JP5648825B2 - Parallel two-wheel vehicle, its stable posture holding mechanism, traveling control method, and loading platform posture control method - Google Patents

Parallel two-wheel vehicle, its stable posture holding mechanism, traveling control method, and loading platform posture control method Download PDF

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Description

本発明は、平行二輪ビークル、その安定姿勢保持機構ならびに走行および荷台部姿勢の制御方法に関し、詳しくは、十分に大径の車輪の回転中心よりも低位置に重心を有する平行二輪ビークルと、当該平行二輪ビークルの静止時における安定姿勢保持機構ならびに走行時における走行制御方法および荷台姿勢制御方法に関するものである。   The present invention relates to a parallel two-wheeled vehicle, a stable posture maintaining mechanism thereof, and a method of controlling the running and loading platform posture. More specifically, the parallel two-wheeled vehicle having a center of gravity at a position lower than the rotation center of a sufficiently large wheel The present invention relates to a stable posture maintaining mechanism when a parallel two-wheel vehicle is stationary, a traveling control method and a loading platform posture control method during traveling.

従来の平行二輪ビークルは、比較的小径の車輪を使用し、その車輪に支持されるステップ上に立位状態で搭乗者が使用するものであった。小径の車輪を使用する二輪ビークルでは、段差を乗り越えることが容易ではなかったことから、これまでの平行二輪ビークルは当該段差をどのように解消するかという観点が開発の中心とされていた。すなわち、段差を乗り越えるための補助機構を搭載するもの(特許文献1参照)や、進入可能水準を超える高さを有する段差の手前において搭乗者に警告表示をするような構成としたもの(特許文献2参照)が開発されていた。その他、路面が左右に傾いている場合、または、旋回時において車両が左右に傾くような場合であっても、車両姿勢を安定させることができるような機構を備えたもの(特許文献3参照)も開発されていた。   A conventional parallel two-wheel vehicle uses a relatively small-diameter wheel and is used by a passenger in a standing state on a step supported by the wheel. In a two-wheeled vehicle that uses small-diameter wheels, it was not easy to get over the level difference, and so the conventional two-wheeled vehicle has been focused on how to eliminate the level difference. In other words, an apparatus equipped with an auxiliary mechanism for overcoming a step (see Patent Document 1), or a structure that displays a warning to a passenger in front of a step having a height exceeding the allowable level (Patent Document 1). 2) has been developed. In addition, the vehicle is provided with a mechanism that can stabilize the vehicle posture even when the road surface is tilted to the left or right or when the vehicle is tilted to the left or right during turning (see Patent Document 3). Was also being developed.

特開2008−56037号公報JP 2008-56037 A 特開2007−124866号公報JP 2007-124866 A 特開2006−1385公報JP 2006-1385 A

前掲の従来技術は、いずれも車両全体の重心が車輪の回転中心よりも上方に位置するものであり、倒立振子のようにビークルを傾倒させた方向に車輪が転動するように構成されたものである。そして、ビークルの安定化を図る倒立安定化制御を用いることにより、搭乗者を含む車両全体の安定姿勢を保持するものであった。   Each of the prior arts described above is such that the center of gravity of the entire vehicle is located above the center of rotation of the wheel, and the wheel rolls in the direction in which the vehicle is tilted like an inverted pendulum. It is. Then, by using the inverted stabilization control for stabilizing the vehicle, the stable posture of the entire vehicle including the occupant is maintained.

ところで、上記のように倒立安定化制御によって車両全体の安定姿勢を保持する構成においては、駆動用バッテリの電源不足または駆動機構の故障などにより、車輪に必要な駆動力を供給できなくなった場合には、車両全体の姿勢を安定させることができなくなっていた。   By the way, in the configuration in which the stable posture of the entire vehicle is maintained by the inverted stabilization control as described above, when the necessary driving force cannot be supplied to the wheels due to insufficient power supply of the driving battery or failure of the driving mechanism. Could not stabilize the attitude of the entire vehicle.

また、倒立安定化制御の方法は、重心バランスの不安定な状況を作為的に現出させることによって、その重心バランスを安定させる方向に車輪が移動するものであった。そのため、ジョイスティックなどの操作部に従って走行を行う場合には、走行による重心バランスを不安定にすることとなり、上記倒立安定化制御に馴染まないものであった。   In addition, the inverted stabilization control method is a method in which the wheel moves in a direction to stabilize the center of gravity balance by intentionally showing an unstable state of the center of gravity balance. For this reason, when traveling according to an operation unit such as a joystick, the balance of the center of gravity due to traveling becomes unstable, which is not compatible with the inverted stabilization control.

本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、駆動力の供給ができない状況においても車両全体の姿勢を安定させるとともに、操作部に基づく走行を可能にする平行二輪ビークル、その安定姿勢保持機構ならびに走行制御および荷台部姿勢制御の方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described points, and the object of the present invention is to stabilize the posture of the entire vehicle and enable traveling based on the operation unit even in a situation where driving force cannot be supplied. To provide a parallel two-wheeled vehicle, a stable posture maintaining mechanism thereof, and a method of running control and loading platform posture control.

そこで、平行二輪ビークルにかかる本発明は、平行に配置された二つの車輪を有する平行二輪ビークルにおいて、該車輪の回転中心よりも低位置に荷台部を備え、前記車輪の径を十分に大きくするとともに、前記荷台部は、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けたことを特徴とする平行二輪ビークルを要旨としている。   Accordingly, the present invention relating to a parallel two-wheel vehicle is a parallel two-wheel vehicle having two wheels arranged in parallel, and is provided with a loading platform at a position lower than the center of rotation of the wheel, and the diameter of the wheel is sufficiently increased. In addition, the gist of the loading platform is a parallel two-wheeled vehicle characterized in that the center of gravity of the entire vehicle including the passenger who rides on the loading platform is provided at a position lower than the center of rotation of the wheels.

上記構成によれば、搭乗者を含めた車両全体の重心が車輪の回転中心よりも低位置となるため、車両の停止状態において、傾倒することを回避することができる。なお、「車両全体の重心」とは、車輪の回転中心との重量バランスを説明するための表現であり、搭乗者が搭乗する場合には搭乗者を含むが、車輪を含めないものである。従って、車輪を除く他の要素全体の重心を意味するものである。そして、二輪ビークルに搭乗者以外の搬送物を搭載する場合には、当該搭載物を含み、車輪を除く車両全体の重心を意味することとなる。 According to the above configuration, since the center of gravity of the entire vehicle including the occupant is lower than the center of rotation of the wheels, it is possible to avoid tilting when the vehicle is stopped. Note that “the center of gravity of the entire vehicle” is an expression for explaining the weight balance with the rotation center of the wheel, and includes the passenger when the passenger is on board, but does not include the wheel. Therefore, it means the center of gravity of all the elements other than the wheels. When a transported object other than the passenger is mounted on the two-wheeled vehicle, it means the center of gravity of the entire vehicle including the mounted object and excluding the wheels.

上記発明において、前記荷台部は、前記車輪の進行方向に進退可能なウエイトを備え、この荷台部には前記車輪を駆動する駆動装置が設けられた構成とすることができる。   In the above invention, the loading platform may include a weight capable of moving back and forth in the traveling direction of the wheel, and the loading platform may be provided with a drive device for driving the wheel.

上記構成によれば、ウエイトを進退させて当該位置を調整することにより、搭乗者を含む車両全体の重心位置を、車輪の回転中心から鉛直方向に位置することができる。これにより、車両の停止状態における搭乗者の姿勢を安定させることができる。   According to the above configuration, the position of the center of gravity of the entire vehicle including the occupant can be positioned in the vertical direction from the center of rotation of the wheel by adjusting the position by moving the weight back and forth. Thereby, a passenger | crew's attitude | position in the stop state of a vehicle can be stabilized.

また、上記各発明において、前記荷台部を着座可能なシート状に構成することができる。   In each of the above inventions, the loading platform can be formed into a seatable seat.

上記構成により、シート状の荷台部に着座した搭乗者の重心を比較的低位置とすることができ、また、車両走行時における搭乗者の姿勢を安定させることができる。   With the above configuration, the center of gravity of the occupant seated on the seat-like loading platform can be set to a relatively low position, and the occupant's posture during vehicle travel can be stabilized.

さらに、上記各発明において、前記荷台部は、前記車両全体の重心が前記車輪の回転中心から鉛直方向に位置するように調整可能とすることができる。   Furthermore, in each of the above inventions, the loading platform can be adjusted so that the center of gravity of the entire vehicle is positioned in the vertical direction from the center of rotation of the wheels.

上記構成により、車両の停止時および走行時において、重心バランスを不安定にすることがなく、停止時においては、搭乗者の搭乗状態を安定させ、走行時における荷台の傾斜を解消させ得ることとなる。   With the above configuration, the center of gravity balance does not become unstable when the vehicle is stopped and when traveling, and when the vehicle is stopped, the boarding state of the passenger can be stabilized and the tilt of the loading platform during traveling can be eliminated. Become.

平行二輪ビークルにおける安定姿勢保持機構にかかる本発明は、平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた着座可能なシート状の荷台部と、荷台部に設けられ、前記車輪の進行方向に進退可能に前記荷台部に設けられたウエイトと、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置とを備え、前記荷台部は、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、前記車両の前後方向における該車両全体の重心位置を判別する重心判別手段と、前記荷台を前記車両の前後方向に移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする平行二輪ビークルにおける安定姿勢保持機構を要旨とする。   The present invention relating to a stable posture maintaining mechanism in a parallel two-wheel vehicle includes two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, and a seat-like seat bed provided at a position lower than the center of rotation of the wheels. Part, a weight provided in the loading platform, and a weight provided in the loading platform so as to be able to advance and retreat in the traveling direction of the wheel, and a driving device that drives the wheel while being supported by the loading platform, In a parallel two-wheeled vehicle provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle including the passenger on the loading platform is lower than the center of rotation of the wheel, the position of the center of gravity of the entire vehicle in the longitudinal direction of the vehicle is determined. The gist of the present invention is a stable posture maintaining mechanism in a parallel two-wheel vehicle, comprising: a center-of-gravity determining means; and a moving means for moving the loading platform in the longitudinal direction of the vehicle.

上記構成によれば、例えば、ロードセルや傾斜角センサなどのセンシングデバイスを使用することにより搭乗者の重心位置と、荷台等を含む車両全体の重量バランスによって、重心位置判別手段を構成することができることとなるが、この重心位置判別手段により判別された重心が、車輪の回転中心の鉛直方向に位置するように荷台を移動させることにより、車両全体の重量バランスが安定し、これにより車両全体の姿勢を安定させることができる。   According to the above configuration, for example, by using a sensing device such as a load cell or an inclination sensor, the center-of-gravity position determination unit can be configured based on the position of the center of gravity of the occupant and the weight balance of the entire vehicle including the loading platform. However, the weight balance of the entire vehicle is stabilized by moving the carrier so that the center of gravity determined by the center-of-gravity position determining means is positioned in the vertical direction of the center of rotation of the wheel. Can be stabilized.

上記発明に加えて、前記重心位置が前記車輪の回転中心の鉛直方向に一致するとき前記移動手段を制動状態で維持する制動手段を備えることができる。   In addition to the above-described invention, there can be provided braking means for maintaining the moving means in a braking state when the position of the center of gravity coincides with the vertical direction of the center of rotation of the wheel.

上記構成により、車両の停止状態において、予め初期値としての重心位置を確定させることができ、車両の停止状態における車両全体の姿勢を安定させることができる。   With the above configuration, the center-of-gravity position as an initial value can be determined in advance when the vehicle is stopped, and the posture of the entire vehicle when the vehicle is stopped can be stabilized.

平行二輪ビークルにおける走行制御方法にかかる本発明は、平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた着座可能なシート状の荷台部と、荷台部に設けられ、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置と、この駆動装置を操作する操作部とを備え、前記荷台部は、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、前記車輪に与える駆動力を制御する駆動制御部を備え、この駆動制御部は、操作部からの指令により駆動力を変化させるとき、駆動力変化以前に前記車輪に対し該駆動力とは逆のトルクを与え、指令による駆動のプラスの加速度側に車両全体の重心位置を変位させるように制御することを特徴とする平行二輪ビークルにおける走行制御方法を要旨としている。   The present invention relating to a traveling control method in a parallel two-wheel vehicle includes two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, and a seat-like loading platform provided at a position lower than the center of rotation of the wheels. And a driving device that is provided in the loading platform and drives the wheel while being supported by the loading platform, and an operation unit that operates the driving device, and the loading platform includes a passenger who rides on the loading platform The parallel two-wheel vehicle provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle is lower than the center of rotation of the wheel is provided with a drive control unit that controls the driving force applied to the wheel. When the driving force is changed according to the command, a torque opposite to the driving force is given to the wheel before the driving force change, and the center of gravity position of the entire vehicle is displaced to the positive acceleration side of the driving by the command. It is summarized as travel control method in a parallel two-wheeled vehicle, characterized in that Gosuru.

上記構成によれば、操作部からの指令に基づいて駆動制御部が車輪の駆動力を制御することとなるが、加速または減速する際、駆動トルクの反作用トルクおよび慣性力により重心が偏ることを予測し、予め逆方向のトルクを生じさせることによって、加速または減速による反作用トルクまたは慣性力に相殺させることができる。すなわち、指令に基づく駆動力の変化を与えた際に、車輪の回転中心からプラスの加速度側に車両全体の重心の位置を変位させることにより、その後の駆動力の付与により車両全体の重心がマイナスの加速度側に移動し、駆動力変更後の車両全体の重心を、車輪の回転中心の鉛直方向に一致させることができる。なお、プラスの加速度側とは、駆動力変更後の速度の大きさを比較した場合の大きい側を意味し、加速時では進行方向の前側であり、減速時では進行方向の後側である。   According to the above configuration, the drive control unit controls the driving force of the wheel based on the command from the operation unit. However, when accelerating or decelerating, the center of gravity is biased by the reaction torque and inertial force of the driving torque. By predicting and generating a torque in the reverse direction in advance, it is possible to cancel the reaction torque or inertial force due to acceleration or deceleration. That is, when a change in driving force based on the command is given, the center of gravity of the entire vehicle is displaced by applying the driving force thereafter by displacing the position of the center of gravity of the entire vehicle from the center of rotation of the wheel to the positive acceleration side. The center of gravity of the entire vehicle after changing the driving force can be made to coincide with the vertical direction of the center of rotation of the wheels. The positive acceleration side means the larger side when the magnitude of the speed after changing the driving force is compared, and is the front side in the traveling direction at the time of acceleration and the rear side in the traveling direction at the time of deceleration.

また、平行二輪ビークルにおける走行制御方法にかかる本発明は、平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた着座可能なシート状の荷台部と、荷台部に設けられ、前記車輪の進行方向に進退可能に前記荷台部に設けられたウエイトと、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置と、この駆動装置を操作する操作部とを備え、前記荷台部は、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、前記車輪に駆動力が伝達されるとき、該駆動力による駆動トルクの反作用トルクにより移動する前記車両全体の重心の位置を判別する重心位置判別手段と、この重心位置判別手段により判別された重心位置を前記車輪の回転軸の鉛直方向に移動させるために前記ウエイトを移動させるウエイト移動手段とを備え、前記車両が加速または減速する際にウエイトを移動させて走行状態を安定させることを特徴とする平行二輪ビークルにおける走行制御方法をも要旨としている。   Further, the present invention related to the traveling control method in the parallel two-wheel vehicle includes two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel and a seatable seat-like shape provided at a position lower than the rotation center of the wheels. A loading platform, a weight provided on the loading platform, a weight provided on the loading platform so as to be able to advance and retreat in the traveling direction of the wheel, a driving device that drives the wheel while being supported by the loading platform, and operates the driving device A parallel two-wheeled vehicle provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle including a passenger who rides on the loading platform is lower than the center of rotation of the wheels. When the driving force is transmitted, the center of gravity position determining means for determining the position of the center of gravity of the entire vehicle moving by the reaction torque of the driving torque by the driving force is determined by the center of gravity position determining means. Weight moving means for moving the weight in order to move the position of the center of gravity in the vertical direction of the rotation axis of the wheel, and when the vehicle accelerates or decelerates, the weight is moved to stabilize the running state. The traveling control method in the parallel two-wheel vehicle is also summarized.

走行時、特に加速時は駆動トルクの反作用トルクまたは慣性力が荷台部に作用し、当該荷台が後方に向かって傾倒する状態となるのであるが、このとき車両全体の重心も移動することとなるため、重量バランスが損なわれる。そこで、上記構成によれば、荷台部に設けたウエイトを前方に移動することにより、重心位置を変更することによって、当該荷台部を安定した状態とすることが可能となる。また、減速時においても駆動力が低下することに伴う反対方向のトルクまたは慣性力が作用するが、ウエイトを後方に移動することにより、上記トルクと相殺させることができる。   During traveling, especially during acceleration, the reaction torque or inertial force of the drive torque acts on the platform, and the platform tilts toward the rear. At this time, the center of gravity of the entire vehicle also moves. Therefore, the weight balance is impaired. So, according to the said structure, it becomes possible to make the said carrier part stable by changing the gravity center position by moving the weight provided in the carrier part ahead. In addition, torque or inertial force in the opposite direction that accompanies a decrease in driving force also acts during deceleration, but can be offset with the torque by moving the weight backward.

平行二輪ビークルにおける荷台部姿勢制御方法にかかる本発明は、平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた着座可能なシート状の荷台部と、荷台部に設けられ、前記車輪の進行方向に進退可能に前記荷台部に設けられたウエイトと、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置と、この駆動装置を操作する操作部とを備え、前記荷台部は、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、前記車輪に駆動力が伝達されるとき、該駆動力による駆動トルクの反作用トルクにより荷台部が傾倒する角度を計測する角度計測手段と、この角度計測手段により計測された荷台角度を所望角度に傾斜させる前記ウエイトを移動させるウエイト移動手段とを備えたことを特徴とする平行二輪ビークルにおける荷台部姿勢制御方法を要旨とする。   The present invention relating to the platform position control method for a parallel two-wheel vehicle includes two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, and a seatable seat-like shape provided at a position lower than the center of rotation of the wheels. A loading platform, a weight provided on the loading platform, a weight provided on the loading platform so as to be able to advance and retreat in the traveling direction of the wheel, a driving device that drives the wheel while being supported by the loading platform, and operates the driving device A parallel two-wheeled vehicle provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle including a passenger who rides on the loading platform is lower than the center of rotation of the wheels. When the driving force is transmitted, angle measuring means for measuring the angle at which the loading platform tilts due to the reaction torque of the driving torque by the driving force, and the loading platform angle measured by the angle measuring means is the desired angle. The bed portion posture control method in the parallel two-wheeled vehicle, characterized in that a weight moving means for moving the weight to tilt the gist.

上記構成によれば、荷台部に作用する反作用トルクによって傾倒する当該荷台部の傾倒角度を計測し、これを所望角度と比較することによって、ウエイトの移動状態を操作し、このウエイトの移動によって荷台の傾倒を解消させることとなり、シート状の荷台に着座する搭乗者の姿勢を安定させることができる。   According to the above configuration, the tilting angle of the loading platform portion that is tilted by the reaction torque acting on the loading platform portion is measured, and this is compared with a desired angle to operate the weight movement state. Therefore, the posture of the passenger sitting on the seat-like cargo bed can be stabilized.

本発明の平行二輪ビークルによれば、駆動力の供給ができない状況においても車両全体の姿勢が安定することとなり、駆動用バッテリの電源不足または駆動機構の故障などにより、車輪に必要な駆動力を供給できなくなった場合でも、車両が傾倒することがなく、搭乗者の姿勢を安定させることができる。   According to the parallel two-wheel vehicle of the present invention, the posture of the entire vehicle is stabilized even in a situation where the driving force cannot be supplied, and the driving force necessary for the wheels is reduced due to insufficient power supply of the driving battery or failure of the driving mechanism. Even when the supply cannot be performed, the vehicle does not tilt and the posture of the passenger can be stabilized.

また、本発明の平行二輪ビークルにおける安定姿勢保持機構によれば、停止状態における搭乗者の状態を把握して重心位置を調整することができるので、車両が停止した状態における搭乗者を含む車両全体の姿勢をも安定させることができる。   Further, according to the stable posture maintaining mechanism in the parallel two-wheel vehicle of the present invention, the position of the center of gravity can be adjusted by grasping the state of the passenger in the stopped state, so that the entire vehicle including the passenger in the state where the vehicle is stopped Can also stabilize the posture.

さらに、本発明の平行二輪ビークルにおける走行制御方法および荷台部姿勢制御方法によれば、車輪に駆動力を伝達した際に発生する反作用トルクによって、不安定になり得る荷台部を安定させることができる。   Furthermore, according to the traveling control method and the loading platform posture control method of the parallel two-wheel vehicle of the present invention, the loading platform that can become unstable can be stabilized by the reaction torque generated when the driving force is transmitted to the wheels. .

平行二輪ビークルの実施形態を示す外観図である。It is an external view which shows embodiment of a parallel two-wheel vehicle. 平行二輪ビークルの停止状態における状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state in the stop state of a parallel two-wheel vehicle. 平行二輪ビークルの車輪駆動時の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state at the time of the wheel drive of a parallel two-wheel vehicle. 平行二輪ビークルのウエイト移動の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the weight movement of a parallel two-wheel vehicle. 平行二輪ビークルの制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of a parallel two-wheel vehicle. ウエイトと平行二輪ビークルとの力学関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dynamic relationship between a weight and a parallel two-wheel vehicle. シート状荷台部の姿勢2自由度制御のブロック図である。It is a block diagram of attitude | position 2 freedom degree control of a sheet-like cargo bed part.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。平行二輪ビークルの実施形態は、図1に示すように、平行な両輪1L,1Rの中間には制御ボックス2が支持され、この制御ボックス2の上部にシート状の荷台部(以下、単にシートと称する)5が支持される構成である。平行な車輪1L,1Rは十分に大きな径を有しており、制御ボックス2は、車輪1L,1Rの車軸(回転中心)9L,9Rよりも低位置において連結されており、この制御ボックス2、シート5および搭乗者の全体による重心7の位置が、前記車輪1L,1Rの車軸9L,9Rよりも低位置となるように設けられている。なお、実施形態においては、荷台部5をシート状としたことから、搭乗者が荷台部5に着座することを前提として説明するが、この荷台部5はシート以外の場合もあり、搭乗者以外の搬送物を搭載することもあり得る。また、上記の制御ボックス2には、駆動装置としてのモータ(図示せず)が内蔵されており、このモータの駆動力は、制御ボックス2から車軸9L,9Rにプーリ等の伝達部材3L,3Rによって伝達される構成になっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment of the parallel two-wheel vehicle, as shown in FIG. 1, a control box 2 is supported in the middle between the two parallel wheels 1L and 1R. 5) is supported. The parallel wheels 1L and 1R have a sufficiently large diameter, and the control box 2 is connected at a position lower than the axles (rotation centers) 9L and 9R of the wheels 1L and 1R. The position of the center of gravity 7 by the seat 5 and the whole passenger is provided so as to be lower than the axles 9L, 9R of the wheels 1L, 1R. In addition, in embodiment, since the loading platform part 5 was made into the sheet form, it demonstrates on the assumption that a passenger sits on the loading platform part 5, but this loading platform part 5 may be other than a seat, and other than a passenger It is also possible to carry a transported article. Further, the control box 2 above, a motor as a driving device (not shown) is built, the driving force of the motor, the axle 9L from the control box 2, transmission member 3L pulleys etc. 9R, 3R It is the composition transmitted by.

このように、車輪1L,1Rを十分に大きな径に構成することによって、段差等のある悪路であっても十分に走行することが可能となり、また、四輪ビークルに比較して小回りが可能となるから、狭所においても走行可能なものとなる。また、車輪1L,1Rを除き搭乗者を含めた部分の重心7が、車輪1L,1Rの車軸9L,9Rよりも低位置に設けられていることから、駆動力が伝達されていない停止状態においても搭乗者を含めた車両全体の姿勢を安定させることができる。   In this way, by configuring the wheels 1L and 1R to have a sufficiently large diameter, it is possible to travel sufficiently even on rough roads with steps or the like, and it is possible to make a small turn compared to a four-wheel vehicle. Therefore, the vehicle can run even in a narrow space. Further, since the center of gravity 7 of the portion including the passenger except for the wheels 1L and 1R is provided at a position lower than the axles 9L and 9R of the wheels 1L and 1R, in a stopped state where the driving force is not transmitted. Also, the posture of the entire vehicle including the passenger can be stabilized.

なお、本実施形態の平行二輪ビークルは、制御ボックス2に支持されるフットレスト6が設けられ、搭乗者の全体重がシート5およびフットレスト6に作用し、その重量を含めて重心が決定されている。また、制御ボックス2から立設される操作部(入力インターフェース)4が設けられており、例えばジョイスティック型の入力インターフェースによって、車輪1L,1Rの駆動力を操作できるように構成している。   Note that the parallel two-wheel vehicle of the present embodiment is provided with a footrest 6 supported by the control box 2, the entire weight of the occupant acts on the seat 5 and the footrest 6, and the center of gravity is determined including its weight. . Further, an operation unit (input interface) 4 standing from the control box 2 is provided, and for example, the driving force of the wheels 1L and 1R can be operated by a joystick type input interface.

また、制御ボックス2とシート5の座席部との中間にはシートレール8が介在されており、シート5を前後方向に移動可能になっている。このシートレール8の上部に載置されているシート5は、制御ボックス2に内蔵される移動用モータ(図示せず)によって移動可能であり、当該モータは制動機構が備えられており、最適位置におけるシート5の位置が固定される。シートレール8とシート5の中間には、重量センサ(ロードセル)や傾斜角センサが設けられており、シート5に搭乗する搭乗者の重量バランスが計測できるようになっており、ここで計測された重量バランスに応じて、搭乗者が搭乗した状態における全体の重心7を、車軸9L,9Rの鉛直方向に一致させている。   A seat rail 8 is interposed between the control box 2 and the seat portion of the seat 5 so that the seat 5 can be moved in the front-rear direction. The seat 5 placed on the upper portion of the seat rail 8 can be moved by a moving motor (not shown) built in the control box 2, and the motor is provided with a braking mechanism, so that the optimum position can be obtained. The position of the sheet 5 is fixed. A weight sensor (load cell) and an inclination angle sensor are provided between the seat rail 8 and the seat 5 so that the weight balance of the passengers riding on the seat 5 can be measured. In accordance with the weight balance, the entire center of gravity 7 in a state where the occupant is on board is made to coincide with the vertical direction of the axles 9L and 9R.

すなわち、図2に示すように、搭乗者がシート5に着座した姿勢において、重心7が車軸9L,9Rの鉛直方向から偏差Eを生じさせている(ずれている)場合(図2(a))には、その偏差Eの生じている側が重くなって、制御ボックス2および搭乗者を含むシート5が傾動することとなる(図2(b))。そこで、シート5を上記偏差Eを解消させるように移動することによって、搭乗者が着座した状態での重心7を車軸9L,9Rの鉛直線上に一致させることができ、この状態において搭乗者の着座姿勢を保持することができるのである。   That is, as shown in FIG. 2, when the occupant is seated on the seat 5, the center of gravity 7 causes a deviation E from the vertical direction of the axles 9L and 9R (displaces) (FIG. 2A). ), The side where the deviation E is generated becomes heavy, and the control box 2 and the seat 5 including the passenger are tilted (FIG. 2 (b)). Therefore, by moving the seat 5 so as to eliminate the deviation E, the center of gravity 7 in a state where the occupant is seated can be made coincident with the vertical lines of the axles 9L and 9R. The posture can be maintained.

次に、走行時のビークルの状態を説明する。図3に示すように、車輪1L,1Rに駆動力を付与することにより、車輪1L,1Rの駆動トルクに対する反作用トルクがシート5に作用することとなり、当該シート5が傾倒することとなる。   Next, the state of the vehicle during traveling will be described. As shown in FIG. 3, by applying a driving force to the wheels 1L and 1R, a reaction torque against the driving torque of the wheels 1L and 1R acts on the seat 5, and the seat 5 tilts.

そこで、上記のような傾倒が生じる前に、当該傾倒とは反対向きに予め傾倒させておくことにより、姿勢を安定させることができる。すなわち、駆動力を車輪に伝達する際には、操作部からの指令により駆動制御がなされるが、この駆動制御部において、車輪に対する指示どおりの駆動力を伝達する前に、反対向きのトルクを与えるのである。これは、ある意味で人為的に重心バランスを崩すことを意味する。具体的には、加速時(特に発進時)は、駆動力が作用すると、上述(図3)のように、重心が後方に移動することとなるから、その前に、重心を前側に移動し、その後駆動力を付与させるのである。これにより、駆動力が付与した後に、重量バランスが均衡して走行姿勢が安定するのである。減速時(特に停止時)は、上記とは反対であり、駆動力を変化させる前に、重心を後ろ側に移動し、その後駆動力を付与することにより、同様に車両の姿勢が安定することとなる。   Therefore, before the tilt as described above occurs, the posture can be stabilized by tilting in advance in the direction opposite to the tilt. In other words, when the driving force is transmitted to the wheel, the driving control is performed by a command from the operation unit. In this driving control unit, the torque in the opposite direction is applied before transmitting the driving force as instructed to the wheel. Give. This means that the balance of the center of gravity is artificially broken in a sense. Specifically, at the time of acceleration (particularly at the time of starting), when the driving force is applied, the center of gravity moves backward as described above (FIG. 3). Then, the driving force is applied. Thus, after the driving force is applied, the weight balance is balanced and the traveling posture is stabilized. When decelerating (especially when stopping), it is the opposite of the above, and before changing the driving force, move the center of gravity to the rear side and then apply the driving force to stabilize the vehicle posture It becomes.

また、上記とは異なる姿勢の安定方法としては、制御ボックス2の内部に設けられたウエイトmを移動させることによって、この傾倒を復元させる方法がある。すなわち、図示のように、ウエイトmは、車輪1L,1Rの進行方向に平行な摺動ガイド10に沿って進退可能に設けられており、この進退はモータ(図示せず)の正逆回転によって行われる。モータはウエイトmと同じ位置に設けられ、つまり、ウエイトmに包含されて、ウエイトmの重量を補っているのである。   Further, as a method of stabilizing the posture different from the above, there is a method of restoring this tilt by moving a weight m provided inside the control box 2. That is, as shown in the figure, the weight m is provided so as to be able to advance and retract along the sliding guide 10 parallel to the traveling direction of the wheels 1L and 1R, and this advance / retreat is performed by forward / reverse rotation of a motor (not shown). Done. The motor is provided at the same position as the weight m, that is, the motor is included in the weight m to compensate for the weight m.

なお、モータの回転力によるウエイトmの移動方法は、例えば、摺動ガイド10に沿ったラック状ネジを配置し、モータの駆動軸に設けられたピニオンを上記ラック状ネジに噛合させるのである。これにより、モータの正逆方向の回転によって、当該モータを含むウエイトmを進退させることが可能となる。   In addition, the moving method of the weight m by the rotational force of a motor arrange | positions the rack-shaped screw along the sliding guide 10, for example, and meshes the pinion provided in the drive shaft of the motor with the said rack-shaped screw. Accordingly, the weight m including the motor can be advanced and retracted by the rotation of the motor in the forward and reverse directions.

上記は加速時において発現する作用であるが、減速時には上記とは逆の現象が発生する。すなわち、シート5が前方に傾倒する減少である。このような場合には、上述のウエイトmを後退させることによって、搭乗者を含むシート5の重心7を後方に移動することができるから、上記前方の傾倒を復元させることができる。   The above is an effect that occurs during acceleration, but the reverse phenomenon occurs during deceleration. That is, this is a reduction in which the seat 5 tilts forward. In such a case, by retracting the weight m described above, the center of gravity 7 of the seat 5 including the occupant can be moved backward, so that the forward tilt can be restored.

このように、ウエイトmの進退によりシート5の傾倒を制御するものであることから、停止状態におけるシート5の位置の調整の際には、ウエイトmの位置は前後方向の中間に位置しており、この中間的なウエイトmの位置が初期値とされる。   Thus, since the inclination of the seat 5 is controlled by the advancement and retreat of the weight m, the position of the weight m is located in the middle in the front-rear direction when adjusting the position of the seat 5 in the stopped state. The position of the intermediate weight m is set as an initial value.

このような構成の平行二輪ビークルは、停止および走行時においても安定することができ、これらの各駆動部を制御することにより、操作部(ジョイスティック)による操作に応じた走行が実現されるのである。   The parallel two-wheel vehicle having such a configuration can be stabilized even when stopped and traveling, and by controlling each of these driving units, traveling according to the operation by the operation unit (joystick) is realized. .

次に、上記構成の平行二輪ビークルについての制御方法について説明する。図5に制御の構成をブロック図で示している。この図に示すように、搭乗者は、ジョイスティックなどの入力インターフェース(操作部)を用いて、車輪駆動モータへ指令電圧を与え、この指令電圧に応じて車輪に駆動力を付与する。車輪駆動による反作用トルクによって、シートが傾倒することとなるので、この傾倒状態を傾斜角センサにより、シートの傾斜角を計測するのである。   Next, a control method for the parallel two-wheeled vehicle having the above configuration will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the control configuration. As shown in this figure, the passenger gives a command voltage to the wheel drive motor using an input interface (operation unit) such as a joystick, and gives a driving force to the wheel according to the command voltage. Since the seat is tilted by the reaction torque generated by the wheel drive, the tilt angle of the seat is measured by the tilt angle sensor.

そして、シート傾斜角、車輪駆動モータへの指令電圧およびウエイト位置データを用いて、ウエイト移動用モータに出力すべき指令電圧を演算し、この指令電圧をウエイト移動用モータに与えることによって、ウエイトを移動させ、シートの姿勢が制御されるのである。   Then, using the seat inclination angle, the command voltage to the wheel drive motor and the weight position data, the command voltage to be output to the weight moving motor is calculated, and the weight is given by giving this command voltage to the weight moving motor. The position of the seat is controlled by moving it.

次に、ウエイトmの移動によるシートの姿勢制御の演算手段について説明する。図6にウエイトmによる平行二輪ビークルの走行時の力学関係を示す。この図において、モーメントの釣り合いから、次式が得られる。   Next, calculation means for controlling the posture of the sheet by moving the weight m will be described. FIG. 6 shows the dynamic relationship during running of a parallel two-wheel vehicle with weight m. In this figure, the following equation is obtained from the balance of moments.

ただし、M〔kg〕は、ウエイト質量を除き搭乗者を含むシート部の質量であり、L〔m〕は車輪の回転中心からウエイト重心までの垂直距離を示す。b〔m〕は、車輪の回転中心を通りウエイトの摺動ガイドと直交する線からウエイト重心までの距離を示す。θ〔rad〕は、シート傾斜角を示す。g〔m/s〕は、重力加速度であり、c〔kg/s〕は、シート部の回転摩擦などの減衰係数を示す。T〔Nm〕は、車輪駆動に対する反作用トルクであり、f〔N〕はウエイトを移動させる際の駆動力である。 However, M [kg] is the mass of the seat part including the passenger except for the weight mass, and L [m] is the vertical distance from the center of rotation of the wheel to the center of gravity of the weight. b [m] indicates the distance from the line passing through the center of rotation of the wheel and perpendicular to the sliding guide of the weight to the center of gravity of the weight. θ [rad] represents the seat inclination angle. g [m / s 2 ] is a gravitational acceleration, and c [kg / s] is a damping coefficient such as rotational friction of the seat portion. T [Nm] is a reaction torque with respect to wheel driving, and f [N] is a driving force for moving the weight.

ウエイトの駆動力f〔N〕と摺動ガイド上でのウエイトの距離b〔m〕の関係は、次式で表すことができる。   The relationship between the weight driving force f [N] and the weight distance b [m] on the sliding guide can be expressed by the following equation.

ただし、c〔kg/s〕はウエイトが移動する際の摩擦などの減衰係数を示す。 Here, cm [kg / s] represents a damping coefficient such as friction when the weight moves.

ここで、前記式(1)において、シート傾斜角を微小とすると、次式のような線形近似することとなる。   Here, in the equation (1), if the seat inclination angle is very small, linear approximation as shown in the following equation is performed.

上記式(3)において、右辺の総和を0にすることで、ビークルを駆動させる際のシートの傾斜を抑制することができる。   In the above formula (3), by setting the sum of the right side to 0, it is possible to suppress the inclination of the seat when driving the vehicle.

また、上式(3)の右辺のうち第4項は、ビークルの走行に対する慣性モーメントであり、他の右辺の項と比較して微小と仮定し、これを消去すると、   In addition, the fourth term of the right side of the above equation (3) is the moment of inertia with respect to the vehicle running, and is assumed to be small compared with the other right side terms.

となる。この式(4)に上記式(2)を代入すると、 It becomes. Substituting the above equation (2) into this equation (4),

となり、これを伝達関数表現すると、 When this is expressed as a transfer function,

となる。 It becomes.

また、上記式(2)について伝達関数表現すると、   Moreover, when the transfer function is expressed for the above equation (2),

となり、その逆関数は、 The inverse function is

となり、これに上記式(6)を代入すると次式を得る。 If the above equation (6) is substituted for this, the following equation is obtained.

以上より、ウエイト移動におけるウエイトの移動のための駆動力f〔N〕に車輪駆動トルクT〔Nm〕に対応した上式(9)の入力を与えることにより、ビークルが駆動されるときのシートの傾倒を抑えることができる。   As described above, by giving the input of the above equation (9) corresponding to the wheel driving torque T [Nm] to the driving force f [N] for moving the weight in the weight movement, the seat of the seat when the vehicle is driven is given. Tilt can be suppressed.

また、車輪の駆動トルクとモータへの指令電圧u〔V〕の関係は次式のように示すことができる。 The relationship between the wheel driving torque and the command voltage u t [V] to the motor can be expressed as the following equation.

ただし、K〔Nm/V〕は車軸の駆動モータのゲイン定数である。 However, K t [Nm / V] is a gain constant of the drive motor for the axle.

また、同様に、ウエイトを移動する駆動力f〔N〕と移動モータへの指令電圧u〔V〕との関係は次式にように示すことができる。 Similarly, the relationship between the driving force f [N] for moving the weight and the command voltage u b [V] to the moving motor can be expressed by the following equation.

ただし、K〔Nm/V〕はウエイトの移動のためのモータのゲイン定数である。 However, K b [Nm / V] is a gain constant of the motor for moving the weight.

そして、上記式(10)および(11)を前述の式(9)に代入すると次式を得ることができる。   Then, when the above equations (10) and (11) are substituted into the above equation (9), the following equation can be obtained.

以上より、ウエイトの移動に使用するモータに対し、車軸駆動モータへの指令電圧に依存する上式(12)の入力を与えることにより、ビークルの駆動によるシートの傾倒を抑えることが可能となる。   As described above, the tilt of the seat due to the driving of the vehicle can be suppressed by giving the input of the above equation (12) depending on the command voltage to the axle drive motor to the motor used for moving the weight.

ところで、前記式(3)から式(4)を求める際の仮定により誤差を生じ、シートの安定姿勢が保持されない可能性があるため、シート傾斜角をフィードバック制御システムを構築することとする。ここでは、PD制御によるシート傾斜角のフィードバック制御システムを構築することとする。この制御方法のブロック図を図7に示す。そして、シート傾斜の安定化の条件を以下に示す。   By the way, an error is generated due to the assumption in obtaining the formula (4) from the formula (3), and the stable posture of the seat may not be maintained. Therefore, a feedback control system for the seat inclination angle is constructed. Here, a feedback control system for the seat inclination angle by PD control is constructed. A block diagram of this control method is shown in FIG. The conditions for stabilizing the seat inclination are shown below.

前記式(2)および(3)において、ウエイトを移動させる際の動特性は、シートの傾動における動特性よりも速いものと仮定して、その動特性は考慮せず、また、前記式(12)には、ビークルの駆動によるシートの傾倒は除去されているので、同式より、ウエイト移動のためのモータへの指令電圧u〔V〕からシート傾斜角θ〔rad〕までの伝達関数は次式となる。 In the above equations (2) and (3), it is assumed that the dynamic characteristic when moving the weight is faster than the dynamic characteristic in the tilting of the seat, the dynamic characteristic is not considered, and the above equation (12) ), Since the tilt of the seat due to the driving of the vehicle is eliminated, the transfer function from the command voltage u b [V] to the motor for moving the weight to the seat tilt angle θ [rad] is The following formula.

である。 It is.

この式の制御対象に対して、次式のPDフィードバック制御を構築する。   The PD feedback control of the following equation is constructed for the control object of this equation.

なお、e〔rad〕は目標シート傾斜角θref〔rad〕と傾斜角センサにより計測されるシート傾斜角θ〔rad〕との偏差である。また、KとKは、PD制御の比例ゲインと微分ゲインである。 Note that e [rad] is a deviation between the target seat inclination angle θ ref [rad] and the seat inclination angle θ [rad] measured by the inclination angle sensor. Kp and Kd are a proportional gain and a differential gain of PD control.

従って、PD制御によるシートの傾斜角のフィードバック制御システムの閉ループ伝達関数は、   Therefore, the closed loop transfer function of the feedback control system of the seat inclination angle by PD control is

となり、この式(15)に対して、極配置問題による安定化制御系を構築する。また、この式(15)は3次遅れ系であることから、次式に示す極をもつ3次遅れ系と等価である。 Thus, a stabilization control system based on the pole placement problem is constructed for this equation (15). Further, since this equation (15) is a third-order lag system, it is equivalent to a third-order lag system having poles shown in the following equation.

ただし、−λ、−λ、−λは上式(16)の特性根(極)である。
ここで、式(16)を展開すると、
However, -λ 1 , -λ 2 , and -λ 3 are characteristic roots (poles) of the above equation (16).
Here, when expression (16) is expanded,

となり、この式(17)と上記式(15)の係数比較により、 By comparing the coefficients of this equation (17) and the above equation (15),

が得られる。そして、式(18)を式(19)および(20)にそれぞれ代入することにより、比例ゲインKおよび微分ゲインKは次のように求めることができる。 Is obtained. Then, by substituting Equation (18) into Equations (19) and (20), the proportional gain Kp and the differential gain Kd can be obtained as follows.

ここで、以下の関係を満たすことにより、PD制御によるシート傾斜角のフィードバック制御の安定化が可能となる。   Here, by satisfying the following relationship, the feedback control of the seat inclination angle by the PD control can be stabilized.

上記のような制御方法は、ビークルを駆動する際のシートの傾倒を抑えるため、ウエイトを移動させるための駆動制御と、PD制御によるシート傾斜角のフィードバック制御とによって、シート姿勢2自由度制御システムを構築するのである。   In the control method as described above, a seat posture two-degree-of-freedom control system includes a drive control for moving the weight and a feedback control of the seat tilt angle by the PD control in order to suppress the tilt of the seat when driving the vehicle. Is built.

なお、上述した具体的な制御方法は、ビークルの駆動に対するシートの傾倒を抑えることを目的とし、ウエイトの移動に使用するモータへの指令電圧制御と、PD制御を用いたが、本発明における制御方法はこれに限定されるものではない。たとえば、搭乗者の姿勢変化などに対応するため、シートのロバスト姿勢制御を実現するには、FB制御にH制御などのロバスト制御システムを適用することも可能である。 Note that the specific control method described above uses the command voltage control to the motor used for weight movement and the PD control for the purpose of suppressing the tilting of the seat with respect to the driving of the vehicle. The method is not limited to this. For example, a robust control system such as H control can be applied to the FB control in order to realize the seat robust posture control in order to cope with a change in the posture of the passenger.

本発明の平行二輪ビークルは、搭乗者の姿勢を安定させることができることから、高齢者や障がい者の移動用として利用できるほか、レジャー用としても利用することができる。   Since the parallel two-wheel vehicle of the present invention can stabilize the posture of the passenger, it can be used not only for moving elderly people and persons with disabilities but also for leisure.

1L,1R 車輪
2 制御ボックス
3L,3R 伝達装置
4 ジョイスティック(操作部)
5 シート(荷台部)
6 フットレスト
7 重心位置
8 シートレール
9L,9R 車軸(車輪の回転中心)
1L, 1R Wheel 2 Control box 3L, 3R Transmission device 4 Joystick (operation unit)
5 sheets (loading section)
6 Footrest 7 Center of gravity 8 Seat rail 9L, 9R Axle (wheel rotation center)

Claims (12)

平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、
該車輪の中間において該車輪の回転中心よりも低位置に支持されて該車輪を除く車両全体の重心が該車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられ、前後方向に移動可能な荷台部とを備えた平行二輪ビークルであって、
前記荷台部は、該荷台部を前後方向へ移動するための移動手段と、車輪の進行方向に進退可能なウエイトと、該ウエイトを進退方向に駆動するウエイト移動手段とを備え、前記移動手段は、非走行時における荷台部の位置を調整するものであり、前記ウエイト移動手段は、走行時におけるウエイトの位置を調整するものであることを特徴とする平行二輪ビークル。
Two wheels with a sufficiently large diameter arranged in parallel;
A loading platform that is supported at a position lower than the rotation center of the wheel in the middle of the wheel and is located at a position where the center of gravity of the entire vehicle excluding the wheel is lower than the rotation center of the wheel, and is movable in the front-rear direction. A parallel two-wheeled vehicle with
The loading platform includes moving means for moving the loading platform in the front-rear direction, weights capable of moving forward and backward in the traveling direction of the wheels, and weight moving means for driving the weights in the forward and backward directions. A parallel two-wheeled vehicle that adjusts the position of the loading platform during non-traveling, and wherein the weight moving means adjusts the position of the weight during traveling.
平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、
該車輪の中間において該車輪の回転中心よりも低位置に支持されて該車輪を除く車両全体の重心が該車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられ、前後方向に移動可能なシート状の荷台部とを備えた平行二輪ビークルであって、
前記シート状の荷台部は、前記車輪の中間に支持される制御ボックスの上部に設置され、
前記制御ボックスは、前記シート状の荷台部を前後方向へ移動するための移動手段と、車輪の進行方向に進退可能なウエイトと、該ウエイトを進退方向に駆動するウエイト移動手段とを備え、前記移動手段は、非走行時におけるシート状の荷台部の位置を調整するものであり、前記ウエイト移動手段は、走行時におけるウエイトの位置を調整するものであることを特徴とする平行二輪ビークル。
Two wheels with a sufficiently large diameter arranged in parallel;
A sheet-like shape that is supported at a position lower than the center of rotation of the wheel in the middle of the wheel and that has a center of gravity of the entire vehicle excluding the wheel lower than the center of rotation of the wheel, and is movable in the front-rear direction. a parallel two-wheeled vehicle having a loading platform part,
The sheet-shaped loading platform is installed on the upper part of a control box supported in the middle of the wheels,
The control box includes a moving means for moving the sheet-like cargo bed part in the front-rear direction, a weight that can move forward and backward in the traveling direction of the wheel, and a weight moving means that drives the weight in the forward and backward direction, The parallel two-wheeled vehicle characterized in that the moving means adjusts the position of the sheet-shaped carrier when not traveling, and the weight moving means adjusts the weight position during traveling.
前記制御ボックスと前記シート状の荷台部との間に介在されるシートレールと、このシートレールと前記シート状の荷台部との間に設けられる重量センサおよび傾斜角センサとを備え、前記重量センサまたは傾斜角センサにより計測される重量バランスに応じて、非走行時における前記車両全体の重心が前記車輪の回転中心から鉛直方向に位置するように、前記移動手段により前記シート状の荷台部を移動させるものである請求項2に記載の平行二輪ビークル。   A seat rail interposed between the control box and the seat-like carrier, and a weight sensor and an inclination angle sensor provided between the seat rail and the seat-like carrier, the weight sensor Alternatively, according to the weight balance measured by the tilt angle sensor, the moving means moves the seat-like loading platform so that the center of gravity of the entire vehicle when not running is positioned vertically from the center of rotation of the wheels. The parallel two-wheeled vehicle according to claim 2, wherein 前記移動手段は、制動機構を有するモータであり、非走行時における前記シート状の荷台部の位置を固定可能にしてなるものである請求項2または3に記載の平行二輪ビークル。   The parallel two-wheel vehicle according to claim 2 or 3, wherein the moving means is a motor having a braking mechanism, and is capable of fixing the position of the sheet-like cargo bed portion when not traveling. 平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた荷台部と、前記車輪の進行方向に進退可能に前記荷台部に設けられたウエイトと、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置とを備え、前記荷台部は、前記車輪を除く車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、
前記車両の前後方向における該車両全体の重心位置を判別する重心判別手段と、前記荷台部を前記車両の前後方向に移動させる移動手段と、前記ウエイト移動させるウエイト移動手段とを備え、
前記移動手段は、非走行時における荷台部の位置を調整するものであり、前記ウエイト移動手段は、走行時におけるウエイトの位置を調整するものであることを特徴とする平行二輪ビークルにおける安定姿勢保持機構。
Two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, a cargo bed portion provided at a position lower than the rotation center of the wheel, and a weight provided in the cargo bed portion so as to be able to advance and retreat in the traveling direction of the wheel And a driving device that drives the wheels while being supported by the loading platform, and the loading platform is provided with parallel two wheels provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle excluding the wheels is lower than the rotation center of the wheels. In the vehicle
A center-of-gravity determining means for determining a center-of-gravity position of the entire vehicle in the longitudinal direction of the vehicle, a moving means for moving the loading platform in the longitudinal direction of the vehicle, and a weight moving means for moving the weight,
Maintaining a stable posture in a parallel two-wheel vehicle, wherein the moving means adjusts the position of the loading platform during non-traveling, and the weight moving means adjusts the weight position during traveling. mechanism.
請求項5に加えて、前記重心位置が前記車輪の回転中心の鉛直方向に一致するとき前記移動手段を制動状態で維持する制動手段を備えたことを特徴とする平行二輪ビークルにおける安定姿勢保持機構。   6. A stable posture maintaining mechanism in a parallel two-wheel vehicle, comprising: braking means for maintaining the moving means in a braking state when the position of the center of gravity coincides with the vertical direction of the center of rotation of the wheel. . 前記荷台部は、着座可能なシート状の荷台部であり、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられている請求項5または6に記載の平行二輪ビークルにおける安定姿勢保持機構。   The seat is a seat-like seat that can be seated, and is provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle including a passenger riding on the seat is lower than the center of rotation of the wheels. A stable posture maintaining mechanism in a parallel two-wheeled vehicle according to 5 or 6. 平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた荷台部と、荷台部に設けられ、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置と、この駆動装置を操作する操作部とを備え、前記荷台部は、前記車輪を除く車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、
前記荷台部を前後方向に移動するための移動手段と、前記車輪に与える駆動力を制御する駆動制御部とを備え、
前記移動手段により、非走行時における前記車両全体の重心が前記車輪の回転中心から鉛直方向に位置するように荷台部を移動させ、走行時における前記操作部からの指令により駆動力を変化させるとき、前記駆動制御部により、駆動力変化以前に前記車輪に対し該駆動力とは逆のトルクを与え、指令による駆動のプラスの加速度側に車両全体の重心位置を変位させるように制御することを特徴とする平行二輪ビークルにおける走行制御方法。
Two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, a cargo bed portion provided at a position lower than the center of rotation of the wheel, and provided on the cargo bed portion, the wheels are driven while being supported by the cargo bed portion. A parallel two-wheel vehicle provided with a drive device and an operation unit for operating the drive device, wherein the loading platform is provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle excluding the wheel is lower than the rotation center of the wheel;
A moving means for moving the cargo bed part in the front-rear direction, and a drive control unit for controlling the driving force applied to the wheels,
When the loading means is moved by the moving means so that the center of gravity of the entire vehicle when not traveling is positioned vertically from the center of rotation of the wheel, and the driving force is changed by a command from the operation unit during traveling The driving control unit applies a torque opposite to the driving force to the wheels before the driving force change, and controls the center of gravity of the entire vehicle to be displaced to the positive acceleration side of the driving by the command. A traveling control method for a parallel two-wheeled vehicle.
平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた荷台部と、前記車輪の進行方向に進退可能に前記荷台部に設けられたウエイトと、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置と、この駆動装置を操作する操作部とを備え、前記荷台部は、前記車輪を除く車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、
前記荷台部を前後方向に移動するための移動手段と、前記車輪に駆動力が伝達されるとき、該駆動力による駆動トルクの反作用トルクにより移動する前記車両全体の重心の位置を判別する重心位置判別手段と、この重心位置判別手段により判別された重心位置を前記車輪の回転軸の鉛直方向に移動させるために前記ウエイトを移動させるウエイト移動手段とを備え、
前記移動手段により、非走行時における前記車両全体の重心が前記車輪の回転中心から鉛直方向に位置するように荷台部を移動させ、走行時における前記車両が加速または減速する際にウエイトを移動させて走行状態を安定させることを特徴とする平行二輪ビークルにおける走行制御方法。
Two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, a cargo bed portion provided at a position lower than the rotation center of the wheel, and a weight provided in the cargo bed portion so as to be able to advance and retreat in the traveling direction of the wheel And a driving device that drives the wheel while being supported by the loading platform, and an operation unit that operates the driving device, and the loading platform has a center of gravity of the entire vehicle excluding the wheels that is greater than the rotational center of the wheel. In the parallel two-wheeled vehicle provided at the lower position,
Center of gravity for determining the position of the center of gravity of the entire vehicle that moves by the reaction torque of the driving torque generated by the driving force when the driving force is transmitted to the wheels and the moving means for moving the loading platform in the front-rear direction. Determining means, and weight moving means for moving the weight to move the center of gravity determined by the center of gravity position determining means in the vertical direction of the rotation axis of the wheel,
The moving means moves the platform so that the center of gravity of the entire vehicle when not traveling is positioned vertically from the center of rotation of the wheel, and moves the weight when the vehicle accelerates or decelerates during traveling. A traveling control method for a parallel two-wheeled vehicle characterized in that the traveling state is stabilized.
前記荷台部は、着座可能なシート状の荷台部であり、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられている請求項8または9に記載の平行二輪ビークルにおける走行制御方法。   The seat is a seat-like seat that can be seated, and is provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle including a passenger riding on the seat is lower than the center of rotation of the wheels. The traveling control method for a parallel two-wheeled vehicle according to 8 or 9. 平行に配置された十分に大きい径を有する二つの車輪と、この車輪の回転中心よりも低位置に設けられた荷台部と、前記車輪の進行方向に進退可能に前記荷台部に設けられたウエイトと、前記荷台部に支持されつつ車輪を駆動する駆動装置と、この駆動装置を操作する操作部とを備え、前記荷台部は、前記車輪を除く車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられた平行二輪ビークルにおいて、
前記荷台部を前後方向に移動するための移動手段と、荷台部が傾倒する角度を計測する角度計測手段と、この角度計測手段により計測された荷台角度を所望角度に傾斜させるために前記ウエイトを移動させるウエイト移動手段とを備え、
前記移動手段により、非走行時における前記車両全体の重心が前記車輪の回転中心から鉛直方向に位置するように荷台部を移動させ、走行時に前記車輪に駆動力が付与されるとき、前記ウエイト移動手段によりウエイトを移動させることを特徴とする平行二輪ビークルにおける荷台部姿勢制御方法。
Two wheels having a sufficiently large diameter arranged in parallel, a cargo bed portion provided at a position lower than the rotation center of the wheel, and a weight provided in the cargo bed portion so as to be able to advance and retreat in the traveling direction of the wheel And a driving device that drives the wheel while being supported by the loading platform, and an operation unit that operates the driving device, and the loading platform has a center of gravity of the entire vehicle excluding the wheels that is greater than the rotational center of the wheel. In the parallel two-wheeled vehicle provided at the lower position,
A moving means for moving the cargo bed part in the front-rear direction, an angle measuring means for measuring an angle at which the cargo bed part tilts, and a weight for tilting the cargo bed angle measured by the angle measuring means to a desired angle. Weight moving means for moving,
When the moving means moves the loading platform so that the center of gravity of the entire vehicle when not running is positioned vertically from the center of rotation of the wheel, the weight is moved when driving force is applied to the wheel during running. A platform position control method for a parallel two-wheeled vehicle, characterized in that the weight is moved by means.
前記荷台部は、着座可能なシート状の荷台部であり、該荷台部に搭乗する搭乗者を含めた車両全体の重心が前記車輪の回転中心よりも低位となる位置に設けられている請求項11に記載の平行二輪ビークルにおける荷台部姿勢制御方法。
The seat is a seat-like seat that can be seated, and is provided at a position where the center of gravity of the entire vehicle including a passenger riding on the seat is lower than the center of rotation of the wheels. A loading platform posture control method for a parallel two-wheeled vehicle according to claim 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107776784A (en) * 2016-08-30 2018-03-09 尚艳燕 A kind of balance car controlling organization, balance car and control method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7111083B2 (en) * 2019-10-11 2022-08-02 株式会社豊田中央研究所 two-wheeled vehicle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4163567A (en) * 1977-03-09 1979-08-07 Barber Gerald L Vehicle, especially amusement vehicle
JP3448817B2 (en) * 1992-07-25 2003-09-22 孝寛 星野 Independent motorcycle
NL1013354C2 (en) * 1999-10-20 2001-04-23 Lely Res Holding Passenger vehicle.
JP2004291799A (en) * 2003-03-26 2004-10-21 Toyota Motor Corp Movable carriage
WO2009004844A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Equos Research Co., Ltd. Vehicle
JP4877120B2 (en) * 2007-07-19 2012-02-15 株式会社エクォス・リサーチ vehicle
JP5041224B2 (en) * 2007-08-10 2012-10-03 株式会社エクォス・リサーチ vehicle
JP4894707B2 (en) * 2007-10-02 2012-03-14 株式会社エクォス・リサーチ vehicle
JP2009126295A (en) * 2007-11-21 2009-06-11 Toyota Motor Corp Two-wheeled vehicle
JP5228560B2 (en) * 2008-03-25 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 Inverted traveling robot and control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107776784A (en) * 2016-08-30 2018-03-09 尚艳燕 A kind of balance car controlling organization, balance car and control method
CN107776784B (en) * 2016-08-30 2020-02-28 深圳市汲众科技开发有限公司 Balance car control mechanism, balance car and control method

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