JPS6331804A - 球形操舵輪 - 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】 〔概要〕 本発明は、走行ロボット等に使用される操舵輪が床面の
溝等にはまった場合に容易に脱出できるようにすること
を目的としたもので、球形車輪の採用により目的の達成
を図っている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は走行ロボット等に使用される操舵輪の構造に関
するものである。

走行ロボットの走行機構には、床面の障害物（ケーブル
等）や溝等を乗り越えられる踏破性が要求される。また
、狭隘な場所でも自在な操舵を行うためには、全方向に
操舵できる操舵輪の採用が望ましい。

〔従来の技術〕

産業用として広（使われている走行ロボットの走行機構
としては、車輪が多く用いられている。

この場合の操舵は車輪の向きを変えることにより行うが
、操舵輪に駆動力を持たせると、床上の小さな障害物（
ケーブル等）に対する踏破性が良くなる。このような従
来の操舵輪の一例を第６図に示す。図中、ｌは車輪、２
はモータ、３及び４はモータ２の回転を車輪１に伝達す
る伝動機構及び減速機構で、これらの各部材はブラケッ
ト５に取り付けられている。ブラケット５は、例えば、
ロボット本体に支持されて矢印方向に回動可能で、この
回動により車輪１を任意の方向に向けることが可能であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような操舵輪の場合、車輪の幅よりわずか
に広い程度の溝に車輪がはまってしまうと、操舵ができ
なくなるため、溝と直角方向に車輪を向けて脱出しやす
くすることができず、溝からの脱出が困難である。また
、溝にはまりにくくするためにむやみに車輪幅を大きく
すると、操舵性を失うことになる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の問題点を解決することのできる球形操舵
輪を提供するもので、そのための手段として、球形車輪
と、該球形車輪を駆動する２個以上の伝動輪とよりなる
構成を採用している。

球形車輪は、回転自在な転動体により支持され、中心点
を中心として回転可能である。

各伝動輪は、それぞれの回転中心軸が交差するように配
置され、外周面が球形車輪の表面に当接してそれぞれ駆
動源により独立して駆動されるようになっている。

〔作用〕

車輪が球形であるため、床面の溝に車輪がはまることは
ない。

また、各伝動輪の回転中心軸は交差しているため、該各
伝動輪の回転を適宜コントロールする（駆動源の回転を
コントロールする）ことにより、球形車輪を任意の方向
に回転させる全方向操舵が可能である。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第５図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明に係る球形操舵輪の構造を示す正面図、
第２図は同平面図で、球形操舵輪１１は、球形車輪１２
と、２個以上（本例の場合は２個）の伝動輪１３とを備
えている。球形車輪１２は、複数個の回転自在なボール
（転動体）１４により支持され、中心点を中心として回
転可能である。

ボール１４は、支持フレーム１５に取り付けられた支持
部１６により支持されているが、このボール１４の数は
、球形車輪１２を確実に支持するためには少な（とも４
個は必要（本例の場合は４個）である。

伝動輪１３は、外周面が球形車輪１２の表面に当接し、
モータ（駆動源）１７によりそれぞれ独立して駆動され
て回転するようになっており、この回転により球形車輪
１２に回転力が付与される。

各伝動輪１３は、それぞれの回転中心軸が交差するよう
に配置されている。本例では、２個の伝動輪１３は、回
転中心軸が９０°の角度で平面交差するように配置され
ている。各モータ１７は、具体的な支持構造は省略した
が、支持フレーム１５に支持具等を介し取り付けられて
いる。本発明に係る球形操舵輪１１は以上のように構成
されており、車輪１２が球形であるため、通常の車輪に
比べ操舵性を損なわずにサイズを大きくする（通常の車
輪で幅を大きくすることに相当）ことができ、床面の溝
に車輪がはまりにくくなる。また、球形車輪１２は複数
の伝動輪１３により駆動されるようになっているため、
床面の障害物等を乗り越えられる踏破性が向上し、しか
も各伝動輪１３の回転中心軸は交差しているため、該各
伝動輪１３の回転を適宜コントロールすることにより、
球形車輪１２を任意の方向に回転させる全方向操舵が可
能である。

なお、各伝動輪１３をそれぞれの回転中心軸が立体交差
するように配置しても同様の効果が得られる。

また、伝動輪１３は、球形車輪１２駆動時に該球形車輪
１２との間に横方向の滑りを生じるが、第３．４図に示
す伝動輪はこの問題を解決するものである。この伝動輪
２１は、支持板２２に放射状に一体形成された複数のア
ーム２３の両側にそれぞれ樽形ローラ２４を回転自在に
支持させて構成されている。この伝動輪２１を用いれば
、横方向の滑りを第４図に矢印線で示す樽形ローラ２４
の回転で吸収することができ、球形車輪への円滑な回転
伝達が可能になる。

本発明の適用例を第５図に示す。本適用例は、走行ロボ
ット３１の走行機構として３個の球形操舵輪１１を使用
したもので、第５図（ａｌは側面図、第５図０１１）は
平面図である。なお、本図では球形車輪のみを図示して
いる。この場合、３個の球形操舵輪１１の球形車輪の回
転方向を適宜コントロールすることにより、前進、後退
、横方向への並進。

斜め方向への並進の外に、その場での方向転換も可能で
、狭隘な環境での操舵性に優れている。なお、後方の２
個の車輪を球形でなく普通の車輪としても首振り方向転
換等は可能である。また、本図の球形操舵輪数の３個は
、走行車としての安定を保つのに必要な最低数であるが
、耐荷重性、安定性を向上させたいときは、４個以上の
球形操舵輪を必要に応じ用いれば良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、通常の車輪に比べ
操舵性を損なわずに球形車輪のサイズを大きくできる（
通常の車輪で幅を大きくすることに相当）ため、溝には
まりにく（なり、また全方向の操舵が可能であるため、
溝にはまった場合でも脱出が容易である。

従って、本発明の球形操舵輪を走行ロボット等の各輪に
使用した場合、操舵性、踏破性を向上させることか可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の球形操舵輪の構造を示す斜視
図、 第２図は同平面図、 第３図は本発明の実施例の伝動輪の一例を示す正面図、 第４図は第３図の伝動輪の作用説明図、第５図ｆａｎ、
　（ｂ）は本発明を適用する走行ロボットの球形操舵輪
配置説明図、 第６図は従来の操舵輪の構造を示す斜視図で、図中、 １１は球形操舵輪、 １２は球形車輪、 １３．２１は伝動輪、 １４はボール（転動体）、 １７はモータ（駆動源）である。 第１図 本発明の実施例の球形操舵輪の構造を示す平面図第２図 ζ伝動輪 第３図 第３図の伝動輪の作用説明図 第４図 本発明を適用する走行ロボットの球形操舵輪配奮説明図
第５図 従来の操舵輪の構造を示す斜視図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転自在な転動体により支持され、中心点を中心として
   回転可能な球形車輪と、 外周面が前記球形車輪の表面に当接し、それぞれ駆動源
   により独立して駆動される２個以上の伝動輪とより構成
   され、 前記各伝動輪が、それぞれの回転中心軸が交差するよう
   に配置されたことを特徴とする球形操舵輪。