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全方向移動車両 VmaxCarrier |
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(2000 年〜)。工場内、病院、倉庫などで作業する搬送車は、狭い床面上を任意の方向に自由自在に動き回り、切り返し運転によらずに目的の場所に正確に位置付けできるような高度の運動性能が必要とされる。開発したVmaxCarrierは、i)全方向移動ができる、ii)方向転換を瞬時にできるHolonomicな運動性を持つ、iii)構造が薄くコンパクトで軽量であるなどの特徴を有する。
VmaxCarrierに使用している全方向車輪Omni-Discの基本原理を以下に示す。まず、図1のように、小車輪を支持する第1支持軸を下部の第1回転フレームに回転自由に拘束し、さらに上部の第2回転フレームの穴に車輪の偏心した第2支持軸を挿入して、小車輪の方向を拘束する。そして、図2のように、第1の回転フレームと第2の回転フレームを上下にずらして固定し、それらの中心軸を小車輪の第1支持軸と第2支持軸との偏心量xと同じだけ偏心させる。全体的に見れば図3のように上下の回転フレームの間に複数個の小車輪の支持軸が自在に回転するように取り付けてあり、立体的な平行リンク機構を構成し、常に小車輪の向きを一定に保っている。この機構により、あらゆる方向に滑らかに回転する全方向車輪が構成される。
受動型のOmni-Discの外観を写真1に示す。この車輪の静止摩擦係数は0.041、動摩擦係数は0.025である。そして、第2回転フレームを平歯車にしてモータとギヤで駆動し、小車輪と垂直な方向には推力を出すようにした能動型Omni-Discを使用した全方向移動車両VmaxCarrierの外観と仕様を写真2に示す。
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Fig.1 Hole to hold vertical shaft of wheel
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Fig.2 Side view of the Omni-Disc
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Fig.3 Principle of the Omni-Disc
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Photo.1 Passive Omni-Disc as a free caster
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Photo.2 Overview of the VmaxCarrier
(1)motor, (2)(3)the chains of both sides, (4)timing belt, (5)square frame, (6)frame support member, (7)frame support roller, (8)tensioner
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Table.1 Specifications
| Dimensions |
568mm x 568mm x 92mm |
| Total mass |
16.2kg(Without battery) |
| Portable loads |
130kg |
| Velocity |
400mm/s |
| Actuator |
12V DC motor x 4 |
| Battery |
12V/3.2Ah Lead acid battery |
| DOF |
3 |
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References:
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- 駄本,Wendy,広瀬,Vuton-II: Omni-Discを用いた全方向走行車の開発,第6回ロボティクスシンポジア予稿集, pp.255-260, (2001).
- Riichiro Damoto, Wendy Cheng and Shigeo Hirose : Holonomic Omni-Directional Vehicle with New Omni-Wheel Mechanism, In IEEE ICRA2001, Seoul, Korea (2001)
- 駄本 理一郎, 広瀬 茂男, Omni-Discを使用した全方向車両Vuton IIの開発(第2報)日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'01, 香川, (2001.6).
- Riichiro Damoto and Shigeo Hirose: Development of Holonomic Omnidirectinal Vehicle “Vuton-II” with Omni-Discs, Journal of obotics and Mechatronics Vol.14, No.2, pp.186-192,(2002).
- 多田隈建二郎,多田隈理一郎,廣瀬茂男:ホロノミック全方向移動車 VmaxCarrierの段差乗り越え性能,第20回日本ロボット学会講演会予稿集 (2002).
- 多田隈建二郎,廣瀬茂男:
- 段差踏破型全方向移動車両のためのOmni-Discの開発 ロボティクス・メカトロニクス講演会2003 講演論文集1P1-1F-F1 (2003).
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