JPH0764206B2 - 全方向移動車のステアリング機構 - Google Patents
全方向移動車のステアリング機構Info
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- JPH0764206B2 JPH0764206B2 JP60270054A JP27005485A JPH0764206B2 JP H0764206 B2 JPH0764206 B2 JP H0764206B2 JP 60270054 A JP60270054 A JP 60270054A JP 27005485 A JP27005485 A JP 27005485A JP H0764206 B2 JPH0764206 B2 JP H0764206B2
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- steering
- bevel gear
- shaft
- wheels
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- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は複数の車輪を任意の方向に転換させて走行す
る全方向移動車のステアリング機構に関する。
る全方向移動車のステアリング機構に関する。
［発明の背景］ 一般に、車輪によって床面を走行する移動車には、前輪
を操舵して車体の向きを変えながら移動する車両型の移
動車と、全ての車輪の方向を転換させて車体の向きを変
えずに前後左右および斜めの全ての方向に移動する全方
向移動車とがあるが、上記車両型の移動車は、走行方向
を転換する際の旋回半径が大きいため、例えばオフィス
ロボットのような机の間の狭いスペース等でも方向を変
えながら移動する移動車や、指定された複雑な移動パタ
ーンに従って移動する移動車、あるいは急角度の方向転
換等を要求される移動車としては不向きである。そこ
で、全ての車輪の方向を転換させて車体の向きを変えず
に全方向に移動する全方向移動車が利用されている。
を操舵して車体の向きを変えながら移動する車両型の移
動車と、全ての車輪の方向を転換させて車体の向きを変
えずに前後左右および斜めの全ての方向に移動する全方
向移動車とがあるが、上記車両型の移動車は、走行方向
を転換する際の旋回半径が大きいため、例えばオフィス
ロボットのような机の間の狭いスペース等でも方向を変
えながら移動する移動車や、指定された複雑な移動パタ
ーンに従って移動する移動車、あるいは急角度の方向転
換等を要求される移動車としては不向きである。そこ
で、全ての車輪の方向を転換させて車体の向きを変えず
に全方向に移動する全方向移動車が利用されている。
［従来技術］ 上記のような全方向移動車のステアリング機構として
は、従来、第５図（Ａ）（Ｂ）に示すように構成された
ものがある。即ち、この種のステアリング機構は、車体
１に筒状の４本のステアリング軸２・・・をそれぞれベ
アリング2a・・・を介して垂直に設け、このステアリン
グ軸２・・・の下端の各車軸受３・・・にそれぞれ、ゴ
ムタイヤ等からなる車輪４・・・を回転可能に設けると
共に、各ステアリング軸２・・・の上部にそれぞれステ
アリング用プーリ５・・・を設け、このプーリ５・・・
と車体１上に設けられたステアリング用駆動装置６の駆
動プーリ７とに１本のベルト８を巻回し、ステアリング
用駆動装置６で各ステアリング軸２・・・を所定角度回
動させることにより、すべての車輪４の向きを変え、走
行方向を転換するようになっている。また、全方向移動
車の走行は、車体１上に設けられた走行用駆動装置９で
各車輪４・・・を駆動することにより行なわれている。
即ち、車輪４の車軸4a・・・にはそれぞれ傘歯車10が設
けられており、この傘歯車10にはステアリング軸２内に
ベアリング11a、11aを介して回転可能に設けられた駆動
軸11の傘歯車11が噛み合っていると共に、駆動軸11の上
端はステアリング軸２の上方へ突出し、この突出した部
分にプーリ13がそれぞれ設けられており、このプーリ13
・・・と車体１上の走行用駆動装置９に設けられた駆動
プーリ15とにベルト14が巻回されている。しかして、走
行用駆動装置９によって駆動プーリ15が回転すると、こ
の回転はベルト14により各プーリ13・・・に伝達され、
これにより各駆動軸11・・・が回転し、この回転が互い
に噛み合う傘歯車10、12を介して各車軸4a・・・に伝達
され、車輪４・・・がそれぞれ回転して走行する。
は、従来、第５図（Ａ）（Ｂ）に示すように構成された
ものがある。即ち、この種のステアリング機構は、車体
１に筒状の４本のステアリング軸２・・・をそれぞれベ
アリング2a・・・を介して垂直に設け、このステアリン
グ軸２・・・の下端の各車軸受３・・・にそれぞれ、ゴ
ムタイヤ等からなる車輪４・・・を回転可能に設けると
共に、各ステアリング軸２・・・の上部にそれぞれステ
アリング用プーリ５・・・を設け、このプーリ５・・・
と車体１上に設けられたステアリング用駆動装置６の駆
動プーリ７とに１本のベルト８を巻回し、ステアリング
用駆動装置６で各ステアリング軸２・・・を所定角度回
動させることにより、すべての車輪４の向きを変え、走
行方向を転換するようになっている。また、全方向移動
車の走行は、車体１上に設けられた走行用駆動装置９で
各車輪４・・・を駆動することにより行なわれている。
即ち、車輪４の車軸4a・・・にはそれぞれ傘歯車10が設
けられており、この傘歯車10にはステアリング軸２内に
ベアリング11a、11aを介して回転可能に設けられた駆動
軸11の傘歯車11が噛み合っていると共に、駆動軸11の上
端はステアリング軸２の上方へ突出し、この突出した部
分にプーリ13がそれぞれ設けられており、このプーリ13
・・・と車体１上の走行用駆動装置９に設けられた駆動
プーリ15とにベルト14が巻回されている。しかして、走
行用駆動装置９によって駆動プーリ15が回転すると、こ
の回転はベルト14により各プーリ13・・・に伝達され、
これにより各駆動軸11・・・が回転し、この回転が互い
に噛み合う傘歯車10、12を介して各車軸4a・・・に伝達
され、車輪４・・・がそれぞれ回転して走行する。
しかしながら、このようなステアリング機構において
は、ステアリング用駆動装置６と走行用駆動装置９とが
独立して必要であり、しかも各駆動装置６、９の出力が
異なり、特に車輪４を駆動する走行用駆動装置９の出力
（パワー）が大きい。そのため、２種類の駆動装置（モ
ータ）が必要で、部品管理が煩雑となり、組み立て作業
が面倒であるばかりか、コストも高くなる等の問題があ
る。
は、ステアリング用駆動装置６と走行用駆動装置９とが
独立して必要であり、しかも各駆動装置６、９の出力が
異なり、特に車輪４を駆動する走行用駆動装置９の出力
（パワー）が大きい。そのため、２種類の駆動装置（モ
ータ）が必要で、部品管理が煩雑となり、組み立て作業
が面倒であるばかりか、コストも高くなる等の問題があ
る。
［発明の目的］ この発明は上記のような事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、出力（パワー）の大きな
駆動装置を用いる必要がなく、出力の小さなもので済
み、しかも１つもしくは１種類の駆動装置で、ステアリ
ング用と走行用とに区別することなく、トータル的に制
御することのできる全方向移動車のステアリング機構を
提供することにある。
で、その目的とするところは、出力（パワー）の大きな
駆動装置を用いる必要がなく、出力の小さなもので済
み、しかも１つもしくは１種類の駆動装置で、ステアリ
ング用と走行用とに区別することなく、トータル的に制
御することのできる全方向移動車のステアリング機構を
提供することにある。
［発明の要点］ この発明は、上記目的を達成するため、車体に複数のス
テアリング軸を回転可能に設けるとともに、各ステアリ
ング軸にそれぞれ少なくとも１つ以上の車輪を備え、こ
れら各車輪を任意の方向に転換させて走行する全方向移
動車のステアリング機構において、 各ステアリング軸の各軸中心から所定距離偏った位置
に、各車軸に一体に設けられた各車輪を設け、 各ステアリング軸に、車軸に設けられた従動傘歯車と、
ステアリング軸の軸中心に回転自在に設けられた筒状の
第１の駆動軸と、この第１の駆動軸に設けられて従動傘
歯車に噛み合う第１の駆動傘歯車と、第１の駆動軸内に
回転自在に設けられた第２の駆動軸と、この第２の駆動
軸に設けられて従動傘歯車に噛み合う第２の駆動傘歯車
とからなる各差動装置を設け、 車体に第１の伝達部材を介して第１の駆動軸をそれぞれ
駆動するとともに第２の伝達部材を介して第２の駆動軸
をそれぞれ駆動する駆動装置を設けたことを特徴とする
ものである。
テアリング軸を回転可能に設けるとともに、各ステアリ
ング軸にそれぞれ少なくとも１つ以上の車輪を備え、こ
れら各車輪を任意の方向に転換させて走行する全方向移
動車のステアリング機構において、 各ステアリング軸の各軸中心から所定距離偏った位置
に、各車軸に一体に設けられた各車輪を設け、 各ステアリング軸に、車軸に設けられた従動傘歯車と、
ステアリング軸の軸中心に回転自在に設けられた筒状の
第１の駆動軸と、この第１の駆動軸に設けられて従動傘
歯車に噛み合う第１の駆動傘歯車と、第１の駆動軸内に
回転自在に設けられた第２の駆動軸と、この第２の駆動
軸に設けられて従動傘歯車に噛み合う第２の駆動傘歯車
とからなる各差動装置を設け、 車体に第１の伝達部材を介して第１の駆動軸をそれぞれ
駆動するとともに第２の伝達部材を介して第２の駆動軸
をそれぞれ駆動する駆動装置を設けたことを特徴とする
ものである。
この発明では、駆動装置により第１、第２の伝達部材を
介して第１、第２の各駆動軸を互いに逆方向に回転さ
せ、この状態で第１の駆動軸の回転数と第２の駆動軸の
回転数とが同じ回転数になるようにすると、差動腕であ
るステアリング軸は回転せず、車輪だけが回転して直進
走行する。また、例えば駆動装置で第１の伝達部材を介
して各第１の駆動軸のみを回転させ、第２の駆動軸の回
転を停止させると、車輪が転動しながらステアリング軸
が回転し、これにより車輪の向きが変わり、走行方向が
変わる。そして、上記２つの条件以外の場合には、ステ
アリング軸がある速度で回転して車輪の向きを変えなが
ら、車輪がある速度で回転して走行する合成動作を行な
う。
介して第１、第２の各駆動軸を互いに逆方向に回転さ
せ、この状態で第１の駆動軸の回転数と第２の駆動軸の
回転数とが同じ回転数になるようにすると、差動腕であ
るステアリング軸は回転せず、車輪だけが回転して直進
走行する。また、例えば駆動装置で第１の伝達部材を介
して各第１の駆動軸のみを回転させ、第２の駆動軸の回
転を停止させると、車輪が転動しながらステアリング軸
が回転し、これにより車輪の向きが変わり、走行方向が
変わる。そして、上記２つの条件以外の場合には、ステ
アリング軸がある速度で回転して車輪の向きを変えなが
ら、車輪がある速度で回転して走行する合成動作を行な
う。
したがって、この発明によれば、第１の駆動軸と第２の
駆動軸との回転数の差を利用する差動装置により、車輪
を走行させたり車輪の向きを変えたりするので、従来の
ように出力（パワー）の大きさ駆動装置を用いる必要が
なく、出力の小さなもので済み、しかも１つもしくは１
種類の駆動装置で、ステアリング用と走行用とに区別す
ることなく、トータル的に制御することができ、このた
め部品管理および組立て作業などの簡素化を図ることが
できるとともに、コストの低減化をも図ることができ
る。
駆動軸との回転数の差を利用する差動装置により、車輪
を走行させたり車輪の向きを変えたりするので、従来の
ように出力（パワー）の大きさ駆動装置を用いる必要が
なく、出力の小さなもので済み、しかも１つもしくは１
種類の駆動装置で、ステアリング用と走行用とに区別す
ることなく、トータル的に制御することができ、このた
め部品管理および組立て作業などの簡素化を図ることが
できるとともに、コストの低減化をも図ることができ
る。
［実施例の構成］ 以下、第１図から第４図を参照して、この発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は全方向移動車を示す。この全方
向移動車の車体20には４つのステアリング軸21a〜21dが
四隅付近にそれぞれベアリング22・・・を介して回転自
在に設けられている。このステアリング軸21a〜21dはそ
れぞれ円筒状をなし、その下部には車輪23a〜23dおよび
差動装置24・・・が設けられている。車輪23a〜23dは第
１図（Ｃ）に示すように、各ステアリング軸21a〜21dの
車軸受25にベアリング26a、26aを介して回転可能に取付
けられた車軸26に一体的に回転するように設けられてい
る。この場合、車輪23a〜23dは各ステアリング軸21a〜2
1dの軸中心から所定距離ｒだけ偏った位置に配置されて
いる。また、差動装置24・・・は後述する第１、第２の
駆動装置27、28の出力を分配するものであり、分配した
出力を車輪23a〜23dに伝達して、車輪23a〜23dを適宜駆
動回転させるようになっており、その構成は総て同じで
あり、ここでは、第１図（Ｃ）に示す差動装置24につい
て説明する。この差動装置24は、ステアリング軸21aに
設けられたものであり、車軸26に取り付けられた従動傘
歯車29と、この従動傘歯車29に噛み合う第１、第２の駆
動傘歯車30、31と、第１の駆動傘歯車30が下端に取り付
けられてステアリング軸21a内の軸中心にベアリング32
a、32aを介して回転可能に設けられた筒状の第１の駆動
軸32と、第２の駆動傘歯車31が下端に取り付けられて第
１の駆動軸32内にベアリング33a、33aを介して回転可能
に設けられた第２の駆動軸33とからなっている。この場
合、第１の駆動軸32・・・の上端には第１図（Ｂ）に示
すように、それぞれ第１の従動プーリ34a〜34dが設けら
れており、また第２の駆動軸33・・・は上端がそれぞれ
第１の駆動軸32・・・の上方へ突出し、この突出した部
分に第２の従動プーリ35a〜35dが設けられている。
向移動車の車体20には４つのステアリング軸21a〜21dが
四隅付近にそれぞれベアリング22・・・を介して回転自
在に設けられている。このステアリング軸21a〜21dはそ
れぞれ円筒状をなし、その下部には車輪23a〜23dおよび
差動装置24・・・が設けられている。車輪23a〜23dは第
１図（Ｃ）に示すように、各ステアリング軸21a〜21dの
車軸受25にベアリング26a、26aを介して回転可能に取付
けられた車軸26に一体的に回転するように設けられてい
る。この場合、車輪23a〜23dは各ステアリング軸21a〜2
1dの軸中心から所定距離ｒだけ偏った位置に配置されて
いる。また、差動装置24・・・は後述する第１、第２の
駆動装置27、28の出力を分配するものであり、分配した
出力を車輪23a〜23dに伝達して、車輪23a〜23dを適宜駆
動回転させるようになっており、その構成は総て同じで
あり、ここでは、第１図（Ｃ）に示す差動装置24につい
て説明する。この差動装置24は、ステアリング軸21aに
設けられたものであり、車軸26に取り付けられた従動傘
歯車29と、この従動傘歯車29に噛み合う第１、第２の駆
動傘歯車30、31と、第１の駆動傘歯車30が下端に取り付
けられてステアリング軸21a内の軸中心にベアリング32
a、32aを介して回転可能に設けられた筒状の第１の駆動
軸32と、第２の駆動傘歯車31が下端に取り付けられて第
１の駆動軸32内にベアリング33a、33aを介して回転可能
に設けられた第２の駆動軸33とからなっている。この場
合、第１の駆動軸32・・・の上端には第１図（Ｂ）に示
すように、それぞれ第１の従動プーリ34a〜34dが設けら
れており、また第２の駆動軸33・・・は上端がそれぞれ
第１の駆動軸32・・・の上方へ突出し、この突出した部
分に第２の従動プーリ35a〜35dが設けられている。
一方、第１、第２の駆動装置27、28は全く同じものであ
り、モータ、減速機、エンコーダ等からなり、第１図
（Ａ）に示すように車体20上に設けられている。この場
合、第１の駆動装置27の出力軸27aには駆動プーリ36が
取付けられており、この駆動プーリ36と第１の従動プー
リ34a〜34dには第１の伝達ベルト37が巻回され、この第
１の伝達ベルト37によって駆動プーリ36の回転を各第１
の従動プーリ34a〜34dに伝達するようになっている。同
様に、第２の駆動装置28の出力軸28aには駆動プーリ38
が取付けられており、この駆動プーリ38と第２の従動プ
ーリ35a〜35dには第２の伝達ベルト39が巻回され、この
伝達ベルト39によって駆動プーリ38の回転を各第２の従
動プーリ35a〜35dに伝達するようになっている。
り、モータ、減速機、エンコーダ等からなり、第１図
（Ａ）に示すように車体20上に設けられている。この場
合、第１の駆動装置27の出力軸27aには駆動プーリ36が
取付けられており、この駆動プーリ36と第１の従動プー
リ34a〜34dには第１の伝達ベルト37が巻回され、この第
１の伝達ベルト37によって駆動プーリ36の回転を各第１
の従動プーリ34a〜34dに伝達するようになっている。同
様に、第２の駆動装置28の出力軸28aには駆動プーリ38
が取付けられており、この駆動プーリ38と第２の従動プ
ーリ35a〜35dには第２の伝達ベルト39が巻回され、この
伝達ベルト39によって駆動プーリ38の回転を各第２の従
動プーリ35a〜35dに伝達するようになっている。
［実施例の作用］ 次に、上記のように構成された全方向移動車のステアリ
ング機構の動作について、第２図および第３図を参照し
て説明する。
ング機構の動作について、第２図および第３図を参照し
て説明する。
この場合、第１の駆動装置27によって回転する第１の従
動プーリ34a〜34dと、第２の駆動装置28によって回転す
る第２の従動プーリ35a〜35dとは第２図（Ａ）に示すよ
うに、互いに逆方向へ回転するものとし、第１の従動プ
ーリ34a〜34dの回転数（これは第１の各駆動軸32の回転
数と同じである）をN1、第２の従動プーリ35a〜35dの回
転数（これは第２の各駆動軸33の回転数と同じである）
をN2、差動装置24の差動腕であるステアリング軸21a〜2
1dの回転数をNS、各車輪23a〜23dの回転数をNTとし、車
軸4aに設けられた従動傘歯車29の歯数をZ29、第１の駆
動傘歯車30の歯数をZ30とする。
動プーリ34a〜34dと、第２の駆動装置28によって回転す
る第２の従動プーリ35a〜35dとは第２図（Ａ）に示すよ
うに、互いに逆方向へ回転するものとし、第１の従動プ
ーリ34a〜34dの回転数（これは第１の各駆動軸32の回転
数と同じである）をN1、第２の従動プーリ35a〜35dの回
転数（これは第２の各駆動軸33の回転数と同じである）
をN2、差動装置24の差動腕であるステアリング軸21a〜2
1dの回転数をNS、各車輪23a〜23dの回転数をNTとし、車
軸4aに設けられた従動傘歯車29の歯数をZ29、第１の駆
動傘歯車30の歯数をZ30とする。
そして、まず、全方向移動車を走行させる走行モードに
ついて説明する。この場合には、エンコーダを備えた第
１、第２の駆動装置27、28と同時に駆動すると共に、第
１の従動プーリ34a〜34dの回転数N1と、第２の従動プー
リ35a〜35dの回転数N2とが同じ回転数Ｎ（Ｎ＝N1＝N2）
になるようにサーボ制御する。すると、第２図（Ｂ）に
示すように、差動腕であるステアリング軸21a〜21dの回
転数NSは零（NS＝０）となり、ステアリング軸21a〜21d
は回転しないが、車輪23a〜23dの回転数NTはＮ・Z30／Z
29となり、各車輪23a〜23dが回転するので、全方向移動
車は直進する。
ついて説明する。この場合には、エンコーダを備えた第
１、第２の駆動装置27、28と同時に駆動すると共に、第
１の従動プーリ34a〜34dの回転数N1と、第２の従動プー
リ35a〜35dの回転数N2とが同じ回転数Ｎ（Ｎ＝N1＝N2）
になるようにサーボ制御する。すると、第２図（Ｂ）に
示すように、差動腕であるステアリング軸21a〜21dの回
転数NSは零（NS＝０）となり、ステアリング軸21a〜21d
は回転しないが、車輪23a〜23dの回転数NTはＮ・Z30／Z
29となり、各車輪23a〜23dが回転するので、全方向移動
車は直進する。
また、全方向移動車の方向を転換させるステアリング切
替モードについて説明する。この場合には、第１の駆動
装置27のみを駆動して、第１の従動プーリ34a〜34dを回
転数Ｎ（Ｎ＝N1）で回転させ、第２の駆動装置28を停止
（N2＝０）させる。すると、差動腕であるステアリング
軸21a〜21dの回転数NSと車輪23a〜23dの回転数NTとが後
述するある一定の比率（NT／NS＝２・r/d、但し、ｄは
車輪の直径である。）となり、車輪23a〜23dが転動しな
がらステアリング軸21a〜21dも回転する。そのため、ス
テアリング軸21a〜21dは移動することがなく、車輪23a
〜23dのみがステアリング軸21a〜21dを中心に転動し、
その転動方向（車輪の向き）が変るので、全方向移動車
の走行方向が変更される。
替モードについて説明する。この場合には、第１の駆動
装置27のみを駆動して、第１の従動プーリ34a〜34dを回
転数Ｎ（Ｎ＝N1）で回転させ、第２の駆動装置28を停止
（N2＝０）させる。すると、差動腕であるステアリング
軸21a〜21dの回転数NSと車輪23a〜23dの回転数NTとが後
述するある一定の比率（NT／NS＝２・r/d、但し、ｄは
車輪の直径である。）となり、車輪23a〜23dが転動しな
がらステアリング軸21a〜21dも回転する。そのため、ス
テアリング軸21a〜21dは移動することがなく、車輪23a
〜23dのみがステアリング軸21a〜21dを中心に転動し、
その転動方向（車輪の向き）が変るので、全方向移動車
の走行方向が変更される。
なお、上述した２つの条件以外の場合には、全方向移動
車はステアリング軸21a〜21dがある速度で回転して走行
方向を変えながら、ある速度で走行する合成動作を行な
う。
車はステアリング軸21a〜21dがある速度で回転して走行
方向を変えながら、ある速度で走行する合成動作を行な
う。
ところで、上述した差動装置24を以下に示す表１を参照
して、さらに詳しく説明する。
して、さらに詳しく説明する。
但し、表１のZaは第１の駆動傘歯車30の歯数Z30であ
り、Zbは従動傘歯車29の歯数Z29である。
り、Zbは従動傘歯車29の歯数Z29である。
このような差動装置24において、「のりづけ法」により
第１の従動プーリ34aの回転数N1、第２の従動プーリ35a
の回転数N2、差動装置24の差動腕であるステアリング軸
21aの回転数NS、各車輪23a〜23dの回転数NTの関係を求
めると、 N1＝NS＋ｋ ・・・（１） N2＝−NS＋ｋ ・・・（２） NT＝ｋ・Z30／Z29 ・・・（３） となり、（１）（２）式からｋを消去すると、 NS＝（1/2）・（N1−N2） となり、またNS消去すると、 NT＝（1/2）・（N1−N2）・（Z30／Z29） となる。
第１の従動プーリ34aの回転数N1、第２の従動プーリ35a
の回転数N2、差動装置24の差動腕であるステアリング軸
21aの回転数NS、各車輪23a〜23dの回転数NTの関係を求
めると、 N1＝NS＋ｋ ・・・（１） N2＝−NS＋ｋ ・・・（２） NT＝ｋ・Z30／Z29 ・・・（３） となり、（１）（２）式からｋを消去すると、 NS＝（1/2）・（N1−N2） となり、またNS消去すると、 NT＝（1/2）・（N1−N2）・（Z30／Z29） となる。
したがって、全方向移動車が方向転換する（ステアリン
グ軸を回動する）ときには、 NS＝N/2 NT＝（N/2）・（Z30／Z29） となる。そして、第１の駆動傘歯車30の歯数Z30と従動
傘歯車29の歯数Z29との比率と、車輪の半径（d/2）と車
輪の偏心距離ｒとの比率とを等しく設定した場合には、
上記２式に（Z30／Z29）＝（d/2）/r代入する。する
と、 （NT／NS）＝２・r/d となる。
グ軸を回動する）ときには、 NS＝N/2 NT＝（N/2）・（Z30／Z29） となる。そして、第１の駆動傘歯車30の歯数Z30と従動
傘歯車29の歯数Z29との比率と、車輪の半径（d/2）と車
輪の偏心距離ｒとの比率とを等しく設定した場合には、
上記２式に（Z30／Z29）＝（d/2）/r代入する。する
と、 （NT／NS）＝２・r/d となる。
ところで、上述したように、直径ｄの車輪をステアリン
グ軸の軸中心から距離ｒだけ偏らせて設けると、ステア
リング軸がθＳだけ回転した場合には、車輪はｒθＳだ
け転動しなければならない。これにより、車輪の回転角
度θＴを求めると、 θＴ＝ｒθＳ／（d/2） θＴ＝θＳ＝２・r/d となる。よって、 （NT／NS＝２・r/d が必要条件であることが証明され、上述して全方向移動
車の方向を転換させるステアリング切替モードは、この
条件を満足している。
グ軸の軸中心から距離ｒだけ偏らせて設けると、ステア
リング軸がθＳだけ回転した場合には、車輪はｒθＳだ
け転動しなければならない。これにより、車輪の回転角
度θＴを求めると、 θＴ＝ｒθＳ／（d/2） θＴ＝θＳ＝２・r/d となる。よって、 （NT／NS＝２・r/d が必要条件であることが証明され、上述して全方向移動
車の方向を転換させるステアリング切替モードは、この
条件を満足している。
しかして、上記のような全方向移動車のステアリング機
構によれば、１種類の駆動装置27、28で全方向移動車の
走行および方向転換を行なうことができるので、部品管
理および組み立て作業の簡素化を図ることができる。特
に、差動装置24で２つの駆動装置27、28の出力を制御し
ているので、従来のような出力の大きなものを用いる必
要がなく、出力の小さなもので済み、コストの低減化を
図ることもできる。
構によれば、１種類の駆動装置27、28で全方向移動車の
走行および方向転換を行なうことができるので、部品管
理および組み立て作業の簡素化を図ることができる。特
に、差動装置24で２つの駆動装置27、28の出力を制御し
ているので、従来のような出力の大きなものを用いる必
要がなく、出力の小さなもので済み、コストの低減化を
図ることもできる。
なお、この発明は上述した実施例に限らず、例えば第４
図に示すように、クラッチ40を備えた１つの駆動装置41
で車輪23a〜23dおよびステアリング軸21a〜21dを駆動す
るようにしても良い。即ち、駆動装置41はモータ、減速
機、エンコーダを備え、車体20の下面に設けられてい
る。この駆動装置41の一方の出力軸41aには傘歯車42が
設けられており、この傘歯車42には第１の駆動プーリ36
の支持軸36aに設けられた傘歯車43が噛み合っている。
また、駆動装置41の他方の出力軸44にはクラッチ40が連
結されている。そして、このクラッチ40の出力軸40aに
は傘歯車45が設けられており、この傘歯車45には第２の
駆動プーリ38の支持軸38aに設けられた傘歯車46が噛み
合っている。しかして、駆動装置41が動作すると共に、
クラッチ40が接続されると、各傘歯車42、43、および4
5、46により第１、第２の各駆動プーリ36、38が回転す
るので、上述した実施例の走行モードの場合と全く同様
に動作し、全方向移動車を直進させる。また、駆動装置
41は動作するが、クラッチ40の接続が断たれている場合
には、上述した実施例のステアリング切替モードの場合
と全く同様に動作し、全方向移動車の走行方向を変え
る。
図に示すように、クラッチ40を備えた１つの駆動装置41
で車輪23a〜23dおよびステアリング軸21a〜21dを駆動す
るようにしても良い。即ち、駆動装置41はモータ、減速
機、エンコーダを備え、車体20の下面に設けられてい
る。この駆動装置41の一方の出力軸41aには傘歯車42が
設けられており、この傘歯車42には第１の駆動プーリ36
の支持軸36aに設けられた傘歯車43が噛み合っている。
また、駆動装置41の他方の出力軸44にはクラッチ40が連
結されている。そして、このクラッチ40の出力軸40aに
は傘歯車45が設けられており、この傘歯車45には第２の
駆動プーリ38の支持軸38aに設けられた傘歯車46が噛み
合っている。しかして、駆動装置41が動作すると共に、
クラッチ40が接続されると、各傘歯車42、43、および4
5、46により第１、第２の各駆動プーリ36、38が回転す
るので、上述した実施例の走行モードの場合と全く同様
に動作し、全方向移動車を直進させる。また、駆動装置
41は動作するが、クラッチ40の接続が断たれている場合
には、上述した実施例のステアリング切替モードの場合
と全く同様に動作し、全方向移動車の走行方向を変え
る。
また、上述した実施例では駆動装置27、28の回転を伝達
ベルト37、39で伝達しているが、この発明はこれに限ら
れることなく、歯車機構、リンク機構、チェーン等で行
なっても良いことはいうまでもない。
ベルト37、39で伝達しているが、この発明はこれに限ら
れることなく、歯車機構、リンク機構、チェーン等で行
なっても良いことはいうまでもない。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明に係る全方向移動車のス
テアリング機構によれば、第１の駆動軸と第２の駆動軸
との回転数の差を利用する差動装置により、車輪を走行
させたり車輪の向きを変えたりするので、従来のように
出力（パワー）のの大きな駆動装置を用いる必要がな
く、出力の小さなもので済み、しかも１つもしくは１種
類の駆動装置で、ステアリング用と走行用とに区別する
ことなく、トータル的に制御することができ、そのため
部品管理および組み立て作業等の簡素化を図ることがで
きると共に、コストの低減化をも図ることができる。
テアリング機構によれば、第１の駆動軸と第２の駆動軸
との回転数の差を利用する差動装置により、車輪を走行
させたり車輪の向きを変えたりするので、従来のように
出力（パワー）のの大きな駆動装置を用いる必要がな
く、出力の小さなもので済み、しかも１つもしくは１種
類の駆動装置で、ステアリング用と走行用とに区別する
ことなく、トータル的に制御することができ、そのため
部品管理および組み立て作業等の簡素化を図ることがで
きると共に、コストの低減化をも図ることができる。
第１図から第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図
（Ａ）はその全方向移動車の平面図、第１図（Ｂ）はそ
のＡ−Ａ断面図、第１図（Ｃ）はステアリング軸21aの
拡大断面図、第２図（Ａ）は差動装置の基本構成を示す
図、第２図（Ｂ）はその走行モード状態を示す図、第２
図（Ｃ）は方向転換モード状態を示す図、第３図は全方
向移動車の移動例を示す図、第４図は変形例を示す図、
第５図は従来例を示し、第５図（Ａ）はその平面図、第
５図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。 20……車体、21a〜21d……ステアリング軸、23a〜23d…
…車輪、24……差動装置、26……車軸、27……第１の駆
動装置、28……第２の駆動装置、29……従動傘歯車、30
……第１の駆動傘歯車、31……第１の駆動傘歯車、32…
…第１の駆動軸、33……第２の駆動軸、34a〜34d……第
１の従動プーリ、35a〜35d……第２の従動プーリ、37…
…第１の伝達ベルト、39……第２の伝達ベルト、41……
駆動装置。
（Ａ）はその全方向移動車の平面図、第１図（Ｂ）はそ
のＡ−Ａ断面図、第１図（Ｃ）はステアリング軸21aの
拡大断面図、第２図（Ａ）は差動装置の基本構成を示す
図、第２図（Ｂ）はその走行モード状態を示す図、第２
図（Ｃ）は方向転換モード状態を示す図、第３図は全方
向移動車の移動例を示す図、第４図は変形例を示す図、
第５図は従来例を示し、第５図（Ａ）はその平面図、第
５図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。 20……車体、21a〜21d……ステアリング軸、23a〜23d…
…車輪、24……差動装置、26……車軸、27……第１の駆
動装置、28……第２の駆動装置、29……従動傘歯車、30
……第１の駆動傘歯車、31……第１の駆動傘歯車、32…
…第１の駆動軸、33……第２の駆動軸、34a〜34d……第
１の従動プーリ、35a〜35d……第２の従動プーリ、37…
…第１の伝達ベルト、39……第２の伝達ベルト、41……
駆動装置。
Claims (1)
- 【請求項１】車体に複数のステアリング軸を回転可能に
設けるとともに、前記各ステアリング軸にそれぞれ少な
くとも１つ以上の車輪を備え、これら各車輪を任意の方
向に転換させて走行する全方向移動車のステアリング機
構において、 前記各ステアリング軸の各軸中心から所定距離偏った位
置には、各車軸に一体に設けられた前記各車輪が設けら
れ、 前記各ステアリング軸には、前記車軸に設けられた従動
傘歯車と、前記ステアリング軸の軸中心に回転自在に設
けられた筒状の第１の駆動軸と、この第１の駆動軸に設
けられて前記従動傘歯車に噛み合う第１の駆動傘歯車
と、前記第１の駆動軸内に回転自在に設けられた第２の
駆動軸と、この第２の駆動軸に設けられて前記従動傘歯
車に噛み合う第２の駆動傘歯車とからなる各差動装置が
設けられ、 前記車体には、第１の伝達部材を介して前記第１の駆動
軸をそれぞれ駆動するとともに、第２の伝達部材を介し
て前記第２の駆動軸をそれぞれ駆動する駆動装置が設け
られている、 ことを特徴とする全方向移動車のステアリング機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60270054A JPH0764206B2 (ja) | 1985-11-30 | 1985-11-30 | 全方向移動車のステアリング機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60270054A JPH0764206B2 (ja) | 1985-11-30 | 1985-11-30 | 全方向移動車のステアリング機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128833A JPS62128833A (ja) | 1987-06-11 |
| JPH0764206B2 true JPH0764206B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17480876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60270054A Expired - Lifetime JPH0764206B2 (ja) | 1985-11-30 | 1985-11-30 | 全方向移動車のステアリング機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764206B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020024033A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-13 | 日本精工株式会社 | 駆動輪及び台車 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2184988B (en) * | 1985-12-16 | 1989-01-05 | Jeremy Joseph Fry | Wheelchair steering |
| DK48392D0 (da) * | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Gemo 1991 Aps | Koerechassis til koerestol |
| JP5228156B2 (ja) * | 2007-05-09 | 2013-07-03 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 差動機構による全方向移動機構 |
| JP5376347B2 (ja) * | 2009-06-19 | 2013-12-25 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 操舵可能な駆動機構および全方向移動車 |
| JP5767270B2 (ja) * | 2013-04-08 | 2015-08-19 | 株式会社ケーイーアール | 操舵可能な駆動伝達装置 |
| DE102018126705A1 (de) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Ermittlung tatsächlicher Zustandswerte |
| CZ2019185A3 (cs) * | 2019-03-27 | 2019-12-27 | Dvořák - Svahové Sekačky S.R.O. | Náprava, zejména podvozku univerzálního nosiče |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4463821A (en) * | 1982-03-01 | 1984-08-07 | Robot Crabtor International | Drivable, steerable platform for lawnmower and the like |
-
1985
- 1985-11-30 JP JP60270054A patent/JPH0764206B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020024033A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-13 | 日本精工株式会社 | 駆動輪及び台車 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62128833A (ja) | 1987-06-11 |
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