JPWO2010147100A1 - 操舵可能な駆動機構および全方向移動車 - Google Patents
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Abstract
Description
タの入切を行うことによるのであれば、旋回用のモータについては使用頻度が少なく、モータの運用率が低くならざるを得なかった。
第二の駆動部が同軸上に配置されてなる駆動体であり、上記出力軸は、上記第一の駆動部から駆動力の伝達を受ける第一の出力部と、上記第二の駆動部の回転を正転方向に変換する変換部から駆動力の伝達を受ける第二の出力部とを備え、上記第一および第二の出力部に拘束され、かつ出力部から得られる回転力を車輪に伝達する出力軸であることを特徴とするものである。
、第一の出力部の歯数に対する第一の駆動部の歯数の割合を車輪の半径に乗じた長さとすることができる。このような構成であれば、車輪が転動することによる走行の力と、操舵部が回転することによる操舵の力とが、オフセットされた車輪の支持軸に対して等しく作用させることができ、走行中の操舵において走行力に対抗し得る操舵力を車輪に付与することができる。
と、この操舵部1の中心線上の軸回りに回転する駆動体2と、上記操舵部1の中心軸から偏心した位置に設けられた出力軸3と、この出力軸3から回転力の伝達を受ける車輪4とを備えている。操舵部1は、駆動体2の支持軸21を軸として、車体基部6の表面上で回転自在に配置されており、出力軸3が駆動体2の支持軸21を中心とする周方向に移動するとき、操舵部1を回転させることができるように構成されている。また、操舵部1は、フレーム5を介して車輪4を支持しており、操舵部1の回転は車輪用フレーム5の向きを変更するようになっている。また、操舵部1の上方には、プレート51が配置され、支柱52a,52bによって一体化され、駆動体2および支持軸3を支持している。
にしたとき、第一の出力部71の回転数と、第二の出力部72の回転数が同一となる。
させることにより、両出力部71,72は同一方向かつ同一回転数の駆動力を回転軸3に出力することとなる。このとき、回転軸3には、操舵部1の中心を軸とする周方向への回転力は発生しないこととなる。これに対し、二つの駆動部22,23の間で回転数が異なる(結果的に出力部71,72の間で回転数が異なる)場合には、操舵部1を回転させるように出力軸3が移動するのである。
Logic Controller:PLC)によって行われ、電流値が増減されることによって回転数が制御されている。
よって、運搬車Bとして機能させるのである。この収容部Eの側面には、取っ手部Fが設けられており、さらにこの取っ手部Fの近傍にジョイスティックJSが設けられている。使用者が取っ手部Fを持ちつつ、ジョイスティックJSを操作できるようにしているのである。なお、ジョイスティックJSによる操作およびその指令による車輪の制御は車椅子Aの場合と同様である。
図7(a)は、X方向と回転方向の二方向の指令を受けた際の車輪4a〜4dの動作例を示すベクトル図である。この図に示すように、回転方向の駆動力は、操舵軸7を通過する同心円の接線方向のベクトルとして表示することができる。また、X方向の駆動力は、直線方向のベクトルとして表示することができる。そこで、この二方向の指令に従った車輪4a〜4dの作動は、両ベクトルの合成により表示することができる。
基部6の中心点(平面視における面積上の中心点)を中心とする旋回円の接線方向に一致させることにより(図11(a))、狭いスペースで旋回しつつ向きを変更することができる。なぜなら、受動車輪4c,4dは、車体基部6の移動または状態の変化に伴って、最も抵抗の少ない状態となるように向きを自在に変化させることから、駆動車輪4a,4bが旋回方向に移動すれば、受動車輪4c,4dは、車体基部6が旋回できる方向に向きを変化させるのである(図11(b))。
2 駆動体
3 出力軸
4,4a,4b,4c,4d 車輪
5 車輪用フレーム
6 車体基部
7 出力部
11a,11b ベアリング
21a,21b 支持軸
22 第一の駆動部
23 第二の駆動部
24,25 プーリ
31,41 傘歯車
42 水平軸
43,44,45,46 プーリ
47,48 ベルト
51 プレート
52a,52b 支柱
71 第一の出力部
72 第二の出力部
73 変換部
100,200 全方向移動車
A 車椅子
C 座席部
D 運搬車
E 収容部
Ma1〜Md2 モータ
Xa〜Xd 駆動機構
ZA 第一の駆動部の歯数
ZB 第二の駆動部の歯数
ZC1 第一の出力部の歯数
ZC2 第二の出力部の歯数
ωA 第一の駆動部の回転数
ωB 第二の駆動部の回転数
ωC 出力軸の回転数
ωD 操舵部の回転数
Claims (13)
- 回転自在な操舵部と、この操舵部に支持される車輪と、上記操舵部の中心
線上の軸回りに回転する駆動体と、上記操舵部の中心軸から偏心した位置に設けられ、上記駆動体から得られる回転力を上記車輪に伝達する出力軸とを備え、
上記駆動体は、正転方向に駆動される第一の駆動部および逆転方向に駆動される第二の駆動部が同軸上に配置されてなる駆動体であり、
上記出力軸は、上記第一の駆動部から駆動力の伝達を受ける第一の出力部と、上記第二の駆動部の回転を正転方向に変換する変換部から駆動力の伝達を受ける第二の出力部とを備え、上記第一および第二の出力部に拘束され、かつ出力部から得られる回転力を車輪に伝達する出力軸である
ことを特徴とする操舵可能な駆動機構。 - 前記第一および第二の駆動部は、個別に回転数を制御してなる異なる動力源により個別に駆動力を得ることができる第一および第二の駆動部である請求項1記載の操舵可能な駆動機構。
- 前記第一および第二の出力部は、前記第一および第二の駆動部の回転数が一致するとき、同じ回転数で回転する第一および第二の出力部である請求項1または2に記載の操舵可能な駆動機構。
- 前記第一および第二の駆動部、前記変換部、並びに、前記第一および第二の出力部は、いずれも平歯車である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の操舵可能な駆動機構。
- 前記第一の出力部の歯数に対する前記第一の駆動部の歯数の割合が、前記変換部の歯数に対する前記第二の駆動部の歯数の割合に一致し、前記変換部と前記第二の出力部の歯数が同数である請求項4に記載の操舵可能な駆動機構。
- 前記車輪は、前記操舵部の回転軸からオフセット位置に接地点を有する車輪である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の操舵可能な駆動機構。
- 前記車輪は、前記操舵部の回転軸からオフセット位置に接地点を有し、該オフセット量が、前記第一の出力部の歯数に対する前記第一の駆動部の歯数の割合を前記車輪の半径に乗じた長さである請求項5に記載の操舵可能な駆動機構。
- 前記出力軸は、車輪側先端に傘歯車を備え、上記傘歯車に噛合する傘歯車を介して前記車輪に回転力を付与してなる出力軸である請求項1ないし7のいずれか1項に記載の操舵可能な駆動機構。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の操舵可能な駆動機構を搭載した全方向移動車であって、車体と複数の車輪を備え、複数の車輪のうち、2以上の車輪について前記駆動機構を搭載してなることを特徴とする全方向移動車。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の操舵可能な駆動機構を搭載した車輪を有する全方向移動車であって、
車体と、4個の車輪と、車輪のそれぞれについて前記第一および第二の駆動部に対し個別に駆動力を付与する2個ずつのモータと、各モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記操舵軸の操舵角度を検出する角度検出手段と、各モータの回転数を制御する制御手段と、前記制御手段に指令を与える操作部とを備えたことを特徴とする全方向移動車。 - 前記制御手段は、前記操作部の指令により、前記4個の車輪を個別に制御する制御部である請求項10に記載の全方向移動車。
- 前記車体は、座席部を有する車椅子用の車体である請求項9ないし11のいずれかに記載の全方向移動車。
- 前記車体は、所定容量の収容部を有する運搬用の車体である請求項9ないし11のいずれかに記載の全方向移動車。
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