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全方向移動機構

国内特許コード P08P005422
整理番号 中央大65-2
掲載日 2008年4月25日
出願番号 特願2006-278750
公開番号 特開2008-097349
登録番号 特許第4854016号
出願日 平成18年10月12日(2006.10.12)
公開日 平成20年4月24日(2008.4.24)
登録日 平成23年11月4日(2011.11.4)
発明者
  • 中村 太郎
  • 三田村 祐樹
  • 今井 梢平
  • 佐藤 邦昭
出願人
  • 学校法人 中央大学
発明の名称 全方向移動機構
発明の概要

【課題】移動ユニットを小型化できるとともに、起伏のある路面であっても所望の方向に安定してかつ滑らかに移動することのできる全方向移動機構を提供する。
【解決手段】摩擦シート11と、この摩擦シート11を保持するシート保持部材12と、上記シート保持部材12の上部側を支持する支持板13と、上記支持板13を両側から支持する、底板14aと平行リンク機構14bとを備えた脚部14A,14Bを備えるとともに、上記一方の脚部14Aの底板14a上に搭載したサーボモータ15と他方の脚部14Bの底板14a上に設置した連結用の基台16とをクランク機構17により接続した移動ユニット10Aを環状に配列し、各移動ユニット10Aを駆動するサーボモータ15の駆動位相を位相制御装置により制御して、各摩擦シート11の接地点に進行波を発生させるようにした。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、搬送用ロボット車体などに用いられる車体の移動機構としては、駆動輪と従動輪とを備えた車輪型移動機構が多く用いられている(例えば、特許文献1~3参照)。しかしながら、これらの車輪型移動機構では、精密なステアリング機構が必要なことや、旋回時における制御が複雑であるだけでなく、接地点が車輪だけなので、起伏のある路面での走行には適していないといった問題点があった。
一方、車輪を用いない移動機構としてカタツムリなどの陸棲軟体動物の腹足運動を規範とした移動機構が提案されている(例えば、非特許文献1,2参照)。
図8(a),(b)は従来の腹足移動機構を構成する移動ユニット50Aの一例を示す図で、(a)図は平面図、(b)図は側面図である。この移動ユニット50Aは、軸棒51に沿ってスライドする2個のスライダー52をそれぞれ端部品53に固定されたワイヤー状の形状記憶合金(SMA)54をアクチュエータとして用いて上記軸棒51に沿ってスライドさせるとともに、上記スライダー52に連結部品55と接地部品である底板56とを水平リンク55Lと垂直リンク56Lを用いてそれぞれ回転自在に取付け、上記SMA54にパルス電圧を印加して伸縮させて、上記連結部品55と上記底板56とを上記軸棒51方向へ引き付ける方向へ移動させたり、上記軸棒51から離れる方向へ移動させるように構成したものである。
図9(a),(b)は、上記複数の移動ユニット50Aを上記連結部品55方向、すなわち、上記SMA54の伸縮方向とは直交する方向に連結して構成した腹足移動機構50の概要を示す図で、この腹足移動機構50では、上記各移動ユニット50Aの接地点を結んだ線を腹足表面とし、上記各移動ユニット50Aに設けられたSMA54の伸縮の位相を上記移動ユニット50Aの連結方向に時間的にずらして、上記腹足表面に三角波を基本とした腹足波を伝播させることにより、前進または後退の動作を行うもので、同図の濃い線で描かれた移動ユニット50PではSMAが、同図の薄い線で描かれた移動ユニット50QのSMAよりも縮んだ状態にあり、当該移動ユニット50Pの底板56が上記三角波の頂点に位置している。

【特許文献1】特開平8-305440号公報

【特許文献2】特開2001-255939号公報

【特許文献3】特開2001-315673号公報

【非特許文献1】日本機械学会2002年度年次大会講演論文集(VI) pp123-124 「陸棲軟体動物の腹足による推進機構を規範とした腹足移動機構」

【非特許文献2】日本機械学会論文集(C編)70巻695号(2004-7) pp215-221 「陸棲軟体動物の腹足による推進機構を規範とした腹足移動機構」

産業上の利用分野


本発明は、例えば、搬送用ロボット車体などに用いられる車体の移動機構に関するもので、特に、車輪を用いずに走行面上を所望の方向に移動または回転することのできる全方向移動機構に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
平板状の摩擦シートと、下面側にて上記摩擦シートを保持するシート保持部材と、上記シート保持部材の両側にそれぞれ設けられた、平行リンク機構を備えた2つの脚部と、上記2つの脚部の接地面側同士を連結する連結機構と、上記連結機構に接続されて上記2つの脚部間の接地面側の間隔を上記平行リンク機構の移動面内で伸縮させるアクチュエータとを備えた複数の移動ユニットを環状に配列して成る移動装置と、上記各アクチュエータを駆動する駆動位相を制御する位相制御装置とを備えた移動機構であって、
上記位相制御装置は、
上記アクチュエータの駆動位相を制御して当該移動機構の移動方向のベクトルを対象軸とした右回りと左回りの進行波を発生させるとともに、当該移動機構の移動方向に直交する方向に配列された移動ユニットの摩擦シートの接地点の位相が揃うように、上記アクチュエータの駆動位相を制御することを特徴とする全方向移動機構。
産業区分
  • 機構・伝動
  • 制御調整
  • 自動車
  • その他運輸
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006278750thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) 中央大学 理工学部 精密機械工学科 バイオメカトロニクス研究室
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