(57)【要約】【課題】簡単な構成で自由度の高い動きを容易に可能とする。【解決手段】中空体で表面部が弾性体で構成された球状回転体２０に対して、オムニホイール３１a,３１b,３１cを所定の間隔で設ける。オムニホイールは、ホイール駆動部３２a,３２b,３２cによって駆動する。フレーム部４０には、オムニホイールを球状回転体２０に押圧した状態に保持する駆動保持部３３a,３３b,３３cを設ける。また、球状回転体２０を保持する球状回転体保持部５１a,５１b,５１cを設ける。ホイール駆動部で球状回転体２０を所望の方向に転動させることで、球状回転体２０とフレーム部４０を一体とした状態でフレーム部の移動および／または回転を行う。フレーム部４０に直動駆動部３５を設けて、球状回転体２０を転動させることによっては移動できない方向にもフレーム部４０を移動可能とする。【選択図】        図１
2009234524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状回転体と、
前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、
フレーム部に取り付けられて前記球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部と、
前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、走行面上で前記球状回転体を転動させることによって、前記フレーム部の移動および／または回転を行う搬送装置。
【請求項２】
前記フレーム部に直動駆動部を設け、
前記制御部は、前記直動部の駆動制御を行い、
前記直動駆動部は、前記球状回転体の中心方向に前記球状回転体を駆動して、前記球状回転体を転動させることによっては移動できない方向に前記フレーム部を移動させる
請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
前記球状回転体駆動部は、
前記球状回転体を駆動し、該駆動の方向と異なる方向への移動が可能とされているホイールと、
前記ホイールを駆動して前記球状回転体を転動させるホイール駆動部を備える
請求項２記載の搬送装置。
【請求項４】
前記ホイールは、前記球状回転体の一方の半球面側に設け、
前記球状回転体の他方の半球面側には、前記球状回転体を保持する球状回転体保持部を設けた
請求項３記載の搬送装置。
【請求項５】
前記ホイールとしてオムニホイールを用いた
請求項４記載の搬送装置。
【請求項６】
前記球状回転体は中空体であって表面部を弾性体で構成した
請求項５記載の搬送装置。
【請求項７】
前記球状回転体の内部にバランサを設けた
請求項６記載の搬送装置。
【請求項８】
前記フレーム部の動きに応じた検出信号を生成するセンサ部を設け、
前記制御部は、前記フレーム部が所望の動きとなるように、前記検出信号に基づいて前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う
請求項２記載の搬送装置。
【請求項９】
駆動情報を記憶するメモリ部を設け、
前記制御部は、前記センサ部で生成される検出信号が、前記メモリ部から読み出した駆動情報に対応した信号となるように前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う
請求項８記載の搬送装置。
【請求項１０】
球状回転体と、
前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、
前記球状回転体の中心方向に前記球状回転体を駆動する直動駆動部と
を備える駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は搬送装置と駆動機構に関する。詳しくは、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上の球状回転体駆動部をフレーム部に設けて、この球状回転体駆動部で球状回転体を所望の方向に転動させることにより、フレーム部を移動および／または回転させるものである。さらに、直動駆動部を設けて球状回転体の中心方向に球状回転体を駆動することで、球状回転体を転動させることによって移動される方向とは異なる方向にフレーム部を移動させるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な方向に移動性を持つ移動機構が実現されている。例えば、特許文献１では、全方向移動駆動手段によって球状走行体を任意の方向に転動させて、Ｘ，Ｙ方向にロボット本体を移動させることが開示されている。また、特許文献２では、略球状の回転体を設けて、この回転体を回転自在に保持し、駆動部によって回転体に回転力を与えることで、Ｘ，Ｙ方向に装置を移動させることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２８２１６０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２９４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１や特許文献２では、球体や回転体を駆動してＸ，Ｙ方向の移動を行うものであり、さらに自由度の高い移動性を得ることはできない。また、自由度の高い移動性を得る方法として、スチュワートプラットフォームと呼ばれる機構が実現されている。このスチュワートプラットフォームは、６本の対偶節リンク系によりプラットフォームが並列的に結合されたものであり、大出力を発生しやすいが可動範囲が狭く、機構が大型化したものとなってしまう。
【０００４】
そこで、この発明では、簡単な構成で自由度の高い動きを容易に可能とする搬送装置と駆動機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の概念は、球状回転体と、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上フレーム部に設けられて球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部を用いるものとして、この球状回転体駆動部で球状回転体を転動させることにより、所望の方向にフレーム部を移動および／または回転させるものである。さらに、直動駆動部を設けて球状回転体の中心方向に球状回転体を駆動することで、球状回転体を転動させることでは移動できない方向にもフレーム部を移動可能とすることにある。
【０００６】
この発明の搬送装置は、球状回転体と、前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、フレーム部に取り付けられて前記球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部と、前記球状回転体駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、前記制御部は、走行面上で前記球状回転体を転動させることによって、前記フレーム部の移動および／または回転を行うものである。
【０００７】
また、この発明の駆動機構は、球状回転体と、前記球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上設けられて、前記球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、前記球状回転体の中心方向に前記球状回転体を駆動する直動駆動部とを備えるものである。
【０００８】
この発明においては、例えば中空体であって表面部が弾性体で構成されており、内部にバランサを設けた球状回転体が用いられる。また、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上設けられて、球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、フレーム部に取り付けられて球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部と、球状回転体駆動部の駆動制御を行う制御部が用いられる。球状回転体駆動部は、球状回転体を駆動し、該駆動の方向と異なる方向への移動が可能とされているホイール例えばオムニホイールと、オムニホイールを駆動して球状回転体を転動させるホイール駆動部を用いて構成される。オムニホイールは、球状回転体の一方の半球面側に設けられて、球状回転体の他方の半球面側には、球状回転体を保持する球状回転体保持部を設けられる。さらに、フレーム部に直動駆動部が設けられて、この直動駆動部によって球状回転体の中心方向に球状回転体を駆動することで、球状回転体を転動させることによっては移動できない方向にフレーム部が移動される。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上の球状回転体駆動部がフレーム部に設けられて、この球状回転体駆動部で球状回転体を所望の方向に転動させることにより、フレーム部の移動および／または回転が行われる。このため、簡単な構成で自由度の高い搬送動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は搬送装置の構成を示している。なお、図１において図１の（Ａ）は上面図、図１の（Ｂ）は正面図、図１の（Ｃ）は底面図、図１の（Ｄ）は側面図である。
【００１１】
搬送装置１０は、球状回転体２０と球状回転体２０を包持した状態で転動可能とする駆動部３０、および駆動部３０が取り付けられるフレーム部４０で構成されている。
【００１２】
駆動部３０は、球状回転体に対して所定の間隔で少なくとも３以上設けられて、球状回転体２０を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部と、フレーム部４０に取り付けられて球状回転体駆動部を球状回転体２０に押圧した状態に保持する駆動保持部で構成されている。また、駆動部３０には、球状回転体２０の中心方向に球状回転体２０を駆動して、球状回転体を転動させることによっては移動できない方向にフレーム部４０を移動させる直動駆動部３５等が設けられる。
【００１３】
球状回転体駆動部は、球状回転体２０を転動させるホイール例えばオムニホイールと、オムニホイールを回転駆動するホイール駆動部で構成されている。なお、図１は例えば等間隔（１２０度の間隔）で３つのオムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃを配置した場合を図示している。
【００１４】
オムニホイールは、球状回転体２０を回転駆動するだけでなく、この駆動の方向とは異なる方向への移動が可能とされているものである。
【００１５】
ここで、オムニホイールについて説明する。図２は、オムニホイールの斜視図を例示している。オムニホイール３１は、ホイール本体部３１１と複数の樽状ホイール３１５で構成されている。ホイール本体部３１１の中央には軸穴３１２が形成されている。また、ホイール本体部３１１の外縁には、樽状ホイール３１５を支持する樽状ホイール支持部３１３が突出して、樽状ホイール３１５に対応した間隔で複数形成されている。軸穴３１２には、ホイール駆動部３２の回転軸（図示せず）が挿通されて、ホイール駆動部３２によってホイール本体部３１１が回転される。樽状ホイール支持部３１３は、樽状ホイール３１５がホイール本体部３１１の回転方向に対して例えば直交する方向に回転自在となるように、樽状ホイール３１５を支持する。すなわち、オムニホイール３１は、球状回転体２０を回転駆動するだけでなく、この駆動の方向とは異なる方向への移動が可能となる。
【００１６】
また、オムニホイール３１において、例えば隣接する樽状ホイール３１５の間隔が広い場合や樽状ホイール３１５の径が小さい場合、樽状ホイール支持部３１３が球状回転体２０の表面に接触しまうおそれがある。ここで、樽状ホイール支持部３１３が球状回転体２０の表面に接触すると、オムニホイール３１はホイール本体部３１１の回転軸方向に移動することができなくなってしまう。
【００１７】
そこで、樽状ホイール支持部３１３が球状回転体２０の表面に接触しまうおそれがある場合、オムニホイール３１を回転軸方向に複数段設ける。また、樽状ホイール支持部３１３の位置は、他段のオムニホイール３１における樽状ホイール３１５の位置となるように、複数のオムニホイール３１を一体化して構成する。図３は、オムニホイール３１を回転軸方向に２段設けた場合の構成を示している。図３のように、オムニホイール３１を回転軸方向に２段設けると、樽状ホイール支持部３１３が接地面の位置となっても他段のオムニホイール３１の樽状ホイール３１５が接地面の位置となる。したがって、オムニホイール３１は、回転位置によらずホイール本体部３１１の回転軸方向に移動可能となる。
【００１８】
次に、図１に示すように、オムニホイール３１ａとホイール駆動部３２ａは、駆動保持部３３ａによって保持されている。駆動保持部３３ａは、フレーム部４０に取り付けられており、オムニホイール３１ａを球状回転体２０に押圧した状態に保持する。
【００１９】
オムニホイール３１ａの回転軸にはホイール駆動部３２ａの回転軸が挿通されて、ホイール駆動部３２ａによってオムニホイール３１ａのホイール本体部が回転される。駆動保持部３３ａの保持フレーム３３１ａは、オムニホイール３１ａを回転可能な状態で保持する。また、保持フレーム３３１ａは、ホイール駆動部３２ａの本体を固定して保持する。
【００２０】
保持フレーム３３１ａの一端はフレーム部４０の荷台４１と接続されており、他端で上述のようにオムニホイール３１ａとホイール駆動部３２ａを保持する。保持フレーム３３１ａは、荷台４１との接続部分を支点３３２ａとして、オムニホイール３１ａを球状回転体２０に当接する方向またはオムニホイール３１ａを球状回転体２０から離脱させる方向に回動可能とされている。
【００２１】
サスペンション３３３ａは、保持フレーム３３１ａと荷台４１との間に介在されている。サスペンション３３３ａは、オムニホイール３１ａが最適な力で球状回転体２０に押し付けられるように、保持フレーム３３１ａを押圧する。
【００２２】
このため、オムニホイール３１ａは、駆動保持部３３ａによって球状回転体２０に押圧された状態で保持される。したがって、駆動部３０は、オムニホイール３１ａを介して、ホイール駆動部３２ａから球状回転体２０に駆動力を伝達することができる。また、オムニホイール３１ａが最適な力で球状回転体２０に押し付けられるので、球状回転体２０とオムニホイール３１ａとの間の摩擦力を利用して、ホイール駆動部３２ａから球状回転体２０に伝達される駆動力の損失を少なくできる。なお、保持フレーム３３１ａと荷台４１との間にはストッパ３３４ａが設けられている。ストッパ３３４ａは、保持フレーム３３１ａにおける離脱方向の所定量以上の回動を規制する。
【００２３】
また、オムニホイール３１ｂ，３１ｃ、ホイール駆動部３２ｂ，３２ｃ、駆動保持部３３ｂ，３３ｃの保持フレーム３３１ｂ，３３１ｃやサスペンション３３３ｂ，３３３ｃおよびストッパ３３４ｂ，３３４ｃも、オムニホイール３１ａ、ホイール駆動部３２ａ、駆動保持部３３ａの保持フレーム３３１ａ、サスペンション３３３ａ、ストッパ３３４ａと同様に構成されている。
【００２４】
球状回転体２０の頭頂部には、直動駆動部３５が設けられている。直動駆動部３５の一方の端部は、荷台４１に固定されている。また、直動駆動部３５の他方の端部にはボールキャスタ３６が設けられて、直動駆動部３５が動作したとき、ボールキャスタ３６が球状回転体２０の中心方向に進退するようになされている。このため、直動駆動部３５によって、球状回転体２０を直動駆動部３５の進退方向に移動させることができる。また、直動駆動部３５にボールキャスタ３６が設けられていることから、直動駆動部３５によって球状回転体２０の移動を行っても、球状回転体２０の転動が可能となる。
【００２５】
フレーム部４０の荷台４１には、包持される球状回転体２０の方向に支柱が複数立設されている。例えば図１に示すように、３つの支柱４２ａ，４２ｂ，４２ｃが立設されている。支柱４２ａ，４２ｂ，４２ｃの先端は環状フレーム４３の一方の面に固定されている。環状フレーム４３の他方の面には、複数の球状回転体保持部例えば図１に示すように、３つの球状回転体保持部５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設けられている。ここで、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、球状回転体２０の一方の半球面側に設けられており、球状回転体２０の他方の半球面側に、球状回転体保持部５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設けられている。
【００２６】
球状回転体保持部５１ａは環状フレーム４３との接続部分を支点５１１ａとして、球状回転体２０と当接または離脱する方向に回動可能とされている。また、球状回転体保持部５１ａの先端側であって球状回転体２０と対向する面には、ボールキャスタ５２ａが設置されている。さらに、球状回転体保持部５１ａには、図示せずも球状回転体保持部５１ａの先端側に設けたボールキャスタ５２ａを、最適な力で球状回転体２０に押し付けるサスペンション（図示せず）が設けられている。なお、球状回転体保持部５１ｂ，５１ｃも球状回転体保持部５１ａと同様に構成されている。
【００２７】
図４は、ホイール駆動部と直動駆動部によって駆動動作が行われたときのオムニホイールの位置と球状回転体保持部の位置の変化を図示したものである。なお、図４では、球状回転体２０の中心を基準とした鉛直方向をｚ軸としている。また、荷台４１が水平状態とされており、球状回転体２０の中心を基準としてｚ軸に対してオムニホイール３１ｃが設けられている方向をｘ軸、球状回転体２０の中心を基準として、ｘ軸およびｚ軸に対して直交する方向をｙ軸としている。さらに、図４では、球状回転体２０においてオムニホイール３１ａが当接する位置ＰＭａと球状回転体保持部５１ａが当接する位置ＰＨａを示している。また、
【００２８】
ここで、球状回転体２０の表面を極座標で示すものとしたとき、オムニホイール３１ａがホイール駆動部３２ａによって駆動されると、偏角φのみが変化して位置ＰＭａが移動する。また、位置ＰＭａに連動して位置ＰＨａも移動する。
【００２９】
次に、直動駆動部３５によって球状回転体２０が駆動されると、球状回転体２０は、ｚ軸方向に移動する。ここで、オムニホイール３１ａは、樽状ホイールによってオムニホイール３１ａの回転方向に対して直交する方向の移動が可能とされている。また、オムニホイール３１ａは、駆動保持部３３ａによって、球状回転体に押圧された状態で保持される。したがって、球状回転体２０の中心を基準としたとき、偏角θのみが変化して位置ＰＭａが移動することになる。また、位置ＰＭａに連動して位置ＰＨａも移動する。さらに、他のオムニホイール３１ｂやオムニホイール３１ｃが駆動されると、あるいは直動駆動部３５と他のオムニホイール３１ｂやオムニホイール３１ｃが駆動されると、偏角φおよび偏角θが変化して位置ＰＭａが移動する。また、位置ＰＭａに連動して位置ＰＨａも移動する。
【００３０】
図５は、球状回転体２０と駆動部３０の断面概略図を示している。なお、図５において、図５の（Ａ）は搬送装置の正面図であり、図５の（Ａ）におけるＡ−Ａ’位置の断面概略図を図５の（Ｂ）に示している。
【００３１】
球状回転体２０は、中空体である球状フレーム部２１と球状フレーム部２１の外面側に設けられた表面部２２、球状フレーム部２１の内部に設けられたバランサ２５で構成されている。
【００３２】
表面部２２は、球状回転体２０の走行面およびオムニホイール３１に対して十分な摩擦力が得られる材料を用いて構成されている。また、表面部２２は、走行面の変化状態（例えば凹凸）に対応できるように変形可能な材料を用いて構成されている。具体的には、ゴムのような弾性体を用いて構成する。
【００３３】
ここで、球状フレーム部２１が剛体であると、球状フレーム部２１の表面にゴムのような弾性体を用いて表面部２２を形成しても、球状回転体２０の走行面の変化状態による影響や駆動部３０の振動等を吸収することが困難となる。そこで、球状フレーム部２１と表面部２２の間に圧縮気体充填部２３を設けて気体を圧縮充填することで、球状回転体２０をいわゆるタイヤ構造とする。このように気体が圧縮充填されている圧縮気体充填部２３を設けるものとすれば、球状回転体２０は、走行面の変化状態による影響や駆動部３０の振動等を吸収することが可能となる。
【００３４】
バランサ２５は、中空体である球状フレーム部２１の内壁に沿って転動可能とされており、球状回転体２０の回転位置にかかわらず球状回転体２０の底部に位置するものである。このバランサ２５は、例えば比重の大きい固体状球体を用いる。また、適量の液体や粒状や砂状の固形物等を球状フレーム部２１に注入して、バランサ２５としてもよい。
【００３５】
なお、図１や図５に図示せずも、搬送装置１０には、フレーム部４０の動きに応じた検出信号を生成するセンサ部、ホイール駆動部や直動駆動部を駆動制御するための制御部、ホイール駆動部や直動駆動部を駆動するために必要とされる電力の供給を行う電源部、搬送装置１０の動作設定等をユーザが行うときに操作する操作部等が設けられている。
【００３６】
このように、オムニホイールや球状回転体保持部等を搬送装置１０に設けることで、球状回転体２０を包持した状態で安定して転動させることが可能となり、走行面上で球状回転体を転動させることによって、フレーム部４０の移動および／または回転を行うことができる。また、直動駆動部３５を設けることで、球状回転体の転動では移動できない方向にフレーム部４０を移動させることが可能となる。
【００３７】
次に、搬送装置１０の動作について説明する。図６は搬送装置で実現可能な動きの自由度を示している。搬送装置１０では、ホイール駆動部によってオムニホイールを駆動することで５つの自由度、すなわちｘ軸方向とｙ軸方向の移動、ｘ軸を回転軸としたＲｏｌｌ回転、ｙ軸を回転軸としたＰｉｔｃｈ回転、ｚ軸を回転軸としたＹａｗ回転が可能となる。さらに、直動駆動部を駆動することによって、さらに１つの自由度、すなわち球状回転体の転動では行うことができないｚ軸方向の移動が可能となる。
【００３８】
以下にこの自由度を実現する原理について説明する。なお、以下の説明では、球状回転体２０の中心を基準とした鉛直方向をｚ軸、荷台４１が水平状態とされており、球状回転体２０の中心を基準としてｚ軸に対してオムニホイール３１ｃが設けられている方向をｘ軸、球状回転体２０の中心を基準として、ｘ軸およびｚ軸に対して直交する方向をｙ軸とする。
【００３９】
球状回転体２０を転動させて、走行面に対して鉛直方向の成分を含まない全方向に搬送装置１０を移動する場合の動作ついて説明する。ホイール駆動部によって生じた駆動力を、オムニホイールを介して球状回転体２０に伝達したとき、球状回転体２０に対して駆動力ベクトルが生ずる。図７は、球状回転体に対して生ずる駆動力ベクトルを示している。なお、図７において、駆動力ベクトルＶＣaは、オムニホイール３１ａによって生ずる駆動力ベクトルを示したものである。また、駆動力ベクトルＶＣｂは、オムニホイール３１ｂによって生ずる駆動力ベクトル、駆動力ベクトルＶＣｃは、オムニホイール３１ｃによって生ずる駆動力ベクトルを示したものである。
【００４０】
各オムニホイールによって生ずる駆動力ベクトルは、オムニホイールの回転方向や回転速度によって決定されるものである。また、搬送装置１０を移動させる駆動力ベクトルは、駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃの合力により決定される。つまり、搬送装置１０をｘ方向に移動する場合、駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃにおけるｘ成分の合力を利用する。また、搬送装置１０をｙ方向に移動する場合、駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃにおけるｙ成分の合力を利用する。
【００４１】
したがって、搬送装置１０は、それぞれの方向における駆動力により球状回転体２０を転動させることで、走行面に対して鉛直方向の成分を含まない全方向に搬送装置１０を移動させることができる。なお、搬送装置１０は、球状回転体２０を転動させる場合、上述のようにオムニホイールおよびホイール駆動部を３個用いる場合に限られるものではなく、４個以上用いるものとしてもよい。この場合にも、搬送装置１０は、ホイール駆動部によって各オムニホイールを駆動することで、上述のように駆動力ベクトルの合力で球状回転体２０を転動させて全方向の移動が可能となる。
【００４２】
図８は、Ｐｉｔｃｈ方向の回転を行う場合の動作を説明するための図である。Ｐｉｔｃｈ回転はｙ軸を回転軸とした回転であるので、図８に示す矢印Ｍｐの回転となる。球状回転体２０と駆動部３０およびフレーム部４０は、一体となって走行面９０を球状回転体２０が転動することで矢印Ｍｐ方向の回転を実現する。ここで回転を実現する原理を述べる。
【００４３】
駆動部３０は、上述した移動方法によってｘ軸方向に等速移動を行う。駆動部３０は、ブレーキを掛けることにより走行方向（例えばｘ方向とする）とは逆の方向（−ｘ方向）に加速度を生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向である走行方向（ｘ方向）に生じる（慣性の法則）。ここで、球状回転体２０と駆動部３０およびフレーム部４０は一体となっているので、走行方向（ｘ方向）に球状回転体２０の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部３０は、図８に示すＰｉｔｃｈ回転を生じさせることができる。
【００４４】
また、駆動部３０は、搬送装置１０が停止されている状態であるとき、ｘ軸方向の移動を開始させることでＰｉｔｃｈ回転を生じさせるものとしてもよい。すなわち、駆動部３０は、ｘ軸方向の移動を開始して走行方向（例えば−ｘ方向とする）に加速度を生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向（ｘ方向）に生じる。ここで、球状回転体２０と駆動部３０およびフレーム部４０は一体となっているので、反対方向（ｘ方向）に球状回転体２０の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部３０は、Ｐｉｔｃｈ回転を生じさせることができる。
【００４５】
なお、駆動部３０は、−ｘ方向に等速移動を行っているときブレーキを掛けるものとしたり、停止状態からｘ方向の移動を開始させることで、逆方向のＰｉｔｃｈ回転を生じさせることもできる。また、駆動部３０は、上述のようにオムニホイールおよびホイール駆動部を４個以上使用して、同様の原理によりＰｉｔｃｈ回転を行うものとしてもよい。
【００４６】
図９は、Ｒｏｌｌ方向の回転を行う場合の動作を説明するための図である。Ｒｏｌｌ回転はｘ軸を回転軸とした回転であるので、図９に示す矢印Ｍｒの回転となる。球状回転体２０と駆動部３０およびフレーム部４０は、一体となって走行面９０を球状回転体２０が転動することで矢印Ｍｒ方向の回転を実現する。次に回転を実現する原理を述べる。
【００４７】
駆動部３０は、上述した移動方法によってｙ軸方向に等速移動を行う。駆動部３０は、ブレーキを掛けることにより走行方向（例えばｙ方向とする）とは逆の方向（−ｙ方向）に加速度が生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向である走行方向（ｙ方向）に生じる（慣性の法則）。ここで、球状回転体２０と駆動部３０およびフレーム部４０は一体となっているので、走行方向（ｙ方向）に球状回転体２０の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部３０は、図９に示すＲｏｌｌ回転を生じさせることができる。
【００４８】
また、駆動部３０は、搬送装置１０が停止されている状態であるとき、ｙ軸方向の移動を開始させることでＲｏｌｌ回転を生じさせるものとしてもよい。すなわち、駆動部３０は、ｙ軸方向の移動を開始して走行方向（例えば−ｙ方向とする）に加速度を生じさせる。この加速度により慣性力が加速度とは反対方向（ｙ方向）に生じる。ここで、球状回転体２０と駆動部３０およびフレーム部４０は一体となっているので、反対方向（ｙ方向）に球状回転体２０の中心を回転中心とした回転モーメントが生じる。よって、駆動部３０は、Ｒｏｌｌ回転を生じさせることができる。
【００４９】
なお、駆動部３０は、−ｙ方向に等速移動を行っているときブレーキを掛けるものとしたり、停止状態からｙ方向の移動を開始させることで、逆方向のＲｏｌｌ回転を生じさせることもできる。また、駆動部３０は、上述のようにオムニホイールおよびホイール駆動部を４個以上使用して、同様の原理によりＲｏｌｌ回転を行うものとしてもよい。
【００５０】
次にＹａｗ方向の回転について説明する。Ｙａｗ方向の回転はｚ軸を回転軸とした回転である。ここで、図７に示す駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃのそれぞれの大きさが等しい場合、ｘ成分とｙ成分それぞれの合力は打ち消されて、ｚ軸を回転軸とした時計回り方向に回転モーメントのみ残る。よって、駆動部３０は、駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃのそれぞれの大きさを等しくして、このとき生じた回転モーメントにより球状回転体２０上を旋回して、Ｙａｗ回転を生じさせる。また、駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃの方向を逆方向としてそれぞれの大きさを等しくした場合にも、ｘ成分とｙ成分それぞれの合力は打ち消されてｚ軸を回転軸とした反時計回り方向に回転モーメントのみ残る。よって、駆動部３０は、駆動力ベクトルＶＣａ，ＶＣｂ，ＶＣｃの方向を逆方向としてそれぞれの大きさを等しくすることで、逆方向にＹａｗ回転を生じさせることもできる。
【００５１】
次に図１０および図１１を用いてｚ方向の移動について説明する。ｚ方向の移動は、直動駆動部３５によって行う。図１０は直動駆動部３５が最も縮んだ状態を示している。直動駆動部３５が最も縮んだとき、球状回転体２０と荷台４１は最も近接した状態となる。図１１は直動駆動部３５が最も伸びた状態を示している。直動駆動部３５が最も伸びたとき、球状回転体２０と荷台４１は最も離れた状態となる。すなわち、直動駆動部３５が伸びると荷台４１は上昇し、直動駆動部３５が縮むと荷台４１は下降する。したがって、直動駆動部３５によってｚ方向の移動が可能となる。
【００５２】
なお、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃやボールキャスタ５２ａ，５２ｂ，５２ｃは、サスペンションによって球状回転体２０に押し付けられるよう付勢されるので、図１０や図１１に示すように、直動駆動部３５が伸縮しても、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃやボールキャスタ５２ａ，５２ｂ，５２ｃは、球状回転体２０に接しながら球状回転体２０に沿って移動する。よって、搬送装置１０は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃやボールキャスタ５２ａ，５２ｂ，５２ｃが球状回転体２０に接することにより姿勢を保つことも可能となる。
【００５３】
次に，駆動動作の制御について説明する。図１２は、駆動部３０の駆動動作を制御する制御システムの構成を示している。
【００５４】
センサ部６０は、フレーム部４０の動きに応じた検出信号を生成するものであり、例えば、駆動状態検出センサ部６１と、角度検出センサ部６２および搬送装置状態検出部６３を有している。
【００５５】
駆動状態検出センサ部６１は、駆動部３０による球状回転体２０の駆動状態をフレーム部４０の動きとして検出して、検出結果を示す駆動状態検出信号ＳＥａを後述する制御部７０に供給する。駆動状態検出センサ部６１は、例えばオムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃや球状回転体２０等の回転速度を検出する速度センサ、球状回転体２０の回転速度を変化させたときに荷台４１に生じる加速度を検出する加速度センサ、直動駆動部３５によって移動される球状回転体２０（フレーム部４０）の位置を検出する位置センサ等で構成されている。
【００５６】
角度検出センサ部６２は、荷台４１の傾き状態を検出して、検出結果を示す角度検出信号ＳＥｂを制御部７０に供給する。角度検出センサ部６２は、例えば角度センサやジャイロセンサを用いて構成されている。
【００５７】
搬送装置状態検出部６３は、搬送装置１０の状態を検出して、検出結果を示す装置状態検出信号ＳＥｃを制御部７０に供給する。搬送装置状態検出部６３は、例えば搬送装置１０の移動距離を検出する測距センサ、搬送装置１０が周囲の物体に接触したか否かを検出する接触センサ、搬送装置１０の重量（搬送装置１０に他の装置等が載置されているときには他の装置等を含めた重量）を判別する荷重センサ等を用いて構成されている。なお、測距センサでは、移動距離だけでなく移動方向もあわせて検出するようにしてもよい。
【００５８】
操作部６５は、搬送装置１０の動作をユーザが操作するためのものである。操作部６５は、ユーザ操作に応じた操作信号ＰＳを生成して制御部７０に供給する。
【００５９】
制御部７０は、演算部７１と駆動信号生成部７２で構成されている。演算部７１は、搬送装置１０の動作が操作信号ＰＳによって示されたユーザ操作に応じた動作となるように制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。ここで、演算部７１は、制御信号ＣＴを生成する際に、駆動状態検出信号ＳＥａによって示された球状回転体２０の駆動状態、角度検出信号ＳＥｂによって示された傾き状態、装置状態検出信号ＳＥｃによって示された搬送装置１０の状態を考慮して制御信号ＣＴを生成する。
【００６０】
演算部７１は、例えば速度センサや加速度センサの検出結果を用いることで、オムニホイール３１によって正しく球状回転体２０が駆動されているか否かを判別することが可能となる。また、演算部７１は、位置センサの検出結果を用いることで、直動駆動部３５によって球状回転体２０の移動が正しく行われているか否かを判別できる。さらに、演算部７１は、角度センサやジャイロセンサの検出結果を用いることで、荷台４１の傾きを判別できる。したがって、演算部７１は、これらの検出結果を用いることで、上述した６つの自由度の動きのうち、ユーザによって指示された１つの自由度または複数の自由度を組み合わせた動きが正しく行われているか否かを判別することが可能となる。さらに、演算部７１は、正しい動きが行われていないと判別したときには、動きが正しくなるように制御信号ＣＴを補正する。
【００６１】
演算部７１は、例えば測距センサの検出結果を用いることで移動距離を検出することができるので、ユーザによって指示された距離だけ搬送装置１０が移動したとき、搬送装置１０を自動的に停止させることができる。また、演算部７１は、接触センサの検出結果を用いることで周囲の物体に接触したか否かを検出することができるので、周囲の物体に接触したとき、搬送装置１０を自動的に停止させることができる。さらに、演算部７１は、荷重センサの検出結果を用いることで、搬送装置１０の重量（搬送装置１０に他の装置等が載置されているときには他の装置等を含めた重量）を判別することができるので、例えば重い装置等が載置されたときに、ホイール駆動部３２ａ，３２ｂ，３２ｃや直動駆動部３５の駆動力を高めることで、ユーザによって指示された動きが可能となる。さらに、載置された装置等が重すぎて搬送装置１０では搬送できないような場合であっても、ホイール駆動部３２や直動駆動部３５による駆動が行われてしまうことを防止することも可能となる。
【００６２】
駆動信号生成部７２は、搬送装置１０の動作がユーザ操作に応じた動作となるように、制御信号ＣＴに基づき駆動信号を生成する。例えば駆動信号ＤＲａを生成してホイール駆動部３２ａに供給する。また、駆動信号ＤＲｂを生成してホイール駆動部３２ｂ、駆動信号ＤＲｃを生成してホイール駆動部３２ｃ、駆動信号ＤＲｄを生成して直動駆動部３５にそれぞれ供給する。
【００６３】
ホイール駆動部３２ａは、駆動信号ＤＲａに基づいてオムニホイール３１ａを回転駆動する。ホイール駆動部３２ｂは、駆動信号ＤＲｂに基づいてオムニホイール３１ｂを回転駆動する。ホイール駆動部３２ｃは、駆動信号ＤＲｃに基づいてオムニホイール３１ｃを回転駆動する。直動駆動部３５は、駆動信号ＤＲｄに基づいてボールキャスタ３６を、球状回転体２０の中心方向に進退させる。
【００６４】
図１３は、ｘ方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。演算部７１は、操作部６５からの操作信号ＰＳによって、ｘ方向の移動操作が行われたことを判別したとき、オムニホイール３１ａ，３１ｂを回転駆動する制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。なお、オムニホイール３１ｃは、図７に示すようにｘ方向に対して直交する方向に向いているものとする。
【００６５】
駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号ＤＲａ，ＤＲｂを生成して、駆動信号ＤＲａをホイール駆動部３２ａ、駆動信号ＤＲｂをホイール駆動部３２ｂに供給する。
【００６６】
ホイール駆動部３２ａは、駆動信号ＤＲａに基づいてオムニホイール３１ａを回転駆動する。また、ホイール駆動部３２ｂは、駆動信号ＤＲｂに基づいてオムニホイール３１ｂを回転駆動する。
【００６７】
センサ部６０は、オムニホイール３１ａ，３１ｂや球状回転体２０等の回転を検出して検出信号を演算部７１に供給する。演算部７１はセンサ部６０からの検出信号に基づき、ｘ方向の移動が正しく行われているか否かを判別して、ｘ方向の移動が正しく行われていないと判別したときには、ｘ方向の移動が正しく行われるように制御信号ＣＴを補正する。すなわち、演算部７１は、オムニホイール３１ａによって生じる駆動力ベクトルとオムニホイール３１ｂによって生じる駆動力ベクトルの合力がｘ方向となるように制御信号ＣＴを補正する。また、演算部７１は、球状回転体２０のｘ方向の移動が所望の移動量だけ行われているか否かを判別して、所望の移動量となるまで制御信号ＣＴの生成および供給を行う。
【００６８】
このような制御を行うものとすれば、搬送装置１０は、ｘ方向に所望の移動量だけ正しく移動動作を行うことができる。
【００６９】
図１４は、ｙ方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。演算部７１は、操作部６５からの操作信号ＰＳによって、ｙ方向の移動操作が行われたことを判別したとき、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃを回転駆動する制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。なお、オムニホイール３１ｃは、図７に示すようにｘ方向に対して直交する方向に向いているものとする。
【００７０】
駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号ＤＲａ，ＤＲｂ，ＤＲｃを生成して、駆動信号ＤＲａをホイール駆動部３２ａ、駆動信号ＤＲｂをホイール駆動部３２ｂ、駆動信号ＤＲｃをホイール駆動部３２ｃに供給する。
【００７１】
センサ部６０は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃや球状回転体２０等の回転を検出して検出信号を演算部７１に供給する。演算部７１はセンサ部６０からの検出信号に基づき、ｙ方向の移動が正しく行われているか否かを判別して、ｙ方向の移動が正しく行われていないと判別したときには、ｙ方向の移動が正しく行われるように制御信号ＣＴを補正する。すなわち、演算部７１は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃによって生じる各駆動力ベクトルの合力がｙ方向となるように制御信号ＣＴを補正する。また、演算部７１は、球状回転体２０のｙ方向の移動が所望の移動量だけ行われているか否かを判別して、所望の移動量となるまで制御信号ＣＴの生成および供給を行う。
【００７２】
このような制御を行うものとすれば、搬送装置１０は、ｙ方向に所望の移動量だけ正しく移動動作を行うことができる。
【００７３】
図１５は、ｚ方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。演算部７１は、操作部６５からの操作信号ＰＳによって、ｚ方向の移動操作が行われたことを判別したとき、ボールキャスタ３６を球状回転体２０の中心方向に進退させる制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。
【００７４】
駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号ＤＲｄを生成して、駆動信号ＤＲｄを直動駆動部３５に供給する。直動駆動部３５は、駆動信号ＤＲｄに基づいてボールキャスタ３６を球状回転体２０の中心方向に進退させる。
【００７５】
センサ部６０は、ボールキャスタ３６あるいは球状回転体２０等の位置を検出して検出信号を演算部７１に供給する。演算部７１はセンサ部６０からの検出信号に基づき、球状回転体２０のｚ方向の移動が所望の移動量だけ行われているか否かを判別して、所望の移動量となるまで、制御信号ＣＴの生成および供給を行う。
【００７６】
このような制御を行うものとすれば、搬送装置１０は、ｚ方向に正しく移動動作を行うことができる。
【００７７】
Ｐｉｔｃｈ回転を行うときは、図１３に示す制御を行う。演算部７１は、操作部６５からの操作信号ＰＳによって、Ｐｉｔｃｈ回転の操作が行われたことを判別したとき、ｘ方向または−ｘ方向の加速度を生じさせるように制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。
【００７８】
駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号ＤＲａ，ＤＲｂを生成して、駆動信号ＤＲａをホイール駆動部３２ａ、駆動信号ＤＲｂをホイール駆動部３２ｂに供給する。
【００７９】
ホイール駆動部３２ａは、駆動信号ＤＲａに基づいてオムニホイール３１ａの回転速度を変化させる。また、ホイール駆動部３２ｂは、駆動信号ＤＲｂに基づいてオムニホイール３１ｂの回転速度を変化させる。
【００８０】
センサ部６０は、オムニホイール３１ａ，３１ｂや球状回転体２０等の回転や荷台４１の傾きを検出して検出信号を演算部７１に供給する。演算部７１はセンサ部６０からの検出信号に基づき、Ｐｉｔｃｈ回転が正しく行われているか否かを判別して、Ｐｉｔｃｈ回転が正しく行われていないと判別したときには、Ｐｉｔｃｈ回転が正しく行われるように制御信号ＣＴを補正する。すなわち、演算部７１は、オムニホイール３１ａ，３１ｂの回転速度を調整してｘ方向または−ｘ方向の加速度を変化させることで、所望のＰｉｔｃｈ回転が生じるように制御信号ＣＴを補正する。
【００８１】
このような制御を行うものとすれば、搬送装置１０は、Ｐｉｔｃｈ回転を正しく行うことができる。
【００８２】
Ｒｏｌｌ回転を行うときは、図１４に示す制御を行う。演算部７１は、操作部６５からの操作信号ＰＳによって、Ｒｏｌｌ回転の操作が行われたことを判別したとき、ｙ方向または−ｙ方向の加速度を生じさせるように制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。
【００８３】
駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号ＤＲａ，ＤＲｂ，ＤＲｃを生成して、駆動信号ＤＲａをホイール駆動部３２ａ、駆動信号ＤＲｂをホイール駆動部３２ｂ、駆動信号ＤＲｃをホイール駆動部３２ｃに供給する。
【００８４】
ホイール駆動部３２ａは、駆動信号ＤＲａに基づいてオムニホイール３１ａの回転速度を変化させる。また、ホイール駆動部３２ｂは、駆動信号ＤＲｂに基づいてオムニホイール３１ｂの回転速度を変化させる。ホイール駆動部３２ｃは、駆動信号ＤＲｃに基づいてオムニホイール３１ｃの回転速度を変化させる。
【００８５】
センサ部６０は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃや球状回転体２０等の回転や荷台４１の傾きを検出して検出信号を演算部７１に供給する。演算部７１はセンサ部６０からの検出信号に基づき、Ｒｏｌｌ回転が正しく行われているか否かを判別して、Ｒｏｌｌ回転が正しく行われていないと判別したときには、Ｒｏｌｌ回転が正しく行われるように制御信号ＣＴを補正する。例えば、演算部７１は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃの回転速度を調整してｙ方向または−ｙ方向の加速度を変化させることで、所望のＲｏｌｌ回転が生じるように制御信号ＣＴを補正する。
【００８６】
このような制御を行うものとすれば、搬送装置１０は、Ｒｏｌｌ回転を正しく行うことができる。
【００８７】
Ｙａｗ回転を行うときは、図１４に示す制御を行う。演算部７１は、操作部６５からの操作信号ＰＳによって、Ｙａｗ回転の操作が行われたことを判別したとき、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃを回転駆動するように制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。
【００８８】
駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号ＤＲａ，ＤＲｂ，ＤＲｃを生成して、駆動信号ＤＲａをホイール駆動部３２ａ、駆動信号ＤＲｂをホイール駆動部３２ｂ、駆動信号ＤＲｃをホイール駆動部３２ｃに供給する。
【００８９】
ホイール駆動部３２ａは、駆動信号ＤＲａに基づいてオムニホイール３１ａを回転駆動する。また、ホイール駆動部３２ｂは、駆動信号ＤＲｂに基づいてオムニホイール３１ｂを回転駆動する。さらに、ホイール駆動部３２ｃは、駆動信号ＤＲｃに基づいてオムニホイール３１ｃを回転駆動する。
【００９０】
センサ部６０は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃや球状回転体２０等の回転を検出して検出信号を演算部７１に供給する。演算部７１はセンサ部６０からの検出信号に基づき、Ｙａｗ回転が正しく行われているか否かを判別して、Ｙａｗ回転が正しく行われていないと判別したときには、Ｙａｗ回転が正しく行われるように制御信号ＣＴを補正する。すなわち、演算部７１は、オムニホイール３１ａ，３１ｂ，３１ｃによって生じる各駆動力ベクトルの合力が打ち消されて、ｚ軸を中心とした所望の方向の回転モーメントのみが残るように制御信号ＣＴを補正する。
【００９１】
このような制御を行うものとすれば、搬送装置１０は、Ｙａｗ回転を正しく行うことができる。
【００９２】
このように、球状回転体と、この球状回転体を所望の方向に転動させる球状回転体駆動部、フレーム部に取り付けられて球状回転体駆動部を前記球状回転体に押圧した状態に保持する駆動保持部を設けて、球状回転体駆動部の駆動制御を行うものとすれば、走行面上で球状回転体を転動させることによって、フレーム部の移動および／または回転を自由に行うことができる。また、搬送装置を小型化できるので、例えば狭いところでも移動が可能となり、駆動範囲を広げることができる。さらに、直動駆動部を設けることで、球状回転体の転動では移動できない方向への移動も可能となる。
【００９３】
ところで、図１２は、ユーザ操作を示す操作信号ＰＳに応じて搬送装置１０を駆動する場合について説明したが、搬送装置１０でどのような駆動を行うか示した駆動情報を予め設定しておき、設定されている駆動情報に基づいて搬送装置１０を駆動するものとすれば、搬送装置１０の動作をユーザがその都度設定しなくとも、容易に所望の動作を行わせることができる。
【００９４】
図１６は、制御システムの他の構成として、予め設定されている駆動情報に基づいて駆動部３０の駆動動作を制御する場合を示している。なお、図１６において、図１２と対応する部分については同一符号を付している。操作部６５は、上述のようにユーザ操作に応じて操作信号ＰＳを生成して駆動情報取得部６８に供給する。
【００９５】
駆動情報取得部６８は、操作信号ＰＳによって駆動情報の登録開始操作が行われたことを判別したとき、例えばセンサ部６０で生成される種々の検出信号を駆動情報ＤＳとしてメモリ部６９に記憶させる処理を開始する。また、駆動情報取得部６８は、操作信号ＰＳによって駆動情報の登録終了操作が行われたことを判別したとき、駆動情報ＤＳをメモリ部６９に記憶させる処理を終了する。
【００９６】
ユーザは、操作部６５から駆動情報の登録開始操作を行ったのち、搬送装置１０を手動で操作して所望の動き（移動や回転および揺動等）を行わせる。また、ユーザは、所望の動きを行わせる操作が完了したとき、操作部６５から駆動情報の登録終了操作を行う。
【００９７】
このように、駆動情報の登録操作が行われたとき，駆動情報取得部６８は、登録開始操作から登録終了操作が行われるまでの期間中にセンサ部６０で生成された検出信号を順次メモリ部６９に記憶させる。
【００９８】
駆動情報取得部６８は、操作信号ＰＳによって搬送装置１０の駆動指示操作が行われたことを判別したとき、ユーザによって指示された駆動情報ＤＳをメモリ部６９から読み出して制御部７０の演算部７１に供給する。
【００９９】
演算部７１は、センサ部６０で生成される検出信号が、メモリ部６９から読み出した駆動情報ＤＳに対応した信号となるように制御信号ＣＴを生成する。例えば、センサ部６０で生成される種々の検出信号が駆動情報ＤＳとされているとき、メモリ部６９から供給された駆動情報ＤＳによって示された検出信号と、センサ部６０から供給される検出信号が一致するように制御信号ＣＴを生成して駆動信号生成部７２に供給する。駆動信号生成部７２は、制御信号ＣＴに基づき駆動信号を生成して駆動部３０に供給する。
【０１００】
このように駆動部３０の駆動動作を制御すれば、ユーザが搬送装置１０を手動で操作して所望の動きを行わせて、このとき得られた駆動情報をメモリ部６９に記憶されることで、所望の動きを搬送装置１０に登録することができる。また、記憶されている駆動情報を用いることで、登録した動きを搬送装置１０で自動的に再現することができるようになる。
【０１０１】
次に、搬送装置が適用された機器について説明する。図１７は、搬送装置を用いて例えばロッキングチェアを構成した場合を示している。ロッキングチェア８０の座部８１の下方には、図示せずも搬送装置が設けられている。搬送装置は、荷台が例えば座部８１に固定されており、球状回転体が床面と接した状態とされている。
【０１０２】
このように、搬送装置を用いてロッキングチェア８０を構成すれば、ロッキングチェア８０は、搬送装置１０においてｘ方向やｙ方向の移動，ｘ軸周りのＲｏｌｌ回転やｙ軸周りのＰｉｔｃｈ回転およびｚ軸周りのＹａｗ回転，さらにｚ方向の移動を行うことで、自由度の高い揺動動作を行うことが可能となる。
【０１０３】
さらに、ユーザが手動でロッキングチェア８０を揺動させて、このときの動きに応じた駆動情報をメモリ部に登録すれば、この登録した駆動情報を用いることで、ユーザが行った揺動動作をロッキングチェア８０で自動的に行わせることができる。
【０１０４】
図１８は、搬送装置１０を撮像装置に適用した場合を示している。撮像装置８５は、搬送装置１０の荷台４１に例えばレンズや撮像素子等からなる撮像部８６を設けた構成とされている。
【０１０５】
このように、搬送装置１０を撮像装置８５に適用すれば、撮像装置８５は、搬送装置１０においてｘ方向やｙ方向の移動，ｘ軸周りのＲｏｌｌ回転やｙ軸周りのＰｉｔｃｈ回転およびｚ軸周りのＹａｗ回転，さらにｚ方向の移動を行うことで、自由度の高い撮像動作を行うことが可能となる。例えば、人の立入りが禁止されている場所や、空間が狭いために人が入れない場所等であっても、搬送装置１０によって撮像部８６を移動させることで、撮像装置８５は自由度の高い撮像動作を行うことできる。
【０１０６】
さらに、ユーザが手動で撮像装置８５の移動等を行い、このときの動きに応じた駆動情報をメモリ部に登録すれば、この登録した駆動情報を用いることで、ユーザが行った移動動作等を自動的に再現できるので、撮像装置８５は自由度の高い所望の撮像動作を容易に行うことができる。また、搬送装置１０を用いて映像提示装置、例えばプロジェクタ装置を構成すれば、任意の方向に映像を投射することが可能となるので、自由度の高い映像提示動作を行える。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
この発明によれば簡単な構成で自由度の高い動きが可能となるので、ロボット等のように移動動作を行う機器やロッキングチェアー等のように揺動動作を行う機器に適用できる。また、移動手段を有していない機器例えば撮像装置や映像提示装置等に用いることで多様な撮像動作や映像提示動作を行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】搬送装置の構成を示す図である。
【図２】オムニホイールを示す斜視図である。
【図３】オムニホイールを回転軸方向に２段設けたときの斜視図である。
【図４】ホイール駆動部と直動駆動部によって駆動動作が行われたときの、オムニホイールと球状回転体保持部の位置の変化を示す図である。
【図５】球状回転体と駆動部の断面概略図を示す図である。
【図６】搬送装置で実現可能な自由度を示す図である。
【図７】球状回転体に対して生ずる駆動力ベクトルを示す図である。
【図８】Ｐｉｔｃｈ方向の回転を行う場合の動作を説明するための図である。
【図９】Ｒｏｌｌ方向の回転を行う場合の動作を説明するための図である。
【図１０】ｚ軸方向の移動動作を説明するための図である。
【図１１】ｚ軸方向の移動動作を説明するための図である。
【図１２】制御システムの構成を示す図である。
【図１３】ｘ軸方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。
【図１４】ｙ軸方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。
【図１５】ｚ軸方向の移動動作を行うときの制御を説明するための図である。
【図１６】制御システムの他の構成を示す図である。
【図１７】搬送装置を用いてロッキングチェアを構成した場合を示す図である。
【図１８】搬送装置を撮像装置に適用した場合を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０・・・搬送装置、２０・・・球状回転体、２１・・・球状フレーム部、２２・・・表面部、２３・・・圧縮気体充填部、２５・・・バランサ、３０・・・駆動部、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・オムニホイール、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・ホイール駆動部、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ・・・駆動保持部、３５・・・直動駆動部、３６・・・ボールキャスタ、４０・・・フレーム部、４１・・・荷台、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ・・・支柱、４３・・・環状フレーム、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ・・・球状回転体保持部、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ・・・ボールキャスタ、６０・・・センサ部、６１・・・駆動状態検出センサ部、６２・・・角度検出センサ部、６３・・・搬送装置状態検出部、６５・・・操作部、６８・・・駆動情報取得部、６９・・・メモリ部、７０・・・制御部、７１・・・演算部、７２・・・駆動信号生成部、８０・・・ロッキングチェア、８１・・・座部、８５・・・撮像装置、８６・・・撮像部、９０・・・走行面、３１１・・・ホイール本体部、３１２・・・軸穴、３１３・・・樽状ホイール支持部、３１５・・・樽状ホイール、３３１ａ，３３１ｂ，３３１ｃ・・・保持フレーム、３３２ａ，５１１ａ・・・支点、３３３ａ，３３３ｂ，３３３ｃ・・・サスペンション、３３４ａ，３３４ｂ，３３４ｃ・・・ストッパ
【図１】
2009234524.tif 000003
【図２】
2009234524.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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