(57)【要約】【課題】オプション品の有無に関わらず安定して走行することができる移動体を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかる移動体は、倒立振子制御によって移動する移動体１００であって、搭乗者が搭乗するために設けられた搭乗席１１と、搭乗席１１の下側に配置された車台１２と、車台１２に対して回転可能に取り付けられた右駆動輪１８、左駆動輪２０と、右駆動輪１８、左駆動輪２０を回転駆動するモータ３４、３６と、搭乗席１１の側方に設けられ、移動体１００に対して脱着可能なオプション品を搭載可能なホルダ４１を備えている。そして、ホルダ４１が、オプション品の前後方向における重心位置を車軸Ｃ１上に配置するよう、オプション品を保持している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立振子制御によって移動する移動体であって、
搭乗者が搭乗するために設けられた搭乗席と、
前記搭乗席の下側に配置された車台と、
前記車台に対して回転可能に取り付けられた車輪と、
前記車輪を回転駆動する駆動部と、
前記搭乗席の側方に設けられ、前記移動体に対して脱着可能なオプション品を搭載可能なホルダであって、前記オプション品の前後方向における重心位置を前記車軸上に配置するよう前記オプション品を保持するホルダと、を備えた移動体。
【請求項２】
倒立振子制御によって移動する移動体であって、
搭乗者が搭乗するために設けられた搭乗席と、
前記搭乗席の下側に配置された車台と、
前記車台に対して回転可能に取り付けられた車輪と、
前記車輪を回転駆動する駆動部と、
前記搭乗席の側方に設けられ、前記移動体に対して脱着可能なオプション品を搭載可能なホルダであって、前後方向における重心位置が前記車軸上に配置されているホルダと、を備えた移動体。
【請求項３】
前記ホルダが前記搭乗席のシートよりも下側であって、車軸よりも上側に配置されている請求項１、又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記ホルダが点滴棒、ガスボンベ、及び荷物カゴのうちの少なくともいずれか１つを搭載可能であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の移動体。
【請求項５】
前記ホルダが前記搭乗席の両側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に関し、特に詳しくは倒立振子制御によって移動する移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
倒立二輪車両などの倒立車輪型移動体は、通常、左右の駆動輪を駆動して安定状態を維持するように重心位置を修正しつつ、移動を行なうように制御している。さらに、倒立状態を安定させるため、車輪上方に設けられた慣性体を駆動する構成が開示されている（特許文献１乃至３）。
【０００３】
特許文献１の倒立車輪型移動体では、走行中に、慣性体をスライド移動させている。これにより、重心位置が車軸の鉛直線上に速やかに移動するため、倒立を安定させることができる。また、台車本体には、モータを駆動するためのバッテリーや制御コントローラが搭載されている。このような倒立車輪型移動体では、例えば、ジャイロセンサからの出力に応じて、倒立状態を維持するように車輪が制御されている。すなわち、前後方向において、移動体全体の重心位置が車軸の上方になるように、車輪を制御する必要がある。また、特許文献２、３では、搭乗者が立って移動体に乗っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０５８３９号公報
【特許文献２】特開２００６−３５３０８０号公報
【特許文献３】特表２００４−５００２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、倒立車輪型移動体では、操作が簡単であるため、病人などの使用に適している。このような移動体に対して病人が座って乗る構成とするが好ましい。また、病人が使用する場合、病人に必要な様々な器具を移動体に取り付ける必要が生じる。例えば、酸素ボンベや点滴棒のオプション品を取り付けて移動しなければならない場合がある。オプション品の搭載時と、非搭載時とのいずれでも、倒立制御を行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、このようなオプション品の脱着について、何ら考慮されていない。従って、オプション品の搭載時と、非搭載時とで、重心位置が大きく変化してしまうことになる。この場合、倒立を維持することが困難になってしまう。よって、オプション品を搭載した状態では、安定した走行が困難になる。従って、重心位置を前後に移動させるためのアクチュエータ等が必要となってしまう。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、オプション品の有無に関わらず安定して走行することができる移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様にかかる移動体は、倒立振子制御によって移動する移動体であって、搭乗者が搭乗するために設けられた搭乗席と、前記搭乗席の下側に配置された車台と、前記車台に対して回転可能に取り付けられた車輪と、前記車輪を回転駆動する駆動部と、
前記搭乗席の側方に設けられ、前記移動体に対して脱着可能なオプション品を搭載可能なホルダであって、前記オプション品の前後方向における重心位置を前記車軸上に配置するよう前記オプション品を保持するホルダと、を備えたものである。これにより、オプション品を搭載した場合でも、前後方向における重心位置の変化を低減することができる。よって、安定して走行することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様にかかる移動体は、倒立振子制御によって移動する移動体であって、搭乗者が搭乗するために設けられた搭乗席と、前記搭乗席の下側に配置された車台と、前記車台に対して回転可能に取り付けられた車輪と、前記車輪を回転駆動する駆動部と、前記搭乗席の側方に設けられ、前記移動体に対して脱着可能なオプション品を搭載可能なホルダであって、前後方向における重心位置が前記車軸上に配置されているホルダと、を備えたものである。これにより、オプション品を搭載した場合でも、前後方向における重心位置の変化を低減することができる。よって、安定して走行することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記ホルダが前記搭乗席のシートよりも下側であって、車軸よりも上側に配置されているものである。これにより、倒立制御を容易に行うことができ、安定して走行することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記ホルダが点滴棒、ガスボンベ、及び荷物かごのうちの少なくともいずれか１つを搭載可能であることを特徴とするものである。これにより、病人の使用に適した移動体を提供することができる。
【００１２】
本発明の第５の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記ホルダが前記搭乗席の両側に配置されていることを特徴とするものである。これにより、左右方向の重心位置変化を低減することができる。よって、安定して走行することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、オプション品の有無に関わらず安定して走行することができる移動体を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施の形態にかかる移動体は倒立振子制御によって移動する倒立車輪型移動体である。移動体は、地面に接地した車輪を駆動することによって、所定の位置まで移動する。さらに、ジャイロセンサ等からの出力に応じて車輪を駆動することによって、倒立状態を維持することができる。また、移動体は、倒立状態を維持したまま、操作者が操作する操作量に応じて移動する。
【００１５】
図１乃至図３を用いて、本実施の形態にかかる移動体１００の構成について説明する。図１は移動体１００の構成を模式的に示す斜視図であり、図２は移動体１００の構成を模式的に示す図であり、左側に側面図、右側に正面図が示されている。図３は、移動体１００に搭乗者が搭乗した様子を示している。なお、図１、図２に示すように、移動体１００の前方向を＋Ｘ方向とし、左方向を＋Ｙ方向とし、上方向を＋Ｚ方向としている。また、図１、図２では、説明の明確化のため、一部の構成について透視して示している。さらに、図１乃至図３では、一部の構成について省略されている。
【００１６】
移動体１００は、倒立車輪型の移動体（走行体）であり、図２に示されるように、同軸上に配置された右駆動輪１８と、左駆動輪２０とを備えている。ここで、右駆動輪１８と左駆動輪２０の回転軸を車軸Ｃ１とする。移動体１００は、搭乗者が搭乗する搭乗席１１を有している。したがって、移動体１００は、人が座った状態で移動が可能な、座り乗り型モビリティロボットである。また、移動体１００は、人が乗っていない状態でも移動可能である。例えば、搭乗したいユーザが遠隔で操作すると、移動体１００がそのユーザの位置まで移動する。例えば、ユーザが呼び出しボタンなどを押すことで、移動体１００がユーザの近傍まで移動する。そして、移動体が移動ユーザの前まで移動した後、ユーザが搭乗する。
【００１７】
移動体１００には、その骨格となるフレーム１０が設けられている。フレーム１０は、軽量なアルミニウムパイプなどによって構成されている。さらに、フレーム１０を覆うカバー１３が設けられている。カバー１３は、後述する車台１２などを覆っている。移動体１００には、椅子形状の搭乗席１１が設けられている。搭乗席１１は、カバー１３やフレーム１０に固定されている。フレーム１０及びカバー１３は、搭乗席１１の形状に沿って屈曲している。
【００１８】
搭乗席１１は、シート１１ａと、シートバック１１ｂとを有している。シート１１ａは、搭乗者８０が座る座面となるため、ほぼ水平に配置されている。搭乗者８０がシート１１ａの上に座ることで、図３に示すように搭乗者８０が搭乗した状態での移動が可能となる。シートバック１１ｂは、斜め後ろ方向に延びるように形成され、搭乗者８０の背中を支える背もたれ部となる。したがって、搭乗者８０がシートバック１１にもたれた状態で、移動体１００が移動する。
【００１９】
搭乗席１１の直下には、車台１２が配置されている。車台１２には、右駆動輪１８、及び左駆動輪２０が取り付けられている。車台１２は、右駆動輪１８、及び左駆動輪２０を回転可能に支持している。右駆動輪１８、及び左駆動輪２０は、移動体１００を移動させるための車輪（駆動輪）となる。右駆動輪１８、及び左駆動輪２０は、車軸Ｃ１周りに回転する。すなわち、右駆動輪１８、及び左駆動輪２０は同軸上に配置されている。車台１２は、フレーム１０に取り付けられている。
【００２０】
この車台１２には、右駆動輪１８、左駆動輪２０を駆動するためのモータ（図示せず）等が搭載されている。また、移動体１００は倒立車輪型移動体であるため、搭乗席などを含む車体２２（上体部）が車軸Ｃ１回りに傾斜する。すなわち、搭乗席１１などを含む車体２２が回転可能に支持されている。車体２２は、車軸Ｃ１を回転中心として回転する上体部となる。換言すると、車軸Ｃ１を回転中心として、傾斜する部分が車体２２となる。この車体２２は、フレーム１０やカバー１３や搭乗席１１などを含んでいる。さらには、車台１２の一部、又は全部が車体２２に含まれていてもよい。倒立状態では、右駆動輪１８、及び左駆動輪２０の駆動によって、車体２２の傾斜角が変化する。車体２２には、傾斜角度を測定するためのジャイロセンサなどが設けられている。なお、図１に示すように、右駆動輪１８と左駆動輪２０の中間を座標中心Ｏとしている。すなわち、座標系の原点となる座標中心Ｏは、車軸Ｃ１上に存在する。移動体１００の進行方向は、水平面内において、車軸Ｃ１と垂直な方向になる。
【００２１】
車台１２の前方には、フットステップ１７が設けられている。搭乗者８０は、フットステップ１７に一度乗った後、搭乗席１１に座る。フットステップ１７は、搭乗席１１の下側に取り付けられている。また、フットステップ１７は、搭乗席１１の前方に延びている。図３に示すように、フットステップ１７には、搭乗者８０の両足が載置される。フットステップ１７は、車台１２に取り付けられている。
【００２２】
また、フットステップ１７の途中には、転倒を防止するための前方バー１４が設けられている。また、車台１２の後方には、転倒を防止するための後方バー１５が設けられている。すなわち、車軸Ｃ１よりも前側に配置された前方バー１４、及び車軸Ｃ１よりも後ろ側に配置された後方バー１５によって、前後方向への転倒を防止することができる。前方バー１４は、車台１２の前側に突出し、後方バー１５は、車台１２の後ろ側に突出している。従って、過度に前傾になると、前方バー１４の先端が地面と接触し、過度に後傾になると後方バー１５の先端が地面と接触する。
【００２３】
前方バー１４、及び後方バー１５は、回転駆動できるようになっている。前方バー１４、及び後方バー１５の回転軸は、右駆動輪１８、左駆動輪２０の車軸Ｃ１よりも下側（−Ｚ側）に配置されている。また、前方バー１４、及び後方バー１５の先端には、補助輪が設けられている。倒立状態において、補助輪を含む前方バー１４、及び後方バー１５は、地面から離れている。また、搭乗者８０が乗り降りするタイミングでは、補助輪を含む前方バー１４、及び後方バー１５が地面と接触する。
【００２４】
搭乗席１１の両側には、アームレスト１６が設けられている。アームレスト１６は、フレーム１０やカバー１３に固定されている。アームレスト１６は搭乗者８０の肘よりも若干低い位置から前方に伸びている。アームレスト１６はシート１１ａよりも高い位置に配置されている。また、アームレスト１６はシート１１ａとほぼ平行になっている。アームレスト１６は、搭乗席１１の左右両側に、それぞれ配置されている。これにより、搭乗者８０は、両腕をアームレスト１６上に載置することができる。アームレスト１６は、シートバック１１ｂの中段に取り付けられている。図３に示すように、搭乗者８０が座った状態で、アームレスト１６の上に両腕が載せられる。
【００２５】
さらに、アームレスト１６には、操作モジュール２１が設けられている。ここでは、操作モジュール２１が右側のアームレスト１６上に搭載されている。また、操作モジュール２１は、アームレスト１６の先端側に取り付けられている。これにより、搭乗者８０の右手の位置に、操作モジュール２１が配置されるため、操作性を向上することができる。操作モジュール２１には、操作レバー（図示せず）及びブレーキレバー（図示せず）が設けられている。操作レバーは、搭乗者が移動体１００の走行速度や走行方向を調整するための操作部材である、搭乗者は、操作レバーの操作量を調整することによって移動体１００の移動速度を調整することができる。また、搭乗者は、操作レバーの操作方向を調整することによって移動体１００の移動方向を指定することができる。移動体１００は、操作レバーに加えられた操作に応じて、前進、停止、後退、左折、右折、左旋回、右旋回することができる。搭乗者がブレーキレバーを倒すことによって、移動体１００を制動することができる。もちろん、操作モジュール２１は左側のアームレスト１６の搭載してもよく、両側のアームレスト１６に搭載してもよい。さらには、アームレスト１６以外に操作モジュール２１を搭載してもよい。
【００２６】
車台１２には、バッテリ３１、及び制御ボックス３２が搭載されている。バッテリ３１．及び制御ボックス３２は、車体２２の傾斜角度に応じて、車軸Ｃ１に対する前後位置が変化する。車台１２に設けられているベースプレートの上に、バッテリ３１、及び制御ボックス３２が載置されている。したがって、バッテリ３１、及び制御ボックス３２は、シート１１ａの直下に配置されることになる。ここでは、制御ボックス３２の前側に２つのバッテリ３１が配置されている。２つのバッテリ３１は、Ｙ方向に沿って配列されている。バッテリ３１は、充放電可能な二次電池である。制御ボックス３２によって、バッテリ３１の充放電が制御されている。
【００２７】
制御ボックス３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信用のインターフェースなどを有し、移動体１００の各種動作を制御する。そして、この制御ボックス３２は、例えばＲＯＭに格納された制御プログラムに従って各種の制御を実行する。制御ボックス３２は、操作モジュール２１での操作に応じて、所望の加速度、及び目標速度になるように、また、移動体１００が倒立を維持するように、ロバスト制御、状態フィードバック制御、ＰＩＤ制御などの周知のフィードバック制御により、モータ等を制御する。これにより、移動体１００が、操作モジュール２１での操作に応じて加減速しながら走行する。
【００２８】
さらに、本実施の形態では、搭乗席１１に、跳ね上げ型のシート１１ａが用いられている。すなわち、シート１１ａを跳ね上げることにより、シート１１ａの座面がほぼ水平な状態からほぼ鉛直な状態になる。すなわち、メンテナンスを行う作業者（ユーザ）がシート１１ａを跳ね上げると、シート１１ａが起立した状態で保持される。そして、シート１１ａを跳ね上げた状態でメンテナンスを行う。すなわち、跳ね上げ可能なシート１１ａを跳ね上げた後にバッテリ３１等の部品交換が行われる。部品交換だけではなく部品の修理、取り付けを行ってもよい。もちろん、通常の使用時、すなわち、走行時では、シート１１ａが跳ね上げ状態から元の水平状態に戻される。すなわち、シート１１ａの座面が水平な状態で、搭乗者８０が搭乗する。
【００２９】
このように、跳ね上げ可能なシート１１ａの直下にバッテリ３１と制御ボックス３２を配置する。これにより、メンテナンス性を向上することができる。また、通常の使用時には、シート１１ａによって、バッテリ３１及び制御ボックス３２が搭載された車台１２が覆われるこれにより、走行時において、バッテリ３１及び制御ボックス３２が外部から視認されなくなり、デザイン性が向上する。
【００３０】
跳ね上げ可能なシート１１ａの直下のスペースを、バッテリ３１及び制御ボックス３２の搭載スペースとして利用する。このようにすることで、スペースを有効活用することができ、余分なスペースを縮小することができる。よって、移動体１００の小型化を図ることができる。
【００３１】
また、バッテリ３１、及び制御ボックス３２は、車軸Ｃ１よりも上方に設置されている。バッテリ３１は、車軸Ｃ１よりも前側（＋Ｘ側）には位置され、制御ボックス３２は、車軸Ｃ１よりも後ろ側（−Ｘ側）に配置される。ここでは、制御ボックス３２とバッテリ３１とが離間して配置されている。すなわち、車軸Ｃ１の直上には、一定の隙間を隔てて、バッテリ３１と制御ボックス３２が対向配置されている。バッテリ３１を車軸Ｃ１の前側に配置することで、車体２２の重心位置を容易に車軸Ｃ１の直上に持って来ることができる。搭乗者８０の有無に関わらず、同じ傾斜角度で、重心位置が車軸Ｃ１のほぼ直上になる。
【００３２】
次に、図４を用いて、オプション品を搭載するための構成に付いて説明する。図４は、オプション品を搭載した移動体１００を示す斜視図である。ここでは、移動体１００に病人が座って搭乗する場合を想定している。すなわち、移動体１００を病院内の移動に使用する状況を想定している。従って、病人が移動する際に必要なオプション品（酸素ボンベ、点滴棒など）が必要となる。
【００３３】
図４に示すように、移動体１００の左右両側に、オプション品である酸素ボンベ４２が取り付けられている。さらに、オプション品の一つである点滴棒４３が移動体１００の左側に設けられている。なお、オプション品とは、移動体１００に対して脱着可能に設けられた物品であり、例えば、酸素ボンベ４２、点滴棒４３などである。もちろん、オプション品は、買い物カゴや、荷物入れなどであってもよい。このようなオプション品は必要時のみ移動体１００に取り付けられる。すなわち、不要時は、移動体１００に取り付けられない構成となる。
【００３４】
オプション品を取り付けた状態、及び取り付けない状態のいずれでも、移動体１００が移動できるように制御する必要がある。すなわち、オプション品の有無に関わらず、移動体１００が倒立状態を維持して移動する。また、オプション品の脱着を容易に行えることが好ましい。そこで、本実施の形態では、オプション品を搭載するためのホルダ４１を移動体１００の側面に設けている。これにより、オプション品の脱着を容易に行うことができる。ここでは、ホルダ４１が移動体１００の左右両側の側面に取り付けられている。ホルダ４１は、脱着可能なオプション品を保持することができる構成となっている。
【００３５】
例えば、ホルダ４１が、酸素ボンベ４２を保持した状態で、酸素ボンベ４２からの酸素が酸素用の配管を介して、搭乗者（病人）に供給される。また、点滴棒４３には、点滴パックが取り付けられる。そして、例えば、ホルダ４１が、酸素ボンベ４２を保持した状態で、点滴棒４３に吊るされた点滴パックから、点滴用チューブを介して、搭乗者（病人）に点滴される。このようにホルダ４１を設けることで、移動中の点滴やガス供給が可能となる。なお、オプション品は、酸素ボンベ４２や点滴棒４３に限られるものではない。例えば、ガスボンベ、買い物カゴ、荷物入れなどをオプション品としてホルダ４１に取り付けてもよい。これにより、利便性を向上することができる。
【００３６】
このホルダ４１の構成について図５を用いて説明する。図５は、酸素ボンベ４２を取り付けた状態のホルダ４１の構成を示す正面図である。図５に示すように、ホルダ４１は,
カバー１３に取り付けられている。ここでは、側面側のカバー１３にホルダ４１が固定されている。例えば、カバー１３の側面に取り付け穴を設ける。そして、ホルダ４１の一部をその取り付け穴に差し込むことによって、ホルダ４１を固定する。これにより、ホルダ４１の位置が決まる。
【００３７】
このホルダ４１には、車椅子用の酸素ボンベホルダや点滴棒ホルダを使用することができる。これにより、部品コストを低減することができる。例えば、ホルダ４１は上下２箇所で屈曲した部材となっている。そして、このホルダ４１に酸素ボンベ４２が載置される。ホルダ４１は固定具４４を有している。この固定具４４によって酸素ボンベ４２を固定する。すなわち、固定具４４を酸素ボンベ４２の外周を覆うように配置して、ホルダ４１に酸素ボンベ４２を固定する。これにより、酸素ボンベ４２が安定した状態になる。なお、ホルダ４１と固定具４４とで囲まれた空間に酸素ボンベ４２を挿入して、酸素ボンベ４２を保持していもよい。また、点滴棒４３の装着については、市販の車椅子用点滴棒ホルダを利用することができる。もちろん、酸素ボンベ４２の装着についても、市販の車椅子用ボンベホルダを用いることができる。
【００３８】
また、ホルダ４１は、移動体１００の左右両側面にそれぞれ設けられている。すなわち、酸素ボンベ４２を移動体１００の左右両側に取り付けることが可能となる。これにより、左右方向のバランスを均衡させることができる。すなわち、Ｙ方向において、右駆動輪１８と左駆動輪２０の中間の直上に、車体２２の重心位置が来る。よって、安定した走行が可能となる。上下方向（Ｚ方向）において、ホルダ４１がシート１１ａの下側であって、車軸Ｃ１の下側に配置されている。シート１１ａの下側に配置することで、重心位置が高くなるのを防ぐことができる。よって、倒立を維持するための制御を容易に行うことができ、安定した走行が可能となる。
【００３９】
さらに、前後方向（Ｘ方向）において、酸素ボンベ４２が車軸Ｃ１上に配置されるよう、ホルダ４１が設置されている。すなわち、前後方向におけるオプション品の重心位置を車軸Ｃ１上に配置するよう、ホルダ４１がオプション品を保持する。従って、前後方向におけるホルダ４１の位置が、車体２２の重心位置と一致している。すなわち、前後方向において、ホルダ４１が車体２２の重心位置に配置される。これにより、ホルダ４１にオプション品を取り付けた場合でも、車体２２の重心位置が前後方向に変化しなくなる。なお、前後方向において、オプション品が搭載された状態の車体１２の重心位置は、オプション品が搭載されていない状態の車体１２の重心位置と、一致する。また、重心位置は、車体２２が傾斜していない状態、すなわち倒立を維持できる状態における重心位置のことを示している。従って、倒立状態における車体１２の傾斜角度は、オプション品の有無に関わらず変化しない。
【００４０】
例えば、倒立状態を維持している状態（直立状態）では、Ｘ方向における車体２２の重心位置が車軸Ｃ１の真上に来る。ホルダ４１に酸素ボンベ４２を取り付けた場合でも、酸素ボンベ４２のＸ座標が座標中心Ｏと一致する。そのため、Ｘ方向におけるホルダ４１の位置が、車軸Ｃ１と一致している。すなわち、倒立を維持するために移動体１００の傾斜角度が０°になっている状態では、オプション品の有無に関わらず、車体２２の重心位置が前後方向に変化しない。これにより、倒立制御を容易に行うことができる。すなわち、オプション品の搭載、非搭載に応じて、制御を切替える必要がなくなる。加減速の設定や安全停止の設定などを統一することができる。また、非倒立状態から倒立状態に移行する時の安定感を向上することができる。
【００４１】
このようにすることで、オプション品の有無に関わらず、安定した走行が可能になる。また、重心位置を前後に移動させるような機構が不要になる。例えば、重心移動用のアクチュエータ等が不要となり、移動体１００の軽量化を図ることができる。さらには、部品コストを低減することができる。オプションの搭載時、非搭載時のいずれでも安定した走行が可能となる。
【００４２】
次に、移動体１００の制御系の構成について図６を用いて説明する。図６は、制御ボックス３２を含む制御系の構成を示すブロック図である。
【００４３】
制御ボックス３２には、車体２２に設けられたジャイロセンサ３３からの信号が入力されている。すなわち、ジャイロセンサ３３で検出した傾斜角度が制御ボックス３２に入力されている。ジャイロセンサ３３は、例えば、車体２２に設置されている。具体的には、、座標中心０の近傍において、ジャイロセンサ３３は、車台１２に固定されている。また、操作モジュール２１での操作量が制御ボックス３２に入力されている。例えば、前後方向の並進速度や、左右の旋回速度などが操作量として操作モジュール２１から入力される。制御ボックス３２には、モータ３４、３６の回転速度がエンコーダ３８、３９から入力されている。
【００４４】
制御ボックス３２は、これらの入力に基づいて、右駆動輪１８、及び左駆動輪２０を駆動するモータ３４、３６に対して指令トルクを出力する。すなわち、モータ３４が指令トルクに応じて、右駆動輪１８を回転駆動し、モータ３６が指令トルクに応じて左駆動輪２０を回転駆動する。なお、モータ３４，３６からの動力は、プーリなどを介して、右駆動輪１８、左駆動輪２０に伝達されてもよい。
【００４５】
制御ボックス３２は、操作モジュール２１からの操作量とジャイロセンサ３３からの検出信号に基づいて、倒立制御計算を行い、制御目標値を算出する。さらに、制御ボックス３２は、モータの現在回転速度と、制御目標値に応じた目標回転速度の偏差を算出する。そして、制御ボックス３２は、この偏差に所定のフィードバックゲインを乗じて、フィードバック制御を行う。制御ボックス３２は、アンプなどを介して、モータ３４、３６に駆動トルクに応じた指令値を出力する。これにより、移動体１００が、操作量に応じた速度及び方向に移動する。
【００４６】
なお、バッテリ３１は、制御ボックス３２の各電気機器と、操作モジュール２１と、ジャイロセンサ３３と、モータ３４、３６と、エンコーダ３８、３９等に対して電源を供給している。すなわち、移動体１００に搭載された全部、又は一部の電気機器がバッテリ３１から供給される電源電圧によって動作する。
【００４７】
オプション品である酸素ボンベ４２や点滴棒４３を取り付けるためのホルダ４１が移動体１００の側面に取り付けられている。さらに、ホルダ４１がＸ方向における車軸Ｃ１のの位置と一致している。これにより、オプション品を取り付けた状態と取り付けない状態の間で、Ｘ方向における重心位置の変化が低減される。すなわち、オプション品を取り付けた状態における移動体１００の重心位置が、オプション品を取り付けない状態における重心位置からほとんど変化しない。これにより、倒立状態を容易に維持することができる。よって、オプション品の有無に関わらず、安定した走行が可能になる。
【００４８】
上記の例では、２輪型の移動体について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、１輪の倒立車輪型移動体や３輪以上の倒立車輪型移動体についても適用可能である。上記の移動体１００は、搭乗者が座った状態で移動するため、病人への使用に適している。もちろん、本実施形態にかかる移動体１００の構成は、病人が搭乗する移動体に以外にも適用可能である。従って、様々なオプション品を搭載することができる。そして、オプション品の有無に関わらず、安定して走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる移動体の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる移動体の構成を示す図である。
【図３】移動体に搭乗者が搭乗した状態を示す斜視図である。
【図４】移動体に対してオプション品を搭載した状態を示す斜視図である
【図５】オプション品を保持するホルダの構成を示す図である
【図６】本発明の実施の形態にかかる移動体の制御系の構成を示すブロック図である
【符号の説明】
【００５０】
１０  フレーム
１１  搭乗席
１１ａ  シート
１１ｂ  シートバック
１２  車台
１３  カバー
１４  前方バー
１５  後方バー
１６  アームレスト
１７  フットステップ
１８  右駆動輪
２０  左駆動輪
２１  操作モジュール
２２  車体
３１  バッテリ
３２  制御ボックス
３３  ジャイロセンサ
３４  モータ
３６  モータ
３８  エンコーダ
３９  エンコーダ
４１  ホルダ
４２  酸素ボンベ
４３  点滴棒
４４  固定具
８０  搭乗者
１００  移動体
Ｃ１  車軸
Ｏ  座標中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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