JP2003508285A - 枢軸旋回可能な支持体を有する乗物安定化装置 - Google Patents
枢軸旋回可能な支持体を有する乗物安定化装置Info
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Abstract
Description
物(車)(パーソナルビークル)であって、該対象を乗物の接地要素に対して望
ましい角度で支持するために前記支持体が枢軸旋回可能である乗物に関する。
に、2個未満のホイールが同時に地面に接触していないとき、前後方向に延伸す
る平面と左右方向に延伸する平面のうちの1つの面又は両方の面において安定す
るかもしれない。この種の乗物は、加速(直線加速及び旋回加速の両方)を含む乗
物の運動が乗物に乗る対象によって引き起こされる乗物の傾きによって部分的又
は全体的に制御されるモードで運転されるかもしれない。そのようないくつかの
乗物は米国特許第5,971,091号で説明されており、この米国特許は参照のために
ここに取り入れられる。
示す従来技術の個人用搬送装置を示す図1Aを参照すると、対象10は支持プラット
フォーム12上に立ち、プラットフォーム12に取り付けたハンドル16の上のグリッ
プ14を握る。従って、この実施の形態の乗物18をスクータの運転に似た方法で運
転することができる。対象が傾くことによってホイール20に車軸22回りのトルク
を与えることができ、その結果、乗物に加速を生じさせることができるように制
御ループが備えられている。しかしながら、乗物18は静的に不安定であり、動的
安定性を維持する制御ループの操作なくして、対象10はもはや起立した位置に支
持されず、プラットフォーム12から落下するだろう。番号24によって表示される
従来技術の別のバランス乗物を図1Bに示す。個人用乗物24は、図1Aの乗物18の特
性、すなわち、対象10を支持する支持プラットフォーム12、およびプラットフォ
ーム12に付けたハンドル16上のグリップ14を共有し、従って、この実施の形態の
乗物24もまたスクータの運転に似た方法で運転することができる。図1Bは、それ
ぞれが複数のホイール28を持つ複数のクラスタ26を乗物24が有することができる
ことと、乗物24が静的に不安定なままであり、ダイナミックな安定性を維持する
制御ループの操作なくして、対象10がもはや起立位置に支持されずにプラットフ
ォーム12から落下するかもしれないことを示す。
めの装置が提供される。装置は、対象とする人間を含むペイロードを支持する前
後方向に延伸する平面を定めるプラットフォームを有する。装置は、また、プラ
ットフォームに可動に連結された接地部材を含む接地モジュールを有する。プラ
ットフォームと接地モジュールはアセンブリの構成要素であり、このアセンブリ
の重心位置は接地部材に関して定められる。装置はまた対象を支持する支持体を
含み、該支持体は、重心位置の前後に延伸する平面の変化を可能にするようにプ
ラットフォームに連結される。装置は、接地モジュールに連結され重心位置に応
答して接地モジュールに動力を送る駆動装置をさらに有する。
面を実質的に横切る軸回りに支持体の動きを許容するように位置するピボットを
介して支持体をプラットフォームに連結することができる。装置をスクータの運
転に似た方法で運転することができるように、対象のほぼウエストの高さに位置
するグリップを備え、プラットフォームに取り付けられるハンドルを装置に備え
るようにすることができる。接地モジュールは地面と接触する領域によって特徴
付けられることができ、そして、支持体は、対象の重量の一部を支持するために
付勢される関節式部材を持つことができ、かつ、支持体は接地モジュールの地面
と接触する領域上方に実質的に局部安定領域を持つことができる。
ットフォームと、ユーザが装置の通常の操作の間にプラットフォームに関して支
持体の位置を変えることができるようにプラットフォームに連結されプラットフ
ォームに関して位置が定められたユーザ支持体とを含んでなる装置が提供される
。この装置はまた、少なくとも1つの接地部材を介して下に位置する表面上でプ
ラットフォームを推進するモータ駆動装置と、該モータ駆動装置に連結されユー
ザ支持体の位置に応答してモータ駆動装置の操作を自動制御するとコントローラ
とを含んでなる。
。この装置は、着座したユーザを含むペイロードを支持するためのプラットフォ
ームと、プラットフォームに取り付けられ下に位置する表面に関してプラットフ
ォームを推進する接地モジュールと、接地モジュールに連結されて、ユーザの傾
きによってのみ制御されるように動力を接地モジュールに送る駆動装置とを含ん
でなる。
る。図1 Aに言及すると、従来技術のバランス(バランシング、即ち、バランス
をとる)乗物18は、乗物を使用する対象10のための座席を持っていない。対象は
プラットフォーム12上に立ち、プラットフォーム12に取り付けられたハンドル16
上のグリップ14を保持する。従って、この実施の形態の乗物はスクータの運転に
似た方法で運転されうる。乗物の傾斜度を検出して制御ループで補償することが
でき、従って、対象が前方に体を傾けると、乗物が前方へ動き、それと同様に、
体を他の方向に傾けることによって乗物の対応する動きを引き起こすことができ
る。従って、前方へ体を傾けると前進運動を引き起こし、後方へ傾けると後方へ
の運動を引き起こす。適切な力変換器を設けて左方向及び右方向の傾きを検出し
、この検出に応じた左右の旋回を生じさせるように制御することができる。傾き
はまた、近接センサーを用いて検出することもできる。同様に、この実施の形態
の乗物は、対象がプラットフォーム12に立つと自動的に乗物に動力を与えるよう
に閉じられるスイッチのような乗物を作動させる足(又は力)作動のスイッチを備
えることとしてもよい。
略)と、ホイールアクチュエータ(図示省略)の操作によって1つ以上のホイール32
(または、他の接地部材)にトルクを与えることによって補償されるタイプの個人
用乗物30が示されており、対象10が前方に体を乗り出すならば乗物は前方へ動か
される。プラットフォーム12が必ずしも直接ホイール32に連結される必要はない
ことが理解される。乗物の通常の操作の間に乗物の傾きが必ず取り消されるとい
うわけではないので、持続する運動及び持続する加速が達成されるかもしれない
。本発明の実施の形態によると、座席34は、対象10の重量の一部を支持するよう
に設けられる。対象10は自身の重心の位置と、乗物30と対象10を組み合わせたも
の重心36の位置を変えることができ、一方、座席34は、それがプラットフォーム
12に関して旋回できることにより、対象の重量の一部を支持し続ける。
うに、ホイール32は単一の車軸回りに回転でき、あるいは、それに代えて、ユニ
ボールのように位置(向き)を変えることができる軸回りに回転できることは本
発明の範囲に含まれることが理解される。
できる。本発明の好ましい実施の形態によると、座席34は、プラットフォーム12
に枢軸旋回可能に連結されかつひざ継手40において座席34に連結されたリンク38
を介してプラットフォーム12に連結されている。対象の重量に対抗するために、
座席34とリンク38を包含する関節式支持体をバネ機構(図示省略)又はその同等物
によって付勢することとしてもよい。図3は、ひざ継手40においてリンク38に関
して下方に押し下げられた座席34を示す。さらに、前後方向に延伸する平面を実
質的に横ぎる軸に関してリンク38を前後方向の動きに抑制するようにリンク38を
支持プラットフォーム12に連結するピボット42が示されている。バネ機構(図示
省略)は、対象の重量の一部を支持するために支持機構を付勢することが公知で
あるコイルスプリングやガススプリングのようなどんな手段も含むことができる
。さらに、対象10の重量を接地部材32に関してシフトさせるために座席34を前後
に移行させる従来技術の公知の機構は本発明の範囲に含まれる。
図示のバランスをとる個人用乗物44において、座席34は、番号46で示す座席支持
機構によって支持プラットフォーム12に関して枢軸旋回される。座席支持体46
は実質的に直線状の2つの部材48を有し、これらの部材は2つのピボット50(こ
れらのピボットを介して直線部材48がプラットフォーム12に連結されている)回
りに旋回する。直線部材48は、ピボット52において座席34に固定される。座席34
に着座した対象は、座席34を前後方向に移動させることによって、自分の体重、
引いては、乗物と対象の全体の重心を移行させることができる。図4Bは、図4Aの
折り畳み座席の2つの位置を示す。番号54で示す位置は、ライダを含む乗物の重
心を実質的に地面と接地部材20(図4Aに示す)の接触領域上に置く。また、座席34
を番号56によって指定される位置でハンドル16の方へ折り畳むことができる。図
4Aと4Bに示す実施の形態では、座席34は中央位置54において最も高く、最大位置
エネルギーを持つ。
央位置(実質的に車軸22の上方)を安定位置、すなわち、位置エネルギーの局部最
小によって特徴付けられる位置にすることに、安定性が提供される。したがって
、ライダが前方60又は後方62のどちらかに移動することによって座席34が動かさ
れると、番号54で示す中央位置に関して、席34はさらにプラットフォーム12から
離れるように移動され、地面からさらに高い位置となる。図5Aに示す実施の形態
によると、座席34は実質的に三辺構成64のリンクによって支えられる。アーム66
はプラットフォーム12に関して固定されたピボット点68回りに旋回し、リンク70
はアーム66を座席34に固定する。リンク70に実質的に平行なリンク72は座席34を
その中央位置54において実質的に水平な位置(向き)に支持する。三辺構成64の
3番目の辺はリンク74によって形成される。図5Bにさらに詳細に示すリンク74は
、図示のガススプリング76を含む剛性部材又はサスペンション部材とすることが
でき、このガススプリング76は、プラットフォーム12を介して道路表面から伝達
される振動に対してクッション性を有する座席34を提供するものである。リンク
74は、座席34の動きの中心において安定のためのウェル82を提供するカム面80上
に乗ったカムフォロワ78に連結される。座席34が前方又は後方へ動くならば、カ
ムフォロワ78はカム面80上で上方に移動され、その結果、プラットフォーム12に
対する座席34の高さをカムフォロワ自身の中央安定位置に対して高くする。この
ことは、ライダが中心に置かれたボディー位置を維持するのに必要な努力を少な
くさせることができ、その結果、ライダがよりリラックスした位置を維持するこ
とができ、瞬間的にハンドルバーから手を離すことができるという利点がある。
席34がその中央位置54の前方又は後方のいずれかの方向に動いたときに位置が上
昇するような座席34を与える他の機械的構成も、添付の特許請求の範囲に記載さ
れるように、本発明の範囲内であることが理解される。
変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。そのようなす
べての変形と変更は、添付の特許請求の範囲に記載されるように、本発明の範囲
内であることが意図される。
有利に使用することができるタイプの乗物の側面図である。図1Bは、動的にバラ
ンスをとる従来技術の別の乗物であって、本発明の実施の形態を有利に使用する
ことができるタイプの乗物の側面図である。
る動的バランスをとる乗物の側面図である。
支持体が部分的に折り畳まれた状態を示す図である。
節式の枢軸旋回可能な支持体を示すものである。図4Bは図4Aの実施形態の別の側
面図であり、枢軸旋回可能な支持体の2つの位置を示すものである。
支持体の側面図である。図5Bは図5Aの実施の形態の別の側面図であり、カムフォ
ロワ構成の詳細を示すものである。
Claims (9)
- 【請求項1】 対象とする人間を表面上で輸送する装置において、 a.前後方向に延伸する平面を定めるプラットフォームであって、対象とする
人間を含むペイロードを支持するプラットフォームと、 b.前記プラットフォームに対して可動に連結された接地部材を含む接地モジ
ュールであって、前記プラットフォームと前記接地モジュールは、前記接地部材
に関して決定される位置に位置する重心を有するアセンブリの構成要素である接
地モジュールと、 c.前記対象を支持する支持体であって、前記前後方向に延伸する平面内の前
記重心位置の変化を前記支持体の動きによって可能にするように前記プラットフ
ォームに連結された支持体と、 d.前記接地モジュールに連結され前記重心位置に応答するように前記接地モ
ジュールに動力を送る駆動装置とを、 含んでなる装置。 - 【請求項2】 前記支持体は座席を含む請求項1の装置。
- 【請求項3】 前記支持体は、前記前後方向に延伸する平面を実質的に横切
る軸回りに前記支持体が動くことを許容するように位置されたピボットを介して
前記プラットフォームに連結されている請求項1の装置。 - 【請求項4】 請求項1の装置であって、前記プラットフォームに取り付け
られ前記対象のほぼウエストの高さ位置に存するグリップを有するハンドルをさ
らに含んでなり、スクータと同様な方法で装置を操作することができるように設
けた装置。 - 【請求項5】 前記支持体は、前記対象の重量の一部を支持するために付勢
された関節式部材を含む請求項1の装置。 - 【請求項6】 前記接地モジュールは地面に接触する領域によって特徴付
けられ、前記支持体は、接地モジュールの地面と接触する領域の上方に実質的に
局部安定位置を持つ請求項1の装置。 - 【請求項7】 ユーザを運ぶための装置であって、 a.プラットフォームと、 b.前記プラットフォームに関して位置が決定されるユーザ支持体であって、
装置の通常の操作の際に前記プラットフォームに関する前記支持体の位置をユー
ザが変えることができるように前記プラットフォームに連結されたユーザ支持体
と、 c.少なくとも1つの接地部材の運動を介して、下に位置する表面上で前記プ
ラットフォームを推進するモータ駆動装置と、 d.前記モータ駆動装置に連結され少なくとも前記ユーザ支持体の位置に応答
して前記モータ駆動装置の操作を自動制御するコントローラとを、 含んでなる装置。 - 【請求項8】 前記プラットフォームに関する前記支持体の位置をユーザの
傾きによって変えることができるように設けた請求項7の装置。 - 【請求項9】 着座したユーザを運ぶための装置であって、 a.着座したユーザを含むペイロードを支持するプラットフォームと、 b.前記プラットフォームに設けられ、下に位置する表面に対して前記プラッ
トフォームを推進させる接地モジュールと、 c.前記接地モジュールに連結され、ユーザの傾きによってのみ制御されるよ
うに接地モジュールに動力を送る駆動装置とを、 含んでなる装置。
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