JP4788412B2

JP4788412B2 - 倒立振子型移動体

Info

Publication number: JP4788412B2
Application number: JP2006065098A
Authority: JP
Inventors: 知三夫林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2007237996A

Description

本発明は倒立振子型の移動体に関する。詳しくは、駆動部により回転駆動する車輪と、車輪の回転軸回りに回動自在に取付けられたフレームとを有し、駆動部車輪の駆動を制御することで車体を倒立状態に維持する倒立振子型の移動体に関する。ここで、「倒立振子型の移動体」とは、車体の重心が車輪の回転軸より上方に位置し、車輪を駆動制御しないと車体が倒立状態を維持することができない移動体いう。

倒立振子型の移動体は、車輪を駆動制御（すなわち倒立制御）することで車体が倒立状態を維持する。このため、車輪の倒立制御を停止すると車体が倒立状態を維持することができず転倒する。そこで、車輪の倒立制御を停止している間も車体が倒立状態を維持することを可能とした移動体が開発されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に開示された移動体は、車体に対して昇降自在に取付けられた補助輪と、その補助輪を昇降させるアクチュエータを備えている。補助輪は、アクチュエータにより昇降し、倒立制御時には台車の移動の邪魔にならないよう床面と接触しない第２の位置に配置され、倒立制御停止時には床面と接触する第１の位置に配置される。補助輪が第１の位置に配置されると、補助輪が床面と接触し、これにより車体が倒立状態を安定して保つことができる。

特開２００４−２９１７９９号

ところで、上述した補助輪を昇降させるアクチュエータには、通常、利便性の良さからエアシリンダが用いられている。しかしながら、補助輪を駆動するアクチュエータにエアシリンダを用いた場合、補助輪を降下させる動作や、補助輪が床面に接触し、車体を安定させる動作を行わせるためには、定期的にエアシリンダに対してエアの充填を行う必要が生じる。

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、エアシリンダを使用することなく、倒立制御を停止したときに移動体を安定した倒立状態に保つことができる技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の移動体は、駆動部により回転駆動する車輪と、車輪の回転軸に連結されて、車輪の回転軸回りに回動可能なアームと、アームに連結されて、アームが車輪の回転軸回りに回動することによって、車輪の回転軸回りに回動し、かつ、鉛直下向きに補助輪が固定されたフレームと、フレーム上に戴置された車体と、アームを車輪の回転軸回りに回動させる回動部と、車体を倒立状態に維持するように駆動部を制御する第１制御部と、を備えている。この移動体は、アームが車輪の回転軸回りに回動することでフレームが昇降し、補助輪が床面に接触する状態と補助輪が床面に接触しない状態とを切り替えられ、車体はフレームに対して移動体の進行方向に移動自在に戴置されており、車体をフレームに対して移動させるアクチュエータと、そのアクチュエータと駆動部を制御する第２制御部とをさらに備えており、その第２制御部は、回動部を駆動して補助輪が床面に接触する状態から接触しない状態に切り替えられるのに同期してアクチュエータを駆動して車体を移動させることを特徴とする。
本明細書に記載の別の移動体は、駆動部により回転駆動する車輪と、車輪の回転軸回りに回動自在に取付けられ、かつ、鉛直下向きに補助輪が固定されたフレームと、フレーム上に戴置された車体と、フレームを回転軸回りに回動させる回動部と、車体を倒立状態に維持するように駆動部を制御する制御部と、を備えている。そして、フレームが回転軸回りに回動することでフレームが昇降し、補助輪が床面に接触する状態と補助輪が床面に接触しない状態とを切り替えられることを特徴とする。
この移動体では、車体を倒立制御しているときは、車輪の回転軸（すなわち、床面）に対してフレームを上昇させることにより補助輪を床面と接触しない第２の位置に配置することができる。このため、移動体が倒立制御され床面を移動する際に、補助輪が邪魔になることが防止される。一方、車体が倒立制御されていないときは、車輪の回転軸（床面）に対してフレームが下降し、補助輪を床面と接触する第１の位置に配置することができる。補助輪が第１の位置に配置されると、車体が補助輪によって支えられ、車体が倒れることを防止できる。
この移動体では、回動部によってフレームを回動することでフレームを昇降する。このため、フレームの昇降回数に制限はなく、フレームの昇降を繰り返し実行することができる。また、エアシリンダを用いた場合の、エアシリンダに対してエアの充填をする必要もなく、車体の倒立状態を安定して保つことができる。
なお、車体を安定して支えるためには、車輪の前進側と後退側の両者に補助輪があることが好ましい。
また、車体の倒れを安定して防止するためには、補助輪が第１の位置にあるときに、車体の重心位置の床面（接地面）への鉛直方向投影点が、補助輪接地点と車輪接地点のうち前記重心投影点からの距離が大きくなるように選ばれた少なくとも３点の接地点を頂点とする凸多角形内にあることが好ましい。

上記移動体においては、車体はフレームに対して移動体の進行方向に移動自在に戴置されており、車体をフレームに対して移動させるアクチュエータと、そのアクチュエータと駆動部を制御する第２制御部とをさらに備えており、その第２制御部は、回動部を駆動して補助輪が床面に接触する状態から接触しない状態に切り替えられるのに同期してアクチュエータを駆動して車体を移動させることが好ましい。
フレームを回動することで車輪の回転軸に対してフレームを昇降すると、フレームの昇降に伴って回転軸に対する車体の位置が変化し、移動体本体（すなわち車体とフレーム）の重心位置が移動体の進行方向（前方向又は後方向）にずれる。そのため、フレーム上に戴置された車体を移動体の進行方向（台車の重心位置がずれた方向とは逆方向）に移動させることで、移動体の姿勢を安定させる。

下記の実施例に記載の技術の主要な特徴について列記する。
（形態１）コントローラは、車輪を駆動するモータを制御する。コントローラには、移動体の目標位置の偏差、目標速度の偏差及び傾斜角速度が入力され、これらの偏差及び傾斜角速度を小さくするようにモータに制御指令値を出力する。
（形態２）コントローラは、車輪を駆動して移動体を加減速するのに同期して、フレームに対して車体を移動させる。
（形態３）コントローラは、移動体を加速するのに同期して、その加速度に応じた量だけ車体を台車進行方向に移動させる。
（形態４）コントローラは、移動体を減速するのに同期して、その減速度に応じた量だけ車体を反台車進行方向に移動させる。

本発明を具体化した一実施例に係る移動体６０を図面に基づいて説明する。まず、移動体６０の概略構成について図１，２を参照して説明する。
図１，２に示すように移動体６０は、ボディ４０と、ボディ４０に回転自在に取り付けられた車軸１４ａ，１５ａ（請求項でいう「車輪の回転軸」に相当する、以下同様。）と、車軸１４ａ，１５ａにそれぞれ固定された車輪１４，１５を備えている。車軸１４ａ，１５ａにはモータ１８，１９（図３に図示）が接続されている。モータ１８，１９が回転すると車軸１４ａ，１５ａが回転し、これによって車輪１４，１５が回転する。モータ１８，１９は、ボディ４０内に収容されたコントローラ５０によって制御される。

ボディ４０は、フレーム１０と、フレーム１０上に載置された車体３１から構成されている。車体３１は、フレーム１０に対して移動体６０の進行方向前後に移動自在とされている。車体３１は、モータ３０（図４に図示）の回転に伴って移動する。モータ３０もコントローラ５０によって制御される。

フレーム１０には、補助脚２１ａ〜２４ａを介して補助輪２１〜２４がそれぞれ取り付けられている。補助脚２１ａ，２３ａはフレーム１０の前方（移動体６０の進行方向前方）に取付けられており、補助脚２２ａ，２４ａはフレーム１０の後方（移動体６０の進行方向後方）に取付けられている。補助輪２１〜２４は、補助脚２１ａ〜２４ａに対して回転自在に取付けられている。

フレーム１０は車軸１４ａ，１５ａに対して昇降可能となっている。車軸１４ａ，１５ａに対してフレーム１０が上昇した状態では、補助輪２１〜２４が床面と接触せず、ボディ４０は車軸１４ａ，１５ａ，の周りに傾動可能な状態となる。図から明らかなように、フレーム１０の重心Ｇ１０と車体３１の重心Ｇ３１は、いずれも車軸１４ａ，１５ａより上方に位置し、このため、ボディ４０の重心Ｇ４０も車軸１４ａ，１５ａより上方に位置する。したがって、コントローラ５０がボディ４０の傾斜角速度に応じてモータ１８，１９（すなわち、車輪１４，１５）を駆動制御することで、ボディ４０が倒立状態を維持することができ、また、ボディ４０が倒立状態を維持したまま床面を走行することができる。なお、車輪１４，１５がモータ１８，１９によって独立して駆動されることから、車輪１４，１５の回転数を変えることで移動体６０の進行方向が制御される。
一方、車軸１４ａ，１５ａに対してフレーム１０が下降した状態では、補助輪２１〜２４が床面と接触する。このため、コントローラ５０によってモータ１８，１９（すなわち、車輪１４，１５）を駆動制御しなくても、ボディ４０は倒立状態を維持することができる。

次に、車軸１４ａ，１５ａに対してフレーム１０を昇降する機構及びフレーム１０に対して車体３１をスライド移動させる機構について、図３〜８を参照して詳述する。
図３，４に示すようにフレーム１０は、上板１０ａと、上板１０ａの下面に固定された軸受け１１，１２を有している。軸受け１１，１２は支軸１３を回転可能に支持している。支軸１３の略中間にはベルト車１３ａが固定されている。ベルト車１３ａには、ベルト２６を介してモータ２５の回転が伝達されるようになっている。
モータ２５は上板１０ａの下面に取付けられている。モータ２５が回転すると、その回転がベルト２６を介して支軸１３に伝達されて支軸１３が回転する。モータ２５の回転量はエンコーダ２５ａ（図９に図示）によって検出される。エンコーダ２５ａで検出された回転量はコントローラ５０に入力される。コントローラ５０は、エンコーダ２５ａで検出された回転量に基づいてモータ２５を制御する。

支軸１３の両端にはアーム１６，１７の基端１６ａ，１７ａがそれぞれ固定されている。したがって、支軸１３が回動すると、アーム１６，１７も回動する。具体的には、アーム１６，１７は、図５に示す位置と図６に示す位置との間で回動する。
アーム１６，１７の先端には軸受部１６ｂ，１７ｂがそれぞれ設けられている。軸受部１６ｂには車軸１４ａが回転可能に支持されている。車軸１４ａの一端には車輪１４が固定されている。車軸１４ａの他端にはモータ１８が接続されている。モータ１８が回転すると、車軸１４ａ及び車輪１４が回転する。同様に、軸受部１７ｂには車軸１５ａが回転可能に支持されている。車軸１５ａの一端には車輪１５が固定され、他端にはモータ１９が接続されている。モータ１９が回転すると、車軸１５ａ及び車輪１５が回転する。モータ１８，１９は、上述したようにコントローラ５０によって制御される。

また、上板１０ａの下面には、補助脚２１ａ〜２４ａを介して補助輪２１〜２４が固定されている。すなわち、車輪１４と１５の接地点を結ぶ線分の中点を中心にして前後左右の合計４箇所で設置可能なように補助輪２１〜２４が配備されている。補助輪２１〜２４は、補助脚２１ａ〜２４ａに対してそれぞれ回転可能に支持されている。
さらに、上板１０ａの下面には、取付片２０ａを介してジャイロセンサ２０が取付けられている。ジャイロセンサ２０は、上板１０ａ（すなわち、ボディ４０）の傾斜角速度を検出する。ジャイロセンサ２０で検出した傾斜角速度はコントローラ５０に入力される。

上述した構成において、倒立制御状態では、フレーム１０に固定されたモータ２５は、コントローラ５０からの角度指令値を維持した状態で停止する。これにより、ベルト２６を介してベルト車１３ａがフレーム１０に対して固定されるため、支軸１３もフレーム１０に対して固定される。そのため、フレーム１０は支軸１３に固定されたアーム１６，１７に対して一意の角度を維持することができる。倒立制御時は、フレーム１０の上板１０ａが常に床面と平行な状態（即ち、水平状態）を保つよう、車輪１４，１５の駆動制御を行う。
フレーム１０を車軸１４ａ，１５ａに対して上昇させる場合には、コントローラ５０は、まず、補助輪２１〜２４を床面に接触した状態のまま倒立制御を開始し、その後にモータ２５を回転させてフレーム１０を車軸１４ａ，１５ａに対して上昇させる。また、フレーム１０を車軸１４ａ，１５ａに対して下降させる場合には、コントローラ５０は、倒立制御を維持したままモータ２５を回転させて、フレーム１０を車軸１４ａ，１５ａに対して下降させる。モータ２５が回転すると、その回転がベルト２６を介して支軸１３に伝達され、支軸１３が回転する。支軸１３が回転すると、支軸１３の両端に固定されたアーム１６，１７が回転する。アーム１６，１７が回転すると、アーム１６，１７の先端に支持された車軸１４ａ，１５ａ及び車輪１４，１５も回転する。これによって、車軸１４ａ，１５ａに対して上板１０ａ（すなわち、フレーム１０）が昇降する（図５，６参照）。フレーム１０を昇降するときは、コントローラ５０が倒立制御を行っているため、上板１０ａは、常に床面に対して平行な状態（即ち、水平状態）を保ちながら昇降する。
フレーム１０の昇降量は、モータ２５の回転量によって決まる。コントローラ５０は、エンコーダ２５ａによって検出されたモータ２５の回転量に基づいてフレーム１０の昇降量を制御する。
車軸１４ａに対して上板１０ａが上昇して図５に示す状態となると、上板１０ａに取り付けられた補助輪２１〜２４が床面から離れた状態となる。このため、移動体６０が床面を走行する際に、補助輪２１〜２４が邪魔になることが防止される。
一方、車軸１４ａに対して上板１０ａが下降して図６に示す状態となると、上板１０ａに取り付けられた補助輪２１〜２４が床面と接触する。補助輪は、上板１０ａの前後左右に４箇所配されることから、補助輪２１〜２４が床面に接触した状態では、ボディ４０の重心Ｇ４０の床面（接地面）への鉛直方向投影点が、補助輪２１〜２４の床面との接地点を結んだ四角形内に位置する。このため、ボディ４０は安定して倒立状態を維持することができる。

また、上板１０ａの上面にはガイド３４ａ，３４ｂが固定されている。ガイド３４ａ，３４ｂは、上板１０ａの左右両側に配され、上板１０ａの前後方向（移動体６０の進行方向前後）に伸びている。ガイド３４ａ，３４ｂには、ガイド３４ａ，３４ｂに対してスライド可能にスライダ３２，３３が取付けられている。スライダ３２，３３の上面３２ａ，３３ａには車体３１が固定される。したがって、スライド３２，３３がガイド３４ａ，３４ｂに対してスライドすると、上板１０ａに対して車体３１もスライドする。上板１０aの上面中央には、ガイド３５が固定されている。ガイド３５の上面には車体３１がスライド可能に取付けられている。

上板１０ａの上面中央には支材２９が固定されている。支材２９には軸受部２９ｂが設けられており、スライド軸２７が回転自在に保持されている。スライド軸２７にはモータ３０が接続されている。モータ３０は支材２９に取付られている。
スライド軸２７の中央には雄ネジが形成されている。スライダ２８には雌ネジが形成されている。スライド軸２７の雄ネジはスライダ２８の雌ネジと螺合する。スライダ２８には車体３１が取付けられている。このため、スライド軸２７が回転すると、スライド軸２７に対してスライダ２８が前後方向にスライドする。このため、スライダ２８，３２及び３３に取付けられた車体３１も前後方向にスライドする。
なお、スライド軸２７の一端はモータ３０と接続されている。したがって、モータ３０が回転するとスライド軸２７が回転し、スライダ２８，３２及び３３に取付けられた車体３１も前後方向にスライドする（図７，８参照）。モータ３０の回転量はエンコーダ３０ａ（図９に図示）によって検出される。エンコーダ３０ａで検出された回転量はコントローラ５０に入力される。コントローラ５０は、エンコーダ３０ａで検出された回転量からフレーム１０に対する車体３１のスライド量を算出し、そのスライド量に基づいてモータ３０を制御する。

次に、上述したように構成される移動体６０の制御系について説明する。図９は移動体６０の制御系の構成を示す機能ブロック図である。
図９に示すように、移動体６０の制御はコントローラ５０で行われる。コントローラ５０は、（１）モータ１８，１９を制御することで移動体６０の倒立制御及び移動制御を行い、また、（２）モータ２５，３０を制御することでフレーム１０の昇降制御を行う。
すなわち、コントローラ５０にはジャイロセンサ２０が接続され、ジャイロセンサ２０の出力（フレーム１０の傾斜角速度）が入力する。コントローラ５０には、車輪１４，１５を駆動するモータ１８，１９が接続されている。さらに、コントローラ５０には、モータ１８，１９の回転量を検出するエンコーダ１８ａ，１９ａが接続され、エンコーダ１８ａ，１９ａで検出されたモータ１８，１９の回転量が入力する。
移動体６０の倒立制御及び移動制御を行う場合、コントローラ５０は、エンコーダ１８ａ，１９ａから入力される検出値に基づいて移動体６０の現在の位置及び現在の速度を算出する。そして、位置偏差（別途与えられた目標位置と現在位置の偏差）と速度偏差（別途与えられた目標速度と現在速度の偏差）とジャイロセンサ２０で検出された傾斜角速度が「０」となるように、モータ１８，１９にトルク指令値を出力する。ジャイロセンサ２０で検出された傾斜角速度が「０」となるようにモータ１８，１９が制御されるため、ボディ４０の倒立状態が維持される。なお、コントローラ５０によるモータ１８，１９の制御方法については、特許文献１に開示した制御方法を用いることができるため、ここでは、これ以上の詳細な説明は省略する。

また、コントローラ５０にはモータ２５，３０が接続されている。また、コントローラ５０には、モータ２５，３０の回転量を検出するエンコーダ２５ａ，３０ａが接続され、エンコーダ２５ａ，３０ａで検出されたモータ２５，３０の回転量が入力する。
フレーム１０の昇降制御を行う場合、コントローラ５０は、エンコーダ２５ａから入力される回転量に基づいてフレーム１０の昇降量を算出し、エンコーダ３０ａから入力される回転量に基づいてフレーム１０に対する車体３１のスライド量を算出する。そして、算出された昇降量とスライド量が所定の関係を保つように、モータ２５，３０にトルク指令値を出力する。

次に、フレーム１０を昇降制御する際にコントローラ５０で実施される処理について図１０及び図１１を参照して説明する。まず、フレーム１０が下降した状態（補助輪２１〜２４が床面に接触した状態）からフレーム１０を上昇した状態（補助輪２１〜２４が床面と非接触の状態）に移行する際のコントローラ５０の処理について説明する。
図１０に示すように、コントローラ５０は、まず、車輪１４，１５を駆動するモータ１８，１９をオン状態にし（ステップＳ１）、ジャイロセンサ２０からの入力に基づく倒立制御を開始する（ステップＳ２）。これによって、移動体６０は補助輪２１〜２４が無くても倒立状態を維持することが可能となる。
次いで、コントローラ５０はフレーム１０を昇降するためのモータ２５にトルク指令を出力し（ステップＳ３）、さらに、フレーム１０に対して車体３１をスライドさせるためのモータ３０にトルク指令値を出力する（ステップＳ４）。これによって、フレーム１０は上昇を開始し、車体３１はフレーム１０に対してスライド移動を開始する。
ここで、ステップＳ３で出力されるトルク指令値とステップＳ４で出力されるトルク指令値は、車体３１の姿勢が床面に対して垂直となるように予め設定されている。すなわち、図２に示すように、フレーム１０を昇降させると、フレーム１０の重心位置Ｇ１０は車軸１４ａ，１５ａに対してフレーム１０の前後方向に移動する。このため、フレーム１０に対して車体３１をスライド移動させないと、ボディ４０の重心Ｇ４０は車軸１４ａ，１５ａの鉛直方向とならず、ボディ４０が倒立するためにはボディ４０が傾斜しなければならない。そこで、ボディ４０の重心Ｇ４０が車軸１４ａ，１５ａの鉛直方向となるように、フレーム１０の昇降量に応じて車体３１をスライドさせる。これによって、フレーム１０の上昇中もボディ４０の姿勢を保つことができる。
ステップＳ３及びＳ４でモータ２５，３０にトルク指令値を出力すると、コントローラ５０は、フレーム１０の昇降量及び車体３１のスライド量が目標量となったか否かを判定する（ステップＳ５）。昇降量及びスライド量が目標量となっている場合（ステップＳ５でＹＥＳ）は、コントローラ５０による昇降処理を終了する。一方、昇降量及びスライド量が目標量となっていない場合（ステップＳ５でＮＯ）は、ステップＳ３に戻って、ステップＳ３からの処理を繰り返す。これによって、フレーム１０は所定の位置に上昇し（図５に示す状態）、フレーム１０に対して車体３１は所定の位置（図２（ａ）に示す状態）となる。

一方、フレーム１０が上昇した状態（補助輪２１〜２４が床面と非接触の状態）からフレーム１０を下降した状態（補助輪２１〜２４が床面と接触した状態）に移行する際のコントローラ５０の処理について説明する。
図１１に示すように、コントローラ５０は移動体６０を停止させ（ステップＳ６）、次いで、フレーム昇降用のモータ２５及び上体部スライド用のモータ３０にそれぞれトルク指令値を出力する（ステップＳ７，Ｓ８）。ステップＳ７，Ｓ８で出力される各トルク指令値も、車体３１の姿勢が床面に対して垂直となるように予め設定されている。
ステップＳ７及びＳ８でモータ２５，３０にトルク指令値を出力すると、コントローラ５０は、フレーム１０の昇降量及び車体３１のスライド量が目標量となったか否かを判定する（ステップＳ９）。昇降量及びスライド量が目標量となっている場合（ステップＳ９でＹＥＳ）は、コントローラ５０による昇降処理を終了する。一方、昇降量及びスライド量が目標量となっていない場合（ステップＳ９でＮＯ）は、ステップＳ７に戻って、ステップＳ７からの処理を繰り返す。これによって、フレーム１０は所定の位置に下降し（図６に示す状態）、フレーム１０に対して車体３１は所定の位置（図２（ｃ）に示す状態）となり、ステップＳ１０で倒立制御を停止する。

上述した説明から明らかなように、本実施例の移動体６０では、フレーム１０に補助輪２１〜２４が固定され、モータ２５でアーム１６，１７を回動させることでフレーム１０を昇降させて、床面に補助輪２１〜２４が接触する状態と床面に補助輪が接触しない状態とに切り替える。このため、フレーム１０の昇降を連続して行うことができ、また、一旦、フレーム１０を下降させて補助輪を床面に設置させると、フレーム１０の倒立状態を安定して維持することができる。
また、フレーム１０の昇降に応じて車体３１をスライドさせるため、フレーム１０を昇降中もフレーム１０及び車体３１の姿勢を保つことができる。このため、安定した状態でフレーム１０の昇降を行うことができる。

なお、上述した実施例においては、移動体６０の加速時に車体３１を台車進行方向に移動させて、加速による慣性力を車体３１の重心移動で補償することができる。また、移動体６０の減速時に車体３１を台車進行方向と反対の方向に移動させて、減速による慣性力を車体３１の重心移動で補償することができる。移動体６０の加減速に応じて車体３１の重心移動を行うことで、移動体６０をより大きな加速度で移動させても、移動体６０の倒立制御を安定化させることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本実施例の移動体を模式的に示す斜視図。移動体の側面図。本実施例に係る移動体の正面図。同、移動体の側面図。同、移動体の倒立制御状態を説明する側面図。同、移動体の倒立制御停止状態を説明する側面図。移動体のフレームと車体の駆動機構に関してモデル化した図。同上。本実施例の制御系の構成を示す機能ブロック図。本実施例の制御コントローラの処理手順を示すフローチャート。本実施例の制御コントローラの処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０：車体
１４，１５：車輪
１６，１７：アーム
１８，１９：移動体駆動用モータ
２１から２４：補助輪
２５：フレーム昇降用モータ
３０：車体スライド用モータ

Claims

駆動部により回転駆動する車輪と、
車輪の回転軸に連結されて、車輪の回転軸回りに回動可能なアームと、
アームに連結されて、アームが車輪の回転軸回りに回動することによって、車輪の回転軸回りに回動し、かつ、鉛直下向きに補助輪が固定されたフレームと、
フレーム上に戴置された車体と、
アームを車輪の回転軸回りに回動させる回動部と、
車体を倒立状態に維持するように駆動部を制御する第１制御部と、を備えており、
アームが車輪の回転軸回りに回動することでフレームが昇降し、補助輪が床面に接触する状態と補助輪が床面に接触しない状態とを切り替えられ、
車体はフレームに対して移動体の進行方向に移動自在に戴置されており、車体をフレームに対して移動させるアクチュエータと、そのアクチュエータと駆動部を制御する第２制御部とをさらに備えており、
その第２制御部は、回動部を駆動して補助輪が床面に接触する状態から接触しない状態に切り替えられるのに同期してアクチュエータを駆動して車体を移動させることを特徴とする倒立振子型の移動体。