JP2007022342A - Omnidirectional wheel and omnidirectional moving device - Google Patents

Omnidirectional wheel and omnidirectional moving device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an omnidirectional wheel and an omnidirectional moving device materializing a motor-in mechanism which is not bulky and compact, without increasing a wheel diameter. <P>SOLUTION: The omnidirectional wheel is equipped with one or a plurality of roller frames 1 which can be rotated by a first rotating shaft. The roller frame 1 holds a plurality of free rollers 2 along a peripheral edge thereof. A frame rotating means 4 rotating the roller frame itself about the first rotating shaft is stored inside of the roller frame 1. In the omnidirectional wheel, the frame rotating means 4 may be an out rotor type driving mechanism using the roller frame 1 as an out rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、全方向移動装置の駆動輪としてのオムニホイル及びそれを備えた全方向移動装置に関するものである。   The present invention relates to an omni foil as a drive wheel of an omnidirectional moving device and an omnidirectional moving device including the same.

従来、全方向移動体に備えられる全方向ホイル(オムニホイル)として、ローラーフレームの周方向に3個のローラーが回動自在に設けられてホイル構成体が形成され、該ホイル構成体が2個互いのローラーの位相をずらして固定されたものが存在する(例えば、特許文献1参照)。このように固定されたホイル構成体は、全方向移動体に水平の回動軸にて回動可能に設けられる。また、全方向移動体の平面視略中心で交差した複数の車軸のそれぞれ両端に、それぞれの側面が平面視略中心を向くようにして複数輪が設けられる。   Conventionally, as an omnidirectional foil (omni foil) provided in an omnidirectional mobile body, three rollers are rotatably provided in the circumferential direction of a roller frame to form a foil structure, and the two foil structures are mutually connected. There are those fixed by shifting the phase of the rollers (see, for example, Patent Document 1). The foil structure fixed in this way is provided so as to be able to turn around the horizontal turning shaft on the omnidirectional moving body. Further, a plurality of wheels are provided at both ends of the plurality of axles intersecting at the approximate center in plan view of the omnidirectional mobile body so that the respective side faces the approximate center in plan view.

しかしながら、前記従来のオムニホイルでは、モーターをホイルの外部へ外装しなければならない。全方向移動のためにはホイルごとに独立駆動モーターが必要なため、全方向移動装置全体として複数のモーターや駆動力伝達機構が必要であり、容積がかさむものであった。   However, in the conventional omni foil, the motor must be externally attached to the outside of the foil. Since an independent drive motor is required for each wheel for omnidirectional movement, the entire omnidirectional movement apparatus requires a plurality of motors and a driving force transmission mechanism, which increases the volume.

また、このような従来のオムニホイルでは、周囲に複数のローラーを支持し、また構成体が互いの位相をずらして固定されるという構造上、ホイル径を大きくしなければホイルインモーターとすることが出来ないものであった。   In addition, in such a conventional omni foil, a plurality of rollers are supported around the structure, and the structure is fixed by shifting the phase of each other. It was not possible.

特開平2−249769号公報JP-A-2-249769

そこで本発明は、ホイル径を大きくすることなく、容積が嵩まないコンパクトなものとしてモーターイン機構を達成するオムニホイル及び全方向移動装置を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an omni foil and an omnidirectional moving device that achieve a motor-in mechanism as a compact one that does not increase in volume without increasing the wheel diameter.

上記課題を解決するために、下記(1)ないし(5)の手段を採用する。   In order to solve the above problems, the following means (1) to (5) are adopted.

(1)この発明のオムニホイルは、第一の回動軸で回動(すなわち、正逆方向へ回転)可能なローラーフレーム1を一個又は複数個具備してなるものであって、前記ローラーフレーム1は、それ(ローラーフレーム)自体の周縁に沿って複数のフリーローラー2を保持すると共に、それ(ローラーフレーム)自体の内部に、ローラーフレーム自体を第一の回動軸回りに回動させるフレーム回動手段4を収容してなることを特徴とする。   (1) The omni foil of the present invention comprises one or a plurality of roller frames 1 that can be rotated (that is, rotated in the forward and reverse directions) by a first rotation shaft. Is a frame rotation for holding a plurality of free rollers 2 along the periphery of the roller frame itself and rotating the roller frame itself around the first rotation axis in the roller frame itself. The moving means 4 is accommodated.

(2)また前記オムニホイルにおいて、フレーム回動手段4は、ローラーフレーム1をアウトローターとするアウトローター式駆動機構としても良い。   (2) In the omni foil, the frame rotation means 4 may be an out-rotor type drive mechanism in which the roller frame 1 is an out-rotor.

この様なものであれば、ローラーフレーム1自体がアウトローターの回動部として高速回動する。周囲のホイルとなるローラーフレームをハウジング型の回動部として一体化しているため、軸回動の伝達機構が不要となる。例えば、内軸回動モーターのように、軸回動力をホイルボックスで外周ホイルに伝えたり、軸及びホイル間の、振動等による軸ズレの吸収を行うことが不要となる。また、内軸回動モーターのようにハウジングされた回動機構を収容するものではなく、ローラーフレーム1を直接回動させるため、回動のための機構(例えば、電磁誘導体であるコイル)に比較的大きなスペースを確保できる。そして、例えば電磁誘導体として比較的大きな径のコイルを使用した場合には、ギヤ等の機械構造を組み込まなくても高トルクを得ることができる。機械式のギヤが不要となり簡易な構成で回動手段が成立するため、これらによって、簡易な機構で耐久性に優れ、安全性の高いオムニホイルとなる。   If it is such a thing, roller frame 1 itself will rotate at high speed as a rotation part of an out rotor. Since the roller frame serving as the surrounding foil is integrated as a housing-type rotating portion, a transmission mechanism for rotating the shaft becomes unnecessary. For example, as in the case of an inner shaft rotating motor, it is not necessary to transmit the shaft turning power to the outer peripheral foil with the wheel box or to absorb the shaft misalignment due to vibration between the shaft and the foil. Further, it does not house a rotating mechanism that is housed like an inner shaft rotating motor, but directly rotates the roller frame 1 and is compared with a mechanism for rotation (for example, a coil that is an electromagnetic derivative). Large space can be secured. For example, when a coil having a relatively large diameter is used as an electromagnetic derivative, high torque can be obtained without incorporating a mechanical structure such as a gear. Since the mechanical gear is not required and the rotating means is formed with a simple configuration, these provide an omni foil with a simple mechanism that has excellent durability and high safety.

(3)また前記いずれかのオムニホイルは、ローラーフレーム1の第一の回動軸A方向に沿う内部収容空間3を設け、この内部収容空間3に、アクチュエーター41を備えた(略円柱状の)フレーム回動手段4を収容してなり、前記アクチュエーター41は、それ自体の回動駆動軸がローラーフレーム1の第一の回動軸A方向を向くように配設された回動アクチュエーター41としても良い。 (3) In addition any of the above Omunihoiru is an internal accommodation space 3 along the first rotation axis A 1 direction of the roller frame 1 is provided, on the inner housing space 3, with an actuator 41 (substantially cylindrical ) becomes houses the frame turning means 4, the actuator 41, the rotary actuator 41 to its own rotational drive shaft is disposed so as to face the first pivot axis a 1 direction of the roller frame 1 It is also good.

この様なものであれば、それ自体の回動駆動軸がローラーフレーム1の第一の回動軸A方向を向くため、回動駆動力をローラーフレーム1へ安定して伝えることができる。 If it is such, since the rotation drive shaft of itself turns to the 1st rotation axis A1 direction of the roller frame 1, the rotation drive force can be transmitted to the roller frame 1 stably.

(4)また、前記いずれかのオムニホイルは、フレーム回動手段4が、遊星ギヤ422構造を含む回動ギヤ群(421〜423)を具備すると共に、遊星ギヤ422のギヤ軸422sの軸位置がホイルボックス44に固定されてなることを特徴とする。   (4) Further, in any one of the above omnifoils, the frame rotation means 4 includes a rotation gear group (421 to 423) including the planetary gear 422 structure, and the axis position of the gear shaft 422s of the planetary gear 422 is It is characterized by being fixed to the wheel box 44.

この様なものであれば、遊星ギヤ422構造のギヤ回動によって、遊星ギヤ422の軸位置が移動し、そのギヤ力がホイルボックス44に出力される。これにより、安定したギヤ伝達と耐久性に優れたギヤを構成することができる。例えば、ホイルボックスがローラーフレームに固定されてローラーフレームと一体化してなることで、回動ギヤ群(421〜423)の軸力が、ローラーフレームに伝達される。   In such a case, the shaft position of the planetary gear 422 is moved by the gear rotation of the planetary gear 422 structure, and the gear force is output to the wheel box 44. Thereby, the gear excellent in the stable gear transmission and durability can be comprised. For example, the wheel box is fixed to the roller frame and integrated with the roller frame, whereby the axial force of the rotating gear group (421 to 423) is transmitted to the roller frame.

(5)また、本発明の全方向移動装置は、前記いずれかのオムニホイルが、移動装置への固定手段5を、各フレーム回動手段4に固定されたものとして具備すると共に、この固定手段5によって移動装置に複数輪固定されてなることを特徴とする。   (5) Further, in the omnidirectional movement apparatus of the present invention, any one of the omnifoils includes a fixing means 5 to the moving apparatus as fixed to each frame rotating means 4, and the fixing means 5 A plurality of wheels are fixed to the moving device.

この様な全方向移動装置は、各オムニホイルが内部にフレーム回動手段を収容し、それ自体で回動するため、駆動機構のスペースが不要であり、コンパクトものとなる。また比較的大きな足下重量となり、走行の安定したものとなる。特に、例えば振動の少ない滑らかな全方向移動を必要とする精密部品運搬用装置或いは歩行訓練用全方向移動体に好ましく利用できる。   In such an omnidirectional movement device, each omni foil accommodates the frame rotation means inside and rotates by itself, so that a space for the drive mechanism is not required and the device becomes compact. In addition, the weight of the foot is relatively large, and the running is stable. In particular, it can be preferably used for, for example, an apparatus for carrying precision parts that requires smooth omnidirectional movement with little vibration or an omnidirectional moving body for walking training.

この発明のオムニホイルは、上述のような構成を有しており、フレーム回動手段を収容したモーターイン機構を達成することで、ホイル径を大きくすることなく、容積が嵩まないコンパクトなものとしてなる。   The omni foil of the present invention has the above-described configuration, and achieves a motor-in mechanism that accommodates the frame rotation means, so that the wheel diameter is not increased and the volume does not increase. Become.

以下、この発明の好適な実施形態を、各実施形態を示す図面を参照して説明する。図1及び図2は、本発明の実施例1のオムニホイルのそれぞれ正面図及び側断面説明図を示し、図3及び図4は実施例1のオムニホイルを備えた本発明の全方向移動装置の形態例について、それぞれ底面図及び側面図を示す。図5及び図6は、本発明の実施例2のオムニホイルのそれぞれ正面図及び側断面説明図を示す。図7及び図8は、本発明の実施例3のオムニホイルのそれぞれ正面図及び側断面説明図を示す。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings illustrating the embodiments. FIGS. 1 and 2 are a front view and a side sectional explanatory view, respectively, of the omni foil according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. An example shows a bottom view and a side view, respectively. 5 and 6 show a front view and an explanatory side sectional view, respectively, of the omni foil of Example 2 of the present invention. 7 and 8 show a front view and an explanatory side sectional view, respectively, of the omni foil of Example 3 of the present invention.

この発明のオムニホイルは、略水平方向の第一の回動軸A回りで回動(すなわち、正逆方向へ回転)可能なローラーフレーム1を、一個又は複数個、第一の回動軸Aを共通させて具備してなる。ローラーフレーム1は、第一の回動軸Aを中心としたローラーフレーム1自体の周縁に沿って、複数のフリーローラー2を自由回動可能に保持する。またローラーフレーム1はその内部に、第一の回動軸A方向に沿う内部収容空間3を設け、この内部収容空間3に、ローラーフレーム1自体を第一の回動軸A回りに回動させるフレーム回動手段4を収容してなる。 Omunihoiru of the invention, a substantially horizontal first pivot axis A 1 around by rotation (i.e., forward and reverse rotation direction) the possible roller frame 1, one or more, the first rotation axis A 1 in common. Roller frame 1 along the first pivot axis A 1 roller frame 1 perimeter itself around the holds a plurality of free rollers 2 freely rotatably. The roller frame 1 therein, an internal accommodation space 3 along the first rotation axis A 1 direction is provided, on the inner housing space 3, the roller frame 1 itself first rotation axis A 1 around twice The frame rotating means 4 to be moved is accommodated.

また、本発明の全方向移動装置は、前記いずれかのオムニホイルを複数輪、各フレーム回動手段4を装置本体に固定してなることを特徴とする。このとき、各オムニホイルの車軸すなわち第一の回動軸Aが可変しないものとして固定され、フレーム回動手段4による回動速度の調整によって任意の方向に移動する。以下、各構成を詳述する。 Moreover, the omnidirectional movement apparatus of the present invention is characterized in that any one of the omni foils is fixed to a plurality of wheels and each frame rotation means 4 is fixed to the apparatus main body. At this time, the axle of each omni foil, that is, the first rotation axis A 1 is fixed as non-variable, and moves in an arbitrary direction by adjusting the rotation speed by the frame rotation means 4. Hereafter, each structure is explained in full detail.

(ローラーフレーム1)
ローラーフレーム1は、第一の回動軸Aを中心として後述のフレーム回動手段4によって回動し、接地面上を転回可能である。このとき第一の回動軸Aは、接地面に対して略水平である。
(Roller frame 1)
The roller frame 1 is rotated around a first rotation axis A1 by a frame rotation means 4 described later, and can be rotated on the ground surface. The first pivot axis A 1 at this time is substantially horizontal with respect to the ground plane.

ローラーフレーム1が複数の場合、共通する第一の回動軸Aを中心として互いに位相をずらして各列が列設固定される。また、それ自体の周縁に沿って、複数のフリーローラー2を同一平面上で保持してなる。ローラーフレーム1は、本実施例では第一のローラーフレーム11及び第二のローラーフレーム12のふたつである。この2枚が、2列、略水平軸方向の第一の回動軸Aを共通軸とし、互いに位相をずらして列設固定してなる。2列の場合、ずらす位相の量は、ローラーフレームの正面視にてフリーローラー2の取り付け間隔の位相の半分である(図1の点線、或いは実施例2を示す図5参照)。ここで、全方向移動装置に固定した場合の平面視外側(図3にて略円形のフレームFの円周外側)の列を第一のローラーフレーム11とし、平面視内側(図3にて略円形のパイプフレームFの中心側)の列を第二のローラーフレーム12とする。第一及び第二それぞれのローラーフレーム1は略同一形状であり、それぞれ5個のフリーローラー2を同一平面上に等間隔に保持する。 When there are a plurality of roller frames 1, the respective rows are arranged and fixed with their phases shifted from each other around the common first rotation axis A 1 . Moreover, the some free roller 2 is hold | maintained on the same plane along the periphery of itself. The roller frame 1 is two of the first roller frame 11 and the second roller frame 12 in this embodiment. The two sheets, two rows, the first pivot axis A 1 of a substantially horizontal axis as a common axis, formed by columns set fixed out of phase with each other. In the case of two rows, the amount of phase to be shifted is half of the phase of the mounting interval of the free rollers 2 when the roller frame is viewed from the front (see the dotted line in FIG. 1 or FIG. 5 showing Example 2). Here, a column in plan view the outer case of fixing in all directions moving device (circumferential outer substantially circular frames F 1 in FIG. 3) and the first roller frame 11, in plan view inside (Fig. 3 The row of the substantially circular pipe frame F 1 (center side) is defined as the second roller frame 12. The first and second roller frames 1 have substantially the same shape, and hold five free rollers 2 at equal intervals on the same plane.

((第一及び第二の)ローラーフレーム11、12(1))
第一及び第二のローラーフレーム12は、それ自体が共通の第一の回動軸Aで転回する薄型の転回体からなる。第一の回動軸Aを法線とする面を正面としたとき、図1に示すように、少なくとも5個のフリーローラー2を一平面内で等間隔に放射状に保持する。このときフリーローラー2の軸が、ローラーフレーム1の転回面内で正多角形を形成してなる。
((First and second) roller frames 11, 12 (1))
First and second roller frame 12 is itself made of a thin turning body turning in the first pivot axis A 1 of the common. When the first of the pivot axis A 1 and the front surface of a normal line, as shown in FIG. 1, to hold the radially at least five free rollers 2 at regular intervals in a plane. At this time, the axis of the free roller 2 forms a regular polygon in the rolling surface of the roller frame 1.

第一のローラーフレーム11と第二のローラーフレーム12とは、第一の回動軸Aを中心としたフリーローラー2の配置角度の半分だけ位相がずれて、列設される。実施例では第一及び第二のローラーフレーム11、12による2列の列設とすることで、厚さ方向(列を重ねる方向)にコンパクトなものとしているが、一つのオムニホイルを構成すべき列の数すなわちローラーフレーム1の枚数は3枚或いは4枚でもよい。 A first roller frame 11 and the second roller frame 12, with only the phase shift half the first arrangement angle of the rotation axis A 1 free roller 2 around the are arrayed. In the embodiment, by arranging two rows by the first and second roller frames 11 and 12, the thickness direction (the direction in which the rows are overlapped) is made compact, but a row that should constitute one omni foil That is, the number of roller frames 1 may be three or four.

(フリーローラー2)
フリーローラー2は、各列のローラーフレーム1の周縁に沿って、複数個が同一平面上で自由回動可能に保持される。この同一平面は、接地面及び第一の回動軸Aに対してそれぞれ垂直な面である。複数のフリーローラー2は、それぞれのローラーフレーム1において、第二ないし第六の回動軸(A〜A)で正逆方向に自由回動可能なローラーである。第二ないし第六の回動軸(A〜A)は、前記垂直な面内で第一の回動軸Aを中心とする或る半径の円を書いた場合、この円の接線となる。複数のフリーローラー2は、各列のローラーフレーム1に於いて等間隔に保持されることが好ましい。また位相をずらして複数列のローラーフレーム1が列設固定される場合には、側面視にてローラーフレーム1が第一の回動軸Aを中心として等間隔に配置されることが好ましい。このとき、複数のフリーローラー2は、各列のローラーフレームの周囲にて少なくともいずれかが接地する。各列のローラーフレーム1が同一平面上に保持するフリーローラー2の数は、少なくとも5個であると、後述する内部収容空間3を比較的大きなものとすることができる。
(Free roller 2)
A plurality of free rollers 2 are held so as to be freely rotatable on the same plane along the periphery of the roller frame 1 in each row. The same plane is a plane perpendicular respectively ground plane and the first pivot axis A 1. The plurality of free rollers 2 are rollers that can freely rotate in forward and reverse directions on second to sixth rotation axes (A 2 to A 6 ) in each roller frame 1. When the second to sixth rotation axes (A 2 to A 6 ) write a circle with a certain radius centered on the first rotation axis A 1 in the vertical plane, the tangent of this circle It becomes. The plurality of free rollers 2 are preferably held at equal intervals in the roller frame 1 of each row. Further, when the roller frame 1 of the plurality of rows is column set fixed out of phase, it is preferable to roller frame 1 when viewed from the side are arranged at equal intervals around the first pivoting axis A 1. At this time, at least one of the plurality of free rollers 2 is grounded around the roller frame of each row. When the number of the free rollers 2 that the roller frames 1 in each row hold on the same plane is at least five, the internal housing space 3 described later can be made relatively large.

フリーローラー2は、図1に示すように、回動軸の両端から中央にかけて回動径が大きくなる軸対称かつ両軸方向対称の樽形のローラーである。実施例では5個のフリーローラー2が、ローラーフレーム1によって自由回動可能に軸支されて略垂直な一平面上に備えられる。フリーローラー2の軸は、第二ないし第六の回動軸A、A、A、A、Aの五つであり、正面視にて第一の回動軸を中心とした多角形である正五角形として形成される(図2参照)。第二ないし第六の回動軸A、A、A、A、Aのそれぞれを中心軸とする樽形のローラーが、ローラーフレーム1に自由回動可能に保持されたの両端面中央に軸穴22を有し、この軸穴に略円柱型の軸体21を自由回動可能に収容してなる。 As shown in FIG. 1, the free roller 2 is an axisymmetric and biaxially symmetric barrel-shaped roller having a turning diameter that increases from both ends to the center of the turning shaft. In the embodiment, five free rollers 2 are pivotally supported by the roller frame 1 so as to be freely rotatable and provided on a substantially vertical plane. The free roller 2 has five axes of second to sixth rotation axes A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 , and the first rotation axis is centered on the front view. It is formed as a regular pentagon that is a polygon (see FIG. 2). Both ends of the barrel-shaped rollers having the center axes of the second to sixth rotation axes A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 are held by the roller frame 1 so as to be freely rotatable. A shaft hole 22 is provided at the center of the surface, and a substantially cylindrical shaft body 21 is accommodated in the shaft hole so as to be freely rotatable.

前記の通り、複数列のローラーフレーム1が位相を変えて列設固定されることによって。図1に示すように、正面視にて一の列のフリーローラー2間の隙間を他の列のフリーローラー2間で補完しあうように配設され、正面視円形の接地部分を形成する。   As described above, the plurality of rows of roller frames 1 are arranged and fixed while changing the phase. As shown in FIG. 1, it arrange | positions so that the clearance gap between the free rollers 2 of one row | line | column may be complemented between the free rollers 2 of another row | line | column by a front view, and the front view circular contact | abutting part is formed.

フリーローラー2の数は、実施例では5個であるが、それ以上であれば6個、7個或いは8個以上でもよい。このようにフリーローラー2の数を5個以上としたことで、内部に第一の回動軸Aを中心とする内部収容空間3を確保することが出来る。また各列のフリーローラー2の数が5個以上であって、かつ複数のローラーフレーム1を位相をずらして列設固定してなるものとすれば、ローラーフレーム1が第一の回動軸A回りに回動したとき、接地するフリーローラー間の距離L(図4参照)をより短いものとすることができる。このため振動が少なく走行安定性に優れたものとなる。 The number of the free rollers 2 is five in the embodiment, but may be six, seven, or eight or more as long as it is more. Thus the number of free rollers 2 that was 5 or more, it is possible to secure the internal accommodation space 3 around the first pivoting axis A 1 therein. Further, if the number of free rollers 2 in each row is 5 or more and a plurality of roller frames 1 are arranged and fixed while being shifted in phase, the roller frames 1 are provided with the first rotation axis A. When it rotates around 1 time, the distance L (refer FIG. 4) between the free rollers to earth | ground can be made shorter. For this reason, there is little vibration and it is excellent in running stability.

(内部収容空間3)
内部収容空間3は、ローラーフレーム1の第一の回動軸Aを中心軸とする円柱孔状の空間である。この内部収容空間3は、フレーム回動手段4の駆動機構の少なくとも一部を収容する空間である。複数のローラーフレーム1の場合、各列が列設固定されたうえでオムニホイル全体の第一の回動軸A付近にひとつの内部収容空間3が設けられる。内部収容空間3は、列設固定されたローラーフレーム1の第一の回動軸Aを中心として、複数列のローラーフレーム1によって、駆動装置等の機械構造の一部が両側面いずれからも極端に突出することなく、(好ましくは全く突出せずに完全に収容されている状態として)後述のフレーム回動手段4を内部収容するように設けられる。実施例ではローラーフレーム1の第一の回動軸Aを中心軸とする円柱孔状の空間であり、内部収容空間3自体よりも一回り小さい円柱状のフレーム回動手段4を、ベアリング、ホイルボックス等によって回動可能に収容する。
(Internal housing space 3)
The internal housing space 3 is a cylindrical hole-shaped space having the first rotation axis A1 of the roller frame 1 as a central axis. The internal housing space 3 is a space that houses at least a part of the drive mechanism of the frame rotation means 4. In the case of the plurality of roller frames 1, each row is arranged and fixed, and one internal housing space 3 is provided in the vicinity of the first rotation axis A 1 of the entire omni foil. Internal accommodation space 3, about the first pivot axis A 1 of the roller frame 1, which is column set fixed, by a roller frame 1 of the plurality of rows, a portion of the mechanical structure such as a driving device from either both sides It is provided so as to accommodate the frame rotation means 4 described later without being extremely projected (preferably in a state of being completely accommodated without protruding at all). In the embodiment has a cylindrical hole-shaped space centered axis first pivot axis A 1 of the roller frame 1, the inner housing space 3 smaller cylindrical frame rotating means 4 slightly larger than itself, bearings, It is housed in a rotatable manner by a wheel box or the like.

(フレーム回動手段4)
フレーム回動手段4は、略円柱状のアクチュエーター41を備える。また、ローラーフレーム1の内部たる第一の回動軸A付近に、第一の回動軸A方向に沿う内部収容空間3を設け、この内部収容空間3に、アクチュエーター41を備えた略円柱状のフレーム回動手段4を収容してなる。
(Frame rotating means 4)
The frame rotation means 4 includes a substantially cylindrical actuator 41. Further, the inner serving first around pivot axis A 1 of the roller frame 1, the inner housing space 3 along the first rotation axis A 1 direction is provided, on the inner housing space 3, substantially comprising an actuator 41 A cylindrical frame rotating means 4 is accommodated.

アクチュエーター41は、ローラーフレーム1の内部である内部収容空間に収容される。それ自体の回動駆動軸が第一の回動軸A方向を向くようにして配設された回動アクチュエーターであることが好ましい。この様なものであれば、それ自体の回動駆動軸がローラーフレーム1の第一の回動軸A方向を向くため、回動駆動力をローラーフレーム1へ安定して伝えることができる。 The actuator 41 is housed in an internal housing space that is inside the roller frame 1. It is preferable its own rotary drive shaft is rotated actuator disposed so as to face the first pivot axis A 1 direction. If it is such, since the rotation drive shaft of itself turns to the 1st rotation axis A1 direction of the roller frame 1, the rotation drive force can be transmitted to the roller frame 1 stably.

フレーム回動手段4は、アクチュエーター41たる電動モーターと、第一の回動軸Aを中心としてローラーフレーム1の内外の両側面或いはいずれか一側面に設けられて電動モーターの駆動力を伝達する(と共に、ローラーフレーム1の振動や衝撃を緩衝する)ホイルボックス44と、フレーム回動手段4の側部にてローラーフレーム1を周転可能に支承する側部ベアリング43とを具備する。 Frame pivoting means 4 transmits an electric motor serving as an actuator 41, a driving force of provided by the electric motor on both sides or either one side of and out of the roller frame 1 as the first about the pivot axis A 1 of A wheel box 44 (and shock and vibration of the roller frame 1 is buffered) and a side bearing 43 that supports the roller frame 1 so as to be able to rotate around the side of the frame rotating means 4 are provided.

具体的には、内軸回動電動モーターと回動ギヤ42とが、円柱状のアクチュエーターユニット40内に配設される。そして、このアクチュエーターユニット40が、側周面に設けた複数列の側部ベアリング43と、頂面中心に設けたホイルボックスとを介して、内部収容空間3内に収容される。   Specifically, the inner shaft rotating electric motor and the rotating gear 42 are disposed in a cylindrical actuator unit 40. The actuator unit 40 is accommodated in the internal accommodating space 3 via a plurality of rows of side bearings 43 provided on the side peripheral surface and a wheel box provided at the center of the top surface.

(アクチュエーター41)
アクチュエーター41は、それ自体の回動駆動軸がローラーフレーム1の第一の回動軸A方向を向くように配設された回動駆動装置たる回動式電動モーターである。電動モーターの回動軸は、ローラーフレーム1の第一の回動軸Aと同方向を向き、第一の回動軸Aより鉛直下方へ僅かに偏心する。この偏心によってローラーフレーム1の転回駆動に必要なトルクを容易に確保する。また鉛直下方へ偏心することで、重心位置を中心下方とし、安定した走行を可能とする。
(Actuator 41)
Actuator 41, its own rotational drive shaft is disposed a rotary drive device in the form of rotating type electric motor so as to face the first pivot axis A 1 direction of the roller frame 1. The rotation shaft of the electric motor, a first pivot axis A 1 of the roller frame 1 directed to the same direction, slightly eccentric to the first vertically downward from the rotational axis A 1. Due to this eccentricity, the torque necessary for the rotation drive of the roller frame 1 is easily secured. In addition, by decentering vertically downward, the center of gravity is located below the center and stable running is possible.

具体的に使用可能なアクチュエーターたる内軸回動式電動モーターは、例えば16極の永久磁石、及び4つの磁極片の三相巻線を具備した、出力30W、無負荷回動数4400rpm、停動トルク260mNm、スラストプリロード5N以上の、ブラシレス、ホールセンサ内蔵タイプのものである。   An inner shaft rotation type electric motor as an actuator that can be specifically used includes, for example, a 16-pole permanent magnet and a three-phase winding of four pole pieces, an output of 30 W, a no-load rotation speed of 4400 rpm, and a stationary A brushless, Hall sensor built-in type with a torque of 260 mNm and a thrust preload of 5 N or more.

(回動ギヤ42)
本実施例の回動ギヤ42は、ホイルボックスの中央内部に連結される。電動モーターの駆動回動軸41sを入力側とし、ギヤ出力軸42sを出力側としてギヤ変換を行う。ギヤ軸41sは側部外方向に突出し、ローラーフレーム1の第一の回動軸Aと共通する(図2)。
(Rotating gear 42)
The rotation gear 42 of the present embodiment is connected to the center inside of the wheel box. Gear conversion is performed with the drive rotation shaft 41s of the electric motor as the input side and the gear output shaft 42s as the output side. Gear shaft 41s protrudes on the side outward, common to the first pivot axis A 1 of the roller frame 1 (Fig 2).

具体的に使用可能な回動ギヤ42は、例えば連続及び断続それぞれの最大トルク2.0及び2.5Nm、直線歯ギヤヘッド、減速比111:1のものである。   Specifically usable rotation gears 42 are, for example, continuous and intermittent maximum torques of 2.0 and 2.5 Nm, linear gear heads, and a reduction ratio of 111: 1.

(側部ベアリング43)
側部ベアリング43は、アクチュエーターユニット40の側周面に、側周囲を亘るように複数列設けられる。実施例では転がり軸受けとしている。列数は、ローラーフレーム1の列数と共通することが好ましい。
(Side bearing 43)
The side bearings 43 are provided in a plurality of rows on the side peripheral surface of the actuator unit 40 so as to extend over the side periphery. In the embodiment, a rolling bearing is used. The number of rows is preferably the same as the number of rows of the roller frame 1.

(ホイルボックス44)
ホイルボックス44は、内部収容空間3内、及びローラーフレーム1の最外面上(図2の側面視にて向って右側の面上)に設けられて、アクチュエーター41たる電動モーターの駆動力をローラーフレーム1に伝達すると共に、ローラーフレーム1の振動や衝撃を緩衝する。具体的には、最外列のローラーフレーム1たる第一のローラーフレーム11の内部に収容されたカップリング機構と、このカップリング機構および第一のローラーフレーム11の外側の略垂直面を覆うホイルキャップ44cとを備えてなる。
(Foil box 44)
The wheel box 44 is provided in the internal housing space 3 and on the outermost surface of the roller frame 1 (on the right side when viewed from the side in FIG. 2), and the driving force of the electric motor as the actuator 41 is supplied to the roller frame. 1 and the vibration and shock of the roller frame 1 are buffered. Specifically, a coupling mechanism housed inside the first roller frame 11 which is the outermost roller frame 1 and a substantially vertical surface outside the coupling mechanism and the first roller frame 11 are covered 1 And a wheel cap 44c.

カップリング機構は、ギヤ出力軸42sに連結され、第一の回動軸Aを軸とする略円柱体が、円形板を介してホイルキャップ44cの内側に嵌入されてなり、カップリング構造の弾性機能により振動や衝撃を吸収する(図2)。ホイルキャップ44cは、部分球冠の外側面を有し、その内側周縁が第一のローラーフレームの側面(図2の側面視にて向って右側の鉛直線部分)にボルト固定されてなる。   The coupling mechanism is connected to the gear output shaft 42s, and a substantially cylindrical body having the first rotation axis A as an axis is fitted into the inside of the wheel cap 44c via a circular plate, and the coupling structure is elastic. Absorbs vibrations and shocks by function (Fig. 2). The wheel cap 44c has an outer surface of a partial spherical crown, and its inner periphery is bolted to the side surface of the first roller frame (the vertical line portion on the right side when viewed from the side in FIG. 2).

(全方向移動装置の形態例)
本発明のオムニホイルは、各フレーム回動手段4に固定された移動装置への固定手段を具備すると共に、前記固定手段によって、装置本体の下部に複数輪固定されてなる。すなわち、本発明のオムニホイルは、図3及び図4の全方向移動装置の形態例に示されるように、装置本体のフレームの下部に複数輪、平面視等間隔に配置固定することで、全方向移動装置に具備される。実施例1のオムニホイルを4輪、それぞれの第一の回動軸がいずれも略水平且つ等間隔となるようにフレームに固定されてなる、全方向移動装置である。具体的には、略円形の水平フレーム歩行訓練者用全方向移動体であり、図2に示されるように、本体への固定手段5たるL型アングルによって固定されるる。
(Example of omnidirectional mobile device)
The omni foil of the present invention is provided with a fixing means to the moving device fixed to each frame rotating means 4 and a plurality of wheels are fixed to the lower part of the apparatus main body by the fixing means. That is, the omni foil of the present invention can be omnidirectionally arranged by fixing a plurality of wheels, equidistantly in plan view, at the lower part of the frame of the apparatus body as shown in the omnidirectional moving device embodiment of FIGS. Provided in the mobile device. 4 is an omnidirectional movement device in which four wheels of the omni foil of Example 1 are fixed to a frame so that each of the first rotation shafts is substantially horizontal and equidistant. Specifically, it is a substantially circular horizontal frame walking trainer omnidirectional mobile body, and is fixed by an L-shaped angle as a fixing means 5 to the main body as shown in FIG.

図3及び図4の全方向移動装置は、理学療法等で使用される歩行訓練器である。その構成は主に、訓練者が後方の段差昇降部F1Gから入ることのできる、平面視略円形に曲がった下部パイプフレームFと、下部パイプフレームの前方から立設した前方パイプフレームFと、前方パイプフレームF上端付近に設置された操作盤Oと、前方パイプフレームF上端から平面視内側へ略水平方向に伸びた上肢支持部Hとからなる(図3、図4)。 The omnidirectional moving device shown in FIGS. 3 and 4 is a gait trainer used in physical therapy or the like. Its structure is mainly capable of trainee enters from the rear of the step lifting unit F 1G, a lower pipe frames F 1 bent in a generally circular plan view, front pipe frame F 2 erected from the front of the lower pipe frame If consists of a control panel O installed near the front pipe frame F 2 upper, upper limb support portion H extending substantially horizontally from the front pipe frame F 2 upper to the plan view the inside (FIG. 3, FIG. 4).

前方パイプフレームFの上部は具体的には、平面視内側に湾曲して2方向に伸び、平面視にて略T字の水平板を構成する。この水平板上面に操作板Oが固定され、支持部師支承ピンHpによって上肢支持部Hが水平位置調節可能に設けられる。 The upper portion of the front pipe frame F 2 More specifically, extends in two directions is curved inward plan view, constitutes a horizontal plate of substantially T-in a plan view. The operation plate O is fixed to the upper surface of the horizontal plate, and the upper limb support portion H is provided by a support portion teacher support pin Hp so that the horizontal position can be adjusted.

下部パイプフレームFの両側部には、複数輪分のオムニホイルのフレーム回動手段4の駆動源たるバッテリーBを備える。本発明はアクチュエーターユニット40を内蔵したコンパクトなオムニホイルであるため、このように歩行訓練器に使用することで訓練者のための広いスペースが確保される。このことは安全性や歩行訓練の自由度を高める。また、実施例ではフリーローラー2数が一輪当り10個と比較的多く、接地ローラー間の距離L(図4参照)が比較的短いため、従来のオムニホイルと比べて走行時の振動(ガタツキ)が少なく、歩行訓練器として適した滑らかな走行が可能になる。 On both sides of the lower pipe frame F 1, comprises as a drive source a battery B of a plurality wheel portion of the frame pivoting means Omunihoiru 4. Since the present invention is a compact omnifoil incorporating the actuator unit 40, a wide space for the trainer is secured by using the actuator unit 40 in this manner. This increases safety and freedom of walking training. Further, in the embodiment, the number of free rollers 2 is relatively large as 10 per wheel, and the distance L between the ground rollers (see FIG. 4) is relatively short, so that vibration (rattle) at the time of traveling is smaller than that of a conventional omni foil. There are few, and smooth running suitable as a walk training device is attained.

本発明のオムニホイルのみを車輪として複数輪備えた全方向移動装置は、訓練者の向きをほぼ一定としたまま移動方向のみを適宜方向へかつ適宜速度で自走できる。このため、従来にない効果的な歩行訓練ができる。すなわち、全方向への複合的訓練により、歩行やバランス保持に重要な働きをする大殿筋、中殿筋、小殿筋等を効果的に訓練できる。その結果、早期回復や転倒予防の効果が期待できる。さらに、訓練者自身の方向指示で、訓練者の状態に合わせた速度制御ができるため、転倒防止効果がある。しかも、フレーム回動手段4によって駆動機構を内蔵しているため、訓練者(看者)の歩行スペースが確保でき、安全な歩行訓練をしうる。   The omnidirectional mobile device including a plurality of wheels of the omni foil according to the present invention can be self-propelled in only the moving direction in the appropriate direction and at the appropriate speed while keeping the direction of the trainee substantially constant. For this reason, the effective walking training which is not in the past can be performed. In other words, the complex training in all directions makes it possible to effectively train the gluteus medius, the gluteus medius, the gluteus medius, etc., which play an important role in walking and maintaining balance. As a result, early recovery and fall prevention effects can be expected. Furthermore, since the speed control according to the trainee's state can be performed by the trainer's own direction instruction, there is an effect of preventing the fall. Moreover, since the drive mechanism is built in by the frame rotating means 4, a walking space for the trainer (viewer) can be secured, and safe walking training can be performed.

実施例2のオムニホイルを図5、図6に示す。実施例2のフレーム回動手段4は、ローラーフレーム1をアウトローターとするアウトローター式駆動機構(アウトローター型モーター)であることを特徴とする。具体的には、アクチュエーター4が、フレームF1に(固定手段5を介して)固定されるアクチュエーターユニット40と、アクチュエーターユニット40の周囲に固定された非回動コア部45と、非回動コア部45の周囲を回動するローターとしてのローラーフレーム1と、これら非回動コア部45及びローラーフレーム1のいずれか片方ずつに内蔵される磁性体46及び電磁誘導体47と、を具備して構成される。アクチュエーターユニット40、非回動コア部45、及び非回動コア部45に内蔵された磁性体46と電磁誘導体47のいずれかが、固定された非回動部として内部収容空間3内に配置される。   The omni foil of Example 2 is shown in FIGS. The frame rotating means 4 of the second embodiment is an out-rotor type drive mechanism (out-rotor type motor) having the roller frame 1 as an out-rotor. Specifically, the actuator 4 is fixed to the frame F1 (via the fixing means 5), the non-rotating core part 45 fixed around the actuator unit 40, and the non-rotating core part. A roller frame 1 as a rotor that rotates around 45, and a magnetic body 46 and an electromagnetic derivative 47 that are built in either the non-rotating core portion 45 or the roller frame 1. The Any one of the actuator unit 40, the non-rotating core portion 45, and the magnetic body 46 and the electromagnetic derivative 47 incorporated in the non-rotating core portion 45 is disposed in the internal housing space 3 as a fixed non-rotating portion. The

実施例では、磁性体46が、S極、N極を交互に連続させて円環状に連なると共に、ローラーフレーム1内の内部収容空間3周りに軸対称位置に内蔵され、一組の電磁コイルからなる電磁誘導体47が非回動コア部45の両端にてドーナツ状に巻回されて内蔵される。なお電磁誘導体47は、図示しないコミテーターにより磁性が切り替わる。   In the embodiment, the magnetic body 46 is continuously connected in an annular shape with S poles and N poles alternately arranged, and is built in an axially symmetric position around the inner housing space 3 in the roller frame 1. The electromagnetic derivative 47 is wound in a donut shape at both ends of the non-rotating core portion 45 and incorporated. The magnetism of the electromagnetic derivative 47 is switched by a commutator (not shown).

磁性体は、電磁誘導体の電磁気に反応する例えば永久磁性体をいい、実施例ではSN両極を有する永久磁石である。S極の磁性体、N極の磁性体それぞれが、固定された電磁誘導体の周囲を取り囲むようにして断面視対称位置に配置される。   The magnetic body refers to, for example, a permanent magnetic body that reacts to the electromagnetism of an electromagnetic derivative. In the embodiment, the magnetic body is a permanent magnet having SN bipolar electrodes. Each of the S-pole magnetic body and the N-pole magnetic body is disposed at a symmetrical position in cross-sectional view so as to surround the periphery of the fixed electromagnetic derivative.

本実施例とは別の実施例として、S極、N極の一組の磁性体46が非回動コア部45に内蔵されると共に、一組の電磁コイルからなる電磁誘導体47がローラーフレーム1内に内蔵されるものとしてもよい。例えばS極、N極それぞれの部分円柱型の磁性体46が組み合わされて非回動コア部45内へ略円筒状に配置され、また、電磁誘導体47がローラーフレーム1内で内部収容空間3の内円筒面に沿って巻回されるものとしてもよい。   As an embodiment different from the present embodiment, a set of magnetic bodies 46 of the S pole and the N pole is built in the non-rotating core portion 45, and an electromagnetic derivative 47 including a set of electromagnetic coils is used as the roller frame 1. It is good also as what is built in. For example, the S-pole and N-pole partial columnar magnetic bodies 46 are combined and arranged in a substantially cylindrical shape in the non-rotating core portion 45, and the electromagnetic derivative 47 is placed in the inner housing space 3 in the roller frame 1. It is good also as what is wound along an inner cylindrical surface.

このような構造であれば、コイルの巻き数を確保することができるため、高トルクを発生するアクチュエーター4となる。またローラーフレーム1をハウジング型の回動部として一体化しているため、軸回動の伝達機構が不要となる。例えば、実施例1の内軸回動モーターのように、軸回動力をホイルボックスで外周ホイルに伝えたり、軸及びホイル間の、振動等による軸ズレの吸収を行うことが不要となる。また、実施例1の内軸回動モーターのようにハウジングされた回動機構を収容するものではなく、ローラーフレーム1を直接回動させるため、直接回動力を発生させる電磁誘導体や磁性体に比較的大きなスペースを確保できる。そして、例えば本実施例のように、電磁誘導体として比較的大きな径のコイルを使用した場合には、ギヤ等の機械構造を組み込まなくても十分なトルクを得ることができる。機械式のギヤが不要となり簡易な構成で回動手段が成立するため、これらによって、簡易な機構で耐久性に優れ、安全性の高いオムニホイルとなる。   With such a structure, the number of turns of the coil can be ensured, so that the actuator 4 that generates high torque is obtained. Further, since the roller frame 1 is integrated as a housing-type rotation part, a transmission mechanism for rotating the shaft is not necessary. For example, unlike the inner shaft rotation motor of the first embodiment, it is not necessary to transmit the shaft rotational power to the outer peripheral foil with the wheel box, or to absorb the shaft misalignment due to vibration between the shaft and the foil. Further, it does not contain a rotating mechanism that is housed like the inner shaft rotating motor of the first embodiment, but directly rotates the roller frame 1 and is compared with an electromagnetic derivative or a magnetic material that directly generates a rotational force. Large space can be secured. For example, when a coil having a relatively large diameter is used as an electromagnetic derivative as in this embodiment, sufficient torque can be obtained without incorporating a mechanical structure such as a gear. Since the mechanical gear is not required and the rotating means is formed with a simple configuration, these provide an omni foil with a simple mechanism that has excellent durability and high safety.

さらに、比較的大型の側部ベアリング43で外力の変動を吸収し支持する構造であるから、実施例1のアクチュエーター41のような内軸回動型のモーターと比べて、モーター専用のベアリング構造が不要となる。   Furthermore, since the relatively large side bearing 43 absorbs and supports the fluctuation of the external force, the bearing structure dedicated to the motor is compared with the inner shaft rotation type motor such as the actuator 41 of the first embodiment. It becomes unnecessary.

またアウトローター式駆動機構は、慣性モーメントの発生等により起動時・停止時の反応速度が内軸回動モーターと比べて一般的に遅いものとなるが、歩行訓練機器として本機構を採用した場合には、危険な急発進、急制動を機構上確実に抑えることができるため、理学療法上も好ましいものとなる。   In addition, the out-rotor type drive mechanism generally has a slower response speed at startup / stop due to the generation of moment of inertia, etc., compared to the inner shaft rotation motor. Therefore, dangerous sudden start and sudden braking can be reliably suppressed in terms of mechanism, which is preferable in physical therapy.

本実施例の固定手段5はいわゆる片持ちタイプであり、L型アングル50が、第一の回動軸A周りの複数の固定ボルト51によって、アクチュエーターユニット40に連結固定されると共に、固定ボルト52によって下部パイプフレームF1の下面に螺止される。ホイルボックス44は、固定ボルト53によってアクチュエーターユニット40の側面視外側に固定され、ホイルキャップ44cとしての機能を果たす。このホイルボックス44及びアクチュエーターユニット40のそれぞれの側部周囲に、ローラーフレーム1を回動させる側部ベアリング43が設けられる(図6)。アクチュエーターユニット40は、第一の回動軸Aを中心とする中空アクチュエーターシャフト40pを有する(図6)。この中空シャフト40pとともに、ボックス44も中空ボックスシャフト44pを有し、これらによりフレーム回動手段から発生する熱の放熱機能を果たす。その他構成は実施例1と同様である。 Fixing means 5 of the present embodiment is a so-called cantilever type, with L-shaped angle 50, the first pivot axis A 1 around a plurality of fixing bolts 51, fixedly connected to the actuator unit 40, fixing bolts 52 is screwed to the lower surface of the lower pipe frame F1. The foil box 44 is fixed to the outside in a side view of the actuator unit 40 by a fixing bolt 53, and functions as a foil cap 44c. Side bearings 43 for rotating the roller frame 1 are provided around the respective sides of the wheel box 44 and the actuator unit 40 (FIG. 6). Actuator unit 40 has a hollow actuator shaft 40p around the first pivoting axis A 1 (FIG. 6). Along with this hollow shaft 40p, the box 44 also has a hollow box shaft 44p, which fulfills the function of radiating heat generated from the frame rotating means. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

実施例3のオムニホイルを図7、図8に示す。実施例3のオムニホイルは、実施例2のアウトローラー型モーターを備えたオムニホイルにおいて、移動装置本体への固定手段が両持ちタイプとなっていることを特徴とする。具体的には、固定手段5が、側面視にて倒U型の両持ちアングルからなる。すなわち、ブラケット40の内側及び外側の両側から上方に延び、それぞれがオムニホイルの上方で折れ曲がり、つながってなる。これにより捩り強度等が大きくなり、比較的大きな荷重のかかる場合に走行安定性や耐久性能による安全性を確保することができる。また、側面視にて厚さ方向(図8の左右方向)中央に荷重がかかるため、より安定した走行が可能となる。特に複数列のフレームを複数列固定してなるものであれば、各列間でローラーの接地力を均一化することができるため好ましい。その他構成は実施例2と同様である。   The omni foil of Example 3 is shown in FIGS. The omni foil of the third embodiment is characterized in that, in the omni foil provided with the out-roller type motor of the second embodiment, the fixing means to the moving device main body is a double-supported type. Specifically, the fixing means 5 is an inverted U-shaped doubly supported angle in a side view. That is, it extends upward from both the inner and outer sides of the bracket 40, and each of them is bent and connected above the omni foil. As a result, the torsional strength and the like are increased, and when a relatively large load is applied, safety due to running stability and durability can be ensured. In addition, since a load is applied to the center in the thickness direction (left and right direction in FIG. 8) in a side view, more stable traveling is possible. In particular, it is preferable to fix a plurality of rows of frames in a plurality of rows because the ground contact force of the rollers can be made uniform between the rows. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

実施例4のオムニホイルを図9、図10に示す。実施例4のオムニホイルは、遊星ギヤ構造を含む回動ギヤ群によって、ギヤボックスがローラーフレームと一体となっていることを特徴とする。   The omni foil of Example 4 is shown in FIGS. The omni foil of Example 4 is characterized in that a gear box is integrated with a roller frame by a rotating gear group including a planetary gear structure.

具体的には、フレーム回動手段4が、内部収容空間3に収容されるアクチュエーター41たる内軸回動式モーターと、このモーターの駆動回動力をローラーフレーム1に伝達する回動ギヤ群(421〜423)とから構成される。この回動ギヤ群は、ホイルボックス44に回動力を出力する遊星ギヤ構造を含むことを特徴とする。   Specifically, the frame rotation means 4 is an inner shaft rotation type motor that is an actuator 41 accommodated in the internal accommodation space 3, and a rotation gear group (421) that transmits the driving torque of this motor to the roller frame 1. ˜423). The rotating gear group includes a planetary gear structure that outputs rotational force to the wheel box 44.

回動ギヤ群を詳述するに、内軸回動式モーターの駆動回動軸41sの外周に固定され駆動回動軸41sと共に回動(すなわち正逆回動)する太陽ギヤ421と、この太陽ギヤ421に噛合する複数個の遊星ギヤ422と、固定部であるアクチュエーターユニット40の外側部付近に内円柱状に設けられて前記遊星ギヤ422に噛合するインターナルギヤ423とから構成される(図9)。   To describe the rotation gear group in detail, a sun gear 421 that is fixed to the outer periphery of the drive rotation shaft 41s of the inner shaft rotation type motor and rotates together with the drive rotation shaft 41s (that is, forward / reverse rotation), and this sun A plurality of planetary gears 422 meshed with the gears 421 and an internal gear 423 provided in the shape of an inner cylinder near the outer portion of the actuator unit 40 as a fixed portion and meshed with the planetary gears 422 (see FIG. 9).

複数個(実施例では3つ)の遊星ギヤ422はこの太陽ギヤ421の回りに第一の回動軸Aを軸として互いに一定の等距離を開けて配される。そして、内軸回動式モーターが駆動し、太陽ギヤ421が駆動回動軸41sと共通する第一の回動軸Aを軸として回動することで、遊星ギヤ422は、太陽ギヤ421とインターナルギヤ423との間で太陽ギヤ421周りを自転しながら周回する。 (In Example 3) several planet gears 422 are disposed spaced from each other a predetermined equidistant first the pivot axis A 1 as the axis around the sun gear 421. Then, by driving the inner shaft once Doshiki motor, by the sun gear 421 rotates the first rotation axis A 1 in common with the drive rotating shaft 41s as a shaft, the planetary gear 422 includes a sun gear 421 It circulates while rotating around the sun gear 421 with the internal gear 423.

ここでホイルボックス44は、全ての遊星ギヤ422のギヤ軸422sにその軸位置を(実施例では正三角形の頂点位置に)固定されると共に、最外列のローラーフレーム11に固定されてなる。よって、遊星ギヤ422構造のギヤ回動によって、ホイルボックスと一体化されたローラーフレーム11にギヤ力が出力される。これにより、例えば実施例1のような単独のギヤ出力軸42sが不要となり、安定したギヤ伝達と耐久性に優れたギヤを構成することができる。   Here, the wheel box 44 is fixed to the gear shaft 422 s of all the planetary gears 422 (in the embodiment, at the apex position of an equilateral triangle) and is fixed to the outermost roller frame 11. Therefore, a gear force is output to the roller frame 11 integrated with the wheel box by the rotation of the planetary gear 422 structure. Thereby, for example, the single gear output shaft 42s as in the first embodiment is not required, and a gear excellent in stable gear transmission and durability can be configured.

本実施例では、実施例1のようなギヤボックス42を使用せず、出力部自体をローラーフレームと一体化させている。このため、例えば実施例1における回動ギヤ42のキャリア機能が、ローラーフレーム11と一体化したホイルボックス44として達成され、安定したギヤ力伝達を果たす。   In the present embodiment, the gear box 42 as in the first embodiment is not used, and the output unit itself is integrated with the roller frame. For this reason, for example, the carrier function of the rotating gear 42 in the first embodiment is achieved as the wheel box 44 integrated with the roller frame 11, and stable gear force transmission is achieved.

また、回動ギヤ群は実施例1のようなユニット型の回動ギヤ42と比較して、大型のギヤ連結である。これによりギヤ噛合部の遊びが比較的大きいものとすることができ、ローラーフレーム11への外力による振動等を吸収するものとしている。   Further, the rotation gear group has a larger gear connection than the unit-type rotation gear 42 as in the first embodiment. Thereby, the play of a gear meshing part can be made comparatively large, and the vibration etc. by the external force to the roller frame 11 shall be absorbed.

また、側面視にて両端寄りにそれぞれ設けられた比較的大型の側部ベアリング43によって、ローラーフレーム1全体の荷重を受けることとしている。これは、たとえば実施例1のユニット型の回動ギヤ42内に通常用いられる複数の内部ベアリング群の機能をも果たすものであり、必要なベアリング機能を大型の側部ベアリング43に集約することで、安定した走行を可能としている。その他構成は実施例1と同様である。   In addition, the load of the entire roller frame 1 is received by relatively large side bearings 43 provided near both ends in a side view. This also fulfills the functions of a plurality of internal bearing groups normally used in the unit-type rotating gear 42 of the first embodiment, for example, and the necessary bearing functions are concentrated in the large side bearing 43. , Enabling stable running. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

架台を具備する全方向移動装置として利用でき、その中でも例えば、方向を変えずに全方向に移動する精密部品運搬用或いは歩行訓練用全方向移動体として利用することが可能である。   It can be used as an omnidirectional mobile device having a gantry, and among them, for example, it can be used as an omnidirectional mobile body for carrying precision parts or walking training that moves in all directions without changing the direction.

この発明の実施例1のオムニホイルの正面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Front explanatory drawing of the omni foil of Example 1 of this invention. 図1に示す実施例1のオムニホイルの側面視中央断面説明図。Side view center cross-section explanatory drawing of the omni foil of Example 1 shown in FIG. 図1に示す実施例1のオムニホイルを備えた全方向移動装置の形態例の底面説明図。The bottom explanatory drawing of the example of the form of the omnidirectional movement apparatus provided with the omni foil of Example 1 shown in FIG. 図3に示す実施例1のオムニホイルを備えた全方向移動装置の形態例の側面図。The side view of the example of the form of the omnidirectional movement apparatus provided with the omni foil of Example 1 shown in FIG. この発明の実施例2のオムニホイルの正面説明図。Front explanatory drawing of the omni foil of Example 2 of this invention. 図5に示す実施例2のオムニホイルの側面視中央断面説明図。Side view center cross-section explanatory drawing of the omni foil of Example 2 shown in FIG. この発明の実施例3のオムニホイルの正面説明図。Front explanatory drawing of the omni foil of Example 3 of this invention. 図7に示す実施例3のオムニホイルの側面視中央断面説明図。Side surface center cross-section explanatory drawing of the omni foil of Example 3 shown in FIG. この発明の実施例4のオムニホイルの正面説明図。Front explanatory drawing of the omni foil of Example 4 of this invention. 図8に示す実施例4のオムニホイルの側面視中央断面説明図。Side surface center cross-section explanatory drawing of the omni foil of Example 4 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ローラーフレーム
11 第一のローラーフレーム
12 第二のローラーフレーム
2 フリーローラー
21 軸体
22 軸穴
3 内部収容空間
4 フレーム回動手段
41 アクチュエーター
41s 駆動回動軸
42 回動ギヤ
42s ギヤ出力軸
43 側部ベアリング
40 アクチュエーターユニット
44 ホイルボックス
44c ホイルキャップ
5 固定手段
第一の回動軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roller frame 11 1st roller frame 12 2nd roller frame 2 Free roller 21 Shaft body 22 Shaft hole 3 Internal accommodation space 4 Frame rotation means 41 Actuator 41s Drive rotation shaft 42 Rotation gear 42s Gear output shaft 43 side Part bearing 40 Actuator unit 44 Wheel box 44c Wheel cap 5 Fixing means A 1 First rotation shaft

Claims (5)

第一の回動軸で回動可能なローラーフレームを一個又は複数個具備してなるものであって、前記ローラーフレームは、それ自体の周縁に沿って複数のフリーローラーを保持すると共に、それ自体の内部に、ローラーフレームを第一の回動軸回りに回動させるフレーム回動手段を収容してなることを特徴とするオムニホイル。   One or a plurality of roller frames that can be rotated by a first rotation shaft, the roller frame holding a plurality of free rollers along the periphery of the roller frame, and itself The omni foil is characterized in that frame rotation means for rotating the roller frame about the first rotation axis is accommodated in the interior. フレーム回動手段は、ローラーフレームをアウトローターとするアウトローター式駆動機構である請求項1記載のオムニホイル。   The omni foil according to claim 1, wherein the frame rotation means is an out-rotor type drive mechanism having a roller frame as an out-rotor. ローラーフレームの第一の回動軸方向に沿う内部収容空間を設け、この内部収容空間に、アクチュエーターを備えたフレーム回動手段を収容してなり、前記アクチュエーターは、それ自体の回動駆動軸がローラーフレームの第一の回動軸方向を向くように配設された回動アクチュエーターであることを特徴とする請求項1又は2記載のオムニホイル。   An internal storage space is provided along the first rotation axis direction of the roller frame, and frame rotation means including an actuator is stored in the internal storage space. The actuator has its own rotation drive shaft. The omni foil according to claim 1, wherein the omni foil is a rotation actuator arranged to face a first rotation axis direction of the roller frame. フレーム回動手段が、遊星ギヤ構造を含む回動ギヤ群を具備すると共に、遊星ギヤのギヤ軸の軸位置がホイルボックスに固定されてなることを特徴とする請求項1、2又は3のいずれか記載のオムニホイル。   The frame rotation means comprises a rotation gear group including a planetary gear structure, and the shaft position of the gear shaft of the planetary gear is fixed to the wheel box. Or omni foil. 請求項1、2、3又は4のいずれか記載のオムニホイルが、移動装置への固定手段を、各フレーム回動手段に固定されたものとして具備すると共に、この固定手段によって移動装置に複数輪固定されてなることを特徴とする全方向移動装置。   The omni foil according to any one of claims 1, 2, 3 and 4 includes a fixing means for the moving device as fixed to each frame rotating means, and a plurality of wheels are fixed to the moving device by the fixing means. An omnidirectional movement device characterized by being made.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010083467A (en) * 2008-09-05 2010-04-15 Yoshinobu Sato Movable working platform
JP2010260501A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Honda Motor Co Ltd Friction drive device and omnidirectional moving vehicle
JP2011063209A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Honda Motor Co Ltd Friction drive device and inverted pendulum type moving body
WO2011047443A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Rotacaster Wheel Ltd Wheel frame
WO2015081020A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel
CN105730216A (en) * 2016-01-12 2016-07-06 沈阳工业大学 Integrated universal wheel and control method thereof
JP2017052417A (en) * 2015-09-10 2017-03-16 株式会社土佐電子 Combined mecanum wheel and conveyance truck
JP2018131068A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 ナブテスコ株式会社 Drive device for transport dolly
US10239347B2 (en) * 2016-05-18 2019-03-26 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel with roller bracket
JP2019093817A (en) * 2017-11-21 2019-06-20 国立大学法人京都大学 Mobile device
JP2020138729A (en) * 2019-03-01 2020-09-03 達闥科技(北京)有限公司Cloudminds (Beijing) Technologies Co., Ltd. Caster module and robot
CN113183749A (en) * 2021-04-20 2021-07-30 和杰 Power fortune comes wheel
WO2022120430A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 Rotacaster Wheel Pty Ltd Support dollie
EP4124544A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-01 Honda Motor Co., Ltd. Cart
JP7469918B2 (en) 2020-03-13 2024-04-17 住友重機械工業株式会社 Drive unit

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102152812A (en) * 2011-03-09 2011-08-17 浙江大学 Steering device of vehicle
DE16734858T1 (en) 2015-01-06 2018-01-11 Rotacaster Wheel Ltd. RADRAHMENKOMPONENTE
CN105946547A (en) * 2016-04-28 2016-09-21 上海钛米机器人科技有限公司 Omni wheel
US11267283B2 (en) 2019-04-05 2022-03-08 Honda Motor Co., Ltd. Omni-direction wheel system and methods for controlling the omni-direction wheel system

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010083467A (en) * 2008-09-05 2010-04-15 Yoshinobu Sato Movable working platform
US8499865B2 (en) 2009-05-11 2013-08-06 Honda Motor Co., Ltd. Friction drive device and omni-directional vehicle using the same
JP2010260501A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Honda Motor Co Ltd Friction drive device and omnidirectional moving vehicle
WO2010131411A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 本田技研工業株式会社 Friction drive device and omnidirectional vehicle
JP2011063209A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Honda Motor Co Ltd Friction drive device and inverted pendulum type moving body
EA027500B1 (en) * 2009-10-23 2017-08-31 Ротакастер Уил Лтд. Wheel and method of manufacturing the same
WO2011047443A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Rotacaster Wheel Ltd Wheel frame
USD804766S1 (en) 2009-10-23 2017-12-05 Rotacaster Wheel Ltd Wheel
US9248698B2 (en) 2009-10-23 2016-02-02 Rotacaster Wheel Ltd. Wheel frame
KR20160103992A (en) * 2013-11-30 2016-09-02 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 Magnetic omni-wheel
US9849722B2 (en) * 2013-11-30 2017-12-26 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel and method for traversing surface therewith
CN106061754A (en) * 2013-11-30 2016-10-26 沙特阿拉伯石油公司 Magnetic omni-wheel
JP2017502869A (en) * 2013-11-30 2017-01-26 サウジ アラビアン オイル カンパニー Magnetic omni wheel
US9579927B2 (en) 2013-11-30 2017-02-28 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel
US10532609B2 (en) * 2013-11-30 2020-01-14 Saudi Arabian Oil Company Method for traversing surface with magnetic omni-wheel
US20170166004A1 (en) * 2013-11-30 2017-06-15 Saudi Arabian Oil Company Magnetic Omni-Wheel
KR102330848B1 (en) * 2013-11-30 2021-11-25 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 Magnetic omni-wheel
US20170297366A1 (en) * 2013-11-30 2017-10-19 Saudi Arabian Oil Company Method for traversing surface with magnetic omni-wheel
US20150151572A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel
EP3693183A1 (en) * 2013-11-30 2020-08-12 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel
WO2015081020A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel
JP2017052417A (en) * 2015-09-10 2017-03-16 株式会社土佐電子 Combined mecanum wheel and conveyance truck
CN105730216A (en) * 2016-01-12 2016-07-06 沈阳工业大学 Integrated universal wheel and control method thereof
US10239347B2 (en) * 2016-05-18 2019-03-26 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel with roller bracket
JP2018131068A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 ナブテスコ株式会社 Drive device for transport dolly
JP2021178631A (en) * 2017-02-15 2021-11-18 ナブテスコ株式会社 Drive device for transportation carriage
JP7270681B2 (en) 2017-02-15 2023-05-10 ナブテスコ株式会社 Drive for trolley
JP2019093817A (en) * 2017-11-21 2019-06-20 国立大学法人京都大学 Mobile device
JP2020138729A (en) * 2019-03-01 2020-09-03 達闥科技(北京)有限公司Cloudminds (Beijing) Technologies Co., Ltd. Caster module and robot
US11498202B2 (en) * 2019-03-01 2022-11-15 Cloudminds (Beijing) Technologies Co., Ltd. Caster module and robot
JP7469918B2 (en) 2020-03-13 2024-04-17 住友重機械工業株式会社 Drive unit
WO2022120430A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 Rotacaster Wheel Pty Ltd Support dollie
CN113183749A (en) * 2021-04-20 2021-07-30 和杰 Power fortune comes wheel
CN113183749B (en) * 2021-04-20 2023-08-25 和杰 Power Fulai wheel
EP4124544A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-01 Honda Motor Co., Ltd. Cart

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