(57)【要約】【課題】階段昇降の際に本体部の回転による階段のステップに対する傾斜角度を小さく抑えることができる階段昇降機を提供する。【解決手段】階段昇降機１全体の重心Ｇが、第一および第二の回転アクチュエータ４０，５０の各重心Ｇｒ，Ｇｈよりも上方に位置するように、第一および第二の回転アクチュエータが、本体部１０に配置されている。階段昇降機の本体部が回転したときの階段ＳのステップＳｄに対する傾斜角度θを所望の小さな角度に抑えることができるので、階段昇降機による階段昇降を安定して動作させることができ、昇降速度を高めることができる。また、階段昇降時における本体部等と階段との干渉を防止することができる。【選択図】図６Ｂ
2014084032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
前記本体部の下部に配置され、前記本体部を回転可能に支持する支持部と、
前記支持部において前記本体部の回転方向と同一の回転方向に自転可能にそれぞれ支持される前輪および後輪と、
前記本体部に設けられ、前記前輪および前記後輪と前記支持部とを相対的に回転する第一の回転アクチュエータと、
前記本体部に設けられ、前記支持部に対して前記本体部を回転する第二の回転アクチュエータと、
前記本体部の上部に設けられ、物体の搭載が可能な搭載部と、
前記本体部に設けられ、前記第一および第二の回転アクチュエータを駆動し、前記前輪および前記後輪を階段のステップに交互に接地させて前記階段を昇降させる制御装置と、を備える階段昇降機であって、
前記階段昇降機全体の重心が、前記第一および第二の回転アクチュエータの各重心よりも上方に位置するように、前記第一および第二の回転アクチュエータが、前記本体部に配置される、階段昇降機。
【請求項２】
前記階段昇降機は、前記本体部に設けられ、前記第一および第二の回転アクチュエータの駆動用バッテリを備え、
前記駆動用バッテリの重心が、前記第一および第二の回転アクチュエータの各重心よりも上方に位置するように、前記駆動用バッテリが、前記本体部に配置される、請求項１の階段昇降機。
【請求項３】
前記第二の回転アクチュエータは、モータと、前記モータの軸と前記支持部の中央に設けられた軸とを連結する動力伝達用のベルト機構と、を備え、前記モータの重心が、前記支持部の重心よりも上方に位置するように、前記モータが、前記本体部に配置される、請求項１又は２の階段昇降機。
【請求項４】
前記制御装置は、前記階段昇降機全体の重心が、前記階段を昇降する際の接地側の車輪の車軸を通る鉛直線上に位置するように、前記第一および第二の回転アクチュエータを駆動する、請求項１から３の何れか一項の階段昇降機。
【請求項５】
前記階段昇降機は、前記支持部の中央を通る鉛直線に対する前後の重量配分が対称となるように構成される、請求項１から４の何れか一項の階段昇降機。
【請求項６】
前記搭載部は、前記本体部において前記本体部の回転方向と同一の回転方向に回転可能に支持され、
前記本体部には、前記制御装置の制御により前記搭載部を回転する第三の回転アクチュエータが設けられる、請求項１から５の何れか一項の階段昇降機。
【請求項７】
前記搭載部には、前記搭載部の水平状態を検知する水平検知センサが設けられる、請求項６の階段昇降機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物や人等の物体を搭載して階段を昇降可能な階段昇降機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１，２には、４輪で走行可能な本体部と、人が搭乗可能な搭載部とを備えた階段昇降機が記載されている。前後の２輪の各車軸は、アームの両端に回転可能に支持され、アームの中央は、本体部の下部に回転可能に支持され、搭載部は、本体部の上部に回転可能に支持されている。このような構成において、階段昇降機が階段を昇るときは、本体部が階段側に回転して重心移動し、アームが階段側の例えば後輪の車軸を中心に回転し、前輪が階段の上段のステップに接地する直前に本体部が階段側とは逆側に回転して重心移動するという一連の動作を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５７４０１６号公報
【特許文献２】特許第４７０９３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１，２に記載の階段昇降機では、階段昇降機全体の重心の高さが低くなると本体部の回転による階段のステップに対する傾斜角度が大きくなるため、階段昇降の際に不安定となり易く、昇降速度に制約が生じ、また本体部等が階段と干渉するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、階段昇降の際に本体部の回転による階段のステップに対する傾斜角度を小さく抑えることができる階段昇降機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】
【０００６】
（請求項１）本発明の階段昇降機は、本体部と、前記本体部の下部に配置され、前記本体部を回転可能に支持する支持部と、前記支持部において前記本体部の回転方向と同一の回転方向に自転可能にそれぞれ支持される前輪および後輪と、前記本体部に設けられ、前記前輪および前記後輪と前記支持部とを相対的に回転する第一の回転アクチュエータと、前記本体部に設けられ、前記支持部に対して前記本体部を回転する第二の回転アクチュエータと、前記本体部の上部に設けられ、物体の搭載が可能な搭載部と、前記本体部に設けられ、前記第一および第二の回転アクチュエータを駆動し、前記前輪および前記後輪を階段のステップに交互に接地させて前記階段を昇降させる制御装置と、を備える階段昇降機であって、前記階段昇降機全体の重心が、前記第一および第二の回転アクチュエータの各重心よりも上方に位置するように、前記第一および第二の回転アクチュエータが、前記本体部に配置される。
【０００７】
（請求項２）前記階段昇降機は、前記本体部に設けられ、前記第一および第二の回転アクチュエータの駆動用バッテリを備え、前記駆動用バッテリの重心が、前記第一および第二の回転アクチュエータの各重心よりも上方に位置するように、前記駆動用バッテリが、前記本体部に配置されるようにしてもよい。
【０００８】
（請求項３）前記第二の回転アクチュエータは、モータと、前記モータの軸と前記支持部の中央に設けられた軸とを連結する動力伝達用のベルト機構と、を備え、前記モータの重心が、前記支持部の重心よりも上方に位置するように、前記モータが、前記本体部に配置されるようにしてもよい。
【０００９】
（請求項４）前記制御装置は、前記階段昇降機全体の重心が、前記階段を昇降する際の接地側の車輪の車軸を通る鉛直線上に位置するように、前記第一および第二の回転アクチュエータを駆動するようにしてもよい。
（請求項５）前記階段昇降機は、前記支持部の中央を通る鉛直線に対する前後の重量配分が対称となるように構成されるようにしてもよい。
【００１０】
（請求項６）前記搭載部は、前記本体部において前記本体部の回転方向と同一の回転方向に回転可能に支持され、前記本体部には、前記制御装置の制御により前記搭載部を回転する第三の回転アクチュエータが設けられるようにしてもよい。
（請求項７）前記搭載部には、前記搭載部の水平状態を検知する水平検知センサが設けられるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）本体部が回転したときの階段のステップに対する傾斜角度を所望の小さな角度に抑えることができるので、階段昇降機による階段昇降を安定して動作させることができ、昇降速度を高めることができる。また、階段昇降時における本体部等と階段との干渉を防止することができる。
【００１２】
（請求項２）比重が比較的大きい駆動用バッテリが本体部の上部に配置されるので、階段昇降機全体の重心の位置をさらに高めて本体部の傾斜角度をより小さな角度に抑えることができる。
【００１３】
（請求項３）モータをベルト機構により支持部の軸から離間配置可能となるので、モータの重心を支持部の重心よりも上方に位置させることにより、階段昇降機全体の重心の位置をさらに高めて本体部の傾斜角度をより小さな角度に抑えることができる。
【００１４】
（請求項４）階段昇降機全体の重心が前方もしくは後方に極端に移動することがないので、階段昇降機による階段昇降を安定して動作させることができる。
（請求項５）本体部が回転したときの階段のステップに対する傾斜角度を前後同一とすることができるので、階段昇降機による階段昇降を安定して動作させることができる。
【００１５】
（請求項６）本体部が傾斜しても搭載部を水平状態に維持することができるので、物体の運搬を安定的に行うことができる。
（請求項７）搭載部の水平状態を高精度に維持することができるので、物体の運搬をさらに安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態：階段昇降機を後方から見た図である。
【図２】階段昇降機を右方から見た図である。
【図３】階段昇降機を上方から見た図である。
【図４】階段昇降機の第一、第二の回転アクチュエータを示す模式図である。
【図５】階段昇降機の第三の回転アクチュエータを示す模式図である。
【図６Ａ】階段昇降機の階段昇降前の状態を示す図である。
【図６Ｂ】階段昇降機の前輪が階段の壁面に当接した状態を示す図である。
【図６Ｃ】階段昇降機の後輪が公転して上死点に達した状態を示す図である。
【図６Ｄ】階段昇降機の後輪が上面ステップに接地した状態を示す図である。
【図６Ｅ】階段昇降機の前輪が公転して上面ステップと同一高さに達した状態を示す図である。
【図７】階段昇降機における本体部の傾斜角度の導出方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態の別例：階段昇降機を後方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（１．階段昇降機の構成）
本発明の実施形態に係る階段昇降機について、図１から図３を参照して説明する。本実施形態の階段昇降機１は、物（本発明の「物体」に相当する）を搭載して運搬する装置に適用する場合を説明するが、人（本発明の「物体」に相当する）が搭乗可能な車椅子に適用することも可能である。なお、以下の説明において、「前方向」および「後方向」とは、階段昇降機１の走行方向を指し、「左方向」および「右方向」は、階段昇降機１を後方から見たときの走行方向に対し水平面上で直角な方向を指す。
【００１８】
図１から図３に示すように、階段昇降機１は、本体部１０と、走行部２０と、搭載部３０等とを備えて構成される。本体部１０は、フレーム部材等により直方体状に形成され、本体部１０の下部には走行部２０が配置され、上部には搭載部３０が配置されている。走行部２０は、本体部１０を回転可能に支持する一対の中空略直方体状の支持部２１と、各支持部２１の両端において本体部１０の回転方向と同一の回転方向に自転可能にそれぞれ支持される一対の前輪２２および一対の後輪２３等とを備えている。一対の前輪２２および後輪２３を備えた支持部２１は、本体部１０の左右両側にそれぞれ配置されている。
【００１９】
搭載部３０は、フレーム部材等によりバスケット形状に形成され、本体部１０に回転可能に支持されるブラケット３１と、ブラケット３１の周囲を覆うように形成され、ブラケット３１に固定された略球状のカバー３２と、物体を搭載可能なようにカバー３２の上部に固定された矩形状のトレイ３３等とを備えている。
【００２０】
本体部１０内の左右両側には、走行部２０の前輪２２および後輪２３と支持部２１とを相対的に回転する一対の第一の回転アクチュエータ４０が配置されている。第一の回転アクチュエータ４０は、第一のモータ４１と、第一の減速機４２と、ギヤトレイン４３（図４参照）等とを備えている。
【００２１】
図４に示すように、ギヤトレイン４３は、５つのスパーギヤ４３ａが横並びに噛み合わされ、支持部２１内に回転可能に支持されている。本体部１０に固定配置された第一のモータ４１のモータ軸４１ａは、本体部１０に固定配置された第一の減速機４２に連結され、第一の減速機４２の出力軸４２ａは、支持部２１の中央部分に一体的に突設された中空軸２１ａ内に貫装されている。ギヤトレイン４３の中央に配置されているスパーギヤ４３ａは、第一の減速機４２の出力軸４２ａに嵌合されている。
【００２２】
ギヤトレイン４３の両側に配置されているスパーギヤ４３ａは、前輪２２の車軸２２ａおよび後輪２３の車軸２３ａにそれぞれ嵌合されている。支持部２１の中空軸２１ａは、本体部１０と支持部２１とが相対回転可能なように、図略の軸受を介して本体部１０の下部に貫装されている。
【００２３】
本体部１０内の左右両側には、本体部１０自体を回転する一対の第二の回転アクチュエータ５０が配置されている。第二の回転アクチュエータ５０は、第二のモータ５１と、第二の減速機５２と、ベルト機構５３等とを備えている。図１および図４に示すように、ベルト機構５３は、ベルト５３ａと、２つのプーリ５３ｂ，５３ｃとを備えている。
【００２４】
本体部１０に固定配置された第二のモータ５１のモータ軸５１ａは、本体部１０に固定配置された第二の減速機５２に連結され、第二の減速機５２の出力軸５２ａには、プーリ５３ｂが嵌合されている。また、支持部２１の中空軸２１ａには、プーリ５３ｃが嵌合されている。そして、プーリ５３ｂとプーリ５３ｃとの間には、ベルト５３ａが架け渡されている。
【００２５】
本体部１０内には、搭載部３０を回転する第三の回転アクチュエータ６０が配置されている。第三の回転アクチュエータ６０は、第三のモータ６１と、第三の減速機６２と、ブレーキ６３等とを備え、第三のモータ６１および第三の減速機６２は、本体部１０内の左右の一方側に配置され、ブレーキ６３は、本体部１０内の左右の他方側に配置されている。
【００２６】
図１および図５に示すように、本体部１０に固定配置された第三のモータ６１のモータ軸６１ａは、本体部１０に固定配置された第三の減速機６２に連結され、第三の減速機６２の出力軸６２ａは、ブラケット３１の左右の一方側に装着された軸受６４ａに嵌合されている。ブレーキ６３のブレーキ軸６３ａは、ブラケット３１の左右の他方側に装着された軸受６４ｂに嵌合されている。ブレーキ６３は、第三のモータ６１がオフになった後でもトレイ３３の水平状態を維持するために設けられている。
【００２７】
さらに、本体部１０内には、第一、第二、第三の回転アクチュエータ４０，５０，６０等の作動を制御する制御装置７０および第一、第二、第三の回転アクチュエータ４０，５０，６０等に電力を供給する駆動用バッテリ８０、本体部１０の傾斜角度を検知する傾斜検知センサ７１、さらに図略のサーボアンプ、リレイ等の電装品が配置固定されている。
【００２８】
また、走行部２０には、支持部２１の傾斜角度を検知する傾斜検知センサ７２（図４参照）が配置固定されている。また、搭載部３０のカバー３２とトレイ３３の間には、トレイ３３の水平状態を検知する水平検知センサ９１およびトレイ３３上に載置される物体の重量を検知する４つの重量検知センサ９２が矩形状のトレイ３３の四隅に配置されている。カバー３２とブラケット３１の間には、トレイ３３の振動を抑制して物体の落下を防止するためにクッション材等でなる図略のダンパが配置されている。
【００２９】
（２．階段昇降機の動作）
次に、階段昇降機１による階段の昇降動作について、図６Ａ〜Ｅを参照して説明する。ここでは、階段Ｓの水平な下面ステップＳｄ上に位置する階段昇降機１が、制御装置７０の制御により壁面Ｓｗの高さ分だけ高い水平な上面ステップＳｕ上に昇るまでの動作について説明する。なお、図６Ａ〜Ｅでは、階段昇降機１の本体部１０、走行部２０および搭載部３０を簡略化したスケルトンにて示しており、図示右側の車輪を前輪２２、図示左側の車輪を後輪２３とする。
【００３０】
まず、図６Ａに示すように、階段昇降機１は、走行部２０の支持部２１が水平状態にあり、本体部１０および搭載部３０が鉛直状態にある通常姿勢で、図中の左側から右側、すなわち前方に進行すると、図６Ｂに示すように、前輪２２が階段Ｓの壁面Ｓｗに当接する。
【００３１】
ここで、例えば、前輪２２の車軸２２ａに備えられている圧力センサや本体部１０の前面（後面）に備えられた赤外線等による段差検出センサ等によって階段昇降機１が壁面Ｓｗに当接したことが検知されると、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動して本体部１０と支持部２１と搭載部３０の相対位相を変化させ、本体部１０を支持部２１の中空軸２１ａを中心に前方に回転するとともに、搭載部３０をブラケット３１の軸受６４ａ，６４ｂを中心に後方に回転する。
【００３２】
そして、傾斜検知センサ７１，７２によって、支持部２１の中空軸２１ａを通る鉛直線Ｌｖに対し、本体部１０の傾斜角度が前方にθ度となったこと、および水平検知センサ９１によって、搭載部３０のトレイ３３の傾斜角度が９０度（水平状態）になったことが検知されると、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動停止する。なお、傾斜角度θの詳細は後述する。
【００３３】
次いで、図６Ｃに示すように、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動して本体部１０と支持部２１と搭載部３０の相対位相を変化させ、支持部２１を前輪２２の車軸２２ａを中心に前方に回転するとともに、本体部１０を支持部２１の中空軸２１ａを中心に後方に回転し、さらに搭載部３０をブラケット３１の軸受６４ａ，６４ｂを中心に前方に回転する。これにより、後輪２３は、前輪２２の回りを右回りに公転し、下面ステップＳｄから上方へ持ち上げられる。
【００３４】
そして、傾斜検知センサ７１，７２によって、支持部２１の中空軸２１ａを通る鉛直線Ｌｖに対し、本体部１０および支持部２１の傾斜角度が０、すなわち本体部１０および支持部２１が鉛直方向を向いたこと、および水平検知センサ９１によって、搭載部３０のトレイ３３の傾斜角度が９０度（水平状態）になったことが検知されると、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動停止する。これにより、後輪２３は、前輪２２の垂直上方に位置することになる。
【００３５】
次いで、図６Ｄに示すように、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動して本体部１０と支持部２１と搭載部３０の相対位相を変化させ、支持部２１を前輪２２の車軸２２ａを中心に前方に回転するとともに、本体部１０を支持部２１の中空軸２１ａを中心に後方に回転し、さらに搭載部３０をブラケット３１の軸受６４ａ，６４ｂを中心に前方に回転する。これにより、後輪２３は、前輪２２の回りを右回りに公転して前輪２２を越える。
【００３６】
そして、傾斜検知センサ７１，７２によって、支持部２１の中空軸２１ａを通る鉛直線Ｌｖに対し、本体部１０および支持部２１の傾斜角度が後方にθ度になったこと、および水平検知センサ９１によって、搭載部３０のトレイ３３の傾斜角度が９０度（水平状態）になったことが検知されると、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動停止する。これにより、後輪２３は、上面ステップＳｕに接地する。
【００３７】
次いで、図６Ｅに示すように、第一、第二、第三のモータ４１，５１，６１を駆動して本体部１０と支持部２１と搭載部３０の相対位相を変化させ、支持部２１を後輪２３の車軸２３ａを中心に前方に回転するとともに、本体部１０を支持部２１の中空軸２１ａを中心に前方に回転するとともに、搭載部３０をブラケット３１の軸受６４ａ，６４ｂを中心に後方に回転する。これにより、前輪２２は、後輪２３の回りを右回りに公転し、下面ステップＳｄから上方へ持ち上げられる。
【００３８】
そして、傾斜検知センサ７１，７２によって、支持部２１の中空軸２１ａを通る鉛直線Ｌｖに対し、支持部２１の傾斜角度が９０度（水平状態）になったときに、本体部１０の傾斜角度が前方にθ度となるように、且つ水平検知センサ９１によって、搭載部３０のトレイ３３の傾斜角度が９０度（水平状態）になるように制御される。これにより、階段昇降機１は、上面ステップＳｕにおいて図６Ｂに示す状態になるので、以降は上述の動作を繰り返すことにより階段Ｓを昇ることができる。なお、階段Ｓを降りる場合も同様である。
【００３９】
（３．階段昇降機における各部の配置）
上述のように、階段昇降機１は、制御装置７０により第一、第二、第三の回転アクチュエータ４０，５０，６０を駆動し、本体部１０と走行部２０と搭載部３０とを相対的に回転し、前輪２２および後輪２３を階段Ｓのステップに交互に接地することにより階段Ｓを昇降する。この階段昇降機１の昇降動作の効率および安定性を高めるには、本体部１０の回転角度、すなわち傾斜角度θを小さく抑え、重量のバランスをとることが効果的である。そのために本実施形態の階段昇降機１における各部の配置が工夫され、階段昇降機１は階段昇降機１全体の重心の位置が高くなるように構成されている。
【００４０】
すなわち、図６Ａに示すように、駆動用バッテリ８０の重心Ｇｂが、第一、第二の回転アクチュエータ４０，５０の各重心Ｇｒ，Ｇｈよりも上方に位置するように、駆動用バッテリ８０が、本体部１０に配置されている。そして、階段昇降機１単独（トレイ３３上に物体を載置していない状態での階段昇降機１全体）の重心Ｇが、第一、第二の回転アクチュエータ４０，５０の各重心Ｇｒ，Ｇｈよりも上方に位置するように、第一、第二の回転アクチュエータ４０，５０が、本体部１０に配置されている。上述の重心位置の関係は、階段昇降機１が走行状態（図６Ａに示す状態）および階段Ｓを昇降するときの状態（図６Ｂ〜Ｅに示す状態）において維持されるようになっている。これにより、本体部１０の傾斜角度θを小さく抑えることができ、階段昇降機１の昇降動作の効率を高めることができる。
【００４１】
また、階段昇降機１は、図６Ａに示す状態において、支持部２１の中空軸２１ａを通る鉛直線Ｌｖに対する前後の重量配分が対称となるように構成されている。これにより、本体部１０の傾斜角度θを前後同一とすることができ、階段昇降機１の昇降動作の安定性を高めることができる。そして、制御装置７０は、図６Ｂ〜Ｅに示すように、階段昇降機１全体の重心Ｇが、階段Ｓを昇降する際の接地側の車輪の車軸を通る鉛直線上に位置するように、第一、第二、第三の回転アクチュエータ４０，５０，６０を駆動する。これにより、階段昇降機１の重量バランスをとることができ、階段昇降機１の昇降動作の安定性を高めることができる。
【００４２】
ここで、階段昇降機１における各部の具体的な配置について図１を参照して説明すると、駆動用バッテリ８０は、配置位置に制約がないので、本体部１０内の上部において水平面内における中央に配置されている。また、一対の第一の回転アクチュエータ４０の第一のモータ４１および第一の減速機４２は、一対の前輪２２、後輪２３および支持部２１（ギヤトレイン４３）を回転させる必要があるため、本体部１０内の下部において鉛直線Ｌｖ（図６Ａ参照）に対する前後の重量配分が対称となり、且つ左右両側に対称となるように配置されている。
【００４３】
また、一対の第二の回転アクチュエータ５０の第二のモータ５１および第二の減速機５２は、ベルト機構５３により支持部２１の中空軸２１ａから離間、すなわち第二のモータ５１の重心を支持部２１の重心よりも上方に位置させることができる。よって、一対の第二の回転アクチュエータ５０は、一対の第一の回転アクチュエータ４０の第一のモータ４１および第一の減速機４２よりも上方の本体部１０内における上下方向の略中央部において鉛直線Ｌｖ（図６Ａ参照）に対する前後の重量配分が対称となり、且つ左右両側に対称となるように配置されている。
【００４４】
また、搭載部３０は、物体をトレイ３３上に載置する必要があるため、本体部１０の最上部に配置されている。以上の配置により、階段昇降機１全体の重心Ｇおよび駆動用バッテリ８０の重心Ｇｂは、第一、第二の回転アクチュエータ４０，５０の各重心Ｇｒ，Ｇｈよりも上方に位置するように構成することができる。
【００４５】
（４．階段昇降機における本体部の傾斜角度の導出方法）
次に、階段昇降機１の支持部２１の中空軸２１ａを通る鉛直線Ｌｖに対する本体部１０の傾斜角度θの導出方法について説明する。図７に示すように、本体部１０の傾斜角度θとは、前輪２２および後輪２３が接地している状態の走行部２０に対して、階段昇降機１全体の重心Ｇが、前輪２２の車軸２２ａを通る鉛直線Ｌｔｖ上に位置するまでの本体部１０の回転角度である。
【００４６】
ここで、走行部２０の前輪２２の車軸２２ａを原点Ｏとして水平方向にＸ軸、鉛直方向にＹ軸をとる。そして、原点Ｏから走行部１０（第一の回転アクチュエータ４０等を含み、前輪２２および後輪２３等を除く）の重心ＧｒまでのＸ軸方向の距離をｘｒ、原点Ｏから本体部２０（第二の回転アクチュエータ５０、電装品等を含み、第一の回転アクチュエータ４０等を除く）の重心ＧｈまでのＸ軸方向の距離をｘｈ、原点Ｏから搭載部３０（第三の回転アクチュエータ６０等を含む）の重心ＧｃまでのＸ軸方向の距離をｘｃ、原点Ｏから駆動用バッテリ８０の重心ＧｂまでのＸ軸方向の距離をｘｂとする。また、原点Ｏから本体部２０の重心ＧｈまでのＹ軸方向の距離をｙｈ、原点Ｏから搭載部３０の重心ＧｃまでのＹ軸方向の距離をｙｃ、原点Ｏから駆動用バッテリ８０の重心ＧｂまでのＹ軸方向の距離をｙｂとする。また、支持部２１の重量をｍｒ、前輪２２および後輪２３の重量をｍｔ、本体部１０の重量をｍｈ、駆動用バッテリ８０の重量をｍｂ、搭載部３０の重量をｍｃとする。
【００４７】
すると、原点Ｏ回りのモーメントの釣り合いは、次式（１）で表される。また、Ｘ軸方向の距離とＹ軸方向の距離との関係は、次式（２）から（４）で表される。これらの式（１）から（４）に基づいて、本体部１０の傾斜角度θを所望の小さな角度に抑えることができる。これにより、階段昇降機１による階段昇降を安定して動作させることができ、昇降速度を高めることができる。また、階段昇降時における本体部等と階段との干渉を防止することができる。
【数１】
2014084032.tif 000003
【００４８】
（５．その他）
上述の実施形態の階段昇降機１では、一対の第１の回転アクチュエータ４０および一対の第二の回転アクチュエータ５０を備える構成としたが、第１、第二の回転アクチュエータ４０，５０をそれぞれ１つ備える構成としてもよい。また、一対の前輪２２および一対の後輪２３を備える構成としたが、幅広の車輪として１つの前輪２２および１つの後輪２３を備える構成としてもよい。また、第三の回転アクチュエータ６０を搭載しない構成としてもよい。第１、第二の回転アクチュエータの数を減らし、また第三の回転アクチュエータ６０を無くすことにより、階段昇降機１の低コスト化を図ることができる。
【００４９】
また、本体部１０および走行部２０（支持部２１）の傾斜角度を検出する傾斜検知センサ７１，７２を備える構成としたが、第一、第二のモータ４１，５１に備えられているレゾルバもしくはエンコーダを利用して本体部１０および走行部２０（支持部２１）の傾斜角度を検出する構成としてもよい。傾斜検知センサ７１，７２を無くすことにより、階段昇降機１の低コスト化を図ることができる。また、図１に対応する図８に示すように、搭載部３０の左右両側にロボットアーム１０１と、ロボットハンド１０２とをさらに設け、ロボットアーム１０１およびロボットハンド１０２をモータ１０３，１０４の駆動により前方、後方および左右方向に動かして重量バランスをとることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１：階段昇降機、  １０：本体部、  ２０：走行部、  ２１：支持部、  ２１ａ：中空軸、  ２２：前輪、  ２３：後輪、  ３０：搭載部、  ３１：ブラケット、  ３２：カバー、  ３３：トレイ、  ４０：第一の回転アクチュエータ、  ４１：第一のモータ、  ４３：ギヤトレイン、  ５０：第二の回転アクチュエータ、  ５１：第二のモータ、  ５３：ベルト機構、  ６０：第三の回転アクチュエータ、  ６１：第三のモータ、  ６３：ブレーキ、  ７０：制御装置、  ８０：駆動用バッテリ、  ９１：水平検知センサ、  ９２：重量検知センサ、  １０１：ロボットアーム、  １０２：ロボットハンド、  １０３，１０４：モータ。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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