合成された速度
Ｖa 、Ｖb 、Ｖc 、Ｖd が発生し、これらによって全方
向移動車両１本体が速度Ｖで並進走行する。

【００３０】このように、図１の全方向移動車両１で
は、並進方向の移動に関しては自由に制御できるが、４
つの駆動機構を全て同じように動作させている為に、旋
回動作ができない。

【００３１】これに対して、以下に、図３を参照して、
並進／旋回を合わせた３自由度の動きを自由に制御でき
る全方向移動車両について説明する。図３は、３自由度
をもつ全方向移動車両の構成を示す図である。

【００３２】同図に示す全方向移動車両３０は、基本的
には、図１の全方向移動車両１に、旋回台とこの旋回台
を旋回駆動する為の構成を追加したものとなっているの
で、同図においては図１に示す全方向移動車両１の各構
成要素に相当する構成については特に符号は付していな
い。

【００３３】同図に示す全方向移動車両３０は、３自由
度（並進と旋回）について瞬時に加減速を開始できるも
のとなる。同図において、旋回台３１は、３箇所ある支
持部３６上を旋回台軸心３３を中心に回転可能な構造と
なっている略正方形状の板であり、その下部に略円形状
の旋回台ギア３２を備えている。旋回台ギア３２は旋回
台モータ３４が備える出力ギア３５と噛合しており、旋
回台モータ３４により旋回台ギア３２を駆動することに
より、旋回台３１が旋回動作するようになっている。

【００３４】図４は、図３に示す全方向移動車両３０の
動作の一例を示す図である。同図に示すように、全方向
移動車両３０の下部を構成する全方向移動車両１自体
は、図２に示す場合と同じく並進移動のみ行うが、旋回
台モータ３４によって旋回台３１が旋回動作するので、
車両全体の動きとしては３自由度の動きをすることにな
る。

【００３５】尚、車両全体の旋回速度指令に従って旋回
台モータ３４を制御することで、車両下部の並進方向の
動作とは独立に、車両上部の旋回動作を制御することが
できる。

【００３６】次に、図５、図６を参照して、荷重のかか
った駆動機構を推定して制御する全方向移動車両を説明
する。上記図１などに示す全方向移動車両は、アクチュ
エータで発生する駆動力を各駆動機構１０に伝達する機
構（旋回軸用トルク分配ギア４、車輪軸用トルク分配ギ
ア５、旋回軸シャフト６、車輪軸シャフト７等）を持つ
ことになるが、伝達距離が駆動機構内よりも長い距離の
駆動力伝達を行っているため、このような伝達機構は構
造的に弱く、反力を受けた場合の歪みが最も顕著に出る
所になってしまう。そして、上述したように、全ての車
輪が常に接地しているとは限らず、実際に接地している
車輪に対応する駆動機構では、車体の慣性力や走行面と
車輪との間に生じる摩擦力などにより、接地していない
車輪を持つ駆動機構に比べて大きな反力が生じることに
なる。この反力のアンバランスによる伝達機構の歪み
は、駆動機構の動作速度に遅れを生じさせる原因とな
る。この遅れは、最も荷重のかかった駆動機構で最大と
なる。一方、当然、車両の移動軌跡に最も影響する駆動
機構も最も荷重のかかった駆動機構である。

【００３７】上述したことより、以下に、図５に示す機
構により検出する駆動機構の検出速度を用いて、図６に
示す方法によりアクチュエータの速度制御を行うことに
より、より精度の高い全方向移動が可能な全方向移動車
両について説明する。

【００３８】図５は、駆動機構の速度を検出する機構の
一例を示す図である。図５には、図１、図３に示す全方
向移動車両１、３０で用いられている駆動機構１０にお
いて、旋回軸の速度検出器４１と車輪軸の速度検出器４
２とを取り付けた構成を示してある。

【００３９】旋回軸の速度検出器４１は、旋回軸入力ギ
ア１１ａと噛合するギア４１ａを備えており、旋回軸入
力ギア１１ａの回転速度を検出する。車輪軸の速度検出
器４２は、車輪軸入力ギア１２ａと噛合するギア４２ａ
を備えており、車輪軸入力ギア１２ａの回転速度を検出
する。そして、これらの各入力ギア１１ａ、１２ａの回
転速度の検出値を、それぞれ、旋回軸１１の回転速度、
車輪軸１２の回転速度とみなしている。

【００４０】図６は、上記旋回軸の速度検出器４１と車
輪軸の速度検出器４２を用いて、荷重の最もかかった駆
動機構を推定して制御を行うための制御系の構成を示す
ブロック図である。

【００４１】同図において、座標変換器５１は、車両の
並進方向の速度指令Ａを旋回軸の速度指令Ｂと車輪軸の
速度指令Ｈに変換する（従来より既知である）。次に、
まず、旋回軸に係わる制御としては、上記旋回軸の速度
指令Ｂと帰還速度算出器５２より出力される旋回軸の速
度帰還Ｃとの差を求め、これを旋回軸トルク指令Ｄとし
て旋回軸電流制御器５３に入力させる。旋回軸電流制御
器５３は、上記旋回軸トルク指令Ｄに基づいて旋回軸モ
ータ２の電流を制御する。この旋回軸モータ２の回転速
度は、旋回軸モータエンコーダ５４により検出されて旋
回軸モータ速度Ｅとして帰還速度算出器５２に入力す
る。

【００４２】旋回軸モータ２の出力は、“伝達機構”の
旋回軸用トルク分配ギア４を介して、各駆動機構１０の
旋回軸入力ギア１１ａを駆動する。この各ギア１１ａの
回転速度は、各々の旋回軸の速度検出器４１で検出され
て旋回軸検出速度Ｆとして帰還速度算出器５２に入力す
る。

【００４３】帰還速度算出器５２は、入力する上記旋回
軸モータ速度Ｅと旋回軸検出速度Ｆとに基づいて、上記
旋回軸の速度帰還Ｃを算出する。また、これと共に、旋
回軸検出速度Ｆを積分して旋回軸現在位置Ｇを算出し、
この算出した旋回軸現在位置Ｇを座標変換器５１に出力
する。

【００４４】一方、車輪軸に係わる制御としては、ま
ず、上記車輪軸の速度指令Ｈと帰還速度算出器５２より
出力される車輪軸の速度帰還Ｉとの差を求め、これを車
輪軸トルク指令Ｊとして車輪軸電流制御器５５に入力さ
せる。車輪軸電流制御器５５は、上記車輪軸トルク指令
Ｊに基づいて車輪軸モータ３の電流を制御する。この車
輪軸モータ３の回転速度は、車輪軸モータエンコーダ５
６により検出されて車輪軸モータ速度Ｋとして帰還速度
算出器５２に入力する。

【００４５】車輪軸モータ３の出力は、“伝達機構”の
車輪軸用トルク分配ギア５を介して、各駆動機構１０の
車輪軸入力ギア１２ａを駆動する。この各ギア１２ａの
回転速度は、各々の車輪軸の速度検出器４２で検出され
て車輪軸検出速度Ｌとして帰還速度算出器５２に入力す
る。

【００４６】帰還速度算出器５２は、入力する上記車輪
軸モータ速度Ｋと車輪軸検出速度Ｌとに基づいて、上記
旋回軸の速度帰還Ｉを算出する。以下に、帰還速度算出
器５２において旋回軸帰還速度Ｃ、車輪軸帰還速度Ｉを
算出する方法について説明する。 （１）まず、旋回軸モータ速度Ｅと旋回軸検出速度Ｆと
の差を、各々の駆動機構ごとに積分する。また、車輪軸
モータ速度Ｋと車輪軸検出速度Ｌとの差についても、各
駆動機構ごとに積分する。 （２）次に、旋回軸指令速度Ｂと車輪軸指令速度Ｈのど
ちらが、車両並進速度により大きく影響するかを求め
る。これは、旋回軸速度指令Ｂに“伝達機構”と“駆動
機構”１０のもつ車輪の旋回に関する速度変換比を乗じ
たものと、車輪軸速度指令Ｈに“伝達機構”と“駆動機
構”１０のもつ車輪軸に関する速度変換比を乗じたもの
とを比較し、絶対値が大きい方がより影響が大きいもの
と判定する。 （３）そして、旋回軸のほうが車両並進速度に対する影
響が大きい場合、上記（１）で求めた駆動機構ごとの積
分値のうち、旋回軸における差の積分の絶対値が最も大
きい駆動機構を、最も荷重のかかった駆動機構とする。

【００４７】一方、車輪軸のほうが車両並進速度に対す
る影響が大きい場合、上記（１）で求めた駆動機構ごと
の積分値のうち、車輪軸における差の積分の絶対値が最
も大きい駆動機構を、最も荷重のかかった駆動機構とす
る。 （４）上記のようにして求めた最も荷重のかかった駆動
機構の旋回軸検出速度Ｆ、車輪軸検出速度Ｌを、それぞ
れ、旋回軸帰還速度Ｃ、車輪軸帰還速度Ｉとする。

【００４８】上述したように最も偏差の大きい（差の積
分の絶対値が最も大きい／最も負荷のかかった）軸を持
つ駆動機構からの速度帰還を、モータ制御の帰還として
採用することで、制御性が向上するようになる。これに
ついて、以下に詳細に説明する。

【００４９】まず、単軸の場合、アクチュエータ側で検
出した速度を帰還させる（セミクローズド）よりも、駆
動機構側で検出した速度を帰還させた（クローズド）ほ
うが、（モータトルクがかなう限り）駆動機構出力がよ
り良く指令に追従する。

【００５０】本実施形態の全方向移動車両では、上述し
た様に１つのアクチュエータに対して複数の駆動機構出
力があるが、これらの駆動機構の各々が作用する対象
（床面）が、共通の床面であるとするならば、理想的に
は駆動機構の動作にズレは生じないはずである。しかし
ながら、現実には、駆動システムの動作には何等かのズ
レが生じる。ズレが生じる要因は様々であるが、例え
ば、接地の弱い車輪が滑りを起こしてアクチュエータの
動作によく追従するのに対して、よく接地した車輪は車
両の運動に伴う反力を集中して受けるので、アクチュエ
ータのトルクと運動の反力とによって軸が捩れて、他の
車輪の軸よりも大きく動作のズレが生じる。

【００５１】ここで、最も負荷のかかった（上記ズレが
最も大きい／差の積分の絶対値が最も大きい／最も偏差
を持った）軸を持つ駆動機構の車輪が、最もよく接地し
ており、車両の運動を支配しているのであるから、この
車輪を持つ駆動機構の動作ほど、より指令に追従させる
ようにする為に上述した制御を行う。

【００５２】このように、上述した制御は、上記最も負
荷のかかった軸を持つ駆動機構の動作を、指令に追従さ
せる制御であるが、この制御を行っていくと他の軸の動
作は指令からズレていくことになるが、上記最も負荷の
かかった軸がよく指令に追従するようになるにつれて、
他の軸の偏差がより制御系への影響力を持つようになる
ので、今度はこちらを指令に対してより追従させるよう
になり、結果的には、最も負荷のかかった（より良く接
地した車輪を動かす）駆動機構に重みを置きながら、全
体の動作を時分割的に指令に追従させる制御となり、こ
れらの駆動機構の動作の平均として、車両全体の動きは
より指令に追従したものとなる。また、よく接地した車
輪が遷移していく場合にも適合させることができる。

【００５３】上述したように、本実施形態の全方向移動
車両では、特に最も荷重の掛かった駆動機構を推定して
アクチュエータと駆動機構間の動作のズレを補正するこ
とで制御性を向上させることができる。特定の車輪に荷
重が掛かりアクチュエータと駆動機構の動作にズレが生
じても、これを補正して高精度な全方向移動が実現でき
る。

【００５４】尚、精度や動作の滑らかさの必要に応じ
て、荷重の掛かった駆動機構に関する旋回軸シャフト６
及び車輪軸シャフト７の捻じれ量を推定し、既知の方法
でバネ要素を補正した帰還速度を出力するようにしても
よい。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
全方向移動車両は、２つのアクチュエータだけで、全て
の（例えば４輪全て）を駆動して、並進方向の全方向移
動を実現できる。更に、旋回台とこの旋回台を駆動する
アクチュエータを加えることで、並進／旋回を合わせた
３自由度の動きを自由に制御できる全方向移動車両を実
現できる。更に、最も荷重の掛かった駆動機構を推定し
てアクチュエータと駆動機構間の動作のズレを補正する
ことで、より精度の高い全方向移動車両の制御が行える
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つのアクチュエータで並進方向の全方向移動
を実現できるホロノミック全方向移動車両の構成を示す
図である。

【図２】図１の全方向移動車両の動作の一例を示す図で
ある。

【図３】３自由度をもつ全方向移動車両の構成を示す図
である。

【図４】図３に示す全方向移動車両の動作の一例を示す
図である。

【図５】駆動機構の速度を検出する機構の一例を示す図
である。

【図６】荷重の最もかかった駆動機構を推定して制御を
行うための制御系の構成を示すブロック図である。

【図７】通常の車輪の用いるホロノミック全方向移動車
両の従来の構造と動作を示す図である。

【符号の説明】

１ 全方向移動車両 ２ 旋回軸モータ ３ 車輪軸モータ ４ 旋回軸用トルク分配ギア ５ 車輪軸用トルク分配ギア ６ 旋回軸シャフト ６ａ 旋回軸用入力ギア ６ｂ 旋回軸用出力ギア ７ 車輪軸シャフト ７ａ 車輪軸用入力ギア ７ｂ 車輪軸用出力ギア １０ 駆動機構 １１ 旋回軸 １１ａ 旋回軸入力ギア １２ 車輪駆動軸 １２ａ 車輪軸入力ギア ２０ 車輪 ３０ 全方向移動車両 ３１ 旋回台 ３２ 旋回台ギア ３３ 旋回台軸心 ３４ 旋回台モータ ３５ 出力ギア ３６ 支持部 ５１ 座標変換器 ５２ 帰還速度算出器 ５３ 旋回軸電流制御器 ５４ 旋回軸モータエンコーダ ５５ 車輪軸電流制御器 ５６ 車輪軸モータエンコーダ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪駆動用の単一の第１のアクチュエー
   タと、 車輪の旋回軸駆動用の単一の第２のアクチュエータと、 前記第１及び第２のアクチュエータより発生する駆動力
   を、各々、全ての車輪の駆動軸及び旋回軸の駆動機構に
   それぞれ略均等に分配する駆動力分配手段と、 を有することを特徴とする全方向移動車両。
2. 【請求項２】 前記車輪は、通常の空気圧式タイヤを装
   着した車輪であることを特徴とする請求項１記載の全方
   向移動車両。
3. 【請求項３】 前記駆動力分配手段は、 各車輪から略等しい距離に配置され、前記第１のアクチ
   ュエータにより回転駆動される車輪用トルク分配ギア
   と、 該車輪用トルク分配ギアの回転を各車輪へ伝達する車輪
   用伝達手段と、 各旋回軸から略等しい距離に配置され、前記第２のアク
   チュエータにより回転駆動される旋回軸用トルク分配ギ
   アと、 該旋回軸用トルク分配ギアの回転を各旋回軸へ伝達する
   旋回軸用伝達手段と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の全方向移動車
   両。
4. 【請求項４】 前記全方向移動車両上に設けられる、移
   動対象物を搭載するための旋回台と、 該旋回台を駆動するための第３のアクチュエータと、 を更に有することを特徴とする請求項１記載の全方向移
   動車両。
5. 【請求項５】 前記各車輪の駆動軸及び旋回軸の各々の
   駆動速度を検出する速度検出手段と、 該速度検出手段により検出された各車輪の駆動軸の速度
   と前記第１のアクチュエータの出力速度との差を比較す
   ると共に、該速度検出手段により検出された各車輪の旋
   回軸の速度と前記第２のアクチュエータの出力速度との
   差を比較し、該比較結果に基づいて現在最も荷重のかか
   っている前記駆動機構を判定し、該判定結果に基づいて
   前記第１及び第２のアクチュエータによる駆動速度を適
   切に制御する制御手段と、 を更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の全方向移動車両。
6. 【請求項６】 前記制御手段による制御は、現在最も荷
   重が掛っていると判定した駆動機構における前記速度検
   出手段の検出結果に基づいて前記第１及び第２のアクチ
   ュエータによる駆動速度を補正する制御であることを特
   徴とする請求項５記載の全方向移動車両。
7. 【請求項７】 通常の車輪を用いる全方向移動車両にお
   ける駆動機構制御方法において、 各車輪及びその旋回軸の回転速度を検出し、 検出される各車輪の回転速度と該車輪を駆動する車輪軸
   モータの回転速度の差を各々算出して積分すると共に、
   検出される各旋回軸の回転速度と該旋回軸を駆動する旋
   回軸モータの回転速度の差を各々算出して積分し、 車輪軸と旋回軸のいずれの回転速度がより大きく車両並
   進速度に影響するかを求め、 より影響が大きいほうにおいて、前記積分した各値の絶
   対値の中で最も大きな値を持つ駆動機構を、最も荷重の
   かかった駆動機構と判断し、 該判断結果に基づいて所定の制御を行うことを特徴とす
   る駆動機構制御方法。
8. 【請求項８】 前記所定の制御は、最も荷重が掛ってい
   ると判断した駆動機構において検出された車輪及び旋回
   軸の回転速度に基づいて前記車輪軸モータ及び前記旋回
   軸モータの回転速度を補正する制御であることを特徴と
   する請求項７記載の駆動機構制御方法。