(57)【要約】【課題】バランス訓練の強度を高くできる倒立振子型移動体を提供する。【解決手段】倒立振子型移動体は、搭乗者が搭乗する搭乗部と、球体と、球体を駆動させるホイール及びホイールを駆動させるホイール駆動部を有する駆動機構と、ホイール駆動部の駆動を制御する制御部とを備える。ホイールは、少なくとも２つのオムニホイールである。制御部は、搭乗者の重心移動方向において倒立状態を安定させるようにホイール駆動部の駆動を制御する通常モードと、倒立状態の安定性を低下させるようにホイール駆動部の駆動を制御する訓練モードとを備える。訓練モードは、重心移動方向と異なる方向において倒立状態の安定性を低下させるようにホイール駆動部の訓練駆動力Ｑｂを変化させる異方向訓練を含む。【選択図】図５
2018127061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗者が搭乗する搭乗部と、
球体と、
前記球体を駆動させるホイール及び前記ホイールを駆動させるホイール駆動部を有する駆動機構と、
前記ホイール駆動部の駆動を制御する制御部と
を備えた倒立振子型移動体であって、
前記ホイールは、少なくとも２つのオムニホイールであり、
前記制御部は、前記搭乗者の重心移動方向において倒立状態を安定させるように前記ホイール駆動部の駆動を制御する通常モードと、倒立状態の安定性を低下させるように前記ホイール駆動部の駆動を制御する訓練モードとを備え、
前記訓練モードは、前記重心移動方向と異なる方向において倒立状態の安定性を低下させるように前記ホイール駆動部の駆動力を変化させる異方向訓練を含むことを特徴とする倒立振子型移動体。
【請求項２】
前記訓練モードは、前記異方向訓練と、前記重心移動方向において倒立状態の安定性を低下させるように前記ホイール駆動部の駆動力を変化させる同方向訓練とが同時に行われる２方向訓練を含む請求項１に記載の倒立振子型移動体。
【請求項３】
前記ホイールは、３つのオムニホイールである請求項１又は請求項２に記載の倒立振子型移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭乗者が搭乗する搭乗部と、球体と、球体を駆動する駆動機構と、駆動機構を制御する制御部とを備えた倒立振子型移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
倒立振子型移動体は、移動体に搭乗した搭乗者の重心移動に対応して移動する移動体である。特許文献１の倒立振子型移動体は、同軸二輪車である。この同軸二輪車は、搭乗者が重心を前後方向に移動させると前進又は後退し、搭乗者が重心を左右方向に移動させると右旋回又は左旋回する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３１６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、同軸二輪車の走行を制御する制御部は、搭乗者の重心移動に対応して倒立振子型移動体を移動させる通常モードと、搭乗者のバランス感覚を訓練する訓練モードとを有する。制御部が通常モードを実行すると、倒立状態を安定させるように同軸二輪車の車輪の駆動が制御される。一方、制御部が訓練モードを実行すると、倒立状態の安定性を低下させるように同軸二輪車の車輪の駆動が制御され、走行モードを通常モードと異ならせる。これに対し、搭乗者は姿勢を調整することで不安定な倒立状態を安定させようとする。こうして搭乗者のバランス訓練が行われる。しかしながら、特許文献１の同軸二輪車では、バランス訓練が実行できるのは前後方向への走行時のみである。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バランス訓練の強度を高くできる倒立振子型移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するための倒立振子型移動体は、搭乗者が搭乗する搭乗部と、球体と、前記球体を駆動させるホイール及び前記ホイールを駆動させるホイール駆動部を有する駆動機構と、前記ホイール駆動部の駆動を制御する制御部とを備えた倒立振子型移動体であって、前記ホイールは、少なくとも２つのオムニホイールであり、前記制御部は、前記搭乗者の重心移動方向において倒立状態を安定させるように前記ホイール駆動部の駆動を制御する通常モードと、倒立状態の安定性を低下させるように前記ホイール駆動部の駆動を制御する訓練モードとを備え、前記訓練モードは、前記重心移動方向と異なる方向において倒立状態の安定性を低下させるように前記ホイール駆動部の駆動力を変化させる異方向訓練を含むことを要旨とする。
【０００７】
これによれば、訓練モードでは、搭乗者の重心移動方向と異なる方向において倒立状態の安定性が低下するため、搭乗者が倒立状態を安定させようと姿勢を調整することでバランス訓練が可能となる。よって、重心移動方向のみのバランス訓練よりも、バランス訓練の強度を高くできる。
【０００８】
また、倒立振子型移動体について、前記訓練モードは、前記異方向訓練と、前記重心移動方向において倒立状態の安定性を低下させるように前記ホイール駆動部の駆動力を変化させる同方向訓練とが同時に行われる２方向訓練を含むのが好ましい。
【０００９】
これによれば、搭乗者の重心移動方向と異なる方向及び重心移動方向の２方向におけるバランス訓練を同時に行えるため、バランス訓練の強度をより高くできる。
また、倒立振子型移動体について、前記ホイールは、３つのオムニホイールであるのが好ましい。
【００１０】
これによれば、球体は旋回可能となるため、旋回によるバランス訓練を行える。このバランス訓練では、搭乗者の体をひねる動きを追加でき、バランス訓練の強度をより高くできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バランス訓練の強度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】搭乗者が実施形態の倒立振子型移動体に搭乗している様子を示す斜視図。
【図２】オムニホイールの斜視図。
【図３】（ａ）は制御部が通常モードにあるとき、搭乗者が倒立振子型移動体に搭乗している様子を示す平面図、（ｂ）は制御部が訓練モードにあるとき、搭乗者が倒立振子型移動体に搭乗している様子を示す平面図。
【図４】駆動機構の制御構成を示すブロック図。
【図５】（ａ）は搭乗者の前後方向の重心の変化を示すグラフ、（ｂ）は通常駆動力の変化を示すグラフ、（ｃ）は訓練パターン１での訓練駆動力の変化を示すグラフ。
【図６】（ａ）は搭乗者の左右方向の重心の変化を示すグラフ、（ｂ）は訓練パターン２での訓練駆動力の変化を示すグラフ。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は別例の訓練駆動力の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、倒立振子型移動体１０は、倒立振子型移動体１０に搭乗した搭乗者Ｐの重心移動に対応して移動する移動体である。例えば、搭乗者Ｐが重心Ｐａを前に移動させると倒立振子型移動体１０は前に移動し、搭乗者Ｐが重心Ｐａを左に移動させると倒立振子型移動体１０は左に移動する。
【００１４】
倒立振子型移動体１０は、球体１１と、球体１１を駆動させる駆動機構１２とを備える。本実施形態の駆動機構１２は、第１駆動機構１２ａ、第２駆動機構１２ｂ、及び第３駆動機構１２ｃから構成されている。また、倒立振子型移動体１０は、円板状の搭乗部１３を備える。搭乗部１３は、球体１１の上方に配置されている。搭乗部１３の下面には、第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃが接続部１４によって取り付けられている。第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃは、搭乗部１３の周方向へ等間隔おきに配置され、球体１１の上部に対し等間隔おきに配置されている。搭乗者Ｐは、搭乗部１３において第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃが取り付けられていない上面に座った状態で重心移動を行う。搭乗部１３の下面には、搭乗部１３の安定性を高めるための支持機構１５が取り付けられている。支持機構１５は、搭乗部１３の下面に取り付けられた複数の支持パイプ１５ａと、支持パイプ１５ａの下端側に接続された支持環１５ｂと、支持パイプ１５ａの下端に取り付けられた支持ローラ１５ｃとを有する。球体１１は、支持環１５ｂの内側に存在する。また、支持ローラ１５ｃは、球体１１の側部に対して回転可能に接触する。
【００１５】
第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃは、同じ構成である。各駆動機構１２ａ〜１２ｃは、球体１１を転動させるホイール１６（第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃ）と、ホイール１６を回転させるホイール駆動部１７（第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃ）（図４参照）とを備える。本実施形態のホイール１６は、オムニホイールである。ホイール駆動部１７は、モータ及びモータ制御装置等を有する。
【００１６】
ここで、オムニホイールについて説明する。
図２に示すように、本実施形態のホイール１６（オムニホイール）は、同じ構成の第１ホイール部２１と第２ホイール部２２とをつき合わせて構成されている。第１及び第２ホイール部２１，２２は、基部２３と、樽状ホイール２４とを備える。基部２３は、円盤形状をなす平板部２５と、平板部２５の片面の中央からホイール１６の軸方向に延びる円筒状の軸部２６とを有する。基部２３は、平板部２５及び軸部２６を貫通する軸孔２３ａを有する。軸孔２３ａには、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃから突出する回転軸（図示せず）が挿通されるとともに、回転軸に基部２３が一体化されている。回転軸は、時計回り及び反時計回りに回転可能である。基部２３は、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動により、平板部２５の周方向に回転する。基部２３は、軸部２６の外周面から径方向外側に延びる板状の支持部２７を４つ有する。支持部２７は、軸部２６の周方向へ等間隔おきに存在する。周方向に隣り合う支持部２７により、樽状ホイール２４は回転可能に支持されている。樽状ホイール２４は、基部２３の回転方向と直交する方向、すなわち基部２３の軸方向に回転可能である。なお、本実施形態の樽状ホイール２４は、駆動源と接続されておらず、倒立振子型移動体１０の移動によって空転するものである。
【００１７】
第１ホイール部２１と第２ホイール部２２とは、平板部２５において軸部２６が存在しない面をつき合わせた状態で接合されている。ホイール１６を軸方向に見たとき、第１ホイール部２１との樽状ホイール２４と、第２ホイール部２２の樽状ホイール２４とは、平板部２５の周方向において互い違いの位置となるように配置されている。
【００１８】
球体１１を駆動させるには、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃを駆動させる。第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃが駆動されると、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃが回転すると、基部２３の回転によって球体１１は転動する。また、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの回転軸の回転方向及び駆動力を調整することで、球体１１は全方向（前後方向、左右方向、斜め方向、旋回等）に転動可能となる。なお、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動力は、モータのトルク及び回転数の少なくとも一方を変更することで調整可能である。
【００１９】
図４に示すように、倒立振子型移動体１０は、搭乗者Ｐの重心Ｐａを検知する姿勢センサ３１と、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動を制御する制御部３２とを備える。姿勢センサ３１及び制御部３２は、例えば、搭乗部１３の下面の中央に配置されている。姿勢センサ３１は、制御部３２と信号接続され、制御部３２は、駆動機構１２の第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃと信号接続されている。姿勢センサ３１は、搭乗者Ｐの重心Ｐａを信号として制御部３２に出力する。制御部３２は、演算回路３３と訓練マップ３４とを有する。また、制御部３２は、搭乗者Ｐの重心移動に対応して倒立振子型移動体１０を移動させる通常モードと、搭乗者Ｐのバランス感覚を訓練する訓練モードとを有する。通常モードから訓練モードへの切り替えは、例えば、搭乗者Ｐが搭乗部１３に取り付けられたモード選択ボタン（図示せず）を操作することによって行われる。
【００２０】
制御部３２は、通常モードにあるとき、搭乗者Ｐの重心移動方向において倒立状態が安定するように第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動を制御する。倒立振子型移動体１０を搭乗部１３側から見た平面視において、球体１１の上方には球体１１を中心とする判定円Ｃが設けられている。搭乗者Ｐの重心Ｐａが判定円Ｃの内側にあるとき、倒立状態は安定した状態であり、搭乗者Ｐの重心Ｐａが判定円Ｃの外側にあるとき、倒立状態の安定性は低下した状態である。なお、判定円Ｃの大きさは、球体１１の大きさなどを加味して予め設定されている。
【００２１】
例えば、図３（ａ）及び図５（ａ）に示すように、倒立振子型移動体１０を前方に移動させる場合、搭乗者Ｐは重心Ｐａを前方に移動させる。この場合、重心移動方向は前後方向である。姿勢センサ３１は、前方に移動した搭乗者Ｐの重心Ｐａを検知し、信号を制御部３２に出力する。
【００２２】
図５（ｂ）に示すように、搭乗者Ｐの重心Ｐａが判定円Ｃの外側に移動したとき（時刻ｔａ１）、制御部３２の演算回路３３は、不安定な倒立状態を安定させるために必要な第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動力（通常駆動力）を算出し、算出された通常駆動力に係る信号を第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃに出力する。第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃは、入力された信号に基づいて駆動する。第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動により、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃの回転により、球体１１は転動する。本例では、球体１１が前方に転動することにより、倒立状態が安定する。搭乗者Ｐの重心Ｐａが判定円Ｃの外側に移動した時刻ｔａ２〜ｔａ５において、同様の制御を行うことにより、倒立振子型移動体１０は前方に移動する。なお、搭乗者Ｐの重心移動方向によっては、必ずしも全てのホイール駆動部１７ａ〜１７ｃを駆動させる必要はない。
【００２３】
制御部３２は、訓練モードにあるとき、通常モードと同様、搭乗者Ｐの重心移動方向において倒立状態が安定するように第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動を制御する。さらに、制御部３２は、搭乗者Ｐの重心移動方向と異なる方向（訓練方向）において倒立状態の安定性を低下させるように第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動を制御する。
【００２４】
例えば、図３（ｂ）に示すように、倒立振子型移動体１０を前方に移動させる場合、搭乗者Ｐは重心Ｐａを前方に移動させる。この場合の重心移動方向は前後方向であり、訓練方向は例えば左右方向である。
【００２５】
上述したように、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの通常駆動力は、演算回路３３によって算出される。一方、左右方向における倒立状態の安定性を低下させるための第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動力（訓練駆動力）は、制御部３２が備える訓練マップ３４に基づいて設定される。訓練マップ３４には、複数の訓練パターンが記憶されている。訓練パターンは、例えば制御部３２によってランダムに選択される。
【００２６】
そして、制御部３２は、演算回路３３が算出した通常駆動力と、選択した訓練パターンを用いて設定した訓練駆動力とに係る信号を第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃに出力する。第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃは、入力された信号に基づいて駆動する。第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動により、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。これにより球体１１が転動する。本例では、球体１１が前方に転動することにより、前後方向における倒立状態が安定するとともに、球体１１が左右方向に転動することにより、左右方向における倒立状態の安定性が低下する。搭乗者Ｐは、左右方向において不安定な倒立状態が安定するように姿勢を調整する。こうして、搭乗者Ｐのバランス訓練が行われる。つまり、本実施形態の訓練モードは、搭乗者Ｐの重心移動方向と異なる方向において第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの訓練駆動力を変化させ、バランス訓練を行う異方向訓練を含む。なお、搭乗者Ｐの重心移動方向及び訓練方向によっては、必ずしも全てのホイール駆動部１７ａ〜１７ｃを駆動させる必要はない。
【００２７】
以下、複数の訓練パターンのうち、例として「訓練パターン１」及び「訓練パターン２」について詳述する。
図５（ｃ）に示すように、訓練パターン１は、時間変化に応じて訓練駆動力Ｑｂを変化させる訓練パターンである。
【００２８】
時刻ｔｂ０において、搭乗者Ｐによって訓練モードが選択されると、制御部３２は訓練マップ３４から訓練パターン１を選択する。訓練パターン１における訓練駆動力Ｑｂは、時刻ｔｂ０から所定時間Ｔｂ０経過後の時刻ｔｂ１までゼロである。
【００２９】
訓練駆動力Ｑｂは、時刻ｔｂ１から時刻ｔｂ２までの第１訓練期間Ｔｂ１に亘って第１駆動力Ｑｂ１となる。第１訓練期間Ｔｂ１において、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃが駆動し、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。これにより、本例では、球体１１は例えば左右方向の一方である左方に移動し、左右方向における倒立状態の安定性が低下する（１回目の訓練）。訓練駆動力Ｑｂは、時刻ｔｂ２から時刻ｔｂ３までの訓練休止期間Ｔｂ２に亘ってゼロである。
【００３０】
訓練駆動力Ｑｂは、時刻ｔｂ３から時刻ｔｂ４までの第２訓練期間Ｔｂ３に亘って第２駆動力Ｑｂ２となる。第２訓練期間Ｔｂ３において、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃが駆動し、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。これにより、本例では、球体１１は左方に移動し、左右方向における倒立状態の安定性が低下する（２回目の訓練）。訓練駆動力Ｑｂは、時刻ｔｂ４から時刻ｔｂ５までの訓練休止期間Ｔｂ４に亘ってゼロである。
【００３１】
訓練駆動力Ｑｂは、時刻ｔｂ５から時刻ｔｂ６までの第３訓練期間Ｔｂ５に亘って第３駆動力Ｑｂ３となる。第３訓練期間Ｔｂ５において、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃが駆動し、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。これにより、本例では、球体１１は左方に移動し、左右方向における倒立状態の安定性が低下する（３回目の訓練）。
【００３２】
そして、時刻ｔｂ６において、訓練パターン１による訓練が終了し、通常モードに切り替わる。第１〜第３駆動力Ｑｂ１〜Ｑｂ３、第１〜第３訓練期間Ｔｂ１，Ｔｂ３，Ｔｂ５、及び訓練休止期間Ｔｂ２，Ｔｂ４は、予め決められた値である。本実施形態では、第１〜第３駆動力Ｑｂ１〜Ｑｂ３は同じ駆動力であり、各訓練期間Ｔｂ１，Ｔｂ３，Ｔｂ５と各訓練休止期間Ｔｂ２，Ｔｂ４とは同じ長さである。
【００３３】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、訓練パターン２は、姿勢センサ３１が検出した搭乗者Ｐの重心Ｐａに基づいて訓練駆動力Ｑｃを変化させる訓練パターンである。
時刻ｔｃ０において、搭乗者Ｐによって訓練モードが選択されると、制御部３２は訓練マップ３４から訓練パターン２を選択する。訓練パターン２における訓練駆動力Ｑｃは、時刻ｔｃ０から所定時間Ｔｃ０経過後の時刻ｔｃ１までゼロである。
【００３４】
訓練駆動力Ｑｃは、時刻ｔｃ１から時刻ｔｃ２までの第１訓練期間Ｔｃ１に亘って第１駆動力Ｑｃ１となる。第１訓練期間Ｔｃ１において、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃが駆動し、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。これにより、本例では、球体１１は、例えば左右方向の一方である左方に移動し、左右方向における倒立状態の安定性が低下する（１回目の訓練）。
【００３５】
時刻ｔｃ２において訓練駆動力Ｑｃがゼロになると、倒立状態を安定させるための搭乗者Ｐによる姿勢調整が容易になる。搭乗者Ｐの姿勢調整により、搭乗者Ｐの重心Ｐａは判定円Ｃの内側に移動する（時刻ｔｃ３）。つまり、時刻ｔｃ２から時刻ｔｃ３までの期間は、搭乗者Ｐが倒立状態を安定させるように姿勢を調整する姿勢調整期間Ｔｃ２である。この姿勢調整期間Ｔｃ２において、訓練駆動力Ｑｃはゼロである。また、訓練駆動力Ｑｃは、時刻ｔｃ３から時刻ｔｃ４までの訓練休止期間Ｔｃ３においてもゼロである。
【００３６】
訓練駆動力Ｑｃは、時刻ｔｃ４から時刻ｔｃ５までの第２訓練期間Ｔｃ４に亘って第２駆動力Ｑｃ２となる。第２訓練期間Ｔｃ４において、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃが駆動し、第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃは回転する。これにより、本例では、球体１１は左方に移動し、左右方向における倒立状態の安定性が低下する（２回目の訓練）。
【００３７】
時刻ｔｃ５において訓練駆動力Ｑｃがゼロになると、倒立状態を安定させるための搭乗者Ｐによる姿勢調整が容易になる。搭乗者Ｐの姿勢調整により、搭乗者Ｐの重心Ｐａは、判定円Ｃの内側に移動する（時刻ｔｃ６）。つまり、時刻ｔｃ５から時刻ｔｃ６までの期間は、搭乗者Ｐが倒立状態を安定させるように姿勢を調整する姿勢調整期間Ｔｃ５である。この姿勢調整期間Ｔｃ５において、訓練駆動力Ｑｃはゼロである。時刻ｔｃ６において、訓練パターン２による訓練は終了し、通常モードに切り替わる。第１及び第２駆動力Ｑｃ１，Ｑｃ２、及び訓練休止期間Ｔｃ３は、予め決められた値である。本実施形態では、第１及び第２駆動力Ｑｃ１，Ｑｃ２は同じ駆動力である。
【００３８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
搭乗者Ｐのバランス感覚を訓練する訓練モードにおいて、制御部３２は、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの駆動を制御する。制御部３２は、搭乗者Ｐの重心移動方向（前後方向）において倒立状態が安定するように第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの通常駆動力を変化させる。さらに、制御部３２は、重心移動方向と異なる方向である訓練方向（左右方向）において倒立状態の安定性を低下させるため、第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの訓練駆動力を変化させる。搭乗者Ｐは、重心移動方向と異なる方向において倒立状態を安定させるために姿勢を調整する。
【００３９】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）訓練モードは、搭乗者Ｐの重心移動方向と異なる方向においてバランス訓練を行う異方向訓練を含む。異方向訓練では、制御部３２は、搭乗者Ｐの重心移動方向と異なる方向において倒立状態の安定性が低下するように第１〜第３ホイール駆動部１７ａ〜１７ｃの訓練駆動力を変化させる。搭乗者Ｐは、倒立状態を安定させようと姿勢を調整する。よって、搭乗者Ｐの重心移動方向と異なる方向（左右方向）においてバランス訓練が可能となり、重心移動方向（前後方向）のみのバランス訓練よりも、バランス訓練の強度を高くできる。
【００４０】
（２）駆動機構１２は、３つのオムニホイール（第１〜第３ホイール１６ａ〜１６ｃ）を備えるため、球体１１は旋回可能となる。よって、旋回によるバランス訓練が可能となる。旋回によるバランス訓練では、搭乗者Ｐの体をひねる動きを追加でき、バランス訓練の強度をより高くできる。
【００４１】
（３）訓練パターン１では、訓練休止期間Ｔｂ２，Ｔｂ４は予め決められた値であるため、例えば搭乗者Ｐや訓練日が変わっても常に同じ訓練を行うことができる。
（４）訓練パターン２では、姿勢調整期間Ｔｃ２，Ｔｃ５は、搭乗者Ｐのバランス感覚や訓練に対する習熟度によって変化するため、搭乗者Ｐに合わせた訓練を行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  駆動機構１２は、３つの駆動機構（第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃ）から構成されていたが、２つの駆動機構から構成されていてもよい。この場合、２つの駆動機構と１つ以上の空転可能な転動体が球体１１の上部に配置されるのが好ましい。また、駆動機構１２は、４つ以上の駆動機構から構成されていてもよい。駆動機構１２が３つ以上の駆動機構から構成されている場合、球体１１を旋回させることができる。
【００４３】
○  搭乗部１３は、円板状以外の形状、例えば、矩形板状であってもよい。
○  倒立振子型移動体１０が安定すれば、第１〜第３駆動機構１２ａ〜１２ｃは、球体１１の上部に対し、等間隔に配置されていなくてもよい。
【００４４】
○  各ホイール１６（オムニホイール）は、第１及び第２ホイール部２１，２２から構成されていたが、１つのホイールで構成されていてもよい。
○  各ホイール１６の樽状ホイール２４は、駆動源と接続され、その駆動源によって回転するものであってもよい。
【００４５】
○  搭乗者Ｐは、搭乗部１３に座った状態で重心移動させてもよいし、搭乗部１３上に立った状態で重心移動させてもよい。
○  搭乗者Ｐの重心移動方向は、前後方向以外の方向（例えば、左右方向や斜め方向）でもよい。また、訓練方向は、重心移動方向と異なる方向であれば、左右方向以外の方向（例えば、前後方向や斜め方向）でもよい。
【００４６】
○  上記実施形態の訓練モードは、搭乗者Ｐの重心移動方向と異なる方向において倒立状態の安定性を低下させる異方向訓練を含んでいたが、さらに搭乗者Ｐの重心移動方向において倒立状態の安定性を低下させる同方向訓練を含んでいてもよい。また、訓練モードは、異方向訓練と同方向訓練を同時に行う２方向訓練を含んでいてもよい。また、訓練モードは、球体１１を旋回させることによる訓練を含んでいてもよい。旋回によるバランス訓練では、搭乗者Ｐの体をひねる動きを追加でき、バランス訓練の自由度をより高くできる。
【００４７】
○  上記実施形態では、制御部３２が訓練マップ３４から訓練パターンを選択していたが、搭乗者Ｐが選択してもよい。
○  制御部３２は、別途入力された搭乗者Ｐの年齢や運動能力等の情報に基づいて、訓練パターンを選択してもよい。
【００４８】
○  訓練モードから通常モードへ切り替えられるタイミングは、訓練パターンの終了時に限定されない。搭乗者Ｐがモード選択ボタンを操作することによって訓練モードから通常モードに切り替えてもよい。また、搭乗者Ｐの重心Ｐａが転倒防止のために設定された転倒防止円の外側に移動したときに、制御部３２が自動で切り替えてもよい。
【００４９】
○  上記実施形態では、訓練マップ３４には複数の訓練パターンが記憶されていたが、少なくとも１つの訓練パターンが記憶されていればよい。
○  各訓練パターンにおいて、訓練の回数は適宜変更してもよい。また、訓練パターンを終了させるタイミングは、上記実施形態のように訓練の回数によって設定されていてもよいし、訓練パターンが選択された時刻からの経過時間によって設定されていてもよい。
【００５０】
○  訓練パターン１では、時間変化に対応して訓練駆動力を変化させ、訓練パターン２では、搭乗者Ｐの重心Ｐａに対応して訓練駆動力を変化させていた。他にも、通常駆動力の変化に対応して訓練駆動力を変化させるなど、他の対応関係に基づいて訓練駆動力を変化させてもよい。
【００５１】
○  図７（ａ）に示すように、複数回の訓練において駆動方向は異なっていてもよい。例えば、１回目の訓練では、球体１１は左右方向の一方である左方に転動し、２回目の訓練では、球体１１は左右方向の他方である右方に転動し、３回目の訓練では、球体１１は左右方向の一方である左方に転動する。
【００５２】
○  図７（ｂ）に示すように、訓練駆動力がゼロになる訓練休止期間は設けず、常にバランスを崩すような状況にしてもよい。
○  図７（ｃ）に示すように、訓練駆動力の変化は、周期的でなくてもよい。
【００５３】
○  図７（ｄ）に示すように、訓練駆動力の変化量は、一定でなくてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０…倒立振子型移動体、１１…球体、１２…駆動機構、１３…搭乗部、１６…オムニホイールとしてのホイール、１７…ホイール駆動部、３２…制御部、Ｐ…搭乗者。
【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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【図７】
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