JP2015020565A - Trochoid drive mechanism - Google Patents

Trochoid drive mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP2015020565A
JP2015020565A JP2013149696A JP2013149696A JP2015020565A JP 2015020565 A JP2015020565 A JP 2015020565A JP 2013149696 A JP2013149696 A JP 2013149696A JP 2013149696 A JP2013149696 A JP 2013149696A JP 2015020565 A JP2015020565 A JP 2015020565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheel
trochoid
axle
drive mechanism
drive
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.)
Granted
Application number
JP2013149696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6238191B2 (en
Inventor
前田 太郎
Taro Maeda
太郎 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka University NUC
Original Assignee
Osaka University NUC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University NUC filed Critical Osaka University NUC
Priority to JP2013149696A priority Critical patent/JP6238191B2/en
Publication of JP2015020565A publication Critical patent/JP2015020565A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6238191B2 publication Critical patent/JP6238191B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a steering mechanism and a drive wheel mechanism, and to move a locus which is approximate to a trochoid curve by contact point movement, for achieving off-road stable travel in all orientations.SOLUTION: A trochoid drive mechanism 1 comprises: four action parts 20 respectively having an axle 22 to whose tip end a wheel 23 is fixed; a motion mechanism part 30 for moving the axle 22 on a ground by gyrating movement; and an inclination mechanism part 40 for inclining a turning central axis of the gyrating movement. Each of the wheels 23 moves with a locus in which a contact point between it and the ground is approximate to a trochoid curve by the gyrating movement.

Description

本発明は、トロコイド曲線に近似した軌道で全方位移動を行うトロコイド駆動機構に関する。   The present invention relates to a trochoid drive mechanism that performs omnidirectional movement in a trajectory approximate to a trochoid curve.

平面内でのホロノミックな全方位移動を考えた場合、トロコイド曲線に沿った軌道は連続的な回転機構による直線移動の幾何学解として有効である。本発明者は、特許文献1,2に記載のホロノミックな全方位移動型を提案した。かかる特許文献1,2は、トロコイド曲線の完全解をステアリングして辿る機構であり、さらに特許文献2では、大径の車輪を大キャンバー角で傾倒させて旋回させる態様とすることで、高い段差乗り越え能力を有する従動車輪旋回タイプのトロコイド駆動機構を提案している。   When considering holonomic omnidirectional movement in a plane, the trajectory along the trochoidal curve is effective as a geometric solution for linear movement by a continuous rotating mechanism. The inventor has proposed a holonomic omnidirectional movement type described in Patent Documents 1 and 2. Such Patent Documents 1 and 2 are mechanisms for steering and following a complete solution of a trochoid curve. Further, in Patent Document 2, a large step is formed by tilting a large-diameter wheel at a large camber angle. The trochoid drive mechanism of the driven wheel turning type which has the ability to get over is proposed.

WO2011/155485号公報WO2011 / 155485 特開2012−246961号公報JP 2012-246961 A

また、本発明者は、不整地での運用や足場最大化のための1軸多輪構成への対応としての車輪の駆動輪化に係るトロコイド駆動機構を、先願(特願2012−120065)として提案した。ところで、特許文献1,2及び先願に記載されたトロコイド走行系の性能評価に関する解析は行われていないことから、発明者は、今般、主駆動軸を法線とする水平面上での走行についての解析を試みた。   In addition, the present inventor previously applied a trochoid drive mechanism related to wheel drive wheels as a response to a single-shaft multi-wheel configuration for operation on rough terrain and maximizing the scaffolding (Japanese Patent Application No. 2012-120065). As suggested. By the way, since the analysis regarding the performance evaluation of the trochoid traveling system described in Patent Documents 1 and 2 and the prior application has not been performed, the inventor has now been traveling on a horizontal plane with the main drive shaft as a normal line. I tried to analyze.

上記解析に当たり、不整地への適用を考慮した場合、不整地では水平性が揺らぐことになることから、接地点において常にトロコイド曲線を描くように設計されている特許文献1,2及び先願に記載のトロコイド走行系において、その揺らぎが不整地走行時の走行軌道の安定性にどのように影響するかについて、以下のような幾何学的な解析を行った。   In considering the application to rough terrain in the above analysis, since the horizontality fluctuates on rough terrain, Patent Documents 1 and 2 and the prior application that are designed to always draw a trochoidal curve at the ground contact point. In the described trochoid running system, the following geometrical analysis was performed to determine how the fluctuation affects the running trajectory stability during running on rough terrain.

図1は、接地点の変動と車輪Wの進行方向の揺らぎを説明する図で、正面図(Front View)、平面図(Top View)、及び側面図(Side View)を示している。まず、主駆動軸方向にz軸を設定する。さらに仮想接地平面をxy平面とし、車輪Wの仮想接地点を原点とする。ここで車輪Wの接線方向にx軸を設定する。このとき、走行軌道の回転中心は常に同直交座標系のy軸上にあることになる。この条件下において、主駆動軸に対する接地平面の水平性の姿勢2自由度の揺らぎとして不整地性を定義する。本機構においてはz軸周りの回転はステアリング角Ψ、x軸周りの回転はキャンバー角θの変化に相当し、これらは接地点に変化を及ぼすことはない。本座標系においては水平性の揺らぎとしてx軸周りの揺らぎはキャンバー角θの変化Δθとして定義されるが、この変化によって接地点は変化せず、唯一、y軸周りの揺らぎ角Δλによって接地点が移動することになる。このとき、移動した接地点を車輪Wの位相角揺らぎΔφとすると、下記の関係が成り立つ。   FIG. 1 is a diagram for explaining the change of the ground contact point and the fluctuation of the traveling direction of the wheel W, and shows a front view, a plan view (Top View), and a side view (Side View). First, the z axis is set in the main drive axis direction. Further, the virtual ground plane is the xy plane, and the virtual ground point of the wheel W is the origin. Here, the x-axis is set in the tangential direction of the wheel W. At this time, the rotation center of the traveling track is always on the y-axis of the same orthogonal coordinate system. Under this condition, the terrain property is defined as a fluctuation of the two-degree-of-freedom posture of the ground plane with respect to the main drive shaft. In this mechanism, rotation around the z-axis corresponds to a change in the steering angle Ψ, and rotation around the x-axis corresponds to a change in the camber angle θ, which does not change the ground contact point. In this coordinate system, the fluctuation around the x axis is defined as the change Δθ of the camber angle θ as the horizontal fluctuation, but the ground point does not change due to this change, and only the ground contact point depends on the fluctuation angle Δλ around the y axis. Will move. At this time, if the moved ground point is the phase angle fluctuation Δφ of the wheel W, the following relationship is established.

tanΔλ=tanΔφcos(θ+Δθ)
このとき、ステアリング角Ψの揺らぎ角ΔΨは、下記のように定義される。
tanΔλ = tanΔφcos (θ + Δθ)
At this time, the fluctuation angle ΔΨ of the steering angle Ψ is defined as follows.

tanΔΨ=tanΔφsin(θ+Δθ)
両式から、不整地による水平性の揺らぎは、2自由度の揺らぎ角(Δθ,Δλ)に対して次式の関係において直進性の揺らぎ角として走行に影響を及ぼすことになることがわかる。
tanΔΨ = tanΔφsin (θ + Δθ)
From both equations, it can be seen that the horizontal fluctuation due to uneven terrain affects the traveling as a straight-running fluctuation angle in the relationship of the following expression with respect to the fluctuation angles (Δθ, Δλ) of two degrees of freedom.

tanΔΨ=tanΔλtan(θ+Δθ)
ここで、車輪Wの半径rに比して不整地面のz軸方向の凹凸が十分に小さいならば、Δλ≒0,Δθ≒0であるため、上式は、下記のように表される。
tanΔΨ = tanΔλtan (θ + Δθ)
Here, if the unevenness in the z-axis direction of the irregular ground is sufficiently small compared to the radius r of the wheel W, Δλ≈0 and Δθ≈0, so the above equation is expressed as follows.

tanΔΨ≒Δλ(tanθ+Δθ)
また、本駆動系の場合、仮想接地線であるx軸は物理静止系に対しては主駆動軸周りに回転する系であり、この回転由来の揺らぎは主駆動軸と接地面の成す角Δξに対して下記のように近似できる。
tanΔΨ ≒ Δλ (tanθ + Δθ)
In the case of this drive system, the x axis that is a virtual ground line is a system that rotates around the main drive axis with respect to the physical stationary system, and fluctuations derived from this rotation are the angle Δξ formed by the main drive axis and the ground plane. Can be approximated as follows.

(Δλ,Δθ)≒(Δξsinωt,Δξcosωt)
これを上式に代入することによって進行方向への揺らぎΔΨを求め、各種条件下での接地点の走行軌跡をシミュレーションすることができる。シミュレーションでは、主駆動軸がy軸周りに傾斜(例えばΔλ=π/60)した面を想定し、所定のキャンバー角で操舵操作を行った場合、キャンバー角が大きい程、本来の進行方向であるx軸方向に対して、より大きなy軸方向への移動成分を有することが判った。また、操舵操作が行われない場合、静止せず、僅かなy軸方向への移動成分を有していることが判った。さらに、接地面がΔξ傾くと、キャンバー角θ≒0付近では進行方向の揺らぎΔΨの周波数はω/π、振幅は(Δξ)程度であり、一方、θが十分大きいときには周波数ω/2πで、振幅値はΔξtanθが支配的となる。従って、進行方向の揺らぎΔΨを最小化する観点からはキャンバー角θは0に近く、主駆動軸は(マクロ的な)斜面平均に対して法線方向に保たれていることが望ましい。
(Δλ, Δθ) ≒ (Δξsinωt, Δξcosωt)
By substituting this into the above equation, the fluctuation ΔΨ in the traveling direction can be obtained, and the traveling locus of the ground contact point under various conditions can be simulated. In the simulation, assuming that the main drive shaft is inclined about the y-axis (for example, Δλ = π / 60) and the steering operation is performed at a predetermined camber angle, the larger the camber angle is, the more the original traveling direction is. It was found that it has a larger movement component in the y-axis direction with respect to the x-axis direction. In addition, it was found that when the steering operation is not performed, the vehicle does not stop and has a slight movement component in the y-axis direction. Further, when the ground contact surface is tilted by Δξ, in the vicinity of the camber angle θ≈0, the frequency of the fluctuation ΔΨ in the traveling direction is about ω / π and the amplitude is about (Δξ) 2. On the other hand, when θ is sufficiently large, the frequency is ω / 2π. The amplitude value is governed by Δξtanθ. Therefore, from the viewpoint of minimizing the fluctuation ΔΨ in the traveling direction, it is desirable that the camber angle θ is close to 0 and the main drive shaft is kept in the normal direction with respect to the (macro) slope average.

すなわち、高速に直進したい場合にはキャンバー角を小さく、すなわち車輪を立てた状態で、主駆動軸を接地面に垂直になるようにサスペンション等で車体姿勢を調整することが望ましい。その一方で、この場合の段差対応力は従来型の車輪運用の能力程度に留まることになる。ところで、本機構の不整地走破性を活用するためには、大キャンバー角運用を行いつつ、進行方向揺らぎを補正する制御を行うことが望ましい。また、この一方で、この特性を逆に活用して、積極的に主駆動軸を傾けることによって全方位移動を可能とする簡易型のステアリング機構を構成することが可能になる。   That is, when going straight at high speed, it is desirable to adjust the vehicle body posture with a suspension or the like so that the main drive shaft is perpendicular to the ground contact surface with the camber angle being small, that is, with the wheel set up. On the other hand, the step response force in this case is limited to the conventional wheel operation capability. By the way, in order to utilize the rough terrain traveling ability of the present mechanism, it is desirable to perform control to correct the traveling direction fluctuation while performing a large camber angle operation. On the other hand, it is possible to configure a simple steering mechanism that enables omnidirectional movement by actively tilting the main drive shaft by utilizing this characteristic in reverse.

以上の解析結果から、発明者は、大キャンバー角で運用する態様では、従来の機構からステアリング機構をなくした構造であっても、主駆動軸を傾けることによって、位相−90°の方向にほぼトロコイド軌道を描いて進行する全方位走行系として運用可能であるとの知見を得た。これは、また倒立振子制御による大キャンバー角単軸単輪構成の走行系への適用の場合に機構の大幅な簡略化を可能にする有望な機構構成となると考えられる。   From the above analysis results, the inventor found that in the mode of operation with a large camber angle, even when the steering mechanism is eliminated from the conventional mechanism, the main drive shaft is tilted so that the phase is approximately 90 °. The knowledge that it can be operated as an omnidirectional traveling system that travels in a trochoidal track was obtained. This is also considered to be a promising mechanism configuration that enables a significant simplification of the mechanism when applied to a traveling system having a large camber angle single-shaft single-wheel configuration by inverted pendulum control.

本発明は、上記に知見に鑑みてなされたもので、ステアリング機構及び駆動輪化機構を簡素化し、トロコイド曲線に近似した軌道の接地点移動を行って全方位への不整地安定走行を実現するトロコイド駆動機構を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above knowledge, and simplifies the steering mechanism and the drive wheeling mechanism, and realizes stable traveling on rough terrain in all directions by moving the contact point of the track approximated to the trochoid curve. An object of the present invention is to provide a trochoid drive mechanism.

本発明は、先端に車輪が固設された車軸を備えた少なくとも1個の作用部と、前記車軸を作用面上でみそすり運動させる運動機構部と、前記みそすり運動の旋回中心軸を傾斜させる傾斜機構部とを備えたトロコイド駆動機構である。本発明によれば、運動機構部によって作用部の車軸がみそすり運動を行うことで、先端の車輪が作用面上で接地点を移動させながらトロコイド曲線に近似した軌道を描く。車輪は車軸に固設されていることから、みそすり運動においても回転拘束されている。この状態で、傾斜機構部によって、みそすり運動の旋回中心軸が傾斜させられると、車輪は、作用面上を、旋回中心軸の傾斜方向に関連してキャンバー角度に偏りが生じ、回転位相の90°方向に進行する。傾斜方向が全方位に指示可能であれば、車輪は全方位に方向に向けて走行可能となる。   The present invention includes at least one action portion having an axle having a wheel fixed to the tip, a motion mechanism portion for causing the axle to shave on the action surface, and a tilting center axis of the razor motion. A trochoid drive mechanism including a tilting mechanism portion to be moved. According to the present invention, the axle of the action portion performs a razor motion by the motion mechanism portion, so that the wheel at the tip draws a trajectory that approximates a trochoid curve while moving the ground point on the action surface. Since the wheel is fixed to the axle, the wheel is also rotationally restrained in the slashing motion. In this state, when the turning center axis of the razor movement is tilted by the tilting mechanism unit, the camber angle is biased on the working surface in relation to the tilt direction of the turning center axis, and the rotation phase Proceed in the 90 ° direction. If the inclination direction can be indicated in all directions, the wheel can travel in all directions.

また、本発明では、トロコイド曲線としての時間軌道的な精度の多少の不正確さと機構重心の上下動を伴うものの、ステアリング機構と駆動輪化機構を、特許文献1,2及び先願に比して簡素化することができる。また、傾斜量を調整することで、全方位速度制御を可能とし、階段も登れる段差乗り越え能力を有するなど不整地走行性も優れ、その特性から歩行移動を行う人と共存するパーソナルモービルや対人サービスロボットの走行系として高い有用性を持つ機構であると期待される。   Further, in the present invention, the steering mechanism and the drive wheel mechanism are compared with Patent Documents 1 and 2 and the prior application, although there is some inaccuracy in time trajectory accuracy as a trochoid curve and vertical movement of the center of gravity of the mechanism. Can be simplified. In addition, by adjusting the amount of inclination, it is possible to control the omnidirectional speed, it has excellent ability to ride on uneven terrain, such as having the ability to climb over steps that can climb stairs, and personal mobile and interpersonal services that coexist with people who move by walking The mechanism is expected to be highly useful as a robot traveling system.

また、本発明は、本体を備え、前記本体に前記作用部が複数個併設され、前記傾斜機構部は、前記複数の作用部の各旋回中心軸を同一角度だけ傾斜させるものである。この構成によれば、各作用部は同一方向に並進することになる。従って、全方位への並進と回転において複合的な動きを求める建機等の作業用車両への応用では、この不整地走破性に高い価値がある。   In addition, the present invention includes a main body, and a plurality of the action portions are provided in the main body, and the tilt mechanism tilts each turning center axis of the plurality of action portions by the same angle. According to this structure, each action part translates in the same direction. Therefore, this rough terrain traveling property is highly valuable in application to a working vehicle such as a construction machine that requires a complex movement in translation and rotation in all directions.

また、本発明は、前記運動機構部が、前記複数の作用部の各車軸を同位相でみそすり運動させるものである。この構成によれば、1つを駆動源とし、他を従動構造とすることができるので構造の簡素化が図れる。   Further, according to the present invention, the motion mechanism section causes the axles of the plurality of action sections to shave in the same phase. According to this configuration, one can be a drive source and the other can be a driven structure, so that the structure can be simplified.

また、本発明は、前記車軸が、上部にユニバーサルジョイントを備え、かつ軸途中にボール継ぎ手が介在されたものであることを特徴とするものである。この構成によれば、車軸の支持が簡易構造で可能となる。   Further, the present invention is characterized in that the axle is provided with a universal joint at an upper portion and a ball joint is interposed in the middle of the shaft. According to this configuration, the axle can be supported with a simple structure.

また、本発明は、前記傾斜機構部が、静止時に前記車輪の側面を前記作用面にほぼ接地した状態にすることを特徴とするものである。この構成によれば、静止時に車輪側面をほぼ乃至は完全に接地(横臥)させた状態に移行し得ることで、静止安定性を得る構造となる。特に、90°近い大きなキャンバー角での運用を特徴とする機構の場合、磁石車輪を採用した全方位走行体への応用が期待される。また、静止時に全車両の側面を完全接地した状態で車軸上に直立する形で機構を支持する構造であるため、高い接地安定性と全方位への微動調整の組合せで移動と静止とを繰り返すようなクレーン車などへの応用に利点をもたらすと考えられる。   Further, the present invention is characterized in that the tilting mechanism portion makes the side surface of the wheel substantially grounded to the working surface when stationary. According to this configuration, it is possible to shift to a state in which the wheel side face is substantially or completely grounded (side-down) when stationary, thereby obtaining a structure for obtaining stationary stability. In particular, in the case of a mechanism characterized by operation with a large camber angle close to 90 °, application to an omnidirectional traveling body employing a magnet wheel is expected. In addition, the structure supports the mechanism so that it stands upright on the axle with all sides of the vehicle fully grounded when stationary, so it repeats moving and stationary with a combination of high grounding stability and fine adjustment in all directions. It is thought that it will bring an advantage to the application to such crane cars.

また、本発明は、前記車輪は磁石からなることを特徴とするものである。この構成によれば、90°近い大きなキャンバー角での運用及び静止を特徴とする機構の場合、磁石車輪を採用して壁面移動ロボットなどへの応用が期待される。   In the present invention, the wheel is made of a magnet. According to this configuration, in the case of a mechanism characterized by operation and stationary at a large camber angle close to 90 °, application to a wall-mounted mobile robot or the like by using a magnet wheel is expected.

また、本発明は、前記車輪は、前記車軸側の面上であって、周方向の少なく1箇所に径方向に突設された係合部材を備えることを特徴とするものである。この構成によれば、階段乗り越え時に、踏面への係合性を高めることで滑落が抑制できる。   Further, the present invention is characterized in that the wheel is provided with an engaging member that protrudes in a radial direction at least at one place in the circumferential direction on the surface on the axle side. According to this configuration, slipping down can be suppressed by increasing the engagement with the tread when climbing over the stairs.

本発明によれば、ステアリング機構及び駆動輪化機構を簡素化したトロコイド駆動機構を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the trochoid drive mechanism which simplified the steering mechanism and the drive wheel formation mechanism can be provided.

接地点の変動と車輪Wの進行方向の揺らぎを説明する図で、正面図(Front View)、平面図(Top View)、及び側面図(Side View)を示している。It is a figure explaining the fluctuation | variation of a grounding point and the moving direction of the wheel W, The front view (Front View), the top view (Top View), and the side view (Side View) are shown. 本発明に係るトロコイド駆動機構の一実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows one Embodiment of the trochoid drive mechanism which concerns on this invention. 本体部、作用部及び運動機構部の一実施形態を示す一部側面断面図である。It is a partial side sectional view showing one embodiment of a main part, an action part, and an exercise mechanism part. 傾斜機構部の一実施形態を示す一部側面断面図である。It is a partial side sectional view showing one embodiment of an inclination mechanism part. 車輪の接地点の移り変わりを説明する図で、(a)は旋回中心が鉛直方向にある場合の図、(b)は旋回中心が水平方向にずらされた場合の図である。It is a figure explaining the transition of the contact point of a wheel, (a) is a figure in case a turning center is in a vertical direction, (b) is a figure in case the turning center is shifted in a horizontal direction. 階段乗り越え時の滑落を可及的に抑制する車輪の構造の一実施形態を示す図で、(a)は上面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows one Embodiment of the structure of the wheel which suppresses sliding at the time of going over stairs as much as possible, (a) is a top view, (b) is a side view.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るトロコイド駆動機構が車輪を備えた推進機構に適用された実施形態について説明する。図2は、本発明に係るトロコイド駆動機構の一実施形態を示す概略斜視図である。   Hereinafter, an embodiment in which a trochoid drive mechanism according to the present invention is applied to a propulsion mechanism including wheels will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an embodiment of the trochoid drive mechanism according to the present invention.

本トロコイド駆動機構1は、本実施形態では、上下方向に4層からなり、それぞれ略円形状の板状体が積層された本体部10を備えている。図2では、説明の便宜上、最上位の板状体は省略されている。4層からなる板状体は、それぞれ所要間隔を置いて配置され、上側から、天井板11、上駆動板12、中間板13及び下駆動板14である。なお、図3には、天井板11、上駆動板12、中間板13及び下駆動板14が示されている。天井板11、上駆動板12、中間板13及び下駆動板14は、それぞれ所要の形状を有し、以下のように構造的に互いに関連して支持されている。   In the present embodiment, the trochoid drive mechanism 1 includes a main body 10 that is composed of four layers in the vertical direction and in which substantially circular plate-like bodies are stacked. In FIG. 2, the uppermost plate-like body is omitted for convenience of explanation. The four-layered plate-like bodies are respectively arranged at a required interval, and are the ceiling plate 11, the upper drive plate 12, the intermediate plate 13 and the lower drive plate 14 from the upper side. 3 shows the ceiling plate 11, the upper drive plate 12, the intermediate plate 13, and the lower drive plate 14. The ceiling plate 11, the upper drive plate 12, the intermediate plate 13 and the lower drive plate 14 each have a required shape and are structurally supported in association with each other as follows.

本トロコイド駆動機構1は、さらに作用部20、運動機構部30及び傾斜機構部40を備えている。図3は、本体部10、作用部20及び運動機構部30の一実施形態を示す一部側面断面図である。図4は、傾斜機構部40の一実施形態を示す一部側面断面図である。本実施形態では、図2に示すように、作用部20、運動機構部30は、本体10の周方向に略均等な4箇所に配設されている。4個の作用部20及び運動機構部30は同一構造を有する。なお、運動機構部30の1個は駆動源となり、従動側となる残り3個と一部において構造を異にしている。図3では、説明の便宜上、作用部20及び運動機構部30は1個のみを示している。   The trochoid drive mechanism 1 further includes an action unit 20, a motion mechanism unit 30, and a tilt mechanism unit 40. FIG. 3 is a partial side cross-sectional view showing an embodiment of the main body 10, the action part 20, and the motion mechanism part 30. FIG. 4 is a partial side cross-sectional view showing an embodiment of the tilt mechanism unit 40. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the action portion 20 and the motion mechanism portion 30 are disposed at four substantially equal positions in the circumferential direction of the main body 10. The four action parts 20 and the movement mechanism part 30 have the same structure. Note that one of the motion mechanism units 30 serves as a drive source, and the structure is different in part from the remaining three on the driven side. In FIG. 3, only one action part 20 and movement mechanism part 30 are shown for convenience of explanation.

作用部20は、上駆動板12と下駆動板14とに支持されている。作用部20は、上端部で上駆動板12に固設され、略中央部位で下駆動板14に、後述する継ぎ手を介して支持されている。作用部20は、上駆動板12に固設される頂部21と、頂部21から下駆動板14の下方まで延設される断面円形の車軸22と、車軸22の下端に車軸22と一体で取り付けられる所要径の車輪23とを備える。また、作用部20は、頂部21と車軸22との間にユニバーサルジョイント24が介在されている。さらに、車軸22の途中には、下駆動板14との間でボール継ぎ手25が介在されている。   The action unit 20 is supported by the upper drive plate 12 and the lower drive plate 14. The action portion 20 is fixed to the upper drive plate 12 at the upper end portion, and is supported by the lower drive plate 14 at a substantially central portion via a joint described later. The action part 20 is attached to the upper drive plate 12, the axle 21 having a circular cross section extending from the top 21 to the lower side of the lower drive plate 14, and the axle 22 at the lower end thereof. And a wheel 23 having a required diameter. The action part 20 has a universal joint 24 interposed between the top part 21 and the axle 22. Further, a ball joint 25 is interposed between the axle 22 and the lower drive plate 14.

ユニバーサルジョイント24は、図3に示すように、コの字状部分を有するヨーク241,242を交差状に向き合わせて配置し、両ヨーク241,242間を十字ピン243により連結して、ヨーク241に対してヨーク242を自在方向に傾動可能に構成したものである。ボール継ぎ手25は、車軸22を内嵌する円孔が穿設された球状筒体251と、内部に球状筒体251の一部を囲繞する球形空洞を有する継ぎ手部252と、継ぎ手部252を連結腕253を介して下駆動板14に固定する固定部254とを備える。この構成によれば、後述するように上駆動板12に対して下駆動板14が左右方向に移動すると、車軸22は、ユニバーサルジョイント24で屈曲して傾斜することになる。   As shown in FIG. 3, the universal joint 24 has yokes 241 and 242 having U-shaped portions facing each other in a crossing manner, and the yokes 241 and 242 are connected by a cross pin 243. On the other hand, the yoke 242 is configured to be tiltable in a free direction. The ball joint 25 connects the joint portion 252 with the spherical tubular body 251 in which a circular hole for fitting the axle 22 is formed, the joint portion 252 having a spherical cavity surrounding a part of the spherical tubular body 251 inside, and the joint portion 252. And a fixing portion 254 that is fixed to the lower drive plate 14 via the arm 253. According to this configuration, when the lower drive plate 14 moves in the left-right direction with respect to the upper drive plate 12 as described later, the axle 22 is bent and inclined by the universal joint 24.

図3には、駆動源となる運動機構部30が示されている。運動機構部30は、天井板11の上面適所に、フレーム31を介して、駆動部としてのモータ32が搭載されている。モータ32の出力軸にはギア321が一体で取り付けられている。モータ32の回転力は、運動機構部30を構成するギア33〜軸38によって、天井板11及び中間板13を水平面上で回転させる。ギア33は、軸34の上端に取り付けられ、ギア321と噛合している。軸34は、天井板11の孔111に回転可能に遊嵌されている。軸34の下部には軸34周りに回動可能な所要長を有する、例えば板状の第1旋回部材35の一端が連結されている。第1旋回部材35の他端は、上駆動板12の孔121に遊嵌された軸36に可動自在に連結されている。軸36の下部には、軸36周りに回動可能な所要長を有する、例えば板状の第2旋回部材37の一端が連結されている。旋回部材37の他端は、中間板13の孔131に遊嵌された軸38に可動自在に連結されている。従って、軸34〜軸38によって2段クランクが構成されている。なお、軸34,36,38は上下方向への移動を規制する図略の位置決め部材を備えている。   FIG. 3 shows an exercise mechanism 30 serving as a drive source. The motion mechanism unit 30 is mounted with a motor 32 as a drive unit at a suitable position on the top surface of the ceiling plate 11 via a frame 31. A gear 321 is integrally attached to the output shaft of the motor 32. The rotational force of the motor 32 causes the ceiling plate 11 and the intermediate plate 13 to rotate on a horizontal plane by the gear 33 to the shaft 38 constituting the motion mechanism unit 30. The gear 33 is attached to the upper end of the shaft 34 and meshes with the gear 321. The shaft 34 is loosely fitted in the hole 111 of the ceiling plate 11 so as to be rotatable. One end of, for example, a plate-like first turning member 35 having a required length rotatable around the shaft 34 is connected to the lower portion of the shaft 34. The other end of the first turning member 35 is movably connected to a shaft 36 that is loosely fitted in the hole 121 of the upper drive plate 12. One end of, for example, a plate-like second turning member 37 having a required length rotatable around the shaft 36 is connected to the lower portion of the shaft 36. The other end of the turning member 37 is movably connected to a shaft 38 that is loosely fitted in the hole 131 of the intermediate plate 13. Therefore, the shaft 34 to the shaft 38 constitute a two-stage crank. The shafts 34, 36, and 38 are provided with unillustrated positioning members that restrict movement in the vertical direction.

軸34,36,38の位置は、第1、第2旋回部材35,37が軸36周りで同一方向を向く(同相となる)ように設定されている。また、第1、第2旋回部材35,37は、それぞれ一端から他端までの寸法の比率が、より詳細には、第1旋回部材35の軸34,36間の寸法と、第2旋回部材37の軸36,38間の寸法との比率が所定の比率に設定されている。   The positions of the shafts 34, 36, and 38 are set so that the first and second turning members 35 and 37 face the same direction (in phase) around the shaft 36. The first and second swiveling members 35 and 37 each have a ratio of dimensions from one end to the other end, more specifically, the dimension between the shafts 34 and 36 of the first swiveling member 35 and the second swiveling member. The ratio between the 37 shafts 36 and 38 is set to a predetermined ratio.

上記構造において、モータ32が駆動すると、ギア33は、ギア321からの回転力を受けて軸36周りに旋回する。この旋回動作によって、中間板13も前記の所定の比率に対応した旋回径で同期旋回する。上駆動板12と中間板13の旋回径の比率は、作用部20の車軸22の旋回中心軸に対するみそすり運動(首振り運動)の角度θ(図5(a)参照)を規定する。車輪22はフリーホイールではなく、回転拘束力のかかった駆動輪として機能する。従って、車輪23は、角度θに対応したキャンバー角で起立して、旋回中心軸周りに接地点移動を行う。なお、運動機構部30のうち、他の3個の従動側は、モータ32,ギア321,33を省いた構造である。4個の運動機構部30は、回転位相が一致するように向きが合わせられている。   In the above structure, when the motor 32 is driven, the gear 33 receives the rotational force from the gear 321 and turns around the shaft 36. By this turning operation, the intermediate plate 13 also turns synchronously with a turning diameter corresponding to the predetermined ratio. The ratio of the turning diameters of the upper drive plate 12 and the intermediate plate 13 defines the angle θ (see FIG. 5A) of the razor movement (swing motion) with respect to the turning center axis of the axle 22 of the action portion 20. The wheel 22 is not a free wheel, but functions as a driving wheel on which rotational restraint force is applied. Therefore, the wheel 23 stands at a camber angle corresponding to the angle θ and moves the ground point around the turning center axis. The other three driven sides of the motion mechanism unit 30 have a structure in which the motor 32 and the gears 321 and 33 are omitted. The four motion mechanism sections 30 are oriented so that their rotational phases coincide.

図5は、車輪22の接地点の移り変わりを説明する図で、(a)は旋回中心が鉛直方向にある場合、(b)は旋回中心が水平方向にずらされた場合の図である。すなわち、図5(a)のようにステアリングが切られていない状態において、旋回中心軸Ocの周りに所定の角度、すなわち前記した所定の比率に対応した角度θを持って車軸22がみそすり運動を行う。なお、車輪23の半径は、図5(a)において、車輪23の接地点から旋回中心軸Ocが接地面と交差する点までの距離が接地点の描く円弧の半径に一致するように設定されることが好ましい。このようにすれば、ステアリングを切らないままの状態でみそすり運動をしても車輪23の転がりの一周が接地点の一周と一致することになり、捻れを生まないことになる。車輪23’の場合も同様である。   FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the transition of the ground contact point of the wheel 22. FIG. 5A is a diagram when the turning center is in the vertical direction, and FIG. 5B is a diagram when the turning center is shifted in the horizontal direction. That is, in a state where the steering is not turned off as shown in FIG. 5A, the axle 22 moves with a predetermined angle around the turning center axis Oc, that is, the angle θ corresponding to the predetermined ratio described above. I do. In FIG. 5A, the radius of the wheel 23 is set so that the distance from the contact point of the wheel 23 to the point where the turning center axis Oc intersects the contact surface coincides with the radius of the arc drawn by the contact point. It is preferable. In this way, even if a razor movement is performed without turning off the steering wheel, one round of rolling of the wheel 23 coincides with one round of the grounding point, and no twist is generated. The same applies to the wheel 23 '.

次に、図4に戻り、傾斜機構部40の構造を説明する。傾斜機構部40は、中間板13と下駆動板14とを左右方向に相対的にずらすためのもので、本実施形態では、中間板13に対して下駆動板14を左右方向にずらすようにしている。このスライド動作によって、みそすり運動の軸中心Ocを等価的に傾斜させて(図5(b)参照)、本トロコイド駆動機構1を水平方向、より詳細には軸中心Ocの傾斜方向に対して水平面で90°回転方向に進んだ方向に移動させることができる。   Next, returning to FIG. 4, the structure of the tilt mechanism unit 40 will be described. The tilting mechanism 40 is for shifting the intermediate plate 13 and the lower drive plate 14 in the left-right direction. In the present embodiment, the lower drive plate 14 is shifted in the left-right direction with respect to the intermediate plate 13. ing. By this sliding operation, the axis center Oc of the slashing motion is equivalently tilted (see FIG. 5B), and the trochoid drive mechanism 1 is moved in the horizontal direction, more specifically, with respect to the tilt direction of the shaft center Oc. It can be moved in the direction advanced in the 90 ° rotation direction on the horizontal plane.

図4において、中間板13及び下駆動板14には必要に応じて窓部132,141が形成されている。傾斜機構部40は、中間板13と下駆動板14との間に平行に配置された中継板41を備える。そして、中継板41の上下面には、井桁状にリニアスライダ42,43が配設されている。すなわち、中間板13の下面と中継板41の上面間には、その前後(図4の紙面方向)側位置に、左右方向に平行な1対のリニアスライダ42が配置されている。本実施形態では、リニアスライダ42は、中間板13側に設けられた所定長を有するガイド部材42gと、中継板41側に設けられた移動部材42sとから構成されている。   In FIG. 4, windows 132 and 141 are formed in the intermediate plate 13 and the lower drive plate 14 as necessary. The tilt mechanism unit 40 includes a relay plate 41 arranged in parallel between the intermediate plate 13 and the lower drive plate 14. Linear sliders 42 and 43 are arranged on the upper and lower surfaces of the relay plate 41 in the form of a cross-beam. That is, between the lower surface of the intermediate plate 13 and the upper surface of the relay plate 41, a pair of linear sliders 42 parallel to the left-right direction are disposed at the front and rear (paper surface direction in FIG. 4) side position. In this embodiment, the linear slider 42 includes a guide member 42g having a predetermined length provided on the intermediate plate 13 side and a moving member 42s provided on the relay plate 41 side.

一方、中継板41の下面と下駆動板14の上面間には、その左右側位置に、前後方向に平行な1対のリニアスライダ43が配置されている。本実施形態では、リニアスライダ43は、下駆動板14側に設けられた所定長を有するガイド部材43gと、中継板41側に設けられた移動部材43sとから構成されている。   On the other hand, a pair of linear sliders 43 parallel to the front-rear direction are disposed between the lower surface of the relay plate 41 and the upper surface of the lower drive plate 14 at the left and right side positions thereof. In this embodiment, the linear slider 43 includes a guide member 43g having a predetermined length provided on the lower drive plate 14 side and a moving member 43s provided on the relay plate 41 side.

また、中継板41の上下面の略中央には駆動部としてのサーボモータ44,47が固定されている。なお、サーボモータ44,47に代えて、モータあるいは電磁ソレノイド等でもよい。そして、本実施形態では、サーボモータ44の出力軸にはピニオンギア45が一体固定されている。また、中間板13から左右方向にラック46が延設されており、ピニオンギア45とラック46とは噛合している。さらに、本実施形態では、サーボモータ47の出力軸にはピニオンギア48が一体固定されている。そして、下駆動板14から前後方向にラック49が延設されており、ピニオンギア48とラック49とは噛合している。   Servo motors 44 and 47 as drive units are fixed substantially at the center of the upper and lower surfaces of the relay plate 41. Instead of the servo motors 44 and 47, a motor or an electromagnetic solenoid may be used. In this embodiment, a pinion gear 45 is integrally fixed to the output shaft of the servo motor 44. A rack 46 extends from the intermediate plate 13 in the left-right direction, and the pinion gear 45 and the rack 46 are engaged with each other. Furthermore, in this embodiment, a pinion gear 48 is integrally fixed to the output shaft of the servo motor 47. A rack 49 extends from the lower drive plate 14 in the front-rear direction, and the pinion gear 48 and the rack 49 are engaged with each other.

従って、サーボモータ44が駆動されると、ピニオンギア45が回転してラック46上を左右方向にスライドすることで、中間板13に対してサーボモータ44と一体の中継板41が左右方向にスライドする。また、サーボモータ47が駆動されると、ピニオンギア48が回転してラック49を前後方向にスライドさせることで、中継板41に対して下駆動板14が前後方向にスライドする。この結果、サーボモータ44,47の両方が駆動されることで、下駆動板14が中間板13に対して前後左右方向に所望量だけスライド可能となる。サーボモータ44,47に電源が投入され、ロック状態になった場合、車輪23はあるキャンバー角で停止する。一方、サーボモータ44,47の電源が切られると、ロックが解除されて車軸22の傾斜姿勢が開放され、鉛直方向に戻る結果、車輪22は接地面(作用面)に接地(横臥)した状態になる。   Therefore, when the servo motor 44 is driven, the pinion gear 45 rotates and slides on the rack 46 in the horizontal direction, so that the relay plate 41 integral with the servo motor 44 slides in the horizontal direction with respect to the intermediate plate 13. To do. When the servo motor 47 is driven, the pinion gear 48 rotates to slide the rack 49 in the front-rear direction, so that the lower drive plate 14 slides in the front-rear direction with respect to the relay plate 41. As a result, both the servo motors 44 and 47 are driven, so that the lower drive plate 14 can slide with respect to the intermediate plate 13 in the front-rear and left-right directions by a desired amount. When the servo motors 44 and 47 are powered on and locked, the wheel 23 stops at a certain camber angle. On the other hand, when the servo motors 44 and 47 are turned off, the lock is released, the tilting posture of the axle 22 is released, and as a result of returning to the vertical direction, the wheel 22 is in contact with the ground contact surface (work surface). become.

指示器50は、電源オンを指示する動作ボタン51、全方位に対する移動指示が可能なジョイスティック52と、指示内容を例えば電波で送信するアンテナ53とを備えている。なお、ジョイスティック52は、傾倒量に応じて直交する方向の各電圧を発生するものである。図3において、天井板11に設置された制御部60は、指示器50からの指示内容を受信し、モータ32、及びサーボモータ44,47に所定の駆動指示を与えるものである。モータ32は指示内容に従って、回転速度が可変式であってもよい。回転速度が上昇する分、移動速度も上昇する。また、サーボモータ44,47は、ジョイスティック52の傾倒量に応じて、水平方向のずれ量を調整し、旋回中心軸Ocの傾倒量を大小可変式とすることが好ましい。傾倒量が大きい程、車輪23の接地点の移動が1周する間のキャンバー角の変化が大きくなり、移動速度は増すことになる。また、トロコイド曲線としての1周毎の進行軌道の高精度な直進性は多少低下するものの、進行方向をマクロ的に見た場合の直進性は維持される。   The indicator 50 includes an operation button 51 for instructing to turn on the power, a joystick 52 capable of instructing movement in all directions, and an antenna 53 for transmitting instruction contents by radio waves, for example. The joystick 52 generates voltages in directions orthogonal to each other according to the tilt amount. In FIG. 3, the control unit 60 installed on the ceiling board 11 receives the instruction content from the indicator 50 and gives a predetermined drive instruction to the motor 32 and the servomotors 44 and 47. The motor 32 may have a variable rotation speed according to the instruction content. As the rotational speed increases, the moving speed also increases. In addition, it is preferable that the servo motors 44 and 47 adjust the amount of horizontal displacement in accordance with the amount of tilt of the joystick 52 and make the amount of tilt of the turning center axis Oc variable. The greater the tilt amount, the greater the change in camber angle during one round of movement of the ground contact point of the wheel 23, and the moving speed increases. In addition, although the highly accurate straight traveling performance of the traveling trajectory per round as a trochoidal curve is somewhat reduced, the straight traveling performance when the traveling direction is viewed in a macro manner is maintained.

図5(b)は、旋回中心軸Ocが傾倒された場合の車輪23のみそすり運動のうちの、傾倒側の位相位置(破線で示す)と、その反対側の位相位置(実線で示す)とを示す図である。図に示すように、傾倒側の位相位置では、キャンバー角が多少小さくなって車輪23が起き上がっており、より大きな曲率半径のステアリング方向に進む様子が見られ、一方、傾倒側と反対側の位相位置では、最大のキャンバー角となって車輪23が一層寝ており、最小の曲率半径のステアリング方向に進む様子が見られる。接地面上での車輪23の接地点が画く円弧が、図5(b)の左右方向に接地面から見て楕円状に縮められた軌跡を描くと共に、接地面内での見かけの曲率と線速度が均一ではなくなり、疑似トロコイド曲線を描くようになる。すなわち、図5の紙面方向への移動力が生じて、当該方向に進むことになる。なお、図5(b)のように、旋回中心軸Ocの傾斜によって接地点が当該軸Oc方向からみて上下することになることから、本トロコイド駆動機構1は、その重心位置が接地点の旋回周期で上下動することとなるが、かかる上下動は、ボール継ぎ手25で車軸22を摺動可能にした構造によって大幅に吸収される。   FIG. 5B shows a tilt side phase position (shown by a broken line) and a phase position on the opposite side (shown by a solid line) of only the wheel 23 when the turning center axis Oc is tilted. FIG. As shown in the figure, at the tilt side phase position, the camber angle is slightly reduced and the wheel 23 is raised, and it can be seen that the steering direction proceeds with a larger radius of curvature, while the phase on the opposite side from the tilt side. At the position, it can be seen that the wheel 23 is further laid down at the maximum camber angle and proceeds in the steering direction with the minimum radius of curvature. The arc drawn by the grounding point of the wheel 23 on the grounding surface draws a trajectory contracted in an elliptical shape when viewed from the grounding surface in the left-right direction in FIG. 5B, and the apparent curvature and line in the grounding surface. The speed is not uniform and a pseudo-trochoid curve is drawn. In other words, a moving force in the direction of the paper surface of FIG. 5 is generated and proceeds in that direction. As shown in FIG. 5B, the grounding point moves up and down as viewed from the direction of the axis Oc due to the inclination of the turning center axis Oc. Therefore, the trochoid drive mechanism 1 has its center of gravity turned around the grounding point. Although the vertical movement occurs periodically, such vertical movement is greatly absorbed by the structure in which the axle 22 is slidable by the ball joint 25.

また、図5(a)において、車輪23’は、車輪23に比して車輪半径の異なる(より大きい)ものである。図のように、車輪半径が大きく(又は、小さく)なる程、車軸22の長さは対応して短く(又は、長く)設定されることが判る。   In FIG. 5A, the wheel 23 ′ has a different wheel radius (larger) than the wheel 23. As shown in the figure, it can be seen that as the wheel radius becomes larger (or smaller), the length of the axle 22 is correspondingly shorter (or longer).

また、図5及びサーボモータ44,47の動作で説明いたように、本トロコイド駆動機構1は、静止時に、車輪23を接地した状態とすることができ、動作中も大キャンバー角で動作するものである。従って、車輪23を磁石で形成すれば、金属(磁性体)壁面等を走行する磁石吸着型車輪を備えた走行体に応用することが可能となる。金属壁面としては、鉛直壁の他、立体的な壁面、例えば金属パイプ、金属容器類の内壁でもよく、各種検査用としての応用も可能である。なお、静止時のベタ付けした接地姿勢から磁力に抗して所要のキャンバー角まで起立する動作を確保するべく、ベタ付けの接地姿勢に規制を掛けて、僅かに起立した状態、すなわち点接地している姿勢が維持されるようにすることが望まれる。例えば、車軸22の法線方向への復帰を、例えばストッパーなどの干渉部材で構造的に規制する方法が考えられる。   Further, as described in FIG. 5 and the operation of the servo motors 44 and 47, the trochoid drive mechanism 1 can keep the wheel 23 in contact with the ground when stationary, and operates at a large camber angle during operation. It is. Therefore, if the wheel 23 is formed of a magnet, it can be applied to a traveling body including a magnet adsorption type wheel that travels on a metal (magnetic body) wall surface or the like. The metal wall surface may be a vertical wall or a three-dimensional wall surface such as a metal pipe or an inner wall of a metal container, and can be applied for various inspections. In addition, in order to ensure the operation to stand up to the required camber angle against the magnetic force from the solid grounding posture at rest, the solid grounding posture is restricted and is in a slightly upright state, i.e. point grounding. It is desirable to maintain the posture. For example, a method of structurally restricting the return of the axle 22 in the normal direction with an interference member such as a stopper can be considered.

また、本トロコイド駆動機構1は、不整地対応性を備えると共に、段差乗り越え機能も備えている。段差乗り越えは、階段の段鼻に点接触の状態で摺り上がり、その状態で車輪の先端が少し進行方向に進むものの、車輪回転に伴って段鼻から摺り下り、更なる車輪回転に伴って徐々に進行するものである。しかし、かかる段差乗り越えは、車輪が階段の段鼻に点接触の係合で行われることから、途中で滑落する可能性もある。図6は、階段乗り越え時の滑落を可及的に抑制する車輪の構造の一実施形態を示す図で、(a)は上面図、(b)は側面図である。係合部材231は車輪23の上面側に設けられたもので、角(つの)状の形状を有し、本実施形態では先端部に球状体が形成されている。係合部材231は、図6(a)から判るように、走行動作中に接地面に接触しない程度で、車輪23の周面より外方に露出している。また、係合部材231は、1個又は所要数でもよいが、本実施形態では周方向に均等に3個設けられている。係合部材231の先端の球状体部分は、車輪23の上面との間に隙間があり、この隙間を利用して階段の踏面の段鼻に引っかかり易くしている。また、係合部材231の先端に球状体を設けることで、階段の踏面に当接して床反力を安定利用し得るようにし、さらに係合部材231の球状体を樹脂等の摩擦係数の大きな材料とすれば、踏面との係合性をより高めることとなり、滑落が一層抑制されることになる。また、係合部材231は、先端に設けた球状体に代えて、踏面との当接を確保し得る形状物であればよい。   In addition, the trochoid drive mechanism 1 is provided with rough terrain compatibility and also has a step-over function. Stepping over the step slides up to the stair nosing in a point contact state, and in this state the tip of the wheel slightly advances in the traveling direction, but slides down from the nose with the wheel rotation and gradually proceeds with further wheel rotation. To do. However, the step over the step is caused by the point contact engagement of the wheel with the nose of the staircase, so there is a possibility that the step will slide down. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an embodiment of a wheel structure that suppresses slipping when climbing over stairs as much as possible. FIG. 6A is a top view and FIG. 6B is a side view. The engaging member 231 is provided on the upper surface side of the wheel 23, has an angular shape, and a spherical body is formed at the tip in this embodiment. As can be seen from FIG. 6A, the engaging member 231 is exposed outward from the peripheral surface of the wheel 23 to the extent that it does not contact the grounding surface during the traveling operation. Moreover, although the number of the engagement members 231 may be one or a required number, in this embodiment, three engagement members 231 are equally provided in the circumferential direction. The spherical body portion at the tip of the engaging member 231 has a gap with the upper surface of the wheel 23, and this gap is used to make it easy to catch on the nose of the tread surface of the staircase. Further, by providing a spherical body at the tip of the engaging member 231, the floor reaction force can be stably utilized by contacting the tread surface of the staircase, and the spherical body of the engaging member 231 has a large friction coefficient such as resin. If the material is used, the engagement with the tread surface is further enhanced, and sliding is further suppressed. Further, the engaging member 231 may be a shaped object that can ensure contact with the tread surface instead of the spherical body provided at the tip.

なお、本実施形態では、みそすり運動を行わす構造として2段クランクを採用したが、これに限定されず、種々の構造が採用可能である。例えば、円錐台を上下逆さまにして回転可能に支持し、この円錐台の周面の1箇所に、下端に車輪を有する車軸を取り付けて、さらに円錐台を傾倒可能にした態様でもよい。   In the present embodiment, the two-stage crank is adopted as the structure for performing the slashing motion. However, the present invention is not limited to this, and various structures can be adopted. For example, an aspect in which the truncated cone is supported upside down and rotatably supported, and an axle having a wheel at the lower end is attached to one place on the peripheral surface of the truncated cone, so that the truncated cone can be tilted.

1 トロコイド駆動機構
10 本体
20 作用部
22 車軸
23 車輪
231 係合部材(係合部)
24 ユニバーサルジョイント
25 ボール継ぎ手
30 運動機構部
32 モータ
35,37 第1、第2旋回軸
40 傾斜機構部
41 中継板
42,42、リニアスライダ
44,47サーボモータ
45,48 ピニオンギア
46,49 ラック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Trochoid drive mechanism 10 Main body 20 Action part 22 Axle 23 Wheel 231 Engagement member (engagement part)
24 Universal joint 25 Ball joint 30 Motion mechanism part 32 Motors 35, 37 First and second pivot shafts 40 Tilt mechanism part 41 Relay plates 42, 42, linear sliders 44, 47 Servo motors 45, 48 Pinion gears 46, 49 Rack

Claims (7)

先端に車輪が固設された車軸を備えた少なくとも1個の作用部と、
前記車軸を作用面上でみそすり運動させる運動機構部と、
前記みそすり運動の旋回中心軸を傾斜させる傾斜機構部とを備えたトロコイド駆動機構。
At least one working part with an axle having a wheel fixed at the tip;
A motion mechanism that causes the axle to shave on the working surface;
A trochoid drive mechanism comprising: an inclination mechanism part for inclining a turning center axis of the razor movement.
本体を備え、前記本体に前記作用部が複数個併設され、前記傾斜機構部は、前記複数の作用部の各旋回中心軸を同一角度だけ傾斜させる請求項1に記載のトロコイド駆動機構。 2. The trochoid drive mechanism according to claim 1, further comprising: a main body, wherein the main body includes a plurality of the action portions, and the tilt mechanism portion tilts each turning center axis of the plurality of action portions by the same angle. 前記運動機構部は、前記複数の作用部の各車軸を同位相でみそすり運動させる請求項2に記載のトロコイド駆動機構。 The trochoid drive mechanism according to claim 2, wherein the motion mechanism section causes the axles of the plurality of action sections to shave in the same phase. 前記車軸は、上部にユニバーサルジョイントを備え、かつ軸途中にボール継ぎ手が介在されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトロコイド駆動機構。 The trochoid drive mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the axle includes a universal joint at an upper portion thereof, and a ball joint is interposed in the middle of the shaft. 前記傾斜機構部は、静止時に前記車輪の側面を前記作用面にほぼ接地した状態にすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトロコイド駆動機構。 The trochoid drive mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the tilting mechanism portion makes the side surface of the wheel substantially grounded to the working surface when stationary. 前記車輪は磁石からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のトロコイド駆動機構。 The trochoid drive mechanism according to claim 1, wherein the wheel is made of a magnet. 前記車輪は、前記車軸側の面上であって、周方向の少なく1箇所に径方向に突設された係合部材を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のトロコイド駆動機構。 The trochoid according to any one of claims 1 to 6, wherein the wheel includes an engagement member that is provided on a surface on the axle side and protrudes in a radial direction at least at one place in a circumferential direction. Drive mechanism.
JP2013149696A 2013-07-18 2013-07-18 Trochoid drive mechanism Active JP6238191B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013149696A JP6238191B2 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Trochoid drive mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013149696A JP6238191B2 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Trochoid drive mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015020565A true JP2015020565A (en) 2015-02-02
JP6238191B2 JP6238191B2 (en) 2017-11-29

Family

ID=52485416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013149696A Active JP6238191B2 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Trochoid drive mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6238191B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58112885A (en) * 1981-12-25 1983-07-05 Agency Of Ind Science & Technol Moving device of moving car for unleveled land
JP2012246961A (en) * 2011-05-25 2012-12-13 Osaka Univ Trochoid driving mechanism and mobile body
JP2013056635A (en) * 2011-09-09 2013-03-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Magnetic body moving vehicle, device and method for controlling the magnetic body moving vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58112885A (en) * 1981-12-25 1983-07-05 Agency Of Ind Science & Technol Moving device of moving car for unleveled land
JP2012246961A (en) * 2011-05-25 2012-12-13 Osaka Univ Trochoid driving mechanism and mobile body
JP2013056635A (en) * 2011-09-09 2013-03-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Magnetic body moving vehicle, device and method for controlling the magnetic body moving vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP6238191B2 (en) 2017-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009113135A (en) Biped mobile mechanism
KR101156822B1 (en) Mobile and control method of mobile
US7958956B2 (en) Coaxial two-wheel vehicle
JP4724845B2 (en) Leg wheel separation type robot
WO2016190318A1 (en) Vehicle
US20080167160A1 (en) Drive type of spherical roller
JP2008273344A (en) Inverted wheel type movable body and its control method
JP6779398B1 (en) Traveling device
KR101915887B1 (en) Travelling apparatus, control method of travelling apparatus, and control program of travelling apparatus
JP6755044B2 (en) Wheel structure and vehicle
JP6493342B2 (en) Traveling device
WO2012160992A1 (en) Trochoid drive mechanism and mobile body
JPH09164968A (en) Omnidirectional moving vehicle and its control method
JP6606672B2 (en) Multi-axis rotating structure and omnidirectional moving body
CN107139646B (en) A kind of omni-directional wheel of spherical shape and vehicle using the wheel
JP6238191B2 (en) Trochoid drive mechanism
Long et al. Effect of double-row active omni wheel on stability of single-track vehicle in roll direction
WO2019196757A1 (en) Universal wheel, traveling mechanism and autonomous moving transport robot
JP5181923B2 (en) vehicle
JP4904600B2 (en) Wheel with rotating body and omnidirectional vehicle equipped with the same
JPH11116200A (en) Reach type forklift
JP2012125911A (en) Legged robot
JP2023060650A (en) Chassis device and traveling device
JP2023044065A (en) moving body
JP2023006068A (en) Rocker-bogie vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160601

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20160601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20160602

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170508

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170718

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170828

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171023

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6238191

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250