JP6051777B2 - 移動車両および階段昇降機 - Google Patents
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Description
制御装置は、2軸車輪接地状態から起立状態へ移行する際に、センサによって車輪が階段の壁面に当接したと検出された後に、2軸車輪接地状態を維持したまま支持部に対して本体部を支持軸回りに回転させ、続いて2軸車輪接地状態を維持したまま支持部に対する本体部の回転速度を低下させることにより、支持軸回りの慣性力を発生させ、続いて当該慣性力によって、走行面に接地している1軸の車輪の車軸回りに支持部を回転させることで当該1軸の車輪による起立状態に移行させる。
(請求項3)本手段に係る移動車両は、本体部と、本体部の下部に配置され、本体部を支持軸回りに回転可能に支持する支持部と、支持部において支持軸に平行な車軸回りに自転可能にそれぞれ支持され、本体部に対して支持部を回転させることで支持軸に対してそれぞれ異なる位置にて相対的に公転可能に配置された2軸以上の車輪と、2軸以上の車輪と支持部とを各車軸回りに相対的に回転する第一の回転アクチュエータと、支持部に対して本体部を支持軸回りに回転する第二の回転アクチュエータと、第一および第二の回転アクチュエータを駆動し、2軸以上の車輪のうち少なくとも2軸の車輪を走行面に接地した状態から何れか1軸の車輪による起立状態に移行させると共に、起立状態から2軸車輪接地状態へ移行させることにより、本体部を走行面に対して進行させる制御装置と、を備える。
制御装置は、2軸車輪接地状態から起立状態へ移行する際に、2軸車輪接地状態において支持部に対して本体部を支持軸回りに回転させ、続いて支持部に対する本体部の回転速度を低下させ、さらに支持部に対する本体部の回転を停止させることにより、支持軸回りの慣性力を発生させ、続いて当該慣性力によって、走行面に接地している1軸の車輪の車軸回りに支持部を回転させることで当該1軸の車輪による起立状態に移行させる。
(請求項4)また、慣性力を発生させるために支持部に対する本体部の回転を停止した瞬間において、移動車両全体の合成重心が、走行面に接地している2軸の車輪のうち進行方向前方に位置する1軸の車輪の車軸を通る鉛直線上に位置する、または、当該鉛直線上より進行方向後方に位置するようにするとよい。
(請求項5)また、移動車両全体の前記合成重心は、搭載物を含む移動車両の合成重心としてもよい。
当該階段昇降機は、以下のように表すことができる。すなわち、本手段に係る階段昇降機は、本体部と、本体部の下部に配置され、本体部を支持軸回りに回転可能に支持する支持部と、支持部において支持軸に平行な車軸回りに自転可能にそれぞれ支持され、本体部に対して支持部を回転させることで支持軸に対してそれぞれ異なる位置にて相対的に公転可能に配置された2軸以上の車輪と、2軸以上の車輪と支持部とを各車軸回りに相対的に回転する第一の回転アクチュエータと、支持部に対して本体部を支持軸回りに回転する第二の回転アクチュエータと、第一および第二の回転アクチュエータを駆動し、2軸以上の車輪のうち少なくとも2軸の車輪を走行面に接地した状態から何れか1軸の車輪による起立状態に移行させると共に、前記起立状態から2軸車輪接地状態へ移行させることにより、2軸以上の車輪を階段のステップ面に順次接地させて階段を昇降させる制御装置とを備える。そして、制御装置は、上述した移動車両における制御装置を適用する。
(請求項3)本手段によれば、2軸車輪接地状態から起立状態へ移行する際に、支持部に対する本体部の回転速度を低下し、さらに支持部に対する本体部の回転を停止することにより発生する支持軸回りの大きな慣性力を利用している。この慣性力によって、接地している2軸の車輪のうち1軸の車輪を持ち上げている。そして、慣性力を用いることで、移動車両全体の重心の移動量を少なくしたとしても、1軸の車輪を持ち上げる力を十分に発揮できる。その結果、2軸車輪接地状態から起立状態へ移行する際に、走行面に対する本体部の傾斜角度を小さく抑えることができる。
(請求項5)上述した合成重心として、搭載物を含む合成重心とすることで、起立状態をより安定した状態とすることができる。
本発明の実施形態に係る階段昇降機について、図1〜図5を参照して説明する。本実施形態の階段昇降機1は、物(本発明の「物体」に相当する)を搭載して運搬する装置に適用する場合を説明するが、人(本発明の「物体」に相当する)が搭乗可能な車椅子に適用することも可能である。なお、以下の説明において、「前方向」および「後方向」とは、階段昇降機1の走行方向を指し、「左方向」および「右方向」は、階段昇降機1を後方から見たときの走行方向に対し水平面上で直角な方向を指す。
次に、制御装置70の構成について、図6を参照して説明する。図6に示すように、切替部71と、走行制御部72と、起立制御部73と、ステップ面制御部74とを備える。切替部71は、階段昇降機1の状態に応じて、走行制御部72による制御、起立制御部73による制御、および、ステップ面制御部74による制御を切り替える。切替部71の処理の詳細は、後述する。
次に、制御装置70の切替部71による処理と階段昇降機1による階段の昇降動作について、図7および図8A〜図8Lを参照して説明する。ここでは、階段の水平な走行ステップ面Sd(「走行面」に相当)上に位置する階段昇降機1が、制御装置70の制御により上段のステップ面Su1,Su2に昇る動作について説明する。なお、図8A〜図8Lでは、階段昇降機1の本体部10、走行部20および搭載部30を簡略化したスケルトンにて示している。
さらに、慣性力Fを発生させる際に、搭載物を含む階段昇降機1全体の合成重心Gが、進行方向前方の第一車輪22の車軸22aを通る鉛直線上、または、鉛直線上より進行方向後方に位置することで、起立状態を安定した状態とすることができる。
Claims (6)
- 本体部と、
前記本体部の下部に配置され、前記本体部を支持軸回りに回転可能に支持する支持部と、
前記支持部において前記支持軸に平行な車軸回りに自転可能にそれぞれ支持され、前記本体部に対して前記支持部を回転させることで前記支持軸に対してそれぞれ異なる位置にて相対的に公転可能に配置された2軸以上の車輪と、
前記2軸以上の車輪と前記支持部とを各車軸回りに相対的に回転する第一の回転アクチュエータと、
前記支持部に対して前記本体部を前記支持軸回りに回転する第二の回転アクチュエータと、
前記第一および第二の回転アクチュエータを駆動し、前記2軸以上の車輪のうち少なくとも2軸の車輪を走行面に接地した状態から何れか1軸の車輪による起立状態に移行させると共に、前記起立状態から2軸車輪接地状態へ移行させることにより、前記本体部を走行面に対して進行させる制御装置と、
前記2軸車輪接地状態で走行しているときに前記車輪が階段の壁面に当接したことを検出するセンサと、
を備える移動車両であって、
前記制御装置は、
前記2軸車輪接地状態から前記起立状態へ移行する際に、
前記センサによって前記車輪が階段の壁面に当接したと検出された後に、前記2軸車輪接地状態を維持したまま前記支持部に対して前記本体部を前記支持軸回りに回転させ、
続いて前記2軸車輪接地状態を維持したまま前記支持部に対する前記本体部の回転速度を低下させることにより、前記支持軸回りの慣性力を発生させ、
続いて当該慣性力によって、前記走行面に接地している2軸の車輪のうち1軸の車輪の車軸回りに前記支持部を回転させることで当該1軸の車輪による起立状態に移行させる、移動車両。 - 前記慣性力は、前記支持部に対する前記本体部の回転を停止させることにより発生させる、請求項1の移動車両。
- 本体部と、
前記本体部の下部に配置され、前記本体部を支持軸回りに回転可能に支持する支持部と、
前記支持部において前記支持軸に平行な車軸回りに自転可能にそれぞれ支持され、前記本体部に対して前記支持部を回転させることで前記支持軸に対してそれぞれ異なる位置にて相対的に公転可能に配置された2軸以上の車輪と、
前記2軸以上の車輪と前記支持部とを各車軸回りに相対的に回転する第一の回転アクチュエータと、
前記支持部に対して前記本体部を前記支持軸回りに回転する第二の回転アクチュエータと、
前記第一および第二の回転アクチュエータを駆動し、前記2軸以上の車輪のうち少なくとも2軸の車輪を走行面に接地した状態から何れか1軸の車輪による起立状態に移行させると共に、前記起立状態から2軸車輪接地状態へ移行させることにより、前記本体部を走行面に対して進行させる制御装置と、
を備える移動車両であって、
前記制御装置は、
前記2軸車輪接地状態から前記起立状態へ移行する際に、
前記2軸車輪接地状態において前記支持部に対して前記本体部を前記支持軸回りに回転させ、
続いて前記支持部に対する前記本体部の回転速度を低下させ、さらに前記支持部に対する前記本体部の回転を停止させることにより、前記支持軸回りの慣性力を発生させ、
続いて当該慣性力によって、前記走行面に接地している2軸の車輪のうち1軸の車輪の車軸回りに前記支持部を回転させることで当該1軸の車輪による起立状態に移行させる、移動車両。 - 前記慣性力を発生させるために前記支持部に対する前記本体部の回転を停止した瞬間において、
前記移動車両全体の合成重心が、前記走行面に接地している2軸の車輪のうち進行方向前方に位置する1軸の車輪の車軸を通る鉛直線上に位置する、または、当該鉛直線上より進行方向後方に位置する、請求項2又は3の移動車両。 - 前記移動車両全体の前記合成重心は、搭載物を含む前記移動車両の合成重心である、請求項4の移動車両。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の移動車両を適用し、前記2軸以上の車輪を階段のステップ面に順次接地させて階段を昇降する、階段昇降機。
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