JPH09254838A - 球体移動装置 - Google Patents
球体移動装置Info
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- JPH09254838A JPH09254838A JP8090065A JP9006596A JPH09254838A JP H09254838 A JPH09254838 A JP H09254838A JP 8090065 A JP8090065 A JP 8090065A JP 9006596 A JP9006596 A JP 9006596A JP H09254838 A JPH09254838 A JP H09254838A
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H17/00—Toy vehicles, e.g. with self-drive; ; Cranes, winches or the like; Accessories therefor
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H29/00—Drive mechanisms for toys in general
- A63H29/22—Electric drives
Landscapes
- Friction Gearing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
球体移動装置を実現しようとするものである。 【解決手段】所定の肉厚を有する球殻体の内部空間に、
少なくとも一組が互いに直交となる複数の軸を中心とし
てそれぞれ回動自在に軸支されると共に、それぞれ球殻
体の内側面との接触面が各軸に対して直交する方向に回
動自在に形成された複数の車輪部と、当該各車輪部をそ
れぞれ対応する軸を中心として、各々独立に回転駆動す
る回転駆動手段とを設け、複数の車輪部のうち所定数の
車輪部を選択的に回転駆動させたとき、当該所定数の車
輪部以外の他の車輪部の球殻体の内側面との接触面が球
殻体の内側面に接触しながら回転するようにしたことに
より、従来よりも格段と自由度の高い運動性を有する球
体移動装置を実現することができる。
Description
し、例えば所望の方向へ移動自在でなる球体移動装置に
適用して好適なものである。
がら人間にサービスを提供するホームロボツトや、留守
中の家庭内やオフイス内を動き回りながらカメラ等で監
視する警備ロボツトへの要求が高まると考えられる。こ
のような種々のロボツトは、環境を破壊したり人間に危
害を与えることなく安全に作業を行う必要がある。従つ
て、このような安全性を確保し得るロボツトとして、従
来から球体移動装置が提案されている。この球体移動装
置は、カバーが外部に突出しない構造でなり、当該カバ
ーに接触する物に損傷を与えるのを回避し得るようにな
されている。
球体移動装置として、従来は図9に示すような構成のも
のが提案されている。すなわち図9において、球体移動
装置1は、所定の厚みを有する球状の殻で内部を密閉状
態に被覆してなる球体(以下、これを球殻体と呼ぶ)2
を有し、当該球殻体2内部には球体駆動部3が内蔵され
ている。この球殻体2の中心を通る直線上の両端には所
定の径でなる円形穴2A及び2Bが穿設され、当該円形
穴2A及び2Bの周側面に沿つてそれぞれラツク2AX
及び2BXが形成されている。
台フレーム4及び5を有し、当該基台フレーム4及び5
間にモータ6が挟み込まれた状態で固着されると共に、
当該基台フレーム4及び5間は2枚の板状部材7及び8
でそれぞれ連結されている。このモータ6の出力軸6A
は、基台フレーム4及び5をそれぞれ貫通して外方に突
出しており、当該出力軸6Aの両端にはそれぞれ平歯車
9及び10が取り付けられている。
は鍔部4A及び5Aがモータ6の出力軸6Aと平行に外
方に張り出され、当該各鍔部4A及び5Aの先端にはガ
イド部4B及び5Bが基台フレーム4及び5の外形に沿
うように形成されている。このガイド部4B及び5Bの
下端には、それぞれ当該ガイド部4B及び5Bを介して
モータ6の出力軸6Aと平行に回転駆動軸11及び12
が回動自在に挿通されている。
平歯車13及び14が、それぞれ平歯車9及び10とか
み合うような位置に取り付けられている。また回転駆動
軸11及び12の各他端にはピニオン15及び16が、
それぞれ球殻体2に形成された円形穴2A及び2Bのラ
ツク2AX及び2BXとかみ合うような位置に取り付け
られている。
ン15及び16が矢印αで示す方向又はこれとは逆方向
(以下、これをピツチ方向と呼ぶ)に回転することとな
り、この結果、球殻体2がピニオン15及び16の回転
駆動軸11及び12を回転中心として回転する。このよ
うに球体移動装置1は、球体駆動部3がインターナルギ
ヤとして球殻体2を内部から駆動することにより、当該
球殻体2が車輪として回転し、かくして全体としてピツ
チ方向に移動し得る。
に旋回するとき、旋回開始時から終了時までの間に旋回
半径としてのスペースが必要となり、このため進行方向
を軸とする回転方向(以下、これをロール方向と呼ぶ)
に対して安定性が不十分であるという問題があつた。
10に示すような構成でなる球体移動装置20が提案さ
れている。この球体移動装置20は、球殻体21の内側
面に球体駆動部22が部分的に当接した状態で移動自在
に保持されている。球体駆動部22は、相対向する一対
の基台フレーム23及び24を有し、当該基台フレーム
23及び24は各上端部が板状部材25で橋架されると
共に、各中央部が固定軸26を介して互いに連結されて
いる。基台フレーム23及び24を間に挟むようにそれ
ぞれ車輪駆動用モータ27及び28が固着され、当該車
輪駆動用モータ27及び28の出力軸にはそれぞれ平歯
車29及び30が相対向するような位置に取り付けられ
ている。
2が回動自在に取り付けられ、それぞれ平歯車29及び
30とかみ合うようになされている。また基台フレーム
23及び24の下端部には、当該基台フレーム23及び
24を介してそれぞれ回動駆動軸33及び34が回動自
在に挿通され、当該回動駆動軸33及び34の各一端部
には、それぞれ平歯車35及び36が相対向するような
位置に取り付けられ、それぞれ平歯車31及び32とか
み合うようになされている。
車輪37及び38がそれぞれ球殻体21の内側面に当接
するように取り付けられ、これらは各対応する平歯車3
5及び36の回転に応じてそれぞれ独立に回動するよう
になされている。このとき車輪37及び38のうち一方
が矢印αで示す方向で、かつ他方が矢印αで示す方向と
は逆方向でそれぞれ互いに同じ角速度で回転することに
より、球体駆動部22は球殻体21の内側面上を車輪駆
動軸33及び34に対して垂直方向すなわち矢印θで示
す方向又はこれとは逆方向(以下、これをヨー方向と呼
ぶ)に回転することとなる。
定位置からは、固定軸26と垂直関係を有するように外
側両方向に延長してそれぞれキヤスタ39A及び39B
と40A及び40Bとが設けられ、当該4個のキヤスタ
によつて基台フレーム23及び24は球殻体21の内側
面上で支持されている。これにより球体駆動部22は車
輪37及び38とキヤスタ39A及び39Bと40A及
び40Bとによつて球殻体21の内側面上で保持される
ようになされている。
21内を球体駆動部22が移動することによつて生じる
重心移動に基づいて、球殻体21が車輪として回転す
る。この結果、球体移動装置20は進行方向及び旋回方
向にそれぞれ移動し得る。
て、ロール方向に対する安定性を確保する制御を行うに
は、駆動機構としての球体駆動部22以外にも姿勢安定
化装置(図示せず)を球殻体21内部に別個に設ける必
要がある。さらに、停止状態にある球体移動装置20を
所望の方向に移動するときには、移動する前に当該移動
方向への旋回動作を行う必要があり、このため球体移動
装置20に自由度の高い運動性をもたせることが困難と
なる問題があつた。
で、従来よりも格段と自由度の高い運動性を有する球体
移動装置を提案しようとするものである。
め本発明においては、所定の肉厚を有する球殻体の内部
空間に設けられた複数の車輪部が、少なくとも一組が互
いに直交となる複数の軸を中心としてそれぞれ回動自在
に軸支されると共に、それぞれ球殻体の内側面との接触
面が各軸に対して直交する方向に回動自在に形成され、
当該各車輪部をそれぞれ対応する軸を中心として、各々
独立に回転駆動手段が回転する。また保持手段は、各車
輪部を当該各車輪部の球殻体の内側面との接触面がそれ
ぞれ球殻体の内側面に接触した状態に保持すると共に、
回転駆動手段を保持する。この状態において、複数の車
輪部のうち所定数の車輪部を選択的に回転駆動させたと
き、当該所定数の車輪部以外の他の車輪部の球殻体の内
側面との接触面が球殻体の内側面に接触しながら回転す
るようにする。
輪部を選択的に回転駆動させたとき、当該所定数の車輪
部以外の他の車輪部の球殻体の内側面との接触面が球殻
体の内側面に接触しながら回転することにより、各車輪
部及び回転駆動部を保持してなる保持手段が、球殻体内
部で所望の方向に重心移動することとなり、当該重心位
置に加えられる重力と当該保持手段が移動又は回転する
際に生じる慣性力とに基づいて、球殻体を車輪として床
上で回転移動させることができ、かくして球体移動装置
全体として所望の位置に移動又は旋回させることができ
る。
施例を詳述する。
球殻体51の内側面に球体駆動部52が部分的に当接し
た状態で移動自在に保持された構成からなる。この場
合、球体移動装置50は、XYZ座標系におけるXY平
面として設定された床(図示せず)上に載置され、球殻
体51の内側面に摺動する球体駆動部52の重心が球殻
体51の中心よりも下側(床側)に位置するようになさ
れている。これにより球体移動装置50は、床に対して
安定した構造を有すると共に、球体駆動部52の重心移
動に基づいて球殻体51が車輪として床上を回転して所
望の方向に移動することができる。
A及び51Bを嵌め合わせて組み立てられ、当該嵌合部
分における内側面及び外側面が共に滑らかになるように
予め加工されている。さらに球体駆動部52は、略正四
角柱の外形形状でなる基台フレーム53を有し、当該基
台フレーム53の一面をxyz座標系におけるxy平面
として設定した場合、y軸上の両端には支持用キヤスタ
54と駆動車輪部55が設けられ、x軸上の両端には駆
動車輪部56及び57が設けられている。
その先端部を露出した状態で保持部59内部で任意の方
向に回動自在に保持された構成からなり、当該球状ボー
ル58の露出した先端部が球殻体51の内側面に接触し
ながら回転する(以下、これを転接すると呼ぶ)ように
なされている。
は、ベース盤60Aの外周端から互いに90度の角度をな
す4個の突起部60B、60C、60D及び60Eがそ
れぞれ外方に延長して形成されたフレーム(以下、これ
を十字状フレームと呼ぶ)60を有する。この十字状フ
レーム60におけるベース盤60Aの中央部には、固定
軸61が軸止されている。
60B及び60Cの各先端間には、当該突起部60B及
び60Cとそれぞれ45度の角度をなすシヤフト(図示せ
ず)が軸止され、当該シヤフトを回動中心として樽状に
形成されたローラ(以下、これを樽型ローラと呼ぶ)6
2が回動自在に取り付けられている。これと同様に、突
起部60C及び60Dの各先端間、突起部60D及び6
0Eの各先端間並びに突起部60E及び60Bの各先端
間にもそれぞれシヤフト(図示せず)が軸止され、当該
各シヤフトを回動中心としてそれぞれ樽型ローラ63、
64及び65が回動自在に取り付けられている。これに
より互いに対向する一対の樽型ローラ62及び64と6
3及び65は、平行関係を有し隣接する樽型ローラとは
それぞれ直交関係を有することとなる。
状態における駆動車輪部55の十字状フレーム60の上
面図、正面図及び側面図を示す。この十字状フレーム6
0では、各樽型ローラ62〜65における球殻体51の
内側面に対する接触面が、固定軸61を中心とした円盤
の周側面の一部を形成し得るように、各樽型ローラ62
〜65の外形形状が設定されている(図3(B))。こ
れにより十字状フレーム60が固定軸61を中心として
回転するとき、各樽型ローラ62〜65が球殻体51の
内側面に対して滑らかに転接する。
は、yz平面に沿つて回転し得るように固定軸61がx
軸と平行に基台フレーム53に軸支されている。この固
定軸61は、基台フレーム53に設けられた図示しない
第1のモータの出力軸と係合され、当該第1のモータの
駆動に応じて回転し得るようになされている。
上述した駆動車輪部55と同様に十字状フレームに4個
の樽型ローラ62〜65が回動自在に取り付けられた構
成からなる。この駆動車輪部56では、xz平面に沿つ
て回転し得るように固定軸66がy軸と平行に基台フレ
ーム53に軸支され、当該固定軸66に基台フレーム5
3に設けられた図示しない第2のモータの出力軸が係合
されている。
つて回転し得るように固定軸67がz軸と平行に基台フ
レーム53に軸支され、当該固定軸67に基台フレーム
53に設けられた図示しない第3のモータの出力軸が係
合されている。この場合、駆動車輪部57の固定軸67
の一端側は図示しない軸受部によつて軸支されている。
御部(図示せず)が設けられており、当該制御部は外部
からの制御指令に基づいて第1〜第3のモータをそれぞ
れ独立に駆動制御するようになされている。
心として回転して球殻体51の内側面に転接する場合、
駆動車輪部57における1又は2個の樽型ローラが球殻
体51の内側面に当接するが、当該当接する樽型ローラ
は、駆動車輪部56の回転に応じて球殻体51の内側面
に接触することにより回転駆動力が与えられる。従つて
駆動車輪部56の固定軸66を中心とする回転方向に対
して、駆動車輪部57が球殻体51の内側面に当接する
場合でも、当該駆動車輪部57が球殻体51に摩擦力を
与えるのを回避し得る。
の樽型ローラ62〜65を有することなく、固定軸67
を中心とした円盤形状でなる場合には、当該円盤との当
接位置に作用する矢印fyで示す接線方向に対しては固
定軸67を中心として回転し得るが、矢印fzで示す接
線方向には摩擦力が生じることとなり、この結果、駆動
車輪部56の固定軸66を中心とする回転駆動を妨げる
こととなる。
フレーム53の周囲に1個の支持用キヤスタ54と3個
の駆動車輪部55、56及び57とを設け、それぞれ球
殻体51の内側面に転接させるようにしたことにより、
球体駆動部52の基台フレーム53は常に床(すなわち
XY平面)に対してほぼ平行関係を保つことができ、か
くして球体移動装置50は床に対して安定した構造を有
することができる。
御部は、基台フレーム53に設けられた第1〜第3のモ
ータ(図示せず)をそれぞれ独立に駆動制御することに
より、3個の駆動車輪部55、56及び57を互いに直
交する固定軸61、66及び67を中心としてそれぞれ
回転駆動させる。
は、それぞれ固定軸61、66及び67を中心とした円
盤の周側面の一部を形成するように4個ずつ樽型ローラ
62〜65が設けられ、当該各樽型ローラ62〜65は
固定軸61、66及び67に対して直交関係にあるシヤ
フトを回転中心としてそれぞれ回動自在に取り付けられ
ている。
び57のうち1又は2個の駆動車輪部を選択して固定軸
を中心に回転駆動させても、他の駆動車輪部における各
樽型ローラ62〜65が当該1又は2個の駆動車輪部の
回転に応じて球殻体51の内側面に転接する。また支持
用キヤスタ54の球状ボール58も、駆動車輪部55、
56及び57のうち選択された1又は2個の駆動車輪部
が駆動制御されても球殻体51の内側面に転接する。
部でピツチ方向、ロール方向及びヨー方向の各方向に重
心移動することとなり、当該重心位置に加えられる重力
と球体駆動部52が移動又は回転する際に生じる慣性力
とに基づいて、球殻体51を車輪として床上で回転移動
させることができる。従つて、球体移動装置50全体と
して、直進走行、旋回走行及び旋回半径が零の旋回走行
に加え、旋回走行を伴わない進路方向変換、旋回しなが
らの直進走行など自由度の高い運動が実現することがで
きる。
50の床に対する進行方向をY軸方向とし、かつ球殻体
51内部における球体駆動部52が支持用キヤスタ54
及び駆動車輪部55がY軸方向に沿うように位置合わせ
されて静止状態にある場合、球体移動装置50は、駆動
車輪部55の回転駆動によつてピツチ方向へ移動される
と共に、駆動車輪部56の回転駆動によつてロール方向
へ移動され、さらに駆動車輪部57の回転駆動によつて
ヨー方向へ移動される。
おいて、球殻体51の内側面に摺動する球体駆動部52
に3個の同一構成でなる駆動車輪部55、56及び57
を互いに固定軸61、66及び67が直交するように設
け、さらに当該各固定軸61、66及び67に対して直
交する方向に回動自在でなる複数の樽型ローラ62〜6
5を、それぞれ各固定軸61、66及び67を中心とし
た円盤の周側面の一部を形成するように駆動車輪部5
5、56及び57に取り付けたことにより、当該各駆動
車輪部55、56及び57のうち1又は2個の駆動車輪
部を選択的に回転駆動させても他の駆動車輪部が当該1
又は2個の駆動車輪部の回転に応じて球殻体51の内側
面に転接することができ、かくして従来よりも格段と自
由度の高い運動性を有する球体移動装置50を実現する
ことができる。
付して示す図4において、駆動車輪部70には、駆動車
輪部55(56又は57)と異なり、ベース盤71Aの
中央部に軸止された固定軸61(66又は67)を中心
として、当該ベース盤71Aの外周端から互いに等間隔
でなる18個の櫛歯状でなる突起部71Bが放射状に延長
して形成された放射状フレーム71が設けられている。
部71Bの先端間には、固定軸61(66又は67)に
対して直交する方向に回動自在でなる円盤状のローラ
(以下、これを円盤ローラと呼ぶ)72がそれぞれ取り
付けられている。この放射状フレーム71では、各円盤
ローラ72における球殻体51の内側面に対する接触面
が、固定軸61(66又は67)を中心とした円盤の周
側面の一部を形成するように、各円盤ローラ72の外形
形状が設定されている。これにより放射状フレーム71
が固定軸61(66又は67)を中心として回転すると
き、各円盤ローラ72が球殻体51の内側面に介して滑
らかに転接する。
0を用いた球体移動装置(図示せず)は、図1における
球体移動装置50とは、球体駆動部52の基台フレーム
53に設けられた3個の同一構成でなる駆動車輪部5
5、56及び57に代えて、それぞれ駆動車輪部70が
設けられたことを除いて同一の構成からなる。
せず)において、球殻体51の内側面に摺動する球体駆
動部(図示せず)に3個の同一構成でなる駆動車輪部7
0を互いに固定軸61、66及び67が直交するように
設け、さらに当該各固定軸61、66及び67に対して
直交する方向に回動自在でなり、かつ互いに等間隔でな
る複数の円盤ローラ72を、それぞれ各固定軸61、6
6及び67を中心とした円盤の周側面の一部を形成する
ように駆動車輪部70に取り付けたことにより、当該各
駆動車輪部70のうち1又は2個の駆動車輪部を選択的
に回転駆動させても他の駆動車輪部が当該1又は2個の
駆動車輪部の回転に応じて球殻体51の内側面に転接す
ることができ、かくして従来よりも格段と自由度の高い
運動性を有する球体移動装置を実現することができる。
5、56及び57には4個の樽型ローラ62〜65が固
定軸61(66及び67)を中心とした円盤の周側面の
一部を形成するように設けられているのに対して、第2
実施例における駆動車輪部70には、18個の円盤ローラ
72が固定軸61(66又は67)を中心とした円盤の
周側面の大部分を形成するように設けられている。
部70では、隣接する円盤ローラ72間の隙間が狭くな
ることから、駆動車輪部70が球殻体51の内側面に転
接するときの連続性を第1実施例の場合よりも格段と向
上させることができ、この結果、1又は2個の駆動車輪
部が球殻体51の内側面と接触したまま回転しないこと
を未然に防止して摩擦が生じるのを防ぎ、かくして回転
駆動中でなる他の駆動車輪部の回転駆動を妨げるのを回
避し得る。
57)として図2及び図3(A)〜(C)に示すような
構成のものを用いた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、図2及び図3(A)〜(C)との対応部分
に同一符号を付した図5に示すような駆動車輪部80を
用いるようにしても良い。すなわちこの駆動車輪部80
は、2個の駆動車輪部55(共に固定軸61を除く)を
固定軸81を同軸として45度の角度でずらして重ね合わ
せた構成からなる。この場合、1個の駆動車輪部55
(固定軸61を除く)を1層としたとき、2層に固着さ
れた各樽型ローラ62〜65が、それぞれ対向する樽型
ローラ62〜65と接触しないように所定の間隔を保つ
ておく必要がある。
内側面に摺動する際に、2層に固着された樽型ローラ6
2〜65のうちいずれか1個が常に球殻体51の内側面
と転接することとなり、かくして第1実施例の場合と比
較して、駆動車輪部80を球殻体51の内側面に対して
転接させるときの連続性を格段と向上させることができ
る。
自然数)個以上の駆動車輪部55(共に固定軸61を除
く)を固定軸81を同軸として 360/n度の角度でずら
して重ね合わせるようにしても良い。
50として図1に示すような構成のものを用いた場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、図1との対応
部分に同一符号を付した図6に示すような球体移動装置
90を用いるようにしても良い。すなわち球体移動装置
90は、第1実施例の球体移動装置50とは球殻体51
の内側面に摺動する球体駆動部91の構成が異なること
を除いてほぼ同一の構成からなる。
外形形状でなる基台フレーム92を有し、当該基台フレ
ーム92の一面をxyz座標系におけるxy平面として
設定した場合、y軸上の両端には支持用キヤスタ54と
駆動車輪部93が設けられ、当該駆動車輪部93の両側
の近傍位置には、それぞれ駆動車輪部94及び95が設
けられている。これら駆動車輪部93、94及び95
は、それぞれ駆動車輪部55(56又は57)と同一の
構成からなる。
転し得るように固定軸96がz軸と平行に基台フレーム
92に軸支されている。この固定軸96は、基台フレー
ム92に設けられた図示しない第1のモータの出力軸と
係合され、当該第1のモータの駆動に応じて回転し得る
ようになされている。また駆動車輪部94及び95は、
yz平面に沿つて回転し得るように固定軸97及び98
がx軸と平行に基台フレーム92に軸支され、当該固定
軸97及び98には基台フレーム92に設けられた図示
しない第2及び第3のモータの各出力軸が係合されてい
る。このとき駆動車輪部94及び95は、球殻体51の
内側面との接平面に対して角度θだけ傾いた状態とな
る。
御部(図示せず)が設けられており、当該制御部は外部
からの制御指令に基づいて第1〜第3のモータをそれぞ
れ独立に駆動制御するようになされている。
90がXYZ座標系におけるXY平面として設定される
床(図示せず)に対してY軸方向を進行方向とし、かつ
球殻体51内部における球体駆動部91が支持用キヤス
タ54及び駆動車輪部93がY軸方向に沿うように位置
合わせされて静止状態にある場合、球体移動装置90
は、駆動車輪部94及び95を共に同じ角速度で回転駆
動することによつてピツチ方向へ移動されると共に、駆
動車輪部94及び95を互いに逆方向でそれぞれ所定の
角速度で回転駆動することによつてロール方向へ移動さ
れ、さらに駆動車輪部93の回転駆動によつてヨー方向
へ移動される。
体駆動部91における所定数の駆動車輪部94及び95
を、球殻体51の内側面との接平面に対して垂直でない
場合でも、第1実施例の場合と同様の効果を得ることが
できる。
70として図4に示すような構成のものを用いた場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、図4との対応
部分に同一符号を付した図7に示すような駆動車輪部1
00を用いるようにしても良い。すなわち駆動車輪部1
00は、第2実施例における駆動車輪部70と異なり、
放射状フレーム101におけるベース盤101Aの外周
端から18個の櫛歯状でなる突起部101Bがそれぞれ互
いに異なる間隔で放射状に延長して形成されてなること
を除いてほぼ同一の構成からなる。
それぞれ円盤ローラ102が固定軸61(66又は6
7)に対して直交する方向に回動自在に取り付けられる
が、互いに隣接する円盤ローラ102間で配置角度が異
なることとなる。
個の円盤ローラ102を固定軸61(66又は67)を
中心とした円盤の周側面の大部分を形成するように設け
たことにより、第2実施例の場合と同様に、1又は2個
の駆動車輪部が球殻体51の内側面と接触するときに転
接することなく摩擦が生じるのを防止し得、かくして回
転駆動中でなる他の駆動車輪部の回転駆動を妨げるのを
回避し得る。
ローラ102の配置角度を隣接するもの同士で不等に配
分するようにしたことにより、各円盤ローラ102の接
触面と球殻体51の内側面とが転接することによつて接
触音が生じた場合でも、各円盤ローラ102の配置角度
が不等に配分されているため、当該接触音の周波数成分
を分散させることができ、かくして当該接触音を低減さ
せることができる。
装置として図1及び図6に示すような構成でなる球体移
動装置50及び90を用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、図1及び図6との対応部分に同一
符号を付した図8に示すような球体駆動装置110を用
いるようにしても良い。この球体駆動装置110は、球
体移動装置50及び90とは球殻体51の内側面に摺動
する球体駆動部111の構成が異なることを除いてほぼ
同一の構成からなる。
体の外形形状でなる基台フレーム112を有し、当該基
台フレーム112の各頂点に1個の支持用キヤスタ54
と3個の駆動車輪部113、114及び115を設ける
ようにする。これら駆動車輪部113、114及び11
5は、それぞれ第1実施例における駆動車輪部55(5
6又は57)と同一の構成からなり、それぞれ独立に回
転し得るように駆動制御されるようになされている。ま
た球体駆動部111における1個の支持用キヤスタ54
と3個の駆動車輪部113、114及び115は、球殻
体51の内側面に常に転接し得るように予め配置状態が
設定されている。
球体駆動部111における基台フレーム112の構造を
立体的に形成し、所定数の駆動車輪部113、114及
び115が球殻体51の内側面に常に転接し得るように
した場合であつても、第1実施例の場合と同様の効果を
得ることができる。要は、球殻体51の内側面に所定数
の駆動車輪部が常に転接し得れば、基台フレームの形状
は平面的及び立体的であるかを問わず種々の形状でなる
ものを適用することができる。但し、基台フレームの形
状を立体的に形成した場合には、球体移動装置全体とし
て安定構造を保ち得るようにするため、当該基台フレー
ムの内部に球殻体51の中心が位置する必要がある。
部に対して駆動車輪部55〜57、70、80、100
を3個ずつ設けるようにした場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、球殻体51の内側面に常に転接す
るように設けられていれば、駆動車輪部55〜57、7
0、80、100の数は2個又は4個以上であつても良
い。
部52、91、111に対してそれぞれ1個の支持用キ
ヤスタ54を設けるようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、球殻体51の内側面に常に転接
するように設けられていれば、支持用キヤスタ54の数
は2個以上であつても良い。
部55〜57、80及び93〜95の各十字状フレーム
60に対してそれぞれ4個ずつ樽型ローラ62〜65を
設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、樽型ローラ以外にも種々の外形形状でなるロ
ーラを用いるようにしても良い。この場合、ローラの外
形形状は、固定軸61〜67、81及び96〜98を中
心とした円盤の周側面の一部を形成し得るように予め設
定する必要がある。
部70及び100の各放射状フレーム71及び101に
対してそれぞれ18個ずつ円盤ローラ72を設けるように
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、円
盤ローラ72の数を18個以下でも18個以上でも所望の数
だけ設けるようにしても良い。この場合、円盤ローラ7
2の個数に応じて放射状フレーム71及び101の形状
を成形し直す必要があり、さらに円盤ローラ72を回動
自在に取り付けたとき、当該各円盤ローラ72が固定軸
61〜67を中心とした円盤の周側面の一部を形成し得
るように予め設定する必要がある。またこの条件を満た
すものであれば円盤ローラ72の外形形状は種々の形状
に設定し得る。
1を一対の球殻体半体51A及び51Bを嵌め合わせて
組み立てられ、た場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、一対の球殻体半体でなくとも、3個以上の殻
状部材を嵌め合わせて組み立てるようにしても良い。こ
の場合3個以上の殻状部材を嵌合することにより球殻体
を形成したときに、当該嵌合部分における内側面及び外
側面が共に滑らかになるように加工しておく必要があ
る。
部55〜57、70、80、93〜95及び100の各
十字状フレーム60及び各放射状フレーム71及び10
1に軸止された固定軸61、66、67、81、96〜
98をそれぞれ別体として設けた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、固定軸61、66、67、
81、96〜98を各十字状フレーム60及び各放射状
フレーム71及び101と一体成形するようにしても良
い。
部52、91及び111に設けられた制御部(図示せ
ず)が第1〜第3のモータをそれぞれ駆動制御するにあ
たつて、外部からの制御指令に基づいて実行する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば予め所
定のプログラムが記憶されたROMから第1〜第3のモ
ータをそれぞれ駆動するためのプログラムを読み出し、
当該プログラムに基づいて制御部は第1〜第3のモータ
をそれぞれ駆動制御するようにしても良い。
厚を有する球殻体の内部空間に、少なくとも一組が互い
に直交となる複数の軸を中心としてそれぞれ回動自在に
軸支されると共に、それぞれ球殻体の内側面との接触面
が各軸に対して直交する方向に回動自在に形成された複
数の車輪部と、当該各車輪部をそれぞれ対応する軸を中
心として、各々独立に回転駆動する回転駆動手段と、各
車輪部を当該各車輪部の球殻体の内側面との接触面がそ
れぞれ球殻体の内側面に接触した状態に保持すると共に
回転駆動手段を保持する保持手段とを設け、複数の車輪
部のうち所定数の車輪部を選択的に回転駆動させたと
き、当該所定数の車輪部以外の他の車輪部の球殻体の内
側面との接触面が球殻体の内側面に接触しながら回転す
るようにしたことにより、球体移動装置全体として所望
の位置に移動又は旋回させることができ、かくして従来
よりも格段と自由度の高い運動性を有する球体移動装置
を実現することができる。
構成を示す部分的断面図である。
的な斜視図である。
的な正面図及び側面図である。
的な斜視図である。
的な斜視図である。
分的断面図である。
的な正面図である。
線的な斜視図である。
図である。
視図である。
21、51……球殻体、3、22、52、91、111
……球体駆動部、53、92、112……基台フレー
ム、55〜57、70、80、93〜95、100、1
13〜115……駆動車輪部、61、66、67、8
1、96〜98……固定軸、62〜65……樽型ロー
ラ、72……円盤ローラ
Claims (5)
- 【請求項1】所定の肉厚を有する球殻体と、 上記球殻体の内部空間に設けられ、少なくとも一組が互
いに直交となる複数の軸を中心としてそれぞれ回動自在
に軸支されると共に、それぞれ上記球殻体の内側面との
接触面が上記各軸に対して直交する方向に回動自在に形
成された複数の車輪部と、 上記各車輪部をそれぞれ対応する上記軸を中心として、
各々独立に回転駆動する回転駆動手段と、 上記各車輪部を、当該各車輪部の上記球殻体の内側面と
の接触面がそれぞれ上記球殻体の内側面に接触した状態
に保持すると共に、上記回転駆動手段を保持する保持手
段とを具え、上記複数の車輪部のうち所定数の車輪部を
選択的に回転駆動させたとき、当該所定数の車輪部以外
の他の車輪部の上記球殻体の内側面との接触面が上記球
殻体の内側面に接触しながら回転することを特徴とする
球体移動装置。 - 【請求項2】上記各車輪部の上記球殻体の内側面との接
触面は、それぞれ対応する上記軸に対して直交する方向
に回動自在に軸支された複数のローラの各周側面でな
り、 上記各ローラの周側面は、それぞれ対応する上記軸を中
心とした円盤の周側面の一部を形成することを特徴とす
る請求項1に記載の球体移動装置。 - 【請求項3】上記各車輪部は、それぞれ対応する上記軸
に対して直交する方向に回動自在に軸支された複数のロ
ーラからなる直交回動部を少なくとも2以上有し、当該
各直交回動部を所定角度ずらして上記各軸と同軸に重ね
合わせることにより形成され、 上記各車輪部の上記球殻体の内側面との接触面は、上記
各直交回動部の上記各ローラの周側面でなり、 上記各直交回動部の上記各ローラの周側面は、それぞれ
対応する上記軸を中心として円盤の周側面の一部を形成
することを特徴とする請求項1に記載の球体移動装置。 - 【請求項4】上記各車輪部の上記球殻体の内側面との接
触面は、それぞれ対応する上記軸に対して直交する方向
に回動自在に軸支された複数のローラの各周側面でな
り、 上記各ローラの周側面は、それぞれ対応する上記軸を中
心とした円盤の周側面の一部を形成すると共に、互いに
隣接する上記各ローラの配置角度が不等に配分されてな
ることを特徴とする請求項1に記載の球体移動装置。 - 【請求項5】上記球殻体の上記内部空間は、密閉状態で
なることを特徴とする請求項1に記載の球体移動装置。
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