JP2011226831A - Apparatus and method of testing durability of two-wheeled inverted pendulum mobile robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は倒立二輪型ロボットの耐久試験装置及び耐久試験方法に関する。 The present invention relates to an endurance test apparatus and an endurance test method for an inverted two-wheeled robot.
従来から、例えば特許文献1乃至4に開示されているように、種々の自動車用の耐久試験装置が開発されている。
Conventionally, as disclosed in, for example,
特許文献1及び特許文献2には、自動車の前後輪に対応して設けられた前輪用ローラ及び後輪用ローラを、それぞれ異なる出力トルクで制御する自動車用耐久試験装置が開示されている。これによれば、二輪駆動の自動車と四輪駆動の自動車のどちらの耐久試験も実行可能である。
特許文献3には、前後輪に対応して設けられた駆動ローラに凸部を形成することで、段差路面を再現する自動車用耐久試験装置が開示されている。また、特許文献4には、無端フラットベルトの内部に複数個の伸縮機構を配置することで、段差路面を再現する自動車用の耐久試験装置が開示されている。 Patent Document 3 discloses an automobile durability test apparatus that reproduces a stepped road surface by forming convex portions on drive rollers provided corresponding to front and rear wheels. Further, Patent Document 4 discloses an automobile durability test apparatus that reproduces a stepped road surface by disposing a plurality of expansion and contraction mechanisms inside an endless flat belt.
また近年では、例えば特許文献5に開示されているように、人を搭乗させて走行する倒立二輪車が開発されている。倒立二輪車は、ジャイロセンサと加速度センサの検出信号から自己の姿勢情報を検出して、自己の姿勢を保つようにモータへの回転指令(具体的には、トルク指令、速度指令、位置指令)を演算し、モータ制御装置へ回転指令データを送信する。したがって倒立二輪車は、フィードバック制御により自己の姿勢を保ち、搭乗者の重心姿勢変化により走行することができる。 In recent years, as disclosed in Patent Document 5, for example, an inverted two-wheeled vehicle that travels with a person on board has been developed. An inverted motorcycle detects its own posture information from the detection signals of the gyro sensor and acceleration sensor, and issues a rotation command (specifically, torque command, speed command, position command) to the motor to maintain its own posture. Calculate and send rotation command data to the motor controller. Therefore, the inverted two-wheeled vehicle can maintain its own posture by feedback control and can travel by changing the center of gravity posture of the passenger.
しかしながら、特許文献1乃至4に開示されている耐久試験装置は、倒立二輪車のステップ部に荷重をかけて試験を行う構成とされていない。そのため、特許文献1乃至4の耐久試験装置は、倒立二輪車に人が搭乗した状態を再現することができない。
However, the durability test apparatus disclosed in
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、倒立二輪車に人が搭乗した状態を再現することができる、倒立二輪車の耐久試験装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an inverted motorcycle endurance test apparatus that can reproduce a state in which a person is on an inverted motorcycle. is there.
本発明にかかる倒立二輪車の耐久試験装置は、人が搭乗部に搭乗し、旋回操作部を操作することで左右の車輪の回転差を制御し旋回を実現する倒立二輪車の耐久試験装置であって、前記左右の車輪にそれぞれ負荷を与える左右の駆動ローラと、前記左右の駆動ローラにそれぞれ駆動力を与える左右のローラ駆動手段と、前記搭乗部に加えられる負荷を調整する負荷調整手段と、前記倒立二輪車の実走行データが格納される記憶手段と、前記実走行データに基づいて前記左右のローラ駆動手段と、負荷調整手段と、を制御すると共に、前記実走行データに基づいて前記倒立二輪車の制御手段に左右の車輪を制御させる制御手段と、を備える。 An endurance test apparatus for an inverted motorcycle according to the present invention is an endurance test apparatus for an inverted motorcycle that realizes a turn by controlling a rotation difference between left and right wheels by operating a turning operation part. Left and right driving rollers for applying loads to the left and right wheels, left and right roller driving means for applying driving forces to the left and right driving rollers, load adjusting means for adjusting a load applied to the riding section, The storage means for storing the actual running data of the inverted motorcycle, the left and right roller driving means and the load adjusting means are controlled based on the actual running data, and the inverted motorcycle is controlled based on the actual running data. Control means for causing the control means to control the left and right wheels.
また、前記倒立二輪車の旋回操作部を操作するための駆動力を与える旋回操作部駆動手段をさらに備え、前記記憶手段は、前記倒立二輪車における前記旋回操作部の操作データを実走行データとして格納し、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された実走行データに基づいて旋回操作部駆動手段を制御する。 Further, the vehicle further includes a turning operation unit driving means for providing a driving force for operating the turning operation unit of the inverted motorcycle, and the storage means stores operation data of the turning operation unit in the inverted motorcycle as actual traveling data. The control unit controls the turning operation unit driving unit based on the actual travel data stored in the storage unit.
また、前記記憶手段は、前記倒立二輪車の実走行データとして、左右の車輪の速度データ及び回転トルクデータを格納し、前記制御手段は、前記試験路を実走行した際の左右の車輪の速度及び回転トルクに基づいて、前記左右の駆動ローラの回転トルクを算出し、前記回転トルクを前記左右の駆動手段に出力させる。 The storage means stores left and right wheel speed data and rotational torque data as actual running data of the inverted motorcycle, and the control means stores the left and right wheel speeds when actually running on the test road. Based on the rotational torque, the rotational torque of the left and right drive rollers is calculated, and the rotational torque is output to the left and right drive means.
また本発明にかかる倒立二輪車の耐久試験方法は、ローラ駆動手段と負荷調整手段を有する耐久試験装置に倒立二輪車をセットし、倒立二輪車の実走行データに基づいて前記ローラ駆動手段を制御することで、前記ローラ駆動手段により駆動した左右の駆動ローラが、倒立二輪車の左右の車輪に負荷を与え、実走行データに基づいて、前記負荷調整手段が倒立二輪車の搭乗部に負荷を与える。 Further, the inverted motorcycle endurance test method according to the present invention includes setting an inverted motorcycle in an endurance test apparatus having roller driving means and load adjusting means, and controlling the roller driving means based on actual traveling data of the inverted motorcycle. The left and right drive rollers driven by the roller driving means apply a load to the left and right wheels of the inverted two-wheeled vehicle, and the load adjusting means applies a load to the riding portion of the inverted two-wheeled vehicle based on actual travel data.
また、前記耐久試験装置に設けられた旋回操作部駆動手段が、前記実走行データに基づいて前記倒立二輪車の旋回操作部を操作する。 Further, the turning operation unit driving means provided in the durability test apparatus operates the turning operation unit of the inverted two-wheeled vehicle based on the actual travel data.
また、実走行データが、左右の車輪の速度データ及び回転トルクデータを含み、左右の車輪の速度データ及び回転トルクデータに基づいて、前記駆動ローラの回転トルクを制御する。 The actual running data includes speed data and rotational torque data of the left and right wheels, and the rotational torque of the drive roller is controlled based on the speed data and rotational torque data of the left and right wheels.
倒立二輪車に人が搭乗した状態を再現することができる耐久試験装置及び耐久試験方法を提供する。 Provided are an endurance test apparatus and an endurance test method capable of reproducing a state where a person is on an inverted motorcycle.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明にかかる倒立二輪車の耐久試験装置について説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。
Hereinafter, an endurance testing apparatus for an inverted motorcycle according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment.
耐久試験装置1は、図1に示すように、基台10、駆動ローラ11(11L、11R)、ローラ駆動手段12(12L、12R)、ウェイト部13、ハンドル操作部14、記憶手段15、制御手段16、を備える。
As shown in FIG. 1, the
耐久試験装置1で試験される倒立二輪車100の一例を図2、図3、及び図4に示す。図2は、倒立二輪車100の側面図であり、図3は倒立二輪車100の正面図である。また、図4は倒立二輪車100のブロック図である。
倒立二輪車100は、例えば旋回操作部120を操作することによって旋回動作を制御する。すなわち、旋回操作部120を運転者が操作すると、制御部160が旋回操作部120の操作信号に基づいて、左右の車輪140L、140Rに回転差を生じさせ、倒立二輪車100の旋回が実現される。
An example of an inverted
The inverted
具体的には、倒立二輪車100は図2、図3及び図4に示すように、車体110、旋回操作部120、駆動部130、車輪140(140L、140R)、情報送信部150、制御部160を備える。
Specifically, the inverted
車体110は、人が搭乗する左右のステッププレート(搭乗部)111L、111Rと、左右のステップ荷重測定用センサ112(112L、112R)を有している。典型的には、平坦な路面上に倒立二輪車100がある場合には、左右のステッププレート111L、111Rは、それぞれ水平となるように設けられている。ステップ荷重測定用センサ112は、左右のステッププレート111L、111Rに接するように配置され、左右のステッププレート111L、111Rにかかる荷重を検知する。ステップ荷重測定用センサ112で検知された荷重は、ステップ荷重データとして、情報送信部150を介して、倒立二輪車100の外部に備えられたメモリユニット170に送信される。メモリユニット170はステップ荷重データを受信し、データを蓄積する。ステップ荷重測定用センサ112は、典型的にはステッププレート111L、111Rの上面に取り付けられた荷重計である。
The
旋回操作部120は、把持部(ハンドル)121(121L、121R)と、ハンドル操作荷重測定用センサ122と、角度測定センサ123を有する。
旋回操作部120は、倒立二輪車100の旋回を実現するべく、搭乗者に操作される。旋回操作部120は、例えば、一端が車体110の前方中央部に当該車体110の左右方向へ回動可能に連結されている操作バーである。旋回操作部120の他端部には左右のハンドル121L、121Rが形成されており、搭乗者により把持される。
ハンドル操作荷重測定用センサ122(122L、122R)は、左右のハンドル121L、121Rに接するように配置され、ハンドル121L、121Rにかかる荷重を検知する。ハンドル操作荷重測定用センサ122は、検知された荷重に応じた操作信号を制御部160に出力する。また、ハンドル操作荷重測定用センサ122で検知された荷重は、ハンドル荷重データとして、情報送信部150を介して、倒立二輪車100の外部に備えられたメモリユニット170に送信される。
角度測定センサ123は、旋回操作部120と車体110の連結部に配置され、旋回操作部120の傾動角度を検知する。角度測定センサ123は、検知された角度に応じた操作信号を制御部160に出力する。また、角度測定センサ123で検知された角度は、操作部角度データとして、情報送信部150を介して、倒立二輪車100の外部に備えられたメモリユニット170に送信される。角度測定センサ123は、典型的にはハンドルに設けられたポテンショメータである。
メモリユニット170は、ハンドル荷重データ及び操作部角度データを受信し、各データを蓄積する。
The
The
The handle operation load measuring sensor 122 (122L, 122R) is disposed so as to contact the left and
The
The
駆動部130は、左右のモータ131L、131Rを備える。左右のモータ131L、131Rは、それぞれ車体110に取り付けられている。また、左右のモータ131L、131Rには、それぞれ左右の車輪140L、140Rが取り付けられている。左右のモータ131L、131Rは制御部160からの制御信号に基づき回転駆動する。
The
車輪140は、左右の車輪140L、140Rを有する。左右の車輪140L、140Rは、走行方向と直交する方向に沿って車体110を挟んで両側に配設される。また、左右の車輪140L、140Rは、車体110の走行方向に直交した軸を中心に回転する。そして、左右の車輪140L、140Rは、左右のモータ131L、131Rの回転駆動により回転トルクが与えられ、それぞれ回転駆動する。典型的には、左右の車輪140L、140Rは同軸上に配設されている。
また、左右の車輪140L、140Rには、速度センサ141及びトルクセンサ142が配設されている。
速度センサ141は、左右の車輪140L、140Rの速度(回転数)を検知する。速度センサ141で検知された速度は、速度データとして、情報送信部150を介して、倒立二輪車100の外部に備えられたメモリユニット170に送信される。速度センサ141は、典型的にはモータエンコーダである。
トルクセンサ142は、左右の車輪140L、140Rの回転トルクを検知する。トルクセンサ142で検知された回転トルクは、回転トルクデータとして、情報送信部150を介して、倒立二輪車100の外部に備えられたメモリユニット170に送信される。トルクセンサ142は、典型的にはモータ電流計であり、モータ電流値を測定する。
メモリユニット170は、速度データ及び回転トルクデータを受信し、各データを蓄積する。
The
A
The
The
The
情報送信部150は、該ステップ荷重データ、ハンドル荷重データ、操作部角度データ、速度データ、回転トルクデータを、倒立二輪車100の外部に備えられたメモリユニット170に送信する。典型的には、情報送信部150は、無線電波を用いて各種データを送信する。
The
制御部160は、左右の車輪140L、140Rの駆動を制御することで、走行制御及び車体110の姿勢制御を行う。すなわち、制御部160は、旋回操作部120における操作に応じた操作信号に基づき所定の演算処理を実行し、制御信号を左右のモータ131L、131Rに出力する。
制御部160は、例えば、マイクロコンピュータ(CPU)を有する演算回路と、プログラムメモリやデータメモリその他のRAMやROM等を有する記憶装置等を備える。
但し、耐久試験装置1で試験される倒立二輪車は、この限りでなく、左右の車輪に回転差を生じさせて、旋回を実現する倒立二輪車であれば良い。
The
The
However, the inverted motorcycle to be tested by the
耐久試験装置1の基台10は、底板10aと側壁10bを備える箱形状である。底板10aは、略長方形の形状であり、床等にボルト等の接合手段で接合されている。側壁10bは、底板10aの四辺に沿って立ち上がっている。底板10aの四辺に沿って立ち上がる側壁10bは、隣接する側壁10b同士が接合されており、剛強な構成となっている。他方側の基台10と向かい合う側壁10b、つまり内側の側壁10bに駆動ローラ11L、11Rが回転可能に設けられている。外側の側壁10bには、ローラ駆動手段12L、12Rが設けられている。
側壁10bの内側の寸法は、倒立二輪車100の車輪140L、140Rを側壁10bの駆動ローラ11L、11Rに嵌めこむことができるよう、倒立二輪車100の左右方向の幅寸法より若干広い。
The
The inner dimension of the
また基台10は、固定治具(図示せず)を有する。固定治具は、倒立二輪車100の前後方向及び左右方向の移動を拘束し、車輪140L(140R)の回転を阻害せず、旋回操作部120の動作を阻害しない構成で、当該倒立二輪車100を基台10に固定する。
The
駆動ローラ11(11L、11R)は、ホイール状に形成されている。駆動ローラ11L(11R)のディスク部は、基台10の内側の側壁10bに貫通するように固定されたベアリングを介して、当該基台10に回転可能に接合されている。つまり、基台10の内側の側壁10bに貫通穴が形成されており、当該貫通穴にベアリングが挿入されている。ベアリングの外フランジは、当該貫通穴に接合されている。ベアリングの内フランジには、駆動ローラ11L(11R)のディスク部が接合されている。ベアリングの内フランジ内には、ローラ駆動手段12L(12R)の回転軸が通されており、当該回転軸の先端部が駆動ローラ11L(11R)のディスク部に接合されている。駆動ローラ11L(11R)のリム部外周は、倒立二輪車100の車輪140L、140Rに接触させる。その結果、ローラ駆動手段12L(12R)の回転駆動力は、駆動ローラ11L(11R)を介して倒立二輪車100の車輪140L(140R)に伝達される。
The drive roller 11 (11L, 11R) is formed in a wheel shape. The disk portion of the
ローラ駆動手段12(12L、12R)は、モータ等の駆動手段である。ローラ駆動手段12L(12R)は、基台10の外側の側壁10bに接合されている。ローラ駆動手段12L(12R)の回転軸は、当該側壁10bに形成された貫通穴に通されている。ローラ駆動手段12L(12R)の回転軸の先端部は、駆動ローラ11L(11R)のディスク部に接合されている。ローラ駆動手段12L(12R)は、制御手段16からの制御信号に基づいて制御される。
The roller driving unit 12 (12L, 12R) is a driving unit such as a motor. The roller driving means 12L (12R) is joined to the
ウェイト部13は、ウェイト基台18と、ウェイト19(19L、19R)と、負荷調整手段20を備える。
ウェイト基台18は、基台10にスライド可能な状態で接合されている。ウェイト基台18は、基台10に固定された倒立二輪車100の前後方向にスライドする。また、ウェイト基台18には、ウェイト19L、19Rが上下方向にスライドする方向に駆動可能な状態で接合されている。すなわち、ウェイト基台18はスライドさせることで、ウェイト19L(19R)の一端が、倒立二輪車100のステッププレート111L(111R)と好適に接する位置に調整可能である。
The
The
ウェイト19L(19R)は、その一端が、倒立二輪車100のステッププレート111L(111R)に接する位置に配設される。ウェイト19は、ステッププレート111L(111R)に接した状態から下方向にスライドする駆動力が加わることで、ステッププレート111L(111R)に荷重を加える。
The
負荷調整手段20は、モータ等の駆動手段である。負荷調整手段20は、ウェイト19L(19R)に接合しており、ウェイト19L(19R)を上下方向にスライド駆動させる。負荷調整手段20は、制御手段16からの制御信号に基づいて制御される。なお、負荷調整手段20は、制御手段16からの制御信号に基づいて、ウェイト19L及びウェイト19Rを独立して制御することができる。
The load adjusting unit 20 is a driving unit such as a motor. The load adjusting means 20 is joined to the
ハンドル操作部14は、ハンドル基台21と、把持機構22と、旋回操作部駆動手段23を備える。
ハンドル基台21は、基台10にスライド可能な状態で接合されている。ハンドル基台21は、基台10に固定された倒立二輪車100の前後方向にスライドする。また、ハンドル基台21には、把持機構22が、倒立二輪車100の前後及び左右方向に駆動可能に接合されている。
The
The
把持機構22は、その一端が倒立二輪車100の旋回操作部120を把持する構造を有する。把持機構22は、旋回操作部120を把持した状態から倒立二輪車100の前後及び左右方向に駆動することで、旋回操作部120に荷重を与える。これにより、旋回操作部120は前後及び左右方向に傾動する。
The gripping
旋回操作部駆動手段23は、モータ等の駆動手段である。旋回操作部駆動手段23は、把持機構22に接合しており、把持機構22を前後及び左右方向に駆動させる。旋回操作部駆動手段23は、制御手段16からの制御信号に基づいて制御される。
The turning operation
記憶手段15は、例えば耐久試験装置1の内部に配置されている。
記憶手段15には、倒立二輪車100の実走行データ等が格納されている。例えば、本実施形態では、図5に示すように、加速状態で直進し、その後右旋回する旋回走行の耐久試験を実施する。そこで、先ず倒立二輪車100を用いて、加速状態で直進し、その後右旋回する試験路を実走行し、その際の速度データ、回転トルクデータ、ステップ荷重データ、ハンドル荷重データ、及び操作部角度データを取得する。
The memory | storage means 15 is arrange | positioned inside the
The storage means 15 stores actual running data of the
具体的には、速度データとしては、図6に示すように、左右の車輪140L、140Rの速度と時間との関係を取得する。本実施形態では、先ず直進区間において左右の車輪140L、140Rが等しく加速して一定速度で直進し、その後の旋回区間においては、右側の車輪140Rの速度が遅くなり、左側の車輪140Lの速度が速くなっている。
Specifically, as the speed data, as shown in FIG. 6, the relationship between the speed of the left and
また、回転トルクデータとしては、図7に示すように、左右の車輪140L、140Rの回転トルクと時間との関係を取得する。本実施形態では、先ず直進区間において左右の車輪140L、140Rを等しく加速するべく、大きな回転トルクを出力させ、所定の速度に到達すると、当該速度を維持するべく、小さな回転トルクを出力させている。そして、旋回区間においては、右側の車輪140Rの速度を遅くするべく、右側の車輪140Rにマイナスの回転トルクを出力させている。一方、左側の車輪140Lの速度を速くするべく、左側の車輪140Lにプラスの回転トルクを出力させている。
Further, as the rotational torque data, as shown in FIG. 7, the relationship between the rotational torque of the left and
また、ステップ荷重データとしては、図8に示すように、左右のステッププレート111L、111Rにかかる荷重と時間との関係を取得する。本実施形態では、直進区間においては、左右のステッププレート111L、111Rにかかる荷重は一定である。そして、旋回区間においては、右のステッププレート111Rにかかる荷重が増加する。一方、左のステッププレート111Lにかかる荷重は減少する。
Moreover, as step load data, as shown in FIG. 8, the relationship between the load applied to the left and
また、ハンドル荷重データとしては、図9に示すように、左右のハンドル121L、121Rにかかる荷重と時間との関係を取得する。本実施形態では、直進区間においては、左右のハンドル121L、121Rにかかる荷重は左右のどちらにも偏らない。そして、旋回区間においては、左右のハンドル121L、121Rにかかる荷重は、ともに右方向に加わる。
As handle load data, as shown in FIG. 9, the relationship between the load applied to the left and
また、操作部角度データとしては、図10に示すように、旋回操作部120の左右方向の傾動角度と時間との関係を取得する。本実施形態では、直進区間においては、旋回操作部120の左右方向の傾動角度は、左右のどちらにも偏らない。そして旋回区間においては、旋回操作部120は右方向に傾動する。
なお、図10には旋回操作部120の左右方向の傾動角度と時間との関係を示しているが、旋回操作部120の前後方向の傾動角度と時間との関係を取得しても良い。
Moreover, as operation part angle data, as shown in FIG. 10, the relationship between the tilting angle of the turning
Although FIG. 10 shows the relationship between the tilt angle in the left-right direction of the turning
このように取得した左右の車輪140L、140Rの速度と時間との関係、左右の車輪140L、140Rの回転トルクと時間との関係、左右のステッププレート111L、111Rにかかる荷重と時間との関係、左右のハンドル121L、121Rにかかる荷重と時間、及び旋回操作部120の左右方向の角度と時間との関係は、計測時にはメモリユニット170に格納されている。そして、メモリユニット170に格納された各データは、耐久試験装置1の記憶手段15に格納される。
The relationship between the speed and time of the left and
なお記憶手段15は、倒立二輪車100の走行時に設けられているメモリユニット170をそのまま用いても良く、メモリユニット170から記憶手段15にデータをコピーしたものであっても良い。また、記憶手段15が記憶するデータは、実走行データから演算を行い新たに生成した走行データでも良い。
The
制御手段16は、倒立二輪車100の実走行データに基づいて、ローラ駆動手段12L、12Rを制御する。これにより、左右の駆動ローラ11が回転して、倒立二輪車100の左右の車輪140L、140Rにかかる負荷が変化する。例えば、実走行データに含まれる速度データ及び回転トルクデータに基づいて、ローラ駆動手段12L、12Rへの出力トルクを算出する。そして出力トルクに応じたトルク制御信号を12L、12Rに出力する。これにより耐久試験装置1において、図6、図7に示すような負荷が再現される。
また制御手段16は、倒立二輪車100の実走行データに基づいて、負荷調整手段20を制御する。これにより、ウェイト19L、19Rの荷重が制御され、倒立二輪車100のステッププレート111L、111Rにかかる荷重が変化する。例えば、実走行データに含まれるステップ荷重データに基づいて、ステップ荷重制御信号を生成する。このステップ荷重制御信号を負荷調整手段20に出力することで、耐久試験装置1において、図8に示すような荷重が再現される。
また制御手段16は、倒立二輪車100の実走行データに基づいて、旋回操作部駆動手段23を制御する。これにより把持機構22の動作が制御され、倒立二輪車100の旋回操作部120にかかる負荷が変化する。例えば、実走行データに含まれるハンドル荷重データ及び操作部角度データに基づいて、旋回操作部制御信号を生成する。この旋回操作部制御信号を旋回操作部駆動手段23に出力することで、耐久試験装置1において、旋回操作部120が図10に示すような角度に傾動する状態が再現される。
また制御手段16は、実走行データに含まれる速度データ及び回転トルクデータに基づいて倒立二輪車100の駆動部130を制御し、左右の車輪140L、140Rの動作を制御する。これにより、図6、図7に示すような速度、及びトルクで左右の車輪140が動作する。なお、左右の車輪140と、左右の駆動ローラ11は、倒立二輪車が移動しないよう、それぞれ反対方向に回転している。これにより、その場での耐久試験が可能になる。
制御手段16は、例えば、耐久試験装置1の内部に配置されている。
The control means 16 controls the roller driving means 12L, 12R based on the actual traveling data of the
Further, the control means 16 controls the load adjusting means 20 based on the actual traveling data of the
The
The control means 16 controls the
For example, the control means 16 is disposed inside the
次に、本発明にかかる倒立二輪車の耐久試験方法について説明する。
まず、実際に人が倒立二輪車100に搭乗し、坂道や段差等の障害が設けられた試験路を走行する。ここで、試験路の一例を図11に示し、倒立二輪車100は以下のように試験走行を行う。
Next, an endurance test method for an inverted motorcycle according to the present invention will be described.
First, a person actually gets on the
倒立二輪車100は走行を開始し、試験路において傾斜が設けられた場所まで移動する。この傾斜部は一方が6°であり、他方が10°の丘状である。倒立二輪車100は、傾斜が6°側から登るように走行し、傾斜が10°側から下るように走行する。
次に、倒立二輪車100は後進による走行を行う。試験路には周回路が設けられており、倒立二輪車100は周回路の出入り口の場所まで移動する。
次に、倒立二輪車100は周回路を走行する。周回路には2mmの段差を有する箇所が2箇所設けられている。倒立二輪車100は、2mmの段差に対して90°及び45°で進入するように走行する。
次に、周回路には複数のポールが進行方向に一定間隔に設けられている。倒立二輪車100は、ポール間をスラロームで走行する。
次に、周回路には直線コースが設けられている。倒立二輪車100は、直線コースを走行する。これにより、倒立二輪車100は周回路の出入り口に到達する。
倒立二輪車100は周回路の出入り口から出て、走行開始位置に戻る。これにより1回の試験走行が終了する。このときの走行データは、実走行データとしてメモリユニット170に記憶される。なお倒立二輪車100による試験路の走行は、複数回行っても良い。
The
Next, the
Next, the
Next, a plurality of poles are provided in the circumferential circuit at regular intervals in the traveling direction. The
Next, a linear course is provided in the peripheral circuit. The
The
試験路の走行が終了したら、メモリユニット170に記憶された実走行データを記憶手段15に格納する。ここで実走行データは、車輪の速度データ、回転トルクデータ、ステップ荷重データ、ハンドル荷重データ、操作部角度データを含んでいる。
記憶手段15に格納された実走行データは、制御手段16に読み込まれる。
When traveling on the test road is completed, the actual traveling data stored in the
The actual travel data stored in the
次に耐久試験装置1の所定の位置に倒立二輪車100をセットする。
制御手段16は、記憶手段15から読み込まれた実走行データに基づいて、耐久試験装置1の各部を駆動する。具体的には以下のように行う。
制御手段16はローラ駆動手段12L、12Rにトルク制御信号を出力する。これにより、ローラ駆動手段12L、12Rが駆動し、駆動ローラ11L、11Rが駆動し、倒立二輪車100の車輪140L、140Rに負荷を与える。
また制御手段16は、負荷調整手段20にステップ荷重制御信号を出力する。これにより、負荷調整手段20が駆動し、ウェイト19L、19Rの荷重が制御され、倒立二輪車100のステッププレート111L、111Rの荷重が調整される。
また制御手段16は、旋回操作部駆動手段23に旋回操作部制御信号を出力する。これにより把持機構22の動作が制御され、倒立二輪車100の旋回操作部120にかかる負荷が変化する。なお旋回操作部制御信号による制御は、旋回操作部120の位置又は角度を制御するものであっても良く、トルク制御を行うものであっても良い。
Next, the
The control means 16 drives each part of the
The
Further, the control means 16 outputs a step load control signal to the load adjustment means 20. Thereby, the load adjusting means 20 is driven, the loads of the
Further, the control means 16 outputs a turning operation part control signal to the turning operation part driving means 23. As a result, the operation of the
また制御手段16は、倒立二輪車100の駆動部130にロボット速度制御信号を出力する。これによりモータ131L、131Rが制御され、倒立二輪車100の車輪140L、140Rの動作が制御される。
Further, the control means 16 outputs a robot speed control signal to the
また倒立二輪車100は、制御手段16に、左右の車輪140L、140Rのトルク信号や、旋回操作部120の角度を示す信号を出力する。
制御手段16は、倒立二輪車100から入力されたこれらの信号に基づいてフィードバック計算を行い、より好適な制御信号を、ローラ駆動手段12、負荷調整手段20、旋回操作部駆動手段23、及び倒立二輪車100に出力することができる。
The inverted two-
The control means 16 performs a feedback calculation based on these signals input from the
これにより耐久試験装置1を用いて、実走行時と同様の負荷を与えた倒立二輪車100の試験を行うことができる。すなわち耐久試験装置1は、ステッププレート111L、111Rに荷重を与えることができ、実走行を忠実に再現した耐久試験を行うことができる。
耐久試験装置1は、試験を繰り返し行うよう制御することで、実際に倒立二輪車100を走行させずに、例えば数千〜万サイクルの耐久試験を行うことができる。
As a result, the
The
実施の形態2
第2の実施形態にかかる倒立二輪車200の耐久試験装置1について説明する。なお、第1に実施形態に示した耐久試験装置1及び倒立二輪車100と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。図12に倒立二輪車200の正面図を示す。
Embodiment 2
A
倒立二輪車200は、ステップ荷重測定用センサ112、角度測定センサ123、速度センサ141、トルクセンサ142を備える。すなわち、倒立二輪車100と比較し、ハンドル操作荷重測定用センサ122が備えられていない点で異なる。
倒立二輪車200は、図11に示す試験路を走行した場合の実走行データを、メモリユニット170に記憶する。このメモリユニット170は、例えば倒立二輪車200の内部に備えられている。
ここで、各種センサにより取得された実走行データは、図6〜8及び図10に示したものと同様とする。メモリユニット170に記憶された実走行データは、耐久試験装置1の記憶手段15に格納される。
The
The inverted two-
Here, the actual travel data acquired by the various sensors is the same as that shown in FIGS. The actual running data stored in the
耐久試験装置1を用いた耐久試験時には、制御手段16は、記憶手段15に格納されている実走行データに基づいて、制御信号を出力する。
このとき制御手段16は、ハンドル121L、121Rにかかる負荷の情報を有していない。したがって制御手段16が出力する旋回操作部制御信号は、ハンドル121L、121Rにかかる負荷を考慮せず、実走行データにおける旋回操作部120の角度の履歴に基づいて決定する。旋回操作部駆動手段23は、この旋回操作部制御信号に基づいて把持機構22を操作し、旋回操作部120に負荷を与える。
During the durability test using the
At this time, the control means 16 does not have information on the load applied to the
このようにして、ハンドル121L、121Rにかかる負荷を測定していない場合であっても、耐久試験を行うことができる。
In this way, even if the load applied to the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態2ではハンドル操作荷重測定用センサ122がないものとして説明したが、他のセンサがない場合であっても、記憶手段15に格納された実走行データに基づいて耐久試験を行うことができる。また、実走行データを取得する倒立二輪車と、耐久試験を行う倒立二輪車は、異なるものであってもよい。例えば、1台の倒立二輪車で実走行データを取得し、複数の同タイプの倒立二輪車に展開しても良い。これにより、実走行データを容易に取得することができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, although the second embodiment has been described on the assumption that the handle operating
1 耐久試験装置
10 基台
10a 底板
10b 側壁
11(11L、11R) 駆動ローラ
12(12L、12R) ローラ駆動手段
13 ウェイト部
14 ハンドル操作部
15 記憶手段
16 制御手段
18 ウェイト基台
19(19L、19R) ウェイト
20 負荷調整手段
21 ハンドル基台
22 把持機構
23 旋回操作部駆動手段
100 倒立二輪車
200 倒立二輪車
110 車体
111(111L、111R) ステッププレート
112(112L、112R) ステップ荷重測定用センサ
120 旋回操作部
121(121L、121R) ハンドル
122(122L、122R) ハンドル操作荷重測定用センサ
123 角度測定センサ
130 駆動部
131(131L、131R) モータ
140(140L、140R) 車輪
141 速度センサ
142 トルクセンサ
150 情報送信部
160 制御部
170 メモリユニット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記左右の車輪にそれぞれ負荷を与える左右の駆動ローラと、
前記左右の駆動ローラにそれぞれ駆動力を与える左右のローラ駆動手段と、
前記搭乗部に加えられる負荷を調整する負荷調整手段と、
前記倒立二輪車の実走行データが格納される記憶手段と、
前記実走行データに基づいて前記左右のローラ駆動手段と、負荷調整手段と、を制御すると共に、前記実走行データに基づいて前記倒立二輪車の制御手段に左右の車輪を制御させる制御手段と、
を備える倒立二輪車の耐久試験装置。 An endurance test apparatus for an inverted two-wheeled vehicle that realizes a turn by controlling a rotation difference between left and right wheels by manipulating a boarding part and operating a turning operation part,
Left and right drive rollers for applying loads to the left and right wheels,
Left and right roller driving means for applying a driving force to the left and right driving rollers, respectively;
Load adjusting means for adjusting a load applied to the riding section;
Storage means for storing actual traveling data of the inverted motorcycle;
Control means for controlling the left and right roller driving means and load adjusting means based on the actual running data, and for causing the inverted motorcycle control means to control the left and right wheels based on the actual running data;
Inverted motorcycle durability tester equipped with
前記記憶手段は、前記倒立二輪車における前記旋回操作部の操作データを実走行データとして格納し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された実走行データに基づいて旋回操作部駆動手段を制御する、
請求項1に記載の倒立二輪車の耐久試験装置。 A turning operation unit driving means for providing a driving force for operating the turning operation unit of the inverted motorcycle;
The storage means stores operation data of the turning operation unit in the inverted motorcycle as actual traveling data,
The control means controls the turning operation unit driving means based on actual traveling data stored in the storage means.
The endurance testing apparatus for an inverted motorcycle according to claim 1.
前記制御手段は、前記試験路を実走行した際の左右の車輪の速度及び回転トルクに基づいて、前記左右の駆動ローラの回転トルクを算出し、前記回転トルクを前記左右の駆動手段に出力させる、
請求項1又は2に記載の倒立二輪車の耐久試験装置。 The storage means stores speed data and rotational torque data of left and right wheels as actual running data of the inverted motorcycle.
The control means calculates the rotational torque of the left and right drive rollers based on the speed and rotational torque of the left and right wheels when actually traveling on the test road, and outputs the rotational torque to the left and right drive means. ,
The endurance motorcycle endurance test device according to claim 1 or 2.
倒立二輪車の実走行データに基づいて前記ローラ駆動手段を制御することで、前記ローラ駆動手段により駆動した左右の駆動ローラが、倒立二輪車の左右の車輪にそれぞれ負荷を与え、
実走行データに基づいて、前記負荷調整手段が倒立二輪車の搭乗部に負荷を与える、
倒立二輪車の耐久試験方法。 An inverted motorcycle is set in an endurance test apparatus having roller driving means and load adjusting means,
By controlling the roller drive means based on the actual traveling data of the inverted motorcycle, the left and right drive rollers driven by the roller drive means respectively apply loads to the left and right wheels of the inverted motorcycle,
Based on the actual running data, the load adjusting means applies a load to the riding portion of the inverted motorcycle.
Endurance test method for inverted motorcycles.
請求項4に記載の倒立二輪車の耐久試験方法。 The turning operation unit driving means provided in the durability test device operates the turning operation unit of the inverted two-wheeled vehicle based on the actual running data.
The endurance test method for an inverted motorcycle according to claim 4.
左右の車輪の速度データ及び回転トルクデータに基づいて、前記駆動ローラの回転トルクを制御する、
請求項4又は5に記載の倒立二輪車の耐久試験方法。 The actual driving data includes the speed data and rotational torque data of the left and right wheels,
Based on the speed data and rotational torque data of the left and right wheels, the rotational torque of the drive roller is controlled.
The endurance motorcycle endurance test method according to claim 4 or 5.
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