WO2024135304A1 - 移動体及び移動方法 - Google Patents

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WO2024135304A1
WO2024135304A1 PCT/JP2023/043215 JP2023043215W WO2024135304A1 WO 2024135304 A1 WO2024135304 A1 WO 2024135304A1 JP 2023043215 W JP2023043215 W JP 2023043215W WO 2024135304 A1 WO2024135304 A1 WO 2024135304A1
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WO
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wheel
rotation axis
rotating frame
omnidirectional
rotating
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Application number
PCT/JP2023/043215
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English (en)
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Inventor
一生 本郷
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B60B19/14—Ball-type wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
    • B60B33/08—Ball castors

Definitions

  • This technology relates to a moving object and a moving method, and in particular to a moving object and a moving method using omnidirectional wheels.
  • omni-wheels and mecanum wheels are known as omni-directional wheels.
  • omni-balls are known as spherical omni-directional wheels that have high step-crossing ability and can move in all directions (see, for example, Patent Document 1).
  • the Omniball has a large gap between the two hemispheres, which prevents smooth running on flat ground and causes vibrations.
  • This technology was developed in light of these circumstances, and aims to improve the driving performance of moving objects equipped with omnidirectional wheels.
  • the mobile body of the first aspect of the present technology includes at least one omnidirectional wheel having a rotating body that can rotate around a first rotation axis
  • the rotating body includes a rotating frame that can rotate around the first rotation axis, and three or more wheel units that are arranged circumferentially on the side of the rotating frame, and the wheel units include a first wheel that can rotate around a second rotation axis that is perpendicular to the first rotation axis and the side of the rotating frame, has a spherical contact surface, and has an opening formed at the top, and a second wheel that can rotate around a third rotation axis that is perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis, and has a contact surface exposed from the opening of the first wheel.
  • the second aspect of the present technology is a method of movement, comprising: an omni-directional wheel comprising a rotating body rotatable around a first rotation axis, the rotating body comprising a rotating frame rotatable around the first rotation axis, and three or more wheel units arranged on the side of the rotating frame to surround the first rotation axis, the wheel units comprising a first wheel rotatable around a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the side of the rotating frame, the first wheel having a spherical contact surface and an opening at the top, and a second wheel rotatable around a third rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis, the second wheel having a contact surface exposed from the opening of the first wheel, the omni-directional wheel moving by the rotation of the rotating body, the rotation of the first wheel, and the rotation of the second wheel.
  • a rotating body rotates around a first rotation axis
  • a first wheel rotates around a second rotation axis that is perpendicular to the first rotation axis and the side of the rotating frame
  • a second wheel rotates around a third rotation axis that is perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis.
  • a rotating body rotates about a first rotation axis
  • a first wheel rotates about a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the side of the rotating frame
  • a second wheel rotates about a third rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis
  • an omnidirectional wheel moves due to the rotation of the rotating body, the rotation of the first wheel, and the rotation of the second wheel.
  • FIG. 1 is an external view showing a first embodiment of a moving body to which the present technology is applied;
  • FIG. 1 is an external view showing a first embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 1 is an external view of the components that make up a first embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the first embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the first embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the first embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the first embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the first embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a second embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the second embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the second embodiment of the omnidirectional wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a third embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a fifth embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a sixth embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a second embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of conditions for the external shape of the second embodiment of the omnidirectional wheel
  • FIG. 13 is an external view showing a modified example of the spherical wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a seventh embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an eighth embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a ninth embodiment of an omnidirectional wheel.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing a tenth embodiment of an omni-directional wheel.
  • FIG. 11 is a bottom view showing a second embodiment of a moving body to which the present technology is applied.
  • FIG. 13 is an external view showing a third embodiment of a moving body to which the present technology is applied.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing an eleventh embodiment of an omnidirectional wheel;
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing a twelfth embodiment of an omnidirectional wheel.
  • FIG. 1 shows an example of the external configuration of a moving body 1 according to a first embodiment of the moving body to which the present technology is applied.
  • the moving body 1 includes a platform 11, four omnidirectional wheels 12, four motor units 13, four belts 14, four mounting members 15, twelve suspensions 16, and a control unit 17.
  • the loading platform 11 has a rectangular frame and multiple columnar bars connecting the front and rear edges of the frame. For example, the lateral spacing between the bars of the loading platform 11 can be adjusted to suit the size of the luggage 2, etc.
  • the mounting member 15 has a roughly triangular plate-like wheel mounting portion 15A that is parallel to the loading platform 11, and a motor mounting portion 15B that is perpendicular to the wheel mounting portion 15A and is used to mount the motor unit 13.
  • Each mounting member 15 is connected to the four corners of the lower part of the loading platform 11 via three spring-shaped suspensions 16.
  • the omnidirectional wheels 12 are attached to the underside of the wheel mounting portion 15A of each mounting member 15.
  • the rotation axes of the omnidirectional wheels 12 are oriented in different directions by 90 degrees each.
  • the motor units 13 are attached to the motor mounting portions 15B of the respective mounting members 15.
  • the omnidirectional wheels 12 and the motor unit 13 are connected via a belt 14.
  • the omnidirectional wheels 12 are controlled by the motor unit 13 via the belt 14.
  • the control unit 17 is realized, for example, by a CPU (Central Processing Unit) or the like.
  • the control unit 17 controls the movement of the moving body 1 (for example, the movement speed and movement direction, etc.) by controlling each motor unit 13, etc.
  • Figure 2A is a perspective view of the omnidirectional wheel 12a.
  • Figure 2B is a perspective view of the omnidirectional wheel 12 with one of the spherical wheels 71 removed.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the omnidirectional wheel 12a.
  • Figure 4 is a perspective view of the rotating frame 61, spherical wheel 71, small wheel 72, and support member 73 of the omnidirectional wheel 12a.
  • the omni-directional wheel 12a includes a rotating body 51a, two support frames 52, and two bearings 53.
  • the rotating body 51a includes a rotating frame 61, three wheel units 62, and a shaft 63.
  • Each wheel unit 62 includes a spherical wheel 71, a small wheel 72, a support member 73, a bearing 74, and a bearing 75.
  • the direction in which the shaft 63 extends is referred to as the lateral or left-right direction of the omnidirectional wheel 12a.
  • the direction in which the omnidirectional wheel 12a moves as a result of the rotation of the shaft 63 is referred to as the front-rear or depth direction of the omnidirectional wheel 12a.
  • the rotating frame 61 is a columnar member.
  • Three mounting surfaces 61A are formed on the side of the rotating frame 61 at equal intervals (120 degree intervals) in the circumferential direction. Both ends of each mounting surface 61A on the bottom surface 61C side are arc-shaped. There is a gap between each mounting surface 61A in the circumferential direction of the side of the rotating frame 61.
  • an inclined portion 61B that is inclined diagonally and has a shape similar to a truncated cone, with both ends of the rotating frame 61 tapering.
  • the angle (tilt angle) of the inclined surface of the inclined portion 61B is set, for example, within a range of approximately 25 degrees to 50 degrees with respect to the rotation axis (shaft 63) of the rotating body 51a.
  • the optimal inclination angle of the inclined portion 61B is approximately 45 degrees.
  • the bottom surface 61C of the rotating frame 61 is circular.
  • a through hole 61D is formed in the center of the rotating frame 61, extending in a direction parallel to the side of the rotating frame 61 and passing through the center of both bottom surfaces 61C of the rotating frame 61.
  • the surface of the rotating frame 61 has a friction coefficient equal to or less than a predetermined threshold value (e.g., 0.5).
  • a predetermined threshold value e.g. 0.5
  • the rotating frame 61 is made of a fluororesin.
  • the rotating frame 61 may be made of metals such as aluminum-based metals, magnesium-based metals, iron-based metals (including stainless steel), titanium-based metals, or resins such as PEEK (PolyEtherEtherKetone) and MC Nylon (registered trademark).
  • a surface treatment such as a low-friction coating may be performed to reduce friction on the surface of the rotating frame 61.
  • the spherical wheel 71 is a spherical truncated wheel in which the contact surface 71A, which is the side surface of the spherical wheel 71 that comes into contact with the ground when the vehicle is moving, is spherical.
  • the surface of the spherical wheel 71 facing the rotating frame 61 (hereinafter referred to as the lower surface) will be referred to as the lower side or bottom side of the spherical wheel 71.
  • the surface of the spherical wheel 71 facing the rotating frame 61 (hereinafter referred to as the upper surface) will be referred to as the upper side or top side of the spherical wheel 71.
  • the spherical wheel 71 has a through hole 71B that penetrates in the vertical direction.
  • the through hole 71B widens from top to bottom to match the outer shape of the spherical wheel 71.
  • the small wheel 72 is a ring-shaped wheel.
  • the spherical wheels 71 and small wheels 72 are made of, for example, rubber, MC Nylon (registered trademark), POM (PolyOxyMethylene), or other resin-based materials.
  • the support member 73 is generally cylindrical and slightly tapered at the top.
  • a through hole 73A is formed in the center of the support member 73, penetrating it in the vertical direction.
  • the shaft 63 is inserted into the through hole 61D of the rotating frame 61, and both ends are rotatably supported by the support frame 52 via bearings 53.
  • the rotating frame 61 can rotate together with the shaft 63, with the shaft 63 as the rotation axis.
  • Each support member 73 is attached to the mounting surface 61A of the rotating frame 61.
  • Each spherical wheel 71 is supported around the support member 73 via bearings 74 so as to be rotatable about a rotation axis perpendicular to the shaft 63 and the side surface (installation surface 61A) of the rotating frame 61.
  • the contact surface 71A of each spherical wheel 71 forms part of a common spherical surface (hereinafter referred to as the virtual spherical surface of the rotating body 51a, or simply as the virtual spherical surface).
  • the contact surface 71A of each spherical wheel 71 defines the virtual spherical surface.
  • the contact surface 71A of each spherical wheel 71 is disposed on the virtual spherical surface.
  • the diameter and radius of the imaginary sphere are referred to as the diameter and radius of the rotating body 51a.
  • the diameter and radius of the imaginary sphere defined by the contact surface 71A of each spherical wheel 71 are referred to as the diameter and radius of the spherical wheel 71 or contact surface 71A.
  • Each small wheel 72 is supported in the through hole 73A of the support member 73 via a bearing 75 so as to be rotatable about an axis of rotation perpendicular to the axis of rotation of the shaft 63 and the corresponding spherical wheel 71.
  • the contact surface of each small wheel 72 that comes into contact with the ground when the wheel is moving is exposed from the opening at the top of the spherical wheel 71 (the upper opening of the through hole 71B).
  • each spherical wheel 71 can rotate around a rotation axis perpendicular to the shaft 63 (rotation axis of the rotating body 51a) and the side surface (installation surface 61A) of the rotating frame 61.
  • Each small wheel 72 can rotate around a rotation axis perpendicular to the shaft 63 (rotation axis of the rotating body 51a) and the rotation axis of the corresponding spherical wheel 71. Therefore, the rotation axis of the rotating body 51a, the rotation axis of the spherical wheel 71, and the rotation axis of the small wheel 72 are perpendicular to each other.
  • the omnidirectional wheel 12a can move in all directions. Specifically, the rotation of the rotating body 51a allows the omnidirectional wheel 12a to move forward and backward. Except when the apex (small wheel 72), which is the singular point of each spherical wheel 71, is in contact with the ground, the rotation of each spherical wheel 71 allows the omnidirectional wheel 12a to move in all directions. When the apex (small wheel 72), which is the singular point of each spherical wheel 71, is in contact with the ground, the rotation of the small wheel 72 allows the omnidirectional wheel 12a to move left and right. Therefore, the mobile body 1 can move in all directions without turning.
  • the gap between the spherical wheels 71 is reduced. This allows the omnidirectional wheels 12a to move smoothly, and vibrations of the moving body 1 are suppressed.
  • the omni-directional wheels 12a have a larger contact area than Mecanum wheels and omni wheels, making them more resistant to impacts and reducing damage to the running surface (ground).
  • the rotating frame 61 is smaller than the virtual spherical surface of the rotating body 51a. In other words, the rotating frame 61 fits within the virtual spherical surface. Therefore, as shown in FIG. 5, the inclined portion 61B of the rotating frame 61 is recessed with respect to the spherical wheel 71 (contact surface 71A). This prevents the rotating frame 61 from coming into contact with the step before the wheel unit 62 (spherical wheel 71) when the mobile body 1 travels over an uneven ground or a place with steps such as stairs (hereinafter referred to as a step ground), thereby preventing the running performance of the mobile body 1 from deteriorating. In addition, by hooking the recessed portion of the rotating body 51a (the step between the spherical wheel 71 and the rotating frame 61) on the step, the step-traversing ability is improved.
  • the rotating frame 61 may come into contact with the step before the wheel unit 62.
  • the inclination angle of the inclined portion 61B of the rotating frame 61 to 45 degrees and reducing the coefficient of friction of the surface of the rotating frame 61, it becomes possible to make the rotating frame 61 slide against the uneven ground and smoothly traverse the uneven ground.
  • a typical wheel can traverse steps up to a height of about 1/3 of its diameter. Therefore, it is desirable to set the height H1 of the lower end of the support frame 52 from the ground shown in FIG. 6 and the height H2 of the lower end (bottom surface) of the rotating frame 61 from the ground shown in FIG. 7 to 1/3 or more of the diameter of the rotating body 51a. This is because if the height H1 or height H2 is less than 1/3 of the diameter of the rotating body 51a, the step may come into contact with the support frame 52 or the rotating frame 61, and the height of the step that the omnidirectional wheel 12a can traverse may be limited by the height H1 or height H2.
  • Second embodiment of omni-directional wheel 12 8 and 9 show a configuration example of the omnidirectional wheel 12b, which is a second embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • FIG. 8 shows a schematic diagram of the positional relationship of each part of the omnidirectional wheel 12b.
  • the wheel units 62 are illustrated as being arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction on the side of the rotating frame 111, but are actually arranged at intervals of 120 degrees.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a more specific configuration example of the omnidirectional wheel 12.
  • the same reference numerals are attached to parts corresponding to the omnidirectional wheel 12a in FIG. 2, etc., and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the visible side in FIG. 9 is the front side of the omnidirectional wheel 12b, and the left and right sides in FIG. 9 are the left and right sides of the omnidirectional wheel 12b.
  • Omni-directional wheel 12b includes rotating body 51b, support frame 101, support frame 102, bearing 103, and bearing 104.
  • Rotating body 51b differs from rotating body 51a of omni-directional wheel 12a in that rotating body 51b includes rotating frame 111 instead of rotating frame 61, motor unit 112 is added, and shaft 63 is deleted.
  • the rotating body 51b In the rotating body 51b, three wheel units 62 are arranged circumferentially on the side of the rotating frame 111, similar to the rotating body 51a of the omnidirectional wheel 12a. Therefore, an area that is not covered by the wheel units 62 is formed on both ends of the rotating frame 111. By utilizing this area and incorporating the motor unit 112 into the rotating frame 111, the omnidirectional wheel 12b is made into an in-wheel motor.
  • the shape of the side of the rotating frame 111 is approximately the same as that of the rotating frame 61.
  • an inclined portion 111A similar to the inclined portion 61B of the rotating frame 61 is formed, but near the right end of the rotating frame 111, no inclined portion is formed.
  • a shaft 111B protrudes from the center of the bottom surface on the left side of the rotating frame 111.
  • a storage portion 111C is formed, which is a space for inserting and holding the motor unit 112.
  • the support frame 101 has a shape similar to that of the support frame 52 of the omnidirectional wheel 12a.
  • the support frame 102 comprises a frame portion 102A having a shape similar to that of the support frame 52 of the omnidirectional wheel 12a, and a fixed portion 102B formed on the surface of the frame portion 102A facing the rotor 51b.
  • the fixed portion 102B has a truncated cone shape and tapers from the rotor 51b towards the frame portion 102A.
  • the angle (incline angle) of the side surface (inclined surface) of the fixed portion 102B relative to the rotation axis of the rotor 51b is set to approximately 45 degrees, similar to the inclined portion 61B of the rotating frame 61 of the omnidirectional wheel 12a.
  • the motor unit 112 has a long, cylindrical main body 112A.
  • a protruding shaft 112B is formed at the left end of the main body 112A in FIG. 9 (hereinafter referred to as the tip of the main body 112A).
  • a cable 112C extends from the right end of the main body 112A in FIG. 9 (hereinafter referred to as the end of the main body 112A).
  • a part of the motor unit 112 is stored in the storage section 111C of the rotating frame 111.
  • the end of the main body 112A of the motor unit 112 is fastened to the fixed part 102B of the support frame 102 and fixed so as not to rotate.
  • the shaft 112B of the motor unit 112 is fastened to the rotating frame 111.
  • the cable 112C of the motor unit 112 is led out to the outside through the opening 102C of the support frame 102.
  • the shaft 111B of the rotating frame 111 is rotatably supported by the support frame 101 via bearings 103.
  • the center of the shaft 111B coincides with the center of the shaft 112B of the motor unit 112.
  • the bearing 104 is arranged to surround the end of the main body 112A of the motor unit 112.
  • the vicinity of the opening of the storage section 111C of the rotating frame 111 is rotatably supported by the fixed section 102B of the support frame 102 via the bearing 104.
  • the shaft 112B In the motor unit 112, only the shaft 112B can rotate; the main body 112A does not rotate.
  • the rotating frame 111 to which the shaft 112B is fastened rotates. This allows the rotating body 51b to rotate around the shaft 111B as the rotation axis.
  • the operation of the spherical wheels 71 and small wheels 72 of each wheel unit 62 is the same as that of the omnidirectional wheels 12a.
  • the moving body 1 using the omnidirectional wheels 12b can be made smaller.
  • the omnidirectional wheel 12b can be unitized, including the drive unit (motor unit 112, etc.), making it easier to handle the omnidirectional wheel 12b. For example, it becomes easier to attach and detach the omnidirectional wheel 12b to and from the moving body 1.
  • the rotating frame 111 is rotatably supported at a position that sandwiches the center of the rotation axis direction of the rotating body 51b. Specifically, the vicinity of both ends of the rotating frame 111 in the rotation axis direction are rotatably supported by bearings 103 and 104, respectively. This appropriately supports the load applied to the center of the rotating body 51b.
  • the omnidirectional wheel 12b dustproof, drip-proof, and waterproof.
  • FIG. 10 shows a schematic representation of the omnidirectional wheel 12b as viewed from the opposite side to that shown in FIG. 9.
  • B in FIG. 10 shows a schematic representation of the omnidirectional wheel 12b as viewed from above.
  • the height H11 of the wheel unit 62 in the rotation axis direction is approximately 1/4 of the diameter of the rotating body 51b. Therefore, taking into consideration the ease of disassembly and assembly of the omnidirectional wheel 12b, it is desirable to set the diameter ⁇ 11 of the main body 112A of the motor unit 112 to 1/2 or less of the diameter of the rotating body 51b.
  • a typical wheel can overcome steps up to about 1/3 of its diameter by optimizing friction, torque, etc.
  • the diameter ⁇ 11 of the protruding portion (the width in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body 51b) to 1/3 or less of the diameter of the rotating body 51b. This prevents the omnidirectional wheels 12b from losing the ability to overcome obstacles due to the motor unit 112 protruding outside the virtual sphere of the rotating body 51b.
  • the inclined portion 111A of the rotating frame 111 protrudes from the virtual spherical surface of the rotating body 51b, it is prevented from interfering with the movement of the omnidirectional wheel 12b in the direction of the rotation axis of the rotating body 51b.
  • the inclined structure of the inclined portion 111A allows the omnidirectional wheel 12b to smoothly ride up the step.
  • the fixed part 102B of the support frame 102 protrudes from the virtual spherical surface of the rotating body 51b, it is prevented from interfering with the movement of the omnidirectional wheel 12b in the direction of the rotation axis of the rotating body 51b.
  • the inclined structure of the fixed part 102B allows the omnidirectional wheel 12b to smoothly ride up the step.
  • Figure 11 shows a schematic diagram of the positional relationship between the small wheel 72 and the motor unit 112 on the rotating body 51b of the omni-directional wheel 12b.
  • Figure 11A is a schematic diagram of the rotating body 51b as viewed from the tip side of the rotating frame 111
  • Figure 11B shows a schematic diagram of the rotating body 51b as viewed from the opposite side to Figure 9.
  • the larger the small wheels 72 the stronger the small wheels 72.
  • the larger the small wheels 72 the more likely they are to physically interfere with the motor unit 112 located in the center of the rotating body 51b.
  • a groove 111D is formed on the side of the rotating frame 111 at a position corresponding to the small wheel 72. This allows the diameter of the small wheel 72 to be larger. Also, since the groove 111D does not penetrate the side of the rotating frame 111, deterioration of the dustproof, drip-proof, and waterproof properties of the storage section 111C is prevented.
  • each embodiment of the omnidirectional wheel 12 described below can be applied to both in-wheel motor type omnidirectional wheels 12 and non-in-wheel motor type omnidirectional wheels 12.
  • Fig. 12 is a schematic diagram of an example of the configuration of an omnidirectional wheel 12c, which is a third embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • Fig. 9 is a schematic diagram of the positional relationship of each part of the omnidirectional wheel 12c.
  • the wheel units 62 are illustrated as being arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction on the side of the rotating frame 161, but are actually arranged at intervals of 120 degrees.
  • the same reference numerals are used for parts corresponding to the omnidirectional wheel 12b in Fig. 8, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • Omnidirectional wheel 12c differs from omnidirectional wheel 12b in that it has a rotating body 51c and a support frame 151 instead of rotating body 51b and support frame 102.
  • Rotating body 51c differs from rotating body 51b in that it has a rotating frame 161 instead of rotating frame 111.
  • the support frame 151 includes a frame portion 151A and a fixed portion 151B, and has a shape that is approximately the same as the support frame 102 of the omnidirectional wheel 12b. However, the support frame 151 differs from the support frame 102 in that the surface of the side (inclined surface) of the fixed portion 151B has a spiral structure (hereinafter referred to as the spiral structure). This spiral structure is realized, for example, by attaching it to the fixed portion 151B or by processing the fixed portion 151B.
  • the rotating frame 161 has a shape similar to that of the rotating frame 111 of the omni-directional wheel 12b. However, the rotating frame 161 differs from the rotating frame 111 in that the side (inclined surface) of the inclined portion 161A has a spiral structure, similar to the fixed portion 151B of the support frame 151. This spiral structure is realized, for example, by attaching to the inclined portion 161A or by processing the inclined portion 161A.
  • the spiral structure of the fixed portion 151B rotates, making it easier to traverse the stepped ground.
  • the spiral structure of the inclined portion 161A rotates, making it easier to traverse the stepped ground.
  • Fig. 13 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an omnidirectional wheel 12d which is a fourth embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • the same reference numerals are used to designate parts corresponding to the omnidirectional wheel 12b in Fig. 8, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • Omni-directional wheel 12d differs from omni-directional wheel 12b in that it has a rotating body 51d instead of rotating body 51b.
  • Rotating body 51d differs from rotating body 51b in that it has a rotating frame 201 instead of rotating frame 111 and has auxiliary wheels 202.
  • a number of auxiliary wheels 202 are provided on the surface (inclined surface) of the inclined portion 201A of the rotating frame 201.
  • Each auxiliary wheel 202 faces in a direction approximately perpendicular to the inclined surface of the inclined portion 201A and can rotate around a rotation axis approximately parallel to the inclined surface of the inclined portion 201A.
  • the omnidirectional wheel 12d can traverse the step more smoothly using the auxiliary wheel 202 than if the omnidirectional wheel 12d were to traverse the step using only the frictional force of the rotating frame 201.
  • omni-directional wheel 12 Fig. 14 is a schematic diagram showing a configuration example of an omnidirectional wheel 12e which is a fifth embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • the same reference numerals are used to designate parts corresponding to the omnidirectional wheel 12d in Fig. 13, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • Omni-directional wheel 12e differs from omni-directional wheel 12d in that it has a rotating body 51e instead of rotating body 51d.
  • Rotating body 51e differs from rotating body 51d in that it has a rotating frame 221 and auxiliary wheels 222 instead of rotating frame 201 and auxiliary wheels 202.
  • a number of auxiliary wheels 222 are provided on the surface (inclined surface) of the inclined portion 221A of the rotating frame 221.
  • Each auxiliary wheel 222 faces in a direction approximately parallel to the inclined surface of the inclined portion 221A and can rotate around a rotation axis approximately perpendicular to the inclined portion 221A.
  • the auxiliary wheel 222 enables the omnidirectional wheel 12e to traverse the step more smoothly than if the omnidirectional wheel 12e were to traverse the step using only the frictional force of the rotating frame 221.
  • a of FIG. 15 shows an example of the external configuration of the rotating body 51f of the omnidirectional wheel 12f.
  • B of FIG. 15 shows a schematic diagram of the relative positions of the various parts of the omnidirectional wheel 12f. Note that in FIG. 15B, to make it easier to understand the relative positions of the various parts, the wheel units 62 are shown as being arranged at 180 degree intervals in the circumferential direction on the side of the rotating frame 61, but in reality they are arranged at 120 degree intervals.
  • Omni-directional wheel 12f differs from omni-directional wheel 12a in that rotator 51f is provided instead of rotator 51a.
  • Rotator 51f differs from rotator 51a in the positional relationship of the wheel unit 62.
  • one of the wheel units 62, the wheel unit 62b is shifted in the direction of the rotation axis (shaft 63, not shown) of the rotating body 51f from the other two wheel units 62a.
  • the positions of the wheel units 62a and 62b in the direction of the rotation axis of the rotating body 51f are different.
  • a misalignment occurs between the position of the underside of the spherical wheel 71 of the wheel unit 62a and the position of the underside of the spherical wheel 71 of the wheel unit 62b in the direction of the rotation axis of the rotating body 51f.
  • a step S1 and a step S2 are formed between the underside of the spherical wheel 71 of the wheel unit 62a and the underside of the spherical wheel 71 of the wheel unit 62b.
  • the step-crossing ability of the omnidirectional wheel 12f is improved.
  • the step can be crossed more easily by hooking the step S1 or step S2 onto the step.
  • the coefficient of friction of the outer periphery 71C near the outer periphery of the underside of the spherical wheel 71 is larger than the inherent coefficient of friction of the material of the spherical wheel 71.
  • a rubber material is attached to the outer periphery 71C.
  • the surface of the outer periphery 71C is roughened to be uneven or jagged.
  • step S1 or step S2 of the rotating body 51f gets caught on the step to be traversed, the part of the rotating body 51f that gets caught on the step is prevented from slipping, and the omnidirectional wheel 12f is prevented from falling off the step. In other words, the step traversal ability of the omnidirectional wheel 12f is improved.
  • a soft material may be used for the edge portion of the lower surface of the spherical wheel 71 to prevent damage to the step, etc.
  • the method of making the coefficient of friction of the outer periphery 71C of the underside of the spherical wheel 71 greater than the inherent coefficient of friction of the material of the spherical wheel 71 can also be applied to other embodiments of the omnidirectional wheel 12.
  • the contact point momentarily moves significantly while the rotating body 51f of the omnidirectional wheel 12f rotates once around the rotation axis (shaft 63, not shown).
  • the rotation speed of the motor unit 13 is controlled to be constant while the mobile body 1 is turning, the turning radius of the omnidirectional wheel 12f changes, causing the turning speed of the mobile body 1 to change and become unstable.
  • a sensor capable of detecting at least one of the following may be installed on the omnidirectional wheel 12f, the motor unit 13, etc.: the rotation angle around the rotation axis of the rotating body 51f (an encoder that measures the angle of the omnidirectional wheel 12f itself), the angular velocity of the moving body 1 (IMU (Inertial Measurement Unit)), or the position and orientation of the moving body 1 (current position and orientation estimation using SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) with a camera, etc.).
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • SLAM Simultaneous Localization and Mapping
  • the distance from the center of rotation of the moving body 1 to the center of the rotating body 51f is R, and the ground contact point of the rotating body 51f changes by ⁇ R between the wheel units 62a and 62b.
  • the rotation speed ⁇ 0 of the rotating body 51f when the wheel unit 62a is in contact with the ground and the rotation speed ⁇ 1 of the rotating body 51f when the wheel unit 62b is in contact with the ground, are expressed by the following equation (1).
  • control unit 17 In order for the control unit 17 to appropriately apply the calculation results and stabilize the rotation speed of the moving body 1, it is necessary to accurately detect the rotation angle of the rotating body 51f.
  • the rotation angle of the rotor 51f using an incremental encoder.
  • ground point movement timing it is possible to detect the timing at which discontinuous movement of the ground point of the rotating body 51f occurs (hereinafter referred to as ground point movement timing) using the IMU. For example, if voltage or current control is performed so that the rotation speed of the motor unit 13 is constant, the rotation speed of the rotating body 51f changes at the ground point movement timing. For example, since the rotation speed of the rotating body 51f changes, it is possible to detect the ground point movement timing using the angular velocity sensor of the IMU. Then, for example, the control unit 17 can gradually stabilize the rotation speed of the moving body 1 by controlling the motor unit 13 based on the detection result of the ground point movement timing.
  • the control unit 17 can gradually stabilize the turning speed of the moving body 1 by controlling the motor unit 13 based on the detection result of the timing of the movement of the touchdown point.
  • the rotational speed of the rotor 51f of the omnidirectional wheels 12f is controlled so as to maintain the target speed. This enables the moving body 1 to perform stable movement without unevenness in the turning speed.
  • Fig. 17 is a schematic diagram showing a configuration example of an omnidirectional wheel 12g which is a seventh embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • the same reference numerals are used to designate parts corresponding to the omnidirectional wheel 12a in Fig. 2 and the like, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • Omnidirectional wheel 12g differs from omnidirectional wheel 12a in that it has a rotating body 51g instead of rotating body 51a.
  • Rotating body 51g differs from rotating body 51a in that it has a wheel unit 251 instead of wheel unit 62.
  • the wheel unit 251 differs from the wheel unit 62 in that it is provided with a slide mechanism 261 that can slide each wheel unit 251 in the direction of the rotation axis (shaft 63, not shown) of the rotating body 51g.
  • the slide mechanism 261 is formed of an elastic body such as a spring, for example.
  • each wheel unit 251 is normally positioned in the same position (hereinafter referred to as the standard position) as each wheel unit 62 of the omnidirectional wheel 12a in FIG. 2 by the action of the slide mechanism 261.
  • the position of the wheel unit 251 slides in the direction of the rotation axis of the rotating body 51g by the slide mechanism 261.
  • a step is formed between the underside of the spherical wheel 71 of the wheel unit 251 in the standard position and the underside of the spherical wheel 71 of the slid wheel unit 251. Then, by utilizing this step, the step-crossing ability is improved, similar to the omnidirectional wheel 12f described above.
  • the omnidirectional wheels 12g can create steps between each wheel unit 251. Therefore, steps can occur in three places during one rotation of the rotating body 51g, further improving the ability to traverse steps. For example, the omnidirectional wheels 12g can traverse steps more quickly.
  • each wheel unit 251 may be slidable in only one direction (left or right) in the direction of the rotation axis of the rotating body 51g relative to the standard position, or may be slidable in both directions (left and right) in the direction of the rotation axis of the rotating body 51g.
  • the slide mechanism 261 may be provided only on some of the wheel units 251.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing the positional relationship of each part of an omnidirectional wheel 12h according to an eighth embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • the wheel units 251 are shown to be arranged at 180 degree intervals in the circumferential direction on the side surface of the rotating frame 281, but are actually arranged at 120 degree intervals.
  • the parts corresponding to the omnidirectional wheel 12g in Fig. 17 are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted as appropriate.
  • Omni-directional wheel 12h differs from omni-directional wheel 12g in that it has a rotating body 51h instead of rotating body 51g.
  • Rotating body 51h differs from rotating body 51g in that it has a rotating frame 281 instead of rotating frame 61.
  • the rotating frame 281 is divided into a fixed portion 281A and a sliding portion 281B.
  • Three sliding portions 281B are provided corresponding to the wheel units 251.
  • each sliding portion 281B is arranged in the same position as the mounting surface 61A of the rotating frame 61 in FIG. 4, and each wheel unit 251 is mounted thereon.
  • Each sliding portion 281B is capable of sliding in the direction of the rotation axis of the rotating body 51h together with the mounted wheel unit 251.
  • the fixed portion 281A does not slide in the direction of the rotation axis of the rotating body 51h.
  • the area where the rotating body 51h slides in the direction of the rotation axis becomes larger, improving the ability to traverse steps.
  • the omnidirectional wheel 12h can traverse higher steps.
  • the sliding portion 281B of the rotating frame 281 comes into contact with the step 291.
  • the rotating frame 281 may prevent the omnidirectional wheel 12h from traversing the step 291.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an omnidirectional wheel 12i according to a ninth embodiment of the omnidirectional wheel 12. As shown in FIG.
  • the omnidirectional wheel 12i includes a rotating body 51i.
  • the rotating body 51i includes a frame 301, a wheel unit 302b, two wheel units 302s, and a motor unit 303.
  • the motor unit 303 is inserted into the frame 301, similar to the omnidirectional wheel 12b in FIG. 9.
  • Omnidirectional wheel 12i differs from other omnidirectional wheels 12 in that spherical wheel 311b of wheel unit 302b and spherical wheel 311s of wheel unit 302s are different sizes.
  • the spherical annular wheels 311b and 311s form the same imaginary spherical surface.
  • one imaginary spherical surface is defined by the contact surface of the spherical annular wheels 311b and the contact surfaces of the spherical annular wheels 311s. Therefore, the diameter of the spherical annular wheels 311b and the diameter of the spherical annular wheels 311s are the same length.
  • the diameter of the upper surface of the spherical annular wheels 311b and the diameter of the upper surface of the spherical annular wheels 311s are the same length.
  • the underside of the spherical annular wheel 311b is larger than the underside of the spherical annular wheel 311s. That is, the diameter of the underside of the spherical annular wheel 311b is longer than the diameter of the underside of the spherical annular wheel 311s. Also, the contact surface (side) of the spherical annular wheel 311b is higher than the contact surface (side) of the spherical annular wheel 311s.
  • the contact surfaces of the spherical annular wheel 311b and the spherical annular wheel 311s have shapes cut out from the same imaginary sphere, but the cut-out widths (heights of the spherical annular zone) are different.
  • a step is formed between the bottom surface of the spherical annular wheel 311b of the wheel unit 302b and the bottom surface of the spherical annular wheel 311s of the wheel unit 302s. For example, by utilizing this step, the step-crossing ability of the omnidirectional wheel 12i is improved.
  • the omnidirectional wheel 12i does not cause discontinuous movement of the ground contact point of the rotating body 51i. Therefore, unlike the omnidirectional wheel 12f, the omnidirectional wheel 12i does not require rotational speed control based on the rotation angle of the rotating body 51i, etc.
  • the size of the bottom surface of all of the spherical wheels 311 may be made different. In other words, the length of the diameter of the bottom surface of all of the spherical wheels 311 may be made different.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of an example of the configuration of an omnidirectional wheel 12k, which is a tenth embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • FIG. 20A is a schematic diagram of the positional relationship of each part of the omnidirectional wheel 12k when viewed from a direction parallel to the rotation axis (shaft 401A of the motor unit 401).
  • FIG. 20B is a schematic diagram of the positional relationship of each part of the omnidirectional wheel 12k when viewed from a direction perpendicular to the rotation axis (shaft 401A of the motor unit 401).
  • FIG. 20A is a schematic diagram of the positional relationship of each part of the omnidirectional wheel 12k when viewed from a direction parallel to the rotation axis (shaft 401A of the motor unit 401).
  • FIG. 20B is a schematic diagram of the positional relationship of each part of the omnidirectional wheel 12k when viewed from a direction perpendicular to the rotation axis (shaft 401A of the motor unit
  • each wheel unit 411 is illustrated as being arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction on the side of the rotating frame 412, but is actually arranged at intervals of 120 degrees.
  • the same reference numerals are attached to parts corresponding to the omnidirectional wheel 12a in FIG. 2, etc., and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the omnidirectional wheel 12k includes a rotating body 51k, a motor unit 401, a cam 402, and two support frames 403.
  • the rotating body 51k includes three wheel units 411, a rotating frame 412, and three linear motion mechanisms 413.
  • the wheel unit 411 includes two rollers 421 in addition to the same configuration as the wheel unit 62 in FIG. 3.
  • the roughly cylindrical rotating frame 412 is supported by the support frame 403 on the left side in FIG. 20B so as to be rotatable around the shaft 401A of the motor unit 401.
  • the roughly cylindrical cam 402 is fixed to the support frame 403 on the right side in FIG. 20B and does not rotate.
  • the diameters of the rotating frame 412 and the cam 402 are roughly the same length, and they are arranged so as to be aligned in the direction of the rotation axis of the rotor 51k.
  • the interior of the rotating frame 412 and the interior of the cam 402 are hollow, and the motor unit 401 is inserted into them.
  • a shaft 401A is formed at the tip of the motor unit 401, and the shaft 401A is connected to the rotating frame 412.
  • the end of the motor unit 401 is fixed to the support frame 403 on the right side in B of Figure 20. In the motor unit 401, only the shaft 401A rotates.
  • Two protrusions 402A are formed in the circumferential direction at the tip of the cam 402 (on the rotating frame 412 side).
  • Each wheel unit 411 is arranged at equal intervals in the circumferential direction on the side of the rotating frame 412, similar to the wheel units 62 of the omnidirectional wheel 12a in FIG. 2 etc. However, each wheel unit 411 is installed on the side of the rotating frame 412 so that it can slide in a direction perpendicular to the side of the rotating frame 412 via a linear motion mechanism 413.
  • Two rollers 421 are arranged near the underside of each wheel unit 411 at positions corresponding to the protrusions 402A of the cam 402, spaced apart in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotor 51k.
  • a step is formed between the underside of the spherical wheel 71 of the slid wheel unit 411 and the underside of the spherical wheel 71 of the adjacent wheel unit 411. Utilizing this step improves the step-crossing ability of the omnidirectional wheel 12k.
  • the sliding wheel unit 411 slides in a direction perpendicular to the side of the rotating frame 412, approaching the side of the rotating frame 412, and returns to its original position.
  • each wheel unit 411 slides in a direction perpendicular to the side of the rotating frame 412 according to the rotation angle of the rotating body 51k.
  • the omnidirectional wheels 12k can create steps between each wheel unit 411. Therefore, three steps can occur during one rotation of the rotor 51g, further improving the ability to traverse steps. For example, the omnidirectional wheels 12k can traverse steps more quickly.
  • each wheel unit 411 may be made displaceable in a direction perpendicular to the side of the rotating frame 412 by a method other than the linear motion mechanism 413.
  • FIG. 21 shows a schematic bottom view of a moving body 501 to which this technology is applied.
  • the moving body 501 has a circular bottom surface 511.
  • three omnidirectional wheels 12 are arranged along the outer periphery of the bottom surface 511 at intervals of 120 degrees from each other.
  • the omnidirectional wheels 12 may be the omnidirectional wheels 12 of any of the above-mentioned embodiments.
  • the rotation axes of the rotors 51 of the omni-directional wheels 12 face in different directions. Specifically, the rotation axes of the rotors 51 of the omni-directional wheels 12 face in directions that differ by 120 degrees from each other.
  • the moving body 501 can move in all directions without falling over even when stationary.
  • the omnidirectional wheel 12 can be applied to, for example, a legged robot with four or more legs.
  • a legged robot is a robot that can move by lifting its legs off the ground and placing them on the ground.
  • FIG. 22 is a perspective view showing an example of the external configuration of a moving body 601, which is a legged robot to which this technology is applied.
  • the moving body 601 includes a torso 611, a left front leg 612FL, a middle front leg 612FM, a right front leg 612FR, a left hind leg 612HL, a middle hind leg 612HM, and a right hind leg 612HR.
  • the body 611 has a shape close to a rectangular parallelepiped.
  • three front legs are arranged side by side: a left front leg 612FL, a middle front leg 612FM, and a right front leg 612FR.
  • three hind legs are arranged side by side: a left hind leg 612HL, a middle hind leg 612HM, and a right hind leg 612HR.
  • the left front leg 612FL is connected to the left side of the fuselage 611 near the front end thereof so as to be rotatable in the pitch direction (up and down direction) around a shaft 621FL extending left and right.
  • the left front leg 612FL is extendable and retractable as indicated by the arrow 622FL.
  • a left front wheel 613FL is attached to the tip of the left front leg 612FL.
  • the middle front leg 612FM is connected near the center of the front of the fuselage 611 so that it can rotate in the pitch direction around an axis 621FM extending left and right.
  • the middle front leg 612FM is extendable and retractable as shown by the arrow 622FM.
  • a middle front wheel 613FM is provided at the tip of the middle front leg 612FM.
  • the right front leg 612FR is connected to the front end of the right side of the fuselage 611 so that it can rotate in the pitch direction around an axis 621FR extending left and right.
  • the right front leg 612FR can extend and retract as indicated by the arrow 622FR.
  • a right front wheel 613FR is attached to the tip of the right front leg 612FR.
  • the left hind leg 612HL is connected to the left side of the fuselage 611 near the rear end thereof so as to be rotatable in the pitch direction around an axis 621HL extending laterally.
  • the left hind leg 612HL is extendable and retractable as indicated by the arrow 622HL.
  • a left rear wheel 613HL is attached to the tip of the left hind leg 612HL.
  • the middle rear leg 612HM is connected to the center of the rear surface of the fuselage 611 so as to be rotatable in the pitch direction around an axis 621HM extending left and right.
  • the middle rear leg 612HM is extendable and retractable as shown by the arrow 622HM.
  • a middle rear wheel 613HM is provided at the tip of the middle rear leg 612HM.
  • the right hind leg 612HR is connected to the right side of the fuselage 611 near the rear end thereof so as to be rotatable in the pitch direction around an axis 621HR extending laterally.
  • the right hind leg 612HR is extendable and retractable as indicated by the arrow 622HR.
  • a right rear wheel 613HR is attached to the tip of the right hind leg 612HR.
  • legs 612 when there is no need to distinguish between the left front leg 612FL, the middle front leg 612FM, the right front leg 612FR, the left hind leg 612HL, the middle hind leg 612HM, and the right hind leg 612HR, they will simply be referred to as legs 612.
  • legs 612 when there is no need to distinguish between the left front wheel 613FL, the middle front wheel 613FM, the right front wheel 613FR, the left rear wheel 613HL, the middle rear wheel 613HM, and the right rear wheel 613HR, they will simply be referred to as wheels 613.
  • an omnidirectional wheel 12 for one or more of the wheels 613.
  • an omnidirectional wheel 12 for one or more of the legs 612 of the moving body 601. This improves the turning performance of the moving body 601.
  • the above-mentioned omnidirectional wheels 12 are used for the left front wheel 613FL, the right front wheel 613FR, the left rear wheel 613HL, and the right rear wheel 613HR, which are arranged at the four corners of the moving body 601.
  • the middle front wheel 613FM and the middle rear wheel 613HM do not necessarily have to be omnidirectional wheels.
  • the left front wheel 613FL, the right front wheel 613FR, the left rear wheel 613HL, and the right rear wheel 613HR which are arranged at the four corners of the moving body 601, are driven wheels that rotate in the pitch direction, and the center front wheel 613FM and center rear wheel 613HM are omnidirectional wheels 12 as described above.
  • the direction of movement of the moving body 601 may become unstable because the spherical wheels of the omnidirectional wheels 12 that make up the wheels 613 are passive wheels. In response to this, it is possible to stabilize the direction of movement of the moving body 601 by providing the omnidirectional wheels 12 with a brake mechanism that acts on the spherical wheels.
  • Fig. 23 shows a schematic diagram of the positional relationship of each part of an omnidirectional wheel 12m which is an eleventh embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • each wheel unit 651 is illustrated as being arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction on the side of a rotating frame (not shown), but in reality, they are arranged at intervals of 120 degrees.
  • parts corresponding to the omnidirectional wheel 12a in Fig. 2 etc. are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted as appropriate.
  • Omnidirectional wheel 12m differs from omnidirectional wheel 12a in that it has a rotating body 51m instead of rotating body 51a.
  • Rotating body 51m differs from rotating body 51a in that it has a wheel unit 651 instead of wheel unit 62 and a brake 652 is added.
  • Wheel unit 651 differs from wheel unit 62 in that it has a spherical zonular wheel 661 instead of spherical zonular wheel 71.
  • Spherical zonular wheel 661 differs from spherical zonular wheel 71 in that it has a ring-shaped protrusion 661A protruding from the underside.
  • the brake 652 slides in the direction of the arrow (the direction of the rotation axis of the rotor 51m) to come into contact with the side of the protrusion 661A of each spherical annular wheel 661 or to move away from the side of the protrusion 661A of each spherical annular wheel 661. Then, when the brake 652 comes into contact with the side of the protrusion 661A of each spherical annular wheel 661, the rotation of each spherical annular wheel 661 stops all at once.
  • the moving direction of the moving body 601 is stable even if some of the legs 612 are off the ground.
  • Fig. 24 shows a schematic diagram of the positional relationship of each part of an omnidirectional wheel 12n according to a twelfth embodiment of the omnidirectional wheel 12.
  • the wheel units 651 are shown to be arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction on the side of a rotating frame (not shown), but are actually arranged at intervals of 120 degrees.
  • parts corresponding to the omnidirectional wheel 12n in Fig. 23 are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted as appropriate.
  • Omni-directional wheel 12n differs from omni-directional wheel 12m in that omni-directional wheel 12n has rotor 51n instead of rotor 51m.
  • Rotator 51n differs from rotor 51m in that omni-directional wheel 12n has brake 681, U-shaped leaf spring 682, and roller 683 instead of brake 681.
  • the two side surfaces 682A of the leaf spring 682 face the protrusions 661A of the spherical wheels 661.
  • the bottom surface 682B of the leaf spring 682 faces the brake 681.
  • Each corner of the leaf spring 682 is supported by a roller 683.
  • the brake 681 can slide in the direction of the rotation axis of the rotating body 51n (perpendicular to the bottom surface 682B of the leaf spring 682) as shown by the arrow, and can come into contact with and move away from the bottom surface 682B.
  • each side surface 682A of the leaf spring 682 is away from the protrusions 661A of each spherical annular wheel 661.
  • B of FIG. 24 when the brake 681 abuts against the bottom surface 682B of the leaf spring 682 and presses the bottom surface 682B, the tips of each side surface 682A of the leaf spring 682 open.
  • each side surface 682A of the leaf spring 682 abuts against the protrusions 661A of each spherical annular wheel 661, and the rotation of each spherical annular wheel 661 stops at once.
  • the direction of movement of the moving body 601 is stable even if some of the legs 612 are off the ground.
  • the omnidirectional wheel 12 can be applied to any type of moving object.
  • the use of omnidirectional wheels 12 improves the mobility of the moving body.
  • the moving body can move in any direction in a compact manner without turning.
  • the vibration of the moving body is reduced.
  • the vibration of the moving body is reduced because the vibration of the omnidirectional wheels 12 is small. This can prevent screws on the moving body from loosening, improve the comfort of users riding on the moving body, and reduce damage to objects held or transported by the moving body.
  • omni-directional wheels 12 allows the vehicle to overcome obstacles more easily than using mecanum wheels, omni-wheels, and omni-balls.
  • the omni-directional wheels 12 have a larger contact area with the ground than Mecanum wheels or omni wheels, making them more shock-resistant and reducing damage to the running surface (ground).
  • an in-wheel motor type omnidirectional wheel 12 makes installation and wiring on a moving object easier.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to a four-legged robot that can move in all directions. This improves the shock resistance of the four-legged robot.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to mobile manipulators.
  • mobile manipulators hold objects in their hands and are equipped with cameras, so the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to film dollies.
  • the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective in suppressing camera shake and the like.
  • Film dollies are required to be able to move in all directions to accommodate a variety of filming scenes, so the mobility of the omnidirectional wheels 12 is effective.
  • Film dollies are expected to move over areas with steps due to wiring, etc., and to get caught on objects dropped by performers, so the step-crossing ability of the omnidirectional wheels 12 is effective.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to medical carts. Since precision machinery is placed on medical carts, the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective. Operating rooms are small and it is expected that the cart will need to move in various directions depending on the situation, so the maneuverability of the omnidirectional wheels 12 is effective. In operating rooms, many wires are laid on the floor, so the ability of the omnidirectional wheels 12 to traverse steps is effective.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to harvesting robots that harvest and transport agricultural crops.
  • the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective in preventing damage to the harvested crops.
  • the maneuverability of the omnidirectional wheels 12 is effective. When the ground is soil, there is a risk that the ground will be scraped away with Mecanum wheels and omni wheels, but the omnidirectional wheels 12 can prevent this.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to any vehicle in which a user rides. This improves the user's comfort, as well as the vehicle's maneuverability and ability to traverse obstacles. The vehicle's impact resistance is improved, making it less likely to break.
  • the omnidirectional wheels 12 are also compatible with golf carts, etc.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to entertainment robots. Since the movement of an entertainment robot is restricted if the screws become loose, the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective. In addition, by arranging the omnidirectional wheels 12 in three directions, as in the moving body 501 in Figure 21, it is possible to realize a low-cost, lightweight, and compact entertainment robot.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to a transport robot in a warehouse.
  • the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective in protecting products during transport.
  • the mobility of the omnidirectional wheels 12 is effective in warehouses with narrow passages where changes in direction and process efficiency are important.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to a surveying robot. Since a surveying robot that scans space is required to be able to move freely in various directions with low vibration, the low vibration properties and maneuverability of the omnidirectional wheels 12 are useful.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to a robot for sales or transportation in a store.
  • the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective in protecting products during sales or transportation. For example, it becomes possible for the robot to move around a narrow store without turning.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to rescue robots and other people/baggage transport robots. This reduces the transmission of vibrations to people being transported. It also enables the people/baggage transport robot to move through a variety of terrains.
  • the omnidirectional wheels 12 can be applied to a human care robot.
  • a human care robot For example, when a person receiving care is guided to walk by holding hands, the person is likely to feel resistance if the vibration is large, so the low vibration properties of the omnidirectional wheels 12 are effective.
  • the human care robot gets caught on wiring or a fallen object and falls over, it is dangerous for the person receiving care, so the step-crossing ability of the omnidirectional wheels 12 is effective.
  • the omnidirectional wheel 12 may be provided with four or more wheel units. That is, two or more wheel units may be arranged in the circumferential direction on the side of the rotating frame of the omnidirectional wheel so as to surround the rotation axis of the rotating body. This makes it possible to make the spherical wheels that make up each wheel unit smaller and easier to rotate. This is particularly effective when the omnidirectional wheel 12 is used on a large moving body such as a vehicle. Also, in the case of an inline motor type omnidirectional wheel 12, it is possible to increase the size of the motor unit.
  • surface treatment such as forming grooves on the contact surface of the spherical wheel may be performed.
  • this technology can be configured as cloud computing, in which a single function is shared and processed collaboratively by multiple devices over a network.
  • At least one omnidirectional wheel having a rotor rotatable around a first rotation axis;
  • the rotating body is a rotating frame rotatable about the first rotation axis; and three or more wheel units arranged in a circumferential direction on a side surface of the rotating frame,
  • the wheel unit includes: a first wheel that is rotatable about a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis and a side surface of the rotating frame, the first wheel having a spherical contact surface and an opening formed at a top thereof; a second wheel that is rotatable about a third rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis and has a contact surface exposed from the opening of the first wheel.
  • an imaginary spherical surface is defined by the contact surface of each of the first wheels;
  • a rotor rotatable about a first rotation axis The rotating body is a rotating frame rotatable about the first rotation axis; three or more wheel units arranged on a side surface of the rotating frame so as to surround the first rotating shaft, The wheel unit is a first wheel that is rotatable about a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis and a side surface of the rotating frame, the first wheel having a spherical contact surface and an opening formed at a top thereof; a second wheel that is rotatable about a third rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis and has a contact surface exposed from the opening of the first wheel, the omnidirectional wheel being moved by the rotation of the rotating body, the rotation of the first wheel, and the rotation of the second wheel.

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Abstract

本技術は、全方向車輪を備える移動体の走行性能を向上させることができるようにする移動体及び移動方法に関する。 移動体は、第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備える全方向車輪を少なくとも１つ備え、前記回転体は、前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、前記回転フレームの側面において周方向に配置されている３以上の車輪ユニットとを備え、前記車輪ユニットは、前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪とを備える。本技術は、例えば、脚式ロボットに適用できる。

Description

移動体及び移動方法
　本技術は、移動体及び移動方法に関し、特に、全方向車輪を用いた移動体及び移動方法に関する。
　従来、全方向車輪として、オムニホイール、メカナムホイールが知られている。また、段差踏破性が高く、全方向移動が可能な球状の全方向車輪としてオムニボールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－２１０５７６号公報
　しかしながら、オムニボールは、２つの半球間に大きなギャップがあり、このギャップが、平地における滑らかな走行を阻害し、振動の要因となる。
　本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、全方向車輪を備える移動体の走行性能を向上させるようにするものである。
　本技術の第１の側面の移動体は、第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備える全方向車輪を少なくとも１つ備え、前記回転体は、前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、前記回転フレームの側面において周方向に配置されている３以上の車輪ユニットとを備え、前記車輪ユニットは、前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪とを備える。
　本技術の第２の側面の移動方法は、第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備え、前記回転体が、前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、前記回転フレームの側面において、前記第１の回転軸を囲むように配置されている３以上の車輪ユニットとを備え、前記車輪ユニットが、前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪とを備える全方向車輪が、前記回転体の回転、前記第１の車輪の回転、及び、前記第２の車輪の回転により移動する。
　本技術の第１の側面においては、第１の回転軸を中心に回転体が回転し、前記第１の回転軸及び回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に、第１の車輪が回転し、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に第２の車輪が回転する。
　本技術の第２の側面においては、第１の回転軸を中心に回転体が回転し、前記第１の回転軸及び回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に、第１の車輪が回転し、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に第２の車輪が回転し、全方向車輪が、前記回転体の回転、前記第１の車輪の回転、及び、前記第２の車輪の回転により移動する。
本技術を適用した移動体の第１の実施の形態を示す外観図である。 全方向車輪の第１の実施の形態を示す外観図である。 全方向車輪の第１の実施の形態を示す断面図である。 全方向車輪の第１の実施の形態を構成する部品の外観図である。 全方向車輪の第１の実施の形態の外形の条件例を説明するための図である。 全方向車輪の第１の実施の形態の外形の条件例を説明するための図である。 全方向車輪の第１の実施の形態の外形の条件例を説明するための図である。 全方向車輪の第２の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第２の実施の形態を示す断面図である。 全方向車輪の第２の実施の形態の外形の条件例を説明するための図である。 全方向車輪の第２の実施の形態の外形の条件例を説明するための図である。 全方向車輪の第３の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第４の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第５の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第６の実施の形態を示す模式図である。 球帯状車輪の変形例を示す外観図である。 全方向車輪の第７の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第８の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第９の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第１０の実施の形態を示す模式図である。 本技術を適用した移動体の第２の実施の形態を示す底面図である。 本技術を適用した移動体の第３の実施の形態を示す外観図である。 全方向車輪の第１１の実施の形態を示す模式図である。 全方向車輪の第１２の実施の形態を示す模式図である。
　以下、本技術を実施するための形態について説明する。説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態
　２．全方向車輪１２の変形例
　３．第２の実施の形態
　４．第３の実施の形態
　５．適用例
　６．変形例
　７．その他
　＜＜１．第１の実施の形態＞＞
　まず、図１乃至図７を参照して、本技術の第１の実施の形態について説明する。
　　＜移動体１の構成例＞
　図１は、本技術を適用した移動体の第１の実施の形態である移動体１の外観の構成例を示している。
　移動体１は、荷台１１、４個の全方向車輪１２、４個のモータユニット１３、４本のベルト１４、４個の取付部材１５、１２本のサスペンション１６、及び、制御部１７を備える。
　なお、以下、説明の便宜上、移動体１の前後方向を図１の矢印で示されるように定義する。
　荷台１１は、矩形のフレーム、及び、フレームの前辺と後辺との間を接続する複数の柱状のバーを備える。例えば、荷台１１の各バーの横方向の間隔は、荷物２の大きさ等に合わせて調整可能である。
　取付部材１５は、荷台１１に対して平行な略三角形の板状の車輪取付部１５Ａ、及び、車輪取付部１５Ａに対して垂直であり、モータユニット１３を取り付けるためのモータ取付部１５Ｂを備える。各取付部材１５は、荷台１１の下方の四隅にバネ状の３本のサスペンション１６を介してそれぞれ接続されている。
　全方向車輪１２は、各取付部材１５の車輪取付部１５Ａの下面にそれぞれ取り付けられている。各全方向車輪１２の回転軸は、それぞれ９０度ずつ異なる方向を向いている。
　モータユニット１３は、各取付部材１５のモータ取付部１５Ｂにそれぞれ取り付けられている。
　全方向車輪１２とモータユニット１３は、ベルト１４を介して接続されている。全方向車輪１２は、ベルト１４を介して、モータユニット１３により制御される。
　制御部１７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により実現される。制御部１７は、各モータユニット１３等を制御することにより、移動体１の移動（例えば、移動速度及び移動方向等）を制御する。
　　＜全方向車輪１２の構成例＞
　次に、図２乃至図７を参照して、移動体１の全方向車輪１２の第１の実施の形態である全方向車輪１２ａの構成例について説明する。
　まず、図２乃至図４を参照して、全方向車輪１２の外観の構成例について説明する。図２のＡは、全方向車輪１２ａの斜視図である。図２のＢは、球帯状車輪７１の１つを取り外した状態の全方向車輪１２の斜視図である。図３は、全方向車輪１２ａの断面図である。図４は、全方向車輪１２ａの回転フレーム６１、球帯状車輪７１、小車輪７２、及び、支持部材７３の斜視図である。
　全方向車輪１２ａは、回転体５１ａ、２個の支持フレーム５２、及び、２個のベアリング５３を備える。回転体５１ａは、回転フレーム６１、３個の車輪ユニット６２、及び、シャフト６３を備える。各車輪ユニット６２は、球帯状車輪７１、小車輪７２、支持部材７３、ベアリング７４、及び、ベアリング７５を備える。
　なお、以下、シャフト６３が延びる方向を、全方向車輪１２ａの横方向又は左右方向とする。以下、シャフト６３が回転することにより、全方向車輪１２ａが移動する方向を、全方向車輪１２ａの前後方向又は奥行方向とする。
　回転フレーム６１は、柱状の部材である。回転フレーム６１の側面には、３つの設置面６１Ａが周方向に等間隔（１２０度の間隔）に形成されている。各設置面６１Ａの底面６１Ｃ側の両端は、円弧状になっている。回転フレーム６１の側面の周方向において、各設置面６１Ａの間に間隔が設けられている。
　回転フレーム６１の側面の両端付近には、斜め方向に傾斜し、円錐台に近い形状の傾斜部６１Ｂが形成され、回転フレーム６１の両端が先細りになっている。傾斜部６１Ｂの傾斜面の角度（傾斜角）は、例えば、回転体５１ａの回転軸（シャフト６３）に対して約２５度から５０度の範囲内に設定されている。なお、傾斜部６１Ｂの傾斜角は、約４５度が最適である。回転フレーム６１の底面６１Ｃは、円形である。回転フレーム６１の中央において、回転フレーム６１の側面に平行な方向に延び、回転フレーム６１の両方の底面６１Ｃの中心を通る貫通孔６１Ｄが形成されている。
　回転フレーム６１の表面は、摩擦係数が所定の閾値（例えば、０．５）以下であることが望ましい。例えば、回転フレーム６１にはフッ素樹脂が用いられる。
　あるいは、例えば、回転フレーム６１には、アルミニウム系金属、マグネシウム系金属、鉄系金属（ステンレスを含む）、チタン系金属等の金属、または、ＰＥＥＫ（PolyEtherEtherKetone）、ＭＣナイロン（登録商標）等の樹脂が用いられる。この場合、例えば、回転フレーム６１の表面を低摩擦化するために、低摩擦コーティング等の表面処理が行われる。
　球帯状車輪７１は、球帯状車輪７１の側面であって走行時に地面と接する面である接地面７１Ａが球帯状である球台状の車輪である。
　なお、以下、球帯状車輪７１の回転フレーム６１側の面（以下、下面と称する）を球帯状車輪７１の下側又は底側とする。以下、球帯状車輪７１の回転フレーム６１側の面と対向する面（以下、上面と称する）を球帯状車輪７１の上側又は頂側とする。
　球帯状車輪７１には、上下方向に貫通する貫通孔７１Ｂが形成されている。貫通孔７１Ｂは、球帯状車輪７１の外形に合わせて、上から下に広がっている。
　小車輪７２は、リング状の車輪である。
　球帯状車輪７１及び小車輪７２には、例えば、ゴム系、ＭＣナイロン（登録商標）、POM（PolyOxyMethylene）等の樹脂系の材料が用いられる。
　支持部材７３は、略円柱状で上方が少し先細りになっている。支持部材７３の中央には、上下方向に貫通する貫通孔７３Ａが形成されている。
　シャフト６３は、回転フレーム６１の貫通孔６１Ｄに挿入され、両端が、ベアリング５３を介して支持フレーム５２に回転可能に支持されている。回転フレーム６１は、シャフト６３を回転軸として、シャフト６３とともに回転可能である。
　各支持部材７３は、回転フレーム６１の設置面６１Ａにそれぞれ取り付けられる。
　各球帯状車輪７１は、ベアリング７４を介して、シャフト６３及び回転フレーム６１の側面（設置面６１Ａ）に直交する回転軸を中心にして回転可能に、支持部材７３の周囲に支持されている。各球帯状車輪７１の接地面７１Ａは、共通の球面（以下、回転体５１ａの仮想球面、又は、単に仮想球面と称する）の一部を構成する。すなわち、各球帯状車輪７１の接地面７１Ａにより仮想球面が規定される。換言すれば、各球帯状車輪７１の接地面７１Ａは、それぞれ仮想球面上に配置される。
　なお、以下、仮想球面の直径及び半径を、回転体５１ａの直径及び半径とする。以下、各球帯状車輪７１の接地面７１Ａにより規定される仮想球面の直径及び半径を、球帯状車輪７１又は接地面７１Ａの直径及び半径と称する。
　各小車輪７２は、ベアリング７５を介して、シャフト６３及び対応する球帯状車輪７１の回転軸に直交する回転軸を中心にして回転可能に、支持部材７３の貫通孔７３Ａ内に支持されている。各小車輪７２の走行時に地面と接する接地面は、球帯状車輪７１の頂部の開口部（貫通孔７１Ｂの上側の開口部）から露出している。
　このように、回転体５１ａは、シャフト６３を中心にして回転可能である。各球帯状車輪７１は、シャフト６３（回転体５１ａの回転軸）及び回転フレーム６１の側面（設置面６１Ａ）に直交する回転軸を中心にして回転可能である。各小車輪７２は、シャフト６３（回転体５１ａの回転軸）及び対応する球帯状車輪７１の回転軸に直交する回転軸を中心にして回転可能である。従って、回転体５１ａの回転軸、球帯状車輪７１の回転軸、及び、小車輪７２の回転軸は、互いに直交する。
　これにより、全方向車輪１２ａを備える移動体１の走行性能が向上する。
　例えば、全方向車輪１２ａは、全方向に移動することが可能である。具体的には、回転体５１ａが回転することにより、全方向車輪１２ａが前後方向に移動することが可能である。各球帯状車輪７１の特異点である頂部（小車輪７２）が地面に接している場合を除いて、各球帯状車輪７１が回転することにより、全方向車輪１２ａが全方向に移動することが可能である。各球帯状車輪７１の特異点である頂部（小車輪７２）が地面に接している場合、小車輪７２が回転することにより、全方向車輪１２ａが左右方向に移動することが可能である。従って、移動体１は、旋回せずに全方向に移動することが可能になる。
　また、球帯状車輪７１が回転フレーム６１の側面において周方向に等間隔で３個配置されることにより、球帯状車輪７１間のギャップが小さくなる。これにより、全方向車輪１２ａが滑らかに移動することができ、移動体１の振動が抑制される。
　さらに、全方向車輪１２ａは、メカナムホイールやオムニホイールよりも接地面積が大きくなるため、衝撃に強くなるとともに、走行面（地面）に与えるダメージが低減される。
　なお、回転フレーム６１は、回転体５１ａの仮想球面より小さい。すなわち、回転フレーム６１は、仮想球面内に収まる。従って、図５に示されるように、回転フレーム６１の傾斜部６１Ｂが、球帯状車輪７１（の接地面７１Ａ）に対して凹んでいる。これにより、例えば、移動体１が不整地や階段等の段差がある場所（以下、段差地と称する）を踏破する場合、車輪ユニット６２（球帯状車輪７１）より先に回転フレーム６１が段差に接触し、移動体１の走行性能が低下することが抑制される。また、この回転体５１ａの凹んだ部分（球帯状車輪７１と回転フレーム６１との間の段差）を段差に引っ掛けることにより、段差踏破性が向上する。
　ただし、全方向車輪１２ａが回転体５１ａの回転軸の方向に移動しながら段差地を踏破する場合、回転フレーム６１が車輪ユニット６２より先に段差に接触する場合がある。このとき、上述したように、回転フレーム６１の傾斜部６１Ｂの傾斜角を４５度に設定し、かつ、回転フレーム６１の表面の摩擦係数を小さくすることにより、段差地に対して回転フレーム６１を滑らせて、滑らかに段差地を踏破することが可能になる。
　なお、回転フレーム６１の傾斜部６１Ｂの傾斜角が４５度より大きくなるほど、全方向車輪１２ａが回転体５１ａの回転軸の方向に移動する場合に、傾斜部６１Ｂを用いて段差地を踏破することが困難になる。
　一方、回転フレーム６１の傾斜部６１Ｂの角度が４５度より小さくなり、回転体５１ａの仮想球面から傾斜部６１Ｂがはみ出てしまうと、傾斜部６１Ｂが、車輪ユニット６２より先に段差に接触する可能性が高くなる。これにより、段差踏破性が低下する。
　また、一般的な車輪は、摩擦やトルク等の適正化により直径の約１／３の高さの段差まで踏破することが可能である。従って、図６に示される支持フレーム５２の下端の地面からの高さＨ１、及び、図７に示される回転フレーム６１の端部（底面）の下端の地面からの高さＨ２が、回転体５１ａの直径の１／３以上に設定されることが望ましい。これは、高さＨ１又は高さＨ２が回転体５１ａの直径の１／３未満であると、支持フレーム５２又は回転フレーム６１に段差が接触し、全方向車輪１２ａが踏破可能な段差の高さが、高さＨ１又は高さＨ２により制限されるおそれがあるためである。
　＜＜２．全方向車輪１２の変形例＞＞
　次に、図８乃至図２０を参照して、全方向車輪１２の変形例について説明する。
　　＜全方向車輪１２の第２の実施の形態＞
　図８及び図９は、全方向車輪１２の第２の実施の形態である全方向車輪１２ｂの構成例を示している。図８は、全方向車輪１２ｂの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図８では、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット６２が、回転フレーム１１１の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。図９は、全方向車輪１２の構成例をより具体的に示す断面図である。また、図中、図２等の全方向車輪１２ａと対応する部分には同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　なお、以下、説明の便宜上、図９において見えている側を全方向車輪１２ｂの正面とし、図９の左側及び右側を、全方向車輪１２ｂの左側及び右側とする。
　全方向車輪１２ｂは、回転体５１ｂ、支持フレーム１０１、支持フレーム１０２、ベアリング１０３、及び、ベアリング１０４を備える。回転体５１ｂは、回転フレーム６１の代わりに回転フレーム１１１を備え、モータユニット１１２が追加され、シャフト６３が削除されている点が、全方向車輪１２ａの回転体５１ａと異なる。
　回転体５１ｂにおいては、全方向車輪１２ａの回転体５１ａと同様に、３個の車輪ユニット６２が回転フレーム１１１の側面において周方向に沿って配置されている。従って、回転フレーム１１１の両端に、車輪ユニット６２により覆われていない領域が形成される。この領域を利用して、モータユニット１１２を回転フレーム１１１に組み込むことにより、全方向車輪１２ｂがインホイールモータ化される。
　具体的には、回転フレーム１１１は、側面の形状が回転フレーム６１と略同様である。ただし、回転フレーム１１１の左端付近には、回転フレーム６１の傾斜部６１Ｂと同様の傾斜部１１１Ａが形成されているが、回転フレーム１１１の右端付近には、傾斜部は形成されていない。回転フレーム１１１の左側の底面の中央からは、シャフト１１１Ｂが突出している。回転フレーム１１１の内部には、モータユニット１１２を挿入し、保持する空間である収納部１１１Ｃが形成されている。
　支持フレーム１０１は、全方向車輪１２ａの支持フレーム５２と同様の形状を備えている。
　支持フレーム１０２は、全方向車輪１２ａの支持フレーム５２と同様の形状のフレーム部１０２Ａ、及び、フレーム部１０２Ａの回転体５１ｂ側の面に形成されている固定部１０２Ｂを備える。固定部１０２Ｂは、外形が円錐台状であり、回転体５１ｂからフレーム部１０２Ａに向けて細くなっている。固定部１０２Ｂの側面（傾斜面）の回転体５１ｂの回転軸に対する角度（傾斜角）は、全方向車輪１２ａの回転フレーム６１の傾斜部６１Ｂと同様に、約４５度に設定されている。
　モータユニット１１２は、細長い円柱状の本体部１１２Ａを備えている。本体部１１２Ａの図９内の左端（以下、本体部１１２Ａの先端と称する）には、突起状のシャフト１１２Ｂが形成されている。本体部１１２Ａの図９内の右側の端部（以下、本体部１１２Ａの末端と称する）からは、ケーブル１１２Ｃが延びている。
　モータユニット１１２の一部は、回転フレーム１１１の収納部１１１Ｃ内に収納されている。なお、全方向車輪１２ｂをより小型化するために、収納部１１１Ｃをより回転フレーム１１１の先端側に伸ばし、モータユニット１１２が回転フレーム１１１のより先端まで挿入できるようにすることが望ましい。
　モータユニット１１２の本体部１１２Ａの末端は、支持フレーム１０２の固定部１０２Ｂに締結され、回転しないように固定されている。
　モータユニット１１２のシャフト１１２Ｂは、回転フレーム１１１に締結されている。モータユニット１１２のケーブル１１２Ｃは、支持フレーム１０２の開口部１０２Ｃから、外部へ導出されている。
　回転フレーム１１１のシャフト１１１Ｂは、ベアリング１０３を介して、支持フレーム１０１に回転可能に支持されている。シャフト１１１Ｂの中心は、モータユニット１１２のシャフト１１２Ｂの中心と一致する。
　ベアリング１０４は、モータユニット１１２の本体部１１２Ａの末端を囲むように配置されている。回転フレーム１１１の収納部１１１Ｃの開口部付近は、ベアリング１０４を介して、支持フレーム１０２の固定部１０２Ｂに回転可能に支持されている。
　モータユニット１１２は、シャフト１１２Ｂのみが回転可能であり、本体部１１２Ａは回転しない。シャフト１１２Ｂが回転することにより、シャフト１１２Ｂが締結されている回転フレーム１１１が回転する。これにより、回転体５１ｂは、シャフト１１１Ｂを回転軸として回転可能となる。
　なお、各車輪ユニット６２の球帯状車輪７１及び小車輪７２の動作は、全方向車輪１２ａと同様である。
　このように、全方向車輪１２ｂをインホイールモータ化することにより、全方向車輪１２ｂを用いた移動体１を小型化することができる。
　また、駆動部（モータユニット１１２等）を含めて全方向車輪１２ｂをユニット化することができ、全方向車輪１２ｂの取り扱いが容易になる。例えば、全方向車輪１２ｂの移動体１への着脱が容易になる。
　また、回転フレーム１１１が、回転体５１ｂの回転軸方向の中心を挟む位置において回転可能に支持されている。具体的には、回転フレーム１１１の回転軸方向の両端付近が、ベアリング１０３及びベアリング１０４によりそれぞれ回転可能に支持されている。これにより、回転体５１ｂの中心部にかかる負荷が適切に補助される。
　なお、モータユニット１１２の劣化を抑制するために、全方向車輪１２ｂを防塵、防滴、及び、防水対応とすることが望ましい。例えば、ベアリング１０３及びベアリング１０４を防塵、防滴、及び、防水対応とすることが望ましい。また、回転フレーム１１１において、外部から収納部１１１Ｃに通じる貫通孔の数をできるだけ削減することが望ましい。さらに、支持フレーム１０２の固定部１０２Ｂにおいて、外部から収納部１１１Ｃに通じる貫通孔の数をできるだけ削減することが望ましい。
　次に、図１０及び図１１を参照して、モータユニット１１２の外形の条件例について説明する。
　図１０のＡは、図９と反対側から見た全方向車輪１２ｂを模式的に示している。図１０のＢは、上方から見た全方向車輪１２ｂを模式的に示している。
　車輪ユニット６２の回転軸方向の高さＨ１１は、回転体５１ｂの直径の約１／４となる。従って、全方向車輪１２ｂの分解性及び組立性を考慮すると、モータユニット１１２の本体部１１２Ａの直径φ１１は、回転体５１ｂの直径の１／２以下に設定することが望ましい。
　また、上述したように、一般的な車輪は、摩擦やトルク等の適正化により直径の約１／３の高さの段差まで踏破することが可能である。
　これに対して、モータユニット１１２が回転体５１ｂの仮想球面の外部にはみ出る場合、はみ出た部分の直径φ１１（回転体５１ｂの回転軸に垂直な方向の幅）が、回転体５１ｂの直径の１／３以下に設定されることが望ましい。これにより、モータユニット１１２が回転体５１ｂの仮想球の外部にはみ出ることによる全方向車輪１２ｂの段差踏破性の低下が抑制される。
　なお、モータユニット１１２以外に、回転体５１とともに回転しない部分が、回転体５１ｂの仮想球面から回転体５１ｂの回転軸方向にはみ出る場合も同様である。すなわち、はみ出た部分の回転体５１ｂの回転軸に垂直な方向の幅が、回転体５１ｂの直径の１／３以下に設定されることが望ましい。
　また、図１０のＡに示されるように、回転フレーム１１１の傾斜部１１１Ａが回転体５１ｂの仮想球面からはみ出ていても、全方向車輪１２ｂが回転体５１ｂの回転軸方向に移動する妨げになることが抑制される。例えば、回転フレーム１１１の傾斜部１１１Ａに段差が衝突しても、傾斜部１１１Ａの傾斜構造により、全方向車輪１２ｂが段差を滑らかに乗り上げることが可能になる。
　同様に、図１０のＡに示されるように、支持フレーム１０２の固定部１０２Ｂが回転体５１ｂの仮想球面からはみ出ていても、全方向車輪１２ｂが回転体５１ｂの回転軸方向に移動する妨げになることが抑制される。例えば、支持フレーム１０２の固定部１０２Ｂに段差が衝突しても、固定部１０２Ｂの傾斜構造により、全方向車輪１２ｂが段差を滑らかに乗り上げることが可能になる。
　図１１は、全方向車輪１２ｂの回転体５１ｂにおける小車輪７２とモータユニット１１２との位置関係を模式的に示している。図１１のＡは、回転体５１ｂを回転フレーム１１１の先端側から見た模式図であり、図１１のＢは、図９と反対側から見た回転体５１ｂを模式的に示している。
　ここで、小車輪７２が大きくなるほど、小車輪７２の強度が向上する。一方、小車輪７２が大きくなるほど、回転体５１ｂの中央に配置されているモータユニット１１２と物理的に干渉しやすくなる。
　従って、モータユニット１１２の本体部１１２Ａを小型化するほど、すなわち、モータユニット１１２の本体部１１２Ａの直径を短くするほど、小車輪７２を大型化し、強度を向上させることができる。
　なお、図９の全方向車輪１２ｂにおいては、回転フレーム１１１の側面において、小車輪７２と対応する位置に溝１１１Ｄが形成されている。これにより、小車輪７２の直径をより大きくすることができる。また、溝１１１Ｄは、回転フレーム１１１の側面を貫通していないため、収納部１１１Ｃの防塵性、防滴性、及び、防水性の低下が防止される。
　なお、後述する全方向車輪１２の各実施の形態は、特に説明がない限り、インホイールモータ型の全方向車輪１２、及び、インホイールモータ型ではない全方向車輪１２のいずれにも適用可能である。
　　＜全方向車輪１２の第３の実施の形態＞
　図１２は、全方向車輪１２の第３の実施の形態である全方向車輪１２ｃの構成例を模式的に示している。図９は、全方向車輪１２ｃの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図９では、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット６２が、回転フレーム１６１の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。また、図中、図８の全方向車輪１２ｂと対応する部分には同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｃは、回転体５１ｂ及び支持フレーム１０２の代わりに、回転体５１ｃ及び支持フレーム１５１が設けられている点が、全方向車輪１２ｂと異なる。回転体５１ｃは、回転フレーム１１１の代わりに回転フレーム１６１が設けられている点が、回転体５１ｂと異なる。
　支持フレーム１５１は、フレーム部１５１Ａ及び固定部１５１Ｂを備え、全方向車輪１２ｂの支持フレーム１０２と略同様の形状を有している。ただし、支持フレーム１５１は、固定部１５１Ｂの側面（傾斜面）の表面がスパイラル状の構造（以下、スパイラル構造と称する）になっている点が、支持フレーム１０２と異なる。このスパイラル構造は、例えば、固定部１５１Ｂに取り付けるか、又は、固定部１５１Ｂを加工することにより実現される。
　回転フレーム１６１は、全方向車輪１２ｂの回転フレーム１１１と同様の形状を有している。ただし、回転フレーム１６１は、支持フレーム１５１の固定部１５１Ｂと同様に、傾斜部１６１Ａの側面（傾斜面）がスパイラル構造になっている点が、回転フレーム１１１と異なる。このスパイラル構造は、例えば、傾斜部１６１Ａに取り付けるか、又は、傾斜部１６１Ａを加工することにより実現される。
　例えば、全方向車輪１２ｃが、支持フレーム１５１の固定部１５１Ｂに段差が引っ掛かり、段差地を踏破できない場合、固定部１５１Ｂのスパイラル構造が回転することにより、段差地を踏破しやすくなる。同様に、例えば、全方向車輪１２ｃが、回転フレーム１６１の傾斜部１６１Ａに段差が引っ掛かり、段差地を踏破できない場合、傾斜部１６１Ａのスパイラル構造が回転することにより、段差地を踏破しやすくなる。
　　＜全方向車輪１２の第４の実施の形態＞
　図１３は、全方向車輪１２の第４の実施の形態である全方向車輪１２ｄの構成例を模式的に示している。なお、図中、図８の全方向車輪１２ｂと対応する部分には同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｄは、回転体５１ｂの代わりに回転体５１ｄを備える点が、全方向車輪１２ｂと異なる。回転体５１ｄは、回転フレーム１１１の代わりに回転フレーム２０１を備え、補助車輪２０２を備える点が、回転体５１ｂと異なる。
　回転フレーム２０１の傾斜部２０１Ａの表面（傾斜面）には、複数の補助車輪２０２が設けられている。各補助車輪２０２は、傾斜部２０１Ａの傾斜面に対して略垂直な方向を向いており、傾斜部２０１Ａの傾斜面に対して略平行な回転軸を中心に回転することが可能である。
　これにより、全方向車輪１２ｄは、例えば、回転フレーム２０１の傾斜部２０１Ａに段差が衝突した場合、補助車輪２０２により、回転フレーム２０１の摩擦力のみで踏破するよりも滑らかに段差を踏破することが可能になる。
　　＜全方向車輪１２の第５の実施の形態＞
　図１４は、全方向車輪１２の第５の実施の形態である全方向車輪１２ｅの構成例を模式的に示している。なお、図中、図１３の全方向車輪１２ｄと対応する部分には同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｅは、回転体５１ｄの代わりに回転体５１ｅを備える点が、全方向車輪１２ｄと異なる。回転体５１ｅは、回転フレーム２０１及び補助車輪２０２の代わりに、回転フレーム２２１及び補助車輪２２２を備える点が、回転体５１ｄと異なる。
　回転フレーム２２１の傾斜部２２１Ａの表面（傾斜面）には、複数の補助車輪２２２が設けられている。各補助車輪２２２は、傾斜部２２１Ａの傾斜面に対して略平行な方向を向いており、傾斜部２２１Ａに対して略垂直な回転軸を中心に回転することが可能である。
　これにより、例えば、全方向車輪１２ｅは、回転フレーム２２１の傾斜部２２１Ａに段差が衝突した場合、補助車輪２２２により、回転フレーム２２１の摩擦力のみで踏破するよりも滑らかに段差を踏破することが可能になる。
　　＜全方向車輪１２の第６の実施の形態＞
　次に、図１５を参照して、全方向車輪１２の第６の実施の形態である全方向車輪１２ｆの構成例について説明する。なお、図中、図２等の全方向車輪１２ａと対応する部分には同じ符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　図１５のＡは、全方向車輪１２ｆの回転体５１ｆの外観の構成例を示している。図１５のＢは、全方向車輪１２ｆの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図１５のＢでは、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット６２が、回転フレーム６１の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。
　全方向車輪１２ｆは、回転体５１ａの代わりに回転体５１ｆが設けられている点が、全方向車輪１２ａと異なる。回転体５１ｆは、車輪ユニット６２の位置関係が回転体５１ａと異なる。
　具体的には、回転体５１ｆにおいて、車輪ユニット６２のうちの１つである車輪ユニット６２ｂが、他の２つの車輪ユニット６２ａより回転体５１ｆの回転軸（図示せぬシャフト６３）の方向にずれている。すなわち、車輪ユニット６２ａと車輪ユニット６２ｂとの回転体５１ｆの回転軸方向の位置が異なる。
　これにより、図１５のＢに示されるように、回転体５１ｆの回転軸方向において、車輪ユニット６２ａの球帯状車輪７１の下面の位置と、車輪ユニット６２ｂの球帯状車輪７１の下面の位置との間にズレが生じる。これにより、車輪ユニット６２ａの球帯状車輪７１の下面と車輪ユニット６２ｂの球帯状車輪７１の下面との間に、段差Ｓ１及び段差Ｓ２が形成される。
　そして、段差Ｓ１又は段差Ｓ２を利用することにより、全方向車輪１２ｆの段差踏破性が向上する。例えば、全方向車輪１２ｆが段差地を踏破する場合に、段差Ｓ１又は段差Ｓ２を段差に引っ掛けることにより、段差地を踏破しやすくなる。
　なお、図１６に示されるように、球帯状車輪７１の下面の外周付近の外周部７１Ｃの摩擦係数を球帯状車輪７１の素材本来の摩擦係数よりも大きくすることが望ましい。例えば、外周部７１Ｃにゴム素材が貼り付けられる。例えば、外周部７１Ｃの表面が凸凹、ギザギザ等に粗面化される。
　これにより、例えば、回転体５１ｆの段差Ｓ１又は段差Ｓ２を踏破対象となる段差に引っ掛けた場合に、回転体５１ｆの段差に引っ掛けた部分が滑って、全方向車輪１２ｆが段差から落下することが抑制される。すなわち、全方向車輪１２ｆの段差踏破性が向上する。
　なお、例えば、回転体５１ｆの段差Ｓ１又は段差Ｓ２を踏破対象となる段差に引っ掛けた場合に、段差の破損等を防止するために、球帯状車輪７１の下面のエッジ部に柔らかい材質が用いられるようにしてもよい。
　また、球帯状車輪７１の下面の外周部７１Ｃの摩擦係数を球帯状車輪７１の素材本来の摩擦係数よりも大きくする方法は、全方向車輪１２の他の実施の形態にも適用可能である。
　なお、全方向車輪１２ｆにおいては、注意すべき問題点がある。
　例えば、移動体１が平地を走行する際、全方向車輪１２ｆの回転体５１ｆが回転軸（図示せぬシャフト６３）を中心に１回転する間に、回転体５１ｆが地面と接触する位置（以下、接地点と称する）が、瞬間的に大きく移動する。すなわち、回転体５１ｆの接地点の回転軸方向への不連続移動が発生する。これにより、例えば、移動体１の旋回中に、モータユニット１３の回転速度が一定に制御されていても、全方向車輪１２ｆの旋回半径が変化することにより、移動体１の旋回速度が変化し、安定しなくなる。
　これに対して、例えば、回転体５１ｆの回転軸回りの回転角（全方向車輪１２ｆ自体の角度を取るエンコーダ）、移動体１の角速度（ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit））、又は、移動体１の位置・向き（カメラ等によるＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）を用いた現在位置姿勢推定）のうち少なくとも１つを検出可能なセンサを、全方向車輪１２ｆ又はモータユニット１３等に設置するようにしてもよい。これにより、例えば、制御部１７が、移動体１の旋回時に、回転体５１ｆの回転角に応じて、モータユニット１３の回転速度を制御し、移動体１の旋回速度を安定させることができる。
　具体的には、移動体１の旋回中心から回転体５１ｆの中心までの距離をＲとし、車輪ユニット６２ａと車輪ユニット６２ｂとの間で、回転体５１ｆの接地点がΔＲだけ変化するとする。この場合、車輪ユニット６２ａが接地している場合の回転体５１ｆの回転数ω０に対し、車輪ユニット６２ｂが接地している場合の回転体５１ｆの回転数ω１は、次式（１）で表される。
ω１＝Ｒ×ω０÷（Ｒ＋ΔＲ）　・・・（１）
　例えば、制御部１７が、この計算結果を適切に適用し、移動体１の旋回速度を安定させるためには、回転体５１ｆの回転角を正確に検出する必要がある。
　例えば、インクリメンタルエンコーダを用いて、回転体５１ｆの回転角を検出することが可能である。例えば、回転体５１ｆが真下を向いた瞬間、例えば、回転体５１ｆの車輪ユニット６２ｂの小車輪７２が接地した瞬間と、インクリメンタルエンコーダのＺ相の間の関係を登録しておき、走行時にＺ相から見て何度回転しているかを計測することにより、回転体５１ｆの絶対的な回転角が検出される。
　例えば、アブソリュートエンコーダ又はポテンションメータを用いて、回転体５１ｆの回転角を検出することが可能である。この場合、回転体５１ｆの回転角を全域において計測することが可能である。
　また、例えば、ＩＭＵを用いて、回転体５１ｆの接地点の不連続移動が発生するタイミング（以下、接地点移動タイミングと称する）を検出することが可能である。例えば、モータユニット１３の回転速度が一定となるように電圧又は電流制御が行われている場合、接地点移動タイミングにおいて、回転体５１ｆの回転速度が変化する。例えば、回転体５１ｆの回転速度が変化するため、ＩＭＵの角速度センサを用いて、接地点移動タイミングを検出することが可能である。そして、例えば、制御部１７が、接地点移動タイミングの検出結果に基づいて、モータユニット１３を制御することにより、移動体１の旋回速度を徐々に安定させることができる。
　さらに、例えば、カメラ、ＴｏＦ（Time Of Flight）センサ、超音波又は赤外線等を用いた距離センサ等の外界センサを用いて、オプティカルフローやＳＬＡＭ技術等により移動体１の移動速度を検出することが可能である。そして、移動体１の移動速度の検出結果に基づいて、接地点移動タイミングを検出することが可能である。そして、例えば、制御部１７が、接地点移動タイミングの検出結果に基づいて、モータユニット１３を制御することにより、移動体１の旋回速度を徐々に安定させることができる。
　以上のようにして、全方向車輪１２ｆを用いた移動体１が旋回成分を含む動作をする場合、全方向車輪１２ｆの回転体５１ｆの回転速度が目標速度を維持できるように制御される。これにより、移動体１が、旋回速度のムラがない安定した運動が可能になる。
　　＜全方向車輪１２の第７の実施の形態＞
　図１７は、全方向車輪１２の第７の実施の形態である全方向車輪１２ｇの構成例を模式的に示している。なお、図中、図２等の全方向車輪１２ａと対応する部分には同じ符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｇは、回転体５１ａの代わりに回転体５１ｇを備える点が、全方向車輪１２ａと異なる。回転体５１ｇは、車輪ユニット６２の代わりに車輪ユニット２５１を備える点が、回転体５１ａと異なる。
　車輪ユニット２５１は、各車輪ユニット２５１を回転体５１ｇの回転軸（図示せぬシャフト６３）の方向にスライドさせることが可能なスライド機構２６１が設けられている点が、車輪ユニット６２と異なる。スライド機構２６１は、例えば、バネ等の弾性体により構成される。
　例えば、各車輪ユニット２５１は、通常は、スライド機構２６１の働きにより、図２の全方向車輪１２ａの各車輪ユニット６２と同様の位置（以下、標準位置と称する）に配置される。一方、段差に衝突する等により車輪ユニット２５１に外乱が加えられた場合、車輪ユニット２５１の位置が、スライド機構２６１により回転体５１ｇの回転軸方向にスライドする。これにより、標準位置の車輪ユニット２５１の球帯状車輪７１の下面と、スライドした車輪ユニット２５１の球帯状車輪７１の下面との間に段差が形成される。そして、この段差を利用することにより、上述した全方向車輪１２ｆと同様に、段差踏破性が向上する。
　なお、全方向車輪１２ｇでは、各車輪ユニット２５１間において、段差を生じさせることが可能である。従って、回転体５１ｇが１回転する間に、３か所で段差が発生しうるため、段差踏破性がより向上する。例えば、全方向車輪１２ｇが、より迅速に段差地を踏破することが可能になる。
　また、通常の状態では、車輪ユニット２５１の間に段差が生じないため、全方向車輪１２ｆのように、回転体５１ｇの接地点の不連続移動の発生が抑制される。
　なお、各車輪ユニット２５１は、標準位置に対して、回転体５１ｇの回転軸方向の一方向のみ（左又は右のみ）スライド可能にしてもよいし、回転体５１ｇの回転軸方向の両方向（左右両方向）にスライド可能にしてもよい。
　また、例えば、一部の車輪ユニット２５１のみスライド機構２６１を設けるようにしてもよい。
　　＜全方向車輪１２の第８の実施の形態＞
　図１８は、全方向車輪１２の第８の実施の形態である全方向車輪１２ｈの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図１８では、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット２５１が、回転フレーム２８１の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。また、図中、図１７の全方向車輪１２ｇと対応する部分には同じ符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｈは、回転体５１ｇの代わりに回転体５１ｈを備える点が、全方向車輪１２ｇと異なる。回転体５１ｈは、回転フレーム６１の代わりに回転フレーム２８１を備える点が、回転体５１ｇと異なる。
　回転フレーム２８１は、固定部２８１Ａとスライド部２８１Ｂとに分かれる。スライド部２８１Ｂは、各車輪ユニット２５１に対応して３か所設けられている。例えば、各スライド部２８１Ｂは、図４の回転フレーム６１の設置面６１Ａと同様の位置に配置され、各車輪ユニット２５１が設置される。そして、各スライド部２８１Ｂは、設置されている車輪ユニット２５１と一体となって回転体５１ｈの回転軸方向にスライドすることが可能である。一方、固定部２８１Ａは、回転体５１ｈの回転軸方向にスライドしない。
　これにより、例えば、全方向車輪１２ｈの構造設計の自由度が向上する。また、各車輪ユニット２５１のベアリング７４の強度が向上する。
　さらに、回転体５１ｈが回転軸方向にスライドする部分が大きくなるため、段差踏破性が向上する。例えば、全方向車輪１２ｈは、より高い段差地を踏破することが可能になる。
　例えば、図１８のＢに示されるように、全方向車輪１２ｈが回転体５１ｈの回転軸方向に移動して、段差２９１を踏破する場合、回転フレーム２８１のスライド部２８１Ｂが、段差２９１に当接する。この場合、スライド部２８１Ｂがスライドしなければ、回転フレーム２８１により、全方向車輪１２ｈの段差２９１の踏破が阻害されるおそれがある。
　これに対して、スライド部２８１Ｂが回転体５１ｈの回転軸方向にスライドすることにより、固定部２８１Ａとスライド部２８１Ｂとの間に段差が生じる。この段差を利用することにより、段差２９１に対する全方向車輪１２ｈの踏破性が向上する。
　　＜全方向車輪１２の第９の実施の形態＞
　図１９は、全方向車輪１２の第９の実施の形態である全方向車輪１２ｉの構成例を模式的に示している。
　全方向車輪１２ｉは、回転体５１ｉを備える。回転体５１ｉは、フレーム３０１、車輪ユニット３０２ｂ、２個の車輪ユニット３０２ｓ、及び、モータユニット３０３を備える。モータユニット３０３は、図９の全方向車輪１２ｂと同様に、フレーム３０１内に挿入されている。
　全方向車輪１２ｉは、車輪ユニット３０２ｂの球帯状車輪３１１ｂと、車輪ユニット３０２ｓの球帯状車輪３１１ｓとの大きさが異なる点が、他の全方向車輪１２と異なる。
　具体的には、球帯状車輪３１１ｂと球帯状車輪３１１ｓは、同じ仮想球面を構成する。すなわち、球帯状車輪３１１ｂの接地面と各球帯状車輪３１１ｓの接地面により、１つの仮想球面が規定される。従って、球帯状車輪３１１ｂの直径と球帯状車輪３１１ｓの直径とは、同じ長さである。また、球帯状車輪３１１ｂの上面の直径と球帯状車輪３１１ｓの上面の直径とは、同じ長さである。
　一方、球帯状車輪３１１ｂの下面の方が、球帯状車輪３１１ｓの下面より大きい。すなわち、球帯状車輪３１１ｂの下面の直径の方が、球帯状車輪３１１ｓの下面の直径より長い。また、球帯状車輪３１１ｂの接地面（側面）の方が、球帯状車輪３１１ｓの接地面（側面）より高い。すなわち、球帯状車輪３１１ｂの接地面と球帯状車輪３１１ｓの接地面とは、同じ仮想球面から切り取られた形状を有しているが、切り取られる幅（球帯の高さ）が異なる。
　従って、回転体５１ｉの回転軸方向において、球帯状車輪３１１ｂの下面の幅（＝下面の直径）の方が、球帯状車輪３１１ｓの下面の幅（＝下面の直径）より長くなる。これにより、回転体５１ｉの回転軸方向において、車輪ユニット３０２ｂの球帯状車輪３１１ｂの下面と車輪ユニット３０２ｓの球帯状車輪３１１ｓの下面との間に段差が形成される。例えば、この段差を利用することにより、全方向車輪１２ｉの段差踏破性が向上する。
　なお、全方向車輪１２ｉでは、上述した全方向車輪１２ｆと異なり、回転体５１ｉの接地点の不連続移動は発生しない。従って、全方向車輪１２ｉでは、全方向車輪１２ｆと異なり、回転体５１ｉの回転角等に基づく回転速度制御が不要になる。
　なお、全ての球帯状車輪３１１の下面の大きさを異ならせるようにしてもよい。すなわち、全ての球帯状車輪３１１の下面の直径の長さを異ならせるようにしてもよい。
　　＜全方向車輪１２の第１０の実施の形態＞
　図２０は、全方向車輪１２の第１０の実施の形態である全方向車輪１２ｋの構成例を模式的に示している。図２０のＡは、回転軸（モータユニット４０１のシャフト４０１Ａ）に平行な方向から見た場合の全方向車輪１２ｋの各部品の位置関係を模式的に示している。図２０のＢは、回転軸（モータユニット４０１のシャフト４０１Ａ）に垂直な方向から見た場合の全方向車輪１２ｋの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図２０のＢでは、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット４１１が、回転フレーム４１２の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。また、図中、図２等の全方向車輪１２ａと対応する部分には同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｋは、回転体５１ｋ、モータユニット４０１、カム４０２、及び、２個の支持フレーム４０３を備える。回転体５１ｋは、３個の車輪ユニット４１１、回転フレーム４１２、及び、３個の直動機構４１３を備える。車輪ユニット４１１は、図３の車輪ユニット６２と同様の構成に加えて、２個のローラ４２１を備える。
　略円柱状の回転フレーム４１２は、図２０のＢ内の左側の支持フレーム４０３にモータユニット４０１のシャフト４０１Ａを中心に回転可能に支持されている。略円柱状のカム４０２は、図２０のＢ内の右側の支持フレーム４０３に固定され、回転しない。回転フレーム４１２の直径とカム４０２の直径とは略同じ長さであり、回転体５１ｋの回転軸方向に並ぶように配置されている。
　回転フレーム４１２の内部とカム４０２の内部とは空洞になっており、モータユニット４０１が挿入されている。モータユニット４０１の先端には、シャフト４０１Ａが形成されており、シャフト４０１Ａは、回転フレーム４１２に接続されている。モータユニット４０１の末端は、図２０のＢ内の右側の支持フレーム４０３に固定されている。モータユニット４０１は、シャフト４０１Ａのみが回転する。カム４０２の先端（回転フレーム４１２側）には、周方向に２か所の突起部４０２Ａが形成されている。
　各車輪ユニット４１１は、図２等の全方向車輪１２ａの車輪ユニット６２と同様に、回転フレーム４１２の側面において、周方向に等間隔に配置されている。ただし、各車輪ユニット４１１は、直動機構４１３を介して、回転フレーム４１２の側面に垂直な方向にスライドできるように、回転フレーム４１２の側面に設置されている。
　各車輪ユニット４１１の下面付近において、２個のローラ４２１が、カム４０２の突起部４０２Ａに対応する位置に、回転体５１ｋの回転軸に垂直な方向に間隔を空けて配置されている。
　モータユニット４０１のシャフト４０１Ａが回転すると、回転体５１ｋが、回転軸（シャフト４０１Ａ）を中心にして回転する。このとき、回転体５１ｋに設けられている各車輪ユニット４１１のローラ４２１も、回転体５１ｋの回転軸を中心にして、回転軸の周囲を回転する。一方、カム４０２は、シャフト４０１Ａとともに回転せずに、静止したままである。
　従って、回転体５１ｋが回転する間に、シャフト４０１Ａの各突起部４０２Ａに対する各車輪ユニット４１１のローラ４２１の相対位置が変化する。そして、ローラ４２１が、カム４０２の突起部４０２Ａに当接したとき、当該ローラ４２１を含む車輪ユニット４１１が、回転フレーム４１２の側面に垂直な方向に、回転フレーム４１２の側面から離れるようにスライドする。
　これにより、スライドした車輪ユニット４１１の球帯状車輪７１の下面と、隣接する車輪ユニット４１１の球帯状車輪７１の下面との間に段差が形成される。この段差を利用することにより、全方向車輪１２ｋの段差踏破性が向上する。
　なお、スライドした車輪ユニット４１１は、ローラ４２１がカム４０２の突起部４０２Ａから離れると、回転フレーム４１２の側面に垂直な方向に、回転フレーム４１２の側面に接近するようにスライドし、元の位置に戻る。
　このように、各車輪ユニット４１１が、回転体５１ｋの回転角に応じて、回転フレーム４１２の側面に垂直な方向にスライドする。
　なお、全方向車輪１２ｋでは、各車輪ユニット４１１間において、段差を生じさせることが可能である。従って、回転体５１ｇが１回転する間に、３か所の段差が発生しうるため、段差踏破性がより向上する。例えば、全方向車輪１２ｋが、より迅速に段差地を踏破することが可能になる。
　また、全方向車輪１２ｋでは、上述した全方向車輪１２ｆと異なり、回転体５１ｉの接地点の不連続移動が発生しない。従って、全方向車輪１２ｋでは、全方向車輪１２ｆと異なり、回転体５１ｋの回転角等に基づく回転速度制御が不要になる。
　さらに、例えば、全方向車輪１２ｋにおいて、直動機構４１３以外の方法により、各車輪ユニット４１１が、回転フレーム４１２の側面に垂直な方向に変位できるようにしてもよい。
　＜＜３．第２の実施の形態＞＞
　次に、図２１を参照して、本技術の第２の実施の形態について説明する。
　図２１は、本技術を適用した移動体５０１の底面図を模式的に示している。
　移動体５０１は、円形の底面５１１を備えている。また、３つの全方向車輪１２が、底面５１１の外周に沿って、互いに１２０度の間隔を空けて配置されている。全方向車輪１２は、上述したいずれの実施の形態の全方向車輪１２でもよい。
　各全方向車輪１２の回転体５１の回転軸は、互いに異なる方向を向いている。具体的には、各全方向車輪１２の回転体５１の回転軸は、互いに１２０度ずつ異なる方向を向いている。
　このように、回転体の回転軸の方向が異なる全方向車輪１２を少なくとも３つ備えることにより、移動体５０１は、静止状態でも転倒せずに、全方向に移動することが可能になる。
　＜＜４．第３の実施の形態＞＞
　次に、図２２乃至図２４を参照して、本技術の第３の実施の形態について説明する。
　全方向車輪１２は、例えば、４以上の脚を備える脚式ロボットに適用できる。脚式ロボットとは、脚を地面から離したり、地面に着けたりしながら移動することが可能なロボットである。
　図２２は、本技術を適用した脚式ロボットである移動体６０１の外観の構成例を示す斜視図である。
　移動体６０１は、胴体６１１、並びに、左前脚６１２ＦＬ、中前脚６１２ＦＭ、右前脚６１２ＦＲ、左後脚６１２ＨＬ、中後脚６１２ＨＭ、及び、右後脚６１２ＨＲを備える。
　胴体６１１は、直方体に近い形状を有している。胴体６１１の前方には、左前脚６１２ＦＬ、中前脚６１２ＦＭ、及び、右前脚６１２ＦＲの３本の前脚が左右に並ぶように配置されている。胴体６１１の後方には、左後脚６１２ＨＬ、中後脚６１２ＨＭ、及び、右後脚６１２ＨＲの３本の後脚が左右に並ぶように配置されている。
　左前脚６１２ＦＬは、胴体６１１の左側面の前端付近に、左右に延びる軸６２１ＦＬを中心にピッチ方向（上下方向）に回転可能に接続されている。左前脚６１２ＦＬは、矢印６２２ＦＬで示されるように、伸縮可能である。左前脚６１２ＦＬの先端には左前輪６１３ＦＬが設けられている。
　中前脚６１２ＦＭは、胴体６１１の前面の中央付近に、左右に延びる軸６２１ＦＭを中心にピッチ方向に回転可能に接続されている。中前脚６１２ＦＭは、矢印６２２ＦＭで示されるように、伸縮可能である。中前脚６１２ＦＭの先端には中前輪６１３ＦＭが設けられている。
　右前脚６１２ＦＲは、胴体６１１の右側面の前端付近に、左右に延びる軸６２１ＦＲを中心にピッチ方向に回転可能に接続されている。右前脚６１２ＦＲは、矢印６２２ＦＲで示されるように、伸縮可能である。右前脚６１２ＦＲの先端には右前輪６１３ＦＲが設けられている。
　左後脚６１２ＨＬは、胴体６１１の左側面の後端付近に、左右に延びる軸６２１ＨＬを中心にピッチ方向に回転可能に接続されている。左後脚６１２ＨＬは、矢印６２２ＨＬで示されるように、伸縮可能である。左後脚６１２ＨＬの先端には左後輪６１３ＨＬが設けられている。
　中後脚６１２ＨＭは、胴体６１１の後面の中央付近に、左右に延びる軸６２１ＨＭを中心にピッチ方向に回転可能に接続されている。中後脚６１２ＨＭは、矢印６２２ＨＭで示されるように、伸縮可能である。中後脚６１２ＨＭの先端には中後輪６１３ＨＭが設けられている。
　右後脚６１２ＨＲは、胴体６１１の右側面の後端付近に、左右に延びる軸６２１ＨＲを中心にピッチ方向に回転可能に接続されている。右後脚６１２ＨＲは、矢印６２２ＨＲで示されるように、伸縮可能である。右後脚６１２ＨＲの先端には右後輪６１３ＨＲが設けられている。
　なお、以下、左前脚６１２ＦＬ、中前脚６１２ＦＭ、右前脚６１２ＦＲ、左後脚６１２ＨＬ、中後脚６１２ＨＭ、及び、右後脚６１２ＨＲを個々に区別する必要がない場合、単に脚６１２と称する。以下、左前輪６１３ＦＬ、中前輪６１３ＦＭ、右前輪６１３ＦＲ、左後輪６１３ＨＬ、中後輪６１３ＨＭ、及び、右後輪６１３ＨＲを個々に区別する必要がない場合、単に車輪６１３と称する。
　例えば、各車輪６１３のうち１つ以上に、上述したいずれかの実施の形態の全方向車輪１２を用いることが可能である。換言すれば、移動体６０１の脚６１２のうち１脚以上に、全方向車輪１２を用いることが可能である。これにより、移動体６０１の旋回性能が向上する。
　例えば、移動体６０１の四隅に配置されている左前輪６１３ＦＬ、右前輪６１３ＦＲ、左後輪６１３ＨＬ、及び、右後輪６１３ＨＲに、上述した全方向車輪１２が用いられる。この場合、中前輪６１３ＦＭ及び中後輪６１３ＨＭは、必ずしも全方向車輪である必要はない。
　例えば、移動体６０１の四隅に配置されている左前輪６１３ＦＬ、右前輪６１３ＦＲ、左後輪６１３ＨＬ、及び、右後輪６１３ＨＲに、ピッチ方向に回転する駆動輪を用い、中前輪６１３ＦＭ及び中後輪６１３ＨＭに、上述した全方向車輪１２を用いられる。
　なお、移動体６０１の脚６１２のいくつかが地面から離れ、接地している車輪６１３の数が減少した場合、車輪６１３を構成する全方向車輪１２の球帯状車輪が受動輪であるため、移動体６０１の移動方向が不安定となるおそれがある。これに対して、全方向車輪１２において、球帯状車輪に対して作用するブレーキ機構を設けることにより、移動体６０１の移動方向を安定させることが考えられる。
　　＜全方向車輪１２の第１１の実施の形態＞
　図２３は、全方向車輪１２の第１１の実施の形態である全方向車輪１２ｍの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図２３では、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット６５１が、回転フレーム（不図示）の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。また、図中、図２等の全方向車輪１２ａと対応する部分には、同じ符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｍは、回転体５１ａの代わりに回転体５１ｍを備える点が、全方向車輪１２ａと異なる。回転体５１ｍは、車輪ユニット６２の代わりに車輪ユニット６５１を備え、ブレーキ６５２が追加されている点が、回転体５１ａと異なる。車輪ユニット６５１は、球帯状車輪７１の代わりに球帯状車輪６６１を備える点が、車輪ユニット６２と異なる。球帯状車輪６６１は、下面から突出するリング状の突起部６６１Ａが形成されている点が、球帯状車輪７１と異なる。
　例えば、ブレーキ６５２は、矢印の方向（回転体５１ｍの回転軸方向）にスライドすることにより、各球帯状車輪６６１の突起部６６１Ａの側面に当接したり、各球帯状車輪６６１の突起部６６１Ａの側面から離れたりする。そして、ブレーキ６５２が、各球帯状車輪６６１の突起部６６１Ａの側面に当接することにより、各球帯状車輪６６１の回転が一度に停止する。
　従って、全方向車輪１２ｍを移動体６０１に用いることにより、いくつかの脚６１２が地面から離れても、移動体６０１の移動方向が安定する。
　　＜全方向車輪１２の第１２の実施の形態＞
　図２４は、全方向車輪１２の第１２の実施の形態である全方向車輪１２ｎの各部品の位置関係を模式的に示している。なお、図２４では、各部品の位置関係を分かりやすくするために、各車輪ユニット６５１が、回転フレーム（不図示）の側面において周方向に１８０度の間隔で配置されているように図示されているが、実際には１２０度の間隔で配置されている。また、図中、図２３の全方向車輪１２ｎと対応する部分には、同じ符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　全方向車輪１２ｎは、回転体５１ｍの代わりに回転体５１ｎを備える点が、全方向車輪１２ｍと異なる。回転体５１ｎは、ブレーキ６８１の代わりに、ブレーキ６８１、Ｕ字型の板バネ６８２、及び、ローラ６８３を備える点が、回転体５１ｍと異なる。
　板バネ６８２の２つの側面６８２Ａは、各球帯状車輪６６１の突起部６６１Ａにそれぞれ対向している。板バネ６８２の底面６８２Ｂは、ブレーキ６８１に対向している。板バネ６８２の各角部は、ローラ６８３によりそれぞれ支持されている。
　ブレーキ６８１は、矢印で示されるように、回転体５１ｎの回転軸方向（板バネ６８２の底面６８２Ｂに垂直な方向）にスライドすることが可能であり、底面６８２Ｂに当接したり、底面６８２Ｂから離れたりすることが可能である。
　図２４のＡに示されるように、ブレーキ６８１が板バネ６８２の底面６８２Ｂから離れている場合、板バネ６８２の各側面６８２Ａは、各球帯状車輪６６１の突起部６６１Ａから離れた状態になる。一方、図２４のＢに示されるように、ブレーキ６８１が板バネ６８２の底面６８２Ｂに当接し、底面６８２Ｂを押し込むことにより、板バネ６８２の各側面６８２Ａの先端が開く。これにより、板バネ６８２の各側面６８２Ａが、各球帯状車輪６６１の突起部６６１Ａに当接し、各球帯状車輪６６１の回転が一度に停止する。
　従って、全方向車輪１２ｎを移動体６０１に用いることにより、いくつかの脚６１２が地面から離れても、移動体６０１の移動方向が安定する。
　＜＜５．適用例＞＞
　次に、上述した全方向車輪１２の適用例について説明する。
　例えば、全方向車輪１２は、移動体全般に適用することが可能である。
　例えば、全方向車輪１２を用いることにより、移動体の機動性が向上する。すなわち、移動体が、旋回せずにコンパクトに各方向に移動することが可能になる。
　例えば、全方向車輪１２を用いることにより、移動体が低振動化する。すなわち、全方向車輪１２の振動が小さいため、移動体の振動が小さくなる。これにより、移動体のネジの緩みが抑制されたり、移動体に搭乗するユーザの快適性が向上したり、移動体が保持又は搬送する物体へのダメージが抑制されたりすることができる。
　例えば、全方向車輪１２を用いることにより、メカナムホイール、オムニホイール、及び、オムニボールを用いるよりも、移動体の段差踏破性が高くなる。
　例えば、全方向車輪１２は、メカナムホイールやオムニホイールよりも接地面積が大きくなるため、耐衝撃性が高く、走行面（地面）に与えるダメージも低減できる。
　なお、インホイールモータ型の全方向車輪１２を用いた方が、移動体への設置や配線が容易になる。
　以下、全方向車輪１２を適用可能な移動体の具体例について説明する。
　例えば、全方向車輪１２は、全方向に移動可能な４脚ロボットに適用できる。これにより、４脚ロボットの耐衝撃性が向上する。
　例えば、全方向車輪１２は、モバイルマニピュレータに適用できる。例えば、モバイルマニピュレータは、手先で物を持ったり、カメラを搭載したりしているため、全方向車輪１２の低振動性が有効である。
　例えば、全方向車輪１２は、撮影用台車に適用できる。例えば、カメラの手振れ等を抑制するために、全方向車輪１２の低振動性が有効である。撮影用台車は、様々な撮影シーンに対応するため、全方向に移動できることが望まれるため、全方向車輪１２の機動性が有効である。撮影用台車は、配線等の段差のある場所を移動したり、演者からの落下物に引っかかったりすることが想定されるため、全方向車輪１２の段差踏破性が有効である。
　例えば、全方向車輪１２は、医療用台車に適用できる。医療用台車は、精密機械が載置されるため、全方向車輪１２の低振動性が有効である。手術室は狭く、状況に応じて様々な方向に移動することが想定されるため、全方向車輪１２の機動性が有効である。手術室では、多数の配線が床をはっているため、全方向車輪１２の段差踏破性が有効である。
　例えば、全方向車輪１２は、農作物を収穫し、運搬する収穫ロボットに適用できる。例えば、収穫物にダメージを与えないようにするために、全方向車輪１２の低振動性が有効である。狭い畑では、全方向車輪１２の機動性が有効である。地面が土である場合、メカナムホイールやオムニホイールでは、地面が削られてしまうおそれがあるが、全方向車輪１２は、それを抑制することができる。
　例えば、全方向車輪１２は、ユーザが搭乗する車両全般に適用できる。これにより、ユーザの快適性、並びに、車両の機動性及び段差踏破性が向上する。車両の耐衝撃性が向上し、壊れにくくなる。例えば、全方向車輪１２は、ゴルフカート等とも相性が良い。
　例えば、全方向車輪１２は、エンタテイメントロボットに適用できる。エンタテイメントロボットは、ネジが緩むと、動きが制限されるため、全方向車輪１２の低振動性が有効である。また、図２１の移動体５０１のように、３方向に全方向車輪１２を配置することにより、エンタテイメントロボットの低価格化、軽量化、小型化が実現できる。
　例えば、全方向車輪１２は、倉庫内の搬送ロボットに適用できる。例えば、搬送中の製品を保護するために、全方向車輪１２の低振動性が有効である。例えば、方向転換や工程効率を重視した狭い通路が存在する倉庫内において、全方向車輪１２の機動性が有効である。
　例えば、全方向車輪１２は、測量ロボットに適用できる。空間をスキャンする測量ロボットは、低振動で様々な方向に自由に移動することが望まれるため、全方向車輪１２の低振動性及び機動性が有効である。
　例えば、全方向車輪１２は、店内の販売用又は搬送用のロボットに適用できる。例えば、販売中又は搬送中の商品を保護するために、全方向車輪１２の低振動性が有効である。例えば、ロボットが、狭い店内を旋回せずに移動することが可能になる。
　例えば、全方向車輪１２は、救助用等の人荷物搬送ロボットに適用できる。これにより、搬送中の人に振動が伝わることが抑制される。また、人荷物搬送ロボットが、様々な地形の場所を移動することが可能になる。
　例えば、全方向車輪１２は、人介護ロボットに適用できる。例えば、被介護者は、手を繋いで歩行を誘導される場合、振動が大きいと抵抗を感じやすいため、全方向車輪１２の低振動性が有効である。例えば、人介護ロボットが配線や落下物等に引っかかって転倒すると、被介護者が危険であるため、全方向車輪１２の段差踏破性が有効である。
　＜＜６．変形例＞＞
　以下、上述した本技術の実施の形態の変形例について説明する。
　例えば、全方向車輪１２に４以上の車輪ユニットを設けるようにしてもよい。すなわち、全方向車輪の回転フレームの側面の周方向に、回転体の回転軸を囲むように、２以上の車輪ユニットを配置するようにしてもよい。これにより、各車輪ユニットを構成する球帯状車輪が小型化され、回転しやすくなる。これは、特に、車両等の大きな移動体に全方向車輪１２を用いる場合に有効である。また、インラインモータ型の全方向車輪１２の場合、モータユニットのサイズを大きくすることが可能である。
　例えば、球帯状車輪のグリップ性能を向上させるために、球帯状車輪の接地面に溝を形成する等の表面加工が行われるようにしてもよい。
　＜＜７．その他＞＞
　さらに、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
　　＜構成の組み合わせ例＞
　本技術は、以下のような構成をとることもできる。
（１）
　第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備える全方向車輪を少なくとも１つ備え、
　前記回転体は、
　　前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、
　　前記回転フレームの側面において周方向に配置されている３以上の車輪ユニットと
　を備え、
　前記車輪ユニットは、
　　前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、
　　前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪と
　を備える移動体。
（２）
　前記回転フレームが、少なくとも２つの前記第１の車輪の前記接地面により規定される仮想の球面より小さい
　（１）に記載の移動体。
（３）
　前記回転フレームの表面の摩擦係数が、０．５以下である
　（１）又は（２）に記載の移動体。
（４）
　少なくとも一部が前記回転フレーム内に収納され、前記第１の回転軸を中心に前記回転体を回転させるモータユニットを
　さらに備える（１）乃至（３）のいずれかに記載の移動体。
（５）
　少なくとも２つの前記第１の車輪の前記接地面により規定される仮想の球面から前記第１の回転軸方向にはみ出す部分であって、前記回転体とともに回転しない部分の前記第１の回転軸に垂直な方向の幅が、前記仮想の球面の直径の１／３以下である
　（４）に記載の移動体。
（６）
　前記回転フレームは、前記第１の回転軸方向において、前記回転体の前記第１の回転軸方向の中心を挟む第１の位置及び第２の位置において回転可能に支持されている
　（４）又は（５）に記載の移動体。
（７）
　前記回転フレームの前記第１の回転軸方向の少なくとも一方の端部において、前記回転フレームが先細りになるように傾斜する傾斜部が形成されている
　（１）乃至（６）のいずれかに記載の移動体。
（８）
　前記第１の回転軸に対する前記傾斜部の傾きが２５度から５０度の範囲内である
　（７）に記載の移動体。
（９）
　前記傾斜部の表面がスパイラル構造になっている
　（７）又は（８）に記載の移動体。
（９）
　前記傾斜部の表面に複数の補助車輪が設けられている
　（７）又は（８）に記載の移動体。
（１０）
　前記全方向車輪は、各前記車輪ユニットの前記第１の車輪の回転を一度に停止させるブレーキ機構をさらに備える
　（１）乃至（９）のいずれかに記載の移動体。
（１１）
　少なくとも１つの前記第１の車輪の前記第１の回転軸方向の位置が、他の前記第１の車輪の前記第１の回転軸方向の位置と異なる
　（１）乃至（１０）のいずれかに記載の移動体。
（１２）
　前記回転体の回転角に基づいて、前記回転体の回転速度を制御する制御部を
　さらに備える（１１）に記載の移動体。
（１３）
　各前記第１の車輪の前記接地面により仮想の球面が規定され、
　少なくとも１つの前記第１の車輪の前記回転フレーム側の面の大きさが、他の前記第１の車輪の前記回転フレーム側の面の大きさと異なる
　（１）乃至（１０）のいずれかに記載の移動体。
（１４）
　少なくとも１つの前記車輪ユニットが、前記第１の回転軸方向にスライド可能である
　（１）乃至（１０）のいずれかに記載の移動体。
（１５）
　少なくとも１つの前記車輪ユニットが、前記回転フレームの一部とともに前記第１の回転軸方向にスライド可能である
　（１４）に記載の移動体。
（１６）
　前記第１の回転軸を中心とする前記回転体の回転角に応じて、前記車輪ユニットが前記回転フレームの側面に垂直な方向に変位する
　（１）乃至（１０）のいずれかに記載の移動体。
（１７）
　前記第１の車輪の前記回転フレーム側の面の外周付近の摩擦係数が、前記第１の車輪の素材本来の摩擦係数より大きい
　（１）乃至（１６）のいずれかに記載の移動体。
（１８）
　前記第１の回転軸の向きが互いに異なる前記全方向車輪を少なくとも３つ備える
　（１）乃至（１７）のいずれかに記載の移動体。
（１９）
　４以上の脚を
　さらに備え、
　少なくとも１つの前記脚の先端に前記全方向車輪を備える
　（１）乃至（１８）のいずれかに記載の移動体。
（２０）
　第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備え、
　前記回転体が、
　　前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、
　　前記回転フレームの側面において、前記第１の回転軸を囲むように配置されている３以上の車輪ユニットと
　を備え、
　前記車輪ユニットが、
　　前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、
　　前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪と
　を備える全方向車輪が、前記回転体の回転、前記第１の車輪の回転、及び、前記第２の車輪の回転により移動する
　移動方法。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　１　移動体，　１２，１２ａ乃至１２ｉ，１２ｋ，１２ｍ，１２ｎ　全方向車輪，　１３　モータユニット，　１７　制御部，　５１，５１ａ乃至５１ｉ，５１ｋ，５１ｍ，５１ｎ　回転体，　６１　回転フレーム，　６１Ｂ　傾斜部，　６２，６２ａ，６２ｂ　車輪ユニット，　６３　シャフト，　７１　球帯状車輪，　７１Ａ　接地面，　７１Ｂ　貫通孔，　７１Ｃ　外周部，　７２　小車輪，　１１１　回転フレーム，　１１１Ａ　傾斜部，　１１１Ｂ　シャフト，　１１１Ｃ　収納部，　１１１Ｄ　溝，　１１２　モータユニット，　１１２Ｂ　シャフト，　１６１　　回転フレーム，　１６１Ａ　傾斜部，　２０１　回転フレーム，　２０１Ａ　傾斜部，　２０２　補助車輪，　２２１　回転フレーム，　２２１Ａ　傾斜部，　２２２　補助車輪，　２５１　車輪ユニット，　２６１　スライド機構，　２８１　回転フレーム，　２８１Ａ　固定部，　２８１Ｂ　スライド部，　３０１　フレーム，　３０２ｂ，３０２ｓ　車輪ユニット，　３０３　モータユニット，　３１１，３１１ｂ，３１１ｓ　球帯状車輪，　３３１　フレーム，　３３２　モータユニット，　３３２Ｂ　シャフト，　４０１　モータユニット，　４０１Ａ　シャフト，　４０２　カム，　４０２Ａ　突起部，　４０３　支持フレーム，　４１１　車輪ユニット，　４１２　回転フレーム，　４１３　直動機構，　５０１　移動体，　６０１　移動体，　６５１　車輪ユニット，　６５２　ブレーキ，　６６１　球帯状車輪，　６６１Ａ　突起部，　６８１　ブレーキ，　６８２　板バネ

Claims (20)

  1. 　第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備える全方向車輪を少なくとも１つ備え、
    　前記回転体は、
    　　前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、
    　　前記回転フレームの側面において周方向に配置されている３以上の車輪ユニットと
    　を備え、
    　前記車輪ユニットは、
    　　前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、
    　　前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪と
    　を備える移動体。
  2. 　前記回転フレームが、少なくとも２つの前記第１の車輪の前記接地面により規定される仮想の球面より小さい
    　請求項１に記載の移動体。
  3. 　前記回転フレームの表面の摩擦係数が、０．５以下である
    　請求項１に記載の移動体。
  4. 　少なくとも一部が前記回転フレーム内に収納され、前記第１の回転軸を中心に前記回転体を回転させるモータユニットを
    　さらに備える請求項１に記載の移動体。
  5. 　少なくとも２つの前記第１の車輪の前記接地面により規定される仮想の球面から前記第１の回転軸方向にはみ出す部分であって、前記回転体とともに回転しない部分の前記第１の回転軸に垂直な方向の幅が、前記仮想の球面の直径の１／３以下である
    　請求項４に記載の移動体。
  6. 　前記回転フレームは、前記第１の回転軸方向において、前記回転体の前記第１の回転軸方向の中心を挟む第１の位置及び第２の位置において回転可能に支持されている
    　請求項４に記載の移動体。
  7. 　前記回転フレームの前記第１の回転軸方向の少なくとも一方の端部において、前記回転フレームが先細りになるように傾斜する傾斜部が形成されている
    　請求項１に記載の移動体。
  8. 　前記第１の回転軸に対する前記傾斜部の傾きが２５度から５０度の範囲内である
    　請求項７に記載の移動体。
  9. 　前記傾斜部の表面に複数の補助車輪が設けられている
    　請求項７に記載の移動体。
  10. 　前記全方向車輪は、各前記車輪ユニットの前記第１の車輪の回転を一度に停止させるブレーキ機構をさらに備える
    　請求項１に記載の移動体。
  11. 　少なくとも１つの前記第１の車輪の前記第１の回転軸方向の位置が、他の前記第１の車輪の前記第１の回転軸方向の位置と異なる
    　請求項１に記載の移動体。
  12. 　前記回転体の回転角に基づいて、前記回転体の回転速度を制御する制御部を
    　さらに備える請求項１１に記載の移動体。
  13. 　各前記第１の車輪の前記接地面により仮想の球面が規定され、
    　少なくとも１つの前記第１の車輪の前記回転フレーム側の面の大きさが、他の前記第１の車輪の前記回転フレーム側の面の大きさと異なる
    　請求項１に記載の移動体。
  14. 　少なくとも１つの前記車輪ユニットが、前記第１の回転軸方向にスライド可能である
    　請求項１に記載の移動体。
  15. 　少なくとも１つの前記車輪ユニットが、前記回転フレームの一部とともに前記第１の回転軸方向にスライド可能である
    　請求項１４に記載の移動体。
  16. 　前記第１の回転軸を中心とする前記回転体の回転角に応じて、前記車輪ユニットが前記回転フレームの側面に垂直な方向に変位する
    　請求項１に記載の移動体。
  17. 　前記第１の車輪の前記回転フレーム側の面の外周付近の摩擦係数が、前記第１の車輪の素材本来の摩擦係数より大きい
    　請求項１に記載の移動体。
  18. 　前記第１の回転軸の向きが互いに異なる前記全方向車輪を少なくとも３つ備える
    　請求項１に記載の移動体。
  19. 　４以上の脚を
    　さらに備え、
    　少なくとも１つの前記脚の先端に前記全方向車輪を備える
    　請求項１に記載の移動体。
  20. 　第１の回転軸を中心に回転可能な回転体を備え、
    　前記回転体が、
    　　前記第１の回転軸を中心に回転可能な回転フレームと、
    　　前記回転フレームの側面において、前記第１の回転軸を囲むように配置されている３以上の車輪ユニットと
    　を備え、
    　前記車輪ユニットが、
    　　前記第１の回転軸及び前記回転フレームの側面に直交する第２の回転軸を中心に回転可能であり、球帯状の接地面を備え、頂部に開口部が形成されている第１の車輪と、
    　　前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記第１の車輪の前記開口部から露出する接地面を備える第２の車輪と
    　を備える全方向車輪が、前記回転体の回転、前記第１の車輪の回転、及び、前記第２の車輪の回転により移動する
    　移動方法。
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