JP6422482B2 - Moving transport mechanism - Google Patents
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Description
本発明は移動搬送機構に関し、詳しくは、全方向移動可能な車輪を備えた移動搬送機構に関する。 The present invention relates to a moving transfer mechanism, and more particularly to a moving transfer mechanism including wheels that can move in all directions.
平面上を全方向に移動可能なロボットや、工場内の搬送設備等において、オムニホイールと呼ばれる車輪が用いられている。このオムニホイールは、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。オムニホイールを駆動する場合は、主車輪のみを回転駆動する。 Wheels called omni wheels are used in robots that can move in all directions on a plane, transport equipment in factories, and the like. In this omni wheel, auxiliary wheels are arranged on the outer periphery of the main wheel, the rotation center axis of the auxiliary wheel extends in a direction substantially coincident with the circumferential direction of the main wheel, and the auxiliary wheel is freely rotatable. When driving an omni wheel, only the main wheel is driven to rotate.
また、例えば図7及び図8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7は、この移動搬送機構の断面図であり、図8は図7の線A−Aに沿って切断した断面図である。図7及び図8に示すように、移動搬送機構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を介して配分されて回転する。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。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が回転する。ホイール部材120の回転は主車輪の回転を意味する(例えば、特許文献1参照)。
Further, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, there has been proposed a moving conveyance mechanism capable of performing rotation driving of the main wheel and rotation driving of the auxiliary wheel. FIG. 7 is a cross-sectional view of the moving transport mechanism, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, in the moving
この移動搬送機構110には、円周方向に隣り合う副車輪130の間に隙間があるため、ホイール部材120が回転する(主車輪が回転する)と床面102との接触が断続的になり、振動が発生するという課題がある。
Since there is a gap between the circumferentially
本発明は、かかる実情に鑑み、主車輪が回転するときの振動を抑制することができる移動搬送機構を提供しようとするものである。 In view of such a situation, the present invention intends to provide a moving conveyance mechanism that can suppress vibration when a main wheel rotates.
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した移動搬送機構を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a moving conveyance mechanism configured as follows.
移動搬送機構は、(a)ホイール回転中心軸を中心に回転自在に支持されるホイール部材と、(b)前記ホイール回転中心軸を中心とする第1の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第1の副車輪と、(c)前記ホイール回転中心軸方向に前記第1の仮想円周から離れた位置において、前記ホイール回転中心軸を中心とする第2の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第2の副車輪と、(d)前記ホイール回転中心軸と同軸に回転自在に配置された第1及び第2の入力部材と、前記第1及び第2の入力部材の両方に接触し、自転中心軸を中心に自転可能、かつ、前記ホイール回転中心軸のまわりを公転可能である出力部材とを含む差動機構と、(e)前記ホイール部材に固定され、前記差動機構の前記出力部材を、前記自転中心軸を中心に回転自在に支持する回転支持部材と、(f)前記第1及び第2の副車輪のうち少なくとも一つの副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間を結合し、前記出力部材の前記自転中心軸を中心とする自転による回転を当該副車輪に伝達して当該副車輪を回転させる回転伝達部材と、を備える。前記第1及び第2の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記ホイール回転中心軸を中心とする仮想外形円の内側に、前記仮想外形円に接近又は接するように配置され、かつ、前記仮想外形円に沿って前記第1の副車輪の隣に前記第2の副車輪が配置されている。前記ホイール部材は、前記差動機構の前記出力部材の前記ホイール回転中心軸のまわりの公転に伴って、前記ホイール回転中心軸を中心に回転する。 The moving conveyance mechanism includes (a) a wheel member that is rotatably supported around a wheel rotation center axis, and (b) a rotation extending along a first virtual circumference centering on the wheel rotation center axis. A first auxiliary wheel supported by the wheel member so as to be rotatable about a central axis; and (c) the wheel rotation center at a position away from the first virtual circumference in the wheel rotation central axis direction. A second auxiliary wheel supported by the wheel member so as to be rotatable about a rotation center axis extending along a second virtual circumference centered on the axis; and (d) the wheel rotation center axis. The first and second input members arranged coaxially and rotatable, and both the first and second input members are in contact with each other, can rotate around the rotation center axis, and the wheel rotation center axis Differential including an output member capable of revolving around (E) a rotation support member fixed to the wheel member and supporting the output member of the differential mechanism so as to be rotatable about the rotation center axis; and (f) the first and second members. At least one auxiliary wheel among the auxiliary wheels is coupled to the output member of the differential mechanism, and rotation due to rotation about the rotation center axis of the output member is transmitted to the auxiliary wheel to transmit the auxiliary wheel. A rotation transmission member for rotating the wheel. When viewed from the direction of the wheel rotation center axis, the first and second auxiliary wheels are disposed inside the virtual outline circle centered on the wheel rotation center axis so as to approach or touch the virtual outline circle. And the said 2nd auxiliary | assistant wheel is arrange | positioned next to the said 1st auxiliary | assistant wheel along the said virtual external circle. The wheel member rotates about the wheel rotation center axis as the output member of the differential mechanism revolves around the wheel rotation center axis.
上記構成によれば、ホイール回転中心軸の方向から見ると、仮想外形円に沿って第1の副車輪の隣りに第2の副車輪を配置して、円周方向に隣り合う副車輪の間の隙間を少なくし又は無くすことによって、ホイール部材が回転して(主車輪が回転して)副車輪が順次床面に接するときに、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因して発生する振動を抑制することができる。 According to the above configuration, when viewed from the direction of the wheel rotation center axis, the second auxiliary wheel is arranged next to the first auxiliary wheel along the virtual outer circle, and between the auxiliary wheels adjacent in the circumferential direction. When the wheel member rotates (the main wheel rotates) and the sub wheels sequentially contact the floor surface by reducing or eliminating the gap between the sub wheels, due to the gap between the sub wheels adjacent in the circumferential direction The generated vibration can be suppressed.
好ましくは、前記第1及び第2の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記仮想外形円に沿って交互に配置されている。 Preferably, the first and second auxiliary wheels are alternately arranged along the virtual outer circle when viewed from the direction of the wheel rotation center axis.
この場合、仮想外形円の全周に沿って、円周方向に隣り合う副車輪の間の隙間を少なくし又は無くすことができ、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因する振動を、主車輪の回転角度に制約されることなく抑制することができる。 In this case, along the entire circumference of the virtual outer circle, the gap between the auxiliary wheels adjacent in the circumferential direction can be reduced or eliminated, and the vibration caused by the gap between the auxiliary wheels adjacent in the circumferential direction can be reduced. It can be suppressed without being restricted by the rotation angle of the main wheel.
好ましくは、前記ホイール回転中心軸方向に垂直な方向から見ると、前記第1の副車輪と前記第2の副車輪は前記ホイール回転中心軸方向に離れて配置され、前記第1の副車輪と前記第2の副車輪の間に前記差動機構が配置されている。 Preferably, when viewed from a direction perpendicular to the wheel rotation central axis direction, the first auxiliary wheel and the second auxiliary wheel are disposed apart from each other in the wheel rotation central axis direction, and the first auxiliary wheel and The differential mechanism is disposed between the second auxiliary wheels.
この場合、第1の副車輪と第2の副車輪との間に差動機構を配置することによって、第1及び第2の副車輪を回転駆動するための構成を簡素化することができる。 In this case, the structure for rotationally driving the first and second auxiliary wheels can be simplified by disposing the differential mechanism between the first auxiliary wheel and the second auxiliary wheel.
好ましくは、接触面に接していない前記第1及び第2の副車輪を、前記ホイール回転中心軸を中心とする径方向の外側に移動させ、当該第1及び第2の副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間の前記回転伝達部材による結合を解除又は低減させる駆動低減機構をさらに備える。 Preferably, the first and second auxiliary wheels that are not in contact with the contact surface are moved outward in the radial direction around the wheel rotation center axis, and the first and second auxiliary wheels and the differential are moved. A drive reduction mechanism for releasing or reducing the coupling by the rotation transmission member with the output member of the mechanism is further provided.
この場合、接触面に接していない第1及び第2の副車輪を駆動する無駄をなくして、第1及び第2の副車輪を効率よく駆動することができる。 In this case, the waste of driving the first and second auxiliary wheels that are not in contact with the contact surface can be eliminated, and the first and second auxiliary wheels can be driven efficiently.
本発明によれば、主車輪が回転するときの振動を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration when a main wheel rotates can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1> まず、移動搬送機構10の構成について、図1乃至図4を参照しながら説明する。図1は、移動搬送機構10の構成を示す断面図である。図2は、図1の線A−Aに沿って切断した断面図である。図3は、図1の線B−Bに沿って切断した断面図である。図4は、図1の線C−Cに沿って切断した断面図である。
Example 1 First, the configuration of the moving
図1に示すように、移動搬送機構10のケーシング12に、ホイール部材22と、第1及び第2の回転軸33,35とが回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 1, the
第1の回転軸33の一端に、ケーシング12に固定された第1のモータ52から回転が伝達される。第2の回転軸35は、第1の回転軸33の外側に、第1の回転軸33と同心に配置された中空円筒状の部材である。第2の回転軸35の一端に、ケーシング12に固定された第2のモータ54から歯車56,58を介して、回転が伝達される。
The rotation is transmitted to one end of the first rotating
ホイール部材22の中心には貫通穴23が形成され、貫通穴23内に、ホイール部材22のホイール回転中心軸22xと同心に、第1及び第2の回転軸33,35の他端側が配置されている。第1及び第2の回転軸33,35の他端側とホイール部材22とは、軸受を介して相対回転自在に支持されている。
A through
図1、図2及び図4に示すように、ホイール部材22は、第1及び第2の副車輪24,26を回転自在に支持している。なお、図2及び図4には、ホイール部材22に固定された軸24k,26kを中心に、第1及び第2の副車輪24,26が軸受を介して回転自在に支持される構成を示しているが、これに限るものではない。第1の副車輪24と第2の副車輪26とは、ホイール回転中心軸22x方向に離れており、第1の副車輪24と第2の副車輪26との間に差動機構30が配置されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
図1及び図3に示すように、差動機構30は、第1及び第2の回転軸33,35の他端側に固定され互いに対向する入力かさ歯車32,34と、入力かさ歯車32,34に噛み合う3つの出力かさ歯車36とを含む。出力かさ歯車36は、出力かさ歯車軸37の一端に固定されている。出力かさ歯車軸37は、ホイール部材22に固定された軸受39によって回転自在に支持されている。出力かさ歯車軸37の他端には、かさ歯車38が固定されている。入力かさ歯車32,34は、差動機構の第1及び第2の入力部材である。出力かさ歯車36、出力かさ歯車軸37は、差動機構の出力部材である。軸受39は、回転支持部材である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
差動機構には、かさ歯車の代わりに、フェースギヤ、ハイポイドギヤなどの歯車や、円筒歯車を用いた遊星歯車装置等、歯が噛み合う構成を用いることができる。また、フリクションドライブ(摩擦伝動を利用するもの)、トラクションドライブ(トラクションオイルを利用するもの)等のように、噛み合う歯がない構成を用いてもよい。ベルトやワイヤ等を介して回転を伝達する差動機構を用いてもよい。 For the differential mechanism, instead of the bevel gear, a configuration in which teeth mesh, such as a gear such as a face gear or a hypoid gear, or a planetary gear device using a cylindrical gear, can be used. Moreover, you may use the structure without the teeth | gears to mesh | engage like a friction drive (thing using friction transmission), a traction drive (thing using traction oil), etc. A differential mechanism that transmits rotation through a belt, a wire, or the like may be used.
図2及び図4に示すように、第1及び第2の副車輪24,26は、樽状の外形を有し、第1及び第2の副車輪24,26の回転中心軸24x,26xは、ホイール回転中心軸22xを中心とする仮想円周22p,22qに沿って延在している。第1及び第2の副車輪24,26は、ホイール部材22よりも径方向外側に突出しており、ホイール部材22の回転に応じて床面2に接する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the first and second
図1に示すように、第1及び第2の副車輪24,26は、第1及び第2の副車輪24,26の外周面24a,26aに接触する第1及び第2の駆動ローラ25,27によって回転駆動される。図3に示すように、第1及び第2の駆動ローラ25,27は、それぞれ、第1及び第2の駆動ローラ軸45,47に固定され、第1及び第2の駆動ローラ軸45,47はホイール部材22に回転自在に支持されている。第1及び第2の駆動ローラ軸45,47の一端には、互いに噛み合うかさ歯車46,48が固定されている。第1の駆動ローラ軸45の他端にはかさ歯車44が固定され、このかさ歯車44は、出力かさ歯車軸37の他端に固定されたかさ歯車38と噛み合っている。これらの第1及び第2の駆動ローラ25,27と、第1及び第2の駆動ローラ軸45,47と、かさ歯車38,44,46,48は、回転伝達部材であり、出力かさ歯車軸37の回転を第1及び第2の副車輪24,26に伝達して第1及び第2の副車輪24,26を回転させる。
As shown in FIG. 1, the first and second
次に、移動搬送機構10の動作について、図5の模式図を参照しながら説明する。図5は、床面2から移動搬送機構10とケーシング12を見た様子を示す。図5では、ホイール部材22に第1及び第2の副車輪24,26が配置された主車輪20について、第1及び第2の副車輪24,26のうち、床面2に接する一つの副車輪28のみが図示されている。ここでは、差動機構30の一対の入力かさ歯車32,34の歯数が同じ場合をとりあげて説明する。
Next, the operation of the moving
差動機構30の1対の入力かさ歯車32,34の両方を同じ方向に同じ角速度で回転駆動すると、出力かさ歯車36は自転することなく、ホイール回転中心軸22xのまわりを公転する。これによって、図5(a)に示すように、第1及び第2の副車輪24,26は停止した状態で、すなわち、第1及び第2の副車輪24,26が自転しない状態で、ホイール部材22が回転し、主車輪20が矢印83に示すように回転する。その結果、矢印86で示すように、ケーシング12は床面2に対して、前後方向(図5(a)において上下方向)に相対的に移動する。
When both of the pair of
差動機構30の1対の入力かさ歯車32,34を互いに逆方向に、絶対値が同じ角速度で回転駆動すると、出力かさ歯車36は公転することなく、自転する。これによって、図5(b)に示すように、ホイール部材22が停止した状態で、矢印85で示すように副車輪28が回転中心軸28xのまわりを回転(自転)する。その結果、矢印88で示すように、ケーシング12は床面2に対して、左右方向(図5(b)において左右方向)に相対的に移動する。
When the pair of
差動機構30の1対の入力かさ歯車32,34を互いに絶対値が異なる角速度で回転駆動すると、出力かさ歯車36は、自転し、かつ公転する。これによって、図5(c)において矢印83で示すように主車輪20が回転し、矢印85で示すように副車輪28が回転(自転)する。その結果、例えば矢印87で示すように、ケーシング12は床面2に対して図5(c)に示すように斜め方向に相対的に移動する。
When the pair of
移動搬送機構10は、モータ52,54の回転を制御することで、平面内の全方向の移動が可能である。
The moving
すなわち、ケーシング12を床面2に対して前後方向(図5(a)において矢印86で示す方向)に移動させたい場合には、第1及び第2の副車輪24,26が回転しない状態でホイール部材22を回転させればよいので、出力かさ歯車36が公転しかつ自転しないように、入力かさ歯車32,34の両方を同じ方向に同じ角速度(第1の角速度比)で回転駆動するように、モータ52,54の回転を制御する。
That is, when it is desired to move the
ケーシング12を床面2に対して左右方向(図5(b)において矢印88で示す方向)に移動させたい場合には、第1及び第2の副車輪24,26が自転し、ホイール部材22が回転しないようにすればよいので、出力かさ歯車36が自転しかつ公転しないように、入力かさ歯車32,34を互いに逆方向に絶対値が同じ角速度(第2の角速度比)で回転駆動するように、モータ52,54の回転を制御する。
When it is desired to move the
ケーシング12を床面2に対して前後方向でも左右方向でもない斜め方向(図5(c)において、例えば矢印87で示す方向)に移動させたい場合には、第1及び第2の副車輪24,26が自転し、かつホイール部材22が回転すればよいので、出力かさ歯車36が自転しかつ公転するように、入力かさ歯車32,34を、第1の角速度の比と異なりかつ第2の角速度の比と異なる角速度比で回転駆動するように、モータ52,54の回転を制御する。
When it is desired to move the
移動搬送機構10は、駆動用の全てのモータ52,54をケーシング12上に配置することができるので、使用できるモータに関する制約は少なく、幅広い種類やサイズのモータを利用することが可能である。例えば、副車輪駆動用のモータを主車輪に内蔵する場合よりも、大トルクのモータを用いることができる。したがって、副車輪のトルクを大きくすることができ、主車輪と副車輪の駆動力の差を小さくし、あるいは差を無くすことができる。また、移動搬送機構10は、モータを主車輪に内蔵しないので、モータへの電気供給等の配線が容易である。
Since all the driving
移動搬送機構10は、図3に示すように、第1及び第2の副車輪24,26が、ホイール回転中心軸22xの方向から見ると、仮想外形円21に沿って交互に配置されている。そのため、仮想外形円21の全周に沿って副車輪24,26の間の隙間を少なくし又は無くすことができ、円周方向に隣り合う副車輪24,26間の隙間に起因する振動を、主車輪20の回転角度に制約されることなく抑制することができる。
As shown in FIG. 3, in the moving
なお、主車輪20の回転が1回転より小さい範囲に限定される場合や、主車輪20の一部の回転角度範囲での振動の抑制が必要な場合には、第1及び第2の副車輪24,26が交互に配置されない部分があっても構わない。この場合、仮想外形円21の一部分に沿って隣り合うように副車輪24,26を配置すれば、主車輪20の一部の回転角度範囲では、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因する振動を抑制することができる。
When the rotation of the
第1及び第2の副車輪24,26が樽状の形状を有していると、ホイール回転中心軸22xの方向から見たとき、第1及び第2の副車輪24,26を仮想外形円21にできるだけ近付けることができるので、主車輪20が回転(ホイール部材22が回転)したときの移動搬送機構10の振動を抑制することが容易である。
When the first and second
第1の副車輪24と第2の副車輪26との間に、差動機構30を配置すると、第1及び第2の副車輪24,26を回転駆動するための構成を簡素にすることができる。
When the
第1及び第2の副車輪24,26が、第1及び第2の副車輪24,26の外周面24a,26aに接する駆動ローラ25,27によって回転駆動されるように構成すると、第1及び第2の副車輪24,26の軸方向の端部から駆動力を伝達する場合に比べるとスペースに余裕ができるため、設計が容易になる。また、第1及び第2の副車輪24,26を軸方向に長くすることができるため、第1及び第2の副車輪24,26の中に大きい軸受を配置することも可能であり、耐荷重を高めることが容易である。
When the first and second
<変形例1> 実施例1の変形例1について、図6を参照しながら説明する。図6は、実施例1の変形例1の移動搬送機構の要部構成図である。
<
図6(a)に示すように、移動搬送機構10のホイール部材22に一端側が回転自在に支持され揺動自在である支持梁50の他端側に、第1及び第2の副車輪24,26の軸24k,26kが支持されている。第1及び第2の副車輪24,26は、軸24k,26kに対して回転自在に支持されている。支持梁50は、ばね等の弾性部材62によって付勢され、鎖線で示すように、床面に接していない副車輪24s,26sが、ホイール回転中心軸から離れる方向(図では下向き)に移動し、第1及び第2の副車輪24s,26sの外周面と第1及び第2の駆動ローラ25,27との接触が解除又は低減される。実線で示すように、床面に接している副車輪24,26は、ホイール回転中心軸に近づく方向(図では上向き)に移動して、第1及び第2の駆動ローラ25,27と接触し、回転駆動される。なお、弾性部材62は無くてもよい。
As shown in FIG. 6 (a), the first and second
図6(b)に示すように、移動搬送機構10のホイール部材22に設けられ、副車輪24,26の軸24k,26kを支持する支持箱66が、ホイール回転中心軸に近づいたり離れたりする方向(図では上下方向)に移動自在に支持されている。支持箱66は、ゴム等の弾性部材64を介して、ホイール回転中心軸から離れる方向(図では下向き)に付勢されている。第1及び第2の副車輪24,26は、軸24k,26kに対して回転自在に支持されている。鎖線で示すように、床面に接していない副車輪24t,26tは、ホイール回転中心軸から離れる方向(図では下方向)に移動し、駆動ローラ25、27との接触が解除又は低減される。実線で示すように、床面に接している副車輪24,26は、ホイール回転中心軸に近づく方向(図において上向き)に移動して、第1及び第2の駆動ローラ25,27と接触し、回転駆動される。なお、弾性部材64は無くてもよい。
As shown in FIG. 6B, the
このように、床面に接していない第1及び第2の副車輪24s,26s;24t,26tを、ホイール回転中心軸を中心とする径方向の外側に移動させ、床面に接していない第1及び第2の副車輪24s,26s;24t,26tと差動機構の出力部材との間の回転伝達部材による結合を解除又は低減させる駆動低減機構をさらに備えると、移動搬送機構10の移動の際に床面に接していない第1及び第2の副車輪24s,26s;24t,26tを駆動する無駄をなくして、第1及び第2の副車輪24,26を効率よく駆動することができる。
In this way, the first and second
支持梁や支持箱、弾性部材の代わりに、副車輪を支持するホイール部材の一部を弾性変形しやすい構造にした駆動低減機構としてもよい。 Instead of the support beam, the support box, and the elastic member, a drive reduction mechanism in which a part of the wheel member that supports the auxiliary wheel is configured to be easily elastically deformed may be used.
<まとめ> 以上に説明したように、第1の副車輪24と第2の副車輪26とを、ホイール回転中心軸22xの方向に離し、かつ、ホイール回転中心軸22xの方向から見ると、仮想外形円21の内側に、仮想外形円21に接近又は接するように配置すると、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因して主車輪が回転するときに発生する振動を抑制することができる。
<Summary> As described above, when the first
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
実施例1では第1の副車輪を3個、第2の副車輪を3個用いる場合をとりあげて説明したが、第1の副車輪の数や第2の副車輪の数は3以外でもよい。例えば、第1の副車輪は1個以上であればよく、第2の副車輪は1個以上であればよい。第1及び第2の副車輪は、実施例以外の方法で回転駆動しても構わない。例えば、第1及び第2の副車輪の軸端に回転伝達部材を結合して、第1及び第2の副車輪を回転させても構わない。 In the first embodiment, the case where three first sub wheels and three second sub wheels are used has been described. However, the number of first sub wheels and the number of second sub wheels may be other than three. . For example, the number of first auxiliary wheels may be one or more, and the number of second auxiliary wheels may be one or more. The first and second auxiliary wheels may be rotationally driven by a method other than the embodiment. For example, a rotation transmission member may be coupled to the shaft ends of the first and second auxiliary wheels to rotate the first and second auxiliary wheels.
回転伝達部材には歯車、ベルト、歯付きベルト、チェーン、ワイヤ、回転軸、軸継手などを用いることができる。 A gear, a belt, a toothed belt, a chain, a wire, a rotating shaft, a shaft coupling, or the like can be used as the rotation transmitting member.
回転伝達部材には、丸ベルトを用いてもよい。丸ベルトの循環経路を折り曲げることにより、差動機構と副車輪との間の伝達経路が簡単になる。丸ベルトは、通常は、断面が円形の無端ベルト部材であるが、断面が一定の大きさでなくてもよく、例えば、中心軸方向に断面の大きさが周期的に変化して表面に歯のような凹凸形状が形成されるものであってもよい。 A round belt may be used as the rotation transmission member. By bending the circulation path of the round belt, the transmission path between the differential mechanism and the auxiliary wheel is simplified. The round belt is usually an endless belt member having a circular cross section, but the cross section does not have to be a constant size. For example, the size of the cross section changes periodically in the direction of the central axis, and the surface has teeth. Such an uneven shape may be formed.
回転伝達部材には、副車輪に係合し、副車輪の外周面のうち接地面に沿って延在する表面を有する無端循環部材を用いてもよい。 As the rotation transmission member, an endless circulation member that engages with the auxiliary wheel and has a surface extending along the ground contact surface of the outer peripheral surface of the auxiliary wheel may be used.
副車輪と駆動ローラとが接触する面に、凸部及び凹部を形成して噛み合わせるようにすれば、駆動ローラと副車輪との間ですべりが生じるのを防ぎ、副車輪が確実に回転駆動されるようにすることができる。 Protrusions and recesses are formed on the surface where the auxiliary wheel and the drive roller come into contact with each other to prevent slippage between the drive roller and the auxiliary wheel, and the auxiliary wheel is reliably rotated. Can be done.
副車輪の形状は樽状の形状以外でもよい。 The shape of the auxiliary wheel may be other than the barrel shape.
副車輪は、その回転中心軸の少なくとも一部を円弧状に保ったままその回転中心軸のまわりを変形しながら回転するものでもよい。例えば、弾性部材を用いたり、円筒形状の部品を蛇腹状に重ね合わせたりすることによって、その回転中心軸を円弧状に保ったままその回転中心軸のまわりを変形しながら回転するように構成してもよい。 The auxiliary wheel may rotate while deforming around the rotation center axis while maintaining at least a part of the rotation center axis in an arc shape. For example, by using an elastic member or stacking cylindrical parts in a bellows shape, the rotation center axis is maintained while maintaining an arc shape, and it is configured to rotate while deforming around the rotation center axis. May be.
複数個の副車輪を用いる場合は、回転伝達部材を介して全ての副車輪が直接回転されるようにしてもよい。あるいは、回転伝達部材を介して直接は回転されない副車輪が、回転伝達部材を介して直接回転される副車輪と回転が伝わるように連結され、両方の副車輪が同時に回転されるようにしてもよい。 When a plurality of auxiliary wheels are used, all the auxiliary wheels may be directly rotated via the rotation transmission member. Alternatively, the auxiliary wheel that is not directly rotated via the rotation transmission member is connected to the auxiliary wheel that is directly rotated via the rotation transmission member so that the rotation is transmitted, and both the auxiliary wheels are rotated simultaneously. Good.
第1の副車輪と第2の副車輪に加えて、他の副車輪を用いてもよい。例えば、ホイール回転中心軸方向に第1の副車輪と第2の副車輪から離れた(第1の仮想円周と第2の仮想円周から離れた)位置において、ホイール回転中心軸を中心とする第3の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、ホイール部材に支持された第3の副車輪を用いてもよい。この場合、第1乃至第3の副車輪は、ホイール回転中心軸の方向から見ると、ホイール回転中心軸を中心とする仮想外形円の内側に、仮想外形円に接近又は接するように配置され、かつ、仮想外形円に沿って第1の副車輪の隣に第2の副車輪が配置され、第2の副車輪の隣に第3の副車輪が配置されてもよい。さらに、仮想外形円に沿って第3の副車輪の隣に第1の副車輪が配置されて、仮想外形円に沿って第1の副車輪、第2の副車輪、第3の副車輪、第1の副車輪、第2の副車輪、・・・の順に配置されてもよい。同様に、第1乃至第3の副車輪に加えて、さらに他の副車輪を用いてもよい。第1及び第2の副車輪以外の他の副車輪は、回転駆動されるものでも、回転自在なもの(回転駆動されないもの)でもよい。他の副車輪が回転駆動される場合、第1及び第2の副車輪に回転を伝達する差動機構から他の副車輪に回転が伝達されても、第1及び第2の副車輪に回転を伝達する差動機構とは別系統から他の副車輪に回転が伝達されてもよい。 In addition to the first auxiliary wheel and the second auxiliary wheel, other auxiliary wheels may be used. For example, at a position away from the first auxiliary wheel and the second auxiliary wheel in the wheel rotation central axis direction (away from the first virtual circle and the second virtual circle), the wheel rotation central axis is the center. Alternatively, a third auxiliary wheel supported by the wheel member may be used so as to be rotatable about a rotation center axis extending along the third virtual circumference. In this case, when viewed from the direction of the wheel rotation central axis, the first to third auxiliary wheels are arranged inside the virtual outer circle around the wheel rotation central axis so as to approach or touch the virtual outer circle, And a 2nd subwheel may be arrange | positioned next to a 1st subwheel along a virtual external circle, and a 3rd subwheel may be arrange | positioned next to a 2nd subwheel. Further, a first auxiliary wheel is arranged next to the third auxiliary wheel along the virtual outer circle, and the first auxiliary wheel, the second auxiliary wheel, the third auxiliary wheel, along the virtual outer circle, You may arrange | position in order of a 1st subwheel, a 2nd subwheel, .... Similarly, other auxiliary wheels may be used in addition to the first to third auxiliary wheels. The other auxiliary wheels other than the first and second auxiliary wheels may be rotationally driven or rotatable (not rotationally driven). When other sub wheels are driven to rotate, even if rotation is transmitted from the differential mechanism that transmits rotation to the first and second sub wheels to the other sub wheels, it rotates to the first and second sub wheels. Rotation may be transmitted to another auxiliary wheel from a system different from the differential mechanism that transmits.
出力かさ歯車の数は3以外でもよい。1つの出力かさ歯車が第1及び第2の副車輪の両方を駆動してもよいし、第1及び第2の副車輪を駆動する出力かさ歯車を別々にしてもよい。1つの出力かさ歯車が1つの副車輪を駆動してもよい。 The number of output bevel gears may be other than three. One output bevel gear may drive both the first and second auxiliary wheels, or the output bevel gears driving the first and second auxiliary wheels may be separate. One output bevel gear may drive one auxiliary wheel.
差動機構は第1の副車輪と第2の副車輪の間以外に配置してもよい。 The differential mechanism may be arranged other than between the first auxiliary wheel and the second auxiliary wheel.
樽状の形状の副車輪は外周面の場所によって副車輪の回転中心軸からの半径が異なるため、副車輪の角速度が一定でも場所によって外周面上の速度が異なる。副車輪の回転による床面上の移動速度を、狙った速度にするためには、副車輪の外周面の床面に接している場所に応じて、差動機構の入力部材の角速度を調整すればよい。 Because the barrel-shaped secondary wheel has a different radius from the rotation center axis of the secondary wheel depending on the location of the outer peripheral surface, the speed on the outer peripheral surface differs depending on the location even if the angular velocity of the secondary wheel is constant. In order to set the moving speed on the floor due to the rotation of the auxiliary wheel to the target speed, the angular speed of the input member of the differential mechanism should be adjusted according to the location of the outer peripheral surface of the auxiliary wheel in contact with the floor That's fine.
本発明の移動搬送機構は、副車輪が下方に突出して床面等に接する移動搬送装置に限らず、上下を反転した構成で用いることもできる。例えば、上方に突出した副車輪で被搬送物を下から支え、主車輪及び副車輪の回転の組み合わせによって、被搬送物を所望の方向に移動させたり旋回させたりする移動搬送装置にも用いることができる。 The mobile transport mechanism of the present invention is not limited to the mobile transport device in which the auxiliary wheel protrudes downward and comes into contact with the floor surface or the like, but can also be used in a configuration in which the top and bottom are reversed. For example, it is also used for a mobile conveyance device that supports a conveyed object from below with auxiliary wheels protruding upward, and moves or turns the conveyed object in a desired direction by a combination of rotation of the main wheel and the auxiliary wheel. Can do.
本発明は、前進・後進のみならず、横方向、斜め方向の移動が求められる機器、例えば、車椅子、高齢者用移動装置などの福祉機器や、工場や倉庫で使用される搬送台車、搬送車、フォークリフト、移動車両などの移動搬送機器などの用途に適用できる。 The present invention is not only forward / reverse, but also equipment that requires lateral and oblique movements, such as wheelchairs, welfare equipment such as mobile devices for elderly people, transport carts and transport vehicles used in factories and warehouses. It can be applied to applications such as forklifts, mobile vehicles such as mobile vehicles.
2 床面(接触面)
10 移動搬送機構
12 ケーシング
20 主車輪
21 仮想外形円
22 ホイール部材
22p 仮想円周(第1の仮想円周)
22q 仮想円周(第2の仮想円周)
22x ホイール回転中心軸
24 第1の副車輪
24x 回転中心軸
25 第1の駆動ローラ(回転伝達部材)
26 第2の副車輪
26x 回転中心軸
27 第2の駆動ローラ(回転伝達部材)
28 副車輪
28x 回転中心軸
30 差動機構
32 入力かさ歯車(差動機構の第1の入力部材)
33 第1の回転軸
34 入力かさ歯車(差動機構の第2の入力部材)
35 第2の回転軸
36 出力かさ歯車(差動機構の出力部材)
37 出力かさ歯車軸(差動機構の出力部材)
38 かさ歯車(回転伝達部材)
39 軸受(回転支持部材)
44 かさ歯車(回転伝達部材)
45 第1の駆動ローラ軸(回転伝達部材)
46 かさ歯車(回転伝達部材)
47 第2の駆動ローラ軸(回転伝達部材)
48 かさ歯車(回転伝達部材)
50 支持梁(駆動低減機構)
52 第1のモータ
54 第2のモータ
62,64 弾性部材(駆動低減機構)
66 支持箱(駆動低減機構)2 Floor (contact surface)
DESCRIPTION OF
22q virtual circumference (second virtual circumference)
22x Wheel
26 second auxiliary wheel 26x
28
33
35
37 Output bevel gear shaft (differential output member)
38 Bevel gear (rotation transmission member)
39 Bearing (Rotating support member)
44 Bevel gear (rotation transmission member)
45 First drive roller shaft (rotation transmission member)
46 Bevel gear (rotation transmission member)
47 Second drive roller shaft (rotation transmission member)
48 Bevel gear (rotation transmission member)
50 Support beam (drive reduction mechanism)
52
66 Support box (drive reduction mechanism)
Claims (3)
前記ホイール回転中心軸を中心とする第1の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第1の副車輪と、
前記ホイール回転中心軸方向に前記第1の仮想円周から離れた位置において、前記ホイール回転中心軸を中心とする第2の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第2の副車輪と、
前記ホイール回転中心軸と同軸に回転自在に配置された第1及び第2の入力部材と、前記第1及び第2の入力部材の両方に接触し、自転中心軸を中心に自転可能、かつ、前記ホイール回転中心軸のまわりを公転可能である出力部材とを含む差動機構と、
前記ホイール部材に固定され、前記差動機構の前記出力部材を、前記自転中心軸を中心に回転自在に支持する回転支持部材と、
前記第1及び第2の副車輪のうち少なくとも一つの副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間を結合し、前記出力部材の前記自転中心軸を中心とする自転による回転を当該副車輪に伝達して当該副車輪を回転させる回転伝達部材と、
接触面に接していない前記第1及び第2の副車輪を、前記ホイール回転中心軸を中心とする径方向の外側に移動させ、当該第1及び第2の副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間の前記回転伝達部材による結合を解除又は低減させる駆動低減機構と、
を備え、
前記第1及び第2の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記ホイール回転中心軸を中心とする仮想外形円の内側に、前記仮想外形円に接近又は接するように配置され、かつ、
前記仮想外形円に沿って前記第1の副車輪の隣に前記第2の副車輪が配置され、
前記ホイール部材は、前記差動機構の前記出力部材の前記ホイール回転中心軸のまわりの公転に伴って、前記ホイール回転中心軸を中心に回転することを特徴とする移動搬送機構。A wheel member supported rotatably about a wheel rotation center axis;
A first auxiliary wheel supported by the wheel member so as to be rotatable about a rotation center axis extending along a first virtual circumference centered on the wheel rotation center axis;
At a position away from the first imaginary circumference in the wheel rotation center axis direction, it is rotatable about a rotation center axis extending along a second imaginary circumference centering on the wheel rotation center axis. A second auxiliary wheel supported by the wheel member;
The first and second input members disposed so as to be rotatable coaxially with the wheel rotation center axis, and both the first and second input members, and capable of rotating about the rotation center axis; and A differential mechanism including an output member capable of revolving around the wheel rotation center axis;
A rotation support member fixed to the wheel member and rotatably supporting the output member of the differential mechanism about the rotation center axis;
At least one auxiliary wheel of the first and second auxiliary wheels is coupled to the output member of the differential mechanism, and rotation by rotation of the output member around the rotation center axis of the output member A rotation transmission member that transmits to the wheel and rotates the auxiliary wheel;
The first and second auxiliary wheels that are not in contact with the contact surface are moved outward in the radial direction around the wheel rotation center axis, and the first and second auxiliary wheels and the differential mechanism are moved. A drive reduction mechanism for releasing or reducing the coupling between the output member and the rotation transmission member;
With
When viewed from the direction of the wheel rotation center axis, the first and second auxiliary wheels are disposed inside the virtual outline circle centered on the wheel rotation center axis so as to approach or touch the virtual outline circle. ,And,
The second auxiliary wheel is arranged next to the first auxiliary wheel along the virtual outer circle,
The moving and conveying mechanism according to claim 1, wherein the wheel member rotates about the wheel rotation center axis as the output member of the differential mechanism revolves around the wheel rotation center axis.
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