JP6565831B2 - Traveling device - Google Patents

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誠 覚知
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Description

本発明は、ユーザが搭乗して走行する走行装置に関する。   The present invention relates to a traveling device on which a user travels.
近年、パーソナルモビリティが脚光を浴びている。パーソナルモビリティは、小回りを優先させて小型に製造されることが多く、そのために高速走行時の走行安定性には欠けるという課題があった。パーソナルモビリティに限らず、高速走行時の走行安定性を高める観点から、ホイールベース長を調整できる車輌が提案されている(例えば、特許文献1,2を参照)。   In recent years, personal mobility has been in the spotlight. Personal mobility is often manufactured in a small size by giving priority to a small turn, and thus there is a problem that running stability at high speed running is lacking. In addition to personal mobility, vehicles that can adjust the wheelbase length have been proposed from the viewpoint of improving running stability during high-speed running (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特開平1−106717号公報JP-A-1-106717 特開2005−231415号公報JP 2005-231415 A
ホイールベース長が調整できるこれまでに提案されている車輌は、ホイールベース長を伸ばした上で、高速走行をしていた。そのため、高速走行時の走行安定性、特に直進性は向上していた。   The vehicles proposed so far with adjustable wheelbase length have been running at high speeds with the wheelbase length extended. For this reason, traveling stability during high-speed traveling, in particular, straight traveling performance has been improved.
しかし、パーソナルモビリティは、軽量であり、ユーザの体重よりも軽い場合が多いため、高速走行時に急旋回動作を行うと、ユーザにかかる遠心力をパーソナルモビリティ本体で支えきれず、ユーザが転倒しまうおそれがあるという問題があった。   However, since personal mobility is light and often lighter than the user's weight, if a sudden turning operation is performed during high-speed traveling, the centrifugal force applied to the user cannot be supported by the personal mobility body, and the user may fall. There was a problem that there was.
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、高速走行時の急旋回動作を制限する走行装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve such problems, and provides a traveling device that restricts a sudden turning operation during high-speed traveling.
本発明の一態様に係る走行装置は、
ユーザが搭乗して走行する走行装置であって、
前輪および後輪と、
前記前輪を回転可能に支持する前輪支持部材と、
前記後輪を回転可能に支持する後輪支持部材と、
前記前輪支持部材に設けられたハンドルと、
前記後輪支持部材に設けられ、前記ユーザが搭乗する搭乗部と、
前記前輪および前記後輪の少なくともいずれかを駆動する駆動部と、
を備え、
前記前輪支持部材と前記後輪支持部材の相対姿勢に応じて前記前輪と前記後輪のホイールベース長が可変となるように、前記前輪支持部材と前記後輪支持部材が支軸を介して連結され、
前記ホイールベース長が長くなるにしたがって、前記駆動部の駆動によって達成される前記走行装置の速度が大きくなるように制御され、
前記ハンドルの旋回操作によって前記前輪の向きが変化して前記走行装置の旋回が可能となり、
前記ホイールベース長が最短になる前記前輪支持部材と前記後輪支持部材の相対姿勢から、前記ホイールベース長が最長になる前記前輪支持部材と前記後輪支持部材の相対姿勢に変わるにしたがって、前記ハンドルが前記ユーザ側に相対的に接近可能に前記支軸の位置が設定されている。
A travel device according to one aspect of the present invention is provided.
A traveling device on which a user travels,
With front and rear wheels,
A front wheel support member for rotatably supporting the front wheel;
A rear wheel support member for rotatably supporting the rear wheel;
A handle provided on the front wheel support member;
A boarding unit provided on the rear wheel support member and on which the user boarded;
A drive unit for driving at least one of the front wheel and the rear wheel;
With
The front wheel support member and the rear wheel support member are connected via a support shaft so that the wheel base length of the front wheel and the rear wheel can be changed according to the relative posture of the front wheel support member and the rear wheel support member. And
As the wheelbase length increases, the speed of the traveling device achieved by driving the drive unit is controlled to be increased,
The direction of the front wheel is changed by the turning operation of the handle, and the traveling device can turn.
As the relative posture between the front wheel support member and the rear wheel support member where the wheel base length becomes the shortest, the relative posture between the front wheel support member and the rear wheel support member where the wheel base length becomes the longest, The position of the support shaft is set so that the handle is relatively accessible to the user side.
このような構成により、ユーザは、高速走行時には、ハンドルの旋回操作がしにくくなり、ハンドルの旋回角度が小さく規制される。したがって、高速走行時の急旋回動作を制限することができる。   Such a configuration makes it difficult for the user to perform the turning operation of the handle during high-speed running, and the turning angle of the handle is restricted to be small. Accordingly, it is possible to limit a sudden turning operation during high-speed traveling.
本発明により、高速走行時の急旋回動作を制限する走行装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a traveling device that restricts a sudden turning operation during high-speed traveling.
実施の形態1に係る走行装置の低速走行時における側面概観図である。FIG. 3 is a side view of the traveling device according to Embodiment 1 when traveling at a low speed. 図1の走行装置の上面概観図である。FIG. 2 is a schematic top view of the traveling device of FIG. 1. 図1の走行装置の高速走行時における側面概観図である。FIG. 2 is a schematic side view of the traveling device of FIG. 1 when traveling at high speed. 実施の形態1に係る走行装置の制御ブロック図である。FIG. 3 is a control block diagram of the traveling device according to the first embodiment. 走行中の処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in driving | running | working.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the invention according to the claims is not limited to the following embodiments. In addition, all of the configurations described in the embodiments are not necessarily essential as means for solving the problem.
<実施の形態1>
実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1に係る走行装置100の低速走行時における側面概観図であり、図2は、図1の状態における走行装置100を上方から観察した上面概観図である。なお、図2では、図1において点線で示すユーザ900を省いている。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 will be described. FIG. 1 is a schematic side view of traveling device 100 according to Embodiment 1 during low-speed traveling, and FIG. 2 is a top schematic view of traveling device 100 in the state of FIG. In FIG. 2, the user 900 indicated by a dotted line in FIG. 1 is omitted.
走行装置100は、パーソナルモビリティの一種であり、ユーザが立って搭乗することを想定した電動式の移動用車輌である。走行装置100は、走行方向に対して1つの前輪101と2つの後輪102(右側後輪102a、左側後輪102b)を備える。前輪101は、ユーザ900がハンドル115を操作することで向きが変わり、操舵輪として機能する。右側後輪102aと左側後輪102bは、車軸103で連結されており、不図示のモータと減速機構からなる駆動部によって駆動されて、駆動輪として機能する。走行装置100は、3つの車輪によって3点で接地しており、ユーザ900が搭乗していない駐機状態でも自立する、静的安定車輌である。   The traveling device 100 is a kind of personal mobility, and is an electric moving vehicle that assumes that the user stands and gets on. The traveling device 100 includes one front wheel 101 and two rear wheels 102 (a right rear wheel 102a and a left rear wheel 102b) in the traveling direction. The front wheel 101 changes its direction when the user 900 operates the handle 115 and functions as a steered wheel. The right rear wheel 102a and the left rear wheel 102b are connected by an axle 103, and are driven by a drive unit including a motor and a speed reduction mechanism (not shown) to function as drive wheels. The traveling device 100 is a static stable vehicle that is grounded at three points by three wheels and that stands by itself even in a parking state where the user 900 is not on board.
前輪101は、前輪支持部材110により回転可能に支持されている。前輪支持部材110は、前側支柱111とフォーク112を含む。フォーク112は、前側支柱111の一端側に固定されており、前輪101を両側方から挟んで回転自在に軸支している。前側支柱111の他端側には、ハンドル115が前輪101の回転軸方向に延伸するように固定されている。ユーザ900がハンドル115を旋回操作すると、前側支柱111は、その操作力を伝達して前輪101の向きを変える。   The front wheel 101 is rotatably supported by a front wheel support member 110. The front wheel support member 110 includes a front column 111 and a fork 112. The fork 112 is fixed to one end side of the front column 111 and rotatably supports the front wheel 101 with the front wheel 101 sandwiched from both sides. A handle 115 is fixed to the other end of the front column 111 so as to extend in the direction of the rotation axis of the front wheel 101. When the user 900 turns the handle 115, the front column 111 transmits the operation force to change the direction of the front wheel 101.
後輪102は、後輪支持部材120により回転可能に支持されている。後輪支持部材120は、後側支柱121と本体部122を含む。本体部122は、後側支柱121の一端側を固定支持すると共に、車軸103を介して右側後輪102aと左側後輪102bを回転自在に軸支している。本体部122は、上述のモータと減速機構からなる駆動部、モータに給電するバッテリ等を収容する筐体の機能も担う。本体部122の上面にはユーザ900が搭乗時に足を置くための搭乗部となるステップ141が設けられている。   The rear wheel 102 is rotatably supported by a rear wheel support member 120. The rear wheel support member 120 includes a rear column 121 and a main body 122. The main body 122 fixedly supports one end of the rear column 121, and rotatably supports the right rear wheel 102a and the left rear wheel 102b via the axle 103. The main body 122 also functions as a housing that houses a drive unit including the motor and the speed reduction mechanism, a battery that supplies power to the motor, and the like. On the upper surface of the main body part 122, a step 141 is provided as a boarding part for the user 900 to place his / her foot when boarding.
前輪支持部材110と後輪支持部材120とは、旋回継手131とヒンジ継手132を介して連結されている。旋回継手131は、前輪支持部材110を構成する前側支柱111のうち、ハンドル115が固定された他端寄りの位置に固定されている。さらに、旋回継手131は、ヒンジ継手132に枢設されており、前側支柱111の伸延方向と平行な旋回軸T周りに、ヒンジ継手132と相対的に回動する。ヒンジ継手132は、後輪支持部材120を構成する後側支柱121のうち、本体部122に支持された一端とは反対側の他端と枢設されており、車軸103の伸延方向と平行なヒンジ軸H周りに、後側支柱121と相対的に回動する。 The front wheel support member 110 and the rear wheel support member 120 are connected to each other through a turning joint 131 and a hinge joint 132. The swivel joint 131 is fixed at a position near the other end of the front column 111 constituting the front wheel support member 110 to which the handle 115 is fixed. Furthermore, pivot joint 131 is pivoted to the hinge joint 132, the extending direction parallel to the pivot axis T A around the front pillar 111, to rotate relative to the hinge joint 132. The hinge joint 132 is pivotally connected to the other end of the rear column 121 constituting the rear wheel support member 120 on the side opposite to the one end supported by the main body 122, and is parallel to the extending direction of the axle 103. It rotates relative to the rear column 121 around the hinge axis HA .
このような構造により、ユーザ900は、ハンドル115を旋回させると、後輪支持部材120に対して旋回軸T周りに前輪支持部材110が旋回して前輪101の向きを変えられる。また、ユーザ900は、ハンドル115を走行方向に対して前方へ傾けると、前輪支持部材110と後輪支持部材120とがヒンジ軸H周りに相対的に回転して相対姿勢が変化し、前側支柱111と後側支柱121の成す角を小さくできる。前側支柱111と後側支柱121の成す角が小さくなると、前輪101と後輪102のホイールベース(WB)の間隔であるWB長は短くなる。逆に、ユーザ900は、ハンドル115を走行方向に対して後方へ傾けると、前輪支持部材110と後輪支持部材120とがヒンジ軸H周りに相対的に回転して相対姿勢が変化し、前側支柱111と後側支柱121の成す角を大きくできる。前側支柱111と後側支柱121の成す角が大きくなると、WB長は長くなる。 This structure, the user 900, when turning the handle 115, a front wheel supporting member 110 is changed the direction of the front wheel 101 to pivot the pivot axis T A around against the rear wheel support member 120. When the user 900 tilts the handle 115 forward with respect to the traveling direction, the front wheel support member 110 and the rear wheel support member 120 rotate relative to each other around the hinge axis HA to change the relative posture, and the front side The angle formed between the support 111 and the rear support 121 can be reduced. When the angle formed by the front column 111 and the rear column 121 decreases, the WB length, which is the distance between the wheel bases (WB) of the front wheel 101 and the rear wheel 102, decreases. Conversely, when the user 900 tilts the handle 115 backward with respect to the traveling direction, the front wheel support member 110 and the rear wheel support member 120 rotate relative to each other around the hinge axis HA , and the relative posture changes. The angle formed by the front column 111 and the rear column 121 can be increased. As the angle formed by the front column 111 and the rear column 121 increases, the WB length increases.
ヒンジ継手132の近傍には、付勢バネ133が取り付けられている。付勢バネ133は、ヒンジ軸H周りに、前側支柱111と後側支柱121の成す角を小さくする回転方向へ付勢力を発揮する。付勢バネ133は、例えば、トーションバネである。付勢バネ133の付勢力は、ユーザ900がハンドル115に触れない場合に、前側支柱111と後側支柱121の成す角が構造上の最小角になるように変化させ、一方で、ユーザ900がハンドル115を走行方向に対して後方へ容易に傾けられる程度に設定されている。したがって、ユーザ900は、ハンドル115への加重およびステップ141への加重の少なくともいずれかを変化させることにより、前側支柱111と後側支柱121の成す角を調整でき、ひいてはWB長を調整できる。 An urging spring 133 is attached in the vicinity of the hinge joint 132. The biasing spring 133 exerts a biasing force around the hinge axis HA in a rotational direction that reduces the angle formed by the front column 111 and the rear column 121. The biasing spring 133 is, for example, a torsion spring. When the user 900 does not touch the handle 115, the urging force of the urging spring 133 is changed so that the angle formed by the front column 111 and the rear column 121 becomes the minimum angle in the structure, while the user 900 It is set to such an extent that the handle 115 can be easily tilted backward with respect to the traveling direction. Therefore, the user 900 can adjust the angle formed by the front strut 111 and the rear strut 121 by changing at least one of the weight on the handle 115 and the weight on the step 141, and thus can adjust the WB length.
ヒンジ継手132の近傍には、回転角センサ134が取り付けられている。回転角センサ134は、ヒンジ軸H周りに前側支柱111と後側支柱121の成す角を出力する。回転角センサ134は、例えば、ロータリエンコーダである。回転角センサ134の出力は、後述する制御部へ送信される。 A rotation angle sensor 134 is attached in the vicinity of the hinge joint 132. The rotation angle sensor 134 outputs an angle formed by the front column 111 and the rear column 121 around the hinge axis HA . The rotation angle sensor 134 is, for example, a rotary encoder. The output of the rotation angle sensor 134 is transmitted to a control unit described later.
走行装置100は、WB長が短ければ低速で走行し、WB長が長ければ高速で走行する。図1は、WB長が短い低速走行時の様子を示している。図3は、図1と同様の走行装置100の側面概観図であるが、WB長が長い高速走行時の様子を示している。   The traveling device 100 travels at a low speed if the WB length is short, and travels at a high speed if the WB length is long. FIG. 1 shows a state during low-speed traveling with a short WB length. FIG. 3 is a schematic side view of the traveling device 100 similar to that in FIG. 1, but shows a state during high-speed traveling with a long WB length.
図示するように、前側支柱111と後側支柱121の成す角を、相対的に開く方向を正として、回転角θとする。また、回転角θが取り得る最小値(最小角)をθMIN、最大値(最大角)をθMAXとする。例えばθMIN=10度でありθMAX=80度である。換言すると、回転角θがθMINとθMAXの範囲に収まるように、構造上の規制部材が設けられている。 As shown in the figure, the angle formed by the front column 111 and the rear column 121 is defined as a rotation angle θ, with the relative opening direction being positive. The minimum value (minimum angle) that the rotation angle θ can take is θ MIN , and the maximum value (maximum angle) is θ MAX . For example, θ MIN = 10 degrees and θ MAX = 80 degrees. In other words, the structural restriction member is provided so that the rotation angle θ falls within the range of θ MIN and θ MAX .
WB長は、回転角θと一対一に対応し、WB長=f(θ)の関数により換算できる。したがって、回転角θを変化させることによりWB長を調整できる。走行装置100は、ユーザ900が回転角θを大きくすると加速し、小さくすると減速する。つまり、回転角θに対して目標速度が対応付けられており、回転角θが変化すると、それに応じた目標速度に到達するように加減速する。別言すれば、回転角θを媒介変数としてWB長と目標速度が対応付けられており、ユーザ900がWB長を調整すると、目標速度がそのWB長に応じて変化する構成となっている。   The WB length has a one-to-one correspondence with the rotation angle θ and can be converted by a function of WB length = f (θ). Therefore, the WB length can be adjusted by changing the rotation angle θ. The traveling device 100 accelerates when the user 900 increases the rotation angle θ, and decelerates when the user 900 decreases the rotation angle θ. That is, the target speed is associated with the rotation angle θ, and when the rotation angle θ changes, acceleration / deceleration is performed so that the target speed corresponding to the target speed is reached. In other words, the WB length and the target speed are associated with the rotation angle θ as a parameter, and when the user 900 adjusts the WB length, the target speed changes according to the WB length.
回転角θが小さくなるとWB長が短くなるので、小回りが利く。すなわち、狭い場所でも動き回ることができる。逆に回転角θが大きくなるとWB長が長くなるので、走行安定性、特に直進性が向上する。すなわち、高速で走行しても路面上の段差等による揺動を受けにくい。   As the rotation angle θ is reduced, the WB length is shortened, so that a small turn is advantageous. That is, it can move around in a narrow place. On the contrary, when the rotation angle θ is increased, the WB length is increased, so that the running stability, particularly the straight traveling performance is improved. That is, even if the vehicle travels at a high speed, it is difficult to receive a swing due to a step on the road surface.
しかし、走行装置100は、軽量であり、ユーザ900の体重よりも軽い場合が多いため、高速走行時に急旋回動作を行うと、ユーザ900にかかる遠心力を走行装置100で支えきれず、ユーザ900が転倒しまうおそれがある。特に、走行装置100は、上述のように、ハンドル115を走行方向に対して前後に傾けてWB長を調整する構成であるため、ユーザ900は、WB長を伸ばす操作をする際に、誤って自身の意思とは異なる旋回操作も加えてしまうことがあるため、上記の問題がより生じやすいと考えられる。   However, since the traveling device 100 is lightweight and is often lighter than the weight of the user 900, when the sudden turning operation is performed during high-speed traveling, the centrifugal force applied to the user 900 cannot be supported by the traveling device 100, and the user 900 May fall over. In particular, as described above, the traveling device 100 is configured to adjust the WB length by tilting the handle 115 back and forth with respect to the traveling direction, and therefore, the user 900 mistakenly performs an operation of extending the WB length. The above problem may be more likely to occur because a turning operation that is different from the intention of the user may be added.
そこで本実施の形態1に係る走行装置100は、前輪支持部材110と後輪支持部材120の相対姿勢が、WB長が最短になる相対姿勢から、WB長が最長になる相対姿勢に変わるにしたがって、ハンドル115がユーザ900側に接近可能なように、前側支柱111と後側支柱121を連結する支軸となるヒンジ軸Hの位置が設定されている。 Therefore, in the traveling device 100 according to the first embodiment, the relative posture of the front wheel support member 110 and the rear wheel support member 120 changes from the relative posture in which the WB length is the shortest to the relative posture in which the WB length is the longest. The position of the hinge axis HA serving as a support shaft for connecting the front column 111 and the rear column 121 is set so that the handle 115 can be approached to the user 900 side.
すなわち、WB長が最短である場合は、前側支柱111が略垂直になり、ハンドル115はユーザ900の身体から離れた位置にある。このWB長が最短である状態が、図1の低速走行時の状態である。この時のハンドル115は、バスやトラックなどの大型車のハンドルのイメージになる。この状態では、ハンドル115とユーザ900の身体とのクリアランスCLが広く保たれる。この状態で、ユーザ900がハンドル115を握ると、ユーザ900の肘にはゆとりができており、ユーザ900は、上腕および前腕を使ってハンドル115を自由に操作することができるため、ハンドル115を容易に旋回させることができる。従って、走行装置100の旋回動作も制限されない。   That is, when the WB length is the shortest, the front column 111 is substantially vertical, and the handle 115 is located away from the user 900 body. The state where the WB length is the shortest is the state at the time of low speed traveling in FIG. The handle 115 at this time becomes an image of a handle of a large vehicle such as a bus or a truck. In this state, the clearance CL between the handle 115 and the body of the user 900 is kept wide. In this state, when the user 900 grips the handle 115, the elbow of the user 900 is relaxed, and the user 900 can freely operate the handle 115 using the upper arm and the forearm. It can be swiveled easily. Accordingly, the turning operation of the traveling device 100 is not limited.
そして、WB長が最短から最長に変わるにしたがって、前側支柱111がユーザ900側に斜めに傾いて、ハンドル115がユーザ900の身体に接近する。WB長が最長になった状態が、図3の高速走行時の状態である。この時のハンドル115は、飛行機の操縦桿のイメージになる。この状態では、ハンドル115とユーザ900の身体とのクリアランスCLが殆どなくなる。これに加えて、ユーザ900の肘は曲げられて、ゆとりがなくなり、背面付近に肘が位置することになる。その結果、ユーザ900は、前腕のみでの動きに身体的制約を受けるため、ハンドル115を旋回させようとすると、前腕が身体にあたってしまい、ハンドル115を大きく旋回させることが困難になる。これにより、ハンドル115の旋回角度が小さく規制されるため、高速走行時の急旋回動作を制限することができ、ユーザ900の転倒の可能性を低減することができる。また、この時、ユーザ900は、自身で意識しなくてもハンドル115の旋回角度が小さく規制されることになるため、ユーザ900の操作に依存せずに、ユーザ900の転倒の可能性を低減することができる。   Then, as the WB length changes from the shortest to the longest, the front column 111 is inclined obliquely toward the user 900 and the handle 115 approaches the body of the user 900. The state where the WB length is the longest is the state at the time of high speed traveling in FIG. The handle 115 at this time becomes an image of an airplane control stick. In this state, there is almost no clearance CL between the handle 115 and the body of the user 900. In addition to this, the elbow of the user 900 is bent, there is no room, and the elbow is located near the back. As a result, since the user 900 is physically restricted by the movement of only the forearm, when trying to turn the handle 115, the forearm hits the body, making it difficult to turn the handle 115 greatly. As a result, the turning angle of the handle 115 is restricted to a small value, so that a sudden turning operation during high-speed traveling can be restricted, and the possibility of the user 900 falling down can be reduced. At this time, since the turning angle of the handle 115 is restricted to be small even if the user 900 is not conscious of himself / herself, the possibility of the user 900 falling without depending on the operation of the user 900 is reduced. can do.
図4は、走行装置100の制御ブロック図である。制御部200は、例えばCPUであり、本体部122に収容されている。駆動輪ユニット210は、駆動輪である後輪102を駆動するための駆動回路やモータを含み、本体部122に収容されている。制御部200は、駆動輪ユニット210へ駆動信号を送ることにより、後輪102の回転制御を実行する。   FIG. 4 is a control block diagram of the traveling device 100. The control unit 200 is a CPU, for example, and is accommodated in the main body unit 122. The drive wheel unit 210 includes a drive circuit and a motor for driving the rear wheel 102 that is a drive wheel, and is accommodated in the main body 122. The control unit 200 controls the rotation of the rear wheel 102 by sending a drive signal to the drive wheel unit 210.
車速センサ220は、後輪102または車軸103の回転量を監視して、走行装置100の速度を検出する。車速センサ220は、制御部200の要求に応じて、検出結果を速度信号として制御部200へ送信する。回転角センサ134は、上述のように、回転角θを検出する。回転角センサ134は、制御部200の要求に応じて、検出結果を回転角信号として制御部200へ送信する。   The vehicle speed sensor 220 monitors the amount of rotation of the rear wheel 102 or the axle 103 and detects the speed of the traveling device 100. The vehicle speed sensor 220 transmits the detection result as a speed signal to the control unit 200 in response to a request from the control unit 200. The rotation angle sensor 134 detects the rotation angle θ as described above. The rotation angle sensor 134 transmits the detection result to the control unit 200 as a rotation angle signal in response to a request from the control unit 200.
荷重センサ240は、ステップ141へ加えられる荷重を検出する、例えば圧電フィルムであり、ステップ141に埋め込まれている。荷重センサ240は、制御部200の要求に応じて、検出結果を荷重信号として制御部200へ送信する。   The load sensor 240 is, for example, a piezoelectric film that detects a load applied to the step 141, and is embedded in the step 141. The load sensor 240 transmits the detection result as a load signal to the control unit 200 in response to a request from the control unit 200.
メモリ250は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。メモリ250は、走行装置100を制御するための制御プログラムの他にも、制御に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶している。メモリ250は、回転角θを目標速度に変換する変換テーブル251を記憶している。   The memory 250 is a non-volatile storage medium, and for example, a solid state drive is used. The memory 250 stores various parameter values, functions, lookup tables, and the like used for control, in addition to the control program for controlling the traveling device 100. The memory 250 stores a conversion table 251 that converts the rotation angle θ into a target speed.
変換テーブル251は、回転角θと目標速度の関係を示すテーブルであり、回転角θが大きくなるにつれて、目標速度が大きくなるように設定されている。変換テーブル251は、例えば、目標速度を回転角θの関数として表した関数形式として良いが、変換テーブル251の形式はこれに限られない。   The conversion table 251 is a table showing the relationship between the rotation angle θ and the target speed, and is set so that the target speed increases as the rotation angle θ increases. For example, the conversion table 251 may have a function format representing the target speed as a function of the rotation angle θ, but the format of the conversion table 251 is not limited to this.
次に、本実施の形態1における、走行処理について説明する。図5は、走行中の処理を示すフロー図である。フローは、電源スイッチがオンにされ、荷重センサ240から荷重ありの信号を受け取った時点、すなわちユーザ900が搭乗した時点から開始する。   Next, the traveling process in the first embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing processing during traveling. The flow starts when the power switch is turned on and a signal with a load is received from the load sensor 240, that is, when the user 900 gets on board.
制御部200は、ステップS101で、回転角センサ134から回転角信号を取得して現在の回転角θを算出する。そして、ステップS102で、算出した回転角θを、メモリ250から読み出した変換テーブル251に当てはめ、目標速度を設定する。   In step S101, the control unit 200 acquires a rotation angle signal from the rotation angle sensor 134 and calculates the current rotation angle θ. In step S102, the calculated rotation angle θ is applied to the conversion table 251 read from the memory 250, and the target speed is set.
制御部200は、目標速度を設定したら、ステップS103へ進み、駆動輪ユニット210に対して加減速の駆動信号を送信する。具体的には、まず車速センサ220から速度信号を受け取り、現在の速度を確認する。そして、目標速度が、現在の速度より大きければ加速する駆動信号を駆動輪ユニット210へ送信し、現在の速度より小さければ減速する駆動信号を駆動輪ユニット210へ送信する。   After setting the target speed, the control unit 200 proceeds to step S103 and transmits an acceleration / deceleration drive signal to the drive wheel unit 210. Specifically, first, a speed signal is received from the vehicle speed sensor 220 and the current speed is confirmed. If the target speed is larger than the current speed, a driving signal for accelerating is transmitted to the driving wheel unit 210, and if the target speed is smaller than the current speed, a driving signal for decelerating is transmitted to the driving wheel unit 210.
制御部200は、加減速中も回転角θが変化したか、つまり、ユーザ900がハンドル115を前後に傾けたかを監視する(ステップS104)。回転角θが変化したと判断したら、再度ステップS101からやり直す。変化していないと判断したらステップS105へ進む。   The control unit 200 monitors whether the rotation angle θ has changed during acceleration / deceleration, that is, whether the user 900 has tilted the handle 115 back and forth (step S104). If it is determined that the rotation angle θ has changed, the process starts again from step S101. If it is determined that there is no change, the process proceeds to step S105.
制御部200は、ステップS105で、車速センサ220から速度信号を受け取り、目標速度に到達したか否かを判断する。目標速度に到達していないと判断したら、ステップS103へ戻り、加減速を継続する。目標速度に到達したと判断したら、ステップS106へ進む。ステップS106では、目標速度が0であったか否かを確認する。目標速度が0であったなら、ステップS106の時点では走行装置100は停止していることになる。そうでなければ、目標速度により走行中であるので、制御部200は、その速度で走行を維持するように駆動信号を駆動輪ユニット210へ送信する(ステップS107)。   In step S105, the control unit 200 receives a speed signal from the vehicle speed sensor 220, and determines whether or not the target speed has been reached. If it is determined that the target speed has not been reached, the process returns to step S103 to continue acceleration / deceleration. If it is determined that the target speed has been reached, the process proceeds to step S106. In step S106, it is confirmed whether or not the target speed is zero. If the target speed is 0, the traveling device 100 is stopped at the time of step S106. Otherwise, since the vehicle is traveling at the target speed, the control unit 200 transmits a drive signal to the drive wheel unit 210 so as to maintain the travel at the speed (step S107).
制御部200は、ステップS107で定速走行している間も、回転角θが変化したか、つまり、ユーザ900がハンドル115を前後に傾けたかを監視する(ステップS108)。回転角θが変化したと判断したら、ステップS101へ戻る。変化していないと判断したら定速走行を続けるべく、ステップS107へ戻る。   The control unit 200 also monitors whether the rotation angle θ has changed, that is, whether the user 900 has tilted the handle 115 back and forth while traveling at a constant speed in step S107 (step S108). If it is determined that the rotation angle θ has changed, the process returns to step S101. If it is determined that there is no change, the process returns to step S107 to continue constant speed running.
ステップS106で目標速度が0であったと確認したら、ステップS109へ進み、ユーザ900が降機したかを荷重センサ240から受信する荷重信号から判断する。ユーザ900が降機していない、つまり荷重があると判断したら、走行制御を継続すべくステップS101へ戻る。降機したと判断したら、一連の処理を終了する。   If it is confirmed in step S106 that the target speed is 0, the process proceeds to step S109, and it is determined from the load signal received from the load sensor 240 whether the user 900 has moved down. If it is determined that the user 900 is not getting off, that is, there is a load, the process returns to step S101 to continue the traveling control. If it is determined that the aircraft has been removed, the series of processes is terminated.
<他の実施の形態>
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態1においては、ハンドルをユーザの身体に接近させることでユーザの身体的制約を増やしているが、ユーザの身体的制約を増やす方法はこれに限定されない。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, in Embodiment 1 described above, the user's physical constraints are increased by bringing the handle closer to the user's body, but the method of increasing the user's physical constraints is not limited to this.
一例として、ユーザの身体に対してハンドルを上下方向に動かすことで、ユーザの身体的制約を増やす構成としても良い。この構成の場合、例えば、ハンドルの高さ位置を調整可能な調整機構を設け、この調整機構の動作をWB長(すなわち、前側支柱と後側支柱の成す回転角)に連動させれば良い。具体的には、ユーザの肘にゆとりがあり、ハンドルを操作し易い高さ位置をユーザが設定し、WB長が短い低速走行時には、ハンドルを、ユーザが設定した高さ位置に配置し、WB長が長くなるにしたがって、ハンドルを、ユーザが設定した高さ位置から上方又は下方に移動させれば良い。   As an example, it is good also as a structure which increases a user's physical restrictions by moving a handle | steering-down direction with respect to a user's body. In the case of this configuration, for example, an adjustment mechanism capable of adjusting the height position of the handle is provided, and the operation of this adjustment mechanism may be linked to the WB length (that is, the rotation angle formed by the front column and the rear column). Specifically, the user sets a height position where the user's elbow is free and the handle is easy to operate, and when driving at low speed with a short WB length, the handle is placed at the height position set by the user. As the length increases, the handle may be moved upward or downward from the height position set by the user.
また、ユーザの両肘の間隔を狭くすることで、ユーザの身体的制約を増やす構成としても良い。この構成の場合、例えば、前輪の回転軸方向のハンドルの長さを調整可能な調整機構を設け、この調整機構の動作をWB長(すなわち、前側支柱と後側支柱の成す回転角)に連動させれば良い。具体的には、WB長が短い低速走行時には、前輪の回転軸方向のハンドルの長さを初期値とし、WB長が長くなるにしたがって、前輪の回転軸方向のハンドルの長さを短くすれば良い。   Moreover, it is good also as a structure which increases a user's physical restrictions by narrowing the space | interval of a user's both elbows. In this configuration, for example, an adjustment mechanism that can adjust the length of the handle in the direction of the rotation axis of the front wheel is provided, and the operation of this adjustment mechanism is linked to the WB length (that is, the rotation angle formed by the front and rear columns). You can do it. Specifically, when driving at a low speed with a short WB length, the length of the handle in the direction of the rotation axis of the front wheel is set as an initial value, and the length of the handle in the direction of the rotation axis of the front wheel is shortened as the WB length increases. good.
また、ハンドルの位置は不変で、ユーザの身体をハンドルに接近させることで、ユーザの身体的制約を増やす構成としても良い。この構成の場合、例えば、ステップの位置を調整可能な調整機構を設け、この調整機構の動作をWB長(すなわち、前側支柱と後側支柱の成す回転角)に連動させれば良い。具体的には、WB長が短い低速走行時には、ステップの位置を初期位置(例えば、図1〜図3の位置)とし、WB長が長くなるにしたがって、ステップの位置をハンドルに近づければ良い。   The position of the handle is unchanged, and the user's body may be brought closer to the handle to increase the user's physical constraints. In the case of this configuration, for example, an adjustment mechanism capable of adjusting the position of the step is provided, and the operation of this adjustment mechanism may be interlocked with the WB length (that is, the rotation angle formed by the front column and the rear column). Specifically, when the vehicle is traveling at a low speed with a short WB length, the step position may be set to the initial position (for example, the position in FIGS. 1 to 3), and the step position may be brought closer to the handle as the WB length increases. .
また、走行装置は、自立可能な静的安定車輌でなくても良い。また、前輪、後輪は、車輪でなくても良く、球状輪、クローラなどの接地要素であっても構わない。また、駆動輪は後輪に限らず、前輪であっても構わない。また、駆動輪を駆動する動力源はモータに限らず、ガソリンエンジンなどであっても構わない。   Further, the travel device may not be a static stable vehicle that can stand by itself. Further, the front wheel and the rear wheel may not be wheels, and may be grounding elements such as a spherical wheel and a crawler. Further, the drive wheels are not limited to the rear wheels, and may be front wheels. The power source for driving the drive wheels is not limited to a motor, and may be a gasoline engine or the like.
100 走行装置、101 前輪、102 後輪、103 車軸、110 前輪支持部材、111 前側支柱、112 フォーク、115 ハンドル、120 後輪支持部材、121 後側支柱、122 本体部、131 旋回継手、132 ヒンジ継手、133 付勢バネ、134 回転角センサ、141 ステップ、200 制御部、210 駆動輪ユニット、220 車速センサ、240 荷重センサ、250 メモリ、251 変換テーブル、900 ユーザ 100 traveling device, 101 front wheel, 102 rear wheel, 103 axle, 110 front wheel support member, 111 front column, 112 fork, 115 handle, 120 rear wheel support member, 121 rear column, 122 main body, 131 swing joint, 132 hinge Joint, 133 Energizing spring, 134 Rotation angle sensor, 141 step, 200 Control unit, 210 Drive wheel unit, 220 Vehicle speed sensor, 240 Load sensor, 250 Memory, 251 Conversion table, 900 User

Claims (1)

  1. ユーザが搭乗して走行する走行装置であって、
    前輪および後輪と、
    前記前輪を回転可能に支持する前輪支持部材と、
    前記後輪を回転可能に支持する後輪支持部材と、
    前記前輪支持部材に設けられたハンドルと、
    前記後輪支持部材に設けられ、前記ユーザが搭乗する搭乗部と、
    前記前輪および前記後輪の少なくともいずれかを駆動する駆動部と、
    を備え、
    前記前輪支持部材と前記後輪支持部材の相対姿勢に応じて前記前輪と前記後輪のホイールベース長が可変となるように、前記前輪支持部材と前記後輪支持部材が支軸を介して連結され、
    前記ホイールベース長が長くなるにしたがって、前記駆動部の駆動によって達成される前記走行装置の速度が大きくなるように制御され、
    前記ハンドルの旋回操作によって前記前輪の向きが変化して前記走行装置の旋回が可能となり、
    前記ホイールベース長が最短になる前記前輪支持部材と前記後輪支持部材の相対姿勢から、前記ホイールベース長が最長になる前記前輪支持部材と前記後輪支持部材の相対姿勢に変わるにしたがって、前記ハンドルが前記ユーザ側に相対的に接近可能に前記支軸の位置が設定されている、走行装置。
    A traveling device on which a user travels,
    With front and rear wheels,
    A front wheel support member for rotatably supporting the front wheel;
    A rear wheel support member for rotatably supporting the rear wheel;
    A handle provided on the front wheel support member;
    A boarding unit provided on the rear wheel support member and on which the user boarded;
    A drive unit for driving at least one of the front wheel and the rear wheel;
    With
    The front wheel support member and the rear wheel support member are connected via a support shaft so that the wheel base length of the front wheel and the rear wheel can be changed according to the relative posture of the front wheel support member and the rear wheel support member. And
    As the wheelbase length increases, the speed of the traveling device achieved by driving the drive unit is controlled to be increased,
    The direction of the front wheel is changed by the turning operation of the handle, and the traveling device can turn.
    As the relative posture between the front wheel support member and the rear wheel support member where the wheel base length becomes the shortest, the relative posture between the front wheel support member and the rear wheel support member where the wheel base length becomes the longest, A traveling device in which a position of the support shaft is set such that a handle is relatively accessible to the user side.
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