JP2004123040A - Omnidirectional moving vehicle - Google Patents

Omnidirectional moving vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2004123040A
JP2004123040A JP2002293483A JP2002293483A JP2004123040A JP 2004123040 A JP2004123040 A JP 2004123040A JP 2002293483 A JP2002293483 A JP 2002293483A JP 2002293483 A JP2002293483 A JP 2002293483A JP 2004123040 A JP2004123040 A JP 2004123040A
Authority
JP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
rotating body
wheels
wheel
floor
floor surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002293483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobukazu Kawagoe
Shigeru Oyokota
大横田 茂
川越 宣和
Original Assignee
Figla Co Ltd
フィグラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an omnidirectional moving vehicle capable of controlling its motions in all directions on the floor using a simple configuration.
SOLUTION: The omnidirectional moving vehicle capable of moving in all directions on the floor is equipped with a first rotor 1 rotating round the plumb line L relative to the floor surface, and three or more wheels 4 mounted on the first rotor 1, supporting the load of the vehicle, arranged approximately at a constant spacing on one circle centering on the plumb line L and revolving round the plumb line L, wherein two or more wheels 4 are equipped with a rotation controlling motor 5 capable of changing the rotating speed round the axles of the wheels 4, an angle controlling motor 8 capable of changing the attitude of each axle relative to the normal to the circle, and a controlling means 100 to control the moving direction and speed of the first rotor 1 while it 1 is rotated round the plumb line L by controlling the rotating speeds round the axles of two or more wheels 4 and attitudes of the axles.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、床面に対して移動動作していた姿勢に関係なく、所望の方向に移動動作を変更することができる全方向移動車に関する。 The present invention is, regardless of the movement to have position with respect to the floor surface, for all directional vehicle that can change the movement in the desired direction.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来の全方向移動車としては、大型車輪の外周に放射状に複数の小さい車輪を配設したものがある。 Conventional omnidirectional vehicle, there is those provided a plurality of small wheels radially to the outer periphery of the large wheel. また、その改良として、複数の小さい車輪を第1の回転フレームに配設し、その第1回転フレームを第2の回転フレームで回転させると共に、複数の小さい車輪が構成する平面を走行床面に対して傾けて設置させることで、全方向移動を可能にしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Further, as the improvement, a plurality of small wheels arranged on the first rotary frame, to rotate the first rotating frame by the second rotary frame, a plane in which a plurality of small wheels constituting the traveling floor by causing placed inclined against, that enables omnidirectional are known (e.g., see Patent Document 1.).
【0003】 [0003]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2002−127931号公報 (第2−4頁、第7図) JP 2002-127931 JP (2-4 pages, Figure 7)
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、かかる全方向移動車を全方向にスムーズに移動させるためには、前記小さい車輪を数多く配設する必要があり、構造が複雑になっていた。 However, in order to move such omnidirectional vehicle smoothly in all directions, it is necessary to number disposing the small wheels, the structure is complicated. また、その複雑な構造のために、全方向移動車の下部において、吸引清掃部や清拭部などの各種の作業部を配設することができなかった。 Moreover, because of its complex structure, the lower portion of the omnidirectional vehicle, can not be disposed various kinds of the working unit such as a suction cleaning unit and the wiping unit.
【0005】 [0005]
したがって、本発明の目的は、簡単な構成で床面上をあらゆる方向に移動制御可能な全方向移動装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an all-direction moving device movable control in any direction on the floor surface with a simple configuration.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
前記目的を達成するために、本発明の全方向移動車は、床面上をあらゆる方向に移動可能な全方向移動車であって、床面に対して鉛直線のまわりに回転する第1回転体と、前記第1回転体に取り付けられて、前記移動車の荷重を支え、前記鉛直線を中心とする円周上に概ね等間隔に配列されて、前記鉛直線のまわりに各々旋回する3個以上の車輪と、前記3個以上の(第1および第2)車輪のうち、2個以上の(第1)車輪に前記(第1)車輪の車軸まわりの回転速度を変化させることができる回転制御用モータならびに円の法線に対する車軸の姿勢(接線に対する車輪の姿勢)を変化させることができる角度制御用モータと、前記2個以上の(第1)車輪の車軸のまわりの回転速度と各車軸の姿勢を制御することにより、前記第1回転体を To achieve the above object, all-directional vehicle of the present invention is a omnidirectional vehicle movable on the floor in all directions, the first rotation that rotates around a vertical line with respect to the floor surface and body, attached to the first rotary member, the support load of the transport vehicle, are arranged in a generally regular intervals on a circumference around the vertical line, respectively pivoting about the vertical line 3 and pieces or more wheels, said three or more (first and second) of the wheel, the two or more the (first) wheel (first) can be changed rotational speed around the axle of the wheel and angle control motor capable of changing the posture of the axle relative to the normal of the rotation control motor and a circle (wheel attitude respect to the tangent), and the rotational speed around the two or more (first) wheel axle by controlling the orientation of each axle, said first rotary member 記鉛直線のまわりに回転させながら、当該回転体の移動方向および移動速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 While rotating around the serial vertical line, characterized in that a control means for controlling the moving direction and the moving speed of the rotating body.
【0007】 [0007]
本発明によれば、鉛直線を中心とする1つの円上に概ね等間隔に配列された複数個の(第1)車輪の各々について、(第1)車輪の回転速度および車軸の姿勢を、モータによりそれぞれ個別に変化させることができるから、少ない個数の車輪であらゆる方向にスムーズに移動できる。 According to the present invention, for each generally equidistantly arrayed plurality of (first) wheel on one circle centered on the vertical line, the (first) orientation of the rotational speed and the axle of the wheel, since it is possible to respectively individually changed by the motor, it can be moved smoothly in all directions at the wheel of a small number. したがって、全方向移動車の構造がコンパクトになると共に、移動方向および移動速度の制御が簡単になる。 Accordingly, the structure of the omnidirectional wheel becomes compact, control of the movement direction and movement speed can be simplified.
また、車輪が少なく、シンプルな構造だから、部材を配設するためのスペースが回転体の下部に残っており、そのため、種々の作業部を配設することができる。 Also, small wheels, because simple structure, space for disposing the member remains in the lower part of the rotating body, therefore, it is possible to dispose the various working unit.
【0008】 [0008]
本発明においては、3個以上の車輪のうちの2個以上の車輪以外の車輪は、床面から受ける外力によって自在に車輪の進行方向を変更可能な自在車輪としてもよい。 In the present invention, the wheel other than the two or more wheels of the three or more wheels, the traveling direction of the wheel may be changeable freely wheels freely by external force received from the floor. 例えば、3個の車輪で構成し、2個の車輪において、回転速度と進行方向を制御し、1個の車輪を自在車輪で構成するようにしてもよい。 For example, constituted by three wheels, in the two wheels, and controls the traveling direction and speed, may be constructed of one wheel in freely wheel.
更にまた、4個の車輪で構成し、対角上の2個の車輪において、回転速度と進行方向を制御し、残りの2個の車輪を自在車輪で構成するようにしてもよい。 Furthermore, constituted by four wheels, the two wheels on the diagonal to control the traveling direction and speed, may be configured remaining two wheels freely wheel. 4個以上の車輪で構成する場合は、床面から車輪が浮き上がらないように、サスペンションを有した車輪を使用することが好ましい。 When configured in four or more wheels, as the wheels from the floor surface does not float, it is preferable to use a wheel having a suspension.
【0009】 [0009]
本発明においては、回転体に配設された各車輪の進行方向を認識するためや、各車輪の向きを校正するためのスイッチまたはポテンショメータ等の車輪角度検出センサを設けてもよい。 In the present invention, and for recognizing the direction of travel of the wheels which are arranged to the rotating body, the may be provided a wheel angle detecting sensor switch or potentiometer for calibrating the orientation of each wheel.
【0010】 [0010]
本発明においては、第1回転体に対して、概ね同一の鉛直線のまわりに逆回転する第2回転体と、前記第2回転体を前記第1回転体の回転方向とは反対の方向に回転制御するための駆動制御モータとを設けてもよい。 In the present invention, the first rotating body, generally a second rotating member rotating in the opposite direction about the same vertical line, the second rotary member in a direction opposite to the rotation direction of the first rotary member and a drive control motor for controlling the rotation may be provided. これにより、第2回転体の床面に対する回転速度をなくしたり、小さくすることができる。 Accordingly, or eliminate rotational speed for the floor of the second rotating member can be reduced.
【0011】 [0011]
本発明においては、第1回転体が回転しながら進行する方向を決定するために、各車輪の車軸の姿勢を制御するための第1回転体の床面に対する姿勢角(鉛直線のまわりの所定の基本姿勢に対する変位角)を認識する回転体角速度検出センサを搭載することが好ましい。 In the present invention, in order to determine the direction in which the first rotating body is advanced while rotating, given around the attitude angle (vertical line with respect to the floor surface of the first rotor for controlling the attitude of the wheels of the axle it is preferable to mount the rotating body angular velocity detecting sensor to recognize the displacement angle) to the basic position of the.
また、床面に対して第2回転体の回転速度を概ねゼロにするためには、第2回転体を第1回転体と同じ回転速度で逆回転させる必要がある。 In order to substantially zero rotational speed of the second rotating body to the floor surface, it is necessary to reverse rotation of the second rotating body at the same rotational speed as the first rotating body. そのためには、第1回転体と第2回転体との相対角度を検出するためのエンコーダを搭載することが好ましい。 For this purpose, it is preferable to mount an encoder for detecting a relative angle between the first rotor and the second rotor.
また、第2回転体に回転体角速度検出センサを搭載し、第1回転体と第2回転体との相対角度を検出するためのエンコーダを用いて、第1回転体および第2回転体の床面に対する姿勢角を認識するようにしてもよい。 Further, the rotating body angular velocity detecting sensor mounted on the second rotating body, using an encoder for detecting a relative angle between the first rotor and the second rotor, the bed of the first rotor and the second rotor it may be aware of the attitude angle with respect to the surface.
さらに、第1回転体と第2回転体の両方に回転体角速度検出センサを搭載するようにしてもよい。 Furthermore, it is also possible to mount the rotating body angular velocity detecting sensor on both the first rotor and the second rotor.
【0012】 [0012]
本発明においては、床面を清拭する清拭部を前記第1回転体に着脱自在に取り付けてもよい。 In the present invention, a wiping unit for wiping the floor surface may be removably attached to the first rotary member. これにより、床面を車輪が転がった痕跡をも清拭部で拭き取ることが可能となる。 Thus, it is possible to wipe off the traces rolled the floor wheels MoKiyoshi 拭部. なお、清拭部としては、一般に、織物、不織布、編物などのウエスを用いることができる他、無数の毛を有するブラシを採用することも可能である。 As the wiping unit, generally, addition can be used woven, nonwoven, a cloth such as knitted, it is also possible to employ a brush with a myriad of hair.
【0013】 [0013]
本発明においては、第1回転体の概ね中心に、床面の塵を吸引するための吸引部と、第1回転体の概ね中心に向って床面の塵をかき集めるブラシとを設けてもよい。 In the present invention, a generally center of the first rotating body, and a suction portion for sucking the dust of the floor, may be towards the substantially center of the first rotating body provided with a brush scraping dust on the floor . このブラシは、第1回転体に配設されている各車輪の間に配設でき、これにより車輪から剥離した汚れ物質をもブラシでかき集めて吸引部で吸い取ることが可能である。 The brush can disposed between the wheels disposed on the first rotary member, thereby it is possible to suck a suction portion scraped with a brush also peeled dirty material from the wheel. なお、ブラシの他に、織物、不織布、編物を採用することも可能である。 In addition to the brush, it is also possible to employ fabrics, non-woven, knit.
【0014】 [0014]
本発明においては、第1回転体の外周から床面側に向けて排気する排気口を備え、吸引部から吸い込んだ空気が、排気口から排気されて再び前記吸引部から吸い込まれる循環流路を形成するようにしてもよい。 In the present invention, an exhaust port for exhausting toward the floor surface side from the outer circumference of the first rotor, the air sucked from the suction portion, the circulation flow path sucked from the suction portion again is exhausted from the exhaust port it may be formed. これにより、移動車外へ空気を排気することなく、集塵することが可能になる。 Thus, without exhausting the air to the mobile outside, it is possible to dust collection. 更に好ましくは、回転体の上方に第二の排気口を備えれば、移動車の下側の空間は負圧になり、第1回転体の外側の床面上の空気をも塵とともに吸い込むことが可能になる。 More preferably, if Sonaere a second outlet above the rotating body, the lower space of the transport vehicle becomes negative pressure, inhaling with dust also air on the floor outside of the first rotor It becomes possible.
【0015】 [0015]
本発明においては、障害物検出センサが壁面等の障害物を検出し、障害物に倣って移動するようにしてもよい。 In the present invention, the obstacle detection sensor detects an obstacle such as a wall, it may be moved to follow the obstacle. この場合、第1回転体の外周部と障害物との間の摩擦が第1回転体の移動を妨げないように回転方向を変更制御するのが好ましい。 In this case, it is preferable to change control of the direction of rotation so that the friction does not interfere with the movement of the first rotating member between the outer portion and the obstacle of the first rotating body. 逆に、床面と障害物の壁面との境界部分の塵や汚れ物質を進行方向に向けて押し出すように、上記回転方向とは逆向きに回転方向を変更制御してもよい。 Conversely, to extrude toward the dust and dirt substances boundary portion between the wall surface of the floor and the obstacle in the traveling direction may be changed controlling the rotational direction opposite to the above rotating direction.
【0016】 [0016]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の第1実施形態を図面にしたがって説明する。 Hereinafter, a description will be given of a first embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態の要部の構成を示す。 Figure 1 shows a structure of a main portion of the first embodiment.
図1に示すように、全方向移動車は、第1回転体1および駆動ユニット2を備えている。 As shown in FIG. 1, omnidirectional wheel is provided with a first rotary member 1 and the drive unit 2. 前記第1回転体1の同心円状の1つの円上には、3つの駆動ユニット2が概ね等間隔に配設されている。 Wherein the first rotating body 1 concentrically on a circle, the three drive units 2 are arranged substantially at equal intervals.
前記各駆動ユニット2の台板3には、各々、車輪4が設けられている。 Wherein the base plate 3 of the drive unit 2, respectively, the wheels 4 are provided. 前記各車輪4の車軸と回転制御用モータ5とは、タイミングベルト6により連結されている。 Wherein the axle and the rotation control motor 5 of the wheels 4, are connected by a timing belt 6. 前記回転制御用モータ5は、前記車輪4を回転駆動させる。 It said rotation control motor 5 to rotationally drive the wheels 4.
なお、車輪4は、車軸のまわりにのみ回転し、かつ、その平面断面形状が円弧または楕円弧形状の車輪である。 Incidentally, the wheel 4 is rotated only around the axle, and the plan sectional shape is a wheel arc or elliptic arc shape.
【0017】 [0017]
前記台板3の上部には、ウォームホイール7が固設されており、台板3と一体に回転するように設けられている。 At the top of the base plate 3, the worm wheel 7 are fixed, are provided so as to rotate integrally with the base plate 3. 一方、前記第1回転体1に配設した角度制御用モータ8の出力軸には、ウォーム9が設けられている。 On the other hand, wherein the output shaft of the first rotary member 1 is disposed at an angle control motor 8, the worm 9 is provided. 前記ウォームホイール7と前記ウォーム9とは歯合しており、前記角度制御用モータ8の回転は、ウォーム9を介して伝達され、ウォームホイール7が回転する。 Wherein is meshed to the worm wheel 7 and the worm 9, the rotation of the angle control motor 8 is transmitted via the worm 9, the worm wheel 7 rotates. これにより、前記円の法線に対する(接線に対する)前記車輪4の車軸の姿勢を変化させることができる。 Thus, it is possible to change the attitude of the wheel 4 axles (for tangent) with respect to the normal of the circle.
【0018】 [0018]
ところで、本移動車の移動動作開始時においては、前記第1回転体1に対する車輪4の初期角度がどのようになっているのかが分からない。 Incidentally, at the time of moving the start of operation of the transport vehicle, whether the initial angle of the wheels 4 relative to the first rotating body 1 is made how is unknown. そのため、本移動車は、車輪4の角度校正に用いる角度校正スイッチ10aおよびピン10bを備えている。 Therefore, the transport vehicle is provided with an angle calibration switch 10a and the pin 10b is used to angle the calibration of the wheel 4. 本移動車の移動動作開始直前に角度制御用モータ8を動作させて台板3を時計まわりに回転させ、台板3上に突設されたピン10bがスイッチ10aに当接した際の信号により車輪4の角度を校正している。 The base plate 3 by operating the angle control motor 8 to move the operation immediately before the start of the transport vehicle is rotated clockwise, protruding from the pin 10b on the base plate 3 by a signal at the time of contact with the switch 10a It is to calibrate the angle of the wheels 4.
【0019】 [0019]
制御の構成: The configuration of the control:
図5(b)に示すように、マイコン(制御手段)100には、モータ制御回路101およびセンサ回路102が図示しないインターフェイスを介して接続されている。 As shown in FIG. 5 (b), the microcomputer (control means) 100, motor control circuit 101 and sensor circuit 102 are connected via the interface (not shown).
前記モータ制御回路101は、前記各回転制御用モータ5および前記各角度制御用モータ8を制御する。 The motor control circuit 101 controls the respective rotation control motor 5 and the respective angle control motor 8. 前記回転制御用モータ5は、エンコーダ5aを内蔵しており、前記車輪4の回転数を計測している。 It said rotation control motor 5 has a built-in encoder 5a, measures the rotational speed of the wheel 4. 前記角度制御用モータ8は、エンコーダ8aを内蔵しており、前記車輪4の回転角度を計測している。 The angle control motor 8 has a built-in encoder 8a, measures the rotation angle of the wheel 4.
前記センサ回路102は、前記角度校正スイッチ10aからの信号を処理する。 The sensor circuit 102 processes signals from the angular calibration switch 10a. つまり、センサ回路102は、角度校正スイッチ10aからの台板3のピン10bの当接信号をマイコン100のCPU100aに出力する。 That is, the sensor circuit 102 outputs a contact signal pins 10b of the base plate 3 from the angle calibration switch 10a to CPU100a of the microcomputer 100. 前記CPU100aは、前記当接信号に基づいて前記車輪4の初期角度を校正する。 The CPU100a calibrates the initial angle of the wheel 4 on the basis of the abutment signal.
【0020】 [0020]
前記マイコン100は、前記CPU100aおよびROM100bを備えている。 The microcomputer 100 includes the CPU100a and ROM 100b. CPU100aは、ROM100bに記憶された制御方法(プログラム)に従って、各機器を制御するものである。 CPU100a is in accordance with the stored control method (program) to ROM 100b, and controls the respective devices. ROM100bは、後述する移動制御のためのプログラムを記憶している。 ROM100b stores programs for movement control to be described later.
CPU100aは、前記各エンコーダ5a、8aからの出力に基づいて、後述するように、回転制御用モータ5の回転速度を算出すると共に、角度制御用モータ8の回転角度を算出する。 CPU100a, the respective encoders 5a, based on the output from 8a, as described later, to calculate the rotational speed of the rotating control motor 5, and calculates the rotation angle of the angle control motor 8.
なお、台板3の回動角度をリアルタイムに検出するために、ポテンショメータを配設しても良い。 In order to detect the rotation angle of the base plate 3 in real time, it may be arranged potentiometer. また、回転制御用モータ5や角度制御モータ8は、パルスモータを使用しても良い。 Further, the rotation control motor 5 and the angle control motor 8 may use a pulse motor.
【0021】 [0021]
制御方法: Control method:
つぎに、本移動車を移動制御するための制御原理を説明する。 Next, the control principle for moving controls the transport vehicle. 該制御原理に基づいたプログラムに従って、前記CPU100は各機器を制御する。 In accordance with a program based on the control principle, the CPU100 controls the respective devices.
図2に示すように、車輪41,42,43は、第1回転体1の回転中心Oから所定の半径の円上に、各々、120°の等間隔で配置されている。 As shown in FIG. 2, the wheel 41, 42, 43, on a circle of a predetermined radius from the first rotation center O of the rotating body 1, respectively, are arranged at equal intervals of 120 °.
第1回転体1が紙面上方に移動するときの移動速度をベクトルUとし、円の接線方向の各車輪41〜43の鉛直線L(図1)のまわりの旋回速度をベクトルVとした時、車輪41,42,43の床面に対して転がる進行速度がベクトル(U+V)に常になるように制御してやれば、第1回転体1は鉛直線Lのまわりに回転しながら、ベクトルUで床面に沿って移動することになる。 When the first rotating body 1 is a moving speed when moving the paper upward and vector U, the turning speed around the vertical line of the wheels 41 to 43 of the tangential circle L (Fig. 1) was the vector V, do it the moving speed to roll to the floor surface of the wheel 41, 42 and 43 are controlled to always be a vector (U + V), the first rotating body 1 rotates about the vertical line L, the floor in the vector U It will move along.
【0022】 [0022]
今、第1回転体1が紙面上方に向かう進行方向をY軸、該Y軸に対して直角右方向をX軸とする。 Now, the first rotating body 1 is Y-axis traveling direction toward the paper upward, and the X-axis at right angles the right direction with respect to the Y axis. 図2に示すように、車輪41がX軸から角度θだけ旋回した位置において、前記車輪41の床面に対する進行速度はベクトル(U+V)であり、第1回転体1の接線方向に対する前記車輪41の進行角度α は、ベクトルVとベクトル(U+V)との内積より、図3に示す (1)式で求めることができる。 As shown in FIG. 2, at a position where the wheel 41 is pivoted by an angle θ from the X axis, the traveling speed relative to the floor surface of the wheel 41 is a vector (U + V), the wheel 41 with respect to the first tangential direction of the rotating body 1 advancing angle alpha 1 of, from the inner product between the vector V and the vector (U + V), can be obtained in 3 (1).
【0023】 [0023]
ここで、前記 (1)式中の三角関数(cos −1 )内の計算は、その分子および分母がそれぞれ図3の (2)式および (3)式のように、ベクトルVのX軸成分V およびY軸成分V 、ならびに、ベクトルUのX軸成分U およびY軸成分U の関係式としてあらわせる。 Here, the (1) calculation of the trigonometric function (cos -1) in the formula, as in the numerator and denominator are, respectively, in FIG. 3 (2) and (3), X-axis component of the vector V V x and Y-axis component V Y, and, expressed as a relational expression of X-axis component U x and the Y-axis component U Y of the vector U.
さらに、前記V およびV は、それぞれ図3の (4)式および (5)式により前記角度θの関数として求めることができる。 Further, the V x and V Y can be determined as a function of the angle θ by, respectively, in FIG. 3 (4) and (5). また、前記U およびU も同様に、図3の (6)式および (7)式により求めることができる。 Similarly, the U x and U Y, can be obtained by the equation (6) and (7) FIG.
【0024】 [0024]
したがって、前記 (1)式に、前記 (2)式〜 (7)式を全て代入すると、X軸から角度θだけ旋回した位置における車輪41の進行角度α の値は、下記に示すように角度θの関数として求めることができる。 Therefore, the equation (1), by substituting all the (2) to (7), advancing angle alpha 1 of the values of the wheel 41 in a position pivoted from the X-axis by an angle θ, as shown below it can be determined as a function of the angle theta.
α =α(θ) … (8) α 1 = α (θ) ... (8)
【0025】 [0025]
また、車輪42、43のそれぞれの進行角度β 、γ も同様に前記角度θの関数として求められ、かつ、車輪42、43と車輪41との位相差は、それぞれ120°であることから、前記進行角度β 、γ は、前記 (8)式に対して、それぞれθ=θ+120°、θ=θ−120°とした次の(9) 、(10)式で求めることができる。 Further, each of the advanced angle beta 1 of the wheels 42 and 43, are determined as a function of the gamma 1 likewise the angle theta, and a phase difference between the wheels 42, 43 and the wheel 41, since it is respectively 120 ° the advancing angle beta 1, gamma 1, relative to the (8), respectively θ = θ + 120 °, θ = θ-120 ° and was the following (9) can be obtained by (10).
β =α(θ+120°)…(9) β 1 = α (θ + 120 °) ... (9)
γ =α(θ−120°)…(10) γ 1 = α (θ-120 °) ... (10)
【0026】 [0026]
もしも、前記第1回転体1が紙面上方に進行している図2の状態から、左方向に角度φの方向に進路を変えたい時には、各車輪41、 42、 43の進行角度α 、β 、γ は、それぞれ、次の(11)、(12)、(13)式で算出すればよい。 If, from the state of FIG. 2 that the first rotating body 1 is advanced to the paper upward, when you want to change the path in the direction of angle φ to the left, advancing angle alpha 2 of the wheels 41, 42, 43, beta 2, gamma 2, respectively, the following (11), (12) may be calculated by equation (13).
α =α +φ …(11) α 2 = α 1 + φ ... (11)
β =β +φ …(12) β 2 = β 1 + φ ... (12)
γ =γ +φ …(13) γ 2 = γ 1 + φ ... (13)
【0027】 [0027]
かかるようにして求められるベクトルVおよびU、ならびに、進行角度α 〜γ は、前記エンコーダ5a、8aからの出力に基づいて前記CPU100が算出し、回転制御用モータ5および角度制御用モータを制御することで、全方向移動車をあらゆる方向に移動させることができる。 Vector V and U obtained by such manner, as well as advancing angle alpha 2 to? 2, the encoder 5a, the CPU100 is calculated based on the output from 8a, the rotation control motor 5 and the angle control motor by control, it is possible to move the omnidirectional wheel in all directions.
なお、図4は、移動動作した時の車輪41、42、43の各々の軌跡を示す。 Incidentally, FIG. 4 shows the respective locus of the wheels 41, 42, 43 when the moving operation. 図4に示すように、車輪41〜43の床面上の軌跡は、前記回転中心Oのまわりに前記車輪41〜43が各々旋回しながら、床面に沿って前記回転中心Oが一定の方向に移動するような曲線を描く。 As shown in FIG. 4, the locus on the floor surface of the wheel 41 to 43, while swirling the wheel 41 to 43 are each about the rotary center O, the center of rotation O is a constant direction along the floor draw a curve to move to.
【0028】 [0028]
もし、図2の紙面右側に図示しない壁面があり、その壁面に倣って本移動車が移動する場合は、第1回転体1が反時計方向に回転しながらベクトルUで移動すると、第1回転体1の外周部が壁面を擦ることになる。 If there is a wall (not shown) to the right side of FIG. 2, if the mobile vehicle to follow the the wall is moved, when the first rotating body 1 is moved by a vector U while rotating in the counterclockwise direction, the first rotary the outer peripheral portion of the body 1 is rubbing the wall. そのため、その際には、第1回転体1を時計方向に回転させながらベクトルUで移動させると共に、旋回速度ベクトルVの大きさをベクトルUと同じ大きさに制御すれば、壁面上を第1回転体1の外周部が転がるように動作させることができる。 Therefore, in that case, the first rotary member 1 is moved by the vector U while rotating in the clockwise direction, by controlling the magnitude of the turning speed vector V in the same size as the vector U, a top wall first it can be operated as an outer peripheral portion of the rotary member 1 from rolling. これにより、壁面に傷を付けずに壁面に倣って移動させることができる。 Thus, it is possible to move to follow the wall without damaging the wall.
逆に、後に図6〜図8で説明する集塵作業や清拭作業を行う場合には、床面と障害物の壁面との境界部分の塵や汚れ物質を進行方向に押し出すように、進行方向に対して障害物が右側にある場合には、第1回転体1を反時計方向に旋回させ、障害物が左側にある場合には、第1回転体1を時計方向に旋回させて移動させることが好ましい。 Conversely, as later when performing dust collection work and Qing 拭作 industry described in FIGS. 6 to 8, push the dust and dirt substances boundary portion between the wall surface of the floor and the obstacle in the traveling direction, traveling If the obstacle with respect to the direction at right pivots the first rotary member 1 in a counterclockwise direction, if the obstacle is on the left side, by turning the first rotary member 1 clockwise movement so it is preferable to be.
【0029】 [0029]
つぎに、本発明の第2〜第6実施形態について説明する。 Next, a description will be given second to a sixth embodiment of the present invention.
以下の実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、同一部分または相当部分についての詳しい説明を省略する。 In the following embodiments mainly describe the differences from the first embodiment, thereby omitting a detailed explanation of the same portions or corresponding portions.
【0030】 [0030]
図5(a)は、第2実施形態を示す。 5 (a) shows a second embodiment.
図5(a)に示すように、第2実施形態にかかる全方向移動車は、第1回転体11および第2回転体12を備えている。 As shown in FIG. 5 (a), omnidirectional vehicle according to the second embodiment includes a first rotary member 11 and the second rotary member 12. 前記第1回転体11の回転中心には、駆動制御モータ13が設けられている。 Wherein the rotation center of the first rotor 11, the drive control motor 13 is provided. 該駆動制御モータ13の出力軸は、カプラー14により、前記第1回転体11の上に設けられた第2回転体12に連結され、前記第2回転体12を前記第1回転体11の回転方向とは反対の方向に回転制御する。 An output shaft of the drive control motor 13, the coupler 14 is connected to the second rotary member 12 which is provided on the first rotating body 11, rotating the second rotary member 12 of the first rotating member 11 the direction control rotation in the opposite direction. また、第1回転体11の上面には、ジャイロセンサ(回転体角速度検出センサ)15が設けられている。 On the upper surface of the first rotating body 11, a gyro sensor (the rotator angular velocity detection sensor) 15 is provided.
前記ジャイロセンサ15は、角速度を電圧値で出力する。 The gyro sensor 15 outputs the angular velocity in a voltage value. そのため、全方向移動車の不図示の電源スイッチを入れた時に、ジャイロセンサ15の出力を時間で積分を開始すれば、電源スイッチを入れた時からの第1回転体11の回転角度を算出することができる。 Therefore, when you put the power switch (not shown) of the omnidirectional vehicle, by starting the integration in time the output of the gyro sensor 15, and calculates the rotation angle of the first rotation member 11 from the time you turn the switch be able to. そして、この積分開始時の車輪41の位置に対して、図2に示した角度θの値をゼロに設定すれば、前記ジャイロセンサ15の時間積分値を図3の式に示したθの値に対応させることができる。 Then, the position of the wheel 41 at the time of integration start, setting to zero the value of the angle θ shown in FIG. 2, the value of θ indicated time integration value of the gyro sensor 15 in the equation of FIG. 3 it can be made to correspond to. これにより、この積分開始時の全方向移動車の進行方向は、図2に示したY軸正方向となる。 Thus, the traveling direction of the omnidirectional vehicle at the integration start is a Y-axis positive direction shown in FIG.
ただし、操作者にとって、3個の車輪41〜43のうち、どの車輪が車輪41であるかは見分けが付かず、全方向移動車がどの方向に進行しようとしているのか分からない。 However, for the operator, of the three of the wheels 41 to 43, which wheels or is not indistinguishable it is a wheel 41, do not know of any all-directional vehicle is attempting to travel in any direction. そこで、車輪41から90度の位置に対応した第1回転体11の外観面上に、全方向移動車の進行方向側(フロント側)であることが分かる旨の文字やマーク等を印字したり、デザイン形状等で識別できるようにしたりすることが望ましい。 Therefore, on the external surface of the first rotor 11 corresponding to the position of the wheel 41 90 degrees, or printing the omnidirectional vehicle traveling direction side (front side) is it can be seen that the characters or marks or the like , it is desirable or to be identified in the design shape.
【0031】 [0031]
第1回転体11が回転動作を開始した際には、床面と第1回転体11との姿勢角の変化を前記ジャイロセンサ15により認識している。 When the first rotating body 11 starts rotating operation is a change in the attitude angle of the floor surface and the first rotating body 11 it is recognized by the gyro sensor 15. 一方、第2回転体12は、第1回転体11の回転方向とは反対の方向に、第1回転体11と概ね同じ回転角度で回転させるように前記駆動制御モータ13を動作させている。 On the other hand, the second rotating body 12, the rotation direction of the first rotating member 11 in the opposite direction, thereby operating the drive control motor 13 to rotate substantially at the same angle of rotation as the first rotor 11. これにより、第1回転体11は床面に対して回転動作をしても、第2回転体12は床面に対して殆ど回転しない状態を維持することができる。 Thus, the first rotor 11 even if the rotary operation to the floor surface, the second rotating member 12 can maintain the state of not rotating almost to the floor surface.
また、駆動制御モータ13に絶対角度情報を持ったアブソリュートエンコーダを内蔵した場合、第1回転体11がその場での回転動作を開始し、第1回転体11と第2回転体12との姿勢角度のズレが所定の角度になった時に、ジャイロセンサ15の出力を時間で積分すると共に、全方向移動車が進行を開始するようにすれば、第1回転体11が回転しながら移動する移動方向を定めることができる。 Also, if a built-in absolute encoder having an absolute angle information to the drive control motor 13, the first rotor 11 starts rotating operation on the spot, a first rotor 11 position and the second rotary member 12 when the deviation angle becomes a predetermined angle, as well as integrated over time the output of the gyro sensor 15, if as omnidirectional vehicle starts traveling, moving the first rotating member 11 moves while rotating it is possible to determine the direction. そして、第2回転体12の外観面上に、全方向移動車の進行方向側(フロント側)であることが分かる旨の文字やマーク等を印字したり、デザイン形状等で進行方向の識別が可能となる。 Then, on the external surface of the second rotor 12, or printed letters or marks indicating that seen like it is traveling direction of the omnidirectional wheel (front side), the identification of traveling direction in the design shape It can become.
また、前記アブソリュートエンコーダの代わりに、回転速度のみ検出するためのインクリメンタルエンコーダを採用した場合には、第1回転体11と第2回転体12との姿勢角度のズレが所定の角度になった時に信号を出すスイッチや光学センサ等を配設するようにしてもよい。 Further, instead of the absolute encoder, in the case of employing an incremental encoder for detecting only the rotational speed, when the deviation of the orientation angle of the first rotor 11 and second rotor 12 becomes a predetermined angle switch or an optical sensor which issues a signal may be disposed. そして、第2回転体12の外観面上に、全方向移動車の進行方向側(フロント側)であることが分かる旨の文字やマーク等を印字したり、デザイン形状等で進行方向の識別が可能となる。 Then, on the external surface of the second rotor 12, or printed letters or marks indicating that seen like it is traveling direction of the omnidirectional wheel (front side), the identification of traveling direction in the design shape It can become.
また、前記ジャイロセンサ15を第2回転体12上に配設して、第1回転体11をその場で回転させ、ジャイロセンサ15の出力がゼロになるように駆動制御モータ13を動作制御しながら、第1回転体上に配設された車輪41が所定の位置に来た時に、ジャイロセンサ15の出力を時間で積分を開始すると共に、全方向移動車が進行を開始するようにしてもよい。 Also, the gyro sensor 15 are disposed on the second rotary member 12, the first rotary member 11 is rotated in place, and the operation control of the drive control motor 13 such that the output of the gyro sensor 15 is zero while, when the wheel 41 arranged on the first rotary member comes to a predetermined position, starts the integration in time the output of the gyro sensor 15, also be omnidirectional vehicle starts traveling good.
更にまた、エンコーダを用いず、ジャイロセンサ15を第1回転体11および第2回転体12の両方に搭載し、第2回転体12に搭載したジャイロセンサ15の出力がゼロになるように駆動制御モータ13を動作制御してもよい。 Furthermore, without using the encoder, mounted gyro sensor 15 to both the first rotor 11 and second rotor 12, the drive control such that the output of the gyro sensor 15 mounted on the second rotary member 12 becomes zero motor 13 may be an operation control. この場合、第1回転体11をまずその場で回転させ、第1回転体11と第2回転体12との姿勢角度のズレが所定の角度になった時に信号を出すスイッチや光学センサの出力を検知した時に、θの値をゼロに設定し、第1回転体11に搭載したジャイロセンサ15の角速度の時間積分を開始してθの値に対応させる。 In this case, by rotating the first rotating body 11 is first in situ, the output of the switch or an optical sensor issuing a signal when the deviation of the orientation angle of the first rotor 11 and second rotor 12 becomes a predetermined angle the when detected, set the value of θ to zero, to correspond to the value of θ start time integration of the angular velocity of the gyro sensor 15 mounted on the first rotor 11.
【0032】 [0032]
なお、前記第2回転体12の側面には、接触センサ、超音波センサ、光学センサなどの障害物センサ16が複数個配設され、壁などの障害物を検出して、障害物を避けて移動したり、障害物に倣って移動する。 Incidentally, the side surface of the second rotating body 12, the contact sensor, ultrasonic sensor, an obstacle sensor 16 such as an optical sensor is a plurality disposed, to detect obstacles such as walls, avoiding obstacles movement or, to move following the obstacle.
【0033】 [0033]
図6、図7および図8は、第3実施形態およびその変形例を示す。 6, 7 and 8 show a third embodiment and its modified example.
図6に示すように、車輪41〜43の旋回方向の間にブラシ17,18,19がそれぞれ配設されている。 As shown in FIG. 6, the brush 17, 18 and 19 are disposed respectively between the turning direction of the wheel 41 to 43. 第1回転体31は、図8に示すように、その内部に空間Sを持つように形成されている。 The first rotating body 31, as shown in FIG. 8, are formed to have a space S therein. 前記空間S内には、吸引ポンプ33とフィルター付の集塵ケース34とが設けられている。 Wherein the space S, a suction pump 33 and the dust collecting case 34 of P2 filter is provided. 前記第1回転体31の床面側の概ね中心には、吸引部20が形成されている。 Wherein the generally center of the floor surface side of the first rotating body 31, the suction portion 20 is formed.
前記車輪41〜43が旋回し、前記第1回転体31が半時計方向に速度Vで回転しながら紙面上方に速度Uで移動した時、第1回転体31と一体的にブラシ17〜19も反時計方向に旋回し、床面の塵を概ね中心部に向かってかき集める。 The wheel 41 to 43 to pivot, when the first rotating body 31 is moved at a velocity U in the paper upward while rotating at a speed V in the counterclockwise direction, the first rotary body 31 integrally with the brush 17 to 19 also It pivots counterclockwise, raking the dust on the floor generally toward the center portion. 第1回転体1の中心部にかき集められた塵は、吸引部20から吸引ポンプ33により吸い上げられ集塵される。 Dust which is scraped to a first central portion of the rotating body 1 is sucked up is dust by the suction pump 33 from the suction unit 20.
【0034】 [0034]
また、図7の変形例のように、前記第1回転体31にブラシ固定部21、22,23を配設し、それら各々の両面に、それぞれ一対のブラシ17〜19を設けるようにしてもよい。 Also, as in the modified example of FIG. 7, is disposed a brush fixing section 21, 22, 23 to the first rotating body 31, on both sides of their respective, respectively be provided with a pair of brushes 17 to 19 good. これにより、壁面に倣って移動する時、前記第1回転体1の移動方向に対して、壁面が左右のどちら側にあっても、集塵性能を下げることなく、効率よく集塵作業を行うことができる。 Thus, when moving to follow the wall surface is performed with respect to the first moving direction of the rotating body 1, even in which side wall surface of the left and right, without lowering the dust collection performance, efficient dust collection work be able to.
【0035】 [0035]
図8の第1回転体31の上面には第二排気口31cが形成されている。 The second exhaust port 31c are formed in the upper surface of the first rotating body 31 in FIG. 8. 前記吸引部20から吸い上げられた塵はフィルター付の集塵ケース34に捕集され、塵が除かれた空気Aは第1排気口31bおよび第2排気口31cから排気される。 Dust sucked up from the suction unit 20 is collected in the dust collecting case 34 equipped with a filter, the air A dust is removed is exhausted from the first exhaust port 31b and the second exhaust port 31c. 第1排気口31bから排気された空気Aは、床面上の塵とともに再び吸引部20に戻って吸引ポンプ33で吸い上げられる。 The air A is exhausted from the first exhaust port 31b, is sucked up by the suction pump 33 again returns to the suction unit 20 with the dust on the floor surface. 第2排気口31cから空気Aが排出されているため、第1回転体31と床面との間の空間の空気圧は負圧となり、第1排気口31bの外側の床面上の空気Aを塵とともに吸い込むことができる。 Since the air A is exhausted from the second exhaust port 31c, the air pressure of the space between the first rotating member 31 and the floor surface becomes negative, the air A on the outer floor surface of the first exhaust port 31b it can be sucked along with the dust.
なお、第2排気口31cを形成しなければ、外部に排気風を出さないようにすることも可能である。 Incidentally, unless a second exhaust port 31c, it is also possible to not emit exhaust air to the outside.
【0036】 [0036]
図9は、第4実施形態を示す。 Figure 9 shows a fourth embodiment.
図4に示すように、車輪41〜43の旋回方向の間に、それぞれ清拭部27が配設されている。 As shown in FIG. 4, during the turning direction of the wheel 41 to 43, respectively wiping unit 27 is disposed. 前記各清拭部27は、ウエス24、ウエス取り付け板25および開口26を有している。 The KakuKiyoshi 拭部 27, cloth 24 has a cloth mounting plate 25 and aperture 26. 前記ウエス24は、織物、不織布、編物などからなり、開口26を有するウエス取り付け板25に着脱可能に取り付けられている。 The cloth 24 is woven, nonwoven, etc. made of knitted fabric, are detachably attached to the waste mounting plate 25 having an opening 26. 前記開口26は、前記ウエス取り付け板25の概ね中央部に形成され、かつ、不図示の液剤滴下装置に接続されている。 The opening 26 is formed in a generally central portion of the cloth mounting plate 25, and is connected to the liquid dropping device (not shown). 前記開口26には、液剤滴下装置から水、 洗浄液、消毒液、ワックスなどの液剤が投下され、ウエス24を適度に湿らせることができる。 Wherein the opening 26, the water from the liquid dropping device, cleaning fluid, disinfectant, liquid such as wax is dropped, it can be moistened moderately waste 24.
かかる構成により、適度に液剤で湿っているウエス24で床面上の清拭作業を行ったり、ワックス掛けを行うことができる。 With this configuration, moderately or perform wiping work on the floor surface in cloth 24 that is wet with liquid, can be performed waxing. もちろん、液剤を滴下しなければ乾拭きも可能である。 Of course, it wipes is also possible to be dropping a liquid formulation.
【0037】 [0037]
図10は、第5実施形態を示す。 Figure 10 shows a fifth embodiment.
図10に示すように、第5実施形態においては、3個の車輪のうち、1個の車輪が自在車輪で構成されている。 As shown in FIG. 10, in the fifth embodiment, of the three wheels, one wheel is composed of freely wheel.
回転速度と進行角度を制御可能な2個の車輪51、52と、床面から受ける外力によって自在に車輪の進行方向が変化する1個の自在車輪53は、第1回転体1の回転中心Oから所定の半径の円上に各120°の等間隔で配設されている。 The rotational speed and the traveling angle capable of controlling the two wheels 51 and 52, one universal wheels 53 the traveling direction of the wheel freely by external force received from the floor surface is changed, the rotation center O of the first rotating body 1 It is arranged at equal intervals in the 120 ° on a given radius of the circle from.
これは、第1実施形態の3個の車輪の内の1個を自在車輪にしたものであり、車輪と床面との摩擦力が高く、車輪が空滑りしない場合には、第1実施形態と同様の回転移動動作をさせることが可能である。 This is obtained by one of the three wheels of the first embodiment to freely wheel, the friction force between the wheel and the floor surface is high, if the wheel is not empty slip, the first embodiment it is possible to the same rotational movement as.
【0038】 [0038]
図11は、第6実施形態を示す。 Figure 11 shows a sixth embodiment.
図11に示すように、第6実施形態においては、4個の車輪のうち、対角の2個の車輪が自在車輪で構成されている。 As shown in FIG. 11, in the sixth embodiment, among the four wheels, two wheels diagonal is constituted by freely wheel.
回転速度と進行角度を制御可能な2個の車輪61、62と、床面から受ける外力によって自在に車輪の進行方向が変化する自在車輪63、64は、第1回転体1の回転中心Oから所定の半径の円上に各90°の等間隔で配設されている。 The rotational speed and the traveling angle capable of controlling the two wheels 61 and 62, universal wheels 63, 64 the traveling direction of the wheel is changed freely by external force received from the floor, from the first rotational center O of the rotating body 1 They are arranged at equal intervals of each 90 ° on a circle of predetermined radius. これにより、車輪と床面との摩擦力がさほど高くなくても、車輪が空滑りせずに回転移動動作をさせることが可能となる。 Accordingly, even if not so high frictional force between the wheel and the floor, the wheels it is possible to rotational movement without empty slip.
【0039】 [0039]
図12は、第7実施形態を示す。 Figure 12 shows a seventh embodiment.
図12に示すように、第7実施形態においては、車輪が3個の球状車輪71、72、73で構成されている。 As shown in FIG. 12, in the seventh embodiment, the wheel is composed of three spherical wheels 71, 72 and 73. 前記球状車輪71〜73には、それぞれ一対のローラ71aおよび71b、72aおよび72b、73aおよび73bが当接している。 Wherein the spherical wheel 71 to 73, each pair of rollers 71a and 71b, 72a and 72b, 73a and 73b are in contact. 前記ローラ71a、72aおよび73aは、円の法線方向の軸まわりに前記球状車輪71〜73のそれぞれを回転させる。 The rollers 71a, 72a and 73a rotates each of the spherical wheels 71 to 73 around the normal direction of the circle axis. 一方、前記ローラ71b、72bおよび73bは、円の接線方向の軸まわりに前記球状車輪71〜73のそれぞれを回転させる。 Meanwhile, the roller 71b, 72b and 73b rotates each of the spherical wheels 71 to 73 around the tangential direction of the circle axis. これらのローラは、図示しないモータにより回転数を制御されている。 These rollers are controlling the rotational speed by a motor (not shown).
【0040】 [0040]
かかる構成により、図4の車輪71〜73は、前記法線方向の速度ベクトルAおよび接線方向の速度ベクトルBを発生させる。 With this configuration, the wheels 71 to 73 in FIG. 4, to generate the normal direction of the velocity vector A and the tangential velocity vector B. 前記ベクトルAと前記ベクトルBとの合成ベクトル(A+B)が、前記進行速度ベクトル(V+U)と等しくなるように各ローラの回転数を制御すれば、第1〜第6実施形態と同様に本全方向移動車をあらゆる方向に進行させることができる。 The composite vector of the vector A and the vector B (A + B) is, by controlling the rotational speed of equal so that each roller and the advancing speed vector (V + U), the similar to the first to sixth embodiments all it can be advanced directional vehicle in all directions.
【0041】 [0041]
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。 As has been described with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art, watches herein, will readily conceive numerous changes and modifications obvious range.
たとえば、第3または第4実施形態において、清拭部材は必ずしも車輪の旋回方向の間に設ける必要はなく、車輪よりも内側(回転軸寄り)または外側に設けてもよい。 For example, in the third or fourth embodiment, wipe member is not necessarily provided between the turning direction of the wheel, it may be provided inside (the rotation axis close) or outside the wheel.
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。 Accordingly, such changes and modifications are to be construed as within the scope of the invention as defined by the appended claims.
【0042】 [0042]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、全方向移動車の床面に対する姿勢に関係なく、あらゆる方向にスムーズに方向転換しながら移動できるので、少ない時間で切り返しやUターンなどの動作が行える。 According to the present invention, regardless of the orientation with respect to the floor of the omnidirectional vehicle, since it smoothly move while turning in all directions, allows the operation of such forward turning and U-turn in less time.
また、回転体自体が移動しなくても、一定の場所に止まりながらその場で回転のすることができるから、掃除などの用途に使用した場合に効率良く作業が行える。 Moreover, even without rotating body itself moves, because it can be a rotating on the spot while stopped in a certain place, efficiently perform the work when used in applications such as cleaning.
【0043】 [0043]
なお、球状車輪を周面において支持するのではなく、円形の車輪の中央を車軸で支持すれば、車輪の表面が移動車内部で汚れないから、床面が汚れたり、あるいは、床面が傷付いたりするおそれもない。 Instead of supporting the spherical wheel circumference, if supporting a central circular wheels axle, since the surface of the wheel it does not become dirty inside the transport vehicle, or dirty floor or the floor surface flaws there is no risk of or with.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の第1実施形態にかかる全方向移動車の要部を示す斜視図である。 1 is a perspective view showing a main part of the omnidirectional vehicle according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同車輪を示す平面図である。 2 is a plan view showing the same wheel.
【図3】車輪の旋回速度および進行角度を算出するための計算式である。 Figure 3 is a calculation formula for calculating the turning speed and the traveling angle of the wheels.
【図4】車輪が床面上を移動した時の軌跡を示す図表である。 [4] the wheel is a chart showing the trajectory when moved on a floor surface.
【図5】(a)は本発明の第2実施形態の要部を示す側断面図であり、(b)は全方向移動車の制御を示す概略構成図である。 5 (a) is a side sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention, (b) is a schematic configuration diagram showing a control omnidirectional vehicle.
【図6】本発明の第3実施形態の要部を示す平面図である。 6 is a plan view showing an essential portion of a third embodiment of the present invention.
【図7】同変形例の要部を示す平面図である。 7 is a plan view showing a main part of the modification.
【図8】第3実施形態の要部を示す側断面図である。 8 is a side sectional view showing a main part of a third embodiment.
【図9】本発明の第4実施形態の要部を示す平面図である。 9 is a plan view showing an essential portion of a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第5実施形態の要部を示す平面図である。 10 is a plan view showing a main part of a fifth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第6実施形態の要部を示す平面図である。 11 is a plan view showing an essential portion of a sixth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第7実施形態の要部を示す平面図である。 12 is a plan view showing a main part of a seventh embodiment of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1、11、31:第1回転体12:第2回転体4、41、42、43:車輪5:回転制御用モータ7:ウォームホイール8:角度制御用モータ9:ウォーム13:駆動制御モータ17、18、19:ブラシ27:清拭部100:マイコン(制御手段) 1,11,31: first rotating body 12: second rotating body 4,41,42,43: wheel 5: rotation control motor 7: the worm wheel 8: angle control motor 9: Warm 13: drive control motor 17 , 18, 19: brush 27: Kiyoshi拭部 100: microcomputer (control means)
O:回転中心U:回転体の移動速度ベクトルV:車輪の旋回速度ベクトルα 、β 、γ :車輪の進行角度 O: center of rotation U: moving speed of the rotating body vector V: turning velocity vector alpha 1 of the wheel, β 1, γ 1: advancing angle of the wheels

Claims (7)

  1. 床面上をあらゆる方向に移動可能な全方向移動車であって、床面に対して鉛直線のまわりに回転する第1回転体と、 On the floor surface a omnidirectional vehicle movable in all directions, a first rotating body which rotates around the vertical line to the floor surface,
    前記第1回転体に取り付けられて、前記移動車の荷重を支え、前記鉛直線を中心とする円周上に概ね等間隔に配列されて、前記鉛直線のまわりに各々旋回する3個以上の車輪と、 Is attached to the first rotary member, supporting the load of the moving vehicle, generally it is arranged at equal intervals on a circumference around the vertical line, three or more of each pivoting about the vertical line and the wheels,
    前記3個以上の車輪のうち、2個以上の車輪に前記車輪の車軸まわりの回転速度を変化させることができる回転制御用モータならびに円の法線に対する車軸の姿勢を変化させることができる角度制御用モータと、 Wherein among the three or more wheels, the angle control can be changed two or more posture of the axle relative to the normal of the rotation control motor and a circular rotation speed around the axle of the wheel to the wheel can be varied and use motor,
    前記2個以上の車輪の車軸のまわりの回転速度と各車軸の姿勢を制御することにより、前記第1回転体を前記鉛直線のまわりに回転させながら、当該第1回転体の移動方向および移動速度を制御する制御手段とを備えた全方向移動車。 By controlling the rotational speed and orientation of each axle around said two or more wheels axles, while rotating the first rotating body about the vertical line, moving direction and movement of the first rotary member All directional vehicle and control means for controlling the speed.
  2. 請求項1において、 According to claim 1,
    前記車輪は前記車軸のまわりにのみ回転し、かつ、その断面形状が円弧または楕円弧形状である全方向移動車。 The wheel is rotated only around the axle, and omnidirectional vehicle sectional shape is a circular arc or elliptic arc shape.
  3. 請求項1もしくは2において、 In claim 1 or 2,
    床面に対する前記第1回転体の姿勢角の変化を認識するための回転体角速度検出センサを搭載した全方向移動車。 All directional vehicle equipped with a rotating body angular velocity detecting sensor for recognizing a change in the attitude angle of the first rotating body with respect to the floor surface.
  4. 請求項1において、 According to claim 1,
    前記第1回転体に対して、概ね同一の鉛直線のまわりに逆回転可能な第2回転体と、 With respect to the first rotary member, a second rotating body which generally can reverse rotation about the same vertical line,
    前記第2回転体を前記第1回転体の回転方向とは反対の方向に回転制御するための駆動制御モータとを備えた全方向移動車。 The omni-directional vehicle equipped with a drive control motor for controlling the rotation in a direction opposite to the second direction of rotation of the rotary member the first rotating body.
  5. 請求項4において、 According to claim 4,
    床面に対する前記第1回転体および/または第2回転体の姿勢角の変化を認識するための回転体角速度検出センサを搭載した全方向移動車。 All directional vehicle equipped with a rotating body angular velocity detecting sensor for recognizing a change in the attitude angle of the first rotary body and / or the second rotating body with respect to the floor surface.
  6. 請求項1ないし5において、 In claims 1 to 5,
    前記第1回転体に着脱自在に取り付けられ、床面に接触して床面を清拭する清拭部を備えた全方向移動車。 The removably attached to the first rotary member, all-directional vehicle equipped with a wiping unit which contacts the floor surface to wipe the floor.
  7. 請求項1ないし6において、 In claims 1 to 6,
    床面の塵を前記第1回転体の概ね中心に向ってかき集めるブラシと、 A brush scraping dust on the floor toward the substantially center of the first rotating body,
    前記第1回転体の概ね中心に設けられ、前記床面の塵を吸引するための吸引部とを備えた全方向移動車。 Generally provided in the center, all the directional vehicle comprising a suction portion for sucking the dust of the floor surface of the first rotor.
JP2002293483A 2002-10-07 2002-10-07 Omnidirectional moving vehicle Pending JP2004123040A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002293483A JP2004123040A (en) 2002-10-07 2002-10-07 Omnidirectional moving vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002293483A JP2004123040A (en) 2002-10-07 2002-10-07 Omnidirectional moving vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004123040A true true JP2004123040A (en) 2004-04-22

Family

ID=32284371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002293483A Pending JP2004123040A (en) 2002-10-07 2002-10-07 Omnidirectional moving vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004123040A (en)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8239992B2 (en) 2007-05-09 2012-08-14 Irobot Corporation Compact autonomous coverage robot
US8253368B2 (en) 2004-01-28 2012-08-28 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US8368339B2 (en) 2001-01-24 2013-02-05 Irobot Corporation Robot confinement
US8374721B2 (en) 2005-12-02 2013-02-12 Irobot Corporation Robot system
US8380350B2 (en) 2005-12-02 2013-02-19 Irobot Corporation Autonomous coverage robot navigation system
US8386081B2 (en) 2002-09-13 2013-02-26 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8382906B2 (en) 2005-02-18 2013-02-26 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet cleaning
US8387193B2 (en) 2005-02-18 2013-03-05 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning
US8390251B2 (en) 2004-01-21 2013-03-05 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
US8396592B2 (en) 2001-06-12 2013-03-12 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US8412377B2 (en) 2000-01-24 2013-04-02 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8417383B2 (en) 2006-05-31 2013-04-09 Irobot Corporation Detecting robot stasis
US8418303B2 (en) 2006-05-19 2013-04-16 Irobot Corporation Cleaning robot roller processing
US8428778B2 (en) 2002-09-13 2013-04-23 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8463438B2 (en) 2001-06-12 2013-06-11 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US8474090B2 (en) 2002-01-03 2013-07-02 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8515578B2 (en) 2002-09-13 2013-08-20 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8584305B2 (en) 2005-12-02 2013-11-19 Irobot Corporation Modular robot
US8600553B2 (en) 2005-12-02 2013-12-03 Irobot Corporation Coverage robot mobility
US8739355B2 (en) 2005-02-18 2014-06-03 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning
US8780342B2 (en) 2004-03-29 2014-07-15 Irobot Corporation Methods and apparatus for position estimation using reflected light sources
US8788092B2 (en) 2000-01-24 2014-07-22 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8800107B2 (en) 2010-02-16 2014-08-12 Irobot Corporation Vacuum brush
US8874264B1 (en) 2004-07-07 2014-10-28 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous robot
US8930023B2 (en) 2009-11-06 2015-01-06 Irobot Corporation Localization by learning of wave-signal distributions
US8972052B2 (en) 2004-07-07 2015-03-03 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous vehicle
US9008835B2 (en) 2004-06-24 2015-04-14 Irobot Corporation Remote control scheduler and method for autonomous robotic device

Cited By (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8412377B2 (en) 2000-01-24 2013-04-02 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8761935B2 (en) 2000-01-24 2014-06-24 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US9446521B2 (en) 2000-01-24 2016-09-20 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8788092B2 (en) 2000-01-24 2014-07-22 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8565920B2 (en) 2000-01-24 2013-10-22 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8478442B2 (en) 2000-01-24 2013-07-02 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US9144361B2 (en) 2000-04-04 2015-09-29 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US9582005B2 (en) 2001-01-24 2017-02-28 Irobot Corporation Robot confinement
US9038233B2 (en) 2001-01-24 2015-05-26 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US9622635B2 (en) 2001-01-24 2017-04-18 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8686679B2 (en) 2001-01-24 2014-04-01 Irobot Corporation Robot confinement
US8368339B2 (en) 2001-01-24 2013-02-05 Irobot Corporation Robot confinement
US8838274B2 (en) 2001-06-12 2014-09-16 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US9104204B2 (en) 2001-06-12 2015-08-11 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US8463438B2 (en) 2001-06-12 2013-06-11 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US8396592B2 (en) 2001-06-12 2013-03-12 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US8516651B2 (en) 2002-01-03 2013-08-27 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8671507B2 (en) 2002-01-03 2014-03-18 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8763199B2 (en) 2002-01-03 2014-07-01 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8474090B2 (en) 2002-01-03 2013-07-02 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8656550B2 (en) 2002-01-03 2014-02-25 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US9128486B2 (en) 2002-01-24 2015-09-08 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8386081B2 (en) 2002-09-13 2013-02-26 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8515578B2 (en) 2002-09-13 2013-08-20 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8428778B2 (en) 2002-09-13 2013-04-23 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8781626B2 (en) 2002-09-13 2014-07-15 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US9949608B2 (en) 2002-09-13 2018-04-24 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8793020B2 (en) 2002-09-13 2014-07-29 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8749196B2 (en) 2004-01-21 2014-06-10 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
US8461803B2 (en) 2004-01-21 2013-06-11 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
US9215957B2 (en) 2004-01-21 2015-12-22 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
US8854001B2 (en) 2004-01-21 2014-10-07 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
US8390251B2 (en) 2004-01-21 2013-03-05 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
US8378613B2 (en) 2004-01-28 2013-02-19 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US8598829B2 (en) 2004-01-28 2013-12-03 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US8456125B2 (en) 2004-01-28 2013-06-04 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US8253368B2 (en) 2004-01-28 2012-08-28 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US8780342B2 (en) 2004-03-29 2014-07-15 Irobot Corporation Methods and apparatus for position estimation using reflected light sources
US9360300B2 (en) 2004-03-29 2016-06-07 Irobot Corporation Methods and apparatus for position estimation using reflected light sources
US9008835B2 (en) 2004-06-24 2015-04-14 Irobot Corporation Remote control scheduler and method for autonomous robotic device
US9486924B2 (en) 2004-06-24 2016-11-08 Irobot Corporation Remote control scheduler and method for autonomous robotic device
US9223749B2 (en) 2004-07-07 2015-12-29 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous vehicle
US8874264B1 (en) 2004-07-07 2014-10-28 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous robot
US8972052B2 (en) 2004-07-07 2015-03-03 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous vehicle
US9229454B1 (en) 2004-07-07 2016-01-05 Irobot Corporation Autonomous mobile robot system
US8782848B2 (en) 2005-02-18 2014-07-22 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning
US8392021B2 (en) 2005-02-18 2013-03-05 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet cleaning
US8382906B2 (en) 2005-02-18 2013-02-26 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet cleaning
US8387193B2 (en) 2005-02-18 2013-03-05 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning
US8985127B2 (en) 2005-02-18 2015-03-24 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet cleaning
US9445702B2 (en) 2005-02-18 2016-09-20 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning
US8855813B2 (en) 2005-02-18 2014-10-07 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning
US8739355B2 (en) 2005-02-18 2014-06-03 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning
US8670866B2 (en) 2005-02-18 2014-03-11 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning
US8774966B2 (en) 2005-02-18 2014-07-08 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning
US8584307B2 (en) 2005-12-02 2013-11-19 Irobot Corporation Modular robot
US8954192B2 (en) 2005-12-02 2015-02-10 Irobot Corporation Navigating autonomous coverage robots
US8978196B2 (en) 2005-12-02 2015-03-17 Irobot Corporation Coverage robot mobility
US8374721B2 (en) 2005-12-02 2013-02-12 Irobot Corporation Robot system
US8380350B2 (en) 2005-12-02 2013-02-19 Irobot Corporation Autonomous coverage robot navigation system
US9599990B2 (en) 2005-12-02 2017-03-21 Irobot Corporation Robot system
US8584305B2 (en) 2005-12-02 2013-11-19 Irobot Corporation Modular robot
US8761931B2 (en) 2005-12-02 2014-06-24 Irobot Corporation Robot system
US9144360B2 (en) 2005-12-02 2015-09-29 Irobot Corporation Autonomous coverage robot navigation system
US8661605B2 (en) 2005-12-02 2014-03-04 Irobot Corporation Coverage robot mobility
US9149170B2 (en) 2005-12-02 2015-10-06 Irobot Corporation Navigating autonomous coverage robots
US8600553B2 (en) 2005-12-02 2013-12-03 Irobot Corporation Coverage robot mobility
US8950038B2 (en) 2005-12-02 2015-02-10 Irobot Corporation Modular robot
US9392920B2 (en) 2005-12-02 2016-07-19 Irobot Corporation Robot system
US9492048B2 (en) 2006-05-19 2016-11-15 Irobot Corporation Removing debris from cleaning robots
US8572799B2 (en) 2006-05-19 2013-11-05 Irobot Corporation Removing debris from cleaning robots
US8528157B2 (en) 2006-05-19 2013-09-10 Irobot Corporation Coverage robots and associated cleaning bins
US8418303B2 (en) 2006-05-19 2013-04-16 Irobot Corporation Cleaning robot roller processing
US9955841B2 (en) 2006-05-19 2018-05-01 Irobot Corporation Removing debris from cleaning robots
US9317038B2 (en) 2006-05-31 2016-04-19 Irobot Corporation Detecting robot stasis
US8417383B2 (en) 2006-05-31 2013-04-09 Irobot Corporation Detecting robot stasis
US8438695B2 (en) 2007-05-09 2013-05-14 Irobot Corporation Autonomous coverage robot sensing
US9480381B2 (en) 2007-05-09 2016-11-01 Irobot Corporation Compact autonomous coverage robot
US8839477B2 (en) 2007-05-09 2014-09-23 Irobot Corporation Compact autonomous coverage robot
US8239992B2 (en) 2007-05-09 2012-08-14 Irobot Corporation Compact autonomous coverage robot
US8930023B2 (en) 2009-11-06 2015-01-06 Irobot Corporation Localization by learning of wave-signal distributions
US8800107B2 (en) 2010-02-16 2014-08-12 Irobot Corporation Vacuum brush

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7248951B2 (en) Method and device for determining position of an autonomous apparatus
US20060253224A1 (en) Self-guided cleaning robot, self-guided robot, and program product for performing method for controlling travel of self-guided robot
US5903124A (en) Apparatus for positioning moving body allowing precise positioning of moving body
JP2005224265A (en) Self-traveling vacuum cleaner
WO1997040734A1 (en) Autonomous device
JP2001199356A (en) Omni-directional moving vehicle and method for controlling it
JPH08322774A (en) Working apparatus
WO2002058527A1 (en) Robot for vacuum cleaning surfaces via a cycloid movement
JP2005124753A (en) Self-propelling type vacuum cleaner
JP2002204769A (en) Self-propelled cleaner
JP2003310509A (en) Mobile cleaner
US20050171639A1 (en) Self-running cleaner with anti-overturning capability
JP2002204768A (en) Self-propelled cleaner
JPH0546246A (en) Cleaning robot and its travelling method
JP2006087508A (en) Self-propelled cleaner
JP2004310385A (en) Self-propelled cleaning device and self-propelled cleaning method
US20050166356A1 (en) Self-propelled vacuum cleaner
JP2003280740A (en) Movable device
JPH06189877A (en) System and how to prevent auto-running cleaning machine from being collided and fallen down
CN1575736A (en) Air cleaning robot and system thereof
US7093318B2 (en) Device for carrying out work on a surface and method for operating the device
JP2003079552A (en) Cleaning device
JP2005211365A (en) Autonomous traveling robot cleaner
JP2010057647A (en) Vacuum cleaner
WO2007117095A1 (en) Cleaning robot system of satellite type