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移動搬送装置 NEW

国内特許コード P180015602
整理番号 4403
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2015-115352
公開番号 特開2017-001450
出願日 平成27年6月7日(2015.6.7)
公開日 平成29年1月5日(2017.1.5)
発明者
  • 小森 雅晴
  • 寺川 達郎
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 移動搬送装置 NEW
発明の概要 【課題】少ない駆動源の個数で様々な動作が可能である移動搬送装置を提供する。
【解決手段】入力部12,14の個数は駆動源22より多い。2個の入力部12,14に結合され異なる2方向に駆動される1個の全方向車輪13a、又は2個のオムニ車輪、又は各1個のオムニ車輪及び普通車輪を備える。1個の駆動源と1個の入力部とを接続し回転を伝達する第1乃至第3の回転伝達経路21a,21b,21cを含む。第1の回転伝達経路21aはクラッチ31を介して、第2の回転伝達経路21bは直列に接続されたクラッチ32と逆回転装置40とを介して、同じ駆動源22と同じ入力部14とを接続する。または、第1及び第2の回転伝達経路は、クラッチを介して、異なる駆動源と同じ又は異なる入力部とを接続する。第3の回転伝達経路21cが接続する入力部12は、第1及び第2の回転伝達経路21a,21bとは異なる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


平面上を全方向に移動可能なロボット等において、オムニホイールと呼ばれる車輪が用いられている。ここではオムニホイールをオムニ車輪と呼ぶこととする。このオムニ車輪は、主車輪の外周に副車輪を並べたものであり、副車輪の回転中心軸は主車輪の円周方向と略一致する方向に延在し、副車輪は回転自在である。オムニ車輪を駆動する場合は、主車輪のみを回転駆動する。副車輪が回転自在であるため、オムニ車輪は、主車輪の回転中心軸に平行な方向には受動的に移動可能である。



また、例えば図22及び図23に示すように、主車輪の回転駆動と副車輪の回転駆動とを行うことができる移動搬送機構が提案されている。図22は、この移動搬送機構の断面図である。図23は、図22の線A-Aに沿って切断した断面図である。図22及び図23に示すように、主車輪110は、ホイール回転中心軸121を中心に回転自在にケーシング112に支持されているホイール部材120に、副車輪130が回転自在に支持された構造となっている。副車輪130の回転中心軸131は、ホイール回転中心軸121を中心とする仮想円周に沿って延在している。ホイール部材120と副車輪130は、モータ114a,114bの回転が差動機構140を介して配分されることで回転する。差動機構140は、ホイール回転中心軸121と同軸に回転自在に配置された第1及び第2の入力かさ歯車118a,118bと、第1及び第2の入力かさ歯車118a,118bの両方に噛み合い、自転可能、かつ、ホイール回転中心軸121のまわりを公転可能である出力かさ歯車142とを含む。出力かさ歯車142は回転軸143の一端に固定され、回転軸143は、ホイール部材120に固定された回転支持部材126によって、回転自在に支持されている。モータ114a,114bの回転が第1及び第2の入力かさ歯車118a,118bに伝達されたとき、出力かさ歯車142が自転すると、出力かさ歯車142の自転による回転が副車輪130に伝達され、副車輪130が回転する。床面102に接している副車輪130の回転によって、移動搬送機構は横方向(図22において左右方向、図23において紙面垂直方向)に移動する。モータ114a,114bの回転が第1及び第2の入力かさ歯車118a,118bに伝達されて出力かさ歯車142が公転すると、出力かさ歯車142の公転に伴ってホイール部材120が回転し、主車輪110が回転し、移動搬送機構は前後方向(図22において紙面垂直方向、図23において左右方向)に移動する。モータ114a,114bの回転が第1及び第2の入力かさ歯車118a,118bに伝達されて出力かさ歯車142が自転と公転をすると、副車輪130と主車輪110が回転し、移動搬送機構は、斜め方向に移動する。(例えば、特許文献1参照)。



また、図24及び図25に示す車輪機構201が提案されている。図24は車輪機構201の正面図である。図25は、車輪機構201の要部斜視図である。主車輪202は、比較的高剛性の環状部材及びその環状部材に外装されたフレキシブルな無端筒状体を有する。あるいは、主車輪202が、比較的硬質の環状部材と、その環状部材に回転自在に外装された互いに別体をなす複数のスリーブとを有するものからなるものとしても良い。図24及び図25に示すように、この車輪機構201は、左右の回転部材の204R,204Lに設けられたフリーローラ203R,203Lが、主車輪202に対してねじれた状態で接触している。左右の回転部材の204R,204Lが同一速度で、同一方向に回転すると、主車輪202は、主車輪202の回転中心軸B周りに回転し、車輪機構201は前後方向(図24において紙面垂直方向)に駆動される。左右の回転部材の204R,204Lが同一速度で互いに逆方向に回転すると、主車輪202は、主車輪202の回転中心軸B周りには回転せずに、副車輪である無端筒状体あるいはスリーブが主車輪202の中心線C周りに回転し、車輪機構201は横方向(図24において左右方向)に駆動される(例えば、特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は移動搬送装置に関し、詳しくは、車輪を備えた移動搬送装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転を出力する駆動源と、
前記駆動源の個数より個数が多い入力部と、
第1乃至第3の回転伝達経路を含む回転伝達部と、
2個の前記入力部に結合され、前記入力部のいずれか一方又は両方が回転すると、互いに異なる2方向のいずれか一方又は両方に駆動される全方向車輪と、1個の前記入力部に結合され、前記入力部が回転すると1方向に駆動され、駆動される方向と交差する方向には移動自在であるオムニ車輪と、1個の前記入力部に結合され、前記入力部が回転すると1方向に駆動され、駆動される方向と交差する方向には移動不自在である普通車輪とのうち、1個の前記全方向車輪を含み、又は2個の前記オムニ車輪を含み、又は1個の前記オムニ車輪及び1個の前記普通車輪を含み、又は2個の前記普通車輪を含む車輪部と、
を備え、
前記第1の回転伝達経路は、1個の前記駆動源と1個の前記入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるようにクラッチを介して接続し、かつ、前記第2の回転伝達経路は、前記第1の回転伝達経路が接続する前記駆動源と異なる1個の前記駆動源と、前記第1の回転伝達経路が接続する前記入力部と同じ若しくは異なる1個の前記入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように別のクラッチを介して接続し、又は、
前記第1の回転伝達経路は、1個の前記駆動源と1個の前記入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるようにクラッチを介して接続し、かつ、前記第2の回転伝達経路は、前記第1の回転伝達経路が接続する前記駆動源と同じ1個の前記駆動源と、前記第1の回転伝達経路が接続する前記入力部と同じ1個の前記入力部とを、前記回転が解除可能に、かつ逆方向の回転に変換されて伝達されるように、直列に接続された別のクラッチと逆回転装置とを介して接続し、
前記第3の回転伝達経路は、前記第1の回転伝達経路が接続する前記駆動源と同じ又は異なり、かつ前記第2の回転伝達経路が接続する前記駆動源と同じ又は異なる1個の前記駆動源と、前記第1の回転伝達経路が接続する前記入力部と異なり、かつ前記第2の回転伝達経路が接続する前記入力部と異なる1個の前記入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるようにさらに別のクラッチを介して接続する、又は前記回転が常に伝達されるように接続することを特徴とする、移動搬送装置。

【請求項2】
前記車輪部は、
前記全方向車輪のみを含み、又は、
前記オムニ車輪のみを含み、又は、
前記全方向車輪及び前記オムニ車輪のみを含み、又は、
前記全方向車輪及び前記普通車輪のみを含み、又は、
前記オムニ車輪及び前記普通車輪のみを含み、又は、
前記全方向車輪、前記オムニ車輪及び前記普通車輪を含むことを特徴とする、請求項1に記載の移動搬送装置。

【請求項3】
前記車輪部は、
前記全方向車輪のみを含み、又は、
前記全方向車輪及び前記オムニ車輪のみを含み、又は、
前記全方向車輪及び前記普通車輪のみを含み、又は、
前記全方向車輪、前記オムニ車輪及び前記普通車輪を含むことを特徴とする、請求項2に記載の移動搬送装置。

【請求項4】
少なくとも1個の前記入力部の回転を禁止する停止状態と当該入力部の回転を許容する停止解除状態とを選択可能にする回転禁止部を、さらに備えたことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の移動搬送装置。

【請求項5】
第1及び第2の前記駆動源と、
第1乃至第3の前記入力部と、
を備え、
前記車輪部は、
前記第1及び第2の入力部に結合される前記全方向車輪と、
前記第3の入力部に結合される前記オムニ車輪と、
を含み、
前記第1の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第2の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第1の前記クラッチを介して接続し、
前記第2の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第2の入力部とを、前記回転が解除可能に、かつ逆方向の回転に変換されて伝達されるように、直列に接続された第2の前記クラッチと前記逆回転装置とを介して接続し、
前記第3の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第1の入力部とを、前記回転が常に伝達されるように接続し、
前記回転伝達部は、前記第2の駆動源と前記第3の入力部とを、前記回転が常に伝達されるように接続する第4の回転伝達経路をさらに含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の移動搬送装置。

【請求項6】
第1及び第2の前記駆動源と、
第1乃至第3の前記入力部と、
を備え、
前記車輪部は、
前記第1及び第2の入力部に結合される前記全方向車輪と、
前記第3の入力部に結合される前記オムニ車輪と、
を含み、
前記第1の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第2の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第1の前記クラッチを介して接続し、
前記第2の回転伝達経路は、前記第2の駆動源と前記第2の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第2の前記クラッチを介して接続し、
前記第3の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第1の入力部とを、前記回転が常に伝達されるように接続し、
前記回転伝達部は、前記第2の駆動源と前記第3の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第3の前記クラッチを介して接続する第4の回転伝達経路をさらに含み、
前記回転禁止部は、前記第3の入力部の回転を禁止する前記停止状態と前記第3の入力部の回転を許容する前記停止解除状態とを選択可能にすることを特徴とする、請求項4に記載の移動搬送装置。

【請求項7】
第1及び第2の前記駆動源と、
第1乃至第4の前記入力部と、
を備え、
前記車輪部は、
前記第1及び第2の入力部に結合される前記全方向車輪と、
前記第3及び第4の入力部に結合される前記全方向車輪と、
を含み、
前記第1の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第2の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第1の前記クラッチを介して接続し、
前記第2の回転伝達経路は、前記第2の駆動源と前記第2の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第4の前記クラッチを介して接続し、
前記第3の回転伝達経路は、前記第1の駆動源と前記第1の入力部とを、前記回転が常に伝達されるように接続し、
前記回転伝達部は、
前記第1の駆動源と前記第3の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第2の前記クラッチを介して接続する第4の回転伝達経路と、
前記第2の駆動源と前記第3の入力部とを、前記回転が解除可能に伝達されるように第3の前記クラッチを介して接続する第5の回転伝達経路と、
前記第2の駆動源と前記第4の入力部とを、前記回転が常に伝達されるように接続する第6の回転伝達経路と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の移動搬送装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 公開
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