JP2018188013A - 全方位移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】基台が常に水平を保ち、構造が簡単で汎用性の高い全方位移動体を提供する。【解決手段】全方位移動体１は、基台１０と、移動部２０とを有し、移動部２０は、基台１０に少なくとも６つ固定され、車輪２１と、支軸２２と、車輪２１を基台１０に対して近接および離隔または回転させる駆動部３０と、車輪２１の回転と停止を行う推進部４０と、を備える。駆動部３０は、支軸２２を往復運動させる摺動機構と、支軸２２を水平方向に回転させる回転機構と、を備えている。また、基台１０には水平制御部が設けられ、基台１０の水平を常に維持している。移動時には車輪２１の舵角を回転機構で変位させ全方位に移動ができる。また、凹凸面のある接地面では、各車輪２１が基台との距離を摺動機構で変化させ、基台１０の水平が維持される。【選択図】図１

Description

本発明は、全方位移動体に関する。

車輪を利用して全方位に移動可能な移動体が知られている（例えば特許文献１および２参照）。

特許文献１には、車体フレームの左右にそれぞれ４車輪を有し、４車輪のうちの中間２車輪を接地車輪とし、その外側の各１車輪を浮き車輪として車体フレームに装着し、それぞれ４車輪を、チエーン動力伝達装置により回転させた林内運搬車であって、狭い路幅の林道や林地でも十分小回りがきき、しかも傾斜地などに遭遇しても走行安定性が確保されることが開示されている。

一方、特許文献２には、ホイルの両面にローラを含むホイルの外形よりも少し小径の摩擦体がホイルと同軸に設けられている全方向車輪および全方向車輪を具えた台車であって、ホイルを用いた台車の段差踏破性を向上させたことが開示されている。

特開２０１５−９３５１４号公報 特開２００３−２７６４０２号公報

しかしながら、特許文献１の林内運搬車は、左右の４車輪を接地または浮き車輪として森林の傾斜地や狭い道を移動可能としているが、傾斜地では車両が傾き搭載物の落下等の恐れがあり、また、旋回時には走行占有面積が大きくなるという問題点がある。

また、特許文献２の全方向車輪を具えた台車は、全方位に移動可能であるが、車輪の構造が複雑であり、傾斜地では荷台が傾き搭載物の落下の恐れがあるという問題点がある。さらに、両従来技術とも、実用的に特殊な範囲に限られるという問題点もある。
本発明は、上述した事情に鑑み、基台が常に略水平を保ち、構造が簡単で汎用性の高い全方位移動体を提供することを目的とする。

本発明の発明者は、以下のような画期的な全方位移動体を見出した。

上記課題を解決するための第１の態様は、車輪を備え、全方位に移動可能な全方位移動体であって、略平板状の基台と、基台の下部に固定される少なくとも６つ以上の移動部と、を有し、移動部は、円盤状で略平板状の車輪と、車輪を支持する支軸と、支軸が摺動する駆動部と、を備え、支軸が駆動部内で往復運動することにより、車輪が基台に対して接近または離隔し、基台が常に略水平に維持されていることを特徴とする全方位移動体にある。

ここで、「略水平」とは、水平の状態だけでなく、全方位移動体が移動・停止をした際に、基台上に搭載した搭載物が落下しない程度に、水平から傾いてもよい状態をいう。

かかる第１の態様では、円盤状の車輪のみで全方位移動および停止が簡単な構造で実現でき、６つ以上の移動部に備えられる車輪により全方位に対して安定してスムーズな移動ができ、かつ転倒を防止することができる。また、移動部が少なくとも６つあるため、移動方向の変更が容易であり、特に右折や左折における走行占有面積が極めて少なく、効率の良い移動をすることができる。そして、複雑な接地面においても常に基台が略水平に保たれるため、基台上の搭載物の落下を防止することができ、搭載物の載置方向も変化せず、搭載物の管理が容易であり、基台に他の機構を固定した場合でも、他の機構の変位や固定部への負荷がなくなることから、全方位移動体の汎用性を向上させることができる。

本発明の第２の態様は、基台は、水平制御部の制御により水平が維持されていることを特徴とする第１の態様に記載の全方位移動体にある。

かかる第２の態様では、支軸の動きや車輪の動きによる変動があっても常に基台の水平が維持制御されるので、基台上に載置された搭載物の落下をより防止することができ、かつ基台に他の機構を固定した場合でも、他の機構の変位や固定部への負荷がなくなる。その結果、全方位移動体の汎用性をより向上させることができる。

本発明の第３の態様は、移動部には、支軸の往復運動を駆動する摺動機構と、車輪の移動方向を変更させる回転機構とを、有することを特徴とする第１または第２の態様に記載の全方位移動体にある。

かかる第３の態様では、移動部内に複数の機構がまとめられるので、構造が簡単となり、メンテナンスが容易になる。また、往復運動と移動方向の変更が同時にできるため、各種接地面の変位に素早く対応することができる。

本発明の第４の態様は、移動部または基台には、車輪に近接して車輪の回転および停止を行い、全方位移動体を移動させる推進部が備えられていることを特徴とする第１〜第３の態様のいずれかに記載の全方位移動体にある。

かかる第４の態様では、推進部の制御により、全方位移動体を的確に移動させることができる。また、推進部の駆動が直接車輪に伝達されるので、全方位移動体の移動、停止をスムーズに行うことができる。さらに、移動部に推進部が供えられた場合には、推進部が車輪に近接しているため、全方位移動体のコンパクト化が図れる。

本発明の第５の態様は、各移動部は、独立して車輪の移動方向の変更および往復運動を行うことができることを特徴とする第１〜第４の態様のいずれかに記載の全方位移動体にある。

かかる第５の態様では、各移動部が、走行中の方向変更、旋回、停止に独自に対応することができるので、全方位の移動を確実に、かつ安定して行うことができる。また、接地面の変化（凹凸、傾斜、障害物等）に対しても的確に車輪の駆動を行うことができるので、高度な動きを実現することができる。

本発明の第６の態様は、前記全方位移動体が所定の方向に移動できるように、少なくとも３つの移動部が一つのグループを形成し、グループが少なくとも２つ以上あることを特徴とする第１〜第５の態様のいずれかに記載の全方位移動体にある。

かかる第６の態様では、少なくとも３つの移動部でグループが構成されるので、基台の水平を維持しつつ、全方位移動体を移動させることができる。また、移動部をグループに分けることにより、移動時の省エネが可能となり、操作が容易で、かつ安定した走行・停止を行うことができる。

本発明の第７の態様は、一つのグループが動作中であり、他のグループが動作しないかまたは一つのグループの動作に追従することを特徴とする第６の態様に記載の全方位移動体にある。

かかる第７の態様では、移動時のさらなる省エネが可能であり、かつ車輪の摩耗を抑制することができる。

本発明の第８の態様は、車輪は、全方位移動体が進行方向を変える際、基台の相対的位置を変更することなく回転機構により舵角を変更することを特徴とする第１〜第７の態様のいずれかに記載の全方位移動体にある。

かかる第８の態様では、基台の初期の位置関係が保たれ、全方位移動体が回転等をしても、搭載物へ回転モーメントが加わらないので、基台上に載置された積載物の荷崩れをより防止することができる。

本発明の第９の態様は、車輪は、全方位移動体が停止する際、少なくとの２つの車輪が略直交する方向に配列されることを特徴とする第１〜第８の態様のいずれかに記載の全方位移動体にある。

かかる第９の態様では、メカニカルなブレーキ機構を必要としない簡素化された構造を実現することができる。

本発明に係る全方位移動体の第１実施形態の一例を示す、（ａ）概略側面図、（ｂ）概略正面透視図である。 本発明に係る全方位移動体の移動部を示す、（ａ）概略正面透視図、（ｂ）概略側面図である。 本発明に係る全方位移動体の第２実施形態の一例を示す移動部の概略斜視図である。 本発明に係る全方位移動体の車輪の動きを示す、（ａ）直進時の実施例１、（ｂ）直進時の実施例２の模式図である。 本発明に係る全方位移動体の車輪の動きを示す旋回時の模式図である。 本発明に係る全方位移動体の車輪の動きを示す、（ａ）自転時、（ｂ）停止時の模式図である。 本発明に係る全方位移動体の車輪をグループ化した場合の動きを示す、（ａ）直進時、（ｂ）直進、方向転回、停止時の模式図である。 本発明に係る全方位移動体が凹凸接地面にある場合の車輪の動きを示す、（ａ）側面模式図、（ｂ）水平制御部の一例の模式図である。 本発明に係る全方位移動体が前方の障害物を乗り越える動作を示す、（ａ）障害物に接近、（ｂ）障害物を乗り越える最初の動作、（ｃ）障害物乗り越え中の模式図である。 図９に続く、（ａ）障害物乗り越える最終動作、（ｂ）障害物乗り越え完了時の模式図である。 本発明に係る全方位移動体がクランク状接地面を移動する状態を示す、（ａ）移動の変化、（ｂ）走行占有面積の模式図である。 図１１と比較するための４輪の移動体がクランク状接地面を移動する状態を示す、（ａ）移動の変化、（ｂ）走行占有面積の模式図である。 本発明に係る全方位移動体の使用例を説明する、（ａ）芝刈り機、（ｂ）マークや標識の説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る全方位移動体の実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る全方位移動体の第１実施形態の一例を示し、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は概略正面透視図である。図２は、本発明に係る移動部を示し、（ａ）は概略正面透視図、（ｂ）は概略側面図である。図３は、本発明に係る全方位移動体の第２実施形態の一例を示す移動部の概略斜視図である。図１〜図３を用いて本実施形態の全方位移動体を詳述する。

全方位移動体１は、基台１０と、基台１０の裏面に固定された移動部２０とを複数備え、移動部２０の動きに基づいて前後左右および斜め方向などの全方位に移動可能であり、傾斜地や高さの異なる路面においても走行安定性を保持するものである。

基台１０は略平板状となっており、移動部２０は全方位移動体１の移動中および停止中において、常に基台１０を略水平に保つものである。基台１０は、移動部２０の固定された反対側の面に荷物等を搭載できる荷台でもあり、本実施形態では正面視略円形状であるが、楕円形状、台形状、四角形状でも良く、特に本実施形態の形状に限定されない。

移動部２０は、基台１０に複数固定され、本実施形態では６個の移動部２０を有している。移動部２０は、円盤状で略平板状の車輪２１と、車輪２１を支持する支軸２２と、車輪２１を基台１０に対して近接および離隔または回転させる駆動部３０と、車輪２１の回転と停止を行う推進部４０とを備えており、全方位移動体１の移動および停止を行うことができるようになっている。

車輪２１は、路面上に接地して路面上を走行するための回転体であり、車輪２１の回転に摺動する回転軸２３を有し、回転軸２３は連結部２４の一端に固定され、支軸２２は連結部２４の他端に固定されている。連結部２４は、本実施形態において、断面略Ｌ字状を成している。

支軸２２は、基台１０に対して略垂直方向に延在し、駆動部３０内で往復運動することにより車輪２１を基台１０に近づけたり（接近）、遠ざけたり（離隔）する。また、駆動部３０内で支軸２２が回転することにより、車輪２１が支軸２２の延在方向である方向と直角方向にある水平方向に回転する。なお、支軸２２の延在方向は、垂直方向に対して傾きがあってもよい。

本実施形態の駆動部３０は、図２に示すように、平板３１と、平板３１を付勢するコイルスプリング３２と、支軸２２を往復運動させる摺動機構３３と、支軸２２を水平方向に回転させる回転機構３４とを備えている。

摺動機構３３は、ストロークセンサー３３ａと、ストロークモータ３３ｂと、ボールネジ３３ｃと、を有し、回転機構３４は、舵角センサー３４ａと、転蛇用モータ３４ｂと、ボールスプライン３４ｃと、スリップリング３４ｄとを有している。

車輪２１を基台１０に対して近接または離隔させたい場合は、ストロークモータ３３ｂが駆動して、ボールネジ３３ｃを回転させる。すると、ボールネジ３３ｃの回転に追従して、支軸２２のネジ部がボールネジ３３ｃに螺合しながら支軸２２がボールネジ３３ｃ内を移動することによって、車輪２１が駆動部３０に対して往復運動する。

また、車輪２１の移動（進行）方向を変更させたい場合は、転蛇用モータ３４ｂを駆動させ、ボールスプライン３４ｃを回転させる。ボールスプライン３４ｃ内に回転ベアリングを介して周接した支軸２２がボールスプライン３４ｃの回転に連動して水平方向に回転することによって、車輪２１の舵角が変化する。

ストロークセンサー３３ａは、基台１０の水平方向を検知して、例えば、後述する水平制御部５０の制御信号を受信してストロークモータ３３ｂを駆動させ、車輪２１の基台１０に対する距離を制御して、基台１０を常に水平に保つようにする。車輪２１は、基台１０に対して所定の距離でコイルスプリング３２によって付勢されているが、ストロークモータ３３ｂを駆動させて、支軸２２を駆動部３０内に挿入させ、コイルスプリング３２を圧縮させることにより、車輪２１を基台１０に接近させることができる。

舵角センサー３４ａは、全方位移動体１の所定の方向に対する制御信号を受信して、転蛇用モータ３４ｂを駆動させて、支軸２２を水平方向に回転させることにより車輪２１が所定の方向に舵角する。ここで、所定の方向とは、操作者の希望する進行方向や予めプログラムされた移動方向をいう。

推進部４０は、車輪２１を回転させて加速または減速を行うと共に停止も行い、全方位移動体１を所定の方向に移動させる。本実施形態において、推進部４０は、車輪２１に近接して設けられているが、車輪２１と接地面（路面など）Ａとの摩擦に関わらないリニアモータやプロペラ、ジェット推力等を推進部４０とすることにより、車輪２１の接地面Ａにおける損傷を防止することも可能である。

本発明に係る全方位移動体の第２実施形態の一例は、摺動機構３３または回転機構３４がギア式である。すなわち、ウォームホイール３５とウォームギア３６との螺合機構となっており、ストロークモータ３３ｂまたは転蛇用モータ３４ｂの駆動によりウォームホイール３５が回転し、ウォームギア３６が回転して、車輪２１の往復運動や回転運動が可能となる。

次に本発明に係る全方位移動体の動作について説明する。図４から図７に示す通り、各車輪２１の舵角を変更することにより、全方位移動体は種々様々な動きが可能である。
（１）直進モード（図４参照）
各車輪２１の舵角を揃えることにより、全方位移動体１は、所定の方向（図中矢印参照）に直進が可能となる。図４（ａ）の実施例１では、図面真上が所定の方向であり、図４（ｂ）の実施例２では、図面右斜め上方向が所定の方向となる。
（２）旋回モード（図５参照）
各車輪２１の舵角を変化させ、例えば原点Ｏを中心とした角度に合わせることにより旋回が可能となる。
（３）自転モード（図６（ａ）参照）
円周Ｂ上において各車輪２１の舵角を円周Ｂに沿って変えることにより、基台１０が中心回転することが可能となる。
（４）停止モード（図６（ｂ）参照）

三角形の頂点上に存在する３個の移動部２０を一つの組み合わせとして二つグループＧ１、Ｇ２を作り、各グループＧ１、Ｇ２の車輪２１の方向を略直交させることにより全方位移動体１を停止させることができる。本実施形態では、符号２１ａ、２１ｂ、２１ｃの車輪がグループＧ１、符号２１ｄ、２１ｅ、２１ｆの車輪がグループＧ２である。車輪２１が少なくとも６個ある場合は全方位に停止可能である。例えば、車輪２１が４個の場合は、前後または左右に移動する可能性があるが、車輪２１が６個の場合は、上述したように停止させることができるので、メカニカルなブレーキを必要としない。
（５）省エネモード（図７参照）

三角形の頂点上に存在する３個の車輪２１のみを可動させる三輪走行により、直進、旋回が可能である。図７（ａ）では、グループＧ１の車輪２１ａ、２１ｂ、２１ｃが可動し、グループＧ２の車輪２１ｄ、２１ｅ、２１ｆが接地面Ａに接しない程度に基台１０に近接している。これにより、必要最低限の車輪２１の駆動で済むため省電力が実現でき、推進部４０に電力を供給するバッテリー等への負荷も軽減でき、グループＧ２の車輪２１の摩耗や損傷を抑制することが可能である。

なお、グループＧ１の車輪２１が回転中において、接地面Ａとの摩擦などが極めて少ない接地面Ａであれば、グループＧ２の車輪２１を接地面Ａから離間せず、自由回転させても良い。このようにしても同様に省電力を実現することができる。なお、グループＧ１とグループＧ２が逆になった場合でも同様である。

図７（ｂ）は三輪走行の一例である。グループＧ１の車輪２１が回転して前進し（Ｋ１）、次にグループＧ１の車輪２１の舵角を変更して（Ｋ２）所定の方向に前進し、そしてグループＧ２の車輪２１を駆動状態にして（Ｋ３）所定の方向に前進し、停止する（Ｋ４）。

このように走行することにより、据え切りをせずに方向変換が容易となる。方向変換時において、基台１０が水平に保たれ、基台１０の回転も生じないため、基台１０に載置された搭載部等の荷崩れを生じることも無い（図中、例えば車輪２１ａが、基台に対して相対的に常に同位置になることを参照）。

また、停止（Ｋ４）においては、グループＧ１とグループＧ２の車輪２１の方向は必ずしも直交しなくてもよく、全方位移動体１が停止可能な角度であればよい。

本実施形態では、車輪２１が６個（六輪）備えられている例を説明したが、運搬を目的とした場合は積載量に応じて車輪２１を増やすことが可能である。また、車輪２１の数が増えた場合には、四輪からなる２グループＧ、五輪からなる２グループＧなどを作り、走行中のそれらの車輪２１の組み合わせも適時変更が可能である。

さらに、積載量の多い少ない等の積載状態、接地面Ａの平地、砂利道、傾斜、凹凸などの接地状態などに合わせて、駆動力の変更や車輪２１の種類の変更等が可能である。そして、移動部２０に機能の異なる走行装置を組み合わせることも可能であり、例えば、三輪の３グループＧを作り、１つのグループＧは急斜面対応の高トルク駆動輪を有する構成としてもよい。

図８は接地面Ａが水平でなく凹凸のある場合の全方位移動体１の動きを示す模式図である。図８を用いて、全方位移動体１の車輪２１の動きを説明する。

接地面Ａが、基台１０の水平方向に対して相対的に変位がある場合（基台１０と接地面Ａとの距離が変化する場合）、各移動部２０の支軸２２の基台１０に対する距離を変更する。本実施形態の全方位移動体１は、基台１０の水平状態を検知する水平制御部５０を備えている。水平制御部５０は、例えば、直交２方向重力センサーやヨーレートセンサー等である。水平制御部５０からの信号を受信して、ストロークセンサー３３ａの制御により、車輪２１を接地面Ａに接地させながら、基台１０を常に水平に保持することができる。すなわち、各車輪２１が、それぞれの相対的な接地する位置を制御することにより基台１０の水平が維持される。

図９および図１０は、全方位移動体１が、進行方向前方に障害物６０が存在する場合、全方位移動体１が障害物６０を乗り越える動作の一例を示す模式図である。図９および図１０を用いて、本実施形態の全方位移動体１の障害物６０に対する乗り越え動作を説明する。

進行方向前方にある障害物６０を人為的または電子的に検知する（図９（ａ）参照）。検知すると、障害物６０に最も近い移動部２０１の駆動部３０１が駆動して車輪２１１を接地面Ａから離し（図９（ｂ）参照）、基台１０に近接して、車輪２１１が障害物を乗り越える。そして、車輪２１１が接地面Ａに接地し、中央の車輪２１２が駆動部３０２の駆動により基台１０に近接し、全方位移動体１の中央部分が障害物６０を乗り越える（図９（ｃ）参照）。

全方位移動体１の中央部分が障害物を乗り越えると、車輪２１２が接地面Ａに接地し、初期の段階で障害物６０に最も遠い移動部２０３の駆動部３０３が駆動して車輪２１３を接地面Ａから離し基台１０に近接して、車輪２１３が障害物６０を乗り越える（図１０（ａ）参照）。車輪２１３が障害物６０を乗り越えると、車輪２１３は再び接地面Ａに接地し、全方位移動体１の障害物６０の乗り越え動作が完了する（図１０（ｂ）参照）。なお、接地面Ａに各車輪間の幅よりも小さい径の穴（凹部）があった場合には、各駆動部を駆動させることなく、全方位移動体１がそのまま移動できるのは言うまでもない。

図１１は、クランク状の路面を移動する場合の全方位移動体１の動きを示す模式図である。図１１を用いて、全方位移動体１の動きを説明する。

クランク状の路面（接地面）Ａを移動する場合、例えばグループＧ１の車輪２１が回転し、グループＧ２の車輪２１が接地面Ａから離間し、同時にグループＧ１とグループＧ２の車輪２１の方向は直交している。角Ｃ１に全方位移動体１が位置した場合、グループＧ２の車輪２１を接地面Ａに接地させて全方位移動体１を停止させた後、グループＧ１の車輪２１を接地面Ａから離間させて、グループＧ２の車輪２１を回転させ全方位移動体１を移動させる。図１１には、グループＧ１の車輪２１ａとグループＧ２の車輪２１ｄの位置が示されている。

そして、角Ｃ２に全方位移動体１が位置した場合、グループＧ１の車輪２１を接地面Ａに接地させて全方位移動体１を停止させた後、グループＧ２の車輪２１を接地面Ａから離間させて、グループＧ１の車輪２１を回転させ全方位移動体１を移動させる。

一方、図１２に示すように、車輪２１が４個の場合、角Ｃ１、Ｃ２において全方位移動体１が自転するための自転スペースを必要とし、走行占有面積Ｓを広く取る必要があるが、車輪２１が６個の場合、走行占有面積Ｓは最小限でよい（図１１（ｂ）と図１２（ｂ）との比較）。

また、本実施形態の全方位移動体１を用いれば、図１３に示されるように、例えば芝刈り機１００と連動して人為的に行うことなく芝を無駄なく刈り取ることができ、ゴルフ場やグランドの整備に活用できる。具体的には、全方位移動体１の後方に芝刈り機を接続してもよいし、全方位移動体の下部に芝刈り機能を有する装置を取り付けてもよい。

また、全方位移動体１の後方にライン引き機を接続してもよいし、全方位移動体の下部にラインを形成できる機能を有する装置を取り付けてもよい。このようにすることにより、道路上のマークや標識、グランドのマーク１０１なども全方位移動体１の移動軌跡を利用して正確に描くことが可能となる。

各支軸２２を含めて車輪２１の駆動制御は、独立に制御できることが望ましく、全方位移動体１の動きは中心となる制御部で行い、制御信号は、各移動部２０に回線、通信などにより送信可能である。

本実施形態の全方位移動体１は、全方位移動体１の動きを制御する図示しない各種の制御部および状態や制動等を演算する各種演算部を備えていることが望ましい。

本発明の全方位移動体１は、略平板状の基台１０と、基台１０の下部に固定される少なくとも６つ以上の移動部２０と、を有し、移動部２０は、円盤状で略平板状の車輪２１と、車輪２１を支持する支軸２２と、支軸２２が摺動する駆動部３０とを備え、支軸２２が駆動部３０内で往復運動することにより、車輪２１が基台１０に対して接近または離隔し、基台１０が常に略水平に維持されている。

したがって、円盤状の車輪２１のみで全方位移動および停止が簡単な構造で実現でき、６つ以上の移動部２０の車輪２１により全方位に対して安定してスムーズな移動ができ、転倒を防止できる。また、移動部２０が少なくとも６つあるため、移動方向の変更が容易であり、特に右折や左折における走行占有面積が極めて少なく、効率の良い移動ができる。そして、複雑な接地面においても常に基台１０が水平に保たれるため、基台１０上の搭載物の落下を防止でき、搭載物の載置方向も変化せず、搭載物の管理が容易であり、また、基台１０に他の機構を固定した場合でも、他の機構の変位や固定部への負荷がなくなり汎用性が向上する。

本発明の全方位移動体１は、基台１０が水平制御部５０の制御により水平が維持されている。したがって、支軸２２の動きや車輪２１の動きによる変動があっても常に基台１０の水平が維持制御され、基台１０上に載置された搭載物の落下を防止できる。

本発明の全方位移動体１の移動部２０には、支軸２２の往復運動を駆動する摺動機構３３と、車輪２１の移動方向を変更させる回転機構３４とを有する。したがって、移動部２０内に複数の機構がまとめられ、構造が簡単でメンテナンスが容易である。また、往復運動と移動方向の変更が同時にできるため、各種接地面Ａの変位に素早く対応できる。

本発明の全方位移動体１の移動部２０には、車輪２１に近接して車輪２１の回転および停止を行い、全方位移動体１を移動させる推進部４０が備えられている。したがって、推進部４０の制御により、全方位移動体１の移動が的確になる。また、推進部４０の駆動が直接車輪２１に伝達され、全方位移動体１の移動、停止をスムーズに行うことができる。そして、推進部４０が車輪２１に近接して設けられているため、コンパクト化が図れる。なお、上述したような効果はないが、推進部は基台に備えられていてもよい。

本発明の全方位移動体１の各移動部２０は、独立して車輪２１の移動方向の変更および往復運動を行うことができる。したがって、各移動部２０が、走行中の方向変更、旋回、停止に独自に対応できるため、全方位の移動が確実に安定して行われる。また、接地面Ａの変化（凹凸、傾斜、障害物６０等）に対しても的確に車輪２１の駆動が行われ、高度な動きが実現できる。

本発明の全方位移動体１の移動部２０は、少なくとも３つの移動部が一つのグループＧを形成し、グループＧが少なくとも２つ以上ある。そして、あるグループの車輪を回転させた際に、他のグループの車輪を停止させておくことにより、移動時の省エネが可能となり、操作が容易で、安定した走行、停止ができる。

本発明の全方位移動体１は、一つのグループＧが動作中であり、他のグループＧが動作しないかまたは一つのグループＧの動作に追従する（推進部を稼働させずに、車輪を自由回転させる）。したがって、移動時の省エネが可能であり、車輪２１の摩耗を抑制することができる。

本発明の全方位移動体１の車輪２１は、全方位移動体１が進行方向を変える際、基台１０の相対的位置を変更しない状態で回転機構３４により舵角を変更する。したがって、基台１０の初期の位置関係が保たれ、搭載物へ回転モーメントが加わらないため、荷崩れを防止することができる。

本発明の全方位移動体１の車輪２１は、全方位移動体１が停止する際、少なくとの２つの車輪２１が略直交する方向に配列される。したがって、メカニカルなブレーキを必要としない簡素化された構造を実現できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１ 全方位移動体
１０ 基台
２０ 移動部
２１ 車輪
２２ 支軸
２３ 回転軸
２４ 連結部
３０ 駆動部
３３ 摺動機構
３４ 回転機構
４０ 推進部
５０ 水平制御部
Ａ 接地面
Ｇ（Ｇ１、Ｇ２） グループ

Claims (9)

1. 車輪を備え、全方位に移動可能な全方位移動体であって、
   略平板状の基台と、前記基台の下部に固定される少なくとも６つ以上の移動部と、を有し、
   前記移動部は、円盤状で略平板状の車輪と、前記車輪を支持する支軸と、前記支軸が摺動する駆動部と、を備え、
   前記支軸が前記駆動部内で往復運動することにより、前記車輪が前記基台に対して接近または離隔し、前記基台が常に略水平に維持されていることを特徴とする、
   全方位移動体。
2. 前記基台は、水平制御部の制御により水平が維持されていることを特徴とする請求項１に記載の全方位移動体。
3. 前記移動部には、前記支軸の前記往復運動を駆動する摺動機構と、前記車輪の移動方向を変更させる回転機構とを、有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の全方位移動体。
4. 前記移動部または前記基台には、前記車輪に近接して前記車輪の回転および停止を行い、前記全方位移動体を移動させる推進部が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の全方位移動体。
5. 前記各移動部は、独立して前記車輪の前記移動方向の変更および前記往復運動を行うことができることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の全方位移動体。
6. 前記全方位移動体が所定の方向に移動できるように、少なくとも３つの移動部が一つのグループを形成し、前記グループが少なくとも２つ以上あることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の全方位移動体。
7. 前記一つのグループが動作中であり、他のグループが動作しないかまたは前記一つのグループの動作に追従することを特徴とする請求項６に記載の全方位移動体。
8. 前記車輪は、前記全方位移動体が進行方向を変える際、基台の相対的位置を変更することなく前記回転機構により舵角を変更することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の全方位移動体。
9. 前記車輪は、前記全方位移動体が停止する際、少なくとの２つの前記車輪が略直交する方向に配列されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の全方位移動体。