(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右に設置された二つの車輪の転動により進退方向への走行ならびに操舵および旋回を可能にしてなる二輪ビークルであって、適宜間隔を有しつつ前記両車輪を支持するフレームと、このフレームによって前記両車輪の間に支持される基部と、この基部に支持される荷台部と、この荷台部の下方において前記進退方向への移動を可能にしつつ設けられたウエイトと、このウエイトの移動のために駆動力を供給する第１の駆動手段と、前記荷台の姿勢を検知する姿勢検知手段と、この姿勢検知手段により得られる情報に基づき、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備える二輪ビークルにおいて、
前記荷台部は、前記進退方向に向かって左右両側が昇降するように揺動する揺動機構と、この揺動機構による前記荷台部の揺動を駆動するための第２の駆動手段とを備え、この第２の駆動手段は、前記姿勢検知手段により得られる情報に基づいて前記制御手段により制御されるものであり、前記荷台部は、揺動するための軸部を備え、この軸部を介して前記基部に支持されるものであることを特徴とする二輪ビークル。
【請求項２】
左右に設置された二つの車輪の転動により進退方向への走行ならびに操舵および旋回を可能にしてなる二輪ビークルであって、適宜間隔を有しつつ前記両車輪を支持するフレームと、このフレームによって前記両車輪の間に支持される基部と、この基部に支持される荷台部と、この荷台部の下方において前記進退方向への移動を可能にしつつ設けられたウエイトと、このウエイトの移動のために駆動力を供給する第１の駆動手段と、前記荷台の姿勢を検知する姿勢検知手段と、この姿勢検知手段により得られる情報に基づき、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備える二輪ビークルにおいて、
前記荷台部は、前記進退方向に向かって左右両側が昇降するように揺動する揺動機構と、この揺動機構による前記荷台部の揺動を駆動するための第２の駆動手段とを備え、この第２の駆動手段は、前記姿勢検知手段により得られる情報に基づいて前記制御手段により制御されるものであり、
前記揺動機構は、前記進退方向に向かって左右両側に分かれて前記基部に設けられた少なくとも一組の軌道規制部と、この軌道規制部に沿って転動するように前記荷台部の両側に分かれて設けられた少なくとも一組の転動部材とで構成されており、前記第２の駆動手段は、前記一組の転動部材のうち少なくとも１個に対して転動のための駆動力を供給するものであり、前記軌道規制部は、前記荷台部の揺動により左右両端が移動する軌跡の方向へ案内するように長尺に設けられていることを特徴とする二輪ビークル。
【請求項３】
前記一組の軌道規制部は、分かれて設置された個々の表面が相互に対向するように配置されるものであり、前記一組の転動部材は、前記荷台部の左右両側において前記一組の軌道規制部の間に挟まれる状態で配置されている請求項２に記載の二輪ビークル。
【請求項４】
前記軌道規制部は、表面に歯を刻設してなるラック状レールであり、前記転動部材は、前記ラック状レールの歯に噛合するピニオンギアである請求項３に記載の二輪ビークル。
【請求項５】
前記二つの車輪は、それぞれ個別に駆動するためのモータを備え、このモータは、前記制御手段によって回転方向、回転数および回転速度が制御されることによって、前進、後進、操舵および旋回ならびにこれらの速度を調整可能としてなる請求項１ないし４のいずれかに記載の二輪ビークル。
【請求項６】
前記モータは、伝達機構を介して回転軸が個々の車輪の車軸に連結されるとともに、前記フレームに対してサスペンションを介して支持されることにより、該車輪および該モータが一体となって、該フレームとの相対的な位置関係を変化可能としてなる請求項５に記載の二輪ビークル。
【請求項７】
前記モータは、前記伝達機構とともに、前記基部の左右方向両側に摺接されるように配置され、該基部の左右両側の側面に設けられた規制部に沿って摺動可能である請求項６に記載の二輪ビークル。
【請求項８】
前記基部は、操作ハンドルと、この操作ハンドルを支持するハンドル支持部を備え、該ハンドル支持部は、前記操作ハンドルに作用する外力による力覚の変化を検出する力覚検知部を備え、該力覚検知部により検出される力覚の変化に応じて前記モータの回転状態を制御するものである請求項５ないし７のいずれかに記載の二輪ビークル。
【請求項９】
左右に設置された二つの車輪の転動により進退方向への走行ならびに操舵および旋回を可能にしてなる二輪ビークルであって、適宜間隔を有しつつ前記両車輪を支持するフレームと、このフレームによって前記両車輪の間に支持される基部と、この基部に支持される荷台部と、この荷台部の下方において前記進退方向への移動を可能にしつつ設けられたウエイトと、このウエイトの移動のために駆動力を供給する第１の駆動手段と、前記荷台の姿勢を検知する姿勢検知手段と、この姿勢検知手段により得られる情報に基づき、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備える二輪ビークルにおいて、
前記荷台部は、前記進退方向に向かって左右両側が昇降するように揺動する揺動機構と、この揺動機構による前記荷台部の揺動を駆動するための第２の駆動手段とを備え、この第２の駆動手段は、前記姿勢検知手段により得られる情報に基づいて前記制御手段により制御されるものである二輪ビークルにおける制御方法であって、
前記姿勢検知手段により、水平面との比較により荷台部の傾斜状態を検知し、
前記制御手段により、前記荷台部の傾斜状態を、進退方向の傾斜と左右方向の傾斜とに区分し、進退方向の傾斜に対しては第１の駆動手段を作動させて、前記ウエイトの移動によって該傾斜を修正し、左右方向の傾斜に対しては第２の駆動手段を作動させて、荷台を揺動させることにより該傾斜を修正するものであることを特徴とする二輪ビークルにおける荷台部の姿勢制御方法。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載の二輪ビークルにおける制御方法であって、
前記姿勢検知手段により、水平面との比較により荷台部の傾斜状態を検知し、
前記制御手段により、前記荷台部の傾斜状態を、進退方向の傾斜と左右方向の傾斜とに区分し、進退方向の傾斜に対しては第１の駆動手段を作動させて、前記ウエイトの移動によって該傾斜を修正し、左右方向の傾斜に対しては第２の駆動手段を作動させて、荷台を揺動させることにより該傾斜を修正するものであることを特徴とする二輪ビークルにおける荷台部の姿勢制御方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の二輪ビークルにおける操作制御方法であって、
前記荷台の姿勢を制御するために、
前記姿勢検知手段により、水平面との比較により荷台部の傾斜状態を検知し、
前記制御手段により、前記荷台部の傾斜状態を、進退方向の傾斜と左右方向の傾斜とに区分し、進退方向の傾斜に対しては第１の駆動手段を作動させて、前記ウエイトの移動によって該傾斜を修正し、左右方向の傾斜に対しては第２の駆動手段を作動させて、荷台を揺動させることにより該傾斜を修正するものであり、
前記操作ハンドルに対して所定方向の操作力を作用させることにより、前記力覚検知部が前記操作力を進退方向および左右方向の分力に分解しつつ前記制御手段に検出値を入力し、
前記制御手段により、進退方向の値の変化により前記両車輪の回転速度および回転方向を制御し、左右方向の値の変化により両車輪の相対的な回転数を制御するように、両車輪を個別に駆動する個々のモータを作動させるものであることを特徴とする二輪ビークルにおける操作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪ビークルと、その制御方法および操作制御方法に関し、特に、進行方向に対する傾倒に対する荷台部の姿勢を修正するとともにと、左右方向への傾斜に対する荷台部の姿勢を修正するように構成された二輪ビークルと、その制御方法および操作制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送物や搭乗者を移動させるために二つの車輪を有する移動台車（これを二輪ビークルと称する）に関し、安定姿勢を保持するために、本願の発明者らは、低重心の二輪ビークルを提案し（特許文献１および非特許文献１参照）、走行の際に作用する加速度によって進行方向に傾倒する姿勢を、ウエイト移動によって安定させるように制御するとともに、制御が停止した状態においても安定姿勢を維持させることができる機構を開発した。
【０００３】
ところが、上記の技術は、二輪ビークルの進行方向に対して前後方向に傾倒する荷台部の姿勢を安定するための機構であって、路面の起伏が激しく左右に傾斜した場合の安定機構を備えていなかった。そのため、例えば、農地や建設現場または災害地等のように、不整地地面を走行する際には、二輪ビークル全体が左右に傾斜しやすく、必然的に荷台部も左右に傾斜することとなり、搬送物や搭乗者が左右に移動することがあった。そこで、荷台部に対する左右の傾斜を修正する安定化機構が必要とされるものであった。また、前掲の技術は、専らジョイスティックで操作されるものであるため、ジョイスティックの操作に慣れなければ、操作を円滑に行えないという懸念もあった。そこで、パワーアシスト機能によって、感覚的な操作によって二輪ビークルを移動させることができることも必要とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３１６６０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６９３０号公報
【特許文献３】特開２００４−３０６９５５号公報
【特許文献４】特開２００６−１３８５号公報
【特許文献５】特開２００４−３４４４３５号公報
【特許文献６】特開２０１１−１４８３３０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Parallel two-wheel vehicle with underslung vehicle, Mechanical Engineering Journal, Vol.1, No.4, pp.1-12, DOI: 10.1299/mej.2014dr-0036, 2014
【非特許文献２】精密工学会誌、Vol.70、No.7、pp.983-988,2004、車体傾斜機構を有する全方向移動ロボットの走行制御に関する研究
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前掲の特許文献１において、左右の傾斜を修正するための装置として、車体基部と荷台部との間に、シリンダまたはアクチュエータ等の高さ調整装置を設置し、車体が傾斜する場合に、高さ調整装置を作動させて低位となる側を上昇させる機構が提案されている（特許文献２〜４、非特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、上記の構成は、左右の傾斜（場合によっては前後の傾倒を含む）を修正するために高さ調整装置を必須とするため、その機構が大型化することとなり、特にシリンダ装置を使用する場合には、コンプレッサを搭載しなければならず、二輪ビークル全体の大型化および重量化を招来させることとなっていた。さらに、特許文献４に記載の技術は、二輪ビークルに搭乗する者を含めた重心が車輪の回転中心よりも上方に位置し（いわゆる倒立型であり）、進行方向への傾倒に対してもモータ駆動のみで姿勢制御されることから、左右の傾斜に対する応答性もモータ特性に依存し、左右への傾斜が急激に変化する場合には、荷台部の姿勢安定が遅延することも懸念される。
【０００８】
他方、パワーアシスト機構に関しては、４輪の移動台車についてパワーアシスト駆動を可能にするものが提案されている（特許文献５および６参照）。しかしながら、これらの技術は、４輪の移動台車に関するものであることから、進行方向に対する傾倒を考慮する必要がなく、また、荷台部が左右に傾斜することも考慮されてはいない。また、特許文献５に開示される技術では、傾斜面において、重力の影響により荷台操作部である外枠の重量によるスラスト荷重やモーメントが、力覚センサによって検出されることとなり、操作力とは異なる外力によって移動台車が走行することも懸念されるものであった。
【０００９】
本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、比較的小型の機構によって、荷台部の姿勢を安定化させることのできる二輪ビークルを提供し、さらに、その制御方法および操作制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
二輪ビークルに係る本発明は、左右に設置された二つの車輪の転動により進退方向への走行ならびに操舵および旋回を可能にしてなる二輪ビークルであって、適宜間隔を有しつつ前記両車輪を支持するフレームと、このフレームによって前記両車輪の間に支持される基部と、この基部に支持される荷台部と、この荷台部の下方において前記進退方向への移動を可能にしつつ設けられたウエイトと、このウエイトの移動のために駆動力を供給する第１の駆動手段と、前記荷台の姿勢を検知する姿勢検知手段と、この姿勢検知手段により得られる情報に基づき、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備える二輪ビークルにおいて、前記荷台部は、前記進退方向に向かって左右両側が昇降するように揺動する揺動機構と、この揺動機構による前記荷台部の揺動を駆動するための第２の駆動手段とを備え、この第２の駆動手段は、前記姿勢検知手段により得られる情報に基づいて前記制御手段により制御されるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、姿勢検知手段により検知される荷台部の姿勢（傾斜状態）は、二輪ビークルの進退方向への傾倒と、左右方向への傾斜とに区分され、進退方向への傾倒に対しては、第１の駆動手段の操作によってウエイトを移動させることにより修正され、他方、左右方向への傾斜に対しては、第２の駆動手段を操作することにより、荷台部を揺動させることにより、傾斜角度を修正し、水平姿勢を維持させることができる。また、進退方向の傾倒と左右方向の傾斜が区分されて同時に修正できることから、車体（荷台部）が傾斜しながら傾倒するような複合的な角度となる場合であっても、荷台部を水平に維持させることが可能となる。
【００１２】
上記構成においては、前記揺動機構が、前記進退方向に向かって左右両側に分かれて前記基部に設けられた少なくとも一組の軌道規制部と、この軌道規制部に沿って転動するように前記荷台部の両側に分かれて設けられた少なくとも一組の転動部材とで構成されるものとし、さらに、前記第２の駆動手段が、前記一組の転動部材のうち少なくとも１個に対して転動のための駆動力を供給するものであり、前記軌道規制部が、前記荷台部の揺動により左右両端が移動する軌跡の方向へ案内するように長尺に設けられるように構成してもよい。
【００１３】
上記のような構成によれば、荷台部の揺動は、軌道規制部によって規制されることとなり、荷台部の左右の傾斜を修正するために必要な方向への揺動のみが許容されることとなる。そこで、全ての転動部材について駆動力が伝達されることなく、例えば、一つの転動部材に対して駆動力が伝達されることによって、荷台部を所定の方向へ揺動させることにより、荷台部の左右への傾斜を修正させることが可能となる。
【００１４】
さらに、上記構成においては、一組の軌道規制部は、分かれて設置された個々の表面が相互に対向するように配置されるものであり、他方、一組の転動部材は、前記荷台部の左右両側において前記一組の軌道規制部の間に挟まれる状態で配置されるものと構成することができる。
【００１５】
このような構成の場合には、荷台部の左右両側に配置される一組の転動部材が、基部に設けられる一組の軌道規制部に挟まれた状態であることから、転動部材の左右方向の位置が決定されることとなり、結果として荷台部の左右方向の位置が固定化されることとなる。そして、一組の転動部材のうちのいずれか一方を駆動させて荷台部を揺動させる場合には、他方の転動部材は、他方の軌道規制部に沿って転動することとなり、荷台部を所定の位置に規制しつつ揺動させることができる。
【００１６】
この場合において、前記軌道規制部は、表面に歯を刻設してなるラック状レールであり、前記転動部材は、前記ラック状レールの歯に噛合するピニオンギアで構成することができる。
【００１７】
上記構成によれば、転動部材として機能するピニオンギアの歯が、ラック状レールの歯に噛合しており、ピニオンギアは、ラック状レールの表面上を確実に転動できることとなる。ラック状レールが固定されることから、ピニオンギアの回転により、ピニオンギアの回転軸（回転中心）が相対的に移動し、ラック状レールの長手方向に沿って昇降可能となる。ピニオンギアの回転軸が荷台部の左右両側に支持されることによって、当該回転軸の昇降に伴って荷台部の左右両端が昇降し、この両端の昇降により、荷台部全体が揺動することとなる。なお、前記は、ラックおよびピニオンによる機構を代表例として示したが、ネジ軸を前記ラック状レールのように構成し、ナット部を前記ピニオンと同様に構成することにより、ボールネジ式の作動機構とすることも可能である。
【００１８】
また、上記各構成において、前記荷台部は、揺動するための軸部を備え、この軸部を介して前記基部に支持されるように構成することができる。
【００１９】
上記構成によれば、荷台部は、基部との間で揺動可能な状態で設置されることとなり、また、荷台部に搭載される搬送物または搭乗者の重量は、軸部を介して基部によって支えられることとなることから、荷台部が揺動可能でありながら十分な重量の搬送物または搭乗者を積載することが可能となる。なお、荷台部の左右両側に設置される転動部が、基部の左右両側に設置される軌道規制部に接した状態で転動を停止させる構成の場合には、さらに、前記重量を分散して支持することも可能となる。
【００２０】
前記各構成において、二つの車輪は、それぞれ個別に駆動するためのモータを備え、このモータは、前記制御手段によって回転方向、回転数および回転速度が制御されることによって、前進、後進、操舵および旋回ならびにこれらの速度を調整可能とすることができる。
【００２１】
上記構成によれば、二輪ビークルの走行のための車輪は、それぞれ独立して駆動されることから、同じ方向に同じ回転速度で駆動されることにより、直線的に前進または後進することが可能となり、左右の車輪の回転速度に差違を生じさせることにより操舵しつつ前進または後進させることも可能となる。さらに、一方のみを前進させ、他方を停止または後進させる場合には、旋回させることも可能となる。これらの両車輪を駆動するためのモータが制御手段によって制御されることから、操作者による操作指令は、制御手段によってそれぞれのモータの回転方向等を制御することとなり、二輪ビークルに対し所望の走行条件を実行させることとなる。
【００２２】
また、上記構成におけるモータは、伝達機構を介して回転軸が個々の車輪の車軸に連結されるとともに、前記フレームに対してサスペンションを介して支持されることにより、該車輪および該モータが一体となって、該フレームとの相対的な位置関係を変化可能とすることができる。
【００２３】
このような構成の場合には、モータによって生じる駆動力は、回転軸から伝達機構に伝達されたうえで車軸に伝達させることができる。そこで、例えば、減速機を含む伝達機構により減速しつつ車輪の車軸に伝達させることができる。モータの回転軸は、伝達機構を介して車軸に連結されるのに対し、モータ本体は、フレームに支持されることにより、モータ本体が固定された状態で回転軸のみを回転させることとなる。また、モータ本体は、フレームとの間にサスペンションが介在されていることから、その位置がサスペンションの稼働範囲において移動自在となっている。すなわち、車輪は、車軸および伝達機構を介してモータの回転軸に連結され、車輪とモータとが一体的になっていることから、車輪とフレームとの間には、サスペンションが介在されることとなる。そこで、このサスペンションによって、車輪が路面から与えられる振動や急激な上下動を吸収させることができるのである。
【００２４】
そして、上記構成の場合には、前記モータは、前記伝達機構とともに、前記基部の左右方向両側に摺接されるように配置され、該基部の左右両側の側面に設けられた規制部に沿って摺動可能とすることができる。
【００２５】
上記構成によれば、サスペンションによる衝撃吸収に際して、フレーム（実質的にはこのフレームに支持される基部）との間の相対的な位置関係が変化することとなるため、その際の移動の方向を規制することができるのである。例えば、水平な地面に二輪ビークルが停車した状態で、モータとフレームとの間に鉛直方向の衝撃を吸収させるようにサスペンションを配置した場合、モータ等（モータおよびこれと一体的な車輪）が鉛直方向へ摺動できるように、その摺動方向を規制することにより、サスペンションによって吸収される衝撃の方向と、モータ等の移動方向が一致し、サスペンションによる円滑な衝撃吸収が可能となる。これと同時に、モータ等に対して、基部から離れる方向へ作用する外力にも抗することができる。
【００２６】
また、上記各構成において、前記基部は、操作ハンドルと、この操作ハンドルを支持するハンドル支持部を備え、該ハンドル支持部は、前記操作ハンドルに作用する外力による力覚の変化を検出する力覚検知部を備え、該力覚検知部により検出される力覚の変化に応じて前記モータの回転状態を制御するように構成してもよい。
【００２７】
このような構成の場合には、操作のために操作ハンドルに外力（操作力）を作用させることによって、その操作力をアシストするいわゆるパワーアシスト機能を発揮させることができる。すなわち、操作ハンドルは、二輪ビークルを操舵等するためのものではなく、アシストすべき操作力を検知するために設けられているのである。なお、車輪は、モータ等の駆動部によって駆動される構成の場合には、ジョイスティック等による操作によって、制御手段を介して駆動部を制御しつつ走行状態をコントロールすることも可能であるが、起伏の激しい路面を走行する場合には、微妙な方向へのコントロールが要求されることから、ジョイスティックに代えて操作ハンドルによる操作を可能にするのである。
【００２８】
二輪ビークルにおける荷台の姿勢制御方法に係る本発明は、前記各構成の二輪ビークルに関するものであって、前記姿勢検知手段により、水平面との比較により荷台部の傾斜状態を検知し、前記制御手段により、前記荷台部の傾斜状態を、進退方向の傾斜と左右方向の傾斜とに区分し、進退方向の傾斜に対しては第１の駆動手段を作動させて、前記ウエイトの移動によって該傾斜を修正し、左右方向の傾斜に対しては第２の駆動手段を作動させて、荷台を揺動させることにより該傾斜を修正するものであることを特徴とするものである。
【００２９】
上記構成の制御方法によれば、姿勢検知手段として、例えば、荷台部が水平面である状態からの変位を検知するものとする場合、その変位は、あらゆる方向における変位が検出可能となる。この変位を修正して、荷台部を水平な状態に修正させるために、当該変位を前後方向と左右方向との２方向に分割し、この２方向について修正するのである。そして、当該２方向は、前後方向については、二輪ビークルの進退方向とし、左右方向については、二輪ビークルの左右方向とすることにより、進退方向の傾倒と、左右方向の傾斜とを、それぞれ第１および第２の駆動手段の作動により修正することが可能となるのである。
【００３０】
さらに、二輪ビークルにおける操作制御方法に係る本発明は、操作ハンドルおよびハンドル支持部を備える構成の二輪ビークルに関するものであって、前記操作ハンドルに対して所定方向の操作力を作用させることにより、前記力覚検知部が前記操作力を進退方向および左右方向の分力に分解しつつ前記制御部に検出値を入力し、前記制御部により、進退方向の値の変化により前記両車輪の回転速度および回転方向を制御し、左右方向の値の変化により両車輪の相対的な回転数を制御するように、両車輪を個別に駆動する個々のモータを作動させるものであることを特徴とするものである。
【００３１】
上記構成によれば、操作ハンドルに外力を作用させることによって、その外力が力覚検知部によって検知されることとなり、当該外力の方向を、二輪ビークルの進退方向と、左右方向とに分解することにより、進退方向および左右方向の操作力を区分しつつ検出することができる。この２方向の外力に応じて左右両側の車輪の回転を制御し、進退ならびに操舵および旋回のために必要な車輪の回転を制御するのである。このときの外力の大きさによって、車輪の回転速度を変化させることにより、前記進退ならびに操舵および旋回の速度を制御することができる。
【発明の効果】
【００３２】
二輪ビークルに係る本発明によれば、荷台部を左右方向に揺動させることにより、荷台部の傾斜を修正させるものであり、その揺動は、転動部材を回転させることによるため、シリンダ等を使用する場合に比較して、小型の機構によることができる。また、転動部材をピニオンギアと、このピニオンギアがラック状レールに噛合するように設けられる構成においては、当該ピニオンギアの転動による昇降を確実に行うことができる。
【００３３】
また、車輪とフレームとの間にサスペンションを介在させる構成の場合には、路面におる振動等を吸収させることができることから、起伏の激しい路面での走行においても荷台部を安定させることができる。特に、車輪ごとに分けてモータを設置することにより、両車輪の回転状態を個別に制御し得ることから、二輪ビークルの進退のみならず、操舵および旋回も可能となる。
【００３４】
さらに、操作ハンドルと、ハンドル支持部とが設けられた構成においては、当該ハンドル支持部に力覚検知部が設けられることにより、操作ハンドルに外力を作用させることによって、操作力を検知でき、当該検知力に応じて車輪のモータを回転させることによってパワーアシスト機能を発揮させ得るものである。このパワーアシスト機能は、操作ハンドルに外力を作用させた程度に応じて作動することから、操作者の意思に沿った走行を可能にするものである。
【００３５】
他方、上記二輪ビークルにおける制御方法に係る本発明によれば、荷台部の傾き状態を進退方向と左右方向の２方向に区分しつつ、進退方向の傾倒に対してはウエイト移動により修正を可能にし、左右方向の傾斜に対しては荷台部の揺動により修正が可能である。この２方向の傾きに対する修正を制御することにより、荷台部の姿勢を安定させることができる。
【００３６】
また、操作制御方法に係る本発明によれば、操作ハンドルに作用する外力を、ハンドル支持部の力覚検知部によって、２方向に区分しつつ検知することができ、この２方向のうち、一方が進退方向に対する操作力とされ、他方が回転方向（操舵方向または旋回方向）に対する操作力とされるものである。このように２種類の操作力を区分しつつ制御することにより、前進および後進の際のパワーアシストが可能となるうえ、操舵時または旋回時においてもパワーアシスト機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】二輪ビークルに係る実施形態の概略を示す説明図である。
【図２】二輪ビークルに係る実施形態の詳細を示す分解説明図である。
【図３】ウエイトの移動状態を示す説明図である。
【図４】ウエイトを移動させる際の制御系を示す説明図である。
【図５】荷台部の傾斜の状態を示す説明図である。
【図６】荷台部を揺動させる際の制御系を示す説明図である。
【図７】操作制御のための操舵ハンドルとハンドル支持部の関係を示す説明図である。
【図８】実施形態の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、二輪ビークルの実施形態を示す概略図である。この図に示すように、本実施形態は、二つの車輪１Ｌ，１Ｒが左右に分かれて配置され、その間に車体部分１０が設けられる構成となっている。なお、以降において、車輪１Ｌ，１Ｒが転動する方向を進退方向といい、その進退方向に向かって横方向を左右方向という。
【００３９】
車体部分１０の概略は、基部２および荷台部３とで構成され、基部２には、後述するウエイトおよび第１の駆動手段が設置されるとともに、荷台部３を支持するための機構が設けられている。また、車輪１Ｌ，１Ｒは個別にフレーム４Ｌ，４Ｒによって支持され、この両フレーム４Ｌ，４Ｒは、下部において基部２に固着されており、基部２がフレーム４Ｌ，４Ｒによって支持される構成となっている。なお、本実施形態では、フレーム４Ｌ，４Ｒが、略弧状に形成されており、湾曲部分を上向きに配置するとともに、この湾曲部分の上端と、左右の両車輪１Ｌ，１Ｒの車軸（または車軸に連結する部材）との間に、鉛直方向の衝撃を吸収させるためのサスペンション４１Ｌ，４１Ｒが介在されている。
【００４０】
ここで、各部の詳細について順次説明する。図２は、二輪ビークルの分解図である。この図に示されるように、基部２は、本体部分が上方を開口してなる箱形に形成されており、その箱形の内部にウエイト５および第１の駆動手段６が配置されるものである。
【００４１】
基部２の底面２０には、ウエイト５が移動すべき方向を規制するためのレール２１，２２が設けられており、また、ウエイト５の底部には、このレール２１，２２が嵌入できる嵌入部５１，５２が設けられ、レール２１，２２に沿った方向へ移動自在となっている。このレール２１，２２の方向は、二輪ビークルの進退方向に一致されており、従って、ウエイト５は、二輪ビークルの進退方向へ移動可能となっているのである。
【００４２】
なお、ウエイト５は、重心調整のための専用錘を設置することも可能であるが、各部材への電源供給のためのバッテリを搭載させた構成としてもよい。本実施形態は、複数のバッテリを横列に搭載したものとしている。また、ウエイト５を移動するための機構として、本実施形態では、モータ２３によって周方向に自転する親ネジ２４と、この親ネジ５４に螺合する雌ネジ部５３をウエイト５に設ける構成としている。モータ２３の回転によって、親ネジ２４が回転することにより、当該回転数に応じて、雌ネジ部５３が螺進するのである。この雌ネジ部５３の螺進によってウエイト５の全体を進退方向へ移動させるのである。これらのモータ２３、親ネジ２４および雌ネジ部５３によって第１の駆動手段が構成されているのである。
【００４３】
ところで、上記基部２の左右用側の側壁２５，２６には、二組の軌道規制部２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂが設けられている。本実施形態では、この軌道規制部２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂをラック状レールによって構成している。すなわち、長尺な弧状に形成したフレキシブルラックの長手方向を上下方向に向けて配置し、その歯が上下方向に整列するように設けられているのである。そして、荷台部３の左右両側において水平軸３１，３２によって支持されるピニオンギア３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂと噛合することにより、このピニオンギア３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが転動する際、軌道規制部２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂの表面に沿って昇降方向へ移動できるようになっている。
【００４４】
このピニオンギア３３ａ〜３４ｂのうち、少なくとも１個は、第２の駆動手段によって駆動されるものであり、本実施形態では、片方の水平軸３２を回転駆動させることにより、二つのピニオンギア３３ｂ，３４ｂを同時に回転できるようにしている。このときの駆動力は、荷台部３の裏面側に設置されたモータ３５によって得られるものであり、これの駆動力が水平軸３２に伝達するように構成している。従って、この駆動力を生じさせるモータ３５と、水平軸３２とで第２の駆動手段を構成しているのである。なお、荷台部３は、揺動するものであるため、左右両端は弧状の軌跡を描くように昇降する。そこで、前記軌道規制部２７ａ〜２８ｂは、荷台部３の両端が揺動する際の弧状に沿った方向に配置されるものである。
【００４５】
また、荷台部３の裏面側には、後述の姿勢検知手段としての姿勢角センサ３６が設けられ、荷台部３の傾斜の状態を検知できるようになっている。なお、姿勢角センサ３６は、ジャイロセンサおよび加速度センサなどを統合化したセンサフュージョンによって構成されており、この姿勢角センサ３６による検出値は、後述の制御部に入力され、傾斜方向および傾斜角ならびに角速度が検出されるとともに、制御部によって傾斜状態を修正するための指令が、第１の駆動手段のためのモータ２３および第２の駆動手段のためのモータ３５に出力されるのである。
【００４６】
さらに、本実施形態では、前記基部２と基部３との間には、ハンドル支持部６が設けられている。ハンドル支持部６は、平板状のベース部６１の上面に設けられた力覚検知部６０に接続され、このハンドル支持部６に操作ハンドル７が連結されている。
【００４７】
具体的には、ベース部６１の中央にひずみゲージで構成されたセンサ部６２が設置され、このセンサ部６２に操作力を伝達するための軸部６３が固着されている。さらに、この軸部６３に操作ハンドル７の操作力を伝達するための伝達部６４が固着されている。伝達部６４は、軸部６３に対して平行に二個所で接する２本の直線部材６４ａ，６４ｂと、この直線部材６４ａ，６４ｂの両端同士を連結する連結部材６４ｃ，６４ｄとで矩形に形成されたものであり、上記直線部材６４ａ，６４ｂが軸部６３と接する位置において固着されているのである。直線部材６４ａ，６４ｂの長手方向は、二輪ビークルの進退方向と平行に配置されるものである。また、連結部材６４ｃ，６４ｄは、操作ハンドル７から伝達される操作力を前記２本の直線部材６４ａ，６４ｂに分解しつつ伝達するものであると同時に、当該直線部材６４ａ，６４ｂとで形成される矩形を維持させるためのものである。
【００４８】
そこで、操作ハンドル７は、その基部７１を一方の連結部材６４ｃに固着することにより、センサ部６２、軸部６３および伝達部６４を介してベース部６１に連結されているのである。また、操作ハンドル７の操作部７２は、左右方向に延出した棒状部材で構成されており、進退方向への操作力のほかに、操舵および旋回のための操舵力を提示させることができる。
【００４９】
このような構成から、操作ハンドル７の操作部７２に対し外力（操作力）を作用させることにより、この操作力は、伝達部６４を介して軸部６３に伝達される。このとき、進退方向への操作力は、２本の直線部材６４ａ，６４ｂに対して同じ方向かつ同程度の操作力として、軸部６３と接する（固着される）部分から、当該軸部６３に伝達される。また、操舵または旋回のための操作力は、２本の直線部分６４ａ，６４に対して異なる方向への操作力として、または旋回方向のトルクとして伝達される。このように、伝達される操作力の状態がセンサ部６２により検出され、電気的な情報として制御部へ出力されるのである。
【００５０】
また、本実施形態のハンドル支持部６は、基部２に固定されて一体的に設けられるものである。従って、前記荷台部３は、このハンドル支持部６のベース部６１の上方に配置されることとなる。そこで、荷台部３を揺動可能な状態でベース部６１の上方に設置するため、本実施形態では、当該ベース部６１の上面に支持部６５，６６を立設している。この支持部６５，６６は、先端に貫通孔を備えた棒状部材が、当該貫通孔を所定の高さとなるように立設したものである。他方、荷台部３の下面には、揺動軸３７が設けられ、この揺動軸３７を前記支持部６５，６６の貫通孔に挿通させることにより、荷台部３を揺動自在な状態で、ベース部６１から適宜間隔を有しつつ荷台部３を支持することができるようにしている。なお、荷台部３に搭載される搬送物または搭乗者の重量に応じて、前記揺動軸３７および支持部６５，６６の強度が調整され得るものであるが、支持部６５，６６の数を増加することによって対応することもあり得る。
【００５１】
ところで、車輪１Ｌ，１Ｒは、フレーム４Ｌ，４Ｒによって支持されるものであるが、このフレーム４Ｌ，４Ｒは、車体１０（具体的には基部２）の左右両側に連結されるものである。車輪１Ｌ，１Ｒとフレーム４Ｌ，４Ｒとの間には、サスペンション４１Ｌ，４１Ｒが介在されるものであり、実質的には、このサスペンション４１Ｌ，４１Ｒによって車軸１１が支持されている状態となっている。
【００５２】
具体的には、車軸１１は、駆動用のモータを内蔵する駆動部８から延出される回転軸８１に接続され、この回転軸１１はモータ軸に直接または伝達機構を介して構成され、モータから伝達される回転力が車軸１１に伝達可能になっている。この駆動部８は、結果的には車輪１Ｌ，１Ｒと一体的に構成されるものであることから、サスペンション４１Ｌ，４１Ｒは、駆動部８に連結されることによって、車輪１Ｌ，１Ｒの衝撃を吸収し得る状態となるものである。
【００５３】
また、モータを内蔵する駆動部８は、ケーシングによって全体が包囲されており、そのケーシングの一部が基部２に摺接されるとともに、所定方向への摺動が許容された状態となっている。すなわち、基部２に対向する側に配置されたケーシングの側面は、部分的に張り出した形状の摺接領域８２を備えており、この摺接領域８２を左右方向および進退方向の移動を規制しつつ上下方向への摺動を許容する規制部２９が、基部２の側面に設けられている。
【００５４】
このような構成は、駆動部８を含む車輪１Ｌ，１Ｒが、サスペンション４１Ｌ，４１Ｒによって支持されるとともに、車輪１Ｌ，１Ｒが衝撃を受ける際には、その衝撃を上下方向の移動として、サスペンション４１Ｌ，４１Ｒにより吸収させるものである。また、図示のように車輪１Ｌ，１Ｒを片持ち状態で支持する場合の車軸１１を安定させる機能をも有している。
【００５５】
なお、特に図示していないが、基部２に存在するスペースを利用して制御部が設置されるものであり、この制御部は、姿勢検知手段３６および力覚検知部６２によって検出される各種の検出値が入力されるとともに、第１および第２の駆動手段ならびに車輪駆動のためのモータ（駆動部）８に対する制御信号を出力するものである。
【００５６】
次に、本実施形態の作動態様を説明しつつ、制御方法および操作制御方法を併せて説明する。本実施形態は、上記のような構成であることから、第１の駆動手段によって基部２に設置されるウエイト５を移動させ、二輪ビークルの進退方向の重心を調整することができる。また、第２の駆動手段により、転動部材（ピニオンギア）３３，３４を軌道規制部（ラック状レール）２７，２８に沿って転動させることによって、荷台部３を揺動させ、荷台部３の左右方向の傾斜角度を調整することができるものである。なお、進退方向の傾倒および左右方向の傾斜については、前述のように、荷台部３の裏面に設けられた姿勢検知手段（姿勢角センサ）３６によって同時に検出されるものである。
【００５７】
そこで、まず、進退方向の重心の調整方法について説明する。図３は、ウエイト５の移動の状態を示す図である。この図に示すように、本実施形態では、基部２および荷台部３を含む車体１０の全体は、車輪１Ｌ，１Ｒの車軸（回転中心）１１よりも下位に設置されるように構成している。これにより、車体１０の重心は回転中心１１よりも下位となることから、全ての制御が停止している状態（非制御状態）において、車体１０の重量により車輪１Ｌ，１Ｒに対して回転駆動が作用することなく、二輪ビークル全体の姿勢が安定することとなる。また、荷台部３には、搬送物が積載され、または搭乗者が搭乗することとなるが、その際の搬送物または搭乗者の重量を総合した時の重心位置が、回転中心１１よりも下位となるように、その搬送物または搭乗者の重量を制限し、または積載・搭乗の高さを制限すれば、同様に非制御状態における姿勢が安定することとなる。なお、後述のように、ブレーキ装置を設ける場合には、ブレーキ装置により停車状態を安定させることができることから、車体の重心を回転中心１１よりも上方に配置させても（いわゆる倒立型としても）よいが、ブレーキ装置を設けない場合には非制御状態における安定性を考慮して、本実施形態では重心を回転中心１１よりも下位とするもの代表例として説明する。
【００５８】
制御装置による制御が作動している状態（制御状態）では、重心の位置が回転中心１１の直下となるように制御されるものである。例えば、二輪ビークルの加速時や減速時、または搬送物を積載した際の重量バランスの変化などによって、重心の位置が変動することとなることから、これをウエイト５の移動により調整するのである。このウエイト５の移動方向は、前記のように、レール２１，２２によって規制され、その方向が二輪ビークルの進退方向となっている。
【００５９】
このときの制御関係を図４に示す。この図に示されているように、荷台部３の傾倒による傾斜角およびその角速度は、姿勢検知手段（姿勢角センサ）によって計測され、同時に、ウエイト５の位置は、第１の駆動手段（モータ３５）に設けられたロータリーエンコーダによって計測されて、それぞれの計測値が制御部に入力される。姿勢角センサは、逐次傾斜角および角速度を計測し、計測値を制御部に入力するため、その値が水平状態を示さない場合は、制御部からウエイト５を移動させるための信号（指令電圧）が出力される。なお、ロータリーエンコーダは、ウエイト５の位置と同時に、移動の速度および加速度を計測し、荷台部３の傾斜角の修正範囲を予想しながら、そのウエイト５の移動のための指令が出力される。なお、ウエイト５が移動することによる荷台部３の傾斜角が修正されているか否かは、姿勢角センサによって検証される。
【００６０】
次に、左右方向の傾斜の調整方法について説明する。図５は、二輪ビークルの状態と、基部２および荷台部３の関係を示す図である。図５（ａ）は水平な路面における状態を示し、図５（ｂ）は右に傾斜（右側方が下位となるように傾斜）した路面における状態を示している。図５（ａ）に示されているように、水平な路面を走行する状態では、車体１０が水平な状態であるから、荷台部３を揺動させる必要がない。そこで、転動部材（ピニオンギア）３３，３４は、軌道規制部（ラック状レール）２７，２８の中間的な位置に停止されるものである。
【００６１】
これに対し、図５（ｂ）に示されているように、傾斜した路面を走行する場合には、車体１０が全体的に傾斜する。当初は、当然に荷台部３も傾斜することとなるが、ピニオンギア３３，３４を転動させることにより、ラック状レール２７，２８に沿って左右両端を上昇または下降させることにより、荷台部３を揺動させるのである。この揺動により、路面が傾斜する角度に反対の側へ荷台部を傾斜させ、全体として荷台部３を水平な状態とするのである。
【００６２】
このときの制御関係を図６に示す。この図に示されるように、傾斜面に遭遇すると、車体の傾斜という条件が作用することとなり、このときの傾斜角および角速度は、姿勢角センサによって計測され、制御部に入力される。姿勢角センサによる計測値が傾斜状態を検出している場合には、第２の駆動手段（モータ３５）に対し、ピニオンギア２７，２８を所定の方向へ転動させるための信号（指令電圧）が出力される。この駆動手段の作動により荷台部３が揺動して、車体１０の全体（特に基部２）との間で相対的な傾斜角（相対角）を生じさせる。また、この駆動手段にはロータリーエンコーダが設けられ、駆動伝達によるピニオンギア２７，２８の転動状態が計測され、荷台部３の傾斜角および角速度として制御部に入力されるとともに、荷台部３が揺動した状態の当該荷台部３の傾斜角（絶対角）が姿勢角センサによって計測され、制御部に入力される。絶対角は逐次計測されることから、相対角の状態をロータリーエンコーダによって測定しつつ、早期に水平な状態に修正すべく、駆動手段による相対角の角速度が調整される。
【００６３】
上記のように、単一の姿勢角センサ（姿勢検知手段）により計測される傾斜角および角速度は、それぞれ進退方向の傾倒と左右方向の傾斜とに区分されて、制御部に入力され、それぞれの傾倒または傾斜に対して異なる駆動手段を作動させることにより、荷台部３を水平な状態に修正することができるのである。
【００６４】
次に、操作ハンドルを使用した操作方法について説明する。操作ハンドルは、図１に示したように、十分な高さに配置され、水平方向に延出する部分を持って操作することができる。車輪１Ｌ，１Ｒに駆動力を提示しない構成の場合には、操作ハンドル７を押し、引きして移動することができ、また、旋回も操作可能である。本実施形態は、車輪１Ｌ，１Ｒを駆動部（モータ）によって駆動する構成であるから、この駆動部によって得られる駆動力で進退、操舵、旋回を可能にしている。駆動部による駆動は、操作ハンドルに作用させる操作力に基づくパワーアシスト機能を発揮させるためのものである。
【００６５】
そこで、駆動部（モータ）による操作の制御方法について説明する。図７は、操作制御方法が理解しやすいように、荷台部を省略した状態を示す図である。この図に示されるように、ハンドル支持部６は、車体１０の一部として、基部２に固定されるものである。そして、操作ハンドル７の操作力が、力覚検知部６１に伝達されることによって、操作者の操作意図が判別される。具体的には、操作ハンドル７に作用する操作力は、進退方向への操作力と、回転方向の操作トルクとに区分されて検出され、これに基づいて制御部によって進退駆動力と回転駆動トルクが計算され、二輪１Ｌ，１Ｒに対する駆動力が制御される。
【００６６】
このときの進退駆動力Ｆｖと回転駆動トルクＴｖは、次式によって算出される。
【数１】
0006432060.tif 000002
上式において、Ｆｘは操作ハンドルに作用する進退方向の操作力であり、Ｔｚは、操作力によって生じる操作トルクである。また、Ｆｖｍａｘは二輪ビークルの進退運動の最大駆動力であり、Ｔｖｍａｘは、旋回運動の最大トルクである。Ｆｘｍａｘは進退方向の最大操作力であり、Ｔｚｍａｘは旋回方向の最大操作トルクである。さらに、ｋｆおよびｋｔは、進退運動および旋回運動のそれぞれに対するアシスト率であり、０＜ｋｆ≦１および０＜ｋｔ≦１で設定され、ｋｆ＝ｋｔ＝１においてアシスト率が最大となる。
【００６７】
そして、このときの左側の車輪１Ｌに対する駆動力ｆｌおよび右側の車輪１Ｒに対する駆動力ｆｒは、それぞれ次式で算出される。
【数２】
0006432060.tif 000003
なお、上式におけるＬは、平行に配置された車輪間の幅を意味する。
【００６８】
さらに、各車輪１Ｌ，１Ｒを駆動するための駆動部（モータ）への電流指令は、次式により得ることができる。
【数３】
0006432060.tif 000004
上式において、ｉｌは左側の車輪１Ｌを駆動するモータへの電流指令であり、ｉｒは右側の車輪１Ｒを駆動するモータへの電流指令である。また、ｒｗは車輪の半径である。αｌおよびαｒは、左右それぞれの車輪を駆動するモータの駆動トルクから電流指令への変換係数である。
【００６９】
このように算出される電流指令は制御部によって処理され、その指令データに基づいて両車輪１Ｌ，１Ｒに対する駆動力が制御される。その際、上述のように、操作ハンドル７に作用させる操作力に応じて、両車輪１Ｌ，１Ｒを駆動するための指令電流が変化するため、操作力の提示の状態に基づいたパワーアシスト機能が作用することとなる。
【００７０】
なお、上記におけるパワーアシスト機能は、操作ハンドル７への操作力に比例して車輪１Ｌ，１Ｒの駆動力を変化させるものである。従って、例えば、上り傾斜のような傾斜地では、二輪ビークルを押し上げようとして、操作力全体が増加する場合がある。そこで、このような傾斜地においても平地と同様のパワーアシスト操作を可能にすべく、左右の両車輪１Ｌ，１Ｒを駆動するためのモータに対して、速度フィードバック制御を備える構成とすることも可能である。
【００７１】
すなわち、二輪ビークルの進退方向に対する最大速度Ｖｖｍａｘと回転方向への最大速度ωｖｍａｘを設定することにより、二輪ビークルの速度Ｖｖと回転速度ωｖは、次式により得ることができる。
【数４】
0006432060.tif 000005
【００７２】
上式からも明らかなとおり、二輪ビークルの速度Ｖｖと回転速度ωｖは、操作力Ｆｘ（進退方向），Ｔｚ（回転方向）と比例することとなる。そこで、上記で求められる二輪ビークルの速度Ｖｖと回転速度ωｖから、両車輪１Ｌ，１Ｒのそれぞれが進む速度ｖｌ（左側の車輪速度），ｖｒ（右側の車輪の速度）は次式によって得ることができる。
【数５】
0006432060.tif 000006
【００７３】
さらに、両車輪１Ｌ，１Ｒを駆動するモータに構成されるフィードバック制御への速度指令は、次式のようになる。
【数６】
0006432060.tif 000007
上式におけるωｌは左側の車輪の速度フィードバックへの速度指令であり、ωｒは右側の車輪の速度フィードバックへの速度指令である。
【００７４】
このように、両車輪１Ｌ，１Ｒを駆動するモータに対してフィードバック制御を構築することにより、操作ハンドル７に作用させる操作力の割合に応じた進退への走行速度と回転速度により二輪ビークルを移動させることができる。従って、上り傾斜等における操作力は、平地における操作力と同様となり、その操作に違和感なく作動させることができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、操作ハンドル７が、片方にのみ設けられていることから、路面が左右のいずれかに傾斜する場合、操作ハンドル７の重量が力覚検知部６２に対して旋回方向のトルクとして作用することとなる。この場合には、特に操舵または旋回のための操作力を作用させない場合でも操舵または旋回として誤認することがある。このような場合には、傾斜補正を行うことができる。なお、操作ハンドル７が、対称な位置にもう１個設置される場合は、左右の傾斜に際して旋回方向のトルクが生じないため補正の必要はないものである。
【００７６】
そこで、上記傾斜補正について説明すれば、次式で示すように、補正値を旋回方向のトルクＴｖに与えることとなる。そうすると、補正後の旋回方向のトルクＴＶ２は、次のようになる。
【数７】
0006432060.tif 000008
上式において、Ｍは操作ハンドルの質量であり、ｇは重力加速度、ｘＧは力覚検知部を原点とした進退方向の操作ハンドルの重心の位置を示す。また、φは車体の左右方向への傾斜角である。なお、傾斜角は、前述の姿勢検知手段によって検出される傾斜角が使用されることとなる。
【００７７】
上記により補正された旋回方向のトルクＴｖ２を車輪の駆動力の算出の際に使用することによって、左右に傾斜した際の操作ハンドルの自重の影響を排除させることができるのである。
【００７８】
また、同様に、上り傾斜または下り傾斜のように、車体が進退方向に傾倒する場合、または、二輪ビークルの加速時もしくは減速時に車体が傾倒する場合には、操作ハンドルの重量が進退方向の操作力として作用することも想定される。通常は、前述のウエイト調整によって、傾倒状態は修正されるが、その傾倒状態が継続するような場合も想定すれば、車体が進退方向に傾倒した際の操作ハンドルの重量による操作力を補正する必要がある。そこで、このような操作力についても、傾斜補正を行うことができる。この場合の補正された進退方向の操作力Ｆｖ２は、次式で示すとおりとなる。
【数８】
0006432060.tif 000009
上式において、Ｍは操作ハンドルの質量であり、ｇは重力加速度である。また、θは車体の進退方向への傾倒角である。なお、傾倒角は、前述の姿勢検知手段により検知される角度が使用される。
【００７９】
上記傾斜補正の操作力Ｆｖ２を車輪の駆動力の算出に使用することによって、車体が進退方向へ傾斜するような状態においても操作ハンドルの自重の影響を排除することができることとなる。
【００８０】
以上のとおり、本発明の実施形態と、その制御方法および操作制御方法について説明したが、上記実施形態は本発明の一例を示すものであって、この実施形態に限定される趣旨ではない。従って、上記実施形態の各構成部材を適宜変更することは可能である。
【００８１】
例えば、軌道規制部２７，２８としてラック状レールを使用し、転動部材３３，３４としてピニオンギアを使用したが、十分な摩擦抵抗を有するレールと車輪とで荷台部３の左右を昇降させるように構成してもよい。また、ウエイト５の移動方向を規制するレール２１，２２および車輪１Ｌ，１Ｒを駆動するための駆動部８の上下方向の摺動を規制する規制部２９は、その構成を理解しやすくするため、簡単な形状として図示したが、これらをリニアモーションレールによって構成してもよい。
【００８２】
さらに、実施形態における操作ハンドル７は、一個所にのみ設けられている。このような構成の場合には、通常、二輪ビークルの進退方向に対して後方側に設けられることとなる。しかし、そのような場合に限られず、対称な位置にもう一個所設ける構成としてもよい。例えば、図８に示すように、一方のハンドル７の反対側にもう一つのハンドル９を設けるような構成としてもよい。両者のハンドル７，８の重量による進退方向のバランスは、車体１０の傾倒を修正するウエイト５の移動によって調整され、左右方向の傾斜に際して作用する旋回方向へのトルクは、前記進退方向の重量バランスに基づいて修正することができる。なお、上記重量バランスの形状両方のハンドル７，９が同じ大きさ・形状のものを使用し、ハンドル支持部６に設けられる伝達部の反対側にもう一つの操作ハンドル９の基部が接続される場合には、前後における重量バランスが保たれることから、左右に傾斜した状態における旋回方向へのトルクを補正するという操作を省略することが可能となる。
【００８３】
また、操作ハンドル７は、操作部７２を操作者が手で掴んで操作することを前提とした場合には、図８において図示するように、ブレーキ操作部を設ける構成とすることも可能である。すなわち、操作ハンドル７２の片側（または両側）にブレーキレバー７３を設け、このブレーキレバー７３の操作によって、ワイヤ７４を作動させるように構成するのである。この場合には、車輪１Ｌ，１Ｒにブレーキ装置（例えば、ドラムブレーキやディスクブレーキなど）を設けて、車輪１Ｌ，１Ｒの転動を一時的または継続的に停止させるように構成することができる。なお、図８は、片方にのみブレーキレバー７３を設けた形態を示しており、単一のブレーキレバー７４によりワイヤ７４を分岐させ両輪１Ｌ，１Ｒのブレーキ装置を同時に作動させるものを例示している。また、ブレーキ装置として、ディスクブレーキを装備させる場合には、制御部による制御信号（指令電圧等）が０値の場合の停車装置として機能させることができる。さらには、ブレーキ作動を継続させるような機構を設ければ、駐車時におけるパーキングブレーキとしても機能させることができる。なお、走行時には、操作者が掴むことができるような形状を例示しているが、ハンドル７（またはハンドル９）の形状は、当該操作ハンドル７，９に対し、進退方向および旋回方向への操作力を提示することができる方法であれば、これに限定されるものではない。例えば、この操作ハンドル７７，９にロープ等を連結して引っ張るように使用する場合であってもよい。
【００８４】
また、車輪１Ｌ，１Ｒを支持するフレーム４Ｌ，４Ｒは、車輪１Ｌ，１Ｒの片側にのみ設けられ、車軸１１が片持ち状態としているが、フレーム部分の大きさが制限されない場合には、フレーム４Ｌ，４Ｒを分岐させ、車輪１Ｌ，１Ｒの外側をも支持させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１Ｌ  左側の車輪
１Ｒ  右側の車輪
２  基部
３  荷台部
４Ｌ  左側のフレーム
４Ｒ  右側のフレーム
５  ウエイト
６  ハンドル支持部
７，９  操作ハンドル
８  車輪駆動用の駆動部
１０  車体
１１  車軸
２０  基部の底面
２１，２２  レール
２３  モータ
２４  親ネジ
２５，２６  基部側面
２７ａ,２７ｂ，２８ａ，２８ｂ  軌道規制部（ラック状レール）
２９  規制部
３１，３２  水平軸
３３ａ，３３ｂ,３４ａ，３４ｂ  転動部材（ピニオンギア）
３５  モータ
３６  姿勢検知手段（姿勢角センサ）
４１Ｌ，４１Ｒ  サスペンション
５１，５２  嵌入部
５３  雌ネジ部
６０  力覚検知部
６１  ハンドル支持部のベース部
６２  センサ部
６３  軸部
６４  伝達部
６４ａ，６４ｂ  直線部材
６４ｃ，６４ｄ  連結部材
６５，６６  支持部
７１  操作ハンドルの基部
７２  操作ハンドルの操作部
７３  ブレーキレバー
７４  ブレーキ作動用ワイヤ
８１  回転軸
８２  摺接領域
【図１】
0006432060.tif 000010
【図２】
0006432060.tif 000011
【図３】
0006432060.tif 000012
【図４】
0006432060.tif 000013
【図５】
0006432060.tif 000014
【図６】
0006432060.tif 000015
【図７】
0006432060.tif 000016
【図８】
0006432060.tif 000017