JP2004231043A - Omnidirectional moving vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場や医療福祉施設、家庭等において、荷物や人等の搬送用に使用されると共に、車体の方向を変えずに、水平面内の全方向に即座に移動できる、環境適用性の高い全方向移動車に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、工場、医療福祉施設あるいは家庭等において、荷物や人等の搬送用に用いられると共に、車体の方向を変えずに、水平面内の全方向に即座に移動できる全方向移動車は、図5のようになっている(例えば、特許文献1を参照)。
図5は従来例における全方向移動車の動輪機構を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。なお、図5(a)では旋回軸駆動モータ106の図示を省略している。
図5において、101は車体、102は旋回軸、103は車軸、104は車輪、105は車輪駆動モータ、106は旋回軸駆動モータ、108は傘歯車、109は傘歯車、110はプーリ、111はベルト、112はプーリである。
車体101には走行面に垂直な軸周りに旋回自在な旋回軸102が設置されている。旋回軸102の軸心から所定距離隔てた位置には、車軸103が走行面に対して水平に配置されると共に、旋回軸102に設けられた支持部を介して回転自在に支持されている。車軸103には、車輪104が固定されている。また、車体101には車輪104を駆動する車輪駆動モータ105および旋回軸102を駆動する旋回軸駆動モータ106が固定されている。
次に、伝達手段の詳細な構成の一例を説明する。
車輪駆動モータ105の出力軸は旋回軸102を貫通して傘歯車108に連結されている。そして、傘歯車108に噛み合う傘歯車109にはプーリ110が固定されると共に、プーリ110の動きがベルト111を介してプーリ112に伝達されることでプーリ112に固定された車輪104を駆動させる。また、旋回軸駆動モータ106の出力軸には歯車113が固定され、歯車113が旋回軸102上の歯車114と噛合することで旋回軸102を旋回させる。
【0003】
図6は従来例に基づく全方向移動車の全方向移動の一例を上面から見た図であって、(a)は車体が前方方向に進む場合、(b)は横方向に進む場合、(c)は斜め方向に進む場合、(d)は旋回する場合を示したものである。
図6において、211は車体、212および213は上記で説明した動輪機構であり、動輪機構212、213は車体211の対角線上に設置されている。また、214および215は車体211のもう一方の対角線上に設置されたキャスタ型の旋回自在な従動輪である。図6(a)では動輪機構212、213の各々において、動輪機構に設けた車輪104を同じ速度で駆動することにより、車体211には車輪104の向きと同じ方向に推進力が発生し、車体211は前方(紙面上方)に進む。ここで動輪機構212、213の各々において車輪104を駆動しながら旋回軸102を90度旋回させると、動輪機構212、213は図6(b)に示すような方向に姿勢を変えることになり、車体211は姿勢を変えることなく横方向に進むことができる。同様に、図6(c)のように、動輪機構212、213の車輪104を斜め方向に向けると、車体211は姿勢を変えることなく斜め方向に進むこともできるし、図6(d)のように、動輪機構212、213の車輪104を点線で示した円周の接線方向に向けると、車体211は併進せずにその場で旋回する。このように、全方向移動車は上記のような動輪機構を車体211に少なくとも2個以上設けることにより、準備動作を必要とすることなく、水平面内の全方向に即座に移動できる。
【0004】
【特許文献1】
特開昭61−285219号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、全方向移動車が工場や医療福祉施設等の建物内を走行する場合には、廊下などを進行方向一定で走行する期間が長い。上記従来例においては、図6(a)から同図(b)へ進行方向を変化する時または図6(a)から同図(c)へ進行方向を変化する時には旋回軸102を動作させるものの、旋回軸102が進行方向を向いた後、進行方向一定で走行している間は、旋回軸102を動作させる必要がないため、旋回軸駆動モータ106を使用しておらず、モータ出力が有効に活用できていないという問題点があった。一方で、車輪駆動モータ105は走行中に常時使用しているが、加速や段差乗り越え、あるいは斜面登坂時には多くの出力を必要としなければならなかった。
【0006】
本発明は上記課題を解決するためになされたものあリ、移動車が進行方向一定で走行している時には旋回軸駆動モータのパワーを車輪の駆動に活用し、加速、段差乗り越えあるいは斜面登坂といった走行性能を向上させることができる全方向移動車を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、走行面に対して垂直に配置され、車体に旋回自在に取り付けられた旋回軸と、前記旋回軸の軸心から所定距離隔てた位置に水平に配置されると共に、前記旋回軸に設けられた支持部に回転自在に支持された車軸と、前記車軸の軸心に直交した仮想平面に沿って回転するように前記車軸に取り付けられた車輪と、前記車輪を回転させる車輪駆動手段と、前記旋回軸を旋回させる旋回軸駆動手段とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けた全方向移動車において、前記旋回軸駆動手段の出力を、前記車輪の回転と前記旋回軸の旋回とに切替自在な出力切替手段を備えたものである。
請求項2の発明は、請求項1記載の全方向移動車において、前記出力切替手段は、前記旋回軸駆動手段の出力軸に固定された第1歯車と、前記車輪駆動手段の出力軸に固定された第2歯車と、前記旋回軸に固定された第3歯車と、前記第1歯車に常に噛合するとともに、前記第2歯車および前記第3歯車との噛合を切替自在に構成された第4歯車とを有したものである。
請求項3の発明は、請求項2に記載の全方向移動車において、前記出力切替手段は、前記第4歯車が前記第2歯車と噛合している時に、前記第3歯車を垂直軸周りに固定するための固定歯車(119)を備えたものである。
請求項4の発明は、請求項2または3に記載の全方向移動車において、前記第1歯車、第2歯車、第3歯車、および第4歯車からなる伝達機構に替えて、摩擦車を用いたものである。
請求項5の発明は、走行面に対して垂直に配置され、車体に旋回自在に取り付けられる旋回軸と、前記旋回軸の軸心から所定距離隔てて水平に固定された車軸と、前記車軸の軸心に直交した仮想平面に沿って回転自在に設けられた2つの車輪と、前記車輪を回転させる車輪駆動手段を備えた全方向移動車において、前記車輪駆動手段は前記車体に固定された2つの車輪駆動手段で構成され、一方の前記車輪駆動手段の出力を前記車輪に伝達する第1動力伝達手段と、他方の前記車輪駆動手段の出力を前記車輪に伝達する第2動力伝達手段とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
[第1実施例]
図1は本発明の第1実施例における全方向移動車の動輪機構を示す図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は側面図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについては、同一符号を付して説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図において、107は出力切替手段である。
【0009】
本発明が従来技術と異なる点は、以下のとおりである。
すなわち、旋回軸駆動モータ106の出力を、車輪104の回転と旋回軸102の旋回とに切替自在な出力切替手段107を備えた点である。なお、車輪駆動モータ105、旋回軸駆動モータ106および出力切替手段107は車体101に固定されており、図1(a)では旋回軸駆動モータ106および出力切替手段107の図示を省略している。以下に、出力切替手段107の詳細な構成を説明する。
【0010】
図2は本発明の第1実施例の出力切替手段の詳細構成を示す図であって、(a)は、第4歯車が第1歯車および第3歯車と噛合した状態、(b)は第4歯車が第1歯車および第2歯車と噛合した状態を示す。
図において、113は旋回軸駆動モータ106の出力軸に固定された第1歯車、118は車輪駆動モータ105の出力軸に固定された第2歯車、114は旋回軸102上に固定された第3歯車、117は歯車113と歯車118、114との間隙に配置された第4歯車である。115は車体101に固定された送り機構であり、並進方向の推進力を発生する。例としてはソレノイドや、図示しないモータに接続されたボールネジ等が考えられる。116は送り機構115の可動部に固定された可動棒である。可動棒116は送り機構115によって垂直方向に摺動自在であり、図2(a)に示す位置あるいは図2(b)に示す位置に移動できる。可動棒116の摺動部は例えば正方形の断面を有し、送り機構115に対して垂直軸周りには回転しないように構成されている。可動棒116の先端部は円形の断面を有し、所定の位置に歯車117が垂直軸周りに回転自在に、かつ垂直方向には動かないように取り付けられている。また可動棒116の最先端には、固定歯車119が垂直軸周りに回転しないように固定されている。なお、出力切換手段において、送り機構115によって可動棒116を上下させながら各歯車を噛み合わせる際に、歯欠け等が生じないようにモータ速度を変化させるなどして、正しい噛合になるまで調節するようにしている。
【0011】
次に動作について説明する。
今、全方向移動車において、可動棒116が送り機構115によって図2(a)に示す位置に移動した場合、第4歯車117は第1歯車113および第3歯車114と噛合する。これにより、旋回軸駆動モータ106の出力は第1歯車113から第4歯車117を介して第3歯車114に伝えられるので、旋回軸102を旋回することができる。
次に、可動棒116が送り機構115によって図2(b)に示す位置に移動した場合、第4歯車117は第1歯車113および第2歯車118と噛合する。これにより、旋回軸駆動モータ106の出力は第1歯車113から第4歯車117を介して第2歯車118に伝えられるので、車輪駆動モータ105の出力軸に伝わる。ここで、旋回軸駆動モータ106と車輪駆動モータ105を、車輪駆動モータ105の出力軸で同じ速度になるような指令で動作させれば、両モータをあわせた出力が車輪駆動モータ105の出力軸に発生し、これにより車輪104を駆動することができる。一方で、第3歯車114は固定歯車119と噛合するが、固定歯車119は可動棒116とともに送り機構115に対し垂直軸周りに回転しないように固定されているので、第3歯車114および旋回軸102は車体101に固定される。
【0012】
本発明の第1実施例は、走行面に対して垂直に配置され、車体101に旋回自在に取り付けられた旋回軸102と、旋回軸102の軸心から所定距離隔てた位置に水平に配置されると共に、旋回軸102に設けられた支持部に回転自在に支持された車軸103と、車軸103の軸心に直交した仮想平面に沿って回転するように車軸103に取り付けられた車輪104と、車輪104を回転させる車輪駆動手段105と、旋回軸102を旋回させる旋回軸駆動手段106とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けた全方向移動車において、旋回軸駆動手段106の出力を、車輪104の回転と旋回軸102の旋回とに切替自在な出力切替手段107を備えたので、旋回軸駆動モータ106の出力を進行方向一定の時には車輪104の回転に切り替え、また進行方向を変更する時には旋回軸102の旋回に切り替えることで、進行方向一定で走行している時にも旋回軸駆動モータ106の出力を車輪104の駆動に活用し、加速、段差乗り越えあるいは斜面登坂といった走行性能を向上させることができる。
また、出力切替手段107は、旋回軸駆動手段106の出力軸に固定された第1歯車113と、車輪駆動手段105の出力軸に固定された第2歯車118と、旋回軸102に固定された第3歯車114と、第1歯車113に常に噛合するとともに、第2歯車118および第3歯車114との噛合を切替自在に構成された第4歯車117を備えたので、旋回軸102を車体101に固定することで、車輪104のトー角(垂直軸周りの角度)が固定され、進行方向一定の走行時に車輪104がぶれて走行誤差が生じるのを防ぐことができる。
【0013】
[第2実施例]
次に、本発明の第2実施例について説明する。
図3は第2実施例による全方向移動車の動輪機構を示す図であり、図3(a)は正面図、図3(b)は側面図である。なお、図3(a)では車輪駆動モータ124の図示を省略している。
図において、120はプーリ、121はベルト、122はプーリ、123は車輪、124は車輪駆動モータ、125はシャフト、126は歯車、127は歯車、128は傘歯車、129は傘歯車である。
第2実施例が第1実施例と異なる点は、車軸103に旋回軸102の軸心から所定距離隔てて二つの車輪104、123が回転自在に取り付けられており、また、車体101には車輪104を駆動する車輪駆動モータ105および車輪123を駆動する車輪駆動モータ124が固定されている点である。ここで、車輪駆動モータ105の出力を車輪104に伝達するために、傘歯車108、傘歯車109、プーリ110、ベルト111、プーリ112からなる第1動力伝達手段が設けられている。また、車輪駆動モータ124の出力を車輪123に伝達するために、歯車126、歯車127、シャフト125、傘歯車128、傘歯車129、プーリ120、ベルト121、プーリ122からなる第2動力伝達手段が設けられている。
【0014】
次に、上記伝達手段の詳細な構成について説明する。
旋回軸102には同一の軸心周りに旋回可能なシャフト125が設けられている。車輪駆動モータ105の出力軸は旋回軸102およびシャフト125を貫通して傘歯車108に連結されている。傘歯車108に噛み合う傘歯車109にはプーリ110が固定され、ベルト111を介してプーリ112、およびそれに固定された車輪104を駆動する。また、車輪駆動モータ124の出力軸には歯車126が固定され、歯車126がシャフト125上の歯車127と噛合することでシャフト125を旋回させる。さらに、シャフト125の他端には傘歯車128が連結されており、傘歯車128に噛み合う傘歯車129にはプーリ120が固定されている。プーリ120はベルト121を介してプーリ122、およびそれに固定された車輪123を駆動する。
【0015】
図4は第2実施例による全方向移動車の全方向移動の一例を上面から見た図であって、(a)は車体が前方方向に進む場合、(b)は横方向に進む場合、(c)は斜め方向に進む場合、(d)は旋回する場合を示したものである。
図において、201は車体、202および203は上記で説明した動輪機構であり、動輪機構202、203は車体201の対角線上に設置されている。204および205は車体201のもう一方の対角線上に設置されたキャスタ型の旋回自在な従動輪である。
【0016】
次に動作を説明する。
図4(a)では動輪機構202、203の各々において車輪104、123を同じ速度で駆動することにより、車体201には車輪の向きと同じ方向に推進力が発生し、車体201は前方(紙面上方)に進む。ここで車輪104、123の回転数に差をつけると、旋回軸102には垂直軸周りの旋回が発生し、これに伴い動輪機構202、203は図4(b)のような方向になる。続いて各々の車輪104、123を同じ速度で駆動することにより、車体201は姿勢を変えることなく横方向に進むことができる。
同様に、図4(c)に示すように動輪機構202、203を各々の車輪104、123が斜め方向になるように向けることで斜め方向に進むこともできるし、図4(d)に示すように動輪機構202、203を各々の車輪104、123が円周の接線上になるように向けることで、その場で旋回することもできる。すなわち、上記のような動輪機構を車体に少なくとも2個以上設けることにより、準備動作を必要とせず水平面内の全方向に即座に位置姿勢を変化させることが可能となる。
【0017】
本発明の第2実施例は、走行面に対して垂直に配置され、車体101に旋回自在に取り付けられる旋回軸102と、前記旋回軸102の軸心から所定距離隔てて水平に固定された車軸103と、前記車軸103の軸心に直交した仮想平面に沿って回転自在に設けられた2つの車輪104および123と、前記車輪104を回転させる車輪駆動手段を備えた全方向移動車において、前記車輪駆動手段は前記車体101に固定された2つの車輪駆動手段105および124で構成され、前記車輪駆動手段105の出力を前記車輪104に伝達する第1動力伝達手段と、前記車輪駆動手段124の出力を前記車輪105に伝達する第2動力伝達手段とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けたので、車輪の回転および旋回軸の旋回のどちらにも、車輪駆動モータ105および車輪駆動モータ124を合わせた出力が用いられ、進行方向一定で走行している時も進行方向を変更している時も、搭載する全てのモータの出力を有効に活用し、加速や段差乗り越え、あるいは斜面登坂性能を向上させることができる。
さらに、車輪を回転させずに垂直軸周りに旋回させるような、いわゆる据え切り動作が発生しないので、車輪や路面を傷めることがない。
【0018】
なお、第1実施例において、動輪機構の動力伝達に歯車を用いた例を示したが、歯車に替えて摩擦車あるいは油圧による動力伝達手段を用いても構わない。摩擦車は摩擦によって動力を伝達できるので、歯車のように歯の噛合を調節することなく、容易に出力を切り替えることができる。
【0019】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、以下の効果がある。
本発明の第1実施例は走行面に対して垂直に配置され、車体に旋回自在に取り付けられた旋回軸と、旋回軸の軸心から所定距離隔てた位置に水平に配置されると共に、旋回軸に設けられた支持部に回転自在に支持された車軸と、車軸の軸心に直交した仮想平面に沿って回転するように車軸に取り付けられた車輪と、車輪を回転させる車輪駆動手段と、旋回軸を旋回させる旋回軸駆動手段とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けた全方向移動車において、旋回軸駆動手段の出力を、車輪の回転と旋回軸の旋回とに切替自在な出力切替手段を備えたため、旋回軸駆動モータの出力を進行方向一定の時には車輪の回転に切り替え、また進行方向を変更する時には旋回軸の旋回に切り替えることで、進行方向一定で走行している時にも旋回軸駆動モータの出力を車輪の駆動に活用し、加速、段差乗り越えあるいは斜面登坂といった走行性能を向上させることができる。
また、出力切替手段は、旋回軸駆動手段の出力軸に固定された第1歯車と、車輪駆動手段の出力軸に固定された第2歯車と、旋回軸に固定された第3歯車と、第1歯車に常に噛合するとともに、第2歯車および第3歯車との噛合を切替自在に構成された第4歯車を備えたため、旋回軸を車体に固定することで、車輪のトー角(垂直軸周りの角度)が固定され、進行方向一定の走行時に車輪がぶれて走行誤差が生じるのを防ぐことができる。
【0020】
本発明の第2実施例は走行面に対して垂直に配置され、車体に旋回自在に取り付けられる旋回軸と、旋回軸の軸心から所定距離隔てて水平に固定された車軸と、車軸の軸心に直交した仮想平面に沿って回転自在に設けられた2つの車輪と、車輪を回転させる車輪駆動手段を備えた全方向移動車において、車輪駆動手段は車体に固定された2つの車輪駆動手段で構成され、一方の車輪駆動手段の出力を車輪に伝達する第1動力伝達手段と、他方の車輪駆動手段の出力を車輪に伝達する第2動力伝達手段とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けたため、車輪の回転および旋回軸の旋回のどちらにも、2つの車輪駆動モータを合わせた出力が用いられ、進行方向一定で走行している時も進行方向を変更している時も、搭載する全てのモータの出力を有効に活用し、加速や段差乗り越え、あるいは斜面登坂性能を向上させることができる。
さらに、車輪を回転させずに垂直軸周りに旋回させるような、いわゆる据え切り動作が発生しないので、車輪や路面を傷めることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における全方向移動車の動輪機構を示す図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は側面図である。
【図2】第1実施例の出力切替手段の詳細構成を示す側面図であって、(a)は、第4歯車が第1歯車および第3歯車と噛合した状態、(b)は第4歯車が第1歯車および第2歯車と噛合した状態を示す。
【図3】第2実施例による全方向移動車の動輪構構を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図4】第2実施例による全方向移動車の全方向移動の一例を上面から見た図であって、(a)は車体が前方方向に進む場合、(b)は横方向に進む場合、(c)は斜め方向に進む場合、(d)は旋回する場合を示したものである。
【図5】従来例における全方向移動車の動輪機構を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図6】従来例に基づく全方向移動車の全方向移動の一例を上面から見た図であって、(a)は車体が前方方向に進む場合、(b)は横方向に進む場合、(c)は斜め方向に進む場合、(d)は旋回する場合を示したものである。
【符号の説明】
101 車体
102 旋回軸
103 車軸
104 車輪
105 車輪駆動モータ(車輪駆動手段)
106 旋回軸駆動モータ(旋回軸駆動手段)
107 出力切替手段
108 傘歯車
109 傘歯車
110 プーリ
111 ベルト
112 プーリ
113 第1歯車
114 第3歯車
115 送り機構
116 可動棒
117 第4歯車
118 第2歯車
119 固定歯車
120 プーリ
121 ベルト
122 プーリ
123 車輪
124 車輪駆動モータ
125 シャフト
126 歯車
127 歯車
128 傘歯車
129 傘歯車
201 車体
202、203 動輪機構
204、205 従動輪[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for transporting luggage or people in factories, medical welfare facilities, homes, and the like, and can be immediately moved in all directions in a horizontal plane without changing the direction of a vehicle body. For high omnidirectional vehicles.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an omnidirectional vehicle that is used for transporting luggage, people, and the like in factories, medical welfare facilities, or homes, and that can immediately move in all directions in a horizontal plane without changing the direction of a vehicle body is shown in FIG. (For example, see Patent Document 1).
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a driving mechanism of a conventional omnidirectional vehicle, wherein FIG. 5A is a front view and FIG. 5B is a side view. In FIG. 5A, the illustration of the turning
5, 101 is a vehicle body, 102 is a turning shaft, 103 is an axle, 104 is a wheel, 105 is a wheel drive motor, 106 is a turning shaft drive motor, 108 is a bevel gear, 109 is a bevel gear, 110 is a pulley, and 111 is a pulley. A
A turning
Next, an example of a detailed configuration of the transmission unit will be described.
An output shaft of the
[0003]
6A and 6B are diagrams illustrating an example of an omnidirectional movement of an omnidirectional vehicle based on a conventional example, as viewed from above, where FIG. 6A illustrates a case where a vehicle body moves forward, FIG. c) shows a case where the vehicle travels in an oblique direction, and (d) shows a case where the vehicle turns.
In FIG. 6,
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-61-285219
[Problems to be solved by the invention]
In general, when an omnidirectional vehicle travels in a building such as a factory or a medical welfare facility, the traveling period in a corridor or the like in a constant traveling direction is long. In the above-mentioned conventional example, when the traveling direction is changed from FIG. 6A to FIG. 6B or when the traveling direction is changed from FIG. 6A to FIG. Since the turning
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When the moving vehicle is traveling in a constant traveling direction, the power of the turning shaft drive motor is used for driving the wheels, and acceleration, climbing over a step or climbing a slope is performed. An object of the present invention is to provide an omnidirectional vehicle that can improve running performance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the omnidirectional vehicle according to the first aspect, the output switching unit is fixed to a first gear fixed to an output shaft of the turning shaft driving unit and to an output shaft of the wheel driving unit. A fourth gear configured to be always meshed with the second gear, the third gear fixed to the turning shaft, and the first gear, and to be able to switch meshing between the second gear and the third gear. And a gear.
According to a third aspect of the present invention, in the omnidirectional vehicle according to the second aspect, when the fourth gear is meshed with the second gear, the output switching means rotates the third gear about a vertical axis. It is provided with a fixed gear (119) for fixing.
According to a fourth aspect of the present invention, in the omnidirectional vehicle according to the second or third aspect, a friction wheel is used in place of the transmission mechanism including the first gear, the second gear, the third gear, and the fourth gear. It was what was.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a swivel shaft arranged vertically to a running surface and rotatably attached to a vehicle body, an axle horizontally fixed at a predetermined distance from an axis of the swivel shaft, In an omnidirectional vehicle having two wheels rotatably provided along an imaginary plane orthogonal to the axis and wheel driving means for rotating the wheels, the wheel driving means is fixed to the vehicle body. A first power transmission means for transmitting the output of one of the wheel driving means to the wheel, and a second power transmission means for transmitting the output of the other wheel driving means to the wheel. At least two or more sets of driving wheel mechanisms are provided.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a view showing a wheel mechanism of an omnidirectional vehicle according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a front view, and FIG. 1 (b) is a side view. In addition, the same components as those of the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different points will be described.
In the figure,
[0009]
The differences between the present invention and the prior art are as follows.
That is, an
[0010]
2A and 2B are diagrams showing a detailed configuration of the output switching means according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A shows a state in which a fourth gear meshes with a first gear and a third gear, and FIG. 4 shows a state in which four gears mesh with the first gear and the second gear.
In the figure,
[0011]
Next, the operation will be described.
Now, in the omnidirectional vehicle, when the
Next, when the
[0012]
The first embodiment of the present invention is arranged vertically to a running surface, and is horizontally arranged at a position separated by a predetermined distance from an axis of the
The output switching means 107 is fixed to the
[0013]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a wheel mechanism of an omnidirectional vehicle according to a second embodiment, wherein FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. In FIG. 3A, the illustration of the
In the figure, 120 is a pulley, 121 is a belt, 122 is a pulley, 123 is a wheel, 124 is a wheel drive motor, 125 is a shaft, 126 is a gear, 127 is a gear, 128 is a bevel gear, and 129 is a bevel gear.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that two
[0014]
Next, a detailed configuration of the transmission means will be described.
The turning
[0015]
4A and 4B are diagrams illustrating an example of the omnidirectional movement of the omnidirectional vehicle according to the second embodiment, as viewed from above, where FIG. 4A illustrates a case where the vehicle body moves forward, FIG. (C) shows a case where the vehicle travels in an oblique direction, and (d) shows a case where the vehicle turns.
In the figure, 201 is a vehicle body, 202 and 203 are the wheel mechanisms described above, and the
[0016]
Next, the operation will be described.
In FIG. 4 (a), by driving the
Similarly, as shown in FIG. 4 (c), the
[0017]
A second embodiment of the present invention is directed to a turning
Further, since a so-called stationary operation, such as turning around the vertical axis without rotating the wheel, does not occur, the wheel and the road surface are not damaged.
[0018]
In the first embodiment, an example in which a gear is used for power transmission of the driving wheel mechanism has been described, but a friction wheel or a hydraulic power transmission means may be used instead of the gear. Since the friction wheel can transmit power by friction, the output can be easily switched without adjusting the meshing of the teeth like a gear.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
The first embodiment of the present invention is arranged vertically with respect to a running surface, is pivotally mounted on a vehicle body, and is horizontally disposed at a predetermined distance from the axis of the pivot, and is pivoted. An axle rotatably supported by a support portion provided on the axle, a wheel attached to the axle so as to rotate along a virtual plane perpendicular to the axis of the axle, and wheel driving means for rotating the wheel, In an omnidirectional vehicle provided with at least two or more sets of moving wheel mechanisms comprising a turning shaft driving means for turning the turning shaft, an output switchable in which the output of the turning shaft driving means can be switched between wheel rotation and turning of the turning shaft. Means, the output of the turning shaft drive motor is switched to the rotation of the wheels when the traveling direction is constant, and when the traveling direction is changed, the output is switched to the turning of the pivot axis. Shaft drive Utilizing the output of the motor for driving the wheels, the acceleration, it is possible to improve the level difference overcome or running performance such as slope climbing.
The output switching means includes a first gear fixed to the output shaft of the turning shaft driving means, a second gear fixed to the output shaft of the wheel driving means, a third gear fixed to the turning shaft, Since the fourth gear is provided so as to always mesh with one gear and switch between meshing with the second gear and the third gear, the toe angle of the wheel (around the vertical axis) is secured by fixing the turning shaft to the vehicle body. Angle) is fixed, and it is possible to prevent a running error due to the wheels being shaken during traveling in a constant traveling direction.
[0020]
A second embodiment of the present invention is a vertical axis with respect to a running surface, and is mounted on a vehicle body so as to be pivotable, an axle fixed horizontally at a predetermined distance from the axis of the pivot axis, and an axle axis. In an omnidirectional vehicle provided with two wheels rotatably provided along a virtual plane perpendicular to the heart and wheel driving means for rotating the wheels, the wheel driving means are two wheel driving means fixed to the vehicle body And at least two sets of driving wheel mechanisms each including a first power transmission means for transmitting the output of one wheel driving means to the wheels and a second power transmission means for transmitting the output of the other wheel driving means to the wheels. Because of this, the combined output of the two wheel drive motors is used for both the rotation of the wheels and the turning of the turning axis, and it is mounted when the traveling direction is constant or when the traveling direction is changed Of all motors Leverage the power effectively, overcome acceleration or step, or it is possible to improve the slope climbing performance.
Further, since a so-called stationary operation, such as turning around the vertical axis without rotating the wheel, does not occur, the wheel and the road surface are not damaged.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are views showing a wheel mechanism of an omnidirectional vehicle according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a side view.
FIGS. 2A and 2B are side views showing a detailed configuration of the output switching means of the first embodiment, wherein FIG. 2A is a state in which a fourth gear meshes with a first gear and a third gear, and FIG. The state where the gear meshes with the first gear and the second gear is shown.
3A and 3B are diagrams showing a driving wheel structure of an omnidirectional vehicle according to a second embodiment, wherein FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view.
4A and 4B are diagrams illustrating an example of omnidirectional movement of an omnidirectional vehicle according to a second embodiment, as viewed from above, where FIG. 4A illustrates a case where a vehicle body moves forward, and FIG. , (C) shows a case in which the vehicle travels in an oblique direction, and (d) shows a case in which the vehicle turns.
5A and 5B are diagrams showing a wheel mechanism of an omnidirectional vehicle in a conventional example, wherein FIG. 5A is a front view and FIG. 5B is a side view.
6A and 6B are diagrams illustrating an example of an omnidirectional movement of an omnidirectional vehicle based on a conventional example, as viewed from above, wherein FIG. 6A illustrates a case where a vehicle body moves forward, FIG. (C) shows a case where the vehicle travels in an oblique direction, and (d) shows a case where the vehicle turns.
[Explanation of symbols]
101
106 Swivel axis drive motor (swivel axis drive means)
107 Output switching means 108
Claims (5)
前記旋回軸駆動手段(106)の出力を、前記車輪(104)の回転と前記旋回軸(102)の旋回とに切替自在な出力切替手段(107)を備えたことを特徴とする全方向移動車。A turning shaft (102), which is arranged perpendicular to the running surface and is pivotally attached to the vehicle body (101), and is horizontally arranged at a predetermined distance from the axis of the turning shaft (102); An axle (103) rotatably supported by a support provided on the turning shaft (102); and an axle (103) rotating along an imaginary plane orthogonal to the axis of the axle (103). ), A wheel driving mechanism including at least a wheel (104), a wheel driving means (105) for rotating the wheel (104), and a turning shaft driving means (106) for turning the turning shaft (102). In an omnidirectional vehicle with two or more sets,
Omnidirectional movement characterized by comprising output switching means (107) capable of switching the output of the turning axis driving means (106) between rotation of the wheels (104) and turning of the turning axis (102). car.
前記車輪駆動手段は前記車体(101)に固定された2つの車輪駆動手段(105)および(124)で構成され、
一方の前記車輪駆動手段(105)の出力を前記車輪(104)に伝達する第1動力伝達手段と、他方の前記車輪駆動手段(124)の出力を前記車輪(123)に伝達する第2動力伝達手段とからなる動輪機構を少なくとも2組以上設けたことを特徴とする全方向移動車。A turning shaft (102) disposed perpendicular to the running surface and rotatably attached to the vehicle body (101); and an axle (103) fixed horizontally at a predetermined distance from the axis of the turning shaft (102). And two wheels (104) and (123) rotatably provided along an imaginary plane orthogonal to the axis of the axle (103), and a wheel drive for rotating the wheels (104) and (123). In an omnidirectional vehicle equipped with means,
The wheel drive means comprises two wheel drive means (105) and (124) fixed to the vehicle body (101);
First power transmission means for transmitting the output of one of the wheel driving means (105) to the wheel (104) and second power for transmitting the output of the other wheel driving means (124) to the wheel (123) An omnidirectional vehicle, wherein at least two or more sets of wheel mechanisms including transmission means are provided.
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