JP2009234524A - Transporting device and drive mechanism - Google Patents
Transporting device and drive mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009234524A JP2009234524A JP2008086262A JP2008086262A JP2009234524A JP 2009234524 A JP2009234524 A JP 2009234524A JP 2008086262 A JP2008086262 A JP 2008086262A JP 2008086262 A JP2008086262 A JP 2008086262A JP 2009234524 A JP2009234524 A JP 2009234524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- unit
- spherical rotating
- drive
- spherical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
この発明は搬送装置と駆動機構に関する。詳しくは、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上の球状回転体駆動部をフレーム部に設けて、この球状回転体駆動部で球状回転体を所望の方向に転動させることにより、フレーム部を移動および/または回転させるものである。さらに、直動駆動部を設けて球状回転体の中心方向に球状回転体を駆動することで、球状回転体を転動させることによって移動される方向とは異なる方向にフレーム部を移動させるものである。 The present invention relates to a transport device and a drive mechanism. Specifically, by providing at least three or more spherical rotating body driving parts at a predetermined interval with respect to the spherical rotating body in the frame part, and rolling the spherical rotating body in a desired direction with this spherical rotating body drive part, The frame portion is moved and / or rotated. Furthermore, by providing a linear motion drive unit and driving the spherical rotating body in the central direction of the spherical rotating body, the frame portion is moved in a direction different from the moving direction by rolling the spherical rotating body. is there.
近年、様々な方向に移動性を持つ移動機構が実現されている。例えば、特許文献1では、全方向移動駆動手段によって球状走行体を任意の方向に転動させて、X,Y方向にロボット本体を移動させることが開示されている。また、特許文献2では、略球状の回転体を設けて、この回転体を回転自在に保持し、駆動部によって回転体に回転力を与えることで、X,Y方向に装置を移動させることが開示されている。
ところで、特許文献1や特許文献2では、球体や回転体を駆動してX,Y方向の移動を行うものであり、さらに自由度の高い移動性を得ることはできない。また、自由度の高い移動性を得る方法として、スチュワートプラットフォームと呼ばれる機構が実現されている。このスチュワートプラットフォームは、6本の対偶節リンク系によりプラットフォームが並列的に結合されたものであり、大出力を発生しやすいが可動範囲が狭く、機構が大型化したものとなってしまう。
By the way, in
そこで、この発明では、簡単な構成で自由度の高い動きを容易に可能とする搬送装置と駆動機構を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a transport device and a drive mechanism that can easily move with a high degree of freedom with a simple configuration.
この発明の概念は、球状回転体と、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上フレーム部に設けられて球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部を用いるものとして、この球状回転体駆動部で球状回転体を転動させることにより、所望の方向にフレーム部を移動および/または回転させるものである。さらに、直動駆動部を設けて球状回転体の中心方向に球状回転体を駆動することで、球状回転体を転動させることでは移動できない方向にもフレーム部を移動可能とすることにある。 The concept of the present invention is to use a spherical rotating body and a spherical rotating body driving section that is provided in the frame section at a predetermined interval with respect to the spherical rotating body and rolls the spherical rotating body in a desired direction. The spherical rotary body is moved and / or rotated in a desired direction by rolling the spherical rotary body with the spherical rotary body driving unit. Furthermore, by providing a linear drive unit and driving the spherical rotating body in the central direction of the spherical rotating body, the frame section can be moved in a direction that cannot be moved by rolling the spherical rotating body.
この発明の搬送装置は、球状回転体と、前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、フレーム部に取り付けられて前記球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部と、前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、前記制御部は、走行面上で前記球状回転体を転動させることによって、前記フレーム部の移動および/または回転を行うものである。 The conveying device according to the present invention includes a spherical rotating body, a spherical rotating body driving unit that is provided at least three or more at a predetermined interval with respect to the spherical rotating body, and rolls the spherical rotating body in a desired direction. A drive holding unit that is attached to a unit and holds the spherical rotating body driving unit pressed against the spherical rotating unit, and a control unit that performs drive control of the spherical rotating unit driving unit, The frame portion is moved and / or rotated by rolling the spherical rotating body on the surface.
また、この発明の駆動機構は、球状回転体と、前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、前記球状回転体の中心方向に前記球状回転体を駆動する直動駆動部とを備えるものである。 The drive mechanism of the present invention includes a spherical rotator, and a spherical rotator drive unit that is provided at least three or more at a predetermined interval with respect to the spherical rotator and rolls the spherical rotator in a desired direction. And a linear drive unit that drives the spherical rotating body in the central direction of the spherical rotating body.
この発明においては、例えば中空体であって表面部が弾性体で構成されており、内部にバランサを設けた球状回転体が用いられる。また、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上設けられて、球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、フレーム部に取り付けられて球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部と、球状回転体駆動部の駆動制御を行う制御部が用いられる。球状回転体駆動部は、球状回転体を駆動し、該駆動の方向と異なる方向への移動が可能とされているホイール例えばオムニホイールと、オムニホイールを駆動して球状回転体を転動させるホイール駆動部を用いて構成される。オムニホイールは、球状回転体の一方の半球面側に設けられて、球状回転体の他方の半球面側には、球状回転体を保持する球状回転体保持部を設けられる。さらに、フレーム部に直動駆動部が設けられて、この直動駆動部によって球状回転体の中心方向に球状回転体を駆動することで、球状回転体を転動させることによっては移動できない方向にフレーム部が移動される。 In the present invention, for example, a spherical rotating body that is a hollow body and has a surface portion made of an elastic body and provided with a balancer therein is used. In addition, at least three or more spherical rotors are provided at a predetermined interval to roll the spherical rotor in a desired direction, and the spherical rotor driver attached to the frame unit is provided with the spherical rotor driver. A driving holding unit that holds the spherical rotating body in a pressed state and a control unit that performs driving control of the spherical rotating body driving unit are used. The spherical rotating body driving unit drives the spherical rotating body and is capable of moving in a direction different from the driving direction, for example, an omni wheel, and a wheel that drives the omni wheel to roll the spherical rotating body. It is configured using a drive unit. The omni wheel is provided on one hemispherical side of the spherical rotating body, and a spherical rotating body holding portion that holds the spherical rotating body is provided on the other hemispherical side of the spherical rotating body. Further, a linear motion drive unit is provided in the frame portion, and the linear motion drive unit drives the spherical rotary body in the center direction of the spherical rotary body, so that it cannot move by rolling the spherical rotary body. The frame part is moved.
この発明によれば、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上の球状回転体駆動部がフレーム部に設けられて、この球状回転体駆動部で球状回転体を所望の方向に転動させることにより、フレーム部の移動および/または回転が行われる。このため、簡単な構成で自由度の高い搬送動作を行うことができる。 According to the present invention, at least three or more spherical rotating body driving portions are provided in the frame portion at a predetermined interval with respect to the spherical rotating body, and the spherical rotating body rolls in a desired direction by the spherical rotating body driving portion. As a result, the frame portion is moved and / or rotated. For this reason, a highly flexible transfer operation can be performed with a simple configuration.
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図1は搬送装置の構成を示している。なお、図1において図1の(A)は上面図、図1の(B)は正面図、図1の(C)は底面図、図1の(D)は側面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the transport apparatus. 1A is a top view, FIG. 1B is a front view, FIG. 1C is a bottom view, and FIG. 1D is a side view.
搬送装置10は、球状回転体20と球状回転体20を包持した状態で転動可能とする駆動部30、および駆動部30が取り付けられるフレーム部40で構成されている。
The
駆動部30は、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上設けられて、球状回転体20を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、フレーム部40に取り付けられて球状回転体駆動部を球状回転体20に押圧した状態に保持する駆動保持部で構成されている。また、駆動部30には、球状回転体20の中心方向に球状回転体20を駆動して、球状回転体を転動させることによっては移動できない方向にフレーム部40を移動させる直動駆動部35等が設けられる。
At least three or
球状回転体駆動部は、球状回転体20を転動させるホイール例えばオムニホイールと、オムニホイールを回転駆動するホイール駆動部で構成されている。なお、図1は例えば等間隔(120度の間隔)で3つのオムニホイール31a,31b,31cを配置した場合を図示している。
The spherical rotator drive unit includes a wheel that rolls the
オムニホイールは、球状回転体20を回転駆動するだけでなく、この駆動の方向とは異なる方向への移動が可能とされているものである。
The omni wheel not only rotationally drives the
ここで、オムニホイールについて説明する。図2は、オムニホイールの斜視図を例示している。オムニホイール31は、ホイール本体部311と複数の樽状ホイール315で構成されている。ホイール本体部311の中央には軸穴312が形成されている。また、ホイール本体部311の外縁には、樽状ホイール315を支持する樽状ホイール支持部313が突出して、樽状ホイール315に対応した間隔で複数形成されている。軸穴312には、ホイール駆動部32の回転軸(図示せず)が挿通されて、ホイール駆動部32によってホイール本体部311が回転される。樽状ホイール支持部313は、樽状ホイール315がホイール本体部311の回転方向に対して例えば直交する方向に回転自在となるように、樽状ホイール315を支持する。すなわち、オムニホイール31は、球状回転体20を回転駆動するだけでなく、この駆動の方向とは異なる方向への移動が可能となる。
Here, the omni wheel will be described. FIG. 2 illustrates a perspective view of the omni wheel. The
また、オムニホイール31において、例えば隣接する樽状ホイール315の間隔が広い場合や樽状ホイール315の径が小さい場合、樽状ホイール支持部313が球状回転体20の表面に接触しまうおそれがある。ここで、樽状ホイール支持部313が球状回転体20の表面に接触すると、オムニホイール31はホイール本体部311の回転軸方向に移動することができなくなってしまう。
Further, in the
そこで、樽状ホイール支持部313が球状回転体20の表面に接触しまうおそれがある場合、オムニホイール31を回転軸方向に複数段設ける。また、樽状ホイール支持部313の位置は、他段のオムニホイール31における樽状ホイール315の位置となるように、複数のオムニホイール31を一体化して構成する。図3は、オムニホイール31を回転軸方向に2段設けた場合の構成を示している。図3のように、オムニホイール31を回転軸方向に2段設けると、樽状ホイール支持部313が接地面の位置となっても他段のオムニホイール31の樽状ホイール315が接地面の位置となる。したがって、オムニホイール31は、回転位置によらずホイール本体部311の回転軸方向に移動可能となる。
Then, when there exists a possibility that the barrel-shaped wheel support part 313 may contact the surface of the spherical
次に、図1に示すように、オムニホイール31aとホイール駆動部32aは、駆動保持部33aによって保持されている。駆動保持部33aは、フレーム部40に取り付けられており、オムニホイール31aを球状回転体20に押圧した状態に保持する。
Next, as shown in FIG. 1, the
オムニホイール31aの回転軸にはホイール駆動部32aの回転軸が挿通されて、ホイール駆動部32aによってオムニホイール31aのホイール本体部が回転される。駆動保持部33aの保持フレーム331aは、オムニホイール31aを回転可能な状態で保持する。また、保持フレーム331aは、ホイール駆動部32aの本体を固定して保持する。
The rotation shaft of the
保持フレーム331aの一端はフレーム部40の荷台41と接続されており、他端で上述のようにオムニホイール31aとホイール駆動部32aを保持する。保持フレーム331aは、荷台41との接続部分を支点332aとして、オムニホイール31aを球状回転体20に当接する方向またはオムニホイール31aを球状回転体20から離脱させる方向に回動可能とされている。
One end of the holding frame 331a is connected to the loading platform 41 of the
サスペンション333aは、保持フレーム331aと荷台41との間に介在されている。サスペンション333aは、オムニホイール31aが最適な力で球状回転体20に押し付けられるように、保持フレーム331aを押圧する。
The
このため、オムニホイール31aは、駆動保持部33aによって球状回転体20に押圧された状態で保持される。したがって、駆動部30は、オムニホイール31aを介して、ホイール駆動部32aから球状回転体20に駆動力を伝達することができる。また、オムニホイール31aが最適な力で球状回転体20に押し付けられるので、球状回転体20とオムニホイール31aとの間の摩擦力を利用して、ホイール駆動部32aから球状回転体20に伝達される駆動力の損失を少なくできる。なお、保持フレーム331aと荷台41との間にはストッパ334aが設けられている。ストッパ334aは、保持フレーム331aにおける離脱方向の所定量以上の回動を規制する。
For this reason, the
また、オムニホイール31b,31c、ホイール駆動部32b,32c、駆動保持部33b,33cの保持フレーム331b,331cやサスペンション333b,333cおよびストッパ334b,334cも、オムニホイール31a、ホイール駆動部32a、駆動保持部33aの保持フレーム331a、サスペンション333a、ストッパ334aと同様に構成されている。
Further, the
球状回転体20の頭頂部には、直動駆動部35が設けられている。直動駆動部35の一方の端部は、荷台41に固定されている。また、直動駆動部35の他方の端部にはボールキャスタ36が設けられて、直動駆動部35が動作したとき、ボールキャスタ36が球状回転体20の中心方向に進退するようになされている。このため、直動駆動部35によって、球状回転体20を直動駆動部35の進退方向に移動させることができる。また、直動駆動部35にボールキャスタ36が設けられていることから、直動駆動部35によって球状回転体20の移動を行っても、球状回転体20の転動が可能となる。
A linear
フレーム部40の荷台41には、包持される球状回転体20の方向に支柱が複数立設されている。例えば図1に示すように、3つの支柱42a,42b,42cが立設されている。支柱42a,42b,42cの先端は環状フレーム43の一方の面に固定されている。環状フレーム43の他方の面には、複数の球状回転体保持部例えば図1に示すように、3つの球状回転体保持部51a,51b,51cが設けられている。ここで、オムニホイール31a,31b,31cは、球状回転体20の一方の半球面側に設けられており、球状回転体20の他方の半球面側に、球状回転体保持部51a,51b,51cが設けられている。
A plurality of support columns are erected on the loading platform 41 of the
球状回転体保持部51aは環状フレーム43との接続部分を支点511aとして、球状回転体20と当接または離脱する方向に回動可能とされている。また、球状回転体保持部51aの先端側であって球状回転体20と対向する面には、ボールキャスタ52aが設置されている。さらに、球状回転体保持部51aには、図示せずも球状回転体保持部51aの先端側に設けたボールキャスタ52aを、最適な力で球状回転体20に押し付けるサスペンション(図示せず)が設けられている。なお、球状回転体保持部51b,51cも球状回転体保持部51aと同様に構成されている。
The spherical rotating body holding portion 51a can be rotated in a direction in which the spherical
図4は、ホイール駆動部と直動駆動部によって駆動動作が行われたときのオムニホイールの位置と球状回転体保持部の位置の変化を図示したものである。なお、図4では、球状回転体20の中心を基準とした鉛直方向をz軸としている。また、荷台41が水平状態とされており、球状回転体20の中心を基準としてz軸に対してオムニホイール31cが設けられている方向をx軸、球状回転体20の中心を基準として、x軸およびz軸に対して直交する方向をy軸としている。さらに、図4では、球状回転体20においてオムニホイール31aが当接する位置PMaと球状回転体保持部51aが当接する位置PHaを示している。また、
FIG. 4 illustrates changes in the position of the omni wheel and the position of the spherical rotating body holding unit when the driving operation is performed by the wheel driving unit and the linear motion driving unit. In FIG. 4, the vertical direction based on the center of the spherical
ここで、球状回転体20の表面を極座標で示すものとしたとき、オムニホイール31aがホイール駆動部32aによって駆動されると、偏角φのみが変化して位置PMaが移動する。また、位置PMaに連動して位置PHaも移動する。
Here, when the surface of the spherical
次に、直動駆動部35によって球状回転体20が駆動されると、球状回転体20は、z軸方向に移動する。ここで、オムニホイール31aは、樽状ホイールによってオムニホイール31aの回転方向に対して直交する方向の移動が可能とされている。また、オムニホイール31aは、駆動保持部33aによって、球状回転体に押圧された状態で保持される。したがって、球状回転体20の中心を基準としたとき、偏角θのみが変化して位置PMaが移動することになる。また、位置PMaに連動して位置PHaも移動する。さらに、他のオムニホイール31bやオムニホイール31cが駆動されると、あるいは直動駆動部35と他のオムニホイール31bやオムニホイール31cが駆動されると、偏角φおよび偏角θが変化して位置PMaが移動する。また、位置PMaに連動して位置PHaも移動する。
Next, when the spherical
図5は、球状回転体20と駆動部30の断面概略図を示している。なお、図5において、図5の(A)は搬送装置の正面図であり、図5の(A)におけるA−A’位置の断面概略図を図5の(B)に示している。
FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the spherical
球状回転体20は、中空体である球状フレーム部21と球状フレーム部21の外面側に設けられた表面部22、球状フレーム部21の内部に設けられたバランサ25で構成されている。
The spherical
表面部22は、球状回転体20の走行面およびオムニホイール31に対して十分な摩擦力が得られる材料を用いて構成されている。また、表面部22は、走行面の変化状態(例えば凹凸)に対応できるように変形可能な材料を用いて構成されている。具体的には、ゴムのような弾性体を用いて構成する。
The
ここで、球状フレーム部21が剛体であると、球状フレーム部21の表面にゴムのような弾性体を用いて表面部22を形成しても、球状回転体20の走行面の変化状態による影響や駆動部30の振動等を吸収することが困難となる。そこで、球状フレーム部21と表面部22の間に圧縮気体充填部23を設けて気体を圧縮充填することで、球状回転体20をいわゆるタイヤ構造とする。このように気体が圧縮充填されている圧縮気体充填部23を設けるものとすれば、球状回転体20は、走行面の変化状態による影響や駆動部30の振動等を吸収することが可能となる。
Here, if the
バランサ25は、中空体である球状フレーム部21の内壁に沿って転動可能とされており、球状回転体20の回転位置にかかわらず球状回転体20の底部に位置するものである。このバランサ25は、例えば比重の大きい固体状球体を用いる。また、適量の液体や粒状や砂状の固形物等を球状フレーム部21に注入して、バランサ25としてもよい。
The
なお、図1や図5に図示せずも、搬送装置10には、フレーム部40の動きに応じた検出信号を生成するセンサ部、ホイール駆動部や直動駆動部を駆動制御するための制御部、ホイール駆動部や直動駆動部を駆動するために必要とされる電力の供給を行う電源部、搬送装置10の動作設定等をユーザが行うときに操作する操作部等が設けられている。
Although not shown in FIGS. 1 and 5, the
このように、オムニホイールや球状回転体保持部等を搬送装置10に設けることで、球状回転体20を包持した状態で安定して転動させることが可能となり、走行面上で球状回転体を転動させることによって、フレーム部40の移動および/または回転を行うことができる。また、直動駆動部35を設けることで、球状回転体の転動では移動できない方向にフレーム部40を移動させることが可能となる。
As described above, by providing the omni wheel, the spherical rotating body holding portion, and the like in the
次に、搬送装置10の動作について説明する。図6は搬送装置で実現可能な動きの自由度を示している。搬送装置10では、ホイール駆動部によってオムニホイールを駆動することで5つの自由度、すなわちx軸方向とy軸方向の移動、x軸を回転軸としたRoll回転、y軸を回転軸としたPitch回転、z軸を回転軸としたYaw回転が可能となる。さらに、直動駆動部を駆動することによって、さらに1つの自由度、すなわち球状回転体の転動では行うことができないz軸方向の移動が可能となる。
Next, the operation of the
以下にこの自由度を実現する原理について説明する。なお、以下の説明では、球状回転体20の中心を基準とした鉛直方向をz軸、荷台41が水平状態とされており、球状回転体20の中心を基準としてz軸に対してオムニホイール31cが設けられている方向をx軸、球状回転体20の中心を基準として、x軸およびz軸に対して直交する方向をy軸とする。
The principle for realizing this degree of freedom will be described below. In the following description, the vertical direction with respect to the center of the spherical
球状回転体20を転動させて、走行面に対して鉛直方向の成分を含まない全方向に搬送装置10を移動する場合の動作ついて説明する。ホイール駆動部によって生じた駆動力を、オムニホイールを介して球状回転体20に伝達したとき、球状回転体20に対して駆動力ベクトルが生ずる。図7は、球状回転体に対して生ずる駆動力ベクトルを示している。なお、図7において、駆動力ベクトルVCaは、オムニホイール31aによって生ずる駆動力ベクトルを示したものである。また、駆動力ベクトルVCbは、オムニホイール31bによって生ずる駆動力ベクトル、駆動力ベクトルVCcは、オムニホイール31cによって生ずる駆動力ベクトルを示したものである。
An operation when the spherical
各オムニホイールによって生ずる駆動力ベクトルは、オムニホイールの回転方向や回転速度によって決定されるものである。また、搬送装置10を移動させる駆動力ベクトルは、駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcの合力により決定される。つまり、搬送装置10をx方向に移動する場合、駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcにおけるx成分の合力を利用する。また、搬送装置10をy方向に移動する場合、駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcにおけるy成分の合力を利用する。
The driving force vector generated by each omni wheel is determined by the rotation direction and rotation speed of the omni wheel. In addition, the driving force vector for moving the
したがって、搬送装置10は、それぞれの方向における駆動力により球状回転体20を転動させることで、走行面に対して鉛直方向の成分を含まない全方向に搬送装置10を移動させることができる。なお、搬送装置10は、球状回転体20を転動させる場合、上述のようにオムニホイールおよびホイール駆動部を3個用いる場合に限られるものではなく、4個以上用いるものとしてもよい。この場合にも、搬送装置10は、ホイール駆動部によって各オムニホイールを駆動することで、上述のように駆動力ベクトルの合力で球状回転体20を転動させて全方向の移動が可能となる。
Therefore, the conveying
図8は、Pitch方向の回転を行う場合の動作を説明するための図である。Pitch回転はy軸を回転軸とした回転であるので、図8に示す矢印Mpの回転となる。球状回転体20と駆動部30およびフレーム部40は、一体となって走行面90を球状回転体20が転動することで矢印Mp方向の回転を実現する。ここで回転を実現する原理を述べる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation when the rotation in the pitch direction is performed. Since the pitch rotation is a rotation with the y axis as a rotation axis, the rotation is an arrow Mp shown in FIG. The spherical
駆動部30は、上述した移動方法によってx軸方向に等速移動を行う。駆動部30は、ブレーキを掛けることにより走行方向(例えばx方向とする)とは逆の方向(−x方向)に加速度を生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向である走行方向(x方向)に生じる(慣性の法則)。ここで、球状回転体20と駆動部30およびフレーム部40は一体となっているので、走行方向(x方向)に球状回転体20の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部30は、図8に示すPitch回転を生じさせることができる。
The
また、駆動部30は、搬送装置10が停止されている状態であるとき、x軸方向の移動を開始させることでPitch回転を生じさせるものとしてもよい。すなわち、駆動部30は、x軸方向の移動を開始して走行方向(例えば−x方向とする)に加速度を生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向(x方向)に生じる。ここで、球状回転体20と駆動部30およびフレーム部40は一体となっているので、反対方向(x方向)に球状回転体20の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部30は、Pitch回転を生じさせることができる。
In addition, the
なお、駆動部30は、−x方向に等速移動を行っているときブレーキを掛けるものとしたり、停止状態からx方向の移動を開始させることで、逆方向のPitch回転を生じさせることもできる。また、駆動部30は、上述のようにオムニホイールおよびホイール駆動部を4個以上使用して、同様の原理によりPitch回転を行うものとしてもよい。
The
図9は、Roll方向の回転を行う場合の動作を説明するための図である。Roll回転はx軸を回転軸とした回転であるので、図9に示す矢印Mrの回転となる。球状回転体20と駆動部30およびフレーム部40は、一体となって走行面90を球状回転体20が転動することで矢印Mr方向の回転を実現する。次に回転を実現する原理を述べる。
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation when performing rotation in the Roll direction. Since the Roll rotation is a rotation with the x axis as the rotation axis, the rotation is indicated by the arrow Mr shown in FIG. The spherical
駆動部30は、上述した移動方法によってy軸方向に等速移動を行う。駆動部30は、ブレーキを掛けることにより走行方向(例えばy方向とする)とは逆の方向(−y方向)に加速度が生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向である走行方向(y方向)に生じる(慣性の法則)。ここで、球状回転体20と駆動部30およびフレーム部40は一体となっているので、走行方向(y方向)に球状回転体20の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部30は、図9に示すRoll回転を生じさせることができる。
The
また、駆動部30は、搬送装置10が停止されている状態であるとき、y軸方向の移動を開始させることでRoll回転を生じさせるものとしてもよい。すなわち、駆動部30は、y軸方向の移動を開始して走行方向(例えば−y方向とする)に加速度を生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向(y方向)に生じる。ここで、球状回転体20と駆動部30およびフレーム部40は一体となっているので、反対方向(y方向)に球状回転体20の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部30は、Roll回転を生じさせることができる。
Further, the
なお、駆動部30は、−y方向に等速移動を行っているときブレーキを掛けるものとしたり、停止状態からy方向の移動を開始させることで、逆方向のRoll回転を生じさせることもできる。また、駆動部30は、上述のようにオムニホイールおよびホイール駆動部を4個以上使用して、同様の原理によりRoll回転を行うものとしてもよい。
The
次にYaw方向の回転について説明する。Yaw方向の回転はz軸を回転軸とした回転である。ここで、図7に示す駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcのそれぞれの大きさが等しい場合、x成分とy成分それぞれの合力は打ち消されて、z軸を回転軸とした時計回り方向に回転モーメントのみ残る。よって、駆動部30は、駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcのそれぞれの大きさを等しくして、このとき生じた回転モーメントにより球状回転体20上を旋回して、Yaw回転を生じさせる。また、駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcの方向を逆方向としてそれぞれの大きさを等しくした場合にも、x成分とy成分それぞれの合力は打ち消されてz軸を回転軸とした反時計回り方向に回転モーメントのみ残る。よって、駆動部30は、駆動力ベクトルVCa,VCb,VCcの方向を逆方向としてそれぞれの大きさを等しくすることで、逆方向にYaw回転を生じさせることもできる。
Next, rotation in the Yaw direction will be described. The rotation in the Yaw direction is rotation with the z axis as the rotation axis. Here, when the magnitudes of the driving force vectors VCa, VCb, and VCc shown in FIG. 7 are equal, the resultant force of each of the x component and the y component is canceled, and the rotational moment in the clockwise direction with the z axis as the rotational axis. Only remains. Therefore, the
次に図10および図11を用いてz方向の移動について説明する。z方向の移動は、直動駆動部35によって行う。図10は直動駆動部35が最も縮んだ状態を示している。直動駆動部35が最も縮んだとき、球状回転体20と荷台41は最も近接した状態となる。図11は直動駆動部35が最も伸びた状態を示している。直動駆動部35が最も伸びたとき、球状回転体20と荷台41は最も離れた状態となる。すなわち、直動駆動部35が伸びると荷台41は上昇し、直動駆動部35が縮むと荷台41は下降する。したがって、直動駆動部35によってz方向の移動が可能となる。
Next, the movement in the z direction will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The movement in the z direction is performed by the linear
なお、オムニホイール31a,31b,31cやボールキャスタ52a,52b,52cは、サスペンションによって球状回転体20に押し付けられるよう付勢されるので、図10や図11に示すように、直動駆動部35が伸縮しても、オムニホイール31a,31b,31cやボールキャスタ52a,52b,52cは、球状回転体20に接しながら球状回転体20に沿って移動する。よって、搬送装置10は、オムニホイール31a,31b,31cやボールキャスタ52a,52b,52cが球状回転体20に接することにより姿勢を保つことも可能となる。
The
次に,駆動動作の制御について説明する。図12は、駆動部30の駆動動作を制御する制御システムの構成を示している。
Next, drive operation control will be described. FIG. 12 shows the configuration of a control system that controls the drive operation of the
センサ部60は、フレーム部40の動きに応じた検出信号を生成するものであり、例えば、駆動状態検出センサ部61と、角度検出センサ部62および搬送装置状態検出部63を有している。
The
駆動状態検出センサ部61は、駆動部30による球状回転体20の駆動状態をフレーム部40の動きとして検出して、検出結果を示す駆動状態検出信号SEaを後述する制御部70に供給する。駆動状態検出センサ部61は、例えばオムニホイール31a,31b,31cや球状回転体20等の回転速度を検出する速度センサ、球状回転体20の回転速度を変化させたときに荷台41に生じる加速度を検出する加速度センサ、直動駆動部35によって移動される球状回転体20(フレーム部40)の位置を検出する位置センサ等で構成されている。
The drive state detection sensor unit 61 detects the drive state of the spherical
角度検出センサ部62は、荷台41の傾き状態を検出して、検出結果を示す角度検出信号SEbを制御部70に供給する。角度検出センサ部62は、例えば角度センサやジャイロセンサを用いて構成されている。
The angle detection sensor unit 62 detects the tilt state of the loading platform 41 and supplies an angle detection signal SEb indicating the detection result to the
搬送装置状態検出部63は、搬送装置10の状態を検出して、検出結果を示す装置状態検出信号SEcを制御部70に供給する。搬送装置状態検出部63は、例えば搬送装置10の移動距離を検出する測距センサ、搬送装置10が周囲の物体に接触したか否かを検出する接触センサ、搬送装置10の重量(搬送装置10に他の装置等が載置されているときには他の装置等を含めた重量)を判別する荷重センサ等を用いて構成されている。なお、測距センサでは、移動距離だけでなく移動方向もあわせて検出するようにしてもよい。
The transport device state detection unit 63 detects the state of the
操作部65は、搬送装置10の動作をユーザが操作するためのものである。操作部65は、ユーザ操作に応じた操作信号PSを生成して制御部70に供給する。
The
制御部70は、演算部71と駆動信号生成部72で構成されている。演算部71は、搬送装置10の動作が操作信号PSによって示されたユーザ操作に応じた動作となるように制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。ここで、演算部71は、制御信号CTを生成する際に、駆動状態検出信号SEaによって示された球状回転体20の駆動状態、角度検出信号SEbによって示された傾き状態、装置状態検出信号SEcによって示された搬送装置10の状態を考慮して制御信号CTを生成する。
The
演算部71は、例えば速度センサや加速度センサの検出結果を用いることで、オムニホイール31によって正しく球状回転体20が駆動されているか否かを判別することが可能となる。また、演算部71は、位置センサの検出結果を用いることで、直動駆動部35によって球状回転体20の移動が正しく行われているか否かを判別できる。さらに、演算部71は、角度センサやジャイロセンサの検出結果を用いることで、荷台41の傾きを判別できる。したがって、演算部71は、これらの検出結果を用いることで、上述した6つの自由度の動きのうち、ユーザによって指示された1つの自由度または複数の自由度を組み合わせた動きが正しく行われているか否かを判別することが可能となる。さらに、演算部71は、正しい動きが行われていないと判別したときには、動きが正しくなるように制御信号CTを補正する。
For example, the
演算部71は、例えば測距センサの検出結果を用いることで移動距離を検出することができるので、ユーザによって指示された距離だけ搬送装置10が移動したとき、搬送装置10を自動的に停止させることができる。また、演算部71は、接触センサの検出結果を用いることで周囲の物体に接触したか否かを検出することができるので、周囲の物体に接触したとき、搬送装置10を自動的に停止させることができる。さらに、演算部71は、荷重センサの検出結果を用いることで、搬送装置10の重量(搬送装置10に他の装置等が載置されているときには他の装置等を含めた重量)を判別することができるので、例えば重い装置等が載置されたときに、ホイール駆動部32a,32b,32cや直動駆動部35の駆動力を高めることで、ユーザによって指示された動きが可能となる。さらに、載置された装置等が重すぎて搬送装置10では搬送できないような場合であっても、ホイール駆動部32や直動駆動部35による駆動が行われてしまうことを防止することも可能となる。
The
駆動信号生成部72は、搬送装置10の動作がユーザ操作に応じた動作となるように、制御信号CTに基づき駆動信号を生成する。例えば駆動信号DRaを生成してホイール駆動部32aに供給する。また、駆動信号DRbを生成してホイール駆動部32b、駆動信号DRcを生成してホイール駆動部32c、駆動信号DRdを生成して直動駆動部35にそれぞれ供給する。
The drive
ホイール駆動部32aは、駆動信号DRaに基づいてオムニホイール31aを回転駆動する。ホイール駆動部32bは、駆動信号DRbに基づいてオムニホイール31bを回転駆動する。ホイール駆動部32cは、駆動信号DRcに基づいてオムニホイール31cを回転駆動する。直動駆動部35は、駆動信号DRdに基づいてボールキャスタ36を、球状回転体20の中心方向に進退させる。
The
図13は、x方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。演算部71は、操作部65からの操作信号PSによって、x方向の移動操作が行われたことを判別したとき、オムニホイール31a,31bを回転駆動する制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。なお、オムニホイール31cは、図7に示すようにx方向に対して直交する方向に向いているものとする。
FIG. 13 is a diagram for explaining control when a moving operation in the x direction is performed. When it is determined by the operation signal PS from the
駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号DRa,DRbを生成して、駆動信号DRaをホイール駆動部32a、駆動信号DRbをホイール駆動部32bに供給する。
The drive
ホイール駆動部32aは、駆動信号DRaに基づいてオムニホイール31aを回転駆動する。また、ホイール駆動部32bは、駆動信号DRbに基づいてオムニホイール31bを回転駆動する。
The
センサ部60は、オムニホイール31a,31bや球状回転体20等の回転を検出して検出信号を演算部71に供給する。演算部71はセンサ部60からの検出信号に基づき、x方向の移動が正しく行われているか否かを判別して、x方向の移動が正しく行われていないと判別したときには、x方向の移動が正しく行われるように制御信号CTを補正する。すなわち、演算部71は、オムニホイール31aによって生じる駆動力ベクトルとオムニホイール31bによって生じる駆動力ベクトルの合力がx方向となるように制御信号CTを補正する。また、演算部71は、球状回転体20のx方向の移動が所望の移動量だけ行われているか否かを判別して、所望の移動量となるまで制御信号CTの生成および供給を行う。
The
このような制御を行うものとすれば、搬送装置10は、x方向に所望の移動量だけ正しく移動動作を行うことができる。
If such control is performed, the
図14は、y方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。演算部71は、操作部65からの操作信号PSによって、y方向の移動操作が行われたことを判別したとき、オムニホイール31a,31b,31cを回転駆動する制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。なお、オムニホイール31cは、図7に示すようにx方向に対して直交する方向に向いているものとする。
FIG. 14 is a diagram for explaining the control when the movement operation in the y direction is performed. When the
駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号DRa,DRb,DRcを生成して、駆動信号DRaをホイール駆動部32a、駆動信号DRbをホイール駆動部32b、駆動信号DRcをホイール駆動部32cに供給する。
The drive
センサ部60は、オムニホイール31a,31b,31cや球状回転体20等の回転を検出して検出信号を演算部71に供給する。演算部71はセンサ部60からの検出信号に基づき、y方向の移動が正しく行われているか否かを判別して、y方向の移動が正しく行われていないと判別したときには、y方向の移動が正しく行われるように制御信号CTを補正する。すなわち、演算部71は、オムニホイール31a,31b,31cによって生じる各駆動力ベクトルの合力がy方向となるように制御信号CTを補正する。また、演算部71は、球状回転体20のy方向の移動が所望の移動量だけ行われているか否かを判別して、所望の移動量となるまで制御信号CTの生成および供給を行う。
The
このような制御を行うものとすれば、搬送装置10は、y方向に所望の移動量だけ正しく移動動作を行うことができる。
If such control is performed, the
図15は、z方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。演算部71は、操作部65からの操作信号PSによって、z方向の移動操作が行われたことを判別したとき、ボールキャスタ36を球状回転体20の中心方向に進退させる制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。
FIG. 15 is a diagram for explaining control when the movement operation in the z direction is performed. When determining that the movement operation in the z direction has been performed based on the operation signal PS from the
駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号DRdを生成して、駆動信号DRdを直動駆動部35に供給する。直動駆動部35は、駆動信号DRdに基づいてボールキャスタ36を球状回転体20の中心方向に進退させる。
The
センサ部60は、ボールキャスタ36あるいは球状回転体20等の位置を検出して検出信号を演算部71に供給する。演算部71はセンサ部60からの検出信号に基づき、球状回転体20のz方向の移動が所望の移動量だけ行われているか否かを判別して、所望の移動量となるまで、制御信号CTの生成および供給を行う。
The
このような制御を行うものとすれば、搬送装置10は、z方向に正しく移動動作を行うことができる。
If such control is performed, the
Pitch回転を行うときは、図13に示す制御を行う。演算部71は、操作部65からの操作信号PSによって、Pitch回転の操作が行われたことを判別したとき、x方向または−x方向の加速度を生じさせるように制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。
When performing Pitch rotation, the control shown in FIG. 13 is performed. When the
駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号DRa,DRbを生成して、駆動信号DRaをホイール駆動部32a、駆動信号DRbをホイール駆動部32bに供給する。
The drive
ホイール駆動部32aは、駆動信号DRaに基づいてオムニホイール31aの回転速度を変化させる。また、ホイール駆動部32bは、駆動信号DRbに基づいてオムニホイール31bの回転速度を変化させる。
The
センサ部60は、オムニホイール31a,31bや球状回転体20等の回転や荷台41の傾きを検出して検出信号を演算部71に供給する。演算部71はセンサ部60からの検出信号に基づき、Pitch回転が正しく行われているか否かを判別して、Pitch回転が正しく行われていないと判別したときには、Pitch回転が正しく行われるように制御信号CTを補正する。すなわち、演算部71は、オムニホイール31a,31bの回転速度を調整してx方向または−x方向の加速度を変化させることで、所望のPitch回転が生じるように制御信号CTを補正する。
The
このような制御を行うものとすれば、搬送装置10は、Pitch回転を正しく行うことができる。
If such control is performed, the
Roll回転を行うときは、図14に示す制御を行う。演算部71は、操作部65からの操作信号PSによって、Roll回転の操作が行われたことを判別したとき、y方向または−y方向の加速度を生じさせるように制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。
When performing Roll rotation, the control shown in FIG. 14 is performed. When the
駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号DRa,DRb,DRcを生成して、駆動信号DRaをホイール駆動部32a、駆動信号DRbをホイール駆動部32b、駆動信号DRcをホイール駆動部32cに供給する。
The drive
ホイール駆動部32aは、駆動信号DRaに基づいてオムニホイール31aの回転速度を変化させる。また、ホイール駆動部32bは、駆動信号DRbに基づいてオムニホイール31bの回転速度を変化させる。ホイール駆動部32cは、駆動信号DRcに基づいてオムニホイール31cの回転速度を変化させる。
The
センサ部60は、オムニホイール31a,31b,31cや球状回転体20等の回転や荷台41の傾きを検出して検出信号を演算部71に供給する。演算部71はセンサ部60からの検出信号に基づき、Roll回転が正しく行われているか否かを判別して、Roll回転が正しく行われていないと判別したときには、Roll回転が正しく行われるように制御信号CTを補正する。例えば、演算部71は、オムニホイール31a,31b,31cの回転速度を調整してy方向または−y方向の加速度を変化させることで、所望のRoll回転が生じるように制御信号CTを補正する。
The
このような制御を行うものとすれば、搬送装置10は、Roll回転を正しく行うことができる。
If such control is performed, the
Yaw回転を行うときは、図14に示す制御を行う。演算部71は、操作部65からの操作信号PSによって、Yaw回転の操作が行われたことを判別したとき、オムニホイール31a,31b,31cを回転駆動するように制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。
When performing Yaw rotation, the control shown in FIG. 14 is performed. When the
駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号DRa,DRb,DRcを生成して、駆動信号DRaをホイール駆動部32a、駆動信号DRbをホイール駆動部32b、駆動信号DRcをホイール駆動部32cに供給する。
The drive
ホイール駆動部32aは、駆動信号DRaに基づいてオムニホイール31aを回転駆動する。また、ホイール駆動部32bは、駆動信号DRbに基づいてオムニホイール31bを回転駆動する。さらに、ホイール駆動部32cは、駆動信号DRcに基づいてオムニホイール31cを回転駆動する。
The
センサ部60は、オムニホイール31a,31b,31cや球状回転体20等の回転を検出して検出信号を演算部71に供給する。演算部71はセンサ部60からの検出信号に基づき、Yaw回転が正しく行われているか否かを判別して、Yaw回転が正しく行われていないと判別したときには、Yaw回転が正しく行われるように制御信号CTを補正する。すなわち、演算部71は、オムニホイール31a,31b,31cによって生じる各駆動力ベクトルの合力が打ち消されて、z軸を中心とした所望の方向の回転モーメントのみが残るように制御信号CTを補正する。
The
このような制御を行うものとすれば、搬送装置10は、Yaw回転を正しく行うことができる。
If such control is performed, the
このように、球状回転体と、この球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部、フレーム部に取り付けられて球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部を設けて、球状回転体駆動部の駆動制御を行うものとすれば、走行面上で球状回転体を転動させることによって、フレーム部の移動および/または回転を自由に行うことができる。また、搬送装置を小型化できるので、例えば狭いところでも移動が可能となり、駆動範囲を広げることができる。さらに、直動駆動部を設けることで、球状回転体の転動では移動できない方向への移動も可能となる。 In this way, the spherical rotating body, the spherical rotating body driving unit that rolls the spherical rotating body in a desired direction, and the frame rotating unit are attached to the spherical rotating body, and the spherical rotating body driving unit is held in a pressed state against the spherical rotating body. If the drive holding unit is provided to control the driving of the spherical rotating body driving unit, the frame unit can be freely moved and / or rotated by rolling the spherical rotating body on the running surface. it can. Further, since the transport device can be reduced in size, it can be moved even in a narrow space, for example, and the driving range can be expanded. Further, by providing the linear motion drive unit, it is possible to move in a direction that cannot be moved by rolling the spherical rotating body.
ところで、図12は、ユーザ操作を示す操作信号PSに応じて搬送装置10を駆動する場合について説明したが、搬送装置10でどのような駆動を行うか示した駆動情報を予め設定しておき、設定されている駆動情報に基づいて搬送装置10を駆動するものとすれば、搬送装置10の動作をユーザがその都度設定しなくとも、容易に所望の動作を行わせることができる。
By the way, although FIG. 12 demonstrated the case where the conveying
図16は、制御システムの他の構成として、予め設定されている駆動情報に基づいて駆動部30の駆動動作を制御する場合を示している。なお、図16において、図12と対応する部分については同一符号を付している。操作部65は、上述のようにユーザ操作に応じて操作信号PSを生成して駆動情報取得部68に供給する。
FIG. 16 shows a case where the drive operation of the
駆動情報取得部68は、操作信号PSによって駆動情報の登録開始操作が行われたことを判別したとき、例えばセンサ部60で生成される種々の検出信号を駆動情報DSとしてメモリ部69に記憶させる処理を開始する。また、駆動情報取得部68は、操作信号PSによって駆動情報の登録終了操作が行われたことを判別したとき、駆動情報DSをメモリ部69に記憶させる処理を終了する。
When the drive information acquisition unit 68 determines that a drive information registration start operation has been performed by the operation signal PS, the drive information acquisition unit 68 stores, for example, various detection signals generated by the
ユーザは、操作部65から駆動情報の登録開始操作を行ったのち、搬送装置10を手動で操作して所望の動き(移動や回転および揺動等)を行わせる。また、ユーザは、所望の動きを行わせる操作が完了したとき、操作部65から駆動情報の登録終了操作を行う。
After performing the drive information registration start operation from the
このように、駆動情報の登録操作が行われたとき,駆動情報取得部68は、登録開始操作から登録終了操作が行われるまでの期間中にセンサ部60で生成された検出信号を順次メモリ部69に記憶させる。
As described above, when the drive information registration operation is performed, the drive information acquisition unit 68 sequentially receives the detection signals generated by the
駆動情報取得部68は、操作信号PSによって搬送装置10の駆動指示操作が行われたことを判別したとき、ユーザによって指示された駆動情報DSをメモリ部69から読み出して制御部70の演算部71に供給する。
When the drive information acquisition unit 68 determines that the drive instruction operation of the
演算部71は、センサ部60で生成される検出信号が、メモリ部69から読み出した駆動情報DSに対応した信号となるように制御信号CTを生成する。例えば、センサ部60で生成される種々の検出信号が駆動情報DSとされているとき、メモリ部69から供給された駆動情報DSによって示された検出信号と、センサ部60から供給される検出信号が一致するように制御信号CTを生成して駆動信号生成部72に供給する。駆動信号生成部72は、制御信号CTに基づき駆動信号を生成して駆動部30に供給する。
The
このように駆動部30の駆動動作を制御すれば、ユーザが搬送装置10を手動で操作して所望の動きを行わせて、このとき得られた駆動情報をメモリ部69に記憶されることで、所望の動きを搬送装置10に登録することができる。また、記憶されている駆動情報を用いることで、登録した動きを搬送装置10で自動的に再現することができるようになる。
If the drive operation of the
次に、搬送装置が適用された機器について説明する。図17は、搬送装置を用いて例えばロッキングチェアを構成した場合を示している。ロッキングチェア80の座部81の下方には、図示せずも搬送装置が設けられている。搬送装置は、荷台が例えば座部81に固定されており、球状回転体が床面と接した状態とされている。 Next, a device to which the transfer device is applied will be described. FIG. 17 shows a case where, for example, a rocking chair is configured using the transport device. A transport device (not shown) is provided below the seat 81 of the rocking chair 80. In the transport device, the loading platform is fixed to, for example, the seat portion 81, and the spherical rotating body is in contact with the floor surface.
このように、搬送装置を用いてロッキングチェア80を構成すれば、ロッキングチェア80は、搬送装置10においてx方向やy方向の移動,x軸周りのRoll回転やy軸周りのPitch回転およびz軸周りのYaw回転,さらにz方向の移動を行うことで、自由度の高い揺動動作を行うことが可能となる。
As described above, if the rocking chair 80 is configured by using the transport device, the rocking chair 80 moves in the x direction and the y direction in the
さらに、ユーザが手動でロッキングチェア80を揺動させて、このときの動きに応じた駆動情報をメモリ部に登録すれば、この登録した駆動情報を用いることで、ユーザが行った揺動動作をロッキングチェア80で自動的に行わせることができる。 Further, if the user manually swings the rocking chair 80 and registers drive information corresponding to the movement at this time in the memory unit, the registered drive information is used to perform the swing operation performed by the user. This can be done automatically by the rocking chair 80.
図18は、搬送装置10を撮像装置に適用した場合を示している。撮像装置85は、搬送装置10の荷台41に例えばレンズや撮像素子等からなる撮像部86を設けた構成とされている。
FIG. 18 shows a case where the
このように、搬送装置10を撮像装置85に適用すれば、撮像装置85は、搬送装置10においてx方向やy方向の移動,x軸周りのRoll回転やy軸周りのPitch回転およびz軸周りのYaw回転,さらにz方向の移動を行うことで、自由度の高い撮像動作を行うことが可能となる。例えば、人の立入りが禁止されている場所や、空間が狭いために人が入れない場所等であっても、搬送装置10によって撮像部86を移動させることで、撮像装置85は自由度の高い撮像動作を行うことできる。
As described above, when the
さらに、ユーザが手動で撮像装置85の移動等を行い、このときの動きに応じた駆動情報をメモリ部に登録すれば、この登録した駆動情報を用いることで、ユーザが行った移動動作等を自動的に再現できるので、撮像装置85は自由度の高い所望の撮像動作を容易に行うことができる。また、搬送装置10を用いて映像提示装置、例えばプロジェクタ装置を構成すれば、任意の方向に映像を投射することが可能となるので、自由度の高い映像提示動作を行える。
Furthermore, if the user manually moves the
この発明によれば簡単な構成で自由度の高い動きが可能となるので、ロボット等のように移動動作を行う機器やロッキングチェアー等のように揺動動作を行う機器に適用できる。また、移動手段を有していない機器例えば撮像装置や映像提示装置等に用いることで多様な撮像動作や映像提示動作を行えるようになる。 According to the present invention, since a movement with a high degree of freedom is possible with a simple configuration, the invention can be applied to a device that performs a moving operation such as a robot or a device that performs a swinging operation such as a rocking chair. In addition, various imaging operations and video presentation operations can be performed by using in a device having no moving means such as an imaging device or a video presentation device.
10・・・搬送装置、20・・・球状回転体、21・・・球状フレーム部、22・・・表面部、23・・・圧縮気体充填部、25・・・バランサ、30・・・駆動部、31,31a,31b,31c・・・オムニホイール、32,32a,32b,32c・・・ホイール駆動部、33a,33b,33c・・・駆動保持部、35・・・直動駆動部、36・・・ボールキャスタ、40・・・フレーム部、41・・・荷台、42a,42b,42c・・・支柱、43・・・環状フレーム、51a,51b,51c・・・球状回転体保持部、52a,52b,52c・・・ボールキャスタ、60・・・センサ部、61・・・駆動状態検出センサ部、62・・・角度検出センサ部、63・・・搬送装置状態検出部、65・・・操作部、68・・・駆動情報取得部、69・・・メモリ部、70・・・制御部、71・・・演算部、72・・・駆動信号生成部、80・・・ロッキングチェア、81・・・座部、85・・・撮像装置、86・・・撮像部、90・・・走行面、311・・・ホイール本体部、312・・・軸穴、313・・・樽状ホイール支持部、315・・・樽状ホイール、331a,331b,331c・・・保持フレーム、332a,511a・・・支点、333a,333b,333c・・・サスペンション、334a,334b,334c・・・ストッパ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、
フレーム部に取り付けられて前記球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部と、
前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、走行面上で前記球状回転体を転動させることによって、前記フレーム部の移動および/または回転を行う搬送装置。 A spherical rotating body,
A spherical rotating body driving unit that is provided at least three or more at a predetermined interval with respect to the spherical rotating body and rolls the spherical rotating body in a desired direction;
A drive holding part that is attached to a frame part and holds the spherical rotary body driving part pressed against the spherical rotary body;
A control unit that performs drive control of the spherical rotating body drive unit;
The said control part is a conveying apparatus which moves and / or rotates the said frame part by rolling the said spherical rotary body on a driving | running | working surface.
前記制御部は、前記直動部の駆動制御を行い、
前記直動駆動部は、前記球状回転体の中心方向に前記球状回転体を駆動して、前記球状回転体を転動させることによっては移動できない方向に前記フレーム部を移動させる
請求項1記載の搬送装置。 A linear drive part is provided in the frame part,
The control unit performs drive control of the linear motion unit,
The linear motion drive unit drives the spherical rotating body in a central direction of the spherical rotating body, and moves the frame unit in a direction that cannot be moved by rolling the spherical rotating body. Conveying device.
前記球状回転体を駆動し、該駆動の方向と異なる方向への移動が可能とされているホイールと、
前記ホイールを駆動して前記球状回転体を転動させるホイール駆動部を備える
請求項2記載の搬送装置。 The spherical rotating body driving unit is
A wheel that drives the spherical rotating body and is capable of moving in a direction different from the direction of the drive;
The transport apparatus according to claim 2, further comprising a wheel driving unit that drives the wheel to roll the spherical rotating body.
前記球状回転体の他方の半球面側には、前記球状回転体を保持する球状回転体保持部を設けた
請求項3記載の搬送装置。 The wheel is provided on one hemispherical side of the spherical rotating body,
The conveying apparatus according to claim 3, wherein a spherical rotating body holding portion that holds the spherical rotating body is provided on the other hemispherical side of the spherical rotating body.
請求項4記載の搬送装置。 The transport device according to claim 4, wherein an omni wheel is used as the wheel.
請求項5記載の搬送装置。 The conveying device according to claim 5, wherein the spherical rotating body is a hollow body and has a surface portion formed of an elastic body.
請求項6記載の搬送装置。 The transport apparatus according to claim 6, wherein a balancer is provided inside the spherical rotating body.
前記制御部は、前記フレーム部が所望の動きとなるように、前記検出信号に基づいて前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う
請求項2記載の搬送装置。 A sensor unit for generating a detection signal corresponding to the movement of the frame unit is provided,
The transport device according to claim 2, wherein the control unit performs drive control of the spherical rotating body driving unit based on the detection signal so that the frame unit has a desired movement.
前記制御部は、前記センサ部で生成される検出信号が、前記メモリ部から読み出した駆動情報に対応した信号となるように前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う
請求項8記載の搬送装置。 A memory unit for storing drive information is provided,
The transport device according to claim 8, wherein the control unit performs drive control of the spherical rotating body drive unit so that a detection signal generated by the sensor unit is a signal corresponding to drive information read from the memory unit. .
前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも3以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、
前記球状回転体の中心方向に前記球状回転体を駆動する直動駆動部と
を備える駆動機構。 A spherical rotating body,
A spherical rotating body driving unit that is provided at least three or more at a predetermined interval with respect to the spherical rotating body and rolls the spherical rotating body in a desired direction;
A drive mechanism comprising: a linear motion drive unit that drives the spherical rotating body in a central direction of the spherical rotating body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008086262A JP2009234524A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Transporting device and drive mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008086262A JP2009234524A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Transporting device and drive mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009234524A true JP2009234524A (en) | 2009-10-15 |
Family
ID=41249014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008086262A Pending JP2009234524A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Transporting device and drive mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009234524A (en) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2487709A (en) * | 2010-10-30 | 2012-08-08 | Autoset Production Ltd | Powered omniball |
JP2013019810A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | Tracking apparatus |
GB2493370A (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-06 | Omnicaster Ltd | Omniball Twin Axle |
US20130168521A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Precision Machinery Research & Development Center | Mechanism for holding a ball |
US9160907B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-10-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Tracking apparatus |
KR101626862B1 (en) | 2015-07-28 | 2016-06-03 | 계룡환경주식회사 | A ball drive unit and a ball drive vehicle comprising the same |
KR101685339B1 (en) * | 2016-08-23 | 2016-12-12 | 주식회사 맥스로텍 | Ball-driven robot |
JP2017509519A (en) * | 2013-12-06 | 2017-04-06 | イノベイテッド トランスポート システムズ ユージー (ハフトゥングスベシュレンクト)Innovated Transport Systems Ug (Haftungsbeschrankt) | Vehicle for moving a pilot with a ball rolling in an arbitrary direction on the ground surface |
CZ306664B6 (en) * | 2015-09-13 | 2017-04-26 | České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení | Actuation of a mobile device |
US9663106B1 (en) | 2015-12-22 | 2017-05-30 | Abdulrahman Sadun Almutairi | Systems, apparatuses and methods to control one or more multidirectional wheels |
KR101788577B1 (en) | 2016-03-23 | 2017-10-23 | 이동주 | Control method of boarding type mobile device using the Ball-Robot |
WO2018003886A1 (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | 学校法人東京理科大学 | Omnidirectional movement device and orientation control method |
KR101877837B1 (en) * | 2014-08-04 | 2018-07-13 | 한화에어로스페이스 주식회사 | A caterpillar for vehicles |
CN109109993A (en) * | 2018-09-27 | 2019-01-01 | 华南理工大学广州学院 | One bulb wheel robot |
US10379314B2 (en) | 2015-03-19 | 2019-08-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Multi-degree-of-freedom support mechanism, lens barrel, and optical device |
CN110294039A (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-01 | 本田技研工业株式会社 | Moving body |
CN110587618A (en) * | 2019-08-28 | 2019-12-20 | 北京航空航天大学 | Self-balancing motion platform driven by double ball wheels |
CN112739606A (en) * | 2018-11-28 | 2021-04-30 | 国立大学法人九州工业大学 | Ball driving type moving device |
US11157020B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-10-26 | Public University Corporation Suwa University Of Science Foundation | Omnidirectional moving device and attitude control method for the same |
-
2008
- 2008-03-28 JP JP2008086262A patent/JP2009234524A/en active Pending
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2487709A (en) * | 2010-10-30 | 2012-08-08 | Autoset Production Ltd | Powered omniball |
JP2013019810A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | Tracking apparatus |
US8984757B2 (en) | 2011-07-12 | 2015-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Tracking apparatus |
GB2493370A (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-06 | Omnicaster Ltd | Omniball Twin Axle |
US20130168521A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Precision Machinery Research & Development Center | Mechanism for holding a ball |
US9160907B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-10-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Tracking apparatus |
JP2017509519A (en) * | 2013-12-06 | 2017-04-06 | イノベイテッド トランスポート システムズ ユージー (ハフトゥングスベシュレンクト)Innovated Transport Systems Ug (Haftungsbeschrankt) | Vehicle for moving a pilot with a ball rolling in an arbitrary direction on the ground surface |
KR101877837B1 (en) * | 2014-08-04 | 2018-07-13 | 한화에어로스페이스 주식회사 | A caterpillar for vehicles |
US10379314B2 (en) | 2015-03-19 | 2019-08-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Multi-degree-of-freedom support mechanism, lens barrel, and optical device |
KR101626862B1 (en) | 2015-07-28 | 2016-06-03 | 계룡환경주식회사 | A ball drive unit and a ball drive vehicle comprising the same |
CZ306664B6 (en) * | 2015-09-13 | 2017-04-26 | České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení | Actuation of a mobile device |
US9663106B1 (en) | 2015-12-22 | 2017-05-30 | Abdulrahman Sadun Almutairi | Systems, apparatuses and methods to control one or more multidirectional wheels |
KR101788577B1 (en) | 2016-03-23 | 2017-10-23 | 이동주 | Control method of boarding type mobile device using the Ball-Robot |
WO2018003886A1 (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | 学校法人東京理科大学 | Omnidirectional movement device and orientation control method |
CN109414956A (en) * | 2016-07-01 | 2019-03-01 | 学校法人东京理科大学 | Omnidirection mobile device and its posture control method |
JPWO2018003886A1 (en) * | 2016-07-01 | 2019-06-13 | 学校法人東京理科大学 | Omnidirectional mobile device and attitude control method therefor |
KR101685339B1 (en) * | 2016-08-23 | 2016-12-12 | 주식회사 맥스로텍 | Ball-driven robot |
US11157020B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-10-26 | Public University Corporation Suwa University Of Science Foundation | Omnidirectional moving device and attitude control method for the same |
CN110294039A (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-01 | 本田技研工业株式会社 | Moving body |
US11040746B2 (en) | 2018-03-22 | 2021-06-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Moving body |
CN109109993A (en) * | 2018-09-27 | 2019-01-01 | 华南理工大学广州学院 | One bulb wheel robot |
CN112739606A (en) * | 2018-11-28 | 2021-04-30 | 国立大学法人九州工业大学 | Ball driving type moving device |
CN110587618A (en) * | 2019-08-28 | 2019-12-20 | 北京航空航天大学 | Self-balancing motion platform driven by double ball wheels |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009234524A (en) | Transporting device and drive mechanism | |
JP6738611B2 (en) | Unmanned rotorcraft | |
US8269447B2 (en) | Magnetic spherical balancing robot drive | |
WO2012086604A1 (en) | Cleaning device | |
KR101927185B1 (en) | Multipurpose Rollable moving device | |
US20060111814A1 (en) | Mobile robot | |
CN110582332A (en) | Seat type sports simulation amusement park scenery spot | |
JP2006282160A (en) | Omnidirectional mobile robot and omnidirectional motion driving mechanism therefor | |
JP5766641B2 (en) | Tracking device | |
JP2008052362A (en) | Autonomously moving apparatus | |
CN110546587B (en) | Method and apparatus for stabilizing a payload | |
JP2001041395A (en) | Stabilized platform device for payload | |
JP2010058779A (en) | Flying robot | |
CN106005459A (en) | Unmanned aerial vehicle | |
JP2013019810A (en) | Tracking apparatus | |
JP2010098575A (en) | Spatial stabilizer | |
JP6793006B2 (en) | Optical unit | |
JP7333220B2 (en) | Control method for multi-purpose mobile device | |
JP2011152910A (en) | Non-oriented robot | |
US20150092519A1 (en) | Sphere-Inscribed Wheel-Driven Mobile Platform for Universal Orientation | |
JP2018118525A (en) | Flying work body and work system using the same | |
JPH10247054A (en) | Angle control unit for body | |
JP2007010878A (en) | Rocking stage device and rocking/stable stage device | |
US10274924B2 (en) | System and method for docking an actively stabilized platform | |
JP2005080902A (en) | Method and apparatus for controlling posture of driving body and traveling vehicle |