JP4826477B2

JP4826477B2 - Inverted moving body

Info

Publication number: JP4826477B2
Application number: JP2007002047A
Authority: JP
Inventors: 武北條
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2027-01-10
Also published as: JP2008168697A

Description

本発明は、断面が円形の回転体の回転駆動を制御することで倒立状態を維持しながら走行による移動を行う、いわゆる倒立型移動体に関するものである。 The present invention relates to a so-called inverted moving body that moves by traveling while maintaining an inverted state by controlling the rotational drive of a rotating body having a circular cross section.

断面が円形の回転体を回転駆動することで倒立状態を維持しながら走行する倒立型移動体は、全体の重心位置を回転体の接地位置に対して常に鉛直方向に維持するように回転体を駆動することで、倒立状態を維持しつつ、移動を行うことができる。このような倒立型の移動体においては、例えば搭乗者が自身の身体を前方へ傾け、移動体の重心を前方へ移動させることで、回転体の接地位置を前方に移動した重心位置の真下に移動させるように回転体が駆動され、その結果、前方へ移動することができる。そのため、倒立型移動体の重心位置を移動させることで、該移動体の移動する方向および速度を制御することが可能となり、このような移動体を物体を載置して移動する台車として利用したり、人間が搭乗しつつ移動を行うための移動手段として利用したりされつつある。（例えば特許文献１） An inverted moving body that travels while maintaining an inverted state by rotationally driving a rotating body having a circular cross section has the rotating body always maintained in a vertical direction with respect to the ground contact position of the rotating body. By driving, it is possible to move while maintaining an inverted state. In such an inverted moving body, for example, the passenger tilts his / her body forward and moves the center of gravity of the moving body forward, so that the grounding position of the rotating body is directly below the position of the center of gravity moved forward. The rotating body is driven to move, and as a result, it can move forward. Therefore, by moving the position of the center of gravity of the inverted moving body, the moving direction and speed of the moving body can be controlled, and such a moving body can be used as a carriage on which an object is placed and moved. Or being used as a moving means for moving while a human is on board. (For example, Patent Document 1)

このような倒立型移動体は、いわゆる４輪を有する安定型の移動体に比べてホイールベースが短く、方向転換に要するスペースが小さくなるというメリットを有しているため、新たな移動手段としての役割が期待されつつある。
特開２００４−１２９４３５号公報 Such an inverted moving body has the advantage that the wheel base is shorter and the space required for changing the direction is smaller than a so-called four-wheeled stable moving body. A role is being expected.
JP 2004-129435 A

しかし、このような移動体においては、通常の移動制御を行っている最中に、回転体が段差に接触した場合など、外部から予期しない外力を受けた場合に、その倒立状態を維持するために、受けた外力に応じて車輪を駆動しなければならない。このような、外部からの力（外乱）によって生じる倒立制御は、外部からの力の大きさによって回転体の駆動量が変化するが、外部からの力が大きくなると、安定した倒立状態（重心が接地位置から鉛直上方にある状態）から、重心位置が大きく傾斜することになる。
そのため、例えば狭いスペースにおいて移動体が移動を行っている場合に、傾斜した移動体の占める領域が大きくなり、その移動に支障が生じる場合がある。 However, in such a moving body, in order to maintain its inverted state when an unexpected external force is applied from the outside, such as when the rotating body comes into contact with a step during normal movement control. In addition, the wheels must be driven according to the external force received. In this kind of inversion control caused by external force (disturbance), the driving amount of the rotating body changes depending on the magnitude of the external force, but when the external force increases, the stable inverted state (the center of gravity becomes The position of the center of gravity is greatly inclined from the state vertically above the ground contact position.
For this reason, for example, when the moving body is moving in a narrow space, an area occupied by the inclined moving body becomes large, which may hinder the movement.

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、外部からの外乱を受けた場合であっても、その傾斜度合いを抑制し、移動する際に移動体の占める領域を低減することが可能な倒立型移動体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 even when subjected to external disturbance, the inclination is suppressed and the area occupied by the moving body is reduced when moving. It is an object of the present invention to provide an inverted type movable body that can be used.

本発明にかかる倒立型移動体は、前述のような課題を解決するためのものであり、断面が円形の回転体の回転駆動を制御することで倒立状態を維持するように移動制御がなされるような倒立型移動体において、物体を載置する載置台と、移動体の鉛直方向に対する傾斜度合いに基づいて前記回転体の駆動を制御する駆動制御部と、載置台に載置された物体の位置を、載置台に対して、倒立制御方向について相対的に変位させる位置変位部と、を設け、前記位置変位部が、倒立状態を維持するために前記駆動制御部により駆動する回転体の回転量を低減する方向に、前記物体の位置を変位させるように制御することを特徴としている。 The inverted moving body according to the present invention is for solving the above-described problems, and the movement control is performed so as to maintain the inverted state by controlling the rotational driving of the rotating body having a circular cross section. In such an inverted moving body, a mounting table on which the object is mounted, a drive control unit that controls the driving of the rotating body based on the degree of inclination of the moving body with respect to the vertical direction, and an object mounted on the mounting table A position displacement section that relatively displaces the position with respect to the mounting table in the inverted control direction, and the position displacement section rotates the rotating body that is driven by the drive control section in order to maintain the inverted state. Control is performed so that the position of the object is displaced in a direction to reduce the amount.

このような倒立型移動体によれば、物体を載置した移動体が外部からの力を受けて倒立制御を行う際に、外部からの力によって倒立型移動体の重心位置の鉛直方向に対する傾斜度合いを低減させることができる。そのため、外部からの力を受けた場合であっても移動体が傾斜する度合いが抑制され、該移動体が移動する際に、その占める領域を低減することが可能となる。なお、ここでいう倒立型移動体の重心位置の鉛直方向に対する傾斜度合いとは、回転体の接地する接地位置から鉛直方向に伸びる基準線から、側面視で移動体の重心位置がどの程度傾斜しているかによって定められるパラメータが相当するものとする。このような傾斜度合いとしては、例えば傾斜角速度や傾斜角度、傾斜加速度などが用いられる。 According to such an inverted moving body, when the moving body on which the object is placed receives an external force and performs the inversion control, the inclination of the gravity center position of the inverted moving body with respect to the vertical direction by the external force The degree can be reduced. For this reason, even when a force from the outside is applied, the degree of inclination of the moving body is suppressed, and the area occupied by the moving body can be reduced when the moving body moves. The degree of inclination of the center of gravity of the inverted moving body relative to the vertical direction refers to the degree of inclination of the center of gravity of the moving body in a side view from the reference line extending in the vertical direction from the ground contact position where the rotating body contacts the ground. It is assumed that the parameter determined according to whether or not As such a degree of inclination, for example, an inclination angular velocity, an inclination angle, an inclination acceleration, or the like is used.

また、前記位置変位部は、鉛直方向に対する前記移動体の重心位置の傾斜度合いに基づいて、物体の位置を変位させるものであってもよい。このような倒立型移動体は、移動体の重心位置が大きく傾斜した場合に、載置台に載置された物体の位置を大きく変位するため、移動体の倒立制御を行うために回転体の回転駆動量を適切に抑制することが可能となる。ここでいう傾斜度合い、例えば移動体の傾斜する傾斜速度や傾斜角度などについて所定の閾値を定めておき、移動体の傾斜度合いがこの閾値を超えた場合に回転体を所定量回転駆動させるように構成してもよい。 The position displacement unit may be configured to displace the position of the object based on the degree of inclination of the gravity center position of the moving body with respect to the vertical direction. Such an inverted moving body greatly displaces the position of the object placed on the mounting table when the position of the center of gravity of the moving body is greatly inclined, so that the rotating body rotates to perform the inverted control of the moving body. The drive amount can be appropriately suppressed. Predetermined thresholds are set for the degree of tilting here, for example, the tilting speed and tilting angle of the moving body, and when the degree of tilting of the moving body exceeds this threshold, the rotating body is rotated by a predetermined amount. It may be configured.

また、前記位置変位部は、鉛直方向に対する移動体の重心位置の傾斜角度を所定の目標傾斜角度となるように物体の位置を変位させることが好ましい。このようにすると、例えば載置台に載置される物体が人間（搭乗者）である場合に、移動体が傾斜してもその目線位置が大きく変動しないため、安定した乗り心地感を得ることが可能となる。 Moreover, it is preferable that the said position displacement part displaces the position of an object so that the inclination angle of the gravity center position of the moving body with respect to the vertical direction becomes a predetermined target inclination angle. In this case, for example, when the object placed on the mounting table is a human (passenger), the position of the line of sight does not vary greatly even if the moving body is inclined, so that a stable riding feeling can be obtained. It becomes possible.

また、前記位置変位部は、載置された物体と載置台との間に設けられた、流体を内蔵したバッグと、該バックの内部に流体を注入する流体注入部と、前記流体注入部の流体注入量を制御する流体注入量制御部と、を備えるものであり、該流体注入量制御部によって流体の注入量を制御することで、前記バッグの体積を変化させ、載置台に載置された物体の位置を変位させるように構成されているものであってもよい。このような位置変位部は、載置台に載置された物体の位置を急激に変化させることがないため、物体を含む移動体の重心位置が大きく傾斜するような外力が作用した場合であっても、その重心位置の傾斜する度合いを適度に低減させることができる。 The position displacement unit includes a bag containing fluid, a fluid injecting unit for injecting fluid into the bag, and a fluid injecting unit provided between the mounted object and the mounting table. A fluid injection amount control unit for controlling the fluid injection amount, and by controlling the fluid injection amount by the fluid injection amount control unit, the volume of the bag is changed and placed on the mounting table. It may be configured to displace the position of the object. Such a position displacement unit does not change the position of the object mounted on the mounting table abruptly, so that an external force that greatly tilts the center of gravity of the moving body including the object is applied. However, the degree of inclination of the center of gravity position can be appropriately reduced.

なお、前述の流体としては、空気を用いることが好ましい。すなわち、前述の流体として圧縮性を有する空気を用いることで、バッグに付与される衝撃が空気によって緩和される。また、このように空気を満たしたバッグを用いることで、倒立型移動体が転倒した場合であっても、これらのバッグが緩衝材としての作用を果たし、載置台に載置された物体の受ける衝撃を緩和することが可能となる。 Note that air is preferably used as the fluid. That is, by using air having compressibility as the fluid, the impact applied to the bag is alleviated by air. In addition, by using bags filled with air in this way, even when the inverted moving body falls, these bags serve as cushioning materials and receive objects placed on the mounting table. It is possible to reduce the impact.

また、前記回転体は、対向する２つの車輪であることが好ましい。このような倒立型移動体は、直進移動方向に対する左右方向についての安定性が増すとともに、２つの車輪を相対的に逆方向に回転させることで、その場旋回などの動作を行うことが可能となる。 Moreover, it is preferable that the said rotary body is two wheels which oppose. Such an inverted moving body increases the stability in the left-right direction with respect to the straight traveling direction, and can perform operations such as turning on the spot by rotating the two wheels in the opposite directions relatively. Become.

以上、説明したように、本発明によると、外部からの外乱を受けた場合であっても、その傾斜度合いを抑制し、移動する際に占める領域を低減することが可能な倒立型移動体を提供することができる。 As described above, according to the present invention, an inverted moving body that can suppress the degree of inclination and reduce the area occupied when moving, even when subjected to external disturbance. Can be provided.

発明の実施形態１．
以下に、図１から図８を参照しつつ本発明の実施の形態１にかかる倒立型移動体について説明する。
図１は、移動領域である床部Ｐ上を、搭乗者を載置した状態で、該搭乗者の操作により移動制御可能な倒立型移動体（以下、単に移動体という）１０をその内部構造とともに概略的に示す概略図であり、図２は、図１に示す移動体１０を側方から見た様子を概念的なモデルを用いて示す概念図である。この移動体１０は、断面円形の回転体として、一対の対向する２つの車輪を備えるとともに、床部Ｐ上に部分的に載置された物体（障害物）を避けるように移動可能に構成されている。以下、詳細に説明する。 Embodiment 1 of the Invention
Hereinafter, an inverted mobile body according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
FIG. 1 shows an internal structure of an inverted moving body (hereinafter simply referred to as a moving body) 10 that can be moved and controlled by an operation of a passenger in a state where the passenger is placed on a floor P that is a moving area. FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing the moving body 10 shown in FIG. 1 viewed from the side using a conceptual model. This moving body 10 is configured to be movable so as to avoid an object (obstacle) partially placed on the floor portion P, as a rotating body having a circular cross section, and having a pair of two opposing wheels. ing. Details will be described below.

図１に示すように、移動体１０は、搭乗者を載置する載置台２２を備える移動体本体１２と、移動体本体１２に対して一体的に固定された支持部材１２ａに対して各々独立して回転駆動可能な、1対の対向する回転体としての第１駆動輪３４および第２駆動輪４４と、補助輪２６と、を備えている。さらに、移動体１０は、これらの駆動輪を車軸Ｃ１を中心として回転駆動するための、駆動部としてのモータ３２、４２と、該モータに電力を供給するバッテリー４０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the moving body 10 is independent of a moving body main body 12 having a mounting table 22 on which a passenger is placed and a support member 12 a that is integrally fixed to the moving body main body 12. The first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 as a pair of opposed rotating bodies that can be driven to rotate, and the auxiliary wheel 26 are provided. Furthermore, the moving body 10 includes motors 32 and 42 as drive units for rotating these drive wheels around the axle C1 and a battery 40 for supplying electric power to the motors.

また、補助輪２６は、補助輪支持部材３０の一方の端部で車軸Ｃ２を中心として回転可能に支持されており、補助輪移動部２８を介して移動体本体１２に連結されている。この補助輪２６は、補助輪移動部２８によって、図１において実線で示す位置と、２点鎖線で示す位置との間で移動可能に構成されている。そして、補助輪２６が図１において実線で示す位置にあるときは第１駆動輪３４、第２駆動輪３６、および補助輪２６との３点で安定して倒立可能な状態となるとともに、補助輪２６が図１において２点鎖線で示す位置にあるときは、第１駆動輪３４および第２駆動輪３６のみが接地し、これらの駆動輪の回転駆動量を制御することで、倒立状態が維持される。この補助輪２６の位置を移動させるための制御は、後述する操作部からの信号により、あるいは前述の駆動輪を回転駆動できないような異常が生じたことが検出されることにより、切り換えられる。 The auxiliary wheel 26 is supported at one end of the auxiliary wheel support member 30 so as to be rotatable about the axle C <b> 2, and is connected to the movable body main body 12 via the auxiliary wheel moving unit 28. The auxiliary wheel 26 is configured to be movable between a position indicated by a solid line and a position indicated by a two-dot chain line in FIG. When the auxiliary wheel 26 is at the position indicated by the solid line in FIG. 1, the auxiliary wheel 26 can be stably inverted at three points of the first driving wheel 34, the second driving wheel 36, and the auxiliary wheel 26, and When the wheel 26 is at the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1, only the first driving wheel 34 and the second driving wheel 36 are grounded, and the rotational drive amount of these driving wheels is controlled, so that the inverted state is maintained. Maintained. The control for moving the position of the auxiliary wheel 26 is switched by a signal from an operation unit, which will be described later, or when it is detected that an abnormality has occurred that prevents the drive wheel from being rotated.

移動体本体１２は、所定形状のフレームの内部に、前述のモータ３２，４２の回転駆動動作を制御するための駆動制御部１４と、ジャイロ３８と、このフレームに備えられた載置台２２に搭乗した搭乗者によって操作可能な位置に操作部２０とを備えている。操作部２０は、前述の載置台２２に搭乗した搭乗者の側方に設けられた操作レバー１８と、操作レバー１８の操作量および操作方向によって、移動する速度および移動する方向等を指示する指示信号を駆動制御部１４に送信する送信部１９とを備えている。すなわち、載置台２２に搭乗した搭乗者による操作レバーの操作量および操作方向によって、駆動制御部１４において、移動体１０を移動させる方向および速度が認識される。 The mobile body 12 is mounted on a drive control unit 14 for controlling the rotational drive operation of the motors 32 and 42, a gyro 38, and a mounting table 22 provided in the frame inside a frame having a predetermined shape. The operation unit 20 is provided at a position that can be operated by the passenger. The operation unit 20 is provided with an operation lever 18 provided on the side of the passenger boarded on the mounting table 22 and an instruction for instructing a moving speed and a moving direction according to an operation amount and an operation direction of the operation lever 18. And a transmission unit 19 that transmits a signal to the drive control unit 14. That is, the direction and speed in which the moving body 10 is moved is recognized in the drive control unit 14 by the operation amount and the operation direction of the operation lever by the passenger who has boarded the mounting table 22.

駆動制御部１４は、内部に演算処理部やメモリ等の記憶部を備えるコンピュータであり、搭乗者による操作部２０の操作に加えた操作に追従して、モータ３２、４２の回転駆動動作を制御し、移動体１０の前進、後退、停止、右折、左折、左旋回、右旋回等の動作を行わせることができる。詳細には、駆動制御部１４から送信された電気信号に基づいて、モータ３２、４２は第１駆動輪３４、第２駆動輪４４を回転駆動し、かつ、現在の回転駆動量をリアルタイムに駆動制御部１４にフィードバックする。駆動制御部１４は、フィードバックを受けた信号に基づいてモータ３２、４２を駆動させる量を調整し、これによって、後述するような移動体本体１２の倒立状態を維持して移動体を停止または移動させる、いわゆる倒立制御を行うことができる。なお、モータ３２、４２には、図示を省略するが電力供給により過熱状態となることを検出するための温度センサが設けられている。この温度センサにより過熱状態を検出し、後述する駆動制御部に検出信号を出力することで、モータによる最大トルクの出力ができなくなるといった状態を回避することができる。 The drive control unit 14 is a computer having an internal storage unit such as an arithmetic processing unit and a memory, and controls the rotational drive operation of the motors 32 and 42 following the operation in addition to the operation of the operation unit 20 by the passenger. Then, the moving body 10 can be operated to move forward, backward, stop, turn right, turn left, turn left, turn right, and the like. Specifically, based on the electrical signal transmitted from the drive control unit 14, the motors 32 and 42 rotate the first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 and drive the current rotational drive amount in real time. Feedback is given to the control unit 14. The drive control unit 14 adjusts the amount by which the motors 32 and 42 are driven based on the received signal, and thereby stops or moves the moving body while maintaining the inverted state of the moving body 12 as described later. So-called inversion control can be performed. Although not shown, the motors 32 and 42 are provided with temperature sensors for detecting that the motors 32 and 42 are in an overheated state due to power supply. By detecting an overheating state with this temperature sensor and outputting a detection signal to a drive control unit described later, it is possible to avoid a state in which the maximum torque cannot be output by the motor.

ジャイロ３８は、自身の位置が鉛直方向から所定時間の間に傾斜する量、すなわち傾斜角速度を検出し、検出した角速度を電気信号に変換して出力可能に構成されている。そして、移動体１０の移動中に微小時間間隔で検出される、移動体の傾斜角速度を積分することで、移動体１０の傾斜量を求めることができる。なお、ジャイロから出力される電気信号は、図示しないフィルターを介してノイズ等が除去された後に、駆動制御部に送信される。 The gyro 38 is configured to detect an amount by which the position of the gyro 38 inclines for a predetermined time from the vertical direction, that is, an inclination angular velocity, and to convert the detected angular velocity into an electric signal and output it. Then, the inclination amount of the moving body 10 can be obtained by integrating the inclination angle velocities of the moving body detected at minute time intervals during the movement of the moving body 10. The electrical signal output from the gyro is transmitted to the drive control unit after noise and the like are removed through a filter (not shown).

次に、図２を用いて駆動制御部１４が移動体１０の倒立状態を維持するための制御を行うための制御を説明する。図２は、移動体１０の駆動輪が床面Ｐに対して接地する接地点から鉛直方向に伸びる、車軸Ｃ１を通る直線Ｓと、移動体１０の重心位置Ｇと車軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌとが傾斜角度ηをなすように移動体１０が傾斜した状態を示している。駆動制御部１４は、この傾斜角度ηが目標傾斜角（例えばη＝０度）となるように、第１駆動輪３４、第２駆動輪４４の回転駆動を制御する。これによって、移動体が所定の倒立状態を維持し続けるように、前進および後退する移動動作を行うことができる。この傾斜角度ηは、前述したように移動体１０に設けられたジャイロ３８によって求められる。 Next, the control for performing the control for the drive control part 14 to maintain the inverted state of the moving body 10 using FIG. 2 is demonstrated. FIG. 2 shows a straight line S passing through the axle C1 extending in a vertical direction from a contact point where the driving wheel of the moving body 10 contacts the floor surface P, and a straight line L connecting the center of gravity G of the moving body 10 and the axle C1. Shows a state in which the moving body 10 is tilted so as to form an inclination angle η. The drive control unit 14 controls the rotational drive of the first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 so that the tilt angle η becomes a target tilt angle (for example, η = 0 degree). Accordingly, the moving operation of moving forward and backward can be performed so that the moving body continues to maintain the predetermined inverted state. The inclination angle η is obtained by the gyro 38 provided on the moving body 10 as described above.

このように構成された移動体は、移動体の傾斜している方向に対して、第１駆動輪３４、第２駆動輪４４を進め、移動体の重心位置を車軸Ｃ１の鉛直上方に戻すように制御される。 The moving body configured in this manner advances the first driving wheel 34 and the second driving wheel 44 in the direction in which the moving body is inclined so as to return the center of gravity of the moving body to a position vertically above the axle C1. To be controlled.

このように、床面に対して接地する一対の駆動輪に適切なトルクが付与されることで、移動体本体が鉛直方向に対してなす傾斜角度がある一定の値を超えて増加しないように倒立状態が保たれ、かつ、その倒立状態を維持するように移動制御される。 In this way, by applying an appropriate torque to the pair of drive wheels that are in contact with the floor surface, the inclination angle formed by the movable body main body with respect to the vertical direction does not increase beyond a certain value. The inverted state is maintained, and movement control is performed so as to maintain the inverted state.

また、移動体本体１２に設けられた載置台２２は、搭乗者が着座するための平面板状の座席２２１と、搭乗者の背面を支持するための背当て部２２２と、脚支持部２２３と、足載置部２２４とを備えているとともに、この載置台２２に搭乗した搭乗者の位置を変位させるための位置変位部の一部を構成するエアバッグ群２３と、を備えている。このエアバッグ群２３の詳細については後述する。 In addition, the mounting table 22 provided in the mobile body 12 includes a flat plate-like seat 221 for a passenger to sit on, a backrest 222 for supporting the back of the passenger, a leg support 223, And an air bag group 23 that constitutes a part of a position displacement portion for displacing the position of the passenger who has boarded the mounting table 22. Details of the airbag group 23 will be described later.

背当て部２２２は座席２２１に対して上方に向けて略垂直方向に起立するように固定され、着座した搭乗者が後方に向かって重心をかけた際に背中全体と接触し、その体重を支持する。同様に、脚支持部２２３は、着座した搭乗者の脚部に接触し、その重量を部分的に支持するように、座席２２１に対して略鉛直下方に伸びるように一端が固定されており、その他端に足載置部２２４が固定されている。そして、足載置部２２４は、着座した搭乗者の脚部の膝部分が略垂直に曲がった状態で足平底面が面接触するように、所定の形状および大きさに設計されている。 The backrest 222 is fixed so as to stand in a substantially vertical direction upward with respect to the seat 221, and when the seated occupant puts the center of gravity rearward, it contacts the entire back and supports its weight. To do. Similarly, one end of the leg support portion 223 is fixed so as to extend substantially vertically downward with respect to the seat 221 so as to contact the leg portion of the seated passenger and partially support the weight thereof. A foot placement portion 224 is fixed to the other end. The foot placement portion 224 is designed to have a predetermined shape and size so that the bottom surface of the foot comes into surface contact with the knee portion of the leg portion of the seated occupant being bent substantially vertically.

図３は、このように構成された載置台に搭乗者が搭乗した様子を側方から見た概略図である。この図３においては、移動体１０の備える構成の一部を省略して図示しており、図に示すように、搭乗者１００は、その腰部を座席２２１に着座させ、さらに背中を背当て部２２２に接触させて、搭乗者１００の体重を部分的に背当て部２２２に支持させるとともに、脚部の足平裏面を足載置部２２４に載置させた状態で搭乗している。そして、脚部の裏面側を部分的に脚支持部２２３に接触させており、図示は省略するが、その左側方において、左手で操作可能な場所に操作部２０（操作レバー１８）が位置している。 FIG. 3 is a schematic view of a passenger boarded on the mounting table configured as described above, as viewed from the side. In FIG. 3, a part of the configuration of the moving body 10 is omitted, and as shown in the figure, the occupant 100 seats the waist on the seat 221 and further backs the back 222, the weight of the occupant 100 is partially supported by the back rest 222, and the foot back of the leg is placed on the foot rest 224. The back side of the leg part is partially in contact with the leg support part 223. Although not shown, the operation part 20 (operation lever 18) is located on the left side at a place where it can be operated with the left hand. ing.

次に、載置台２２の内部に設けられたエアバッグ群２３について、図３を参照しつつ説明する。載置台２２は、その底部付近において、エアバッグ群２３に含まれる各バッグ中に流体としての空気を供給するための流体注入部としてのエアコンプレッサ２４を備えている。そして、エアコンプレッサ２４により各バッグに供給される空気の量は、エアコンプレッサ２４と各バッグとを結ぶ流路に設けられた流量調整バルブ（図示せず）の開度をアクチュエータ（図示せず）で動作させることにより調整される。なお、前述の流量調整バルブの開度を動作させるアクチュエータは、前述の駆動制御部１４によりその動作が制御されている。すなわち、本実施形態においては、駆動制御部１４は流体としての空気の注入量を制御する注入量制御部として作用するとともに、この駆動制御部、アクチュエータ、エアバッグ群に含まれるバッグ、流量調整バルブ、およびエアコンプレッサが、載置台２２に載置された物体（搭乗者）の位置を倒立制御方向について載置台に対して相対的に変位させる位置変位部として作用する。 Next, the airbag group 23 provided inside the mounting table 22 will be described with reference to FIG. The mounting table 22 includes an air compressor 24 as a fluid injecting unit for supplying air as a fluid into each bag included in the airbag group 23 in the vicinity of the bottom thereof. The amount of air supplied to each bag by the air compressor 24 depends on the opening of a flow rate adjusting valve (not shown) provided in the flow path connecting the air compressor 24 and each bag to an actuator (not shown). It is adjusted by operating with. The operation of the actuator that operates the opening degree of the flow rate adjusting valve is controlled by the drive control unit 14 described above. That is, in the present embodiment, the drive control unit 14 functions as an injection amount control unit that controls the injection amount of air as a fluid, and also includes a drive control unit, an actuator, a bag included in the airbag group, and a flow rate adjustment valve. The air compressor acts as a position displacement unit that displaces the position of the object (passenger) placed on the placing table 22 relative to the placing table in the inverted control direction.

さらに、前述した各バッグの内部には、図示しない非接触式の圧力センサが各々設けられており、搭乗者の重量により受ける力によって各バッグの内部圧力の変化を検出し、検出した圧力の大きさに応じた検出信号を送信することができる。これらの圧力センサにより検出した、各バッグ内部圧力に基づいた検出信号は、ノイズを除去するための図示しないフィルターを介して前述の駆動制御部１４へ送信され、バッグの内部へ供給する空気の供給量を調整するための制御に用いられる。以下、載置台２２の詳細な構造について、図４を用いて説明する。 Further, a non-contact type pressure sensor (not shown) is provided in each bag described above, and the change in the internal pressure of each bag is detected by the force received by the weight of the passenger, and the detected pressure level is increased. A detection signal corresponding to the size can be transmitted. Detection signals based on the internal pressure of each bag detected by these pressure sensors are transmitted to the drive control unit 14 via a filter (not shown) for removing noise, and supply of air to be supplied to the inside of the bag Used for control to adjust the amount. Hereinafter, the detailed structure of the mounting table 22 will be described with reference to FIG.

図４は、載置台２２の内部を部分的に断面視し、その内部構造を概略的に示す側面図である。図４に示すように、載置台２２の内部に設けられたエアバッグ群２３は、座席部２２１に設けられた第１エアバッグ群２３１、背当て部２２２の内部に設けられた第２エアバッグ群２３２、脚支持部２２３の内部に設けられた第３エアバッグ群２３３、および足載置部２２４の内部に設けられた第４エアバッグ群２３４と、これらを覆うための柔軟性を有するカバー２３０とから構成されている。これらの各エアバッグ群に含まれるバッグは、移動体の左右方向に伸びる断面略楕円形の筒状形状を有しており、その内部に注入するエア（空気）の流量を調整することで断面形状を変化させ、載置台２２の表面形状を変化させることができる。 FIG. 4 is a side view schematically showing the internal structure of the mounting table 22 with a partial cross-sectional view. As shown in FIG. 4, the airbag group 23 provided in the mounting table 22 includes a first airbag group 231 provided in the seat portion 221 and a second airbag provided in the backrest portion 222. The group 232, the third airbag group 233 provided inside the leg support part 223, the fourth airbag group 234 provided inside the footrest part 224, and a flexible cover for covering these 230. The bags included in each of these airbag groups have a cylindrical shape with a substantially elliptical cross section extending in the left-right direction of the moving body, and the cross section is adjusted by adjusting the flow rate of the air (air) injected into the inside thereof. The surface shape of the mounting table 22 can be changed by changing the shape.

載置台２２の形状変化は、座席部２２１に設けられた第１エアバッグ群２３１については、座席部２２１が水平に維持されている状態から上下方向に、エアバッグ群２３１内の各バッグ（２３１ａ、２３１ｂ）の断面厚さが変化する。詳細には、座席部２２１の奥行に位置するエアバッグ２３１ａの断面厚さの変化量が、手前に位置するエアバッグ２３１ｂの断面厚さの変化量に比べて大きくなるようにエアコンプレッサ２４から供給される空気の量が調整されている。 With respect to the first airbag group 231 provided in the seat portion 221, the shape change of the mounting table 22 is such that each bag (231a) in the airbag group 231 is moved vertically from the state in which the seat portion 221 is maintained horizontally. 231b) changes in cross-sectional thickness. Specifically, the change is made from the air compressor 24 so that the amount of change in the cross-sectional thickness of the airbag 231a located in the depth of the seat portion 221 is larger than the amount of change in the cross-sectional thickness of the airbag 231b located in front. The amount of air that has been adjusted.

さらに、背当て部２２２に設けられた第２エアバッグ群２３２ついては表面と裏面との間の距離を変化させて、搭乗者が背当て部にその体重の一部を負荷させる方向（およびその反対方向）について、バッグの断面形状の厚さを変化させる。この際にも、背当て部２２２内に設けられた第２エアバッグ群２３２のうち、高さ方向について上部に位置するバッグ２３２ａの方が、下部に位置するバッグ２３２ｂよりも、断面厚さの変化量が大きくなるように空気の供給量が調整される。 Further, for the second airbag group 232 provided in the backrest portion 222, the distance between the front surface and the rear surface is changed so that the passenger loads a part of the weight of the backrest portion (and vice versa). Direction), the thickness of the cross-sectional shape of the bag is changed. Also in this case, in the second airbag group 232 provided in the backrest portion 222, the bag 232a positioned at the upper part in the height direction has a cross-sectional thickness than the bag 232b positioned at the lower part. The amount of air supply is adjusted so that the amount of change is large.

また、脚支持部２２３に設けられた第３エアバッグ群２３３および足載置部２２４に含まれるエアバッグは、脚支持部２２３、足載置部２２４の表面に沿って伸びる各々単一のバッグ２３３ａ、２３４ａにより構成されている。そして、これらのバッグ内に供給される空気の量によって、脚支持部２２３、足載置部２２４に載置された搭乗者の脚部を、脚支持部２２３、足載置部２２４の表面に略直交する方向に移動させるように、バッグの断面の厚さを変化させることができる。 The airbags included in the third airbag group 233 and the footrest 224 provided on the leg supporter 223 are each a single bag extending along the surfaces of the leg supporter 223 and the footrest 224. 233a and 234a. Then, depending on the amount of air supplied into these bags, the leg portions of the occupant placed on the leg support portion 223 and the foot placement portion 224 are placed on the surfaces of the leg support portion 223 and the foot placement portion 224. The thickness of the cross section of the bag can be changed so as to move in a direction that is substantially orthogonal.

なお、前述した座席２２１、背当て部２２２、脚支持部２２３および足載置部２２４に設けられたエアバッグ群に含まれる数や形状は、本実施形態に限られるものではなく、実施する形態に応じて適宜変更することが可能である。特に、バッグは、移動体の左右方向について複数に分割するように構成されると、搭乗者の左右方向の動きを規制するように構成しやすくすることができるため、好適である。 Note that the number and shape included in the airbag group provided in the seat 221, the backrest 222, the leg support 223, and the footrest 224 described above are not limited to the present embodiment, but are implemented. It is possible to change appropriately according to. In particular, it is preferable that the bag is configured to be divided into a plurality of parts in the left-right direction of the moving body because the bag can be easily configured to restrict movement of the passenger in the left-right direction.

このように構成された載置台２２は、その内部に備えられるバッグへ供給する空気の量を調整することで、搭乗する搭乗者の位置を変位させ、この搭乗者を含む移動体の重心位置を変化させることができる。すなわち、図５に示すように、移動体１０が前方に傾斜した場合、搭乗者の上体を背当て部２２２の裏面に近づけるように背当て部２２２内に設けられたバッグの厚さを低減させ、かつ搭乗者の脚部（下半身）が脚支持部２２３、足載置部２２４の裏面から遠ざかるように、座席部２２１、脚支持部２２３、足載置部２２４に設けられたバッグの厚さを増大させる。このようにバッグの厚さを変化させることで、側方視で搭乗者の重心が後方に回動するように搭乗者の位置が変位し、その結果、搭乗者を含む移動体全体の重心位置が後方に移動する。これによって、移動体１０の倒立制御に必要な第１駆動輪３４、第２駆動輪４４の回転駆動を行う量を抑制することができる。 The mounting table 22 configured as described above adjusts the amount of air supplied to the bag provided therein, thereby displacing the position of the occupant on board, and determining the position of the center of gravity of the moving body including the occupant. Can be changed. That is, as shown in FIG. 5, when the moving body 10 is inclined forward, the thickness of the bag provided in the back rest 222 is reduced so that the upper body of the passenger is brought closer to the back surface of the back rest 222. And the thickness of the bag provided on the seat portion 221, the leg support portion 223, and the foot placement portion 224 so that the leg portion (lower body) of the occupant moves away from the back surface of the leg support portion 223 and the foot placement portion 224. Increase By changing the thickness of the bag in this way, the position of the occupant is displaced so that the centroid of the occupant rotates backward in a side view, and as a result, the position of the center of gravity of the entire moving body including the occupant Moves backwards. As a result, the amount of rotational driving of the first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 necessary for the inversion control of the moving body 10 can be suppressed.

また、図６に示すように、移動体１０が後方に傾斜した場合は、搭乗者の上体を背当て部２２２の裏面から遠ざけるように、かつ搭乗者の脚部（下半身）が脚支持部２２３、足載置部２２４の裏面に近づけるように、背当て部２２２内に設けられたバッグの厚さを増大させ、座席部２２１、脚支持部２２３、足載置部２２４に設けられたバッグの厚さを低減させる。このようにバッグの厚さを変化させることで、反作用により側方視で搭乗者の重心が前方に回動するように搭乗者の位置が変位し、搭乗者を含む移動体全体の重心位置が前方に移動する。このように重心位置を変化させることで、前述と同様に移動体１０の倒立制御に必要な第１駆動輪３４、第２駆動輪４４の回転駆動を行う量を抑制することができる。 As shown in FIG. 6, when the moving body 10 is inclined rearward, the passenger's upper body is kept away from the back surface of the backrest 222, and the passenger's legs (lower body) are leg support portions. 223, the thickness of the bag provided in the backrest 222 is increased so as to be close to the back surface of the foot placement part 224, and the bag provided in the seat part 221, the leg support part 223, and the foot placement part 224. Reduce the thickness. By changing the thickness of the bag in this way, the position of the occupant is displaced so that the center of gravity of the occupant rotates forward in a side view due to the reaction, and the position of the center of gravity of the entire moving body including the occupant is changed. Move forward. By changing the position of the center of gravity as described above, the amount of rotational driving of the first driving wheel 34 and the second driving wheel 44 necessary for the inversion control of the moving body 10 can be suppressed as described above.

次に、第１駆動輪３４、第２駆動輪４４の回転駆動を行うための、駆動制御部１４に信号を送信するための構成について、図７を用いて説明する。図７は、駆動輪を駆動制御するために必要な、図１および図３に示す移動体の各構成を概念的に表したブロック図である。 Next, a configuration for transmitting signals to the drive control unit 14 for rotationally driving the first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram conceptually showing each configuration of the moving body shown in FIGS. 1 and 3 that is necessary for driving and controlling the drive wheels.

図７に示すように、駆動制御部１４は、ジャイロ１８より送信される、搭乗者を含む移動体の重心位置の傾斜角度を表す信号と、エアバッグ群の内部に含まれるバッグの内部に設けられた圧力センサからの信号を受けて、これらの信号に基づいて第１駆動輪３４および第２駆動輪４４の回転駆動量を決定し、決定した回転駆動量を実現するようにモータに対して信号を送信する。そして、モータが実際のこれらの駆動輪を回転駆動した量は、駆動制御部１４にフィードバックされ、適宜モータの作動が制御されることによって、駆動輪の回転駆動量が移動体の倒立状態が維持される。 As shown in FIG. 7, the drive control unit 14 is provided inside the bag included in the airbag group and a signal that is transmitted from the gyro 18 and that indicates the inclination angle of the gravity center position of the moving body including the passenger. In response to the signals from the pressure sensors, the rotational drive amounts of the first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 are determined based on these signals, and the motor is driven to realize the determined rotational drive amount. Send a signal. Then, the actual amount of rotational drive of the drive wheels by the motor is fed back to the drive control unit 14, and the operation of the motor is appropriately controlled, so that the rotational drive amount of the drive wheels maintains the inverted state of the moving body. Is done.

また、駆動制御部１４は、このような倒立状態を維持するような制御を行いつつ、バッグへ供給する空気の量を調整し、載置台２２に搭乗する搭乗者の位置を変位させてその重心位置を変化させる。すなわち、駆動制御部１４で決定された駆動輪の回転駆動量を低減する方向に搭乗者の重心位置を変化させるべく、流量調整バルブの開度を調整してバッグの厚さを変化させる。例えば、搭乗者を含む移動体が前方に傾斜した場合、駆動制御部１４は、搭乗者の上体を背当て部２２２の裏面に近づけるように、背当て部２２２内に設けられたエアバッグの厚さを低減させ、かつ搭乗者の脚部（下半身）が脚支持部２２３、足載置部２２４の裏面から遠ざかるように、座席部２２１、脚支持部２２３、足載置部２２４に設けられたバッグの厚さを増大させる。このとき、バッグの厚さを変化させる量は、例えば移動体の傾斜する傾斜速度に応じて定められるようにしてもよい。すなわち、移動体の傾斜する速度が所定の速度を上回ると、駆動制御部１４は、流量調整バルブの開度を調整してバッグの厚さを変化させ、移動体の傾斜を抑制する方向に搭乗者の重心位置を移動させる。なお、バッグに供給する空気の量は、バッグの厚さを変化させることによって、搭乗者を含む移動体の重心の高さが所定の位置になるように、その位置を変化させるようにすることが好ましい。このようにすることで、移動体本体が傾斜した際にも搭乗者の姿勢が略一定の少ない傾斜度合いとなるように保たれ、その目線の高さ変化が少なくなるという効果が得られる。 Further, the drive control unit 14 adjusts the amount of air supplied to the bag while performing control to maintain such an inverted state, and displaces the position of the occupant who gets on the mounting table 22 to obtain the center of gravity. Change position. That is, the opening of the flow rate adjustment valve is adjusted to change the thickness of the bag in order to change the position of the center of gravity of the occupant in the direction of reducing the rotational drive amount of the drive wheels determined by the drive control unit 14. For example, when the moving body including the occupant is tilted forward, the drive control unit 14 uses the airbag provided in the back rest 222 so that the upper body of the occupant approaches the back of the back rest 222. The seat portion 221, the leg support portion 223, and the foot placement portion 224 are provided so that the thickness is reduced and the legs (lower body) of the occupant are away from the back surfaces of the leg support portion 223 and the foot placement portion 224. Increase bag thickness. At this time, the amount by which the thickness of the bag is changed may be determined, for example, according to the inclination speed of the moving body. That is, when the speed at which the moving body inclines exceeds a predetermined speed, the drive control unit 14 adjusts the opening of the flow rate adjustment valve to change the thickness of the bag and board in a direction to suppress the inclination of the moving body. The center of gravity of the person is moved. Note that the amount of air supplied to the bag is changed by changing the thickness of the bag so that the height of the center of gravity of the moving body including the passenger becomes a predetermined position. Is preferred. By doing in this way, even when the mobile body is tilted, the occupant's posture is maintained so as to have a substantially constant small degree of tilt, and the effect that the change in the height of the line of sight is reduced is obtained.

なお、本実施形態においては移動体の傾斜した度合いに応じてバッグの厚さを変化させているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、バッグの厚さを変化させる量は、予め定めた一定の変化量であってもよい。このようにすると、複雑な制御を行うことなく、移動体の傾斜する度合いを低減させることができる。 In the present embodiment, the thickness of the bag is changed according to the degree of inclination of the moving body, but the present invention is not limited to this. For example, the amount of change in the thickness of the bag may be a predetermined change amount. In this way, the degree of inclination of the moving body can be reduced without performing complicated control.

次に、このように構成された移動体１０に、搭乗者が搭乗してから倒立制御がなされつつ移動動作が行われ、その制御が終了するまでの制御について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。 Next, with respect to the control in which the moving operation is performed while the inversion control is performed on the moving body 10 configured as described above while the inversion control is performed, and the control is completed, the flowchart illustrated in FIG. 8 is used. explain.

まず、移動体１０の第１駆動輪３４、第２駆動輪４４および補助輪２６が接地することで安定した状態で床部Ｐ上に載置され、エアバッグ群に含まれるバッグに所定量の空気が満たされた状態で、搭乗者は載置台２２に搭乗し、操作部２０を操作して移動体１０の電源をＯＮにする（ＳＴＥＰ１０１）。このとき、バッグ内に設けられた圧力センサは、搭乗者の体重により変化したバッグ内の圧力を検出し、検出した圧力に応じた検出信号を駆動制御部１４に送信する（ＳＴＥＰ１０２）。そして、駆動制御部１４は、バッグ内の圧力が所定の初期圧力になるようになるまでアクチュエータを動作させ、流量調整バルブの開度を調整する（ＳＴＥＰ１０３）。調整されるバッグ内の初期圧力は、予め実験等によって乗り心地の良い圧力として求められた値と等しくすることが好ましい。このようにすることよって、体重の異なる搭乗者ごとに、一定以上の乗り心地を得られるようなバッグの厚さ、すなわち載置台の形状を得ることができる。 First, the first driving wheel 34, the second driving wheel 44, and the auxiliary wheel 26 of the moving body 10 are placed on the floor portion P in a stable state by being grounded, and a predetermined amount is placed on the bags included in the airbag group. In a state where the air is filled, the passenger gets on the mounting table 22 and operates the operation unit 20 to turn on the power of the moving body 10 (STEP 101). At this time, the pressure sensor provided in the bag detects the pressure in the bag that has changed due to the weight of the passenger, and transmits a detection signal corresponding to the detected pressure to the drive control unit 14 (STEP 102). Then, the drive control unit 14 operates the actuator until the pressure in the bag reaches a predetermined initial pressure, and adjusts the opening of the flow rate adjustment valve (STEP 103). It is preferable that the initial pressure in the bag to be adjusted is equal to a value obtained in advance as a comfortable riding pressure through experiments or the like. By doing so, it is possible to obtain the thickness of the bag, that is, the shape of the mounting table, for each passenger having a different weight so as to obtain a certain level of riding comfort.

次に、搭乗者が操作部２０を操作することにより、補助輪移動部２８は補助輪２６を床部Ｐから離間させるとともに、駆動制御部１４により、第１駆動輪３４、第２駆動輪４４の回転駆動を制御し、倒立制御を行う（ＳＴＥＰ１０４）。このとき、第１駆動輪３４および第２駆動輪４４の回転駆動は、前述したように、移動体の重心位置を車軸Ｃ１の鉛直上方に戻すように制御される。 Next, when the passenger operates the operation unit 20, the auxiliary wheel moving unit 28 separates the auxiliary wheel 26 from the floor P, and the drive control unit 14 controls the first driving wheel 34 and the second driving wheel 44. The rotation drive is controlled to perform the inversion control (STEP 104). At this time, the rotational drive of the first drive wheel 34 and the second drive wheel 44 is controlled so as to return the position of the center of gravity of the moving body to a position vertically above the axle C1 as described above.

そして、操作部２０の操作レバー１８を搭乗者が操作すると、移動体１０が移動を開始する。その移動中に前記駆動輪が段差等に接触して移動体１０に外力が付与されると、その外力により移動体の重心位置が変位し、その重心位置の変位する速度が所定速度を超えると、駆動制御部１４は流量調整バルブの開度を調整して、移動体の傾斜を抑制する方向に搭乗者の重心位置を移動させるように、バッグの厚さを変化させる（ＳＴＥＰ１０５）。これによって、移動体の傾斜量が抑制されるとともに、搭乗者の傾斜される量が抑制され、その結果、搭乗者の目線高さが大きく変動することがなくなる。 And if a passenger operates the operation lever 18 of the operation part 20, the moving body 10 will start a movement. When the driving wheel comes into contact with a step or the like during the movement and an external force is applied to the moving body 10, the gravity center position of the moving body is displaced by the external force, and the displacement speed of the gravity center position exceeds a predetermined speed. The drive control unit 14 adjusts the opening of the flow rate adjusting valve, and changes the bag thickness so as to move the position of the center of gravity of the occupant in the direction in which the inclination of the moving body is suppressed (STEP 105). As a result, the amount of inclination of the moving body is suppressed, and the amount of inclination of the occupant is suppressed, and as a result, the sight line height of the occupant does not vary greatly.

そして、駆動制御部１４は、バッグの厚さを変化させた後に、徐々にバッグの厚さを初期の厚さに戻すように流量調整バルブの開度を調整する（ＳＴＥＰ１０６）。このとき、駆動制御部１４による第１駆動輪３４、第２駆動輪４４の回転駆動は継続して行われ、移動体の倒立状態は維持される。これによって、徐々に移動体の傾斜状態が所定の位置、すなわち移動体の重心位置が車軸Ｃ１から鉛直上向き方向の延長上に復帰する。このような倒立制御は、移動体１０の移動中において継続される。 Then, after changing the thickness of the bag, the drive control unit 14 adjusts the opening of the flow rate adjustment valve so as to gradually return the thickness of the bag to the initial thickness (STEP 106). At this time, the first driving wheel 34 and the second driving wheel 44 are continuously driven to rotate by the drive control unit 14, and the inverted state of the moving body is maintained. Thereby, the inclined state of the moving body gradually returns to a predetermined position, that is, the center of gravity position of the moving body returns to the extension in the vertical upward direction from the axle C1. Such inversion control is continued while the moving body 10 is moving.

そして、搭乗者による操作部２０の操作によって移動体の移動が停止し、搭乗者が降車する際に、補助輪移動部２８は補助輪２６を床部Ｐに接触させ、移動体を安定した状態にする（ＳＴＥＰ１０７）。この補助輪２６が床部Ｐに接地するまでにおいても倒立制御が行われる。そして、載置台２２のエアバッグ群に含まれるバッグの圧力を、搭乗者が搭乗する前の初期圧力に戻すなどの所定の終了処理を行い、移動制御が終了する。 Then, the movement of the moving body is stopped by the operation of the operation unit 20 by the passenger, and when the passenger gets off, the auxiliary wheel moving unit 28 makes the auxiliary wheel 26 contact the floor P, and the moving body is in a stable state. (STEP 107). The inversion control is performed until the auxiliary wheel 26 comes into contact with the floor P. And the predetermined | prescribed completion | finish process of returning the pressure of the bag contained in the airbag group of the mounting base 22 to the initial pressure before a passenger boarded is performed, and movement control is complete | finished.

このように、本実施形態に係る移動体においては、載置台に載置した搭乗者の重心位置を、移動体の移動中に加えられた外力によって傾斜する度合いを抑制するように変化させて倒立制御を行うことで、移動中における移動体の傾斜量を抑制することが可能になる。これによって、移動する際に移動体が占める領域を低減することが可能となると同時に、搭乗者の乗り心地を向上させることができる。 As described above, in the moving body according to the present embodiment, the position of the center of gravity of the occupant placed on the mounting table is inverted by changing the degree of inclination by the external force applied during the movement of the moving body. By performing the control, it is possible to suppress the amount of inclination of the moving body during movement. This makes it possible to reduce the area occupied by the moving body when moving, and at the same time improve the ride comfort of the passenger.

以上、説明したように、本発明によると、移動体の移動中に加えられた外力によって傾斜する度合いを抑制するように変化させて倒立制御を行うことで、移動中における移動体の傾斜量を抑制され、移動する際に移動体が占める領域を低減することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the amount of inclination of the moving body during movement can be reduced by performing inversion control by changing the degree of inclination by the external force applied during movement of the moving body. It is suppressed and the area occupied by the moving body when moving can be reduced.

なお、前述の実施形態においては、移動体の備える回転体が、１対の対向する２つの駆動輪である場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、前述の回転体として１または複数の球形状の駆動輪を用いることも可能であり、特に、１の球形状の駆動輪を用いた場合は、前後方向だけでなく、左右方向についての倒立制御を行う必要があるが、この左右方向についても前述のような載置台に載置された物体（搭乗者）の位置を変位させて、その傾斜度合いを調整してもよい。このようにすると、載置台に搭乗した搭乗者の乗り心地がより向上する。 In the above-described embodiment, the case where the rotating body included in the moving body is a pair of two opposed driving wheels has been described, but the present invention is not limited to this. That is, it is possible to use one or a plurality of spherical driving wheels as the above-mentioned rotating body. In particular, when one spherical driving wheel is used, not only the front-rear direction but also the left-right direction is inverted. Although it is necessary to perform control, the inclination degree may be adjusted by displacing the position of the object (passenger) mounted on the mounting table as described above also in the left-right direction. If it does in this way, the riding comfort of the passenger who boarded the mounting base will improve more.

また、前述の実施形態において、載置台に備えられた各バッグの初期圧力は、予め定められた圧力となるように、圧力センサにより検出された値に基づいて制御されているが、これに加えて、載置台に載置される物体と接触する表面に接触センサを複数設け、これらの接触センサからの信号により、バッグの内部圧力やバッグ形状を定めるようにしてもよい。このようにすることで、物体の大きさに応じて載置台の形状を変化させることができるため、載置台に載置される物体が人間（搭乗者）である場合に、より搭乗者の乗り心地や安全性を向上させることができる。 In the above-described embodiment, the initial pressure of each bag provided on the mounting table is controlled based on the value detected by the pressure sensor so as to be a predetermined pressure. Thus, a plurality of contact sensors may be provided on the surface that comes into contact with the object placed on the mounting table, and the internal pressure of the bag and the bag shape may be determined by signals from these contact sensors. In this way, the shape of the mounting table can be changed according to the size of the object. Therefore, when the object mounted on the mounting table is a human (passenger), the rider can ride more Comfort and safety can be improved.

また、前述のような移動体の傾斜度合い（傾斜各速度など）を検出する手段としては、ジャイロセンサに限られるものではなく、傾斜角や傾斜角速度等の計測に用いることが可能な計測手段、例えば重力加速度センサや錘吊り下げ方傾斜角速度計などを用いることも可能である。 Further, the means for detecting the degree of inclination of the moving body (e.g., each speed of inclination) as described above is not limited to the gyro sensor, but a measuring means that can be used for measuring an inclination angle, an inclination angular velocity, and the like. For example, it is also possible to use a gravitational acceleration sensor, a weight hanging direction inclination angular velocity meter, or the like.

なお、載置台に載置する物体として、前述の実施形態では人間（搭乗者）である場合のみを用いて説明しているが、本発明はこれに限られるものではないことは言うまでもなく、本発明に係る移動体を、例えば工場内や家庭内で物体を移動するキャリアとして用いることも可能である。この場合、載置台に載置される物体として、振動を与えることが好ましくないもの、例えば液体や精密部品といった搬送対象であっても、好適に移動させることが可能となる。この場合、移動体は、前述のような搭乗者の操作により移動を制御するものではなく、移動体に設けられた周囲の環境を認識するセンサ（赤外線センサなど）からの信号により、自己の動きを自律的に制御するものであってもよい。また、予め定められた移動経路に従って移動するような移動体においても本発明を好適に用いることが可能である。 In the above-described embodiment, the object to be placed on the placing table is described using only a human (passenger). However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. The mobile body according to the invention can also be used as a carrier for moving an object in a factory or home, for example. In this case, the object placed on the placing table can be suitably moved even if it is not preferable to give vibration, for example, a transport target such as a liquid or a precision part. In this case, the moving body does not control movement by the passenger's operation as described above, but moves itself by a signal from a sensor (such as an infrared sensor) that recognizes the surrounding environment provided in the moving body. May be controlled autonomously. In addition, the present invention can be suitably used for a moving body that moves along a predetermined movement route.

第１の実施の形態に係る倒立型移動体であって、その外観および内部構成を概略的に示す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the inverted type mobile body which concerns on 1st Embodiment, Comprising: It is the schematic which shows the external appearance and internal structure roughly. 図１に示す移動体を側方から見た様子を概念的なモデルを用いて示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a mode that the mobile body shown in FIG. 1 was seen from the side using a conceptual model. 図１に示す移動体の載置台に、搭乗者が搭乗した様子を側方から見た概略図である。It is the schematic which looked at a mode that the passenger got on the mounting base of the moving body shown in FIG. 1 from the side. 図１に示す移動体の座席の内部を部分的に断面視し、その内部構造を概略的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing an internal structure of the movable body shown in FIG. 図３に示す移動体において、移動体が前方に傾斜した場合にバッグの厚さを変化させて搭乗者の重心位置を移動体の傾斜度合いを抑制する方向に移動させる様子を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing how the moving body shown in FIG. 3 moves the occupant's center of gravity in a direction that suppresses the inclination of the moving body by changing the thickness of the bag when the moving body tilts forward. . 図３に示す移動体において、移動体が後方に傾斜した場合にバッグの厚さを変化させて搭乗者の重心位置を移動体の傾斜度合いを抑制する方向に移動させる様子を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing how the moving body shown in FIG. 3 moves the occupant's center of gravity position in a direction that suppresses the degree of inclination of the moving body by changing the thickness of the bag when the moving body tilts backward. . 図１および図３に示す移動体の各構成を概念的に表したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram conceptually illustrating each configuration of the moving object illustrated in FIGS. 1 and 3. 図１から図７に示す移動体について、搭乗者が搭乗してから倒立制御がなされつつ移動動作が行われ、その制御が終了するまでの制御を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining control of the moving body shown in FIG. 1 to FIG. 7 from when the rider gets on to when the moving operation is performed while the inversion control is performed and the control is completed.

Explanation of symbols

１０・・・移動体（倒立型移動体）
１２・・・移動体本体
１４・・・駆動制御部
１８・・・操作レバー
１９・・・送信部
２０・・・操作部
２２・・・載置台
２２１・・・座席
２２２・・・背当て部
２２３・・・脚支持部
２２４・・・足載置部
２３・・・エアバッグ群
２４・・・エアコンプレッサ
２６・・・補助輪
２８・・・補助輪移動部
３０・・・補助輪支持部材
３２，４２・・・モータ
３４・・・第１駆動輪（回転体）
３８・・・ジャイロ
４０・・・バッテリー
４４・・・第２駆動輪（回転体） 10 ... Moving body (inverted moving body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Mobile body 14 ... Drive control part 18 ... Operation lever 19 ... Transmission part 20 ... Operation part 22 ... Mounting base 221 ... Seat 222 ... Backrest part 223 ... Leg support part 224 ... Foot placing part 23 ... Air bag group 24 ... Air compressor 26 ... Auxiliary wheel 28 ... Auxiliary wheel moving part 30 ... Auxiliary wheel support member 32, 42 ... motor 34 ... first drive wheel (rotating body)
38 ... Gyro 40 ... Battery 44 ... Second drive wheel (rotating body)

Claims

An inverted moving body whose movement is controlled so as to maintain an inverted state by controlling the rotational drive of a rotating body having a circular cross section,
A mounting table for mounting an object;
A drive control unit that controls the drive of the rotating body based on the degree of inclination of the moving body with respect to the vertical direction;
A position displacement portion that relatively displaces the position of the object placed on the mounting table with respect to the mounting table in the inverted control direction,
The position displacement unit controls a bag provided between the placed object and the mounting table, a fluid injection unit for injecting fluid into the bag, and a fluid injection amount of the fluid injection unit. A fluid injection amount control unit, and a rotation driven by the drive control unit to maintain the inverted state by changing the volume of the bag by controlling the fluid injection amount by the fluid injection amount control unit. An inverted moving body characterized in that the position of the object is displaced in a direction to reduce the amount of rotation of the body.

The inverted moving body according to claim 1, wherein the position displacing unit displaces the position of the object based on a degree of inclination of the center of gravity position of the moving body with respect to a vertical direction.

2. The inverted moving body according to claim 1, wherein the position displacement unit displaces the position of an object so that an inclination angle of a gravity center position of the moving body with respect to a vertical direction becomes a predetermined target inclination angle.

The inverted moving body according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluid is air.

The inverted moving body according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotating body is two wheels facing each other.