CN107792263B - 行驶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行驶装置，该行驶装置包括：操作构件，该操作构件构造成移动至第一范围和第二范围；调节机构，该调节机构构造成调节前轮与后轮之间的轮距长度，使得当使用者使操作构件在第一范围中沿远离基准位置的方向移动时，轮距长度增大；以及控制器，该控制器配置成当使用者在第一范围中操纵操作构件时，控制驱动单元以使行驶装置基于随着轮距长度增大而已经变大的前进目标速度向前行驶，其中，控制器控制驱动单元，使得当使用者在第二范围中操纵操作构件时，行驶装置向后行驶。

Description

行驶装置
技术领域
本发明涉及一种行驶装置，使用者驾乘在该行驶装置上行驶。
背景技术
当今，个人移动车辆已经受到关注。考虑到操纵性，个人移动车辆通常制造成较小的尺寸，这引起了其在以高速行驶时缺乏稳定性的问题。为了改善包括个人移动车辆但不限于此的车辆的稳定性，已经提出了具有可调节轮距长度的车辆(例如，日本未经审查专利申请公报No.H1-106717和No.2005-231415)。
发明内容
在个人移动车辆中，已经提出了包括可调节轮距长度的用于向前行驶的各种技术，然而提出的用于向后行驶的技术并不多。即使提出了用于向后行驶的技术，用于向后行驶的操作系统也独立于用于向前行驶的操作系统，并且因此使用者难以本能地学会驾驶操作。
本发明是为解决这种问题而作出的，并且本发明提供了一种行驶装置，该行驶装置可以通过本能的用户交互来向前行驶或向后行驶并且既可以实现在以低速行驶时的良好操纵性又可以实现在以高速行驶时的稳定性。
根据本发明的一方面的行驶装置至少包括相对于行驶方向的前轮和后轮，并且在行驶装置行驶时，使用者驾乘在行驶装置上，行驶装置包括：驱动单元，驱动单元构造成驱动前轮和后轮中的至少一者；操作构件，操作构件构造成移动至位于基准位置的一侧的第一范围以及位于基准位置的另一侧的第二范围；调节机构，调节机构构造成调节前轮与后轮之间的轮距长度，使得当使用者使操作构件在第一范围中沿远离基准位置的方向移动时，轮距长度增大；以及控制器，控制器配置成当使用者在第一范围中操纵操作构件时，控制驱动单元以使行驶装置基于随着轮距长度增大而已经变大的前进目标速度向前行驶，其中，控制器控制驱动单元，使得当使用者在第二范围中操纵操作构件时，行驶装置向后行驶。
根据前述构型，能够实现本能的用户交互，其中，当从基准位置沿一个方向操纵操作构件时，行驶装置以速度根据操纵量而增大的方式向前行驶，并且当从基准位置沿相反方向操纵同一操作构件时，行驶装置向后行驶。此外，至少前进操作与轮距长度的调节直接相关联，并且可以通过简单的驾驶操作实现在以低速行驶时的良好操纵性以及在以高速行驶时的稳定性。
根据本发明，能够提供一种行驶装置，该行驶装置可以通过本能的用户交互来向前行驶或向后行驶，并且既可以实现在以低速行驶时的良好操纵性，又可以实现在以高速行驶时的稳定性。
本发明的以上及其他目的、特征和优点将通过下文给出的详细说明以及附图而变得被更充分地理解，附图仅通过说明的方式给出并且因此不被认为是限制本发明。
附图说明
图1是根据第一实施方式的行驶装置在其以低速行驶时的总体侧视图；
图2是行驶装置的总体俯视图；
图3是行驶装置在其以高速行驶时的总体侧视图；
图4是描述行驶装置的基准状态的图；
图5是描述行驶装置的状态以及控制的变化的图；
图6是行驶装置的控制框图；
图7是示出了旋转角度与目标速度之间的关系的曲线图；
图8是示出了根据另一示例的旋转角度与目标速度之间的关系的曲线图；
图9是示出了根据另一示例的旋转角度与目标速度之间的关系的表格；
图10是示出了在行驶装置行驶时的进程的流程图；
图11是描述行驶装置的第一可选特征的图；
图12A和图12B是描述行驶装置的第二可选特征的图；
图13是描述根据第二实施方式的行驶装置的基准状态的图；
图14是描述行驶装置的状态以及控制的变化的图；
图15A和图15B是示出了旋转角度和倾斜角度与目标速度之间的关系的曲线图；以及
图16A和图16B是示出了根据另一示例的旋转角度和倾斜角度与目标速度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在下文中，尽管将参照本发明的实施方式对本发明进行描述，但是根据权利要求的本发明不限于以下实施方式。此外，以下实施方式中所描述的所有部件对于用于解决问题的手段而言不必是不可缺少的。
将对第一实施方式进行说明。图1是根据第一实施方式的行驶装置100在其以低速行驶时的总体侧视图。图2是从上方观察行驶装置100时处于图1所示的状态中的行驶装置100的总体俯视图。在图2中，未示出由图1中的虚线所示的使用者900。
行驶装置100是一种个人移动车辆并且是一种电动操作的移动车辆，使用者在他或她驾乘在行驶装置100上时站立在该移动车辆上。行驶装置100包括相对于行驶方向的一个前轮101和两个后轮102(右后轮102a和左后轮102b)。前轮101的取向在使用者900操作车把115时被改变。前轮101用作转向轮。右后轮102a和左后轮102b通过轮轴103联接至彼此。右后轮102a和左后轮102b由马达(未示出)和减速机构驱动并且用作驱动轮。行驶装置100通过三个轮在三点处接地并且是这样的静止稳定车辆：即使在行驶装置100在使用者900没有驾乘在行驶装置100上的情况下停放时，该静止稳定车辆也是自支撑的。
前轮101由前轮支撑构件110以可旋转的方式支撑。前轮支撑构件110包括前杆111和叉状件112。叉状件112固定至前杆111的一个端部并且将前轮101夹置在中间以在前轮101的两侧以可旋转的方式支撑前轮101。车把115沿前轮101的旋转轴线方向延伸，并且车把115固定至前杆111的另一端部。当使用者900使车把115转向时，前杆111将操作力传递至前轮101以改变前轮101的取向。
后轮102由后轮支撑构件120以可旋转的方式支撑。后轮支撑构件120包括后杆121和本体部分122。本体部分122固定并支撑后杆121的一个端部。此外，本体部分122通过轮轴103以可旋转的方式支撑右后轮102a和左后轮102b。本体部分122还用作壳体，该壳体容置前述马达、减速机构以及向马达供应电力的电池等。在本体部分122的上表面上设置有踏板141以用于使用者900放置他或她的脚。
前轮支撑构件110和后轮支撑构件120通过枢转接合部131和铰接接合部132联接至彼此。枢转接合部131在前杆111的固定有车把115的另一端部附近的位置处固定至前杆111，其中，前杆111构成前轮支撑构件110。此外，枢转接合部131枢转地布置在铰接接合部132上并且相对于铰接接合部132绕枢转轴线TA旋转，该枢转轴线TA平行于前杆111延伸的方向设置。铰接接合部132枢转地布置在构成后轮支撑构件120的后杆121的一个端部上，该端部与后杆121的由本体部分122支撑的端部相反。铰接接合部132相对于后杆121绕铰接轴线HA旋转，该铰接轴线HA平行于轮轴103延伸的方向设置。
通过这种结构，当使用者900将车把115转向时，前轮支撑构件110相对于后轮支撑构件120绕枢转轴线TA转动，使得前轮101的取向可以被改变。此外，当使用者900将车把115沿行驶方向向前倾斜时，使用者900的动作使前轮支撑构件110和后轮支撑构件120相对于彼此绕铰接轴线HA旋转，使得由前杆111和后杆121形成的角度可以变小。当由前杆111和后杆121形成的角度较小时，WB长度变短，WB长度是前轮101与后轮102之间的轮距(WB)的距离。相反地，当使用者900将车把115沿行驶方向向后倾斜时，前轮支撑构件110和后轮支撑构件120相对于彼此绕铰接轴线HA旋转，使得由前杆111和后杆121形成的角度可以变大。当由前杆111和后杆121形成的角度增大时，WB长度增大。即，使用者900能够通过将他/她的动作用作旋转力来减小或增大WB长度。
在铰接接合部132附近设置有偏置弹簧133。偏置弹簧133例如是扭转弹簧。偏置弹簧133围绕铰接轴线HA施加偏置力，并且该偏置力在使用者900不与车把115接触时使由前杆111和后杆121形成的角度改变为与随后描述的基准旋转角度相等。另一方面，偏置弹簧133的偏置力构造为使得使用者900能够容易地将车把115沿行驶方向倾斜的程度。因此，使用者900可以通过改变车把115上的承重和踏板141上的承重中的至少一者来调节由前杆111和后杆121形成的角度并且因此调节WB长度。即，通过铰接接合部132连接前杆111和后杆121的机构用作调节机构，使用者900通过该调节机构调节WB长度。
在铰接接合部132附近设置有旋转角度传感器134。旋转角度传感器134输出由前杆111和后杆121绕铰接轴线HA形成的角度。即，旋转角度传感器134用作测量前轮支撑构件110和后轮支撑构件120的相对位置的测量单元。旋转角度传感器134例如是旋转编码器。旋转角度传感器134的输出被发送至控制器，随后将对此进行描述。
当向前行驶时，行驶装置100在WB长度较短时以低速行驶，并且行驶装置100在WB长度较长时以高速行驶。图1示出了具有较短的WB长度的行驶装置100以低速行驶的状态。图3是图1所示的行驶装置100的总体侧视图，并且图3示出了具有较长的WB长度的行驶装置100以高速行驶的状态。
如图3所示，由前杆111和后杆121形成的角度相对地增大的方向应该为正，并且旋转角度应该为θ。行驶装置100的WB长度与旋转角度θ一一对应，并且WB长度可以通过如下函数来计算：WB长度＝f(θ)。因此，WB长度可以通过改变旋转角度θ来调节。在该实施方式中，行驶装置100在使用者900改变旋转角度θ时向前行驶或向后行驶，并且进一步加速/减速以达到与改变后的旋转角度θ相关联的目标速度。
图4是描述行驶装置100的基准状态的图。行驶装置100的基准状态是旋转角度θ变为基准旋转角度θRP的状态。当旋转角度θ可以取得的最小值(最小角度)由θMIN表示，并且旋转角度θ可以取得的最大值(最大角度)由θMAX表示时，θRP以满足θMIN<θRP<θMAX的方式设定。例如，θMIN为20度，θMAX为70度。与基准旋转角度θRP对应的WB长度是基准轮距长度WBRP。
如上所述，车把115用作操作构件来操作调节机构并且改变WB长度。当处于基准轮距长度WBRP(即，处于基准旋转角度θRP)时的车把115的位置由基准位置表示时，使用者900可以将车把115从该基准位置沿向前方向或向后方向倾斜。当使用者900将车把115从基准位置向后(即，向使用者900骑乘的一侧)倾斜时，旋转角度θ变大并且WB长度变长。相对于基准位置的向后操纵范围被定义为第一范围。通过在第一范围中操纵车把115，使用者900能够将旋转角度从θRP改变为θMAX。当使用者900将车把115从基准位置向前倾斜时，旋转角度θ变小并且WB长度变短。相对于基准位置的向前操纵范围被定义为第二范围。通过在第二范围中操纵车把115，使用者900能够将旋转角度从θRP改变为θMIN。
当在第一范围中操纵车把115时，偏置弹簧133的偏置力用于减小WB长度，并且当在第二范围中操纵车把115时，偏置弹簧133的偏置力用于增大WB长度。即，偏置弹簧133安装成使得基准状态变为中立点。
图5是描述行驶装置100的状态以及控制的变化的图。中间的行驶装置100指示基准状态，左边的行驶装置100指示WB长度最短时的WBMIN的状态，并且右边的行驶装置100指示WB长度最长时的WBMAX的状态。
根据该实施方式的行驶装置100在使用者900将车把115相对于基准位置向后倾斜以在第一范围中操纵车把115时向前行驶，并且在使用者900将车把115相对于基准位置向前倾斜以在第二范围中操纵车把115时向后行驶。行驶装置100在基准状态下停止。即，随后将描述的控制器参考旋转角度传感器134的输出，在旋转角度θ落在θRP与θMAX之间的范围内时执行前进控制，在旋转角度θ落在θMIN与θRP之间的范围内时执行后退控制，并且在旋转角度θ为θRP时，执行使行驶装置100停止的控制。随后将对由控制器执行的具体的前进控制、后退控制以及停止控制进行描述。
相对于平分最小角度θMIN与最大角度θMAX之间的范围的角度，基准旋转角度θRP优选地设定为更接近最小角度θMIN。即，在第一范围中可以操纵车把115的操纵量可以优选地大于在第二范围中可以操纵车把115的操纵量。通过增大在第一范围中可以操纵车把115的操纵量，相对于WB长度的前进控制的幅度可以被扩大。
图6是行驶装置100的控制框图。控制器200例如是CPU并容置在本体部分122内部。轮驱动单元210包括用于驱动后轮102的驱动电路和马达，后轮102是驱动轮。轮驱动单元210容置在本体部分122内部。控制器200将驱动信号发送至轮驱动单元210，从而控制后轮102的旋转。当控制器200将使马达正转的驱动信号发送至轮驱动单元210时，行驶装置100向前行驶。当控制器200将使马达反转的驱动信号发送至轮驱动单元210时，行驶装置100向后行驶。
车辆速度传感器220监测后轮102的旋转量或轮轴103的旋转量并且检测行驶装置100的速度。响应于来自控制器200的请求，车辆速度传感器220将检测结果作为速度信号发送至控制器200。如上所述，旋转角度传感器134检测旋转角度θ。响应于来自控制器200的请求，旋转角度传感器134将检测结果作为旋转角度信号发送至控制器200。
载荷传感器240例如是检测施加在踏板141上的载荷的压电膜，并且载荷传感器240嵌置在踏板141中。响应于来自控制器200的请求，载荷传感器240将检测结果作为载荷信号发送至控制器200。
存储器250是非易失性存储介质并且例如是固态驱动器。存储器250不仅存储用于控制行驶装置100的控制程序，而且还存储用于控制的各种参数值、函数、查找表等。存储器250存储用于将旋转角度θ转换为目标速度的转换表251。
图7是示出了旋转角度θ与目标速度之间的关系的曲线图，作为用于将旋转角度θ转换成目标速度的转换表251的示例。横轴表示旋转角度θ(度)并且纵轴表示目标速度(km/h)。如图7所示，目标速度表达为旋转角度θ的函数。无论行驶装置100向前行驶还是向后行驶，目标速度均由正值表达为单位时间的移动距离。
如上所述，控制器200在旋转角度θ处于θMIN与θRP之间的范围中时执行后退控制。在该范围中，目标速度由线性函数表达，其中，当旋转角度θ为θMIN(度)时，目标速度变为VBM(km/h)，并且当旋转角度θ为θRP(度)时，目标速度变为0(km/h)。例如，当使用者900逐渐地将车把115从基准位置向前倾斜时，行驶装置100增大向后行驶速度以遵循目标速度。
控制器200在旋转角度θ处于θRP与θMAX之间的范围中时执行前进控制。在该范围中，目标速度由线性函数表达，其中，当旋转角度θ为θRP(度)时，目标速度变为0(km/h)，并且当旋转角度θ为θMAX(度)时，目标速度变为VFM(km/h)。例如，当使用者900逐渐地将车把115从基准位置向后倾斜时，行驶装置100增大向前行驶速度以遵循目标速度。
如图7所示，行驶装置100向前行驶时的最大速度为VFM(km/h)，并且行驶装置100向后行驶时的最大速度为VBM(km/h)。如图7所示，考虑到使用者骑乘在行驶装置100上时的行驶效率和姿态稳定性，VFM优选地大于VBM。
如上所述，当旋转角度θ与目标速度通过函数彼此关联时，转换表251可以被描述为函数形式。以函数形式描述的转换表251存储在存储器250中并且在适当时参考转换表251。
如上所述，当旋转角度θ与目标速度相关联时，沿行驶方向倾斜车把115的操作与行驶装置100的行驶良好地对应，并且本能的用户交互可以实现为驾驶操作。当使用者900将车把115倾斜使其更靠近使用者的身体时，行驶装置100在向前行驶时加速。另一方面，当使用者900将车把115返回至基准位置时，行驶装置100逐渐地减速并且随后停止。当使用者900进一步将车把115倾斜使其远离使用者的身体时，行驶装置100向后行驶。当使用者900进一步将车把115倾斜使其进一步远离使用者的身体时，行驶装置100的速度增大。当使用者900将车把115向基准位置返回时，行驶装置100减速。如上所述，使用者900能够通过用于沿行驶方向操纵操作构件的简单且连贯的操纵过程来连续地指示向前行驶、向后行驶、加速、减速以及停止。
图8是示出了根据另一示例的旋转角度θ与目标速度之间的关系的曲线图。与图7相同，横轴表示旋转角度θ(度)并且纵轴表示目标速度(km/h)。图8所示的示例与图7所示的示例的区别在于：对于图8所示的示例，行驶装置100向后行驶时，速度是恒定的。
具体地，在执行后退控制的θMIN与θRP之间的范围中，目标速度设定为恒定值VBM(km/h)。根据这种构型，即使在使用者900逐渐地将车把115从基准位置沿向前的方向倾斜时，在目标速度达到VBM之后，行驶装置100在保持该速度恒定的情况下向后行驶。
当使用者900使行驶装置100沿向后方向移动时，使用者900通常因为他/她越过他/她的肩部观察后方而失去他/她的平衡，并且因此可能无意间使车把115向前移动或向后移动。通过使行驶装置100向后行驶的速度保持恒定，即使在这种情况下，使用者900也不会无意间增大或减小向后行驶速度，并且因此可以容易地保持他/她的平衡。
图9是示出了旋转角度θ与目标速度之间的关系的表格，作为用于将旋转角度θ转换成目标速度的转换表251的另一示例。在图9的示例中，连续变化的旋转角度θ被分成多个组，并且多个组中的每个组与一个目标速度相关联。无论行驶装置100向前行驶还是向后行驶，目标速度均由正值表达为单位时间的移动距离。
在该实施方式中，θMIN与θMAX之间的范围被分成六个组。当旋转角度θ落在θMIN以上且小于θ1之间的组以及θ1以上且小于θ2之间的组中的其中一组中时，控制器200执行后退控制，当旋转角度θ落在θ2以上、包含θRP且小于θ3之间的组中时，控制器200执行停止控制，并且当旋转角度θ落在θ3以上且小于θ4之间的组、θ4以上且小于θ5之间的组以及θ5以上且小于等于θMAX之间的组中的其中一组中时，控制器200执行前进控制。
如图9所示，当旋转角度θ在θMIN以上且小于θ1之间时，4.0(km/h)与向后行驶的目标速度相关联。当旋转角度θ在θ1以上且小于θ2之间时，2.0(km/h)与向后行驶的目标速度相关联。此外，当旋转角度θ在θ2以上、包含θRP且小于θ3之间时，0(km/h)与目标速度相关联。此外，当旋转角度θ在θ3以上且小于θ4之间时，5.0(km/h)与向前行驶的目标速度相关联。当旋转角度θ在θ4以上且小于θ5之间时，10.0(km/h)与向前行驶的目标速度相关联。当旋转角度θ在θ5以上且小于等于θMAX之间时，15.0(km/h)与向前行驶的目标速度相关联。
当对于划分的多个组中的每个组，旋转角度θ与目标速度都彼此关联时，转换表251可以被描述为查找表的形式。以查找表的形式描述的转换表251存储在存储器250中并且在适当时参考转换表251。与以上示例相同，当目标速度与稍宽的范围的旋转角度θ相关联时，例如由于受到使用者900的身体的摇摆的影响，目标速度不会逐渐地变化，并且因此期望的是速度将平顺地变化。明显的是，滞后可以包括在上述范围之间的边界中，并且通过设定在加速和减速时的范围的不同边界，期望的是速度将更加平顺地变化。
旋转角度θ与目标速度之间的关联不限于图7至图9的示例中的那些，并且可以形成各种其他关联。例如，与旋转角度θ的变化量对应的目标速度的变化量可以配置成在低速区域中较小，而与旋转角度θ的变化量对应的目标速度的变化量可以配置成在高速区域中较大。此外，在该实施方式中，尽管由于旋转角度θ与WB长度一一对应而采用了作为参数的旋转角度θ与目标速度相关联的转换表251，但可以根据原始目的采用WB长度与目标速度相关联的转换表。在这种情况下，在使用前述函数将从旋转角度传感器134获得的旋转角度θ转换成WB长度之后，可以参考转换表。
如上所述，在根据该实施方式的行驶装置100中，目标速度与旋转角度θ相关联，并且使用者900的操作导致的旋转角度θ的改变使行驶装置100加速/减速以达到与改变后的旋转角度相关联的目标速度。换句话说，旋转角度θ用作将WB长度与目标速度关联的参数，并且当使用者900调节WB长度时，目标速度根据调节后的WB长度而改变。
向前行驶时，在第一范围中操纵车把115，当旋转角度θ减小时，WB长度变短，从而改善操纵性。即，行驶装置100可以在狭窄的空间中来回移动。相反地，当旋转角度θ增大时，WB长度变长，从而改善行驶稳定性、特别是直行驾驶性能。即，即使在以高速行驶时，行驶装置100也不容易受由在道路上的颠簸等引起的摇摆影响。由于WB长度与速度的改变相关联地改变，所以WB长度在行驶装置100以低速行驶时将不会较长，并且因此行驶装置100可以以低速在最小的投影区域中移动。即，行驶装置100行驶所需的道路的面积较小，而不需要过多的面积。向后行驶时，在第二范围中操纵车把115，旋转角度θ较小并且WB长度较短，由此，即使在狭窄的空间中，行驶装置100也可以容易地转向。
接下来，将对根据该实施方式的行驶进程进行描述。图10是示出了在行驶装置行驶时的进程的流程图。当电力开关打开并且从载荷传感器240接收到指示存在载荷的信号时，即，当使用者900驾乘在行驶装置100上时，流程开始。
在步骤S101中，控制器200获得来自旋转角度传感器134的旋转角度信号以计算当前的旋转角度θ。此外，在步骤S102中，将计算出的旋转角度θ应用于已经从存储器250读出的转换表251，以设定行驶方向(向前行驶或向后行驶)和目标速度。
当控制器200设定行驶方向和目标速度时，控制器200进行至步骤S103，在步骤S103中，控制器200将加速/减速的驱动信号发送至轮驱动单元210。具体地，控制器200首先接收来自车辆速度传感器220的速度信号并且检查当前行驶方向和当前速度。当行驶方向相同时，如果目标速度大于当前速度，则将加速的驱动信号发送至轮驱动单元210，并且如果目标速度小于当前速度，则将减速的驱动信号发送至轮驱动单元210。
当车把115从第一范围移动至第二范围或从第二范围移动至第一范围并且行驶方向反转时，控制器200暂时停止发送驱动信号。在控制器200接收到来自车辆速度传感器220的速度为0的速度信号之后，控制器200将沿反转后的行驶方向加速的驱动信号发送至轮驱动单元210。即，通过在前轮和后轮中的至少一者停止之后将行驶方向反转，可以平顺地将行驶方向反转，而不对驾驶系统施加载荷。
控制器200监测在加速或减速期间旋转角度θ是否已经改变，即，使用者900是否已将车把115向前或向后倾斜(步骤S104)。如果控制器200判定旋转角度θ已经改变，则控制器200使进程再次从步骤S101开始。如果控制器200判定旋转角度θ尚未改变，则控制器200进行至步骤S105。应当指出的是，当采用图9所示的转换表时，如果旋转角度θ在一个范围内变化，则控制器200判定旋转角度θ尚未改变。
在步骤S105中，控制器200接收来自车辆速度传感器220的速度信号并且评估当前速度是否已经达到目标速度。如果控制器200判定当前速度尚未达到目标速度，则控制器200返回至步骤S103，并且继续加速或减速。如果控制器200判定当前速度已经达到目标速度，则控制器200进行至步骤S106。在步骤S106中，控制器200检查目标速度是否为零。如果目标速度为零，则意味着在步骤S106时行驶装置100停止。否则，行驶装置100以目标速度行驶，并且因此控制器200将使行驶装置100保持以该速度行驶的驱动信号发送至轮驱动单元210(步骤S107)。
即使在步骤S107中行驶装置100以恒定速度行驶，控制器200仍监测旋转角度θ是否已经改变，即，使用者900是否已经将车把115向前或向后倾斜(步骤S108)。如果控制器200判定旋转角度θ已经改变，则控制器200返回至步骤S101。如果控制器200判定旋转角度θ尚未改变，则控制器200返回至步骤S107，以继续以恒定速度行驶。
如果在步骤S106中控制器200确认目标速度为零，则控制器200进行至步骤S109并且基于从载荷传感器240接收到的载荷信号来评估使用者900是否离开行驶装置100。如果控制器200判定使用者900尚未离开行驶装置100，即，判定载荷存在，则控制器200返回至步骤S101以继续行驶控制。如果控制器200判定使用者900已经离开行驶装置100，则一系列操作结束。
接下来，将对行驶装置100可以具有的一些可选特征进行描述。图11是描述行驶装置100的第一可选特征的图。作为第一可选特征，行驶装置100包括锁定机构，该锁定机构在行驶装置100未被使用时用于将WB长度保持为比基准轮距长度WBRP短的长度。
锁定机构包括固定杆171以及两个突出部172和173。固定杆171包括设置在基端侧的枢转支撑部171a和设置在梢端侧的钩部171b，该枢转支撑部171a由前杆111以可旋转的方式支撑，该钩部171b由突出部172和173锁定。
突出部172设置在前杆111中。为了防止固定杆171的存在妨碍行驶装置100使用的情况，钩部171b锁定至突出部172并且固定杆171固定至前杆111。突出部173设置在后杆121中。为了防止前杆111和后杆121在行驶装置100未被使用时相对于彼此旋转的情况，钩部171b锁定至突出部173并且固定杆171悬接在前杆111与后杆121之间。根据这种锁定机构，行驶装置100在其未被使用时可以被紧凑地折叠并且易于携带。
图12是描述行驶装置100的第二可选特征的图。行驶装置100包括作为第二可选特征的阻力机构，该阻力机构对于使用者900将车把115从基准位置移动至第二范围的操纵以及将车把115从基准位置移动至第一范围的操纵提供受阻的感受，作为使用者900的操作感受。阻力机构围绕铰接轴线HA设置。
图12A是行驶装置100的铰接轴线HA周围的部分的放大图，并且图12A示出了在第一范围中操作车把115时阻力机构的状态。阻力机构包括设置在铰接接合部132中的凹部132a、按压滚珠181、按压弹簧182以及设置在后杆121中的导引件121a。导引件121a是以如下方式导引按压滚珠181和按压弹簧182的导引元件：按压滚珠181和按压弹簧182沿其作用方向滑动，为了清晰地示出按压滚珠181的状态以及按压弹簧182的状态，只示出了导引件121a的局部。
当前杆111和后杆121相对于彼此绕铰接轴线HA旋转时，铰接接合部132与枢转接合部131一起与前杆111一体旋转，并且按压滚珠181和按压弹簧182与后杆121一体旋转。因此，当在第一范围中操纵车把115时，按压滚珠181由于按压弹簧182的作用而压靠铰接接合部132的边缘侧表面并且在枢转接合部131旋转时在边缘侧表面上相对滑动。
当在第二范围中操纵车把115时，与在第一范围中操纵车把115的情况类似，按压滚珠181由于按压弹簧182的作用而压靠铰接接合部132的边缘侧表面并且在枢转接合部131旋转时在边缘侧表面上相对滑动。
与图12A类似的，图12B是行驶装置100的铰接轴线HA周围的部分的放大图，并且图12B示出了车把115位于基准位置时阻力机构的状态。如图12B所示，当车把115位于基准位置时，即，当行驶装置100处于基准状态时，按压滚珠181被按压弹簧182挤压并且落入铰接接合部132的凹部132a中。
由于操纵车把115时按压弹簧182被压缩并且按压滚珠181从凹部132a抵靠边缘侧表面，因此这种阻力机构提供车把操纵的阻力。即，施加了用于保持行驶装置100使其处于基准状态的力，并且将车把115从基准位置移动至第二范围的操纵以及将车把115从基准位置移动至第一范围的操纵都需要额外的操作力来压缩按压弹簧182。换言之，阻力机构提供这些操纵的阻力感作为使用者900的操作感受。
通过这种效果，期望的是将降低无意间操纵车把115超过基准位置的频率并且能够防止违反使用者的期望相反使行驶方向反转。尽管前述阻力机构已经对将车把115从基准位置移动至第二范围的操纵以及将车把115从基准位置移动至第一范围的操纵提供了阻力，但是也可以只对前述两种操纵方式中的一者提供阻力。在这种情况下，为了防止行驶装置100违反使用者的期望而向后行驶的情况，优选对将车把115从基准位置移动至第二范围的操纵提供阻力。如果对两种操纵方式中的任一者均不提供阻力，则相应的凹部132a的隆起部分可以是平的。
接下来，将对第二实施方式进行描述。图13是描述根据第二实施方式的行驶装置600的基准状态的图。行驶装置600与行驶装置100的主要区别在于：行驶装置600的车把115在第二范围中相对于前杆111倾斜。功能与行驶装置100的元件的功能类似的元件由与第一实施方式的附图标记相同的附图标记表示，并且将省略对这些元件的描述。此外，行驶装置600的控制框图及其处理流程的构型也与行驶装置100的构型大致相同。因此，在以下描述中，将对行驶装置600与行驶装置100之间的区别进行描述。
行驶装置600包括倾斜机构630，在使用者900将车把115从基准位置向前(第二范围)倾斜时，该倾斜机构630使车把115绕倾斜轴线SA倾斜，其中，倾斜轴线SA平行于铰接轴线HA。车把115固定至车把杆611的一个端部并且车把杆611的另一端部由倾斜机构630以可旋转的方式支撑。当使用者900将车把115从基准位置向后(第一范围)倾斜时，包括在倾斜机构630中的锁(未示出)起作用，车把杆611和前杆111彼此结合在一起，车把杆611与前杆111一体地绕铰接轴线HA旋转。
在行驶装置600中，基准旋转角度θRP为最小角度θMIN并且基准轮距长度WBRP为最短长度WBMIN。针对在第一范围中对车把115的操纵，调节WB长度。当在第二范围中操作车把115时，调节机构保持与基准状态对应的WBRP(＝WBMIN)。
与行驶装置100类似，当处于第一范围中的车把115逐渐地向前倾斜时，在车把115到达基准位置之前，旋转角度θ逐渐地变小并且WB长度变小。当车把115到达基准位置时，前杆111不能再绕铰接轴线HA旋转，并且车把杆611与前杆111的锁定被解除。当车把115超过基准位置时，WB长度保持为WBMIN并且车把杆611绕倾斜轴线SA相对于前杆111倾斜。车把杆611绕倾斜轴线SA的倾斜角度由设置在倾斜轴线SA附近的倾斜角度传感器634检测。倾斜角度传感器634例如是旋转编码器。来自倾斜角度传感器634的输出被发送至控制器200。
倾斜机构630包括偏置弹簧，该偏置弹簧将车把杆611偏转以使车把杆611返回至基准位置。因此，当使用者900将车把115从基准位置移动至第二范围时，使用者900克服偏置弹簧的偏置力来操纵车把115。由于偏置弹簧的作用，可以期望的是防止行驶装置600违反使用者的期望而向后行驶。
图14是描述行驶装置600的状态以及控制的变化的图。尽管图14是与图5类似的说明图，但是由于在行驶装置600中，WB长度在基准状态下变为最短，因此即使在将车把从基准状态向前倾斜时，旋转角度θ仍保持为θRP并且WB长度仍保持为WBRP。
与行驶装置100类似，根据该示例的行驶装置600在使用者900将车把115从基准位置向后倾斜并且在第一范围中操纵车把115时向前行驶，并且行驶装置600在使用者900将车把115从基准位置向前倾斜并且在第二范围中操纵车把115时向后行驶。行驶装置600在其处于基准状态时停止。但是，当执行前进控制时，行驶装置600通过参考旋转角度传感器134的输出来根据旋转角度θ确定向前行驶的目标速度，并且当执行后退控制时，行驶装置600通过参考倾斜角度传感器634的输出来根据倾斜角度γ确定向后行驶的目标速度。当旋转角度θ为θRP并且倾斜角度γ为0(＝车把杆611与前杆111结合在一起时的角度)时，执行使行驶装置600停止的这种控制。随后将对由控制器200执行的具体的前进控制、后退控制以及停止控制进行描述。
图15A和图15B是示出了旋转角度θ和倾斜角度γ与目标速度之间的关系的曲线图。图15A是示出了用于前进控制的旋转角度θ与目标速度之间的关系的曲线图，并且图15B是示出了用于后退控制的倾斜角度γ与目标速度之间的关系的曲线图。横轴表示旋转角度θ(度)或倾斜角度γ(度)并且纵轴表示目标速度(km/h)。无论行驶装置600向前行驶还是向后行驶，目标速度均由正值表达为单位时间的移动距离。
控制器200在旋转角度θ处于θRP与θMAX之间的范围中时执行前进控制。在该范围中，目标速度由线性函数表达，其中，当旋转角度θ为θRP(度)时，目标速度变为0(km/h)，并且当旋转角度θ为θMAX(度)时，目标速度变为VFM(km/h)。例如，当使用者900将车把115从基准位置逐渐地向后倾斜时，行驶装置600增大向前行驶速度以遵循目标速度。当执行前进控制时，倾斜角度传感器634的输出为γ＝0。
控制器200在倾斜角度γ处于0与γMAX之间的范围中时执行后退控制。在该范围中，目标速度由线性函数表达，其中，当倾斜角度γ为γMAX(度)时，目标速度变为VBM(km/h)，并且当倾斜角度γ为0(度)时，目标速度变为0(km/h)。例如，当使用者900将车把115从基准位置逐渐地向前倾斜时，行驶装置600增大向后行驶速度以遵循目标速度。当执行后退控制时，旋转角度传感器134的输出为θ＝θRP。
如上所述，通过将旋转角度θ和倾斜角度γ与目标速度相关联，沿行驶方向倾斜车把115的操作与行驶装置600的行驶良好地对应，并且本能的用户交互可以实现为驾驶操作。当使用者900将车把115倾斜使其更靠近使用者的身体时，行驶装置600在向前行驶时加速。另一方面，当使用者900将车把115返回至基准位置时，行驶装置600逐渐地减速并且随后停止。当使用者900进一步将车把115倾斜使其远离使用者的身体时，行驶装置600向后行驶。当使用者900进一步将车把115倾斜使其进一步远离使用者的身体时，行驶装置600的速度增大。当使用者900将车把115向基准位置返回时，行驶装置600减速。通过这种方式，使用者900能够通过用于沿行驶方向操纵操作构件的简单且连贯的操纵过程来连续地指示向前行驶、向后行驶、加速、减速以及停止。
图16A和图16B是示出了根据另一示例的旋转角度θ和倾斜角度γ与目标速度之间的关系的曲线图。与图15A和图15B类似，在图16A和图16B中，横轴表示旋转角度θ(度)或倾斜角度γ(度)并且纵轴表示目标速度(km/h)。图16A和图16B所示的示例与图15A和图15B所示的示例的区别在于：对于图16A和图16B所示的示例，行驶装置向后行驶时的速度是恒定的。
具体地，在倾斜角度γ处于0与γMAX之间的范围中，目标速度设定为恒定值VBM(km/h)。根据这种构型，即使在使用者900逐渐地将车把115从基准位置沿向前的方向倾斜时，在目标速度达到VBM之后，行驶装置600向后行驶并且保持该速度恒定。
当使用者900使行驶装置600沿向后的方向移动时，使用者900通常因为他/她越过他/她的肩部观察后方而失去他/她的平衡，并且因此可能无意间使车把115向前移动或向后移动。通过使行驶装置600向后行驶的速度保持恒定，即使在这种情况下，使用者900也不会无意间增大或减小向后行驶速度，并且因此可以容易地保持他/她的平衡。
行驶装置600的行驶进程大致上类似于参照图10描述的行驶装置100的行驶进程。在行驶装置100的行驶进程中的关于旋转角度θ的处理可以替换为关于旋转角度θ和倾斜角度γ的处理。即，控制器200可以参考倾斜角度传感器634的输出以及旋转角度传感器134的输出来判断使用者900是在第一范围中操纵车把115还是在第二范围中操纵车把115，并且根据判定执行行驶控制。
此外，参照图12描述的可选特征也可以应用于行驶装置600。为了使使用者900在将车把115从基准位置移动至第二范围时感受到阻力感，可以围绕倾斜轴线SA设置阻力机构。阻力机构不限于使用按压滚珠的机构并且可以采用各种机构作为阻力机构。另一种机构是已知的，例如，使用板弹簧的阻力机构。
尽管已经参照示例在上文中描述了实施方式，但是前轮和后轮可以不是轮，并且可以是诸如球形轮、履带等之类的接地元件。此外，用于驱动驱动轮的动力源不限于马达，而可以是汽油发动机等。此外，调节机构不限于利用操作操作构件的使用者的操作力来调节轮距长度的机械机构，并且可以是由致动器调节的机构。由使用者操纵的操作构件可以不是车把，只要操作构件具有基准位置并且可以移动至位于基准位置的一侧的第一范围以及位于基准位置的另一侧的第二范围即可。除了用于转向的车把之外，例如还可以设置控制杆、滑动开关等。在这种情况下，当使用者使操作构件沿远离基准位置的方向在第一范围中移动时，调节机构增大轮距长度并且行驶装置向前行驶，并且当使用者使操作构件在第二范围中移动时，行驶装置向后行驶，因此本能的用户交互可以实现为驾驶操作。特别是，当操纵操作构件的方向是沿行驶方向时，可以期望更本能的操作感受。
因此根据所描述的本发明，将明显的是，本发明的实施方式可以以许多方式进行变型。这些变型不被认为是背离本发明的主旨和范围，并且对于本领域技术人员而言明显的所有这些改型都旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种行驶装置，所述行驶装置至少包括相对于行驶方向的前轮和后轮，并且在所述行驶装置行驶时，使用者驾乘在所述行驶装置上，所述行驶装置包括：
驱动单元，所述驱动单元构造成驱动所述前轮和所述后轮中的至少一者；
操作构件，所述操作构件构造成移动至沿所述行驶方向位于基准位置的一侧的第一范围以及位于所述基准位置的另一侧的第二范围，所述操作构件是使用者抓握的车把；
调节机构，所述调节机构构造成调节所述前轮与所述后轮之间的轮距长度，使得当使用者使所述操作构件在所述第一范围中沿远离所述基准位置的方向移动时，所述轮距长度增大；以及
控制器，所述控制器配置成：当使用者在所述第一范围中操纵所述操作构件时，所述控制器控制所述驱动单元以使所述行驶装置基于随着所述轮距长度增大而已经变大的前进目标速度向前行驶，
其中，所述调节机构通过使用者操纵所述操作构件的操作力使支撑所述前轮的前轮支撑构件和支撑所述后轮的后轮支撑构件绕设置于所述前轮支撑构件的对所述前轮进行支撑的端部与所述前轮支撑构件的对所述车把进行支撑的端部之间的铰接接合部的铰接轴线旋转，而改变所述前轮支撑构件与所述后轮支撑构件的相对位置，从而调节所述轮距长度，以及
其中，所述控制器控制所述驱动单元，使得当使用者在所述第二范围中操纵所述操作构件时，所述行驶装置向后行驶。
2.根据权利要求1所述的行驶装置，其中，
当使用者使所述操作构件在所述第二范围中沿远离所述基准位置的方向移动时，所述调节机构调节所述前轮与所述后轮之间的轮距长度以使所述轮距长度变短，并且
当使用者在所述第二范围中操纵所述操作构件时，所述控制器控制所述驱动单元以使所述行驶装置基于随着所述轮距长度变短而已经变大的目标速度向后行驶。
3.根据权利要求1所述的行驶装置，其中，
当使用者使所述操作构件在所述第二范围中沿远离所述基准位置的方向移动时，所述调节机构调节所述前轮与所述后轮之间的轮距长度以使所述轮距长度变短，并且
当使用者在所述第二范围中操纵所述操作构件时，所述控制器控制所述驱动单元，使得无论所述轮距长度如何，所述行驶装置都以预定速度向后行驶。
4.根据权利要求2所述的行驶装置，所述行驶装置包括偏置弹簧，所述偏置弹簧构造成：当使用者未对所述操作构件进行使所述操作构件在所述第一范围或所述第二范围中移动的操纵时，使所述轮距长度恢复至与所述基准位置对应的基准长度。
5.根据权利要求4所述的行驶装置，所述行驶装置包括锁定机构，所述锁定机构构造成在所述行驶装置未被使用时保持轮距长度以使所述轮距长度为小于所述基准长度的长度。
6.根据权利要求1所述的行驶装置，其中，
当使用者使所述操作构件在所述第二范围中移动时，所述调节机构保持所述轮距长度与所述基准位置对应，并且
当使用者在所述第二范围中操纵所述操作构件时，所述控制器控制所述驱动单元以使所述行驶装置基于随着所述操作构件从所述基准位置起的操纵量变大而已经变大的目标速度向后行驶。
7.根据权利要求1所述的行驶装置，其中，
当使用者使所述操作构件在所述第二范围中移动时，所述调节机构保持所述轮距长度与所述基准位置对应，并且
当使用者在所述第二范围中操纵所述操作构件时，所述控制器控制所述驱动单元以使所述行驶装置以预定速度向后行驶。
8.根据权利要求1所述的行驶装置，所述行驶装置包括阻力机构，所述阻力机构构造成对于使用者将所述操作构件从所述基准位置移动至所述第二范围的操纵提供阻力感，作为使用者的操作感受。
9.根据权利要求1所述的行驶装置，其中，当所述操作构件已经从所述第一范围移动至所述第二范围时，所述控制器驱动所述驱动单元，使得在所述前轮和所述后轮中的至少一者停止之后，所述行驶装置向后行驶。
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