【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走行装置に関し、詳しくは、スムーズに旋回可能なスキッドステア走行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多車輪の不整地走行車やクローラ型の建設機械等に用いられているスキッドステア方式は、左右の車輪またはクローラの回転数を変えるだけで方向転換ができるため複雑な操舵装置が不必要であり、その場回転も可能というメリットがある。また、全輪を駆動することにより不整地走行能力も高いが、旋回時に路面と車輪またはクローラの間で横滑りが生じるため旋回がスムーズでなく、路面に傷をつけるというデメリットがある。
【０００３】
また、前輪に自在キャスタを有する車椅子等では、スキッドステアと同様に左右の車輪回転数を変えて旋回を行い、シンプルでその場回転も可能というメリットがあり、自在キャスタを使用しているため路面を傷つけることもないが、自在キャスタは駆動できないため不整地走行能力が低いという問題点がある。
【０００４】
更に、全輪を駆動する車輪型の車両の場合は、一般に旋回のために操舵輪の向きを変える方式であり旋回半径が小さくできない。また、操舵機構と駆動機構の両方を備える必要があるため機構が複雑であり、コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
この様な点を考慮してなされたもので、横滑りをおこさずに旋回可能なクローラ型の機構が知られており（例えば、特許文献１参照）、また、鼓型ローラを使用することでシンプルな構成で操舵輪の駆動を可能とした車輪型移動体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１７４２２号公報（第２−５頁，図１）
【特許文献２】
特開２００１−６３６４５号公報（第２−８頁，図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前者はクローラ型の無限軌道にフリーローラを並べて横方向に動けるように構成したものであり、滑りを生じることなく旋回が可能であるが、この機構は横方向の規制がないため、同じものを３個以上組合わせて制御する必要があり、製造、制御方法とも複雑であり不整地移動にも向かない。また、後者は、鼓型ローラを使用することでシンプルな構成で操舵輪の駆動を可能としているが、操舵機構は別に必要であり、コストが高くなる。
【０００８】
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、横滑りがなくスムーズな旋回が可能で路面を傷つけずに不整地走行が可能であり、かつシンプルで低コストな走行装置を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本請求項１発明の走行装置は上記課題を解決するため、相対的に速度を変えられる左右少なくとも一対の駆動車輪と、各駆動車輪前方又は後方の少なくとも一方或いは両方にそれぞれ配置させるとともに、後方又は前方又は中央の駆動車輪とそれぞれ同速度の回転が可能にそれぞれ伝達機構を介して連結した左右少なくとも一対の全方向走行車輪を備え、上記全方向走行車輪は、外周部の軸心と直行する面内において回転自在に複数のフリーローラを支持させるとともに、フリーローラにより接地面を形成してなることを特徴とする走行装置として構成した。
【００１０】
また、請求項２発明の走行装置は、上記左右少なくとも一対の駆動車輪が、各々個別の動力を介しての速度制御により相対的に速度を変えられる左右少なくとも一対の駆動車輪である請求項１記載の走行装置として構成した。
【００１１】
また、請求項３発明の走行装置は、上記左右少なくとも一対の駆動車輪が、単一動力により駆動するとともに、車軸中央部に差動機構を設け、且つ、前後方向に対する変角方向への人力による推進力に対応させて相対的に速度を変えられる左右少なくとも一対の駆動車輪である請求項１記載の走行装置として構成した。
【００１２】
また、請求項４発明の走行装置は、相対的に速度を変えられる左右一対の駆動車輪と、各駆動車輪間中央の前方又は後方の少なくとも一方或いは両方に配置させるとともに、各駆動車輪間の車軸中央部に設けた差動機構により平均化した各駆動車輪の回転速度を伝達機構を介して同速度の回動が可能に連繋した全方向走行車輪とを備え、上記全方向走行車輪は、外周部の軸心と直行する面内において回転自在に複数のフリーローラを支持させるとともに、フリーローラにより接地面を形成してなることを特徴とする走行装置として構成した。
【００１３】
また、請求項５発明の走行装置は、上記左右一対の駆動車輪が、各々個別の動力を介しての速度制御により相対的に速度を変えられる左右一対の駆動車輪である請求項４記載の走行装置として構成した。
【００１４】
また、請求項６発明の走行装置は、上記左右一対の駆動車輪が、単一動力により駆動するとともに、前後方向に対する変角方向への人力による推進力に対応させて相対的に速度を変えられる左右一対の駆動車輪である請求項４記載の走行装置として構成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
本請求項１発明の走行装置１は、駆動車輪２と、全方向走行車輪３とを備えている。
【００１７】
駆動車輪２は左右少なくとも一対設けており、相対的に速度を変えられる如く構成している。具体的には、図１の実施例の如く、各々別個の動力を介しての速度制御により相対的に速度を変えられる如く構成したもの、或いは図４に示す実施例の如く、人の力によって相対的に速度を変えられる如く構成したものが挙げられる。尚、駆動車輪２は、上記実施例の如く左右一対設けたものに限らず、左右一対の駆動車輪を前後に複数対設けた場合も本発明では該当する。その場合、同様に各々個別の複数の動力を介しての速度制御により相対的に速度を変えられる如く構成したもの、或いは、人の力によって相対的に速度を変えられる如く構成したものが挙げられる。
【００１８】
全方向走行車輪３は後述する如き特殊構成をなし、また、各駆動車輪の前方又は後方にそれぞれ配置して、基本的に四輪形態の本発明走行装置を現出し、或いは各駆動車輪の前方及び後方の両方にそれぞれ配置して六輪形態の本発明走行装置を現出するものである。また、前方又は後方の駆動車輪と同速度の回転が可能に伝達機構を介して連結している。尚、駆動車輪を上記した如く複数対（例えば二対）設けた場合には、それぞれ四輪形態のものが六輪形態、六輪形態のものが八輪形態となる。
【００１９】
図１は、左右一対の駆動車輪２の前方に左右一対の全方向走行車輪３を備えた例を示す。各車輪は装置本体Ａより垂設した固定アーム４にそれぞれ軸着している。
【００２０】
また、各駆動車輪２は各々個別の動力を介しての速度制御により相対的に速度が変えられる如く構成している。この場合の速度の制御機構は公知機構を採用でき、例えば、図示例の如く、左駆動車輪２ａ及び右駆動車輪２ｂにそれぞれ設けた各モータ５，５を速度コントローラー６介してジョイスティック７と連繋させ、ジョイスティック７の操作により左右の駆動車輪２の速度を調整できる如く構成している。尚、図示例に於いて８はバッテリーを示す。
【００２１】
また、全方向走行車輪３として、各駆動車輪２の前方にそれぞれ左前部全方向走行車輪３ａ及び右前部全方向走行車輪３ｂを配置させ、伝達機構として、それぞれ後方の駆動車輪２との間にチェーン９を掛け渡している。
【００２２】
各全方向走行車輪３は、上記した如く車輪本体の外周部にそれぞれ軸心と直行する面内において回転自在に複数のフリーローラを支持させるとともに、フリーローラにより接地面を形成してなるものであり、図示例の全方向走行車輪３は、図２に拡大図で示す如く二層構造をなすもので、互いに対向して対をなす複数の支持板１０を周囲に突設した一対の回転板１１を互いに４５°回動させた状態で固定して車輪本体１２を構成しており、各支持板１０間に樽型のフリーローラ１３をそれぞれ回動可能に軸着させている。
【００２３】
尚、本発明に於ける全方向走行車輪の具体的構成はこの実施例のものに限定されず、上記要件を満たしていれば種々の形態のものが採用でき、例えば、フリーローラの数は図示例の如き数に限らず適宜選択することができ、また、その形状も樽型のものに限らない。更に、上記二層構造のものに限らず一層構造であっても三層以上の構造であっても良い。
【００２４】
本発明では左右の駆動車輪の速度を変えることにより、例えば、図３に示す如く、左右の駆動車輪の軸を延長した線上の点を中心とした角速度ωの旋回動作を行う場合、全方向走行車輪の移動のベクトルは前方への駆動による走行Ｖ１ と横方向へのフリーローラによる移動Ｓが構成されたＶ２ となり、路面に対して滑ることなくスムーズに旋回可能である。また、全輪が駆動されているため、不整地においても一般の自在キャスターを用いた２輪駆動の車両などに比べて格段に高い走破性を有している。尚、駆動車輪が浮かないように例えばスプリングを利用したサスペンションを設けることができ、その場合さらに不整地の走破性を高めることができる。このサスペンションは後述する各実施例においても設けることができる。
【００２５】
図４は左右一対の駆動車輪２の後方に左右一対の全方向走行車輪３を備えた例を示し、各駆動車輪２が人の力によって相対的に速度を変えられる如く構成した例を示すものである。
【００２６】
本実施例では、全方向走行車輪３として、各駆動車輪２の後方にそれぞれ左後部全方向走行車輪３ｃ及び右後部全方向走行車輪３ｄを配置させ、伝達機構として、それぞれ前方の駆動車輪２との間にチェーン９を掛け渡している。また、各駆動車輪２を単一動力により駆動するとともに、車軸中央部に差動機構を設け、更に前後方向に対する変角方向への人力による推進力に対応させて相対的に速度を変えられる如く構成している。
【００２７】
具体的には、各駆動車輪２間の車軸１７中央部に於いて、後述する差動機構と同様構成の差動機構１５を備え、且つ、該差動機構を回動させるモータ５を備えたモータ付き差動機構を設けている。モータ５は公知手段（図示せず）により装置本体Ａの把手２３に備えたアクセルグリップ２４に連繋している。
【００２８】
この場合には人が走行装置に追いていっての操作が可能であり、通常の直進の場合にはアクセルグリップ２４を操作してモータ５を回動させることにより行える。また、走行装置Ａを旋回する場合には人が曲がりたい方向と逆方向に把手２３に力を加えれば各全方向走行車輪３がその方向に移動するとともに、各駆動車輪２の速度が変化して所定方向への回動を行う。この際各駆動車輪２の速度の差は差動機構１５により中和する。尚、本実施例以外の全ての実施例に於いて、本実施例と同様に各駆動車輪間の車軸中央部に於いて、モータ付き差動機構を採用すれば、同様に人による直進，旋回操作を行える。
【００２９】
図５は左右の駆動車輪３を中央部に配置し、それぞれ前後の全方向走行車輪を駆動する６輪車の構成例を示す。左右一対の全方向走行車輪３を前後に各一対配置し、各前後の全方向走行車輪３間に各々個別の動力を介して速度制御が行える左右一対の駆動車輪２を配置しており、各駆動車輪２とその前後の全方向走行車輪３とをそれぞれリンク１４を介して相互の上下動が可能に連繋させている。ここでいうリンク１４は、両端を回転可能に連結した連結板状のものを示す。
【００３０】
図示例を具体的に説明すると、前部には、左前部全方向走行車輪３ａと右前部全方向走行車輪３ｂを所定間隔をあけて左右一対配置し、また、各前部全方向走行車輪後方に所定間隔をあけて左駆動車輪２ａ及び右駆動車輪２ｂをそれぞれ配置し、更に各駆動車輪後方に所定間隔をあけて左後部全方向走行車輪３ｃ及び右後部全方向走行車輪３ｄをそれぞれ配置している。また、左前部全方向走行車輪３ａと左駆動車輪２ａとの間には、前部に左前部全方向走行車輪３ａの車軸を軸着するとともに、後部に左駆動車輪２ａを軸着した左前部リンク１４ａ を設け、同様に左駆動車輪２ａと左後部全方向走行車輪３ｃとの間に左後部リンク１４ｂ を設けている。また、右側も同様に右前部リンク１４ｃ 及び右後部リンク１４ｄ を設けている。
【００３１】
また、上記前後部いずれか一方の左右対をなすリンク１４の全方向走行車輪と駆動車輪の間でそれぞれ固定アーム４を介して装置本体Ａを支持するとともに、他方の左右対をなすリンク１４の全方向走行車輪と駆動車輪の間でそれぞれリンク１４ｅ を介して装置本体Ａを支持する如く構成している。図示例では、各前部のリンク１４ａ ，１４ｃ をそれぞれ装置本体Ａ前部両側より垂設した固定アーム４，４の下端部に軸着し、また、各後部のリンク１４ｂ １４ｄをそれぞれ装置本体Ａ後部両側より垂設したリンク１４ｅ ，１４ｅ の下端部に軸着している。従って、これら各リンク１４ａ 〜１４ｅ により各駆動車輪２ａ，２ｂ及び各全方向走行車輪３ａ〜３ｄが走行面の凹凸或いは段部等に対応して上下動をして無理のないスムーズな走行を可能にしている。
【００３２】
また、各駆動車輪とその前後の全方向走行車輪とを同速度での回転が可能に伝達機構を介して連繋させている。図示例では、左前部全方向走行車輪３ａと左駆動車輪２ａとの間及び左駆動車輪２ａと左後部全方向走行車輪３ｃとの間にそれぞれチェーン９を掛け渡して左駆動車輪２ａと前後の左前部全方向走行車輪３ａ及び左後部全方向走行車輪３ｃとが同速度で回転する如く構成している。同様にして右駆動車輪２ｂと右前部全方向走行車輪３ｂ及び右後部全方向走行車輪３ｄとが同速度で回転する如く構成している。
【００３３】
この場合の各全方向走行車輪の構成も上記図１の実施例の所で説明したものと同様であり、また、各駆動車輪の速度制御機構も上記実施例の所で説明したものと同様のものが使用できるためその部分の図示及び説明を省略する。
【００３４】
本請求項４発明の走行装置１も、駆動車輪２と、全方向走行車輪３とを備えている。この場合も駆動車輪２は左右一対設けており、同様に相対的に速度を変えられる如く構成している。
【００３５】
また、全方向走行車輪３は上記した如き特殊構成をなし、また、各駆動車輪間中央の前方又は後方に配置して三輪車形態の本発明走行装置を現出し、或いは、各駆動車輪間中央の前方及び後方の両方にそれぞれ配置して四輪車形態の本発明走行装置を現出するものである。また、各駆動車輪間の車軸中央部に設けた差動機構により平均化した各駆動車輪の回転速度を伝達機構を介して同速度の回転が可能に連繋する如く構成している。
【００３６】
図６は三輪車の形態の一例を示す。図示例に於いて、左右各駆動車輪２ａ，２ｂは装置体Ａの後部両側より垂設した固定アーム４の下端部に軸着させており、また、全方向走行車輪３は装置本体Ａの前部所定位置より垂設した固定アーム４の下端部に軸着しており、全方向走行車輪３を左右各駆動車輪間中央の前方に配置している。
【００３７】
また、上記差動機構は公知のものが使用でき、例えば図７に示す如く、差動機構１５は各駆動車輪を結ぶ車軸１７を中央部で分割し、分割した左駆動車輪２ａの車軸１７ａ の先端に設けた傘歯車１８ａ と右駆動車輪２ｂの車軸１７ｂ の先端に設けた傘歯車１８ｂ とを、ボックス１９内に回動可能に突設した一対の傘歯車１８ｃ ，１８ｄ に歯合させてボックス１９を各駆動車輪２ａ，２ｂの平均化した回転速度に回転させる如く構成している。そして、このボックス１８の回転を伝達機構としてのチェーン９を介して全方向走行車輪３に伝達する如く構成している。
【００３８】
この場合の各全方向走行車輪の構成も上記図１の実施例のところで説明したものと同様であり、また、各駆動車輪の速度制御機構も上記実施例のところで説明したものと同様のものが使用できるためその部分の図示及び説明を省略する。この場合にはサスペンションがなくても二つの駆動車輪が必ず接地するメリットがある。全方向走行車輪の駆動方向が旋回する円の駆動方向となり、路面との滑りが生じることなくスムーズに旋回可能となる。
【００３９】
図８は四輪車の例を示す。この走行装置１は、各々個別の速度制御が行える左右一対の駆動車輪２ａ，２ｂと、各駆動車輪間中央の前方及び後方に配置させた前後一対の前部全方向走行車輪３ｅ及び後部全方向走行車輪３ｆと、環状フレーム２０とを備えている。
【００４０】
この場合の各全方向走行車輪３の構成も上記図１の実施例の所で説明したものと同様であり、また、各駆動車輪２の速度制御機構も上記実施例の所で説明したものと同様のものが使用できるため省略する。また、環状フレーム２０は、両側前後方向中間部の相対向する位置をそれぞれ上下方向の屈曲が可能に形成するとともに、両屈曲部分２１を上記各駆動車輪２で屈曲可能に支持し、且つ、前後中央部を上記各全方向走行車輪３で支持している。
【００４１】
図示例では、環状フレーム２０を、両駆動車輪２に開口部両端を軸着して駆動車輪前方へ延設した半環状の前部フレーム２０ａ と、両駆動車輪２に開口部両端を軸着して駆動車輪後方へ延設した半環状の後部フレーム２０ｂ とで構成している。また、前部の全走行車輪３ｅは前部フレーム２０ａ の前部所定位置より垂設した固定アーム２２の下部に軸着させており、後部の全方向走行車輪３ｆは後部フレーム２０ｂ の後部所定位置より垂設した固定アーム２２下部に軸着させている。
【００４２】
また、各駆動車輪２間の車軸中央部に設けた差動機構１５により平均化した各駆動車輪２の回転速度を伝達機構を介して上記各全方向走行車輪３に連繋している。差動機構１５は上記した図６の実施例で説明したのと同様のものが使用できる。また、伝達機構としては、前部の全方向走行車輪３ｅと作動機構１５のボックス１９との間及び後部の全方向走行車輪３ｆとボックス１９との間にそれぞれチェーン９を掛け渡している。
【００４３】
更に、上記環状フレーム２０の各前後部いずれか一方中間位置の両側部分に於いて固定アーム４を介して装置本体Ａを支持するとともに、他方の中間位置の両側部分に於いてリンク１４を介して装置本体Ａを支持している。図示例では、装置本体Ａの前部両側よりそれぞれ垂設した固定アーム４の下端部を前部フレーム２０ａ 両側中間部にそれぞれ軸支しており、また、装置本体Ａの後部両側よりそれぞれ垂設したリンク１４の下端部を後部フレーム２０ｂ 両側中間部にそれぞれ軸支して構成している。従って、上記図４に示す実施例と同様に走行面に凹凸や段差があっても各車輪がそれによって上下動し充分対応してスムーズな走行を可能にしている。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した如く、本請求項１発明の走行装置は、既述構成としたことにより、シンプルな構成で、低コストで不整地や段差の走行が可能で、路面を傷つけることのない走行車が可能となり、建築現場の仕上げ工程での資材運搬や、屋内で使用できる電動車椅子へ適用することが可能である。
【００４５】
また、請求項４発明の走行装置に於いて三輪車形態にした場合には、上記効果に加え、サスペンションがなくても二つの駆動車輪が必ず接地する利点を兼ね備えている。また、四輪車にした場合には、その場旋回が極めて容易となり、狭隘地などでの走行がし易くなり、また、車輪数が多いため輪荷重が小さくなり、段差乗り越えなどの不整地走行性能がより高まる利点を兼ね備えている。
【００４６】
また、各々個別の動力を介しての速度制御により相対的に速度を変えられる左右少なくとも一対の駆動車輪を設けたものにあっては、人が装置本体上に乗っての自動操作が可能となる。
【００４７】
また、単一動力により駆動するとともに、車軸中央部に差動機構を設け、前後方向に対する変角方向への人力による推進力に対応させて相対的に速度を変えられる左右一対の駆動車輪を設けたものにあっては、人が走行装置に付いていってその直進、旋回操作を容易におこなえることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明走行装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同実施例の全方向走行車輪を示す拡大斜視図である。
【図３】本発明の作用を説明する説明図である。
【図４】本発明走行装置の他の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明走行装置の他の一例を示す分解斜視図である。
【図６】本発明走行装置の更に他の一例を示す分解斜視図である。
【図７】同実施例の差動機構部分を説明する説明図である。
【図８】本発明走行装置の更に他の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
２…駆動車輪，２ａ…左駆動車輪，２ｂ…右駆動車輪，３…全方向走行車輪，
３ａ…左前部全方向走行車輪，３ｂ…右前部全方向走行車輪，
３ｃ…左後部全方向走行車輪，３ｄ…右後部全方向走行車輪，
４…固定アーム，５…モータ，６…速度コントローラー，
７…ジョイスティック，８…バッテリー，９…チェーン，１０…支持板，
１１…回転板，１２…車輪本体，１３…フリーローラ，１４…リンク，
１４ａ …左前部リンク，１４ｂ …左後部リンク，１４ｃ …右前部リンク，
１４ｄ …右後部リンク，１４ｅ ：装置本体より垂設したリンク，１５…差動機構，
１７…車軸，１８ａ 〜１８ｄ …傘歯車，１９…ボックス，２０…環状フレーム，
２０ａ …前部フレーム，２０ｂ …後部フレーム，２１…屈曲部分，
２２…固定アーム，２３…把手，２４…アクセルグリップ，Ａ…装置本体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a traveling device, and more particularly to a skid steer traveling device capable of smoothly turning.
[0002]
[Prior art]
The skid steer method used in multi-wheeled rough terrain vehicles and crawler-type construction machines can change the direction by simply changing the rotation speed of the left and right wheels or crawlers, and does not require a complicated steering system. There is an advantage that it can be rotated on the spot. In addition, driving on all the wheels has a high level of rough terrain driving ability, but there is a demerit that the side surface is slipped between the road surface and the wheel or the crawler during turning, and the turning is not smooth and the road surface is damaged.
[0003]
In addition, wheelchairs that have a free caster on the front wheel have the advantage of being able to turn on the same wheel while changing the rotational speed of the left and right wheels, just like skid steer. However, since the free caster cannot be driven, there is a problem that the running ability on rough terrain is low.
[0004]
Furthermore, in the case of a wheel-type vehicle that drives all wheels, generally, the direction of the steered wheels is changed for turning, and the turning radius cannot be reduced. Moreover, since it is necessary to provide both a steering mechanism and a drive mechanism, there exists a problem that a mechanism is complicated and cost becomes high.
[0005]
A crawler-type mechanism that is capable of turning without causing side-sliding is known (for example, see Patent Document 1), and simple by using a drum-type roller. There has been proposed a wheel-type moving body capable of driving a steered wheel with a simple configuration (see, for example, Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-17422 (page 2-5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-63645 A (page 2-8, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The former is a crawler-type endless track with free rollers arranged so that it can move in the lateral direction, and it can be swiveled without slipping, but this mechanism has no lateral restrictions, so the same thing can be used. It is necessary to control in combination of three or more, the manufacturing and control methods are complicated, and it is not suitable for moving on rough terrain. The latter uses a drum-type roller to enable driving of the steered wheels with a simple configuration, but requires a separate steering mechanism and increases costs.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and proposes a simple and low-cost traveling device that can be smoothly turned without skidding, can travel on rough terrain without damaging the road surface. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the traveling device of the first aspect of the present invention is arranged at least one pair of left and right drive wheels whose speeds can be relatively changed, and at least one or both of the front and rear of each drive wheel, and the rear or It comprises at least a pair of left and right omnidirectional running wheels that are connected to each other via a transmission mechanism so as to be able to rotate at the same speed as the front or central driving wheel, and the omnidirectional running wheels are surfaces that are orthogonal to the axis of the outer periphery. A traveling device is characterized in that a plurality of free rollers are rotatably supported inside and a ground contact surface is formed by the free rollers.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the traveling device of the present invention, at least the pair of left and right drive wheels are at least a pair of right and left drive wheels whose speed can be relatively changed by speed control via individual power. Configured as a traveling device.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, the at least one pair of left and right drive wheels is driven by a single power, and a differential mechanism is provided at the center of the axle, and the vehicle is driven by a manpower in the direction of the angle change with respect to the front-rear direction. The traveling device according to claim 1, wherein the traveling device is at least a pair of left and right drive wheels whose speed can be relatively changed according to a propulsive force.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a traveling device having a pair of left and right drive wheels whose speeds can be changed relatively and at least one or both of the front and rear of the center between the drive wheels, and an axle between the drive wheels. An omnidirectional traveling wheel connected to the rotational speed of each driving wheel averaged by a differential mechanism provided in the central portion so as to be able to rotate at the same speed via a transmission mechanism, A plurality of free rollers are rotatably supported in a plane perpendicular to the axis of the portion, and a grounding surface is formed by the free rollers.
[0013]
The traveling device according to claim 5 is a traveling device according to claim 4, wherein the pair of left and right drive wheels are a pair of left and right drive wheels whose speeds can be relatively changed by speed control via individual power. Configured as a device.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, the pair of left and right drive wheels are driven by a single power, and the speed can be changed relatively according to the propulsive force generated by the manpower in the direction of change with respect to the front-rear direction. The traveling device according to claim 4, which is a pair of left and right drive wheels.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
The traveling device 1 of the present invention comprises drive wheels 2 and omnidirectional traveling wheels 3.
[0017]
At least a pair of left and right drive wheels 2 are provided, and the speed is relatively changed. Specifically, as shown in the embodiment of FIG. 1, the speed can be relatively changed by speed control through separate power, or as in the embodiment shown in FIG. A configuration in which the speed can be changed relatively is exemplified. The drive wheels 2 are not limited to the left and right pairs provided as in the above embodiment, and the present invention also applies to the case where a plurality of pairs of left and right drive wheels are provided in the front and rear. In that case, similarly, a configuration in which the speed can be relatively changed by speed control through each of a plurality of individual powers, or a configuration in which the speed can be relatively changed by human power can be given. .
[0018]
The omnidirectional traveling wheel 3 has a special configuration as will be described later, and is arranged in front or rear of each driving wheel to reveal the traveling device of the present invention basically in a four-wheel form, or forward of each driving wheel. The six-wheeled traveling device of the present invention appears on both the rear side and the rear side. Moreover, it connects via the transmission mechanism so that rotation of the same speed as the front or back drive wheel is possible. In addition, when a plurality of pairs (for example, two pairs) of drive wheels are provided as described above, the four-wheel configuration is the six-wheel configuration, and the six-wheel configuration is the eight-wheel configuration.
[0019]
FIG. 1 shows an example in which a pair of left and right omnidirectional traveling wheels 3 are provided in front of a pair of left and right drive wheels 2. Each wheel is pivotally attached to a fixed arm 4 suspended from the apparatus main body A.
[0020]
In addition, each drive wheel 2 is configured such that the speed can be relatively changed by speed control via individual power. In this case, a known mechanism can be adopted as the speed control mechanism. For example, as shown in the drawing, the motors 5 and 5 respectively provided on the left drive wheel 2a and the right drive wheel 2b are connected to the joystick 7 via the speed controller 6. The speed of the left and right drive wheels 2 can be adjusted by operating the joystick 7. In the illustrated example, 8 indicates a battery.
[0021]
Further, as the omnidirectional traveling wheel 3, a left front omnidirectional traveling wheel 3a and a right front omnidirectional traveling wheel 3b are respectively arranged in front of each driving wheel 2, and a transmission mechanism is provided between each driving wheel 2 and the rear driving wheel 2. The chain 9 is routed.
[0022]
As described above, each omnidirectional running wheel 3 has a plurality of free rollers supported on the outer peripheral portion of the wheel body so as to be rotatable in a plane perpendicular to the shaft center, and a ground contact surface is formed by the free rollers. The omnidirectional running wheel 3 in the illustrated example has a two-layer structure as shown in an enlarged view in FIG. 2, and is a pair of rotating plates that project around a plurality of support plates 10 that face each other and form a pair. 11 are fixed in a state where they are rotated by 45 ° to each other to form a wheel main body 12, and barrel-shaped free rollers 13 are pivotally mounted between the support plates 10 so as to be rotatable.
[0023]
The specific configuration of the omnidirectional running wheel in the present invention is not limited to that of this embodiment, and various forms can be adopted as long as the above requirements are satisfied. For example, the number of free rollers is shown in FIG. The number is not limited to the number shown in the example, and can be selected as appropriate, and the shape is not limited to the barrel shape. Furthermore, it is not limited to the above two-layer structure, and may be a single-layer structure or a structure of three or more layers.
[0024]
In the present invention, by changing the speeds of the left and right drive wheels, for example, as shown in FIG. 3, when performing a turning operation at an angular speed ω centered on a point on the line extending the left and right drive wheel axes, The movement vector of the wheel becomes V 2 in which the traveling V 1 by driving forward and the movement S by the free roller in the lateral direction are configured, and can smoothly turn without slipping on the road surface. In addition, since all the wheels are driven, the vehicle has much higher running performance even on rough terrain compared to a two-wheel drive vehicle using a general free caster. For example, a suspension using a spring can be provided so that the driving wheel does not float, and in that case, the running performance of rough terrain can be further improved. This suspension can also be provided in each embodiment described later.
[0025]
FIG. 4 shows an example in which a pair of left and right omnidirectional traveling wheels 3 are provided behind a pair of left and right drive wheels 2, and an example in which each drive wheel 2 is configured such that the speed can be relatively changed by human force. It is.
[0026]
In this embodiment, as the omnidirectional traveling wheel 3, a left rear omnidirectional traveling wheel 3c and a right rear omnidirectional traveling wheel 3d are arranged behind each driving wheel 2, respectively, and as a transmission mechanism, A chain 9 is stretched between them. In addition, each drive wheel 2 is driven by a single power, and a differential mechanism is provided at the center of the axle so that the speed can be changed relatively according to the propulsive force by the manpower in the direction of change with respect to the longitudinal direction. It is composed.
[0027]
Specifically, the center portion of the axle 17 between the drive wheels 2 includes a differential mechanism 15 having the same configuration as a differential mechanism described later, and a motor 5 that rotates the differential mechanism. A differential mechanism with a motor is provided. The motor 5 is connected to an accelerator grip 24 provided on the handle 23 of the apparatus main body A by known means (not shown).
[0028]
In this case, an operation can be performed while a person is following the traveling device. In the case of normal straight traveling, the operation can be performed by operating the accelerator grip 24 and rotating the motor 5. Further, when turning the traveling device A, if a force is applied to the handle 23 in a direction opposite to the direction in which the person wants to turn, each omnidirectional traveling wheel 3 moves in that direction and the speed of each driving wheel 2 changes. To rotate in a predetermined direction. At this time, the difference in speed between the drive wheels 2 is neutralized by the differential mechanism 15. In all of the embodiments other than the present embodiment, if a motor-equipped differential mechanism is employed in the center portion of the axle between the drive wheels in the same manner as in the present embodiment, the linear movement and turning by a person are similarly performed. Can be operated.
[0029]
FIG. 5 shows a configuration example of a six-wheeled vehicle in which the left and right drive wheels 3 are arranged in the center, and respectively drive the front and rear omnidirectional running wheels. A pair of left and right omnidirectional running wheels 3 are arranged in front and rear, and a pair of left and right driving wheels 2 capable of speed control via individual power are arranged between the front and rear omnidirectional running wheels 3, The driving wheel 2 and the omnidirectional traveling wheel 3 before and after the driving wheel 2 are connected to each other via a link 14 so as to be movable up and down. Here, the link 14 is a connecting plate having both ends rotatably connected.
[0030]
The illustrated example will be specifically described. In the front part, a left front omnidirectional traveling wheel 3a and a right front omnidirectional traveling wheel 3b are arranged at a predetermined interval on the left and right sides, and each front omnidirectional traveling wheel is rearward. The left driving wheel 2a and the right driving wheel 2b are respectively arranged with a predetermined interval, and the left rear omnidirectional traveling wheel 3c and the right rear omnidirectional traveling wheel 3d are respectively disposed behind the driving wheels with a predetermined interval. ing. In addition, between the left front omnidirectional traveling wheel 3a and the left driving wheel 2a, the left front portion in which the axle of the left front omnidirectional traveling wheel 3a is attached to the front and the left driving wheel 2a is attached to the rear. A link 14a is provided, and similarly, a left rear link 14b is provided between the left drive wheel 2a and the left rear omnidirectional traveling wheel 3c. Similarly, the right front link 14c and the right rear link 14d are provided on the right side.
[0031]
Further, the apparatus main body A is supported via the fixed arm 4 between the omnidirectional running wheel and the drive wheel of the link 14 forming the left-right pair of either one of the front and rear portions, and the other link 14 forming the left-right pair. The apparatus main body A is configured to be supported between the omnidirectional traveling wheel and the driving wheel via a link 14e. In the illustrated example, the front links 14a and 14c are respectively pivotally attached to the lower ends of the fixed arms 4 and 4 suspended from both sides of the front of the apparatus main body A, and the rear links 14b and 14d are respectively connected to the apparatus main body A. It is pivotally attached to the lower ends of the links 14e, 14e suspended from both sides of the rear part. Accordingly, the driving wheels 2a and 2b and the omnidirectional traveling wheels 3a to 3d are moved up and down in accordance with the unevenness or stepped portion of the traveling surface by the links 14a to 14e, so that it is possible to smoothly travel smoothly. I have to.
[0032]
Moreover, each drive wheel and the omnidirectional traveling wheel before and behind it are connected via a transmission mechanism so as to be able to rotate at the same speed. In the illustrated example, a chain 9 is bridged between the left front wheel 2a and the left drive wheel 2a and between the left drive wheel 2a and the left rear wheel 2c, and the left drive wheel 2a The left front omnidirectional traveling wheel 3a and the left rear omnidirectional traveling wheel 3c are configured to rotate at the same speed. Similarly, the right driving wheel 2b, the right front omnidirectional traveling wheel 3b, and the right rear omnidirectional traveling wheel 3d are configured to rotate at the same speed.
[0033]
The configuration of each omnidirectional running wheel in this case is the same as that described in the embodiment of FIG. 1, and the speed control mechanism of each drive wheel is the same as that described in the embodiment. Since a thing can be used, the illustration and description of the part are abbreviate | omitted.
[0034]
The traveling device 1 of the present invention also includes drive wheels 2 and omnidirectional traveling wheels 3. In this case as well, a pair of left and right drive wheels 2 are provided, and similarly, the speed can be relatively changed.
[0035]
Further, the omnidirectional traveling wheel 3 has a special configuration as described above, and is arranged in front of or behind the center between the drive wheels to reveal the traveling device of the present invention in the form of a tricycle, or at the center between the drive wheels. The present invention traveling device in the form of a four-wheeled vehicle is revealed by being arranged on both the front and rear sides. Further, the rotational speeds of the driving wheels averaged by a differential mechanism provided at the center of the axle between the driving wheels are connected so as to be able to rotate at the same speed via a transmission mechanism.
[0036]
FIG. 6 shows an example of the form of a tricycle. In the illustrated example, the left and right drive wheels 2a and 2b are pivotally attached to the lower end of a fixed arm 4 suspended from both sides of the rear portion of the apparatus body A, and the omnidirectional traveling wheel 3 is disposed in front of the apparatus body A. The omnidirectional traveling wheel 3 is disposed in front of the center between the left and right drive wheels.
[0037]
For example, as shown in FIG. 7, the differential mechanism 15 divides the axle 17 connecting the respective drive wheels at the center portion, and the axle 17a of the divided left drive wheel 2a is used. The bevel gear 18a provided at the tip and the bevel gear 18b provided at the tip of the axle 17b of the right drive wheel 2b are engaged with a pair of bevel gears 18c, 18d projecting in a box 19 so as to be rotatable. 19 is configured to rotate at an average rotation speed of each drive wheel 2a, 2b. And it is comprised so that rotation of this box 18 may be transmitted to the omnidirectional traveling wheel 3 via the chain 9 as a transmission mechanism.
[0038]
The configuration of each omnidirectional running wheel in this case is the same as that described in the embodiment of FIG. 1, and the speed control mechanism of each driving wheel is the same as that described in the embodiment. Since it can be used, the illustration and description of that portion are omitted. In this case, even if there is no suspension, there is an advantage that the two driving wheels are always grounded. The driving direction of the omnidirectional running wheel becomes the driving direction of the turning circle, and it is possible to turn smoothly without slipping with the road surface.
[0039]
FIG. 8 shows an example of a four-wheeled vehicle. This traveling device 1 includes a pair of left and right drive wheels 2a, 2b that can perform individual speed control, a pair of front and rear omnidirectional traveling wheels 3e and a rear omnidirectional disposed in front and rear of the center between the drive wheels. A traveling wheel 3f and an annular frame 20 are provided.
[0040]
The configuration of each omnidirectional running wheel 3 in this case is the same as that described in the embodiment of FIG. 1, and the speed control mechanism of each drive wheel 2 is also described in the above embodiment. Since similar ones can be used, they are omitted. In addition, the annular frame 20 is formed so that the opposite positions of the middle portions on both sides in the front-rear direction can be bent in the vertical direction, and both bent portions 21 are supported by the drive wheels 2 so as to be bent. The central portion is supported by the omnidirectional running wheels 3 described above.
[0041]
In the illustrated example, the annular frame 20 is axially attached to both drive wheels 2 at both ends of the opening and extends forward of the drive wheels, and both ends of the opening are attached to both drive wheels 2. And a semi-annular rear frame 20b extending rearward of the drive wheel. Further, the front all traveling wheels 3e are pivotally attached to the lower portion of the fixed arm 22 suspended from the front predetermined position of the front frame 20a, and the rear omnidirectional traveling wheels 3f are rear predetermined positions of the rear frame 20b. It is pivotally attached to the lower part of the fixed arm 22 that is further suspended.
[0042]
Further, the rotational speed of each driving wheel 2 averaged by a differential mechanism 15 provided at the center of the axle between each driving wheel 2 is linked to each omnidirectional traveling wheel 3 via a transmission mechanism. The differential mechanism 15 can be the same as that described in the embodiment of FIG. As the transmission mechanism, the chain 9 is stretched between the front omnidirectional traveling wheel 3e and the box 19 of the operating mechanism 15 and between the rear omnidirectional traveling wheel 3f and the box 19.
[0043]
Further, the apparatus main body A is supported via the fixed arm 4 at both sides of either one of the front and rear portions of the annular frame 20 and via the links 14 at both sides of the other intermediate position. The apparatus main body A is supported. In the illustrated example, the lower end of the fixed arm 4 suspended from both sides of the front of the apparatus main body A is pivotally supported on the middle part of both sides of the front frame 20a, and also suspended from both sides of the rear of the apparatus main body A. The lower end portion of the link 14 is pivotally supported by the middle portions on both sides of the rear frame 20b. Therefore, as in the embodiment shown in FIG. 4, even if there are irregularities or steps on the running surface, each wheel moves up and down accordingly, and it is possible to smoothly run smoothly.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the traveling device according to the first aspect of the present invention has the above-described configuration, so that a traveling vehicle that can travel on rough terrain or steps at a low cost and that does not damage the road surface with a simple configuration. It becomes possible, and it can be applied to the material transportation in the finishing process of the construction site and the electric wheelchair that can be used indoors.
[0045]
Further, in the traveling device according to the fourth aspect of the present invention, when the three-wheeled vehicle is used, in addition to the above effects, there is an advantage that the two driving wheels are always grounded even if there is no suspension. In addition, when a four-wheeled vehicle is used, turning on the spot is extremely easy, and it is easy to run in confined areas, etc., and because the number of wheels is large, wheel load is reduced, and rough roads such as oversteps are stepped on. Combines the benefits of higher performance.
[0046]
Further, in the case of providing at least a pair of left and right drive wheels whose speeds can be relatively changed by speed control via individual power, a person can automatically operate on the apparatus main body. .
[0047]
In addition to driving with a single power, a differential mechanism is provided at the center of the axle, and a pair of left and right drive wheels that can change the speed relative to the propulsive force generated by manpower in the direction of change with respect to the front-rear direction are provided. In this case, it is possible for a person to attach to the traveling device and to easily go straight and turn.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a traveling device of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an omnidirectional traveling wheel according to the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing another example of the traveling device of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another example of the traveling device of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing still another example of the traveling device of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a differential mechanism portion of the same embodiment.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing still another example of the traveling device of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 ... driving wheel, 2a ... left driving wheel, 2b ... right driving wheel, 3 ... omnidirectional running wheel,
3a ... Left front omnidirectional running wheel, 3b ... Right front omnidirectional running wheel,
3c ... Left rear omnidirectional running wheel, 3d ... Right rear omnidirectional running wheel,
4 ... fixed arm, 5 ... motor, 6 ... speed controller,
7 ... Joystick, 8 ... Battery, 9 ... Chain, 10 ... Support plate,
11 ... Rotating plate, 12 ... Wheel body, 13 ... Free roller, 14 ... Link,
14a ... left front link, 14b ... left rear link, 14c ... right front link,
14d: Right rear link, 14e: Link suspended from the apparatus body, 15 ... Differential mechanism,
17 ... axle, 18a to 18d ... bevel gear, 19 ... box, 20 ... annular frame,
20a: front frame, 20b: rear frame, 21 ... bent portion,
22 ... fixed arm, 23 ... handle, 24 ... accelerator grip, A ... device main body
