JP3294471B2 - Omnidirectional vehicle and steering control method thereof - Google Patents

Omnidirectional vehicle and steering control method thereof

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JP3294471B2
JP3294471B2 JP13593395A JP13593395A JP3294471B2 JP 3294471 B2 JP3294471 B2 JP 3294471B2 JP 13593395 A JP13593395 A JP 13593395A JP 13593395 A JP13593395 A JP 13593395A JP 3294471 B2 JP3294471 B2 JP 3294471B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無人搬送ロボット、コ
ンピュータ制御の車両等として利用されるところの駆動
輪に特徴のある全方向移動車、及びその全方向移動車の
ステアリング制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an omnidirectional vehicle having drive wheels which are used as an unmanned transfer robot, a computer-controlled vehicle, and the like, and a steering control method for the omnidirectional vehicle. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者は、先に特開昭56−1314
62号(特公昭62−33989号)公報、特開昭61
−169329号(特公平1−34166号)公報など
によって全方向移動車用操舵制御装置を提案している。
上記既提案の操舵制御装置は、いずれも、比較的簡単な
機構により、全方向移動車に要求される3モード、即
ち、車体の向きを変えることなく全車輪を同一方向に向
けて任意の方向へ走行できるようにした全方向モード、
通常の自動車と同様に後輪を直進方向に向けて固定し、
前輪を同一方向に向けて任意に操舵できるようにした自
動車モード、及び各車輪軸を車体の中心に向けて固定
し、車体をその中心のまわりに回転させるようにした回
転モードに切り換え可能に構成したものである。
2. Description of the Related Art The present inventor has previously described Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 62 (Japanese Examined Patent Publication No. 62-33989),
A steering control device for an omnidirectional vehicle is proposed in, for example, Japanese Patent Publication No. 169329 (JP-B-1-34166).
Each of the above-mentioned proposed steering control devices has three modes required for an omnidirectional vehicle by a relatively simple mechanism, that is, all the wheels are directed in the same direction without changing the direction of the vehicle body. Omni-directional mode that allows you to travel to
Fix the rear wheel in the straight direction like a normal car,
Switchable between the vehicle mode in which the front wheels can be arbitrarily steered in the same direction and the rotation mode in which each wheel shaft is fixed toward the center of the vehicle body and the vehicle body rotates around its center. It was done.

【0003】しかしながら、このような既提案の装置を
含む従来の全方向移動車においては、一般に、動輪を駆
動するモータとステアリング軸を駆動するモータを個別
的に備えるなど、多数のアクチュエータを必要とし、し
かも、複数の動輪やステアリング軸をそれぞれ単一のモ
ータで駆動する場合には、モータとそれら動輪や軸との
間に回転軸やクラッチ、これらを保持する保持板と軸
受、回転の伝達方向を変える傘歯車、さらには旋回時の
動輪の内外輪差を解消するための差動歯車などの動力伝
達装置を必要とするため、それらが車体に沿って複雑に
取付けられて、現実的には動力伝達機構が非常に複雑化
し、移動車の設計やメンテナンスが困難になるばかりで
なく、移動車が大型化し、必要以上に高価になるという
問題があった。
However, a conventional omnidirectional vehicle including such a proposed device generally requires a large number of actuators, such as a motor for driving a driving wheel and a motor for driving a steering shaft. In addition, when a plurality of driving wheels and steering shafts are driven by a single motor, respectively, a rotating shaft and a clutch are provided between the motor and the driving wheels and the shaft, a holding plate and a bearing for holding these components, and a rotation transmitting direction. Bevel gears that change the gears, and power transmission devices such as differential gears to eliminate the difference between the inner and outer race wheels during turning, are complexly mounted along the vehicle body, and in reality, The power transmission mechanism becomes very complicated, and not only is the design and maintenance of the mobile vehicle difficult, but also the mobile vehicle becomes large and unnecessarily expensive.

【0004】また、以上の問題を避けるために、全方向
移動用の駆動輪をモジュール化しようとすると、一つの
駆動輪に付き必ず2個のモータを必要とし、2駆動輪で
も4個、4駆動輪では8個もモータが必要となるため、
価格や重量、寸法などの増加の問題が新たに生じてい
た。
Further, in order to avoid the above-mentioned problem, when attempting to modularize the driving wheels for omnidirectional movement, two motors are required for one driving wheel, and four motors are required for two driving wheels. Since eight motors are required for driving wheels,
The problem of increase in price, weight, dimensions, etc. has newly arisen.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、全方向移動車における駆動輪の車輪駆動とステアリ
ング動作を単一のモータに行わせることにより、モータ
数の減少と低価格化、機構の簡素化と軽量化、モジュー
ル化などの優れた特性を持たせることができるようにし
た全方向移動車を提供するものである。また、近年、高
性能なコンピュータが安価に入手可能になると同時に、
その利用技術が開発されたことから、複雑な機構を用い
るよりも、コンピュータ制御により機構を単純化するこ
とが有利になってきている。本発明の技術的課題は、上
記全方向移動車の駆動輪に設けた回転角度検出器の出力
等に基づく制御により、簡単で円滑なステアリング制御
を実現できるようにした全方向移動車のステアリング制
御方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The technical problem of the present invention is to reduce the number of motors and reduce the cost by making a single motor perform wheel drive and steering of the drive wheels in an omnidirectional vehicle. An object of the present invention is to provide an omnidirectional vehicle capable of providing excellent characteristics such as simplification and weight reduction of a mechanism and modularization. In recent years, high-performance computers have become available at low cost,
Since the utilization technology has been developed, it has become more advantageous to simplify the mechanism by computer control than to use a complicated mechanism. A technical object of the present invention is to provide a steering control for an omnidirectional vehicle that can realize simple and smooth steering control by controlling based on an output of a rotation angle detector provided on a driving wheel of the omnidirectional vehicle. It is to provide a method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第1の全方向移動車は、車体に固定するため
の支持板にステアリング軸を回転可能に支持させ、この
ステアリング軸上の車輪支持部材に車輪駆動モータを支
持させると共に、そのモータにより駆動される車輪軸
に、ステアリング軸の回転の軸線から偏寄した位置にお
いて接地する車輪を取付け、上記支持板とステアリング
軸との間に、閉の状態においてステアリング軸を支持板
に固定させ、開の状態においてステアリング軸を支持板
に回転可能とする単一のクラッチを設け、更に車輪駆動
モータにより車輪を回転可能とし、これにより車体に対
して取付ける駆動輪を構成したことを特徴とするもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, a first omnidirectional vehicle according to the present invention has a steering plate rotatably supported by a support plate fixed to a vehicle body. A wheel drive motor is supported by the wheel support member of the above, and a wheel that is grounded at a position deviated from the axis of rotation of the steering shaft is mounted on a wheel shaft driven by the motor, and the wheel is driven between the support plate and the steering shaft. In the closed state, the steering shaft is
And the steering shaft in the open state.
With a single clutch that can rotate, and wheel drive
The wheels are rotatable by a motor, thereby forming drive wheels to be mounted on the vehicle body.

【0007】また、本発明の第2の全方向移動車は、車
体に固定するための支持板にステアリング軸を回転不能
に支持させ、このステアリング軸に回転自在に取付けた
車輪支持部材に車輪駆動モータを支持させると共に、そ
のモータにより駆動される車輪軸に、ステアリング軸の
軸線から偏寄した位置において接地する車輪を取付け、
上記車輪支持部材とステアリング軸との間に、ステアリ
ング軸に固定した歯車に噛み合うクラッチ側の歯車を車
輪支持部材に固定しあるいは回転可能とするクラッチを
設け、これにより車体に対して取付ける駆動輪を構成し
たことを特徴とするものである。
In a second omnidirectional vehicle according to the present invention, a steering plate is non-rotatably supported by a support plate fixed to a vehicle body, and a wheel drive member is rotatably mounted on the steering shaft. Along with supporting the motor, a wheel that is grounded at a position deviated from the axis of the steering shaft is attached to a wheel shaft driven by the motor,
Between the wheel supporting member and the steering shaft, stearyl
Gear on the clutch side that meshes with the gear fixed to the
A clutch that can be fixed or rotatable to the wheel support member
And driving wheels to be attached to the vehicle body.

【0008】さらに、上記全方向移動車を用いてステア
リング制御を行うための本発明の方法は、上記全方向移
動車に車体に対して推進力を与えるための少なくとも一
つの駆動輪を具備させ、クラッチを開の状態にして車体
を移動させつつ、車体の速度と車輪の回転による車輪移
動速度とを等しくして直進移動させ、車体の速度に対し
て車輪の回転による車輪移動速度を変えることによりス
テアリング角度を制御することを特徴とするものであ
る。
Further, the method of the present invention for performing steering control using the omnidirectional vehicle includes providing the omnidirectional vehicle with at least one drive wheel for applying a propulsive force to a vehicle body. By moving the vehicle body with the clutch open, equalizing the speed of the vehicle body and the wheel movement speed due to the rotation of the wheels, and moving straight ahead, changing the wheel movement speed due to the rotation of the wheels with respect to the body speed It is characterized in that the steering angle is controlled.

【0009】[0009]

【作用】上記全方向移動車における駆動輪は、それがモ
ジュール化されるため、適宜全方向移動車の車体に取付
けて使用できるもので、全方向移動車における駆動輪の
車輪駆動とステアリング動作を単一のモータに行わせる
が、車輪駆動モータ及びクラッチを制御することによ
り、車輪を所要の方向に向けて所要の走行を行わせるこ
とができ、モータ数の減少と低価格化、機構の著しい簡
素化と軽量化が図られる。また、上記全方向移動車にお
いてステアリング制御を行うには、クラッチを開の状態
にして車体を移動させつつ、車体の速度と車輪の回転に
よる車輪移動速度とを等しくして直進移動させ、さらに
車体の速度に対して車輪の回転による車輪移動速度を変
えることによりステアリング角度を制御することがで
き、これにより簡単で円滑なステアリング制御を実現す
ることができる。
The drive wheels of the omnidirectional vehicle are modularized and can be used by being appropriately mounted on the body of the omnidirectional vehicle. The drive wheels and the steering operation of the drive wheels of the omnidirectional vehicle are controlled. Although a single motor is used, by controlling the wheel drive motor and the clutch, it is possible to perform the required traveling with the wheels directed in the required direction, and the number of motors is reduced, the cost is reduced, and the mechanism is remarkable. Simplification and weight reduction are achieved. Further, in order to perform the steering control in the omnidirectional vehicle, the vehicle is moved straight while the clutch is in an open state, the vehicle speed is equal to the vehicle speed due to the rotation of the vehicle, and the vehicle is further moved straight. The steering angle can be controlled by changing the wheel moving speed due to the rotation of the wheel with respect to the speed of the vehicle, thereby realizing a simple and smooth steering control.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明の第1実施例に係る全方向移
動車の駆動輪の基本構成を模式的に示すものである。こ
の駆動輪は、車体1に対してボルト等により固設される
支持板2に、その全てを装備することによりモジュール
化したものである。即ち、上記支持板2には、実質的に
鉛直に配置されたステアリング軸3を軸受12により回
転可能に支持させ、支持板2側に固定クラッチ板4aを
設けると共に、ステアリング軸3に同軸と共に回転する
が軸方向には摺動可能な可動クラッチ板4bを設け、こ
れらによって形成されるクラッチ4により、ステアリン
グ軸3を支持板2に対して回転または固定状態に保持で
きるように支持させている。このクラッチ4は、電気信
号により回転力の伝達を通断できるものである。
FIG. 1 schematically shows a basic configuration of drive wheels of an omnidirectional vehicle according to a first embodiment of the present invention. These drive wheels are modularized by equipping a support plate 2 which is fixed to the vehicle body 1 with bolts or the like, all of which are provided. That is, a steering shaft 3 disposed substantially vertically is rotatably supported by the bearing 12 on the support plate 2, and a fixed clutch plate 4 a is provided on the support plate 2 side, and the support shaft 2 rotates coaxially with the steering shaft 3. However, a slidable movable clutch plate 4b is provided in the axial direction, and the steering shaft 3 is supported by the clutch 4 formed by the clutch plate 4b so that the steering shaft 3 can be rotated or fixed with respect to the support plate 2. The clutch 4 can interrupt transmission of rotational force by an electric signal.

【0011】また、このステアリング軸3の下部に一体
的に設けた車輪支持部材13には、軸受14,15によ
り水平の車輪軸5を回転自在に支持させ、更にその車輪
支持部材13には、上記車輪軸5を介して車輪6を回転
駆動する車輪駆動モータ7を取付けている。車輪6と車
輪駆動モータ7の間には、駆動力を伝達する減速歯車な
どが配置されるのが普通であるが、同図ではこれを省略
している。上記車輪軸5に取付けた車輪6は、ステアリ
ング軸3自体の回転の軸線から側方に偏寄した位置にお
いて接地するように配置されたものであり、その車輪軸
5には歯車8aを固定し、この歯車8aと噛合する歯車
8bを介して車輪6の回転角度または回転速度を検出す
るロータリーエンコーダ等の回転角度検出器9を、上記
車輪支持部材13に取付けている。一方、上記ステアリ
ング軸3の上端には歯車10aを設け、それを支持板2
上に設けたロータリーエンコーダ等の回転角度検出器1
1の入力軸に取付けた歯車10bと噛合させている。な
お、上記検出器9,11は、車輪6の回転角度や回転速
度、あるいはステアリング軸3の回転角度を、それぞれ
歯車を介して検出するようにしているが、歯車以外の適
宜手段によって回転を伝達するように構成してもよい。
Further, a horizontal wheel shaft 5 is rotatably supported by bearings 14 and 15 on a wheel support member 13 integrally provided below the steering shaft 3. A wheel drive motor 7 for rotating and driving the wheels 6 via the wheel shaft 5 is attached. Usually, a reduction gear for transmitting the driving force and the like are arranged between the wheel 6 and the wheel drive motor 7, but this is omitted in the figure. The wheel 6 attached to the wheel shaft 5 is disposed so as to be in contact with the ground at a position deviated laterally from the axis of rotation of the steering shaft 3 itself, and a gear 8a is fixed to the wheel shaft 5. A rotation angle detector 9 such as a rotary encoder for detecting the rotation angle or rotation speed of the wheel 6 via the gear 8b meshing with the gear 8a is attached to the wheel support member 13. On the other hand, a gear 10a is provided at the upper end of the steering shaft 3 and
Rotation angle detector 1 such as a rotary encoder provided above
The gear 10b is meshed with a gear 10b attached to one input shaft. The detectors 9 and 11 detect the rotation angle and the rotation speed of the wheel 6 or the rotation angle of the steering shaft 3 via gears, respectively. The rotation is transmitted by appropriate means other than the gears. May be configured.

【0012】上記構成を有するモジュール化した駆動輪
は、次のように動作する。例えば、クラッチ4を閉じた
状態にし、ステアリング軸3がその中心軸線の周りで回
転せずに、支持板2に対して固定された状態で、車輪駆
動モータ7を駆動すると、車体1は車輪6の向く方向に
駆動力を受ける。また、逆に、クラッチ4を開いた状態
にし、ステアリング軸3が回転可能であるときには、車
輪駆動モータ7の駆動によって、ステアリング軸がその
下部に設けた車輪6や車輪駆動モータ7等と共に中心軸
線の周りに回転する。このような動作を行うモジュール
化された駆動輪は、例えば、4輪の全方向移動車におけ
る対角2輪として設置し、他の対角2輪をキャスタとす
る構成のものとして使用することもできるが、車両の3
輪または4輪をすべて上記駆動輪モジュールによって構
成することによっても、様々な移動モードを形成するこ
とが可能となる。
The modularized drive wheel having the above-described structure operates as follows. For example, when the clutch 4 is closed and the wheel drive motor 7 is driven with the steering shaft 3 fixed to the support plate 2 without rotating around its central axis, the vehicle body 1 Receives driving force in the direction of Conversely, when the clutch 4 is opened and the steering shaft 3 is rotatable, the driving of the wheel drive motor 7 causes the steering shaft to move along with the wheels 6 and the wheel drive motor 7 provided below the central axis. Rotate around. The modularized drive wheels that perform such operations may be installed as, for example, two diagonal wheels in a four-wheel omnidirectional vehicle, and used as a configuration in which the other two diagonal wheels are casters. Yes, but 3 of the vehicle
Various movement modes can also be formed by configuring all the wheels or four wheels with the drive wheel module.

【0013】図2に、上記全方向移動用駆動輪を4個設
置したときの車両の基本移動モードを示す。同図(a)
に示すように、車両の4輪の車輪軸の延長線がすべてあ
る一点(旋回中心点)Cを通るように各モジュールにお
けるステアリング軸3の角度を制御し、クラッチ4を閉
じると、車輪駆動モータ7の駆動により、車体1はこの
点Cを中心として旋回するように移動する。これを旋回
モードと呼ぶ。また、同図(c)のように全モジュール
におけるステアリング軸3を同一角度にしてクラッチ4
を閉じると、車体1はその方向に移動する。これを直進
モードと呼ぶ。さらに、同図(d)に示すように、全モ
ジュールにおける車輪6の軸線が車体の中央点Oを通る
角度になるようにすると、車体1は、その中央点Oを中
心とするその場回転を行う。これを回転モードと呼ぶ。
なお、同図(b)に示すように、後ろ2輪を前方への直
線移動方向に固定し、前2輪の旋回中心Cをこの後ろ2
輪の車輪軸線上にとると、一般の自動車のような移動を
する。これを自動車モードと呼ぶが、この自動車モード
は、上記旋回モードの特別な場合と考えられる。さら
に、図2(a)の旋回モードにおいて、車体中央点Oと
旋回中心点Cとの距離をρとすると、同図(d)の回転
モードはρ=0の場合と考えられ、また同図(c)の直
線モードはρ=∞の場合と考えられる。
FIG. 2 shows a basic traveling mode of the vehicle when four omnidirectional driving wheels are installed. FIG.
As shown in the figure, the angle of the steering shaft 3 in each module is controlled so that all the extension lines of the four wheel shafts of the vehicle pass through a certain point (turning center point) C, and when the clutch 4 is closed, the wheel drive motor By the drive of 7, the vehicle body 1 moves so as to turn around this point C. This is called a turning mode. In addition, as shown in FIG.
Is closed, the vehicle body 1 moves in that direction. This is called a straight traveling mode. Further, as shown in FIG. 5D, when the axis of the wheels 6 in all the modules is set to an angle passing through the center point O of the vehicle body, the vehicle body 1 rotates in place around the center point O. Do. This is called a rotation mode.
As shown in FIG. 2B, the rear two wheels are fixed in the forward linear movement direction, and the turning center C of the front two wheels is
When it is on the wheel axis of the wheel, it moves like a typical car. This is called an automobile mode, and this automobile mode is considered to be a special case of the turning mode. Further, in the turning mode of FIG. 2A, if the distance between the vehicle body center point O and the turning center point C is ρ, the rotation mode of FIG. 2D is considered to be the case where ρ = 0. The linear mode in (c) is considered to be the case where ρ = ∞.

【0014】図3は、図1に示す基本構成の駆動輪モジ
ュールの小型化を図った第2実施例の構成を示すもので
ある。同図の実施例において、ステアリング軸23
車体に固定するための上下の支持板22a,22bに回
転不能に支持させ、車輪駆動モータ27を上記ステアリ
ング軸23に回転自在に取付けた車輪支持部材33に支
持させ、そのモータ27により駆動される車輪軸25
に、ステアリング軸23の軸線から偏寄した位置におい
て接地する車輪26を取付け、上記車輪支持部材33と
ステアリング軸23との間に、ステアリング軸23に固
定した歯車35に噛み合うクラッチ側の歯車36を車輪
支持部材33に固定しあるいは回転可能とするクラッチ
24を設けている。なお、該クラッチ24は上記車輪支
持部材33に固定している。
FIG. 3 shows a configuration of a second embodiment in which the drive wheel module having the basic configuration shown in FIG. 1 is downsized. In the embodiment of the figure, a steering shaft 23,
Upper and lower support plates 22a and 22b for fixing to a vehicle body are non-rotatably supported, and a wheel drive motor 27 is supported by a wheel support member 33 rotatably mounted on the steering shaft 23. Wheel axle 25 driven by 27
, A wheel 26 that touches the ground at a position deviated from the axis of the steering shaft 23 is attached to the wheel support member 33.
Fixed between the steering shaft 23 and the steering shaft 23
The gear 36 on the clutch side that meshes with the gear 35
A clutch fixed to the support member 33 or rotatable.
24 are provided. The clutch 24 is provided with the wheel support.
It is fixed to the holding member 33.

【0015】上記支持板22は、このモジュールを構成
する構造板であっても、また設計の都合で車両本体の一
部分であっても、同様の機能を発揮させることができ
る。また、車輪26及びステアリング軸23には、それ
ぞれの回転角度や回転速度を検出するためのロータリー
エンコーダなどの回転角度検出器が配置されるが、同図
ではこれらを省略している。なお、この実施例では、ス
テアリング軸23を上下の支持板22a,22bに回転
不能に支持させ、車輪支持部材33をステアリング軸2
3に回転自在に取付けているが、ステアリング軸23を
上下の支持板22a,22bに回転自在に支持させ、車
輪支持部材33をステアリング軸23に回転不能に固定
することができる。この場合に、平歯車35はステアリ
ング軸23に対しては回転自在で、支持板22aに固定
的に設ける必要がある。
The same function can be exerted by the support plate 22 whether it is a structural plate constituting this module or a part of the vehicle body for the sake of design. In addition, a rotation angle detector such as a rotary encoder for detecting a rotation angle and a rotation speed of each of the wheels 26 and the steering shaft 23 is arranged, but these are omitted in FIG. In this embodiment, the steering shaft 23 is non-rotatably supported by the upper and lower support plates 22a and 22b, and the wheel support member 33 is
3, the steering shaft 23 can be rotatably supported by the upper and lower support plates 22a and 22b, and the wheel support member 33 can be fixed to the steering shaft 23 so as not to rotate. In this case, the spur gear 35 is rotatable with respect to the steering shaft 23 and needs to be fixedly provided on the support plate 22a.

【0016】図1の第1実施例に比べてこの図3の第2
実施例の構成がもつメリットは、次の3点である。 (a)第1実施例のようにクラッチ4をステアリング軸
3に直接設置する場合よりも、第2実施例では駆動輪モ
ジュールの厚さ(高さ)が小さくなり、駆動輪モジュー
ルの小型化が図られると共に、モジュールを構成要素と
して含む車体の設計が容易となる。 (b)ステアリング軸23に設置された歯車35の直径
に対して、クラッチの軸に設置された歯車36の径を小
さくとることにより、クラッチの制動力が増幅されるこ
とになるため、小型のクラッチで済ますことが可能とな
り、モジュールの小型化が図られる。
The second embodiment of FIG. 3 is different from the first embodiment of FIG.
The configuration of the embodiment has the following three advantages. (A) In the second embodiment, the thickness (height) of the drive wheel module is smaller than when the clutch 4 is directly installed on the steering shaft 3 as in the first embodiment, and the drive wheel module can be downsized. In addition, the design of the vehicle body including the module as a component is facilitated. (B) By making the diameter of the gear 36 installed on the shaft of the clutch smaller than the diameter of the gear 35 installed on the steering shaft 23, the braking force of the clutch is amplified. The clutch can be used, and the size of the module can be reduced.

【0017】(c)後述するが、図1または図3の駆動
輪を備えた全方向移動車では、走行中にクラッチを開い
た状態でも、ステアリング角度を制御することが可能で
あることが、実験で確かめられている。このような車両
が移動中にクラッチが開とされた状態では、車輪が小さ
い障害物を踏んだときなどに車輪は障害物から反力を受
けるため、駆動輪モジュールに振動が生じる恐れがあ
り、極力この振動を抑える必要がある。このとき、図3
に示す第2実施例の構成は、ステアリング軸23から離
れた位置にモータ27やクラッチ24を配置することに
なるため、ステアリング軸まわりの慣性モーメントの増
大が図られ、明らかに上記振動の抑止効果がある。
(C) As will be described later, in the omnidirectional vehicle equipped with the driving wheels shown in FIG. 1 or FIG. 3, it is possible to control the steering angle even when the clutch is opened during running. It has been confirmed by experiments. In a state where the clutch is opened while such a vehicle is moving, the wheels receive a reaction force from the obstacles, for example, when the wheels step on a small obstacle, and the drive wheel module may be vibrated, It is necessary to suppress this vibration as much as possible. At this time, FIG.
In the configuration of the second embodiment, the motor 27 and the clutch 24 are arranged at positions distant from the steering shaft 23, so that the moment of inertia around the steering shaft is increased, and the vibration suppression effect is clearly apparent. There is.

【0018】また、図4に示す第3実施例の駆動輪は、
図3の第2実施例と基本的に同じ構成を有しているが、
実験のために試作したものであり、その構成を水平断面
によって示している。同図の車輪駆動モータ47は、減
速歯車57a,57bと減速歯車58a,58bを介し
て車輪46を駆動するように連結され、この車輪46は
車輪軸45を支持する軸受(図示省略)により、ステア
リング軸43の回転の軸線から偏寄した位置において接
地するようにして回転可能に支持され、その軸受及び上
記車輪駆動モータ47は下方の車輪支持部材53に固定
されている。この車輪支持部材53は、車体に固定する
ための支持板に固定支持されたステアリング軸43に回
転自在に取付けられ、さらに、このステアリング軸43
にはそれと同軸に歯車55が固設され、この歯車55
は、歯車56を介して車輪支持部材53に設けられたク
ラッチ44に接続すると共に、歯車50を介してステア
リング軸の回転角度を検出するロータリーエンコーダ等
の回転角度検出器51に接続している。一方、車輪46
の回転角度は、車輪駆動モータ47に設置されたロータ
リーエンコーダ等の回転角度検出器49により計測する
ようにしている。
The driving wheels of the third embodiment shown in FIG.
Although it has basically the same configuration as the second embodiment of FIG. 3,
This is a prototype made for an experiment, and its configuration is shown by a horizontal section. The wheel drive motor 47 shown in the figure is connected so as to drive the wheels 46 via reduction gears 57a, 57b and reduction gears 58a, 58b. The steering shaft 43 is rotatably supported so as to contact the ground at a position deviated from the rotation axis of the steering shaft 43, and its bearing and the wheel drive motor 47 are fixed to the lower wheel support member 53. The wheel support member 53 is rotatably mounted on a steering shaft 43 fixedly supported on a support plate for fixing to the vehicle body.
A gear 55 is fixedly mounted coaxially with the gear 55.
Is connected to a clutch 44 provided on the wheel supporting member 53 via a gear 56 and to a rotation angle detector 51 such as a rotary encoder for detecting the rotation angle of the steering shaft via a gear 50. On the other hand, wheel 46
Is measured by a rotation angle detector 49 such as a rotary encoder installed in the wheel drive motor 47.

【0019】この実施例では、歯車55から歯車56へ
の減速比を大きくとることにより、小型のクラッチでモ
ジュールのステアリング軸まわりの回転を停止するのに
十分な力を発生させ得ると共に、ステアリング角度の停
止精度を高くすることができる。また、重量の大きい車
輪駆動モータ47をステアリング軸43から離れた位置
に配置できるので、ステアリング軸まわりの慣性モーメ
ントの増大が図られ、クラッチ44を開いた状態で走行
しても、車輪が障害物から受ける反力により振動したり
するのを抑制することができる。
In this embodiment, by increasing the reduction ratio from the gear 55 to the gear 56, it is possible to generate a force sufficient to stop the rotation of the module around the steering shaft with a small clutch, and to increase the steering angle. , The stopping accuracy can be increased. Further, since the heavy wheel drive motor 47 can be arranged at a position distant from the steering shaft 43, the moment of inertia around the steering shaft is increased. Vibration due to the reaction force received from the vehicle can be suppressed.

【0020】図5は、上記構成を有する駆動輪モジュー
ル60の4個を用いて構成した全方向移動車の構成を示
している。この全方向移動車における駆動輪モジュール
60は、図6によって以下に説明するサスペンション機
構を介して、車体61に駆動輪モジュールの支持板を固
定している。なお、図5において、63aは車輪駆動モ
ータのための電源電池、63bは電子回路用電池、64
a,64bは電池積載板、65a,65bは重い電池を
メンテナンスするときにそれらの電池を電池積載板64
a,64bごと引き出すためのホルダー、66a,66
bはコンピュータ及び電子回路の基板である。
FIG. 5 shows the configuration of an omnidirectional vehicle constructed using four drive wheel modules 60 having the above configuration. In the drive wheel module 60 of the omnidirectional vehicle, a support plate of the drive wheel module is fixed to the vehicle body 61 via a suspension mechanism described below with reference to FIG. In FIG. 5, 63a is a power supply battery for the wheel drive motor, 63b is an electronic circuit battery,
Reference numerals a and 64b denote battery loading plates, and reference numerals 65a and 65b denote heavy batteries when they are maintained.
a, 66 a, 66 b
b is a substrate of a computer and an electronic circuit.

【0021】図6は、上記駆動輪モジュール60を有効
に作動させるのに適したサスペンション機構を示してい
る。同図において、図示を省略した駆動輪モジュール6
0は、その支持板が固定される接続部材70、その接続
部材70が取付けられるサスペンション保持板71、そ
のサスペンション保持板71を保持して上下方向に平行
移動させる一対の平行リンク機構72,72を介して、
車体61に接続される。上記サスペンション保持板71
は、それに固定されたばね台73の上にスペーサー74
を介して下ばね台座75を配設し、この下ばね台座75
と車体61に固定した上ばね台座76との間に、内ばね
77及び外ばね78を保持させている。この外ばね78
は、車体61とスペーサー74との間で常に圧縮される
状態に介装し、そのため、サスペンション保持板71は
常にストッパー79の耳板部に係合させた状態となって
いる。一方、内ばね77は、外ばね78が一定以上圧縮
されたときにばね台座75,76間で圧縮されるように
して介装している。
FIG. 6 shows a suspension mechanism suitable for effectively operating the drive wheel module 60. In the figure, a drive wheel module 6 not shown is shown.
Reference numeral 0 denotes a connecting member 70 to which the supporting plate is fixed, a suspension holding plate 71 to which the connecting member 70 is attached, and a pair of parallel link mechanisms 72, 72 which hold the suspension holding plate 71 and translate in the vertical direction. Through,
Connected to vehicle body 61. The suspension holding plate 71
Is mounted on a spring rest 73 fixed thereto.
The lower spring pedestal 75 is disposed via the lower spring pedestal 75.
An inner spring 77 and an outer spring 78 are held between the upper spring pedestal 76 fixed to the vehicle body 61. This outer spring 78
Is interposed in a state of being constantly compressed between the vehicle body 61 and the spacer 74, so that the suspension holding plate 71 is always engaged with the ear plate of the stopper 79. On the other hand, the inner spring 77 is interposed so as to be compressed between the spring pedestals 75 and 76 when the outer spring 78 is compressed by a certain amount or more.

【0022】これら内ばね77、外ばね78及び平行リ
ンク機構72等からなるサスペンション機構は、車体6
1に対する車輪の柔軟な上下揺動のために機能するもの
であり、以下にその働きについて説明する。通常、外ば
ね78は車体61とスペーサー74の間に圧縮された状
態で保持されているため、サスペンション保持板71の
上縁は常にストッパー79の耳板部に押し当てられた状
態となっている。これが車体とサスペンション保持板7
1との間の最大のすき間である。但し、走行時には通常
外ばね78がもう少し圧縮された状態にある。
The suspension mechanism including the inner spring 77, the outer spring 78, the parallel link mechanism 72, etc.
It functions for flexible up and down swinging of the wheel with respect to 1 and its operation will be described below. Normally, since the outer spring 78 is held in a compressed state between the vehicle body 61 and the spacer 74, the upper edge of the suspension holding plate 71 is always pressed against the ear plate of the stopper 79. . This is the car body and suspension holding plate 7
This is the largest gap between the two. However, during traveling, the outer spring 78 is normally in a slightly compressed state.

【0023】車体が重くなると外ばね78が圧縮され、
遂には上ばね台座76が内ばね77の上端に接触する状
態となる。これ以上の圧縮は、外ばね78と内ばね77
とのばね係数の和をばね係数とする複合ばね機構で車輪
が支持される。さらに、もっと重い重量や強い衝撃力を
受けたときには、二つのばね77,78がより圧縮さ
れ、遂には下ばね台座75の縁と上ばね台座76の縁と
が接触する。これがこのサスペンション機構の圧縮の限
界となる。通常は、外ばね78のばね係数k1 より内ば
ね77のばね係数k2 の方を大きくしておくことによ
り、車体が軽い普通の状態の時は軟らかいサスペンショ
ンとして働き、そのため、走行面の少しの凸凹や車体の
振動によく追髄する。しかし、外ばねのみでは、車体に
重い積載物を搭載すると、たちまちばねが圧縮されてば
ね台座75,76が直接接触し、サスペンション機能が
働かなくなるが、上記両ばね77,78の使用により、
外ばね78の圧縮時にもっとばね剛性の高い内ばね77
に接触するため、重い荷重の状態でもサスペンション機
能を働かせることができる。
When the body becomes heavy, the outer spring 78 is compressed,
Eventually, the upper spring pedestal 76 comes into contact with the upper end of the inner spring 77. Further compression is achieved by the outer spring 78 and the inner spring 77.
The wheels are supported by a composite spring mechanism that uses the sum of the spring coefficients of the two as a spring coefficient. Furthermore, when receiving a heavier weight or a strong impact force, the two springs 77 and 78 are further compressed, so that the edge of the lower spring seat 75 and the edge of the upper spring seat 76 come into contact. This is the compression limit of this suspension mechanism. Normally, by previously increased towards the spring constant k 2 of the inner spring 77 than the spring coefficient k 1 of the outer spring 78 serves as a soft suspension when the vehicle body is light normal conditions, therefore, little running surface It often focuses on unevenness and body vibration. However, when a heavy load is mounted on the vehicle body using only the outer spring, the spring is immediately compressed and the spring pedestals 75 and 76 come into direct contact with each other and the suspension function does not work.
When the outer spring 78 is compressed, the inner spring 77 has a higher spring rigidity.
As a result, the suspension function can be operated even under a heavy load.

【0024】すなわち、このサスペンション機構は、小
さなスペースで軽荷重から重荷重まで対応させることが
でき、途中でばね係数が非線形に変化するサスペンショ
ン機構を形成することを可能とする機構である。なお、
スペーサー74は内ばねが働くまでのすき間を簡単に調
整することを可能としている。
That is, this suspension mechanism can cope with a light load to a heavy load in a small space, and makes it possible to form a suspension mechanism whose spring coefficient changes non-linearly on the way. In addition,
The spacer 74 makes it possible to easily adjust the gap until the inner spring operates.

【0025】以上のような機構を持つ全方向移動車の駆
動制御は、主に次の二つの方法で行うことができる。 (a)移動中はクラッチを閉じた状態で移動する方法。 この方法の場合、ステアリング角度は固定となる。ま
た、移動モードも同一状態である。駆動制御の観点から
見ると、全方向移動車の移動モードには、図2に示した
ように、旋回モード(自動車モードも含む)、直進(斜
行、横行も含む)モード、回転モードの3種類の移動モ
ードがある。これらの移動モードを途中で変換したいと
きは、一旦車体の移動を停止し、クラッチを開の状態と
して車輪をステアリング軸のまわりで転回させ、モード
を変換した後、再びクラッチを閉じて、変換後の移動モ
ードで移動する。この方法は最も普通に行われ、多くの
動作要求に対して、この移動方法で対応可能である。
The drive control of the omnidirectional vehicle having the above-described mechanism can be mainly performed by the following two methods. (A) A method of moving with the clutch closed during movement. In this method, the steering angle is fixed. The movement mode is also in the same state. From the viewpoint of drive control, the movement modes of the omnidirectional vehicle are, as shown in FIG. 2, three modes: a turning mode (including a car mode), a straight traveling (including a skew and a traversing) mode, and a rotation mode. There are different types of travel modes. If you want to change these movement modes on the way, stop the movement of the body, turn the wheels around the steering shaft with the clutch open, change the mode, close the clutch again, and Move in move mode. This method is the most common, and can be used for many operation requests with this moving method.

【0026】(b)移動中にクラッチを開いた状態で移
動する方法。 この方法は、高度な駆動輪の制御を必要とするが、自動
車モードにおいては、十分実用に耐える精度と即応性が
得られることが実験により確認されている。この方法を
以下に詳述する。
(B) A method of moving with the clutch opened during the movement. Although this method requires advanced driving wheel control, it has been experimentally confirmed that in the vehicle mode, sufficient accuracy and responsiveness can be obtained for practical use. This method is described in detail below.

【0027】図7は、クラッチを開の状態にしたときの
制御方法の原理を説明するためのものである。同図に示
すように、車体1の速度をVO 、車輪6の回転による移
動速度をVW とする。図中、3はステアリング軸、5は
車輪軸、6は車輪である。いま、速度VW がVO より大
きいと、車輪6は車体1より速く移動しようとするた
め、車輪はステアリング軸3のまわりで回転して車体1
の前方へ移動する。逆に、速度VW がVO より小さい
と、車輪6は車体1より遅れ、ステアリング軸3のまわ
りを車体の後方へ移動する。したがって、速度VW とV
O が等しいと、車輪6は丁度車体1の側方に突き出した
形で車体に追従して移動する。1輪のみの特性を調べる
実験装置を用いて実験を行ったところ、制御方法を適切
にすることにより、クラッチを開いたままでも、ほとん
どステアリング軸が振れることなく、直進移動させるこ
とに成功している。また、前述のように、たとえ小さな
障害物を踏んでも、駆動輪自体にモータその他の機械要
素があり、慣性モーメントが働くため、ほとんど影響さ
れないことも、実験において確かめられている。
FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of the control method when the clutch is opened. As shown in the figure, the speed of the vehicle body 1 is V O , and the moving speed due to the rotation of the wheels 6 is V W. In the figure, 3 is a steering shaft, 5 is a wheel shaft, and 6 is a wheel. Now, if the speed V W is higher than V O , the wheels 6 try to move faster than the vehicle body 1, so that the wheels rotate around the steering shaft 3 and
Move ahead of. Conversely, if the speed V W is smaller than V O , the wheels 6 are behind the vehicle body 1 and move around the steering shaft 3 to the rear of the vehicle body. Therefore, the speeds V W and V
When O is equal, the wheel 6 moves following the vehicle body in a form protruding to the side of the vehicle body 1. When an experiment was conducted using an experimental device for examining the characteristics of only one wheel, it was found that, by optimizing the control method, the steering shaft was able to move straight with almost no swing of the steering shaft even with the clutch open. I have. Also, as described above, it has been confirmed in an experiment that even if a small obstacle is stepped on, the drive wheel itself has a motor and other mechanical elements and a moment of inertia acts, so that it is hardly affected.

【0028】この原理を利用すると、図3や図4などに
示す単一のモータをもつ単純化された機構でも、あると
きはクラッチを閉じて駆動輪とし、またあるときはクラ
ッチを開いてステアリングを切る操舵輪とするような、
その場に応じての切り替えが可能となり、これまでの全
方向移動機構よりずっと簡単な機構でほぼ同等の機能を
与えられることとなる。ただし、クラッチ開の状態で
は、車体に対して推進力を与えられないため、このよう
なステアリング制御をするときは、図2(b)に示すよ
うな自動車モードにおいて、後ろ2輪を駆動輪とし、前
2輪をクラッチ開の状態で使用するのが普通であるが、
必ずしもこのときのみ使用可であるとは限らない。
Utilizing this principle, a simplified mechanism having a single motor as shown in FIGS. 3 and 4 may be used to close the clutch as a drive wheel at one time and open the clutch at another time to operate the steering wheel. Like a steering wheel that turns
Switching according to the situation becomes possible, and almost the same function can be provided by a much simpler mechanism than the conventional omnidirectional moving mechanism. However, since no propulsive force is applied to the vehicle body when the clutch is open, when such steering control is performed, the two rear wheels are set as drive wheels in the automobile mode as shown in FIG. It is common to use the front two wheels with the clutch open,
It is not always possible to use it only at this time.

【0029】このようなクラッチ開の状態での移動が可
能となると、たとえば自動車モードでS字カーブを描く
ような軌跡の移動も可能となる。図8は、実際に、実験
車により前2輪をクラッチ解放にした自動車モードでS
字を描かせた様子を示すもので、実線で示す目標軌道に
対して、点線で示すような実測軌道を描かせることがで
きた。この実験結果より、このクラッチ開状態での移動
は実用上の大きな問題がないものと考えられる。
When it is possible to move in such a state that the clutch is open, for example, it is possible to move along a locus that draws an S-shaped curve in the automobile mode. FIG. 8 shows the S mode in the actual vehicle mode in which the front two wheels are disengaged by an experimental vehicle.
This shows a state in which characters are drawn, and a measured trajectory as shown by a dotted line could be drawn with respect to a target trajectory shown by a solid line. From this experimental result, it is considered that the movement in the clutch open state does not have a serious problem in practical use.

【0030】なお、前述のように、ある車輪をクラッチ
開の状態で移動させるためには、他の車輪の中に、車体
に対して駆動力を与えるためのクラッチ閉の駆動輪が少
なくとも1輪は必要である。もし4輪を備えた移動車な
ら、実用的には2輪でクラッチ閉の走行を行うことが望
ましい。図9に示すように、4輪の内2輪をクラッチ閉
の駆動輪とする際の組合わせは、数種類考えられる。す
なわち、(1)同図(a)に示すように、通常の自動車
のように後ろ2輪の角度を固定して駆動輪6bとし、前
2輪を操舵輪6aとする方法、(2)フォークリフトに
見られるような、前2輪を角度固定して後ろ2輪でステ
アリングする方法、(3)同図(b)に示すように、対
角2輪を角度固定の駆動輪6bとし、他の2輪を操舵輪
6aとする方法、などである。さらに、状況に応じて走
行中にこれら固定2輪の選択を変えることも可能であ
る。もちろん、自動車モードは、前方と後方及び左右横
方向の4方向について可能であり、さらにそれぞれにつ
いて後輪固定または前輪固定のいずれをも選択すること
ができる。
As described above, in order to move a certain wheel while the clutch is open, at least one clutch-closed driving wheel for applying a driving force to the vehicle body is provided among the other wheels. Is necessary. If the vehicle is a four-wheeled vehicle, it is practically desirable to use two wheels to travel with the clutch closed. As shown in FIG. 9, several combinations are possible when two of the four wheels are used as drive wheels with the clutch closed. That is, (1) a method in which the angles of the rear two wheels are fixed to be the drive wheels 6b and the front two wheels are the steered wheels 6a as shown in FIG. (3) As shown in FIG. 3 (b), two diagonal wheels are used as fixed-angle drive wheels 6b, and the other two wheels are used as fixed drive wheels 6b. A method in which two wheels are used as the steered wheels 6a, and the like. Further, it is also possible to change the selection of these two fixed wheels during running according to the situation. Of course, the vehicle mode is possible in four directions of front and rear and left and right lateral directions, and for each of them, either rear wheel fixed or front wheel fixed can be selected.

【0031】上述した全方向移動車の駆動制御を行うた
めには、車輪の回転角度や回転速度あるいはステアリン
グ軸の回転角度等を、ロータリーエンコーダ等の回転角
度検出器を用いて検出し、車体が今どんな姿勢で、どん
な位置にあるか、ということをリアルタイムで知る必要
があり、特に、4輪を独立に操舵できる全方向移動車な
どでは、複雑な走行形態と走行軌跡をとり得るため、コ
ンピュータにおいて車体の姿勢や位置をリアルタイムで
知る必要がある。このための車体の運動学的動作の概要
は以下の通りである。
In order to control the driving of the omnidirectional vehicle, the rotation angle and rotation speed of the wheels or the rotation angle of the steering shaft are detected by using a rotation angle detector such as a rotary encoder. It is necessary to know in real time what kind of posture and in what position, and especially in the case of an omnidirectional vehicle that can steer four wheels independently, it is possible to take complicated running forms and running trajectories. It is necessary to know the posture and position of the vehicle body in real time. The outline of the kinematic operation of the vehicle body for this purpose is as follows.

【0032】図10に、旋回モードのときの車体の運動
を表す座標系と記号を示す。同図において、O0 −X0
0 は絶対座標系、O−XYは車両に固定した座標系で
あり、また、 C : 旋回中心の座標、 O : 車両本体の中心の座標、 θ : 車両本体の姿勢角、 φ : 車両本体の総蛇角、 v : 旋回中心まわりの速度、 ρ : 旋回半径、 O0 : 絶対座標、 である。これらのパラメータの間には、以下の関係があ
り、これが旋回モードのときの車体の運動を表す式とな
る。
FIG. 10 shows a coordinate system and symbols representing the motion of the vehicle body in the turning mode. In the figure, O 0 −X 0
Y 0 is an absolute coordinate system, O-XY is a coordinate system fixed to the vehicle, C: coordinates of the turning center, O: coordinates of the center of the vehicle body, θ: attitude angle of the vehicle body, φ: vehicle body. , V: speed around the center of turning, ρ: turning radius, and O 0 : absolute coordinates. These parameters have the following relationship, which is an equation representing the motion of the vehicle body in the turning mode.

【0033】[0033]

【数1】 (Equation 1)

【0034】なお、他の直進モードに関しては、更に簡
単な式になるので、ここでは省略する。
Incidentally, the other straight-ahead traveling mode is a simpler equation, and is omitted here.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、全方向
移動車における駆動輪の車輪駆動とステアリング動作を
単一のモータに行わせることにより、モータ数の減少と
低価格化、機構の簡素化と軽量化、モジュール化などの
優れた特性を持たせることができ、また、その全方向移
動車の駆動輪の制御により、簡単で円滑なステアリング
制御を実現することができる。
According to the present invention described in detail above, a single motor is used to drive and steer the driving wheels of the omnidirectional vehicle, thereby reducing the number of motors, reducing the cost, and improving the mechanism. In addition, excellent characteristics such as simplification, weight reduction, and modularization can be provided, and simple and smooth steering control can be realized by controlling the driving wheels of the omnidirectional vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る全方向移動車の駆動
輪の基本構成を模式的に示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a basic configuration of drive wheels of an omnidirectional vehicle according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は、上記全方向移動用駆動輪を
4個設置したときの車両の基本移動モードを示す説明図
である。
FIGS. 2A to 2D are explanatory diagrams showing a basic movement mode of a vehicle when four omnidirectional movement drive wheels are installed.

【図3】本発明の第2実施例の全方向移動車の駆動輪の
基本構成を模式的に示す側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view schematically showing a basic configuration of drive wheels of an omnidirectional vehicle according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の駆動輪の構成を示す水平
断面図である。
FIG. 4 is a horizontal sectional view showing a configuration of a drive wheel according to a third embodiment of the present invention.

【図5】駆動輪モジュールの4個を用いた全方向移動車
の構成を模式的に示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view schematically showing a configuration of an omnidirectional vehicle using four drive wheel modules.

【図6】上記駆動輪モジュールに好適なサスペンション
機構の側断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view of a suspension mechanism suitable for the drive wheel module.

【図7】クラッチを開の状態にしたときのステアリング
制御の原理を説明するための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the principle of steering control when the clutch is opened.

【図8】実験車により前2輪をクラッチ解放にした自動
車モードでS字を描かせた場合の走行軌道を示す線図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a traveling trajectory in a case where an S-shape is drawn in an automobile mode in which the front two wheels are disengaged by an experimental vehicle.

【図9】(a)(b)は、4輪の内2輪をクラッチ閉の
駆動輪とする組合わせについて例示する説明図である。
FIGS. 9A and 9B are explanatory views exemplifying a combination in which two of the four wheels are used as drive wheels with the clutch closed.

【図10】旋回モードのときの車体の運動を表す座標系
と記号を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a coordinate system and symbols representing the motion of the vehicle body in the turning mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車体 2 支持板 3,23,43 ステアリング軸 4,24,44 クラッチ 5,25,45 車輪軸 6,26,46 車輪 7,27,47 車輪駆動モータ 13,33,53 車輪支持部材 22a,22b 支持板 35,36,55,56 歯車 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body 2 Support plate 3,23,43 Steering shaft 4,24,44 Clutch 5,25,45 Wheel shaft 6,26,46 Wheel 7,27,47 Wheel drive motor 13,33,53 Wheel support member 22a, 22b Support plate 35, 36, 55, 56 Gear

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−252025(JP,A) 特開 昭64−70803(JP,A) 特開 昭62−181884(JP,A) 特公 昭62−33989(JP,B2) 特公 平1−34166(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 17/358 B62D 7/14 B62D 6/00 B62D 101:00 B62D 137:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-60-252025 (JP, A) JP-A-64-70803 (JP, A) JP-A-62-181884 (JP, A) 33989 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. 1-34166 (JP, B2) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60K 17/358 B62D 7/14 B62D 6/00 B62D 101: 00 B62D 137: 00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車体に固定するための支持板にステアリン
グ軸を回転可能に支持させ、このステアリング軸上の車
輪支持部材に車輪駆動モータを支持させると共に、その
モータにより駆動される車輪軸に、ステアリング軸の回
転の軸線から偏寄した位置において接地する車輪を取付
け、上記支持板とステアリング軸との間に、閉の状態に
おいてステアリング軸を支持板に固定させ、開の状態に
おいてステアリング軸を支持板に回転可能とする単一の
クラッチを設け、更に車輪駆動モータにより車輪を回転
可能とし、 これにより車体に対して取付ける駆動輪を構成した、 ことを特徴とする全方向移動車。
A steering plate is rotatably supported by a support plate fixed to a vehicle body, and a wheel driving motor is supported by a wheel supporting member on the steering shaft. Attach the grounding wheel at a position deviated from the axis of rotation of the steering shaft, and close it between the support plate and the steering shaft.
Fix the steering shaft to the support plate
A single rotation of the steering shaft to the support plate
A clutch is provided, and the wheels are rotated by the wheel drive motor
An omnidirectional vehicle comprising: a driving wheel that is mounted on a vehicle body;
【請求項2】車体に固定するための支持板にステアリン
グ軸を回転不能に支持させ、このステアリング軸に回転
自在に取付けた車輪支持部材に車輪駆動モータを支持さ
せると共に、そのモータにより駆動される車輪軸に、ス
テアリング軸の軸線から偏寄した位置において接地する
車輪を取付け、上記車輪支持部材とステアリング軸との
間に、ステアリング軸に固定した歯車に噛み合うクラッ
チ側の歯車を車輪支持部材に固定しあるいは回転可能と
するクラッチを設け、 これにより車体に対して取付ける駆動輪を構成した、 ことを特徴とする全方向移動車。
2. A steering plate is non-rotatably supported by a support plate fixed to a vehicle body, and a wheel driving motor is supported by a wheel supporting member rotatably mounted on the steering shaft and driven by the motor. Attach a grounding wheel to the wheel axle at a position deviated from the axis of the steering shaft, and, between the wheel support member and the steering axle, a clutch meshing with a gear fixed to the steering axle.
The gear on the front side is fixed or rotatable on the wheel support member.
An omnidirectional vehicle is provided, comprising: a clutch for driving the vehicle;
【請求項3】請求項1または2に記載の全方向移動車の
ステアリング制御を行う方法であって、 上記全方向移動車には車体に対して推進力を与えるため
の少なくとも一つの駆動輪を具備させ、 クラッチを開の状態にして車体を移動させつつ、車体の
速度と車輪の回転による車輪移動速度とを等しくして直
進移動させ、車体の速度に対して車輪の回転による車輪
移動速度を変えることによりステアリング角度を制御す
る、 ことを特徴とする全方向移動車のステアリング制御方
法。
3. A method for performing steering control of an omnidirectional vehicle according to claim 1 or 2, wherein the omnidirectional vehicle has at least one drive wheel for applying a propulsive force to a vehicle body. While moving the vehicle body with the clutch open, the vehicle speed is equal to the wheel speed due to the rotation of the wheel, and the vehicle is moved straight ahead. A steering control method for an omnidirectional vehicle, wherein a steering angle is controlled by changing the steering angle.
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CN103895502B (en) * 2012-12-26 2017-08-04 徐维 Automobile mechanical slides damping drag-reduction energy-saving device
CN106995000B (en) * 2017-03-17 2023-10-20 北京华酿科技有限公司 Four-wheel steering four-wheel drive trolley
CN108657265A (en) * 2018-06-01 2018-10-16 杭叉集团股份有限公司 A kind of electric pallet truck assisted power steering system
KR102242194B1 (en) * 2020-06-02 2021-04-20 한국생산기술연구원 Telescopic cylinder type steering system for in-situ rotation to which an electro-hydrostatic actuator system is applied, a four-wheel steering axle including the same, and an in-situ rotation driving method using the same

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