JP2004306921A

JP2004306921A - 球アクチュエータ

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Publication number: JP2004306921A
Application number: JP2003106856A
Authority: JP
Inventors: Masatoyo Matsuda; 正豊松田; Nobuhiko Yano; 順彦矢野; Toshiya Sakabe; 俊也阪部
Original assignee: SANWA DAIYA KOUHAN CORP
Current assignee: SANWA DAIYA KOUHAN CORP
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP4105580B2

Abstract

【課題】全方向に移動することができしかも狭隘な場所を容易に移動することができる移動体として用いられる、球アクチュエータを提供する。
【解決手段】球アクチュエータ１０は、シャーシ２０を含む。シャーシ２０には、フライホイール３０が回転可能に支持される。シャーシ２０には、フライホイール３０を回転するフライホイール駆動用モータ５０などが設けられる。シャーシ２０などは、球形のシェル６０で覆われる。シェル６０内において、シャーシ２０には、シェル６０を第１の方向に転がす第１のシェル駆動用モータ７０ａおよび第１のシェル駆動用ローラ７０ｂやシェル６０を第２の方向に転がす第２のシェル駆動用モータ７０ｂおよび第２のシェル駆動用ローラ７２ｂなどが設けられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は球アクチュエータに関し、特に全方向に移動することができる移動体などとして用いられる球アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、全方向に移動することができる移動体として、たとえば全方向移動車が特開２０００−３５５２２３公報に開示されている。この全方向移動車では、ボールホイールを備えた駆動手段が３個以上台車に備えられる（特許文献１参照）。
このようなボールホイールを用いた全方向移動車では、タイヤを用いた全方向移動車と比べて、進行方向を変える際に接地面との摩擦が小さいので、進行方向を目的とする方向に直接変えることができるという利点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５５２２３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のようなボールホイールを用いた全方向移動車は、ボールホイールを備えた駆動手段が３個以上台車に備えられるので、構造が複雑であるとともに大型であり、たとえば障害物の多いプラントの通路などの狭隘な場所を移動することが困難である。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、全方向に移動することができしかも狭隘な場所を容易に移動することができる移動体として用いられる、球アクチュエータを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる球アクチュエータは、シャーシと、シャーシに対して回転可能に支持されるフライホイールと、シャーシに対してフライホイールを回転するためのフライホイール駆動手段と、シャーシ、フライホイールおよびフライホイール駆動手段を覆い、かつ、シャーシに対して全方向に回転可能に支持される球形のシェルと、シェル内に設けられ、シェルが全方向に転がるようにシャーシに対してシェルを回転するためのシェル駆動手段とを含む、球アクチュエータである。
この発明にかかる球アクチュエータでは、フライホイールをフライホイール駆動手段で回転することによって、フライホイールに慣性が生じる。このようにフライホイールに慣性が生じている状態で、フライホイールを支持しているシャーシに対してシェルをシェル駆動手段で回転すれば、シェルを全方向に転がすことができる。したがって、この発明にかかる球アクチュエータは、移動体として全方向に移動することができる。
さらに、この発明にかかる球アクチュエータでは、シャーシ、フライホイール、フライホイール駆動手段およびシェル駆動手段が、球形のシェルで覆われまたはそのシェル内に設けられ、球形のシェルの外部には、それを支持する部材など邪魔になり得る他の部材が存在しない。したがって、この発明にかかる球アクチュエータは、移動体として、たとえば障害物の多いプラントの通路などの狭隘な場所を容易に移動することができる。
【０００７】
この発明にかかる球アクチュエータでは、シェル駆動手段は、たとえば、シェルがフライホイールの回転軸に直交する第１の方向またはその逆方向に転がるようにシェルを回転するための第１のシェル駆動部と、シェルがフライホイールの回転軸に直交しかつ第１の方向に交差する第２の方向またはその逆方向に転がるようにシェルを回転するための第２のシェル駆動部と、第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部によるシェルの転がる方向を制御するために第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部を制御する制御部とを含む。この場合、たとえば、第１のシェル駆動部は、シャーシに設けられる第１のシェル駆動用モータと、第１のシェル駆動用モータに接続され、シェルの内面における一部分に接触する第１のシェル駆動用ローラとを含み、第２のシェル駆動部は、シャーシに設けられる第２のシェル駆動用モータと、第２のシェル駆動用モータに接続され、シェルの内面における他の部分に接触する第２のシェル駆動用ローラとを含み、制御部は、第１のシェル駆動用モータおよび第２のシェル駆動用モータを制御する。
このようにすれば、シェルを第１の方向および第２の方向を含む平面における全方向に転がすことができ、球アクチュエータをその全方向に移動することができる。
【０００８】
また、この発明にかかる球アクチュエータでは、シェル駆動手段は、シャーシに設けられ、シェルの内面に接触するように２次元的に配列された複数の素子を有し、シェルがフライホイールの回転軸に直交する全方向に転がるようにシェルを回転するための超音波モータと、超音波モータによるシェルの転がる方向を制御するために超音波モータの複数の素子を制御する制御部とを含む。
このようにすれば、シェルを全方向に転がして球アクチュエータを全方向に移動することができる。
さらに、このようにすれば、シェルをその場で回転することができ、球アクチュエータの向きをその場で変えることができる。
【０００９】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる球アクチュエータの一例を示す正面図解図であり、図２はその球アクチュエータの平面図解図である。図１および図２に示す球アクチュエータ１０はシャーシ２０を含む。
シャーシ２０は、合成樹脂からなる円板状の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂを含む。これらのボディシャーシ２２ａおよび２２ｂは、それらに内接する正方形の４隅に対応して配置された合成樹脂からなる直方体状の４つのスペーサ２４、２４、・・を介して、互いに間隔を隔てて固着される。
一方のボディシャーシ２２ａの外側には、合成樹脂からなる円板状のサポートシャーシ２６ａが、金属からなる円柱状の４本のポール２８ａ、２８ａ、・・を介して、ボディシャーシ２２ａに間隔を隔てて固着される。
同様に、他方のボディシャーシ２２ｂの外側には、合成樹脂からなる円板状のサポートシャーシ２６ｂが、金属からなる円柱状の４本のポール２８ｂ、２８ｂ、・・を介して、ボディシャーシ２２ｂに間隔を隔てて固着される。
【００１１】
シャーシ２０には、たとえば金属からなる円板状のフライホイール３０が回転可能に支持される。
フライホイール３０の中央には、たとえば金属からなる円柱状のフライホイールシャフト３２が、フライホイール３０を貫通するようにして設けられる。この場合、フライホイール３０の中央には、４角形の孔が形成される。また、フライホイールシャフト３２において、フライホイール３０の中央の孔を貫通する中央部分は、その孔に対応して断面４角形に形成される。そのため、フライホイールシャフト３２をその軸を中心に回転した場合に、フライホイールシャフト３２とフライホイール３０との間で滑りが生じない。
フライホイール３０は、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂ間に配置される。また、フライホイールシャフト３２は、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂのそれぞれの中央に設けられたベアリング３４ａおよび３４ｂで回転可能に支持される。また、フライホイールシャフト３２の両端部は、シャーシ２０の２枚のサポートシャーシ２６ａおよび２６ｂのそれぞれの中央に形成されたたとえば円形の孔３６ａおよび３６ｂに通される。それによって、フライホイール３０は、シャーシ２０の中央でシャーシ２０に対して回転可能に支持される。
【００１２】
なお、フライホイールシャフト３２の軸方向において、フライホイールシャフト３２に対してフライホイール３０を固定するために、フライホイールシャフト３２には、フライホイール３０の両側に、Ｅリング３８ａおよび３８ｂがそれぞれ設けられる。
また、フライホイールシャフト３２の軸方向において、シャーシ２０に対してフライホイールシャフト３２を固定するために、フライホイールシャフト３２には、２枚のサポートシャーシ２６ａおよび２６ｂの内側に、Ｃリング４０ａおよび４０ｂがそれぞれ設けられる。
【００１３】
シャーシ２０には、フライホイール３０を回転するためのフライホイール駆動手段として、フライホイール駆動部が設けられる。フライホイール駆動部は、フライホイール駆動用モータ５０を含む。フライホイール駆動用モータ５０は、シャーシ２０の一方のサポートシャーシ２６ａの内側に設けられる。この場合、フライホイール駆動用モータ５０の軸は、フライホイールシャフト３２と平行になるように配置される。フライホイール駆動用モータ５０の軸には、フライホイール駆動用ローラ５２が接続される。また、フライホイール駆動用ローラ５２は、フライホイールシャフト３２に接触される。したがって、シャーシ２０に対してフライホイール３０およびフライホイールシャフト３２をフライホイール駆動用モータ５０およびフライホイール駆動用ローラ５２で回転することができる。
【００１４】
なお、重量バランスをとるために、シャーシ２０の一方のサポートホイール２６ａの内側において、フライホイール駆動用モータ５０の反対側には、バランスウエイト５４が設けられる。
【００１５】
上述のシャーシ２０、フライホイール３０およびフライホイール駆動部などは、たとえば透明な合成樹脂からなる球形のシェル６０で覆われる。このシェル６０は、球形に嵌め合わされる半球形の２つのシェル部からなる。
【００１６】
また、シャーシ２０の一方のサポートシャーシ２６ａの外側には、４つのボールキャスタ６２ａ、６２ａ、・・が、４つのキャスタマウント６４ａ、６４ａ、・・でそれぞれ取り付けられる。同様に、シャーシ２０のサポートシャーシ２６ｂの外側にも、４つのボールキャスタ６２ｂ、６２ｂ、・・が、４つのキャスタマウント６４ｂ、６４ｂ、・・でそれぞれ取り付けられる。シェル６０は、これらのボールキャスタ６２ａ、６２ａ、・・および６２ｂ、６２ｂ、・・によって、シャーシ２０に対して全方向に回転可能に支持される。
【００１７】
シェル６０内においてシャーシ２０には、シェル６０が全方向に転がるようにシャーシ２０に対してシェル６０を回転するためのシェル駆動手段として、第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部などが設けられる。
【００１８】
第１のシェル駆動部は、シェル６０がフライホイール３０の回転軸（フライホイールシャフト３２の軸）に直交する第１の方向またはその逆方向に転がるようにシェル６０を回転するためのものである。なお、その第１の方向は、フライホイール３０の回転軸に直交する１つの方向であればどの方向であってもよい。
第１のシェル駆動部は、２つの第１のシェル駆動用モータ７０ａ、７０ａを含む。
一方の第１のシェル駆動用モータ７０ａは、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂ間において、１つのスペーサ２４の近傍に設けられる。また、そのスペーサ２４の近傍には、第１のシェル駆動用ローラ７２ａが、そのスペーサ２４に設けられたローラシャフトで回転可能に支持される。この場合、第１のシェル駆動用ローラ７２ａは、シェル６０の内面における一部分に接触するように設けられる。さらに、第１のシェル駆動用モータ７０ａは、第１の駆動用ローラ７２ａに、歯車などからなるドライブカップリングを介して接続される。
同様に、他方の第１のシェル駆動用モータ７０ａやそれに接続される第１のシェル駆動用ローラ７２ａなどが、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂ間において、上述のスペーサ２４の反対側のスペーサ２４やその近傍に設けられる。
上述の２つの第１のシェル駆動用モータ７０ａ、７０ａおよび２つの第１のシェル駆動用ローラ７２ａ，７２ａなどによって、シェル６０がフライホイール３０の回転軸に直交する第１の方向またはその逆方向に転がるようにシェル６０を回転することができる。
【００１９】
第２のシェル駆動部は、シェル６０がフライホイール３０の回転軸に直交しかつ上述の第１の方向に直交する第２の方向またはその逆方向に転がるようにシェル６０を回転するためのものである。
第２のシェル駆動部は、第１のシェル駆動部と同様の構成であるが、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂ間において、他の２つのスペーサ２４、２４やそれらの近傍に設けられる。
すなわち、第２のシェル駆動部は、２つの第２のシェル駆動用モータ７０ｂ、７０ｂなどを含み、２つの第２のシェル駆動用モータ７０ｂ、７０ｂやそれらに接続される２つの第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂなどが、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂ間において、他の２つのスペーサ２４、２４やそれらの近傍に設けられる。この場合、２つの第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂは、それぞれ、シェル６０の内面における他の部分に接触するように設けられる。
上述の２つの第２のシェル駆動用モータ７０ｂ、７０ｂおよび２つの第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂなどによって、シェル６０がフライホイール３０の回転軸に直交しかつ上述の第１の方向に直交する第２の方向またはその逆方向に転がるようにシェル６０を回転することができる。
【００２０】
なお、第１のシェル駆動用ローラ７２ａ、７２ａおよび第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂの回転が阻害されないようにするために、それらローラの近傍において、シャーシ２０の２枚のボディシャーシ２２ａおよび２２ｂは切り欠かれている。
【００２１】
上述の第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部によるシェル６０の転がる方向を制御するために、第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部を制御する制御部８０が、シャーシ２０の他方のサポートシャーシ２６ｂの内側に設けられる。制御部８０は、２つの第１のシェル駆動用モータ７０ａ、７０ａおよび２つの第２のシェル駆動用モータ７０ｂ、７０ｂの回転数や回転方向を制御するために、それらに接続される。この制御部８０によって、第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部によるシェル６０の転がる方向を制御することができる。
【００２２】
なお、シャーシ２０の他方のサポートシャーシ２６ｂの内側において、制御部８０の近傍には、送信機（図示せず）で制御部８０の遠隔操作が可能となるように、制御部８０に接続される受信機（図示せず）が設けられる。
さらに、シャーシ２０の他方のサポートシャーシ２６ｂの内側において、制御部８０や受信機の反対側には、バランスウエイト８２が設けられる。このバランスウエイト８２および上述のバランスウエイト５４などによって、この球アクチュエータ１０の重心が、球アクチュエータ１０の中央に設定される。
【００２３】
この球アクチュエータ１０では、フライホイール３０をフライホイール駆動用モータ５０などで回転することによって、フライホイール３０に慣性が生じる。このようにフライホイール３０に慣性が生じている状態で、フライホイール３０の回転軸を鉛直方向にし、フライホイール３０を支持しているシャーシ２０に対してシェル６０をシェル駆動手段で回転すれば、シェル６０を全方向に転がすことができる。
すわわち、シェル駆動手段の第１のシェル駆動用ローラ７２ａ、７２ａでシェル６０を回転すれば、図３の矢印で示すように、球アクチュエータ１０を第１の方向に移動することができる。
また、シェル駆動手段の第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂでシェル６０を回転すれば、図４の矢印で示すように、球アクチュエータ１０を第２の方向に移動することができる。
さらに、シェル駆動手段の第１のシェル駆動用ローラ７２ａ、７２ａおよび第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂでシェル６０を回転すれば、図５の矢印で示すように、球アクチュエータ１０を第１の方向および第２の方向を合成した第３の方向に移動することができる。
また、制御部８０などによって、シェル駆動手段の第１のシェル駆動用ローラ７２ａ、７２ａおよび第２のシェル駆動用ローラ７２ｂ、７２ｂの回転数のバランスや回転方向を変更してシェル６０を回転すれば、球アクチュエータ１０を他の方向に移動することができる。
したがって、この球アクチュエータ１０は、移動体として全方向に移動することができる。
【００２４】
さらに、この球アクチュエータ１０では、シャーシ２０、フライホイール３０、フライホイール駆動手段およびシェル駆動手段などが、球形のシェル６０で覆われまたはそのシェル６０内に設けられ、球形のシェル６０の外部には、それを支持する部材など邪魔になり得る他の部材が存在しない。したがって、この球アクチュエータ１０は、移動体として、たとえば障害物の多いプラントの通路などの狭隘な場所を容易に移動することができる。
【００２５】
また、この球アクチュエータ１０は、フライホイール３０によってシャーシ２０を静止させるので、シェル６０内においてシャーシ２０にカメラや環境計測センサなどを取り付ければ、球アクチュエータ１０の移動経路や移動先における映像を見たり環境を調べたりすることができる。
【００２６】
さらに、この球アクチュエータ１０は、フライホイール３０によってシャーシ２０を静止させるので、球形のシェル６０の表面に指向性を有するアンテナ、カメラ、センサなどを取り付ければ、水中や宇宙において、アンテナ、カメラ、センサなどの方位を制御する方位制御手段として用いることができる。
【００２７】
図６はこの発明にかかる球アクチュエータの他の例を示す正面図解図であり、図７はその球アクチュエータの平面図解図である。図６および図７に示す球アクチュエータ１０は、図１および図２に示す球アクチュエータ１０と比べて、シャーシ２０の他方のサポートシャーシ２６ｂに４つのボールキャスタ６２ｂ、６２ｂ、・・および４つのキャスタマウント６４ｂ、６４ｂ、・・が取り付けられておらず、しかも、シャーシ２０に第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部が設けられていない。
【００２８】
その代わりに、シャーシ２０の他方のサポートシャーシ２６ｂの外側には、超音波モータ９０が固着される。この超音波モータ９０は、シャーシ２０の一方のサポートシャーシ２６ａに取り付けられた４つのボールキャスタ６２ａ、６２ａ、・・と協働してシャーシ２０に対してシェル６０を全方向に回転可能に支持するとともに、シェル６０がフライホイール３０の回転軸に直交する全方向に転がるようにシェル６０を回転するためのものである。
超音波モータ９０は、多重の円を放射状に分割したように２次元的に配列された複数の素子９２、９２、・・を有する。これらの素子９２、９２、・・は、シェル６０の内面に接触するように、球面状に形成される。
この超音波モータ９０は、制御部８０に接続される。制御部８０は、超音波モータ９０の複数の素子９２、９２、・・の動きを個別に制御するように構成されている。
そのため、制御部８０によって、超音波モータ９０によるシェル６０の転がる方向を制御することができる。
したがって、図６および図７に示す球アクチュエータ１０でも、図７の矢印で示すように、シェル６０を全方向に転がして、全方向に移動することができる。
【００２９】
さらに、図６および図７に示す球アクチュエータ１０では、超音波モータ９０によって、図７の矢印で示すように、シェル６０をその場で回転することができ、球アクチュエータ１０の向きをその場で変えることができる。
【００３０】
また、図６および図７に示す球アクチュエータ１０でも、図１および図２に示す球アクチュエータ１０と同様に、たとえば障害物の多いプラントの通路などの狭隘な場所を容易に移動することができ、シェル６０内においてシャーシ２０にカメラや環境計測センサなどを取り付ければ、球アクチュエータ１０の移動経路や移動先における映像を見たり環境を調べたりすることができ、さらに、球形のシェル６０の表面に指向性を有するアンテナ、カメラ、センサなどを取り付ければ、水中や宇宙において、アンテナ、カメラ、センサなどの方位を制御する方位制御手段として用いることができる。
【００３１】
なお、図６および図７に示す球アクチュエータ１０において、超音波モータ９０は、複数の素子９２、９２、・・が多重の円を放射状に分割したように２次元的に配列されているが、たとえば、図８に示すように各素子９２が矩形に形成されてマトリクス状に配列されたり、図９に示すように各素子９２が３角形に形成されてマトリクス状に配列されたり、図１０に示すように６角形に形成されてマトリクス状に配列されたりしてもよい。
【００３２】
なお、図１および図２に示す球アクチュエータ１０では、第１のシェル駆動部において、第１のシェル駆動用モータ７０ａおよび第１のシェル駆動用ローラ７２ａが２組用いられているが、それらは１組しか用いられなくてよい。同様に、第２のシェル駆動部においても、第２のシェル駆動用モータ７０ｂおよび第２のシェル駆動用ローラ７２ｂが１組しか用いられなくてよい。
【００３３】
また、図１および図２に球アクチュエータ１０では、フライホイール３０の回転軸と、第１のシェル駆動部によるシェル６０の転がる第１の方向と、第２のシェル駆動部によるシェル６０の転がる第２の方向とが、互いに直交するように構成されているが、たとえば第１のシェル駆動部および第２のシェル駆動部の少なくと一方のシェル駆動部の位置を変えることによって、第１の方向および第２の方向がフライホイール３０の回転軸とそれぞれ直交するが、第１の方向および第２の方向が直交せずに交差するように構成されてもよい。
【００３４】
また、図１、図２、図６および図７に示す各球アクチュエータ１０では、それぞれ、重心が中央に設定されているが、フライホイール３０の回転軸を鉛直方向にした状態で重心の位置を上下に変位する重心位置変位手段を設けてもよい。このような重心位置変位手段としては、たとえば、シャーシ２０に対して、フライホイール３０などを回転軸に沿って変位する手段がある。このように重心位置変位手段を設ければ、フライホイール３０の回転軸が鉛直方向からずれた場合に、重心を下げることによって、フライホイール３０の回転軸を鉛直方向に修正することができる。
【００３５】
また、図１、図２、図６および図７に示す各球アクチュエータ１０では、それぞれ、フライホイール３０の回転軸が１方向しか存在しないが、回転軸が多方向に存在するように複数のフライホイールを設けてもよい。このように複数のフライホイールを設ければ、より多くの方向に慣性が働き、より安定な動きとなる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によれば、全方向に移動することができしかも狭隘な場所を容易に移動することができる移動体として用いられる、球アクチュエータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる球アクチュエータの一例を示す正面図解図である。
【図２】図１に示す球アクチュエータの平面図解図である。
【図３】図１および図２に示す球アクチュエータが第１の方向に移動する状態を示す平面図解図である。
【図４】図１および図２に示す球アクチュエータが第２の方向に移動する状態を示す平面図解図である。
【図５】図１および図２に示す球アクチュエータが第３の方向に移動する状態を示す平面図解図である。
【図６】この発明にかかる球アクチュエータの他の例を示す正面図解図である。
【図７】図６に示す球アクチュエータの平面図解図である。
【図８】超音波モータの他の例を示す平面図解図である。
【図９】超音波モータのさらに他の例を示す平面図解図である。
【図１０】超音波モータのさらに他の例を示す平面図解図である。
【符号の説明】
１０球アクチュエータ
２０シャーシ
２２ａ、２２ｂボディシャーシ
２４スペーサ
２６ａ、２６ｂサポートシャーシ
２８ａ、２８ｂポール
３０フライホイール
３２フライホイールシャフト
３４ａ、３４ｂベアリング
３６ａ、３６ｂ孔
３８ａ、３８ｂＥリング
４０ａ、４０ｂＣリング
５０フライホイール駆動用モータ
５２フライホイール駆動用ローラ
５４バランスウエイト
６０シェル
６２ａ、６２ｂボールキャスタ
６４ａ、６４ｂキャスタマウント
７０ａ第１のシェル駆動用モータ
７０ｂ第２のシェル駆動用モータ
７２ａ第１のシェル駆動用ローラ
７２ｂ第２のシェル駆動用ローラ
８０制御部
８２バランスウエイト
９０超音波モータ
９２素子

Claims

シャーシ、
前記シャーシに対して回転可能に支持されるフライホイール、
前記シャーシに対して前記フライホイールを回転するためのフライホイール駆動手段、
前記シャーシ、前記フライホイールおよび前記フライホイール駆動手段を覆い、かつ、前記シャーシに対して全方向に回転可能に支持される球形のシェル、および
前記シェル内に設けられ、前記シェルが全方向に転がるように前記シャーシに対して前記シェルを回転するためのシェル駆動手段を含む、球アクチュエータ。
前記シェル駆動手段は、
前記シェルが前記フライホイールの回転軸に直交する第１の方向またはその逆方向に転がるように前記シェルを回転するための第１のシェル駆動部、
前記シェルが前記フライホイールの回転軸に直交しかつ前記第１の方向に交差する第２の方向またはその逆方向に転がるように前記シェルを回転するための第２のシェル駆動部、および
前記第１のシェル駆動部および前記第２のシェル駆動部による前記シェルの転がる方向を制御するために前記第１のシェル駆動部および前記第２のシェル駆動部を制御する制御部を含む、請求項１に記載の球アクチュエータ。
前記第１のシェル駆動部は、
前記シャーシに設けられる第１のシェル駆動用モータ、および
前記第１のシェル駆動用モータに接続され、前記シェルの内面における一部分に接触する第１のシェル駆動用ローラを含み、
前記第２のシェル駆動部は、
前記シャーシに設けられる第２のシェル駆動用モータ、および
前記第２のシェル駆動用モータに接続され、前記シェルの内面における他の部分に接触する第２のシェル駆動用ローラを含み、
前記制御部は、前記第１のシェル駆動用モータおよび前記第２のシェル駆動用モータを制御する、請求項２に記載の球アクチュエータ。
前記シェル駆動手段は、
前記シャーシに設けられ、前記シェルの内面に接触するように２次元的に配列された複数の素子を有し、前記シェルが前記フライホイールの回転軸に直交する全方向に転がるように前記シェルを回転するための超音波モータ、および
前記超音波モータによる前記シェルの転がる方向を制御するために前記超音波モータの複数の素子を制御する制御部を含む、請求項１に記載の球アクチュエータ。