JPH07285475A - 球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置 - Google Patents
球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置Info
- Publication number
- JPH07285475A JPH07285475A JP10445194A JP10445194A JPH07285475A JP H07285475 A JPH07285475 A JP H07285475A JP 10445194 A JP10445194 A JP 10445194A JP 10445194 A JP10445194 A JP 10445194A JP H07285475 A JPH07285475 A JP H07285475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spherical shell
- traveling
- spherical
- center
- traveling body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定性および安全性を十分に確保でき、且
つ、ロボットなどの旋回性能を高めることができる球殻
の回転駆動方法を提供すること。 【構成】 外表面が球面に形成され内部に球状の空間が
形成された球殻１を回転駆動する方法であって、球殻１
の内部に、該球殻１の中心Ｏよりも低い重心を有する走
行体２を設け、球殻１の内部で走行体２を移動させ、こ
の走行体２を含む球殻１全体の重心を変えて球殻１を回
転させるようにした。
つ、ロボットなどの旋回性能を高めることができる球殻
の回転駆動方法を提供すること。 【構成】 外表面が球面に形成され内部に球状の空間が
形成された球殻１を回転駆動する方法であって、球殻１
の内部に、該球殻１の中心Ｏよりも低い重心を有する走
行体２を設け、球殻１の内部で走行体２を移動させ、こ
の走行体２を含む球殻１全体の重心を変えて球殻１を回
転させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外表面が球面に形成さ
れ内部に球状の空間が形成された球殻を回転駆動する方
法とこの球殻を用いた走行装置に関し、特に、狭い場所
で作業を行なうロボットなどの走行装置に適用して好適
な球殻の回転駆動法及び球殻を用いた走行装置に関す
る。
れ内部に球状の空間が形成された球殻を回転駆動する方
法とこの球殻を用いた走行装置に関し、特に、狭い場所
で作業を行なうロボットなどの走行装置に適用して好適
な球殻の回転駆動法及び球殻を用いた走行装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車やバイク等に代表される走
行装置として、例えば、４輪の車両の場合、以下の１）
〜３）に示す方式が一般に知られている。 １） 図８に示すように、車体２１に支持された前後の
車輪２２、２３を有し、前後のどちらかの車輪２３を駆
動部により駆動させて走行させ、他方の車輪、例えば、
前輪２２を操舵機構により操舵し、操舵用の車輪２２の
向きを変化させることにより、移動体全体の方向転換を
行なう。 ２） 図９に示すように、フレーム３０に支持された一
対の車輪２４、２４を、別々のモータ２５、２５によ
り、複数の歯車２６、２７、２８から構成された動力伝
達機構２９を介して独立に駆動して移動体を走行させ、
双方の車輪２４、２４を互いに逆方向に回転駆動するこ
とにより、矢印Ｃで示すように、移動体を旋回させる
（例えば、平行二輪車の同調および操舵制御，日本機械
学会論文集Ｃ編，５５ー５１３，１９８９）。 ３） 図１０に示すように、内部に空間を有し表面が球
面の球殻３１を走行車輪とし、この球殻３１内に、フレ
ーム３０に支持されたモータ３２と、歯車３３、３４か
らなる一対の動力伝達機構３５、３５と、これら各々の
動力伝達機構３５、３５に連結された一対のインターナ
ルギヤ３６、３６と、このインターナルギヤ３６、３６
が噛み合うように球殻３１に設けられたギヤ穴３７、３
７とを備え、球殻３１の内部から動力伝達機構３５、３
５を介してインターナルギヤ３６、３６を駆動すること
により、球殻３１を回転させて移動体を走行させたり、
旋回させる（例えば、全方向型移動ロボットの制御に関
する研究，（第１報，球状ロボットのコンセプトとロー
ルおよび走行制御），ｉｂｉｄ．，５８−５４８，１９
９２，１１２８ー１１３６、全方向型移動ロボットの制
御に関する研究，（第２報，姿勢安定化および坂道走行
に関する解析と実験），ｉｂｉｄ．，５８−５４８，１
９９２，１１３７ー１１４５、全方向型移動ロボットの
制御に関する研究，（第３報，旋回走行の動作原理，制
御法および実験），ｉｂｉｄ．，５８−５４８，１９９
２，１１４６ー１１５３）。
行装置として、例えば、４輪の車両の場合、以下の１）
〜３）に示す方式が一般に知られている。 １） 図８に示すように、車体２１に支持された前後の
車輪２２、２３を有し、前後のどちらかの車輪２３を駆
動部により駆動させて走行させ、他方の車輪、例えば、
前輪２２を操舵機構により操舵し、操舵用の車輪２２の
向きを変化させることにより、移動体全体の方向転換を
行なう。 ２） 図９に示すように、フレーム３０に支持された一
対の車輪２４、２４を、別々のモータ２５、２５によ
り、複数の歯車２６、２７、２８から構成された動力伝
達機構２９を介して独立に駆動して移動体を走行させ、
双方の車輪２４、２４を互いに逆方向に回転駆動するこ
とにより、矢印Ｃで示すように、移動体を旋回させる
（例えば、平行二輪車の同調および操舵制御，日本機械
学会論文集Ｃ編，５５ー５１３，１９８９）。 ３） 図１０に示すように、内部に空間を有し表面が球
面の球殻３１を走行車輪とし、この球殻３１内に、フレ
ーム３０に支持されたモータ３２と、歯車３３、３４か
らなる一対の動力伝達機構３５、３５と、これら各々の
動力伝達機構３５、３５に連結された一対のインターナ
ルギヤ３６、３６と、このインターナルギヤ３６、３６
が噛み合うように球殻３１に設けられたギヤ穴３７、３
７とを備え、球殻３１の内部から動力伝達機構３５、３
５を介してインターナルギヤ３６、３６を駆動すること
により、球殻３１を回転させて移動体を走行させたり、
旋回させる（例えば、全方向型移動ロボットの制御に関
する研究，（第１報，球状ロボットのコンセプトとロー
ルおよび走行制御），ｉｂｉｄ．，５８−５４８，１９
９２，１１２８ー１１３６、全方向型移動ロボットの制
御に関する研究，（第２報，姿勢安定化および坂道走行
に関する解析と実験），ｉｂｉｄ．，５８−５４８，１
９９２，１１３７ー１１４５、全方向型移動ロボットの
制御に関する研究，（第３報，旋回走行の動作原理，制
御法および実験），ｉｂｉｄ．，５８−５４８，１９９
２，１１４６ー１１５３）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
１）の方式によれば、移動体の旋回走行時には、車輪が
前後にあるために、内輪差や最小旋回半径が大きくなっ
てしまう不具合があり、特に狭い場所での旋回には不向
きとなる欠点がある。上記２）の方式によれば、動力伝
達機構などが剥き出しとならざるをえず、安定性や安全
面での問題がある。上記３）の方式によれば、旋回半径
が所定範囲以上必要となり、また、進行方向に対して直
角の方向（ロール方向）における安定性が十分とは言え
ない問題があった。
１）の方式によれば、移動体の旋回走行時には、車輪が
前後にあるために、内輪差や最小旋回半径が大きくなっ
てしまう不具合があり、特に狭い場所での旋回には不向
きとなる欠点がある。上記２）の方式によれば、動力伝
達機構などが剥き出しとならざるをえず、安定性や安全
面での問題がある。上記３）の方式によれば、旋回半径
が所定範囲以上必要となり、また、進行方向に対して直
角の方向（ロール方向）における安定性が十分とは言え
ない問題があった。
【０００４】本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あって、本発明の目的は、安定性および安全性を十分に
確保でき、且つ、ロボットなどの旋回性能を高めること
ができる球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置
を提供することにある。
あって、本発明の目的は、安定性および安全性を十分に
確保でき、且つ、ロボットなどの旋回性能を高めること
ができる球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、外表面が球面に形成され内
部に球状の空間が形成された球殻を回転駆動する方法で
あって、前記球殻の内部に、該球殻の中心よりも低い重
心を有する走行体を設け、前記球殻の内部で前記走行体
を移動させ、この走行体を含む球殻全体の重心を変えて
球殻を回転させるようにしたことを特徴とする。また、
請求項２記載の発明は、前記走行体の移動方向を変える
ことで前記球殻の回転方向を変えるようにしたことを特
徴とする。
め、請求項１記載の発明は、外表面が球面に形成され内
部に球状の空間が形成された球殻を回転駆動する方法で
あって、前記球殻の内部に、該球殻の中心よりも低い重
心を有する走行体を設け、前記球殻の内部で前記走行体
を移動させ、この走行体を含む球殻全体の重心を変えて
球殻を回転させるようにしたことを特徴とする。また、
請求項２記載の発明は、前記走行体の移動方向を変える
ことで前記球殻の回転方向を変えるようにしたことを特
徴とする。
【０００６】また、請求項３記載の発明は、外表面が球
面に形成され内部に球状の空間が形成された球殻と、前
記球殻を回転駆動させる走行体とからなる走行装置であ
って、前記走行体は、前記球殻の内部に配設されるフレ
ームと、前記球殻の内部でフレームを支持する左右輪及
び少なくとも一つの前後輪と、前記フレームで支持され
ると共に、左右輪にそれぞれ連結され該左右輪を互いに
独立して回転駆動する駆動手段とで構成され、且つ、前
記走行体の重心は、前記球殻の中心よりも低く設定され
ていることを特徴とする。また、請求項４記載の発明
は、外表面が球面に形成され内部に球状の空間が形成さ
れた球殻と、前記球殻を回転駆動させる走行体とからな
る走行装置であって、前記走行体は、前記球殻の内部に
配設されるフレームと、前記球殻の内部でフレームを支
持する左右のクローラと、前記フレームで支持されると
共に、左右のクローラにそれぞれ連結され該左右のクロ
ーラを互いに独立して回転駆動する駆動手段とで構成さ
れ、且つ、前記走行体の重心は、前記球殻の中心よりも
低く設定されていることを特徴とする。
面に形成され内部に球状の空間が形成された球殻と、前
記球殻を回転駆動させる走行体とからなる走行装置であ
って、前記走行体は、前記球殻の内部に配設されるフレ
ームと、前記球殻の内部でフレームを支持する左右輪及
び少なくとも一つの前後輪と、前記フレームで支持され
ると共に、左右輪にそれぞれ連結され該左右輪を互いに
独立して回転駆動する駆動手段とで構成され、且つ、前
記走行体の重心は、前記球殻の中心よりも低く設定され
ていることを特徴とする。また、請求項４記載の発明
は、外表面が球面に形成され内部に球状の空間が形成さ
れた球殻と、前記球殻を回転駆動させる走行体とからな
る走行装置であって、前記走行体は、前記球殻の内部に
配設されるフレームと、前記球殻の内部でフレームを支
持する左右のクローラと、前記フレームで支持されると
共に、左右のクローラにそれぞれ連結され該左右のクロ
ーラを互いに独立して回転駆動する駆動手段とで構成さ
れ、且つ、前記走行体の重心は、前記球殻の中心よりも
低く設定されていることを特徴とする。
【０００７】また、請求項５記載の発明は、移動体の走
行方法であって、移動体の下部に、外表面が球面に形成
され内部に球状の空間が形成された球殻を回転可能に配
設して移動体をこの球殻を介して支持し、前記球殻の内
部に、該球殻の中心よりも低い重心を有する走行体を設
け、前記球殻の内部で前記走行体を移動させることで、
この走行体を含む球殻全体の重心を変えて球殻を回転さ
せ、この球殻の回転により移動体を走行させるようにし
たことを特徴とする。また、請求項６記載の発明は、前
記走行体の移動方向を変えることで前記球殻の回転方向
を変え、これにより移動体の走行方向を変えるようにし
たことを特徴とする。
行方法であって、移動体の下部に、外表面が球面に形成
され内部に球状の空間が形成された球殻を回転可能に配
設して移動体をこの球殻を介して支持し、前記球殻の内
部に、該球殻の中心よりも低い重心を有する走行体を設
け、前記球殻の内部で前記走行体を移動させることで、
この走行体を含む球殻全体の重心を変えて球殻を回転さ
せ、この球殻の回転により移動体を走行させるようにし
たことを特徴とする。また、請求項６記載の発明は、前
記走行体の移動方向を変えることで前記球殻の回転方向
を変え、これにより移動体の走行方向を変えるようにし
たことを特徴とする。
【０００８】
【作用】球殻を直進走行させる場合、走行体を直進させ
ると、走行体を含んだ球殻全体の重心変化によって走行
体の直進方向に沿って球殻が回転駆動する。また、球殻
の走行方向を変える場合には、走行体の走行方向を変え
ると、前記と同様に、走行体の走行方向に沿って球殻が
回転駆動し、球殻の走行方向が変わり、球殻を旋回させ
るには、走行体を旋回させると、球殻が旋回する。
ると、走行体を含んだ球殻全体の重心変化によって走行
体の直進方向に沿って球殻が回転駆動する。また、球殻
の走行方向を変える場合には、走行体の走行方向を変え
ると、前記と同様に、走行体の走行方向に沿って球殻が
回転駆動し、球殻の走行方向が変わり、球殻を旋回させ
るには、走行体を旋回させると、球殻が旋回する。
【０００９】走行体の重心位置は球殻の中心よりも低く
設定されているので、走行体は、球殻内で安定した状態
で走行し、球殻の回転の安定性が高められる。また、走
行体は球殻内に配設され外部に露出しないので、走行体
の安全性を確保できる。また、走行体の旋回により球殻
は旋回半径０の旋回が可能となり、高性能の旋回動作が
可能となる。
設定されているので、走行体は、球殻内で安定した状態
で走行し、球殻の回転の安定性が高められる。また、走
行体は球殻内に配設され外部に露出しないので、走行体
の安全性を確保できる。また、走行体の旋回により球殻
は旋回半径０の旋回が可能となり、高性能の旋回動作が
可能となる。
【００１０】これらの結果、特に、狭い場所で作業を行
なうロボットの走行装置に適し、更に、走行体は球殻で
覆われているので、安全性や気密性の要求が高いクリー
ンルーム内や水中内での作業を行なうロボットの走行装
置として好適である。
なうロボットの走行装置に適し、更に、走行体は球殻で
覆われているので、安全性や気密性の要求が高いクリー
ンルーム内や水中内での作業を行なうロボットの走行装
置として好適である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る球殻の回転駆動方法をそ
の走行装置と共に説明する。図１は本実施例に係る球殻
を用いた走行装置の一部破断斜視図、図２は同平面図、
図３は図２のＸ矢視図である。Ａは走行装置で、走行装
置Ａは球殻１と、この球殻１の内部に配設された走行体
２からなる。前記球殻１は外表面が球面に形成され、内
部に密閉された球状の空間が形成されている。前記走行
体２は、球殻１内に配設されたフレーム３と、フレーム
３の前後に二つずつ配設されフレーム３を支持するキャ
スター輪６と、フレーム３の左右に一つずつ配設され前
記キャスター輪６と共にフレーム３を支持する左右の駆
動輪１３ａ、１３ｂと、フレーム３で支持された一対の
モータ４ａ、４ｂと、フレーム３で支持され前記各モー
タ４ａ、４ｂの動力を左右の駆動輪１３ａ、１３ｂにそ
れぞれ独立して伝達する一対の動力伝達機構５ａ、５ｂ
とから構成されている。前記一対のモータ４ａ、４ｂ
は、図１に示すように、これらのモータ出力軸が向き合
い、且つ、同軸上となるように前記フレーム３に取付け
られ、モータ４ａ、４ｂは正逆回転可能であり、モータ
４ａ、４ｂへの給電は、フレーム３に搭載された不図示
のバッテリからなされる。
の走行装置と共に説明する。図１は本実施例に係る球殻
を用いた走行装置の一部破断斜視図、図２は同平面図、
図３は図２のＸ矢視図である。Ａは走行装置で、走行装
置Ａは球殻１と、この球殻１の内部に配設された走行体
２からなる。前記球殻１は外表面が球面に形成され、内
部に密閉された球状の空間が形成されている。前記走行
体２は、球殻１内に配設されたフレーム３と、フレーム
３の前後に二つずつ配設されフレーム３を支持するキャ
スター輪６と、フレーム３の左右に一つずつ配設され前
記キャスター輪６と共にフレーム３を支持する左右の駆
動輪１３ａ、１３ｂと、フレーム３で支持された一対の
モータ４ａ、４ｂと、フレーム３で支持され前記各モー
タ４ａ、４ｂの動力を左右の駆動輪１３ａ、１３ｂにそ
れぞれ独立して伝達する一対の動力伝達機構５ａ、５ｂ
とから構成されている。前記一対のモータ４ａ、４ｂ
は、図１に示すように、これらのモータ出力軸が向き合
い、且つ、同軸上となるように前記フレーム３に取付け
られ、モータ４ａ、４ｂは正逆回転可能であり、モータ
４ａ、４ｂへの給電は、フレーム３に搭載された不図示
のバッテリからなされる。
【００１２】前記動力伝達機構５ａ、５ｂは、各モータ
４ａ、４ｂの出力軸に固着された一対の出力軸歯車８
ａ、８ｂと、一対の中間軸９ａ、９ｂにそれぞれ固着さ
れ前記出力軸歯車８ａ、８ｂに歯合した一対の中間歯車
１０ａ、１０ｂと、一対の駆動軸１１ａ、１１ｂにそれ
ぞれ固着され前記中間歯車１０ａ、１０ｂに噛合した一
対の駆動用歯車１２ａ、１２ｂとで構成され、前記駆動
輪１３ａ、１３ｂは前記一対の駆動軸１１ａ、１１ｂの
外端部にそれぞれ固着されている。前記各々の中間軸９
ａ、９ｂ、各々の駆動軸１１ａ、１１ｂは前記フレーム
３に回動可能に軸支され、これに伴って、各々の駆動車
輪１３ａ、１３ｂも正逆回転することができ、また、前
記モータ４ａ、４ｂおよび各種の軸９ａ、９ｂ、１１
ａ、１１ｂおよび、各種の歯車８ａ、８ｂ、１０ａ、１
０ｂ、１２ａ、１２ｂが独立して一対設けられているの
で、各々の駆動輪１３ａ、１３ｂは独立に駆動される。
尚、実施例では、動力伝達機構５ａ、５ｂを歯車機構を
用いて構成したが、これに限らず、チェーンスプロケッ
ト機構やベルトプーリ機構など、他の構成を用いること
は任意である。そして、このような構成からなる走行体
２の重心位置は、球殻１の中心０よりも低くなるように
設定されている。
４ａ、４ｂの出力軸に固着された一対の出力軸歯車８
ａ、８ｂと、一対の中間軸９ａ、９ｂにそれぞれ固着さ
れ前記出力軸歯車８ａ、８ｂに歯合した一対の中間歯車
１０ａ、１０ｂと、一対の駆動軸１１ａ、１１ｂにそれ
ぞれ固着され前記中間歯車１０ａ、１０ｂに噛合した一
対の駆動用歯車１２ａ、１２ｂとで構成され、前記駆動
輪１３ａ、１３ｂは前記一対の駆動軸１１ａ、１１ｂの
外端部にそれぞれ固着されている。前記各々の中間軸９
ａ、９ｂ、各々の駆動軸１１ａ、１１ｂは前記フレーム
３に回動可能に軸支され、これに伴って、各々の駆動車
輪１３ａ、１３ｂも正逆回転することができ、また、前
記モータ４ａ、４ｂおよび各種の軸９ａ、９ｂ、１１
ａ、１１ｂおよび、各種の歯車８ａ、８ｂ、１０ａ、１
０ｂ、１２ａ、１２ｂが独立して一対設けられているの
で、各々の駆動輪１３ａ、１３ｂは独立に駆動される。
尚、実施例では、動力伝達機構５ａ、５ｂを歯車機構を
用いて構成したが、これに限らず、チェーンスプロケッ
ト機構やベルトプーリ機構など、他の構成を用いること
は任意である。そして、このような構成からなる走行体
２の重心位置は、球殻１の中心０よりも低くなるように
設定されている。
【００１３】次に、走行体２による球殻１の動作につい
て説明する。フレーム３に支持された一対のモータ４
ａ、４ｂを、外部からの指令により各々回転駆動する
と、各モータ４ａ、４ｂの動力は、モータ出力軸からそ
れぞれの動力伝達機構５ａ、５ｂの、出力軸歯車８ａ、
８ｂ、中間歯車１０ａ、１０ｂ、駆動用歯車１２ａ、１
２ｂ、駆動軸１１ａ、１１ｂを介して独立に伝達され、
駆動輪１３ａ、１３ｂを回転させる。そして、球殻１を
直進走行させる場合には、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂ
を同一速度で正回転させると、走行体２が球殻１の内面
を走り上がろうとするが、この時の走行体２を含んだ球
殻１全体の重心変化によって球殻１が、走行体２の進行
方向に向って回転し、これにより球殻１は前方に直進走
行する。反対に、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂを同一速
度で逆回転させると、球殻１は後向きに回転して後方に
直進走行する。また、球殻１の走行方向を変える場合に
は、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂに回転差を与えて走行
体２の向きを変えた後、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂを
同一の速度で回転させれば、球殻１の走行方向が変更さ
れる。
て説明する。フレーム３に支持された一対のモータ４
ａ、４ｂを、外部からの指令により各々回転駆動する
と、各モータ４ａ、４ｂの動力は、モータ出力軸からそ
れぞれの動力伝達機構５ａ、５ｂの、出力軸歯車８ａ、
８ｂ、中間歯車１０ａ、１０ｂ、駆動用歯車１２ａ、１
２ｂ、駆動軸１１ａ、１１ｂを介して独立に伝達され、
駆動輪１３ａ、１３ｂを回転させる。そして、球殻１を
直進走行させる場合には、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂ
を同一速度で正回転させると、走行体２が球殻１の内面
を走り上がろうとするが、この時の走行体２を含んだ球
殻１全体の重心変化によって球殻１が、走行体２の進行
方向に向って回転し、これにより球殻１は前方に直進走
行する。反対に、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂを同一速
度で逆回転させると、球殻１は後向きに回転して後方に
直進走行する。また、球殻１の走行方向を変える場合に
は、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂに回転差を与えて走行
体２の向きを変えた後、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂを
同一の速度で回転させれば、球殻１の走行方向が変更さ
れる。
【００１４】さらに、旋回する場合には、双方の駆動輪
１３ａ、１３ｂを互いに反対方向に同じ速度で回転させ
ると、走行体２が球殻１の内部でｚ軸（垂直軸）を中心
に軸回りに回転することになり、これに伴って球殻１が
旋回半径０で旋回を行なう。すなわち、この場合、走行
体２の反動により球殻１が走行体２と反対方向に動作す
る場合もあり得るが、走行体２全体のイナーシャに対し
て駆動輪１３ａ、１３ｂのイナーシャの割合が大きけれ
ば、駆動輪１３ａ、１３ｂの逆方向の回転角度よりも走
行体２の回転角度の方が大きくなり、走行体２が球殻１
の接地面に対して方向変換することになり、球殻１が旋
回する。そして、フレーム３と接地面との相対角が希望
角度となった時に、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂを同一
方向に回転させることにより、先の直進走行に移行する
ことができる。
１３ａ、１３ｂを互いに反対方向に同じ速度で回転させ
ると、走行体２が球殻１の内部でｚ軸（垂直軸）を中心
に軸回りに回転することになり、これに伴って球殻１が
旋回半径０で旋回を行なう。すなわち、この場合、走行
体２の反動により球殻１が走行体２と反対方向に動作す
る場合もあり得るが、走行体２全体のイナーシャに対し
て駆動輪１３ａ、１３ｂのイナーシャの割合が大きけれ
ば、駆動輪１３ａ、１３ｂの逆方向の回転角度よりも走
行体２の回転角度の方が大きくなり、走行体２が球殻１
の接地面に対して方向変換することになり、球殻１が旋
回する。そして、フレーム３と接地面との相対角が希望
角度となった時に、双方の駆動輪１３ａ、１３ｂを同一
方向に回転させることにより、先の直進走行に移行する
ことができる。
【００１５】このように本実施例においては、走行体２
の重心位置が球殻１の中心よりも低く設定されているの
で、走行体２が球殻１内で安定して作動することが可能
となり、球殻１の回転の安定性を高めることが可能とな
る。また、走行体２が球殻１内に配設されて外部に露出
しないので、走行体２の極めて高い安全性を確保するこ
とが可能となる。さらに、一対の駆動輪１３ａ、１３ｂ
の回転操作により旋回半径が０の旋回が可能となり、高
性能の旋回動作が可能となる。
の重心位置が球殻１の中心よりも低く設定されているの
で、走行体２が球殻１内で安定して作動することが可能
となり、球殻１の回転の安定性を高めることが可能とな
る。また、走行体２が球殻１内に配設されて外部に露出
しないので、走行体２の極めて高い安全性を確保するこ
とが可能となる。さらに、一対の駆動輪１３ａ、１３ｂ
の回転操作により旋回半径が０の旋回が可能となり、高
性能の旋回動作が可能となる。
【００１６】次に、第２実施例を図面に基づき説明す
る。図４は第２実施例に係る走行体の平面図、図５は図
４のＸ矢視図である。前記第１実施例では走行体２をキ
ャスター輪６と駆動輪１３ａ、１３ｂにより支持する構
成としたが、第２実施例においては、走行体２を一対の
クローラ１５ａ、１５ｂにより支持する構成としたもの
である。すなわち、互いに独立に駆動される一対のクロ
ーラ１５ａ、１５ｂをフレーム３の左右に配設して該ク
ローラ１５ａ、１５ｂによりフレーム３を支持し、各々
のモータ４ａ、４ｂの動力を動力伝達機構５ａ、５ｂを
介してそれぞれのクローラ１５ａ、１５ｂに独立して伝
達するように構成されている。尚図５中、１６はクロー
ラ１５ａ、１５ｂが掛装された車輪を示す。したがっ
て、第２実施例においては、前記第１実施例と同様な効
果が得られると共に、キャスター輪６が配置できない場
合に有効となる。尚、前記実施例では、走行体２を走行
させる方式として、キャスター輪６と左右の駆動輪１３
ａ、１３ｂを用いた場合や、一対のクローラ１５ａ、１
５ｂを用いた場合について説明したが、走行体２の走行
方式はこのような実施例に限定されず、任意である。
る。図４は第２実施例に係る走行体の平面図、図５は図
４のＸ矢視図である。前記第１実施例では走行体２をキ
ャスター輪６と駆動輪１３ａ、１３ｂにより支持する構
成としたが、第２実施例においては、走行体２を一対の
クローラ１５ａ、１５ｂにより支持する構成としたもの
である。すなわち、互いに独立に駆動される一対のクロ
ーラ１５ａ、１５ｂをフレーム３の左右に配設して該ク
ローラ１５ａ、１５ｂによりフレーム３を支持し、各々
のモータ４ａ、４ｂの動力を動力伝達機構５ａ、５ｂを
介してそれぞれのクローラ１５ａ、１５ｂに独立して伝
達するように構成されている。尚図５中、１６はクロー
ラ１５ａ、１５ｂが掛装された車輪を示す。したがっ
て、第２実施例においては、前記第１実施例と同様な効
果が得られると共に、キャスター輪６が配置できない場
合に有効となる。尚、前記実施例では、走行体２を走行
させる方式として、キャスター輪６と左右の駆動輪１３
ａ、１３ｂを用いた場合や、一対のクローラ１５ａ、１
５ｂを用いた場合について説明したが、走行体２の走行
方式はこのような実施例に限定されず、任意である。
【００１７】本発明は、特に、狭い場所で作業を行なう
ロボットの走行装置に適用して大いに期待でき、また、
走行体２が球殻１に覆われているので、安全性や気密性
の要求が高い、クリーンルーム内や水中内での作業を行
なうロボットの走行装置として応用できるとともに、フ
レーム３に姿勢安定機構および制御機構を設けることに
より、更に家庭内で人と共存できる起動性の高いパーソ
ナルロボットなどに応用することが可能となる。
ロボットの走行装置に適用して大いに期待でき、また、
走行体２が球殻１に覆われているので、安全性や気密性
の要求が高い、クリーンルーム内や水中内での作業を行
なうロボットの走行装置として応用できるとともに、フ
レーム３に姿勢安定機構および制御機構を設けることに
より、更に家庭内で人と共存できる起動性の高いパーソ
ナルロボットなどに応用することが可能となる。
【００１８】次に、本発明をロボットの走行装置に適用
した実施例について説明する。図６はロボットの正面
図、図７は同平面図を示す。１７はロボットで、ロボッ
ト１７のフレーム１７Ａの下部には、球面軸受１８を介
して、正三角形の頂点上に位置するように球殻１９が回
転可能に配設され、また、三つの球殻１９のほぼ中央に
位置するように前記走行装置Ａが配設され、走行装置Ａ
を構成する球殻１は、フレーム２３の下部に球面軸受２
０を介して回転可能に支持されている。そして、このよ
うなロボット１７において、前記実施例と同様に、球殻
１の内部で走行体２を走行させることで球殻１が回転駆
動され、ロボット１７の前後進や方向転換がなされ、ま
た球殻１を中心としてロボット１７の旋回がなされる。
この場合、ロボット１７に対する走行体２の向きを検出
する検出手段や、この検出手段の検出結果に基づいてモ
ータ４ａ、４ｂの回転方向、回転速度および回転量を制
御する制御手段などが必要となる。
した実施例について説明する。図６はロボットの正面
図、図７は同平面図を示す。１７はロボットで、ロボッ
ト１７のフレーム１７Ａの下部には、球面軸受１８を介
して、正三角形の頂点上に位置するように球殻１９が回
転可能に配設され、また、三つの球殻１９のほぼ中央に
位置するように前記走行装置Ａが配設され、走行装置Ａ
を構成する球殻１は、フレーム２３の下部に球面軸受２
０を介して回転可能に支持されている。そして、このよ
うなロボット１７において、前記実施例と同様に、球殻
１の内部で走行体２を走行させることで球殻１が回転駆
動され、ロボット１７の前後進や方向転換がなされ、ま
た球殻１を中心としてロボット１７の旋回がなされる。
この場合、ロボット１７に対する走行体２の向きを検出
する検出手段や、この検出手段の検出結果に基づいてモ
ータ４ａ、４ｂの回転方向、回転速度および回転量を制
御する制御手段などが必要となる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
球殻の内部で、該球殻の中心よりも低い重心を有する走
行体を走行させ、走行体を含む球殻全体の重心を変えて
球殻を回転させるようにした。そのため、走行体を球殻
内で安定して走行させることができ、球殻の回転の安定
性を高めることが可能となる。また、走行体が球殻内に
配設され外部に露出しないので、走行体の極めて高い安
全性を確保することが可能となる。さらに、走行体を旋
回させることで、球殻は旋回半径０の旋回が可能とな
り、高性能の旋回動作が可能となる。これらの結果、特
に、狭い場所で作業を行なうロボットや、安全性や気密
性の要求が高いクリーンルーム内や水中内での作業を行
なうロボット、家庭内で人と共存できる機動性の高いパ
ーソナルロボットなどの走行装置に適用されて好適とな
る。
球殻の内部で、該球殻の中心よりも低い重心を有する走
行体を走行させ、走行体を含む球殻全体の重心を変えて
球殻を回転させるようにした。そのため、走行体を球殻
内で安定して走行させることができ、球殻の回転の安定
性を高めることが可能となる。また、走行体が球殻内に
配設され外部に露出しないので、走行体の極めて高い安
全性を確保することが可能となる。さらに、走行体を旋
回させることで、球殻は旋回半径０の旋回が可能とな
り、高性能の旋回動作が可能となる。これらの結果、特
に、狭い場所で作業を行なうロボットや、安全性や気密
性の要求が高いクリーンルーム内や水中内での作業を行
なうロボット、家庭内で人と共存できる機動性の高いパ
ーソナルロボットなどの走行装置に適用されて好適とな
る。
【図１】球殻を一部破砕した走行装置の斜視図である。
【図２】走行体の平面図である。
【図３】図２のＸ矢視図である。
【図４】第２実施例に係る走行体の平面図である。
【図５】図４のＸ矢視図である。
【図６】作業ロボットの正面図である。
【図７】作業ロボットの平面図である。
【図８】従来の走行装置による車両の旋回状況の説明図
である。
である。
【図９】従来の走行装置の斜視図である。
【図１０】従来の走行装置の斜視図である。
Ａ 走行装置 １ 球殻 ２ 走行体 ３ フレーム ４ａ、４ｂ モータ ５ａ、５ｂ 動力伝達機構 ６ キャスター輪 ８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ 歯車 １３ａ、１３ｂ 駆動輪 １５ａ、１５ｂ クローラ
Claims (6)
- 【請求項１】 外表面が球面に形成され内部に球状の空
間が形成された球殻を回転駆動する方法であって、 前記球殻の内部に、該球殻の中心よりも低い重心を有す
る走行体を設け、 前記球殻の内部で前記走行体を移動させ、この走行体を
含む球殻全体の重心を変えて球殻を回転させるようにし
た、 ことを特徴とする球殻の回転駆動方法。 - 【請求項２】 前記走行体の移動方向を変えることで前
記球殻の回転方向を変えるようにした請求項１記載の球
殻の回転駆動方法。 - 【請求項３】 外表面が球面に形成され内部に球状の空
間が形成された球殻と、 前記球殻を回転駆動させる走行体と、 からなる走行装置であって、 前記走行体は、 前記球殻の内部に配設されるフレームと、 前記球殻の内部でフレームを支持する左右輪及び少なく
とも一つの前後輪と、 前記フレームで支持されると共に、左右輪にそれぞれ連
結され該左右輪を互いに独立して回転駆動する駆動手段
とで構成され、 且つ、前記走行体の重心は、前記球殻の中心よりも低く
設定されている、 ことを特徴とする走行装置。 - 【請求項４】 外表面が球面に形成され内部に球状の空
間が形成された球殻と、 前記球殻を回転駆動させる走行体と、 からなる走行装置であって、 前記走行体は、 前記球殻の内部に配設されるフレームと、 前記球殻の内部でフレームを支持する左右のクローラ
と、 前記フレームで支持されると共に、左右のクローラにそ
れぞれ連結され該左右のクローラを互いに独立して回転
駆動する駆動手段とで構成され、 且つ、前記走行体の重心は、前記球殻の中心よりも低く
設定されている、 ことを特徴とする球殻の駆動装置。 - 【請求項５】 移動体の走行方法であって、 移動体の下部に、外表面が球面に形成され内部に球状の
空間が形成された球殻を回転可能に配設して移動体をこ
の球殻を介して支持し、 前記球殻の内部に、該球殻の中心よりも低い重心を有す
る走行体を設け、 前記球殻の内部で前記走行体を移動させることで、この
走行体を含む球殻全体の重心を変えて球殻を回転させ、 この球殻の回転により移動体を走行させるようにした、 ことを特徴とする移動体の走行方法。 - 【請求項６】 前記走行体の移動方向を変えることで前
記球殻の回転方向を変え、これにより移動体の走行方向
を変えるようにした請求項１記載の移動体の走行方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10445194A JPH07285475A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10445194A JPH07285475A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07285475A true JPH07285475A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=14380997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10445194A Pending JPH07285475A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07285475A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6414457B1 (en) * | 1999-08-16 | 2002-07-02 | The University Of Delaware | Autonomous rolling robot |
| WO2014116037A1 (ko) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | Jin Jang Min | 구형이동체 및 그 구동방법 |
| WO2018021601A1 (ko) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 주식회사 바른앱 | 구형 이동 장치 및 그 제스처 인식 방법 |
| CN107697179A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-16 | 桂林电子科技大学 | 双模式球形机器人机构及行走方法 |
| RU2658683C1 (ru) * | 2016-12-28 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" | Шарообразный робот (варианты) |
| RU197028U1 (ru) * | 2019-07-26 | 2020-03-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Сфероробот с комбинированным приводом |
| WO2021181754A1 (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 学校法人東京電機大学 | 浮遊する移動体、この移動体の姿勢制御および群制御。 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP10445194A patent/JPH07285475A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6414457B1 (en) * | 1999-08-16 | 2002-07-02 | The University Of Delaware | Autonomous rolling robot |
| WO2014116037A1 (ko) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | Jin Jang Min | 구형이동체 및 그 구동방법 |
| WO2018021601A1 (ko) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 주식회사 바른앱 | 구형 이동 장치 및 그 제스처 인식 방법 |
| RU2658683C1 (ru) * | 2016-12-28 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" | Шарообразный робот (варианты) |
| CN107697179A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-16 | 桂林电子科技大学 | 双模式球形机器人机构及行走方法 |
| CN107697179B (zh) * | 2017-10-24 | 2023-10-27 | 桂林电子科技大学 | 双模式球形机器人机构及行走方法 |
| RU197028U1 (ru) * | 2019-07-26 | 2020-03-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Сфероробот с комбинированным приводом |
| WO2021181754A1 (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 学校法人東京電機大学 | 浮遊する移動体、この移動体の姿勢制御および群制御。 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7980336B2 (en) | Omni-directional drive device and omni-directional vehicle using the same | |
| JP2007534510A (ja) | 移動ロボット用のリンク型ダブルトラック機構 | |
| JP2007237991A (ja) | クローラロボット | |
| JPH0647173A (ja) | 乗物玩具 | |
| JP2006341710A (ja) | クローラ型走行装置 | |
| JP6695876B2 (ja) | クローラ装置および走行体 | |
| CN210592208U (zh) | 一种应用复杂地形的小型车辆底盘结构 | |
| JPH07285475A (ja) | 球殻の回転駆動方法及び球殻を用いた走行装置 | |
| JP2005047312A (ja) | 全方向移動車 | |
| WO2017006910A1 (ja) | 走行体およびその制御方法 | |
| JP3381141B2 (ja) | 全方向移動ロボット | |
| JP2004306782A (ja) | 走行装置 | |
| JP2790143B2 (ja) | 走行装置及びロボット | |
| JPH02249769A (ja) | 移動体の全方向走行装置 | |
| JPS6237287A (ja) | 車輪走行装置 | |
| JPH05147560A (ja) | クローラ走行車 | |
| JPH05270202A (ja) | 走行車輪及びこれを用いた走行体の移動装置 | |
| KR102597420B1 (ko) | 모듈형 듀얼 스위블 휠 및 이를 포함하는 플랫폼 | |
| JPH06156329A (ja) | 不整地移動車 | |
| JPH0764204B2 (ja) | 全方向移動車のステアリング機構 | |
| JP6890506B2 (ja) | クローラ装置および走行体 | |
| JPH11301508A (ja) | 無人搬送車 | |
| JPH02310101A (ja) | 自走車 | |
| JP5344826B2 (ja) | 運搬車 | |
| JPH1120756A (ja) | 走行車両 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040120 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040318 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040421 |