JP2003305088A

JP2003305088A - 輸送車両と方法

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Publication number: JP2003305088A
Application number: JP2003035305A
Authority: JP
Inventors: Dean L Kamen; カーメンディーン・エル; Robert R Ambrogi; アンブロジロバート・アール; Robert J Duggan; ダンカンロバート・ジェイ; Richard Kurt Heinzmann; ハインツマンリチャード・カート; Brian R Key; キーブライアン・アール; Andrzej Skoskiewicz; スコスキービクズアンゼヒ; Phyllis K Kristal; クリスタルフィリス・ケイ
Original assignee: Deka Products LP
Current assignee: Deka Products LP
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2003-10-28
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: JP4291593B2

Abstract

(57)【要約】【課題】好ましい実施例において不規則な表面を有す
る地面上で個人を輸送する車両を提供する。【解決手段】この実施例は人間を支持する支持体を有
する。この支持体に運動可能に取り付けた地面接触モジ
ュールは表面上の支持体中の人間を支えるように作動す
る。地面接触モジュールの方向付けが垂直位置で互いに
交差する前-後及び横方向平面を画成する。支持体と地
面接触モジュールは組立体の構成部材である。この組立
体に取り付けられ地面接触モジュールに結合したモータ
ー付き駆動装置は、組立体とそれに付随する人間を表面
上で移動させる。最後にこの実施例は制御ループを有
し、この制御ループにモーター付き駆動装置が含まれ、
この制御ループは地面接触モジュールに関してモーター
付き駆動装置の作動により前−後及び横方向平面におけ
る安定性を力学的に高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野本発明は個人を輸送する車両と方法に関し、特に詳細に
は不規則な表面を有する地面上で個人を輸送する車両と
方法に関する。背景技術人間を輸送するための広い範囲に亘る車両と方法が知ら
れている。これら車両の設計は概ね操縦性に優る安定性
を好む妥協の産物である。例えば不規則な表面を有する
地面上で人々を輸送するための自己推進使用者主導型車
両を提供するのは困難である。しかし比較的平坦な表面
を有する地面上の手近な移動は可能である。不規則な表
面上の移動を達成する車両は複雑で重たく通常の移動が
困難である。発明の要約好ましい実施例において本発明は不規則な表面を有する
地面上で人間を輸送する車両を提供する。この実施例は
人間を支持する支持体を有する。この支持体に可動的に
取り付けた地面接触モジュールは表面上の支持体中の人
間を支えるように作動する。地面接触モジュールの方向
付けは垂直位置で互いに交差する前−後及び横方向平面
を画成する。支持体と地面接触モジュールは組立体の構
成部材である。この組立体に取り付けられ地面接触モジ
ュールに結合したモーター付き駆動装置は、組立体とそ
れに付随する人間を表面上で移動させる。最後にこの実
施例は制御ループを有し、この制御ループにはモータ付
き駆動装置が含まれ、地面接触モジュールに関してモー
ター付き駆動装置の作動により前−後及び横方向平面に
おける安定性を力学的に高める。

【０００２】別の実施例では地面接触モジュールは相互
に横方向に配設した一対の地面接触部材として具体化さ
れる。この地面接触部材は車輪でもよい。又、地面接触
部材は車輪の集合体で構成してもよく、各集合体は、共
通の横方向に配設した中央軸に回転可能に取り付けられ
その周りでモーターで駆動される。各集合体の車輪は中
央軸に平行な軸の周りに回転可能に取り付けられる。し
たがって中央軸から各車輪の直径を通る距離は集合体の
中の車輪の各々と大体同じである。車輪は集合体とは独
立してモーターで駆動される。

【０００３】さらに別の実施例では、各地面接触部材は
一対の軸方向に近接し、回転可能に取り付けた弓形の要
素対を含む。各要素対の弓状要素は支持体支柱の対向す
る端部で横方向に配設される。この支持体支柱はその中
間点で回転可能に取り付けられている。各支持体支柱は
モーターで駆動される。実施例の詳細な説明この発明は広い範囲の実施例において具体化される。こ
れら実施例の多くの特色は、複数の横方向に配設した地
面接触部材を使用して人間が輸送される表面上で人間を
支えることである。地面接触部材はモーターで駆動され
る。多くの実施例では、移動中、人間を支持する構成は
前−後平面における垂直面に関する時間の少なくとも一
部については本来の安定性を欠くが、横方向平面の垂直
面に関しては比較的安定である。前−後安定性はモータ
ーを含む制御ループを与えることで達成される。これは
地面接触部材に関してモーターを作動させるためであ
る。以下に述べるように、対の地面接触部材は、例えば
一対の車輪又は一対の車輪集合体であってよい。車輪集
合体の場合は、各集合体は複数の車輪を含んでもよい。
しかし、各地面接触部材は、複数の（典型的には一対
の）、軸方向に近接し、半径方向に支持されかつ回転可
能に取り付けた弓状要素で置き換えてもよい。これらの
実施例では、地面接触部材は制御ループのモーター付き
駆動装置によって駆動される。これは車両に作動する妨
害や力に関係なく、車両の質量の中心を地面接触部材の
地面に対する接触点に維持するような方法で行われる。

【０００４】第１図に本発明の簡略化した実施例を示
す。ここでは主要な地面接触部材は一対の車輪であり、
補助的な地面接触部材が階段を昇降するのに使用され
る。（以下に示すように階段の登り降り及び平な地形の
移動の両方共、単一組の地面接触部材が前述した車輪集
合体又は弓状要素である場合、この単一組の地面接触部
材により達成される。）第１図に示す実施例は、支持体１２を含む。これはここ
では椅子として具現化され、この上に人間が座る。車両
は相互に横方向に配設した一対の車輪１１を備えてい
る。車輪は垂直軸Ｚ−Ｚ、車輪の軸に平行な横軸Ｙ−
Ｙ、及び車輪軸に垂直な前−後軸Ｘ−Ｘを含む１連の軸
を画成するのを助ける。垂直軸Ｚ−Ｚ及び横軸Ｙ−Ｙで
画成される平面は「横方向平面」と呼ばれる場合があ
り、前−後軸Ｘ−Ｘ及び垂直軸Ｚ−Ｚで画成される平面
は「前−後方向平面」と呼ばれる場合がある。前−後軸
Ｘ−Ｘ及び横軸Ｙ−Ｙに平行な方向はそれぞれ前後及び
横方向と呼ばれる。地面に接触するため対の車輪１１依
存する場合、車両は前−後方向の垂直面に関して本質的
に不安定であるが、横方向の垂直面については比較的安
定である。

【０００５】第２図では、車両は車輪１１に加えて制御
可能な量だけ垂直方向に延長可能な一対の横方向に配設
した足２１及び足台２２を備えている。脚台は階段のよ
うな対象物の高さを決めるためその上に配設したセンサ
ーを備えている。脚２１は一対の延長可能な脚２３上に
配設されている。好ましい実施例では、車両は両方の脚
が地面に接触しているとき横方向のみならず前−後方向
にも安定であるが、横方向安定性は、１個の脚が地面と
接触している場合、犠牲になるかも知れない。第３図
に、足２１と関連する脚２３を含む支持システムに関し
椅子１２の旋回を可能にする第１図及び第２図の実施例
の態様を示す。旋回は概ね水平である平面中で作動す
る。この旋回の態様は各足を延長させ後退させる能力と
協同して階段上の人間の移動に類似した方法で階段を昇
降する車両の運動を可能にする。各脚２３は、重量支承
脚として機能するとき、旋回中に脚の垂直軸を中心とす
る車両の残部の回転を可能にする。旋回を達成するにあ
たり脚と脚の中央に配設した垂直軸を中心として旋回し
て椅子の前方方向向きを維持させる。さらに旋回中、重
量を支持しない脚２３はその垂直軸を中心として回転し
て関連する足２１を前方向き方向に維持する。

【０００６】第１図乃至第３図で説明した実施例は相対
的な移動を達成するため本来の前−後安定性を犠牲にす
る。一般的に漸進的な表面の変化のためには、平衡モー
ドが本質的に不安定なシステムに前−後安定性を与え
る。階段のようなさらに不規則なば表面に対しては、こ
の実施例は階段を昇降するのに使用する別の「ステップ
モード」を有する。階段の昇降では、例えば手を使用し
て第４図に示すように普通の手すりをつかむか、或いは
階段の近くの利用できる壁に接触して安定性を回復して
もよい。

【０００７】さらに色々な方法を使用して落下による傷
害の危険を減少させることができる。一つの態様では、
落下が生じるものと決められている場合、車両はうづく
まりモードに入る。このモードでは車両と人間の組み合
わせた質量の中心に制御可能にかつ素早く低下する。質
量の中心の低下は例えば表面からの椅子の高さを減少さ
せる方法により支持システムに蝶番をつけたり分離した
りして達成してもよい。又、うづくまりモードはエネル
ギーを人間に与える前にエネルギーを放散させる有用な
効果を有し、人間をその脆弱性が減少するところに位置
させ、かつ衝突の場合に人間に伝達されるエネルギーを
減少させるよう人間を低いところに位置させる。

【０００８】第５図のブロックダイヤグラムにおいて、
制御システム５１が第１図乃至第４図の実施例のモータ
ー駆動装置とアクチュエイターを制御して移動と平衡を
達成するために使用されているのが見られる。これらは
左右の車輪それぞれのためのモーター駆動装置５３１と
５３２、左右の脚それぞれのためのアクチュエイター５
４１と５４２、及び旋回モーター駆動装置５５を含む。
制御システムはユーザーインターフェイス５６１、前後
勾配を検出する勾配センサー５６２、車輪回転センサー
５６３、アクチュエイター高さセンサー５６４、旋回セ
ンサー５６５、及び階段寸法センサー５６６を含むデー
タ入力を有する。

【０００９】移動のため車輪が作動状態になっていると
き、第１図による本発明の実施例で平衡を達成するため
の簡略化した制御の段階的手法が第６図のブロックダイ
ヤグラムに示される。プラント６１は制御ループが加え
られる前に単一モーターにより駆動される地面接触モジ
ュールを有するシステムの運動の方程式に相当する。Ｔ
は車輪トルクを意味する。文字θは前−後傾斜（重力、
すなわち垂直線に対する車両の勾配角度）を、Ｘは基準
点に関して表面に沿う前−後の移動を、及び文字上の点
は時間に関して微分した変数を、それぞれ意味する。数
字の残部は平衡を達成するため使用した対照である。ボ
ックス６２と６３は微分を意味する。システムの安定性
を確保して動的な制御を達成し、表面上の基準点の近く
のシステムを維持するために、本実施例における車輪ト
ルクＴは以下の式を満たすよう設定される。

【００１０】

【数１】利得Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、及びＫ４はシステムの物理的パ
ラメーター及び重量のような他の影響を受ける。第６図
の簡略化した制御の段階的手法は、人間の身体運動又は
他の人又は対象物との接触により、表面上の基準点に関
する質量のシステムの中心への変化のような変動が存在
するとき、表面上の基準点への平衡及び接近を維持す
る。

【００１１】第６図に説明した１車輪システムの代わり
に２車輪を受け入れるため左モーターから求められるト
ルク及び右モーターから求められるトルクは第３３図を
参照しつつ以下に説明される一般的方法で別々に計算す
ることができる。さらに左車輪の運動と右車輪の運動の
両方を追跡すると、車両の偶発的回転を防止し、二つの
駆動モーター間の性能変動を説明する調整を可能にす
る。

【００１２】操縦桿のような手動のインターフエースを
使用して各モーターのトルクを調節している。操縦桿は
第７図に示すような軸を有する。この実施例の動作で
は、操縦桿の前進運動は車両の前進運動となり、操縦桿
の後退運動は車両の後退運動となる。同様に操縦桿の左
方への運動により左への回転となり、操縦桿の右方への
運動は右への回転となる。ここで使用した構成は操縦桿
が左か右へ運動したとき車両を適切な位置に回転させ
る。前進又は後退運動については、操縦桿の代替的方法
として前又は後ろに傾けてもよい。これは勾配センンサ
ー（θを測定する）が、或る勾配変化を、システムが、
結果的には前後の運動になるのであるが、傾きの方向に
依存することを補償しようとしていることである、と認
めるからである。代替的にはファジー論理に基づく制御
方法を実行することができる。

【００１３】平衡モードにあるときモーターのトルクを
調節しようとすると、安定用車輪又は支柱（これは安定
性を高めるが）を必要とすることなく前−後安定性が可
能となる。換言すれば安定性は力学的に車両の構成部材
（この場合全車両を構成する）の地面に対する運動によ
り達成される。脚による階段登り第８図は第１図の実施例の階段昇降の１方法を示す。階
段の１段に直面すると最初に両脚が後退し（ブロック７
１に示される）、ついで最初のステップの高さが測定さ
れる（ブロック７２）。階段の上昇又は下降が起こって
いる（７３）（この時点では人間が手すりをつかむため
安定性を達成するのが望ましい）。

【００１４】この後、階段上昇の第１段階（ブロック７
４に示される）において、第２脚がステップ（７５）を
クリアーするまで第１脚が延出する。車両はついで第２
脚が、丁度クリアーした（７８）ステップを乗り越える
まで旋回する。（この段階を実行する際、ステップの深
さに基づき旋回の程度を決定するためセンサーを使用す
ることは可能である。代替的には旋回は９０度のような
特定の角度を超えることができる）。センサーはついで
次のステップ（７２）の高さを測定するためチェックさ
れる。もし或るステップが存在（７３）であると決定さ
れ、前のステップが奇数（７６）であった場合、第１脚
が次のステップ（７９）をクリアーするまで、第２脚を
延出させ第１脚を後退させることによってプロセスが継
続される。このプロセスはブロック７２において繰り返
し開始される。もしステップが検出されず、前のステッ
プが奇数であった場合、第２脚を僅かに延出させ、第１
脚を完全に後退させ、両脚が前方を向くまで旋回させ、
第２脚を後退させて両足（８８）上に立たせることによ
って完成させる。もしステップが検出されず、前のステ
ップが平坦であった場合、第１脚を僅かに延出させ、第
２脚を完全に後退させ、両脚が前方を向くまで旋回さ
せ、第１脚を後退させて両足（８８）上に立たせること
によって完成させる。

【００１５】以下に階段を降りる類似した方法を説明す
る。階段降下の第１段階（ブロック８１に示される）で
は、第１脚は僅かに延出され第２脚（ブロック８２）を
クリアーさせる。この後車両は第２脚が降下（８４）し
ようとするステップを乗り越えるまで旋回し、第２脚が
ステップ（８５）上になるまで第１脚が後退し、第２脚
が延出する。センサーはついで次のステップ（７２）の
高さを測定うするためチェックされる。もし或るステッ
プが存在（７３）すると決定され、前のステップが奇数
（７６）であった場合、第１脚が、そこまで延出（８
６）しようとするステップを乗り越えるまで、旋回する
ことによりプロセスが継続される。ついで第１脚がステ
ップ（ブロック８７）の上になるまで第２脚が後退し第
１脚が延出する。センサーは次のステップ（７２）の高
さを測定するためチェックされる。もしステップが存在
（７３）であると決定され、前のステップが偶数であっ
た場合、プロセスは継続（８４）され、ついでブロック
７２で繰り返しが開始される。もしステップが検出され
ない場合は、降下は両脚が前方を向くまで旋回によって
完成され、ついで両脚を後退させ両足（８８）上に立た
せる。

【００１６】上記の旋回態様の代わりに次の実施例とし
て、各脚を前後方向における概ね水平面で滑動できる方
法で取り付けることによって、脚の相対運動を行なわせ
る。代替的にはこれら脚は人間の膝関節と股関節に類似
した接合部を利用してもよい。集合体による階段登り第１図の実施例は、階段の登りのためと水平地形の操縦
のためには、異なる地面接触部材を必要とするが、第９
乃至２１図に示した発明の実施例は、階段の登りと水平
地形の操縦のために同じ地面接触部材のセットを利用す
ることに成功した。第９乃至１８図は第１図の実施例に
使用した一対の車輪の代わりに一対の車輪集合体を使用
する実施例を説明している。

【００１７】第９図において２車輪集合体設計を使用す
る実施例の側面図が示される。人間９６２はこの実施例
のシート９５上に支持されている。集合体の回転軸９２
の周りに一対の車輪９３１と９３２が半径方向に対称的
に位置する右手集合体９１がみられる。同様な左手集合
体が使用される。各集合体は回転軸９２の周りで駆動す
るようそれぞれの制御可能なモーターを有している。各
対の車輪（ここでは９３１と９３３２）はそれぞれ各自
の回転軸の周りで別々に制御されるモーターで駆動され
るが、一つの集合体の車輪は同期して回転するよう結合
されている。

【００１８】第９図では集合体９１は、両車輪９３１と
９３２が地面に接触するよう位置する。集合体９１（左
手集合体と共に）がこの位置にあるとき、この実施例の
車両は前−後平面において比較的安定であり、これによ
り人間９６１（立って見える）は迅速に車両上の快適な
座った位置を確保し、又は例えば障害者が他の椅子から
乗り換えることを可能にする。

【００１９】しかし、集合体９１を、第１０図に示すよ
うに各集合体の車輪９３２だけが地面に接触するまでそ
の回転軸９２の周りで回転させてもよい。集合体９１
（左手集合体と共に）がこの位置にあるとき、車両は、
第１図の実施例に関連して上述したものと同じような本
来の前−後安定性を有する。上に検討したように車輪を
駆動して前−後安定性を動的に得るためにこのシステム
を統制する同じ方程式を使用してもよい。第９図と第１
０図に示すように、椅子９５は相互に及びシート９５に
関して角度を調節される、区分９４１と９４２を有し関
節で接続された腕、を介して地面接触部材に結合しても
よい。調節はハブ９４５と９４６に配設されたモーター
付き駆動装置によって達成される。（かかる駆動装置は
例えば調和駆動装置であってよい）これら調節（集合体
を回転させる効果に加えて）の結果として、特にシート
９５の高さは変更してもよい。人間１０１は、立ってい
る人間９６１に匹敵する（又はそれより高い）、車両上
に座ったままの高さ、を達成するのを見ることができ
る。これは望ましいことである。何故なら、例えば車輪
椅子に座った人間は普通立っている人間によって矮小に
なるからである。以下にさらに詳細に検討するように前
述の調節も又シートの前−後傾斜の調節を可能にする。

【００２０】第１１乃至１８図は、色々なモードと形状
の３車輪集合体の設計の使用を示す。３車輪集合体のた
めの第１１図（安定休息位置を示す）と第１２図（移動
のための平衡位置を示す）は２輪集合体のための第９図
と第１０図に相当する。各３車輪集合体（右手集合体１
１１がここに示される）は軸１１２の周りに取り付けら
れそれぞれの制御可能なモーターで駆動される。２車輪
集合体設計におけると同様に各集合体の車輪は別々に駆
動され制御されるが、各集合体においては同期して駆動
される。

【００２１】ここで説明した実施例の多くは独立して制
御されるモーターを使用しているが、多くの機能のため
に共通のモーターを使用してもよく、それぞれの制御は
適当なクラッチ又は差動駆動装置のような他のトランス
ミッション装置により達成されることに注意すべきであ
る。本文及び請求の範囲で使用する用語「モーター付き
駆動装置」は機械的動力を生じる如何なる車両をも意味
し、したがって電動の、水力の、空気圧の、又は熱力
（後者は内燃又は外部燃焼機関を含む）の発動機、及び
かかる機械的動力を伝達可能な適当な装置、又はターボ
ジェットエンジン若しくはモーター駆動プロペラのよう
な推力発生装置を含む。

【００２２】第１３図は第１２図に類似するが、ここで
は、寄掛かり１３１とシート１３２を有する椅子９５が
見られる。シート１３２に対する寄掛かり１３１の角度
及び水平面に対するシート１３２の角度は調節可能であ
り、寄掛かり１３１が大体垂直方向に位置するとシート
１３２は垂直面へ傾き使用者は殆ど起立位置をとること
になる。

【００２３】第１４図では階段を登る実施例が示され
る。ここでは関節で接続された腕区分９４１及び９４２
は延長された位置にあり最大の高さを提供し、人間１０
１の足は階段１４１を乗り越える。階段の昇りは中央軸
１１２を中心として回転する右集合体１１１と左集合体
（図示せず）の各々の回転及び車輪の調整された回転に
より達成される。階段昇りを達成するための実際のモー
ドと制御の準備は第２７図以下の図面を参照しつつ以下
に説明する。

【００２４】第１５図乃至第１７図は第１１図及び第１
２図の実施例に類似するが、関節で接続された腕の区分
１６１及び１７１の一つ、この場合は区分１７１、がシ
ート１５１及び囲い１５２から成る本体支持組合わせの
シート１５１を支える。ここでは囲い１５２はヘッドレ
スト１５５を備えている。区分１７１が概ね垂直位置を
とると、シート１５１が経路のから外に動き、人間１５
３がシート１５１、囲い１５２、及びフットレスト１５
４により支持された起立位置をとることを可能する。

【００２５】第１８図乃至第２０図は第１１図乃至１４
図の実施例に類似するが、ここでは人間１０１の高さは
伸縮部材１８１により調節可能であり、その延出は分離
したモーターにより制御される。さらに第１９図の軸Ｒ
−Ｒを中心とする人間の回転角度は第１８図に示すよう
に第１９図の独立して制御されるモーターユニット１９
１を介して調節される。さらに第１９図及び第２０図の
二つの異なる位置に示される椅子１８１の前−後傾斜
は、独立して制御されるモーターユニット１９を介して
調節可能である。回転と傾斜の調節はピボットとモータ
ー付き駆動装置で実行されるが、これら調節の各々も例
えば４本−棒又はモーター付き駆動装置に結合した他の
結合部材により実行される。

【００２６】第２１図には椅子を設けることなしに本発
明にしたがって車両を製造することができることが示さ
れる。人間はプラットフォーム２１１上に立ち、プラッ
トフォーム２１１に取り付けたハンドル２１３上のグリ
ップ２１２を掴み、本実施例の車両をスクーターに類似
する方法で操縦する。他の制御方法も使用することがで
きるが、グリップ２１２に方向制御のため親指−作動操
縦桿を備え付けるのが便利である。例えばハンドル２１
３とグリップ２１２は全く避けてもよいが、プラットフ
ォーム２１１には人間の傾斜を検出するのためにセンサ
ーを備えてもよい。実際、第５図に関連して説明し、以
下に述べるように、車両の勾配は感知され制御ループの
中で補償され、若し人間が前方に傾斜すると車両は垂直
安定性を維持するため前方に運動する。したがって、前
方傾斜は前方運動を促す。後方傾斜は後方運動を引き起
こす。適当な力転換器を使用して左方及び右方傾斜を感
知させると共に、関連する制御装置を設けてた感知した
傾斜の結果として左方及び右方旋回をさせてもよい。傾
斜は又近接センサーを使用して検出してもよい。同様に
この実施例の車両は車両を作動させるために、足−（又
は力）作動スイッチを備えてもよい。ここではプラット
フォーム２１１上に人間が立っている際スイッチは閉じ
られて自動的に車両に動力を供給する方法がとられる。
この実施例は第１３図乃至第２０図の集合体の方法にお
いて作動した左及び右車輪集合体２１４について示され
ているが、代替的に車両は他の地面接触部材を設けても
よい。これは例えば第１図（しかし脚無しで）の方法に
おけるように横方向に配設した単一対の車輪を設ける
か、或いは以下に説明する第２２図乃至２４図の方法に
類似する方法におけるように、軸方向に近接し回転可能
に取り付けた弓状要素対の左及び右対を設けるようにし
てもよい。弓状要素を使用する階段昇り第２２乃至２４図は、地面接触部材が複数（ここでは一
対）の軸方向に近接し、回転可能に取り付けた弓状要素
群として具体化された実施例を示している。たとえば第
２２図は概ね第１５図の集合体による推進の実施例に相
当するが、ここでは右手地面接触部材が弓状の対２２１
及び２２２として具現化されている。各対２２１と２２
２の弓状要素（参照番号２２１ａ−２２１ｂ及び参照番
号２２２ａ−２２２ｂ）はその中間点で回転可能に取り
付けられている支持支柱（それぞれ参照番号２２１ｃ−
２２２ｃ）の対向する端部において横断するよう配設さ
れている。各支持支柱２２１ｃ及び２２２ｃはモーター
モターで駆動され相互に独立して制御可能となってい
る。通常の移動の動作では各対の弓状要素は概ね車輪の
作動をする。例えばかかる移動中、弓状要素２２１ａが
地面との接触に失敗したとき、要素２２２ａが回転しこ
れによって弓状要素の形状により発生した回転の継続を
可能にする位置に到達する。この方法では弓状要素に沿
う車両の実質的な回転運動がある。かくして弓状要素の
各々の回転軸を中心とする運動は概ね一定の角速度では
行われない。典型的には各弓状要素対は対のいずれの要
素もが地面に接触しないとき速い角速度で運動する。し
かし対の一つの要素が地面と接触すると、対の角速度
（したがって地面接触要素の）は制御され、車両の所定
の地面速度に整合し、その結果、必要時には一定の地面
速度を達成することができる。

【００２７】一定の地面速度を可能にする弓状要素の角
速度の変化の結果から得られる効果はフレームにかかる
反作用トルクの存在である。これは不測の車両の加速の
原因となりかねない。一つの解決方法は、モーター駆動
装置の反作用トルクが、駆動装置が駆動する弓状要素の
反動と等しくかつ対向するように車両を設計することで
ある。これは以下に示される。

【００２８】

【数２】ここでＩは慣性モーメント、下付きＬは弓状要素システ
ム、及び下付きＲはローターシステムを表わす。この方
程式は下記のように書き直すことができる。

【００２９】

【数３】歯数比Ｎ_ｇは以下のように角加速度の比率の代わりとし
てもよい。

【００３０】

【数４】このＮ_ｇのための方程式を、歯数比と慣性の適当な構成
により満足させることによって、反応性トルクは平衡
し、車両は円滑に進む。

【００３１】各弓状要素の半径方向の最外側の範囲は、
この範囲の距離に等しい長さの半径を有する円の主曲率
半径に大体一致する、一定の主曲率半径を有するのが好
ましい。各弓状要素は、車両の前進運動の際最初に地面
に到達する前縁部、及び車両の前進運動の際最後に地面
を離れる後縁部を有する。弓状要素の前縁部、例えば２
２１ａはアイテム２２３と同一であるとみられ、弓状要
素の後縁部、２２１ａはアイテム２２４と同一であると
みられる。前進運動の過程において、弓状要素の地面に
対する連続的かつ円滑な接触を可能にするためには、各
弓状要素の前縁部の先端近くの曲率半径は、かかる要素
の主曲率半径より幾分小さくするのが好ましい。同様
に、後退運動の過程において、弓状要素の地面に対する
連続的かつ円滑な接触を可能にするためには、各弓状要
素の後縁部の先端近くの曲率半径は、かかる要素の主曲
率半径より幾分小さくするのが好ましい。代替的、又は
追加的には、前縁部及び後縁部の先端近くの曲率半径
は、群の一つの弓状部材から次への負荷の伝達を容易に
する他の方法で調節してもよい。これは例えば或る実施
例中で先端の曲率半径を主曲率半径より大きくすること
は望ましい。他の実施例として、先端が偏向するよう取
り付けてもよいし、又偏向配置に結合される。この結果
作動時に局部の曲率半径を変更してもよい。

【００３２】必要ならばこの実施例の車両を停止位置に
置いてもよい。そのためには支柱２２１ｃ及び２２２ｃ
をはさみで切って、一つの弓状要素の前縁部が地面に接
触し、他の弓状要素の後縁部が地面に接触し、接触点が
相互に離隔するような角度（ラジアンへの接近）とする
ことが必要である。このような位置は車両の全体の高さ
を減少させ、車両のコンパクトな保管又は輸送を容易に
する。

【００３３】第１７図の集合体推進の実施例に概ね相当
する第２３図では、第２２図の車両及び垂直に立ってい
るシート１５１を有するプラットホーム１５４が示され
ている。

【００３４】第２４図では、第２２図の実施例が示され
階段を昇っている。連続する弓状要素が連続する階段を
踏むように支柱が運動する。集合体による実施の詳細第２５図及び第２６図は第１８図乃至第２０図の実施例
のための３車輪集合体の設計の詳細を示す。各集合体２
５１ａ及び２５１ｂは歯車列を介して集合体を駆動する
駆動モーター２５２ａ及び２５２ｂをそれぞれ有してい
る。各集合体の車輪は、集合体２５１ａに対してはモー
ター２５３ａにより、集合対２５１ｂに対してはモータ
ー２５３ｂによりそれぞれ独立して動力が供給される。
与えられた集合体２５１ａ又は２５１ｂの中の車輪は半
径方向に配設した歯車列を介して集合体のモーター２５
３ａ又は２５３ｂにより同期して駆動される。第２６図
では集合体２５１ａの側面図が、モーター２５３ａの軸
により回転する動力歯車２６４で順次駆動されるそれぞ
れの遊び歯車２６３ａ、２６３ｂ、及び２６３ｃで駆動
される協同する駆動歯車２６２ａ、２６２ｂ、及び２６
２ｃを有する車輪２６１ａ、２６１ｂ、及び２６１ｃを
示している。

【００３５】第２７図は第１８図乃至２０図の実施例に
よる車両で使用される制御組立体の中の連絡を示すブロ
ックダイヤグラムである。ここに記載した他のどの実施
例にも同様な組立体のセットが使用される。車両は積重
ね電池２７１から電力が供給される。母線２７９は色々
な組立体中に通信（ここでは直列に実行される）を提供
し、電力を提供する。車両の全体システム制御は中央マ
イクロ制御器盤２７２により行なわれる。システム制御
の基礎を確立する中央マイクロ制御器盤２７２への、操
縦桿及び傾斜計のような出所源から誘導された入力は、
第２９図に関連して以下に説明される駆動インターフェ
イス組立体２７３により提供される。第１８図の椅子１
８２の傾斜、高さ、及び横揺れは、それぞれ傾斜モータ
ー制御組立体２７４、高さモーター制御組立体２７５、
及び横揺れモーター制御組立体２７６により調節され
る。右及び左の集合体の回転は、それぞれ右集合体制御
組立体２７８ａ及び左集合体制御組立体２７８ｂにより
制御される。右集合体及び左集合体における車輪の回転
は、それぞれ右車輪制御組立体２７７ａ及び左車輪制御
組立体２７７ｂにより制御される。

【００３６】第２７図に示され、椅子位置、車輪、及び
集合体のために使用された、制御組立体の各々の一般的
構造は、第２８図に示される。モーター２８１は電力変
換器２８２から３相電力を受け取る。ホール効果検出器
２８１２からの出力は情報信号を電力変換器２８２に送
り、モーターへの電力の相を制御する。モーターの軸回
転、又はモーターにより動力を供給された機械的システ
ムの位置に関する情報信号は、電位差計２８４、回転速
度計２８１１、又は増分エンコーダ２８１３の一つ又は
それ以上によって与えられる（代替的に、ホール効果検
出器２８１２それ自体を利用できる）。これらの信号は
周辺マイクロ制御器盤２８３に送られる。さらに、電力
変換器２８２及びモーター２８１に関連する温度出力は
入力信号を周辺マイクロ制御器盤２８３に送る。周辺マ
イクロ制御器盤２８３は母線２７９を介して中央マイク
ロ制御器盤２７２と順次に通信関係になる。

【００３７】第２９図は第２７図の駆動インターフェイ
ス組立体２７３の詳細を示すブロックダイヤグラムであ
る。周辺マイクロコンピュータ盤２９１は傾斜計２９３
からと同様に操縦桿２９２からの入力を受け取る。この
傾斜計は勾配と勾配率に関する情報信号を提供する（本
文及び請求の範囲において使用した用語「傾斜計」は、
出力を達成するのに使用される構成に関係なく、勾配又
は勾配率を示す出力を提供する如何なる装置をも意味す
る。もし勾配又は勾配割合変数の一つだけが出力として
提供されるならば、他の変数は時間に関する適当な微分
又は積分により得ることができる）。車両による回転へ
の制御された傾斜を可能（これにより回転う中の安定性
を高める）にするため、第２傾斜計を使用して回転と回
転比、代替的にはシステム重量及び遠心力の合力、に関
する情報を提供することも可能である。他の入力２９４
も又周辺マイクロコンピュータ盤２９１への入力として
与えられるのが望ましい。このような他の入力は、椅子
の調整のためと動作のモードを決定するため、開閉器
（ノブ及びボタン）によりゲートで制御した信号を含む
ことができる。周辺マイクロコンピュータ盤２９１は
又、電池電圧、電池電流、及び電池温度に関して積重ね
電池２７１からの信号を受け取るための入力を有する。
周辺マイクロコンピュータ盤２９１は母線２７９を介し
て中央マイクロ制御器盤２７２と通信関係にある。

【００３８】第３０図は第２７図の中央マイクロ制御器
盤２７２が後に続く一つの制御サイクルの過程における
論理フローダイヤグラムである。診断目的のため、サイ
クルはステップ３０１で開始し、専門技術者からの入力
の存在をチェックする。次のステップ、３０２、は操縦
桿、開閉器、ノブ、及びボタンからの操縦者の入力を読
みこむ。次に、ステップ３０３において車両の状態変数
が入力として読みこまれる。次にステップ３０１１にお
いて、専門技術者の表示が更新され（診断目的の場
合）、ついでステップ３０４においてプログラム状態が
ステップ３０１から３０３を通して得られた入力変数に
基づいて変成される。プログラムから出るかどうか（ス
テップ３０４１）の試験が行なわれ、もし回答が、は
い、なら全てのモーター増幅器は無能（ステップ３０４
２）とされ、プログラムは終了する。さもなければ適当
な変数（温度、電池電圧等）について安全チェックが行
なわれ（ステップ３０４３において）、もし結果が否定
的である場合、車輪及び集合体のモーター増幅器は無能
とされ（ステップ３０４４）、プログラム状態はついで
変成される（ステップ３０５５）。しかし数レベルのチ
ェックが適当に使用され、臨界警報コンデショナーが確
立された後だけモーター増幅器が無能とされる。もしス
テップ３０４３における安全チェックが肯定的である
か、或いはステップ３０５５でプログラム状態が変成さ
れた後であれば、集合体トルク信号（ステップ３０
５）、車輪トルク信号（ステップ３０６）、傾斜速度信
号（ステップ３０７）、横揺れ速度信号（ステップ３０
８）、及び高さ速度信号（３０９）のため計算が逐次行
なわれる。この計算の結果はついでステップ３０１０に
おいてそれぞれの車両への出力として与えられる。ステ
ップ３０９１においてプログラムは制御サイクルを再び
開始する次のタイミング信号を待つ。この実施例におけ
る制御サイクルの周波数は２００から４００Ｈｚの範囲
であり、これは十分な制御反応性と安定性を与える。

【００３９】第３１図は第１１図乃至第２６図の集合体
設計、及び仮定の階段の寸法を決める変数を説明してい
る。この階段に関しては昇降のための集合体設計を使用
することができる。以下の表に記載された変数は第３１
図に示されたこれら寸法である。「公称大きさ」はこれ
ら内容の典型的な寸法であり、これによって第１８図乃
至第２０図の実施例が実行され機能する。

【００４０】

【表１】以下の規定はこれら変数及び以下の説明に関連する以下
の表２の変数を使用するのに用いられる。１．世界座標で規定した変数は大文字の下付き文字を使
用して命名した。世界座標は地球（慣性）に固定された
座標である。２．相対的座標で規定した変数は二重下付き文字を使用
して命名した。下付き文字は変数の終点である。下付き
文字の順序は変数のしるしを示す。例えばθ_ＰＣはポス
ト（ｐｏｓｔ）と集合体脚との間の角度であり、ここで
は集合体ポストからの時計方向回転が正（項目４参照）
である。集合体の「脚」は集合体の中心から現在平衡が
とれている車輪の中心までのラインセグメントである。
集合体の「ポスト」はシステムの質量の中心から集合体
の中心までのラインセグメントである。３．下方ケースの下付き文字は他の属性、すなわち右／
左、等を示すのに使用される。すなわち、ｒ＝右、ｌ＝
左、ｒｅｆ＝基準、ｆ＝終了、ｓ＝開始である。４．全角度は時計方向において正であり、ここでは正の
移動は正のｘ方向である。５．変数上の点は時間における積分、例えば

【００４１】

【数５】を示す。

【００４２】第３２図は車両と世界に関して集合体の方
向決定に適切な角度と運動変数を説明している。これら
変数は以下の表に記載されるように定義される。

【００４３】

【表２】第３３図乃至第３５図は、移動中及び固定位置の両方に
おいて一対の車輪上で平衡に達したとき、第１１図乃至
２１図の実施例による車両の安定性を得るために、第２
７図の制御組立体に関連して使用するのに適当な、制御
の段階的手法を示すブロックダイヤグラムである。

【００４４】第３３図は右及び左車輪（第２５図の参照
番号（以下同じ）２５２ａ及び２５２ｂに相当する）の
モーターのための制御の態様を示す。この態様は、基準
座標系のＸ及びＹ軸に沿う操縦桿位置により決められる
方向性入力３３００に加えて、θ、

【００４５】

【数６】、及び

【００４６】

【数７】（世界座標に関する左車輪の線速度）及び

【００４７】

【数８】（右車輪の線速度）の入力を有している。利得Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３、及びＫ４をそれぞれ受ける入力θ、

【００４８】

【数９】、及びエラー信号ｘ及び

【００４９】

【数１０】（以下に説明する）は加算器３３１９への入力となり、
この加算器は第６図に関連して上述した一般的方法で、
車輪に対する基本的な平衡トルクコマンドを発生する。
加算器３３１９の出力は加算器３３２０の中の偏揺れＰ
ＩＤループ３３１６（以下に説明する）の出力と組合わ
せられ、ついで分割器３３２２で分割され飽和リミッタ
３３２４で制限され、左車輪トルクコマンドを発生す
る。同様に加算器３３１９の出力は加算器３３２１の中
のＰＩＤループ３３１６の出力と組合わせられ、ついで
分割器３３２３で分割され飽和リミッタ３３２５で制限
され、右車輪トルクコマンドを発生する。

【００５０】第３３図においてＸ軸に沿う方向性入力
は、Ｘ軸に沿う基準座標系を操縦桿の移動に比例する速
度で、世界座標系（移動した表面を表わす）に関して動
かす。Ｙ軸に沿う方向性入力は、操縦桿の移動に比例す
る角速度で基準座標系をそのＺ軸の周りで回転させる。
ここでは正のＸ方向における操縦桿の運動は前進運動を
意味し、負のＸの操縦桿の運動は後進運動を意味すると
解される。同様に、正のＹ方向、すなわち反時計方向、
における操縦桿の運動は左方回転を意味し、負のＹの操
縦桿の運動は右方回転を意味すると解される。したがっ
て方向性入力ＸとＹはそれぞれデッドバンドブロック３
３０１及び３３０２を介してデッドバンドが与えられ、
操縦桿の中立位置を広くし、ついで利得Ｋ１１及びＫ１
０を受け、ついで基準座標系の角度及び線加速度を制限
するリミッタ３３０３及び３３０４によりそれぞれ割合
限定される。加算器３３０５により達成したこれら出力
の合計は基準速度

【００５１】

【数１１】になり、加算器３３０６により達成したこれらの出力の
差は基準速度

【００５２】

【数１２】になる。これらの基準速度を、加算器３３０８及び３３
０７において、左及び右車輪（これら量のための第３５
図にに関連する以下の説明を参照すること）のために補
償した線速度信号

【００５３】

【数１３】及び

【００５４】

【数１４】から引いて基準座標系の中の左及び右車輪のための速度
エラー信号

【００５５】

【数１５】及び

【００５６】

【数１６】を得る。ついで加算器３３１７及び分割器３３１８によ
り決定したこれら信号の平均値は、線速度エラー信号

【００５７】

【数１７】を発生する。変位エラー信号ｘは積分器３３１０及び３
３０９により

【００５８】

【数１８】と

【００５９】

【数１９】を積分することにより誘導され、飽和リミッタ３３１２
及び３３１１における結果を制限し、ついでそれらの出
力を加算器３３１３及び分割器３３１５によって平均化
する。加算器３３１４により決定したこれらら変位間の
差は偏向エラー信号Ψを発生する。

【００６０】偏向エラー信号Ψは標準比例−プラス−積
分−プラス−積分係数（ＰＩＤ）制御ループ３３１６を
介して実行される。制御ループの出力加算器３３１９の
基本的平衡トルクコマンドの出力と組み合わせられ、個
々の車輪トルクコマンドを発生する。このコマンドは車
輪に前−後安定性を与え、かつ車両自体を方向性入力３
３００により指示を受けた基準座標系の軸と整合させ、
さらに基準座標系の起点に追従させる。

【００６１】第３４図は集合体の制御態様の概略図であ
る。集合体の方向は方向性入力３４００により制御する
ことができる。もし所望なら、車輪に対する方向性入力
３３００を与えるの使用した操縦桿を、分離モードで機
能的な分離スイッチに取り替え、集合体の方向を特定す
る方向性入力３４００を設けてもよい。第３３図の加算
器３３０６及び３３０５を通る信号路に概ね類似する方
法で、ここではＸ方向における正の変位から得られる操
縦桿の信号が加えられ、Ｙ方向における正の変位から得
られる信号は加算器３４０２及び３４０１で相互から引
かれ、左及び右集合体の回転速度信号を与える。これは
積分器３４０４及び３４０３それぞれにおける積分の
後、左及び右集合体加算器３４０６及び３４０５それぞ
れに所望の集合体角度方向情報を与える。

【００６２】方向性入力３４００のない、望ましい集合
体の方向、通常θ_ＰＣ _ｒｅｆ＝πはラジアン、は実際
の集合体方向θ_ＰＣｌ及びθ_ＰＣｒ（左及び右集合体エ
ンコーダから積分器３４１２及び３４１１をそれぞれ介
して送られる集合体角速度信号を通過させることで誘導
される）を示す信号と共に、第３４図のライン３４１３
を介して加算器３４０６及び３４０５の各々へ与えられ
る。したがって加算器３４０６及び３４０５の出力はそ
れぞれ左及び右集合体のための集合体位置エラー信号で
ある。これらの信号はＰＩＤ制御ループ３４０８及び３
４０７と飽和リミッタ３４１０及び３４０９に送られ左
及び右集合体のモーターを駆動する。

【００６３】第３５図は第３３図に関する概略図で、車
輪の位置、勾配、及び勾配率を示す状態変数が決定さ
れ、集合体の回転の効果を補正する態様を示している。
表２で述べたように勾配角度θは車両の質量の中心と現
在平衡がとれている車両の中心間の実際の角度である。
傾斜計で測定したこの角度θ_Ｉは垂直線に対するポスト
の角度である。したがって実際の勾配角度θは加算器３
５１８により補正信号θ _{Ｉｃｏｒｒ}が差し引かれるθ_Ｉ
に基づいている。この補正信号θ_{Ｉｃｏｒｒ}は加算器３
５１６中でθ_ＰＣ＋ π − θ_ｃとして計算され
る。信号θ_ＰＣは左及び右集合体エンコーダ出力の積分
器３５０９及び３５１０における積分から得られる左及
び右ポスト−から−集合体への角度θ_ＰＣｌとθ_ＰＣｒ
の平均として決定される。この平均は加算器３５１１及
び分割器３５１２を使用して得られる。車両が平衡に達
したと仮定すると、θ_Ｃは式

【００６４】

【数２０】を使用してθ_Ｐｃから誘導することができる。この計算
はセクション３５１５に達成することができる。このθ
_{Ｉｃｏｒｒ}は微分器３５１７により微分されて、加算器
３５１９により供給される勾配率信号

【００６５】

【数２１】への訂正を与え訂正した出力

【００６６】

【数２２】を得る。

【００６７】同様に、左及び右の車輪の左及び右の線速
度

【００６８】

【数２３】及び

【００６９】

【数２４】は微分器３５０７及び３５０８による、左及び右の誘導
された位置信号

【００７０】

【数２５】及び

【００７１】

【数２６】の微分から誘導される。ついで位置信号は左及び右車輪
の決定された絶対角度位置θ_Ｗｌ及びθ_Ｗｒに掛け算器
３５９５及び３５０４におけるｒの利得を掛けることに
より誘導される。角度位置θ_Ｗｌ及びθ_Ｗｒは最初に積
分器３５０１及び３５０２で左及び右車輪エンコーダ信
号

【００７２】

【数２７】及び

【００７３】

【数２８】を統合してθ_ＰＷｌ及びθ_ＰＷｒを得ることにより決定
される。これらの信号はついで加算器３５０３及び３５
０４に送られ、ここでは加算器３５１３及び分割器３５
１４から誘導されたθ_Ｃ及び量１／２（θ_ＰＣ−π）を
加えることにより集合体の回転の効果のために補正され
る。

【００７４】第３６図及び第３７図は第２７図の制御組
立体と協同して使用するのに適当な制御の段階的手法を
示すブロックダイヤグラムである。これは第１１図乃至
２１図の実施例による車両の、登りを可能にする第１実
施例による階段登りと障害物横断を可能にする。この実
施例では集合体は傾斜モードに置かれ、ここでは集合体
は第３３図で示したように車輪の回転により通常の平衡
を保つため使用された方法と同じ一般的方法で平衡を維
持するよう回転する。同じ基本方程式が使用される。第
３６図では加算器３６０１は左及び右集合体を駆動する
訂正信号を発生する。これらは利得Ｋ１及びＫ２を通し
てそれぞれ勾配信号と勾配率信号θ及び

【００７５】

【数２９】を出す傾斜計３６０２から誘導され、他のものの間にあ
る。左及び右集合体からのエンコーダ出力は入力

【００７６】

【数３０】及び

【００７７】

【数３１】を提供し、これらはそれぞれ積分器３６０３及び３６０
４により積分され、それぞれリミッター３６０５及び３
６０６により飽和制限されてθ_ＰＣｌ及びθ_ＰＣ _ｒを発
生する。これらの値は、加算器３６０８及び３６１０を
とおして平均化されるとき、角変位θ_ＰＣになる。この
角変位は利得Ｋ３を介して加算器３６０１への追加入力
として与えられる。加算器３６１７及び分割器３６１８
を介して、

【００７８】

【数３２】と

【００７９】

【数３３】の平均として決定される速度

【００８０】

【数３４】は、利得Ｋ４を介するこの時間の、加算器３６０１への
追加入力である。加算器３６０１の出力は加算器３６１
１及び３６１２、分割器３６１３及び３６１４、及び飽
和リミッタ３６１５及び３６１６をそれぞれ介する左及
び右修合体モーターの一様な駆動を与える。しかしＰＩ
Ｄ制御ループ３６０９を通るツイスト信号は加算器３６
１１及び３６１２を介して左及び右集合体モーターに作
動駆動を与える。このツイスト信号は加算器３６０７を
使用して信号θ_ＰＣｌとθ_ＰＣｒを相互から差し引くこ
とにより誘導される。

【００８１】集合体が傾斜モードにあるとき車輪はスレ
ーブモードにあり、ここでは車輪は集合体の回転の機能
として駆動される。これは第３７図に示され、ここでは
分割器３６１０からの出力として第３６図から誘導され
たθ_ＰＣに利得３７０１が一定な登り比を掛けてθ
_{ＰＷｒｅｆ}信号を発生させ、これは加算器３７０３及び
３７０２に送られてＰＩＤ制御ループ３７０５及び３７
０４並びに飽和リミッタ３７０７及び３７０６をそれぞ
れ介して左及び右車輪モーターを制御する。第３７図と
第３４図との比較は、集合体が第３４図の垂直の（πラ
ジアン）入力３４１３へ直接反応する方法と同じ方法
で、車輪が第３７図の集合体に直接反応することを示
す。第３７図では加算器３７０３及び３７０２は二つの
他の各入力を有する。一つの入力は操縦桿からの方向性
入力３７１４の結果を追うことである。これは第３４図
における処理方法に類似する方法で、加算器３７０９及
び３７０８並びに積分器３７１１及び３７１０を介し
て、入力加算器３７０３及び３７０２としてそれぞれ与
えられる左及び右制御信号を発生する。他の入力は車輪
の回転の効果を追うことであり、積分器３７１３及び３
７１２を介して左及び右車輪エンコーダ出力を実行する
ことにより得られたθ_ＰＷｌ及びθ_ＰＷｒも又加算器３
７０３９及び３７０２により差し引かれる。

【００８２】傾斜モードを使用すると、障害物を乗り越
える力強く安定な方法が提供される。登り比は第３７図
の利得３７０１のために選択された乗数により決定され
る。一度これが決定されると（適当な空間センサを使用
する障害物測定の後に手動又は自動的に決定され、又は
全体的に若しくは部分的にそれ自体経験的に状態変数に
基づいて決定されるアイテム）、人間又は車両を傾斜さ
せることにより所望の方向に車両が傾斜して障害物を乗
り越えることができる。集合体は回転すると同時に障害
物の上を車輪と共に回転する平衡を維持する。車両が障
害物に遭遇しない場合、車両は第３３図及び第３４図の
平衡モードで作動されるのが好ましく、集合体はπラジ
アンに直接反応し、車輪は平衡を維持して所望の移動を
行なう。

【００８３】車輪平衡モードと集合体傾斜モードの間の
移行は注意を要する事項である。第３８図は第３３図乃
至第３７図の実施例を使用する、遊び、傾斜、及び平衡
のモードの間の車両の状態のブロックダイヤグラムであ
る。キー時間においては、（θ_ＰＣ−π）モードが（２
π／３）＝０であることが決定されるまでは状態変化は
ないであろう。これは点であり、ここでは質量中心は地
面接触対の概ね上にあり、かかる状態は以下の説明及び
請求の範囲において「ゼロ交差」と呼ばれる。ゼロ交差
において集合体は、例えば第３４図の方法でθ_ＰＣ＝π
位置に直接反応することができる位置にいる。ブロック
３８０１における開始の後、車両の最初の状態は「遊び
へ」３８０２であり、ここから車両は「遊び」３８０３
に入り、実行／遊びスイッチが実行位置に移動するまで
そこに留まる。一度その位置になると、車両は「遊び状
態から」３８０４に入る。どちらの集合体にも絶対的な
基準は無いので、車両は絶対的な基準が確立された、
「遊び状態から」３８０４における平坦で一様な地面上
にあると仮定する。増分エンコーダにより決定される集
合体の全ての運動はこの基準に関係している。この点に
おいて、又は如何なる後の点においても、若し実行／遊
びスイッチが遊び位置に戻ると、状態は経路３８１２を
通って「遊びへ」３８０２へに戻る。さもなければ状態
は「待て」３８０５になり、θ＝０であることが決定さ
れるまでそこに留まるが、状態は「傾斜へ」３８０６に
なる。「傾斜へ」はついで「傾斜」３８０７へ動き、若
しスイッチが運動しなければそこに留まる。若し傾斜／
平衡スイッチが平衡位置に置かれ、さらに若し集合体が
ゼロ交差を経験すると、状態は「傾斜から」３８０８
へ、「平衡へ」３８０９へ、そしてし最後に「平衡」３
８１０へ連続的に動く。若し傾斜／平衡スイッチが「傾
斜」位置に動くと、状態は「平衡から」３８１１に動
き、そして「傾斜へ」に戻る。

【００８４】「待て」状態は車輪と集合体のモーターが
円滑に起動することを可能にする。これがないと、制御
ループは直ちに傾斜計からの潜在的な強いエラー信号を
補正しようと試みるであろう。これはゼロ交差において
出発することにより避けることができる。を監視しこれ
がゼロ交差における一定の臨界値以下になるよう要求す
る付加的な技術により円滑で静かな開始を可能にする。

【００８５】第３９Ａ−Ｂ図、第４０Ａ−Ｂ図、第４１
Ａ−Ｂ図、及び第４２Ａ−Ｃ図は第１１図乃至２１図の
実施例による車両が第２実施例による階段昇りを達成す
るための制御態様の経過を説明している。この実施例に
は四つの基本的な動作過程が含まれている。すなわち出
発、角度起点の再設定、重量移転、及び昇りである。他
の実施例の中でもこの実施例は第７図の制御態様で実行
するのが都合がよい。これら四つの過程を達成するため
の制御の段階的手法を示すブロックダイヤグラムが第４
３図（出発）、第４４図（重量移転）、及び第４５図
（昇り）に示されている。（角度起点の再設定過程には
運動が無く、この過程の制御のための段階的手法は示さ
れていない）第３９Ａ図及び３９Ｂ図は出発過程におけ
る集合体の方向を説明している。こ過程では集合体は二
つの車輪（第３９Ａ図）上の通常の平衡位置から第１対
の車輪（各集合体からの一つ）が第１レベル上にあり各
集合体からの第２対の車輪が次の階段上にある位置（第
３９Ｂ図に示されている）まで動く。第３９Ａ図から第
４２Ｃ図の図面に関連する説明で用いられる角度値は、
前掲した第１表に与えられた公称の階段及び集合体車輪
の大きさである。第４３図に示される出発過程の段階的
手法では、時間ニ関数として入力θ_{Ｃｒｅｆ}が集合体
ブロック４３０１に与えられる。この関数は出発の値か
ら最終値まで円滑に変化する。代替的には入力θ
_{ＰＣｒｅｆ}は類似する方法で与えることができる。こ
こでは入力θ_{Ｃｒｅｆ}はプロセッサー４３０２を通し
て実行され量

【００８６】

【数３５】を計算する。この量は、θ_Ｃｒｅｆ自体とπと共に

【００８７】

【数３６】を計算し、集合体ブロック４３０１へのθ_{ＰＣｒｅｆ}
入力としてこの量を与える加算器４３０３への入力とし
て与えられる。集合体ブロック４３０１は、θ_Ｐ
_{Ｃｒｅｆ}がπにおいてもはや固定されないが、しかし
上述したように変化することを除いては第３４図におけ
ると同様な構成である。平衡ブロック４３０４第３３図
におけると同様な構成であるが、操縦桿利得Ｋ１０及び
Ｋ１１は０に設定される。加算器４３０５は第３５図に
関連して説明した方法で傾斜計の勾配の読みの補正を
し、加算器４３０５の出力は微分器４３０６で微分され
て第３５図に関連して説明した方法で、

【００８８】

【数３７】の訂正を与え、そのように補正された勾配入力θ及び

【００８９】

【数３８】は車輪平衡の段階的手法４３０４に与えられる。平衡ブ
ロックへの入力

【００９０】

【数３９】及び

【００９１】

【数４０】も又第３５図に関連して説明した方法と同じように誘導
される。

【００９２】第４０Ａ図及び第４０Ｂ図は角度起点の再
設定過程における集合体の方向付けを説明している。こ
のステップにおいて、システムは「脚」（第１表の下に
説明した第２項の規定において引用）の同一性を、状態
変数を測定するために、下方車輪に関連する状態変数か
ら次の階段上の車輪に関連する状態変数まで変化させ
る。その結果、集合体には三つの車輪があり、集合体の
中心の周りの全角度距離は２πラジアンであるから、こ
のステップは２π／３ラジアンをθ_ＰＣへ加え、２π／
３ラジアンをθ_Ｃから差し引く。このステップに関係す
る運動は無い。

【００９３】第４１Ａ図及び第４１Ｂ図は重量移転の過
程における集合体の方向付けを説明している。この過程
では車両と人間の重量は下方階段上の車輪から上方階段
上の車輪へ移される。ここでは階段と集合体の既知の構
造に基づく予めプログラムした動作として実行される。
この過程において値θ_Ｃは変化しない。値θ_ＰＣは変化
して車両の質量中心の新しい位置を反映しなければなら
ない。この結果を達成するために時間の関数としての入
力θ_{ＰＣｒｅｆ}を、第３４図に示されたライン３４１
３上で集合体ブロックに、及び第４４図の車輪ブロック
に与える。この過程はプログラムされているので、第４
５図の登りブロックと第３３図の車輪平衡ブロックは活
動状態ではない。第４４図において入力θ_{ＰＣｒｅｆ}
は分割器４４１を介して実行され、ついで制御信号をＰ
ＩＤ制御ループ４４５及び４４４並びに飽和リミット４
４７及び４４６を介して左及び右モーター車輪にそれぞ
れ与える、加算器４４３及び４４２に与えられる。加算
器４４３及び４４２は又、角速度情報を実行して誘導し
た値であるθ_ＰＷｌとθ_ＰＷｒを、積分器４４８及び４
４９を介して左及び右車輪エンコダーから差し引く。

【００９４】第４２Ａ図、第４２Ｂ図、及び第４２Ｃ図
は登り過程における集合体の方向付けを説明している。
この過程では車両の車輪は次の階段のけこみ板への前進
方向に回転すると共に、集合体を回転させて次の階段の
踏み板の上で車輪が平衡するよう位置させる。集合体の
回転θ_Ｃは階段の踏み板の上の車輪が通過した距離に比
例する。この過程では基準位置入力は無い。人間は手す
りに寄りかかったり引っ張ったりして車両を前方に運動
させようとする。集合体は、第４５図の経路４５を通っ
てθ_Ｗからθ_Ｃへ、フイードバックする結果として自動
的に回転する。登り過程の最初において、ｘを０と設定
する。この過程における制御の段階的手法は、この角度
がその最後の値に到達するときのθ_Ｃ及びθ_ＰＣのいづ
れをも監視し、重量移転の過程に移動することを要求す
る。最後の階段においては、プロセスは第４２Ｃ図に示
される最終角度における停止の代わりにθ_Ｃ＝０又はθ
_Ｐ _Ｃ＝πで停止しなければならない。ついで車両は通常
の平衡モードに復帰しなければならない。平衡ブロック
４５３及び集合体ブロック４５２はそれぞれ第３３図及
び第３４図に関して上述したとおりである。平衡ブロッ
ク４５３への入力θ、

【００９５】

【数４１】、

【００９６】

【数４２】、及び

【００９７】

【数４３】の誘導は第４３図及び第３５図に関連して上述したとお
りである。実際のところ、第４５図の構成は第４３図の
構成に実質的に類似しており、θ_{Ｃｒｅｆ}がもはや独
立して変化しないという相違点はあるが、代わりに関数
θ_ｗがつくられる。これは加算器４５４及び分割器４５
５を介して、θ_Ｗｌ及びθ_Ｗｒの平均をとることで誘導
される。したがってライン４５１上のこのθ_Ｗ値はプロ
セッサー４５６を介して実行され量

【００９８】

【数４４】を決定する。これは階段の構造に対する車輪の回転に関
する正しい量の集合体の回転となり、最初の値θ_Ｃ、す
なわちθ_{Ｃｓｔ}と共に加算器４５７への入力として与
えられる。加算器４５７の出力はθ_{Ｃｒｅｆ}である。

【００９９】第３３図乃至第４５図はアナログ制御の段
階的手法を示すが、それらはマイクロプロセッサープロ
グラムドデジタル制御を用いる多くの実施例において実
行された。しかし直接アナログ制御を使用すると共に混
成のアナログ制御とデジタル制御を使用することは全く
本発明の範囲内のものである。アナログ制御は例えば第
２１図の車両において集合体の代わりに一対の横方向に
配設した車輪を使用して実行に成功した。速度制限本発明による車両のこれから述べる実施例、既述した実
施例のどれでも平衡と制御を維持するために速度制限を
設けてもよい。さもなければこの平衡と制御は、もし現
在そこまで駆動される能力がある車輪（又は弓状要素）
が最大速度に到達することが許されるとすると、失われ
るであろう。

【０１００】速度制限は車両を現在の移動方向とは逆の
方向に傾斜させることにより達成される。これは車両の
速度を低下させる。この実施例では傾斜計の勾配値に勾
配修正を加えることにより車両が後ろに傾斜する。速度
制限は車両の車両速度が車両の決定速度限界である限界
値を超えるといつでも生じる。勾配修正は車両速度、決
定した速度限界、積分したオーバータイムの間の差を観
察することにより決定される。勾配修正経過は車両が所
望の退去速度（速度限界より僅かに下回る速度）に速度
を落とすまで維持され、ついで勾配角度はその最初の値
まで円滑に復帰する。車両の速度制限を決定する一つの
方法は電池電圧を監視することである。電池電圧はつい
で現在維持することができる最大速度を見積もるため使
用される。他の方法は電池とモーターの電圧を測定する
ことであり、この二つの差を監視することである。この
差は車両にとって現在利用できる速度限界の量の見積も
りを提供する。階段昇りにおけるセンサーの使用第３７図に関連して上述したように、階段昇りと障害物
乗り越えは傾斜モードを用いることで達成することがで
き、昇り比率は手動的又は自動的に選択することができ
る。ここでは如何にセンサーを使用して昇り比率を自動
的に選択するかを説明する。傾斜モードでは集合体は
「主人」であり車輪は「奴隷」である。昇り比率は集合
体回転と車輪回転の間の比率を表わす。例えば以下のよ
うである。ｉ）ゼロの昇り比率は集合体が運動するとき車輪が全
く運動しないことを意味する。ｉｉ）０．２５の昇り比率は車輪が各集合体の回転の
ための集合体と同じ方向に１／４だけ回転することを意
味する。ｉｉｉ）−０．５の昇り比率は車輪が各集合体の回転の
ための集合体と反対の方向に１／２だけ回転することを
意味する。

【０１０１】第４６図と第４７図には、人間を支持する
ための椅子４６１のような構成を有する車両が示されて
いる。この椅子４６１は一対の集合体４６２の形状の地
面接触モジュールと組合わせられる。各集合体はモータ
ーで駆動され、複数（ここでは３個）の車輪４６３を有
する。各集合体の車輪セットもモーターで駆動される。
集合体４６２はこの場合は管で結合され、この中に集合
体のモーターを収容してもよい。集合体４６２は椅子４
６１を含む組立体の一部であり、これは大腿及びふくら
はぎの結合４６６及び４６４並びにモーター被駆動臀部
及び膝の関節４６７及び４６５をそれぞれ介して集合体
の管に取り付けられる。この臀部、膝、及び集合体駆動
装置は共同してシート４６１の高さの変化に影響するよ
う機能する。この場合集合体駆動装置は集合体の周りで
ふくらはぎを回転させるので、足首として作動している
ことに注意すべきである。集合体の姿勢は平衡の段階的
手法により維持される。本実施例の車両はセンサーＡを
備えておりこれは経路４６８に沿う前方を監視してい
る。そして集合体の管の丁度上で、登るべき階段４６０
の第２ステップの蹴込みを感知するに十分水平地面より
上に取り付けられている。（若しカーブ（ｃｕｒｂ）を
登る場合は蹴込みが感知されないことに注意すべきであ
る）。センサーＡは階段を登るときだけ使用される。こ
の実施例の車両は経路４６９に沿う下向き方向を監視し
集合体の管に取り付けられたセンサーＢをも備えてい
る。これはその面から下の地面までの距離を感知する。
これは管の正面に置かれ、登るべきステップの踏み板を
感知するのに十分水平地面より上に取り付けられてい
る。センサーＡ及びＢ共に距離を感知する超音波を含む
いかなる既知の形式のセンサーでもよい。

【０１０２】第４７図に示すように、車両が下降すると
き、センサーＢは高さの変化を検出することにより装置
が現在乗っているステップの端部を感知する。センサー
Ｃは椅子４６１の足台に取り付けられている。そして経
路４７１に沿う下向きの方向を監視する。これはその面
から下の地面までの距離を感知する。このセンサーは下
降の際のみに使用する。これは地面から十分上でかつ集
合体の管の十分前方に置かれ、下降を準備する際、上方
着地の縁をみる。

【０１０３】この実施例では階段を登るには、車両の運
転者は平衡モードにありつつ運転者のインターフェイス
を介して「昇れ」コマンドを出す。シートは自動的に全
高まで上昇し運転者の足が運転者の正面のステップをク
リアーするのを可能にする。車両はついで階段に向かっ
て駆動される。センサーＢはステップ（センサーから地
面への距離の変化として）を感知すると、車両は傾斜モ
ードに入り、車両をして第１ステップ（下方着地に２車
輪、第１ステップに２車輪）へ「落下」するようにす
る。一度車両が傾斜モードのなると重力の中心（ＣＧ）
は自動的に前方に移動する。この移動により運転者が前
方に傾斜するのを容易にする。運転者は前方に傾斜し勾
配エラーをつくる。その結果集合体平衡の段階的手法は
トルクを集合体のモーターに与える。このトルクは集合
体を回転させ装置が階段を登るようにする。

【０１０４】段階的手法が使用されて昇り比率が動的に
調節されると直ちに２ステップの上の４車輪から１ステ
ップの上の２車輪へ移行する。

【０１０５】この時点はセンサーで決定されるのではな
く、以下の情報が真実であるかどうかをみることにより
決定される。ｉ）車両が上昇するよう告げられ、ｉｉ）転換が完了し、ｉｉｉ）最後の昇り比率の調節後、集合体が２π／３
回転し、ｉｖ）集合体の位置が一定の窓内にあり、Ｖ）集合体のトルクコマンドが一定の限界値以下で、
そのコマンドの誘導値が負（ステップ上車輪を下に設定
することに相当する）であり、そしてｖｉ）集合体トルクコマンドが一定の限界値以上であ
りそのコマンドの誘導値が正（車輪をステップ上に揚げ
ることに相当する）である。

【０１０６】上記の時点において、段階的手法がセンサ
ーＡを使用して次のステップまでの距離、それが次のス
テップを得るため集合体の２π／３回転をとるであろう
事実、及び昇り比率を計算する車輪の半径、を決定す
る。若しセンサーＡが範囲外（着地するに容易な蹴込み
が無い）、又は一定の限界値を超える距離を読むと、こ
れは最後のステップであり、最後のステップ処理にな
る。この手続は最後のステップまで各連続的なステップ
において繰り返される。

【０１０７】最後のステップでＣＧは中央へ戻され、高
さを下げる。これは最後のステップにたよることをより
困難にするが、これは車両の着地を安定にする。高い昇
り比率をが選択して車両を着地するよう押して平衡モー
ドに移行させる。運転者は再び前方へかたむく。ゼロ交
差（第３８図に関連して上記で定義した）が生じたこと
が決定される際、車両は平衡モードに移行する。車両は
その車輪を使用して上方着地で平衡になる。

【０１０８】下降は上昇に類似する方法でおこなわれ
る。運転者は平衡モードをとりながら運転者のインター
フェイスを介して「下がれ」コマンドを出す。座席は自
動的に最低の高さ（若しそこまで下がっていなければ）
まで下がる。これは主に運転者の安全性を高めるためで
ある。センサーＣは車輪の正面からは遠いので、平衡モ
ードにあるとき車両はステップの縁にさほど近接する必
要はない。車両は傾斜モードに入ったとき縁から遠いの
で、昇り比率はかなり高い値に調節される。これは一度
傾斜モードに入ると車両がステップの縁に到達するのを
可能にする。センサーＣがステップ（地面までの距離の
変化としての）を感知すると、車両は傾斜モードに入
る。一度傾斜モードになると重力の中心（ＣＧ）は後方
に移動する。この移動により運転者が制御下降まで後方
に傾くことを容易にする。下降するためには運転者はま
ず前方に傾いて勾配エラーをつくり車両が階段を降りる
ようにする。概ね回転の半分で運転者は僅かに後方に傾
き勾配エラーをつくって次の階段への下降を遅くしなけ
ればならない。昇り比率は車輪が現在乗っているステッ
プの端を感知する下方監視センサーＢを使用して調節す
る。昇り比率は端が検出されないとき（集合体コマンド
信号が正、昇り比率が負又は公称のいずれか、センサー
Ｂが一定の限界値以下）高い正の値まで調節される。高
い正の昇り比率は比較的速い車輪の揺れを起こし、車両
は現在のステップの端に直ちに到達する。この高い正の
昇り比率を確立する動作は無視されるが、若し車両をし
て端にかなり接近させることになると以下のようにな
る。ｉ）センサーＢが端（特定の限界値より大きい距離及
び昇り比率が正）を感知するとき昇り比率は公称の正の
値に設定される。ｉｉ）若し車両が端（集合体の信号が正、昇り比率が
負又は公称のいずれか、センサーＢが一定の限界値以
上）に接近しすぎることが決定されると、昇り比率は低
い負の値に調節される。負の昇り比率は、集合体が回転
すると車輪を後方に回転させ車両を現在のステップ上に
安全に保つ。

【０１０９】下降パターンは各ステップ毎に繰り返され
る。車両が階段の底で着地すると、センサーＢ及びＣは
ステップ（一定の限界値以下のセンサーの読み）をもは
や感知しない。これが起こると、車両は平衡モードに移
行する。モード移行第４６図及び第４７図の車両の傾斜モードと平衡モード
間の移行は第３８図に関連して説明したように管理され
るが、本発明による以下の実施例ではモード間の移行は
より活性で連続する基礎により管理してもよい。この実
施例は関節４６５及び４６７を使用してシート４６１の
高さ及び関節４６７を制御し、特にシート４６１の傾き
を制御する。傾斜モードでは車両は地面（各集合体から
地面上に２個）上に４個の車輪を有するので、階段を昇
り障害物上を移動する。集合体のモーターの出力は傾斜
計のエンコーダ速度により調節される。傾斜／平衡スイ
ッチが押おされると平衡モードへの移行が生じる。

【０１１０】平衡モードへの移行において重力の中心は
各集合体の前部地面−接触車輪の上に移動する。これを
達成するには傾斜計の読みに加えたオフセットを徐々に
増加させて人工的な勾配エラーをつくる。この人工的な
勾配エラーは、集合体の平衡の段階的手法によりトルク
が集合体のモーターに与えられ、その結果集合体が回転
する原因となる。このトルクは座席を前方に投げ、前方
車輪の上に人工的な勾配エラーに比例して座席を動か
す。（同時に同じオフセットを使用して、第４６図の関
節４６７により決定される、座席の傾斜の新しい所望の
位置をコマンドし、座席を水平に維持してもよい）集合体の位置が指示した集合体移行角度（これはＣＧ転
換の量に基づく）より大きいとき、集合体の移行速度は
集合体が現在運動している速度に設定され、平衡モード
に入る。

【０１１１】平衡モードに入る時点で集合体は部分的に
回転するだけであり、後部の対車輪は典型的には地面上
約２乃至５ｃｍである。平衡モードに入るとき、集合体
の各々はその現在の位置から、その「脚」（第１表の下
の項目２に規定したように）及び「ポスト」（これも項
目２に規定したように）が第４６図におけるように垂直
となるまで、回転すべきである。これは集合体の初期設
定移行速度から徐々に調節した指示した速度で集合体を
回転することで達成される。この方法で集合体の回転は
集合体がその目標位置に到達するまで円滑に連続し平衡
モードにはいる。この集合体の回転中、人工的な勾配エ
ラーは減少し、傾斜計の読みから全く除去されるまで地
面接触要素上のＣＧを維持する。もしこれが行われなか
ったならば、人工的な勾配エラーが原因で、装置は移行
（平衡モードに）するであろう。

【０１１２】集合体の位置は座席の傾きをコマンドする
のに使用することができ、これにより座席のポストが後
方に動くと、座席を水平に維持する。一度、集合体の脚
とポストが垂直になり（集合体は回転を停止する）座席
が水平になると、傾斜モードから平衡モードへの移行は
終了する。

【０１１３】車両が平衡モードにあるとき、若し傾斜／
平衡スイッチを押すと、傾斜モードへの移行に入る。所
望の集合体の位置は最初の位置（集合体の脚とポストが
垂直）から最終的な位置（前部車輪対が地面上の指示し
た距離にある）に徐々に変化する。同時に人工的な勾配
エラーが導入されて平衡している車輪上にＣＧを維持す
る。また、集合体の位置は座席の傾きをコマンドするの
に使用することができ、これにより座席のポストが後方
に動くと、座席を水平に維持する。

【０１１４】集合体が一度、第２の車輪対が地面上の指
示した距離以内にある位置まで回転すると、傾斜モード
に入り、これにより装置は４個の車輪上に落下する。一
度車両が傾斜モードにあると、集合体のポストを後方に
投げ、座席を前方に傾斜させることを維持した人工的な
勾配エラーは迅速に、しかし円滑に除去される。その結
果、加えた集合体トルクにより集合体のポストは前方に
その垂直位置まで回転する。同時に座席を水平に維持す
るためトルクが座席傾斜に加えられる。

【０１１５】一度集合体のポストが垂直になり座席が水
平になると、平衡モードから傾斜モードへに移行は終了
する。調和的装置を使用する構成本発明の以下の実施例では、第４６図と第４７図の実施
例は調和的装置を使用する第９図乃至第１２図の実施例
に類似する機構的構成で具現化している。この構成は第
４８図乃至第５２図に示されている。

【０１１６】第４８図はこの実施例の車両の全体的な機
械的レイアウトを示す前部からみた一部切欠き垂直断面
図である。この図面では他のものの間で、座席フレーム
４８１、腰部組立体４８２、大腿接合部４８３、膝組立
体４８４、ふくはらぎ接合部４８６、及び車輪４８５を
見ることができる。

【０１１７】第４９図は第４８図の一部の拡大図面であ
り、車両の集合体の位置の機械的詳細を示している。左
及び右側の車輪用モーター４９１３は左及び右側の車輪
４８５をそれぞれ駆動する。いずれの側の車輪も同期し
て動力が与えられる。車輪は２段減速を介して駆動され
る。最初の段階ではモーター４９１３は車輪駆動プーリ
ー４９６を回してタイミングベルト４９５を動かす。第
２段階では３組のヘリングボーン歯車４９１１を使用す
る。これは各車輪用に１組があてられ車輪駆動軸４９１
２を駆動する。車輪駆動プーリーに結合していないモー
ター４９１３の各々の側面は軸エンコーダー４９１４に
結合される。この実施例における２個の集合体は３段減
速を介して同じモーター４９２４により駆動される。最
初の段階ではモーター４９２４が集合体駆動プーリー４
９２１を回す。プーリー４９２１はタイミンングベルト
を動かす。タイミングベルトは集合体駆動の態様の詳細
を示している第５０図において参照番号５０１で良く表
わされている。タイミングベルト５０１は第１歯車５０
２と第２歯車４９２２を含む第２段階のヘリカル歯車を
駆動する。第２歯車４９２２は各集合体における最終組
のヘリカル歯車４９４を駆動する一対の中間軸４９３を
駆動する。集合体駆動プーリー４９２１に結合していな
い集合体のモーター４９２４の側面は軸エンコーダー４
９２５に結合される。集合体駆動プーリー４９２１を回
している軸の遠い側面は、車両が駐車するか平衡モード
にあるとき集合体をロックするのに使用する集合体ブレ
ーキ組立体４９２６に結合される。２個の車輪用モータ
ー４９１３のハウジングと集合体用モーター４９２４は
ボルトで一緒に締められ管を形成し、集合体組立体を結
合する構造を与える。ふくらはぎ４８６はこの構造に堅
く固定される。

【０１１８】第５１図は集合体の端部を示す。第４９図
の単タイミングベルト４９５は集合体の中心にある車輪
駆動プーリー４９６により駆動される。タイミングベル
ト４９５は３個の脚の各々上の大きなプーリー５１１を
駆動する。この大きなプーリー５１１は、車輪４８５を
駆動するピニオン歯車５１２と出力歯車５１３を含む歯
車組を駆動する。４個のアイドラープーリー５１４はベ
ルト４９５を集合体ハウジング５１５の干渉から保護
し、駆動プーリー周りに最大の巻付き角度を与える。

【０１１９】第５２図は腰部接合部及び膝接合部の機械
的な詳細を示す。両接合部共機械的には同等である。ス
テーター５２５２で作動するモーターマグネットロータ
ー５２１１はベアリング５２２及び５２７２に取り付け
られた軸５２１３を回転させる。軸５２１３はベアリン
グ５２７２の中で回転している、概ね楕円形の形状をし
ている揺動ゼネレーター５２７１を回転させる。揺動ゼ
ネレーター５２７１は、調和駆動カップ５２６２の歯の
調和駆動スプライン５２６１との係合及び脱係合を行わ
せる。このプロセスにより大腿４８３が非常に高い減少
比率でふくらはぎ４８６又は座席フレーム４８１に関し
て運動する。電磁石５２８１及びブレーキパッド５２８
２を有する電磁動力切断ブレーキを揺動ゼネレーター５
２７１に加えて継ぎ手の回転を防止することができる。
これによって継ぎ手が作動していないときモーターの回
転を止める。ポテンショメーター５２４が歯車列５２４
１を介して調和駆動カップ５２６２に歯車係合し絶対位
置フイードバックを与え、エンコーダ（図示せず）は位
置５２３においてモーター軸に固定され増分的な位置情
報を与える。複合プロセッサー第２７図の実施例は単一のマイクロプロセッサー盤２７
２の使用を示すが、実施例の幾つかにおいて複数のマイ
クロプロセッサーを並列にして使用すると利点を有する
ことが判った。以下の実施例では、例えば第４８図乃至
第５２図に関連して検討した機械的設計に応用可能であ
る。４個の異なるマイクロプロセッサーを並列にして作
動させ、その各々はメッセージを通信母線へ供給し、マ
イクロプロセッサー相互の監視を可能にする。又、専門
家のインターフェイス（ＴＩ）が設けられ、これは専門
家が利得を変化させ、プロセッサーを再プログラムする
ことを可能にする。この４個の異なるマイクロプロセッ
サーは以下のようにシステムの異なる構成要素を制御す
る。マイクロプロセッサー１はボタン、膝と腰部、及び
操縦桿（ｘ軸とｙ軸）を制御し、マイクロプロセッサー
２は距離測定、存在確認（人間の）、電池監視、及びユ
ーザーインターフェイス（これにより車両のモードを制
御する）を制御し、マイクロプロセッサー３は集合体の
平衡の段階的手法を制御し、マイクロプロセッサー４は
車両の平衡の段階的手法を制御する。距離測定その他の
事項の複雑性により、必要に応じて、マイクロプロセッ
サーを追加してもよい。これはプロセッサーの数を必ず
しも制限するものではない。

【０１２０】このように並列にして処理する実施例の利
点は安全性（各マイクロプロセッサーは独立して作動
し、一つのマイクロプロセッサーが故障しても全機能が
損なわれる事はない）、より容易に余分のシステムを開
発する能力、必要動力の低減（低能力マイクロプロセッ
サーの複合によるＰＣ程の高い機能）、及び高速動作
（低速マイクロプロセッサーの複合によるＰＣ程の同じ
処理速度）である。別の実施例本発明はさらに多くの別の実施例により実施可能であ
る。本発明による車両は病気（パーキンソン病又は聴覚
障害のような）又は平衡を維持し又は移動を達成する能
力の欠陥に起因する損傷を有する人間のための補綴装置
として適切に作動することが判った。車両により達成さ
れる補綴装置は、車両が車両に対する人間の運動に帰せ
られる車両の重力の中心における変化を考慮にいれるフ
ィードバックを有するので、人間自身の平衡システムと
移動システムの延長として機能する。車両をかかるハン
デイキャップを有する人間に提供することはかくして補
綴物を適合させるような方法であり、これは補綴物が入
手できないとき移動と平衡の制御を可能にする。我々は
パーキンソン病にかかっている人が、本発明の実施例に
よる車両を利用して平衡と移動の制御の劇的な回復を得
たことをかん観察した。

【０１２１】本発明の車両の各種の実施例を実施するに
あたり、運転者からの多くの貢献が色々な条件の移動を
達成するために与えられるので、視覚的な方向付けと移
動の情報は、一般的にいってもこれら実施例を実施する
に際しても極めて重要であることは不思議なことではな
い。それもかかわらず、視覚的な情報が損なわれる（無
知又は無能に起因する）か或いは不十分である状況もあ
り得る。本発明の以下の実施例では、車両は一つ又は二
つ以上の非視覚的出力を備えて方向付け又は方向及び速
度を示す。そのような出力は触覚、例えば又は音波であ
ってよく、それら出力は変調器により車両の速度と方向
を反映するよう変調される。例えば第５３図はジェネレ
ーター５３１により発生する音波出力の場合であり、こ
れは方向及び速度入力５３３及び５３４を有する有す変
調器５３２で変調される。この場合反復した音を用いて
もよい。音の反復の割合は速度を示すのに使用され、音
の調子は運動の方向と方向付け（例えば高い調子は前
方、低い調子は後方、中間の調子は上方）、及び傾斜の
程度を示す勾配の変化の程度、すなわち車両の勾配角度
（ここでは音の調子は車両の勾配とみなされる効果）を
示すに使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

本発明は以下の図面を参照する説明により容易に理解で
きるであろう。

【図１】第１図は座った人間を示す本発明の簡略化した
実施例の斜視図である。

【図２】第２図は第１図の実施例の詳細を示す別の斜視
図である。

【図３】第３図は第１図の実施例の概略図で、本実施例
の回転時の状況を示している。

【図４】第４図は階段を登るのに使用した、第１図の実
施例の側面図であある。

【図５】第５図は第１図の実施例の動力と制御を概ね示
すブロックダイヤグラムである。

【図６】第６図は車輪トルクを使用して平衡を得る第１
図の簡略例のための制御方法を説明している。

【図７】第７図は第１図の実施例の車輪の操縦桿制御の
作動を図式的に説明している。

【図８】第８図は階段を昇降する第１図の実施例により
具体化した手続を説明している。

【図９】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面接
触部材として利用する本発明の実施例を説明している。
第９乃至１０図は色々な位置における２車輪の集合体の
設計の使用を説明している。

【図１０】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第９乃至１０図は色々な位置における２車輪の集合
体の設計の使用を説明している。

【図１１】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１２】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１３】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１４】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１５】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１６】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１７】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１８】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図１９】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図２０】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図２１】第９乃至２１図は一対の車輪の集合体を地面
接触部材として利用する本発明の実施例を説明してい
る。第１１乃至２１図は色々な位置と形状における３車
輪の集合体の設計の使用を説明している。

【図２２】第２２乃至２４図は各地面接触部材が、複数
の軸方向に接近し回転可能に取り付けた弓状要素群とし
て実現している実施例を説明している。

【図２３】第２２乃至２４図は各地面接触部材が、複数
の軸方向に接近し回転可能に取り付けた弓状要素群とし
て実現している実施例を説明している。

【図２４】第２２乃至２４図は各地面接触部材が、複数
の軸方向に接近し回転可能に取り付けた弓状要素群とし
て実現している実施例を説明している。

【図２５】第２５乃至２６図は第１８乃至２０図の実施
例で使用する３車輪の集合体の設計の機構の詳細を示
す。

【図２６】第２５乃至２６図は第１８乃至２０図の実施
例で使用する３車輪の集合体の設計の機構の詳細を示
す。

【図２７】第２７図は第１８乃至２０図の実施例で使用
した制御組立体間の通信を示すブロックダイヤグラムで
ある。

【図２８】第２８図は第２７図の実施例で使用したタイ
プの一般的制御組立体の構造を示すブロックダイヤグラ
ムである。

【図２９】第２９図は第２７図の組立体２７３のドライ
バインターフエイスの組立体の詳細を示すブロックダイ
ヤグラムである。

【図３０】第３０図は一つの制御サイクルの過程におけ
る第２７図の中央マイクロコントローラー盤が随伴する
ロジカルフローダイヤグラムである。

【図３１】第３１図は第１１乃至２６図の集合体の設
計、及び仮定的階段の寸法を決める変数を説明してい
る。この仮定的階段については上昇又は下降のために用
いられる集合体の設計が使用される。

【図３２】第３２図は車両及び地球との関連で集合体の
方向を決めるのに適切な角変数を説明している。

【図３３】第３３図は平衡及び通常の移動中の車輪モー
ター制御の概略図である。

【図３４】第３４図は平衡及び通常の移動中の集合体の
制御の態様の概略図である。

【図３５】第３５図は車輪位置を示す状態変数が集合体
の回転の効果を補償するよう決定される態様を示す、第
３３図に関する概略図を示す。

【図３６】第３６乃至３８図は登りを可能にする第１実
施例による第１１乃至２６図の集合体の設計により達成
された、階段−上昇及び障害物横断のための制御態様を
説明している。第３６図は登りを可能にする第１実施例
における集合体のモーターのための制御態様、ここでは
傾きモードを使用している、の概略図である。

【図３７】第３６乃至３８図は登りを可能にする第１実
施例による第１１乃至２６図の集合体の設計により達成
された、階段−上昇及び障害物横断のための制御態様を
説明している。第３７図は登りを可能にする第１実施例
における車輪用モーターのための制御態様の概略図であ
る。

【図３８】第３６乃至３８図は登りを可能にする第１実
施例による第１１乃至２６図の集合体の設計により達成
された、階段−上昇及び障害物横断のための制御態様を
説明している。第３８図は遊び、傾き、及び平衡の間を
移動するため、登りを可能にする第１実施例を使用す
る、車両の状態のブロックダイヤグラムである。

【図３９】第３９Ａ−Ｂ、４０Ａ−Ｂ、４１Ａ−Ｂ、及
び４２Ｃ図は、登りを可能にする第２実施例による第１
１乃至２６図の集合体の設計により達成された階段−上
昇を説明している。第３９Ａ及び３９Ｂ図は第２登り実
施例による階段登り開始の経過における集合体の方向を
説明している。

【図４０】第３９Ａ−Ｂ、４０Ａ−Ｂ、４１Ａ−Ｂ、及
び４２Ｃ図は、登りを可能にする第２実施例による第１
１乃至２６図の集合体の設計により達成された階段−上
昇を説明している。第４０Ａ及び４０Ｂ図はこの実施例
における角度の起点を再セットする過程における集合体
の方向を説明している。

【図４１】第３９Ａ−Ｂ、４０Ａ−Ｂ、４１Ａ−Ｂ、及
び４２Ｃ図は、登りを可能にする第２実施例による第１
１乃至２６図の集合体の設計により達成された階段−上
昇を説明している。第４１Ａ及び４１Ｂ図はこの実施例
における重量移行の過程における集合体の方向を説明し
ている。

【図４２】第３９Ａ−Ｂ、４０Ａ−Ｂ、４１Ａ−Ｂ、及
び４２Ｃ図は、登りを可能にする第２実施例による第１
１乃至２６図の集合体の設計により達成された階段−上
昇を説明している。第４２Ａ、４２Ｂ、及び４２Ｃ図は
この実施例における登りの過程における集合体の方向を
説明している。

【図４３】第４３図は、第３９Ａ及び３９Ｂ図の開始の
過程の車輪及び集合体のモーターのための制御態様の概
略図である。

【図４４】第４４図は、第４１Ａ及び４１Ｂ図の重量移
行過程の車輪モーターのための制御態様の概略図であ
る。

【図４５】第４５図は、第４２Ａ、４２Ｂ図及び４２Ｃ
図の登りの過程の制御態様の概略図である。

【図４６】第４６及び４７図は階段と他の同様な障害物
を昇降するためのセンサーを備えた本発明の実施例によ
る車両を概略的に示す。

【図４７】第４６及び４７図は階段と他の同様な障害物
を昇降するためのセンサーを備えた本発明の実施例によ
る車両を概略的に示す。

【図４８】第４８図は、調和した駆動装置を使用する、
第９乃至１２図の垂直断面に類似する形状の、本発明の
実施例の垂直断面を示す。

【図４９】第４９図は第４８図の車両の集合体部分の細
部を示す。

【図５０】第５０図は第４８図の車両の集合体の駆動の
態様の細部を示す。

【図５１】第５１図は第４８図の車両の集合体の端部を
示す。

【図５２】第５２図は第４８図の車両の腰部接合部及び
膝接合部の機械的細部を示す。

【図５３】第５３図は車両の制御をしている人間に有用
な非視覚的出力を提供する本発明の実施例を説明してい
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロバート・アールアンブロジアメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03104、マンチェスター、セイジモアー・ストリート 156 (72)発明者ロバート・ジェイダンカンアメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03261、ノースウッド、オールド・ターンパイク・ロード、ボックス・69ディー・アールディーナンバー２ (72)発明者リチャード・カートハインツマンアメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03043、フランシスタウン、ピー・オー・ボックス 272 (72)発明者ブライアン・アールキーアメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03076、ペルハム、ウィンドハム・ロード 20 (72)発明者アンゼヒスコスキービクズアメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03104、マンチェスター、マモス・ロード 797、ナンバー42 (72)発明者フィリス・ケイクリスタルアメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03782、サナペー、ノース・ロード 121 Ｆターム(参考） 3D011 AA00 AB00 AC00 AD01 AD05 AD18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象を支持するための支持体と、該支持体に取付けられた地面接触モジュールであって、
車輪の少なくとも１つの集合体を含み、各集合体が集合
体軸の周りを回転し得、かつ各車輪が中心を有し、該支
持体および該地面接触モジュールが組立体の構成部材で
ある前記地面接触モジュールとを含む車両であって、該車両は少なくとも１つの動作モードにおいて該前−後
平面において固有の安定性を欠き、かつ該車両は、トル
クを少なくとも１つの車輪に与えるためのモーター付き
駆動装置と、該モーター付き駆動装置に結合され、該モ
ーター付き駆動装置の動作によって該前−後平面におい
て力学的に安定性を維持するための制御ループとをさら
に含む、車両。
【請求項２】前記各集合体の車輪は該集合体とは独立
にモーターにより駆動され得る、請求項１に記載の車
両。
【請求項３】前記集合体の軸は実質的に同一線上にあ
り、かつ中央軸を規定する、請求項１または２に記載の
車両。
【請求項４】前記少なくとも１つの車輪に与えられる
トルクは前記車両の傾斜角度に依存して選択される、前
記請求項のいずれかに記載の車両。
【請求項５】前記対象からの前記組立体の所望の移動
方向の指示を受け取るための前記制御ループに含まれる
前−後方向制御をさらに含む、前記請求項のいずれかに
記載の車両。
【請求項６】勾配センサが提供され、かつ前記制御ル
ープは、前記車両の前後移動が、前記対象によって発生
しかつ該勾配センサによって検出される該車両の前後の
傾斜によって制御されるように構成される、前記請求項
のいずれかに記載の車両。
【請求項７】前記与えられるトルクはまた、少なくと
も部分的に、前記傾斜角度の時間微分に依存して選択さ
れる、前記請求項のいずれかに記載の車両。
【請求項８】前記車両は、前記対象によって与えられる入力を受け取るための入力
装置と、状態変数を与えるセンサとをさらに含み、前記制御ループは、該状態変数に基づいてプログラム状
態を修正し、かつ該対象によって与えられる入力および
該状態変数入力に基づいて前記モーター付き駆動装置を
制御する、請求項１〜７のいずれかに記載の車両。
【請求項９】地面接触は２つの別々に回転可能な主車
輪によって維持される、請求項１に記載の車輪。
【請求項１０】前記車両に固定された垂直軸の周りの
該車両の特定の回転運動を生成するために前記２つの主
車輪を差動的に駆動させるように作動可能な差動制御器
をさらに含む、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】前記差動制御器はユーザによって作動
可能である、請求項９に記載の車両。
【請求項１２】前記地面接触モジュールは局所軸に対
して可動な地面接触要素を含み、該局所軸は前記支持体
に対して規定された関係を有する第２軸に対して可動で
ある、請求項１に記載の車両。
【請求項１３】各車輪の中央軸から中心の距離は前記
集合体中の車輪の各々について概ね同じである、請求項
３に記載の車両。
【請求項１４】各集合体は、実質的に等しい直径の少
なくとも２つの車輪を有する、請求項１３に記載の車
両。
【請求項１５】前記中央軸の周りの各集合体の角度方
向を制御するための集合体制御器と、該中央軸の周りの
該集合体の方向とは独立に地面と接触する車輪の回転を
制御するための車輪制御器とをさらに含む、請求項３に
記載の車両。
【請求項１６】前記車輪制御器は、前記車輪が前記集
合体の回転の関数として駆動されるスレーブモードを有
し、かつ前記集合体制御器は、前記制御ループを利用し
て、該車輪が該スレーブモードにある間、前記前−後平
面において該車両の平衡を維持するための傾斜モードを
有する、請求項１５に記載の車両。
【請求項１７】前記車輪の表面地形に対する物理的関
係を感知するための感知構成体をさらに含む、請求項１
に記載の車両。
【請求項１８】前記車輪制御器は、前記制御ループを
利用して、地面に接触する各集合体の前記車輪が前記前
−後平面において前記車両の平衡を維持するように駆動
される平衡モードを有し、かつ必要に応じて、該車輪制
御器は、前記スレーブモードから該平衡モードに遷移す
る際に使用される、該集合体によるゼロ交差が感知され
るまで該平衡モードに入ることを防止するように動作可
能な遷移モードを有する、請求項１５に記載の車両。
【請求項１９】前記支持体は、前記組立体に蝶番式に
取り付けられた座席を有する椅子を含み、前記対象が該
座席に座り得る第１位置および該対象が立ち得る第２位
置を有する、前記請求項のいずれかに記載の車両。
【請求項２０】地面に対する前記支持体の高さを調節
するための高さ調節手段をさらに含み、該高さ調節手段
は好ましくは該支持体と前記地面接触モジュールとの間
に可変延長部を含む、前記請求項のいずれかに記載の車
両。
【請求項２１】前記モーター付き駆動装置はユーザに
よって制御可能である、前記請求項のいずれかに記載の
車両。
【請求項２２】前記モーター付き駆動装置は前記支持
体に対するユーザの方向によって制御される、請求項２
１に記載の車両。
【請求項２３】前記モーター付き駆動装置はユーザの
傾斜によって制御され、好ましくは該ユーザの傾斜によ
ってのみ制御される、請求項２１に記載の車両。
【請求項２４】前記モーター付き駆動装置は、前記車
両に対して前記対象が後に傾斜することに応答して該車
両にブレーキをかけるように改変される、請求項２１〜
２３のいずれかに記載の車両。
【請求項２５】傾斜センサをさらに含む、請求項２１
〜２４のいずれかに記載の車両。
【請求項２６】前記モーター付き駆動装置は、ユーザ
からの前記車両の所望の移動方向の指示を受け取り、か
つ該指示に応答して該車両を該所望の移動方向へ傾かせ
るために、ユーザ入力によって制御可能である、請求項
２１に記載の車両。
【請求項２７】前記モーター付き駆動装置は、第１の
前後方向において所望の運動を特定する入力に応答可能
であり、前記車両を該入力に応答して該第１の前後方向
に対して反対の方向へ移動させ、そしてその後に該車両
を該第１方向へ加速するように構成される、請求項２１
〜２６のいずれかに記載の車両。
【請求項２８】前記車両の方向を制御する際に前記対
象によって使用される方向制御をさらに含む、請求項２
１に記載の車両。
【請求項２９】前記モーター付き駆動装置制御器は前
記車両を実質的に特定の位置に立たせ得る、前記請求項
のいずれかに記載の車両。
【請求項３０】前記車両の動作は移動を含む、前記請
求項のいずれかに記載の車両。
【請求項３１】前記モーター付き駆動装置制御器は、
前記車両を移動させる第１動作モード、および該車両を
実質的に特定の位置で参照点に近接するように維持させ
る第２動作モードを有する、前記請求項のいずれかに記
載の車両。
【請求項３２】前記車両は、前記モーター付き駆動装
置に動力を供給する電源と、該車両の速さを所望の速さ
閾値に制限するための統制器とを含み、該所望の速さ閾
値は、該車両の可能な最大速さよりも低いので、該車両
の前後安定性は前記制御ループによって継続して高めら
れ得、該制御ループは好ましくは該車両の勾配を示す出
力を与える勾配センサと、瞬間車両速さが該速さ閾値を
超える場合は常に勾配修正を傾斜計出力に付加するため
の手段を含む該速さ制限手段とを含み、好ましくは該勾
配修正は該瞬間速さが該閾値を超えた分の量の関数であ
る、前記請求項のいずれかに記載の車両。
【請求項３３】前記統制器は、前記車両の最大の速さ
を前記電源の出力能力を示す信号に基づいて決定するた
めの速さ能力手段を含む、請求項３２に記載の車両。
【請求項３４】前記統制器は、前記車両の最大速さを
前記電源の両端で測定された電圧を示す信号に基づいて
決定するための速さ能力手段を含む、請求項３２に記載
の車両。
【請求項３５】不規則であり得る表面上で対象を輸送
するための、請求項１〜３４のいずれかに記載の車両の
使用。
【請求項３６】平衡に欠陥のある対象の平衡を維持す
る能力が前記モーター付き駆動装置の動作によって克服
される、該平衡に欠陥のある対象のための補綴としての
請求項１〜３４のいずれかに記載の車両の使用。