JP5999125B2

JP5999125B2 - 倒立二輪車

Info

Publication number: JP5999125B2
Application number: JP2014038356A
Authority: JP
Inventors: 耕太大石; 聡豊島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: EP2913254B1; JP2015160585A; EP2913254A1; US10239575B2; US20150246703A1

Description

本発明は、倒立二輪車に関する。

この種の技術として、特許文献１は、倒立状態を維持しつつ所望の運動を行う倒立二輪車を開示している。この倒立二輪車は、一対のステッププレート及び操作ハンドルが連結された平行リンク機構を備えている。利用者は、一対のステッププレートに両足を夫々載せ、操作ハンドルを把持した姿勢で倒立二輪車に搭乗する。そして、利用者が一対のステッププレート上で左右方向に体重移動することにより一対のステッププレートを傾斜させ又は操作ハンドルを左右方向に傾斜させることで、平行リンク機構は左右方向へ傾斜する。倒立二輪車の制御装置は、平行リンク機構の傾斜に応じて倒立二輪車の旋回運動を制御する。

特開２０１２−１２６２５８号公報

ところで、リハビリテーションの分野においては、バランス感覚を回復させる１つの手段として倒立二輪車を活用したいという要望があった。

そこで、本発明の目的は、バランス感覚を回復させるのに効果的な倒立二輪車を提供することにある。

本願発明の観点によれば、倒立状態を維持しつつ搭乗者の入力により所望の運動を行う倒立二輪車であって、倒立二輪車本体と、左右方向に傾斜自在となるように前記倒立二輪車本体によって支持されて、前記搭乗者が両足を載せる一対の搭乗部と、前記一対の搭乗部が連動して左右に傾斜するように前記一対の搭乗部を連結するリンク機構と、前記倒立二輪車本体によって支持されて、前記搭乗者が把持する把持部と、前記搭乗部の左右方向への傾斜に応じて前記倒立二輪車の旋回運動を制御する制御部と、を備え、前記把持部は、前記一対の搭乗部の左右への傾斜に対して非連動状態で前記倒立二輪車本体に支持されている、倒立二輪車が提供される。以上の構成によれば、前記倒立二輪車を旋回運動させるに際し、前記把持部を入力手段として用いることができないので、前記搭乗部上での左右方向への積極的な体重移動が求められる。従って、前記倒立二輪車を旋回運動させるに際し、前記把持部を入力手段として用いることができる場合と比較して、上記の構成は、左右方向のバランス感覚を回復させるのにより効果的である。
前記把持部は、前記倒立二輪車本体に対して左右方向に動くことが禁止された状態で前記倒立二輪車本体に支持されている。
前記把持部は、弾性体を介して前記倒立二輪車本体に支持されている。以上の構成によれば、前記把持部を把持する前記搭乗者にとって前記把持部による支えが頼りなくなるので、左右方向のバランス感覚を回復させるのにより効果的である。
前記制御部は、前記搭乗者の前後方向への体重移動に応じて前記倒立二輪車の前後進運動を制御するように構成される。以上の構成によれば、前記倒立二輪車を前後進運動させるに際し、前記搭乗者には、前後方向のバランス感覚がより高いレベルで要求されることになり、前後方向のバランス感覚を回復させるのにより効果的である。

本発明によれば、バランス感覚を回復させるのに効果的な倒立二輪車が実現される。

倒立二輪車の側面図である。前進運動時における倒立二輪車の正面図である。旋回運動時における倒立二輪車の正面図である。前進運動時における倒立二輪車の正面図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜図３を参照して、第１実施形態を説明する。

図１に示す倒立二輪車１は、倒立状態を維持しつつ搭乗者Pの入力により所望の運動を行う移動体である。所望の運動とは、例えば、前進運動及び後進運動を含む前後進運動や、右旋回運動及び左旋回運動を含む旋回運動である。

図１及び図２に示すように、倒立二輪車１は、倒立二輪車本体２を備える。倒立二輪車本体２には、一対の車輪３が回転自在に取り付けられている。倒立二輪車本体２には平行リンク機構４が設けられており、平行リンク機構４には一対のステッププレート５（搭乗部）が取り付けられている。一対のステッププレート５は、搭乗者Pが両足を載せる部分である。一対のステッププレート５は、平行リンク機構４を介して倒立二輪車本体２に支持されることで、互いに連動して左右方向に傾斜自在となっている。倒立二輪車本体２にはハンドル支柱６が固定されており、ハンドル支柱６の先端にはハンドル７（把持部）が取り付けられている。従って、ハンドル７は、倒立二輪車本体２に対して左右方向及び前後方向に動かないように倒立二輪車本体２に支持されている。換言すれば、ハンドル７は、倒立二輪車本体２に対して左右方向に動くことが禁止された状態で倒立二輪車本体２に支持されている。従って、ハンドル７は、一対のステッププレート５の左右への傾斜に対して非連動状態である。

倒立二輪車本体２には、一対のステッププレート５の左右方向への傾斜に応じて倒立二輪車１の旋回運動を制御すると共に、搭乗者Pの前後方向への体重移動に応じて倒立二輪車１の前後進運動を制御する制御部８が収容されている。旋回運動について言えば、制御部８は、平行リンク機構４のリンク角を検出し、その検出結果に基づいて倒立二輪車１の旋回運動を制御する。図３には、一対のステッププレート５が左へ傾斜している様子を示している。この場合、制御部８は、倒立二輪車１が左へ旋回するように倒立二輪車１の運動を制御する。また、前後進運動について言えば、制御部８は、一対のステッププレート５の荷重分布を検出し、その検出結果に基づいて倒立二輪車１の前後進運動を制御する。

以上の構成によれば、倒立二輪車１を旋回運動させるに際し、ハンドル７を入力手段として用いることができないので、一対のステッププレート５上での左右方向への積極的な体重移動が求められる。従って、倒立二輪車１を旋回運動させるに際し、ハンドル７を入力手段として用いることができる特許文献１の場合と比較して、上記の構成は、左右方向のバランス感覚を回復させるのにより効果的であると言える。

また、ハンドル７が、倒立二輪車本体２に対して左右方向へ動かないように倒立二輪車本体２に支持されているので、搭乗者Pは、一対のステッププレート５上での左右方向への体重移動に一層集中することができる。

なお、上記第１実施形態において、ハンドル７は、倒立二輪車本体２に対して左右方向へ動けるように構成することもできるが、この場合、ハンドル７は、平行リンク機構４の左右方向への傾斜から独立して、倒立二輪車本体２に対して左右方向へ動けるように構成する必要がある。換言すれば、この場合、ハンドル７は、一対のステッププレート５の左右方向への傾斜から独立して、倒立二輪車本体２に対して左右方向へ動けるように構成する必要がある。更に換言すれば、ハンドル７は、一対のステッププレート５の左右方向への傾斜に対して非連動状態で倒立二輪車本体２に支持されている。

（第２実施形態）
以下、図４を参照して、第２実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する構成には同一符号を付し、説明は適宜省略する。

図４に示すように、本実施形態では、ハンドル支柱６の一部がバネ９（弾性体）によって構成されている。言い換えれば、ハンドル７は、バネ９を介して倒立二輪車本体２に支持されている。ハンドル７は、一対のステッププレート５の左右方向への傾斜に対して非連動状態で倒立二輪車本体２に支持されている。以上の構成によれば、ハンドル７の倒立二輪車本体２に対する姿勢が不安定になるので、ハンドル７を把持する搭乗者Pにとってハンドル７による支えが頼りなくなる。従って、倒立二輪車１を前後進運動させるに際し、搭乗者Pには、前後方向のバランス感覚がより高いレベルで要求されることになり、前後方向のバランス感覚を回復させるのにより効果的である。

なお、上記第２実施形態では、バネ９に代えて、例えばゴムなどの他の弾性体であってもよい。また、搭乗者Pの前後方向のバランス感覚の良否に応じて異なるばね定数のバネ９を使い分けることで、前後方向のバランス感覚を一層効果的に回復させることが可能となる。つまり、前後方向のバランス感覚が良好である搭乗者Pが倒立二輪車１に搭乗する際は、ばね定数の小さいバネ９を選択することでリハビリテーションの難易度を高めるとよい。一方、前後方向のバランス感覚が良好でない搭乗者Pが倒立二輪車１に搭乗する際は、ばね定数の大きいバネ９を選択することでリハビリテーションの難易度を低目に設定することができる。

以上に、倒立二輪車１の第１実施形態と第２実施形態を説明したが、バランス感覚を回復させるリハビリテーションの現場においては、例えば、以下のような使い分けが有効である。即ち、バランス感覚を回復させるリハビリテーションを始めたばかりの初級者には、特許文献１に開示のような、倒立二輪車１の旋回運動をハンドル７で操作できるタイプが適している。これに対し、バランス感覚を回復させるリハビリテーションをある程度続けている中級者には、倒立二輪車１の旋回運動をハンドル７では操作できない上記第１実施形態の倒立二輪車１が適している。そして、バランス感覚がある程度回復した上級者には、ハンドル７を把持する搭乗者Pにとってハンドル７による支えが頼りない、上記第２実施形態の倒立二輪車１が適している。従って、搭乗者Pのリハビリテーションの進捗度合いに応じて、どのような形式の倒立二輪車１を用いるか適宜選択すべきである。

１倒立二輪車
２倒立二輪車本体
３車輪
４平行リンク機構
５ステッププレート
６ハンドル支柱
７ハンドル
８制御部
９バネ
P 搭乗者

Claims

倒立状態を維持しつつ搭乗者の入力により所望の運動を行う倒立二輪車であって、
倒立二輪車本体と、
左右方向に傾斜自在となるように前記倒立二輪車本体によって支持されて、前記搭乗者が両足を載せる一対の搭乗部と、
前記一対の搭乗部が連動して左右に傾斜するように前記一対の搭乗部を連結するリンク機構と、
前記倒立二輪車本体によって支持されて、前記搭乗者が把持する把持部と、
前記搭乗部の左右方向への傾斜に応じて前記倒立二輪車の旋回運動を制御する制御部と、
を備え、
前記把持部は、前記一対の搭乗部の左右への傾斜に対して非連動状態で前記倒立二輪車本体に支持されており、
前記把持部は、弾性体を介して前記倒立二輪車本体に支持されている、
倒立二輪車。
請求項１に記載の倒立二輪車であって、
前記制御部は、前記搭乗者の前後方向への体重移動に応じて前記倒立二輪車の前後進運動を制御するように構成される、
倒立二輪車。