JP2003267259A - 全方向台車及びその段差乗越え方法 - Google Patents

全方向台車及びその段差乗越え方法

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JP2003267259A
JP2003267259A JP2002071154A JP2002071154A JP2003267259A JP 2003267259 A JP2003267259 A JP 2003267259A JP 2002071154 A JP2002071154 A JP 2002071154A JP 2002071154 A JP2002071154 A JP 2002071154A JP 2003267259 A JP2003267259 A JP 2003267259A
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wheel
omnidirectional
center
wheels
gravity
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Kazue Sumiya
和重 角谷
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オムニホイルを用いた3輪台車の段差登りを
実現する。 【解決する手段】 台車2は、3個のオムニホイルW
1、W2、W3を車輪して具え、制御手段5に連繋して台
車の重心を移動できる重心移動手段3を具えている。段
差に達した全方向車輪W1を除く残りの全方向車輪側W
2、W3側にウェイト4を移動させて重心を移動させ、段
差7を登る車輪W1側を軽くして他の2個の車輪W2、W
3にかかる荷重を大きくし、台車の回転と前進の力によ
って、最初の車輪W1が段差を登る。同様にして、順次
重心を移動させて残り2個の全方向車輪W2、Wも順に
登る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、全方向車輪を具えた全
方向台車及び該台車の段差乗り越え方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図1
は、オムニホイルと呼ばれる公知の全方向車輪Wを示し
ている。全方向車輪Wは、2つのホイル(11)(11)を同軸
に重ねて固定し、各ホイル(11)の外周にホイル(11)の軸
方向に回転自由に夫々複数個のローラ(12)(12)を等間隔
に、且つ、隣り合うホイルのローラに対して位相をずら
して配備して構成され、必ず何れかのローラが接地する
特徴を有する。上記全方向車輪Wを3個或いは4個具え
た台車は、各車輪の回転速度を個々に制御することで、
定位置での回転及び任意の方向に走行できる特徴を有し
ている。但し、全方向車輪Wを用いた台車は段差踏破性
が著しく悪い問題があった。
【0003】これは、台車(2)の重心は、平坦面での走
行安定性の面から、台車の中心部に位置する様に設計さ
れていること。又、3個又は4個の全方向車輪Wは、仮
想円上に等間隔に且つ夫々車軸が該仮想円の半径方向に
向いて配備されるため、どの車輪Wが段差(7)に接近し
ても、段差(7)に対して90゜の角度で当たることな
く、必ず段差(7)に対して傾いて当たること、しかも段
差(7)に直接に当たるのは自由回転するローラ(12)であ
ることによる。即ち、段差(7)に全方向車輪Wのローラ
(12)が傾いて当たった状態で車輪Wが回転しても、ロー
ラ(12)は段差(7)に対して空回りしてしまう。結局は、
全方向車輪Wの個々の段差踏破性は、ローラ(12)を含む
全方向車輪Wの径ではなく、ローラ(12)自体の径に依存
してしまうからである。本発明は、上記問題を解決でき
る台車及び該台車による段差乗り越え方法を明らかにす
るものである。
【0004】
【課題を解決する手段】本発明の全方向台車は、ホイル
(11)の外周にホイルの軸方向に回転自由にローラ(12)を
具えた全方向車輪が3個以上配備され、各全方向車輪W
1、W2、W3に個別に回転を制御できる制御モータ(6)
が連繋された全方向台車において、台車の重心を移動で
きる重心移動手段(3)を具え、該重心移動手段(3)に
は、1個の車輪が段差に達すると残りの車輪側に台車の
重心を移動する様に重心移動手段(3)を動作させる制御
手段(5)を連繋したことを特徴とする。
【0005】本発明の全方向台車(2)の段差乗り越え方
法は、段差(7)に達した全方向車輪W1を除く残りの全
方向車輪側に台車の重心が移動する様に制御し、段差
(7)を登る車輪W1側を軽くすると共に、該車輪W1以外
で接地している車輪W2、W3の接地圧を大きくして、段
差(7)に対する車輪W1の推力を大きくして、該車輪W1
の回転による縦壁(71)の摩擦力によって段差を登り、残
りの車輪W2、W3についても、上記同様にして順次重心
を移動させて段差を登ることを特徴とする。
【0006】
【作用及び効果】台車(2)の全ての全方向車輪W1、W
2、W3の回転を制御して台車(2)を段差(6)に向かって
前進させる。1個の車輪W1が段差(7)に達すると、台
車(2)の重心は残りの車輪W2、W3に移動し、段差(7)
を登ろうとする車輪W1側が軽くなる。台車(2)には前
進力が加わっているため、段差(7)に当たっている該車
輪W1の回転による摩擦力が、該車輪W1に作用する下向
きの荷重に打ち勝って段差(7)を登ることができる。1
個の全方向車輪W1が段差(7)を登れば、残りの全方向
車輪も上記と同様にして、台車の重心を移動させて順次
登ることができる。
【0007】ウェイト(4)を台車(2)のテーブル(21)上
で2次元的に移動させて、台車(2)の重心位置を変える
様にすれば、ウェイト(4)は、制御手段(5)、バッテリ
ー、モータ等のウェイト以外の働きを主とする搭載物を
利用出来、台車(2)全体の重量増を抑えることができ、
段差踏性も一層向上する。又、段差(7)を登ろうとする
車輪Wを、段差(7)に対して可及的に90゜に近づく様
に、台車(2)を回転させてから段差(7)を登らせる様に
すれば、段差踏性は一層向上する。
【0008】
【発明の実施の形態】図2は、図1に示す全方向車輪W
を3個用いた全方向台車(2)を示している。各全方向車
輪W1、W2、W3はテーブル(21)に突設した3つの取付
け脚(24)に取り付けられ、図3に示す如く、仮想円C周
方向に等間隔に且つ車軸が該仮想円の半径方向に位置す
る様に配備されている。各取付け脚(24)は、内外2枚の
脚板(22)(23)によって形成され、脚板(22)(23)の先端間
に全方向車輪W1、W2、W3を回転自由に支持してい
る。各取付け脚(24)の内側の脚板(24)に制御モータ(6)
が搭載され、ベルト(61)を介して車軸(14)を正逆方向に
回転駆動する。各制御モータ(6)は、後記するテーブル
(31)上の制御手段(5)に連繋されている。
【0009】台車(2)上に台車全体の重心の位置を移動
させるための重心移動手段(3)が配備される。実施例の
重心移動手段(3)は、テーブル(21)上でウェイト(4)を
テーブル面に沿う2次元方向に移動させて、台車(2)の
重心位置を変えることのできる2次元移動装置(30)であ
る。
【0010】2次元移動装置(30)は、テーブル(21)の中
心を通って設けられた第1軌条(31)と、該第1軌条(31)
上に該第1軌条(31)の長手方向にスライド可能に配備さ
れた第1スライド台(32)と、該第1スライド台(32)上に
形成され第1軌条(31)と直交する方向に長い第2軌条(3
3)と、該第2軌条(33)上に該第2軌条(33)の長手方向に
スライド可能に配備されて第2スライド台(34)とによっ
て構成される。
【0011】第1スライド台(32)及び第2スライド台(3
4)は、夫々独立したスライド駆動装置(図示せず)に連繋
され、該スライド駆動装置は、スライド距離を制御でき
るものであれば、例えばボールネジの回転によるネジ推
力を利用するもの、ラックの噛合したピニオンの回転に
よるもの等、構成は問わない。
【0012】第2スライド台(34)上には、制御手段
(5)、第1、第2スライド台(32)(34)を駆動するための
2個のモータ(図示せず)、駆動源であるバッテリー(図
示せず)等が搭載され、これらが台車(2)の重心位置を
変えるためのウェイト(4)を兼用する。
【0013】制御手段(5)は、各全方向車輪W1、W2、
W3の個々の回転速度の制御、2次元移動装置(30)のス
ライド駆動装置(図示せず)の制御を行う。尚、全方向車
輪W1、W2、W3の個々の回転速度を制御して台車(2)
を任意の方向に移動させる、移動さらながら自転させる
或いは定位置で自転させる制御プログラム及び運動学は
公知であるので説明は省略する。
【0014】次に、リモートコントロールによる外部操
作によって、全方向台車(2)が段差(7)を登る動作を説
明する。台車(3)の3個の全方向車輪W1、W2、W3の
回転を制御して台車(3)を段差(6)に向かって前進させ
る。図3に示す如く、1個の車輪W1が段差(7)の縦壁
(71)に達すると、重心移動手段(3)のウェイト(4)を残
りの2つの車輪W2、W3側に移動させる。実施例では、
台車全体の重心位置を動方向に沿って車輪接地面へ投影
した際に、3個の車輪W1、W2、W3の配列仮想円Cの
中心と、段差(7)を登ろうとする全方向車輪W1を除く
2つの全方向車輪W2、W3によって囲まれる領域に、該
前重心位置が納まる様にウェイト(4)を移動させる。更
に望ましくは、段差(7)に達した車輪W1が段差(7)の
縦壁(71)に対して可及的に90゜に近づく様に台車(2)
を回転させる。
【0015】最初の車輪W1が段差(7)を登る条件は、
該車輪W1に作用する上からの荷重よりも、車輪W1を段
差(7)の縦壁(71)に押し当てる推力により発生する摩擦
力が大きく、その他の車輪の接地面とのグリップ力(摩
擦力)が前記推力を発生するのに十分な大きさとなるこ
とでである。従って、車輪W1が段差(7)を登る際に、
重心移動手段(3)のウェイト(4)を残りの2つの全方向
車輪W2、W3に近い位置に移動させ、台車全体の重心位
置を図3のハッチングされた領域に移すことで、段差
(7)を登ろうとする全方向車輪W1に作用する上からの
荷重を小さくし、逆に残りの2つの全方向車輪W2、W3
にかかる上からの荷重を大きくすることで、接地面との
グリップ力を増し、段差(7)側の車輪W1を段差(7)の
縦壁(71)に押し付ける力を大きくする。この状態で該車
輪W1の回転及び前進運動を持続することで、車輪W1は
段差(7)を登ることができる(図4参照)。
【0016】次に、図5に示す如く、台車(2)の前進を
持続しながら、次に段差に進入する車輪W3の段差(7)
の乗り上げに備え、重心を前記同様にして他の2個の車
輪W1、W2に近い領域に移動させ、車輪W3を段差(7)
に登らせる。同様の動作により、残りの車輪W2を段差
(7)に登らせることができる。
【0017】尚、車輪W1、W2、W3の個々に荷重検出
手段(図示せず)が配備しておげは、個々の車輪が段差
(7)の縦壁(71)に衝突した際の荷重の変化で、段差(7)
に達したことが判断出来る。又、車輪W1、W2、W3の
荷重の変化で台車(2)の重心位置を判断して、重心移動
手段(3)が自動制御できる。荷重検出手段は、各全方向
車輪W1、W2、W3の軸受けにロードセルを取り付けて
実施することが精度上が望ましい。更に、車輪W1、W
2、W3で囲まれる範囲の中心位置等、台車上の特定の位
置が、段差に到達した車輪を基準に段差からどの程度離
れているかを演算よって検出する演算部を制御手段(5)
に組み込んでおくことにより、リモートコントロールに
よらず、台車(2)自体の判断で上記1輪づづの段差登り
を行うことができる。
【0018】尚、全方向車輪Wは、実施例の様に2枚の
ホイル(10)(10)を持つものに限らず、1枚もののホイル
の外周部に3個以上のローラをホイルの軸方向に回転自
由に且つ隣り合うローラどうしを可及的に接近させて配
備して形成できるのは勿論である。
【0019】本発明の実施に際し、全方向車輪Wの数は
3個に限らず、理論的には3個以上であれば可い。但
し、実際的には、3個又は4個が適当である。
【0020】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】全方向車輪の斜面図である。
【図2】同上の全方向車輪を具えた台車の斜面図であ
る。
【図3】最初の全方向車輪が段差に達した状態の説明図
である。
【図4】最初の全方向車輪が段差を登った状態の説明図
である。
【図5】2番目の全方向車輪が段差に達した状態の概略
説明図である。
【図6】2番目の全方向車輪が段差を登った状態の概略
説明図である。
【符号の説明】
W1 全方向車輪 W2 全方向車輪 W3 全方向車輪 (2) 台車 (21) テーブル (3) 重心移動手段 (30) 2次元移動装置 (4) ウェイト (5) 制御手段 (6) 制御モータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホイル(11)の外周にホイルの軸方向に回
    転自由にローラ(12)を具えた全方向車輪が3個以上配備
    され、各全方向車輪W1、W2、W3に個別に回転を制御
    できる制御モータ(6)が連繋された全方向台車におい
    て、台車の重心を移動できる重心移動手段(3)を具え、
    該重心移動手段(3)には、1個の車輪が段差に達すると
    残りの車輪側に台車の重心を移動する様に重心移動手段
    (3)を動作させる制御手段(5)を連繋したことを特徴と
    する全方向台車。
  2. 【請求項2】 重心移動手段(3)は、台車のテーブル(2
    1)上にウェイト(4)をテーブル面に沿う面内にて2次元
    で移動可能に配備したものである請求項1に記載の全方
    向台車。
  3. 【請求項3】 ウェイト(4)は、制御手段(5)、バッテ
    リー、モータ等のウェイト以外の働きを主とする搭載物
    である請求項1に記載の全方向台車。
  4. 【請求項4】 各車輪W1、W2、W3に対して荷重検出
    手段が配備されている請求項1乃至3の何れかに記載の
    全方向台車。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4の何れかに記載の全方向
    台車の段差乗り越え方法であって、段差(7)に達した車
    輪W1を除く残りの車輪側に台車の重心が移動する様に
    制御し、段差(7)を登る車輪W1側を軽くすると共に、
    該車輪W1以外で接地してる車輪W2、W3の接地圧を大
    きくして、段差(7)に対する車輪W1の推力を大きくし
    て、該車輪W1の回転による段差(7)との摩擦力によっ
    て段差を登り、残りの車輪W2、W3についても、上記同
    様にして順次重心を移動させて段差を登ることを特徴と
    する全方向台車の段差乗り越え方法。
JP2002071154A 2002-03-15 2002-03-15 全方向台車及びその段差乗越え方法 Withdrawn JP2003267259A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010143409A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Kanto Auto Works Ltd 回転体付き車輪及びそれを備えた全方向移動車輌
US9248698B2 (en) 2009-10-23 2016-02-02 Rotacaster Wheel Ltd. Wheel frame
CN109774676A (zh) * 2018-12-24 2019-05-21 常熟理工学院 一种乘用车原地转向装置及其控制方式
US10479136B2 (en) 2015-01-06 2019-11-19 Rotacaster Wheel Limited Wheel frame component

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010143409A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Kanto Auto Works Ltd 回転体付き車輪及びそれを備えた全方向移動車輌
US9248698B2 (en) 2009-10-23 2016-02-02 Rotacaster Wheel Ltd. Wheel frame
USD804766S1 (en) 2009-10-23 2017-12-05 Rotacaster Wheel Ltd Wheel
US10479136B2 (en) 2015-01-06 2019-11-19 Rotacaster Wheel Limited Wheel frame component
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Effective date: 20050607