(57)【要約】  モーションベース（１００）は、第１の設置ベース（１ａ）と、第１の設置ベース（１ａ）の上に配置され、載置対象を載置する第１の可動ベース（２ａ）と、それぞれが伸縮可能な少なくとも２つの第１のアクチュエータ（３ａ）と、第１のアクチュエータ（３ａ）と第１の可動ベース（２ａ）とを結合する第１の結合部（１ａ）と、第１のアクチュエータ（３ａ）と第１の設置ベース（１ａ）とを結合する第２の結合部（４ｂ）と、球面形状部（１５）を有し、第１の設置ベース（１ａ）上に配置され、球面形状部（１５）の摺動により、第１の設置ベース（１ａ）に対する第１の可動ベース（２ａ）の姿勢を変更可能に、第１の可動ベース（２ａ）を支持する球面体（５）と、を備える。
2019031539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の設置ベースと、
前記第１の設置ベースの上に配置され、載置対象を載置する第１の可動ベースと、
それぞれが伸縮可能な少なくとも２つの第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとを結合する第１の結合部と、
前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとを結合する第２の結合部と、
球面形状部を有し、前記第１の設置ベース上に配置され、前記球面形状部の摺動により、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースの姿勢を変更可能に、前記第１の可動ベースを支持する球面体と、
を備え、
前記第１のアクチュエータは、前記第１の結合部と前記第２の結合部との間で伸縮し、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースの姿勢を変更することを特徴とする、
モーションベース。
【請求項２】
前記第１の結合部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとの間を回動可能に結合することを特徴とする、
請求項１に記載のモーションベース。
【請求項３】
前記第２の結合部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとの間を回動可能に結合することを特徴とする、
請求項１または２に記載のモーションベース。
【請求項４】
前記球面体が、前記球面形状部を下向きとして、前記第１の可動ベースに固定されていることを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載のモーションベース。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータを伸縮させることで、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースのロール軸、ピッチ軸周りへの回転２自由度の揺動を実現することを特徴とする、
請求項１から４のいずれか一項に記載のモーションベース。
【請求項６】
回転台と、前記回転台を回転可能な第２のアクチュエータとを備えた第２の設置ベースを備え、
前記回転台上に前記第１の設置ベースが載置されることを特徴とする、
請求項１から５のいずれか一項に記載のモーションベース。
【請求項７】
前記回転台を前記第２のアクチュエータで回転させることで、前記第１の可動ベースのヨー軸周りの揺動を実現することを特徴とする、
請求項６に記載のモーションベース。
【請求項８】
回転台と、前記回転台を回転可能な第３のアクチュエータとを備えた第２の可動ベースを備え、
前記第１の可動ベース上に前記第２の可動ベースが載置されることを特徴とする、
請求項１から５のいずれか一項に記載のモーションベース。
【請求項９】
前記回転台を前記第３のアクチュエータで回転させることで、前記第２の可動ベースのヨー軸周りの揺動を実現することを特徴とする、
請求項８に記載のモーションベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人又は座席等の載置対象を揺動させるモーションベースに関する。より詳細には、本発明は、第１の設置ベースと載置対象を載置する第１の可動ベースとを伸縮可能な第１のアクチュエータで結合するとともに、第１の設置ベースと第１の可動ベースとの間に全体として球体または球体の一部を構成する球面体を介在させることにより、第１の設置ベースに対して第１の可動ベースを揺動させる際に、伸縮可能な第１のアクチュエータの出力を低く抑えることができるモーションベースに関する。
【背景技術】
【０００２】
人又は座席等の載置対象を揺動させるモーションベースとして、伸縮可能な６本のアクチュエータを、設置ベースに３点、可動ベースに３点となるようＶ字状に結合させるスチュワートプラットフォームが従来より提案されている。係るモーションベースでは、アクチュエータは、設置ベース及び／又は可動ベースと回転可能に（アクチュエータと各種ベースとが結合する部分において、アクチュエータが結合相手との間に回転自由度を有するように）結合されている。このモーションベースによれば、可動ベースの上下左右前後の並進３自由度、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸周りへの回転３自由度の運動を実現することができる。【０００３】
しかしながら、このモーションベースでは、アクチュエータの伸縮制御に複雑な座標変換処理を要する。また、載置物を載置する可動ベース上部に重心が位置している場合、回転運動を行うとモーメントが増大するため、これに耐えられるだけの高出力なアクチュエータが必要となる。【０００４】
モーションベースの別な構成として、設置ベースと可動ベースを伸縮可能なアクチュエータで垂直に結合し、その結合部に回転自由度を持たせて嵌合することで、上下方向への並進１自由度、ロール軸、ピッチ軸周りへの回転２自由度の運動を実現する構成が開示されている。このような構成を有するモーションベースも、スチュワートプラットフォームと同様に、載置物を載せた可動ベース上部に重心がある場合、回転運動を行うとモーメントが増大するため、これに耐えられるだけの高出力なアクチュエータが必要となる。【０００５】
また、モーションベースのさらなる別な構成として、スチュワートプラットフォームの設置ベースと可動ベースとの間に伸縮可能な支柱を介在させることで、可動ベースが受ける重量のほとんどを設置ベースへ逃がす構成が開示されている（特許文献１参照）。このモーションベースは、支柱と設置ベースとをゴム紐等の弾性部材で連結させることでその反作用力によって前後左右の並進運動時にかかる負荷を低減させる。このような構成を有するモーションベースであれば、支柱と可動ベースを係留ロープで連結させることで、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸周りへの回転運動時に増大するモーメントを反作用力によって低減させることができる。【０００６】
他にも、回転運動時に増大するモーメントを低減させることができるモーションベースが開示されている（特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１６−５３３５３４号公報
【特許文献２】特許第３７９５８３８号公報
【特許文献３】特許第４８１３０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に代表される文献に開示されたモーションベースでは、回転運動時に増大するモーメントを低減させるため、コイルスプリング等の弾性部材や係留ロープを用いる必要がある。また、このモーションベースでは、載置物の重量や重心位置によって反作用力を調整しないと載置重量が軽い場合に可動ベースが回転しにくくなるため、反作用力の発生に係る部材の結合位置を動的に制御しなければならない。このように、可動ベースの回転運動時においてモーメントを低減するためには、そのための特定の部材又は制御などが必要となるため、コンパクトな装置構成とすることができない点が、モーションベースの課題であった。【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コンパクトな装置構成で、かつ、可動ベースの回転運動時に増大するモーメントを低減することができるモーションベース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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のモーションベースは、
第１の設置ベースと、
前記第１の設置ベースの上に配置され、載置対象を載置する第１の可動ベースと、
それぞれが伸縮可能な少なくとも２つの第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとを結合する第１の結合部と、
前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとを結合する第２の結合部と、
球面形状部を有し、前記第１の設置ベース上に配置され、前記球面形状部の摺動により、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースの姿勢を変更可能に、前記第１の可動ベースを支持する球面体と、
を備え、
前記第１のアクチュエータは、前記第１の結合部と前記第２の結合部との間で伸縮し、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースの姿勢を変更する。【００１１】
この場合、前記第１の結合部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとの間を回動可能に結合することとしてもよい。【００１２】
また、前記第２の結合部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとの間を回動可能に結合することとしてもよい。【００１３】
前記球面体が、前記球面形状部を下向きとして、前記第１の可動ベースに固定されていることとしてもよい。【００１４】
前記第１のアクチュエータを伸縮させることで、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースのロール軸、ピッチ軸周りへの回転２自由度の揺動を実現することとしてもよい。【００１５】
回転台と、前記回転台を回転可能な第２のアクチュエータとを備えた第２の設置ベースを備え、
前記回転台上に前記第１の設置ベースが載置されることとしてもよい。【００１６】
前記回転台を前記第２のアクチュエータで回転させることで、前記第１の可動ベースのヨー軸周りの揺動を実現することとしてもよい。【００１７】
回転台と、前記回転台を回転可能な第３のアクチュエータとを備えた第２の可動ベースを備え、
前記第１の可動ベース上に前記第２の可動ベースが載置されることとしてもよい。【００１８】
前記回転台を前記第３のアクチュエータで回転させることで、前記第２の可動ベースのヨー軸周りの揺動を実現することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るモーションベースによれば、第１の可動ベースと第１の設置ベースとの間に球面体を介在させ、第１の可動ベースと第１の設置ベースを少なくとも２つの伸縮可能な第１のアクチュエータで結合する。第１の可動ベースが受ける積載重量のほとんどは、第１の設置ベースで球面体を介して支持される。【００２０】
これにより、反作用力を発生させるための弾性部材や係留ロープ等が不要となり、積載物の重量や重心位置等に応じて反作用力発生に係る部材の結合位置を動的に制御する必要がなくなる。このため、コンパクトな装置構成で、かつ、可動ベースの回転運動時に増大するモーメントを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るモーションベースの外観であり、その基本的な構成を示す図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施の形態に係るモーションベースの構成の変形例（その１）を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係るモーションベースの構成の変形例（その２）を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の第１の実施の形態に係るモーションベースの構成の変形例（その３）を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係るモーションベースに座席が取り付けられ、使用者が座席に座っている状態を示す図であり、ニュートラル状態にあるときを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａのモーションベースが、ピッチ軸周りに回転した状態にあるときを示す図である。
【図３Ｃ】図３Ａのモーションベースが、ロール軸周りに回転した状態にあるときを示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態２に係るモーションベースにおいて、ヨー軸周りへの回転を実現するための第２の設置ベースの構成例（その１）を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態２に係るモーションベースにおいて、ヨー軸周りへの回転を実現するための第２の設置ベースの構成例（その２）を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るモーションベースの構成の変形例を示す模式図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態２に係るモーションベースにおいて、第１の可動ベースをピッチ軸周りに揺動させたときの第１のアクチュエータの伸縮長と、実際の角度との関係を表す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態２に係るモーションベースにおいて、第１の可動ベースをロール方向に揺動させたときの第１のアクチュエータの伸縮長と、実際の角度との関係を表す図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態１に係るモーションベースにおいて、第１の可動ベースに球面体（半径１０ｃｍ）を下向きに取り付け、第１の設置ベースと第１のアクチュエータとの回転可能な結合部分に荷重センサを取り付けて第１の可動ベースをピッチ方向に揺動させたときの荷重センサの検出値を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態１に係るモーションベースにおいて、第１の可動ベースに球面体（半径２０ｃｍ）を下向きに取り付け、第１の設置ベースと第１のアクチュエータとの回転可能な結合部分に荷重センサを取り付けて、第１の可動ベースをピッチ方向に揺動させたときの荷重センサの検出値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図面において同一あるいは類似の構成要素には同一あるいは類似な符号を付している。
【００２３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１の外観に示すように、本発明の第１の実施形態に係るモーションベース１００は、その基本的な構成として、第１の設置ベース１ａと、第１の可動ベース２ａと、少なくとも２つの第１のアクチュエータ３ａと、第１の結合部４ａと、第２の結合部４ｂと、球面体５と、を備える。
【００２４】
第１の設置ベース１ａは、不図示の建物の床面等に設置される板状の部材である。図１では、第１の設置ベース１ａは八角形であるが、これに限定されない。
【００２５】
第１の可動ベース２ａは、第１の設置ベース１ａの上方に配置された板状の部材である。第１の可動ベース２ａは、人又は座席等の載置対象を積載する（図３Ａ等参照）。図１では、第１の可動ベース２ａは矩形であるが、これに限定されない。
【００２６】
第１のアクチュエータ３ａは、不図示の制御装置の駆動により、それぞれが長手方向に伸縮可能なアクチュエータである。第１のアクチュエータ３ａとして、電動式、油圧式、エアシリンダ等のアクチュエータを用いることができる。
【００２７】
第１の結合部４ａは、第１のアクチュエータ３ａと第１の可動ベース２ａとを結合する。本実施の形態では、第１の結合部４ａは、Ｌ字状の部材である。第１の結合部４ａにより結合される第１のアクチュエータ３ａと第１の可動ベース２ａとの位置関係は不変である。
【００２８】
第２の結合部４ｂは、第１のアクチュエータ３ａと第１の設置ベース１ａとを結合する。具体的には、第２の結合部４ｂは、第１のアクチュエータ３ａと第１の設置ベース１ａとの間を、回動可能に（回転自由度を有するように）結合する。
【００２９】
例えば、第２の結合部４ｂでは、第１のアクチュエータ３ａの端部が球状に形成され、その球状の端部が第２の結合部４ｂと嵌合し、第１のアクチュエータ３ａの球状の端部が、第２の結合部４ｂ内で摺動する構成を採用することができる。この構成により、第２の結合部４ｂに対して第１のアクチュエータ３ａが回動可能に連結することができる。このようにすれば、第１の設置ベース１ａに対して、第１の可動ベース２ａが、ロール軸、ピッチ軸周りに回転しても、その回転に合わせて、第２の結合部４ｂにおいて、第１の設置ベース１ａに対して第１のアクチュエータ３ａを回動させることができる。
【００３０】
このように、第１のアクチュエータ３ａは、第１の結合部４ａと第２の結合部４ｂとの間で伸縮し、第１の設置ベース１ａに対する第１の可動ベース２ａの姿勢を変更することができる。
【００３１】
球面体５は、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａの間に配置されている。より具体的には、球面体５は、球面形状部１５を有している。球面体５は、第１の設置ベース１ａ上に配置されている。球面体５は、球面形状部１５の摺動により、第１の設置ベース１ａに対する第１の可動ベース２ａの姿勢を変更可能に、第１の可動ベース２ａを支持する。
【００３２】
このように、第１のアクチュエータ３ａは、第１の結合部４ａを介して第１の可動ベース２ａと結合され、第２の結合部４ｂを介して第１の設置ベース１ａと結合される。２つの第１のアクチュエータ３ａは、それぞれが伸縮することにより、第１の設置ベース１ａに対する第１の可動ベース２ａの相対的な姿勢を変更することが可能である。
【００３３】
例えば、２つの第１のアクチュエータ３ａの伸縮量を異なるようにすれば、第１の設置ベース１ａに対して第１の可動ベース２ａをロール軸周りに回転させることができる。さらに、２つの第１のアクチュエータ３ａを同量伸縮させることにより、第１の設置ベース１ａに対して第１の可動ベース２ａをピッチ軸周りに回転させることができる。
【００３４】
このように、第１のアクチュエータ３ａを伸縮させることで、第１の設置ベース１ａに対する第１の可動ベース２ａのロール軸、ピッチ軸周りへの回転２自由度の揺動が実現される。
【００３５】
なお、本実施の形態１に係るモーションベース１００では、安定化のため、球面体５を、少なくとも第１の設置ベース１ａか第１の可動ベース２ａのどちらかに固定するようにしてもよい。
【００３６】
また、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａの間に介在させた球面体５が転がりやすくするため、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａに球面を受けるための車輪を取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
さらには、第１の設置ベース１ａ又は第１の可動ベース２ａに球面体５と接する窪みを設けて、その表面に潤滑剤を塗布するか、第１の設置ベース１ａ又は第１の可動ベース２ａをテフロン（登録商標）等の滑りやすい素材で構成するようにしてもよい。
【００３８】
なお、図１に示すモーションベース１００では、第２の結合部４ｂは、第１のアクチュエータ３ａと第１の設置ベース１ａとの間を、回動可能に（回転自由度を持って）結合するようにしたが、本発明はこれには限られない。第１の結合部４ａが、第１のアクチュエータ３ａと第１の可動ベース２ａとの間を回動可能に結合するようにしてもよい。
【００３９】
図２Ａ〜図２Ｃは、図１のモーションベース１００の構成の変形例を示す斜視図である。図２Ａに示すのは、モーションベース１００の構成の変形例であり、理想的な構成例である。図２Ａに示すように、モーションベース１００では、伸縮可能な２つの第１のアクチュエータ３ａが上向きに固定され、第１の結合部４ａは、第１のアクチュエータ３ａの上端が、第１の可動ベース２ａを吊り下げるように、両者を連結している。また、このモーションベース１００では、球面体５が、第１の可動ベース２ａに固定されている。
【００４０】
また、図２Ｂに示すモーションベース１００では、図２Ａの第１のアクチュエータ３ａが下向きの状態で、第１の可動ベース２ａに固定されている。また、図２Ｃに示すモーションベース１００では、球面体５が第１の設置ベース１ａに固定されている。
【００４１】
ここで、図２Ｃに示すように、球面体５を、その球面形状部１５が、上向きとなるように第１の設置ベース１ａに固定すると、第１の可動ベース２ａに固定した場合と比べて重心が上にシフトし、モーメントが増大する。このため、球面体５は、図２Ｂに示すように、その球面形状部１５が下向き、すなわち第１の設置ベース１ａに対向するように固定するほうが望ましい。すなわち、球面体５が、球面形状部１５を下向きとして、第１の可動ベース２ａに固定されるようにするのが望ましい。
【００４２】
このとき、球面体５の重さが重いと載置物の重心が下がりモーメントの増大を抑えるため、球面体５は重いほうが望ましい。また、球面体５のサイズが小さいとモーメントが増大するため、球面体５は大きいほうが望ましい。
【００４３】
なお、図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示すモーションベース１００では、第１の結合部４ａが、第１のアクチュエータ３ａと第１の可動ベース２ａとの間を回動可能に結合するか、第２の結合部４ｂが、第１のアクチュエータ３ａと第１の設置ベース１ａとの間を回動可能に結合した。しかしながら、本発明はこれには限られない。第１の結合部４ａと第２の結合部４ｂの両方が、第１の可動ベース２ａに対して第１のアクチュエータ３ａを回動可能に結合し、第１の設置ベース１ａに対して第１のアクチュエータ３ａを回動可能に結合するようにしてもよい。
【００４４】
また、第１の結合部４ａにおいて、第１のアクチュエータ３ａと第１の可動ベース２ａとの間を回動可能に結合するか、第２の結合部４ｂにおいて、第１のアクチュエータ３ａと第１の設置ベース１ａとの間を回動可能に結合するには、第１の結合部４ａ及び第２の結合部４ｂの中心に回動部分を設けるようにすればよい。また、第１の結合部４ａ及び第２の結合部４ｂにおいて、その一端に回動部分を設けるようにしてもよいし、両端に回動部分を設けるようにしてもよい。
【００４５】
図３Ａ〜図３Ｃには、図２Ｂのモーションベース１００に座席６が取り付けられ、使用者７が座席６に座っている状態が示されている。図３Ａに示すのは、モーションベース１００が、ニュートラル状態にあるときである。また、図３Ｂに示すのは、モーションベース１００が、ピッチ軸周りに回転した状態にあるときである。さらに、図３Ｃに示すのは、モーションベース１００が、ロール軸周りに回転した状態にあるときである。
【００４６】
例えば、第１のアクチュエータ３ａを２つとも同じ方向に同一量伸縮させると第１の可動ベース２ａは図３Ｂに示すように、ピッチ軸周りに回転する。また、第１のアクチュエータ３ａを、２つとも逆方向に同一量伸縮させると、第１の可動ベース２ａは、図３Ｃに示すように、ロール軸周りに回転する。さらに、２つの第１のアクチュエータ３ａを、異なる伸縮量伸縮させると、第１の可動ベース２ａは、ロール軸及びピッチ軸周りに回転する。
【００４７】
このとき、球面体５と第１の設置ベース１ａとの接触点は、ピッチ軸周りの回転角、ロール軸周りの回転角に応じた所定量だけずれて、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａの相対的な位置関係が保たれる。
【００４８】
本第１の実施の形態のモーションベース１００によれば、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａとの間に球面体５が配置されており、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａとの間に伸縮可能な少なくとも２つの第１のアクチュエータ３ａが、第１の設置ベース１ａと第１の可動ベース２ａとを、結合している。
【００４９】
また、このモーションベース１００によれば、伸縮可能な第１のアクチュエータ３ａと第１の設置ベース１ａ又は第１の可動ベース２ａの少なくとも一方の第１の結合部４ａ、第２の結合部４ｂとの間に回転自由度を持たせて結合する。こうすることにより、伸縮可能な第１のアクチュエータ３ａにかかる負荷を低減しつつ、ピッチ軸、ロール軸周りへの回転２自由度の揺動を、複雑な制御を必要とせず、コンパクトかつ安価に実現することができる。
【００５０】
すなわち、球面体５は、大きければ大きいほど第１の設置ベース１ａとの接触面積が大きくなり、第１の可動ベース２ａが回転しても第１の可動ベース２ａが受ける載置重量のほとんどを、球面体５を介して第１の設置ベース１ａが支持するので、モーメントが増大しにくくなる。このため、第１のアクチュエータ３ａの出力を大幅に低減させることができる。また、球面体５を第１の可動ベース２ａに取り付けた場合、球面体５が重いほど載置物の重心位置が下がり、第１の可動ベース２ａが揺動しても元に戻ろうとする復元力が働いてモーメントが増大しにくくなるため、第１のアクチュエータ３ａの出力を大幅に低減させることができる。
【００５１】
なお、第１の可動ベース２ａと第１の設置ベース１ａとの間に介在させる球面体５は中実の構造体とする必要はない。第１の可動ベース２ａ及び第１の可動ベース２ａ上の使用者７の重量が支えられるだけの強度を有するものであれば、球面体５を中空の球面構造体とすることができる。また、中実・中空に関わらず、例えばリブだけで構成されるもの、多角形状のものに車輪を取り付けたもの等、部分的には球面体でなくとも全体として球面の形を成すものであれば、球面体５とすることができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本第２の実施の形態に係るモーションベース１０１は、第２の設置ベース１ｂを備える点が、上記第１の実施の形態に係るモーションベース１００と異なる。
【００５３】
図４Ａに示すように、第２の設置ベース１ｂは、第１の設置ベース１ａを載置している。第２の設置ベース１ｂは、図４Ａに示すように、回転台８と、第２のアクチュエータ３ｂを備えている。第２のアクチュエータ３ｂは、無端ベルト１９を介して回転台８の回転軸１８に連結されており、回転台８を回転駆動する。
【００５４】
なお、本実施の形態に係るモーションベース１０１において、ヨー軸周りに無限に回転可能とするためには、第２のアクチュエータ３ｂとして、サーボモータを用いるのが望ましい。
【００５５】
回転台８の上に第１の設置ベース１ａが載置されている。したがって、回転軸１８を回転させることにより、第１の設置ベース１ａのヨー軸周りの揺動を実現することができる。
【００５６】
なお、図４Ｂには、第２のアクチュエータ３ｂとして、伸縮可能なアクチュエータ（第１のアクチュエータ３ａと同じ構造のアクチュエータ）を用いた場合の構成が示されている。図４Ｂに示すように、第２のアクチュエータ３ｂとして、伸縮可能なアクチュエータを用い、第１の結合部４ａ、第２の結合部４ｂを介して回転台８と第２の設置ベース１ｂとを連結した構成としても、第２のアクチュエータ３ｂを伸縮させて、第２の設置ベース１ｂに対して、回転台８及び回転台８に載置された第１の設置ベース１ａを揺動させることが可能である。
【００５７】
以上説明したように、本第２の実施の形態に係るモーションベース１０１によれば、回転台８と、回転台８を回転可能な第２のアクチュエータ３ｂとを備えた第２の設置ベース１ｂを備え、回転台８上に第１の設置ベース１ａを載置することにより、第１の可動ベース２ａにおけるロール軸、ピッチ軸周りへの回転を実現するとともに、第１の可動ベース２ａのヨー軸周りの回転も実現することができる。
【００５８】
なお、図５に示すように、第２の可動ベース２ｂを備えるモーションベース１０２を用いるようにしてもよい。第２の可動ベース２ｂは、回転台８と、回転台８を回転可能な第３のアクチュエータ３ｃとを備えている。この場合、第１の可動ベース２ａ上に第２の可動ベース２ｂが載置される。回転台８を第３のアクチュエータ３ｃで回転させることで、第２の可動ベース２ｂのロール軸、ピッチ軸周りの回転に加え、回転台８のヨー軸周りの回転が可能となり、回転台８の３自由度の揺動が実現される。
【００５９】
なお、本発明の実現可能性を示すため、モーションベース１００の試作を行い、試作されたモーションベース１００で具体的な実験を行った。試作されたモーションベース１００では、伸縮可能な第１のアクチュエータ３ａとしてＤｙａｄｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社のＳＣＮ６−０４０−１５０が用いられ、回転自由度を持つ第２の結合部４ｂとして、リンクボールねじが用いられた。
【００６０】
図６Ａ及び図６Ｂには、試作されたモーションベース１００の第１の可動ベース２ａを回転させたときの伸縮可能な第１のアクチュエータ３ａの伸縮長および第１の可動ベース２ａの角度の関係が示されている。
【００６１】
図６Ａには、第１の可動ベース２ａをピッチ軸周りに回転させた場合が示されている。図６Ａに示すように、２つの第１のアクチュエータ３ａの伸縮長が１５ｍｍ〜１３５ｍｍの範囲で、第１の可動ベース２ａは、−１０度〜１０度回転している。
【００６２】
図６Ｂには、第１の可動ベース２ａをロール軸周りに回転させた場合が示されている。図６Ｂに示すように、片方の第１のアクチュエータ３ａの伸縮長が１５〜１３５ｍｍの範囲（もう片方は１３５〜１５ｍｍ）で第１の可動ベース２ａは、−１０度〜１０度回転している。
【００６３】
図７Ａ及び図７Ｂには、本発明の実施の形態１に係るモーションベース１００の第１の可動ベース２ａに球面体５を下向きに取り付け、第１の設置ベース１ａと第１のアクチュエータ３ａとの回転可能な結合部分の下に荷重センサを取り付けて第１の可動ベース２ａをピッチ方向に揺動させたときの荷重センサの検出値が示されている。
【００６４】
図７Ａには、球面体５の半径が１０ｃｍである場合の荷重センサの検出値が示されている。また、図７Ｂには、球面体５の半径が２０ｃｍである場合の荷重センサの検出値が示されている。図７Ａ及び図７Ｂを比べると、球面体５の半径が大きい方が、第１の結合部４ａ、第２の結合部４ｂにかかる荷重が小さくなり、第１のアクチュエータ３ａにかかる負荷を低減することができることが明らかになった。
【００６５】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【００６６】
なお、本願については、２０１７年８月９日に出願された日本国特許出願２０１７−１５３９４９号を基礎とする優先権を主張し、本明細書中に日本国特許出願２０１７−１５３９４９号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、第１の可動ベースに座席を備え、座席に人が座った状態で、慣性力や体性感覚を呈示可能なドライビングシミュレータやゲーム等に利用することができる。また、本発明は、第１の可動ベースに人が立って乗った状態で、坂道等の歩行感覚呈示装置として利用することができる。また、本発明は、第１の可動ベースにボードなどを備えることにより、スキー、スケートボード等のシミュレータやゲーム等に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ａ    第１の設置ベース
１ｂ    第２の設置ベース
２ａ    第１の可動ベース
２ｂ    第２の可動ベース
３ａ    第１のアクチュエータ
３ｂ    第２のアクチュエータ
３ｃ    第３のアクチュエータ
４ａ    第１の結合部
４ｂ    第２の結合部
５      球面体
６      座席
７      使用者
８      回転台
１５    球面形状部
１８    回転軸
１９    無端ベルト
１００    モーションベース
１０１    モーションベース
１０２    モーションベース
【図１】
2019031539.tif 000003
【図２Ａ】
2019031539.tif 000004
【図２Ｂ】
2019031539.tif 000005
【図２Ｃ】
2019031539.tif 000006
【図３Ａ】
2019031539.tif 000007
【図３Ｂ】
2019031539.tif 000008
【図３Ｃ】
2019031539.tif 000009
【図４Ａ】
2019031539.tif 000010
【図４Ｂ】
2019031539.tif 000011
【図５】
2019031539.tif 000012
【図６Ａ】
2019031539.tif 000013
【図６Ｂ】
2019031539.tif 000014
【図７Ａ】
2019031539.tif 000015
【図７Ｂ】
2019031539.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の設置ベースと、
前記第１の設置ベースの上に配置され、載置対象を載置する第１の可動ベースと、
それぞれが伸縮可能な２つの第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとを結合する第１の結合部と、
前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとを結合する第２の結合部と、
球面形状部を有し、前記第１の設置ベース上に配置され、前記球面形状部の１点での摺動により、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースの姿勢を変更可能に、前記第１の可動ベースを支持する球面体と、
を備え、
前記第１の結合部が前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとの間を回動可能に結合した場合に、前記第２の結合部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとの相対的な位置関係を不変に結合し、
前記第２の結合部が前記第１のアクチュエータと前記第１の設置ベースとの間を回動可能に結合した場合に、前記第１の結合部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の可動ベースとの相対的な位置関係を不変に結合し、
前記第１のアクチュエータは、前記第１の結合部と前記第２の結合部との間で伸縮し、前記第１の設置ベースに対して前記第１の可動ベースを前記球面体とで３点支持しつつその姿勢を変更することを特徴とする、
モーションベース。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記球面体が、前記球面形状部を下向きとして、前記第１の可動ベースに固定されていることを特徴とする、
請求項１に記載のモーションベース。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータを伸縮させることで、前記第１の設置ベースに対する前記第１の可動ベースのロール軸、ピッチ軸周りへの回転２自由度の揺動を実現することを特徴とする、
請求項１又は４に記載のモーションベース。
【請求項６】
回転台と、前記回転台を回転可能な第２のアクチュエータとを備えた第２の設置ベースを備え、
前記回転台上に前記第１の設置ベースが載置されることを特徴とする、
請求項１、４、５のいずれか一項に記載のモーションベース。
【請求項７】
前記回転台を前記第２のアクチュエータで回転させることで、前記第１の可動ベースのヨー軸周りの揺動を実現することを特徴とする、
請求項６に記載のモーションベース。
【請求項８】
回転台と、前記回転台を回転可能な第３のアクチュエータとを備えた第２の可動ベースを備え、
前記第１の可動ベース上に前記第２の可動ベースが載置されることを特徴とする、
請求項１、４、５のいずれか一項に記載のモーションベース。
【請求項９】
前記回転台を前記第３のアクチュエータで回転させることで、前記第２の可動ベースのヨー軸周りの揺動を実現することを特徴とする、
請求項８に記載のモーションベース。
【国際調査報告】
2019031539.tif 000017
2019031539.tif 000018
2019031539.tif 000019