JPS6285723A - 全方向移動車の駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は少なくとも３輪以上の車輪を憐え、この各車
輪の方向を転換させて全方向に走行する全方向移動車の
駆動機構に関する。

［従来技術］ 一般に、車輪によって床面を走行する移動車には、前輪
を操舵して車体の向きを変えながら移動する車両型の移
動車と、全ての車輪の方向を転換させて車体の向きを変
えずに前後左右および斜めの全ての方向に移動する全方
向移動車とがあるが、上記重両型の移動車は、走行方向
を転換する際の旋回半径が大きいため５例えばオフィス
ロボットのような机の間の狭いスペース等でも方向を変
えながら移動する移動車や、指定された複雑な移動パタ
ーンに従って移動する移動車、あるいは急角度の方向転
換等を要求される移動車としては不向きである。そこで
、全ての車輪の方向を転換させて車体の向きを変えずに
全方向に移動する全方向移動車が開発されている。

このような全方向移動車としては、従来、第５図および
第６図に示すように構成されたものがある。即ち、この
種の全方向移動車は、車体ｌに垂直に設けられた４本の
ステアリング軸２・曝・の各下端にそれぞれ、ゴムタイ
ヤ等からなる車輪３・φ・を設け、この車輪３を走行用
駆動装置２！４で駆動して床面５上を転勤させることに
より走行すると共に、ステアリング用駆動装置６で各ス
テアリング軸２を回動させて各車輪３の向きを変えるこ
とにより走行方向が変わるようになっている。

この場合、各ステアリング軸２はそれぞれ、車体１の四
隅付近にベアリング７を介して回転自在に設けられてお
り、この各ステアリング軸２の下端には車軸受８が、上
端にはプーリ９がそれぞれ設けられている。車軸受８は
各ステアリング軸２と一体に回転するものであり、この
各車軸受８にはそれぞれ各車輪３の車軸１０がベアリン
グ１１を介して回転可能に取付けられており、また、少
なくとも対角線上に位置する２つの車軸受８．８には走
行用駆動装置４が設けられている。

この走行用駆動装置４は走行用モータと減速機とからな
り、走行用モータの回転を減速機を介して車輪３に伝達
して走行させるようになっている。

一方、各ステアリング軸２は、そのいずれか１つがステ
アリング用ＷＪＡ動装置６により回動して、各車輪３の
向きを変えるようになっている。即ち、ステアリング用
駆動装置６はステアリング駆動用モータと減速機とから
なり、ステアリング駆動用モータの回転がいずれか１つ
のステアリング軸２に伝達され、その回転を各ステアリ
ング軸２の上端の各プーリ９に巻回された１つのベルト
１２によって他のステアリング軸２に伝達し、各ステア
リング軸２が回動して全て車輪３の向きを変えるξとに
より走行方向を変えるようになっている。

［従来技術の問題点］ 上記のような全方向移動車においては、走行させるだめ
の走行用駆動装置４と、その走行方向を変えるためのス
テアリング用駆動装Ｗ１６とが必要であり、しかも走行
用駆動装置４に用いられるモータと、ステアリング用駆
動装Ｒ６に用いられるモータとではその出力が異なるた
め、別々のモータが必要で、価格が非常に高くなるばか
りか、部品点数が多くなり、組み立て作業が煩雑で面倒
であるという問題がある。

［発明の目的］ この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
、その目的とするところは、走行に必要な出力を持つ１
種類のモータで、全方向移動車の走行および方向転換を
良好に行なうことができると共に、価格の低減および構
造の筒素化を図ることができる全方向移動車の駆動機構
を提供することにある。

［発明の要点］ この発明は上記のような目的を達成するために、各車輪
に回転自在に設けられた３つ以にのステアリング軸のう
ち、少なくとも２つのステアリング軸に、その軸中心か
ら偏った位置に荊記車輪を回転呵１＠に設けると共に、
走行用駆動およびステアリング駆動を兼ねる駆動手段を
設け、この駆動手段で前記車輪を同じ方向に駆動して全
方向移動車を走行させると共に、前記ＷＪＡ動手投手段
テアリング軸を中心に車輪を旋回させてステアリング軸
を回動させ、連動手段で各ステアリング軸を連動させる
ことにより、全方向移動車の走行方向を転換させるよう
にしたものである。

［実施例］ 以下、第１図から第４図を参照して、この発明の一実施
例を説明する。この場合、上述した従来例と同一部分に
は同一符号を付し、その説明は省略する。

車体ｌに回転自在に設けられた４つのステアリング軸２
参会赤のうち、対角線上に位置する２つのステアリング
軸２．２の車軸受８．８にはそれぞれ、車輪３ａ、３ｂ
がステアリング軸２の軸中心から所定間隔ｒだけ偏って
設けられているほか、駆動型２ｔ２０．２０が設けられ
ている。この場合、車輪３ａ、３ｂの各車軸１０．１０
は第２図に示すように、その一端（車軸受８の外側端）
がベアリング１１を介して車軸受８に回転可能に取付け
られており、他端は駆動装置２０に連結されている。駆
動装置２０．２０は全く同一のものであり、駆動モータ
、減速機、エンコーダ等を備えており、各車輌１０．１
０を介して車輪３ａ、３ｂを同じ方向と反対方向とに回
転させるようになっている。したがって、車輪３ａ、３
ｂが駆動型Ｍ２０．２０によって同じ方向に回転したと
きに、全方向移動車は走行し、また反対方向に回転した
ときには、各車輪３ａ、３ｂはステアリング軸２を中心
に旋回してステアリング軸２．２を回動させ、全方向移
動車の方向転換を行なう、即ち、各ステアリング軸２−
・・の上部にはそれぞれ、プーリ９１Ｉ・・が設けられ
ていると共に、このプーリ９・・魯に１つのベルト１２
が巻回されており、このベルト１２によって各ステアリ
ング軸２・φ・が連動ｎ（能に連結されている。したが
って、車輪３ａ、３ｂの旋回によってステアリング軸２
．２が回動すると、ベルト１２により各ステアリング軸
２・勢・は全て同じだけ回動し、各車輪３φ・＊（３ａ
、３ｂを含む）の向きを変える。この向きは車輪３ａ、
３ｂの旋回した角度だけ変わる。この場合、各車輪３・
・φの向きは１つのステアリング軸２の上端に設けられ
たエンコーダ２１で検出され、この検出信号に基づいて
制御されるようになっている。

次に、上記のように構成された全方向移動車の動作につ
いて説明する。

まず、第３図に示すように、全方向移動車を矢印で示す
直線方向へ走行させる場合には、２つの駆動装置２０．
２０に同時に駆動信号を与え、各車輪３ａ、３ｂを同じ
方向へ回転させる。すると、各車輪３ａ、３ｂはステア
リング軸２．２を中心に旋回することなく、床面５上を
転勤し、全方向移動車を矢印で示す直線方向へ走行させ
る。

埋ち、各車輪３ａ、３ｂが同時に同じ方向へ回転すると
、各車輪３ａ、３ｂはステアリング軸２゜２を中心に旋
回しようとしても、各ステアリング軸２．２の回動方向
が異るため、全てのステアリング軸２・・−を連動させ
るベルト１２が拘束されて動かず、各ステアリング軸２
・・・を所定位置にセットして各車輪３を第３図に示す
状態に固定する。そのため、全方向移動車は直線方向へ
走行する。

また、第４図に示すように、全方向移動車を斜め方向へ
走行させたい場合には、駆動装置２０゜２０に異る駆動
信号（一方が正転、他方が逆転）を与え、各車輪３ａ、
３ｂをそれぞれ反対方向へ回転させる。すると、各車輪
３ａ、３ｂはステアリング軸２．２を中心にそれぞれ同
じ方向へ旋回するので、各ステアリング軸２．２は同じ
方向へ回動し、これに伴って各プーリ９−・・に巻回さ
れたベル）１２が移動して全てのステアリング軸２・・
・を同じ角度（θ）回動する。この状態で、今度は各駆
動型２ｔ２０，２０に同じ駆動信号が同時に与えられる
と、上述した第３図の場合と同様に、全方向移動車は所
定角度（θ）傾斜した方向へ走行する。この場合、車輪
３ａ、３ｂは３８０度旋回すると共に、他の車輪３．３
も同様に３８０度回動するので、全方向に方向転換させ
ることができる。しかも、全方向移動車の方向は各車輪
３・・・の向きを１つのステアリング軸２の回動量をエ
ンコーダ２１で検出し、この検出信号に基づいて制御す
ることにより、正確かつ良好に走行方向を変えることが
できる。

なお、走行中に車輪３ａ、３ｂを異る回転数で回転させ
た場合には、回転数の高い車輪が回転数の差に応じて旋
回するので、ステアリング軸２が回動し、走行方向が切
り変わる。また、走行中に走行方向が切り変わらないよ
うにするため、車輪３ａ、３ｂの回転数に差が付かない
ように、駆動型２１２０．２０に設けたエンコーダ（図
示せず）からの検出信号に基づいて各車輪３ａ、３ｂを
同じ回転数になるように制御するか、あるいはステアリ
ング軸２の回動量を検出するエンコーダ２１からの検出
信号に基づいて各車輪３ａ、３ｂをサーボ制御するよう
にしても良い、更に、方向転換は必ずしも２つの駆動袋
２１２０．２０を駆動する必要はなく、一方の駆動袋ａ
！２０のみを駆動して、走行方向を変えることができる
。

また、上述した実施例では、対角線上に位置する２つの
車輪３ａ、３ｂのみをステアリング軸２．２の軸中心に
対して偏らせたが、これに限らず、任、ａの位置に２つ
以上偏った車輪３．３を設ければ良く、また、全ての車
輪３・Φ・をステアリング軸２φ１１・の軸中心から偏
らせても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明に係る全方向移動車の駆
動機構によれば、各車輪に回転自在に設けられた３つ以
上のステアリング軸のうち、少なくとも２つのステアリ
ング軸に、その軸中心から偏った位置に前記車輪を回転
回走に設けると共に、走行用駆動およびステアリング駆
動を兼ねる駆動手段を設け、この駆動手段で前記車輪を
同じ方向に駆動して走行させると共に、前記駆動手段で
ステアリング軸を中心に車輪を旋回させてステアリング
軸を回動させ、連動手段で各ステアリング軸を連動させ
ることにより走行方向を転換させるようにしたので、走
行に必要な出力を持つ１種類のモータで、全方向移動車
の走行および方向転換を良好に行なうことができ、しか
も構造が簡単で、安価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの発明の一実施例を示し、第１図
はその平面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は走
行状態を示す図、第４図は方向転換時の状態を示す図、
第５図および第６図は従来例を示し、第５図はその平面
図、第６図はそのＢ−Ｂ断面図である。 １・・・・・・車体、２・・・・・・ステアリング軸、
３．３ａ、３ｂ・・・・・・車輪、９・・・・・・プー
リ、１２・・・・・・ベルト、２０・・・・・・駆動装
置。 特許出願人　　カシオ計算機株式会社 、−ＴＴ′１ 第１図 冷ら百坊會カトり千１七呪 Ａ−Ａ区午面図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも３輪以上の車輪を備え、この各車輪の方向を
   転換させて全方向に走行する全方向移動車において、前
   記各車輪にステアリング軸を各々回転自在に設け、この
   ステアリング軸のうち少なくとも２つのステアリング軸
   に、その軸中心から偏った位置に前記車輪を回転可能に
   設けると共に、この車輪を駆動して走行させる一方、ス
   テアリング軸を中心に前記車輪を旋回させて走行方向を
   変える走行用駆動およびステアリング駆動を兼ねた駆動
   手段を設け、かつ前記ステアリング軸の回動を他のステ
   アリング軸に伝達する伝達手段で前記各ステアリング軸
   を連動可能に連結したことを特徴とする全方向移動車の
   駆動機構。