DE112022001627T5

DE112022001627T5 - Bewegter körper und steuereinrichtung

Info

Publication number: DE112022001627T5
Application number: DE112022001627.2T
Authority: DE
Inventors: Katsuhisa Ito; Yuhei Yabe; Takuya Nishibayashi
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2024-04-18
Also published as: US20240148575A1; CN116997505A; WO2022201762A1

Abstract

[Objekt]Bereitstellung eines bewegten Körpers, der zu einer flexibleren Bewegung in der Lage ist. [Lösung] Ein bewegter Körper, der Folgendes aufweist: vier oder mehr Beinteile, die Räder an ihren jeweiligen Spitzen haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können, und einen Körperteil, der durch die vier oder mehr Beinteile gestützt wird, wobei die vier oder mehr Beinteile zwei oder mehr Vorderradbeinteile, die in der Fortbewegungsrichtung von dem Körperteil nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeinteile, die in der Fortbewegungsrichtung von dem Körperteil nach hinten schwenken können, beinhalten, und die Vorderradbeinteile und die Hinterradbeinteile in solche Positionen schwenken können, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen bewegten Körper und eine Steuereinrichtung.
[Stand der Technik]
In den letzten Jahren wird mit dem Fortschritt der Robotertechnologie eine aktive Forschung/Entwicklung oder Herstellung von bewegten Körpern in Form von Personenbeförderern (allgemein Personentransporter genannt) durchgeführt. Zum Beispiel offenbart die nachfolgend beschriebene PTL 1 einen bewegten Personenbeförderungskörper, der einen zweirädrigen Umkehrpendelmechanismus verwendet.
[Liste der Anführungen]
[Patentliteratur]
[PTL 1] US-Patentveröffentlichung, Nr. 2013/226383
[Kurzdarstellung]
[Technisches Problem]
Der in PTL 1 offenbarte bewegte Körper hat jedoch aufgrund der Eigenschaften des zweirädrigen Umkehrpendelmechanismus Schwierigkeiten, sich mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen. Darüber hinaus sieht sich der in PTL 1 offenbarte bewegte Körper aufgrund der Eigenschaften des zweirädrigen Umkehrpendelmechanismus beim Bewegen auf einer unbefestigten schlechten Straße oder einer schlechten Straße, auf der Unebenheiten vorhanden sind, manchmal mit Schwierigkeiten konfrontiert. Dementsprechend besteht Bedarf an bewegten Körpern, die mit Bewegungsgeschwindigkeiten oder Zuständen von Bewegungsbahnen flexibler umgehen können.
In Anbetracht dessen schlägt die vorliegende Offenbarung einen neuen und verbesserten bewegten Körper, der zu einer flexibleren Bewegung in der Lage ist, und eine Steuereinrichtung dafür vor.
[Lösung des Problems]
Die vorliegende Offenbarung stellt einen bewegten Körper bereit, der vier oder mehr Beine, die Räder an ihren Enden haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können, und einen Körper, der an den vier oder mehr Beinen gestützt wird, beinhaltet, wobei die vier oder mehr Beine zwei oder mehr Vorderradbeine, die in einer Fortbewegungsrichtung des Körpers nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeine, die in der Fortbewegungsrichtung des Körpers nach hinten schwenken können, beinhalten, und die Vorderradbeine und die Hinterradbeine in der Lage sind, in solche Positionen zu schwenken, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Offenbarung eine Steuereinrichtung bereit, wobei die Steuereinrichtung einen bewegten Körper, der vier oder mehr Beine aufweist, die Räder an ihren Enden haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können, und einen Körper, der an den vier oder mehr Beinen gestützt wird, steuert, und die Steuereinrichtung zwei oder mehr Vorderradbeine aus den vier oder mehr Beinen, die in einer Fortbewegungsrichtung des Körpers nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeine aus den vier oder mehr Beinen, die in der Fortbewegungsrichtung des Körpers nach hinten schwenken können, in solche Positionen schwenkt, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der bewegte Körper in Fahrstellungen mit unterschiedlichen Fahreigenschaften und unterschiedlichen Basisflächen überführt werden, indem die Stellungen der zwei oder mehr Vorderradbeine und der zwei oder mehr Hinterradbeine gesteuert werden.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]

[1] 1 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Übersicht eines bewegten Körpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
[2] 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Erscheinungskonfiguration des bewegten Körpers gemäß der Ausführungsform zeigt.
[3] 3 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration des bewegten Körpers gemäß der Ausführungsform zeigt.
[4] 4 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Überführungen aus der Stellung des bewegten Körpers gemäß der Ausführungsform.
[5] 5 ist eine schematische Darstellung, die Schritte von Überführungen des bewegten Körpers zwischen einem Umkehrpendelfahrmodus und einem Stopp-Modus zeigt.
[6] 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus einer Stellung im Stopp-Modus in eine Stellung im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[7] 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus in die Stellung im Stopp-Modus zeigt.
[8] 8 ist eine schematische Darstellung, die Schritte der Überführungen zwischen dem Umkehrpendelfahrmodus und dem Vierrad-Fahrmodus zeigt.
[9] 9 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus einer Stellung im Vierrad-Fahrmodus in die Stellung im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[10] 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus zeigt.
[11] 11 ist eine schematische Darstellung, die Schritte der Überführung zwischen dem Stopp-Modus und dem Vierrad-Fahrmodus zeigt.
[12] 12 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Vierrad-Fahrmodus zur Stellung im Stopp-Modus zeigt.
[13] 13 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Stopp-Modus in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus zeigt.
[14] 14 ist eine schematische Darstellung, die einen Modus der Stellungssteuerung des bewegten Körpers im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[15] 15 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Haltungssteuerung des bewegten Körpers im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[16] 16 ist ein Flussdiagramm, das einen speziellen Vorgang eines ersten Prozesses in 15 zeigt.
[17] 17 ist ein Flussdiagramm, das einen speziellen Vorgang eines zweiten Prozesses in 15 zeigt.
[18] 18 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuermodus für Fahren des bewegten Körpers auf ebenem Untergrund im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[19] 19 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns des Fahrens des bewegten Körpers auf ebenem Untergrund im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[20] 20 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuermodus für das Heraufsteigen von Stufen durch den bewegten Körper im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[21] 21 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns des Heraufsteigens von Stufen durch den bewegten Körper im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[22] 22 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuermodus für das Herabsteigen von Stufen durch den bewegten Körper im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[23] 23 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns des Herabsteigens von Stufen durch den bewegten Körper im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
[24] 24 ist eine schematische Darstellung, die einen Modus einer ersten autonomen Steuerung zeigt.
[25] 25 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der ersten autonomen Steuerung zeigt.
[26] 26 ist eine schematische Darstellung, die einen Modus einer zweiten autonomen Steuerung zeigt.
[27] 27 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der zweiten autonomen Steuerung zeigt.
[28] 28 ist eine Figur zur Erläuterung eines ersten Modifikationsbeispiels des bewegten Körpers gemäß der Ausführungsform.
[29] 29 ist eine Figur zur Erläuterung eines zweiten Modifikationsbeispiels des bewegten Körpers gemäß der Ausführungsform.

[Beschreibung der Ausführungsform]
Nachstehend wird eine geeignete Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass Bestandteile, die im Wesentlichen identische funktionelle Konfigurationen aufweisen, in der vorliegenden Beschreibung und in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen sind, und dass überlappende Erläuterungen daher weggelassen werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erläuterung in der folgenden Reihenfolge erfolgt.

1. Konfiguration des bewegten Körpers
- 1.1. Erscheinungskonfiguration
- 1.2. Funktionelle Konfiguration
2. Steuerung des bewegten Körpers
- 2.1. Überführungssteuerung
- 2.2. Stellungssteuerung
- 2.3. Bewegungssteuerung
- 2.4. Autonome Steuerung
3. Modifikationsbeispiele
4. Hinweise

<1. Konfiguration des bewegten Körpers>
(1.1. Erscheinungskonfiguration)
Zunächst wird eine Übersicht über einen bewegten Körper 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 1 erläutert. 1 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Übersicht über einen bewegten Körper 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der bewegte Körper 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Körper 150, Vorderradbeine 110 und 120 und Hinterradbeine 130 und 140 auf. Der bewegte Körper 100 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein so genannter bewegter Rad/Bein-Körper.
Während die Anzahl der Beine, mit denen der bewegte Körper 100 versehen ist, in der vorliegenden Beschreibung als vier erläutert wird, einschließlich zwei als die Vorderradbeine 110 und 120 und zwei als die Hinterradbeine 130 und 140, ist die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf das gezeigte Beispiel beschränkt. Die Anzahl der Beine, mit denen der bewegte Körper 100 versehen ist, ist nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt, solange sie gleich oder größer als vier ist, um eine stabile Abstützung des Körpers 150 zu gestatten. Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 drei Vorderradbeine und drei Hinterradbeine aufweisen oder kann vier Vorderradbeine und vier Hinterradbeine aufweisen.
Der Körper 150 ist ein Hauptteil des bewegten Körpers 100 und wird von den Vorderradbeinen 110 und 120 sowie den Hinterradbeinen 130 und 140 gestützt. Zum Beispiel weist der Körper 150 einen Sitz, auf dem ein Benutzer fahren kann, und eine Steuereinrichtung, die die gesamten Handlungen des bewegten Körpers 100 steuert, und eine Stromversorgungseinrichtung, die jeden Abschnitt des bewegten Körpers 100 mit elektrischer Energie versorgt und an dem Körper 150 angebracht ist, auf.
Die Vorderradbeine 110 und 120 sind Beine, die an ihren Enden Räder haben, die als Bodenkontaktpunkte dienen und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können. Die Vorderradbeine 110 und 120 sind parallel zueinander angeordnet, so dass sie sich von dem Körper 150 in einer Fortbewegungsrichtung MD des bewegten Körpers 100 nach vorne erstrecken. Darüber hinaus sind die Vorderradbeine 110 und 120 so an dem Körper 150 vorgesehen, dass sie in der Fortbewegungsrichtung MD des bewegten Körpers 100 nach vorne schwenkbar sind.
Die Hinterradbeine 130 und 140 sind Beine, die an ihren Enden Räder haben, die als Bodenkontaktpunkte dienen und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können. Die Hinterradbeine 130 und 140 sind parallel zueinander angeordnet, so dass sie sich in der Fortbewegungsrichtung MD des bewegten Körpers 100 von dem Körper 150 nach hinten erstrecken. Darüber hinaus sind die Hinterradbeine 130 und 140 an dem Körper 150 so angebracht, dass sie in der Fortbewegungsrichtung MD des bewegten Körpers 100 nach hinten schwenken können.
In dem bewegten Körper 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Vorderradbeine 110 und 120 und die Hinterradbeine 130 und 140 so vorgesehen, dass sie in solche Positionen schwenken können, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung MD verlaufenden Richtung überlappen.
Wie bei Blick auf 1 links in 1 gezeigt ist, kann der bewegte Körper 100 durch Schwenken der Vorderradbeine 110 und 120 und Hinterradbeine 130 und 140 nach unterhalb des Körpers 150 in eine Stellung überführt werden, in der sich die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung MD verlaufenden Richtung überlappen. In solch einem Fall kann sich der bewegte Körper 100 mit einer kleineren Basisfläche bewegen, während ein stabilisierter Zustand durch eine Umkehrpendelsteuerung beibehalten wird. Darüber hinaus kann der bewegte Körper 100 durch eine Differenzialsteuerung der Drehung der linken und rechten Räder mit einem kleineren Drehradius wenden. Dementsprechend kann sich der bewegte Körper 100 in einer solchen Stellung auch durch eine enge Bewegungsbahn gleichmäßig bewegen.
Wie bei Blick auf 1 rechts in 1 gezeigt ist, kann der bewegte Körper 100 in eine Stellung überführt werden, in der die Vorderradbeine 110 und 120 nach vorne gestreckt sind und die Hinterradbeine 130 und 140 nach hinten gestreckt sind. In solch einem Fall kann der bewegte Körper 100 den Radstand durch Vergrößern des Abstands zwischen den Vorderradbeinen 110 und 120 und den Hinterradbeinen 130 und 140 verlängern. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 in einer solchen Stellung die Fahrstabilität verbessern und somit auch bei hoher Geschwindigkeit ein stabiles Fahren ermöglichen.
Da der bewegte Körper 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Schwenken der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 dynamisch in die beiden in 1 gezeigten Stellungen wechseln kann, wird der bewegte Körper 100 zu einer flexibleren Bewegung befähigt.
Als Nächstes wird eine Erscheinungskonfiguration des bewegten Körpers 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 2 erläutert. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Erscheinungskonfiguration des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist der bewegte Körper 100 den sitzförmigen Körper 150, die Vorderradbeine 110 und 120, die Verbindungsmechanismen aufweisen, und die Hinterradbeine 130 und 140, die Verbindungsmechanismen aufweisen, auf.
(Körper 150)
Der Körper 150 ist in einer Sitzform vorgesehen, auf der der Benutzer fahren kann. Auf der Rückseite der sitzförmigen Sitzfläche des Körpers 150 sind die Vorderradbeine 110 und 120 in der Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 auf der vorderen Seite vorgesehen, und die Hinterradbeine 130 und 140 sind in der Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 auf der hinteren Seiten vorgesehen. Zum Beispiel können die Vorderradbeine 110 und 120 und die Hinterradbeine 130 und 140 an einer Position vorgesehen sein, die einem Scheitelpunkt der rechteckigen Form der Sitzfläche des Körpers 150 entspricht. Dadurch können die Vorderradbeine 110 und 120 sowie die Hinterradbeine 130 und 140 den Körper 150 stabiler stützen.
(Vorderradbein 110)
Das Vorderradbein 110 weist einen Verbindungsmechanismus mit zwei Gelenken auf und weist ein erstes Gelenk 111, ein erstes Verbindungsglied 112, ein zweites Gelenk 113, ein zweites Verbindungsglied 114, einen Antriebsabschnitt 115, ein Rad 116 und einen Lenkabschnitt 117 auf. Das Vorderradbein 110 kann unter Verwendung des ersten Gelenks 111 und des zweiten Gelenks 113 die Position des Rads 116 entlang zweier Achsen steuern, die mit der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung relativ zur Fortbewegungsrichtung zusammenfallen.
Das erste Gelenk 111 verbindet das erste Verbindungsglied 112 so mit dem Körper 150, dass das erste Verbindungsglied 112 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das erste Verbindungsglied 112 weist ein starres Strukturelement auf, das sich in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des ersten Verbindungsglieds 112 ist mit dem ersten Gelenk 111 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des ersten Verbindungsglieds 112 ist mit dem zweiten Gelenk 113 schwenkbar verbunden.
Das zweite Gelenk 113 verbindet das zweite Verbindungsglied 114 so mit dem ersten Gelenk 112, dass das zweite Verbindungsglied 114 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das zweite Verbindungsglied 114 weist einen starres Strukturelement auf, das sich gekrümmt in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des zweiten Verbindungsglieds 114 ist mit dem zweiten Gelenk 113 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des zweiten Verbindungsglieds 114 ist über den Lenkabschnitt 117 mit dem Rad 116 verbunden.
Das Rad 116 ist ein Bodenkontaktteil des Vorderradbeins 110 und ist über den Lenkabschnitt 117 mit dem zweiten Verbindungsglied 114 drehbar verbunden. Der Antriebsabschnitt 115 ist ein Motor zur Steuerung der Drehung des Rads 116. Zum Beispiel kann der Antriebsabschnitt 115 ein allgemein als Radnabenmotor bezeichneter Motor sein.
Der Lenkabschnitt 117 ist ein beweglicher Abschnitt, der das Rad 116 entlang einer Achse senkrecht zur Bodenkontaktfläche schwenkbar macht. Der Lenkabschnitt 117 kann die Fahrtrichtung des bewegten Körpers 100 steuern, indem er die Richtung des Rads 116 relativ zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 in einer Stellung steuert, in der die Vorderradbeine 110 und 120 nach vorne gestreckt sind und die Hinterradbeine 130 und 140 nach hinten gestreckt sind.
(Vorderradbein 120)
Das Vorderradbein 120 weist einen Verbindungsmechanismus mit zwei Gelenken auf und weist ein erstes Gelenk 121, ein erstes Verbindungsglied 122, ein zweites Gelenk 123, ein zweites Verbindungsglied 124, einen Antriebsabschnitt 125, ein Rad 126 und einen Lenkabschnitt 127 auf. Das Vorderradbein 120 kann unter Verwendung des ersten Gelenks 121 und des zweiten Gelenks 123 die Position des Rads 126 entlang zweier Achsen steuern, die mit der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung relativ zur Fortbewegungsrichtung zusammenfallen.
Das erste Gelenk 121 verbindet das erste Verbindungsglied 122 so mit dem Körper 150, dass das erste Verbindungsglied 122 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das erste Verbindungsglied 122 weist ein starres Strukturelement auf, das sich in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des zweiten Verbindungsglieds 124 ist mit dem ersten Gelenk 121 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des zweiten Verbindungsglieds 124 ist mit dem zweiten Gelenk 123 schwenkbar verbunden.
Das zweite Gelenk 123 verbindet das zweite Verbindungsglied 124 so mit dem ersten Gelenk 122, dass das zweite Verbindungsglied 124 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das zweite Verbindungsglied 124 weist einen starres Strukturelement auf, das sich gekrümmt in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des zweiten Verbindungsglieds 124 ist mit dem zweiten Gelenk 123 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des zweiten Verbindungsglieds 124 ist über den Lenkabschnitt 127 mit dem Rad 126 verbunden.
Das Rad 126 ist ein Bodenkontaktteil des Vorderradbeins 120 und ist über den Lenkabschnitt 127 mit dem zweiten Verbindungsglied 124 drehbar verbunden. Der Antriebsabschnitt 125 ist ein Motor zur Steuerung der Drehung des Rads 126. Zum Beispiel kann der Antriebsabschnitt 125 ein allgemein als Radnabenmotor bezeichneter Motor sein.
Der Lenkabschnitt 127 ist ein beweglicher Abschnitt, der das Rad 126 entlang einer Achse senkrecht zur Bodenkontaktfläche schwenkbar macht. Der Lenkabschnitt 127 kann die Fahrtrichtung des bewegten Körpers 100 steuern, indem er die Richtung des Rads 126 relativ zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 in einer Stellung steuert, in der die Vorderradbeine 110 und 120 nach vorne gestreckt sind und die Hinterradbeine 130 und 140 nach hinten gestreckt sind.
(Hinterradbein 130)
Das Hinterradbein 130 weist einen Verbindungsmechanismus mit zwei Gelenken auf und weist ein erstes Gelenk 131, ein erstes Verbindungsglied 132, ein zweites Gelenk 133, ein zweites Verbindungsglied 134, einen Antriebsabschnitt 135 und ein Rad 136 auf. Das Hinterradbein 130 kann unter Verwendung des ersten Gelenks 131 und des zweiten Gelenks 133 die Position des Rads 136 entlang zweier Achsen steuern, die mit der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung relativ zur Fortbewegungsrichtung zusammenfallen.
Das erste Gelenk 131 verbindet das erste Verbindungsglied 132 so mit dem Körper 150, dass das erste Verbindungsglied 132 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das erste Verbindungsglied 132 weist ein starres Strukturelement auf, das sich in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des ersten Verbindungsglieds 132 ist schwenkbar mit dem ersten Gelenk 131 verbunden, und der andere Endteil des ersten Verbindungsglieds 132 ist schwenkbar mit dem zweiten Gelenk 133 verbunden.
Das zweite Gelenk 133 verbindet das zweite Verbindungsglied 134 so mit dem ersten Gelenk 132, dass das zweite Verbindungsglied 134 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das zweite Verbindungsglied 134 weist ein starres Strukturelement auf, das sich in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des zweiten Verbindungsglieds 134 ist mit dem zweiten Gelenk 133 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des zweiten Verbindungsglieds 134 ist mit dem Rad 136 verbunden.
Das Rad 136 ist ein Bodenkontaktteil des Hinterradbeins 130 und ist mit dem zweiten Verbindungsglied 134 drehbar verbunden. Der Antriebsabschnitt 135 ist ein Motor zur Steuerung der Drehung des Rads 136. Zum Beispiel kann der Antriebsabschnitt 135 ein allgemein als Radnabenmotor bezeichneter Motor sein.
(Hinterradbein 140)
Das Hinterradbein 140 weist einen Verbindungsmechanismus mit zwei Gelenken auf und weist ein erstes Gelenk 141, ein erstes Verbindungsglied 142, ein zweites Gelenk 143, ein zweites Verbindungsglied 144, einen Antriebsabschnitt 145 und ein Rad 146 auf. Das Hinterradbein 140 kann unter Verwendung des ersten Gelenks 141 und des zweiten Gelenks 143 die Position des Rads 146 entlang zweier Achsen steuern, die mit der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung relativ zur Fortbewegungsrichtung zusammenfallen.
Das erste Gelenk 141 verbindet das erste Verbindungsglied 142 so mit dem Körper 150, dass das erste Verbindungsglied 142 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das erste Verbindungsglied 142 weist ein starres Strukturelement auf, das sich in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des ersten Verbindungsglieds 142 ist mit dem ersten Gelenk 141 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des ersten Verbindungsglieds 142 ist mit dem zweiten Gelenk 143 schwenkbar verbunden.
Das zweite Gelenk 143 verbindet das zweite Verbindungsglied 144 so mit dem ersten Gelenk 142, dass das zweite Verbindungsglied 144 entlang einer Achse schwenkbar wird, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 verläuft. Das zweite Verbindungsglied 144 weist ein starres Strukturelement auf, das sich in einer Richtung erstreckt. Ein Endteil des zweiten Verbindungsglieds 144 ist mit dem zweiten Gelenk 143 schwenkbar verbunden, und der andere Endteil des zweiten Verbindungsglieds 144 ist mit dem Rad 146 verbunden.
Das Rad 146 ist ein Bodenkontaktteil des Hinterradbeins 140 und ist mit dem zweiten Verbindungsglied 144 drehbar verbunden. Der Antriebsabschnitt 145 ist ein Motor zur Steuerung der Drehung des Rads 146. Zum Beispiel kann der Antriebsabschnitt 145 ein allgemein als Radnabenmotor bezeichneter Motor sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Vorderradbeine 110 und 120 und die Hinterradbeine 130 und 140 andere als die oben beschriebenen Mechanismen aufweisen können, solange die Position jedes der Räder 116, 126, 136 und 146 entlang zweier oder mehr Achsen gesteuert werden kann. Zum Beispiel können die Vorderradbeine 110 und 120 und die Hinterradbeine 130 und 140 Verbindungsmechanismen mit jeweils drei oder mehr Gelenken und drei oder mehr Verbindungsgliedern aufweisen. In einem solchen Fall können die Vorderradbeine 110 und 120 sowie die Hinterradbeine 130 und 140 die Position jedes der Räder 116, 126, 136 und 146 genauer steuern.
Darüber hinaus können die Lenkabschnitte 117 und 127 nicht an den Vorderradbeinen 110 und 120, sondern an den Hinterradbeinen 130 und 140 vorgesehen sein oder können sowohl an den Vorderradbeinen 110 und 120 als auch den Hinterradbeinen 130 und 140 vorgesehen sein.
(1.2. Funktionelle Konfiguration)
Als Nächstes wird die funktionelle Konfiguration des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 3 erläutert. 3 ist ein Blockdiagramm, das die funktionelle Konfiguration des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 3 gezeigt ist, weist der Körper 150 einen Steuerabschnitt 151, einen Eingabeabschnitt 152, einen Sensorabschnitt 153 und einen Stromversorgungsabschnitt 154 auf.
Der Stromversorgungsabschnitt 154 führt jedem Abschnitt des bewegten Körpers 100 elektrische Energie zu. Zum Beispiel kann der Stromversorgungsabschnitt 154 elektrische Energie für den Antrieb eines Aktors zuführen, der für jedes der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 vorgesehen ist. Der Stromversorgungsabschnitt 154 kann eine Sekundärbatterie, wie z. B. eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, aufweisen, die über eine äußere Stromquelle geladen werden kann, kann eine austauschbare Primärbatterie aufweisen oder kann einen Generator aufweisen, der durch Verbrennung eines Brennstoffs oder dergleichen Strom erzeugt.
Zum Beispiel ist der Eingabeabschnitt 152 eine Schnittstelle wie ein Touchpanel, eine Taste, ein Schalter oder ein Hebel, die Eingaben von einem Benutzer akzeptiert. Der Eingabeabschnitt 152 kann ein Mikrofon oder dergleichen sein, das von einem Benutzer erzeugte Töne aufnimmt, oder kann ein Empfänger sein, der Fernbedienungsanweisungen von außen über Infrarotstrahlen oder andere Funkwellen empfängt.
Der Sensorabschnitt 153 weist verschiedene Arten von Sensoren auf und erfasst Informationen zum Schätzen der Stellung oder Position des bewegten Körpers 100 sowie Informationen zum Erkennen einer Umgebung um den bewegten Körper 100.
Zum Beispiel kann der Sensorabschnitt 153 einen dreiachsigen Gyrosensor oder einen dreiachsigen Beschleunigungssensor aufweisen. Zum Beispiel werden die von dem dreiachsigen Gyrosensor oder dem dreiachsigen Beschleunigungssensor erhaltenen Messergebnisse zum Schätzen der Stellung des bewegten Körpers 100 verwendet. Darüber hinaus kann der Sensorabschnitt 153 einen GNSS-Sensor (GNSS - Global Navigation Satellite System), einen Bildsensor oder dergleichen aufweisen. Zum Beispiel werden die vom GNSS-Sensor oder vom Bildsensor erhaltenen Messergebnisse zum Schätzen der Position des bewegten Körpers 100 verwendet. Darüber hinaus kann der Sensorabschnitt 153 einen Raumerkennungssensor wie eine Stereokamera, einen LiDAR-Sensor (LiDAR - Light Detection and Ranging) oder einen TOF-Sensor (ToF - Time of Flight) aufweisen. Zum Beispiel werden die vom Raumerkennungssensor erhaltenen Messergebnisse zum Erkennen einer Umgebung um den bewegten Körper 100 verwendet.
Der Steuerabschnitt 151 führt eine Gesamtsteuerung der Stellung und Bewegung des bewegten Körpers 100 durch Steuern des Antriebs der ersten Gelenke 111, 121, 131 und 141, der zweiten Gelenke 113, 123, 133 und 143, der Antriebsabschnitte 115, 125, 135 und 145 und der Lenkabschnitte 117 und 127 (nachstehend zusammen auch als Motorabschnitt 160 bezeichnet), die an den Vorderradbeinen 110 und 120 sowie an den Hinterradbeinen 130 und 140 vorgesehen sind, durch. Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 151 den Antrieb des Motorabschnitts 160 so steuern, dass der bewegte Körper 100 eine Stellung und eine Position annimmt und sich darin befindet, die in den Eingabeabschnitt 152 eingegeben werden.
Zum Beispiel weist der Steuerabschnitt 151 eine CPU (Central Processing Unit), einen ROM (Read Only Memory) und einen RAM (Random Access Memory) auf. Die CPU fungiert als Rechenverarbeitungseinrichtung und kann ein vorübergehend geladenes Programm ausführen, indem sie ein auf dem ROM gespeichertes Programm vorübergehend in den RAM lädt.
Die ersten Gelenke 111, 121, 131 und 141, die zweiten Gelenke 113, 123, 133 und 143, die Antriebsabschnitte 115, 125, 135 und 145, und die Lenkabschnitte 117 und 127 (der oben genannte Motorabschnitt 160), die an den Vorderradbeinen 110 und 120 sowie an den Hinterradbeinen 130 und 140 vorgesehen sind, werden unter der Steuerung durch den Steuerabschnitt 151 angetrieben.
Insbesondere weist jeder Abschnitt des Motorabschnitts 160 einen Aktor, eine Servoeinrichtung und einen Winkelsensor auf. Die Aktoren versetzen den Motorabschnitt 160 in Drehung. Die Winkelsensoren detektieren Winkel und Winkelgeschwindigkeiten des Motorabschnitts 160. Die Servoeinrichtungen können die Drehung des Motorabschnitts 160 steuern, indem sie den Motorabschnitt 160 an den Aktoren gemäß den Winkeln und Winkelgeschwindigkeiten des Motorabschnitts 160, die von den Winkelsensoren erkannt werden, in Drehung versetzen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Servoeinrichtung jedes Abschnitts des Motorabschnitts 160 und des Steuerabschnitts 151 über einen bidirektionalen seriellen Bus miteinander verbunden sind. Dadurch kann die Servoeinrichtung jedes Abschnitts des Motorabschnitts 160 Steuerbefehle von dem Steuerabschnitt 151 in Echtzeit empfangen. Darüber hinaus kann die Servoeinrichtung jedes Abschnitts des Motorabschnitts 160 den vom Winkelsensor erfassten Zustand des Aktors an den Steuerabschnitt 151 ausgeben.
Bisher wurde die Konfiguration des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Der bewegte Körper 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann in Stellungen mit unterschiedlichen Fahreigenschaften überführt werden, indem die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 und der Hinterradbeine 130 und 140 gesteuert werden.
<2. Steuerung des bewegten Körpers>
(2.1. Überführungssteuerung)
Als Nächstes wird die Überführungssteuerung der Stellung des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 4 bis 13 erläutert 4 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Überführungen aus der Stellung des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 4 gezeigt ist, kann der bewegte Körper 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in drei Stellungen überführt werden, indem die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 und der Hinterradbeine 130 und 140 gesteuert werden. Bei den drei Stellungen handelt es sich um eine in (A) gezeigte Stellung in einem Umkehrpendelfahrmodus (A), eine in (B) gezeigte Stellung in einem Stopp-Modus und eine in (C) gezeigte Stellung in einem Vierrad-Fahrmodus.
Insbesondere ist der in (A) gezeigte Umkehrpendelfahrmodus ein Modus, in dem sich der bewegte Körper 100 unter Beibehaltung seines stabilisierten Zustands durch eine Umkehrpendelsteuerung bewegt, indem bewirkt wird, dass sich die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 in der Richtung überlappen, die orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verläuft. Im Umkehrpendelfahrmodus kann die Stellung des bewegten Körpers 100 so gesteuert werden, dass sie sich im stabilisierten Zustand befindet, indem Umkehrpendelsteuerung unter Verwendung der beiden Räder der Vorderradbeine 110 und 120, Umkehrpendelsteuerung unter Verwendung der beiden Räder der Hinterradbeine 130 und 140 oder Umkehrpendelsteuerung unter Verwendung der vier Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und der Hinterradbeine 130 und 140 durchgeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 im Umkehrpendelfahrmodus durch Differenzialsteuerung der linken und rechten Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der linken und rechten Räder der Hinterradbeine 130 und 140 gesteuert wird.
Der in (B) gezeigte Stopp-Modus ist ein Modus, in dem der Körper 150 stationär stabil gemacht wird, indem die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 so gesteuert werden, dass sie sich in Positionen befinden, in denen der Radstand ungefähr gleich der Basisfläche des Körpers 150 wird. Im Stopp-Modus kann die Stellung des Körpers 150 wie ein stationärer Stuhl stabilisiert werden, indem die vier Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 so gesteuert werden, dass sie sich in Positionen befinden, die den Scheitelpunkten einer rechteckigen Form entsprechen.
Der in (C) gezeigte Vierrad-Fahrmodus ist ein Modus, in dem sich der bewegte Körper 100 bewegt, während er seinen stabilisierten Zustand mit den vier Rädern beibehält, die sich in Abständen voneinander befinden, indem die Vorderradbeine 110 und 120 nach vorne gestreckt werden und die Hinterradbeine 130 und 140 nach hinten gestreckt werden. Im Vierrad-Fahrmodus kann die Stabilität des bewegten Körpers 100 bei Fahren mit hoher Geschwindigkeit verbessert werden, da der Radstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 länger wird. Es sei darauf hingewiesen, dass im Vierrad-Fahrmodus die Fortbewegungsrichtung des bewegten Körpers 100 durch die Lenkabschnitte 117 und 127 der Vorderradbeine 110 und 120 und eine Drehzahldifferenz zwischen den inneren und äußeren Rädern bei den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und der Hinterradbeine 130 und 140 gesteuert wird.
Nachstehend wird die Überführungssteuerung des bewegten Körpers 100 bei Übergängen zwischen jedem Paar Modi im Umkehrpendelfahrmodus, Stopp-Modus und Vierrad-Fahrmodus, die oben erwähnt wurden, mit Bezug auf 5 bis 13 erläutert.
(Übergänge zwischen dem Umkehrpendelfahrmodus und Stopp-Modus)
5 ist eine schematische Darstellung, die Schritte von Überführungen des bewegten Körpers 100 zwischen dem Umkehrpendelfahrmodus und dem Stopp-Modus zeigt. 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Stopp-Modus in die Stellung im Umkehrpendelfahrmodus zeigt. 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus in die Stellung im Stopp-Modus zeigt.
Der Vorgang des Steuerns in einem Fall, in dem der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Stopp-Modus(der Zustand von (1) in 5) in die Stellung im Umkehrpendelfahrmodus (der Zustand von (3) in 5) überführt wird, wird mit Bezug auf 5 und 6 erläutert.
Wie in 6 gezeigt ist, beginnt der bewegte Körper 100 zunächst mit einer Handlung zum Anheben des Körpers 150 und einer Handlung zum Verkleinern des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S101). Dadurch geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (2) in 5 über. Als Nächstes erfasst der bewegte Körper 100 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt den Neigungswinkel des Körpers 150 in der Fortbewegungsrichtung durch einen Gyrosensor (S102).
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100 aus dem erfassten Neigungswinkel, ob der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach vorne geneigt ist (S103). Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach vorne geneigt ist (S103/Ja), unterdrückt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 (S104). Insbesondere reduziert der bewegte Körper 100 die Bewegungsgeschwindigkeiten der Räder der Vorderradbeine 110 und 120.
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nicht nach vorne geneigt ist (S103/Nein), bestimmt der bewegte Körper 100 aus dem erfassten Neigungswinkel, ob der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach hinten geneigt ist (S105). Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach hinten geneigt ist (S105/Ja), unterdrückt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 (S106). Insbesondere reduziert der bewegte Körper 100 die Bewegungsgeschwindigkeiten der Räder der Hinterradbeine 130 und 140.
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nicht nach hinten geneigt ist (S105/Nein), beendet der bewegte Körper 100 die Unterdrückung der Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120, die in Schritt S104 begonnen wurde, vor der Schleife und die Unterdrückung der Bewegung der Räder der Hinterradbeine 130 und 140, die in Schritt S106 begonnen wurde, vor der Schleife (S107). Insbesondere bringt der bewegte Körper 100 die Bewegungsgeschwindigkeiten der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 auf die Bewegungsgeschwindigkeiten zu einem Zeitpunkt von Schritt S101 zurück.
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Bestimmungen in Schritt S103 und Schritt S105 in der oben beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden können, d. h. die Bestimmung in Schritt S105 wird nach der Bestimmung in Schritt S103 durchgeführt oder kann in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, d. h., die Bestimmung in Schritt S103 wird nach der Bestimmung in Schritt S103 durchgeführt. Darüber hinaus können die Bestimmungen in Schritt S103 und Schritt S105 gleichzeitig durchgeführt werden.
Nach Schritt S104, Schritt S106 oder Schritt S107 bestimmt der bewegte Körper 100 als Nächstes, ob der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 gleich oder kleiner als ein Schwellenwert ist (S108). Der zu diesem Zeitpunkt verwendete Schwellenwert ist ein solcher Schwellenwert des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140, dass eine Vierrad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 durchgeführt werden kann.
In einem Fall, in dem der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist (S108/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Handlungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 von Schritt S101 (S109). Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung starten, da der bewegte Körper 100 in die Stellung im Umkehrpendelfahrmodus überführt werden kann (S110) .
Wenn andererseits der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 größer ist als der Schwellenwert (S108/Nein), fährt der bewegte Körper 100 mit der Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 fort und kehrt zu Schritt S102 zurück, um den Neigungswinkel des Körpers 150 wieder zu erfassen.
Gemäß den oben genannten Handlungen kann der bewegte Körper 100 die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 in solche Positionen bewegen, dass der Körper 150 fast ohne jegliche Neigung als umgekehrtes Pendel ausbalanciert ist. Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 solche Positionen der Räder finden, dass der Körper 150 in Abhängigkeit von der Position des Massenmittelpunkts, der sich je nach Körperform und Stellung eines fahrenden Benutzers ändert, zu jeder Zeit ausbalanciert ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle des Neigungswinkels des Körpers 150 der bewegte Körper 100 Ausgleichsänderungen einer Last verwenden kann, die an jedes der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 angelegt wird. Selbst in einem solchen Fall kann der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 wie oben beschrieben steuern.
Der Vorgang des Steuerns in einem Fall, in dem der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus (der Zustand von (3) in 5) in die Stellung im Stopp-Modus (der Zustand von (1) in 5) überführt wird, wird mit Bezug auf 5 und 7 erläutert.
Wie in 7 gezeigt ist, beginnt der bewegte Körper 100 zunächst mit einer Handlung zum Absenken des Körpers 150 und einer Handlung zum Vergrößern des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S121). Dadurch geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (2) in 5 über.
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100, ob der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 größer ist als ein Schwellenwert (S122). Der zu diesem Zeitpunkt verwendete Schwellenwert ist ein solcher Schwellenwert des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140, dass die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 durchgeführt werden kann.
Wenn der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist (S122/Nein), setzt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 fort und kehrt zu Schritt S122 zurück, um die Bestimmung erneut durchzuführen. Wenn hingegen der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 größer ist als der Schwellenwert (S122/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung (S123).
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100, ob die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 Zielstellungen des Stopp-Modus erreicht haben (S124). Wenn die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 die Zielstellungen des Stopp-Modus nicht erreicht haben (S124/Nein), setzt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 fort und kehrt zu Schritt S124 zurück, um die Bestimmung erneut durchzuführen.
Wenn andererseits die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 die Zielstellungen des Stopp-Modus erreicht haben (S124/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Handlungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 in Schritt S121 (S125). Dadurch kann der bewegte Körper 100 in den Stopp-Modus übergehen.
Gemäß den oben genannten Handlungen kann der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus, in dem der Körper 150 als Vierrad-Umkehrpendel gesteuert wird, in die Stellung im Stopp-Modus, in dem der Körper 150 stationär stabil gemacht wird, überführt werden.
(Übergang zwischen Umkehrpendelfahrmodus und Vierrad-Fahrmodus)
8 ist eine schematische Darstellung, die Schritte der Überführung zwischen dem Umkehrpendelfahrmodus und dem Vierrad-Fahrmodus zeigt. 9 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Vierrad-Fahrmodus in die Stellung im Umkehrpendelmodus zeigt. 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus zeigt.
Es wird der Vorgang des Steuerns in einem Fall, in dem der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Vierrad-Fahrmodus (der Zustand von (1) in 8) in die Stellung im Umkehrpendelfahrmodus (der Zustand von (6) in 8) überführt wird, mit Bezug auf 8 und 9 erläutert.
Wie in 9 gezeigt ist, macht der bewegte Körper 100 zunächst nur die zweiten Gelenke 133 und 143 beweglich, während die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 unbeweglich bleiben (S201). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (2) in 8 über, in dem die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 senkrecht zur Bodenkontaktfläche werden.
Als Nächstes macht der bewegte Körper 100 die ersten Gelenke 131 und 141 und die zweiten Gelenke 133 und 143 der Hinterradbeine 130 und 140 beweglich (S202). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (3) in 8 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 im rechten Winkel zueinander stehen, und geht danach in den Zustand von (4) in 8 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind.
Durch eine solche schrittweise Betätigung der Hinterradbeine 130 und 140 kann der bewegte Körper 100 auf die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 wirkende Lasten verringern. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 die Möglichkeit von Fehlfunktionen aufgrund der Konzentration von Lasten verringern.
Danach beginnt der bewegte Körper 100 mit der Ausführung einer Handlung zum Verkleinerns des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S203). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (5) in 8 über. Als Nächstes erfasst der bewegte Körper 100 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt den Neigungswinkel des Körpers 150 in der Fortbewegungsrichtung durch einen Gyrosensor (S204).
Dann bestimmt der bewegte Körper 100 aus dem erfassten Neigungswinkel, ob der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach vorne geneigt ist (S205). Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach vorne geneigt ist (S205/Ja), unterdrückt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 (S206). Insbesondere reduziert der bewegte Körper 100 die Bewegungsgeschwindigkeiten der Räder der Vorderradbeine 110 und 120.
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nicht nach vorne geneigt ist (S205/Nein), bestimmt der bewegte Körper 100 aus dem erfassten Neigungswinkel, ob der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach hinten geneigt ist (S207). Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach hinten geneigt ist (S207/Ja), unterdrückt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 (S208). Insbesondere reduziert der bewegte Körper 100 die Bewegungsgeschwindigkeiten der Räder der Hinterradbeine 130 und 140.
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nicht nach hinten geneigt ist (S207/Nein), beendet der bewegte Körper 100 die Unterdrückung der Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120, die in Schritt S206 begonnen wurde, vor der Schleife und die Unterdrückung der Bewegung der Räder der Hinterradbeine 130 und 140, die in Schritt S208 begonnen wurde, vor der Schleife (S209). Insbesondere bringt der bewegte Körper 100 die Bewegungsgeschwindigkeiten der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 auf die Bewegungsgeschwindigkeiten zu einem Zeitpunkt von Schritt S203 zurück.
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Bestimmungen in Schritt S205 und Schritt S207 in dieser Reihenfolge wie oben beschrieben durchgeführt werden können, d. h. die Bestimmung in Schritt S207 wird nach der Bestimmung in Schritt S205 durchgeführt oder kann in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, d. h., die Bestimmung in Schritt S205 wird nach der Bestimmung in Schritt S207 durchgeführt. Darüber hinaus können die Bestimmungen in Schritt S205 und Schritt S207 gleichzeitig durchgeführt werden.
Nach Schritt S206, Schritt S208 oder Schritt S209 bestimmt der bewegte Körper 100 als Nächstes, ob der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 gleich oder kleiner als ein Schwellenwert ist (S210). Der zu diesem Zeitpunkt verwendete Schwellenwert ist ein solcher Schwellenwert des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140, dass die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 durchgeführt werden kann.
In einem Fall, in dem der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist (S210/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Handlungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 von Schritt S203 (S211). Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung starten, da der bewegte Körper 100 in die Stellung im Umkehrpendelfahrmodus überführt werden kann (S212).
Wenn andererseits der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 größer ist als der Schwellenwert (S210/Nein), fährt der bewegte Körper 100 mit der Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 fort und kehrt zu Schritt S204 zurück, um den Neigungswinkel des Körpers 150 wieder zu erfassen.
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 in solche Positionen bewegen, dass der Körper 150 fast ohne jegliche Neigung als umgekehrtes Pendel ausbalanciert ist. Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 solche Positionen der Räder finden, dass der Körper 150 in Abhängigkeit von der Position des Massenmittelpunkts, der sich je nach Körperform und Stellung eines fahrenden Benutzers ändert, zu jeder Zeit ausbalanciert ist.
Der Vorgang des Steuerns in einem Fall, in dem der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus (der Zustand von (6) in 8) in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus (der Zustand von (1) in 8) überführt wird, wird mit Bezug auf 8 und 10 erläutert.
Wie in 10 gezeigt ist, beginnt der bewegte Körper 100 mit dem Ausführen einer Handlung zum Vergrößern des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S221). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (5) in 8 über.
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100, ob der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 größer ist als ein Schwellenwert (S222). Der zu diesem Zeitpunkt verwendete Schwellenwert ist ein solcher Schwellenwert des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140, dass die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 durchgeführt werden kann.
Wenn der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist (S222/Nein), setzt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 fort und kehrt zu Schritt S222 zurück, um die Bestimmung erneut durchzuführen. Wenn hingegen der Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 größer ist als der Schwellenwert (S222/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung (S223).
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100, ob die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 den Ziel-Zustand von (4) in 8 erreicht haben (S224). Es sei darauf hingewiesen, dass der Zustand von (4) in 8 ein Zustand ist, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind.
Wenn die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 den Ziel-Zustand nicht erreicht haben (S224/Nein), setzt der bewegte Körper 100 die Bewegung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 fort und kehrt zu Schritt S224 zurück, um die Bestimmung erneut durchzuführen.
Wenn andererseits die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 den Ziel-Zustand erreicht haben (S224/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Handlungen der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 in Schritt S221 (S225).
Danach macht der bewegte Körper 100 die ersten Gelenke 131 und 141 und die zweiten Gelenke 133 und 143 der Hinterradbeine 130 und 140 beweglich (S226). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (3) in 8 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 im rechten Winkel zueinander stehen, und geht danach in den Zustand von (2) in 8 über, in dem die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 senkrecht zur Bodenkontaktfläche sind.
Als Nächstes macht der bewegte Körper 100 die ersten Gelenke 131 und 141 und die zweiten Gelenke 133 und 143 der Hinterradbeine 130 und 140 beweglich (S227). Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 in den Vierrad-Fahrmodus übergehen.
Durch eine solche schrittweise Betätigung der Hinterradbeine 130 und 140 kann der bewegte Körper 100 auf die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 wirkende Lasten verringern. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 die Möglichkeit von Fehlfunktionen aufgrund der Konzentration von Lasten verringern.
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Umkehrpendelfahrmodus, in dem der Körper 150 als Vierrad-Umkehrpendel gesteuert wird, in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus, in dem stabiles Fahren mit hoher Geschwindigkeit möglich ist, überführt werden.
(Übergang zwischen Stopp-Modus und Vierrad-Fahrmodus)
11 ist eine schematische Darstellung, die Schritte der Überführung zwischen dem Stopp-Modus und dem Vierrad-Fahrmodus zeigt. 12 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Vierrad-Fahrmodus zur Stellung im Stopp-Modus zeigt. 13 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns einer Überführung aus der Stellung im Stopp-Modus in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus zeigt.
Der Vorgang des Steuerns in einem Fall, in dem der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Vierrad-Fahrmodus (der Zustand von (1) in 11) in die Stellung im Stopp-Modus (der Zustand von (6) in 11) überführt wird, wird mit Bezug auf 11 und 12 erläutert.
Wie in 12 gezeigt ist, macht der bewegte Körper 100 zunächst nur die zweiten Gelenke 133 und 143 beweglich, während die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 unbeweglich bleiben (S301). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (2) in 11 über, in dem die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 senkrecht zur Bodenkontaktfläche werden.
Als Nächstes macht der bewegte Körper 100 die ersten Gelenke 131 und 141 und die zweiten Gelenke 133 und 143 der Hinterradbeine 130 und 140 beweglich (S302). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (3) in 11 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 im rechten Winkel zueinander stehen, und geht danach in den Zustand von (4) in 11 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind.
Durch eine solche schrittweise Betätigung der Hinterradbeine 130 und 140 kann der bewegte Körper 100 auf die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 wirkende Lasten verringern. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 die Möglichkeit von Fehlfunktionen aufgrund der Konzentration von Lasten verringern.
Danach beginnt der bewegte Körper 100 mit einer Handlung zum Absenken des Körpers 150 und einer Handlung zum Verkleinern des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S303). Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 in den Zustand von (5) in 11 übergehen und weiter in den Stopp-Modus übergehen
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Vierrad-Fahrmodus, in dem stabiles Fahren mit hoher Geschwindigkeit möglich ist, in die Stellung im Stopp-Modus, in dem der Körper 150 stationär stabil gemacht wird, überführt werden.
Der Vorgang des Steuerns in einem Fall, in dem der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Stopp-Modus(der Zustand von (6) in 11) in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus (der Zustand von (1) in 11) überführt wird, wird mit Bezug auf 11 und 13 erläutert.
Wie in 13 gezeigt ist, beginnt der bewegte Körper 100 zunächst mit einer Handlung zum Anheben des Körpers 150 und einer Handlung zum Vergrößern des Abstands zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S321). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (5) in 11 über.
Als Nächstes macht der bewegte Körper 100 die ersten Gelenke 131 und 141 und die zweiten Gelenke 133 und 143 der Hinterradbeine 130 und 140 beweglich (S322). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (4) in 11 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind, und geht danach in den Zustand von (3) in 11 über, in dem die ersten Verbindungsglieder 132 und 142 und die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 im rechten Winkel zueinander stehen. Ferner geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (2) in 11 über, in dem die zweiten Verbindungsglieder 134 und 144 der Hinterradbeine 130 und 140 senkrecht zur Bodenkontaktfläche werden.
Als Nächstes macht der bewegte Körper 100 nur die zweiten Gelenke 133 und 143 beweglich, während die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 unbeweglich bleiben (S323). Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 in den Vierrad-Fahrmodus übergehen.
Durch eine solche schrittweise Betätigung der Hinterradbeine 130 und 140 kann der bewegte Körper 100 auf die ersten Gelenke 131 und 141 der Hinterradbeine 130 und 140 wirkende Lasten verringern. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 die Möglichkeit von Fehlfunktionen aufgrund der Konzentration von Lasten verringern.
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 aus der Stellung im Stopp-Modus, in dem der Körper 150 stationär stabil gemacht ist, in die Stellung im Vierrad-Fahrmodus, in dem stabiles Fahren mit hoher Geschwindigkeit möglich ist, überführt werden.
(2.2. Haltungssteuerung)
Als nächstes wird die Haltungssteuerung im Umkehrpendelfahrmodus des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 14 bis 17 erläutert. Der bewegte Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus steuert die Stellung durch die Umkehrpendelsteuerung mit den beiden Rädern der Vorderradbeine 110 und 120, die Umkehrpendelsteuerung mit den beiden Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 oder die Umkehrpendelsteuerung mit den vier Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140.
14 ist eine schematische Darstellung, die einen Modus der Stellungssteuerung des bewegten Körpers 100 im Umkehrpendelfahrmodus zeigt. 15 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Haltungssteuerung des bewegten Körpers 100 im Umkehrpendelfahrmodus zeigt. 16 ist ein Flussdiagramm, das einen speziellen Vorgang eines in Schritt S406 in 15 aktivierten ersten Prozesses zeigt. 17 ist ein Flussdiagramm, das einen speziellen Vorgang eines in Schritt S407 in 15 aktivierten zweiten Prozesses zeigt.
Wie in 15 gezeigt ist, erfasst der bewegte Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus (der Zustand von (1) in 14) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt den Neigungswinkel des Körpers 150 durch einen Gyrosensor oder dergleichen (S401). Darüber hinaus bestimmt der bewegte Körper 100 aus dem erfassten Neigungswinkel, ob der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach vorne geneigt ist (S402).
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung zum Beispiel nach vorne geneigt ist und sich im Zustand von (2) in 14 befindet (S402/Ja), bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 so nach vorne bewegen, dass die Bodenkontaktpunkte der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 vor einer Position positioniert werden, in der der Vektor der Schwerkraft gf, die auf den Massenmittelpunkt des Körpers 150 (einschließlich eines den Körper 150 fahrenden Benutzers) wirkt, die Bodenkontaktfläche schneidet (S404). Infolgedessen geht der bewegte Körper 100 in den Zustand von (3) in 14 über.
Danach aktiviert der bewegte Körper 100 den ersten Prozess (S406). Im ersten Prozess werden die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 so gesteuert, dass sie die Positionen der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 überlappen. Als Prozess, der sich von dem Prozess der Haltungssteuerung, dessen Vorgang in 15 gezeigt ist, unterscheidet, wird der erste Prozess parallel zu dem Prozess der Haltungssteuerung, dessen Vorgang in 15 gezeigt ist, ausgeführt.
Insbesondere bestimmt, wie in 16 gezeigt ist, der bewegte Körper 100 im ersten Prozess nach einer vorbestimmten Wartezeit (S411), ob zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 ein Abstand vorhanden ist (S412). Wenn zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 ein Abstand vorhanden ist (S412/Ja), bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 um ein bestimmtes Ausmaß nach vorne bewegen, und verkleinert den Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S413). Danach kehrt der bewegte Körper 100 zu Schritt S411 zurück und wiederholt nach einer vorbestimmten Wartezeit die Bestimmung in Schritt S412. Wenn zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 kein Abstand vorhanden ist (S412/Nein), bestimmt der bewegte Körper 100, dass bewirkt wurde, dass die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 die Positionen der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 überlappen, und beendet den ersten Prozess. Gemäß solch einem ersten Prozess kann der bewegte Körper 100 einen durch eine Neigung verursachten Sturz des Körpers 150 zur Seite unterbinden und auch die Umkehrpendelsteuerung aufrechterhalten.
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nicht nach vorne geneigt ist (S402/Nein), bestimmt andererseits der bewegte Körper 100 aus dem erfassten Neigungswinkel, ob der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach hinten geneigt ist(S403).
Wenn der Körper 150 in der Fortbewegungsrichtung nach hinten geneigt ist (S403/Ja), bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 so nach hinten bewegen, dass die Bodenkontaktpunkte der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 hinter einer Position positioniert sind, in der der Vektor der Schwerkraft gf, die auf den Massenmittelpunkt des Körpers 150 (einschließlich des den Körper 150 fahrenden Benutzers) wirkt, die Bodenkontaktfläche schneidet (S405).
Danach aktiviert der bewegte Körper 100 den zweiten Prozess (S407). Im zweiten Prozess werden die Positionen der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 so gesteuert, dass sie die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 überlappen. Ähnlich wie bei dem ersten Prozess als Prozess, der sich von dem Prozess der Haltungssteuerung, dessen Vorgang in 15 gezeigt ist, unterscheidet, wird der zweite Prozess parallel zu dem Prozess der Haltungssteuerung, dessen Vorgang in 15 gezeigt ist, und dem ersten Prozess ausgeführt.
Insbesondere bestimmt, wie in 17 gezeigt ist, der bewegte Körper 100 im zweiten Prozess nach einer vorbestimmten Wartezeit (S421), ob zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 ein Abstand vorhanden ist (S422). Wenn zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 ein Abstand vorhanden ist (S422/Ja), bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 um ein bestimmtes Ausmaß nach hinten bewegen, und verkleinert den Abstand zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 (S423). Danach kehrt der bewegte Körper 100 zu Schritt S421 zurück und wiederholt nach einer vorbestimmten Wartezeit die Bestimmung in Schritt S422. Wenn zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 kein Abstand vorhanden ist (S422/Nein), bestimmt der bewegte Körper 100, dass bewirkt wurde, dass sich die Positionen der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 überlappen, und beendet den zweiten Prozess. Gemäß solch einem zweiten Prozess kann der bewegte Körper 100 einen durch eine Neigung verursachten Sturz des Körpers 150 zur Seite unterbinden und auch die Umkehrpendelsteuerung aufrechterhalten.
Bis ein Beenden der Umkehrpendelsteuerung bestimmt wird (S408/Ja), führt der bewegte Körper 100 wiederholt die oben beschriebenen Handlungen von Schritt S401 bis Schritt S407 aus und aktiviert den ersten und zweiten Prozess entsprechend dem Neigungswinkel des Körpers 150. Durch den ersten und den zweiten Prozess kann der bewegte Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus die Haltung des Körpers 150 stabil steuern, um eine Neigung von diesem zu verhindern.
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Bestimmungen in Schritt S402 und Schritt S403 in dieser Reihenfolge wie oben beschrieben durchgeführt werden können, d. h. die Bestimmung in Schritt S403 wird nach der Bestimmung in Schritt S402 durchgeführt oder kann in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, d. h., die Bestimmung in Schritt S402 wird nach der Bestimmung in Schritt S403 durchgeführt.
(2.3. Bewegungssteuerung)
Als Nächstes wird die Bewegungssteuerung im Umkehrpendelfahrmodus des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 18 bis 23 erläutert. Nachfolgend werden das Fahren auf ebenem Boden und die Bewegung zum Heraufsteigen von Stufen und die Bewegung zum Herabsteigen von Stufen als Bewegung des bewegten Körpers 100 im Umkehrpendelfahrmodus separat erläutert.
(Fahren auf ebenem Untergrund)
18 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuermodus für Fahren des bewegten Körpers 100 auf ebenem Untergrund im Umkehrpendelfahrmodus zeigt. 19 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns des Fahrens des bewegten Körpers 100 auf ebenem Untergrund im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
Wie in 19 gezeigt ist, beginnt der bewegte Körper 100 im angehaltenen Zustand (der Zustand von (1) in 18) zunächst mit dem Fahren durch Starten von Beschleunigung (S501). Als Nächstes bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 nach hinten bewegen, so dass die Bodenkontaktpunkte der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 hinter einer Position positioniert sind, in der ein resultierender Kraftvektor mf1 einer Beschleunigungsreaktionskraft af1 und der Schwerkraft gf, die auf den Massenmittelpunkt des Körpers 150 (einschließlich eines den Körper 150 fahrenden Benutzers) wirkt, die Bodenkontaktfläche schneidet(S502). Infolgedessen kann sich der bewegte Körper 100 in dem Zustand von (2) in 18 befinden. 18, und auch die Neigung des Körpers 150, die durch die Beschleunigungsreaktionskraft af1 verursacht wird, unterdrücken.
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100, ob die Beschleunigung abgeschlossen wurde (S503). Wenn die Beschleunigung nicht abgeschlossen wurde (S503/Nein), setzt der bewegte Körper 100 die Beschleunigung fort, während die Handlung von Schritt S502 durchgeführt wird. Wenn die Beschleunigung abgeschlossen wurde (S503/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Beschleunigung und startet eine Konstantgeschwindigkeitsbewegung (S504).
Durch Bewirken, dass sich die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 nach vorne bewegen, bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Positionen der Räder der Hinterradbeine 110 und 120 und die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 überlappen (S505). Infolgedessen befindet sich der bewegte Körper 100 im Zustand von (3) in 18, und kann durch Durchführen der Vierrad-Umkehrpendelsteuerung (S506) einen stabilisierten Zustand halten.
Danach bestimmt der bewegte Körper 100, ob die Konstantgeschwindigkeitsbewegung abgeschlossen wurde (S507) und beendet die Vierrad-Umkehrpendelsteuerung (S508), wenn die Konstantgeschwindigkeitsbewegung abgeschlossen wurde (S507/Ja) Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn Konstantgeschwindigkeitsbewegung nicht abgeschlossen wurde (S507), der bewegte Körper 100 die Konstantgeschwindigkeitsbewegung fortsetzt und zu Schritt S507 zurückkehrt, um die Bestimmung erneut durchzuführen.
Der bewegte Körper 100 startet nach Beendigung der Konstantgeschwindigkeitsbewegung die Verzögerung (S509). Als Nächstes bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 nach vorne bewegen, so dass die Bodenkontaktpunkte der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 vor einer Position positioniert sind, in der ein resultierender Kraftvektor mf2 einer Beschleunigungsreaktionskraft af2 und der Schwerkraft gf, die auf den Massenmittelpunkt des Körpers 150 (einschließlich eines den Körper 150 fahrenden Benutzers) wirkt, die Bodenkontaktfläche schneidet(S510). Infolgedessen kann sich der bewegte Körper 100 in dem Zustand von (4) in 18 befinden und auch die durch die Beschleunigungsreaktionskraft af2 verursachte Neigung des Körpers 150 unterdrücken.
Danach bestimmt der bewegte Körper 100, ob die Verzögerung abgeschlossen wurde (S511). Wenn die Verzögerung nicht abgeschlossen wurde (S511/Nein), setzt der bewegte Körper 100 die Verzögerung fort, während die Handlung von Schritt S510 durchgeführt wird. Wenn die Verzögerung abgeschlossen wurde (S511/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Verzögerung und befindet sich im angehaltenen Zustand (S512).
Durch Bewirken, dass sich die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 nach hinten bewegen, bewirkt der bewegte Körper 100, dass sich die Positionen der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 überlappen (S513). Infolgedessen befindet sich der bewegte Körper 100 im Zustand von (5) in 18, und kann durch Starten der Vierrad-Umkehrpendelsteuerung (S514) die Stellung in einem stabilisierten Zustand halten.
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 durch individuelle Steuerung der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 die Beschleunigung und Verzögerung durchführen, während die Haltung des Körpers 150 (d. h. die Haltung des den Körper 150 fahrenden Benutzers) beibehalten wird. Insbesondere steuert der bewegte Körper 100 die Positionen der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie die Positionen der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 so, dass ein resultierender Kraftvektor einer Beschleunigungsreaktionskraft und der Schwerkraft, die auf den Körper 150 ausgeübt wird, die Bodenkontaktfläche zwischen den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 schneidet. Infolgedessen kann der bewegte Körper 100 eine Beschleunigung und Verzögerung durchführen, ohne eine Neigung des Körpers 150 in der Fortbewegungsrichtung nach vorne oder nach hinten durch eine Beschleunigungsreaktionskraft zu verursachen.
(Bewegung zum Heraufsteigen von Stufen)
20 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuermodus für das Heraufsteigen von Stufen durch den bewegten Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus zeigt. 21 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns des Heraufsteigens von Stufen durch den bewegten Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
Wie in 21 gezeigt ist, bewegt sich der bewegte Körper 100 zunächst in eine solche Position, dass die Beine eines Benutzers, der den bewegten Körper 100 fährt, die Treppe 200 nicht berühren, wie im Zustand von (1) in 20 (S601).
Als Nächstes hebt der bewegte Körper 100 die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 an und startet die Zweirad-Umkehrpendelsteuerung nur mit den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140, wie im Zustand von (2) in 20 (S602). Dann bewegt sich der bewegte Körper 100 unter Anheben des Körpers 150 nach vorne (S603) und bewirkt, dass die Räder der Vorderradbeine 110 und 120, auf der nächsthöheren Stufe der Treppe 200 landen, wie im Zustand von (3) in 20 (S604).
Anschließend bewegt der bewegte Körper 100 den sich über den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 befindenden Massenmittelpunkt des Körpers 150 (auch den den Körper 150 fahrenden Benutzer einschließend) so, dass er über den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 liegt, wie im Zustand von (4) in 20 (S605).
Dann hebt der bewegte Körper 100 die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 an und startet die Zweirad-Umkehrpendelsteuerung nur mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120, wie im Zustand von (5) in 20 (S606). Anschließend bewirkt der bewegte Körper 100, dass die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 auf der nächsthöheren Stufe der Treppe 200 landen, wie im Zustand von (6) in 20 (S607).
Der bewegte Körper 100 bestimmt, ob er das Heraufsteigen der Treppe 200 abgeschlossen hat (S608), und führt, falls er das Heraufsteigen der Treppe 200 nicht abgeschlossen hat (S608/Nein), die Handlungen von Schritt S602 bis Schritt S607 wiederholt aus. Wenn er das Heraufsteigen der Treppe 200 beendet hat (S608/Ja), startet der bewegte Körper 100 die Umkehrpendelsteuerung mit den vier Rädern, die die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 sind (S609) .
Gemäß den oben genannten Handlungen kann der bewegte Körper 100 die Treppe 200 durch abwechselndes Umschalten der Zweirad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und der Zweirad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 heraufsteigen.
(Bewegung zum Herabsteigen von Stufen)
22 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuermodus für das Herabsteigen von Stufen durch den bewegten Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus zeigt. 23 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Steuerns des Herabsteigens von Stufen durch den bewegten Körper 100 im Umkehrpendelfahrmodus zeigt.
Wie in 23 gezeigt ist, bewegt sich der bewegte Körper 100 zunächst näher zu einer Endposition der Treppe 200, wie im Zustand von (1) in 22 (S621).
Als Nächstes hebt der bewegte Körper 100 die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 an und startet die Zweirad-Umkehrpendelsteuerung nur mit den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140, wie im Zustand von (2) in 22 (S622). Dann bewirkt der bewegte Körper 100, dass die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 auf der nächsttieferen Stufe der Treppe 200 landen, wie im Zustand von (3) in 22 (S623).
Anschließend bewegt der bewegte Körper 100 den sich über den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 befindenden Massenmittelpunkt des Körpers 150 (auch den den Körper 150 fahrenden Benutzer einschließend) so, dass er über den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 liegt, wie im Zustand von (4) in 22 (S624).
Als Nächstes hebt der bewegte Körper 100 die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 an und startet die Zweirad-Umkehrpendelsteuerung nur mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120, wie im Zustand von (5) in 22 (S625). Dann bewirkt der bewegte Körper 100, dass die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 auf der nächsttieferen Stufe der Treppe 200 landen, wie im Zustand von (6) in 22 (S626).
Der bewegte Körper 100 bestimmt, ob er das Herabsteigen der Treppe 200 abgeschlossen hat (S627), und führt, falls er das Herabsteigen der Treppe 200 nicht abgeschlossen hat (S627/Nein), die Handlungen von Schritt S622 bis Schritt S626 wiederholt aus. Wenn er das Herabsteigen der Treppe 200 beendet hat (S627/Ja), startet der bewegte Körper 100 die Umkehrpendelsteuerung mit den vier Rädern, die die Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und die Räder der Hinterradbeine 130 und 140 sind (S628).
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 die Treppe 200 durch abwechselndes Umschalten der Zweirad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Vorderradbeine 110 und 120 und der Zweirad-Umkehrpendelsteuerung mit den Rädern der Hinterradbeine 130 und 140 heraufsteigen.
(2.4. Autonome Steuerung)
Ferner wird die autonome Handlungssteuerung des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 24 bis 27 erläutert.
(Erste autonome Steuerung)
24 ist eine schematische Darstellung, die einen Modus einer ersten autonomen Steuerung zeigt. 25 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der ersten autonomen Steuerung zeigt. Wie in 24 gezeigt ist, kann bei der ersten autonomen Steuerung der bewegte Körper 100 die Stellung so steuern, dass ein Benutzer 10, der den bewegten Körper 100 fährt, und eine zweite Person 20 reibungsloser kommunizieren können.
Insbesondere kann der bewegte Körper 100 die zweite Person 20, die mit dem Benutzer 10 kommuniziert, unter Bezugnahme auf Erkennungsergebnisse von von einer im Sensorabschnitt 153 oder dergleichen enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Bildern erkennen. Infolgedessen kann sich der bewegte Körper 100 automatisch drehen, so dass der Benutzer 10 der erkannten zweiten Person 20 gegenübersteht. Darüber hinaus kann der bewegte Körper 100 die Höhe der Sitzfläche des Körpers 150, auf dem der Benutzer 10 fährt, automatisch so steuern, dass die Höhen der Blicklinien der erkannten zweiten Person 20 und des Benutzers 10 übereinstimmen. Durch menschliche Erkennung der zweiten Person 20, kann der bewegte Körper 100 ferner die Haltung oder dergleichen des Körpers 150 so steuern, dass der Benutzer 10 und die zweite Person 20 entsprechend der sozialen Beziehung zwischen dem Benutzer 10 und der zweiten Person 20 reibungsloser kommunizieren können.
Diese erste autonome Steuerung kann zum Beispiel gemäß dem in 25 gezeigten Vorgang ausgeführt werden.
Wie in 25 gezeigt ist, bestimmt der bewegte Körper 100 zunächst, ob der Benutzer 10, der den bewegten Körper 100 fährt, ein Gespräch mit einer zweiten Person 20 in der Nähe begonnen hat (S701). Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 anhand von Tönen, die von einem im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Mikrofon erfasst werden, oder Bildern, die von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurden, bestimmen, ob der Benutzer 10 ein Gespräch mit einer zweiten Person 20 begonnen hat. Es sei darauf hingewiesen, dass in einem Fall, in dem Benutzer 10 kein Gespräch mit einer zweiten Person 20 führt (S701/Nein), der bewegte Körper 100 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu Schritt S701 zurückkehrt, um die Bestimmung erneut durchzuführen.
Wenn der Benutzer 10 ein Gespräch mit einer zweiten Person 20 begonnen hat (S701/Ja), erkennt der bewegte Körper 100 die zweite Person 20, die das Gespräch mit dem Benutzer 10 führt, anhand von von dem Mikrofon im Sensorabschnitt 153 erfassten Tönen oder von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern (S702). Als Nächstes schätzt der bewegte Körper 100 die stehende Position und die Höhe der Blicklinie der zweiten Person 20, die das Gespräch mit dem Benutzer 10 führt anhand von von dem im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Mikrofon erfassten Tönen oder von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern (S703).
Dann dreht sich der bewegte Körper 100 so, dass der Benutzer 10 der geschätzten Standposition der zweiten Person 20 gegenübersteht(S704). Insbesondere bewirkt eine Drehung des bewegten Körpers 100 an seiner Position durch Differenzialsteuerung der linken und rechten Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und Hinterradbeine 130 und 140, dass der Körper 150 der Standposition der zweiten Person 20 gegenübersteht.
Hier bestimmt der bewegte Körper 100, ob individuelle Einstellungsinformationen über die zweite Person 20, die das Gespräch mit dem Benutzer 10 führt, vorliegen (S705). Wenn individuelle Einstellungsinformationen vorliegen (S705/Ja), erfasst der bewegte Körper 100 die individuellen Einstellungsinformationen, die der zweiten Person 20 entsprechen (S706), und stellt die Höhe der Sitzfläche des Körpers 150, auf dem der Benutzer 10 fährt, unter Bezugnahme auf die erfassten individuellen Einstellungsinformationen ein (S708).
Individuelle Einstellungsinformationen sind solche Informationen wie die Höhe des Körpers 150, die für jede zweite Person 20 nach den Attributen der zweiten Person 20 individuell eingestellt wird, oder die soziale Beziehung zwischen dem Benutzer 10 und der zweiten Person 20. Durch die Einstellung der individuellen Einstellungsinformationen kann der bewegte Körper 100 die Höhe des Körpers 150 individuell anpassen, wenn der Benutzer 10 mit einem bestimmten Partner spricht.
Wenn beispielsweise die zweite Person 20 ein Vorgesetzter (z. B. ein Chef usw.) des Benutzers 10 ist, kann der bewegte Körper 100 die Höhe des Körpers 150, auf dem der Benutzer 10 fährt, so steuern, dass die Blicklinie des Benutzers 10 tiefer verläuft als die Blicklinie der zweiten Person 20.
Wenn andererseits keine individuellen Einstellungsinformationen vorliegen (S705/Nein), passt der bewegte Körper 100 die Höhe der Sitzfläche des Körpers 150, auf dem der Benutzer 10 fährt, so an, dass die Höhen der Blicklinien der zweiten Person 20 und des Benutzers 10 übereinstimmen (S707). Dies ermöglicht dem Benutzer 10, der zweiten Person 20 ein Gefühl der Sicherheit und Affinität zu vermitteln, indem bewirkt wird, dass die Höhe der Blicklinie des Benutzers 10 mit der Höhe der Blicklinie der zweiten Person 20 übereinstimmt.
Gemäß den oben beschriebenen Handlungen kann der bewegte Körper 100 dem Benutzer 10, der den bewegten Körper 100 fährt, und der zweiten Person 20, die sich in der Nähe des bewegten Körpers 100 befindet, eine reibungslosere Kommunikation ermöglichen.
(Zweite Autonome Steuerung)
26 ist eine schematische Darstellung, die einen Modus einer zweiten autonomen Steuerung zeigt. 27 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der zweiten autonomen Steuerung zeigt. Wie in 26 gezeigt ist, kann bei der zweiten autonomen Steuerung der bewegte Körper 100 die Stellung so steuern, dass der Benutzer 10, der den bewegten Körper 100 fährt, effizienter mit einem betreffenden Objekt 30 in der äußeren Umgebung interagieren kann.
Insbesondere kann der bewegte Körper 100 das betreffende Objekt 30 in der äußeren Umgebung, mit der der Benutzer 10 zu interagieren versucht, entsprechend den Erkennungsergebnissen von von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern oder dergleichen erkennen. Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 eine Geste des Benutzers 10 und die äußere Umgebung basierend auf Bildern, die von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung erfasst werden, erkennen und das betreffende Objekt 30, das sich in der äußeren Umgebung befindet und aus der Geste des Benutzers 10 abgeleitet wird, erkennen.
Dadurch kann sich der bewegte Körper 100 autonom bewegen und auch die Höhe der Sitzfläche des Körpers 150, auf dem der Benutzer 10 fährt, autonom so steuern, dass der Benutzer 10 das erkannte betreffende Objekt 30 leicht bedienen oder halten kann. Zum Beispiel kann sich der bewegte Körper 100 autonom so bewegen, dass er sich vor dem betreffenden Objekt 30, z. B. einer Bedienungstaste, die der Benutzer 10 bedienen möchte, oder einem Glas, das der Benutzer 10 halten möchte, befindet, und auch die Höhe der Sitzfläche des Körpers 150 autonom so steuern, dass der Benutzer 10 das betreffende Objekt 30 mit seiner Hand erreichen kann.
Wenn der das bewegte Objekt 100 fahrende Benutzer 10 versucht, mit dem betreffenden Objekt 30, das sich in der äußeren Umgebung befindet, zu interagieren, muss der Benutzer 10 das betreffende Objekt 30 entweder mit seiner linken oder rechten Hand bedienen oder halten, während er den bewegten Körper 100 bedient. In solch einem Fall wird es für den Benutzer 10 manchmal schwierig, sich auf die Bedienung des bewegten Körpers 100 zu konzentrieren. Bei der zweiten autonomen Steuerung kann der bewegte Körper 100 den Komfort für den Benutzer 10 erhöhen, indem sie eine autonome Bewegungs- und Stellungssteuerung so durchführt, dass es für den Benutzer 10 einfacher wird, mit dem betreffenden Objekt 30 zu interagieren.
Solch eine zweite autonome Steuerung kann zum Beispiel gemäß dem in 27 gezeigten Vorgang ausgeführt werden.
Wie in 27 gezeigt ist, erkennt der bewegte Körper 100 zunächst eine Geste des den bewegten Körper 100 fahrenden Benutzers 10 (S721). Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 eine Handbewegung (d. h. eine Geste) des Benutzers 10 anhand von von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern erkennen.
Als Nächstes bestimmt der bewegte Körper 100 anhand der erkannten Geste, ob der Benutzer 10 versucht, mit dem betreffenden Objekt 30, das in der äußeren Umgebung vorhanden ist, zu interagieren, (z. B. ob der Benutzer 10 nach dem Objekt 30 greift) (S722). Wenn bestimmt wird, dass der Benutzer 10 nicht versucht, mit dem betreffenden Objekt 30 zu interagieren (S722/Nein), kehrt der bewegte Körper 100 zu Schritt S721 zurück, um die Gestenerkennung des den bewegten Körper 100 fahrenden Benutzers 10 erneut durchzuführen.
Wenn der Benutzer 10 versucht, mit dem betreffenden Objekt 30 zu interagieren (S722/Ja), identifiziert der bewegte Körper 100 das betreffende Objekt 30 und die Position des betreffenden Objekts 30 (S723). Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 das betreffende Objekt 30, mit dem der Benutzer 10 zu interagieren versucht, identifizieren und die Position des betreffenden Objekts 30 anhand von von der im Sensorabschnitt 153 enthaltenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern identifizieren.
Als Nächstes erstellt der bewegte Körper 100 einen Bewegungsplan für die Bewegung zu einer Position, in der der Benutzer 10 mit dem identifizierten betreffenden Objekt 30 interagieren kann (z. B. kann der Benutzer 10 das betreffende Objekt 30 mit seiner Hand erreichen) (S724). Nach der automatischen Fahrt gemäß dem erstellten Bewegungsplan (S725) stellt der bewegte Körper 100 die Höhe der Sitzfläche des Körpers 150 auf eine Höhe ein, in der der Benutzer 10 mit dem betreffenden Objekt 30 interagieren kann (z. B. kann der Benutzer 10 das betreffende Objekt 30 mit seiner Hand erreichen) (S726).
Danach bestimmt der bewegte Körper 100, ob der Benutzer 10, der den bewegten Körper 100 fährt, mit dem betreffenden Objekt 30 interagieren kann (S727). Wenn der Benutzer 10 nicht mit dem betreffenden Objekt 30 interagieren kann (S727/Nein), kehrt der bewegte Körper 100 zu Schritt S724 zurück, um erneut einen Bewegungsplan zu erstellen. Wenn der Benutzer 10 hingegen mit dem betreffenden Objekt 30 interagieren kann (S727/Ja), beendet der bewegte Körper 100 die Handlung.
Gemäß den oben genannten Handlungen kann der bewegte Körper 100 dem den bewegten Körper 100 fahrenden Benutzer 10 ermöglichen, effizienter mit dem betreffenden Objekt 30, das sich in der äußeren Umgebung befindet, zu interagieren. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 den Komfort für den Benutzer 10 erhöhen.
<3. Modifikationsbeispiele>
Ferner werden Modifikationsbeispiele des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 28 und 29. erläutert. 28 ist eine Figur zur Erläuterung eines ersten Modifikationsbeispiels des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 29 ist eine Figur zur Erläuterung eines zweiten Modifikationsbeispiels des bewegten Körpers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
(Erstes Modifikationsbeispiel)
Das erste Modifikationsbeispiel ist ein Modifikationsbeispiel, bei dem der bewegte Körper 100 im Vierrad-Fahrmodus die Aufhängung des Körpers 150 dynamisch steuert.
Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 jedes der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Hinterradbeine 130 und 140 entlang zweier oder mehr Achsen steuern. Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 ferner die Schwingungen des Körpers 150 weiter reduzieren, indem die vertikale Position jedes Rads gemäß den Änderungen einer auf jedes der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 ausgeübten Last gesteuert wird. Insbesondere wenn der bewegte Körper 100 auf einem nicht flachen, unebenen Boden fährt, kann der bewegte Körper 100 durch Steuern der vertikalen Position jedes Rades gleichmäßig auf dem unebenen Boden fahren.
Die auf jedes der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 ausgeübte Last kann von einem für das Rad bereitgestellten Lastsensor erfasst werden, kann anhand der Lastschwankungen jedes Gelenks des Rads geschätzt werden oder kann anhand des Zustands des Durchrutschens oder Durchdrehens des Rads geschätzt werden. Darüber hinaus kann die auf jedes der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 sowie der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 ausgeübte Last gemäß der dreidimensionalen Form einer erfassten Fahrfläche geschätzt werden.
Wie in 28 gezeigt ist, kann der bewegte Körper 100, wenn der bewegte Körper 100 eine Kurve fährt, auch das Vorderradbein 120 und das Hinterradbein 140 als innere Räder so steuern, dass sie tiefer positioniert sind, und das Vorderradbein 110 und das Hinterradbein 130 als äußere Räder so steuern, dass sie höher positioniert sind. In solch einem Fall wird es für den bewegten Körper 100 möglich, den Querneigungswinkel des Körpers 150 zu steuern. Dies hat zur Folge, dass der bewegte Körper 100 verhindern kann, dass er bei Fahren einer Kurve zur Seite fällt, da es möglich ist, die Steuerung so durchzuführen, dass ein resultierender Kraftvektor mf3 einer Zentrifugalkraft cf und der Schwerkraft gf, die auf den Massenmittelpunkt des bewegten Körpers 100 wirkt, die Innenseite eines Stützpolygons, das die Bodenkontaktpunkte der Vorderradbeine 110 und 120 und der Hinterradbeine 130 und 140 verbindet, schneidet.
Zum Beispiel kann der Querneigungswinkel des Körpers 150 des bewegten Körpers 100 in Bezug auf die Geschwindigkeit des bewegten Körpers 100, den Abstand von einem Drehmittelpunkt cc (d. h. den Wenderadius), das Gewicht des bewegten Körpers 100 (auch einschließlich eines Benutzers, der mit dem Körper fährt 150) und dergleichen berechnet werden. Darüber hinaus kann der Querneigungswinkel des Körpers 150 des bewegten Körpers 100 so berechnet werden, dass eine auf jedes der Räder der Vorderradbeine 110 und 120 und der Räder der Hinterradbeine 130 und 140 ausgeübte Last gleich wird.
(Zweites Modifikationsbeispiel)
Das zweite Modifikationsbeispiel ist ein Modifikationsbeispiel, bei dem der bewegte Körper 100 im Vierrad-Fahrmodus den Nachlaufwinkel der Lenkabschnitte 117 und 127, die an den Vorderradbeinen 110 und 120 vorgesehen sind, steuert.
Zum Beispiel kann der bewegte Körper 100 die Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 so steuern, dass eine Schwenkachse der Lenkabschnitte 117 und 127 relativ zu den Rädern 116 und 126 um einen Nachlaufwinkel ca relativ zu einer senkrecht zur Bodenkontaktfläche verlaufenden Richtung geneigt wird.
Wenn der Nachlaufwinkel ca zunimmt, nimmt eine Entfernung (d. h. Nachlaufstrecke) ct zwischen den Bodenkontaktpunkten der Räder 116 und 126 und einem Schnittpunkt von der Bodenkontaktfläche und der Schwenkachse der Lenkabschnitte 117 und 127, die durch einen Drehmittelpunkt hc der Räder 116 und 126 verläuft, zu. In solch einem Fall kann der bewegte Körper 100 die Stabilität bei einer Geradeausfahrt weiter verbessern. Andererseits wird in einem Fall, in dem der Nachlaufwinkel ca abnimmt, die Entfernung (d. h. Nachlaufstrecke) ct zwischen den Bodenkontaktpunkten der Räder 116 und 126 und dem Schnittpunkt der Bodenkontaktfläche und der Schwenkachse der Lenkabschnitte 117 und 127, die durch den Drehmittelpunkt hc der Räder 116 und 126 verläuft, verringert. In solch einem Fall kann der bewegte Körper 100 die Kurvenfahrtleistung während der Fahrt weiter verbessern.
Dementsprechend kann der bewegte Körper 100 die Fahrleistung des bewegten Körpers 100 im Vierrad-Fahrmodus durch Steuern der Stellungen der Vorderradbeine 110 und 120 entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit und dem Wenderadius zum Steuern des Nachlaufwinkels der Lenkabschnitte 117 und 127 dynamisch optimieren. Daher kann der bewegte Körper 100 im Vierrad-Fahrmodus stabileres Fahren ausführen.
<4. Anmerkungen>
Während bisher eine geeignete Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich erläutert wurde, beschränkt sich der technische Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf das Beispiel. Natürlich ist es für einen Durchschnittsfachmann auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Offenbarung möglich, verschiedene Arten von Modifikationsbeispielen oder korrigierten Beispielen innerhalb des Schutzumfangs des technischen Gedankens, der in den Ansprüchen beschrieben wird, zu konzipieren, und solche verschiedenen Arten von Modifikationsbeispielen und korrigierten Beispielen gehören selbstverständlich zu dem technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
Darüber hinaus werden die in der vorliegenden Schrift beschriebenen Vorteile lediglich zur Erläuterung oder Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung dargeboten. Das heißt, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen oder anstelle der oben beschriebenen Vorteile andere Vorteile aufweisen, die für den Fachmann anhand der Beschreibung der vorliegenden Schrift offensichtlich sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass die folgenden Konfigurationen auch in den technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
(1)
Ein bewegter Körper, der Folgendes aufweist:

vier oder mehr Beine, die Räder an ihren Enden haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können und
einen Körper, der an den vier oder mehr Beinen gestützt wird,
wobei die vier oder mehr Beine zwei oder mehr Vorderradbeine, die in einer Fortbewegungsrichtung des Körpers nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeine, die in der Fortbewegungsrichtung des Körpers nach hinten schwenken können, beinhalten, und
die Vorderradbeine und die Hinterradbeine in der Lage sind, in solche Positionen zu schwenken, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.

(2)
Der bewegte Körper nach Punkt (1) oben, wobei der Körper einen Sitz aufweist, der es einem Benutzer ermöglicht, darauf zu fahren.
(3)
Der bewegte Körper nach Punkt (1) oder (2) oben, wobei jedes der vier oder mehr Beine einen Verbindungsmechanismus mit zwei oder mehr Gelenken aufweist.
(4)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (3) oben, wobei die Vorderradbeine Lenkabschnitte aufweisen, die die Richtung der Räder relativ zur Fortbewegungsrichtung steuern.
(5)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (4) oben, wobei die Räder von Radnabenmotoren angetrieben werden.
(6)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (5) oben, wobei die Bodenkontaktpositionen der Vorderradbeine und der Hinterradbeine entsprechend einer Neigung des Körpers in der Fortbewegungsrichtung gesteuert werden.
(7)
Der bewegte Körper nach Punkt (6) oben, wobei die Bodenkontaktpositionen der Vorderradbeine und der Hinterradbeine so gesteuert werden, dass sich ein Punkt, an dem ein resultierender Kraftvektor einer Beschleunigungsreaktionskraft des bewegten Körpers und einer Schwerkraft, die auf einen Massenmittelpunkt des bewegten Körpers ausgeübt wird, eine Fahrfläche schneidet, zwischen den Bodenkontaktpositionen der Vorderradbeine und den Bodenkontaktpositionen der Hinterradbeine in der Fortbewegungsrichtung befindet.
(8)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (7) oben, wobei der bewegte Körper in einer Stellung fährt, in der die Vorderradbeine nach vorne gestreckt sind und die Hinterradbeine nach hinten gestreckt sind.
(9)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (8) oben, wobei der bewegte Körper in einer Stellung fährt, in der sich die Räder der Vorderradbeine und der Hinterradbeine in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.
(10)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (9) oben, wobei
die zwei oder mehr Vorderradbeine so gesteuert werden, dass die Räder in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung parallel zueinander werden, und
die zwei oder mehr Hinterradbeine so gesteuert werden, dass die Räder in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung parallel zueinander werden.
(11)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (1) bis (10) oben, ferner aufweisend:

einen Sensorabschnitt, der Informationen über eine äußere Umgebung erfasst.

(12)
Der bewegte Körper nach Punkt (11) oben, wobei die vier oder mehr Beine eine Körperhöhe in Bezug auf die Informationen über die äußere Umgebung steuern.
(13)
Der bewegte Körper nach Punkt (11) oder (12) oben, wobei die vier oder mehr Beine die Bewegung des bewegten Körpers in Bezug auf die Informationen über die äußere Umgebung steuern.
(14)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (11) bis (13) oben, wobei die Informationen über die äußere Umgebung Informationen über eine Geste eines Benutzers, der auf dem bewegten Körper fährt, beinhalten.
(15)
Der bewegte Körper nach einem der Punkte (11) bis (14) oben, wobei die Informationen über die äußere Umgebung Informationen über ein Erkennungsergebnis bezüglich eines in der äußeren Umgebung anwesenden Menschen beinhalten.
(16)
Eine Steuereinrichtung, wobei
die Steuereinrichtung einen bewegten Körper, der vier oder mehr Beine aufweist, die Räder an ihren Enden haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können, und einen Körper, der an den vier oder mehr Beinen gestützt wird, steuert, und
die Steuereinrichtung zwei oder mehr Vorderradbeine aus den vier oder mehr Beinen, die in einer Fortbewegungsrichtung des Körpers nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeine aus den vier oder mehr Beinen, die in der Fortbewegungsrichtung des Körpers nach hinten schwenken können, in solche Positionen schwenkt, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.
[Bezugszeichenliste]

10: Benutzer
20: Zweite Person
30: Betreffendes Objekt
100: Bewegter Körper
110, 120: Vorderradbein
111, 121, 131, 141: Erstes Gelenk
112, 122, 132, 142: Erstes Verbindungsglied
113, 123, 133, 143: Zweites Gelenk
114, 124, 134, 144: Zweites Verbindungsglied
115, 125, 135, 145: Antriebsabschnitt
116, 126, 136, 146: Rad
117, 127: Lenkabschnitt
130, 140: Hinterradbein
150: Körper
151: Steuerabschnitt
152: Eingabeabschnitt
153: Sensorabschnitt
154: Stromversorgungsabschnitt
160: Motorabschnitt
200: Treppe

Claims

Bewegter Körper, der Folgendes aufweist: vier oder mehr Beine, die Räder an ihren Enden haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können und einen Körper, der an den vier oder mehr Beinen gestützt wird, wobei die vier oder mehr Beine zwei oder mehr Vorderradbeine, die in einer Fortbewegungsrichtung des Körpers nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeine, die in der Fortbewegungsrichtung des Körpers nach hinten schwenken können, beinhalten, und die Vorderradbeine und die Hinterradbeine in der Lage sind, in solche Positionen zu schwenken, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei der Körper einen Sitz aufweist, der es einem Benutzer ermöglicht, darauf zu fahren.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei jedes der vier oder mehr Beine einen Verbindungsmechanismus mit zwei oder mehr Gelenken aufweist.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei die Vorderradbeine Lenkabschnitte aufweisen, die die Richtung der Räder relativ zur Fortbewegungsrichtung steuern.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei die Räder von Radnabenmotoren angetrieben werden.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei die Bodenkontaktpositionen der Vorderradbeine und der Hinterradbeine entsprechend einer Neigung des Körpers in der Fortbewegungsrichtung gesteuert werden.
Bewegter Körper nach Anspruch 6, wobei die Bodenkontaktpositionen der Vorderradbeine und der Hinterradbeine so gesteuert werden, dass sich ein Punkt, an dem ein resultierender Kraftvektor einer Beschleunigungsreaktionskraft des bewegten Körpers und einer Schwerkraft, die auf einen Massenmittelpunkt des bewegten Körpers ausgeübt wird, eine Fahrfläche schneidet, zwischen den Bodenkontaktpositionen der Vorderradbeine und den Bodenkontaktpositionen der Hinterradbeine in der Fortbewegungsrichtung befindet.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei der bewegte Körper in einer Stellung fährt, in der die Vorderradbeine nach vorne gestreckt sind und die Hinterradbeine nach hinten gestreckt sind.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei der bewegte Körper in einer Stellung fährt, in der sich die Räder der Vorderradbeine und der Hinterradbeine in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr Vorderradbeine so gesteuert werden, dass die Räder in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung parallel zueinander werden, und die zwei oder mehr Hinterradbeine so gesteuert werden, dass die Räder in der orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung parallel zueinander werden.
Bewegter Körper nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Sensorabschnitt, der Informationen über eine äußere Umgebung erfasst.
Bewegter Körper nach Anspruch 11, wobei die vier oder mehr Beine eine Körperhöhe in Bezug auf die Informationen über die äußere Umgebung steuern.
Bewegter Körper nach Anspruch 11, wobei die vier oder mehr Beine eine Bewegung des bewegten Körpers in Bezug auf die Informationen über die äußere Umgebung steuern.
Bewegter Körper nach Anspruch 11, wobei die Informationen über die äußere Umgebung Informationen über eine Geste eines Benutzers, der auf dem bewegten Körper fährt, beinhalten.
Bewegter Körper nach Anspruch 11, wobei die Informationen über die äußere Umgebung Informationen über ein Erkennungsergebnis bezüglich eines in der äußeren Umgebung anwesenden Menschen beinhalten.
Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung einen bewegten Körper, der vier oder mehr Beine aufweist, die Räder an ihren Enden haben und entlang zwei oder mehr Achsen gesteuert werden können, und einen Körper, der an den vier oder mehr Beinen gestützt wird, steuert, und die Steuereinrichtung zwei oder mehr Vorderradbeine aus den vier oder mehr Beinen, die in einer Fortbewegungsrichtung des Körpers nach vorne schwenken können, und zwei oder mehr Hinterradbeine aus den vier oder mehr Beinen, die in der Fortbewegungsrichtung des Körpers nach hinten schwenken können, in solche Positionen schwenkt, dass sich die Räder in einer orthogonal zur Fortbewegungsrichtung verlaufenden Richtung überlappen.