(57)【要約】  本発明は、主従動・差動が混在して接続される支持足、重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足、及び、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームを開示し、複数の支持足が分布して並列接続されるという形態により、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームを構成し、フレーム、分散式のコントローラ、及び、複数の枝分かれ並列接続足を含み、そのうち、複数の支持足がベースを介してフレームに固定して接続される。本発明は、全方向の運動と姿勢調整とを組み合わせていることにより、姿勢を調整するプラットフォームが固定され、又は、その運動が柔軟でなく、構成が過度に複雑となり、占める空間の高さが高すぎ、運動の誤差が大きいという従来の課題を解決し、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの使用可能な範囲を効果的に拡大させることができる。
2021533035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース、昇降台、車輪座、及び、独立懸架アセンブリを含む、主従動・差動が混在して接続される支持足であって、
前記ベースは、旋回ベアリングを介して回転台が回転可能に接続され、前記旋回ベアリングは、その外周に歯部が設置され、回転モータが前記ベースに設置され、前記回転モータの出力軸の伝動歯車が前記歯部と取り合わせ、前記回転台の回転及び位置決めを行うようにし、
前記昇降台にはガイドレールが設置され、前記回転台にスライダーが設置され、前記昇降台は、昇降モータに固定して接続され、前記昇降モータは、同期ベルトの伝動を介してリニア駆動器が作動するように連動することにより、前記スライダーが前記ガイドレールと取り合わせて前記昇降台が前記回転台に摺動可能に接続されるように連動し、
前記車輪座は、前記昇降台に回転可能に接続され、前記車輪座と昇降台回転との接続箇所に揺動ベアリングが設置され、前記車輪座に、回転可能に接続される第一車輪と第二車輪とが設置され、第一車輪と第二車輪との少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、第一車輪と第二車輪とが共に主動輪とされ、前記第一車輪と第二車輪との回転運動は、走行デュアルモータ減速器により、それぞれ、同期に主動駆動され、又は、差動駆動され、或いは、走行シングルモータにより差動輪系を介して間接に駆動され、
前記独立懸架アセンブリは、前記昇降台と前記回転台との間に設置され、掛け固定板、ばね、ばねストッパー、昇降ストッパー、及び、ガイド柱を含み、前記独立懸架アセンブリには、前記ばねの圧縮ストロークが昇降台の昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架とが並列接続の関係にあり、しかも、昇降運動のストロークがばね長さよりも長く、前記昇降台の昇降距離がばね長さよりも長い場合に、昇降モータの制御の剛性を主動に制振でき、前記昇降台の昇降距離がばね長さよりも小さい場合に、昇降ストッパーがばねストッパーと接触して、昇降モータのブレーキが開放され、ばねの独立懸架に基づく柔軟性により受動に制振でき、しかも、前記主動制振及び受動制振により剛性・柔軟性カプリング制振が構成される、ことを特徴とする主従動・差動が混在して接続される支持足。
【請求項２】
前記リニア駆動器は、ナット、ボールねじ、昇降モータ、ベアリングシート、及び、同期ベルトを含み、前記ナットが前記回転台に固定して接続され、前記ボールねじの両端に共にベアリングシートが設置され、前記ベアリングシートが前記昇降台に固定して接続され、前記昇降モータは、同期ベルトを介して、前記ボールねじが運動するように連動することにより、昇降台の昇降を実現し、前記昇降モータが前記昇降台に固定して接続され、前記昇降モータの出力軸は、原動プーリに接続され、前記同期ベルトを介して従動プーリが運動するように連動し、前記従動プーリがリニア駆動器の入力端に接続され、前記入力端が前記ボールねじとされる、ことを特徴とする請求項１に記載の主従動・差動が混在して接続される支持足。
【請求項３】
前記差動輪系は、第一車輪に固定して接続される第一傘歯車、第二車輪に固定して接続される第二傘歯車、及び、第一傘歯車と第二傘歯車との両方に噛み合う遊星傘歯車を含み、前記遊星傘歯車は、遊星歯車キャリアにヒンジ結合され、前記遊星歯車キャリアは、大傘歯車の一端面に固定して接続され、前記大傘歯車は、車輪座に回転可能に接続され、しかも、大傘歯車がそれと噛み合う駆動傘歯車により駆動され、前記駆動傘歯車は、走行シングルモータの出力軸に固定して接続され、差動輪系のハウジングにおける走行シングルモータの出力軸線と重ねる位置においては、第一車輪の軸線及び第二車輪軸線が垂直に交差して対称に二つの回転対偶が設置され、前記昇降台と回転接続が構成されて回転対偶Ｒｘが形成される、ことを特徴とする請求項２に記載の主従動・差動が混在して接続される支持足。
【請求項４】
請求項１に記載の主従動・差動が混在して接続される支持足を含む、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームであって、
フレーム、コントローラ、及び、複数の前記主従動・差動が混在して接続される支持足を含み、
前記フレームは、複数の前記主従動・差動が混在して接続される支持足におけるベースに固定して接続され、
前記フレームには、前記コントローラ及び前記主従動・差動が混在して接続される支持足に、電力を提供するためのバッテリーパックが設けられており、
前記主従動・差動が混在して接続される支持足における回転台の各回転軸線同士が平行し、前記主従動・差動が混在して接続される支持足における昇降台の各リニアガイドレール同士が平行し、少なくとも二つの前記主従動・差動が混在して接続される支持足が駆動足とされ、前記回転モータ及びリニア駆動器が主動駆動とされ、第一車輪と第二車輪との少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、両者が共に主動輪とされ、前記フレームに固定して接続される前記主従動・差動が混在して接続される支持足の前記第一車輪と第二車輪とが共に地面接触し、接触点における地面と垂直する方向に自由度がなく、前記フレーム、前記フレームに固定して接続される前記主従動・差動が混在して接続される支持足、及び、地面が六自由度で姿勢を調整するプラットフォームを構成している、ことを特徴とする六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォーム。
【請求項５】
前記主従動・差動が混在して接続される支持足の数が三本である場合に、主従動・差動が混在して接続される支持足における各ベースは、それぞれ、フレームに固定して接続され、三つの主従動・差動混在接続支持が三角形を呈して配置され、又は、
前記主従動・差動が混在して接続される支持足の数が四本である場合に、それぞれ、フレームの四隅に設置され、四本の前記主従動・差動が混在して接続される支持足における二本、三本、又は、四本が共に駆動足とされ、又は、
前記主従動・差動が混在して接続される支持足の数が六本である場合に、それぞれ、フレームの両端に配置され、或いは、両側に「日」字形状に配置される、ことを特徴とする請求項４に記載の六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォーム。
【請求項６】
外部環境に対する六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの感知能力を高めるように、前記フレームの周囲に、カメラ、超音波、レーザーレーダー又はミリ波レーダーを取り付けし又は搭載し、応用範囲を拡大するように、前記フレームに、垂直の昇降台或いはロボットをさらに搭載している、ことを特徴とする請求項４に記載の六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォーム。
【請求項７】
ベース、昇降台、回転枠体、車輪座及び車輪を含み、前記ベースが順に、リニア駆動器、昇降台、回転枠体、及び、車輪座に直列接続され、重力閉鎖の条件下で局所に並列接続を形成し、
前記車輪は、それぞれ、車輪架の両側に位置する第一車輪及び第二車輪を含み、前記第一車輪は、車輪座に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ１を形成すると共に、前記第二車輪は、車輪座に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ２を形成し、前記車輪と地面との接触点間に、垂直方向に移動する自由度がなく、
前記昇降台は前記ベースに摺動可能に接続され、主動対偶としての移動対偶Ｐｚを形成し、前記昇降台がリニア駆動器により駆動され、前記回転枠体が昇降台に設置される回転モータにより駆動されることにより、回転接続を形成し、前記回転枠体が昇降台に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、前記車輪座が前記回転枠体に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘを形成し、前記昇降台のリニアガイドレールが回転対偶Ｒｚの軸線と平行し、前記回転対偶Ｒｚの軸線が回転対偶Ｒｘの軸線と垂直し、前記回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２の軸線が同軸であり、前記回転対偶Ｒｘの軸線が回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２の軸線と垂直して交差し、前記回転対偶Ｒｚの軸線が前記回転対偶Ｒｘの軸線と回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２の軸線の交差点を通過する、ことを特徴とする重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足。
【請求項８】
駆動足とされた場合には、前記第二車輪が主動輪とされ、或いは、前記第一車輪と第二車輪とが共に主動輪とされることにより、主動差動運動が構成されており、前記第二車輪が主動輪とされた場合には、第二車輪が走行モータに直接に駆動され、或いは、走行モータにより、伝動機構を介して間接に駆動され、前記第二車輪がプーリ群により、走行モータを介して間接に駆動される場合には、前記走行モータが車輪座に取り付けられ、前記プーリ群に第一プーリ、同期ベルト及び第二プーリを含み、前記第一プーリが走行モータの出力軸に固定して接続され、前記第二プーリが第二車輪の一側に固定して接続され、前記同期ベルトが、併せて、第一プーリ及び第二プーリに取り付けされ、又は、前記第一車輪及び第二車輪が共に主動輪とされた場合には、前記第一車輪及び第二車輪がそれぞれ二つの独立する走行モータに駆動され、二つの独立する走行モータは、第一車輪及び第二車輪が同じ方向に回転するように駆動する場合に、第一車輪及び第二車輪を前方向に走行させ、二つの走行モータは、第一車輪及び第二車輪が異なる方向に回転するように駆動する場合に、主動差動駆動の稼働状態を形成し、回転枠体を昇降台に対して回転させ、第一車輪と第二車輪との走行方向を変える、ことを特徴とする請求項７に記載の重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足。
【請求項９】
前記昇降台と前記回転枠体との間に設置される独立懸架アセンブリを含み、前記独立懸架アセンブリは、掛け固定板、ばね、ばねストッパー、昇降ストッパー、及び、ガイド柱を含み、昇降台と回転枠体とを接続し、前記独立懸架アセンブリには、ばねの圧縮ストロークが昇降台の昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架とが並列接続の関係にあり、しかも、昇降運動ストロークがばね長さよりも長く、前記昇降台の昇降距離がばね長さよりも長い場合に、昇降モータの制御の剛性を主動に制振でき、前記昇降台の昇降距離がばね長さよりも小さい場合に、昇降ストッパーがばねストッパーと接触して、昇降モータのブレーキが開放され、ばねの独立懸架に基づく柔軟性により受動に制振でき、しかも、前記主動制振及び受動制振により剛性・柔軟性カプリング制振が構成される、ことを特徴とする請求項７に記載の重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足。
【請求項１０】
前記主動差動運動には、差動輪系が第一車輪に固定して接続される第一傘歯車、第二車輪に固定して接続される第二傘歯車、及び、第一傘歯車と第二傘歯車との両者に噛み合う遊星傘歯車、大傘歯車、駆動傘歯車、及び、遊星歯車キャリアを含み、前記遊星歯車キャリアは、遊星傘歯車にヒンジ結合され、前記遊星歯車キャリアが大傘歯車に固定して接続され、前記大傘歯車が第一車輪軸に回転可能に接続され、大傘歯車がそれと噛み合う駆動傘歯車により駆動され、前記駆動傘歯車が走行モータの出力軸に固定して接続され、前記昇降台に、昇降台に対する前記回転枠体の回転角度を検知するための角度センサがさらに設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載の重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重機器のドッキングや組立を支援する機器の技術分野に関し、特に、主従動・差動が混在して接続される支持足、六自由度で姿勢を調整するプラットフォーム、及び、重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機、汽船、電力などの重荷重機器の分野においては、それらの製品が一般的に複数の部品により組立てなれたものであることから、生産を行う過程には、部品間のドッキングや組立が常に必要となっている。しかしながら、重工業の分野において部品の体積や質量が比較的大きいため、人工で直接で操作できず、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームにより運搬や取り付けを支援することが必要となっている。
【０００３】
従来における六自由度で姿勢を調整するプラットフォームは、ホイール式の運搬車とメカナムホイール式の運搬車に分けられる。通常の場合、ホイール式の運搬車とメカナムホイール式車とは、平面に移動したり、搭載プラットフォームの法線の周りに回転したりするという三自由度しか有しておらず、部品に対する空間の六自由度の姿勢を調整することができず、部品のドッキングを行う際に二つの部品をドッキングすることができないという課題が時々存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術には、例えば、ＣＮ１０９２３１０６５Ａという公開番号の特許文献が全方向に移動するモジュールに基づく六自由度で姿勢を調整するシステムを開示しており、並列接続機構と車体を結合し、運搬車に多自由度の並列接続の姿勢調整機構を取り付けることにより、運搬車の六自由度で姿勢を調整することが実現された。並列接続とされた多自由度で姿勢を調整する機構を車体に取り付けることにより、六自由度で部品の姿勢を調整することが実現できたが、並列接続の機構の増加により運搬車の高さも大幅に高くなり、運搬車の通過可能性を低下させ、高くない空間における機器のドッキングや組立ができなくなり、運搬車と並列接続の機構とからなる姿勢を調整するシステムは、本質に二つの独立するシステムに該当しており、運搬車と並列接続の機構とが稼働している過程に生じる運動の誤差も互いに相乗するので、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの末端の運動精度を低くさせ、高い精度で部品のドッキングや組立を実行することに役立たない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来技術に存在している課題に対して、主従動・差動が混在して接続される支持足、重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足、及び、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームを提供することを目的として、重荷重・大部件のドッキングや組立を操作する機器の技術分野に属さし、高くない空間に適用され得る主動差動又は受動差動が混在して接続される支持足及び六自由度で姿勢を調整するプラットフォームは、主従動・差動が混在して接続される支持足、及び、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームにより、全方向の運動と姿勢調整を統合することから、従来において、姿勢を調整するプラットフォームが固定されてしまい、運動が柔軟でなく、構成が非常に複雑となり、占用空間の高さが高過ぎて運動誤差が大きい、という課題を解決し、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの適用範囲を効果的に拡大させることができる。
【０００６】
本発明に係る主従動・差動が混在して接続される支持足は、ベース、回転台、昇降台、車輪座、車輪、及び、モータ減速伝動システムを含み、回転台が前記ベースに回転可能に接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、昇降台が前記回転台に摺動可能に接続され、移動対偶Ｐｚを形成し、移動対偶Ｐｚが主動対偶とされ、リニア駆動器により駆動され、車輪座が前記昇降台に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘを形成し、受動対偶に該当し、前記車輪が、回転対偶Ｒｘの両側にそれぞれ位置する第一車輪と第二車輪とを含み、前記第一車輪が車輪座に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ１を形成し、前記第二車輪が車輪座に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ２を形成し、前記第一車輪と前記第二車輪とは、それぞれ、二つのモータ減速伝動システムにより独立して駆動される。第一車輪と第二車輪とは、同期駆動或いは主動・差動機構による駆動を形成し、又は、シングルモータにより差動傘歯車の機構を駆動して同期駆動又は受動差速駆動を実現する。
【０００７】
六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、多支持足が分布して並列接続されるという形態を用いて構成されてなる。具体的には、フレーム、分散式のコントローラ、及び、多枝分かれ並列接続足、即ち、三本の支持足、四本の支持足、或いは、六本の支持足を含み、多支持足は、ベースを介してフレームに固定して接続され、各支持足の全ての回転対偶Ｒｚ同士が平行し、各支持足の全ての移動対偶Ｐｚのガイドレール同士が平行し、三本の支持足とされる六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足が三角形で配置され、四本の支持足とされる六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足が正方形、長方形或いは菱形で設置され、六本の支持足とされる六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足が「日」字形で配置される。
【０００８】
本発明は、重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足をさらに提供しており、高くない空間に適用され得る混在接続とされる支持足、及び、六自由度で全方向に精密に移動姿勢を調整するプラットフォームであり、従来において、姿勢を調整するプラットフォームは、その高さが大き過ぎ、全方向の運動と精密な姿勢調整の運動とが分離されてしまい、システムが複雑であり、つまり、操作が連続でなく、運動の誤差が大きいという課題を解決し、移動姿勢を調整するプラットフォームの使用可能な範囲を効果的に拡大することができる。
【０００９】
本発明に係る技術手段は、以下の通りである：
主従動・差動が混在して接続される支持足は、ベース、回転台、昇降台、車輪座、車輪、及び、回転モータを含み、前記回転台は、旋回ベアリングを介して前記ベースに回転可能に接続され、前記旋回ベアリングの外周に歯部が設けられ、前記回転モータは、前記ベース内に設置され、前記回転モータの出力軸上の伝動歯車が前記歯部と取り合わせて前記回転台の回転と位置決めがなされる。前記昇降台にガイドレールが設置され、前記回転台にスライダーが設置され、前記昇降台が昇降モータに固定して接続され、前記昇降モータは、同期ベルトの伝動によりリニア駆動器が作動するように連動することにより、前記スライダーを前記ガイドレールに取り合わせ、前記昇降台が前記回転台に摺動可能に接続されるように連動し、前記車輪座は、前記昇降台に回転可能に接続され、前記車輪座と昇降台との回転接続の箇所に、揺動ベアリングが設けられ、各車輪は、前記車輪座に回転可能に接続され、回転台をロックするように制御してベースに対する回転を防ぐように、前記ベースにブレーキ或いはクラッチが設置され、前記ベースに角度センサがさらに設置され、前記角度センサは、検測歯車に接続され、前記ベースに対する前記回転台の回転角度を検測するためのものである。
【００１０】
好ましくは、前記リニア駆動器は、ナット、ボールねじ、昇降モータ、ベアリングシート及び同期ベルトを含み、前記ナットは、前記回転台に固定して接続され、前記ボールねじは、両端に、共に、ベアリングシートが設けられ、ベアリングシートは、前記昇降台に固定して接続され、前記昇降モータは、同期ベルトを介して、前記ボールねじが運動するように連動することにより、昇降台の昇降が実現される。
【００１１】
好ましくは、前記昇降モータが前記昇降台に固定して接続され、前記昇降モータの出力軸は、原動プーリに接続され、前記同期ベルトを介して従動プーリが運動するように連動し、前記従動プーリがリニア駆動器の入力端である前記ボールねじに接続される。言い換えると、従動プーリとボールねじの入力端とが固定して接続される。
【００１２】
好ましくは、前記第一車輪と前記車輪座を回転可能に接続する箇所に、第一輪ベアリングが設けられ、前記第二車輪と車輪座回転とを接続する箇所に第二輪ベアリングが設けられる。
【００１３】
好ましくは、前記混在接続とされる支持足が駆動足である場合に、第一車輪と第二車輪との少なくとも一つが主動輪であり、或いは、両車輪が共に主動のものである。
【００１４】
好ましくは、前記第一車輪と第二車輪との回転運動は、ヂュエルモータ減速器により、それぞれ、主動差動で駆動され、或いは、シングルモータにより、差動輪系を介して間接に駆動される。
【００１５】
好ましくは、前記差動輪系は、第一車輪に固定して接続される第一傘歯車、第二車輪に固定して接続される第二傘歯車、第一傘歯車と第二傘歯車との両方に噛み合う遊星傘歯車を含み、前記遊星傘歯車は、遊星歯車キャリアにヒンジ結合され、前記遊星歯車キャリアは、大傘歯車の一端面に固定して接続され、前記大傘歯車は、車輪座に回転可能に接続され、しかも、大傘歯車がそれと噛み合う駆動傘歯車を介して駆動され、前記駆動傘歯車が走行シングルモータの出力軸に固定して接続される。
【００１６】
好ましくは、差動輪系のハウジングには、走行シングルモータの出力軸線と重ねる位置において、第一車輪と第二車輪との軸線に垂直し対称に交差する二つの回転対偶が設置され、前記車輪座は、前記昇降台に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘが形成される。
【００１７】
好ましくは、前記昇降台と前記回転台との間に独立懸架が設置され、前記独立懸架は、昇降台と回転台とを接続し、掛け固定板、ばね、ばねストッパー、昇降ストッパー、及び、ガイド柱からなるものであり、ばね圧縮ストロークが昇降台による昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架とが並列接続の関係にあり、しかも、昇降運動のストロークがばねの長さよりも長く、前記昇降台による昇降距離がばねの長さよりも長くなる場合に、混在接続とされる支持足が昇降モータにより制御される剛性の主動懸架を制振でき、前記昇降台による昇降距離がばね長さよりも小さい場合に、昇降ストッパーがばねストッパーと接触し、昇降モータのブレーキが開放され、混在接続とされる支持足がばねに基づく独立懸架を柔軟性で受動に制振でき、前記主従動制振は、剛性・柔軟性カプリング制振が構成されることになる。前記独立懸架の構成は、前記回転台による回転中心が、中心を対称にして設置され、ガイドレールに対する付加断面力を互いに相殺し、昇降ガイドレールに対する付加負荷を増やさないようにする。
【００１８】
六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、フレーム、コントローラ及び、混在接続とされる複数の支持足を含み、混在接続とされる各支持足におけるベースがそれぞれ、前記フレームに固定接続され、混在接続とされる各支持足における回転台の回転軸線同士が平行しており、混在接続とされる各支持足における昇降台のリニアガイドレール同士が平行し、少なくとも二つの前記主従動・差動が混在して接続される支持足が駆動足とされ、前記回転モータ及びリニア駆動器が主動駆動とされ、第一車輪と第二車輪とのうちの少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、両者が主動輪とされる。前記フレーム内には、フレームにおける分散式のコントローラ及び、混在接続とされる各支持足に、電力を提供するためのバッテリーパックが設けられる。
【００１９】
前記フレームに固定して接続される前記主従動・差動が混在して接続される支持足の全てにおける前記第一車輪と第二車輪とは、共に、地面接触し、接触点における地面と垂直する方向に自由度がなく、前記フレーム、前記フレームに固定して接続される前記主従動・差動が混在して接続される支持足の全て、及び、地面は、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームを構成している。
【００２０】
好適には、前記六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、前記混在接続とされる支持足の数が三つであり、しかも、前記混在接続とされる支持足が、主従動・差動が混在して接続される支持足であり、主従動・差動が混在して接続される各支持足におけるベースは、それぞれ、フレームに固定して接続される。前記主従動・差動が混在に接続される三つの支持足は、三角形を呈して設置され、フレームの内部に、分散式のコントローラ及びバッテリーパックが設けられる。
【００２１】
好適には、前記混在接続とされる支持足の数が四本である場合には、それぞれ、フレームの四隅に設置され、また、前記主従動・差動が混在して接続される支持足には、二つ、三つ、或いは、四本が共に駆動足とされてもよい、ことを特徴とする、前記六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォーム。
【００２２】
好適には、前記主従動・差動が混在して接続される支持足の数が六本であり、それらが、それぞれ、フレームの両端又は両側に設置され、「日」字形状に配置され、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの支持足の数を増やすことにより、プラットフォームによる負荷の能力を効果的に高めることができる。
【００２３】
好適には、外部環境に対する六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの感知能力を高めるように、前記フレームの周囲に、カメラ、超音波、レーザーレーダー又はミリ波レーダーなどのセンサを取り付けし又は搭載してもよく、応用範囲を拡大するように、前記フレームに、垂直の昇降台、他の構成、或いはロボットをさらに搭載してもよい。
【００２４】
本発明における他の実施例では、ベース、昇降台、回転枠体、車輪座及び車輪を含み、前記ベースが順にリニア駆動器、昇降台、回転枠体、及び、車輪座に直列接続され、重力閉鎖の条件下で地面と局所に並列接続を形成し、前記車輪は、それぞれ、車輪架における第一側及び第二側に位置する第一車輪及び第二車輪を含み、前記第一車輪が車輪座に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ１を形成すると共に、前記第二車輪が車輪座に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ２を形成し、前記昇降台が前記ベースに摺動可能に接続され、主動対偶である移動対偶Ｐｚを形成し、前記昇降台がリニア駆動器により駆動され、しかも、前記回転枠体が昇降台に設置される回転モータにより駆動され、回転接続を形成し、前記回転枠体が昇降台に回転して接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、前記車輪座が前記回転枠体回転に接続され、回転対偶Ｒｘを形成し、前記昇降台のリニアガイドレールが回転対偶Ｒｚの軸線と平行し、前記回転対偶Ｒｚの軸線が回転対偶Ｒｘの軸線と垂直しており、前記回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２との軸線が同軸であり、前記回転対偶Ｒｘの軸線と回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２の軸線とが垂直に交差しており、前記回転対偶Ｒｚの軸線が前記回転対偶Ｒｘの軸線と回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２の軸線の交差点を通過する、重力閉鎖に基づく混在接続とされる支持足を開示している。
【００２５】
実際に使用する際に重力閉鎖に基づくというものは、車輪と地面との接触点間に垂直方向に移動する自由度がなく、前記混在接続とされる支持足における第一車輪と第二車輪とが地面に接触し、しかも、地面に対して単純な転がり運動を行い、又は、車輪が幅方向にある点に沿って単純な転がりを行うということを意味しており、地面を固定プラットフォーム、車輪座をプラットフォーム、それぞれとする場合には、第一車輪、第二車輪、地面、車輪座が局所で並列接続されるという構成がされる。さらに、前記ベースが昇降台と回転枠体とを介して車輪座に直列接続されることにより、ＰｚＲｚＲｘ（Ｒｙ１＋Ｒｙ２）Ｒｐという構成がなされる重力閉鎖に基づく混在接続とされる支持足を構成している。
【００２６】
好ましくは、前記混在接続とされる支持足が駆動足とされる場合には、前記第一車輪と第二車輪とのうちの少なくとも一つが主動輪とされ、又は、二つの車輪が共に主動で主差動の運動を構成している。
【００２７】
好ましくは、前記第二車輪が主動輪とされ、第二車輪が走行モータにより直接に駆動され、又は、走行モータにより伝動機構を介して間接に駆動される。
【００２８】
好ましくは、前記第二車輪は、プーリ群により、走行モータを介して間接に駆動され、前記走行モータが車輪座に取り付けられ、前記プーリ群は、第一プーリ、同期ベルト、及び、第二プーリを含み、前記第一プーリは、走行モータの出力軸に固定して接続され、前記第二プーリは、第二車輪の一側に固定して接続され、前記同期ベルト第一プーリ及び第二プーリに合わせて取り付けられる。
【００２９】
好ましくは、前記第一車輪と第二車輪とが共に主動輪とされ、前記第一車輪と第二車輪とは、それぞれ、独立する二つの走行モータにそれぞれ駆動され、二つの走行モータにより、第一車輪と第二車輪とが同方向に回転するように駆動すると、混在接続とされる支持足を前方に走行させ、二つの走行モータにより第一車輪と第二車輪とが異なる方向に回転するように駆動すると、主動差動駆動の稼働状態を形成し、回転枠体を昇降台に対して回転させ、混在接続とされる支持足の走行方向を変えることができる。
【００３０】
好ましくは、前記昇降台に、昇降台に対する回転枠体の回転角度を検測するための角度センサが設けられる。
【００３１】
好ましくは、前記昇降台に角度センサがさらに設けられ、前記昇降台にブレーキ又はクラッチが設けられる。
【００３２】
好ましくは、重力閉鎖に基づく混在接続とされる支持足は、独立懸架アセンブリ構成をさらに含み、前記昇降台と前記回転枠体との間に独立懸架アセンブリが設置され、前記独立懸架アセンブリは、掛け固定板、ばね、ばねストッパー、昇降ストッパー、ガイド柱、昇降台及び回転枠体を含み、前記独立懸架アセンブリには、ばねによる圧縮ストロークが昇降台による昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架とが並列接続の関係にあり、しかも、昇降運動のストロークがばねの長さよりも長く、前記昇降台による昇降距離がばねの長さよりも長くなると、混在接続とされる支持足が昇降モータにより制御される剛性の主動懸架を制振でき、前記昇降台による昇降距離がばねの長さよりも小さい場合に、昇降ストッパーがばねストッパーと接触し、昇降モータのブレーキが開放され、混在接続とされる支持足がばねに基づく独立懸架を柔軟性で受動に制振でき、前記主従動制振の構成は、剛性・柔軟性カプリング制振が構成されることになる。
【００３３】
移動姿勢を精密に調整するプラットフォームは、フレーム、コントローラ及び混在接続とされる支持足を含み、好ましくは、前記混在接続とされる支持足の数が三本、四本又は六本であり、混在接続とされる各支持足におけるベースが前記フレームに固定して接続され、混在接続とされる各支持足における移動対偶Ｐｚのリニアガイドレール同士が平行し、混在接続とされる各支持足における回転枠体の回転軸線同士が平行する。
【００３４】
好ましくは、本発明における移動姿勢を精密に調整するプラットフォームは、少なくとも二つの重力閉鎖に基づく混在接続とされる支持足が駆動足とされ、そのうち、回転モータとリニア駆動器が主動に駆動され、第一車輪と第二車輪とのうちの少なくとも一つが主動に駆動され、又は、両者が共に主動に駆動される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、従来技術に比べると、その利点が以下の通りである。
【００３６】
本発明は、機構学からの視点から見れば、前記六自由度で姿勢を調整するプラットフォームにおける車体が移動プラットフォームに相当し、地面が固定プラットフォームに相当し、混在接続とされる前記各本の支持足が、接続固定のプラットフォームと移動プラットフォームの運動枝分かれとに相当することから、斬新な開放・固定プラットフォーム（地面）に基づく並列接続の機構（六自由度で姿勢を調整するプラットフォーム）が構成され、機構学では、３−ＲｚＰｚＲｘ（Ｒｙ１＋Ｒｙ２）Ｒｐ、４−ＲｚＰｚＲｘ（Ｒｙ１＋Ｒｙ２）Ｒｐ、６−ＲｚＰｚＲｘ（Ｒｙ１＋Ｒｙ２）Ｒｐが構成される。
【００３７】
第一車輪と第二車輪を含む前記車輪の駆動形態には、実際のニーズに応じて、モータレス駆動による受動走行、デュアルモータによりそれぞれ第一車輪と第二車輪とを駆動して実現できる主動同期駆動或いは主動差動駆動、シングルモータを第一車輪と第二車輪との間に設置する差動輪系により実現できる主動差動駆動、という三つの駆動の構成形態が含まれており、第一車輪と第二車輪との主動差動運動により実現される前記の主従動・差動が混在して接続される支持足の中心回転運動は、回転モータにより実現される中心回転の運動と冗長することにより、主従動・差動が混在して接続される支持足の中心回転の運動の精度が効果的に向上すると共に、車輪の走行機能を実現することができる。
【００３８】
本発明は、開放とする地面を固定プラットフォームとして導入して、車輪と地面との間の単純な転がり運動（摺動摩擦力のほうが、遥かに転がり摩擦力よりも大きい）を考慮して、車体の支持足を設計することにより、係る混在接続とされる支持足に通常の走行機能を持たせるのみならず、車体の姿態を調節する機能をさらに具備させ、車体の全方向移動と姿態調節が有機に統合されるようにする。空間においては、六自由度で姿勢を調整する機能を実現すると共に、構成空間における六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの運動の自由性が向上する。また、構成される並列接続機構に複数の冗長という構成の特徴が存在していることから、前記六自由度で姿勢を調整するプラットフォームが極めて高い運動精度を具備しており、根本的に、移動際に姿勢を調整できず、姿勢を調整する時に移動できず、或いは、移動と姿勢との調整が、異なるシステムに存在することにより機械と制御のシステムが極めて複雑になる窮境に陥られてしまい、運動と姿勢調整が構成空間に制限されないということを解決し、効果的に、六自由度で姿勢を調整するプラットフォーム全体の高さを低くさせ、高くない空間においても、依然として、六自由度で姿勢を調整できるドッキングと取り付けを実現することができる。知能取り付けという分野には、新しい技術の設備を提供する。
【００３９】
精密に移動姿勢を調整するプラットフォームは、輸送と姿勢調整が一体化する特殊な機器として、自動化又は知能技術のシステムにおいて、重要な役割を果たしている。対象物を輸送する過程には、主動で複雑な地面の変化に適応して、輸送対象物の特定姿態が変わらないままことを保持できる能力を持って、また、移動が柔軟で、安定性と信頼性があり、経路と軌跡の計画が制限されないのみならず、姿勢が調整される過程に、微細運動と姿勢調整運動が統合して連続され、地点や状態が共に制限されておらず、高い精密な姿勢調整の能力が具備されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
以下に、本発明の具体的な実施形態或いは従来技術の技術手段をより明確に説明するように、具体的な実施形態或いは従来技術を記載するために必要な図面を簡単に説明しておく。図面全体においては、類似な素子や部材を一般的に類似な符号により示す。ただし、図面は、各素子や部材が実際の比例で描かれたものではない。
【図１】本発明の一実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の構成の模式図である。
【図２】本発明の一実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の上面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の構成の原理図である。
【図４】本発明の他の一実施に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の分解図である。
【図５】本発明のもう一つの実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の構成の模式図である。
【図６】本発明のもう一つの実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の構成の模式図である。
【図７】本発明のもう一つの実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の車輪駆動の構成の模式図である。
【図８】本発明のもう一つの実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の車輪の受動差動駆動の原理図である。
【図９】本発明の一実施例に係る三足が並列接続され六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの構成の模式図である。
【図１０】図９に示されている三足が並列接続され六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの内部の構成の模式図である。
【図１１】本発明のもう一つの実施例に係る四足が並列接続され六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの模式図である。
【図１２】図１１に示されている四足が並列接続され六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの内部構成の模式図である。
【図１３】本発明のもう一つの実施例に係る六足が並列接続され六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの構成の模式図である。
【図１４】本発明のもう一つの実施例に係る四足が並列接続され六自由度で姿勢を調整するプラットフォーム機構の構成の模式図である。
【図１５】本発明の一実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の独立懸架アセンブリの構成の模式図である。
【図１６】図１５に示されている本発明の一実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足を上面から見た模式図である。
【図１７】図１５に示されている本発明の一実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足の構成の原理図である。
【図１８】本発明の一実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の模式図である。
【図１９】本発明の一実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の原理図である。
【図２０】本発明の一実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の分解図である。
【図２１】本発明のもう一つの実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の模式図である。
【図２２】本発明のもう一つの実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の模式図である。
【図２３】本発明のもう一つの実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の車輪駆動の構成の模式図である。
【図２４】本発明のもう一つの実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の車輪駆動の原理図である。
【図２５】本発明の一実施例に係る移動姿勢を調整するプラットフォームの構成の模式図である。
【図２６】図２５に示されている移動姿勢を調整するプラットフォームの内部の構成の模式図である。
【図２７】本発明のもう一つの実施例に係る移動姿勢を調整するプラットフォームの模式図である。
【図２８】図２７に示されている移動姿勢を調整するプラットフォームの内部の構成の模式図である。
【図２９】本発明のもう一つの実施例に係る移動姿勢を調整するプラットフォームの構成の模式図である。
【図３０】本発明のもう一つの実施例に係る移動姿勢を調整するプラットフォームの機構の構成の模式図である。
【図３１】他の実施例に係る独立懸架アセンブリを有する重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の模式図である。
【図３２】第四実施例に係る独立懸架アセンブリを有する重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足を上面から見た模式図である。
【図３３】第四実施例に係る独立懸架アセンブリを有する重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下では、図面を参照しながら、本発明の技術手段の実施例を詳しく記載していく。また、以下の実施例は、本発明の技術手段をより明確にするように説明するためのものであって、例示に過ぎず、それによって本発明の保護範囲を限定するものではない。
【００４２】
注意されたいところは、特別な説明がない限り、本願に使われている技術用語又は科学用語は、本発明に所属される当業者が理解すべき通常の意味を指している。
【００４３】
本発明の第一側面によれば、主従動・差動が混在して接続される支持足を提供しており、混在接続とされる支持足は、主従動・差動が混在して接続される支持足であり、具体的に、ベース１１、回転台１２、昇降台１３、車輪座１４、第一車輪１５、第二車輪１６、及び、モータの回転速度を転送するシステムを含み、そのうち、回転台１２がベース１１に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、昇降台１３が回転台１２に摺動可能に接続され、移動対偶Ｐｚを形成し、移動対偶Ｐｚが主動対偶とされ、リニア駆動器１７により駆動され、車輪座１４と昇降台１３とに、回転接続を用いて回転対偶Ｒｘを形成し、それらが受動対偶に該当し、車輪が第一車輪１５と二車輪１６とを含み、第一車輪１５と第二車輪１６とがそれぞれ回転対偶Ｒｘの両側に位置している。
【００４４】
好ましくは、第一車輪１５が車輪座１４に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ１を形成し、第二車輪１６が車輪座１４に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ２を形成する。第一車輪１５と第二車輪１６とは、同期駆動を形成し、或いは、主動差動機構により駆動され、又は、シングルモータにより差動傘歯車の機構を駆動して、同期駆動又は受動差速の駆動を実現する。本発明の実施例によれば、第一車輪１５と第二車輪１６とはそれぞれ二つのモータ減速伝動システムにより独立して駆動される。
【００４５】
回転対偶Ｒｚの軸線と移動対偶Ｐｚのリニアガイドレール１２３とが平行し、移動対偶Ｐｚのリニアガイドレール１２３と回転対偶Ｒｘの軸線とが垂直であり、回転対偶Ｒｘ軸線と回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２の軸線とが垂直であり、回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２との軸線が同軸となる。好ましくは、車輪座１４が「十」字のように交差して構成され、具体的に、車輪座１４が「十」字のように交差して連体軸となり、「十」字のように交差して連体軸となる二つの軸線は、それぞれ、回転対偶Ｒｘ軸線、回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２軸線とされ、そのうち、二つの軸線が交差して、互いに垂直している。
【００４６】
実際に使用する際には、重力作用により地面と閉鎖されることを構成して、車輪と地面との接触点の間に垂直方向に移動する自由度がなく、混在接続とされる支持足における第一車輪１５と第二車輪１６とが地面に接触し、地面や車輪幅の中心に対して単純な転がり運動を行うことができ、地面を固定プラットフォーム、車輪座１４を運動プラットフォーム、それぞれとする場合には、第一車輪１５、第二車輪１６、地面、車輪座１４が局所で並列接続されるという構成がされる。地面が平坦でない場合には、第一車輪１５と第二車輪１６が同時に回転対偶Ｒｘ軸線の軸周りに回転できることから、地面の変化に伴い、高さが随時変わり、両輪の圧力が変わらないように即時保持できる。さらに、ベース１１は、回転台１２と昇降台１３とに車輪座１４を介して直列接続されていることから、主従動・差動が混在して接続される支持足が構成される。
【００４７】
好ましくは、主従動・差動が混在して接続される支持足に回転モータ１９をさらに含み、回転台１２の方向及び位置決めが、ベース１１に設置されている回転モータ１９により駆動されてなる。回転モータ１９を設置することにより、主動で混在接続とされる支持足における第一車輪１５と第二車輪１６との軸方向を変更すると共に、方向や状態の安定性を保持することができる。
【００４８】
回転台１２は、外部からの干渉力、地面の形状や高さのバラツキ、或いは、混在接続とされる支持足１が立ち上がり地面との接触から離隔することにより、回転が生じ、混在接続とされる支持足１の位置状態と運動精度とに影響を及ぼすということを避けるように、ベース１１には、回転モータ１９により受動で回転されロック作動を制御することに代わり、ブレーキ２０或いはクラッチを設け、回転台１２をロックしてベース１１に対する回転を防ぎ、そもそもの状態が変わらないように保持し、或いは、受動回転が解放されるようにすることが好ましい。
【００４９】
ベース１１には、ベース１１に対する回転台１２の回転角度を検測して記録する角度センサ１８をさらに設置することが好ましい。多足を制御又は保持するための状態、或いは、回転対偶Ｒｘの軸線方向は、リニア運動、回転や操舵の要求を満たすように、互いに平行し、或いは、一定の相対関係が形成されている。
【００５０】
主従動・差動が混在して接続される支持足１が駆動足とされる場合には、第一車輪１５と第二車輪１６とのうち、少なくとも一つが主動輪とされ、即ち、その一方が主動輪とされ、他方が受動輪、或いは二つの車輪が共に主動輪とされる。
【００５１】
第一車輪１５と第二車輪１６との主動輪が走行モータ２２１又は走行モータ２２２により直接に駆動され、或いは、チェーン、プーリ、歯車等の伝動形態に基づいて走行モータ減速器により間接に駆動されることが好ましい。
【００５２】
第一車輪１５と第二車輪１６との回転運動は、ヂュエルモータ減速器の伝動システムにより、それぞれ、主動差動で駆動され、或いは、シングルモータにより、差動輪系を介して間接に駆動されることが好ましい。
【００５３】
差動輪系は、第一車輪１５に固定して接続される第一傘歯車２５５、第二車輪１６に固定して接続される第二傘歯車２５６、及び、第一傘歯車２５５と第二傘歯車２５６との両方に噛み合う遊星傘歯車２５４を含むことが好ましい。遊星傘歯車２５４は、遊星歯車キャリア２５２にヒンジ結合され、遊星歯車キャリア２５２は、大傘歯車２５３の一端面に固定して接続され、大傘歯車２５３は、車輪座１４に回転可能に接続され、大傘歯車２５３は、それと噛み合う駆動傘歯車２５１により駆動され、駆動傘歯車２５１は、遊星輪系のハウジングに固定して接続される走行シングルモータ２２の出力軸に固定して接続される。差動輪系のハウジングには、第一車輪１５と第二車輪１６との対称位置、つまり、走行シングルモータ２２の出力軸線と重ねる位置において、昇降台１３に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘが形成されるように、第一車輪１５と第二車輪１６との軸線に対して垂直し対称に交差する二つの回転軸のセグメントが設置される。第一車輪１５と第二車輪１６との運動状態は、回転モータ１９と走行シングルモータ２２との両方により駆動され、制御される。
【００５４】
リニア駆動器１７は、ボールねじとモータ減速器で構成されてもよく、ボールねじにおけるナット１７１が回転台１２に固定して接続され、ボールねじにおけるねじ１７２が支持座を介して昇降台１３に回転可能に接続され、ねじ１７２が昇降台のモータ減速器のシステムにより駆動されることが好ましい。
【００５５】
本発明の第二側面によれば、六自由度で姿勢を調整する大荷重のロボットプラットフォームを提供し、複数の支持足を分布して並列接続する形態によりなされており、フレーム２、コントローラ３、及び、上記の主従動・差動が混在して接続される支持足１（三本、四本や六本の）を含み、混在接続とされる支持足１におけるベース１１は、フレーム２に固定して接続され、各本の混在接続とされる支持足１における回転対偶Ｒｚ軸線同士が平行し、各本の混在接続とされる支持足１における移動対偶Ｐｚのリニアガイドレール１２３同士が平行し、三本の足とされ六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームにおける三本の足は、正三角形又は二等辺三角形のように設置され、四本の足とされ六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームにおける四本の足は、正方形或いは長方形のように設置され、六本の足とされ六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームにおける六本の足は、「日」字形状のように設置される。即ち、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、フレーム、分散式のコントローラ、及び、多枝分かれ並列接続足（即ち、三本の支持足、四本の支持足、或いは、六本の支持足）を含み、多支持足は、ベースを介してフレームに固定して接続され、各支持足の全ての回転対偶Ｒｚ同士が平行し、各支持足の全ての移動対偶Ｐｚのガイドレール同士が平行し、三本の支持足とされ六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足は、三角形のように配置され、四本の支持足とされ六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足は、正方形或いは長方形或いは菱形のように設置され、六本の支持足とされ六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足は、「日」字形状のように設置される。
【００５６】
好ましくは、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームにおける少なくとも二本の主従動・差動が混在して接続される支持足１が駆動足とされ、即ち、回転モータ１９、リニア駆動器１７、第一車輪１５、及び、第二車輪１６のうち少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、すべてが主動輪とされる。
【００５７】
フレーム２の内部には、フレーム１内の分散式のコントローラ３と各本の混在接続とされる支持足１に電力を提供するためのバッテリーパック４が設けられることが好ましい。
【００５８】
好ましくは、主従動・差動が混在して接続される支持足１は、独立懸架アセンブリ５が設けられ、独立懸架アセンブリ５は、掛け固定板５１、ばね５２、ばねストッパー５３、昇降ストッパー５４、及び、ガイド柱５５を含み、ばね５２の圧縮ストロークが昇降台１３の昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架とが並列接続の関係にあり、昇降運動ストロークがばね５２の長さよりも長い。昇降台１３の昇降距離がばね５２の長さよりも大きい場合には、混在接続とされる支持足１が、昇降モータ１７３により制御される剛性の主動懸架を制振でき、昇降台１３の昇降距離がばね５２の長さよりも小さい場合には、昇降ストッパー５４がばねストッパー５３と接触して、昇降モータ１７３のブレーキが開放され、混在接続とされる支持足１が、ばね５２に基づく独立懸架の柔軟性で受動的に制振でき、しかも、主従動の制振が剛性・柔軟性カプリング制振を構成しており、独立懸架アセンブリ５が回転台回転中心を中心として対称に配置され、リニアガイドレール１２３に対する付加断面力を互いに相殺し、リニアガイドレール１２３に対する付加負荷を増やさないようにする。
【００５９】
以下には、図面を参照しながら、本発明に係る主従動・差動が混在して接続される支持足、及び、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームを詳しく説明する。矛盾がない限り、下記の実施例や実施方式における特徴を互いに組み合わせてもよい。
【００６０】
座標系について説明すると、図１乃至図１７に示されるように、同一の直角座標系を用いて、Ｚ軸が水平面に垂直し、Ｘ軸、Ｙ軸が水平面内に位置し、第一車輪と第二車輪の軸方向がＹ軸であり、転がり方向がＸ軸であるとする。
【００６１】
図１、２は、本発明の一例示性の実施例に係る主従動・差動が混在して接続される支持足１の構成の模式図である。また、混在接続とされる支持足１の機構構成の原理図について図３を参照するとよい。図１、２を参照すると、混在接続とされる支持足１は、ベース１１、回転台１２、昇降台１３、車輪座１４、第一車輪１５、第二車輪１６、及び、リニア駆動器１７を含む。回転台１２は、ベース１１に回転可能に接続され、昇降台１３が回転台１２に接続され、昇降台が回転台１２に沿って摺動し、昇降台１３がリニア駆動器１７に接続され、昇降台１３がリニア駆動器１７により駆動される。車輪座１４は、昇降台１３に回転可能に接続され、各車輪がそれぞれ車輪座１４の両側に位置し、第一車輪１５が車輪座に回転可能に接続され、第二車輪１６が車輪座に回転可能に接続される。回転台には、ガイドレールが設置されており、例えば、リニア軌道１２３、リニア駆動器により昇降台が回転台においてリニアガイドレール１２３に沿って摺動するように駆動される。
【００６２】
好ましくは、ベース１１は、中空とされ蓋がないケースであり、ベースの下面に円形の開口が設置され、回転台に第一開口が設置され、各開口の配置は、昇降台１３及びリニア駆動器が回転台に接続されることに用いられる。回転台１２は、旋回ベアリング１２１が回転可能にベース１１に取り付けられ、旋回ベアリングの外周に歯部が設置され、ベースに角度センサ１８と回転モータ１９とが設置され、回転モータ１９は、その出力軸に、伝動歯車１９１と角度センサ１８が接続され、また、例えば、その入力端に、検測歯車１８１が接続され、検測歯車と伝動歯車とが共に旋回ベアリングの外周の歯部に取り合わせられ、回転モータ１９が検測歯車１８１を介して、旋回ベアリング１２１が回転するように連動し、検測歯車１８１が連動され、角度センサにより旋回ベアリングが回転した角度を出力する。
【００６３】
具体的には、回転台１２がベース１１に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、昇降台１３が回転台１２に摺動可能に接続され、移動対偶Ｐｚを形成し、移動対偶Ｐｚが主動運動対偶とされ、昇降台１３がリニア駆動器１７により駆動される。車輪座１４は、昇降台１３に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘを形成し、第一車輪１５と第二車輪１６とが回転対偶Ｒｘの両側に位置し、第一車輪１５が車輪座１４に回転可能に接続され回転対偶Ｒｙ１を形成し、第二車輪１６が車輪座１４に回転可能に接続され回転対偶Ｒｙ２を形成する。第一車輪１５が地面に接触して転がり対偶Ｒｐ１を形成し、第二車輪１６が地面に接触して転がり対偶Ｒｐ２を形成する。
【００６４】
図３に示されるように、混在接続とされる支持足１における各部品間に形成される運動対偶は特定の幾何学関係が満たされている。具体的には、回転対偶Ｒｚの軸線と移動対偶Ｐｚの軸線とが垂直でなく、Ｒｚ軸線とＰｚ軸線との最小夾角≦５０度、移動対偶Ｐｚ軸線と回転対偶Ｒｘ軸線とが平行せず、Ｐｚ軸線とＲｘ軸線との最小夾角≧５０度、回転対偶Ｒｘ軸線と回転対偶Ｒｙ１又は回転対偶Ｒｙ２軸線とが平行せず、Ｒｘ軸線とＲｙ１又はＲｙ２軸線との最小夾角≧５０度、回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２の軸線が平行するということである。
【００６５】
図１、２に示されているように、回転対偶Ｒｚの軸線と移動対偶Ｐｚのガイドレールとが平行し、移動対偶Ｐｚのガイドレールと回転対偶Ｒｘの軸線が垂直であり、回転対偶Ｒｘの軸線と回転対偶Ｒｙ１又は回転対偶Ｒｙ２の軸線とが垂直であることが好ましい。回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２との軸線が同軸である。
【００６６】
図４、５に示されるように、一実施例において、リニア駆動器１７がボールねじであり、リニア駆動器１７は、ナット１７１、ボールねじ１７２、昇降モータ１７３、ベアリングシート１７４、及び、同期ベルト１７５を含み、ナット１７１が回転台１２に固定して接続され、ナット１７１が台１２の上面に設置される。ナット１７１が第一支持板により支持して固定され、ねじ１７２の両端にベアリングシート１７４が設けられ、ベアリングシート１７４が昇降台に固定して接続されることが好ましい。具体的には、ベアリングシート１７４は、昇降台１３の一側に固定して接続され、昇降モータ１７３は、同期ベルト１７５を介してねじ１７２が回転するように駆動する。好ましくは、リニア駆動器１７は、本発明の機能を実現できる他の駆動の構成であってもよく、例えば、実際的な状況に応じて、油圧シリンダー、リニアモジュール及び／或いは類似品が適当的に選択されればよい。油圧シリンダー、リニアモジュール及び／或いは類似品は、昇降台に固定して接続され、昇降台と回転台とが接続される。
【００６７】
図４に示されているように、本発明の一実施例が提供する混在接続とされる支持足１の分解構成図であり、混在接続とされる支持足１における各部品の接続箇所の摩擦力を減少するように、回転台１２とベース１１とが旋回ベアリング１２１を介して接続される。
【００６８】
昇降台１３は、回転台１２にスライダー１２２とリニアガイドレール１２３とを介して摺動可能に接続され、スライダー１２２が回転台１２に固定して接続され、具体的に、スライダー１２２が回転台１２の上面に設置され、スライダー１２２が第一支持板により固定され、スライダーの摺動方向が回転台１２と垂直する。
【００６９】
リニアガイドレール１２３は、昇降台１３に固定して接続され、昇降モータ１７３は、昇降台１３に固定して接続され、昇降モータ１７３の出力軸が原動プーリに接続され、同期ベルト１７５により、従動プーリが運動するように連動し、従動プーリがリニア駆動器１７に接続され、さらに、従動プーリがねじ１７２の上端のベアリングシートの外側に接続され、リニア駆動器が作動するように連動する。具体的には、昇降台１３がＨタイプの構成とされ、昇降台１３の横方向の梁が接続杆に接続され、接続杆を介して車輪座１４に接続され、車輪座１４と昇降台１３との回転接続の箇所に、揺動ベアリング１３１が設けられ、第一車輪１５と車輪座１４との回転接続の箇所に、第一輪ベアリング１４１が設けられ、第二車輪１６と車輪座１４との回転接続の箇所に、第二輪ベアリング１４２が設けられる。
【００７０】
リニアガイドレール１２３は、昇降台１３における昇降モータ１７３の縦方向の梁から離れた側部に設置されることが好ましい。
【００７１】
移動対偶Ｐｚには、スライダー１２２及びガイドレール、例えば、リニアガイドレール１２３を設置し、回転対偶Ｒｚ、回転対偶Ｒｘ、回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２とに各ベアリングを設置することにより、混在接続とされる支持足１が運動している過程に生じる摩擦の抵抗力を効果的に減少することができる。
【００７２】
好ましくは、ベース１１にブレーキ２０がさらに設置されており、図５に示されるように、ブレーキ２０により、ベース１１に対する回転台１２の回転やロックを制御し、これにより、外部からの干渉力により、又は、混在接続とされる支持足１が立ち上がる場合に回転台１２に回転が発生してしまい、混在接続とされる支持足１の運動の精度に影響を及ぼすことを避けることができ、ここで、ブレーキ２０がクラッチに等に代わられてもよい。
【００７３】
混在接続とされる支持足１を制御する精度を高めるためには、回転台１２とベース１１との回転接続の箇所に角度センサ１８を選択的に取り付けてもよい。角度センサ１８は、その出力端に検測歯車１８１が取り付けられ、検測歯車１８１と旋回ベアリング１２１の外周の歯部とを噛み合うことにより、リアルタイムで回転台１２の回転角度の大きさを検知する。
【００７４】
図６に示されるように、選択可能な一実施例には、ベース１１に回転モータ１９が設けられ、回転台１２が回転モータ１９により回転するように駆動される。具体的には、回転モータ１９の出力端に伝動歯車１９１が取り付けられ、伝動歯車１９１が旋回ベアリング１２１の外周の歯部と噛み合う。回転モータ１９が回転台１２の回転方向と回転位置を能動的に変更するように制御することにより、第一車輪１５と第二車輪１６との走行方向を制御する。回転モータ１９の出力端には、さらに、ベース１１に対する回転台１２の回転トルクをリアルタイムで検知するための第一力覚センサ２１が設置されてもよい。
【００７５】
混在接続とされる支持足１が駆動足とされる場合には、第一車輪１５と第二車輪１６との少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、二つの車輪が共に主動輪として、主動差動の運動が構成される。選択可能な一実施例には、第二車輪１６が主動輪とされ、第二車輪１６が走行モータ２２２により直接に駆動されてもよく、走行モータ２２２を介して、チェーン、プーリ、歯車等の伝動形態により間接に駆動されてもよい。図６に示される実施例では、第二車輪１６は、プーリ群２４を介して走行モータ２２２により間接に駆動され、走行モータ２２２が車輪座１４に取り付けされ、プーリ群２４に第一プーリ２４１、同期ベルト２４２と第二プーリ２４３を含み、第一プーリ２４１が走行モータ２２２の出力軸に固定して接続され、第二プーリ２４３が第二車輪１６の一側に固定して接続され、併せて、同期ベルト２４２が第一プーリ２４１と第二プーリ２４３とに取り付けられる。
【００７６】
図７に示されるように、選択可能な一実施例には、第一車輪１５と第二車輪１６とが共に主動輪とされ、第一車輪１５と第二車輪１６とがそれぞれ、二つの独立する走行モータ２２１、２２２により駆動され、二つの走行モータ２２１、２２２は、第一車輪１５と第二車輪１６とが同方向に回転するように駆動すると、混在接続とされる支持足１を前方向又は後方向に走行させることができ、二つの走行モータ２２１、２２２は、第一車輪１５と第二車輪１６とが差動し或いは異なる方向に回転するように駆動すると、昇降台１３が回転台１２に対して回転し、混在接続とされる支持足１の走行方向を変えることができる。第一車輪１５と第二車輪１６を制御する精度をさらに向上させるためには、走行モータ２２１、２２２の出力端に、さらに、第一車輪１５或いは第二車輪１６の車輪トルクをリアルタイムで検知するための第二力覚センサ２３１、２３２が取り付けられてもよい。
【００７７】
図８に示されるように、選択可能な一実施例には、第一車輪１５と第二車輪１６とは差動輪系２５により走行モータ２２３を介して間接に駆動される。一つの走行モータ２２３で第一車輪１５と第二車輪１６を同時に駆動することにより、回転する過程に第一車輪１５と第二車輪１６との回転速度の相違による異なる受動差動という課題を解決することができる。
【００７８】
ここで、差動輪系２５は、第一車輪１５に固定して接続される第一傘歯車２５５、第二車輪１６に固定して接続される第二傘歯車２５６、第一傘歯車２５５と第二傘歯車２５６との両者に互いに噛み合う遊星傘歯車２５４を含み、遊星傘歯車２５４が遊星歯車キャリア２５２に回転可能に接続され、遊星歯車キャリア２５２が大傘歯車２５３に固定して接続され、大傘歯車２５３が第一車輪１５の軸に回転可能に接続され、大傘歯車２５３がそれと噛み合う駆動傘歯車２５１により駆動され、駆動傘歯車２５１が走行モータ２２３の出力軸に固定して接続される。第一車輪１５に固定して接続される第一傘歯車２５５の軸線と第二車輪１６に固定して接続される第二傘歯車２５６の軸線とが同軸となり、回転対偶により車輪座１４に支持され、走行モータ２２３及び駆動傘歯車２５１の軸線と遊星傘歯車２５４軸線とが同軸となり、車輪座１４にそれぞれ二つの回転軸を設置して昇降台１３と回転接続を構成し、即ち、Ｒｘ回転対偶を構成して遊星傘歯車２５４の軸線と同軸する。
【００７９】
図９、１０に示すものは、本発明が提供する六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの一実施例であり、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、フレーム２と混在接続とされる支持足１とを含み、混在接続とされる支持足の数が三つである場合に、混在接続とされる支持足が主従動・差動が混在して接続される支持足とされ、各主従動・差動が混在して接続される支持足１におけるベース１１は、それぞれ、フレーム２に固定して接続される。三本の主従動・差動が混在して接続される支持足１が三角形で配置され、フレーム２の内部に分散式のコントローラ３及びバッテリーパック４が設置される。
【００８０】
三本の主従動・差動が混在して接続される支持足１のうち、二本又は三本が駆動足とされ、各駆動足における第一車輪１５或いは第二車輪１６の少なくとも一つが主動輪とされ、それぞれ、駆動モータ２２１或いは２２２は、主動輪が回転するように連動することが好ましい。フレーム２は、金属型材を溶接してなる枠型の構成であり、効果的に、フレーム２の負荷能力を向上させることができる。フレーム２の外周面に修飾板が取り付けられる。三本の主従動・差動が混在して接続される支持足１（即ち、１ａ、１ｂ、１ｃ）は、姿態の条件が満たされており、ただし、姿態条件とは、各主従動・差動が混在して接続される支持足における回転対偶Ｒｚの軸線同士が平行し、移動対偶Ｐｚガイドレール同士が平行するということである。
【００８１】
さらに、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの適用範囲を広げるために、フレーム２の内部に、コントローラ３と各本の混在接続とされる支持足１に電力を提供するためのバッテリーパック４が設置される。そして、この六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、外部からの電力により稼働する特定の環境以外に、車載されている電池により電力を提供できると、依然として正常に稼働することができる。
【００８２】
六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、普通な運搬車による運搬の機能を有し、地面の任意方向に沿う移動、及び、ｚ軸、及び、ｚ軸と平行する任意の軸線周りの回転を実現する。また、この六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームは、さらに、フレーム２の空間姿態を調節する機能を有しており、三本の混在接続とされる支持足１におけるリニア駆動器１７が同期に上下運動するように制御することにより、フレーム２を上下に昇降する運動を実現し、三本の混在接続とされる支持足１におけるリニア駆動器１７が非同期に運動するように制御することにより、地面に対するフレーム２の任意方向の傾斜を実現することができる。
【００８３】
具体的には、図９に示されるように、各本の混在接続とされる支持足を区別するように、異なる箇所に位置する混在接続とされる支持足を、それぞれ、１ａ、１ｂ及び１ｃとする。混在接続とされる支持足１ａ及び混在接続とされる支持足１ｂが上がりながら、混在接続とされる支持足１ｃが下がるように制御することにより、フレーム２がｘ軸の軸周りに回転するようにすることができる。もちろん、混在接続とされる支持足１ａと混在接続とされる支持足１ｂとが下がりながら、混在接続とされる支持足１ｃが上がると、ｘ軸の軸周りに反対方向に回転することができる。混在接続とされる支持足１ａが上がり、又は、下がるようにし、併せて、混在接続とされる支持足１ｂが下がり、又は、上がるように制御することにより、フレーム２がｙ軸の軸周りに回転することが実現できる。
【００８４】
以上では、フレーム２の姿態を調節して制御することについて、簡単に説明したが、実際の制御において、フレーム２の姿態が変わった時に、混在接続とされる支持足における第一車輪１５と第二車輪１６とが対応して運動することになる。これは、地面を固定プラットフォームとする時に、第一車輪１５と第二車輪１６とが地面に接触して形成された転がり対偶Ｒｐ１、及び、転がり対偶Ｒｐ２がフレーム２の自由度の構成に関与していることから、フレーム２の姿態を調整する際に、第一車輪１５と第二車輪１６とを制御して微細の運動補償を行う必要があるためである。
【００８５】
図１１、１２に示すものは、本発明が提供する六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームのもう一つの実施例である。本実施例では、フレーム２に四本の主従動・差動が混在して接続される支持足１が接続され、それらは、フレーム２の四隅に設置される。四本の主従動・差動が混在して接続される支持足１を設置することにより、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの負荷面積や負荷能力を効果的に高めることができる。四本の主従動・差動が混在して接続される支持足１は、二本、三本又は四本が共に、駆動足とされる。
【００８６】
本実施例では、四本の主従動・差動が混在して接続される支持足１に、一つが冗長の支持足とされ、冗長の支持足を設置すると、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの負荷能力を高めると共に、六自由度で姿勢を調整するプラットフォームの安定性を高めることができる。四本の主従動・差動が混在して接続される支持足には、一つ支持足が故障となってしまう場合にも、冗長の支持足がこの故障となった支持足に代わり、継続して稼働したり、短時間に状態を保持したりすることにより、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームによる正常な稼働に影響を与えることがない。これは、衛星、ロケットなどの重要な製品にとって、その取り付けやドッキングに安全性が極めて重要であるからである。各々の主従動・差動が混在して接続される支持足１には、いずれも、変位や力を検測するセンサが設置される。変位への検測は、姿勢を調整する過程に位置と姿態の精度を制御するために用いられ、力への検測は、仮想足（機能していない足）或いは過負荷の足を避けることに用いられる。
【００８７】
フレーム２の周囲には、外部環境に対する六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの感知能力を高めるように、カメラ、超音波、レーザーレーダーやミリ波レーダーを取り付け、又は、搭載してもよい。フレーム２には、この六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの適用範囲をさらに広げるように、垂直の昇降台や他の機構、或いは、ロボットを搭載してもよい。
【００８８】
図１３に示すものは、本発明が提供する六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームのもう一つの実施例である。本実施例では、フレーム２に六本の主従動・差動が混在して接続される支持足１が接続されており、それらは、フレーム２の両端或いは両側に設けられる。六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォーム支持足の数を増やすことにより、プラットフォームの負荷能力を効果的に高め、六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームによる運動の安定性及び移動の精度をさらに向上させることができる。
【００８９】
図１５、１６及び１７に示されるように、一実施例では、昇降台１３と回転台１２との間に独立懸架アセンブリ５が配置され、そのうち、独立懸架アセンブリ５は、掛け固定板５１、ばね５２、ばねストッパー５３、昇降ストッパー５４及びガイド柱５５を含み、ばね５２が圧縮ばね、蝶形状ばね又は空気ばねであってもよく、負荷と掛けりストロークとに基づいて適当に選択されればよい。
【００９０】
図１５は、示されているように、本発明のもう一つの実施例に係る独立懸架アセンブリを有する主従動・差動が混在して接続される支持足構成の模式図である。独立懸架アセンブリ５は、昇降台１３と回転台１２とに接続され、二つ配置され、Ｐｚと並列して接続される関係を構成し、掛け固定板５が回転台１２に固定して接続され、ばね５２がばねストッパー５３に固定して接続され、ガイド柱５５が掛け固定板５１に固定して接続され、ばね５２及びばねストッパー５３を通過して、摺動の接続を形成し、昇降ストッパー５３が昇降台１３に固定して接続され、昇降ストッパー５３がガイド柱５５に摺動可能に接続される。
【００９１】
図１６は、示されているように、もう一つの一実施例に係る独立懸架アセンブリを有する主従動・差動が混在して接続される支持足を上面から見た模式図であり、独立懸架アセンブリ５は、ガイドレールに対する付加断面力を互いに相殺して、昇降ガイドレールに対する付加負荷を増やさないように、回転台１２の回転中心を中心として対称に配置される。
【００９２】
図１７は、示されているように、もう一つの実施例に係る独立懸架アセンブリを有する主従動・差動が混在して接続される支持足構成原理図である。ばね５２の圧縮ストロークが昇降台１３の昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架とが並列して接続する関係となり、昇降運動ストロークＬ１がばねの長さＬ２よりも長い。昇降台１３の昇降距離Ｌ１がばね５２の長さＬ２よりも長くなると、混在接続とされる支持足が昇降モータ１７３により制御される剛性の主動懸架を制振でき、昇降台１３の昇降距離Ｌ１がばね５２の長さＬ２よりも小さいと、昇降ストッパー５４がばねストッパー５３と接触し、昇降モータ１７３のブレーキが開放され、混在接続とされる支持足がばね５２に基づく独立懸架を柔軟性で受動に制振でき、圧縮ばねにより、効果的に、ねじ１７２の受ける負荷を低下させ、ばね圧縮量が最大となる時に、ボールねじの負荷がゼロになり、主従動制振は、剛性・柔軟性カプリング制振が構成される。
【００９３】
説明すべきところは、前記六自由度で姿勢を調整するロボットプラットフォームの支持足の数が実際の状況に応じて選択されてもよく、図８乃至図１２に示されている幾つかの実施例に限定されていない。支持足の全ては、各本の主従動・差動が混在して接続される支持足における回転対偶Ｒｚの軸線同士が平行し、移動対偶Ｐｚのガイドレール同士が平行するという姿態の条件を満たさなければならない。
【００９４】
他の実施形態
本実施例が重力閉鎖に基づく主従動・差動が混在して接続される支持足を提供しており、ベース１１０、昇降台１２０、回転枠体１３０、車輪座１４０、第一車輪１５０、及び、第二車輪１６０を含み、そのうち、昇降台１２０がベース１１０に摺動可能に接続され、移動対偶Ｐｚを形成し、移動対偶Ｐｚが主動対偶とされ、リニア駆動器１７０に駆動され、回転枠体１３０が昇降台１２０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、車輪座１４０が回転枠体１３０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘを形成し、第一車輪１５０と第二車輪１６０とが、それぞれ、回転対偶Ｒｘの第一、第二の両側に位置し、第一車輪１５０が車輪座１４０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ１を形成し、第二車輪１６０が車輪座１４０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ２を形成する。
【００９５】
移動対偶Ｐｚのリニアガイドレールと回転対偶Ｒｚの軸線とが平行し、回転対偶Ｒｚの軸線と回転対偶Ｒｘの軸線が交差して垂直し、回転対偶Ｒｘの軸線と回転対偶Ｒｙ１の軸線又は回転対偶Ｒｙ２の軸線が垂直し又は直交し、回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２との軸線方向が同軸となる。
【００９６】
実際に使用する際は、混在接続とされる支持足における第一車輪１５０と第二車輪１６０とが地面と接触し、地面や対して単純な転がり運動を行い、或いは、車輪が幅方向のあるポイントを円心として単純な転がりを行い、地面を固定プラットフォーム、車輪座を運動プラットフォーム、それぞれとすると、第一車輪１５０、第二車輪１６０、地面、及び、車輪座１４０が局所に並列して接続されることが構成される。さらに、ベース１１０は、昇降台１２０と回転枠体１３０とを介して車輪座１４０に直列接続され、そして、重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足が構成され、その機構がＰｚＲｚＲｘ（Ｒｙ１＋Ｒｙ２）Ｒｐを構成している。
【００９７】
重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足は、回転モータをさらに含み、回転枠体１３０が昇降台１２０に設置される回転モータ２１０により回転され、回転モータ２１０を設置することにより、混在接続とされる支持足における車輪の軸線方向である回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２の軸線の方向を主動に変化することができる。
【００９８】
回転枠体１３０は、外部からの干渉力により、又は、混在接続とされる支持足が立ち上がる場合に回転が発生してしまい、混在接続とされる支持足の運動精度及び多足の協調性に影響を及ぼすことを避けるように、昇降台１２０に、回転モータに代わり、ブレーキ１９０或いはクラッチを設置して回転枠体１３０をロックし、昇降台１２０に対する回転を防ぐことが好ましい。
【００９９】
昇降台１２０には、昇降台１２０に対する回転枠体１３０の回転角度を検測するための角度センサ１８０が設置されており、多足の運動を協調して制御するために用いられる。即ち、リニア運動、回転、転回、或いは、曲線とされる軌跡の運動の要求を満たしているように、多足を制御し又は保持する状態、或いは、回転対偶Ｒｘ軸線方向同士が平行したり、或いは、相対して協調する一定の関係を満たしたりする。
【０１００】
重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足が駆動足とされる場合には、第一車輪１５０と第二車輪１６０とのうち、少なくとも一つが主動輪とされる。即ち、一つが主動輪とされ、もう一つが受動輪とされ、或いは二つの車輪が共に主動輪される。好ましくは、第一車輪１５０と第二車輪１６０との主動輪が走行モータ２２１０或いは走行モータ２２２０により直接に駆動され、或いは、チェーン、プーリ、歯車等の伝動形態により、走行モータ２２１０或いは走行モータ２２２０を介して間接に駆動される。又は、第一車輪１５０と第二車輪１６０については、二つの走行モータ２２１０、２２２０によりそれぞれ駆動して主動差動駆動を形成し、或いは、シングルモータにより差動輪系を介して間接に駆動する。
【０１０１】
差動輪系には、第一車輪１５０に固定して接続される第一傘歯車２５５０、第二車輪１６０に固定して接続される第二傘歯車２５６０、第一傘歯車２５５０及び第二傘歯車２５６０の両方に互いに噛み合う遊星傘歯車２５４０、大傘歯車２５３０、駆動傘歯車２５１０、並びに、遊星歯車キャリア２５２０を含む。遊星傘歯車２５４０は、遊星歯車キャリア２５２０にヒンジ結合され、遊星歯車キャリア２５２０は、大傘歯車２５３０に固定して接続され、大傘歯車２５３０が車輪座１４０に自在回転可能に接続され、大傘歯車２５３０がそれと噛み合う駆動傘歯車２５１０により駆動され、駆動傘歯車２５１０が走行モータ２２３０の出力軸に固定して接続される。差動輪系のハウジングには、第二車輪１６０より距離している等しい位置に、即ち、走行モータ２２３０の出力軸線と重ねる位置に、第二車輪１６０の軸線に対して垂直に交差し、対称に二つの回転軸が設置されており、回転枠体１３０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘを形成する。第二車輪１６０運動状態は、回転モータ２１０と走行モータ２２３０との両方により駆動して制御される。
【０１０２】
リニア駆動器１７０は、ボールねじであり、ボールねじにおけるナットがベース１１０に固定して接続され、ボールねじにおけるねじが昇降台１２０に回転可能に接続され、ねじが昇降モータ１７３０により駆動される、ことが好ましい。
【０１０３】
好ましくは、重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足に独立懸架アセンブリ５０が設けられ、独立懸架アセンブリ５０に掛け固定板５１０、ばね５２０、ばねストッパー５３０、昇降ストッパー５４０、及び、ガイド柱５５０を含み、ばね５２０の圧縮ストロークが昇降台１２０の昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架アセンブリとが並列して接続される関係にあり、昇降運動ストロークがばね５２０の長さよりも長い。昇降台１２０の昇降距離がばね５２０の長さよりも長くなる場合には、混在接続とされる支持足１０が、昇降モータ１７３０により制御される剛性主動懸架を制振でき、昇降台１２０の昇降距離がばね５２０の長さよりも長くなると、昇降ストッパー５４０がばねストッパー５３０と接触して、昇降モータ１７３０のブレーキが開放され、混在接続とされる支持足がばね５２０による独立懸架を柔軟性で受動に制振でき、主従動制振の構成により、剛性・柔軟性カプリング制振が構成され、独立懸架アセンブリ５０は、回転枠体１３０の回転中心を中心として対称に配置するように構成され、互いにリニアガイドレール１１２０に対する付加の断面力を相殺して、リニアガイドレール１１２０に対する付加負荷を増やさないようにする。
【０１０４】
本発明の第二側面によると、全方向に渡って精密に移動姿勢を調整するプラットフォームを提供しており、フレーム２０、コントローラ３０、及び、上述の重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足１０（三本、四本、或いは、六本の足）を含み、混在接続とされる支持足１０におけるベース１１０がフレーム２０に固定して接続される。各混在接続とされる支持足１０における移動対偶Ｐｚガイドレール同士が平行し、各混在接続とされる支持足１０における回転対偶Ｒｚ軸線同士が平行し、三本の足とされ六自由度で精密に移動姿勢を調整するプラットフォームにおける三本の足が三角形に設置され、四本の足とされ六自由度で精密に移動姿勢を調整するプラットフォームにおける四本の足が正方形、長方形或いは菱形に設置され、六本の足とされ六自由度で精密に移動姿勢を調整するプラットフォームにおける六本の足が「日」字形状に設置される。
【０１０５】
好ましくは、六自由度で精密に移動姿勢を調整するプラットフォームにおける少なくとも二本の重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足１０の足全体が駆動足とされ、即ち、回転モータ２１０、リニア駆動器１７０、第一車輪１５０および第二車輪１６０のうち、少なくとも一つが主動輪とされ、或いは共に主動輪とされる。
【０１０６】
フレームの内部には、外部からの電力がない場合に、フレーム内のコントローラ及び各本の混在接続とされる支持足に電力を提供するためのバッテリーパック４０がさらに設けられることが好ましい。
【０１０７】
座標系について説明すると、図１８乃至図１９に、同一の直角座標系を採用し、Ｚ軸が水平面に垂直し、Ｘ軸とＹ軸が水平面に位置し、第一車輪と第二車輪の軸方向がＹ軸であり、転がり方向がＸ軸であるとする。
【０１０８】
図１８は、示されているように、本発明の一例示性の実施例に係る重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の模式図であり、図１８に混在接続とされる支持足１０の具体的な構成を示し、実施例に係る混在接続とされる支持足１０の機構の構成の原理図について図１９を参照するとよい。混在接続とされる支持足１０は、ベース１１０、昇降台１２０、回転枠体１３０、車輪座１４０、第一車輪１５０、第二車輪１６０、及び、リニア駆動器１７０を含む。昇降台１２０がベース１１０に接続され、昇降台１２０がベース１１０と垂直する方向に沿って往復して摺動することが可能であり、回転枠体１３０が昇降台１２０に回転可能に接続され、車輪座１４０が回転枠体１３０に回転可能に接続され、回転枠体により車輪座１４０が回転するように連動して、車輪の運動方向を変える。
【０１０９】
そのうち、昇降台１２０とベース１１０との間には、摺動可能に接続されるという形態により移動対偶Ｐｚを形成し、移動対偶Ｐｚが主動運動対偶とされ、リニア駆動器１７０により駆動される。回転枠体１３０が昇降台１２０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｚを形成し、車輪座１４０が回転枠体１３０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｘを形成し、第一車輪１５０と第二車輪１６０とが回転対偶Ｒｘの両側に位置し、第一車輪１５０が車輪座１４０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ１を形成し、第二車輪１６０が車輪座１４０に回転可能に接続され、回転対偶Ｒｙ２を形成する。第一車輪１５０が地面と接触して転がり対偶Ｒｐ１を形成し、第二車輪１６０が地面と接触して転がり対偶Ｒｐ２を形成する。
【０１１０】
混在接続とされる支持足１０における各部品間に形成される運動対偶は、移動対偶Ｐｚのガイドレール方向と回転対偶Ｒｚの軸線方向とが平行し、回転対偶Ｒｚの軸線と回転対偶Ｒｘの軸線が垂直し、回転対偶Ｒｘ軸線と回転対偶Ｒｙ１及び回転対偶Ｒｙ２の軸線とが垂直し、回転対偶Ｒｙ１と回転対偶Ｒｙ２の軸線が互いに同軸であるという一定の幾何学関係が満たされている。
【０１１１】
ベース１１０は、矩形板状で構成され、昇降台１２０は、「Ｈ」形状で構成され、回転枠体１３０は、「Ｙ」形状で構成され、車輪座１４０は、「十」字形状の軸で構成される。混在接続とされる支持足１０には、ベース１１０が昇降台１２０にリニアガイドレール１１２０を介して移動可能に接続され、昇降台１２０が回転枠体１３０に回転可能に接続され、回転枠体１３０が車輪座１４０に回転可能に接続され、ベース１１０、昇降台１２０、回転枠体１３０、及び、車輪座１４０は、上から順次に直列接続される。第一車輪１５０と第二車輪１６０とが同時に車輪座１４０に接続され、それぞれ、車輪座１４０における「十」形状に構成される両端に接続され、回転対偶を形成し、第一車輪と第二車輪とが地面に接触して、重力の閉鎖の条件下で、局所に並列して接続されることになるので、混在接続とされる支持足１０は、直列・並列の混在接続が構成される。
【０１１２】
図２０、２１に示されるように、一実施例では、リニア駆動器１７０がボールねじであり、リニア駆動器１７０にナット１７１０、ボールねじ１７２０、昇降モータ１７３０、ベアリングシート１７４０、及び、同期ベルト１７５０を含み、ナット１７１０がベース１１０に固定して接続され、ボールねじ１７２０の両端にベアリングシート１７４０が設けられ、ベアリングシート１７４０が昇降台１２０の一側に固定して接続され、ボールねじ１７２０が昇降モータ１７３０により、同期ベルト１７５０、及び、二つの同期ベルト輪を介して、回転するように駆動される。リニア駆動器１７０は、油圧シリンダー、リニアモジュールなどの他のタイプのものにより駆動されてもよく、実際の場合に応じて適当に選択されればよい。
【０１１３】
図２０は、示されるように、本発明の一実施例が提供する混在接続とされる支持足の分解の構成図である。混在接続とされる支持足１０における各部品の接続箇所の摩擦力を減少するように、昇降台１２０がベース１１０にスライダー１１１０とリニアガイドレール１１２０を介して摺動可能に接続され、即ち、移動対偶Ｐｚが形成され、スライダー１１１０がベース１１０に固定して接続され、リニアガイドレール１１２０が昇降台１２０に固定して接続され、リニアガイドレールの長尺方向が昇降台１２０の台面と垂直である。回転枠体１３０と昇降台１２０との回転接続の箇所に、回転ベアリング１３１０が設けられ、車輪座１４０と回転枠体１３０との回転接続の箇所に、揺動ベアリング１３２０が設けられ、第一車輪１５０と車輪座１４０との回転接続の箇所に、第一輪ベアリング１４１０が設けられ、第二車輪１６０と車輪座１４０との回転接続の箇所に、第二輪ベアリング１４２０が設けられる。移動対偶Ｐｚにスライダー及びリニアガイドレールを設置すると共に、回転対偶Ｒｚ、回転対偶Ｒｘ、回転対偶Ｒｙ１、及び、回転対偶Ｒｙ２に、それぞれ、各ベアリングを設置することにより、混在接続とされる支持足１０が運動している過程に生じた摩擦の抵抗力を効果的に減少することができる。
【０１１４】
図２１に示されるように、一実施例においては、昇降台１２０にブレーキ１９０をさらに設置し、ブレーキ１９０の出力端が回転枠体１３０に接続され、ブレーキ１９０により昇降台１２０に対する回転枠体１３０の回転又はロックを制御し、そして、外部からの干渉力により、或いは、混在接続とされる支持足１０が立ち上がる場合に回転枠体１３０に回転が発生してしまい、混在接続とされる支持足１０による運動の精度及び多足状態の協調に影響をもたらすことを避けることができ、そのうち、ブレーキ１９０がクラッチ等に代わられてもよい。混在接続とされる支持足１０を制御する精度を高めるためには、回転枠体１３０と昇降台１２０との回転接続の箇所に、回転枠体１３０の回転角度の大きさをリアルタイムで検知するための角度センサ１８０を選択的に取り付けてもよい。それは、各本の足間において、回転対偶Ｒｘの方向及びその正確性を強調して制御するためである。
【０１１５】
図２２に示されるように、選択可能な一実施例においては、昇降台１２０に回転モータ２１０がさらに設けられており、回転枠体１３０が回転モータ２１０の駆動により回転され、回転モータ２１０を制御することにより、主動で回転枠体１３０の回転方向を変え、そして、第一車輪１５０と第二車輪１６０との走行方向を制御することができる。回転モータ２１０の出力端には、昇降台１２０に対する回転枠体１３０の回転トルクをリアルタイムで検知するための第一力覚センサ２１０がさらに設置されてもよい。
【０１１６】
混在接続とされる支持足１０が駆動足とされる場合に、第一車輪１５０及び第二車輪１６０のうちの少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、二つの車輪が共に主動輪とされ、主動差動運動が構成される。図２２に示されるように、選択可能な一実施例においては、第二車輪１６０が主動輪とされ、第二車輪１６０が走行モータ２２２０により直接駆動されてもよく、走行モータ２２２０により、チェーン、プーリや歯車等の伝動形態を介して間接に駆動されてもよい。図２２に示されている実施例には、第二車輪１６０がプーリ群２４０により走行モータ２２２０を介して間接駆動され、走行モータ２２２０が車輪座１４０に取り付けられ、プーリ群２４０は、第一プーリ２４１０、同期ベルト２４２０、第二プーリ２４３０を含み、第一プーリ２４１０は、走行モータ２２２０の出力軸に固定して接続され、第二プーリ２４３０は、第二車輪１６０の一側に固定して接続され、また、同期ベルト２４２０は、第一プーリ２４１０と第二プーリ２４３０とに取り付けられる。
【０１１７】
図２３に示されているように、選択可能な一実施例においては、第一車輪１５０と第二車輪１６０とが共に主動輪とされ、第一車輪１５０と第二車輪１６０とは、それぞれ、二つの独立する走行モータ２２１０、２２２０により駆動される。二つの走行モータ２２１０、２２２０により、第一車輪１５０と第二車輪１６０とを同方向に回転させる時には、混在接続とされる支持足１０が前方向に走行することになり、二つの走行モータ２２１０、２２２により第一車輪１５０と第二車輪１６０を異なる方向に回転させる時には、主動差動駆動の稼働状態を形成して、回転枠体１３０が昇降台１２０に対して回転し、混在接続とされる支持足１０の走行方向が変わることになる。第一車輪１５０と第二車輪１６０への制御精度をさらに向上させるように、走行モータ２２１０、２２２の出力端に、第一車輪１５０或いは第二車輪１６０の輪上トルクをリアルタイムで検知するための力覚センサをさらに、取り付けてもよい。
【０１１８】
図２４に示されているように、選択可能な一実施例に、第一車輪１５０と第二車輪１６０とが差動輪系２５０により走行モータ２２３０を介して間接に駆動されてもよい。一つの走行モータ２２３０により第一車輪１５０と第二車輪１６０を同時に駆動すると、回転している過程に、第一車輪１５０と第二車輪１６０との回転速度に、異なり又は恣意性が存在するという課題を解決することができる。
【０１１９】
そのうち、差動輪系２５０は、第一車輪１５０に固定して接続される第一傘歯車２５５０、第二車輪１６０に固定して接続される第二傘歯車２５６０、第一傘歯車２５５０と第二傘歯車２５６０との両者に噛み合う遊星傘歯車２５４０を含み、遊星傘歯車２５４０が遊星歯車キャリア２５２０に回転可能に接続され、遊星歯車キャリア２５２０が大傘歯車２５３０に固定して接続され、大傘歯車２５３０が車輪１５０の軸と回転接続を構成し、しかも、大傘歯車２５３０がそれと噛み合う駆動傘歯車２５１０により駆動され、駆動傘歯車２５１０と走行モータ２２３０の出力軸とが固定して接続される。第一車輪１５０に固定して接続される第一傘歯車２５５０の軸線と、第二車輪１６０に固定して接続される第二傘歯車２５６０の軸線とが同軸となり、回転対偶により遊星輪系のハウジング、つまり、車輪座１４０に支持され、走行モータ２２３０及び駆動傘歯車２５１０の軸線と遊星傘歯車２５４の軸線とが同軸となり、車輪座１４０の外表面に、それぞれ、二つの回転軸を設置して昇降台１２０と回転接続を構成し、つまり、Ｒｘ回転対偶、及び、遊星傘歯車２５４の軸線との同軸を構成する。回転対偶Ｒｘの一端が走行モータ２２３０出力軸線と重ねり、内部にモータ軸が位置し、外部にＲｘが位置する複合回転対偶を形成する。走行モータ２２１０、２２２０の出力端には、第二力覚センサ２３１０、２３２０が設置されている。
【０１２０】
図２５と２６は、示されているように、本発明が提供する精密に移動姿勢を調整するプラットフォームの一実施例である。精密に移動姿勢を調整するプラットフォームは、フレーム２０、及び、三本の混在接続とされる支持足１０を含み、混在接続の枝分かれ１におけるベース１１０は、フレーム２０に固定して接続される。三本の混在接続とされる支持足１０は、三角形を呈して配置され、フレーム２０の内部のコントローラ３０により制御される。三本の混在接続とされる支持足１０における二本又は三本が駆動足とされ、駆動足における第一車輪１５０或いは第二車輪１６０の少なくとも一つが主動輪とされ、或いは、二つの車輪が共に主動輪とされ、駆動モータ２２１又は２２２により駆動され、或いは、同時に車輪が回転するように独立して駆動する。フレーム２０は、金属型材を溶接してなる枠型の構成であり、効果的に、フレーム２０の負荷能力を向上させることができる。また、フレーム２０の外周面には、修飾用の板が取り付けられている。三本の混在接続とされる支持足１０、即ち、１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、姿態の約束条件が満たされており、姿態条件とは、各混在接続とされる支持足における移動対偶Ｐｚガイドレール同士が平行し、回転対偶Ｒｚ軸線同士が平行するということである。
【０１２１】
さらに、移動姿勢を調整するプラットフォームの適用範囲を拡大させるように、外部からの電力提供以外に、フレーム２０の内部に、コントローラ３０と各混在接続とされる支持足１０とに電力を提供するためのバッテリーパック４０を設置してもよい。このことにより、この精密に移動姿勢を調整するプラットフォームを、外部からの電力提供が無くなった場合でも、依然として、正常に稼働させることができる。
【０１２２】
精密に移動姿勢を調整するプラットフォームは、普通な運搬車の運搬機能を持ち、地面の任意方向に沿う移動、及び、地面と垂直する方向の回転が実現できる。同時に、この精密に移動姿勢を調整するプラットフォームは、さらに、フレーム２０の空間姿態を調節する機能を持ち、三本の混在接続とされる支持足１０におけるリニア駆動器１７０が同期に上下運動するように制御することにより、フレーム２０が上下に昇降運動することが実現できる。三本の混在接続とされる支持足１０におけるリニア駆動器１７０が非同期に運動するように制御する時には、フレーム２０を地面に対して傾斜させることができる。つまり、俯仰の運動や横方向の転がり運動が実現できる。
【０１２３】
具体的には、図２６に示されるように、各混在接続とされる支持足を区別するように、異なる位置に存在する混在接続とされる支持足を、それぞれ、１０ａ、１０ｂ及び１０ｃとする。混在接続とされる支持足１０ａ及び混在接続とされる支持足１０ｂが上がると共に、混在接続とされる支持足１０ｃが下がるように制御することにより、フレーム２０をｘ軸の軸周りに回転させることができる。もちろん、混在接続とされる支持足１０ａ及び混在接続とされる支持足１０ｂが下がると共に、混在接続とされる支持足１０ｃが上がるようにすることにより、ｘ軸に軸周りに反対方向に回転することが実現できる。混在接続とされる支持足１０ａに対しては、上がり或いは下がりを制御すると、それに伴い、混在接続とされる支持足１０ｂも下がり或いは上がり、そして、フレーム２０がｙ軸の軸周りに回転することが実現できる。
【０１２４】
以上では、フレーム２０の姿態調整を制御することについて、簡単な説明を行ったが、実際の制御に、フレーム２０の姿態が変わった時に、混在接続とされる支持足における第一車輪１５０及び第二車輪１６０も、併せて運動が変わっている。これは、地面が固定プラットフォームとされる場合に、第一車輪１５０と第二車輪１６０とが地面に接触することにより形成された転がり対偶Ｒｐ１及び転がり対偶Ｒｐ２がフレーム２０の自由度の構成に関与していることから、フレーム２０の姿態を調整する場合に、第一車輪１５０と第二車輪１６０とが、合わせて付加的な微細の運動を行うように制御する必要があるためである。
【０１２５】
図２７、２８及び３０に示すものは、本発明が提供した精密に移動姿勢を調整するプラットフォームのもう一つの実施例である。本実施例では、フレーム２０に、それぞれ、正方形や長方形を呈してその四隅に設置されている、四本の混在接続とされる支持足１０が接続されている。四本の混在接続とされる支持足１０を設置することにより、効果的に、精密に移動姿勢を調整するプラットフォームの負荷面積を高めることができる。四本の混在接続とされる支持足１０には、二本、三本又は四本が駆動足とされる。四本の混在接続とされる支持足間には、位置と姿態の約束条件が満たされており、この姿態条件とは、各混在接続とされる支持足における移動対偶Ｐｚのガイドレール同士が平行し、回転対偶Ｒｚ軸線同士が平行するということである。
【０１２６】
本実施例では、四本の混在接続とされる支持足１０のうち、一つが冗長の支持足とされ、冗長の支持足を設置することにより、移動姿勢を調整するプラットフォームの負荷能力を高めるだけでなく、精密に移動姿勢を調整するプラットフォームに安定性を高めることができる。たとえ四本の混在接続とされる支持足のうち、支持足に故障が発生しても、冗長の支持足は、この故障となった支持足に代わり、継続して稼働することが可能であるので、精密に移動姿勢を調整するプラットフォームの正常な稼働に影響を与えず、衛星やロケットなどの大事な製品の取り付けにとって、極めて重要である。
【０１２７】
フレーム２０は、外部環境に対する精密に移動姿勢を調整するプラットフォームの感知能力を高めるように、その周囲に、カメラ、超音波、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなどのセンサを設置してもよく、この精密に移動姿勢を調整するプラットフォームの応用範囲を拡大するように、垂直の昇降台、機能性の機構或いはロボットを搭載してもよい。
【０１２８】
図２９に示すものは、本発明が提供する精密に移動姿勢を調整するプラットフォームのもう一つの実施例である。本実施例では、フレーム２０に、それぞれ、その両端或いは両側に設置されている六本の混在接続とされる支持足１０が接続されている。精密に移動姿勢を調整するプラットフォームの支持足の数を増やすことにより、効果的に、プラットフォームの負荷能力を高めることができ、さらに、移動姿勢を調整するプラットフォームに安定性及び信頼性が向上する。この実施例は、運搬用のロケット、大型の輸送機、重機などのような大重量の負荷状況について、精密に姿勢を調整してドッキングと取り付けなどを行うことができる。
【０１２９】
好ましくは、図３１、３２及び３３に示されるように、一実施例において、昇降台１２０と回転枠体１３０との間に独立懸架アセンブリ５０が配置されており、そのうち、独立懸架アセンブリ５０は、掛け固定板５１０、ばね５２０、ばねストッパー５３０、昇降ストッパー５４０、及び、ガイド柱５５０を含み、ばね５２０が圧縮ばね、蝶形ばねや空気ばねであってもよく、負荷や掛けりストロークに応じて合理的に選択されればよい。
【０１３０】
図３１は、示されるように、本発明のもう一つの一実施例が提供する独立懸架アセンブリを有する重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の模式図である。独立懸架アセンブリ５０は、接続昇降台１２０と回転枠体１３０とを接続し、二組だけ配置され、Ｐｚと並列接続の関係を構成し、掛け固定板５１０が回転枠体１３０に固定して接続され、ばね５２０がばねストッパー５３０に固定して接続され、ガイド柱５５０が掛け固定板５１０に固定して接続され、ばね５２０とばねストッパー５３０とを貫通して摺動接続を形成し、昇降ストッパー５３０が昇降台１２０に固定して接続され、昇降ストッパー５３０がガイド柱５５０に摺動可能に接続される。
【０１３１】
図３２は、示されるように、もう一つの一実施例に係る独立懸架アセンブリを有する重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足を上面から見た模式図である。独立懸架アセンブリ５０は、ガイドレールにかける付加的な断面力を互いに相殺して、昇降ガイドレールに対する付加的な負荷を増やさないように、回転枠体１３０の回転中心を中心として対称に配置される。
【０１３２】
図３３は、示されるように、もう一つの実施例に係る独立懸架アセンブリを有する重力閉鎖に基づいて混在接続とされる支持足の構成の原理図である。ばね５２０の圧縮ストロークが昇降台１２０の昇降ストロークよりも小さく、昇降運動と独立懸架アセンブリとが並列接続の関係にあり、昇降運動ストロークＬ１がばねの長さＬ２よりも長い。昇降台１２０の昇降距離Ｌ１がばね５２０の長さＬ２よりも長い場合には、混在接続とされる支持足は、昇降低モータ１７３により制御される剛性主動懸架を制振でき、昇降台１２０の昇降距離Ｌ１がばね５２０の長さＬ２よりも小さい場合に、昇降ストッパー５４０がばねストッパー５３０と接触して、昇降モータ１７３０のブレーキが開放され、混在接続とされる支持足がばね５２０による独立懸架アセンブリ５０の柔軟性を受動的に制振でき、しかも、圧縮ばねにより効果的にボールねじ１７２０の受け負荷を低下させ、ばね圧縮量が最大となる時に、ボールねじの負荷がゼロとなり、主動制振及び受動制振により剛性・柔軟性をカプリングする制振が構成される。
【０１３３】
最後に説明すべきところは、以上の各実施例が本発明の技術手段を説明するためのものに過ぎず、それらに限定されるものではない。前記の各実施例を参照して本発明を詳しく説明したが、当業者にとっては、依然として、前記の各実施例に記載された技術手段を補正したり、その一部や全体の技術特徴を均等置換したりすることが可能であり、これらの補正又は置換により、対応する技術手段の趣旨を本発明の各実施例の技術手段の範囲から逸脱させるわけではなく、そのいずれも本発明における特許請求の範囲及び明細書の範囲に含まれているということが理解され得るべきである。
【符号の説明】
【０１３４】
１        混在接続とされる支持足
２        フレーム
３        コントローラ
４        バッテリーパック
１１      ベース
１２      回転台
１２１    旋回ベアリング
１２２    スライダー
１２３    リニアガイドレール
１３      昇降台
１３１    揺動ベアリング
１４      車輪座
１４１    第一輪ベアリング
１４２    第二輪ベアリング
１５      第一車輪
１６      第二車輪
１７      リニア駆動器
１７１    ナット
１７２    ボールねじ
１７３    昇降モータ
１７４    ベアリングシート
１７５    同期ベルト
１８      角度センサ
１８１    検測歯車
１９      回転モータ
１９１    伝動歯車
２０      ブレーキ
２１      第一力覚センサ
２２      走行シングルモータ
２２１、２２２、２２３        走行モータ
２３１、２３２        第二力覚センサ
２４      プーリ群
２４１    第一プーリ
２４２    同期ベルト
２４３    第二プーリ
２５      差動輪系
２５１    駆動傘歯車
２５２    遊星歯車キャリア
２５３    大傘歯車
２５４    遊星傘歯車
２５５    第一傘歯車
２５６    第二傘歯車
５        独立懸架アセンブリ
５１      掛け固定板
５２      ばね
５３      ばねストッパー
５４      昇降ストッパー
５５      ガイド柱
１０      混在接続とされる支持足
３０      コントローラ
４０      バッテリーパック
１１０    ベース
１１１０  スライダー
１１２０  リニアガイドレール
１２０    昇降台
１３０    回転枠体
１３１０  回転ベアリング
１３２０  揺動ベアリング
１４０    車輪座
１４１０  第一輪ベアリング
１４２０  第二輪ベアリング
１５０    第一車輪
１６０    第二車輪
１７０    リニア駆動器
１７１０  ナット
１７２０  ボールねじ
１７３０  昇降モータ
１７４０  ベアリングシート
１７５０  同期ベルト
１８０    角度センサ
１９０    ブレーキ
２０      レーム
２１０    回転モータ
２００    第一力覚センサ
２２１０、２２２０        走行モータ
２３１０、２３２０        第二力覚センサ
２４０    プーリ群
２４１０  第一プーリ
２４２０  同期ベルト
２４３０  第二プーリ
２５０    差動輪系
２５１０  駆動傘歯車
２５２０  遊星歯車キャリア
２５３０  大傘歯車
２５５０  第一傘歯車
２５６０  第二傘歯車
５０      独立懸架アセンブリ
５１０    掛け固定板
５２０    ばね
５３０    ばねストッパー
５４０    昇降ストッパー
５５０    ガイド柱
【図１】
2021533035.tif 000003
【図２】
2021533035.tif 000004
【図３】
2021533035.tif 000005
【図４】
2021533035.tif 000006
【図５】
2021533035.tif 000007
【図６】
2021533035.tif 000008
【図７】
2021533035.tif 000009
【図８】
2021533035.tif 000010
【図９】
2021533035.tif 000011
【図１０】
2021533035.tif 000012
【図１１】
2021533035.tif 000013
【図１２】
2021533035.tif 000014
【図１３】
2021533035.tif 000015
【図１４】
2021533035.tif 000016
【図１５】
2021533035.tif 000017
【図１６】
2021533035.tif 000018
【図１７】
2021533035.tif 000019
【図１８】
2021533035.tif 000020
【図１９】
2021533035.tif 000021
【図２０】
2021533035.tif 000022
【図２１】
2021533035.tif 000023
【図２２】
2021533035.tif 000024
【図２３】
2021533035.tif 000025
【図２４】
2021533035.tif 000026
【図２５】
2021533035.tif 000027
【図２６】
2021533035.tif 000028
【図２７】
2021533035.tif 000029
【図２８】
2021533035.tif 000030
【図２９】
2021533035.tif 000031
【図３０】
2021533035.tif 000032
【図３１】
2021533035.tif 000033
【図３２】
2021533035.tif 000034
【図３３】
2021533035.tif 000035
【国際調査報告】
2021533035.tif 000036
2021533035.tif 000037
2021533035.tif 000038
2021533035.tif 000039
2021533035.tif 000040
2021533035.tif 000041