(57)【要約】      （修正有）【課題】構成が簡単で、低コストで、より軽量で、さらに安定的に運動できるという特徴を有し、移動プラットフォームの全方向移動を実現できる移動シャーシを提供する。【解決手段】ロボット移動に使用される全方向移動シャーシであって、ベース１と、ベースに設置された複数のギヤードモータ２と、各ギヤードモータに剛性接続されたオムニホイール３とを備え、ギヤードモータ同士はベースにおいて十字状で交差するように対称的に設置され、オムニホイールに設置された小型ローラ３２が順次地面と接触するとともに、自体の軸心を巡って自在に回転して、連続して切り替えて底面と接触して転がり、バレルが転がるときの地面との接触点の高さを一定に保持し、ロボットの振動を回避するとともに、シャーシ（ベース）の運動をより安定的にし、オムニホイールにプラスチック材質を使用することで、全方向シャーシ構造の重量を低減させる。【選択図】図１
0003217560.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
全方向移動シャーシであって、
ベースと、
ベースに取り付けられた少なくとも４つのギヤードモータと、
前記ギヤードモータの出力軸に剛性接続されたオムニホイールとを備え、前記ギヤードモータ同士は対称的に設置されることを特徴とする全方向移動シャーシ。
【請求項２】
前記ギヤードモータの数は４つであり、前記ギヤードモータの中間軸線が十字状で交差するＸ型をしていることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動シャーシ。
【請求項３】
前記ベースは、モータ取付フレームが設置され、
前記モータ取付フレームの所在する平面が前記ベースの底面に垂直であり、
前記モータ取付フレームは、数が４つであり、前記ベースに十字状で交差するように均等に設置され、前記各ギヤードモータはネジで前記モータ取付フレームに固定して接続されることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動シャーシ。
【請求項４】
前記オムニホイールはそれぞれ、ハブと小型ローラを含み、前記ハブは、中間が前記ギヤードモータの出力軸に剛性接続され、前記小型ローラは、2列として前記ハブの周囲に順次均等に交互するように回転可能に設置され、
前記小型ローラはその軸線に沿って自在に回転でき、前記小型ローラの軸線が前記ハブの軸線に垂直であることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動シャーシ。
【請求項５】
前記ハブは、中間固定シート、第１固定底蓋、第２固定底蓋を含み、前記中間固定シートの中間にモータ回転軸に固定して接続されるモータ回転軸取付孔が設置され、
前記中間固定シートの両側において、互いに平行でその中間軸心に垂直な凹溝が２列均等に設置され、前記小型ローラは前記凹溝に固定され、前記第１固定底蓋と前記第２固定底蓋はそれぞれ前記中間固定シートの両側に固定され、前記小型ローラは小型ローラ本体、小型ローラの回転軸及びゴムスリーブを含み、前記各凹溝の中間の両側に回転軸凹溝が設置され、前記小型ローラの回転軸は前記回転軸凹溝に設置され、前記小型ローラ本体は前記小型ローラの回転軸に回転可能に固定され、前記回転軸を巡って回転し、前記ゴムスリーブは前記小型ローラ本体の外表面に被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の全方向移動シャーシ。
【請求項６】
隣接する２つの前記小型ローラは７２°の夾角をなし、２列の前記小型ローラは３６°の角をなして互いに交差して配列され、各列の前記小型ローラがフィッティングした円の外径が３８ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の全方向移動シャーシ。
【請求項７】
前記小型ローラは、アーク形状をしており、前記ゴムスリーブと前記小型ローラ本体は締まり嵌めすることを特徴とする請求項５に記載の全方向移動シャーシ。。
【請求項８】
前記第１固定底蓋、第２固定底蓋の凹溝の間に、前記中間固定シートの両側にある２つの凹溝間における位置決め孔と締まり嵌めして接続される位置決めピンが設置されることを特徴とする請求項５に記載の全方向移動シャーシ。。
【請求項９】
前記小型ローラは、１０個であり、１列に５個があり、前記小型ローラの軸線が囲んで正五角形を構成することを特徴とする請求項４に記載の全方向移動シャーシ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はロボット移動技術分野に関し、特に全方向移動シャーシに関する。
【背景技術】
【０００２】
オムニホイールに基づく全方向移動プラットフォームは従来の全方向運動プラットフォームの最も成熟した形態であり、オムニホイールは、一般的に、ホイール表面の接線方向における主動駆動自由度と表面の接線方向に垂直なフォローアップ自由度との２つの自由度があり、単一ホイールの旋回を制御するだけで全方向運動を実現できる。
【０００３】
オムニホイールからなる全方向移動プラットフォームのシャーシは通常、異なる使用条件による要件に応じて、対応した構成を有するシャーシ構造を選択する必要がある。従来、市販されている全方向移動シャーシの構造は、一般的に荷重が大きく、大型で重量が大きい物体の輸送に適するもので、小型ロボットの移動シャーシとして用いると、パワーの無駄を引き起こし、さらに、過大のシャーシ構造によりロボットが自在に移動できず、走行柔軟性が不十分になり、制御しにくくなる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のとおり、上記従来技術の欠点に対し、本考案の目的は、構造がよりコンパクトで、小型ロボットの移動プラットフォームに適用でき、より軽量で、運動をより柔軟且つ安定に制御可能な全方向移動シャーシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成させるために、本考案は、下記技術案を採用する。全方向移動シャーシであって、ベースと、ベースに取り付けられた少なくとも４つのギヤードモータと、前記ギヤードモータの出力軸に剛性接続されたオムニホイールとを備え、前記ギヤードモータ同士は対称的に設置される。
【０００６】
さらに、前記ギヤードモータの数は４つであり、前記ギヤードモータの中間軸線が十字状で交差するＸ型をしている。
【０００７】
さらに、前記ベースは、モータ取付フレームが設置される。
さらに、前記モータ取付フレームの所在する平面が前記ベースの底面に垂直である。
さらに、前記モータ取付フレームは、数が４つであり、前記ベースに十字状で交差するように均等に設置される。
さらに、前記各ギヤードモータはネジで前記モータ取付フレームに固定して接続される。
【０００８】
また、さらに、前記ネジの数は４つである。
【０００９】
さらに、前記オムニホイールの材質として高強度プラスチック材質が使用されることによって、シャーシ構造の重量を効果的に減少させて、移動プラットフォームの運動柔軟性を向上させ、小型ロボットによる便携性への要件を満たす。
【００１０】
さらに、前記オムニホイールはそれぞれ、ハブと小型ローラを含み、前記ハブは、中間が前記ギヤードモータの出力軸に剛性接続され、前記小型ローラは、２列として前記ハブの周囲に順次均等に交互するように回転可能に設置される。
さらに、前記小型ローラはその軸線に沿って自在に回転でき、前記小型ローラの軸線が前記ハブの軸線に垂直である。
【００１１】
さらに、前記小型ローラは、１０個であり、１列に５個があり、前記小型ローラの軸線が囲んで正五角形を構成する。
【００１２】
さらに、前記小型ローラは、前記小型ローラの回転軸に回転可能に固定され、前記回転軸を巡って回転し、すなわち、前記小型ローラは順次地面と接触するとともに、自体の軸心を巡って自在に回転して、連続して切り替えて底面に接触して転がり、このように、バレルが転がるときの地面との接触点の高さを一定に保持し、ロボットの振動を回避するとともに、小型ローラがいずれの位置でもバレル軸に平行な方向に自在に転がることができ、ホイールの運転をより安定的にして、ノイズを効果的に低減させる。
【００１３】
前記ハブは、中間固定シート、第１固定底蓋、第２固定底蓋を含み、前記中間固定シートの中間にモータ回転軸に固定して接続されるモータ回転軸取付孔が設置され、前記中間固定シートはモータにより駆動されて軸心を巡って回転し、前記中間固定シートの両側において、互いに平行でその中間軸心に垂直な凹溝が２列均等に設置され、前記凹溝は１０個であり、１列に５個があり、前記小型ローラは前記凹溝に固定され、すなわち前記中間固定シートの軸心は小型ローラの軸心に垂直であり、前記第１固定底蓋と前記第２固定底蓋はそれぞれ前記中間固定シートの両側に固定され、前記小型ローラは小型ローラ本体、小型ローラの回転軸及びゴムスリーブを含み、前記各凹溝の中間の両側に回転軸凹溝が設置され、前記小型ローラの回転軸は前記回転軸の凹溝に設置され、前記小型ローラ本体は前記小型ローラの回転軸に回転可能に固定され、前記回転軸を巡って回転し、すなわち前記小型ローラは順次地面と接触するとともに、自体の軸心を巡って自在に回転でき、前記ゴムスリーブは前記小型ローラ本体の外表面に被覆され、それによって振動を効果的に低減させる。このように、バレルが転がるときの地面との接触点の高さを一定に保持し、ロボットの振動を回避するとともに、小型ローラがいずれの位置でもバレル軸に平行な方向に自在に転がることができる。ホイールの運転をより安定的にして、ノイズを効果的に低減させる。
【００１４】
さらに、前記中間固定シート、前記第１固定底蓋及び第２固定底蓋は、高強度のプラスチック材質を用いて一体成形するものであり、それによって、重量を効果的に低下させて、小型ロボットによる便携性への要件を満たす。
【００１５】
さらに、隣接する２つの前記小型ローラは７２°の夾角をなし、２列の前記小型ローラは３６°の角をなして互いに交差して配列され、各列の前記小型ローラがフィッティングした円の外径が３８ｍｍであり、小型ロボットの移動プラットフォームによる要件を満たす。
【００１６】
さらに、前記第１固定底蓋、第２固定底蓋はそれぞれ、前記中間固定シートの両側にある凹溝に対応した凹溝及び回転軸凹溝が設置されている。
【００１７】
さらに、前記第１固定底蓋、第２固定底蓋は５個のハブネジでそれぞれ前記中間固定シートの両側に固定される。
【００１８】
さらに、前記２つの平行な小型ローラの間の隙間を２０ｍｍにして、扁平に設計することによって、オムニホイールの外観性を高める。
【００１９】
さらに、前記ゴムスリーブと前記小型ローラ本体は締まり嵌めする。
【００２０】
さらに、前記小型ローラ本体及び小型ローラの回転軸は高強度プラスチック材質を用いることで、重量をさらに減少させる。
【００２１】
さらに、前記第１固定底蓋、第２固定底蓋の凹溝間に、前記中間固定シートの両側にある２つの凹溝の間にある位置決め孔と締まり嵌めして接続される位置決めピンが設置される。
【００２２】
さらに、前記小型ローラはアーク形状をしている。
【考案の効果】
【００２３】
従来技術に比べて、本考案による全方向移動シャーシの有益な効果は以下のとおりである。本考案による全方向移動シャーシは、ベースと、ベースに設置された複数のギヤードモータと、各ギヤードモータに剛性接続されたオムニホイールとを備え、各ギヤードモータはベースに十字状で交差するように対称的に設置されることによって、シャーシの運動をより安定的にし、オムニホイールを高強度プラスチック材質で製造することで、全方向シャーシ構造の重量を低減させ、このため、本考案は、構成が簡単で、低コストで、より軽重で、より安定に運動できるという特徴を有し、移動プラットフォームの全方向移動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案による全方向移動シャーシの構造模式図である。
【図２】本考案による全方向移動シャーシの平面図である。
【図３】本考案による全方向移動シャーシの正面図である。
【図４】本発明によるオムニホイール構造の軸測図である。
【図５】本発明によるオムニホイール構造の正面図である。
【図６】本発明によるオムニホイール構造の左面図である。
【図７】本発明によるオムニホイールの中間固定シートの構造模式図である。
【図８】本発明によるオムニホイールの分解図である。
【考案を実施するための形態】
【００２５】
本考案の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、以下、図面及び実施例を参照しながら本考案についてさらに詳細に説明する。なお、ここで説明する実施例は本考案を解釈するためのものに過ぎず、本考案を限定するものではなく、本考案の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力を必要とせずに想到し得るすべてのほかの実施例は本考案の保護範囲に属する。
【００２６】
なお、本考案の説明において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」等の方位又は位置関係を指示する用語は図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本考案を簡便且つ容易に説明するために過ぎず、示される装置又は素子が必ず特定の方位を有するか、特定の方位に従って構成したり操作したりしなければならないと指示又は示唆するとは限らないため、本考案を制限するものと理解すべきではない。また、用語「第１」、「第２」、「第３」は説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は示唆するものと理解すべきではない。
【００２７】
なお、本考案の説明において、特に指定されたり定義されたりしていない限り、用語「取り付ける」、「接続する」、「接続」は広義に理解すべきであり、たとえば、固定して接続されてもよく、着脱可能に接続されてもよく、一体に接続されてもよいし、機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよいし、直接接続されてもよく、中間部材を介して間接的に接続されてもよく、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者であれば、実際な場合によって、上記用語の本考案での意味を理解できる。
【００２８】
以下、図面を参照しながら本考案による好適実施形態について具体的に説明する。
【００２９】
図１、図２に、本考案の一好適実施例が示されており、前記全方向移動シャーシは、ベース１と、ベース１に取り付けられた少なくとも４つのギヤードモータ２と、前記ギヤードモータ２の出力軸に剛性接続されたオムニホイール３とを備え、前記ギヤードモータ２同士は対称的に設置される。
【００３０】
具体的に、図２に示されるように、前記ギヤードモータ２の数は４つであり、前記ギヤードモータ２の中間軸線が十字状で交差するＸ型をしている。
【００３１】
具体的に、図３に示されるように、前記ベース１は、モータ取付フレーム１１が設置される。
具体的に、図３に示されるように、前記モータ取付フレーム１１の所在する平面が前記ベース１の底面に垂直である。
具体的に、図２に示されるように、前記モータ取付フレーム１１は、数が４つであり、前記ベース１に十字状で交差するように均等に設置される。
具体的に、図１に示されるように、前記各ギヤードモータ２はネジ４で前記モータ取付フレーム１１に固定して接続される。
【００３２】
具体的に、前記ネジ４の数は４つである。
【００３３】
具体的に、前記オムニホイール３の材質として高強度プラスチック材質が使用されることによって、シャーシ構造の重量を効果的に減少させて、移動プラットフォームの運動柔軟性を向上させ、小型ロボットによる便携性への要求を満たす。
【００３４】
具体的に、本考案に係るオムニホイールが作動するとき、図１、図３から明らかなように、前記オムニホイール３はそれぞれ、ハブ３１と小型ローラ３２を含み、前記ハブ３１は、中間が前記ギヤードモータ２の出力軸に剛性接続され、前記小型ローラ３１は、２列として前記ハブ３１の周囲に順次均等に交互するように回転可能に設置され、このように、運動過程において地面によるホイールへの衝撃に起因するシャーシの振動を軽減できる。
具体的に、前記小型ローラ３２はその軸線に沿って自在に回転でき、前記小型ローラ３２の軸線が前記ハブ３１の軸線に垂直である。
【００３５】
具体的に、前記小型ローラ３２は、１０個であり、１列に５個があり、前記小型ローラ３２の軸線が囲んで正五角形を構成する。
【００３６】
本実施例における小型ローラ３２は、前記小型ローラ３２の回転軸に回転可能に固定され、前記回転軸を巡って回転し、すなわち、前記小型ローラ３２は順次地面と接触するとともに、自体の軸心を巡って自在に回転して、連続して切り替えて底面に接触して転がり、このように、ハブ３１が転がるときの地面との接触点の高さを一定に保持し、ロボットの振動を回避するとともに、小型ローラ３２がいずれの位置でもハブ３１の軸線に平行な方向に自在に転がることができ、オムニホイール３の運転をより安定的にして、ノイズを効果的に低減させる。
【００３７】
図４−８に示されるように、オムニホイール３は、ハブ３１と小型ローラ３２を含み、ハブ３１は、中間固定シート３１１、第１固定底蓋３１３、第２固定底蓋３１４を含み、前記中間固定シート３１１の中間にモータ回転軸に固定して接続されたモータ回転軸取付孔３１９が設置され、前記中間固定シート３１１はモータにより駆動されて軸心を巡って回転し、前記中間固定シート３１１の両側において、互いに平行でその中間軸心に垂直な凹溝３１２が２列均等に設置され、前記凹溝３１２は１０個であり、１列に５個があり、前記小型ローラ３２は前記凹溝３１２に固定され、すなわち前記中間固定シート３１１の軸心は小型ローラ３２の軸心に垂直であり、前記第１固定底蓋３１３と前記第２固定底蓋３１４はそれぞれ前記中間固定シート３１１の両側に固定され、前記小型ローラ３２は小型ローラ本体３２１、小型ローラの回転軸３２２及びゴムスリーブ３２３を含み、前記各凹溝３１２の中間の両側に回転軸凹溝３１２１が設置され、前記小型ローラの回転軸３２２は前記回転軸凹溝３１２１に設置され、前記小型ローラ本体３２１は前記小型ローラの回転軸３２２に回転可能に固定され、前記小型ローラの回転軸３２２を巡って回転し、前記小型ローラ３２は自体の軸心を巡って自在に回転して、順次地面と接触し、前記ゴムスリーブ３２３は前記小型ローラ本体３２１の外表面に被覆され、それによって振動を効果的に低減させる。このように、バレルが転がるときの地面との接触点の高さを一定に保持し、ロボットの振動を回避するとともに、小型ローラ３２がいずれの位置でもバレル軸に平行な方向に自在に転がることができ、ホイールの運転をより安定的にして、ノイズを効果的に低減させる。
【００３８】
具体的に、前記中間固定シート３１１、前記第１固定底蓋３１３及び第２固定底蓋３１４は、高強度のプラスチック材質を用いて一体成形するものであり、それによって、重量を効果的に低下させて、小型ロボットによる便携性への要件を満たす。
【００３９】
具体的に、隣接する２つの前記小型ローラ３２は７２°の夾角をなし、２列の前記小型ローラ３２は３６°の角をなして互いに交差して配列され、各列の前記小型ローラ３２がフィッティングした円の外径が３８ｍｍであり、小型ロボットの移動プラットフォームによる要件を満たす。
【００４０】
具体的に、前記第１固定底蓋３１３、第２固定底蓋３１４はそれぞれ前記中間固定シート３１１の両側にある凹溝に対応した凹溝及び回転軸凹溝が設置されている。
【００４１】
具体的に、前記第１固定底蓋４と第２固定底蓋３１４は５個のハブネジでそれぞれ前記中間固定シート３１１の両側に固定される。
【００４２】
具体的に、前記２つの平行な小型ローラ３２の間の隙間を２０ｍｍにして、扁平に設計することによって、オムニホイールの外観性を高める。
【００４３】
具体的に、前記ゴムスリーブ３２３と前記小型ローラ本体３２１は締まり嵌めする。
【００４４】
具体的に、前記小型ローラ本体３２１及び小型ローラの回転軸３２２は高強度プラスチック材質を用いることで、重量をさらに減少させる。
【００４５】
具体的に、前記第１固定底蓋３１３、第２固定底蓋３１４の凹溝間に、前記中間固定シート３１１の両側にある２つの凹溝３１２の間にある位置決め孔３１６と締まり嵌めして接続される位置決めピン３１７が設置される。
【００４６】
具体的に、前記小型ローラ３２はアーク形状をしている。
【００４７】
以上は本考案の好適実施例に過ぎず、勿論、本考案特許の達成は上記形態により制限されず、本考案特許の方法の構想及び技術案に基づいて実施するいずれかの修正、同等置換や改良等、又は改良することなく本考案特許の構想及び技術案を他の場合にそのまま適用することは、いずれも本考案の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００４８】
図中、各符号は以下のとおりである。１−シャーシ、１１−モータ取付フレーム、２−ギヤードモータ、３−オムニホイール、３１−ハブ、３２−小型ローラ、４−ネジ、３１１−中間固定シート、３１２−凹溝、３１２１−回転軸凹溝、３２−小型ローラ、３２１−小型ローラ本体、３２２−小型ローラの回転軸、３２３−ゴムスリーブ、３１３−第１固定底蓋、３１４−第２固定底蓋、３１６−位置決め孔、３１７−位置決めピン、３１８−ハブネジ、３１９−モータ回転軸取付孔。
【図１】
0003217560.tif 000003
【図２】
0003217560.tif 000004
【図３】
0003217560.tif 000005
【図４】
0003217560.tif 000006
【図５】
0003217560.tif 000007
【図６】
0003217560.tif 000008
【図７】
0003217560.tif 000009
【図８】
0003217560.tif 000010