WO2020059189A1 - 駆動輪、台車及び機器 - Google Patents

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WO2020059189A1
WO2020059189A1 PCT/JP2019/012523 JP2019012523W WO2020059189A1 WO 2020059189 A1 WO2020059189 A1 WO 2020059189A1 JP 2019012523 W JP2019012523 W JP 2019012523W WO 2020059189 A1 WO2020059189 A1 WO 2020059189A1
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rotation
shaft
drive
drive wheel
wheel
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PCT/JP2019/012523
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真唯子 盛
圭 近藤
大石 保徳
学士 尾崎
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日本精工株式会社
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    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G12/00Accommodation for nursing, e.g. in hospitals, not covered by groups A61G1/00 - A61G11/00, e.g. trolleys for transport of medicaments or food; Prescription lists
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B2301/00Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension
    • B62B2301/04Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension comprising a wheel pivotable about a substantially vertical axis, e.g. swivelling castors

Definitions

  • the present invention relates to a drive wheel, a bogie, and a device.
  • a traveling vehicle capable of self-propelled by a motor is provided with a configuration in which driving wheels are turned.
  • the differential caster described in Patent Literature 1 is provided with a horizontal axis rotatable about a vertical axis, and a pair of driving wheels supported at both ends of the horizontal axis incorporates an electric motor, respectively. By driving each drive wheel independently with an electric motor, each drive wheel turns around a vertical axis.
  • a first rotating shaft and a second rotating shaft provided on a housing so as to be relatively rotatable coaxially with a vertical turning axis are respectively provided on the housing.
  • a first motor and a second motor attached to the body, the first motor and the second motor being rotatably driven;
  • a transmission unit for transmitting rotation to the motor is provided, and each wheel is independently driven by each motor, so that each wheel turns around the turning axis.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 since each motor is required to drive a pair of wheels, there is a problem that the weight increases.
  • Patent Literature 1 since the horizontal axis is arranged so as to intersect the vertical axis, there is a problem that the turning operation cannot be performed smoothly in a manual operation that is manually operated.
  • Patent Literature 2 since a gear, a pulley, or the like is used as a configuration for transmitting the drive of each motor to each wheel, the configuration is complicated, the weight increases, and there is a problem that noise is generated.
  • Patent Document 2 there is a problem that a load is generated due to a configuration in which drive is transmitted in a manual operation operated manually.
  • the present disclosure has been made in view of the above-described problems, and provides a drive wheel, a bogie, and a device that can be self-propelled with a simple configuration and that can perform a manual operation smoothly and lightly. Aim.
  • a drive wheel is provided with a base, a first shaft rotatably provided with respect to the base, and a rotatably provided around the first shaft.
  • a drive unit provided to rotationally drive the drive wheel; and a lock mechanism that allows the rotation of the rotation member with respect to the base while preventing the rotation of the rotation member with respect to the base.
  • the drive wheel can change the direction of the drive wheel by rotating the drive member by allowing the rotation of the drive member relative to the base by the lock mechanism while driving the drive wheel by the drive unit provided on the rotation member. .
  • the drive wheel can travel while the drive unit provided on the rotation member rotates the drive wheel and prevents the rotation of the rotation member relative to the base by the lock mechanism, thereby fixing the rotation member.
  • the rotation mechanism allows the rotation member to freely rotate around the first shaft without any load by allowing rotation of the rotation member, and the drive wheel is driven by external force. Can be operated manually. As a result, the drive wheels can be self-propelled with a simple configuration and reduced in cost and weight, and the manual operation can be performed smoothly and lightly.
  • the drive wheel is provided at a position offset from the axis of the first shaft.
  • the drive wheel is provided at a position where the drive wheel is offset from the axis of the first shaft when the rotation member is rotated by allowing the rotation of the rotation member with respect to the base by the lock mechanism while rotating the drive wheel. Therefore, the rotational movement of the rotating member about the first axis can be performed smoothly.
  • the second axis is provided at a position where its axis is offset from the axis of the first axis.
  • the drive wheel allows the rotation member to rotate freely by allowing the rotation of the rotation member with respect to the base by the lock mechanism, and in the manual operation in which the drive wheel is driven by the external force, the axis of the second shaft becomes the first shaft.
  • the rotation movement of the rotation member about the first axis can be performed in all directions of the rotation direction.
  • the position of the movement can be adjusted by the manual operation, and the traveling performance can be improved.
  • a third axis provided on the rotating member coaxially with the second axis, a driven wheel rotatably provided around the third axis, and a driven wheel And a braking mechanism for braking the rotation.
  • the rotation of the rotating member can be performed lightly.
  • the driving wheel rotates the driving member by allowing the rotation of the rotating member with respect to the base by the lock mechanism while driving the driving wheel
  • the braking mechanism brakes the rotation of the driven wheel, thereby rotating the driving wheel.
  • a rotational force in the rotational direction can be applied to the rotating member, the amount of movement of the entire drive wheel caused by the rotational movement of the rotating member can be reduced, and the rotating member can be efficiently rotated.
  • a truck according to one embodiment of the present disclosure includes the drive wheel described in any of the above, and a truck body to which the drive wheel is attached.
  • the bogie changes the direction of the drive wheels by rotating the rotatable members by allowing the lock mechanism to rotate the rotatable members with respect to the base while driving the drive wheels by the drive unit provided on the rotatable members. be able to.
  • the bogie can travel while the drive wheels are driven to rotate by the drive unit provided on the rotating member and the rotation member is fixed by preventing the rotation of the rotating member relative to the base by the lock mechanism.
  • the driving wheel does not need to be provided with a driving unit on the first shaft, the bogie allows the rotating member to freely rotate around the first shaft without any load by allowing the rotation of the rotating member by the lock mechanism.
  • a manual operation in which the drive wheels are driven can be performed.
  • the bogie is able to self-run with a simple configuration at low cost and light weight, and can perform the manual operation smoothly and lightly with respect to the drive wheels.
  • an apparatus includes any one of the above-described drive wheels, a bogie main body to which the drive wheels are mounted, and equipment mounted on the bogie main body.
  • the device changes the direction of the drive wheel by rotating the rotation member by allowing the rotation of the rotation member with respect to the base of the rotation member by the lock mechanism while driving the drive wheel by the driving unit provided on the rotation member. be able to.
  • the device can travel while the drive wheels are driven to rotate by the drive unit provided on the rotation member and the rotation member is fixed by preventing the rotation of the rotation member relative to the base by the lock mechanism.
  • the rotation mechanism allows the rotation member to freely rotate around the first shaft without any load because the lock mechanism allows the rotation member to rotate.
  • a manual operation in which the drive wheels are driven can be performed.
  • the device is capable of self-propelling with a simple configuration and low cost and light weight in the drive wheels, and can perform the manual operation smoothly and lightly.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a drive wheel of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a configuration example of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a front view showing a configuration example of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the cart according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of the operation of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of the operation of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of the operation of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic plan view illustrating a configuration example of the cart according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the truck according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a drive wheel of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a configuration example of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a front view showing a configuration example of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the cart according to the present embodiment.
  • the height direction of the drive wheel 100 is indicated by the Z direction.
  • a direction in which the drive wheel 100 travels straight is indicated by an X direction
  • a direction orthogonal to the X direction is indicated by a Y direction.
  • a direction away from the ground plane F is referred to as an upper side
  • a direction approaching the ground plane F is referred to as a lower side.
  • the drive wheel 100 of the present embodiment is provided based on a fixed base 1, and includes a rotation shaft (first shaft) 3, a rotation member 5, and a rotation shaft 7. , Wheels 9, a drive unit 11, a braking mechanism 13, a rotation reference position detection unit 15, a lock mechanism 17, a rotation range restriction mechanism 19, and a control unit 212.
  • the base 1 is, for example, a metal bar, frame, or plate.
  • the base 1 is formed as a plate material, and the upper surface 1A and the lower surface 1B are orthogonal to the Z direction so that the upper surface 1A faces upward in the Z direction and the lower surface 1B faces downward in the Z direction. -Placed along the Y plane.
  • the rotation shaft 3 is provided on the base 1.
  • the rotation shaft 3 is provided to extend in the Z direction and pass through the base 1.
  • the rotation shaft 3 is provided rotatably with respect to the base 1.
  • the rotating member 5 is, for example, a metal frame or plate.
  • the rotating member 5 is formed as a plate material, and the upper surface 5A and the lower surface 5B are orthogonal to the Z direction such that the upper surface 5A faces upward in the Z direction and the lower surface 5B faces downward in the Z direction. They are arranged along the XY plane.
  • the rotating member 5 has an upper surface 5A in contact with a lower end 3A of the rotation shaft 3 penetrating the lower surface 1B of the base 1, and is fixed to the lower end 3A of the rotation shaft 3 by a bolt 21 penetrating from the lower surface 5B in the Z direction. .
  • the rotating member 5 rotates together with the rotation shaft 3 and is provided so as to be rotatable relative to the base 1 around the rotation shaft 3.
  • the rotating member 5 is provided with a pair of opposed side plates 5C extending downward from the lower surface 5B.
  • the side plate 5C is shown in FIGS. 1 to 3 as being provided to face each other in the Y direction.
  • the rotating shaft 7 is provided on the rotating member 5.
  • the rotation shaft 7 is arranged along an XY plane orthogonal to the Z direction.
  • the rotation shaft 7 is shown as extending in the Y direction in FIGS. 1 to 3.
  • the rotating shaft 7 has a drive shaft (second shaft) 7A and a driven shaft (third shaft) 7B.
  • the drive shaft 7A and the driven shaft 7B are provided coaxially, but are provided independently of each other.
  • the rotation shaft 7 is provided at a position where an axis 7C that is the center of rotation is offset from the axis 3C that is the center of rotation of the rotation shaft 3 by an offset amount S1. I have. That is, the rotating shaft 7 is disposed at a position where the shaft center 7C does not intersect with the shaft center 3C of the rotation shaft 3.
  • the wheel 9 is made of, for example, a metal or rubber, or a circular shape formed by winding a rubber material around the metal.
  • the wheel 9 is provided such that the center of the circle is disposed on the rotating shaft 7 and is rotatable around the rotating shaft 7.
  • the wheels 9 have a drive wheel 9A and a driven wheel 9B in the present embodiment.
  • the drive wheel 9A and the driven wheel 9B are formed to have the same outer diameter.
  • the drive wheel 9A is attached to the drive shaft 7A of the rotary shaft 7 and is rotatably provided around the drive shaft 7A. In the present embodiment, the drive wheel 9A is fixed to the drive shaft 7A.
  • the drive shaft 7A is rotatably supported on one side plate 5C side of the rotating member 5.
  • the driven wheel 9B is attached to the driven shaft 7B of the rotating shaft 7 so as to be rotatable around the driven shaft 7B.
  • the driven wheel 9B is fixed to the driven shaft 7B.
  • the driven shaft 7B is rotatably supported by the other side plate 5C of the rotating member 5.
  • the wheel 9 is provided at a position where the driving wheel 9A is offset from the axis 3C of the rotation shaft 3 by an offset amount S2 as shown in FIG. That is, the drive wheel 9A is disposed at a position that does not intersect the axis 3C of the rotation shaft 3.
  • the wheel 9 is provided at a position where the driven wheel 9B is offset from the axis 3C of the rotation shaft 3 by an offset amount S3. That is, the driven wheel 9B is arranged at a position that does not intersect the axis 3C of the rotation shaft 3.
  • the drive unit 11 rotationally drives the drive wheel 9A.
  • the drive unit 11 is attached to one side plate 5C of the rotating member 5.
  • the drive unit 11 is, for example, a direct drive motor (DD motor), and includes a stator and a rotor (not shown).
  • the drive unit 11 has a drive shaft 7A attached to the rotor, and rotates the drive wheel 9A fixed to the drive shaft 7A together with the drive shaft 7A as the rotor rotates.
  • a power supply 220 (see FIGS. 8 and 9) for supplying a current to the drive unit 11 is provided on the base 1 side, and the supply of the current from the power supply 220 to the drive unit 11 is performed by a slip provided on the rotation shaft 3.
  • the rotation is performed by the ring 23 from the rotation shaft 3 via the rotating member 5.
  • a direct drive motor is applied to the drive unit 11
  • the supply of current to the drive unit 11 is stopped (excitation is turned off), so that the drive wheel 9A can be freely rotated without a load.
  • the braking mechanism 13 brakes the rotation of the driven wheel 9B.
  • the braking mechanism 13 is attached to the other side plate 5C of the rotating member 5.
  • the braking mechanism 13 has, for example, an actuator, although not explicitly shown in the drawing. Then, the braking mechanism 13 allows the driven shaft 7B to rotate, while restricting the rotation of the driven shaft 7B by the actuator. Thus, the braking mechanism 13 brakes the rotation of the driven wheel 9B fixed to the driven shaft 7B.
  • the supply of current to the braking mechanism 13 is performed by the slip ring 23 from the rotation shaft 3 via the rotating member 5 as in the drive unit 11.
  • the rotation reference position detection unit 15 detects a reference position serving as a reference when the rotation member 5 rotates relative to the base 1.
  • the rotation reference position detection unit 15 includes a detection sensor 15A and a detection piece 15B.
  • the detection sensor 15A includes, for example, a light projecting unit and a light receiving unit.
  • the light emitting / receiving sensor detects a state in which light illuminated by the light emitting unit reaches the light receiving unit and a state in which light illuminated by the light emitting unit is blocked and does not reach the light receiving unit.
  • the detection sensor 15A is fixed to, for example, the lower surface 1B of the base 1.
  • the detection piece 15B is disposed between the light emitting unit and the light receiving unit of the detection sensor 15A, and blocks light illuminated by the light emitting unit.
  • the detection piece 15B is fixed to the upper surface 5A of the rotating member 5.
  • the rotation reference position detection unit 15 is configured such that the detection piece 15B is disposed between the light projecting unit and the light receiving unit of the detection sensor 15A at the reference position during the relative rotational movement of the rotating member 5 with respect to the base unit 1. Block the light illuminated by
  • the reference position is the rotational position of the rotating member 5 in a state where the rotating shaft 7 (axial center 7C) is arranged along the Y direction, as shown in FIGS.
  • the lock mechanism 17 allows the rotation of the rotation member 5 with respect to the base 1 while preventing the rotation of the rotation member 5 with respect to the base 1.
  • the lock mechanism 17 is provided on the base 1.
  • the lock mechanism 17 is arranged so that the rotation shaft 3 is inserted therethrough.
  • the lock mechanism 17 includes, for example, an actuator although not explicitly shown in the drawing.
  • the lock mechanism 17 allows the rotation of the rotation shaft 3 while preventing the rotation of the rotation shaft 3 by the actuator. Accordingly, the lock mechanism 17 allows the rotation of the rotating member 5 that rotates together with the rotation shaft 3 while preventing the rotation of the rotating member 5.
  • Rotation range regulating mechanism 19 regulates the range of rotation with respect to base 1 of rotating member 5.
  • the rotation range regulating mechanism 19 includes a pin 19A protruding upward from the upper surface 5A of the rotating member 5, an arc hole 19B formed in the base 1, and through which the pin 19A is inserted. Having. The arc hole 19 ⁇ / b> B is formed around the rotation shaft 3. Therefore, the rotation range regulating mechanism 19 regulates the range of rotation with respect to the base 1 of the rotating member 5 within the range of the arc hole 19B due to the engagement between the pin 19A and the arc hole 19B.
  • the control unit 212 controls the drive wheels 100.
  • Control unit 212 includes a computer system.
  • the computer system includes a processor such as a CPU and a memory such as a ROM or a RAM.
  • the control unit 212 is configured to control the driving unit 11, the braking mechanism 13, and the locking mechanism based on a program stored in a memory in advance or data input from the driving unit 11 and the rotation range regulating mechanism 19.
  • the control signal is output to 17.
  • FIGS. 5 to 7 are schematic plan views showing examples of the operation of the drive wheels of the present embodiment.
  • FIGS. 5 to 7 a description will be given of a case where the base 1 is moved.
  • the direction of movement of the base 1 is indicated by reference numerals Ga and Gb, where Ga is forward and Gb is reverse.
  • the rotation direction of the drive wheel 9A is indicated by reference numerals Ra and Rb as the direction of movement of the upper half in plan view, where Ra is normal rotation and Rb is reverse rotation.
  • the rotational position of the rotating member 5 is at the reference position where the axis 7C of the rotating shaft 7 is arranged along the Y direction.
  • the reference position is detected by the rotation reference position detection unit 15.
  • the drive wheel 100 is in a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is allowed by the braking mechanism 13 and in a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the base 1 of the drive wheel 100 advances Ga by the forward rotation Ra of the drive wheel 9A.
  • the base 1 of the drive wheel 100 moves backward Gb by the reverse rotation Rb of the drive wheel 9A. This operation is called self-propelled operation.
  • the driving wheel 100 is in a braking state in which the rotation of the driven wheel 9B is restricted by the braking mechanism 13 at the reference position of the rotating member 5 shown in FIG. Into an unlocked state allowing rotation with respect to. In this state, the driving wheel 100 rotates the driving wheel 9A in the reverse direction Rb, so that the braking state of the driven wheel 9B and the unlocked state of the rotating member 5 combine to rotate the rotating member 5 relative to the base 1 around the rotation shaft 3. Rotate clockwise.
  • the drive wheel 100 can measure the rotation angle of the rotating member 5 based on the detection of the reference position by the rotation reference position detection unit 15 and the rotation amount during the reverse rotation Rb of the drive wheel 9A from the preset reference position. it can.
  • the driving member 100 causes the rotating member 5 to rotate relative to the base 1 around the rotation shaft 3. Thereafter, the driving wheel 100 is brought into a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is permitted by the braking mechanism 13, and is brought into a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the base 1 of the drive wheel 100 moves forward in the obliquely rightward upward direction in FIG. 6 by the forward rotation Ra of the drive wheel 9A.
  • the drive wheel 100 when the drive wheel 9A rotates in the reverse direction Rb, the base 1 moves backward Gb in a diagonally lower left direction in FIG. This operation is called self-propelled operation.
  • the driving wheel 100 is in a braking state in which the rotation of the driven wheel 9B is restricted by the braking mechanism 13 at the reference position of the rotating member 5 shown in FIG.
  • the drive wheel 100 rotates the drive wheel 9A in the normal direction Ra, so that the brake state of the driven wheel 9B and the unlocked state of the rotary member 5 combine to rotate the rotary member 5 around the rotation shaft 3 with respect to the base 1.
  • the drive wheel 100 measures the rotation angle of the rotating member 5 based on the detection of the reference position by the rotation reference position detection unit 15 and the rotation amount of the drive wheel 9A from the preset reference position during the forward rotation Ra. Can be.
  • the driving member 100 causes the rotating member 5 to rotate relatively to the base 1 around the rotation shaft 3. Thereafter, the driving wheel 100 is brought into a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is permitted by the braking mechanism 13, and is brought into a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the base 1 of the drive wheel 100 moves forward in the diagonally upper left direction in FIG. 7 by the forward rotation Ra of the drive wheel 9A.
  • the drive wheel 100 when the drive wheel 9A rotates in the reverse direction Rb, the base 1 moves backward Gb obliquely downward to the right in FIG. This operation is called self-propelled operation.
  • the drive wheel 100 is brought into the brake release state in which the rotation of the driven wheel 9B is allowed by the braking mechanism 13 and the lock state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is allowed by the lock mechanism 17.
  • the drive wheel 9A and the driven wheel 9B are driven.
  • the rotating member 5 freely rotates around the rotation shaft 3 to move forward Ga and reverse Gb in all directions along the XY plane (ground plane F).
  • This operation is called a manual operation that is manually operated, and in particular, is an omnidirectional manual operation.
  • the driving wheel 100 is brought into a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is permitted by the braking mechanism 13, and a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is permitted by the braking mechanism 13
  • a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the drive wheels 9A and the driven wheels 9B are driven, and the rotational movement of the rotating member 5 is prevented.
  • Forward Ga and reverse Gb only in the direction in which 9A and driven wheel 9B face.
  • This operation is referred to as a manual operation that is manually operated, and is particularly referred to as a back-and-forth turning manual operation.
  • the drive wheel 100 of the present embodiment is provided so as to be rotatable around the base 1, the rotation shaft (first shaft) 3 rotatably provided with respect to the base 1, and the rotation shaft 3.
  • the driving wheel 100 rotates the driving member 5 by rotating the driving member 9A by the lock mechanism 17 while allowing the driving member 11 provided on the rotating member 5 to rotate the driving wheel 9A.
  • the direction of 9A can be changed.
  • the driving wheel 100 travels while the driving mechanism 9 provided on the rotating member 5 rotates the driving wheel 9 ⁇ / b> A while the rotation of the rotating member 5 relative to the base 1 is prevented by the lock mechanism 17.
  • the rotation mechanism 5 can be freely rotated around the rotation shaft 3 without load by allowing the rotation of the rotation member 5 by the lock mechanism 17.
  • a manual operation in which the driving wheel 9A is driven by an external force becomes possible.
  • the drive wheel 100 can be self-propelled with a simple configuration and reduced in cost and weight, and can perform the manual operation smoothly and lightly.
  • the drive wheel 9A can freely rotate the drive wheel 9A without a load by turning off the excitation, so that the manual operation can be performed more smoothly and lightly.
  • the drive wheel 9A is preferably provided at a position offset from the axis 3C of the rotation shaft 3.
  • the driving wheel 100 rotates the rotating member 5 by allowing the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 by the lock mechanism 17 while rotating the driving wheel 9A
  • the driving wheel 9A is driven by the axis 3C of the rotation shaft 3. Since the rotation member 5 is provided at a position offset from the rotation shaft 5, the rotation movement of the rotation member 5 around the rotation shaft 3 can be performed smoothly.
  • the drive shaft 7A is provided at a position where its axis 7C is offset from the axis 3C of the rotation shaft 3.
  • the drive wheel 100 allows the rotation member 5 to freely rotate by allowing the rotation of the rotation member 5 with respect to the base 1 by the lock mechanism 17, and the manual operation of the drive shaft 7A during the manual operation in which the drive wheel 9A is driven by an external force. Since the axis 7C is provided at a position offset from the axis 3C of the rotation shaft 3, the rotation of the rotation member 5 around the rotation shaft 3 can be performed in all directions in the rotation direction. As a result, the position of the movement can be adjusted by the manual operation, and the traveling performance can be improved.
  • a driven shaft (third shaft) 7B provided on the rotating member 5 coaxially with the drive shaft 7A, and a driven wheel 9B provided rotatably around the driven shaft 7B.
  • a braking mechanism 13 for braking the rotation of the driven wheel 9B.
  • the drive wheel 100 since the drive wheel 100 includes the driven wheel 9B and assists the rotation of the drive wheel 9A, the rotational movement of the rotating member 5 can be performed lightly.
  • the driving wheel 100 rotates the rotating member 5 by allowing the locking mechanism 17 to rotate the rotating member 5 with respect to the base 1 while rotating the driving wheel 9A
  • the braking mechanism 13 brakes the rotation of the driven wheel 9B.
  • a rotational force in the rotational direction can be applied to the rotating member 5 with the rotation of the driving wheel 9A, and the amount of movement of the base 1 caused by the rotational movement of the rotating member 5 can be reduced, and the efficiency can be reduced.
  • the rotating member 5 can be rotated and moved well. As a result, the drive wheels 100 can run smoothly.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a configuration example of the cart according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the truck according to the present embodiment.
  • the bogie 200 includes a drive wheel 100, a driven wheel 110, a bogie main body 120, a control device 210, and a power supply 220.
  • the bogie main body 120 is, for example, a steel frame.
  • the carriage main body 120 has a flat surface along the XY plane, so that the transported object can be placed on the surface. That is, the carriage 200 can be configured as an automatic guided vehicle (AGV).
  • the trolley 200 can be configured as a device that travels by arranging equipment along the XY plane of the trolley main body 120. There are various devices such as robots and medical equipment, for example.
  • the bogie main body 120 is provided with a handle portion extending above the bogie main body 120. The handle portion is formed, for example, in a downward U-shape, and is used for the operator to grasp.
  • the drive wheel 100 and the driven wheel 110 are attached to the bogie main body 120.
  • the drive wheel 100 has the above-described configuration.
  • the driven wheel 110 is rotatably mounted around an axis 110C provided to extend in the Y direction, and has a configuration in which the driven wheel 110 only rotates without changing its direction on the XY plane.
  • One drive wheel 100 is attached to each of the two sides in the Y direction of the bottom surface of the bogie main body 120 on the rear side 200B in the direction of the reverse Gb of the bogie 200.
  • the drive wheel 100 has the base 1 fixed to the bogie main body 120.
  • one driven wheel 110 is attached to each of the two sides in the Y direction of the bottom surface of the bogie main body 120 on the front side 200 ⁇ / b> A in the forward Ga direction of the bogie 200.
  • the control device 210 and the power supply 220 are attached to the bogie main body 120.
  • the control device 210 and the power supply 220 are attached to, for example, the bottom surface of the bogie main body 120.
  • the control device 210 has a receiving unit 211 and a control unit 212.
  • Control unit 212 includes a computer system.
  • the computer system includes a processor such as a CPU and a memory such as a ROM or a RAM.
  • the receiving unit 211 has a function of receiving the operation signal Sig transmitted from the operation unit 300. As shown in FIG.
  • the control unit 212 is based on an operation signal Sig received by the receiving unit 211 and based on a program stored in advance in a memory and data input from the driving unit 11 and the rotation range regulating mechanism 19. , A control signal to the drive unit 11, the braking mechanism 13, and the lock mechanism 17. It has a function of controlling the drive wheels 100.
  • the control unit 212 is connected to the drive wheels 100 and the power supply 220 via wiring. A current is supplied from the power supply 220 to the control unit 212.
  • the control device 210 controls the plurality of drive wheels 100 individually.
  • the operation unit 300 may be arranged at a position distant from the carriage 200 or may be attached to a handle of the carriage 200 or the like.
  • Ga is forward and Gb is reverse.
  • the rotation direction of the drive wheel 9A in each drive wheel 100 is defined as a forward rotation direction of the upper half in a plan view, and Rb is defined as a reverse rotation.
  • the bogie 200 moves the rotation position of the rotating member 5 of each drive wheel 100 to the reference position where the axis 7C of the rotating shaft 7 is arranged along the Y direction. is there.
  • the reference position is detected by the rotation reference position detection unit 15.
  • each drive wheel 100 is in a brake released state where the rotation of the driven wheel 9B is allowed by the braking mechanism 13 and is in a locked state where rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the lock mechanism 17.
  • the bogie 200 advances Ga by the forward rotation Ra of the drive wheel 9A of each drive wheel 100.
  • the bogie 200 moves backward Gb by the reverse rotation Rb of the drive wheel 9A of each drive wheel 100. This operation is called self-propelled operation.
  • the carriage 200 sets each drive wheel 100 in a brake state in which the rotation of the driven wheel 9B is regulated by the braking mechanism 13 at the reference position of the rotating member 5 shown in FIG. In the unlocked state.
  • each driving wheel 100 rotates relative to the bogie main body 120 by the reverse rotation Rb of the driving wheel 9A, whereby the brake state of the driven wheel 9B and the unlocked state of the rotating member 5 are combined.
  • the member 5 rotates clockwise around the rotation shaft 3.
  • Each drive wheel 100 measures the rotation angle of the rotating member 5 based on the detection of the reference position by the rotation reference position detection unit 15 and the rotation amount of the drive wheel 9A from the preset reference position at the time of reverse rotation Rb. Can be. As a result, as shown in FIG.
  • each drive wheel 100 is brought into a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is permitted by the braking mechanism 13, and into a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the rear side 200B moves rightward in FIG. 8 and the direction of the front side 200A changes leftward.
  • the bogie 200 when the drive wheel 9A of each drive wheel 100 reversely rotates Rb, the rear side 200B moves leftward in FIG. 8 and the direction of the front side 200A changes rightward.
  • each driving wheel 100 is brought into a braking state in which the rotation of the driven wheel 9B is restricted by the braking mechanism 13, and into an unlocked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is allowed by the locking mechanism 17, and in this state, the driving wheels 9A To return the position of the rotary member 5 to the reference position shown in FIG.
  • the bogie 200 advances Ga in a state where the direction of the front side 200A is changed by the forward rotation Ra of the drive wheel 9A of each drive wheel 100.
  • the bogie 200 reverses Gb in a state in which the direction of the front side 200A changes due to the reverse rotation Rb of the driving wheel 9A of each driving wheel 100. This operation is called self-propelled operation.
  • the carriage 200 sets each drive wheel 100 in a brake state in which the rotation of the driven wheel 9B is regulated by the braking mechanism 13 at the reference position of the rotating member 5 shown in FIG. In the unlocked state.
  • each driving wheel 100 rotates the driving wheel 9A in the normal direction Ra, so that the braking state of the driven wheel 9B and the unlocking state of the rotating member 5 are combined with each other, and
  • the rotation member 5 rotates around the rotation shaft 3 in a counterclockwise direction.
  • Each drive wheel 100 measures the rotation angle of the rotating member 5 based on the detection of the reference position by the rotation reference position detection unit 15 and the amount of rotation of the drive wheel 9A from the preset reference position during normal rotation Ra. be able to. Thereby, as shown in FIG.
  • each drive wheel 100 is brought into a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is permitted by the braking mechanism 13, and into a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the driving wheel 9A of each driving wheel 100 rotates forward Ra in this state
  • the rear side 200B moves leftward in FIG. 8 and the direction of the front side 200A changes rightward.
  • the bogie 200 when the drive wheel 9A of each drive wheel 100 reversely rotates Rb, the rear side 200B moves rightward in FIG. 8 and the direction of the front side 200A changes leftward.
  • each driving wheel 100 is brought into a braking state in which the rotation of the driven wheel 9B is restricted by the braking mechanism 13, and into an unlocked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is allowed by the locking mechanism 17, and in this state, the driving wheels 9A To return the position of the rotary member 5 to the reference position shown in FIG.
  • the bogie 200 advances Ga in a state where the direction of the front side 200A is changed by the forward rotation Ra of the drive wheel 9A of each drive wheel 100.
  • the bogie 200 reverses Gb in a state in which the direction of the front side 200A changes due to the reverse rotation Rb of the driving wheel 9A of each driving wheel 100. This operation is called self-propelled operation.
  • the bogie 200 sets each drive wheel 100 to a brake release state in which the rotation of the driven wheel 9B is allowed by the braking mechanism 13 and an unlock state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is allowed by the lock mechanism 17.
  • the bogie 200 rotates the rotating member 5 in each of the driving wheels 100 while the driving wheel 9A and the driven wheel 9B are driven.
  • the bogie 200 moves forward Ga and backward Gb in all directions along the XY plane (ground plane F).
  • This operation is called a manual operation that is manually operated, and in particular, is an omnidirectional manual operation.
  • the bogie 200 sets each drive wheel 100 to a brake released state in which the rotation of the driven wheel 9B is allowed by the braking mechanism 13 and a locked state in which the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 is prevented by the locking mechanism 17.
  • the bogie 200 rotates the rotating member 5 while the driving wheels 9A and the driven wheels 9B are driven by the driving wheels 100. Since the movement is prevented, the driving wheel 9A and the driven wheel 9B move forward Ga and backward Gb only in the direction in which they face.
  • This operation is referred to as a manual operation that is manually operated, and is particularly referred to as a back-and-forth turning manual operation.
  • the bogie 200 and the device according to the present embodiment include the drive wheel 100 including the rotation shaft (first shaft) 3, the rotation member 5 rotatably provided around the rotation shaft 3, and the rotation shaft 3.
  • a lock mechanism 17 that allows the rotation of the rotation member 5 while preventing the rotation of the rotation member 5.
  • the bogie 200 and the device allow the driving wheel 100 to rotate the driving wheel 9A by the driving unit 11 provided on the rotating member 5 while allowing the rotation mechanism 5 to rotate with respect to the base 1 by the lock mechanism 17. Can be rotated to change the direction of the drive wheel 9A.
  • the bogie 200 and the device cause the driving wheel 100 to rotate the driving wheel 9 ⁇ / b> A by the driving unit 11 provided on the rotating member 5 and prevent the rotation member 5 from rotating with respect to the base 1 of the rotating member 5 by the lock mechanism 17. It can be run fixed.
  • the bogie 200 and the device rotate around the rotation shaft 3 by allowing the lock mechanism 17 to rotate the rotation member 5 with respect to the base 1 because the drive wheel 100 does not need to provide the drive unit 11 on the rotation shaft 3.
  • the member 5 can be freely rotated without a load, and a manual operation in which the driving wheel 9A is driven by an external force can be performed.
  • the trolley 200 and the device can self-run on the drive wheels 100 with a simple configuration and at low cost and light weight, and can perform the manual operation smoothly and lightly.
  • the bogie 200 and the device can rotate the drive wheel 9A freely without a load by turning off the excitation, thereby making the manual operation smoother and lighter. It can be carried out.
  • the drive wheel 9A of the drive wheel 100 be provided at a position offset from the axis 3C of the rotation shaft 3.
  • the bogie 200 and the device rotate the driving member 9 by rotating the driving member 9 with the lock mechanism 17 allowing the driving member 9 to rotate with respect to the base 1 while rotating the driving wheel 9A, the driving wheel 9A rotates on its own. Since the rotation member 5 is provided at a position offset from the axis 3C of the shaft 3, the rotation movement of the rotation member 5 around the rotation shaft 3 can be performed smoothly. As a result, the trolley 200 and the device can run smoothly.
  • the drive shaft 7A of the drive wheel 100 be provided at a position where its axis 7C is offset from the axis 3C of the rotation shaft 3.
  • the bogie 200 and the device perform the manual operation of freely rotating the rotating member 5 and allowing the driving wheel 9A to be driven by the external force by allowing the rotation of the rotating member 5 with respect to the base 1 by the lock mechanism 17 in the driving wheel 100.
  • the axis 7C of the drive shaft 7A is provided at a position offset from the axis 3C of the rotation shaft 3, the rotation of the rotation member 5 around the rotation shaft 3 can be performed in all directions in the rotation direction. it can.
  • the position of the movement can be adjusted by the manual operation, and the traveling performance can be improved.
  • the drive wheel 100 is rotatable about a driven shaft (third shaft) 7B provided on the rotating member 5 coaxially with the drive shaft 7A and around the driven shaft 7B. It is preferable to further include a driven wheel 9B provided and a braking mechanism 13 for braking the rotation of the driven wheel 9B.
  • the bogie 200 and the device include the driven wheel 9B in the drive wheel 100 to assist the rotation of the drive wheel 9A, so that the rotary member 5 can be lightly rotated.
  • the driving wheel 100 rotates the rotating member 5 by allowing the locking mechanism 17 to rotate the rotating member 5 with respect to the base 1 while rotating the driving wheel 9A
  • the braking mechanism 13 brakes the rotation of the driven wheel 9B.
  • a rotational force in the rotational direction can be applied to the rotating member 5 with the rotation of the driving wheel 9A, and the amount of movement of the bogie main body 120 caused by the rotational movement of the rotating member 5 can be reduced.
  • the rotating member 5 can be rotated and moved efficiently. As a result, the trolley 200 and the device can run smoothly.
  • the bogie 200 and the devices are not limited to the above-described configuration regarding the number and arrangement of the drive wheels 100.
  • the trolley 200 and the device may have the drive wheel 100 mounted on the front side 200A of the trolley 200 and the driven wheel 110 mounted on the rear side 200B of the trolley 200.
  • the bogie 200 and the equipment may have one drive wheel 100 and all other wheels may be the driven wheels 110 in the form of three or more wheels.
  • the bogie 200 and the device may have three or more wheels without the driven wheel 110 and all the wheels may be the drive wheels 100. That is, in the form of three or more wheels, the cart 200 and the device only need to have at least one drive wheel 100. Even with such a configuration, the self-propelled vehicle can be driven with a simple configuration, and the manual operation can be performed smoothly and lightly.

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Abstract

簡素な構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うこと。基部と、基部に対して回転可能に設けられた自転軸(第一軸)と、自転軸の廻りに回転可能に設けられた回転部材と、自転軸に直交して回転部材に設けられた駆動軸(第二軸)と、回転部材に設けられて駆動軸の廻りに回転可能な駆動車輪と、回転部材に設けられて駆動車輪を回転駆動する駆動部と、基部に対して回転部材の回転を許容する一方で基部に対して回転部材の回転を阻止するロック機構と、を備える。

Description

駆動輪、台車及び機器
 本発明は、駆動輪、台車及び機器に関する。
 モータにより自走が可能な走行台車は、駆動車輪を旋回させる構成を備える。例えば、特許文献1に記載された差動式キャスタは、鉛直軸を中心に水平軸を回転可能に設け、この水平軸の両端側で支持した一対の駆動輪にそれぞれ電動モータを内蔵し、各電動モータで各駆動輪を独立して駆動することで各駆動輪が鉛直軸を中心に旋回する。
 また、特許文献2に記載された車輪駆動装置は、筐体に鉛直な旋回軸と同軸上で互いに相対的に回転可能に設けられた第1の回転軸及び第2の回転軸が、それぞれ筐体に取り付けた第1のモータ及び第二のモータによって回転駆動される一方、筐体に対して旋回軸を中心に相対的に回転可能に設けられた旋回部に、旋回軸からオフセットされた位置で水平な軸まわりに回転可能な第1の車輪及び第2の車輪が設けられており、第1の回転軸から第1の車輪へ回転を伝達し、第2の回転軸から第2の車輪へ回転を伝達する伝達部が設けられて、各モータで各車輪を独立して駆動することで各車輪が旋回軸のまわりに旋回する。
特開2012-66007号公報 特開2016-49921号公報
 特許文献1及び特許文献2では、一対の車輪をそれぞれ駆動するためそれぞれのモータを必要としているため、重量が嵩む問題がある。特許文献1では、鉛直軸に交差して水平軸を配置しているため、人力で操作されるマニュアル動作において旋回操作が円滑に行えない問題がある。特許文献2では、各モータの駆動を各車輪に伝達する構成として歯車やプーリなどを用いているため、当該構成が複雑であって、重量が嵩み、騒音が発生する問題があり、しかも、特許文献2では、人力で操作されるマニュアル動作において駆動を伝達する構成により負荷が発生する問題がある。
 ここで、例えば、病院で薬を運ぶため、倉庫から比較的離れた病棟の病室の前までは自走し、病室の中ではマニュアル(手押し)で動かすことが可能な台車が要望されていた。
 本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、簡素な構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことのできる駆動輪、台車及び機器を提供することを目的とする。
 上記の目的を達成するため、本開示の一態様の駆動輪は、基部と、前記基部に対して回転可能に設けられた第一軸と、前記第一軸の廻りに回転可能に設けられた回転部材と、前記第一軸に直交して前記回転部材に設けられた第二軸と、前記回転部材に設けられて、前記第二軸の廻りに回転可能な駆動車輪と、前記回転部材に設けられて前記駆動車輪を回転駆動する駆動部と、前記基部に対して前記回転部材の回転を許容する一方で、前記基部に対して前記回転部材の回転を阻止するロック機構と、を備える。
 これにより、駆動輪は、回転部材に設けた駆動部により駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の許容により回転部材を回転させて駆動車輪の方向を変更することができる。一方、駆動輪は、回転部材に設けた駆動部により駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の阻止により回転部材を固定させて走行することができる。また、駆動輪は、第一軸に駆動部を設ける必要がないため、ロック機構による回転部材の回転の許容により、第一軸の廻りに回転部材を負荷なく自由に回転させ、外力により駆動車輪を従動させたマニュアル動作が可能になる。この結果、駆動輪は、簡素な構成で低コスト化及び軽量化を図った構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。
 上記の駆動輪の望ましい態様として、前記駆動車輪は、前記第一軸の軸心からオフセットした位置に設けられている。
 これにより、駆動輪は、駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の許容により回転部材を回転させる際、駆動車輪が第一軸の軸心からオフセットした位置に設けられているため、第一軸の廻りの回転部材の回転移動を円滑に行うことができる。
 上記の駆動輪の望ましい態様として、前記第二軸は、その軸心が前記第一軸の軸心からオフセットした位置に設けられている。
 これにより、駆動輪は、ロック機構による回転部材の基部に対する回転の許容により、回転部材を自由に回転させ、外力により駆動車輪を従動させるマニュアル動作の際、第二軸の軸心が第一軸の軸心からオフセットした位置に設けられているため、第一軸の廻りの回転部材の回転移動を回転方向の全方向に行うことができる。この結果、マニュアル動作による移動の位置調整が可能になり、走行性を向上できる。
 上記の駆動輪の望ましい態様として、前記第二軸と同軸上で前記回転部材に設けられた第三軸と、前記第三軸の廻りに回転可能に設けられた従動車輪と、前記従動車輪の回転を制動する制動機構と、をさらに備える。
 これにより、駆動輪は、従動車輪を備えることで、駆動車輪の回転に際して補助するため、回転部材の回転移動を軽快に行うことができる。特に、駆動輪は、駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の許容により回転部材を回転させる際、制動機構により従動車輪の回転を制動することで、駆動車輪の回転駆動に伴って回転部材に回転方向への回転力を付与することができ、回転部材の回転移動によって生じる駆動輪全体の移動量を小さく抑えることができ、効率良く回転部材を回転移動させることができる。
 上記の目的を達成するため、本開示の一態様の台車は、上記のいずれかに記載の駆動輪と、前記駆動輪が取り付けられる台車本体と、を備える。
 これにより、台車は、駆動輪が、回転部材に設けた駆動部により駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の許容により回転部材を回転させて駆動車輪の方向を変更することができる。一方、台車は、駆動輪が、回転部材に設けた駆動部により駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の阻止により回転部材を固定させて走行することができる。また、台車は、駆動輪が、第一軸に駆動部を設ける必要がないため、ロック機構による回転部材の回転の許容により、第一軸の廻りに回転部材を負荷なく自由に回転させ、外力により駆動車輪を従動させたマニュアル動作が可能になる。この結果、台車は、駆動輪において、簡素な構成で低コスト化及び軽量化を図った構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。
 上記の目的を達成するため、本開示の一態様の機器は、上記のいずれかに記載の駆動輪と、前記駆動輪が取り付けられる台車本体と、前記台車本体に取り付けられる機材と、を備える。
 これにより、機器は、駆動輪が、回転部材に設けた駆動部により駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の許容により回転部材を回転させて駆動車輪の方向を変更することができる。一方、機器は、駆動輪が、回転部材に設けた駆動部により駆動車輪を回転駆動させつつロック機構による回転部材の基部に対する回転の阻止により回転部材を固定させて走行することができる。また、機器は、駆動輪が、第一軸に駆動部を設ける必要がないため、ロック機構による回転部材の回転の許容により、第一軸の廻りに回転部材を負荷なく自由に回転させ、外力により駆動車輪を従動させたマニュアル動作が可能になる。この結果、機器は、駆動輪において、簡素な構成で低コスト化及び軽量化を図った構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。
 本開示によれば、簡素な構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。
図1は、本実施形態の駆動輪の構成例を示す斜視図である。 図2は、本実施形態の駆動輪の構成例を示す側面図である。 図3は、本実施形態の駆動輪の構成例を示す正面図である。 図4は、本実施形態の台車の構成例を示すブロック図である。 図5は、本実施形態の駆動輪の動作の例を示概略平面図である。 図6は、本実施形態の駆動輪の動作の例を示概略平面図である。 図7は、本実施形態の駆動輪の動作の例を示概略平面図である。 図8は、本実施形態の台車の構成例を示す概略平面図である。 図9は、本実施形態の台車の構成例を示すブロック図である。
 以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
(実施形態)
 図1は、本実施形態の駆動輪の構成例を示す斜視図である。図2は、本実施形態の駆動輪の構成例を示す側面図である。図3は、本実施形態の駆動輪の構成例を示す正面図である。図4は、本実施形態の台車の構成例を示すブロック図である。
 ここで、本実施形態を説明する各図では、駆動輪100の高さ方向をZ方向で示す。また、Z方向と直交する平面において、駆動輪100が直進する方向をX方向で示し、X方向と直交する方向をY方向で示す。また、本実施形態では、Z方向において、接地面Fから離れる方向を上側といい、接地面Fに近づく方向を下側という。
 図1から図4に示すように、本実施形態の駆動輪100は、固定される基部1に基づいて設けられており、自転軸(第一軸)3と、回転部材5と、回転軸7と、車輪9と、駆動部11と、制動機構13と、回転基準位置検出部15と、ロック機構17と、回転範囲規制機構19と、制御部212と、を有する。
 基部1は、例えば、金属製の棒材、枠材又は板材である。本実施形態において、基部1は、板材として形成され、上面1AがZ方向の上側に向き、下面1BがZ方向の下側に向くようにして、上面1A及び下面1BがZ方向と直交するX-Y平面に沿って配置される。
 自転軸3は、基部1に設けられている。自転軸3は、Z方向に延在して基部1を貫通して設けられている。自転軸3は、基部1に対して回転可能に設けられている。
 回転部材5は、例えば、金属製の枠材又は板材である。本実施形態において、回転部材5は、板材として形成され、上面5AがZ方向の上側に向き、下面5BがZ方向の下側に向くようにして、上面5A及び下面5BがZ方向と直交するX-Y平面に沿って配置される。回転部材5は、基部1の下面1Bを貫通した自転軸3の下端3Aに、上面5Aが当接され、下面5BからZ方向に貫通するボルト21によって自転軸3の下端3Aに固定されている。従って、回転部材5は、自転軸3と共に回転し、自転軸3の廻りに基部1と相対的に回転可能に設けられている。回転部材5は、その下面5Bから下側に延在して対向する1対の側板5Cが設けられている。側板5Cは、図1から図3において、Y方向で対向して設けられているように示されている。
 回転軸7は、回転部材5に設けられている。回転軸7は、Z方向と直交するX-Y平面に沿って配置される。回転軸7は、図1から図3において、Y方向に延在して設けられているように示されている。回転軸7は、駆動軸(第二軸)7Aと従動軸(第三軸)7Bとを有している。駆動軸7Aと従動軸7Bとは、同軸上に設けられているが、それぞれ独立して設けられている。
 また、回転軸7は、図2に示すように、その回転の中心である軸心7Cが、自転軸3の回転の中心である軸心3Cからオフセット量S1離れてオフセットした位置に設けられている。即ち、回転軸7は、軸心7Cが、自転軸3の軸心3Cとは交差しない位置に配置されている。
 車輪9は、例えば、金属製又はゴム製或いは金属の外周にゴム材が巻き付けて構成された円状のものである。車輪9は、円の中心が回転軸7上に配置され回転軸7の廻りに回転可能に設けられている。車輪9は、本実施形態では、駆動車輪9Aと従動車輪9Bとを有している。駆動車輪9Aと従動車輪9Bとは、同じ外径に形成されている。駆動車輪9Aは、回転軸7における駆動軸7Aに取り付けられて駆動軸7Aの廻りに回転可能に設けられている。本実施形態では、駆動車輪9Aは、駆動軸7Aに固定されている。駆動軸7Aは、回転部材5における一方の側板5C側に回転可能に支持されている。また、従動車輪9Bは、回転軸7における従動軸7Bに取り付けられて従動軸7Bの廻りに回転可能に設けられている。本実施形態では、従動車輪9Bは、従動軸7Bに固定されている。従動軸7Bは、回転部材5における他方の側板5Cに対して回転可能に支持されている。
 また、車輪9は、図3に示すように、駆動車輪9Aが自転軸3の軸心3Cからオフセット量S2離れてオフセットした位置に設けられている。即ち、駆動車輪9Aは、自転軸3の軸心3Cには交差しない位置に配置されている。また、車輪9は、従動車輪9Bが自転軸3の軸心3Cからオフセット量S3離れてオフセットした位置に設けられている。即ち、従動車輪9Bは、自転軸3の軸心3Cには交差しない位置に配置されている。
 駆動部11は、駆動車輪9Aを回転駆動する。駆動部11は、回転部材5における一方の側板5Cに取り付けられている。駆動部11は、例えば、ダイレクトドライブモータ(DDモータ)であり、図には明示しないが、ステータとロータとを有する。そして、駆動部11は、ロータに駆動軸7Aが取り付けられており、ロータの回転に伴って、駆動軸7Aと共に駆動軸7Aに固定された駆動車輪9Aを回転駆動する。駆動部11に電流を供給する電源220(図8及び図9参照)は基部1側に設けられており、当該電源220から駆動部11への電流の供給は、自転軸3に配置されたスリップリング23により自転軸3から回転部材5を介して行われる。また、駆動部11にダイレクトドライブモータを適用した場合、駆動部11への電流の供給を停止(励磁オフ)することで、駆動車輪9Aを負荷なく自由に回転させることが可能である。
 制動機構13は、従動車輪9Bの回転を制動する。制動機構13は、回転部材5における他方の側板5Cに取り付けられている。制動機構13は、例えば、図には明示しないが、アクチュエータを有する。そして、制動機構13は、当該アクチュエータにより、従動軸7Bの回転を許容する一方、従動軸7Bの回転を規制する。これにより、制動機構13は、従動軸7Bに固定された従動車輪9Bの回転を制動する。制動機構13への電流の供給は、駆動部11と同様にスリップリング23により自転軸3から回転部材5を介して行われる。
 回転基準位置検出部15は、回転部材5における基部1との相対的な回転移動において、基準となる基準位置を検出する。本実施形態において、回転基準位置検出部15は、図2に示すように、検出センサ15Aと、検出片15Bとを有する、検出センサ15Aは、例えば、投光部と受光部とで構成された投受光センサであって、投光部で照らされた光が受光部に到達した状態や、投光部で照らされた光が遮られて受光部に到達しなかった状態を検出する。検出センサ15Aは、例えば、基部1の下面1Bに固定されている。検出片15Bは、検出センサ15Aにおける投光部と受光部との間に配置されて投光部で照らされた光を遮る。検出片15Bは、回転部材5の上面5Aに固定されている。回転基準位置検出部15は、回転部材5における基部1との相対的な回転移動において、基準位置で検出片15Bが検出センサ15Aにおける投光部と受光部との間に配置されて投光部で照らされた光を遮る。本実施形態において、基準位置は、図1から図3に示すように、回転軸7(軸心7C)が、Y方向に沿って配置された状態における回転部材5の回転位置である。
 ロック機構17は、基部1に対して回転部材5の回転を許容する一方で、基部1に対して回転部材5の回転を阻止する。本実施形態において、ロック機構17は、基部1に設けられている。ロック機構17は、自転軸3を挿通するように配置されている。ロック機構17は、例えば、図には明示しないが、アクチュエータを有する。そして、ロック機構17は、当該アクチュエータにより、自転軸3の回転を許容する一方、自転軸3の回転を阻止する。これにより、ロック機構17は、自転軸3と共に回転する回転部材5の回転を許容する一方で回転部材5の回転を阻止する。
 回転範囲規制機構19は、回転部材5の基部1に対して回転する範囲を規制する。本実施形態において、回転範囲規制機構19は、図2に示すように、回転部材5の上面5Aから上側に突出したピン19Aと、基部1に形成されてピン19Aを挿通する円弧穴19Bと、を有する。円弧穴19Bは、自転軸3を中心として形成されている。従って、回転範囲規制機構19は、ピン19Aと円弧穴19Bとの係合により円弧穴19Bの範囲内で回転部材5の基部1に対して回転する範囲を規制する。
 制御部212は、駆動輪100を制御する。制御部212は、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、CPUのようなプロセッサ、及びROM又はRAMのようなメモリを含む。図4に示すように、制御部212は、メモリに予め記憶されたプログラムや、駆動部11及び回転範囲規制機構19から入力されたデータに基づいて、駆動部11、制動機構13、及びロック機構17に制御信号を出力する。
 図5から図7は、本実施形態の駆動輪の動作の例を示概略平面図である。
 図5から図7において、基部1が移動される移動対象として説明する。基部1の移動方向は、符号Ga,Gbで示し、Gaを前進とし、Gbを後進とする。また、図5から図7において、駆動車輪9Aの回転方向を、平面視での上半部の移動方向として符号Ra,Rbで示しており、Raを正転とし、Rbを逆転とする。
 図5に示す例では、駆動輪100は、回転部材5の回転位置が、回転軸7の軸心7CがY方向に沿って配置された基準位置にある。基準位置は、回転基準位置検出部15により検出される。駆動輪100は、この基準位置において、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、駆動輪100は、駆動車輪9Aが正転Raすることにより基部1が前進Gaする。一方、駆動輪100は、駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより基部1が後進Gbする。この動作を自走動作という。
 図6に示す例では、駆動輪100は、図5に示す回転部材5の基準位置において、制動機構13により従動車輪9Bの回転を規制したブレーキ状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とする。この状態で、駆動輪100は、駆動車輪9Aを逆転Rbすることにより、従動車輪9Bのブレーキ状態および回転部材5のロック解除状態が相まって基部1に対して回転部材5が自転軸3の廻りに時計回り方向に回転移動する。駆動輪100は、回転部材5の回転角度を、回転基準位置検出部15による基準位置の検出、及び予め設定されている基準位置からの駆動車輪9Aの逆転Rb時の回転量によって計測することができる。これにより、駆動輪100は、図6に示すように、回転部材5が基部1に対して自転軸3の廻りに相対的に回転移動する。その後、駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、駆動輪100は、駆動車輪9Aが正転Raすることにより基部1が図6中の右斜め上方向に前進Gaする。一方、駆動輪100は、駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより基部1が図6中の左斜め下方向に後進Gbする。この動作を自走動作という。
 図7に示す例では、駆動輪100は、図5に示す回転部材5の基準位置において、制動機構13により従動車輪9Bの回転を規制したブレーキ状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とする。この状態で、駆動輪100は、駆動車輪9Aを正転Raすることにより、従動車輪9Bのブレーキ状態および回転部材5のロック解除状態が相まって基部1に対して回転部材5が自転軸3の廻りに反時計回り方向に回転移動する。駆動輪100は、回転部材5の回転角度を、回転基準位置検出部15による基準位置の検出、及び予め設定されている基準位置からの駆動車輪9Aの正転Ra時の回転量によって計測することができる。これにより、駆動輪100は、図7に示すように、回転部材5が基部1に対して自転軸3の廻りに相対的に回転移動する。その後、駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、駆動輪100は、駆動車輪9Aが正転Raすることにより基部1が図7中の左斜め上方向に前進Gaする。一方、駆動輪100は、駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより基部1が図7中の右斜め下方向に後進Gbする。この動作を自走動作という。
 また、駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とする。この状態で、駆動輪100は、基部1側にX-Y平面(接地面F(図2,3参照))に沿って外力が付与されると、駆動車輪9A及び従動車輪9Bが従動しつつ、回転部材5が自転軸3の廻りに自由に回転移動することにより、X-Y平面(接地面F)に沿った全ての方向に前進Ga及び後進Gbする。この動作を人力で操作されるマニュアル動作といい、特に全方向マニュアル動作という。
 また、駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、駆動輪100は、前進Ga及び後進Gb方向に外力が付与されると、駆動車輪9A及び従動車輪9Bが従動しつつ、回転部材5の回転移動が阻止されることにより、駆動車輪9A及び従動車輪9Bが向く方向にのみ前進Ga及び後進Gbする。この動作を人力で操作されるマニュアル動作といい、特に前後旋回マニュアル動作という。
 このように、本実施形態の駆動輪100は、基部1と、基部1に対して回転可能に設けられた自転軸(第一軸)3と、自転軸3の廻りに回転可能に設けられた回転部材5と、自転軸3に直交して回転部材5に設けられた駆動軸(第二軸)7Aと、回転部材5に設けられて駆動軸7Aの廻りに回転可能な駆動車輪9Aと、回転部材5に設けられて駆動車輪9Aを回転駆動する駆動部11と、基部1に対して回転部材5の回転を許容する一方で基部1に対して回転部材5の回転を阻止するロック機構17と、を備える。
 これにより、駆動輪100は、回転部材5に設けた駆動部11により駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により回転部材5を回転させて駆動車輪9Aの方向を変更することができる。一方、駆動輪100は、回転部材5に設けた駆動部11により駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の阻止により回転部材5を固定させて走行することができる。また、駆動輪100は、自転軸3に駆動部11を設ける必要がないため、ロック機構17による回転部材5の回転の許容により、自転軸3の廻りに回転部材5を負荷なく自由に回転させ、外力により駆動車輪9Aを従動させたマニュアル動作が可能になる。この結果、駆動輪100は、簡素な構成で低コスト化及び軽量化を図った構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。また、駆動輪100は、駆動部11にダイレクトドライブモータを適用すれば、励磁オフにすることで駆動車輪9Aを負荷なく自由に回転でき、マニュアル動作をより円滑かつ軽快に行うことができる。
 また、本実施形態の駆動輪100では、駆動車輪9Aは、自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
 これにより、駆動輪100は、駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により回転部材5を回転させる際、駆動車輪9Aが自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられているため、自転軸3の廻りの回転部材5の回転移動を円滑に行うことができる。
 また、本実施形態の駆動輪100では、駆動軸7Aは、その軸心7Cが自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
 これにより、駆動輪100は、ロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により、回転部材5を自由に回転させ、外力により駆動車輪9Aを従動させるマニュアル動作の際、駆動軸7Aの軸心7Cが自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられているため、自転軸3の廻りの回転部材5の回転移動を回転方向の全方向に行うことができる。この結果、マニュアル動作による移動の位置調整が可能になり、走行性を向上できる。
 また、本実施形態の駆動輪100では、駆動軸7Aと同軸上で回転部材5に設けられた従動軸(第三軸)7Bと、従動軸7Bの廻りに回転可能に設けられた従動車輪9Bと、従動車輪9Bの回転を制動する制動機構13と、をさらに備えることが好ましい。
 これにより、駆動輪100は、従動車輪9Bを備えることで、駆動車輪9Aの回転に際して補助するため、回転部材5の回転移動を軽快に行うことができる。特に、駆動輪100は、駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により回転部材5を回転させる際、制動機構13により従動車輪9Bの回転を制動することで、駆動車輪9Aの回転駆動に伴って回転部材5に回転方向への回転力を付与することができ、回転部材5の回転移動によって生じる基部1の移動量を小さく抑えることができ、効率良く回転部材5を回転移動させることができる。この結果、駆動輪100は、円滑な走行を行うことができる。
 図8は、本実施形態の台車の構成例を示す概略平面図である。図9は、本実施形態の台車の構成例を示すブロック図である。
 図8及び図9に示すように、台車200は、駆動輪100と、従動輪110と、台車本体120と、制御装置210と、電源220とを備える。
 台車本体120は、例えば鋼製のフレームである。台車本体120は、X-Y平面に沿って平坦な面を構成することで、当該面に被運搬物を載せることができる。即ち、台車200は、無人搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)として構成することができる。また、台車200は、台車本体120のX-Y平面に沿って機材を配置することで走行する機器として構成することができる。機器としては、例えば、ロボットや、医療機材など様々なものがある。なお、図には明示しないが、台車本体120は、その上方に延在する取手部が設けられる。取手部は、例えば、下向きのコ字形状に形成されており、操作者が掴むために用いられる。
 駆動輪100及び従動輪110は、台車本体120に取り付けられる。駆動輪100は、上述した構成である。従動輪110は、Y方向に延在して設けられた軸心110Cの廻りに回転可能に取り付けられ、X-Y平面で方向が変更されず回転するのみの構成である。駆動輪100は、台車200の後進Gbの方向となる後方側200Bにおいて、台車本体120の底面のY方向の両側にそれぞれ1つずつ取り付けられている。駆動輪100は、基部1が台車本体120に固定される。従動輪110は、例えば、図8に示すように、台車200の前進Gaの方向となる前方側200Aにおいて、台車本体120の底面のY方向の両側にそれぞれ1つずつ取り付けられている。
 制御装置210及び電源220は、台車本体120に取り付けられる。制御装置210及び電源220は、例えば、台車本体120の底面に取り付けられる。図9に示すように、制御装置210は、受信部211と、制御部212とを有する。制御部212は、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、CPUのようなプロセッサ、及びROM又はRAMのようなメモリを含む。受信部211は、操作部300から送信されてくる操作信号Sigを受信する機能を有する。制御部212は、図9に示すように、受信部211が受信した操作信号Sigに基づき、メモリに予め記憶されたプログラムや、駆動部11及び回転範囲規制機構19から入力されたデータに基づいて、駆動部11、制動機構13、及びロック機構17に制御信号を出力する。駆動輪100を制御する機能を備える。例えば、制御部212は、配線を介して駆動輪100と電源220とにそれぞれ接続している。制御部212には電源220から電流が供給される。図9に示すように、台車200が複数の駆動輪100を有する場合、制御装置210は、複数の駆動輪100を個々に制御する。操作部300は、台車200から離れた位置に配置されていてもよいし、台車200の取手部などに取り付けられていてもよい。
 このような台車200(機器)において、図5から図7の本実施形態の駆動輪の動作の例を参照して動作を説明する。
 台車200の移動方向は、Gaを前進とし、Gbを後進とする。また、各駆動輪100における駆動車輪9Aの回転方向を、平面視での上半部の移動方向としてRaを正転とし、Rbを逆転とする。
 図8に示す形態では、台車200は、図5に示すように、各駆動輪100の回転部材5の回転位置が、回転軸7の軸心7CがY方向に沿って配置された基準位置にある。基準位置は、回転基準位置検出部15により検出される。各駆動輪100は、この基準位置において、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが正転Raすることにより前進Gaする。一方、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより後進Gbする。この動作を自走動作という。
 台車200は、図5に示す回転部材5の基準位置において、各駆動輪100を、制動機構13により従動車輪9Bの回転を規制したブレーキ状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とする。この状態で、図6に示すように、各駆動輪100は、駆動車輪9Aを逆転Rbすることにより、従動車輪9Bのブレーキ状態および回転部材5のロック解除状態が相まって台車本体120に対して回転部材5が自転軸3の廻りに時計回り方向に回転移動する。各駆動輪100は、回転部材5の回転角度を、回転基準位置検出部15による基準位置の検出、及び予め設定されている基準位置からの駆動車輪9Aの逆転Rb時の回転量によって計測することができる。これにより、各駆動輪100は、図6に示すように、回転部材5が台車本体120に対して自転軸3の廻りに相対的に回転移動する。その後、各駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが正転Raすることにより後方側200Bが図8中の右方向に移動して前方側200Aの向きが左向きに変わる。一方、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより後方側200Bが図8中の左方向に移動して前方側200Aの向きが右向きに変わる。その後、各駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を規制したブレーキ状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とし、この状態で駆動車輪9Aを駆動して図5に示す基準位置に回転部材5の位置を戻す。その後、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが正転Raすることにより前方側200Aの向きが変わった状態で前進Gaする。一方、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより前方側200Aの向きが変わった状態で後進Gbする。この動作を自走動作という。
 台車200は、図5に示す回転部材5の基準位置において、各駆動輪100を、制動機構13により従動車輪9Bの回転を規制したブレーキ状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とする。この状態で、図7に示すように、各駆動輪100は、駆動車輪9Aを正転Raすることにより、従動車輪9Bのブレーキ状態および回転部材5のロック解除状態が相まって台車本体120に対して回転部材5が自転軸3の廻りに反時計回り方向に回転移動する。各駆動輪100は、回転部材5の回転角度を、回転基準位置検出部15による基準位置の検出、及び予め設定されている基準位置からの駆動車輪9Aの正転Ra時の回転量によって計測することができる。これにより、各駆動輪100は、図7に示すように、回転部材5が台車本体120に対して自転軸3の廻りに相対的に回転移動する。その後、各駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが正転Raすることにより後方側200Bが図8中の左方向に移動して前方側200Aの向きが右向きに変わる。一方、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより後方側200Bが図8中の右方向に移動して前方側200Aの向きが左向きに変わる。その後、各駆動輪100は、制動機構13により従動車輪9Bの回転を規制したブレーキ状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とし、この状態で駆動車輪9Aを駆動して図5に示す基準位置に回転部材5の位置を戻す。その後、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが正転Raすることにより前方側200Aの向きが変わった状態で前進Gaする。一方、台車200は、各駆動輪100の駆動車輪9Aが逆転Rbすることにより前方側200Aの向きが変わった状態で後進Gbする。この動作を自走動作という。
 また、台車200は、各駆動輪100を、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を許容したロック解除状態とする。この状態で、台車200は、X-Y平面(接地面F)に沿って外力が付与されると、各駆動輪100において、駆動車輪9A及び従動車輪9Bが従動しつつ、回転部材5が自転軸3の廻りに自由に回転移動することにより、X-Y平面(接地面F)に沿った全ての方向に前進Ga及び後進Gbする。この動作を人力で操作されるマニュアル動作といい、特に全方向マニュアル動作という。
 また、台車200は、各駆動輪100を、制動機構13により従動車輪9Bの回転を許容したブレーキ解除状態とし、ロック機構17により回転部材5の基部1に対する回転を阻止したロック状態とする。この状態で、台車200は、X-Y平面(接地面F)に沿って外力が付与されると、各駆動輪100において、駆動車輪9A及び従動車輪9Bが従動しつつ、回転部材5の回転移動が阻止されることにより、駆動車輪9A及び従動車輪9Bが向く方向にのみ前進Ga及び後進Gbする。この動作を人力で操作されるマニュアル動作といい、特に前後旋回マニュアル動作という。
 このように、本実施形態の台車200及び機器は、駆動輪100が、自転軸(第一軸)3と、自転軸3の廻りに回転可能に設けられた回転部材5と、自転軸3に直交して回転部材5に設けられた駆動軸(第二軸)7Aと、駆動軸7Aの廻りに回転可能に設けられた駆動車輪9Aと、回転部材5に設けられて駆動車輪9Aを回転駆動する駆動部11と、回転部材5の回転を許容する一方で回転部材5の回転を阻止するロック機構17と、を備える。
 これにより、台車200及び機器は、駆動輪100が、回転部材5に設けた駆動部11により駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により回転部材5を回転させて駆動車輪9Aの方向を変更することができる。一方、台車200及び機器は、駆動輪100が、回転部材5に設けた駆動部11により駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の阻止により回転部材5を固定させて走行することができる。また、台車200及び機器は、駆動輪100が、自転軸3に駆動部11を設ける必要がないため、ロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により、自転軸3の廻りに回転部材5を負荷なく自由に回転させ、外力により駆動車輪9Aを従動させたマニュアル動作が可能になる。この結果、台車200及び機器は、駆動輪100において、簡素な構成で低コスト化及び軽量化を図った構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。また、台車200及び機器は、駆動輪100において、駆動部11にダイレクトドライブモータを適用すれば、励磁オフにすることで駆動車輪9Aを負荷なく自由に回転でき、マニュアル動作をより円滑かつ軽快に行うことができる。
 また、本実施形態の台車200及び機器では、駆動輪100の駆動車輪9Aは、自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
 これにより、台車200及び機器は、駆動輪100において、駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により回転部材5を回転させる際、駆動車輪9Aが自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられているため、自転軸3の廻りの回転部材5の回転移動を円滑に行うことができる。この結果、台車200及び機器は、円滑な走行を行うことができる。
 また、本実施形態の台車200及び機器では、駆動輪100の駆動軸7Aは、その軸心7Cが自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
 これにより、台車200及び機器は、駆動輪100において、ロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により、回転部材5を自由に回転させ、外力により駆動車輪9Aを従動させるマニュアル動作の際、駆動軸7Aの軸心7Cが自転軸3の軸心3Cからオフセットした位置に設けられているため、自転軸3の廻りの回転部材5の回転移動を回転方向の全方向に行うことができる。この結果、マニュアル動作による移動の位置調整が可能になり、走行性を向上できる。
 また、本実施形態の台車200及び機器では、駆動輪100は、駆動軸7Aと同軸上で回転部材5に設けられた従動軸(第三軸)7Bと、従動軸7Bの廻りに回転可能に設けられた従動車輪9Bと、従動車輪9Bの回転を制動する制動機構13と、をさらに備えることが好ましい。
 これにより、台車200及び機器は、駆動輪100において、従動車輪9Bを備えることで、駆動車輪9Aの回転に際して補助するため、回転部材5の回転移動を軽快に行うことができる。特に、駆動輪100は、駆動車輪9Aを回転駆動させつつロック機構17による回転部材5の基部1に対する回転の許容により回転部材5を回転させる際、制動機構13により従動車輪9Bの回転を制動することで、駆動車輪9Aの回転駆動に伴って回転部材5に回転方向への回転力を付与することができ、回転部材5の回転移動によって生じる台車本体120の移動量を小さく抑えることができ、効率良く回転部材5を回転移動させることができる。この結果、台車200及び機器は、円滑な走行を行うことができる。
 なお、台車200及び機器は、駆動輪100の数や配置について上述した構成に限定されるものではない。例えば、台車200及び機器は、図8に示す4輪の形態において、台車200の前方側200Aに駆動輪100を取り付け、台車200の後方側200Bに従動輪110を取り付けてもよい。また、図には明示しないが、台車200及び機器は、3輪以上の形態において、駆動輪100が1つであって他の車輪が全て従動輪110であってもよい。また、図には明示しないが、台車200及び機器は、3輪以上の形態において、従動輪110を有さず全ての車輪が駆動輪100であってよい。即ち、台車200及び機器は、3輪以上の形態において、駆動輪100が少なくとも1つあればよい。このような構成であっても、簡素な構成で自走可能であると共に、マニュアル動作を円滑かつ軽快に行うことができる。
1 基部
1A 上面
1B 下面
3 自転軸(第一軸)
3A 下端
3C 軸心
5 回転部材
5A 上面
5B 下面
5C 側板
7 回転軸
7A 駆動軸(第二軸)
7B 従動軸(第三軸)
7C 軸心
9 車輪
9A 駆動車輪
9B 従動車輪
11 駆動部
13 制動機構
15 回転基準位置検出部
15A 検出センサ
15B 検出片
17 ロック機構
19 回転範囲規制機構
19A ピン
19B 円弧穴
21 ボルト
23 スリップリング
100 駆動輪
110 従動輪
110C 軸心
120 台車本体
200 台車
200A 前方側
200B 後方側
210 制御装置
211 受信部
212 制御部
220 電源
300 操作部
F 接地面
Ga 前進
Gb 後進
Ra 正転
Rb 逆転
S1,S2,S3 オフセット量
Sig 操作信号

Claims (6)

  1.  基部と、
     前記基部に対して回転可能に設けられた第一軸と、
     前記第一軸の廻りに回転可能に設けられた回転部材と、
     前記第一軸に直交して前記回転部材に設けられた第二軸と、
     前記回転部材に設けられて、前記第二軸の廻りに回転可能な駆動車輪と、
     前記回転部材に設けられて前記駆動車輪を回転駆動する駆動部と、
     前記基部に対して前記回転部材の回転を許容する一方で、前記基部に対して前記回転部材の回転を阻止するロック機構と、
     を備える駆動輪。
  2.  前記駆動車輪は、前記第一軸の軸心からオフセットした位置に設けられている、請求項1に記載の駆動輪。
  3.  前記第二軸は、その軸心が前記第一軸の軸心からオフセットした位置に設けられている、請求項1又は2に記載の駆動輪。
  4.  前記第二軸と同軸上で前記回転部材に設けられた第三軸と、
     前記第三軸の廻りに回転可能に設けられた従動車輪と、
     前記従動車輪の回転を制動する制動機構と、
     をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の駆動輪。
  5.  請求項1から4のいずれか1項に記載の駆動輪と、
     前記駆動輪が取り付けられる台車本体と、
     を備える台車。
  6.  請求項1から4のいずれか1項に記載の駆動輪と、
     前記駆動輪が取り付けられる台車本体と、
     前記台車本体に取り付けられる機材と、
     を備える機器。
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