CN101568319B - 腿车轮型移动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种腿车轮型移动机构，其具备：座面部；与座面部旋转自如连结的末端部和具有车轮部及脚踏部的前端部之间的间隔伸缩自如的两条随动腿；与座面部旋转自如连结的末端部和具有车轮部的前端部之间的间隔伸缩自如的两条以上的支持腿；对脚踏部与搭乘者的脚部之间的相对位移进行测量的脚位置测量部；以及控制装置，其为了脚踏部在与脚部近似相同的方向上移动，而根据脚位置测量部所测量出的相对位移来对随动腿和支持腿进行动作控制。

Description

腿车轮型移动机构

技术领域

本发明涉及通过与人配合可在短时间内跨越台阶进行移动的腿车轮型(leg wheel type)移动机构。

背景技术

伴随着老龄人口的增加，对个人用小型移动机构的需要也随之增加，作为其代表，存在电动手推车及电动轮椅等车轮型的小型移动机构。但是，在这样的小型移动机构行驶的范围内存在各种台阶，对移动构成阻碍。在通常的车轮型小型移动机构中，车轮与座面相对的位置大致固定，因此所能跨越台阶的高度取决于车轮直径以及前轮与后轮之间的轮距(wheelbase)，从而应付如超过10cm以上的台阶是困难的。

另一方面，作为应付这样的台阶的小型移动机构提出了腿型的小型移动机构(例如，参照非专利文献1)。通过作成腿型，可应付在车轮型的小型移动机构中所无法应付的大台阶。

但是，腿型的小型移动机构除了台阶以外在平地上的移动性比车轮型的小型移动机构要差，所以提出了使两者组合的腿车轮型的小型移动机构(例如，参照专利文献1、2)。

【专利文献1】日本特开平11-128278号公报

【专利文献2】日本特开2006-055972号公报

【非专利文献1】第23次日本机器人学会学术讲演会预稿集的1G24

腿车轮型的小型移动机构可同时具有接近车轮型的平地行驶时的特性和接近腿型的上下台阶时的特性，不过另一方面在如上下台阶时的腿动作时具有与腿型同样的课题。关于腿型的小型移动机构的一个课题具有搭乘者的位置高导致摔倒时的危险性高这样的情况。为了使腿型的小型移动机构动作，需要确保充分的腿动作区域，且搭乘者需要乘坐在不妨碍腿动作区域的位置上，所以搭乘者坐在腿机构上部较高的位置上。因此，当腿 型的小型移动机构摔倒时，搭乘者处于从高处落下的危险状态。而且作为其他课题还具有在上下台阶动作中花费时间的问题。为了上下台阶，需要识别台阶的状态，在确保安全的适当位置上使移动机构的腿落地，在搭乘者操作腿型的移动机构时，因为是由搭乘者来识别台阶状态所以能够快速地进行识别，不过由于操作较困难从而花费时间。另一方面，在移动机构自动进行上下台阶时，因为台阶状态的识别比较困难所以花费时间。由此，在现有的腿车轮型的小型移动机构中，具有安全和快速上下台阶难以兼顾的课题。

发明内容

因此，鉴于上述课题，本发明的目的是提供既能够确保搭乘者的安全又能够快速进行上下台阶的腿车轮型移动机构。

为了实现上述目的，本发明具有以下这样的结构。

本发明的第1方式提供了如下的腿车轮型移动机构，其具备：座面部；两条随动腿，其随动腿末端部与上述座面部旋转自如地连结，并且上述随动腿末端部与随动腿前端部之间的间隔伸缩自如，在上述随动腿前端部具有第1车轮部和脚踏部；两条以上的支持腿，其支持腿末端部与上述座面部旋转自如地连结，并且上述支持腿末端部与支持腿前端部之间的间隔伸缩自如，在上述支持腿前端部具有第2车轮部；以及控制装置，其控制上述随动腿与上述支持腿的动作，该腿车轮型移动机构的特征在于，还具有脚位置测量部，其分别测量上述两个脚踏部与搭乘者的脚部之间的相对位移，为了上述脚踏部在与上述搭乘者的脚部大致相同的方向上移动，上述控制装置根据上述脚位置测量部所测量出的相对位移，使随动腿进行动作。

(发明效果)

由此，根据本发明可获得既能够确保搭乘者的安全又能够迅速上下台阶的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。即，根据本发明，采用搭乘者的脚部与脚踏部之间的相对位移的信息，来使设置在随动腿前端的脚踏部随动于搭乘者的脚部，与搭乘者识别出台阶状态后确定的搭乘者自身的脚动作连动，腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)的腿进行动作， 所以台阶状态的识别和腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)的腿动作都能够迅速进行。由此，可获得既能够确保搭乘者的安全又能够迅速上下台阶的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

附图说明

根据针对所添加附图的与优选实施方式相关联的以下叙述，使本发明的这些以及其他的目的和特征变得更加明确。在该附图中，

图1A是表示本发明第1实施方式的腿车轮行驶车的概括立体图，

图1B是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的相当于随动腿的部分的概括立体图，

图1C是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的相当于支持腿的部分的概括立体图，

图2A是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的概括侧面图，

图2B是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的概括侧面图，

图3A是表示上述腿车轮行驶车的脚踏部5A周边的详细侧面图，

图3B是表示上述腿车轮行驶车的脚踏部5A周边的详细侧面图，

图3C是表示上述腿车轮行驶车的脚踏部5B周边的详细侧面图，

图4A是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4B是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4C是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括示侧面图，

图4D是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4E是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4F是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4G是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作 的概括侧面图，

图4H是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4I是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4J是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图4K是表示本发明第1实施方式的上述腿车轮行驶车的上下台阶动作的概括侧面图，

图5A是表示上述腿车轮行驶车的其他实施方法中的脚踏部5A周边的详细侧面图，

图5B是表示上述腿车轮行驶车的其他实施方法中的脚踏部5B周边的详细侧面图，

图6A是表示关于行驶形态、座面垂直形态以及上下台阶前形态的上述腿车轮行驶车形态的推移的图，

图6B是表示上下台阶动作中的上述腿车轮行驶车的形态推移的图，

图7是表示上述腿车轮行驶车中的控制计算机与各部之间的连接关系的图，

图8是上述腿车轮行驶车的上下台阶动作中的时序图，

图9A是上述腿车轮行驶车的行驶模式中的流程图，

图9B是上述腿车轮行驶车的变形模式中的流程图，

图9C是上述腿车轮行驶车的上下台阶模式中的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。

以下，在参照附图对本发明的实施方式进行详细说明之前，对本发明的各种方式进行说明。

本发明的第1方式提供如下的腿车轮型移动机构，其具备：座面部；两条随动腿，其随动腿末端部与上述座面部旋转自如地连结，并且上述随动腿末端部与随动腿前端部之间的间隔伸缩自如，在上述随动腿前端部具 有第1车轮部和脚踏部；两条以上的支持腿，其支持腿末端部与上述座面部旋转自如地连结，并且上述支持腿末端部与支持腿前端部之间的间隔伸缩自如，在上述支持腿前端部具有第2车轮部；以及控制装置，其控制上述随动腿与上述支持腿的动作，该腿车轮型移动机构的特征在于，还具有脚位置测量部，其分别测量上述两个脚踏部与搭乘者的脚部之间的相对位移，为了上述脚踏部在与上述搭乘者的上述脚部大致相同的方向上移动，上述控制装置根据上述脚位置测量部所测量出的上述相对位移，使上述随动腿进行动作。

根据这样的结构，采用搭乘者的脚部与脚踏部之间的相对位移的信息，来使设置在随动腿前端的脚踏部随动于搭乘者的脚部，与搭乘者识别出台阶状态后确定的搭乘者自身的脚动作连动，腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)的腿进行动作，所以台阶状态的识别和腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)的腿动作都能够迅速进行。由此，可获得既能够确保搭乘者的安全又能够迅速上下台阶的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

本发明的第2方式提供第1方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述脚位置测量部由相对位置测量部构成，该相对位置测量部对连结上述搭乘者的上述脚部和上述脚踏部的伸缩自如的连结机构的变形量以及变形方向进行测量。

根据这样的结构，由于连结搭乘者的脚部和脚踏部，因此可以容易地测量搭乘者的脚部与脚踏部之间的相对位移。由此，能够获得腿更可靠地与搭乘者脚部的动作连动着进行动作的腿车轮型移动机构(例如腿车轮行驶车)。

本发明的第3方式提供第1方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述脚位置测量部是采用声波或光波来非接触地测量上述相对位移的装置。

根据这样的结构，能够非接触地测量搭乘者的脚部与脚踏部之间的相对位移，所以搭乘者可更自由地移动自己的脚。因此，可以获得由于与脚踏部相束缚而导致搭乘者摔倒这样的危险小的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

本发明的第4方式提供第1～3中任意一个方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，设置在上述随动腿上的第1车轮部是从动车轮，设置在上述支持腿上的第2车轮部是驱动车轮。

根据这样的结构，随动腿不需要用于使车轮部旋转的驱动源，所以随动腿可与搭乘者脚部的动作更加迅速地连动，因此能够获得可更加迅速进行上下台阶的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

本发明的第5方式提供第1～4中任意一个方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述控制装置控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘者的上述脚部之间的上述相对位移处于一定范围内。

根据这样的结构，随动腿一边与搭乘者的脚部保持一定的间隔一边连动着进行动作，所以能够获得可更可靠地进行上下台阶的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

本发明的第6方式提供第1～4中任意一个方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述控制装置控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘者的上述脚部之间的上述相对位移分解为水平分量和垂直分量，并分别处于一定范围内。

根据这样的结构，能够可靠地确保垂直方向的相对位移，因此可进一步提高腿车轮型移动机构的安全性。

本发明的第7方式提供第5或6方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，该腿车轮型移动机构还设置有接地判定装置，其分别判定上述两个脚踏部的接地状态，上述控制装置从上述脚踏部成为上述接地状态的时刻开始，与上述脚位置测量部所测量出的相对位移不相关地控制具有上述脚踏部的上述随动腿的变形状态，位移之后，从上述相对位移成为一定值以上的时刻开始，再次控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘者的上述脚部之间的上述相对位移处于一定范围内。

根据这样的结构，脚踏部接地的随动腿不用进行多余的动作，因此能够更稳定地进行上下台阶。

本发明的第8方式提供第7方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述一定值大于上述一定范围内的相对位移的最大值。

根据这样的结构，在脚踏部接地的阶段，随动腿确实地不进行多余的动作，所以能够更稳定地进行上下台阶。

本发明的第9方式提供第1～8任意一个方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，该腿车轮型移动机构还设置有搭乘状态判定装置，其用于检知上述搭乘者处于搭乘状态的情况，当在上述搭乘状态下、且上述第1车轮部或上述第2车轮部正旋转时，上述控制装置与上述脚位置测量部所测量出的上述相对位移不相关地控制上述随动腿和上述支持腿的变形状态位移。

根据这样的结构，可防止由于车轮行驶时的搭乘者脚部的动作而进行搭乘者无意图的腿动作的情况，因此能够获得安全性更高的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

本发明的第10方式提供第9方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述搭乘状态判定装置根据对上述座面部的座面所施加的负荷来判定是搭乘状态的情况。

根据这样的结构，可容易地判定搭乘者处于搭乘状态的情况。

本发明的第11方式提供第1～10中任意一个方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述控制装置在上述行驶状态下，使上述随动腿和上述支持腿进行动作，以使上述座面部与地面成为近似水平，并且在从上述行驶状态向上述控制装置根据上述脚位置测量部所测量出的相对位移使随动腿进行动作的状态转移的期间，使上述随动腿和上述支持腿进行动作，以使上述座面部与地面成为近似垂直。

根据这样的结构，可通过腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)来辅助搭乘者在上下台阶前成为站立，因此能够更迅速地转移至上下台阶动作。

本发明的第12方式提供第11方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述控制装置使上述随动腿和上述支持腿进行动作，以使上述座面部的座面从与地面近似平行的状态变为近似垂直的状态，此时上述控制装置还控制为上述脚踏部的角度始终水平或前端侧变高。

根据这样的结构，在搭乘者站立时成为自然倚靠着座面的形态，所以能够更安全地转移至上下台阶动作。

本发明的第13方式提供第1～12中任意一个方式所述的腿车轮型移动 机构，其特征在于，上述控制装置在上述随动腿与地面相离时，控制上述支持腿的变形状态，以保持腿车轮型移动机构的平衡。

根据这样的结构，在随动腿与搭乘者的脚部随动着从地面离开时，支持腿进行变形以保持平衡，所以能够获得稳定性更高的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

本发明的第14方式提供第1～13中任意一个方式所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，上述控制装置利用上述随动腿的动作履历来控制上述支持腿。

根据这样的结构，利用随动腿的动作履历可获得台阶的信息，因此能够获得在使支持腿动作时也可容易地识别台阶状态、以更迅速的动作进行上下台阶的腿车轮型移动机构(例如，腿车轮行驶车)。

以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(第1实施方式)

图1A是表示作为本发明第1实施方式的腿车轮型移动机构的一例的腿车轮行驶车的概括立体图，图1B、图1C是仅表示在与图1A相同的构图中分别相当于随动腿、支持腿的部分的立体图。另外，图2A以及图2B是表示搭乘者52乘坐图1A的腿车轮行驶车的状态以及站立的状态的侧面图。在图1A、图1B、图1C中，1A、1B是分别作为随动腿一例的2连杆腿，2A、2B是分别作为支持腿一例的2连杆腿。2连杆腿1A、1B由前腿上连杆3A、3B、分别比前腿上连杆3A、3B长的前腿下连杆4A、4B、板状脚踏部5A、5B和转向轮(universal wheel)6A、6B构成，该转向轮6A、6B是作为随动腿侧车轮部的一例发挥作用的从动车轮的一例。另外，2连杆腿2A、2B由后腿上连杆7A、7B、比后腿上连杆7A、7B长的后腿下连杆8A、8B、和橡胶轮9A、9B构成，该橡胶轮9A、9B是作为支持腿侧车轮部的一例发挥作用的驱动车轮的一例。

如图1B所示，前腿上连杆3A的前端(在图1B中为前方斜向上的前端)分支为二股，其可旋转地夹持从板状座面部11的背面向下方延伸的前侧支持部11a，并且基端(在图1B中为后方斜向下的基端)的端部以旋转轴10C为中心与前腿下连杆4A一端(在图1B中为后方斜向上的一端)的端部可旋转地进行连结，设置在前腿下连杆4A内的编码器内置的关节驱动用电动机62 由作为控制装置一例的控制计算机101进行驱动控制，因此与关节驱动用电动机62的正逆旋转轴连结的旋转轴10C的旋转角度根据来自内置编码器的信息来进行控制。

同样，前腿上连杆3B的前端(在图1B中为前方斜向上的前端)分支为二股，其可旋转地夹持从座面部11的背面向下方延伸的前侧支持部11b，并且基端(在图1B中为后方斜向下的基端)的端部以旋转轴10D为中心与前腿下连杆4B一端(在图1B中为后方斜向上的一端)的端部可旋转地进行连结，并且设置在前腿下连杆4B内的编码器内置的关节驱动用电动机64通过控制计算机101进行驱动控制，由此来控制与关节驱动用电动机64的正逆旋转轴连结的旋转轴10D的旋转角度。

另外，如图1C所示，后腿上连杆7A的前端(在图1C中为后方斜向上的前端)分支为二股，且可旋转地夹持从座面部11的背面向下方延伸的后侧支持部11c，并且基端(在图1C中为前方斜向下的基端)的端部以旋转轴10I为中心与后腿下连杆8A一端(在图1C中为沿着前后方向的前端)的端部可旋转地连结，并且设置在后腿下连杆8A内的编码器内置的关节驱动用电动机66通过控制计算机101进行驱动控制，由此来控制与关节驱动用电动机66的正逆旋转轴连结的旋转轴10I的旋转角度。同样，后腿上连杆7B的前端(在图1C中为后方斜向上的前端)分支为二股，其可旋转地夹持从座面部11的背面向下方延伸的后侧支持部11d，并且基端(在图1C中为前方斜向下的基端)的端部以旋转轴10J为中心与后腿下连杆8B一端(在图1C中为沿着前后方向的前端)的端部可旋转地连结，并且设置在后腿下连杆8B内的编码器内置的关节驱动用电动机68通过控制计算机101进行驱动控制，由此来控制与关节驱动用电动机68的正逆旋转轴连结的旋转轴10J的旋转角度。

另外，在后腿下连杆8A、8B另一端(在图1C中为沿着前后方向的后端)的端部，分别安装有以旋转轴10K、10L为中心可旋转的橡胶轮9A、9B，分别设置在后腿下连杆8A内、8B内的行驶用电动机81、82各自通过控制计算机101进行驱动控制，由此来各自独立地控制与关节驱动用电动机81、82的正逆旋转轴连结的旋转轴10K、10L的旋转速度。

另外，在前腿下连杆4A、4B另一端(在图1B中为前方斜向下的另一端)的端部分支为三股的各个部分内侧的二股部分中，分别安装有以旋转轴 10E、10F为中心可相对于旋转轴10E、10F自由旋转的转向轮6A、6B，由此来构成全方向车轮，通过设置在转向轮6A、6B外周的滚轮，即使相对于腿车轮行驶车向左右方向的动作也能够移动，所以通过使左右橡胶轮9A、9B的转速互不相同，可以实现腿车轮行驶车的旋转动作。

另外，在前腿下连杆4A、4B另一端(在图1B中为前方斜向下的另一端)端部的分支为三股的各个部分外侧的二股部分中，分别安装有能够与旋转轴10E、10F同轴旋转的脚踏部5A、5B，分别设置在前腿下连杆4A内、4B内的脚踏编码器内置的旋转用电动机71、72各自通过控制计算机101进行驱动控制，由此来各自独立地控制与脚踏旋转用电动机71、72的正逆旋转轴连结的旋转轴10E、10F的旋转角度。

此外，如上所述，2连杆腿1A、1B的上述端部和2连杆腿2A、2B的上述端部分别以旋转轴10A、10B、10G、10H为中心与座面部11的支持部11a、11b、11c、11d可旋转地连结，并且分别设置在前腿上连杆3A内、前腿上连杆3B内、后腿上连杆7A内、后腿上连杆7B内的编码器内置的关节驱动用电动机61、63、65、67各自通过控制计算机101进行驱动控制，由此来分别控制与关节驱动用电动机61、63、65、67的正逆旋转轴连结的旋转轴10A、10B、10G、10H的旋转角度。另外，在座面部11中设置有对施加到座面部11中央的座面处的负荷进行检知的负荷传感器12，当负荷传感器12检测出规定值以上时，可检知搭乘者52坐在座面上的情况，同时在座面部11的侧部上设置有控制台21，使用控制台21可将来自搭乘者52的指示输入到控制计算机101中。控制台21由用于指示车轮行驶时的控制以及变形方向的操纵杆22、和用于指示腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B变形的变形指令按钮23构成。

图3A、图3C分别是表示脚踏部5A、脚踏部5B的周边的详细侧面图。脚踏部5A、脚踏部5B分别由近似L状板部件构成。在脚踏部5A中央部的稍微接近转向轮6A的部分的侧面的下部设置有旋转自如的旋转轴13A，该旋转轴13A具有检测旋转轴13A的旋转角度的旋转编码器91A。该旋转轴13A与伸缩自如的拉杆14A的一端(在图3A中为下端)连结，该拉杆14A作为伸缩自如的连结机构的一例发挥作用，拉杆14A可通过内置的线性编码器93A来测量拉杆14A的长度。另外，在拉杆14A的另一端(在图3A中为上端)连结 有旋转轴13C，该旋转轴13C具备检测旋转轴13C的旋转角度的旋转编码器92A。该旋转轴13C与套(cover)16A旋转自如地连结，该套16A可经由脚背侧束缚带15A和脚尖侧束缚带15C使搭乘者52的脚部51A固定在其上。套16A覆盖了搭乘者52的脚部51A的整个底面。由此，通过上述的旋转编码器91A、线性编码器93A和旋转编码器92A来构成作为脚位置测量部90A一例的相对位置测量部，该相对位置测量部可分别测量脚踏部5A与搭乘者52的脚部51A之间的相对位移。同样，在脚踏部5B中央部的稍微接近转向轮6A的部分的侧面的下部设置有旋转自如的旋转轴13B，该旋转轴13B具有检测旋转轴13B的旋转角度的旋转编码器91B。该旋转轴13B与伸缩自如的拉杆14B的一端(在图3A中为下端)连结，拉杆14B可利用内置的线性编码器93B来测量拉杆14B的长度。通过上述的旋转编码器91B和线性编码器93B来构成脚位置测量部90B的一例，其能够测量脚踏部5B的位置。另外，在拉杆14B的另一端(在图3A中为上端)连结有旋转轴13D，该旋转轴13D具有检测旋转轴13D的旋转角度的旋转编码器92B。该旋转轴13D与套16B旋转自如地连结，该套16B可经由脚背侧束缚带15B和脚尖侧束缚带15D使搭乘者52的脚部51B固定在其上。套16B覆盖搭乘者52的脚部51B的整个底面。由此，通过上述的旋转编码器91B、线性编码器93B和旋转编码器92B来构成脚位置测量部90B的一例，该脚位置测量部90B可分别测量脚踏部5B与搭乘者52的脚部51B之间的相对位移。

当搭乘者52的脚部51A从脚踏部5A离开时，如图3B所示，拉杆14A成为拉伸的状态，脚位置测量部90A根据拉杆14A的长度变化和旋转轴13A、13C各自的角度变化来求出脚踏部5A和搭乘者52的脚部51A之间的相对位置。同样，当搭乘者52的脚部51B从脚踏部5B离开时，与图3B同样，拉杆14A成为拉伸的状态，脚位置测量部90B根据拉杆14B的长度变化和旋转轴13B、13D各自的角度变化，来求出脚踏部5B和搭乘者52的脚部51B之间的相对位置。

另外，在脚踏部5A前端的屈曲部的下部设置有接地传感器17A，该接地传感器17A根据脚踏部5A相对于地面97等的接触负荷来检知脚踏部5A相对于地面97等的接地，并且在旋转轴10E的周边设置有接地传感器17C，该接地传感器17C根据对旋转轴10E施加的负荷来检知转向轮6A相对于地 面97等的接地。同样，在脚踏部5B前端的屈曲部的下部设置有接地传感器17B，该接地传感器17B根据脚踏部5B相对于地面97等的接触负荷来检知脚踏部5B相对于地面97等的接地，并且在旋转轴10F的周边设置有接地传感器17D，该接地传感器17D根据对旋转轴10F施加的负荷来检知转向轮6B相对于地面97等的接地。

顺便说一下，在图7中统一示出了包含这些接地传感器17A、17B、17C、17D(作为接地判定装置的一例来发挥作用的装置)的各部与控制计算机101之间的连接关系。另外，控制计算机101与存储装置102连接，在存储装置102中以通过控制计算机101可再利用的形式存储有作为动作履历一例的各旋转轴的旋转角度的履历、和行驶形态、座面垂直形态、上下台阶前形态以及上下台阶动作中的上述腿车轮行驶车的形态等希望形态的各个旋转轴10A～10D、10G～10J的旋转角度。

这里，所谓行驶形态表示如图2A所示的在腿车轮行驶车行驶时的2连杆腿1A、1B、2A、2B的形态。所谓座面垂直形态表示如图2B所示的在腿车轮行驶车行驶停止、座面部11朝着大致上下方向(针对地面近似垂直的方向)时的2连杆腿1A、1B、2A、2B的形态。所谓上下台阶前形态表示如图4A所示的在腿车轮行驶车行驶停止、座面部11朝着横方向、搭乘者52从地面97等要上升到台阶18时的2连杆腿1A、1B、2A、2B的形态。所谓上下台阶动作中的上述腿车轮行驶车的形态表示如图4B所示的在腿车轮行驶车行驶停止、座面部11朝着横方向、搭乘者52上下台阶18或走到台阶18上时以随动于搭乘者52的方式进行动作控制的2连杆腿1A、1B、2A、2B的形态。

接着，说明在控制计算机101的控制下进行的该腿车轮行驶车的作用。

首先，当腿车轮行驶车在平面上行驶时，腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B处于变形为搭乘者52坐在座面部11上的如图2A所示的行驶形态的状态，并按照图9A所示的行驶模式的流程进行动作。

首先，利用作为座面部11的搭乘状态判定装置一例的负荷传感器12来判定有无座面负荷，判定搭乘者52是否坐在座面部11上(图9A的步骤S1)。具体地说，由控制计算机101来判定负荷传感器12是否检测出规定值(例如10kg)以上，当负荷传感器12检测出为规定值以上时，判定为搭乘者52坐在座面部11上(即，处于搭乘状态)，并进入步骤S2。相反，当负荷传感器12 检测出为小于规定值时，判定为搭乘者52没有坐在座面部11上(即，不是搭乘状态)，并进入步骤S6。

然后，当在步骤S1中判定为座面负荷处于规定值以上、搭乘者52坐在座面部11上时，通过控制计算机101来判定是否经由变形指令按钮23输入了腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形指令(图9A的步骤S2)。在未输入变形指令时，判定是否利用操纵杆22输入了行驶指令(图9A的步骤S3)。作为行驶指令的例子有：向前或向后推动操纵杆22的前进指令或后进指令；和向左或向右推动操纵杆22的左转或右转的旋转指令等。在输入了这样的行驶指令时，通过控制计算机101来运算为了实现输入指令而需要的作为后轮驱动车轮一例的橡胶轮9A、9B的各个转速(图9A的步骤S4)。当没有对操纵杆22给予行驶指令、即没有使操纵杆22倾斜等时，进入步骤S6。

然后，根据其运算结果，利用控制计算机101来驱动控制行驶用电动机81、82，使橡胶轮9A、9B以基于运算结果的各个转速进行旋转(图9A的步骤S5)。腿车轮行驶车的前轮是作为从动车轮一例的转向轮6A、6B，所以通过对橡胶轮9A和橡胶轮9B给予不同的旋转指令，可使腿车轮行驶车向左或向右旋转。在正常行驶的情况下，反复以上的流程(图9A的步骤S1～S5)。

另一方面，当负荷传感器12判定为没有座面负荷、即搭乘者52没有坐在座面部11上时，或没有对操纵杆22给予行驶指令、即没有使操纵杆22倾斜等时，由控制计算机101来判定腿车轮行驶车是否正在行驶(图9A的步骤S6)。具体地说，通过控制计算机101来判定是否在旋转驱动行驶用电动机81、82。当在步骤S6中腿车轮行驶车正在行驶时，停止行驶用电动机81、82的旋转，使腿车轮行驶车停止(图9A的步骤S7)。然后，返回步骤S1。当在步骤S6中腿车轮行驶车没有行驶时，返回步骤S1。

另外，当在步骤S2中利用变形指令按钮23输入了变形指令时，通过控制计算机101来判定腿车轮行驶车是否正在行驶(图9A的步骤S8)。具体地说，通过控制计算机101来判定是否旋转驱动行驶用电动机81、82。当在步骤S8中腿车轮行驶车正在行驶时，停止行驶用电动机81、82的旋转，使腿车轮行驶车停止(图9A的步骤S9)。然后，转移至腿车轮行驶车的2连杆 腿1A、1B、2A、2B的变形模式。当在步骤S8中腿车轮行驶车没有行驶时，直接转移至变形模式。

在上述行驶模式中，控制计算机101与来自旋转编码器91A、91B、92A、92B以及线性编码器93A、93B的旋转角度以及相对位移这样的脚位置信息无关地，只要没有输入变形指令就维持2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形状态，所以即使在行驶中搭乘者52的腿发生变动时也能够安全地继续行驶。另外，在本实施方式中通过设置在座面部11中的负荷传感器12来判定是否为行驶状态，不过判定行驶状态的手段不限于此，还可以采用控制台21中的指示、或利用负荷传感器所检测出的负荷等来进行判定，该负荷传感器被设置在支持腿上，用于检测对支持腿施加的负荷。

接着，说明在控制计算机101的控制下执行的腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B从图2A所示的行驶形态变形到图2B所示的座面垂直形态的变形模式。图9B示出变形模式的流程图。

变形模式也与行驶模式同样，最初利用座面部11的负荷传感器12来判定有无座面负荷，判定搭乘者52是否对座面部11赋予体重(图9B的步骤S11)。具体地说，由控制计算机101来判定负荷传感器12是否检测出为规定值(例如3kg)以上，当负荷传感器12检测出为规定值以上时，判定为搭乘者52对座面部11赋予体重，并进入步骤S12。相反，当负荷传感器12检测出为小于规定值时，判定为搭乘者52没有对座面部11赋予体重，并进入步骤S18。

当搭乘者52对座面部11赋予体重时，由控制计算机101判定是否利用变形指令按钮23解除了变形指令(图9B的步骤S12)。当控制计算机101判定为解除了变形指令时，进入步骤S18。当控制计算机101判定为没有解除变形指令时，进入步骤S13。

在步骤S18中，由控制计算机101来判定腿车轮行驶车是否在进行2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形动作(图9B的步骤S18)。当控制计算机101判定为腿车轮行驶车正在进行2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形动作时，停止变形动作(图9B的步骤S19)，以确保安全。即，在步骤S18中，作为其前提条件是没有座面负荷的情况(在图9B的步骤S11中为No的情况)、或者解除变形指令的情况(在图9B的步骤S12中为No的情况)，所以在这样的情况下， 继续腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形动作是危险的，因此停止变形动作，以确保安全。

另一方面，在搭乘者52对座面部11赋予体重(在图9B的步骤S11中为Yes的情况)、且继续有变形指令的状态(在图9B的步骤S12中为Yes的情况)下，腿车轮行驶车在利用操纵杆22所指定的行驶形态或座面垂直形态下，通过控制计算机101驱动2连杆腿1A、1B、2A、2B的关节驱动用的电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72，来使2连杆腿1A、1B、2A、2B变形(图9B的步骤S13、步骤S14、步骤S20)。

具体地说，在步骤S13中，由控制计算机101来判定是否指示2连杆腿1A、1B、2A、2B向行驶形态变形。当控制计算机101判定为指示向行驶形态变形时，进入步骤S14。当控制计算机101判定为没有指示向行驶形态变形时，进入步骤S20。

在步骤S14中，利用控制计算机101来驱动各关节驱动用电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72，使2连杆腿1A、1B、2A、2B向图2A的行驶形态变形。然后，进入步骤S15。

在步骤S15中，由控制计算机101来判定是否到达行驶形态。具体地说，检测各旋转轴10A～10J是否到达预先存储到存储装置102内的在行驶形态下的各旋转轴10A～10J的旋转角度，再利用控制计算机101进行判定既可。当控制计算机101判定为达到行驶形态时，进入步骤S16。当控制计算机101判定为没有到达行驶形态时，返回步骤S11。

在步骤S16中，利用控制计算机101来停止各关节驱动用电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72的驱动，使2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形动作结束。

然后，在步骤S17中，利用控制计算机101来解除用变形指令按钮23输入的变形指令，之后转移至行驶模式。

另一方面，在步骤S13中，当控制计算机101判定为没有指示向行驶形态变形时，在步骤S20中，变形为座面垂直形态。即，利用控制计算机101来驱动各关节驱动用电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72，使2连杆腿1A、1B、2A、2B向图2B的座面垂直形态变形。然后，进入步骤S21。

之后，在步骤S21中，由控制计算机101来判定2连杆腿1A、1B、2A、2B是否到达座面垂直形态。具体地说，检测各旋转轴10A～10J是否到达预先存储到存储装置102内的在座面垂直形态下的各旋转轴10A～10J的旋转角度，再利用控制计算机101进行判定既可。当控制计算机101判定为到达座面垂直形态时，进入步骤S22。当控制计算机101判定为没有到达座面垂直形态时，返回步骤S11。

在步骤S22中，利用控制计算机101来停止各关节驱动用电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72的驱动，使2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形动作结束。

然后，在步骤S23中，利用控制计算机101来解除用变形指令按钮23输入的变形指令，之后转移到上下台阶模式。

在变形模式中，腿车轮行驶车具有帮助搭乘者52成为站立状态的效果，所以可迅速转移至上下台阶动作。另外，在变形动作中，使脚踏部5A、脚踏部5B与地面97形成的角度和座面部11的角度连动着进行变化，并且在成为座面垂直形态之前，优选脚踏部5A、脚踏部5B各自保持与地面97水平或相对于地面97前端部比后端部高的状态。这样，2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形动作中的脚踏部5A、脚踏部5B成为始终与地面97平行、或具有朝着座面部11向斜下方向倾斜这样的角度的状态，所以搭乘者52自然将其体重施加到座面部11上。由此，搭乘者52不是随意站起，而是与腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形相应地站起，因此能够在更安全的状态下进行变形动作。例如，在座面部11与地面97水平的状态下脚踏部5A、脚踏部5B与地面97相对的角度为30度，随着座面部11与地面97相对的角度变化为30度、60度，脚踏部5A、脚踏部5B与地面97相对的角度减少为20度、10度，在座面部11成为相对于地面97垂直的时刻，优选使脚踏部5A、脚踏部5B成为与地面97水平这样的动作等。

最后，说明进行上下台阶动作的上下台阶模式。图9C示出上下台阶模式的流程图。

首先，在步骤S31中，由控制计算机101判定2连杆腿1A、1B、2A、2B是否为座面垂直形态。当控制计算机101判定为是座面垂直形态时进入步骤S32。否则，进入步骤S34。

然后，在步骤S32中，利用座面部11的负荷传感器12来判定有无座面负荷，判定搭乘者52是否对座面部11赋予体重(图9A的步骤S32)。具体地说，利用控制计算机101来判定负荷传感器12是否检测出为规定值(例如3kg)以上，当负荷传感器12检测出为规定值以上时，判定为搭乘者52对座面部11赋予体重，并返回步骤S31。相反，当负荷传感器12检测出为小于规定值时，判定为搭乘者52没有对座面部11赋予体重，并进入步骤S33。

然后，在步骤S33中，使2连杆腿1A、1B、2A、2B向上下台阶前状态变形。即，在从变形模式转移至上下台阶模式的阶段中，腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B成为图2B所示的座面垂直形态(在图9C的步骤S31中为Yes)，搭乘者52成为对座面部11赋予体重的站立状态。在搭乘者52与座面部11相离成为自立状态的阶段中，当负荷传感器12判定为没有座面负荷时(在图9C的步骤S32中为No)，控制计算机101驱动2连杆腿1A、1B、2A、2B的关节驱动用的电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72，因此腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B在图4A所示的上下台阶前形态下使2连杆腿1A、1B、2A、2B变形(图9C的步骤S33)。

然后，在步骤S34中，由控制计算机101自身判定是否是2连杆腿1A的随动控制中，如果是随动控制中则进入步骤S43，如果不是随动控制中则进入步骤S35。

然后，在步骤S35中，由控制计算机101自身判定是否是2连杆腿1B的随动控制中，如果是随动控制中则进入步骤S46，如果不是随动控制中则进入步骤S36。

然后，在步骤S36中，由控制计算机101来判定脚踏部5A与搭乘者52的左脚部51A之间的相对位移是否为预先设定的阈值(例如40mm)以上。当控制计算机101判定为是阈值(例如40mm)以上时，进入步骤S45，如果是小于上述阈值时则进入步骤S37。具体地说，由控制计算机101根据来自旋转编码器91A、线性编码器93A和旋转编码器92A的输入信息，来判定脚踏部5A与搭乘者52的左脚部51A之间的相对位移(例如，在以脚踏部5A为基准的座标系中的使图3B的套16A的旋转轴13C的轴心和脚踏部5A的旋转轴13A的轴心连接的矢量的当前与初始状态下的矢量差的大小)是否为阈值(例如40mm)以上。

然后，在步骤S37中，由控制计算机101判定脚踏部5B与搭乘者52的右脚部51B之间的相对位移是否为预先设定的阈值(例如40mm)以上。当控制计算机101判定为是阈值(例如40mm)以上时，进入步骤S48，如果是小于上述阈值时则进入步骤S38。具体地说，由控制计算机101根据来自旋转编码器91B、线性编码器93B和旋转编码器92B的输入信息，来判定脚踏部5B与搭乘者52的右脚部51B之间的相对位移(例如，在以脚踏部5B为基准的座标系中的使图3C的套16BB的旋转轴13D的轴心和脚踏部5B的旋转轴13B的轴心连接的矢量的当前与初始状态下的矢量差的大小)是否为阈值(例如40mm)以上既可。

然后，在步骤S38中，由控制计算机101来判定2连杆腿1A、1B的升降动作是否结束。具体地说，利用控制计算机101来判定是否满脚后述(参照图4D的说明部)的结束条件，当满脚时进入步骤S39。当没有满脚时返回步骤S31。这里所说的2连杆腿1A、1B的升降动作表示针对2连杆腿1A、1B分别进行一次以上的随动控制、并使脚踏部5A、5B双方从地面97上向台阶18上移动或从台阶18上向地面97上移动这样的一连串动作。

然后，在步骤S39中，控制计算机101自身判定是否已经执行2连杆腿2A、2B的升降动作。具体地说，由控制计算机101根据在此时刻的各旋转轴10A～10D、10G～10J的角度来判定橡胶轮9A、9B是否垂直移动了基于2连杆腿1A、1B上下台阶的脚踏部5A、5B或者转向轮6A、6B的垂直移动量，该垂直移动量存储在存储装置102内，并由控制计算机101根据在2连杆腿1A、1B的升降动作结束时刻的各旋转轴10A～10D、10G～10J的角度而算出，当没有垂直移动时(升降动作没有结束时)进入步骤S40，进行升降动作。当进行垂直移动时(升降动作结束时)进入步骤S41。这里所说的2连杆腿2A、2B的升降动作表示在2连杆腿2A、2B的升降动作结束后使橡胶轮9A、9B双方从地面97上向台阶18上移动、或从台阶18上向地面97上移动这样的一连串动作。该动作通过控制计算机101从开始自动执行到结束。

然后，在步骤S40中，由控制计算机101来驱动各关节驱动用电动机65、66、67、68(根据需要还驱动各关节驱动用电动机61、62、63、64)，以进行2连杆腿2A、2B的升降动作，然后进入步骤S41。

然后，在步骤S41中，由控制计算机101来判定是否利用变形指令按钮 23输入了腿车轮行驶车的2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形指令。在没有输入变形指令时返回步骤S31。在输入变形指令时进入步骤S42。

然后，在步骤S42中，变形为座面垂直形态。即，利用控制计算机101来驱动各关节驱动用电动机61、62、63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71、72，使2连杆腿1A、1B、2A、2B向图2B的座面垂直形态变形。然后，转移至变形模式。

另一方面，在步骤S43中，由控制计算机101判定当在步骤S34内2连杆腿1A为随动控制中时脚踏部5A是否相对于地面97等接地。具体地说，由控制计算机101来判定是否在脚踏部5A的接地传感器17A中检测出脚踏部5A相对于地面97等接地。当在接地传感器17A中检测出脚踏部5A接地时，进入步骤S44，当在接地传感器17A中没有检测出脚踏部5A接地时，返回步骤S31。

在步骤S44中，在结束了控制计算机101对2连杆腿1A的随动控制之后，返回步骤S31。

另外，在步骤S45中，当在步骤S36中脚踏部5A与搭乘者52的左脚部51A之间的相对位移为预先设定的阈值(例如40mm)以上时，控制计算机101开始2连杆腿1A的随动控制。即，从2连杆腿1A、1B、2A、2B为上下台阶前形态的状态开始，当搭乘者52例如将左脚向前迈出时，控制计算机101适当驱动2连杆腿1A的关节驱动用电动机61、62以及脚踏旋转用电动机71，使脚踏部5A随动于左脚部51A，由此2连杆腿1A开始随动控制。同时，为了保持腿车轮行驶车的平衡，控制计算机101适当驱动2连杆腿1B、2A、2B的各关节驱动用电动机63、64、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机72。然后，返回步骤S31。

另外，在步骤S48中，当在步骤S37中脚踏部5B与搭乘者52的右脚部51B之间的相对位移为预先设定的阈值(例如40mm)以上时，控制计算机101开始2连杆腿1B的随动控制。即，从2连杆腿1A、1B、2A、2B为上下台阶前形态的状态开始，当搭乘者52例如将右脚向前迈出，控制计算机101适当驱动2连杆腿1B的关节驱动用电动机63、64以及脚踏旋转用电动机72，使脚踏部5B随动于右脚部51B，由此2连杆腿1B开始随动控制。同时，为了保持腿车轮行驶车的平衡，控制计算机101适当驱动2连杆腿1A、2A、 2B的各关节驱动用电动机61、62、65、66、67、68以及脚踏旋转用电动机71。然后，返回步骤S31。

另外，在步骤S46中，由控制计算机101来判定当在步骤S35内2连杆腿1B为随动控制中时脚踏部5B是否相对于地面97等接地。具体地说，由控制计算机101判定在脚踏部5B的接地传感器17B中是否检测出脚踏部5B相对于地面97等接地。当在接地传感器17B中检测出脚踏部5B接地时，进入步骤S47，当在接地传感器17B中没有检测出脚踏部5B接地，返回步骤S31。

在步骤S47中，在结束了控制计算机101对2连杆腿1B的随动控制之后，返回步骤S31。

以上，是进行上下台阶动作的上下台阶模式的动作流程。这里，从行驶形态到上下台阶前形态的2连杆腿1A、1B、2A、2B形状变化的推移过程是从图6A中的上端图至下端图。相反，从上下台阶模式向行驶模式转移时的2连杆腿1A、1B、2A、2B形状变化的推移过程是从图6A的下端图至上端图，通过这样的过程来转移至行驶形态。

接着，一边参考上述图9C的上下台阶模式的流程图，一边说明从图4A的状态开始实际进行上下台阶动作的顺序。这里，以连续执行上台阶的动作和下台阶的动作为例进行说明。此时的腿车轮行驶车的一连串动作的过程如图6B所示，图8示出此时的时序图。图6B和图8中的标号A～K分别与图4A～图4K所示的状态对应。在图4A～图4B之间，控制计算机101在搭乘者52的右脚部51B从脚踏部5B离开时，根据线性编码器93B以及旋转编码器91B和旋转编码器92B所检测出的拉杆14B的长度以及旋转轴13B、13D的旋转角度，来求出脚踏部5B与搭乘者52的右脚部51B之间的相对位移。控制计算机101持续进行上述检测以及相对位移的运算(图9C的步骤S37)，直至所求出的相对位移成为预先设定的阈值(例如40mm)以上为止。然后，从检测到为阈值以上的阶段开始，为了使脚踏部5B与搭乘者52的右脚部51B之间的相对位移在一定的范围以内(例如20mm±10mm)，而由控制计算机101进行根据线性编码器93B以及旋转编码器91B和旋转编码器92B所检测出的拉杆14B的长度以及旋转轴13B、13D的旋转角度信息来驱动控制关节驱动用电动机63、64以及脚踏旋转用电动机72的反馈控制，并进行上述随动腿变形状态的控制，具体地说，经由2连杆腿1B进行脚踏部5B相对于 搭乘者52的右脚部51B的随动控制(图9C的步骤S48)。

关于使脚踏部5B进行随动动作时的相对位移，当上述相对位移过大时(例如，相对位移超过50mm时)随动成为不充分，搭乘者52的上下台阶动作与脚踏部5B的随动动作无法顺利地连动，所以损害安全性。与此相对另一方面，当上述相对位移过小时(例如，相对位移小于10mm时)，搭乘者52的右腿(右脚部51B)容易与脚踏部5B接触，从而导致损害腿车轮行驶车稳定的危险性提高。为了消除这两个课题，优选利用上述控制装置101来进行动作控制，以使右脚部51B和脚踏部5B之间的相对位移(例如，在以脚踏部5B为基准的座标系中连接图3C的套16B的旋转轴13D的轴心与脚踏部5B的旋转轴13B的轴心的矢量的当前和初始状态下的矢量差的大小)在10mm～50mm左右的范围内。此外，还利用上述控制装置101将上述相对位移(以脚踏部5B为基准的座标系中的矢量)分解为水平分量和垂直分量，并将各个分量控制在一定的范围内，由此能够进一步提高安全性。由于在相对位移处于一定范围内的情况下也会发生相对位移的水平分量大、垂直分量小的状况，所以搭乘者52的右脚部51B与脚踏部5B变得容易接触，这样容易损害腿车轮行驶车的稳定性。因此，利用上述控制装置101将上述相对位移分解为水平分量和垂直分量，并将垂直分量控制在一定的范围内(例如20mm±10mm)，并且将水平分量也控制在一定的范围内(例如±10mm)，由此能够使搭乘者52的右脚部51B和脚踏部5B变得更加难以接触，从而难以发生如损害稳定性这样的状况。

此时，从可在更接近的状态下进行随动控制的点出发，优选脚踏部5B的板面和套16B的板面以平行的方式进行随动。另外，从使2连杆腿1B用于随动控制的动作变得容易、并且同样能够进行与地面97的接触的点出发，优选使脚踏部5B与地面97平行，并随动控制脚踏部5B与套16B之间距离的最小间隔即视为相对距离。

然后，当在进行2连杆腿1B的随动控制的状态(图9C的步骤S35)下搭乘者52的右脚部51B接近台阶18的上表面时，脚踏部5B在台阶18上接地(图9C的步骤S46)，控制计算机101根据接地传感器17B、17D的输出判定为脚踏部5B处于接地状态。当成为接地状态时，控制计算机101结束2连杆腿1B的随动控制，而仅维持2连杆腿1A、1B、2A、2B的变形状态(图9C的步骤 S47)。这样，脚踏部5B在已接地的状态下没有多余的动作，因此，搭乘者52能够在安全的状态下将右脚部51B落到脚踏部5B上。此时，因为开始随动动作的阈值(例如40mm)大于随动动作时的相对位移范围(例如20mm±10mm)的最大值(例如30mm)，所以能够避免在刚刚接地后随动动作就重新开始这样的问题。

另一方面，控制计算机101利用关节驱动用电动机63、64和脚踏旋转用电动机72等驱动装置来进行2连杆腿1B的随动控制(图9C的步骤S47)，同时分别驱动控制各自具有的关节驱动用电动机61、62、65、66、67、68、脚踏旋转用电动机71、行驶用电动机81、82等驱动装置来控制剩余的2连杆腿1A、2A、2B的形状，进行用于保持腿车轮行驶车平衡的动作控制。当2连杆腿1B对搭乘者52的右脚部51B进行随动控制时，腿车轮行驶车由2连杆腿1A、2A、2B这3个腿来保持，所以保持腿车轮行驶车稳定的腿车轮行驶车的重心位置的范围发生变化，并且基于2连杆腿1B的变形使座面部11相应于2连杆腿1B的重心变化以及2连杆腿1B的移动而发生移动，由此为了保持腿车轮行驶车的稳定而需要2连杆腿1A、2A、2B进行变形。在这样的平衡保持控制中可适用利用了基于重心位置及ZMP的稳定性判别的关于多腿机器人腿控制的各种公知技术。在图4A的上下台阶前的形态至图4B的上下台阶刚开始后的形态之间，通过控制计算机101对各驱动装置的驱动控制，使2连杆腿2B向前方移动，并保持腿车轮行驶车的稳定。另外，由图9C的流程图可知，在2连杆腿1B进行随动控制时，2连杆腿1A没有进行随动控制，所以即使在搭乘者52由于失去平衡等原因而导致左脚部51A从脚踏部5A离开这样的情况时，2连杆腿1A也为了保持腿车轮行驶车的平衡而进行动作，从而能够保持稳定性。

在从图4B的上下台阶刚开始后的形态至图4C的台阶上步行形态的变化中，除了2连杆腿1A经由控制计算机101进行动作控制，使左脚踏部5A随动于搭乘者52的左脚部51A、以及为了进行平衡保持控制而使2连杆腿1B左右交替的点之外，基本上与图4A至图4B的变化相同(图9C的步骤S36、步骤S45、步骤S34、步骤S43、步骤S44)。关于平衡保持控制，随着2连杆腿1A的随动控制，座面部11也向前方移动，所以不仅2连杆腿2A向前方移动，2连杆腿1B、2B也进行变形动作。

在图4C的台阶上步行形态至图4D的台阶上步行停止形态的变化中，搭乘者52的右脚部51B在台阶18上踏出一步，移动至与搭乘者52的左脚部51A并排的位置上。在控制上与图4A至图4B的变化相同，2连杆腿2B通过平衡保持控制向前方移动。在图4D的状态下，2连杆腿1B、2B分别位于与2连杆腿1A、1B重合的位置上，所以在图中没有显示。

然后，在成为图4D的状态的阶段下，搭乘者52应该进行的动作结束(图9C的步骤S38)，控制计算机101依次使2连杆腿2A、2B移动到台阶18上，从而构成图4E、图4F的状态(图9C的步骤S39、步骤S40)。

作为判定为搭乘者52应该进行的动作结束即2连杆腿1A、1B的升降动作结束、并且开始使2连杆腿2A、2B移动到台阶18上的2连杆腿2A、2B的升降动作的时刻的判断方法，可实施如下的方法等：在存储装置102中对成为上下台阶模式后的随动控制的执行次数进行计数，在计数的值成为3的阶段时，控制计算机101判断为图4C～图4D的第3次随动控制结束的方法；在控制计算机101根据各旋转轴10A～10J的旋转角度而检测出2连杆腿1A、1B为相同形状等且脚踏部5A、5B移动到并排的位置上的阶段时进行判断的方法；以及搭乘者52对控制台21进行操作向控制计算机101进行通知以进行判断的方法等。无论是哪种方法，既可以在判断后立即使2连杆腿2A、2B移动到台阶18上，也可以在经过适当的时间(例如3秒)后使其移动。另外，还可以通过参考接地传感器17A、17B、17C、17D的输出变动，控制计算机101在已判断为搭乘者52的动作结束的阶段时，进行动作控制以使2连杆腿2A、2B移动到台阶18上。腿车轮行驶车通过转移至图4F的状态来移动到台阶18上。

但是，在转移到图4F的状态时，2连杆腿2B的橡胶轮9B接地的场所在图4B中位于2连杆腿1B的转向轮6B接地的场所。2连杆腿1A、1B、2A、2B分别经由座面部11进行连接，所以橡胶轮9A、9B与转向轮6A、6B之间的相对位置可利用控制计算机101容易地算出。由此，通过控制计算机101，根据作为记录到存储装置102内的动作履历一例的旋转角度履历、以及可由控制计算机101运算出的图4B中的转向轮6B与橡胶轮9B之间的相对位置和图4B至图4D的橡胶轮9B的移动量，可算出在图4D的状态下橡胶轮9B在图4B中移动到转向轮6B接触的地点所需要的相对距离。由此，控制计算 机101根据该相对距离的信息来预测台阶18的接地面的高度等，并且能够使2连杆腿2B动作，从而可实现动作的高速化。

接着，当从台阶18下到地面97等时，与图4A～图4F的循环同样，进行图4F～图4K的循环，由此腿车轮行驶车从台阶18下到地面97等。与图4A～图4F仅仅是在向高侧移动还是向低侧移动方面大不相同，如图8的时序图所示，关于控制状态的推移可考虑为相同。分别，图4G表示搭乘者52将右脚部51B从台阶18上落下时的状态，然后，图4H表示搭乘者52将左脚部51A从台阶18上落下时的状态，然后，图4I表示搭乘者52将右脚部51B踏出一步时的状态，然后，图4J表示2连杆腿2A从台阶18上下降到地面97等时的状态，然后，图4K表示2连杆腿2B从台阶18上下降到地面97等时的状态。在上下台阶动作结束后进行平面行驶时，如从图6A的下端图向上端图所示，变形到图2A的状态，转移至行驶状态。

在以上的实施方式中，仅说明了连续进行上台阶18的动作和下台阶18的动作的情况，不过显然可以从上台阶18的图4F的状态转移至行驶状态，或者可以从行驶状态转移至下台阶18的动作，无论哪个动作都能够实施。此外，图4A～图4K所示的一连串动作在搭乘者52所踏出腿的顺序相反时或2连杆腿2A、2B的升降控制顺序相反时也同样能够实施。另外，在本实施方式中，相当于支持腿的2连杆腿仅仅是2A、2B这两条，不过还可以通过增加支持腿，来增加腿车轮行驶车的稳定性。另外，在随动控制时，与记录到存储装置102中的角度履历进行比较，当需要与现有的上下台阶动作有很大不同的动作时，可作为异常而停止随动控制。例如，对每一单位时间的各旋转轴的旋转角度的变动量以及拉杆14A、14B的移动量分别预先设定上限值，在超过该上限值时，由控制计算机101判定为异常，从而可利用控制计算机10来停止上述随动控制。这样，还能够增加腿车轮行驶车针对搭乘者52异常动作的稳定性。此外，在成为这样的状态时，通过解除束缚带15A、15B、15C、15D，来应付针对异常动作不需要束缚搭乘者脚部51A、51B的情况，这样还能够进一步提高搭乘者52的安全性。

另外，图5A是表示测量相对位移的其他实施方法中的脚踏部5A的周边的详细侧面图。与图3A不同，在脚踏部5A上设置有阵列状的超声波方式距离传感器19A，如图5B所示在脚踏部5A的上方放出超声波96，并接收 放出后的超声波96在搭乘者52的脚部51上反射回的超声波，由此来测量到达搭乘者52的脚部51的距离。在搭乘者52的脚部51A上反射超声波的位置处测量距离，在没有反射的部分未测量距离，因此通过检测其边界，能够检测出搭乘者52的脚部51A的水平方向位置。从不用束缚搭乘者52的脚部51A就能够测量相对位移的点出发，优选通过这样的方式来测量相对位移。另外，距离传感器也不仅限于超声波方式，只要是实现了与利用激光等光学方式的距离传感器等同样作用的设备就都能够实现。

如上所述，根据上述实施方式，采用搭乘者52的脚部51A、51B与脚踏部5A、5B之间的相对位移信息，可使作为随动腿一例的设置在2连杆腿1A、1B前端的脚踏部5A、5B随动于搭乘者52的脚部51A、51B，与搭乘者52识别到台阶状态后确定的搭乘者自身脚部51A、51B的动作连动，腿车轮行驶车的腿进行动作，所以台阶状态的识别和腿车轮行驶车的2连杆腿的动作都能够迅速进行。另外，上下台阶时的搭乘者52的位置仅升高了脚踏部5A的高度，与通常步行中的高度大致相同，从而无需坐在腿机构的上方，因此即使在腿车轮行驶车摔倒的情况下也不会发生从高处落下的危险。而且，在图5A所示结构的情况下，搭乘者52的脚部51A、51B如图3A所示完全不使用束缚带15A以及15C来束缚脚踏部5A、5B，所以在腿车轮行驶车不稳定的情况下容易脱离，从而能够进一步确保安全。由此，获得既能够确保搭乘者52的安全又能够迅速上下台阶的腿车轮型的腿车轮行驶车。

另外，本发明不限于上述实施方式，在其他各种方式下也能够实施。

例如，在本实施方式中，作为末端部与前端部之间的间隔能伸缩自如的随动腿(作为一例的2连杆腿1A、1B)及支持腿(作为一例的2连杆腿2A、2B)，采用了中间具有摇动关节的2连杆腿，该末端部为与座面部11的支持部11a、11b、11c、11d旋转自如连结的上侧端部，该前端部为与转向轮6A、6B或橡胶轮9A、9B可旋转支持的下侧端部，不过作为腿的构造不限于这样的2连杆腿，构成具有直动的滑动机构进行伸缩的构造的腿等只要是能实现同样作用的部件，就可以组合利用所谓的公知技术。另外，在本实施方式中，构成在从动车轮内采用了转向轮6A、6B的构造，不过同样只要是能够实现与轮毂外周组合小径滚轮的各种合成型全方向车轮、球形车 轮，滚动轮等同样作用的部件就都能够进行利用。此外，还可以是将随动腿侧作为驱动车轮、将支持腿侧作为从动车轮的结构，或将全部车轮作为驱动车轮的结构。除此之外，还可以将车轮作成实现同样作用的履带。

另外，在图3A、图3B、图3C所示的实施方式中，作为伸缩自如的连结机构的一例使用了伸缩自如的拉杆14A、14B，不过连结机构不限于此，基于连杆机构或弹性体的变形的部件等只要能实现同样的作用，就可以组合利用所谓的公知技术。

另外，通过适当组合上述各种实施方式或其他方式中的任意实施方式或其他方式，可实现各自具有的效果。

产业上的可利用性

本发明的腿车轮型移动机构既能够确保搭乘者的安全又能够迅速进行上下台阶，该腿车轮型移动机构作为应付台阶的搭乘用行驶车是有用的。

本发明一边参照附图一边对优选实施方式进行充分叙述，不过对于本领域技术人员来说各种变形及修正是显而易见的。这样的变形及修正只要不脱离本权利要求的范围就应该被理解包含在其中。

Claims (16)

1.一种腿车轮型移动机构，具备：

座面部；

两条随动腿，其随动腿末端部与上述座面部旋转自如地连结，并且上述随动腿末端部与随动腿前端部之间的间隔伸缩自如，在上述随动腿前端部具有第一车轮部和脚踏部；

两条以上的支持腿，其支持腿末端部与上述座面部旋转自如地连结，并且上述支持腿末端部与支持腿前端部之间的间隔伸缩自如，在上述支持腿前端部具有第二车轮部；以及

控制装置，其控制上述随动腿与上述支持腿的动作，

该腿车轮型移动机构还具有脚位置测量部，其分别测量上述两个脚踏部与搭乘者的脚部之间的相对位移，

为了使上述脚踏部在与上述搭乘者的上述脚部大致相同的方向上移动，上述控制装置根据上述脚位置测量部所测量出的上述相对位移，使上述随动腿进行动作。

2.根据权利要求1所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述脚位置测量部由相对位置测量部构成，该相对位置测量部对连结上述搭乘者的上述脚部和上述脚踏部的伸缩自如的连结机构的变形量以及变形方向进行测量。

3.根据权利要求1所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述脚位置测量部是采用声波或光波来非接触地测量上述相对位移的装置。

4.根据权利要求1～3中任意一个所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

设置在上述随动腿上的第一车轮部是从动车轮，设置在上述支持腿上的第二车轮部是驱动车轮。

5.根据权利要求1～3中任意一个所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述控制装置控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘 者的上述脚部之间的上述相对位移处于一定范围内。

6.根据权利要求1～3中任意一个所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述控制装置控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘者的上述脚部之间的上述相对位移分解为水平分量和垂直分量，并分别处于一定范围内。

7.根据权利要求5所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

该腿车轮型移动机构还设置有接地判定装置，其分别判定上述两个脚踏部的接地状态，

上述控制装置从上述脚踏部成为上述接地状态的时刻开始，不依据上述脚位置测量部所测量出的相对位移地控制具有上述脚踏部的上述随动腿的变形状态，之后，从上述相对位移成为一定值以上的时刻开始，再次控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘者的上述脚部之间的上述相对位移处于一定范围内。

8.根据权利要求6所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

该腿车轮型移动机构还设置有接地判定装置，其分别判定上述两个脚踏部的接地状态，

上述控制装置从上述脚踏部成为上述接地状态的时刻开始，不依据上述脚位置测量部所测量出的相对位移地控制具有上述脚踏部的上述随动腿的变形状态，之后，从上述相对位移成为一定值以上的时刻开始，再次控制上述随动腿的变形状态，使上述脚踏部与上述搭乘者的上述脚部之间的上述相对位移处于一定范围内。

9.根据权利要求7所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述一定值大于上述一定范围内的相对位移的最大值。

10.根据权利要求8所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述一定值大于上述一定范围内的相对位移的最大值。

11.根据权利要求1～3中任意一个所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

该腿车轮型移动机构还设置有搭乘状态判定装置，其用于检知上述搭乘者处于搭乘状态的情况，当在上述搭乘状态下上述第一车轮部或上述第 二车轮部旋转时，上述控制装置不依据上述脚位置测量部所测量出的上述相对位移地控制上述随动腿和上述支持腿的变形状态。

12.根据权利要求11所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述搭乘状态判定装置根据对上述座面部的座面所施加的负荷来判定是搭乘状态的情况。

13.根据权利要求1～3中任意一个所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述控制装置在上述行驶状态下，使上述随动腿和上述支持腿进行动作，以使上述座面部与地面成为近似水平，并且在从上述行驶状态向上述控制装置根据上述脚位置测量部所测量出的相对位移使随动腿进行动作的状态转移的期间，使上述随动腿和上述支持腿进行动作，以使上述座面部与地面成为近似垂直。

14.根据权利要求13所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述控制装置使上述随动腿和上述支持腿进行动作，以使上述座面部的座面从与地面近似平行的状态变为近似垂直的状态时，上述控制装置还进行控制，以使上述脚踏部的角度始终水平或前端侧变高。

15.根据权利要求1～3中任意一项所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述控制装置在上述随动腿与地面相离开时，控制上述支持腿的变形状态，以保持腿车轮型移动机构的平衡。

16.根据权利要求1～3中任意一项所述的腿车轮型移动机构，其特征在于，

上述控制装置利用上述随动腿的动作履历 来控制上述支持腿。 

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