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公開番号2024140074
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023051067
出願日2023-03-28
発明の名称全方向移動体
出願人国立大学法人宇都宮大学
代理人個人,個人
主分類B62D 11/04 20060101AFI20241003BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】全方向移動体の自由度に適合する3つのアクチュエータを備え、全方向移動の動作に対する制御性の優れる4輪型の全方向移動体を提供する。
【解決手段】全方向移動体は、第1回転軸線C1を中心にして正転または逆転し、互いに間隔を隔てて配置される第1車輪11および第2車輪13と、第1回転軸線と直交する第2回転軸線を中心にして正転または逆転し、互いに間隔を隔てて配置される第3車輪15および第4車輪17と、第1車輪11と第2車輪13に正転または逆転の駆動力を出力する第1電動モータ21と、第3車輪15に正転または逆転の駆動力を出力する第2電動モータ23と、第4車輪17に正転または逆転の駆動力を出力する第3電動モータ25と、を備え、第1電動モータ21の駆動力を第1車輪11と第2車輪13に伝達する差動歯車装置30と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１回転軸線を中心にして正転または逆転し、互いに間隔を隔てて配置される第１車輪および第２車輪と、
前記第１回転軸線と直交する第２回転軸線を中心にして正転または逆転し、互いに間隔を隔てて配置される第３車輪および第４車輪と、
前記第１車輪と前記第２車輪に正転または逆転の駆動力を出力する第１電動モータと、
前記第３車輪に正転または逆転の駆動力を出力する第２電動モータと、
前記第４車輪に正転または逆転の駆動力を出力する第３電動モータと、を備え、
前記第１電動モータの駆動力を前記第１車輪と前記第２車輪に伝達する差動機構と、を備える、全方向移動体。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第２電動モータおよび前記第３電動モータを同じ向きに回転させることにより前記第１回転軸線に沿う第１方向へ移動させ、
前記第１電動モータの正転または逆転により前記第２回転軸線に沿う第２方向へ移動させ、
前記第２電動モータおよび前記第３電動モータを異なる向きに回転させることにより、旋回運動をさせる、
請求項１に記載の全方向移動体。
【請求項３】
前記第１車輪および前記第２車輪は、平行リンク機構を備えるサスペンションを介してそれぞれが架台に支持される、
請求項１に記載の全方向移動体。
【請求項４】
前記サスペンションを構成する前記平行リンク機構は、
前記架台の側に固定される第１リンクと、
前記第１リンクと対向し、前記第１車輪および前記第２車輪の側に設けられる第３リンクと、
前記第１リンクと前記第３リンクとを連結し、互いに間隔を隔てて設けられる第２リンクと第４リンクと、を備え、
前記第２リンクと前記第４リンクは、前記第１リンクと前記第２リンクよりもリンク長が短い、
請求項３に記載の全方向移動体。
【請求項５】
前記第１電動モータの駆動力を前記第１車輪および前記第２車輪のそれぞれに伝達する駆動力伝達構造を備え、
駆動力伝達構造は、一対の自在接手構造を備え、
前記第２リンクと前記第４リンクのリンク長をｌ
ｌ
とし、
一対の自在接手構造の間隔をｌ
ｊ
とすると、
ｌ
ｌ
＝ｌ
ｊ
が成り立つ、請求項４に記載の全方向移動体。
【請求項６】
前記第１車輪、前記第２車輪、前記第３車輪および前記第４車輪と、
前記第１電動モータ、前記第２電動モータおよび第３電動モータと、
前記差動機構と、
前記第１電動モータ、前記第２電動モータおよび第３電動モータに電力を供給するバッテリと、を支持し、おもて面とうら面を有する架台を備え、
前記第１電動モータは、前記おもて面の側に配置され、
前記第２電動モータ、前記第３電動モータおよび前記バッテリは、前記うら面の側に配置される、
請求項１に記載の全方向移動体。
【請求項７】
前記架台に支持される前記第２電動モータおよび前記第３電動モータのそれぞれは、回転電機と、前記回転電機の出力軸に連結される減速機と、を備え、
前記回転電機と前記減速機とは、平面視してＬ字状に配列される、
請求項６に記載の全方向移動体。
【請求項８】
前記第１車輪、前記第２車輪、前記第３車輪および前記第４車輪のそれぞれは、
ホイールと、前記ホイールの外周側に設けられ前記ホイールに対して転がり接触する複数のローラと、を備え、
前記ホイールは、前記駆動力により自転し、
前記ローラは、摩擦力が負荷されると従動回転する、
請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の全方向移動体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、全方向移動体に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば物品を搬送するための自律走行型台車が用いられており、搬送作業等の自動化が図られている。自律走行型台車の一例として、電動モータで駆動される全方向移動車輪を用いた自律走行型台車が知られている。この全方向移動体として、４つの全方向移動車輪と、４つの全方向移動車輪のそれぞれを駆動する電動モータと、を備える、４輪および４アクチュエータ式の台車の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１は、バッテリの供給可能な電流に応じて駆動させるモータユニットの数を制限し、モータユニットで消費される全消費電流を減らすことを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１２７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されるような従来の４輪型全方向移動体は、４つのアクチュエータを各車輪に連結し、駆動する。しかし、全方向移動動作は３自由度のため、従来の４輪型全方向移動体は全方向移動動作に対してアクチュエータの数が１自由度だけ冗長となり、制御性を悪化させる。また、アクチュエータ数が増えることにより、台車の寸法および重量が増となり、運動性能やコスト競争力を下げる要因となる。
【０００５】
以上より、本発明は、全方向移動体の自由度に適合する３つのアクチュエータを備え、全方向移動の動作に対する制御性の優れる４輪型の全方向移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の全方向移動体は、
第１回転軸線を中心にして正転または逆転し、互いに間隔を隔てて配置される第１車輪および第２車輪と、
第１回転軸線と直交する第２回転軸線を中心にして正転または逆転し、互いに間隔を隔てて配置される第３車輪および第４車輪と、
第１車輪と第２車輪に正転または逆転の駆動力を出力する第１電動モータと、
第３車輪に正転または逆転の駆動力を出力する第２電動モータと、
第４車輪に正転または逆転の駆動力を出力する第３電動モータと、を備える。
本発明の全方向移動体は、第１電動モータの駆動力を第１車輪と第２車輪に伝達する差動機構と、を備える。
【０００７】
本発明の全方向移動体において、好ましくは、
第２電動モータおよび第３電動モータを同じ向きに回転させることにより第１回転軸線に沿う第１方向へ移動させ、
第１電動モータの正転または逆転により第２回転軸線に沿う第２方向へ移動させ、
第２電動モータおよび第３電動モータを異なる向きに回転させることにより、旋回運動をさせる。
【０００８】
本発明の全方向移動体において、好ましくは、
第１車輪および第２車輪は、平行リンク機構を備えるサスペンションを介してそれぞれが架台に支持される。
【０００９】
本発明の全方向移動体において、好ましくは、
サスペンションを構成する平行リンク機構は、
架台の側に固定される第１リンクと、
第１リンクと対向し、第１車輪および第２車輪の側に設けられる第３リンクと、
第１リンクと第３リンクとを連結し、互いに間隔を隔てて設けられる第２リンクと第４リンクと、を備え、
第２リンクと第４リンクは、第１リンクと第２リンクよりもリンク長が短い。
【００１０】
本発明の全方向移動体において、好ましくは、
第１電動モータの駆動力を第１車輪および第２車輪のそれぞれに伝達する駆動力伝達構造を備え、
駆動力伝達構造は、一対の自在接手構造を備え、
第２リンクと第４リンクのリンク長をｌ
ｌ
とし、
一対の自在接手構造の間隔をｌ
ｊ
とすると、
ｌ
ｌ
＝ｌ
ｊ
が成り立つ。
（【００１１】以降は省略されています）

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