JP2001055156A - Omni-directional moving vehicle - Google Patents
Omni-directional moving vehicleInfo
- Publication number
- JP2001055156A JP2001055156A JP11239069A JP23906999A JP2001055156A JP 2001055156 A JP2001055156 A JP 2001055156A JP 11239069 A JP11239069 A JP 11239069A JP 23906999 A JP23906999 A JP 23906999A JP 2001055156 A JP2001055156 A JP 2001055156A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball wheel
- ring
- brake shoe
- contact
- brake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はボールホイールを用
いた全方向走行可能な全方向移動車に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an omnidirectional vehicle using a ball wheel which can travel in all directions.
【0002】[0002]
【従来の技術】全方向移動が可能な電動自在椅子とし
て、図10に示す駆動手段3を用いたものが提案されて
いる。この駆動手段3は、ボールホイール11と、ボー
ルホイール11の外周に配したリング30と、リング3
0の内周側に取り付けられた複数個のローラ31と、ボ
ールホイール11の上面に接触する支持ローラ32と、
上記リング30をその軸回りに回転させるモータ33と
からなるもので、その軸方向がリング30の軸方向と直
交している複数個のローラ31がボールホイール11表
面の大円に接している。図中34はモータ33からリン
グ30への回転伝達のためのギアである。2. Description of the Related Art There has been proposed an electric universal chair capable of moving in all directions using a driving means 3 shown in FIG. The driving means 3 includes a ball wheel 11, a ring 30 disposed on the outer periphery of the ball wheel 11,
A plurality of rollers 31 attached to the inner peripheral side of the ball wheel 11, a support roller 32 that contacts the upper surface of the ball wheel 11,
A motor 33 rotates the ring 30 around its axis. A plurality of rollers 31 whose axial direction is orthogonal to the axial direction of the ring 30 are in contact with a great circle on the surface of the ball wheel 11. In the figure, reference numeral 34 denotes a gear for transmitting rotation from the motor 33 to the ring 30.
【0003】支持ローラ32とローラ31とによってリ
ング30の回転平面と平行な軸の回りの回転(転がり)
が自在とされているボールホイール11は、リング30
の軸回り回転がローラ31を介して摩擦力で伝達されて
リング30の軸を中心とする回転を行う。ここにおい
て、リング30は水平面から少し傾けていることから、
ボールホイール11の上記回転で推進力が生じる。[0003] The rotation (rolling) of the ring 30 around an axis parallel to the rotation plane of the ring 30 by the support roller 32 and the roller 31.
The ball wheel 11, which is freely movable, has a ring 30.
Of the ring 30 is transmitted by a frictional force via the roller 31 to perform rotation about the axis of the ring 30. Here, since the ring 30 is slightly inclined from the horizontal plane,
Propulsion is generated by the rotation of the ball wheel 11.
【0004】このような駆動手段3を少なくとも3つ備
えたものにおいては、各駆動手段3の駆動力のベクトル
が合成される方向に進むことになり、従って進行方向の
ベクトルから逆に各駆動手段3による駆動力を求めて各
駆動手段3を個別に制御駆動する制御手段を設けて、ボ
ールホイール11の回転方向及び回転速度を制御するこ
とによって、前後左右及び斜めの全方向移動及びその場
回転が自在となる。In a device having at least three such driving means 3, the driving force of each driving means 3 is advanced in the direction in which the vector of the driving force is synthesized. 3 for controlling the driving direction of the ball wheel 11 by controlling the rotating direction and the rotating speed of the ball wheel 11 by controlling the driving force of the ball wheel 11 individually. Becomes free.
【0005】図11及び図12は上記駆動手段3を4つ
備えた台車1上に座部20と背もたれ部21とが一体に
形成されたシート2及び肘掛4を設けた車椅子としての
全方向移動車を示しており、台車1はベース10の四隅
に上記駆動手段3を夫々備えるとともに、ベース10上
に配したハウジング12内に蓄電池や制御回路等を収納
し、前方側にはフットレスト6を配している。左右の肘
掛4、4は台車1の両側に夫々配した支柱15、15の
各上端に配されたもので、ここにおける支柱15は台車
1の左右に配したガイド体17によって上下にスライド
自在に保持されたものであるとともに、任意位置で固定
することができるもので、肘掛4の高さを調整すること
ができるようになっている。また、片側の肘掛4の前端
部に走行制御用のジョイスティック型操作部5が配され
ている。FIGS. 11 and 12 show an omnidirectional movement as a wheelchair provided with a seat 2 and an armrest 4 in which a seat 20 and a backrest 21 are integrally formed on a trolley 1 provided with four drive means 3 described above. The bogie 1 includes the driving means 3 at four corners of a base 10, and stores a storage battery and a control circuit in a housing 12 arranged on the base 10, and has a footrest 6 on the front side. are doing. The left and right armrests 4, 4 are arranged at the upper ends of the struts 15, 15 arranged on both sides of the cart 1, and the struts 15 are slidable up and down by guide bodies 17 arranged on the left and right sides of the cart 1. It is held and can be fixed at an arbitrary position, so that the height of the armrest 4 can be adjusted. A joystick-type operation unit 5 for traveling control is provided at the front end of the armrest 4 on one side.
【0006】この電動車椅子においては、操作部5によ
る進行方向指示や回転方向指示の操作に応じて、制御回
路が各駆動手段3のボールホイール11の回転を制御す
ることで、任意の方向への走行及び回転が可能となって
いる。In this electric wheelchair, the control circuit controls the rotation of the ball wheel 11 of each driving means 3 in accordance with the operation direction instruction and the rotation direction instruction by the operation section 5, so that the wheelchair can move in any direction. It can run and rotate.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な駆動手段におけるブレーキは、従来、モータの出力軸
に回転について拘束され且つ軸方向にスライド自在とな
ったブレーキプレートと、このブレーキプレートに対向
するブレーキパッドと、ブレーキプレートとブレーキパ
ッドとの接触をばね力及び電磁力で制御するばねとコイ
ルとによって構成していた。Conventionally, a brake in the driving means as described above has a brake plate which is restricted in rotation by an output shaft of a motor and is slidable in the axial direction, and a brake plate facing the brake plate. And a spring and a coil for controlling the contact between the brake plate and the brake pad by a spring force and an electromagnetic force.
【0008】しかし、上記のブレーキであると、次の問
題を有している。すなわち、上記駆動手段はボールホイ
ールへの駆動力伝達をローラとボールホイールとの間の
摩擦力で行っていることから、モータの回転を止める上
記ブレーキでは、摩擦による動力伝達部の滑りの影響が
大きく、全方向移動車についての制動という点で確実な
動きを得ることができない。However, the above-described brake has the following problem. That is, since the driving means transmits the driving force to the ball wheel by the frictional force between the roller and the ball wheel, in the brake for stopping the rotation of the motor, the influence of the slip of the power transmission part due to the friction is exerted. It is not possible to obtain a reliable movement in terms of braking for a vehicle moving in all directions.
【0009】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは確実な制動を得るこ
とができる全方向移動車を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an omnidirectional vehicle capable of obtaining reliable braking.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、転が
り自在に支持されたボールホイールと、ボールホイール
の外周に配されるとともに駆動源によって軸回りに回転
駆動されるリングと、リングに支持されてボールホイー
ルの大円に接する複数個のローラとを備えてリングの回
転が上記ローラを介してボールホイールに伝達される駆
動手段と、少なくとも3個の駆動手段を個別に制御駆動
する制御手段とを備えた全方向移動車において、ボール
ホイールの外面にブレーキシューを接触させるブレーキ
手段を備えていることに特徴を有している。モータに制
動を加えるのではなく、ボールホイールに直接制動を加
えるようにしたものである。According to the present invention, there is provided a ball wheel rotatably supported, a ring disposed on the outer periphery of the ball wheel and rotated around an axis by a drive source, and a ring supported by the ring. A driving means for transmitting the rotation of the ring to the ball wheel via the rollers, and a control means for individually controlling and driving at least three driving means. An omnidirectional vehicle having the following features is provided with a brake means for bringing a brake shoe into contact with the outer surface of the ball wheel. Instead of applying braking to the motor, braking is applied directly to the ball wheel.
【0011】この時のブレーキシューはボールホイール
の支持部と対向する位置に配しておくことが、制動力の
向上の点で好ましい。At this time, it is preferable to dispose the brake shoe at a position facing the support portion of the ball wheel from the viewpoint of improving the braking force.
【0012】また、ブレーキシューはゴム弾性体で形成
しておくことが好ましい。Preferably, the brake shoe is formed of a rubber elastic body.
【0013】ブレーキシューを内周縁がボールホイール
外面に接するリング状としたり、ボールホイール外面に
線接触する帯状としたり、少なくとも2点でボールホイ
ール外面に接する山形をした板状のものとしたりするこ
とも好ましく、さらには支点を持つ梃子にブレーキシュ
ーを設けることも好ましい。[0013] The brake shoe has a ring shape whose inner peripheral edge is in contact with the outer surface of the ball wheel, a band shape which is in line contact with the outer surface of the ball wheel, or a plate-like shape having a mountain shape which contacts the outer surface of the ball wheel at at least two points. It is also preferable to provide a brake shoe on a lever having a fulcrum.
【0014】ブレーキ手段として、ローラもしくはボー
ルホイールを支持するとともに自身が転がり自在となっ
ている支持部材の回転を規制するものを用いたり、上記
リングの内周面にブレーキシューを接触させてリングの
回転を規制するもの、あるいはリングに動力を伝達する
ベルトに接触してベルトに制動を加えるものを用いても
よく、リングの内周面にブレーキシューを接触させるも
のにおいては、ブレーキシューとリングとの接触点から
リングの中心に向かう線と、ブレーキシューにおける上
記接触点での法線とが鋭角をなすようにしておくことが
好ましい。As the braking means, a means for supporting a roller or a ball wheel and for controlling the rotation of a supporting member which is free to roll can be used, or a brake shoe can be brought into contact with the inner peripheral surface of the ring to form the ring. The one that regulates the rotation, or the one that contacts the belt that transmits power to the ring and applies braking to the belt may be used.In the case where the brake shoe contacts the inner peripheral surface of the ring, the brake shoe and the ring It is preferable that a line from the contact point toward the center of the ring and a normal line at the contact point on the brake shoe form an acute angle.
【0015】そして、ブレーキ手段は、ばね付勢で制動
を加えるとともにソレノイドで制動を解除するものを好
適に用いることができ、制御手段としては、走行方向に
応じて各駆動手段におけるブレーキ手段の動作を個別制
御するものを用いるのが好ましい。As the braking means, a means for applying a braking force by a spring and releasing the braking by a solenoid can be suitably used. As the controlling means, the operation of the braking means in each driving means in accordance with the traveling direction can be used. It is preferable to use one that individually controls
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、図1に示す駆動手段3は前記従来
例と同じ基本構成を有するもので、ゴムがライニングさ
れた金属球であるボールホイール11の外周にリング3
0を配置して、リング30に設けた複数個のローラ31
をボールホイール11の大円上に接触させている。ま
た、リング30を支持しているフレーム35にボールホ
イール11の上面に接触する支持ローラ32を取り付け
てあり、さらにフレーム35に上記リング30をその軸
回りに回転させるモータ33を固定してある。なお、ボ
ールホイール11の回転で推進力が生じるように、リン
グ30は水平より傾けて設けているが、これはフレーム
35自体を水平より傾けて設けることで行っている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an example of an embodiment. The driving means 3 shown in FIG. 1 has the same basic structure as that of the above-mentioned conventional example, and has a rubber ball lined metal ball. Ring 3 on the outer periphery of the ball wheel 11
0 and a plurality of rollers 31 provided on the ring 30
Is in contact with the great circle of the ball wheel 11. A support roller 32 that contacts the upper surface of the ball wheel 11 is attached to a frame 35 that supports the ring 30, and a motor 33 that rotates the ring 30 around its axis is fixed to the frame 35. The ring 30 is provided at an angle from the horizontal so that the propulsive force is generated by the rotation of the ball wheel 11, but this is achieved by providing the frame 35 at an angle from the horizontal.
【0017】モータ33によるリング30の回転は、ボ
ールホイール11の大円に接するとともに軸方向がリン
グ30の軸方向と直交しているローラ31からボールホ
イール11に摩擦力によって伝達されるものであり、支
持ローラ32とローラ31とによって2自由度を持つ転
がりが自在に支持されているボールホイール11は、鉛
直軸に対して傾いているリング30の軸を中心とする回
転で接地面に対して推進力を発生する。The rotation of the ring 30 by the motor 33 is transmitted to the ball wheel 11 by frictional force from the roller 31 which is in contact with the great circle of the ball wheel 11 and whose axial direction is orthogonal to the axial direction of the ring 30. The ball wheel 11, which is freely rotatably supported with two degrees of freedom by the support roller 32 and the roller 31, rotates around the axis of the ring 30 inclined with respect to the vertical axis to the ground surface. Generates propulsion.
【0018】この駆動手段3に設けたブレーキ手段7
は、フレーム35に取り付けたソレノイド70と、この
ソレノイド70によってボールホイール11に押し付け
られるブレーキシュー71とからなり、ボールホイール
11に直接制動を加えるものとなっている。また、ここ
ではブレーキシュー71の接触点をボールホイール11
の接地部の反対側である天頂部としてある。全方向移動
車の自重がブレーキシュー71に押されてボールホイー
ル11が動くことを阻止することで、より確実に制動す
ることができるようにしているわけである。ブレーキシ
ュー71としては、制動力の点でゴム弾性体を用いるこ
とが好ましい。The brake means 7 provided in the drive means 3
Consists of a solenoid 70 attached to the frame 35 and a brake shoe 71 pressed against the ball wheel 11 by the solenoid 70, and directly applies braking to the ball wheel 11. Here, the contact point of the brake shoe 71 is
As the zenith which is the opposite side of the ground contact. By preventing the self-weight of the omnidirectional vehicle from being pushed by the brake shoes 71 and the ball wheel 11 moving, braking can be performed more reliably. It is preferable to use a rubber elastic body as the brake shoe 71 in terms of braking force.
【0019】図2に示すように、ボールホイール11の
支持部であるローラ31,32と対向する位置にブレー
キ手段7を配して、ブレーキシュー71がボールホイー
ル11を押す力をローラ31,32が受けるようにして
も、やはり確実な制動を得ることができる。As shown in FIG. 2, the brake means 7 is disposed at a position facing the rollers 31 and 32, which are the support portions of the ball wheel 11, and the force by which the brake shoe 71 pushes the ball wheel 11 is applied to the rollers 31 and 32. Even if it receives, it is still possible to obtain reliable braking.
【0020】図3に示すように、ブレーキシュー71と
して内周縁がボールホイール11外面に接するリング状
のものを用いることも好ましい。ブレーキシュー71と
ボールホイール71とが線接触することになり、確実な
制動力を得ることができる。As shown in FIG. 3, it is also preferable to use a ring-shaped brake shoe 71 whose inner peripheral edge is in contact with the outer surface of the ball wheel 11. The brake shoe 71 and the ball wheel 71 come into line contact, and a reliable braking force can be obtained.
【0021】図4に示すブレーキ手段7は、フレーム3
5に軸73によって支持されたレバー72に少なくとも
2点でボールホイール11外面に接する山形をした板状
のブレーキシュー71を設け、レバー72の自由端を手
動もしくは電動で駆動されるワイヤ74で動かすことに
よって、ブレーキシュー71をボールホイール11に押
し付けることができるようにしている。図中75はワイ
ヤ74の端末の固定部材を兼ねたバンパーである。レバ
ー72が梃子として働くこと、ブレーキシュー71が少
なくとも2点でボールホイール11に接触すること、ブ
レーキシュー71がボールホイール11を押す力をロー
ラ31が受けることなどから、確実で且つ強い制動を行
うことができる。The brake means 7 shown in FIG.
5, a lever 72 supported by a shaft 73 is provided with a plate-shaped brake shoe 71 having a mountain shape in contact with the outer surface of the ball wheel 11 at at least two points, and the free end of the lever 72 is moved by a wire 74 driven manually or electrically. Thus, the brake shoe 71 can be pressed against the ball wheel 11. In the figure, reference numeral 75 denotes a bumper which also serves as a fixing member for the terminal of the wire 74. The lever 72 acts as a lever, the brake shoe 71 contacts the ball wheel 11 at at least two points, and the roller 31 receives a force that pushes the ball wheel 11 by the brake shoe 71, so that reliable and strong braking is performed. be able to.
【0022】図5に更に他例を示す。ここで示したブレ
ーキ手段7は、ロータリーソレノイド76とその出力軸
に取り付けた偏心カム77、そして帯状のブレーキシュ
ー71とからなり、ロータリーソレノイド76で偏心カ
ム77を回転させればブレーキシュー71がボールホイ
ール11側に引き寄せられてボールホイール11に線接
触する。なお、ここでは線接触長さを大きくするため
に、ボールホイール11の大円にブレーキシュー71が
接触するようにしている。ブレーキシュー71がボール
ホイール11を押す力をローラ31が受けることもあっ
て、確実で且つ強い制動を行うことができる。FIG. 5 shows still another example. The brake means 7 shown here comprises a rotary solenoid 76, an eccentric cam 77 attached to its output shaft, and a band-like brake shoe 71. When the rotary solenoid 76 rotates the eccentric cam 77, the brake shoe 71 It is drawn toward the wheel 11 and makes line contact with the ball wheel 11. Here, in order to increase the line contact length, the brake shoe 71 contacts the great circle of the ball wheel 11. Since the roller 31 receives the force of the brake shoe 71 pressing the ball wheel 11, reliable and strong braking can be performed.
【0023】ボールホイール11にブレーキシュー71
を接触させるのではなく、図6に示すように、支持ロー
ラ32にブレーキシュー71を接触させたり、ローラ3
1にブレーキシュー71を接触させたりするものであっ
てもよい。ボールホイール11に直接制動を加える場合
よりも制動力は落ちるが、モータ33の回転に制動を加
える場合よりも確実な制動を得ることができる。また、
ボールホイール11に直接制動を加える場合、床面を転
動するボールホイール11表面への水や油の付着の影響
などでブレーキシュー71とボールホイール11との摩
擦状態が大きく変化して安定したブレーキ力が得られな
いことがあるが、支持ローラ32やローラ31にブレー
キシュー71を接触させる場合、このような事態を招く
おそれが少なく、またブレーキシュー71がボールホイ
ール11を摩耗させてしまうこともない。A brake shoe 71 is mounted on the ball wheel 11.
Instead of contacting the brake shoe 71 with the support roller 32 as shown in FIG.
Alternatively, the brake shoe 71 may be brought into contact with 1. Although the braking force is lower than when braking is directly applied to the ball wheel 11, more reliable braking can be obtained than when braking is applied to the rotation of the motor 33. Also,
When braking is directly applied to the ball wheel 11, the friction state between the brake shoe 71 and the ball wheel 11 changes greatly due to the effect of the adhesion of water or oil to the surface of the ball wheel 11 rolling on the floor, and stable braking is performed. Although force may not be obtained, when the brake shoe 71 is brought into contact with the support roller 32 or the roller 31, such a situation is less likely to occur, and the brake shoe 71 may wear the ball wheel 11. Absent.
【0024】図7に示すものは、フレーム35に軸73
によって中程が支持されたレバー72の一端をソレノイ
ド70に連結するとともに、レバー72の他端にリング
30の内周面に接するブレーキシュー71を設けたもの
であり、ソレノイド70を作動(プランジャーを突出)
させれば、レバー72が回動してブレーキシュー71を
リング30内周面に押し付けるために、制動がなされ
る。ここで、リング30の内周面にブレーキシュー71
を接触させているのは、リング30外周面にブレーキシ
ュー71を接触させる場合よりも、接触面積を大きくす
ることが容易である上に、図示例のように、モータ33
の回転をその出力軸に取り付けたプーリ34とリング3
0外周面とに掛け渡した無端のベルト36で行っている
ものでは、ブレーキシュー71の接触面をリング30の
外周面に設けるにはベルト36を避けて設けなくてはな
らず、これに伴ってリング30を大きくしなくてはなら
ないからであり、さらにはリング30の内周側にブレー
キシュー71とその動作スペースを確保するだけでよ
く、リング30外周側にこれらのスペースを必要としな
いこともあって、全体として小型化を図ることができる
ためである。FIG. 7 shows the frame 35 having a shaft 73 attached thereto.
One end of a lever 72 whose middle is supported by the lever 72 is connected to the solenoid 70, and the other end of the lever 72 is provided with a brake shoe 71 in contact with the inner peripheral surface of the ring 30, and the solenoid 70 is actuated (plunger Project)
Then, the lever 72 is rotated and the brake shoe 71 is pressed against the inner peripheral surface of the ring 30, so that braking is performed. Here, a brake shoe 71 is provided on the inner peripheral surface of the ring 30.
Is easier to make the contact area larger than when the brake shoe 71 is brought into contact with the outer peripheral surface of the ring 30, and also, as shown in FIG.
Pulley 34 and ring 3 attached to its output shaft
In the case where the endless belt 36 is applied to the outer peripheral surface of the ring 30, the contact surface of the brake shoe 71 must be provided avoiding the belt 36 in order to provide the contact surface on the outer peripheral surface of the ring 30. The size of the ring 30 must be increased, and the brake shoe 71 and its operating space need only be secured on the inner peripheral side of the ring 30, and these spaces are not required on the outer peripheral side of the ring 30. This is because the size can be reduced as a whole.
【0025】加えるに、ここではレバー72を二股状の
ものとすることで、2つのブレーキシュー71をリング
30の内周面の異なる位置に接触させることができるよ
うにしているのであるが、この時、ブレーキシュー71
とリング30との接触点からリング30の中心に向かう
線Lと、ブレーキシュー71における上記接触点での法
線Hとが鋭角をなすようにしている。In addition, here, the lever 72 has a forked shape so that the two brake shoes 71 can be brought into contact with different positions on the inner peripheral surface of the ring 30. Time, brake shoe 71
A line L directed from the contact point between the ring shoe 30 and the center of the ring 30 and a normal line H at the contact point of the brake shoe 71 form an acute angle.
【0026】今、リング30が図中の時計回り方向CW
に回転している時、両ブレーキシュー71をリング30
内周面に接触させれば、ブレーキシュー71の図中71
aで示す弾性変形部がリング30に食い込むことになっ
て、強い制動力を得ることができる。なお、リング30
の反時計回り方向CCWの回転に対しては、もう一方の
ブレーキシュー71の弾性変形部71bがリング30に
食い込むことになるようにすることで、リング30の両
方向について強い制動力を得ることができるようにして
いる。Now, the ring 30 moves clockwise CW in the figure.
When both brake shoes 71 are
When the brake shoe 71 is brought into contact with the inner peripheral surface,
The elastically deformed portion shown by a bites into the ring 30, and a strong braking force can be obtained. The ring 30
With respect to the rotation in the counterclockwise direction CCW, the elastic deformation portion 71b of the other brake shoe 71 cuts into the ring 30, so that a strong braking force can be obtained in both directions of the ring 30. I can do it.
【0027】図9はモータ33の出力軸に取り付けたプ
ーリ34とリング30外周面とに掛け渡した無端のベル
ト36に制動をかけるようにしたもので、ベルト36の
背後に配した固定ブレーキシュー78と、ばね79の付
勢によってベルト36に接するとともにベルト36をブ
レーキシュー78との間で挟持するブレーキシュー71
と、作動時(通電時)にばね79に抗してブレーキシュ
ー71をベルト36から引き離すソレノイド70とでブ
レーキ手段7を構成してある。図中37はテンションロ
ーラ、38はリング30用ガイドローラである。FIG. 9 shows a brake applied to an endless belt 36 extending over the pulley 34 attached to the output shaft of the motor 33 and the outer peripheral surface of the ring 30, and a fixed brake shoe disposed behind the belt 36. 78 and a brake shoe 71 that contacts the belt 36 by the bias of a spring 79 and clamps the belt 36 with the brake shoe 78.
The brake means 7 is constituted by a solenoid 70 that separates the brake shoe 71 from the belt 36 against the spring 79 during operation (at the time of energization). In the figure, reference numeral 37 denotes a tension roller, and reference numeral 38 denotes a guide roller for the ring 30.
【0028】モータ33側のロスに関係なく確実に制動
を加えて止めることができるものであり、また、ソレノ
イド70がオフの時に制動がかかるようにしていること
から、異常時や電源オフ時、あるいはバッテリー切れの
時には制動がかかるフェールセーフなものとなってい
る。なお、このフェールセーフ構成は、上記の各例にお
いて採用することができる。The brake can be reliably applied and stopped irrespective of the loss on the motor 33 side, and the braking is applied when the solenoid 70 is off. Or it is a fail-safe one that brakes when the battery runs out. Note that this fail-safe configuration can be adopted in each of the above examples.
【0029】ところで、上記駆動手段3を少なくとも3
個備えた全方向移動車においてはその進行方向(走行方
向)によって各駆動手段3のボールホイール11にかか
る駆動力が異なるために、制御手段は進行方向に応じて
各駆動手段3の駆動力を個別に制御駆動するのである
が、ブレーキ手段7においても、進行方向に応じてどの
駆動手段3のブレーキ手段7を使用すれば全方向移動車
の走行についての制動という点でもっとも効率的かを予
め決定しておき、この決定に基づいて制御回路が各駆動
手段3のブレーキ手段7を制御駆動するようにしてい
る。この時、できるだけ使用するブレーキ手段7の個数
を制限しておき、全方向移動車の減速状況に応じて、使
用するブレーキ手段7の個数を増加させるようにしてお
くことが安全性の点で望ましい。By the way, if the driving means 3 is at least 3
Since the driving force applied to the ball wheel 11 of each driving means 3 varies depending on the traveling direction (running direction) of the omnidirectional vehicle provided, the control means controls the driving force of each driving means 3 according to the traveling direction. Although the control is individually performed, the braking means 7 also determines in advance which of the driving means 3 is the most efficient in terms of braking for traveling of the omnidirectional vehicle according to the traveling direction. The control circuit controls and drives the brake means 7 of each drive means 3 based on the determination. At this time, it is desirable from the viewpoint of safety to limit the number of the brake means 7 to be used as much as possible and to increase the number of the brake means 7 to be used according to the deceleration state of the omnidirectional vehicle. .
【0030】[0030]
【発明の効果】以上のように本発明においては、転がり
自在に支持されたボールホイールと、ボールホイールの
外周に配されるとともに駆動源によって軸回りに回転駆
動されるリングと、リングに支持されてボールホイール
の大円に接する複数個のローラとを備えてリングの回転
が上記ローラを介してボールホイールに伝達される駆動
手段を備えたものにおいて、ボールホイールの外面にブ
レーキシューを接触させるブレーキ手段を備えているた
めに、つまりはモータに制動を加えるのではなく、ボー
ルホイールに直接制動を加えるようにしているために、
ボールホイールへの回転伝達が摩擦力でなされるもので
あるにもかかわらず、確実な制動を得ることができる。As described above, according to the present invention, a ball wheel rotatably supported, a ring disposed on the outer periphery of the ball wheel and rotated around an axis by a driving source, and a ring supported by the ring. A plurality of rollers in contact with the great circle of the ball wheel, and driving means for transmitting the rotation of the ring to the ball wheel via the rollers, wherein a brake shoe is brought into contact with the outer surface of the ball wheel. Because of the means, that is, rather than braking the motor, braking the ball wheel directly,
Despite the fact that rotation is transmitted to the ball wheel by frictional force, reliable braking can be obtained.
【0031】この時のブレーキシューはボールホイール
の支持部と対向する位置に配しておくことで、制動力を
向上させることができる。At this time, the braking force can be improved by disposing the brake shoe at a position facing the supporting portion of the ball wheel.
【0032】また、ブレーキシューはゴム弾性体で形成
しておくことが確実な制動力を得られる点で好ましい。Further, it is preferable that the brake shoe is formed of a rubber elastic body from the viewpoint that a reliable braking force can be obtained.
【0033】さらに、ブレーキシューを内周縁がボール
ホイール外面に接するリング状としたり、ボールホイー
ル外面に線接触する帯状としたり、少なくとも2点でボ
ールホイール外面に接する山形をした板状のものとした
りすることも、制動力の向上の点で好ましく、さらには
支点を持つ梃子にブレーキシューを設けることも強い制
動力を得ることができる点で好ましい。Further, the brake shoe may be formed in a ring shape having an inner peripheral edge in contact with the outer surface of the ball wheel, in a belt shape in linear contact with the outer surface of the ball wheel, or in a plate shape having a mountain shape in contact with the outer surface of the ball wheel at at least two points. It is also preferable to improve the braking force, and it is also preferable to provide a brake shoe on a lever having a fulcrum in that a strong braking force can be obtained.
【0034】ブレーキ手段として、ローラもしくはボー
ルホイールを支持するとともに自身が転がり自在となっ
ている支持部材の回転を規制するものを用いるようにし
てもよい。路面に接するボールホイールの表面状態の影
響を受けることなく安定した制動を得ることができる。As the braking means, a means for supporting a roller or a ball wheel and for controlling the rotation of a supporting member which can roll freely may be used. Stable braking can be obtained without being affected by the surface condition of the ball wheel in contact with the road surface.
【0035】上記リングの内周面にブレーキシューを接
触させてリングの回転を規制するものやリングに動力を
伝達するベルトに接触してベルトに制動を加えるものを
用いても、同じく安定した制動力を得ることができる。Even when a brake shoe is brought into contact with the inner peripheral surface of the ring to regulate the rotation of the ring or a belt that transmits power to the ring to apply braking to the belt is used, the same stable braking control can be used. Power can be obtained.
【0036】特にリングの内周面にブレーキシューを接
触させるものにおいては、ブレーキシューとリングとの
接触点からリングの中心に向かう線と、ブレーキシュー
における上記接触点での法線とが鋭角をなすようにして
おくと、強い制動力を得ることができる。In particular, in the case where the brake shoe is brought into contact with the inner peripheral surface of the ring, the line from the contact point between the brake shoe and the ring toward the center of the ring and the normal line at the contact point on the brake shoe form an acute angle. By doing so, a strong braking force can be obtained.
【0037】そして、ブレーキ手段は、ばね付勢で制動
を加えるとともにソレノイドで制動を解除するものを用
いることで、フェールセーフ構成のものとすることがで
きる。The brake means can apply a fail-safe structure by applying a brake by applying a spring and releasing the brake by a solenoid.
【0038】制御手段としては、走行方向に応じて各駆
動手段におけるブレーキ手段の動作を個別制御するもの
を用いることが望ましい制動を得ることができる点で好
ましい。As the control means, it is preferable to use a means for individually controlling the operation of the brake means in each drive means in accordance with the traveling direction, since it is possible to obtain desired braking.
【図1】本発明の実施の形態の一例の概略側面図であ
る。FIG. 1 is a schematic side view of an example of an embodiment of the present invention.
【図2】同上の他例の概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of another example of the above.
【図3】同上の更に他例の概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view of still another example of the above.
【図4】同上の別の例の概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of another example of the above.
【図5】同上のさらに別の例の概略側面図である。FIG. 5 is a schematic side view of still another example of the above.
【図6】他の実施の形態の一例の概略側面図である。FIG. 6 is a schematic side view of an example of another embodiment.
【図7】さらに他の実施の形態の一例の概略側面図であ
る。FIG. 7 is a schematic side view of an example of still another embodiment.
【図8】同上のブレーキシューの配置と向きの説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram of an arrangement and a direction of the brake shoe according to the first embodiment;
【図9】別の実施の形態の一例の破断平面図である。FIG. 9 is a cutaway plan view of an example of another embodiment.
【図10】駆動手段の概略を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view schematically showing a driving unit.
【図11】同上の駆動手段を用いた全方向移動車の側面
図である。FIG. 11 is a side view of an omnidirectional vehicle using the above driving means.
【図12】同上の駆動手段を用いた全方向移動車の平面
図である。FIG. 12 is a plan view of an omnidirectional vehicle using the above driving means.
7 ブレーキ手段 11 ボールホイール 30 リング 31 ローラ 33 モータ 71 ブレーキシュー 7 Brake means 11 Ball wheel 30 Ring 31 Roller 33 Motor 71 Brake shoe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 穣 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 西口 登 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 藤原 誠 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 渡邊 知彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Minoru Yamada 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. 72) Inventor Makoto Fujiwara 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Tomohiko Watanabe 1048 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works, Ltd.
Claims (13)
と、ボールホイールの外周に配されるとともに駆動源に
よって軸回りに回転駆動されるリングと、リングに支持
されてボールホイールの大円に接する複数個のローラと
を備えてリングの回転が上記ローラを介してボールホイ
ールに伝達される駆動手段と、少なくとも3個の駆動手
段を個別に制御駆動する制御手段とを備えた全方向移動
車において、ボールホイールの外面にブレーキシューを
接触させるブレーキ手段を備えていることを特徴とする
全方向移動車1. A ball wheel rotatably supported, a ring disposed on the outer periphery of the ball wheel and driven to rotate around an axis by a driving source, and a plurality of rings supported by the ring and in contact with a great circle of the ball wheel. An omnidirectional vehicle having a driving unit having a plurality of rollers and a rotation unit for transmitting the rotation of the ring to the ball wheel via the rollers, and a control unit for individually controlling and driving the at least three driving units. An omnidirectional vehicle having a brake means for bringing a brake shoe into contact with an outer surface of a ball wheel.
部と対向する位置に配されていることを特徴とする請求
項1記載の全方向移動車。2. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the brake shoe is disposed at a position facing the support portion of the ball wheel.
ていることを特徴とする請求項1または2記載の全方向
移動車。3. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the brake shoe is formed of a rubber elastic body.
ル外面に接するリング状であることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかの項に記載の全方向移動車。4. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the brake shoe has a ring shape whose inner peripheral edge is in contact with the outer surface of the ball wheel.
線接触する帯状であることを特徴とする請求項1〜3の
いずれかの項に記載の全方向移動車。5. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the brake shoe has a belt-like shape in line contact with the outer surface of the ball wheel.
ルホイール外面に接する山形をした板状のものであるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の全
方向移動車。6. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the brake shoe is a mountain-shaped plate having at least two points in contact with the outer surface of the ball wheel.
られていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの
項に記載の全方向移動車。7. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein a brake shoe is provided on a lever having a fulcrum.
と、ボールホイールの外周に配されるとともに駆動源に
よって軸回りに回転駆動されるリングと、リングに支持
されてボールホイールの大円に接する複数個のローラと
を備えてリングの回転が上記ローラを介してボールホイ
ールに伝達される駆動手段と、少なくとも3個の駆動手
段を個別に制御駆動する制御手段とを備えた全方向移動
車において、上記ローラもしくはボールホイールを支持
するとともに自身が転がり自在となっている支持部材の
回転を規制するブレーキ手段を備えていることを特徴と
する全方向移動車。8. A ball wheel rotatably supported, a ring disposed on the outer periphery of the ball wheel and driven to rotate around an axis by a driving source, and a plurality of rings supported by the ring and in contact with a great circle of the ball wheel. An omnidirectional vehicle having a driving unit having a plurality of rollers and a rotation unit for transmitting the rotation of the ring to the ball wheel via the rollers, and a control unit for individually controlling and driving the at least three driving units. An omnidirectional moving vehicle comprising a brake means for supporting the roller or the ball wheel and restricting the rotation of a supporting member which is free to roll.
と、ボールホイールの外周に配されるとともに駆動源に
よって軸回りに回転駆動されるリングと、リングに支持
されてボールホイールの大円に接する複数個のローラと
を備えてリングの回転が上記ローラを介してボールホイ
ールに伝達される駆動手段と、少なくとも3個の駆動手
段を個別に制御駆動する制御手段とを備えた全方向移動
車において、上記リングの内周面にブレーキシューを接
触させてリングの回転を規制するブレーキ手段を備えて
いることを特徴とする全方向移動車。9. A ball wheel rotatably supported, a ring disposed on the outer periphery of the ball wheel and driven to rotate around an axis by a driving source, and a plurality of rings supported by the ring and in contact with a great circle of the ball wheel. An omnidirectional vehicle having a driving unit having a plurality of rollers and a rotation unit for transmitting the rotation of the ring to the ball wheel via the rollers, and a control unit for individually controlling and driving the at least three driving units. An omnidirectional vehicle comprising: a brake means for restricting rotation of the ring by bringing a brake shoe into contact with an inner peripheral surface of the ring.
らリングの中心に向かう線と、ブレーキシューにおける
上記接触点での法線とが鋭角をなすようにしていること
を特徴とする請求項9記載の全方向移動車。10. The system according to claim 9, wherein a line from the contact point between the brake shoe and the ring toward the center of the ring and a normal line at the contact point on the brake shoe form an acute angle. Omnidirectional car.
ルと、ボールホイールの外周に配されるとともに駆動源
によって軸回りに回転駆動されるリングと、リングに支
持されてボールホイールの大円に接する複数個のローラ
とを備えてリングの回転が上記ローラを介してボールホ
イールに伝達される駆動手段と、少なくとも3個の駆動
手段を個別に制御駆動する制御手段とを備えた全方向移
動車において、リングに動力を伝達するベルトに接触し
てベルトに制動を加えるブレーキ手段を備えていること
を特徴とする全方向移動車。11. A ball wheel rotatably supported, a ring disposed on the outer periphery of the ball wheel and driven to rotate around an axis by a drive source, and a plurality of rings supported by the ring and in contact with a great circle of the ball wheel. An omnidirectional vehicle having a driving unit having a plurality of rollers and a rotation unit for transmitting the rotation of the ring to the ball wheel via the rollers, and a control unit for individually controlling and driving the at least three driving units. An omnidirectional vehicle having a brake means for contacting a belt for transmitting power to a ring to apply braking to the belt.
えるとともにソレノイドで制動を解除するものであるこ
とを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の
全方向移動車。12. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the brake means applies a brake by a spring and releases the brake by a solenoid.
手段におけるブレーキ手段の動作を個別制御するもので
あることを特徴とする請求項1〜12のいずれかの項に
記載の全方向移動車。13. The omnidirectional movement according to claim 1, wherein the control means individually controls the operation of the brake means in each drive means according to the traveling direction. car.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11239069A JP2001055156A (en) | 1999-06-11 | 1999-08-26 | Omni-directional moving vehicle |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16600399 | 1999-06-11 | ||
JP11-166003 | 1999-06-11 | ||
JP11239069A JP2001055156A (en) | 1999-06-11 | 1999-08-26 | Omni-directional moving vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001055156A true JP2001055156A (en) | 2001-02-27 |
Family
ID=26490538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11239069A Withdrawn JP2001055156A (en) | 1999-06-11 | 1999-08-26 | Omni-directional moving vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001055156A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003062022A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | Seki Tama Yonezawa | Walking training device having function for moving in all directions |
JP2007210576A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Kenjiro Tadakuma | Spherical wheel for omnidirectional moving body and omnidirectional moving body |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP11239069A patent/JP2001055156A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003062022A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | Seki Tama Yonezawa | Walking training device having function for moving in all directions |
JP2007210576A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Kenjiro Tadakuma | Spherical wheel for omnidirectional moving body and omnidirectional moving body |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8460154B2 (en) | Frictional drive device and inverted pendulum type vehicle using the same | |
US5630790A (en) | Massager of roller type | |
JP2007301134A (en) | Electric wheelchair | |
KR101536708B1 (en) | Apparatus for decelerating a wheel by detecting a slope of a road | |
JPS63115925A (en) | Brake gear for car | |
JP2001055156A (en) | Omni-directional moving vehicle | |
US5950749A (en) | Automotive vehicle running on brakeable ball-bearing casters | |
JP2008019893A (en) | Electric brake for railroad vehicle | |
JP2010111332A (en) | Electric-driven vehicle | |
KR100954701B1 (en) | Apparatus for controlling direction of travel | |
JP3616391B1 (en) | Wheel support structure | |
JPH11321209A (en) | Operating device for truck with eccentric shaft wheel | |
JP2022061751A (en) | Motor device | |
JP2761432B2 (en) | Body tilt device for railway vehicles | |
JPH1035500A (en) | Cart | |
JPH1016771A (en) | Rail traveling device | |
JPH04365772A (en) | Braking device for elevator | |
JPS624630A (en) | Omnidirectional truck | |
JPH0247599Y2 (en) | ||
GB2343871A (en) | An electrically powered wheelchair | |
US20230234396A1 (en) | In-wheel motor unit | |
JPH0367900A (en) | Braking device of moving object | |
GB1446419A (en) | Brake mechanisms | |
JPH0741603Y2 (en) | Castor device | |
JP2005240859A (en) | Disk brake gear and industrial vehicle equipped with same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |