JP3245184U - mobile object - Google Patents
mobile object Download PDFInfo
- Publication number
- JP3245184U JP3245184U JP2023003571U JP2023003571U JP3245184U JP 3245184 U JP3245184 U JP 3245184U JP 2023003571 U JP2023003571 U JP 2023003571U JP 2023003571 U JP2023003571 U JP 2023003571U JP 3245184 U JP3245184 U JP 3245184U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rim
- leg
- main body
- hip joint
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 claims abstract description 128
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims abstract description 73
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims description 53
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 claims description 38
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims description 30
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 19
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 abstract description 63
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 8
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 39
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 18
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 11
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 102100026620 E3 ubiquitin ligase TRAF3IP2 Human genes 0.000 description 7
- 101710140859 E3 ubiquitin ligase TRAF3IP2 Proteins 0.000 description 7
- 101100490404 Dibothriocephalus dendriticus ACT6 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 4
- 101150024393 ACT5 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100492334 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) ARP1 gene Proteins 0.000 description 3
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 3
- 101000908384 Bos taurus Dipeptidyl peptidase 4 Proteins 0.000 description 2
- HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N Ibuprofen Chemical compound CC(C)CC1=CC=C(C(C)C(O)=O)C=C1 HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
【課題】多様な動作を実現可能な移動体を提供する。【解決手段】移動体Mは、本体部1と、移動時に本体部1を支持する本体支持部2と、を備える。本体支持部2は、左側リム部2Lと、左側リム部2Lとの間に本体部1を挟むように左右に配置され、左側リム部2Lに対し、左右方向に延びる軸を中心に互いに揺動可能に連結された右側リム部と、を備える。左右のリム部のそれぞれは、前後方向DLに延びるとともに、側面視において上向きに凸となる屈曲形状を有し、前側股関節部HJfおよび後側股関節部HJrを有するリム本体部21と、リム本体部21に対し、前側股関節部HJfを介して連結され、前輪23fを有する前側脚部22fと、リム本体部21に対し、後側股関節部HJrを介して連結され、後輪23rを有する後側脚部22rと、を備える。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a moving body that can realize various operations. A moving body M includes a main body part 1 and a main body support part 2 that supports the main body part 1 during movement. The main body support parts 2 are arranged on the left and right sides so that the main body part 1 is sandwiched between the left rim part 2L and the left rim part 2L. and a right side rim portion that is removably connected. Each of the left and right rim parts extends in the front-rear direction DL and has a bent shape convex upward in side view, and includes a rim main body part 21 having a front hip joint part HJf and a rear hip joint part HJr; 21, a front leg 22f is connected to the rim body 21 via the front hip joint HJf and has a front wheel 23f, and a rear leg 22f is connected to the rim body 21 via the rear hip joint HJr and has a rear wheel 23r. 22r. [Selection diagram] Figure 1
Description
本考案は、移動体に関する。 The present invention relates to a moving body.
特許文献1には、乗員が搭乗可能な起居部を備えるとともに、起居部を挟むように左右に夫々配置され、全体として弓なりに形成された一対のアームないしリム部を備える移動体が開示されている。
前掲文献1に開示の移動体は、アーム部が上向きに凸となる状態で配置され、アーム部の前後両端に備わる車輪により接地し、走行可能である。そして、左右のアーム部に対し、起居部がリンクとなる部材を介して公転可能に連結され、移動体は、起居部の底面に設けられた補助輪と前後の車輪とで3点または4点の支点を適宜に形成することにより平衡を保ちながら、起居部にアーム部とリンクとの連結軸を中心とした公転運動を生じさせる。これにより、移動体は、松葉杖の要領により階段等の段差を乗り越えることが可能である。
The moving body disclosed in the above-mentioned
しかし、簡素な構成ではあるものの、それ故、アーム部の動作には制約があり、段差を乗り越える際に、前後の車輪を支点として移動体全体を支えながら、連結軸を中心とした円または円弧状の軌道に沿って起居部を持ち上げる動作が生じる。これにより、起居部の軌道に前後および上下の揺れが伴うこととなり、乗り心地に依然、改善の余地があるとともに、用途も制限される不便があった。 However, although it has a simple configuration, there are restrictions on the movement of the arm, and when climbing over a step, it supports the entire moving body using the front and rear wheels as fulcrums, while also supporting the movement in a circle or circle around the connecting shaft. A movement of lifting the upright portion occurs along an arcuate trajectory. As a result, the trajectory of the raised section is accompanied by back-and-forth and up-and-down sway, and there is still room for improvement in ride comfort, as well as the inconvenience of limited usage.
このような実状に鑑み、本考案は、より多様な動作を実現可能であるとともに、多様な用途に適用可能な移動体を提供することを目的とする。 In view of these circumstances, an object of the present invention is to provide a moving body that is capable of realizing more diverse operations and can be applied to a variety of uses.
前記の課題を解決するため、本考案の一実施形態に係る移動体は、本体部と、移動時に地面または床面上で前記本体部を支持する本体支持部と、を備え、前記本体支持部は、第1リム部と、前記第1リム部との間に前記本体部を挟むように左右に配置され、前記第1リム部に対し、左右方向に延びる軸を中心に互いに揺動可能に連結された第2リム部と、を備え、前記第1リム部および前記第2リム部のそれぞれは、前後方向に延びるとともに、移動体を左右の一方から見た側面視において上向きに凸となる屈曲形状を有し、前後方向の一端側に形成された第1股関節部と、他端側に形成された第2股関節部と、を有するリム本体部と、前記リム本体部に対し、前記第1股関節部を介して内転および外転可能に連結され、前記第1股関節部の高さ位置を変更可能である第1脚部と、前記リム本体部に対し、前記第2股関節部を介して内転および外転可能に連結され、前記第2股関節部の高さ位置を変更可能である第2脚部と、を備える。 In order to solve the above problems, a moving body according to an embodiment of the present invention includes a main body and a main body support that supports the main body on the ground or a floor surface during movement, and the main body support are arranged on the left and right sides so as to sandwich the main body between the first rim part and the first rim part, and are mutually swingable about an axis extending in the left-right direction with respect to the first rim part. a connected second rim part, each of the first rim part and the second rim part extending in the front-rear direction and convex upward in a side view when the moving body is viewed from one of the left and right sides. a rim main body portion having a bent shape and having a first hip joint portion formed at one end side in the front-rear direction and a second hip joint portion formed at the other end side; A first leg part that is connected to be able to be internally and externally rotated through a first hip joint part, and the height position of the first hip joint part can be changed, and a first leg part that is connected to the rim body part through the second hip joint part and a second leg portion connected to the hip joint so as to be able to be rotated inwardly and outwardly, and the height position of the second hip joint portion can be changed.
本考案の一形態によれば、移動体は、第1、第2股関節部における内転および外転を含む第1、第2脚部の動作と、第1および第2リム部を連結する軸(つまり、左右方向に延びる軸)を中心とした第1および第2リム部の相対的な揺動変位と、により、本体支持部を多様な姿勢に変形可能である。これにより、移動体は、より多様な動作を実現可能であるとともに、多様な用途に適用可能である。 According to one form of the present invention, the movable body controls the movement of the first and second legs including internal rotation and external rotation at the first and second hip joints, and the axis that connects the first and second limbs. (that is, an axis extending in the left-right direction), the main body support part can be deformed into various postures by relative rocking displacement of the first and second rim parts about the axis extending in the left-right direction. Thereby, the mobile body can realize more diverse operations and can be applied to various uses.
以下に図面を参照して、本考案の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1および図2は、本考案の一実施形態に係る移動体Mを進行方向に対して左側(正面から見て右側)から見た状態で示す側面図である。図1は、左側リム部2Lを取り付けた状態を、図2は、左側リム部2Lを取り外した状態を示す。
FIGS. 1 and 2 are side views showing a moving body M according to an embodiment of the present invention as seen from the left side (right side when viewed from the front) with respect to the traveling direction. FIG. 1 shows a state in which the
図1および図2は、移動体Mの前後方向DL、左右方向DWおよび上下方向DHを示し、紙面における左右方向を移動体Mの前後方向DLとする。前後方向DLは、移動体1の直進時における移動方向と合致し、移動体Mの左右方向DW、上下方向DHは、いずれも前後方向DLに対して垂直である。移動体Mが水平な地面または床面上に起立した状態では、前後方向DLおよび左右方向DWは、水平方向に定められ、上下方向DHは、鉛直方向に定められる。
1 and 2 show the front-back direction DL, the left-right direction DW, and the up-down direction DH of the moving body M, and the left-right direction in the plane of the paper is taken as the front-back direction DL of the moving body M. The longitudinal direction DL coincides with the moving direction of the
本実施形態に係る移動体(以下「多目的モビリティ」または単に「モビリティ」という)Mは、人(以下「乗員」という)の運搬ないし移動に使用される。これに限らず、モビリティMは、本体部1を換装し、人以外の荷物の運搬に使用することも可能である。
The mobile object (hereinafter referred to as "multipurpose mobility" or simply "mobility") M according to this embodiment is used for transporting or moving people (hereinafter referred to as "occupants"). However, the present invention is not limited to this, and the
モビリティMは、本体部1と本体支持部2とを備える。
Mobility M includes a
本体部1は、乗員が搭乗可能な起居部11を有する。起居部11は、移動時に乗員が座るシート11aを備え、シート11aに座った乗員が前を向く方向、つまり、図1の紙面における左側が前進方向の前方である。本実施形態において、起居部11は、乗員が跨がった姿勢で着座可能な、いわゆる鞍乗型の起居部である。
The
本体部1は、起居部11に加え、操作部12および検出部13を備えるとともに、フットレスト15を備える。
In addition to the raised
本実施形態において、操作部12は、ハンドル型の操作部であり、乗員は、操作部12を介してモビリティMの移動速度を上昇または下降させ、車輪23f、23rによる移動時(つまり、走行時)には、必要に応じて車輪23f、23rを介して制動力を生じさせる。
In the present embodiment, the
検出部13は、カメラ131と加速度センサ132とを備える。
The
カメラ131は、前方監視用のカメラであり、本体部1においてモビリティM前方の経路を視野に収めることのできる位置に設置されている。カメラ131は、撮影した画像を解析し、経路の道幅、勾配、段差および起伏等、経路の形状等に関する情報(以下「経路情報」という)を検出する。
The
加速度センサ132は、6軸慣性センサ(IMU)であり、互いに直交する3軸に沿った並進加速度と、これら3軸のそれぞれを中心とする角速度と、を検出する。加速度センサ132は、これらの並進加速度および角速度をもとに、移動体Mの前後方向加速度αL、左右方向加速度αW、上下方向加速度αH、ピッチング角速度θp、ヨーイング角速度θyおよびローリング角速度θrを検出する。
The
フットレスト15は、起居部11、具体的には、シート11aの下方に配置され、モビリティMの移動時に、シート11aに着座した乗員の足を載せた状態で支持する。ここで、人である乗員について「足」とは、乗員の踝からつま先までの部分といい、胴または腰から下方に延びる身体部分である「脚」と区別する。よって、フットレスト15は、乗員の脚を、足または足裏を載せた状態で支持するものであると換言可能である。
The
本実施形態において、フットレスト15は、乗員の足を載せる載置面を形成する足受部151と、足受部151から上方に延びて起居部11に接続し、足受部151を起居部11に支持する足受支持部152と、を備える。足受部151および足受支持部152は、いずれも板状であり、図4に示す背面視においてT字状に互いに結合されている。つまり、フットレスト15は、モビリティMを後方から見た状態で全体としてT字状をなす。このようなフットレスト15に対し、乗員は、モビリティMの前進方向に対して足受支持部152の右側に右脚ないし右足を、左側に左脚ないし左足を夫々配置した状態で、足受部151に足を載せる。足受部151および足受支持部152のそれぞれを厚さ方向に貫通する肉抜きを形成することで、フットレスト15における強度と重量との適正化が図られている。
In this embodiment, the
図4に示すように、フットレスト15は、起居部11に対し、軸A6を中心とする回転方向に変位可能に接続されている。具体的には、足受支持部152の表裏各側に、その厚さ方向に延びる軸部が設けられ、起居部11において軸A6と同心に設けられた軸受部(図示せず)に、この軸部が回転可能に取り付けられている。本実施形態において、軸A6は、腰部リンク軸A1に平行な軸として、腰部リンク軸A1とは別個に設けられた軸である。フットレスト15は、軸A6に代えて腰部リンク軸A1を中心に回転可能に構成することも可能である。
As shown in FIG. 4, the
図7に示すように、フットレスト15は、軸A6を中心とする回転方向の第1位置P1と第2位置P2との間で変位可能である。第1位置P1は、モビリティMの前進方向に対してフットレスト15を最も前方に変位させた際の位置であり、第2位置P2は、フットレスト15を最も後方に変位させた際の位置である。
As shown in FIG. 7, the
フットレスト15は、軸A6を中心とする回転方向の変位により、シート11aに対する相対高さを変更可能である。図7は、第1位置P1と第2位置P2との間におけるフットレスト15の変位角θfrを示すとともに、第1位置P1にあるフットレスト15を実線により、第2位置P2にあるフットレスト15’を点線により夫々示す。第2位置P2にあるフットレスト15’は、第1位置P1にあるフットレスト15よりもシート11aに対する相対高さが高く、シート11aに対して相対的に近い位置にある。
The height of the
後に述べるように、フットレスト15は、モビリティMが基本姿勢(図1)および第1乗降姿勢(図10)にある場合に第1位置P1に設定され、第2乗降姿勢(図11)にある場合に第2位置P2に設定される。フットレスト15は、第1位置P1にある場合に、足受部151がリム本体部21と並行して延び、前側股関節部HJfの関節軸A2fと後側股関節部HJrの関節軸A2rとを結ぶ直線に対して平行に位置する。これに対し、第2位置P2にある場合は、足受部151は、この直線に対して傾斜し、互いの後方への延長線が交差する。
As described later, the
本体部1は、さらに、図示しない制御部を備えるとともに、二次電池または燃料電池等の電力供給部を備える。
The
制御部は、中央演算処理装置(CPU)およびROM、RAM等の各種記憶装置を備えるマイクロコンピュータにより構成され、操作部12を介して乗員が入力する操作指示信号を受信するとともに、検出部13からカメラ131および加速度センサ132の検出信号を受信する。制御部は、操作指示信号および検出信号をもとに、所定の演算を実行し、その結果である駆動指令信号を、本体支持部2の可動部に備わる各種アクチュエータに出力する。
The control unit is composed of a microcomputer equipped with a central processing unit (CPU) and various storage devices such as ROM and RAM, and receives operation instruction signals input by the occupant via the
ここで、モビリティMは、電力供給部が本体部1に備わることで、本体部1を取り付けた状態をもって電力が供給され、運転可能な状態となる。電力供給部に二次電池を採用する場合に、二次電池は、本体部1に装着したままの状態または本体部1から取り外した状態で外部電源に接続することにより充電したり、本体部1から取り外し、充電済みの他の二次電池に取り替えたりすることが可能である。
Here, the mobility M is provided with a power supply unit in the
本実施形態において、本体部1は、用途に応じて換装可能である。例えば、本体部1は、鞍乗型の起居部11に代えて、乗員が膝を揃えた状態で着座可能な椅子型の起居部や、乗員が立った状態で搭乗可能な立乗型の起居部を備える本体部に換装することが可能である。上記以外に、本体部1は、運搬時に荷物を載せることができる荷台部を備える本体部や、傷病者を寝かせた状態で運搬可能な担架部を備える本体部に換装することも可能である。これらのいずれの本体部も、本体部1と同様に、操作部、検出部、制御部および電力供給部を備える。
In this embodiment, the
本体支持部2は、四肢を形成する前後の脚部22f、22rを有する。本体支持部2は、これらの脚部22f、22rにより地面または床面上に自立し、本体部1が取り付けられて、本体部1を地面または床面上で支持する。
The main
図1および図2に示すように、本体支持部2は、モビリティMの前進方向に対して左側に位置するリム部(以下「左側リム部」という)2Lと、右側に位置するリム部(以下「右側リム部」という)2Rと、を備える。左側リム部2Lと右側リム部2Rとは、本体部1を間に挟むように本体部1の左右に配置され、左右方向DWに延びる軸(以下「腰部リンク軸」という)A1を中心に互いに揺動可能に連結されている。本実施形態に関し、左側リム部2Lは、「第1リム部」に相当し、右側リム部2Rは、「第2リム部」に相当する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the main
図3は、本体支持部2をモビリティMの左方から見た状態で示す側面図であり、図4は、本体支持部2をモビリティMの後方から見た状態で示す背面図である。図4は、参照のため、本体部1を二点鎖線により模式的に示す。
3 is a side view showing the main
本体部1は、起居部11から左右のそれぞれに延びる軸部14を有する(図2、図4)。これに対し、左側リム部2Lおよび右側リム部2Rは、この軸部14を装着可能に構成された取付部211を夫々有する。図4に示すように、軸部14を取付部211に装着することで、本体部1が左側リム部2Lおよび右側リム部2Rにより支持される。
The
図5は、左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間における相対的な揺動運動を示す説明である。図5に示すように、左側リム部2Lと右側リム部2Rとは、互いに対して腰部リンク軸A1を中心に揺動可能である。左側リム部2Lと右側リム部2Rとは、この揺動運動により、それぞれのリム本体部21、21が側面視においてなす角、具体的には、左側リム部2Lに備わる前後の股関節部HJf、HJrの関節軸A2f、A2rを結ぶ直線(以下「リム本体延伸線」という)VL1と、右側リム部2Rのリム本体延伸線VL1と、が側面視においてなす角が変化する。
FIG. 5 is an explanation showing the relative rocking motion between the
左側リム部2Lと右側リム部2Rとは、腰部リンク軸A1に対して垂直な平面を基準として互いに面対称な構成を有する。そこで、左右夫々のリム部2L、2Rの構成について、左側リム部2Lにより代表して説明する。つまり、左側リム部2Lに関する以下の説明は、右側リム部2Rの説明として援用可能である。
The
左側リム部2Lは、リム本体部21と、前側脚部22fと、後側脚部22rと、を備える。
The
リム本体部21は、図1および図3に示す通常時の姿勢(以下「基本姿勢」という)において前後方向DLに延びるとともに、側面視において上向きに凸となる屈曲形状を有する。本実施形態において、リム本体部21は、全体としてへの字状をなし、前後方向DLの中央部近傍に屈曲部を有する。腰部リンク軸A1は、この屈曲部に配置され、リム本体延伸線VL1から外れ、基本姿勢においてリム本体延伸線VL1よりも上方に位置する。リム本体部21は、腰部リンク軸A1を境界として前方へ延びる前側梁状部21fと、後方へ延び、前側梁状部21fよりも前後方向DLに長い後側梁状部21rと、を有する。つまり、前側梁状部21fの前後方向寸法Lfと後側梁状部21rの前後方向寸法Lrとは、次のような関係にある。
Lf<Lr …(1)
The
Lf<Lr…(1)
リム本体部21は、前側梁状部21fの先端部(つまり、リム本体部21の前端部)に前側股関節部HJfを有するとともに、後側梁状部21rの先端部(つまり、リム本体部21の後端部)に後側股関節部HJrを有する。換言すれば、リム本体部21は、前後の股関節部HJf、HJrを連結するリンクを形成する。前側股関節部HJfおよび後側股関節部HJrは、左右方向DWに延びる股関節軸A2f、A2rを夫々有する。本実施形態において、前側股関節部HJfの関節軸(以下「前側股関節軸」という)A2fと後側股関節部HJrの関節軸(以下「後側股関節軸」という)A2rとは、腰部リンク軸A1に対して平行である。
The
前側脚部22fは、前側股関節部HJfを介してリム本体部21に連結され、リム本体部21に対し、前側股関節軸A2fを中心として内転および外転可能である。ここに、前側股関節軸A2fと後に述べる前側膝関節軸A3fとを結ぶ直線(以下「前脚上腿延伸線」という)VL2fがリム本体延伸線VL1に対してなす角が狭まる方向の回転を「内転」といい、逆にこれが広がる方向の回転を「外転」という。前側脚部22fは、本実施形態に係る「第1脚部」に相当する。
The
後側脚部22rは、後側股関節部HJrを介してリム本体部21に連結され、リム本体部21に対し、後側股関節軸A2rを中心として内転および外転可能である。前側脚部22fと同様に、後側股関節軸A2rと後側膝関節軸A3rとを結ぶ直線(以下「後脚上腿延伸線」という)VL2rがリム本体延伸線VL1に対してなす角が狭まる方向の回転を「内転」といい、逆にこれが広がる方向の回転を「外転」というが、後側脚部22rの内転および外転は、前側脚部22fとは逆向きの回転である。後側脚部22rは、本実施形態に係る「第2脚部」に相当する。
The
前側脚部22fは、前側股関節部HJfから延びる前脚上腿部221fと、前脚上腿部221fに対し、前側膝関節部KJfを介して屈曲および伸展可能に連結された前脚下腿部222fと、を備える。ここに、前側膝関節部KJfの関節軸(以下「前側膝関節軸」という)A3fと後に述べる前輪軸A4fとを結ぶ直線(以下「前脚下腿延伸軸」という)VL3fが前脚上腿延伸線VL2fに対してなす角が狭まる方向の回転を「屈曲」といい、逆にこれが広がる方向の回転を「伸展」という。前側膝関節軸A3fは、基本姿勢において左右方向DWに延び、腰部リンク軸A1および前側股関節軸A2fに対して平行である。前脚下腿部222fの先端部には、前輪23fが取り付けられており、前輪23fは、移動時においてモビリティMの前側脚部22fによる接地点を形成する。前脚上腿部221fおよび前脚下腿部222fは、本実施形態に係る「第1上腿部」、「第1下腿部」に夫々相当し、前輪23fは、本実施形態に係る「第1車輪」に相当する。
The
後側脚部22rは、後側股関節部HJrから延びる後脚上腿部221rと、後脚上腿部221rに対し、後側膝関節部KJrを介して屈曲および伸展可能に連結された後脚下腿部222rと、を備える。前側脚部22fと同様に、後側膝関節部KJrの関節軸(以下「後側膝関節軸」という)A3rと後に述べる後輪軸A4rとを結ぶ直線(以下「後脚下腿延伸線」という)VL3rが後脚上腿延伸軸VL2rに対してなす角が狭まる方向の回転を「屈曲」といい、逆にこれが広がる方向の回転を「伸展」という。後側膝関節軸A3rは、基本姿勢において左右方向DWに延び、腰部リンク軸A1および後側股関節軸A2rに対して平行である。後脚下腿部222rの先端部には、後輪23rが取り付けられており、後輪23rは、移動時においてモビリティMの後側脚部22rによる接地点を形成する。後脚上腿部221rおよび後脚下腿部222rは、本実施形態に係る「第2上腿部」、「第2下腿部」に夫々相当し、後輪23rは、本実施形態に係る「第2車輪」に相当する。
The
モビリティMは、前側股関節部HJfおよび前側膝関節部KJfの動作により、前輪23fの中心軸(前輪23fの車輪軸であり、以下「前輪軸」という)A4fから前側股関節軸A2fまでの上下方向寸法を変更可能であり、換言すれば、前輪23fの接地点に対する前側股関節部HJfの高さ位置Hfを変更可能である。他方で、モビリティMは、後側股関節部HJrおよび後側膝関節部KJrの動作により、後輪23rの中心軸(後輪23rの車輪軸であり、以下「後輪軸」という)A4rから後側股関節軸A2rまでの上下方向寸法を変更可能であり、換言すれば、後輪23rの接地点に対する後側股関節部HJrの高さ位置Hrを変更可能である。本実施形態では、前側股関節軸A2fの高さ位置をもって前側股関節部HJfの高さ位置Hfとし、後側股関節軸A2rの高さ位置をもって後側股関節部HJrの高さ位置Hrとする。
Mobility M is the vertical dimension from the central axis of the
本実施形態において、前脚下腿部222fおよび後脚下腿部222rは、非直線的な形状を夫々有し、下腿延伸線VL3f、VL3rから逸脱するように形成された下腿屈曲部を有する。前脚下腿部222fおよび後脚下腿部222rは、膝関節部KJfと車輪23f、23rとがこの下腿屈曲部を介して接続され、全体として概略C字形状をなす。前脚下腿部222fおよび後脚下腿部222rは、C字以外の形状、例えば、L字形状であってもよい。下腿屈曲部が下腿延伸線VL3f、VL3rを逸脱する方向は、モビリティMの基本姿勢における上方または前後方向DLの外方、具体的には、前側脚部22fについては前進方向の前方であり、後側脚部22rについては後方である。
In this embodiment, the
以上に加え、モビリティMは、前後夫々の脚部22f、22rの回旋運動のための可動部24f、24rを備える。具体的には、モビリティMは、前側脚部22fの回旋運動のための前側脚回旋部24fと、後側脚部22rの回旋運動のための後側脚回旋部24rと、を備える。前側脚回旋部24fは、前側脚部22fに対し、前側膝関節軸A3fに対して垂直に交わる前脚回旋軸A5fを中心とした回旋運動を付与し、後側脚回旋部24rは、後側脚部22fに対し、後側膝関節軸A3rに対して垂直に交わる後脚回旋軸A5rを中心とした回旋運動を付与する。前側脚回旋部24fは、本実施形態に係る「第1脚回旋部」に相当し、後側脚回旋部24rは、本実施形態に係る「第2脚回旋部」に相当する。
In addition to the above, the mobility M includes
図6は、股関節部HJf、HJrの内転および外転運動、膝関節部KJf、KJrの屈曲および伸展運動、脚部22f、22rの回旋運動を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing internal and external rotation movements of the hip joints HJf and HJr, flexion and extension movements of the knee joints KJf and KJr, and rotational movements of the
図6を参照して左側リム部2Lの前側脚部22fについて説明すると、前側脚部22fは、前側股関節部HJfにより、その関節軸A2fを中心に内転および外転可能である。前側脚部22fは、この運動により、前脚上腿延伸線VL2fがリム本体延伸線VL1に対してなす角が変化する。これを前側脚部22f全体で見れば、前側脚部22fがリム本体部21に対してなす角、具体的には、前側股関節軸A2fと前輪軸A4fとを結ぶ直線がリム本体延伸線VL1に対してなす角が変化する。
The
前側脚部22fは、前側膝関節部KJfにより、その関節軸A3fを中心に屈曲および伸展可能である。前側脚部22fは、この運動により、前脚下腿部222fが前脚上腿部221fに対してなす角、具体的には、前脚下腿延伸線VL3fが前脚上腿延伸線VL2fに対してなす角が変化する。
The
前側脚部22fは、前側脚回旋部24fにより、その回旋軸A5fを中心に回旋、具体的には、内旋および外旋可能である。図1および図3に示す基本姿勢において前脚下腿部222fの下腿屈曲部を本体支持部2の左右方向DWの中心に近付ける方向の回旋を内旋といい、反対に、下腿屈曲部をこの中心から遠ざける方向の回旋を外旋という。換言すれば、前側脚部22fの内旋により、前輪23fが本体支持部2の中心に近付く方向に移動し、外旋により、前輪23fがこの中心から離れる方向に移動する。前側脚部22fは、この運動により、リム本体部21fに対する前脚下腿部222fの向き、換言すれば、モビリティMを上方から見た平面視において前側膝関節軸A3fが前側股関節軸A2fに対してなす角が変化する。前側脚部22fの回旋により、前側脚部22fによる移動時と前輪23fによる走行時との双方において、モビリティMの進行方向を変更可能である。つまり、車輪23f、23rによる走行時におけるモビリティMの操舵は、前側脚回旋部24fの動作による。後側脚部22rについても同様に後側脚回旋部24rを備え、その回旋軸A5fを中心に内旋および外旋可能である。
The
本実施形態では、前側脚回旋部24fを前側膝関節部KJfに対して隣接させて配置し、前脚下腿部222fの向きを変更可能としたが、前側脚回旋部24fを前側膝関節部KJfから離し、前側膝関節部KJfよりも前側股関節部HJfに近い位置に配置してもよい。これにより、リム本体部21に対して前側脚部22fのより全体に近い部分を回旋可能とし、前側股関節部HJfと前側脚回旋部24fとの協働により、実際の股関節により近い動作が実現可能となる。
In this embodiment, the front
さらに、前側脚回旋部24fと前側膝関節部KJfとは、上下の並びを逆にし、前側膝関節部KJfを上側、つまり、前側股関節部HJfに近い一側に、前側脚回旋部24fを下側、つまり、前輪23fに近い他側に配置することも可能である。
Furthermore, the front
左側リム部2Lの前側脚部22fについて述べた以上の説明は、左側リム部2Lの後側脚部22r、右側リム部2Rの前側および後側脚部22f、22rについても同様である。
The above description of the
図7は、本体支持部2に対する本体部1の揺動運動を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the rocking movement of the
モビリティMは、本体支持部2について設定された以上の自由度のほか、本体部1について設定された更なる自由度を有する。具体的には、本体部1は、本体支持部2に対して軸部14の中心軸周りに揺動可能である。換言すれば、本体部1は、水平位置に対して前方に傾いたり、後方に傾いたりすることが可能である。本実施形態では、軸部14が本体支持部2の腰部リンク軸A1と同心に配置され、その中心軸が腰部リンク軸A1と合致するため、本体部1は、本体支持部2に対し、腰部リンク軸A1を中心に揺動可能な状態にある。換言すれば、本体部1が本体支持部2に対して揺動する際の中心軸と、左側リム部2Lと右側リム部2Rとが互いに対して揺動する際の中心軸と、が合致する。
In addition to the degrees of freedom set for the main
このように、本実施形態に係るモビリティMは、その姿勢の変化に関わる可動部の自由度として、全部で14の自由度を有する。ただし、これは、本体支持部2に対する本体部1の揺動運動と、左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間における相対的な揺動運動と、を概念上異なる運動とした場合の自由度の数である。ここで、これら14の自由度を付与するアクチュエータACT(ACT1~ACT3、ACT5)の配置について、図3および図4を参照して説明する。図3および図4は、アクチュエータACTの位置を、二点鎖線の枠に斜線を付すことにより模式的に示す。本実施形態において、アクチュエータACTは、いずれも電動モータにより具現される。
In this way, the mobility M according to the present embodiment has a total of 14 degrees of freedom as the degrees of freedom of the movable parts related to changes in its posture. However, this is a freedom when the rocking motion of the
モビリティMは、第1リム部2Lおよび第2リム部2Rのそれぞれにおいて、上記アクチュエータACTとして14の駆動モータACT1~ACT3、ACT5を備える。
The mobility M includes fourteen drive motors ACT1 to ACT3 and ACT5 as the actuators ACT in each of the
第1駆動モータACT1は、軸部14を装着する取付部211が設けられる左右夫々のリム本体部21の筐体に内蔵され、腰部リンク軸A1を中心とするリム本体部21の揺動運動を付与する。左側リム部2Lに備わる第1駆動モータACT1と右側リム部2Rに備わる第1駆動モータACT1との協働により、左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間における相対的な揺動運動を実現するとともに、本体支持部2に対する本体部1の揺動運動を実現可能である。
The first drive motor ACT1 is built into the casings of the left and right
第2駆動モータACT2f、ACT2rは、前後の股関節部HJf、HJrが取り付けられるリム本体部21の前端部においてリム本体部21の筐体に内蔵され、股関節軸A2f、A2rを中心とする前後夫々の脚部22f、22rの内転および外転運動を付与する。
The second drive motors ACT2f, ACT2r are built into the casing of the
第3駆動モータACT3f、ACT3rは、前後の膝関節部KJf、KJrの筐体に内蔵され、膝関節軸A3f、A3rを中心とする前後夫々の脚部22f、22rの屈曲および伸展運動を付与する。
The third drive motors ACT3f, ACT3r are built into the housings of the front and rear knee joints KJf, KJr, and provide bending and extension movements of the front and
第5駆動モータACT5f、ACT5rは、前後の脚回旋部24f、24rの筐体に内蔵され、脚回旋軸A5f、A5rを中心とする前後夫々の脚部22f、22rの内旋および外旋運動を付与する。
The fifth drive motors ACT5f and ACT5r are built into the housings of the front and rear
以上7つ(左右夫々のリム部2L、2Rに備わる電動モータを別に計上すれば、全部で14)の電動モータは、減速機が付設され、モビリティMの姿勢の変化に際してそれぞれの可動部を駆動する駆動トルクを形成するとともに、姿勢を変化させた後の可動部の位置、つまり、変化後の電動モータの回転角を保持する保持トルクを形成可能である。トルクの形成に加えるかまたはこれに代えて、可動部にロック機構を設け、モビリティMの姿勢に応じた可動部の位置をこのロック機構により保持するようにしてもよい。
The above seven electric motors (14 in total if the electric motors provided on the left and
上記以外に、モビリティMは、第4電動モータACT4f、ACT4rおよび第6電動モータACT6を備える。第4電動モータACT4f、ACT4rは、走行用の車輪(前輪23f、23r)を回転駆動するとともに、車輪に回生による制動力を生じさせる。第6電動モータACT6は、本体部1に設けられ、フットレスト15に回転動力を伝達する。第6電動モータACT6とフットレスト15との間に減速ギア列を介装し、第6電動モータACT6が生じさせた回転動力を、このギア列を介して適宜の減速比をもってフットレスト15に伝達可能である。
In addition to the above, the mobility M includes fourth electric motors ACT4f, ACT4r, and a sixth electric motor ACT6. The fourth electric motors ACT4f and ACT4r rotationally drive the traveling wheels (
以下に、モビリティMにより実現可能な姿勢の具体例について説明する。 Specific examples of postures that can be realized by the mobility M will be described below.
モビリティMは、図1および図3に示す基本姿勢のほか、図10に示す第1乗降姿勢および図11に示す第2乗降姿勢を実現可能である。 In addition to the basic postures shown in FIGS. 1 and 3, the mobility M can realize a first riding posture shown in FIG. 10 and a second riding posture shown in FIG. 11.
基本姿勢は、モビリティMが移動または走行前の待機時にとる姿勢として好適であるとともに、車輪23f、23rによる走行時にとる姿勢としても好適である。基本姿勢において、左側リム部2Lと右側リム部2rとは、面対称の状態にある。つまり、左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間における相対的な揺動変位はなく、左側リム部2Lと右側リム部2Rとは、腰部リンク軸A1を中心とする回転方向に同一位置にある。そして、腰部リンク軸A1、前後の股関節部HJf、HJrの関節軸A2f、A2r、前後の膝関節部KJf、KJrの関節軸A3f、A3r、前輪23fおよび後輪23rの車輪軸A4f、A4rは、互いに平行であり、車輪23f、23rが設置する地面または床面に対して平行かつモビリティMの前進方向に対して垂直である。
The basic attitude is suitable as an attitude that the mobility M takes when moving or waiting before running, and is also suitable as an attitude that the mobility M takes when traveling by the
前後夫々の脚部22f、22rにおいて、上腿部221f、221rが内向きに傾斜してリム本体部1に近付くように股関節部HJf、HJrの回転角が設定され、さらに、前後の車輪23f、23rが膝関節部KJf、KJrよりも外方に位置するように膝関節部KJf、KJrの回転角が設定される。ここで、前輪軸A4fは、前側脚回旋軸A5fの延長線よりも前方に位置し、後輪軸A4rは、後側脚回旋軸A5rの延長線よりも後方に位置する。
In the front and
このような設定により、基本姿勢では、本体部1に備わるシート11aが 移動中の乗員にとって好ましい高さに設定される。この高さは、後に述べる第1乗降姿勢および第2乗降姿勢におけるいずれのシート11aの高さよりも高い。基本姿勢における前輪23fと後輪23rとの間隔、つまり、モビリティMのホイールベースは、所定の第1距離に設定され、第1距離は、前側股関節軸A2fと後側股関節軸A2rとの前後方向距離よりも長く、例えば、1100ミリメートルである。
With this setting, in the basic position, the
これに対し、図10に示す第1乗降姿勢は、乗員がモビリティMに乗り降りする際にとる姿勢として好適である。第1乗降姿勢は、基本姿勢に対し、左側リム部2Lと右側リム部2Rとを同一位置の状態に維持しながら、前後夫々の脚部22f、22rにおいて、上腿部221f、221rがリム本体部1に対してさらに近付き、上腿部221f、221rと下腿部222f、222rとが互いに対してさらに近付くように、股関節部HJf、HJrの内向きの回転角(つまり、内転角)と、膝関節部KJf、KJrの外向きの回転角(つまり、屈曲角)と、をいずれも増大させることにより実現可能である。換言すれば、上腿延伸線VL2f、VL2rがリム本体延伸線VL1に対してなす角を狭めるとともに、下腿延伸線VL3f、VL3rが上腿延伸線VL2f、VL2rに対してなす角を縮小させる。第1乗降姿勢は、その形容から、しゃがみ姿勢と呼ぶことも可能である。
On the other hand, the first getting on/off posture shown in FIG. 10 is suitable as a posture taken when the occupant gets on/off the mobility M. In the first getting on/off position, while maintaining the
このような設定により、第1乗降姿勢では、本体部1に備わるシート11aが 基本姿勢よりも低い位置に設定される。第1乗降姿勢におけるホイールベースは、第1距離よりも短い所定の第2距離に設定される。第2距離は、例えば、1000ミリメートルである。モビリティMは、乗降時のほか、その電源を遮断し、アクチュエータACTに対する電力供給を停止した場合にも第1乗降姿勢をとる。
With this setting, in the first getting on/off position, the
さらに、図11に示す第2乗降姿勢は、乗員が移動体Mに乗り降りする際にとり得る姿勢の変形態様である。乗員は、乗り降りに際し、第1乗降姿勢と第2乗降姿勢とを選択的に設定可能である。 Furthermore, the second getting on/off posture shown in FIG. 11 is a variation of the posture that the occupant can take when getting on/off the moving body M. When getting on and off the vehicle, the occupant can selectively set a first getting on/off position and a second getting on/off position.
第2乗降姿勢は、第1乗降姿勢に対し、前側脚部22fにおいて、前側股関節部HJfおよび前側膝関節部KJfの回転角を維持し、リム本体延伸線VL1、前脚上腿延伸線VL2fおよび前脚下腿延伸線VL3fの間における相対的な位置関係を維持する一方、後側脚部22rにおいて、後側股関節部HJrを外向きに大きく開くことにより、後脚上腿延伸線VL2rがリム本体延伸線VL1に対してなす角を広げるとともに、後側膝関節部KJrを内向きに回転、つまり、伸展させて、後脚下腿延伸線VL3rが後脚上腿延伸線VL2rに対してなす角を増大させることにより実現可能である。第2乗降姿勢は、その形容から、伸び姿勢と呼ぶことも可能である。
The second getting on and off posture maintains the rotation angle of the front hip joint HJf and the front knee joint KJf in the
このような設定により、第2乗降姿勢では、第1乗降姿勢に比べて後輪23rが後側股関節部HJrから前後方向DLに遠く離れて位置することとなる。そして、後側股関節部HJrの位置が前側股関節部HJfよりも低下して、起居部11が前方斜め上方を仰ぐようにリム本体部21が後方に傾斜し、本体部1に備わるシート11aが第1乗降姿勢よりもさらに低い位置に設定される。第2乗降姿勢におけるホイールベースは、第1距離よりも長い所定の第3距離に設定される。第3距離は、例えば、1430ミリメートルである。本実施形態では、後側股関節部HJrが地面または床面に接触する位置にまで低下し、後側股関節部HJrと後輪23rとがほぼ同じ高さ位置に揃う。この場合に、モビリティMは、左右の前輪23f、左右の後輪23rおよび左右の後側股関節部HJrの計6点で接地する。
With such a setting, the
以上に加え、第2乗降姿勢では、フットレスト15を基本姿勢および第1乗降姿勢における第1位置P1から第2位置P2へ変位させ(図7)、シート11aに対するフットレスト15の相対高さを上昇させる。これにより、フットレスト15は、足受部151がシート11aの座面およびリム本体延伸線VL1に対して傾斜する一方、地面または床面に対して平行に位置する状態となる。
In addition to the above, in the second getting on/off posture, the
図8は、モビリティMの制御構成を示す概略図である。 FIG. 8 is a schematic diagram showing the control configuration of mobility M.
本実施形態において、制御部は、電子制御ユニットであるコントローラ101として具現され、マイクロコンピュータとその周辺回路とを備える。コントローラ101は、その入力として、操作部12からの出力信号を受信するとともに、カメラ131、加速度センサ132およびモータ回転角センサ133からの出力信号を受信する。モータ回転角センサ133は、アクチュエータACTとしてそれぞれの可動部に設けられた電動モータの回転角を検出するものであり、例えば、ロータリーエンコーダである。
In this embodiment, the control section is implemented as a
コントローラ101は、これらの入力信号をもとに所定の演算を実行し、その結果である駆動指令信号を対応するアクチュエータACT(ACT1~ACT5)に出力する。
The
図9は、移動時にコントローラ101が行う制御の内容を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing the details of the control performed by the
コントローラ101は、脚部22f、22rによる移動および車輪23f、23rによる走行に際し、モビリティM前方の経路に関する経路情報を取得する。そして、取得された経路情報をもとに所定の演算を実行し、本体部1の水平度を維持するように、それぞれの可動部に備わるアクチュエータACTを制御する。
The
ここで、本体部1の「水平度」とは、起居部11の水平度をいい、本実施形態では、起居部11に備わるシート11aの水平度をいう。「水平度が高い」とは、シート11aに座る乗員の正面を向く視線が水平または水平に近い状態にあることをいい、シート11aに座る乗員が前方を向くのに好適な状態にあることをいう。これに対し、「水平度が低い」とは、シート11aに座る乗員の視線が上を向いたり、下を向いたりする状態にあることをいう。
Here, the "levelness" of the
このように、本体部1の水平度を維持することで、例えば、平坦路を車輪23f、23rにより走行する場合と、階段等の段差を脚部22f、22rにより股および膝の関節HJ(HJf、HJr)、KJ(KJf、KJr)を動かして昇降する場合とで、本体部1、つまり、起居部11の向きを水平に維持可能である。
In this way, by maintaining the levelness of the
S101では、カメラ131等、検出部13に備わる各種センサにより検出された情報を読み込む。取得される情報には、モビリティMが移動する経路の形状等に関する情報、つまり、経路情報が含まれる。
In S101, information detected by various sensors included in the
S102では、腰部リンク軸高さを設定する。腰部リンク軸高さは、地面等、車輪23f、23rによる接地点から腰部リンク軸A1までの高さであり、シート11aの高さに関連し、これを指標する。
In S102, the waist link shaft height is set. The lumbar link axis height is the height from the ground, etc., by the
S103では、設定された腰部リンク軸高さをもとに、左側リム部2Lおよび右側リム部2Rに備わる前後夫々の股関節部HJf、HJrの関節軸A2f、A2rの高さ(以下「股関節軸高さ」という)を設定する。ここで、股関節軸高さは、接地点から前後夫々の股関節軸A2f、A2rまでの高さであり、移動中の経路において腰部リンク軸A1を設定された高さ(つまり、腰部リンク軸高さ)で水平に維持するための前後の股関節部HJf、HJrの高さを示す。
In S103, the heights of the joint axes A2f and A2r of the front and rear hip joints HJf and HJr provided on the
S104からS106では、設定された股関節軸高さを実現するためのリム本体揺動角、股関節回転角および膝関節回転角を算出する。リム本体揺動角は、左右のリム部2L、2Rの間における腰部リンク軸A1を中心とする相対的な揺動変位量であり、股関節回転角は、前後夫々の股関節部HJf、HJrの回転角であり、膝関節回転角は、前後夫々の膝関節部KJf、KJrの回転角である。
In S104 to S106, the rim body swing angle, hip joint rotation angle, and knee joint rotation angle for realizing the set hip joint axis height are calculated. The rim body swing angle is the relative swing displacement between the left and
S107では、左側リム部2Lおよび右側リム部2Rに備わる前後夫々の脚部22f、22rの脚回旋部24f、24rの回旋角(以下「脚回旋角」という)を算出する。
In S107, the rotation angles (hereinafter referred to as "leg rotation angles") of the
S108では、以上の工程により算出されたリム本体揺動角、股関節回転角、膝関節回転角および脚回旋角に応じた駆動指令信号を生成し、対応する可動部のアクチュエータACTに出力する。 In S108, a drive command signal is generated according to the rim body swing angle, hip joint rotation angle, knee joint rotation angle, and leg rotation angle calculated in the above steps, and is output to the actuator ACT of the corresponding movable part.
経路情報の取得は、カメラ131によるほか、経路の形状等に関する情報を地図情報と関連付けてコントローラ101の記憶部に予め記憶させ、地図上におけるモビリティMの現在位置をGPS等の位置センサにより検出するとともに、この現在位置に関連付けられている経路情報を読み出すことによっても可能である。
Route information is acquired not only by the
本実施形態に係るモビリティMは、以上の構成を有する。以下に、本実施形態により得られる効果について説明する。 The mobility M according to this embodiment has the above configuration. The effects obtained by this embodiment will be explained below.
本実施形態では、前後夫々の股関節部HJf、HJrにおける内転および外転を含む脚部22f、22rの動作量、具体的には、股関節部HJf、HJrおよび膝関節部KJf、KJrの回転角を制御することで、前側股関節部HJfおよび後側股関節部HJrの高さ位置Hf、Hrを適宜に変更、調整する。そして、これに併せ、左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間で前後の股関節部HJf、HJrの高さ位置Hf、Hrにずれが生じる場合は、このずれを、左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間における相対的な揺動変位量、つまり、リム本体揺動角を制御することにより抑制する。
In this embodiment, the amount of movement of the
このように、モビリティMは、関節部HJf、HJr、KJf、KJrの回転変位量およびリム部2L、2Rの揺動変位量を制御可能であることで、より多様な動作を実現可能であるとともに、多様な用途に適用可能である。
In this way, the mobility M can realize more diverse movements by being able to control the amount of rotational displacement of the joints HJf, HJr, KJf, KJr and the amount of rocking displacement of the
そして、平坦な経路を移動しまたは走行する場合に限らず、階段等の段差を昇降する際に、腰部リンク軸A1を所定の高さに位置させ、その左右の傾きを抑制することで、本体部1の水平度を維持する。この際、左右のリム部2L、2Rの間で股関節部HJf、HJrの高さ位置Hf、Hrにずれが生じることによりモビリティMの姿勢が不安定となる事態を回避することが可能となり、水平度を維持する高い機能性を提供することができる。
By positioning the waist link axis A1 at a predetermined height and suppressing its left and right inclination, the main body Maintain the levelness of
さらに、本実施形態では、関節部の回転変位量、つまり、前後の股関節部HJf、HJrの回転変位量および前後の膝関節部KJf、KJrの回転変位量に、リム部2L、2Rの揺動変位量を加えた、少なくとも9つの自由度を有することにより、より多様な動作を実現可能とする。
Furthermore, in this embodiment, the amount of rotational displacement of the joints, that is, the amount of rotational displacement of the front and rear hip joints HJf, HJr, and the amount of rotational displacement of the front and rear knee joints KJf, KJr, the rocking of the
図12は、段差(例えば、階段)Sを上る際にモビリティMがとり得る姿勢の一例を示す説明図である。図12(a)は、モビリティM全体の姿勢を示し、同図(b)は、左右のリム部2L、2Rの腰部リンク軸A1、前側股関節軸A2f、A2f’および後側股関節軸A2r、A2r’の位置関係を模式的に示す。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a posture that the mobility M can take when climbing a step S (for example, a staircase). FIG. 12(a) shows the posture of the entire mobility M, and FIG. 12(b) shows the lumbar link axis A1 of the left and
モビリティMは、段差Sを上る際に、腰部リンク軸A1を所定の高さで水平に維持するための前後の股関節部HJf、HJrの高さを設定する。図示の例では、腰部リンク軸A1を腰部リンク軸高さに維持するため、左側リム部2Lの前側股関節軸高さが右側リム部2Rの前側股関節軸高さよりも低く設定され、左側リム部2Lの後側股関節軸高さが右側リム部2Rの後側股関節軸高さよりも高く設定されている。
Mobility M sets the heights of the front and rear hip joints HJf and HJr to maintain the lumbar link axis A1 horizontally at a predetermined height when climbing up the step S. In the illustrated example, in order to maintain the lumbar link axis A1 at the lumbar link axis height, the front hip joint axis height of the
これに伴い、左右における股関節軸高さの違いによりモビリティMの姿勢が不安定となる事態を抑制するため、リム本体揺動角の設定により左側リム部2Lと右側リム部2Rとの間で相対的な揺動変位を生じさせ、この股関節軸高さの違いを吸収する。
Along with this, in order to prevent the posture of the mobility M from becoming unstable due to the difference in the height of the hip joint axis between the left and right sides, the relative position between the
そして、左右夫々のリム部2L、2Rの前側脚部22fおよび後側脚部22rの位置、つまり、前後の股関節部HJf、HJrおよび膝関節部KJf、KJrの回転角は、前側脚部22fについては前側股関節軸高さをもとに、後側脚部22rについては後側股関節軸高さをもとに、夫々設定可能である。
The positions of the
さらに、設定された前側股関節軸高さおよび後側股関節軸高さのもとで本体部1に前方または後方への傾斜が生じた場合は、腰部リンク軸A1を中心に本体部1を後方または前方に揺動させ、本体部1の向きを水平に維持する。本実施形態において、本体部1の揺動は、左右夫々のリム部2L、2Rに備わる第1駆動モータACT1を前後の同じ方向に同じ角度だけ回転させることにより実現可能である。
Furthermore, if the
以上に加え、本実施形態では、前脚脚回旋部24fにより、前側膝関節部KJfの関節軸A3fが前側股関節部HJfの関節軸A2fに対してなす角を変更可能とし、後脚脚回旋部24rにより、後側膝関節部KJrの関節軸A3rが後側股関節部HJrの関節軸A2rに対してなす角を変更可能とすることで、前後の脚部22f、22rによるより多様な動作が実現可能となり、例えば、前後方向DLだけでなく、斜めまたは左右方向DWへの移動にも対応することが可能となる。
In addition to the above, in the present embodiment, the front
本実施形態では、への字状をなすリム本体部21のうち、前後方向DLに短い一端側の梁状部を前側梁状部21fとして、モビリティMの前進方向の前側に配置する一方、前後方向DLに長い他端側の梁状部を後側梁状部21rとして、前進方向の後側に配置した。つまり、前進時には前側梁状部21fが後側梁状部21rに先行し、後退時には後側梁状部21rが前側梁状部21fに先行するように配置した。
In this embodiment, the beam-like part on one end side of the rim
モビリティMの前進方向は、これに限らず、前進時には前後方向DLに長い他端側の梁状部21rが一端側の梁状部21fに先行し、後退時には前後方向DLに短い一端側の梁状部21fが他端側の梁状部21rに先行する方向であってもよい。これに伴い、本体部1に起居部11が備わる場合は、起居部11の向きも前後を逆にし、起居部11に搭乗した乗員が他端側の股関節部(後側股関節部HJr)を前にするように配置する。
The forward direction of the mobility M is not limited to this. When moving forward, the
本実施形態では、リム本体部21の先端部および後端部、つまり、前後夫々の股関節部HJf、HJrの高さの変更および調整のため、股関節部HJf、HJrに加え、膝関節部KJf、KJrにより前後夫々の脚部22f、22rに回転関節を形成することとした。高さの変更および調整は、これに限らず、膝関節部KJf、KJrに代えるかまたはこれに併せ、直動関節を形成することによっても実現可能である。
In this embodiment, in order to change and adjust the heights of the tip and rear ends of the
M…移動体、1…本体部、11…起居部、11a…シート、12…操作部、13…検出部、131…カメラ、132…加速度センサ、133…モータ回転角センサ、15…フットレスト、2…本体支持部、2L…左側リム部、2R…右側リム部、21…リム本体部、22f…前側脚部、22r…後側脚部、221f…前脚上腿部、221r…後脚上腿部、222f…前脚下腿部、222r…後脚下腿部、23f…前輪、23r…後輪、HJf…前側股関節部、HJr…後側股関節部、KJf…前側膝関節部、KJr…後側膝関節部、A1…腰部リンク軸、A2f…前側股関節軸、A2r…後側股関節軸、A3f…前側膝関節軸、A3r…後側膝関節軸、A4f…前輪軸、A4r…後輪軸、A5f…前側脚回旋軸、A5r…後側脚回旋軸。 M... moving body, 1... main body part, 11... standing part, 11a... seat, 12... operation part, 13... detection part, 131... camera, 132... acceleration sensor, 133... motor rotation angle sensor, 15... footrest, 2 ...Body support part, 2L...Left side rim part, 2R...Right side rim part, 21...Rim body part, 22f...Front side leg part, 22r...Rear side leg part, 221f...Front leg upper leg part, 221r...Rear leg upper leg part , 222f...front leg lower leg, 222r...rear leg lower leg, 23f...front wheel, 23r...rear wheel, HJf...front hip joint, HJr...rear hip joint, KJf...front knee joint, KJr...rear knee joint A1...lumbar link axis, A2f...front hip joint axis, A2r...rear hip joint axis, A3f...front knee joint axis, A3r...rear knee joint axis, A4f...front wheel axis, A4r...rear wheel axis, A5f...front leg Rotation axis, A5r...rear leg rotation axis.
Claims (10)
移動時に地面または床面上で前記本体部を支持する本体支持部と、を備え、
前記本体支持部は、
第1リム部と、
前記第1リム部との間に前記本体部を挟むように左右に配置され、前記第1リム部に対し、左右方向に延びる軸を中心に互いに揺動可能に連結された第2リム部と、を備え、
前記第1リム部および前記第2リム部のそれぞれは、
前後方向に延びるとともに、移動体を左右の一方から見た側面視において上向きに凸となる屈曲形状を有し、前後方向の一端側に形成された第1股関節部と、他端側に形成された第2股関節部と、を有するリム本体部と、
前記リム本体部に対し、前記第1股関節部を介して内転および外転可能に連結され、前記第1股関節部の高さ位置を変更可能である第1脚部と、
前記リム本体部に対し、前記第2股関節部を介して内転および外転可能に連結され、前記第2股関節部の高さ位置を変更可能である第2脚部と、を備える、移動体。 The main body and
A main body support part that supports the main body part on the ground or floor surface during movement,
The main body support part is
a first rim portion;
a second rim part that is disposed on the left and right to sandwich the main body part between the first rim part and is connected to the first rim part so as to be swingable with respect to each other about an axis extending in the left-right direction; , comprising;
Each of the first rim part and the second rim part is
It extends in the front-back direction and has a bent shape that is convex upward in a side view of the moving body when viewed from one of the left and right sides, and includes a first hip joint formed at one end in the front-back direction and a first hip joint formed at the other end. a rim body portion having a second hip joint portion;
a first leg portion that is connected to the rim main body portion via the first hip joint portion so as to be able to be internally and externally rotated, and the height position of the first hip joint portion can be changed;
a second leg portion that is connected to the rim main body portion via the second hip joint portion so as to be able to be internally and externally rotated, and the height position of the second hip joint portion can be changed; .
前記第1股関節部から延びる第1上腿部と、
前記第1上腿部に対し、第1膝関節部を介して屈曲および伸展可能に連結された第1下腿部と、を有し、
前記第2脚部は、
前記第2股関節部から延びる第2上腿部と、
前記第2上腿部に対し、第2膝関節部を介して屈曲および伸展可能に連結された第2下腿部と、を有する、請求項1に記載の移動体。 The first leg portion is
a first upper leg extending from the first hip joint;
a first lower leg part connected to the first upper leg part via a first knee joint part so as to be bendable and extendable;
The second leg portion is
a second upper leg extending from the second hip joint;
The moving body according to claim 1, further comprising a second lower leg portion that is bendably and extendably connected to the second upper leg portion via a second knee joint.
前記第2脚部は、前記平面視において前記第2膝関節部の関節軸が前記第2股関節部の関節軸に対してなす角度を変更可能な第2脚回旋部をさらに有する、請求項2に記載の移動体。 The first leg portion includes a first leg rotation portion that can change the angle that the joint axis of the first knee joint portion makes with respect to the joint axis of the first hip joint portion when the moving body is viewed from above. Furthermore, it has
2. The second leg further includes a second leg rotation part that can change the angle that the joint axis of the second knee joint makes with respect to the joint axis of the second hip joint in the plan view. The moving object described in .
前記第2脚部は、前記第2下腿部に取り付けられ、移動時に地面または床面に接する第2車輪をさらに有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の移動体。 The first leg further includes a first wheel that is attached to the first lower leg and contacts the ground or floor surface during movement,
The moving body according to any one of claims 1 to 3, wherein the second leg further includes a second wheel that is attached to the second lower leg and contacts the ground or floor surface during movement.
前記本体部は、前記軸部に装着されて、前記本体支持部に対し、前記左右方向に延びる軸を中心に揺動可能に支持されている、請求項4に記載の移動体。 The first rim portion and the second rim portion are connected via a shaft portion provided along the axis extending in the left-right direction,
The movable body according to claim 4, wherein the main body part is attached to the shaft part and is supported to be swingable about the shaft extending in the left-right direction with respect to the main body support part.
前記第1車輪および前記第2車輪の回転により走行する際には、前記第1および第2股関節部が前記第1リム部と前記第2リム部との間で夫々同一の高さに位置する第1姿勢をとる一方、
前記股関節部における内転および外転を含む前記脚部の動作により段差を昇降する際には、前記第1リム部と前記第2リム部とが前記左右方向に延びる軸を中心に互いに対して揺動して、前記第1および前記第2股関節部が前記第1リム部と前記第2リム部との間で夫々異なる高さに位置する第2姿勢をとり、
前記第1姿勢と前記第2姿勢とで、前記本体部の向きが一定である、請求項5に記載の移動体。
The main body portion is
When traveling by rotating the first wheel and the second wheel, the first and second hip joints are located at the same height between the first rim part and the second rim part, respectively. While taking the first position,
When moving up and down a step by movement of the legs including adduction and abduction at the hip joint, the first rim part and the second rim part move relative to each other about the axis extending in the left-right direction. oscillating to take a second posture in which the first and second hip joints are located at different heights between the first rim part and the second rim part, respectively;
The moving body according to claim 5, wherein the orientation of the main body portion is constant in the first attitude and the second attitude.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023003571U JP3245184U (en) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | mobile object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023003571U JP3245184U (en) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | mobile object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3245184U true JP3245184U (en) | 2024-01-09 |
Family
ID=89451523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023003571U Active JP3245184U (en) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | mobile object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3245184U (en) |
-
2023
- 2023-09-28 JP JP2023003571U patent/JP3245184U/en active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6220069B2 (en) | Traveling device | |
JP5062328B2 (en) | Mobile body and control method thereof | |
KR100394303B1 (en) | Controlled balancing toy | |
JP4872276B2 (en) | Traveling body | |
CN105667353B (en) | Seat capable of inclining backwards | |
KR20020010152A (en) | Personal mobility vehicles and methods | |
CN101797938A (en) | Legged mobile robot | |
JP2010167808A (en) | Moving body | |
JP2010125969A (en) | Movable body | |
JP4736956B2 (en) | Legged boarding robot | |
JP2008189017A (en) | Vehicle | |
JP2021035230A (en) | Electrically-driven vehicle | |
EP4072496A1 (en) | Vehicle with transforming seat | |
JP2008048760A (en) | Seat structure of electric wheelchair | |
JP3245184U (en) | mobile object | |
US9227685B2 (en) | Vehicle | |
JP2020151160A (en) | Six-wheel type electric vehicle | |
JP2014183977A (en) | Attitude-variable standing type mobile device and control method therefor | |
JP3244756U (en) | mobile object | |
JP3245185U (en) | mobile object | |
JP3244759U (en) | mobile object | |
JP3244779U (en) | mobile object | |
JP4111134B2 (en) | Boarding robot | |
JP3244757U (en) | mobile object | |
JP3244758U (en) | mobile object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231110 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3245184 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |