JP2017169936A - 立ち乗り型移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回操作時に意図しない加減速が発生することを抑制することが可能な立ち乗り型移動装置を提供することである。
【解決手段】本発明にかかる立ち乗り型移動装置１は、ボード１０と、ボード１０にそれぞれ配置された車輪１６ａ〜１６ｄと、ボード１０の進行方向の前側に配置された車輪１６ａ、１６ｂを各々独立に回転駆動する駆動部１５ａ、１５ｂと、ボード１０に搭乗した搭乗者の重心移動を検出する荷重センサ１３ａ〜１３ｄと、ボード１０の進行方向の前側に設けられたステアリングボード１１と、ステアリングボード１１の回転情報を取得する回転センサ１２と、駆動部１５ａ、１５ｂを制御する制御部１４と、を備える。制御部１４は、ボード１０の進行方向における速度を制御する際、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にない場合は、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にある場合よりも、ボードの加速度の絶対値を小さくする。
【選択図】図３

Description

本発明は立ち乗り型移動装置に関する。

近年、人の移動を補助するパーソナルモビリティの研究開発が行われている。特許文献１には、駆動装置を搭載した自走式ローラーボードに関する技術が開示されている。特許文献１に開示されている自走式ローラーボードでは、搭乗者の体重移動に応じて停止、前進、後退等の制御を行うことが可能なように構成されている。

特開平９−０１０３７５号公報

特許文献１に開示されている自走式ローラーボードでは、自走式ローラーボードの前後に圧力センサを設け、この圧力センサで検出された圧力に応じて自走式ローラーボードに搭載された駆動装置を制御している。また、自走式ローラーボードの前方には、前輪と機械的に接続された旋回操縦盤が設けられており、この旋回操縦盤を搭乗者が足で回転させて前輪の方向を変えることで、自走式ローラーボードの進行方向を変更している。

しかしながら、特許文献１に開示されている自走式ローラーボードのように、搭乗者の重心移動に応じてボードの進行方向における速度を制御し、更に、搭乗者の一方の足で旋回操縦盤を回転させてボードを旋回させる制御方式の場合は、旋回時に搭乗者の足で旋回操縦盤を操作するため、搭乗者の意図しない力（体重）が旋回操縦盤に加わる。このため、旋回操縦盤が設けられている側の圧力センサに意図しない力が加わり、搭乗者の意図しない加速（旋回操縦盤が進行方向の後ろ側に配置されている場合は減速）が発生してしまうという問題がある。

上記課題に鑑み本発明の目的は、旋回操作時に意図しない加減速が発生することを抑制することが可能な立ち乗り型移動装置を提供することである。

本発明にかかる立ち乗り型移動装置は、搭乗者が搭乗するボードと、前記ボードの進行方向の前側および後側の各々の左右にそれぞれ配置された車輪と、前記ボードの進行方向の前側および後側の少なくとも一方の左右にそれぞれ配置された車輪を各々独立に回転駆動する第１および第２の駆動部と、前記ボードに搭乗した搭乗者の重心移動を検出する第１のセンサと、前記ボードの進行方向の前側および後側のうちのいずれか一方に設けられ、鉛直方向に伸びる回転軸を中心に回転可能なステアリングボードと、前記ステアリングボードの回転情報を取得する第２のセンサと、前記第１および第２の駆動部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第１のセンサで検出した前記搭乗者の重心移動に応じて前記第１および第２の駆動部の回転速度を制御して前記ボードの進行方向における速度を制御し、前記第２のセンサで取得した回転情報に応じて前記第１および第２の駆動部の回転速度を各々独立に制御することで前記ボードを前記回転情報と対応する方向に旋回させ、前記ボードの進行方向における速度を制御する際、前記ステアリングボードの回転位置が中立位置にない場合は、前記ステアリングボードの回転位置が前記中立位置にある場合よりも、前記ボードの加速度の絶対値を小さくする。

本発明にかかる立ち乗り型移動装置では、制御部がボードの進行方向における速度を制御する際、ステアリングボードの回転位置が中立位置にない場合は、ステアリングボードの回転位置が中立位置にある場合よりも、ボードの加速度の絶対値が小さくなるようにしている。つまり、ステアリングボードの回転位置が中立位置にない場合は、搭乗者がステアリングボードを操作しているので、このような場合は、ボードの加速度の絶対値が小さくなるようにしている。よって、旋回操作時に搭乗者の意図しない力がステアリングボードに働いたとしても、ボードに意図しない加減速が発生することを抑制することができる。

本発明により、旋回操作時に意図しない加減速が発生することを抑制することが可能な立ち乗り型移動装置を提供することができる。

実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置を示す斜視図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の使用例を示す図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置を示す分解斜視図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置のシステム構成を説明するためのブロック図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の制御例（加速）を説明するための図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の制御例（加速）を説明するための上面図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の制御例（減速）を説明するための図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の制御例（減速）を説明するための上面図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の制御例（左旋回）を説明するための上面図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の制御例（右旋回）を説明するための上面図である。 ステアリングボードの回転角θの絶対値と抑制係数βとの関係の一例を示すグラフである。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の加減速制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の他の構成例を示す上面図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の他の構成例を示す上面図である。 実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の他の構成例を示す上面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１は、ボード１０、ステアリングボード１１、及び車輪１６ａ〜１６ｄを備える。

ボード１０は表面が平坦な板状部材で構成されており、ボード１０の上面には搭乗者が搭乗する。ボード１０の進行方向の前側には、ステアリングボード１１が設けられている。なお、本明細書において、ボード１０にはステアリングボード１１が含まれており、「搭乗者がボード１０に搭乗する」とは、搭乗者がボード１０およびステアリングボード１１の上面に搭乗していることを意味するものとする。具体的には、搭乗者の一方の足がボード１０の上面に位置し、他方の足がステアリングボード１１の上面に位置している状態を意味する（図２参照）。ボード１０の前側および後側の各々の左右には、車輪１６ａ〜１６ｄが配置されている。

図２は、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の使用例を示す図である。本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、ボード１０に搭乗している搭乗者３０の前後の重心移動（換言すると、搭乗者の体重移動）に応じて速度を調整することができる。また、ボード１０に搭乗している搭乗者３０が足３１（図２に示す場合は左足）でステアリングボード１１を回転させることで、ボード１０（立ち乗り型移動装置１）を旋回させることができる。

次に、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１の詳細な構成について、図３に示す分解斜視図を用いて説明する。図３に示すように、立ち乗り型移動装置１は、ボード１０、ステアリングボード１１、回転センサ（第２のセンサ）１２、荷重センサ（第１のセンサ）１３ａ〜１３ｄ、制御部１４、駆動部１５ａ、１５ｂ、車輪１６ａ〜１６ｄ、サスペンション１７ａ〜１７ｄ、フレーム１８、及びバッテリ１９を備える。

フレーム１８は矩形状であり、例えば金属材料を用いて構成することができる。フレーム１８の４つの角の下側には車輪１６ａ〜１６ｄがそれぞれ設けられている。また、各々の車輪１６ａ〜１６ｄとフレーム１８との間にはサスペンション１７ａ〜１７ｄが設けられている。サスペンション１７ａ〜１７ｄを設けることで、路面から車輪１６ａ〜１６ｄに伝わった振動がフレーム１８に伝わることを抑制することができる。図３に示す立ち乗り型移動装置１では、車輪１６ａ、１６ｂは前輪であり、車輪１６ｃ、１６ｄは後輪である。

各々の車輪１６ａ、１６ｂには、各々の車輪１６ａ、１６ｂを独立に回転駆動する駆動部１５ａ、１５ｂがそれぞれ設けられている。駆動部１５ａ、１５ｂは、例えばモータを用いて構成することができる。また、車輪１６ｃ、１６ｄには、鉛直方向と平行な回転軸を中心に回転可能なキャスタを用いることができる。つまり、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、車輪１６ａ、１６ｂを駆動部１５ａ、１５ｂを用いて各々独立に駆動可能に構成し、且つ車輪１６ｃ、１６ｄをキャスタを用いて構成している。よって、駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度を各々異なるように制御することで、ボード１０（立ち乗り型移動装置１）を左右に旋回させることができる。

具体的には、駆動部１５ａ（車輪１６ａ）の回転速度を駆動部１５ｂ（車輪１６ｂ）の回転速度よりも速くすることで、ボード１０を左に旋回させることができる。また、駆動部１５ｂ（車輪１６ｂ）の回転速度を駆動部１５ａ（車輪１６ａ）の回転速度よりも速くすることで、ボード１０を右に旋回させることができる。

また、車輪１６ａ、１６ｂには減速機を取り付けてもよい。例えば、減速機は遊星歯車を用いて構成することができる。フレーム１８には、制御部１４およびバッテリ１９が取り付けられている。バッテリ１９は、制御部１４および駆動部１５ａ、１５ｂに電力を供給する。例えば、バッテリ１９にはリチウムイオン二次電池を用いることができる。

フレーム１８の４つの角には荷重センサ１３ａ〜１３ｄが設けられている。つまり、フレーム１８にボード１０を取り付けた際に、フレーム１８とボード１０との間に荷重センサ１３ａ〜１３ｄが挟まれるように配置されることで、ボード１０の上に搭乗した搭乗者の荷重を検出することができる。換言すると、荷重センサ１３ａ〜１３ｄを用いて搭乗者の重心移動（体重移動）を検出することができる。例えば、荷重センサ１３ａ〜１３ｄには、圧電素子を用いたセンサや歪みゲージを用いたセンサ等を用いることができる。荷重センサ１３ａ〜１３ｄで検出した信号は、制御部１４に供給される。

ボード１０は、フレーム１８の上側に取り付けられる。ボード１０の進行方向の前側には、鉛直方向に伸びる回転軸２０を中心に回転可能にステアリングボード１１が設けられている。つまり、ボード１０の進行方向の前側にはステアリングボード１１に対応した形状の凹部１０ａが形成されており、ステアリングボード１１はこの凹部１０ａに回転可能に取り付けられている。

ステアリングボード１１の下側には、ステアリングボード１１の回転情報を取得する回転センサ１２が設けられている。回転センサ１２で取得された回転情報は制御部１４に供給される。例えば、ステアリングボード１１の回転情報はステアリングボード１１の回転角であり、この場合は、回転センサ１２として回転角センサを用いる。

また、ステアリングボード１１は、ステアリングボード１１を回転させた際にトルクが発生するように構成してもよく、この場合は、回転センサ１２としてトルクセンサを用いることができる。つまり、この場合はステアリングボード１１を回転させるために必要なトルクをトルクセンサを用いて検出することで、ステアリングボード１１の回転情報を取得する。例えば、ステアリングボード１１にバネ（不図示）を設け、ステアリングボードが中立位置に戻るような力が働くように構成することで、ステアリングボード１１を回転させた際にトルクを発生させることができる。

次に、図４に示すブロック図を用いて、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１のシステム構成について説明する。図４に示すように、荷重センサ１３ａ〜１３ｄで取得された荷重情報は制御部１４に供給される。また、回転センサ１２で取得されたステアリングボード１１の回転情報は制御部１４に供給される。制御部１４は、荷重センサ１３ａ〜１３ｄおよび回転センサ１２で取得した情報を用いて、駆動部１５ａ、１５ｂを制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動部１５ａ、１５ｂに供給する。各々の駆動部１５ａ、１５ｂは、制御部１４から供給された制御信号に応じて各々の車輪１６ａ、１６ｂを回転駆動する。

具体的には、制御部１４は、荷重センサ１３ａ〜１３ｄで検出した搭乗者３０の重心移動に応じて駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度を制御して、ボード１０の進行方向における速度を制御する。また、回転センサ１２で取得されたステアリングボード１１の回転情報に応じて駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度を各々独立に制御することで、ボード１０を回転情報と対応する方向に旋回させる。

まず、立ち乗り型移動装置１の加速および減速の動作について説明する。
制御部１４は、荷重センサ１３ａ〜１３ｄで検出した荷重（搭乗者の重心移動に対応）に応じて、駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度を制御する。

例えば、図５、図６に示すように、搭乗者３０の右足３２よりも左足３１に多くの体重がかかっている場合は、荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出した荷重の総和が荷重センサ１３ｃ、１３ｄで検出した荷重の総和よりも大きくなる。この場合は、搭乗者３０の重心がボード１０の進行方向前側にあるので、ボード１０の加速度が正の値となり加速する。

また、図７、図８に示すように、搭乗者３０の左足３１よりも右足３２に多くの体重がかかっている場合は、荷重センサ１３ｃ、１３ｄで検出した荷重の総和が荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出した荷重の総和よりも大きくなる。この場合は、搭乗者３０の重心がボード１０の進行方向後側にあるので、ボード１０の加速度が負の値となり減速する。

なお、立ち乗り型移動装置１の加速および減速の詳細な動作については後述する。

次に、立ち乗り型移動装置１の旋回動作について説明する。
図４に示す制御部１４は、回転センサ１２で取得されたステアリングボード１１の回転情報（つまり、中立位置からの回転方向と回転角）に応じて駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度を各々独立に制御することで、回転情報と対応する方向にボード１０を旋回させる。

具体的には、図９に示すように、搭乗者の左足３１で操作されたステアリングボード１１の回転方向が左方向の場合、制御部１４は、駆動部１５ａ（車輪１６ａ）の回転速度を駆動部１５ｂ（車輪１６ｂ）の回転速度よりも速くする。これにより、ボード１０が左側に旋回する。このときの旋回量はステアリングボード１１の回転角に応じて決定される。つまり、ステアリングボード１１の回転角が大きくなるほど、ボード１０の旋回量が大きくなる。

また、図１０に示すように、搭乗者の左足３１で操作されたステアリングボード１１の回転方向が右方向の場合、制御部１４は、駆動部１５ｂ（車輪１６ｂ）の回転速度を駆動部１５ａ（車輪１６ａ）の回転速度よりも速くする。これにより、ボード１０が右側に旋回する。このときの旋回量はステアリングボード１１の回転角に応じて決定される。つまり、ステアリングボード１１の回転角が大きくなるほど、ボード１０の旋回量が大きくなる。

例えば、ステアリングボード１１の時計回りの回転角をθ（ｒａｄ）、旋回ゲインをｋ_１（１／ｓ）とした場合、駆動部１５ａ（右側）の回転速度ω_Ｒ（ｒａｄ／ｓ）および駆動部１５ｂ（左側）の回転速度ω_Ｌ（ｒａｄ／ｓ）はそれぞれ次の式１、式２のように表すことができる。

ω_Ｒ＝ω−ｋ_１ωθ ・・・式１
ω_Ｌ＝ω＋ｋ_１ωθ ・・・式２

ここで、ω（ｒａｄ／ｓ）は、ステアリングボード１１を回転させていないとき、すなわち、直進時の駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度である。

このとき、左右の車輪の間隔を２Ｄ（ｍ）とすると、旋回時の回転半径Ｒ（ｍ）は次のように表すことができる。

Ｒ＝Ｄ／（ｋ_１・θ） ・・・式３
（ただし、θ≠０）

つまり、式３に示すように、ステアリングボード１１の回転角θが大きくなるほど回転半径Ｒが小さくなり、ボード１０の旋回量が大きくなる（つまり、急になる）。

ところで、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１のように、搭乗者の重心移動に応じてボード１０の進行方向における速度を制御し、更に、搭乗者の一方の足でステアリングボード１１を回転させてボードを旋回させる制御方式の場合は、旋回時に搭乗者の足でステアリングボード１１を操作するため、搭乗者の意図しない力（体重）がステアリングボード１１に加わる。このため、ステアリングボード１１が設けられている側の荷重センサに意図しない力が加わり、搭乗者の意図しない加減速が発生してしまうという問題があった。

例えば、図９、図１０に示すように、ボード１０を旋回させる場合、搭乗者は左足３１でステアリングボード１１を回転操作するが、このとき、ステアリングボード１１には搭乗者の意図しない力が加わる。つまり、搭乗者がステアリングボード１１を回転させるためには、搭乗者の左足３１の底面とステアリングボード１１の上面との間に摩擦力を働かせる必要があるため、ステアリングボード１１を回転させる場合はステアリングボード１１を回転させない場合よりも多くの荷重が加わる。このため、ステアリングボード１１が設けられている進行方向前側には通常よりも多くの荷重が加わり、搭乗者の意図しない加速が発生してしまうという問題があった。

逆に、ステアリングボード１１がボード１０の進行方向の後側に設けられている場合（図１３参照）は、ステアリングボード１１の操作時に、進行方向後側に通常よりも多くの荷重が加わり、搭乗者の意図しない減速が発生する。

このような問題を解決するために、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、制御部１４がボード１０の進行方向における速度を制御する際、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にない場合は、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にある場合よりも、ボード１０の加速度の絶対値を小さくするように制御している。以下で、具体的な制御方法について説明する。なお、以下ではステアリングボード１１がボード１０の進行方向前側に設けられている場合、つまり、意図しない加速が発生する場合を例として説明するが、ステアリングボード１１がボード１０の進行方向後側に設けられている場合、つまり、意図しない減速が発生する場合についても同様に適用することができる。

ボード１０の前側に配置された荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出した荷重の総和をＷ_ｆ、全ての荷重センサ１３ａ〜１３ｄで検出した荷重の総和をＷ_ａとすると、ボード１０の加速度αは次の式で表すことができる。

加速度α＝（Ｗ_ｆ／Ｗ_ａ−０．５）×ｋ ・・・式４
ここで、Ｗ_ｆ／Ｗ_ａは前側にかかる荷重の割合を示している。また、ｋは加速度αの値を調整するための任意の係数である。

荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出した荷重の総和と荷重センサ１３ｃ、１３ｄで検出した荷重の総和とが等しい場合、つまり、搭乗者の重心が中心位置である場合は、Ｗ_ｆ／Ｗ_ａ＝０．５となるので、加速度はゼロになる。

一方、搭乗者の重心がボード１０の進行方向前側の場合（図５、図６参照）は、荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出した荷重の総和が荷重センサ１３ｃ、１３ｄで検出した荷重の総和よりも大きくなり、式４のＷ_ｆ／Ｗ_ａの値が０．５よりも大きくなる。この場合は加速度αは正の値となり加速する。このとき、Ｗ_ｆの値が大きくなるほど、加速度αは大きくなる。

また、搭乗者の重心がボード１０の進行方向後側の場合（図７、図８参照）は、荷重センサ１３ｃ、１３ｄで検出した荷重の総和が荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出した荷重の総和よりも大きくなり、式４のＷ_ｆ／Ｗ_ａの値が０．５よりも小さくなる。この場合は加速度αは負の値となり減速する。このとき、Ｗ_ｆの値が小さくなるほど、加速度αは小さくなる。

また、制御部１４（図４参照）は、回転センサ１２からステアリングボード１１の回転情報を取得する。そして、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置（つまり、θ＝０度）にある場合は、搭乗者がステアリングボード１１を操作しておらず、上記で説明したような問題、つまり、搭乗者の意図しない力がステアリングボード１１に加わるという問題が発生しないので、式４で算出した加速度αの値をそのまま用いる。

一方、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置（つまり、θ＝０度）にない場合は、搭乗者がステアリングボード１１を操作しており、搭乗者の意図しない力がステアリングボード１１に加わるので、式４で算出した加速度αに抑制係数βを乗算した値を加速度として用いる。

ここで抑制係数βは、０≦β＜１を満たす係数である。つまり、１よりも小さい抑制係数βを加速度αに乗算することで、ボード１０の加速度を加速度αよりも小さくすることができる。

図１１は、ステアリングボード１１の回転角θの絶対値と抑制係数βとの関係の一例を示すグラフである。本実施の形態では、例えば図１１に示すように、ステアリングボード１１の回転角θの絶対値が大きくなるほど抑制係数βの値が小さくなるようにしてもよい（ただし、｜θ｜＞０）。つまり、ステアリングボード１１の回転角θの絶対値が大きい場合は、ステアリングボード１１の操作量も大きくなる。このため、ステアリングボード１１にはより多くの荷重が加わる。このことを考慮し、ステアリングボード１１の回転角θの絶対値が大きくなるほど抑制係数βの値を小さくすることで、より効果的に搭乗者の意図しない加速が発生してしまうことを抑制することができる。

ここで、回転角θは時計回り（右回り）の回転角であるので、左回りの回転角はマイナスの値で表現することができる。つまり、ステアリングボード１１の中立位置（θ＝０度）からの回転量は回転角θの絶対値となる。

例えば、図１０に示すように、ボード１０を右旋回させる場合、搭乗者は左足３１でステアリングボード１１を右に回転するように操作するが、このとき、ステアリングボード１１には搭乗者の意図しない力が加わる。このため、ボード１０の前側に設けられている荷重センサ１３ａ、１３ｂで検出される荷重の値が大きくなり、式４のＷ_ｆ／Ｗ_ａの値が増加し加速度αの値も増加する。したがって、進行方向への加速度が増加する。しかしこの場合は、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置（つまり、θ＝０度）にないので、加速度αに抑制係数βを乗算することで加速度αの値を抑制することができる。よって、旋回操作時に意図しない加速が発生することを抑制することができる。

次に、図１２に示すフローチャートを用いて、立ち乗り型移動装置１の加減速制御について説明する。まず、荷重センサ１３ａ〜１３ｄを用いて搭乗者の重心移動を検出する（ステップＳ１）。次に、制御部１４は、荷重センサ１３ａ〜１３ｄで検出した搭乗者の重心移動に基づいて加速度αを算出する（ステップＳ２）。具体的には、上記式４を用いて加速度αを算出する。その後、制御部１４は、ステアリングボード１１の回転情報を回転センサ１２から取得する（ステップＳ３）。そして、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置（θ＝０度）である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２で算出した加速度αの値をそのまま用いる（ステップＳ５）。

一方、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にない場合は、ステップＳ２で算出した加速度αに抑制係数β（０≦β＜１）を乗算した値を加速度として用いる（ステップＳ６）。このとき、図１１に示したように、ステアリングボード１１の回転角θの絶対値が大きくなるほど抑制係数βの値が小さくなるようにしてもよい。また、ステアリングボード１１の回転角θに依らず抑制係数を常にゼロに設定してもよい。抑制係数βをゼロにすることで、ステアリングボード１１が回転している間はボード１０の加減速を実施しないようにすることができる。

その後、制御部１４は、求めた加速度を用いてボード１０を制御する。つまり、制御部１４は、ボード１０の加速度が上記で求めた加速度となるように、駆動部１５ａ、１５ｂを制御する。例えば、制御部１４は、求めた加速度を積分して駆動部１５ａ、１５ｂの目標回転速度を決定し、駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度が目標回転速度となるように駆動部１５ａ、１５ｂを制御する。なお、駆動部１５ａ、１５ｂの回転速度は、車輪１６ａ、１６ｂの回転速度に対応している。

このように、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、制御部１４がボード１０の進行方向における速度を制御する際、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にない場合は、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にある場合よりも、ボード１０の加速度の絶対値が小さくなるようにしている。つまり、ステアリングボード１１の回転位置が中立位置にない場合は、式４を用いて算出した加速度αに抑制係数β（０≦β＜１）を乗算した値を加速度として用いている。よって、旋回操作時に搭乗者の意図しない力がステアリングボード１１に働いたとしても、ボード１０に意図しない加速が発生することを抑制することができる。

なお、上記ではステアリングボード１１の中立位置を回転角θ＝０度とし、ステアリングボード１１の回転角θが０度でない場合は、ステアリングボード１１が中立位置にないと判断していた。しかし、本実施の形態では、ステアリングボード１１の回転角θが、θ＝０度を中心とした所定の範囲内にある場合に、ステアリングボード１１が中立位置にあると判断してもよい。つまり、中立位置の範囲にある程度の幅を持たせるようにしてもよい。

また、上記では搭乗者が左足３１を前側にして搭乗している場合（図２参照）について説明したが、搭乗者は右足を前側にして搭乗してもよい。この場合は、上記説明の左足と右足とが逆になる。

また、上記ではステアリングボード１１をボード１０の進行方向の前側に設けた場合（図１参照）について主に説明した。しかし、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、ステアリングボード１１は、ボード１０の進行方向の前側および後側のうちのいずれか一方に設ければよく、例えば、図１３に示すように、ボード１０の進行方向の後側にステアリングボード１１を設けてもよい。

ボード１０の進行方向の後側にステアリングボード１１を設けた場合は、ステアリングボード１１の操作時に、進行方向の後側の荷重センサに意図しない力がかかるので、意図しない減速が発生する。この場合も上記と同様に加速度に抑制係数βを乗算することで、ボード１０に意図しない減速が発生することを抑制することができる。

また、上記では前側の車輪１６ａ、１６ｂの各々に駆動部１５ａ、１５ｂを設けた場合（図３参照）について説明した。しかし、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、駆動部は、ボードの進行方向の前側および後側の少なくとも一方の左右にそれぞれ設けられた車輪に設ければよく、例えば、後側の車輪１６ｃ、１６ｄにそれぞれ駆動部を設けてもよい。また、全ての車輪１６ａ〜１６ｄに駆動部を設けてもよい。また、上記では後側の車輪１６ｃ、１６ｄにキャスタを用いた場合（図３参照）について説明したが、車輪１６ｃ、１６ｄには全方向車輪を用いてもよい。

また、上記では、４つの荷重センサ１３ａ〜１３ｄを用いて搭乗者の重心移動（体重移動）を検出する場合（図３参照）について説明した。しかし、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置１では、図１４に示すように、ボード１０の真ん中に多軸センサ２３を１つ設けてもよい。多軸センサ２３は、例えば多軸方向（例えば３軸方向）の歪みを検出する力センサを用いて構成することができる。３軸の力センサを使用すると、搭乗者の荷重の前後位置の変化に従い力ベクトルが前後方向に変化するため、重心移動を検出することができる。また、図１５に示すように、ボード１０の前側および後側にそれぞれ荷重センサ２４ａ、２４ｂを１つずつ設けるようにしてもよい。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ 立ち乗り型移動装置
１０ ボード
１１ ステアリングボード
１２ 回転センサ
１３ａ〜１３ｄ 荷重センサ
１４ 制御部
１５ａ、１５ｂ 駆動部
１６ａ〜１６ｄ 車輪
１７ａ〜１７ｄ サスペンション
１８ フレーム
１９ バッテリ
２０ 回転軸
２３ 多軸センサ
２４ａ、２４ｂ 荷重センサ
３０ 搭乗者
３１ 左足
３２ 右足

Claims (1)

1. 搭乗者が搭乗するボードと、
   前記ボードの進行方向の前側および後側の各々の左右にそれぞれ配置された車輪と、
   前記ボードの進行方向の前側および後側の少なくとも一方の左右にそれぞれ配置された車輪を各々独立に回転駆動する第１および第２の駆動部と、
   前記ボードに搭乗した搭乗者の重心移動を検出する第１のセンサと、
   前記ボードの進行方向の前側および後側のうちのいずれか一方に設けられ、鉛直方向に伸びる回転軸を中心に回転可能なステアリングボードと、
   前記ステアリングボードの回転情報を取得する第２のセンサと、
   前記第１および第２の駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１のセンサで検出した前記搭乗者の重心移動に応じて前記第１および第２の駆動部の回転速度を制御して前記ボードの進行方向における速度を制御し、
   前記第２のセンサで取得した回転情報に応じて前記第１および第２の駆動部の回転速度を各々独立に制御することで前記ボードを前記回転情報と対応する方向に旋回させ、
   前記ボードの進行方向における速度を制御する際、前記ステアリングボードの回転位置が中立位置にない場合は、前記ステアリングボードの回転位置が前記中立位置にある場合よりも、前記ボードの加速度の絶対値を小さくする、
   立ち乗り型移動装置。

Images