JP2017116691A

JP2017116691A - 倒立二輪車

Info

Publication number: JP2017116691A
Application number: JP2015251080A
Authority: JP
Inventors: 英祐青木; Hidesuke Aoki; 良一石田; Ryoichi Ishida
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-06-29

Abstract

【課題】本発明の課題は、倒立二輪車の操作状態を補助者が容易に把握することができる倒立二輪車を提供することである。【解決手段】搭乗者により操作される倒立二輪車１は、ハンドル部１２と、インジケータ１３とを有する。インジケータ１３は、ハンドル部１２に設けられている。インジケータ１３は、倒立二輪車１の操作状態に関する情報を表示する。ここで、インジケータ１３は、倒立二輪車１の前方から上方の間のいずれかの方向に表示面が向いて設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は倒立二輪車に関し、特に表示部を有する倒立二輪車に関する。

近年、バランス機能の訓練のための訓練装置が開発されている。例えば、特許文献１では、搭乗者の重心移動に基づいて走行状態を変化させる倒立二輪車を用いた訓練装置について開示している。ここで、倒立二輪車に搭乗した搭乗者の訓練時には、補助者が存在する場合がある。補助者は、倒立二輪車の横又は前方などに、倒立二輪車に付き添うように立ち、搭乗者の訓練を補助する。具体的には、補助者は、例えば、搭乗者の操作誤り時又は危険動作時の動作抑止などを、倒立二輪車に設けられた補助者用のハンドルを用いて行う。この場合、倒立二輪車の操作状態に関する情報を補助者は視覚的に認識できることが望ましい。

特開２０１１−０３１６６９号公報

この情報を視覚的に伝えるために、倒立二輪車に表示部を設けることが考えられるが、搭乗者の足が載置される両ステップの間に表示部を設けた場合には、倒立二輪車のハンドル又は搭乗者の足などに、表示部が隠れてしまい、補助者にとっては表示内容を把握し難い。

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、倒立二輪車の操作状態を補助者が容易に把握することができる倒立二輪車を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る倒立二輪車は、搭乗者により操作される倒立二輪車であって、ハンドルと、前記ハンドルに設けられた、前記倒立二輪車の操作状態に関する情報を表示する表示部とを有し、前記表示部は、前記倒立二輪車の前方から上方の間のいずれかの方向に表示面が向いて設けられている倒立二輪車である。
このような倒立二輪車によれば、補助者の視界から表示面が隠れることが防がれる。このため、倒立二輪車の操作状態を補助者が容易に把握することができる倒立二輪車を提供することができる。

本発明によれば、倒立二輪車の操作状態を補助者が容易に把握することができる倒立二輪車を提供することができる。

実施の形態にかかる倒立二輪車の概観を示す斜視図である。実施の形態にかかる倒立二輪車の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる倒立二輪車のインジケータの表示面を示す模式図である。実施の形態にかかる倒立二輪車の移動方向の一例を示す模式図である。実施の形態にかかる倒立二輪車の移動方向の一例を示す模式図である。実施の形態にかかる倒立二輪車のインジケータの表示の確認可能範囲について示す模式図である。搭乗時に倒立二輪車に対する重心位置に偏りがある場合の重心位置と中心位置との関係を示す模式図である。

実施の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１及び図２を参照して本実施の形態にかかる倒立二輪車１について説明する。図１は、本実施の形態にかかる倒立二輪車１の概観を示す斜視図である。また、図２は、本実施の形態にかかる倒立二輪車１の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において、倒立二輪車１は、車輪１０の駆動を制御することによって倒立二輪車１の姿勢及び走行状態を制御する。

倒立二輪車１は、左右の同軸上に車輪１０が設けられ、搭乗した利用者（搭乗者）の重心移動による操作にしたがって倒立状態で移動する乗り物である。倒立二輪車１は、図１に示されるように、車輪１０と、台座部１１と、ハンドル部１２と、インジケータ１３を備える。

台座部１１は、本体部１４及びステップ部１５を有する。本体部１４は、操作入力部１６（図２参照）と、倒立二輪車１を制御する制御部１７（図２参照）と、車輪１０を駆動する駆動部１８（図２参照）とを有する。ステップ部１５は、本体部１４の両脇にそれぞれ設けられており、搭乗者の足が載置される。

操作入力部１６は、例えば、ジャイロセンサ又は加速度センサなどにより構成されており、ハンドル部１２又は搭乗者の体の傾き（重心移動）を検出する。なお、倒立二輪車１では、静止状態の搭乗者の重心によって、旋回のゼロ点が補正されている。このため、操作入力部１６は、補正されたゼロ点を基準として、検出を行う。

制御部１７は、操作入力部１６による検出結果に基づいて倒立二輪車１の動作を制御する。具体的には、制御部１７は、駆動部１８を制御することにより車輪１０の駆動を制御する。例えば制御部１７は、倒立二輪車１の倒立状態を維持するよう制御し、また、加減速や旋回動作を行うよう、駆動部１８の動作を制御する。制御部１７は、操作入力部１６による検出結果に基づく倒立二輪車１の移動方向を検知し、インジケータ１３に通知する。
なお、制御部１７は、例えば、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるマイクロコンピュータを中心にしてハードウェア構成されている。

駆動部１８は、例えばモータである。制御部１７から入力した制御信号に基づいて駆動し、倒立二輪車１に設けられた車輪１０を動作させる。

ハンドル部１２は、例えば一端が本体部１４の前方中心部と連結し、他端を搭乗者が手で把持することが可能なように設けられている。具体的には、ハンドル部１２は、本体部１４と連結した軸部１９と、軸部１９の上部に設けられ、搭乗者に把持される把持部２０とから構成されている。なお、ハンドル部１２は、ハンドルと呼ばれることがある。搭乗者は、本体部１４の両脇に設けられたステップ部１５の一方に左足を載置し、他方に右足を載置し、把持部２０を手で把持して倒立二輪車１に搭乗する。

また、ハンドル部１２の軸部１９には、スタンドバー（図示せず）を昇降するための昇降ユニット２１が設けられている。スタンドバーは、例えば台座部１１の底面に設けられており、昇降ユニット２１が操作されることにより昇降される。スタンドバーは、倒立二輪車１が倒立制御を停止した状態で、倒立二輪車１が自立するための部材である。したがって、スタンドバーが降ろされている場合、スタンドバーが地面に接し、倒立二輪車１を支持することとなる。

インジケータ１３は、ハンドル部１２に設けられ、倒立二輪車１の操作状態に関する情報を表示する。具体的には、インジケータ１３は、例えば、ハンドル部１２の上部、より詳細には軸部１９の上端付近に設けられる。これにより、本実施の形態において、インジケータ１３は、搭乗者の前方に位置している。また、本実施の形態において、操作状態に関する情報は、具体的には、倒立二輪車１の移動方向である。インジケータ１３は、表示部と呼ばれることがある。なお、インジケータ１３の詳細については、後述する。また、インジケータ１３は倒立二輪車１の正常又は異常を示す表示を備えるとよい。異常状態では、倒立二輪車１のボディ部のＬＥＤが赤色もしくは黄色に点灯する。さらに，インジケータ１３は、具体的には、倒立二輪車１の制御状態を示す表示を備えるとよい。倒立二輪車の乗車状態（Ａ）、倒立二輪車の倒立中の状態（Ｂ）、倒立二輪車に異常が発生している状態（Ｃ）など，インジケータ１３の倒立二輪車の図の各パーツにＬＥＤが存在し、状態に応じて表示できる仕組みを持つ。たとえば、倒立台車の乗車状態では、片足ステップごとにＬＥＤが配置され、該当するステップが乗車を検知すると点灯する。倒立中状態では、倒立二輪車のボディ部のＬＥＤが点灯する。倒立制御を開始できる状態、または終了できる状態など、倒立二輪車のボディ部のＬＥＤの点灯パターンもしくは点灯色を変えることによって表示する。

また、本実施の形態では、インジケータ１３には、補助者用ハンドル２２が設けられている。具体的には、図１に示すように、補助者用ハンドル２２は、インジケータ１３の下部に連結されて設けられている。なお、補助者用ハンドル２２は、インジケータ１３の上部等の他の位置に設けられてもよい。

次に、インジケータ１３の詳細について説明する。インジケータ１３は、倒立二輪車１の前方から上方の間のいずれかの方向に表示面が向いて設けられている。本実施の形態では、具体的には、インジケータ１３は、倒立二輪車１がスタンドバーによる支持により自立した状態で、倒立二輪車１の前方から上方の間の所定の角度方向に表示面が向くよう斜めに傾けて設けられている。

インジケータ１３は、制御部１７から通知された倒立二輪車１の移動方向を表示する。図３は、インジケータ１３の表示面を示す模式図である。本実施の形態では、図３に示されるように、インジケータ１３は、移動方向に対応する表示灯５１〜５４を含む。表示灯５１〜５４は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）により構成される。表示灯５１は、インジケータ１３の表示面の上端に設けられている。表示灯５２は、インジケータ１３の表示面の下端に設けられている。表示灯５３は、インジケータ１３の表示面の左端に設けられている。表示灯５４は、インジケータ１３の表示面の右端に設けられている。インジケータ１３における上下左右の方向を示す表示灯は、すべて備える必要はなく、一部でもよい。たとえば、前後方向の表示のみ、左右方向の表示ということもありうる。また、例示した表示灯５３、５４の代わりとして，中心部の２つの△矢印を用いて左右の移動方向を表示してもよい。

インジケータ１３は、表示灯５１〜５４のうち、倒立二輪車１の移動方向に応じたものを点灯させる。インジケータ１３は、倒立二輪車１の移動方向が、倒立二輪車１（搭乗者）にとって後方である場合（図４参照）、表示灯５１を点灯させる。インジケータ１３は、倒立二輪車１の移動方向が、倒立二輪車１（搭乗者）にとって前方である場合（図４参照）、表示灯５２を点灯させる。インジケータ１３は、倒立二輪車１の移動方向が、倒立二輪車１（搭乗者）にとって右方向である場合、すなわち倒立二輪車１が右に旋回する場合（図５参照）、表示灯５３を点灯させる。インジケータ１３は、倒立二輪車１の移動方向が、倒立二輪車１（搭乗者）にとって左方向である場合、すなわち倒立二輪車１が左に旋回する場合（図５参照）、表示灯５４を点灯させる。

以上、本実施の形態にかかる倒立二輪車１について説明した。本実施の形態にかかる倒立二輪車１によれば、インジケータ１３は、ハンドル部１２において、倒立二輪車１の前方から上方の間のいずれかの方向に表示面が向いて設けられている。このため、図６に示されるように、補助者９０は、搭乗者９１の前面側の広い範囲でインジケータ１３の表示を確認することができる。なお、図６において、ハッチングされた領域が、インジケータ１３の表示の確認可能範囲の一例を示す。これに対し、例えば、本体部１４の上面のうち、両ステップ部１５の間に属する位置に表示部を設けることも考えられるが、このような構成とした場合には、ハンドル部１２又は搭乗者の足などに、表示部が隠れてしまう。補助者が搭乗者の前面側に立つ場合及び背面側に立つ場合のいずれにおいても、補助者にとって表示内容の確認が困難である。しかしながら、本実施の形態の倒立二輪車１においては、倒立二輪車１の前面側の広い範囲で表示が阻害されないので、補助者は倒立二輪車１の操作状態を容易に把握することができる。また、インジケータ１３の表示部に倒立二輪車１の正常又は異常を示す表示を備えるとよい。補助者は搭乗者のサポートをしながら、倒立二輪車１に発生した異常を上記インジケータで確認することにより、即座に状態を認識し，対応することができる。
さらに，インジケータ１３の表示部に倒立二輪車１の制御状態を示す機能を持たせることにより、倒立二輪車１の各種センサがどのように認識しているのかを確実に把握でき、補助者が搭乗者のサポートを円滑に行うことができるようになる。たとえば、目視で搭乗者が両足乗車していると見えていても、ステップに確実に足を乗せていないことがある。片麻痺患者の場合は、片足の感覚がないため想像異常に両足乗車をすることが簡単ではない。このような場合に、インジケータで片足毎の乗車を確認できることはバランス訓練をする際に、非常に有効になりうる。

また、本実施の形態では、インジケータ１３は、絶対的な重心位置の方向に対応する方向の表示灯を点灯させるわけではない。インジケータ１３は、補正されたゼロ点を基準とした相対的な重心位置に基づいて決定される移動方向に対応する方向の表示灯を点灯させる。静止状態の搭乗者の重心の位置を旋回のゼロ点として、ゼロ点からの変動により移動方向が決定される場合、絶対的な重心位置の方向をインジケータが表示してしまうと、例えば搭乗時に倒立二輪車に対する重心位置に偏りがある場合（図７参照）、倒立二輪車が静止状態であっても、この偏りの方向をインジケータが表示することとなる。このような場合には、実際の倒立二輪車の移動方向とインジケータの表示とが一致せず、補助者は正確な移動方向を把握できない。なお、図７において、鉛直方向の一点鎖線の直線は、倒立二輪車の中心軸を示し、鉛直方向の破線の直線は搭乗者９１の重心の位置を通る軸を示している。これに対し、本実施の形態にかかる倒立二輪車１によれば、上述の通り、インジケータ１３は移動方向を表示するため、補助者はより正確に移動方向を把握することができる。例えば、静止状態で重心位置が右に傾いている場合、インジケータ１３は表示灯５１〜５４のいずれも表示させないが、静止状態から移動状態に遷移した場合には、インジケータ１３は表示灯５１〜５４のうち移動方向に対応する表示灯を点灯させる。

また、移動方向の把握を容易にするために、補助者が携帯端末を手に持ち、この携帯端末に表示される移動方向を確認するなどの方法も考え得るが、このような場合、携帯端末を持つことにより補助者の片手が塞がってしまう。これに対し、本実施の形態では、インジケータ１３が倒立二輪車１に固定されているため、補助者は、搭乗者の補助のために両手を自由に使うことが可能となる。したがって、例えば、補助者は、一方の手で補助者用ハンドル２２を把持し、他方の手で搭乗者を支えるといった補助を行うことができる。

また、さらに、本実施の形態では、インジケータ１３には、補助者用ハンドル２２が設けられている。このため、補助者にとって、インジケータ１３の存在する方向と、補助者用ハンドル２２の存在する方向とが略一致するため、インジケータ１３における表示内容の把握の際及び補助者用ハンドル２２の手による保持の際に、目線を大きく変える必要がない。このため、補助が容易となる。すなわち、補助者は、補助者用ハンドル２２を持ちながら倒立二輪車１の動作を確認することが容易にできる。

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、上記の実施の形態では、インジケータ１３は、ハンドル部１２に設けられたが、これに限らず、昇降ユニット２１又は本体部１４に設けられてもよい。具体的には、インジケータ１３が、昇降ユニット２１において、前方から上方の間の所定の角度方向に表示面が向くよう斜めに傾けて設けられてもよい。また、インジケータ１３が、本体部１４のうち両ステップ部１５よりも前方の位置に、前方から上方の間の所定の角度方向に表示面が向くよう斜めに傾けて設けられてもよい。

１倒立二輪車
１０車輪
１１台座部
１２ハンドル部
１３インジケータ
１４本体部
１５ステップ部
１６操作入力部
１７制御部
１８駆動部
１９軸部
２０把持部
２１昇降ユニット
２２補助者用ハンドル
５１、５２、５３、５４表示灯
９０補助者
９１搭乗者

Claims

搭乗者により操作される倒立二輪車であって、
ハンドルと、
前記ハンドルに設けられた、前記倒立二輪車の操作状態に関する情報を表示する表示部と
を有し、
前記表示部は、前記倒立二輪車の前方から上方の間のいずれかの方向に表示面が向いて設けられている
倒立二輪車。