(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さを備えて所定の方向に延長した第１アームと、前記第１アームに該長さ方向に沿って所定の間隙を開けてそれぞれ配設された全方向移動車用車輪前方ユニットと全方向移動車用車輪中央ユニットとを有する第１リンクと、
所定の長さを備えて前記第１アームの長さ方向に沿って延長するとともに前記第１アームに一方の端部を回転自在に連結された第２アームと、前記第２アームの他端に配設された全方向移動車用車輪後方ユニットとを有する第２リンクと
を有し、
前記第１リンクと前記第２リンクとは、前記全方向移動車用車輪ユニットの高さ方向の位置に応じて屈曲自在とされ、
前記全方向移動車用車輪前方ユニット、前記全方向移動車用車輪中央ユニットならびに前記全方向移動車用車輪後方ユニットはそれぞれ、３個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、前記３個の全方向移動車用車輪は、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪の間に、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように１個の全方向移動車用車輪が配設された
ものである段差乗り越え可能な全方向移動車。
【請求項２】
所定の長さを備えて所定の方向に延長した第１アームと、前記第１アームに該長さ方向に沿って所定の間隙を開けてそれぞれ配設された全方向移動車用車輪前方ユニットと全方向移動車用車輪中央ユニットとを有する第１リンクと、
所定の長さを備えて前記第１アームの長さ方向に沿って延長するとともに前記第１アームに一方の端部を回転自在に連結された第２アームと、前記第２アームの他端に配設された全方向移動車用車輪後方ユニットとを有する第２リンクと
を有し、
前記第１リンクと前記第２リンクとは、前記全方向移動車用車輪ユニットの高さ方向の位置に応じて屈曲自在とされ、
前記全方向移動車用車輪前方ユニットならびに前記全方向移動車用車輪後方ユニットはそれぞれ、３個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、前記３個の全方向移動車用車輪は、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪の間に、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように１個の全方向移動車用車輪が配設され、
前記全方向移動車用車輪中央ユニットは、２個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、前記２個の全方向移動車用車輪は、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された
ものである段差乗り越え可能な全方向移動車。
【請求項３】
所定の長さを備えて所定の方向に延長した第１アームと、前記第１アームに該長さ方向に沿って所定の間隙を開けてそれぞれ配設された全方向移動車用車輪前方ユニットと全方向移動車用車輪中央ユニットとを有する第１リンクと、
所定の長さを備えて前記第１アームの長さ方向に沿って延長するとともに前記第１アームに一方の端部を回転自在に連結された第２アームと、前記第２アームの他端に配設された全方向移動車用車輪後方ユニットとを有する第２リンクと
を有し、
前記第１リンクと前記第２リンクとは、前記全方向移動車用車輪ユニットの高さ方向の位置に応じて屈曲自在とされ、
前記全方向移動車用車輪前方ユニットならびに前記全方向移動車用車輪後方ユニットはそれぞれ、３個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、前記３個の全方向移動車用車輪は、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪の間に、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように１個の全方向移動車用車輪が配設され、
前記全方向移動車用車輪中央ユニットは、１個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、前記１個の全方向移動車用車輪は、前記第１アームの該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように配設された
ものである段差乗り越え可能な全方向移動車。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の段差乗り越え可能な全方向移動車において、
前記全方向移動車用車輪は、複数のフリーローラーを外周部に有し、駆動軸の軸周り方向にのみ駆動力が働き、該駆動軸の軸方向には駆動力は働かずにフリー状態となる
ものである段差乗り越え可能な全方向移動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、段差乗り越え可能な全方向移動車に関し、さらに詳細には、自らの姿勢と位置とを全方向に自在に制御できる全方向に移動可能なロボット、ＡＧＶ（自動搬送車）あるいは自動車などの段差乗り越え可能な全方向移動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、化学プラントや原子力プラントなどのような大規模施設や工場など、あるいは各種の屋外作業現場や屋内作業現場においては、移動ロボットによる作業の自動化が望まれている。
【０００３】
即ち、上記したような各種の現場においては、人間が簡単に入り込めないような狭い場所や複雑な環境が存在するために、人間にかわって作業を行うことができるような移動ロボットが望まれており、こうした移動ロボットとしては、自らの姿勢と位置とを全方向に自在に制御できる全方向に移動可能なロボット、即ち、全方向移動ロボットが極めて有効であって、これまでにも各種の提案が数多く行われてきた。
【０００４】
しかしながら、これまでに提案されている各種の全方向移動ロボットは、凹凸のない平面上での走行を想定したものであり、当該全方向移動ロボットの接地面たる床面に凹凸や段差が存在する場合には、当該凹凸や段差を乗り越えることができないので、当該凹凸や段差が存在する床面上において自由に走行することができないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、床面などの接地面における凹凸や段差を乗り越えることを可能とし、当該凹凸や段差が存在する床面上においても自由に走行することができるようにした段差乗り越え可能な全方向移動車を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による請求項１に記載の発明は、所定の長さを備えて所定の方向に延長した第１アームと、上記第１アームに当該長さ方向に沿って所定の間隙を開けてそれぞれ配設された全方向移動車用車輪前方ユニットと全方向移動車用車輪中央ユニットとを有する第１リンクと、所定の長さを備えて上記第１アームの長さ方向に沿って延長するとともに上記第１アームに一方の端部を回転自在に連結された第２アームと、上記第２アームの他端に配設された全方向移動車用車輪後方ユニットとを有する第２リンクとを有し、上記第１リンクと上記第２リンクとは、上記全方向移動車用車輪ユニットの高さ方向の位置に応じて屈曲自在とされ、上記全方向移動車用車輪前方ユニット、上記全方向移動車用車輪中央ユニットならびに上記全方向移動車用車輪後方ユニットはそれぞれ、３個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、上記３個の全方向移動車用車輪は、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪の間に、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように１個の全方向移動車用車輪が配設されたものである。
【０００７】
また、本発明による請求項２に記載の発明は、所定の長さを備えて所定の方向に延長した第１アームと、上記第１アームに当該長さ方向に沿って所定の間隙を開けてそれぞれ配設された全方向移動車用車輪前方ユニットと全方向移動車用車輪中央ユニットとを有する第１リンクと、所定の長さを備えて上記第１アームの長さ方向に沿って延長するとともに上記第１アームに一方の端部を回転自在に連結された第２アームと、上記第２アームの他端に配設された全方向移動車用車輪後方ユニットとを有する第２リンクとを有し、上記第１リンクと上記第２リンクとは、上記全方向移動車用車輪ユニットの高さ方向の位置に応じて屈曲自在とされ、上記全方向移動車用車輪前方ユニットならびに上記全方向移動車用車輪後方ユニットはそれぞれ、３個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、上記３個の全方向移動車用車輪は、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪の間に、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように１個の全方向移動車用車輪が配設され、上記全方向移動車用車輪中央ユニットは、２個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、上記２個の全方向移動車用車輪は、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設されたものである。
【０００８】
また、本発明による請求項３に記載の発明は、所定の長さを備えて所定の方向に延長した第１アームと、上記第１アームに当該長さ方向に沿って所定の間隙を開けてそれぞれ配設された全方向移動車用車輪前方ユニットと全方向移動車用車輪中央ユニットとを有する第１リンクと、所定の長さを備えて上記第１アームの長さ方向に沿って延長するとともに上記第１アームに一方の端部を回転自在に連結された第２アームと、上記第２アームの他端に配設された全方向移動車用車輪後方ユニットとを有する第２リンクとを有し、上記第１リンクと上記第２リンクとは、上記全方向移動車用車輪ユニットの高さ方向の位置に応じて屈曲自在とされ、上記全方向移動車用車輪前方ユニットならびに上記全方向移動車用車輪後方ユニットはそれぞれ、３個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、上記３個の全方向移動車用車輪は、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪の間に、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように１個の全方向移動車用車輪が配設され、上記全方向移動車用車輪中央ユニットは、１個の全方向移動車用車輪より構成されてなり、上記１個の全方向移動車用車輪は、上記第１アームの当該長さ方向に沿う方向と直交する方向に駆動力が働くように配設されたものである。
【０００９】
従って、本発明のうちの請求項１に記載の発明、または請求項２に記載の発明、または請求項３に記載の発明によれば、床面などの接地面に凹凸や段差などがあった場合には、上記第１リンクと上記第２リンクとが屈曲して、上記全方向移動車用車輪前方ユニット、上記全方向移動車用車輪中央ユニットならびに上記全方向移動車用車輪後方ユニットは凹凸や段差を乗り越えることができ、凹凸や段差が存在する床面上においても自由に走行することができる。
【００１０】
また、段差乗り越え可能な全方向移動車が凹凸や段差を乗り越える際に、当当該段差乗り越え可能な全方向移動車の重心は床面に接地している全方向移動車用車輪を結んだ多角形の内部に位置するようになるので、段差乗り越え可能な全方向移動車はバランスを崩すことなく安定している。
【００１１】
また、段差に向かって前進したときに第１アームの当該長さ方向に沿う方向に駆動力が働くように配設された２個の全方向移動車用車輪が段差の壁面に当接してから段差乗り越え可能な全方向移動車は、凹凸や段差を乗り越える際に自由に安定して走行することができるとともに、凹凸や段差を乗り越えながら当当該段差乗り越え可能な全方向移動車の進行方向の左側や右側あるいは斜め方向に移動することもできる。
【００１２】
ここで、上記全方向移動車用車輪は、本発明のうちの請求項４に記載の発明のように、複数のフリーローラーを外周部に有し、駆動軸の軸周り方向にのみ駆動力が働き、当該駆動軸の軸方向には駆動力は働かずにフリー状態となるものとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１８】
図１（ａ）には、本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車の実施の形態の一例の正面図が示されており、図１（ｂ）には、図１（ａ）に示す段差乗り越え可能な全方向移動車の右側面図が示されており、図１（ｃ）には、図１（ａ）に示す段差乗り越え可能な全方向移動車の平面図が示されている。
【００１９】
ここで、本発明による全方向移動車１０は、全方向移動車用車輪前方ユニット４０を構成する３つの全方向移動車用車輪３１，３２，３３と、全方向移動車用車輪中央ユニット５０を構成する３つの全方向移動車用車輪３４，３５，３６と、全方向移動車用車輪後方ユニット６０を構成する３つの全方向移動車用車輪３７，３８，３９と、全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０とを連結する所定の長さを備えて所定の方向に延長する第１アーム７０Ｌ，７０Ｒと、第１アーム７０Ｌ，７０Ｒのフリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを回転中心として全方向移動車用車輪後方ユニット６０を回転自在に連結する所定の長さを備えて所定の方向に延長する第２アーム７２Ｌ，７２Ｒとを有して構成されている。
【００２０】
なお、こうした全方向移動車１０の全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９には、モーター（図示せず）がそれぞれ連結されていて、これらのモーターの駆動はコンピューター（図示せず）により制御されている。即ち、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９は、コンピューターによるモーターの駆動制御によって、それぞれ独立に任意に駆動可能となされているものである。
【００２１】
また、以下の説明においては、適宜に全方向移動車用車輪前方ユニット４０側を全方向移動車１０の前方側とし、全方向移動車用車輪後方ユニット６０側を全方向移動車１０の後方側とし、第１アーム７０Ｌならびに第２アーム７２Ｌ側を全方向移動車１０の左側とし、第１アーム７０Ｒならびに第２アーム７２Ｒ側を全方向移動車１０の右側とする（図１（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２２】
以下、本発明による全方向移動車１０の構成部材について、それぞれ詳細に説明することとする。
【００２３】
まず、全方向移動車１０に配設されている９つの全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９はそれぞれ同一なものであり、図２（ａ）には、本発明による全方向移動車１０に配設されている全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の正面図が示されており、図２（ｂ）には、図２（ａ）に示す全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の側面図が示されている。
【００２４】
この全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９は、中心部位に駆動軸１２が直交するように貫入されて固定的に配置された円形の板状部材１４と、板状部材１４から放射状に延設された支持腕部１５により板状部材１４の外周側に支持された多角形状の環状部材１７と、多角形状の環状部材１７の長辺部位１７ａに回転自在に支持された第１樽型フリーローラー１６と、多角形状の環状部材１７の短辺部位１７ｂに回転自在に支持された第２樽型フリーローラー１８とを有して構成されている。
【００２５】
ここで、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８とは、外形が円の曲率と一致させた曲率を備えて軸方向中央部位が膨出した樽型状に形成されていて、円周を形成するようにして軸方向を駆動軸１２に対して直交させて互いに交互に多角形状の環状部材１７の長辺部位１７ａならびに短辺部位１７ｂに配設されるものである。
【００２６】
また、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８とは、径方向の大きさが等しい一方、第１樽型フリーローラー１６の方が第２樽型フリーローラー１８よりも軸方向に長くなるように形成されている。
【００２７】
そして、上記したような構成の全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９においては、当該全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のそれぞれに配設されたモーター（図示せず）の駆動力によって、駆動軸１２の軸周り方向にのみ駆動力が働くものであり（図２（ａ）参照）、駆動軸１２の軸方向には駆動力は完全に働かずフリー状態となっているものである（図２（ｂ）参照）。
【００２８】
なお、本明細書においては、当該「全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の駆動軸１２の軸周り方向で駆動力が働く方向」を、「全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の駆動方向」（図２（ａ）破線矢印参照）と適宜称することとし、当該「全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の駆動軸１２の軸方向で駆動力が完全に働かない方向」を、「全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のフリー方向」（図２（ｂ）実線矢印参照）と適宜称することとする。
【００２９】
このような構成の全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９は、それぞれ保持部材４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９のコ字型状の腕部４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａ，４８ａ，４９ａ間に駆動軸１２が位置するようにして、保持部材４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９に保持されている（図１（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００３０】
さらに、全方向移動車用車輪３１，３２，３３を保持している保持部材４１，４２，４３は、連結部材８０によって連結されて全方向移動車用車輪前方ユニット４０を形成し、全方向移動車用車輪３４，３５，３６を保持している保持部材４４，４５，４６は、連結部材８２によって連結されて全方向移動車用車輪中央ユニット５０を形成し、全方向移動車用車輪３７，３８，３９を保持している保持部材４７，４８，４９は、連結部材８４によって連結されて全方向移動車用車輪後方ユニット６０を形成しているものである。
【００３１】
この際、全方向移動車用車輪前方ユニット４０、全方向移動車用車輪中央ユニット５０ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０のそれぞれにおいては、保持部材４２，４５，４８に保持されている全方向移動車用車輪３２，３５，３８の駆動方向（図２（ａ）破線矢印参照）と、保持部材４１，４４，４７に保持されている全方向移動車用車輪３１，３４，３７ならびに保持部材４３，４６，４９に保持されている全方向移動車用車輪３３，３６，３９の駆動方向（図２（ａ）破線矢印参照）とが、互いに直交するように配置されている。
【００３２】
そして、第１アーム７０Ｌ，７０Ｒならびに第２アーム７２Ｌ，７２Ｒは、上記したような共通の構造を備える全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０と全方向移動車用車輪後方ユニット６０との３つのユニットを、ロッカーボギー機構を構成するようにして連結するものである。
【００３３】
即ち、第１アーム７０Ｌに所定の間隙を開けて保持部材４１と保持部材４４とが固定されるとともに、第１アーム７０Ｒに所定の間隙を開けて保持部材４３と保持部材４６とが固定されて、全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０とが連結されている。
【００３４】
さらに、第２アーム７２Ｌ，７２Ｒの一方の端部が、第１アーム７０Ｌ，７０Ｒのフリーリンクポイント７１Ｌ、７１Ｒを回転中心としてそれぞれ回転自在となるように、第１アーム７０Ｌ，７０Ｒのフリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒに配設され、フリーリンクポイント７１Ｌ、７１Ｒから所定の間隙を開けるようにして第２アーム７２Ｌ，７２Ｒの他端に保持部材４７，４９が固定されて、第１アーム７０Ｌ，７０Ｒによって連結されている全方向移動車用車輪前方ユニット４０ならびに全方向移動車用車輪中央ユニット５０と全方向移動車用車輪後方ユニット６０とが連結されることになる。
【００３５】
つまり、全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０とを第１アーム７０Ｌ，７０Ｒによって連結して形成される第１リンクと、当該第１リンクに全方向移動車用車輪後方ユニット６０を第２アーム７２Ｌ，７２Ｒによって連結して形成される第２リンクとが、フリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを中心として互いに屈曲するようになり、ロッカーボギー機構が構成されるものである。
【００３６】
こうしたロッカーボギー機構を有する全方向移動車１０においては、中央に位置する全方向移動車用車輪３２，３５，３８の駆動方向（図２（ａ）破線矢印参照）が、右側に位置する全方向移動車用車輪３３，３６，３９ならびに左側に位置する全方向移動車用車輪３１，３４，３７と直交するようにして配設された９つの全方向移動車用車輪からなる全方向移動車用車輪前方ユニット４０、全方向移動車用車輪中央ユニット５０ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０の３つのユニットは、当該全方向移動車用車輪前方ユニット４０、全方向移動車用車輪中央ユニット５０ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０の連結部材８０，８２，８４の延長方向が全方向移動車１０の前後方向と直交するようになり第１アーム７０Ｌ，７０Ｒならびに第２アーム７２Ｌ，７２Ｒの延長方向が全方向移動車１０の前後方向となる。
【００３７】
即ち、この全方向移動車１０においては、全方向移動車用車輪３１，３３，３４，３６，３７，３９の駆動方向（図２（ａ）破線矢印参照）が全方向移動車１０の前後方向と一致するとともに、全方向移動車用車輪３１，３３，３４，３６，３７，３９のフリー方向（図２（ｂ）破線矢印参照）が全方向移動車１０の前後方向と直交するようになり、また、全方向移動車用車輪３２，３５，３８の駆動方向（図２（ｃ）破線矢印参照）が全方向移動車１０の前後方向と直交するとともに、全方向移動車用車輪３２，３５，３８のフリー方向が（図２（ｂ）破線矢印参照）全方向移動車１０の前後方向と一致するものである。
【００３８】
以上の構成において、図３乃至図５を参照しながら、この全方向移動車１０の接地面たる床面に凹凸や段差が存在する場合に、当該凹凸や段差を全方向移動車１０が乗り越える際の動作について説明する。
【００３９】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）には、本発明による全方向移動車１０が段差を乗り越える際の動作の概略を示す説明図が示されており、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）には、本発明による全方向移動車１０が段差を乗り越える際の動作状態を時系列的に示す説明図が示されており、図５には、本発明による全方向移動車１０が段差を乗り越える際の重心を示す説明図が示されている。
【００４０】
ここで、本発明による全方向移動車１０が段差を乗り越える際の動作の概略について説明すると、まず、段差を乗り越える前に全方向移動車１０はその場でＺ軸回りの回転を行って旋回し（図３（ａ）参照）、全方向移動車１０の前後方向が段差に対して直交するようにして位置し（図３（ｂ）参照）、それから全方向移動車１０は前方側に移動して、ロッカーボギー機構を形成する第１リンクと第２リンクとによって全方向移動車１０が段差の乗り越えを行うものである（図３（ｃ）参照）。
【００４１】
なお、本発明による全方向移動車１０は、接地面たる床面が平面である場合には、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のそれぞれに配設されたモーター（図示せず）の駆動によって、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のそれぞれの回転方向や回転速度が制御されて、平面上を全方向に移動することができるのは勿論である。
【００４２】
より詳細に本発明による全方向移動車１０が段差を乗り越える際の動作について説明すると、平面上を全方向に移動する全方向移動車１０が、当該全方向移動車１０の移動方向における床面に小さな凹凸や段差の存在を検知した場合には、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のそれぞれに配設されたモーター（図示せず）の駆動力を制御して、その場でＺ軸回りの回転を行って旋回し、全方向移動車１０の前後方向、即ち、全方向移動車用車輪３１，３３，３４，３６，３７，３９の駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）を段差の壁面と直交するようにする。
【００４３】
こうして、全方向移動車１０の前後方向、即ち、全方向移動車用車輪３１，３３，３４，３６，３７，３９の駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）が段差の壁面と直交するようになると、モーター（図示せず）の駆動により全方向移動車用車輪３１，３３，３４，３６，３７，３９が駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）に駆動して、全方向移動車１０が前方側へ移動し段差に向かって前進する。
【００４４】
全方向移動車１０が段差に向かって前進していくと、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３が段差の壁面に当接することとなる（図４（ａ）の状態参照）。
【００４５】
この際に、駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）に駆動する前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３、全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９の駆動力によって、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３は段差の壁面に押し付けられた状態となる。
【００４６】
当該段差の壁面に押し付けられた状態においては、駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）に駆動する全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３の駆動力は、全方向移動車１０を前方側へ前進させる前進力から、当該全方向移動車用車輪３１，３３を段差の壁面に沿って上昇させる上昇力に変換されることになる。
【００４７】
その結果、フリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを中心として第１リンクと第２リンクとが屈曲し、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３は段差の壁面に沿って上昇し、全方向移動車用車輪前方ユニット４０は段差を乗り越え始めることになる（図４（ｂ）の状態参照）。
【００４８】
ここで、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３２，３３が床面から浮いた状態となるので接地加重が減少するが、床面に接地している全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９の駆動力によって、全方向移動車１０が前方側へ移動するための駆動力は確保されており、全方向移動車１０の前方側への移動が停止することはない。
【００４９】
また、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３２，３３が床面から浮いた状態においても、全方向移動車１０の重心は床面に接地している全方向移動車用車輪３４，３５，３６，３７，３８，３９を結んだ多角形の内部に位置しているので、全方向移動車１０はバランスを崩すことなく安定している（図５参照）。
【００５０】
そして、全方向移動車用車輪前方ユニット４０が段差を乗り越え始め（図４（ｂ）の状態参照）、床面に接地している全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９の駆動力によって全方向移動車１０の前方側への移動が継続すると、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３は段差の壁面を上昇しきり、全方向移動車用車輪前方ユニット４０が段差の上面に位置するようになる。
【００５１】
さらに全方向移動車１０の前方側への移動が継続すると、当該全方向移動車用車輪前方ユニット４０と第１アーム７０Ｌ，７０Ｒによって連結されている全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６が段差の壁面に当接することとなる。
【００５２】
ここでも上記した全方向移動車用車輪前方ユニット４０と同様にして、全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６の駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）に駆動する駆動力は、全方向移動車１０を前方側へ前進させる前進力から段差の壁面に沿って上昇させる上昇力に変換され、フリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを中心として第１リンクと第２リンクとが屈曲し、当該全方向移動車用車輪３４，３６は段差の壁面に沿って上昇し、全方向移動車用車輪中央ユニット５０が段差を乗り越え始める。
【００５３】
なお、こうした全方向移動車用車輪中央ユニット５０の段差の乗り越えに際しても、全方向移動車１０が前方側へ移動するための駆動力は、段差の上面に接地している全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３ならびに床面に接地している全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９の駆動力によって確保されており、また、全方向移動車１０の重心は床面に接地している全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３７，３８，３９を結んだ多角形の内部に位置しているので、全方向移動車１０はバランスを崩すことなく安定している（図５参照）。
【００５４】
そして、全方向移動車１０の前方側への移動とともに、全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６は段差の壁面を上昇しきり、全方向移動車用車輪中央ユニット５０が段差の上面に位置するようになる（図４（ｃ）の状態参照）。
【００５５】
こうして全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０とが段差の上面に位置するようになり（図４（ｃ）の状態参照）、全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３ならびに全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６の駆動力によって全方向移動車１０の前方側への移動が継続されると、全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９が段差の壁面に当接することとなる。
【００５６】
ここでも上記した全方向移動車用車輪前方ユニット４０や全方向移動車用車輪中央ユニット５０と同様にして、全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９の駆動方向（図４（ａ）破線矢印参照）に駆動する駆動力は、全方向移動車１０を前方側へ前進させる前進力から段差の壁面に沿って上昇させる上昇力に変換され、フリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを中心として第１リンクと第２リンクとが屈曲し、当該全方向移動車用車輪３７，３９は段差の壁面に沿って上昇し、全方向移動車用車輪後方ユニット６０が段差を乗り越え始める。
【００５７】
なお、こうした全方向移動車用車輪後方ユニット６０の段差の乗り越えに際しても、全方向移動車１０が前方側へ移動するための駆動力は、段差の上面に接地している全方向移動車用車輪前方ユニット４０の全方向移動車用車輪３１，３３ならびに全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３６の駆動力によって確保されており、また、全方向移動車１０の重心は床面に接地している全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６を結んだ多角形の内部に位置しているので、全方向移動車１０はバランスを崩すことなく安定している（図５参照）。
【００５８】
そして、全方向移動車１０の前方側への移動とともに、既に段差の上面に位置する全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０とからなる第１リンクとフリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを介して連結している全方向移動車用車輪後方ユニット６０の全方向移動車用車輪３７，３９は段差の壁面を上昇しきり、全方向移動車用車輪後方ユニット６０が段差の上面に位置するようになる（図５（ｄ）の状態参照）。
【００５９】
このようにして第１リンクと第２リンクとがともに段差を乗り越え、全方向移動車用車輪前方ユニット４０、全方向移動車用車輪中央ユニット５０ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０が全て段差の上面に位置するようになって、全方向移動車１０の段差の乗り越えが終了する。
【００６０】
上記したようにして、本発明による全方向移動車１０によれば、９つの全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９により、全方向移動車用車輪前方ユニット４０、全方向移動車用車輪中央ユニット５０ならびに全方向移動車用車輪後方ユニット６０の３つのユニットが構成され、さらに、全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪中央ユニット５０とを第１アーム７０Ｌ，７０Ｒによって連結して形成される第１リンクと、当該第１リンクに全方向移動車用車輪後方ユニット６０を第２アーム７２Ｌ、７２Ｒによって連結して形成される第２リンクとが、フリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを中心として屈曲自在とされたロッカーボギー機構を形成するようになされているため、全方向移動車１０の接地面たる床面が平面であるときに限られず、当該床面に凹凸や段差が存在するような場合においても、当該凹凸や段差を乗り越えて走行することができる。
【００６１】
また、本発明による全方向移動車１０によれば、３自由度の運動性能が可能となされているので、上記したようにして段差を乗り越える際に、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のそれぞれに配設されたモーター（図示せず）の駆動力を制御して、当該段差を全方向移動車１０の前方側に移動して乗り越えながら、当該全方向移動車１０の左側や右側あるいは斜め方向に移動することもできる。
【００６２】
さらに、本発明による全方向移動車１０によれば、当該全方向移動車１０が段差を乗り越えるために必要な車輪のトルクは、９つの全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９によって均等に分配されているので、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の１つ当たりのトルクは小さくなり、段差を効率よく乗り越えることができる。
【００６３】
また、具体的には、上記したような全方向移動車１０において、図１（ａ）（ｂ）に示すような寸法設定の場合には、当該車輪径の約３／５の高さの段差を乗り越えられることができるものであり、一般には、車輪径の約１／３の高さの段差の乗り越えが可能なのに比べ、段差乗り越え能力が約１．８倍向上したことになる。
【００６４】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（９）に示すように適宜に変形してもよい。
【００６５】
（１）上記した実施の形態においては、全方向移動車１０が前方側へ移動して段差を乗り越える場合について説明したが（図５参照）、これに限られるものではなく、全方向移動車１０が前方側へ移動して段差を乗り越えるのと同様な原理により、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように全方向移動車１０は後方側へ移動して段差を乗り越えることができるものであり、要するに、全方向移動車１０はその前後方向から段差を乗り越えることができるものである。
【００６６】
即ち、全方向移動車１０が後方側へ移動して段差を乗り越える場合には、全方向移動車１０が前方側へ移動して段差を乗り越える場合と同様にして、全方向移動車用車輪３１，３３，３４，３６，３７，３９の駆動力が上昇力に変更されて、フリーリンクポイント７１Ｌ，７１Ｒを中心として第１リンクと第２リンクとが屈曲し、第２リンクの全方向移動車用車輪後方ユニット６０（図６（ｂ）参照）、第１リンクの全方向移動車用車輪中央ユニット５０（図６（ｃ）参照）、全方向移動車用車輪前方ユニット４０（図６（ｄ）参照）の順で段差を乗り越えるものである。
【００６７】
（２）上記した実施の形態において、全方向移動車１０を構成する全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９などの寸法設定は、図１（ａ）（ｂ）に示すものに限られるものではなく、当該全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９の直径や第１アーム７０Ｌ、７０Ｒの長さや第２アーム７２Ｌ，７２Ｒの長さなどを適宜設定することにより、乗り越えられる段差の高さは広範囲に及ぶ。
【００６８】
（３）上記した実施の形態においては、全方向移動車１０には、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９を９個配設するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、図７に示すように全方向移動車１００に７個の全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３５０，３７，３８，３９を配設するようにしてもよい。
【００６９】
この全方向移動車１００は、全方向移動車１０から全方向移動車用車輪中央ユニット５０の全方向移動車用車輪３４，３５，３６を取り除き、全方向移動車用車輪３５の位置に、全方向移動車用車輪中央ユニット５０の段差乗り越え可能な全方向移動車輪として、駆動方向が全方向移動車１０の前後方向と一致するような位置関係で段差乗り越え可能な全方向移動車輪３５０を配設したものである。このように、段差乗り越え可能な全方向移動車としては、７個の全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３５０，３７，３８，３９を備えるようにして構成してもよい。
【００７０】
また、全方向移動車１０における９個の全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のうちで、段差乗り越え可能な全方向移動車３５を取り除き、８個の段差乗り越え可能な全方向移動車３１，３２，３３，３４，３６，３７，３８，３９により段差乗り越え可能な全方向移動車を構成するようにしてもよい。
【００７１】
さらに、全方向移動車１０において、駆動方向が全方向移動車用車輪３２，３５，３８の駆動方向とそれぞれ同方向である全方向移動車用車輪を、全方向移動車用車輪３１と全方向移動車用車輪３３との間にさらに一つ配置し、全方向移動車用車輪３４と全方向移動車用車輪３６との間にさらに一つ配置し、全方向移動車用車輪３６と全方向移動車用車輪３８との間にさらに一つ配置し、全部で１２個の全方向移動車用車輪を配設するようにしてもよい。
【００７２】
即ち、本発明においては、段差乗り越え可能な全方向移動車に用いられる全方向移動車用車輪の個数には何らの限定はないものであり、要するに、駆動方向が全方向移動車１０の前後方向と一致する全方向移動車用車輪に関しては、全方向移動車用車輪前方ユニット４０、全方向移動車用車輪中央ユニット５０および全方向移動車用車輪後方ユニット６０にそれぞれ少なくとも１個ずつ配設されるものであり、また、駆動方向が全方向移動車１０の前後方向と直交する全方向移動車用車輪に関しては、全方向移動車用車輪中央ユニット５０に少なくとも１個配設するか、あるいは、全方向移動車用車輪前方ユニット４０と全方向移動車用車輪後方ユニット６０とにそれぞれ少なくとも１個ずつ配設すればよい。
【００７３】
（４）上記した実施の形態においては、全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９のそれぞれにモーター（図示せず）を配設するようにしたが、これに限られるものではなく、全方向移動車用車輪の総数に比べて少ない数のモーターを用いるようにしてもよい。
【００７４】
（５）上記した実施の形態においては、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８との材質は、用途に応じてゴム、プラスチックあるいは金属などの各種の材料を適宜に選択して用いることができることは勿論である。
【００７５】
（６）上記した実施の形態においては、第１樽型フリーローラー１６の方が第２樽型フリーローラー１８よりも軸方向に長くなるように形成したが、これに限られるものではなく、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８との軸方向長さを一致させるように形成してもよいし、また、第２樽型フリーローラー１８の方が第１樽型フリーローラー１６よりも軸方向に長くなるように形成してもよい。
【００７６】
（７）上記した実施の形態においては、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８とをそれぞれ４個ずつ配置するようにしたが、これに限られるものではなく、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８とはそれぞれ任意の個数（複数個）を配置するようにしてもよい。なお、全方向移動車用車輪の直径Ｄが大きくなるほど、全方向移動車用車輪を構成する第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８との個数を増加させることが好ましい。
【００７７】
（８）上記した実施の形態においては、第１樽型フリーローラー１６と第２樽型フリーローラー１８とからなる全方向移動車用車輪３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９を用いるようにしたが、このような複数のフリーローラーを外周部に有する車輪に限られるものではなく、全方向移動車１０の全方向の移動を可能とするような車輪、例えば、クローラにフリーローラーを取り付けた車輪などを用いるようにしてもよいし、球体状の車輪を用いるようにしてもよい。
【００７８】
（９）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（８）の変形例を適宜に組み合わせてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、床面などの接地面における凹凸や段差を乗り越えることが可能になり、当該凹凸や段差が存在する床面上においても自由に走行することができるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車の実施の形態の一例の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す段差乗り越え可能な全方向移動車の右側面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す段差乗り越え可能な全方向移動車の平面図である。
【図２】（ａ）は本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車の全方向移動車用車輪の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す全方向移動車用車輪の側面図である。
【図３】本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車が段差を乗り越える際の動作の概略を示す説明図である。
【図４】本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車が段差を乗り越える際の動作状態を時系列的に示す説明図である。
【図５】本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車が段差を乗り越える際の重心を示す説明図である。
【図６】本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車が段差を乗り越える際の動作状態を時系列的に示す説明図である。
【図７】本発明による段差乗り越え可能な全方向移動車の他の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，１００      全方向移動車
１２              駆動軸
１４              板状部材
１５              支持腕部
１６              第１樽型フリーローラー
１７              環状部材
１７ａ            長辺部位
１７ｂ            短辺部位
１８              第２樽型フリーローラー
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、３５０  全方向移動車用車輪
４０              全方向移動車用車輪前方ユニット
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９    保持部材
４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａ、４７ａ、４８ａ、４９ａ  腕部
５０              全方向移動車用車輪中央ユニット
６０              全方向移動車用車輪後方ユニット
７０Ｌ、７０Ｒ    第１アーム
７１Ｌ、７１Ｒ    フリーリンクポイント
７２Ｌ、７２Ｒ    第２アーム
８０、８２、８４  連結部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003559826.tif 000006
【図６】
0003559826.tif 000007
【図７】
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