半球形タイヤを用いた全方向移動ロボットの開発

　通常の車輪を用いた移動機構では、横方向の移動やその場での旋回は困難である。そのため方向転換には多くの作業スペースを必要とし、工場内で用いる搬送車両などでは、効率よく作業することができない。
また現在、要介護者が様々な場所を移動できるような車椅子の需要も高まっており、様々な移動機構の開発が行われている。
そこで本研究では、上述の問題を解決するため、あらゆる方向に移動できる全方向移動ロボットの開発を目的とした。さらに半球形タイヤを考案し、それを用いた全方向移動ロボットを製作した。

　全方向移動ロボットを実現するために、今日までフリーローラ機構や、直行車輪機構など様々な機構が開発されたが、本研究室で考案した半球形タイヤはコマの軸が傾いたときに回転しながら進む現象を利用している。

　下が球面のタイヤをつくり、回転軸を傾けることでタイヤの接地点が回転軸を中心とする円周上へ変化し、あらゆる方向へ進むことができる。
この半球形タイヤを用いることで次のような利点がある。

• 速度変化が滑らかに行える。
• 動作が俊敏。
• ロボットの姿勢が変わらない

　上に示した半球形タイヤを４つ用いて製作した全方向移動ロボットを左図に示す。

動作中の動画はこちら。