(57)【要約】【課題】メンテナンス性の高い移動体、及びそのメンテナンス方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかる倒立車輪型移動体は、跳ね上げ可能なシート１１ａを有する搭乗席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、モータ３４、３６と、シート１１ａが跳ね上げ位置になっている状態において、車台１２に対しての脱着が可能となるバッテリ３１と、モータ３４、３６を制御するために車台１２に搭載された制御ボックス３２と、シート１１ａが跳ね上げ位置になっている状態において、制御ボックス３２に対しての脱着が可能となる制御ボックスカバー２５と、を備えたものである。【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、
跳ね上げ可能なシートを有する搭乗席と、
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、
前記駆動部に電源を供給するために前記車台に搭載され、前記シートが跳ね上げ位置になっている状態において、前記車台に対しての脱着が可能となるバッテリと、
前記駆動部を制御するために前記車台に搭載された制御ボックスと
前記シートが跳ね上げ位置になっている状態において、前記制御ボックスに対しての脱着が可能となる制御ボックスカバーと、を備えた移動体。
【請求項２】
前記バッテリが前記制御ボックスの前側に配置され、
前記バッテリを前記車台から取り外した状態において、前記制御ボックスカバーの脱着が可能となる請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記シートの下側に配置され、前記バッテリを覆うように前記バッテリの上方に設けられたカバーをさらに備える請求項１、又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記バッテリが前記車輪の車軸よりも前側に配置され、
前記制御ボックスが前記車軸よりも後ろ側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項５】
跳ね上げ可能なシートを有する搭乗席と、
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、を備えた倒立振子型の移動体のメンテナンス方法であって、
前記搭乗席のシートを跳ね上げ、
前記シートを跳ね上げた状態で、前記車台に設けられたバッテリを取り外すメンテナンス方法。
【請求項６】
前記駆動部を制御するために前記車台に設けられた制御ボックスが、前記バッテリの後ろ側に配置され、
前記バッテリを取り外した状態で、前記制御ボックスに対して脱着可能に設けられた制御ボックスカバーを取り外す請求項５に記載の移動体。
【請求項７】
前記シートを跳ね上げた後、前記バッテリを覆うカバーを取り外し、
前記カバーを取り外した後、前記バッテリを取り外すことを特徴とする請求項５、又は６に記載の移動体のメンテナンス方法。
【請求項８】
前記バッテリを取り外した状態で、前記制御ボックスに設けられた制御ボックスカバーを取り外して、前記制御ボックスをメンテナンスすることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の移動体のメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体、及びそのメンテナンス方法に関し、特に詳しくは倒立振子制御によって移動する移動体、及びそのメンテナンス方法に関する。
【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）。こ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。
【特許文献１】特開２００６−２０５８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような、倒立車輪型移動体では、台車本体（車台）にバッテリや制御コントローラなどが搭載されることになる。しかしながら、このようなバッテリや制御コントローラのメンテナンス性については考慮されていなかったため、バッテリや、制御コントローラのメンテナンスを行いにくいという問題点がある。すなわち、バッテリ交換や制御コントローラの各種機器の交換、動作チェックなどにかかる時間が長くなってしまうという問題点がある。
【０００４】
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、メンテナンス性の高い移動体、及びそのメンテナンス方法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】
【０００５】
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、跳ね上げ可能なシートを有する搭乗席と、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、前記駆動部に電源を供給するために前記車台に搭載され、前記シートが跳ね上げ位置になっている状態において、前記車台に対しての脱着が可能となるバッテリと、前記駆動部を制御するために前記車台に搭載された制御ボックスと、前記シートが跳ね上げ位置になっている状態において、前記制御ボックスに対しての脱着が可能となる制御ボックスカバーと、を備えたものである。これにより、メンテナンスを簡便に行うことができる。
【０００６】
本発明の第２の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記バッテリが前記制御ボックスの前側に配置され、前記バッテリを前記車台から取り外した状態において、前記制御ボックスカバーの脱着が可能となるものである。これにより、バッテリに対するメンテナンスを簡便に行うことができる。よって、メンテナンス性を向上することができる。
【０００７】
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、前記シートの下側に配置され、前記バッテリを覆うように前記バッテリの上方に設けられたカバーをさらに備えるものである。これにより、デザイン性を向上することができる。
【０００８】
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、前記バッテリが前記車輪の車軸よりも前側に配置され、前記制御ボックスが前記車軸よりも後ろ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、安定した走行が可能になる。
【０００９】
本発明の第５の態様にかかる移動体のメンテナンス方法は、跳ね上げ可能なシートを有する搭乗席と、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、を備えた倒立振子型の移動体のメンテナンス方法であって、前記搭乗席のシートを跳ね上げ、前記シートを跳ね上げた状態で、前記車台に設けられたバッテリを取り外すものである。これにより、簡便にメンテナンスすることができる。
【００１０】
本発明の第６の態様にかかる移動体のメンテナンス方法は、上記のメンテナンス方法であって、前記駆動部を制御するために前記車台に設けられた制御ボックスが、前記バッテリの後ろ側に配置され、前記バッテリを取り外した状態で、前記制御ボックスに対して脱着可能に設けられた制御ボックスカバーを取り外すものである。これにより、バッテリに対するメンテナンスを簡便に行うことができる。よって、メンテナンス性を向上することができる。
【００１１】
本発明の第７の態様にかかる移動体のメンテナンス方法は、上記のメンテナンス方法であって、前記シートを跳ね上げた後、前記バッテリを覆うカバーを取り外し、前記カバーを取り外した後、前記バッテリを取り外すことを特徴とするものである。このような構成では、走行時にバッテリがカバーで覆われるため、デザイン性を向上することができる。
【００１２】
本発明の第８の態様にかかる移動体のメンテナンス方法は、上記のメンテナンス方法であって、前記バッテリを取り外した状態で、前記制御ボックスに設けられた制御ボックスカバーを取り外して、前記制御ボックスをメンテナンスすることを特徴とするものである。これにより、メンテナンス性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、メンテナンス性の高い移動体、及びそのメンテナンス方法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。
【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の交換等のメンテナンスが行われる。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。これについて、以下に説明する。
【００３２】
まず、移動体１００の重心位置について説明する。倒立車輪型の移動体１００では、倒立状態を維持するため、車軸Ｃ１の直上に車体１２の重心位置が配置されることになる。また、移動体１００に搭乗者８０が乗っていても乗っていなくても、重心位置は車軸Ｃ１の鉛直線上に配置される必要がある。なお、移動体１００本体の重量（搭乗者が搭乗していない状態の重量）は、搭乗者８０を含めた移動体１００全体の重量より軽くなる。また、移動体１００本体は、搭乗者８０と同程度かそれより軽くなる。特に、モータの小型化などの観点から、移動体１００を軽量化することが好ましい。例えば、移動体１００の重量は、約６７ｋｇであり、搭乗者８０の重量と同等かそれ以下になっている。
【００３３】
座り乗り型の移動体１００では、搭乗者８０の乗り心地を考慮して設計されている。そのため、搭乗者８０が搭乗した状態における重心位置が重要となっている。従って、標準的な体型の搭乗者８０が搭乗した状態において、搭乗者８０を含めた移動体１００全体の重心位置が車軸Ｃ１の真上に対して近くなるように設計されている。このようにすることで、倒立移動中における車体の傾斜角度を小さくすることができる。すなわち、倒立移動中では、車軸Ｃ１の直上に重心位置が配置されるため、車体２２の傾斜が小さくなる。搭乗席１１のシート１１ａが水平になり、乗り心地が向上する。このため、前後方向（Ｘ方向）における搭乗席１１の位置は、搭乗者８０の重心位置が車軸Ｃ１に近くなるように設計されている。すなわち、車台１２に対する搭乗席１１の前後位置は、搭乗者８０の重心を考慮して決定されている。
【００３４】
搭乗者８０が座っていない状態では、搭乗者８０を含む車体２２の重心位置が、ずれることになる。搭乗者８０の重量は、移動体１００と同程度かそれ以上であるため、搭乗者８０の有無によって重心位置が大きく変化する。搭乗者８０無しの時に倒立を維持しようとする場合、搭乗者８０有りの場合と比べて車体２２が大きく傾斜することになる。換言すると、搭乗者８０の方が移動体１００よりも重いため、搭乗者無しの状態において、重心位置が車軸Ｘの後ろ側に合った場合でも、搭乗者有の状態では、重心位置が車軸Ｃ１の直上に近くなる。従って、搭乗者８０の有無に応じて、車体２２の傾斜角が変化してしまう。特に、フットステップ１７、前方バー１４、後方バー１５を設けた場合、傾斜角が大きくなると、これらが地面と接触してしまう。このため、安定した走行が困難になってしまう。
【００３５】
そして、移動体１００の設計上、搭乗者無しの状態における重心位置は、車軸Ｃ１よりも後ろ側（−Ｘ側）になる。従って、搭乗者有りの場合において、車体２２の重心位置が車軸の真上になるように設計すると、搭乗者無しの場合において、車体２２の重心位置が車軸Ｃ１の後方になる。そこで、本実施の形態では、バッテリ３１を車軸Ｃ１の前方に設置している。すなわち、バッテリ３１が車軸Ｃ１よりも＋Ｘ側に配置されている。
【００３６】
通常、移動体１００に搭載される全電気ユニット搭載品のうち、バッテリ３１が最もユニット重量が大きくなる。例えば、全電気ユニットの総重量が約１０ｋｇとなり、１つのバッテリ３１が約３．５ｋｇとなると仮定する。ここでは、２つのバッテリ３１が設けられているため、バッテリ３１の合計重量は約７ｋｇとなる。このように、電気ユニットの総重量に占めるバッテリ３１の割合は、約７０％となる。特に、搭乗者８０無しの状態では、移動体１００の重量がそれほど大きくないため、バッテリ３１の配置が重要となる。すなわち、バッテリ３１の配置に応じて、重心位置を車軸Ｃ１の上に持ってくることが可能になる。一方、搭乗者８０有りの状態では、全体の重量が大きくなる。このため、バッテリ３１の前側に移動したとしても、重心位置の変化は小さくなる。これにより、搭乗者有の状態でも、重心位置を車軸Ｃ１の直上にすることができる。
【００３７】
このように、電気ユニットの中で、非常に重いバッテリ３１を車軸Ｃ１よりも前方に配置する。これにより、搭乗者８０の有無による重心位置の変化を低減することができる。よって、傾斜角の変化が小さくなり、いずれの状態においても安定して走行することができる。また、車体２２の傾斜角の変化が小さくなるため、フットステップ１７、前方バー１４、後方バー１５等を地面に対して近づけることができる。すなわち、地面に対する寸法マージンを小さくすることができるため、設計の自由度が高くなる。よって、省スペース構造を得ることができ、移動体１００の小型化に寄与することができる。
【００３８】
また、搭乗席１１にシートバック１１ｂが設けられているため、搭乗者８０を含めた移動体全体の重心位置が後ろ側になりやすい。搭乗席１１にシートバック１１ｂが設けられている構成では、後ろ側の重量が大きくなる。搭乗者８０がシートバック１１ｂにもたれると、重心位置が後ろになりやすい。すなわち、搭乗者８０が背もたれにもたれた場合、搭乗者８０を含めた移動体全体の重心位置は、車軸Ｃ１より後に移動することになる。このような場合でも、バッテリ３１が前側に配置されていることで、安定して走行することができる。さらに、倒立状態から非倒立状態への移行時において、移動体１００の傾斜角度変化を低減することができる。よって、移行時の姿勢安定感を向上することができる。これにより、乗り心地を向上することができる。
【００３９】
さらに、バッテリ３１を前側に配置するとともに、バッテリ３１よりも軽量な制御ボックス３２を後ろ側に配置する。すなわち、制御ボックス３２を車軸Ｃ１よりも後方に配置する。これにより、シート１１ａの直下において、不要なスペースを低減することができる。よって、省スペース化を図ることができ、移動体１００の小型化に寄与することができる。
【００４０】
また、既存のバッテリ３１の配置を調整することで、移動体１００の重量バランスを調整するために、余分な重りを載せる必要がなくなる。よって、移動体１００の重量が大きくなるのを防ぐことができる。また、重心を移動させるためのスライド機構などを別途設ける必要がなくなる。機構の単純化、及びコストダウンを図ることができる。
【００４１】
次に、メンテナンスを行う手順について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態にかかるメンテナンス方法の手順を示す図であり、移動体１００を斜め上方から見た図である。
【００４２】
図４に示すように、搭乗者８０が降車した状態では、シート１１ａが水平になっている（図４Ａ）。この状態から、シート１１ａを跳ね上げる（図４Ｂ）。ここでは、シート１１ａを跳ね上げる時の回転軸がシートバック１１ｂ側に設けられている。ユーザがシート１１ａを持ち上げて、シート１１ａを立てる。すると、シート１１ａの座面がシートバック１１ｂに近づいていき、シート１１ａがシートバック１１ｂと対向する。シート１１ａの下に配置された意匠カバー２４が現れる。この意匠カバー２４は、車台１２の上側に設けられ、バッテリ３１、及び制御ボックス３２を覆っている。すなわち、意匠カバー２４は、バッテリ３１、及び制御ボックス３２の上に設けられている。バッテリの交換などを行う場合、意匠カバー２４を取り外す（図４Ｃ）。シート１１ａを跳ね上げることによって、意匠カバー２４を取り外すことができるようになる。換言すると、シート１１ａを跳ね上げない状態では、意匠カバー２４の脱着を行うことができない。
【００４３】
次に、意匠カバー２４を取り外した状態で、バッテリ３１を取り外す（図４Ｄ）。意匠カバー２４を取り外すことで、バッテリ３１が現れる。これにより、バッテリ３１の脱着が可能になる。すなわち、意匠カバー２４を取り外すまでは、上方からバッテリ３１にアクセスすることができない。意匠カバー２４を取り外すことで、バッテリ３１の取り付け、取り外しが可能になる。そして、新しいバッテリ３１に交換する。あるいは、修理したバッテリ３２を再度取り付ける。また、意匠カバー２４を取り外すことで、制御ボックス３２も現れる。
【００４４】
さらに、制御ボックス３２に対するメンテナンスが必要な場合は、バッテリ３１を取り付ける前に、制御ボックス３２に対するメンテナンスを行う。例えば、バッテリ３１を取り外した状態で、制御ボックスカバー２５を取り外す（図４Ｅ）。これにより、制御ボックス３２内に対してアクセス可能となり、制御ボックス３２内の部品の交換や、動作チェックを行うことができる。制御ボックスカバー２５は、制御ボックス３２の前側（バッテリ側）に設けられている。そして、制御ボックスカバー２５が制御ボックス３２内の部品を覆っている。制御ボックス３２内の部品としては、メモリ等の記憶デバイスやＣＰＵや電子部品を搭載した基板などがある。制御ボックスカバー２５を外すことで、制御ボックス３２内に対してアクセス可能になる。また、制御ボックスカバー２５は、２つのバッテリ３１を外すことによって、脱着が可能になる。よって、制御ボックスカバー２５を取り外した箇所を通じて、これらの部品の動作チェックや交換等を行うことができる。
【００４５】
そして、上記の手順と反対の手順で、元の状態に復帰させる。すなわち、制御ボックス３２に対するメンテナンスが終了したら、制御ボックスカバー２５を取り付ける。そして、バッテリ３１を取り付ける。もちろん、バッテリ３１の交換が必要な場合は、この段階で新しいバッテリ３１を交換する。そして、バッテリ３１を取り付けた後、バッテリ３１の上に意匠カバー２４を被せて、固定する。そして、シート１１ａを降ろす。これにより、図４Ａに示す状態に戻る。
【００４６】
このように、跳ね上げ可能なシート１１ａの下にバッテリ３１や制御ボックス３２などの電気機器を搭載する。シート１１ａを跳ね上げることで、これらの電気機器に対するメンテナンスを行うことができるようになる。このように、跳ね上げ型のシート１１ａの下に、バッテリ３１及び制御ボックス３２などの電気機器を搭載することで、メンテナンス性を向上することができる。
【００４７】
また、バッテリ３１は、制御ボックス３２内の部品よりもメンテナンスの頻度が高い。このため、本実施の形態では、バッテリ３１を取り外した状態で、制御ボックス３２のメンテナンスが可能になっている。制御ボックスカバー２５を制御ボックス３２のバッテリ３１側に取り付ける。そして、バッテリ３１を取り外した状態で、制御ボックスカバー２５の脱着が可能になっている。このようにすることで、制御ボックスカバー２５を取り外さずに、メンテナンス頻度の高いバッテリ３１のメンテナンスを行うことができる。すなわち、制御ボックス３２に対するメンテナンスが不要な場合は、バッテリ３１のメンテナンスのみを行う。従って、図４Ｅに示す状態から元の状態に復帰させる。これにより、メンテナンス性を向上することができる。
【００４８】
また、跳ね上げ型のシート１１ａを有する搭乗席１１を用いるため、容易にメンテナンス可能な状態にすることができる。さらに、意匠カバー２４、制御ボックスカバー２５、及びバッテリ３１の脱着を工具レスで行うことが好ましい。例えば、手回しのねじ等を用いて固定することが好ましい。具体的には、手回しのねじが意匠カバー２４を車台１２に固定し、制御ボックスカバー２５を制御ボックス３２に固定している。このようにすることで、ドライバーやレンチなど工具を使用せずに、取り付け、取外しを行うことができる。よって、メンテナンス性をより向上することができ、メンテナンス時間を短縮することができる。
【００４９】
次に、移動体１００の制御系の構成について図５を用いて説明する。図５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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【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】移動体のメンテナンス方法の手順を示す斜視図である。
【図５】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】
【００５６】
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
２４  意匠カバー
２５  制御ボックスカバー
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
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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