JP6669002B2 - Traveling device - Google Patents

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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 rides and 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 spotlighted. Personal mobility is often manufactured in a small size, giving priority to short turn, and therefore has a problem that it lacks stability during high-speed running. In addition to personal mobility, vehicles capable of adjusting the wheelbase length have been proposed from the viewpoint of improving stability during high-speed running (for example, see 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、乗用車から派生した車輌であるものが多く、自転車のように気軽に乗降することが考慮されていなかった。パーソナルモビリティとして気軽に乗降できる軽量な走行装置においては、走破性を確保しながらも、ホイールベース長が短くなったときの安定性をいかに保つかが課題であった。特に、搭乗者がバランスを崩さないように降機できる安定性が求められている。   Many vehicles proposed so far with adjustable wheelbase length are vehicles derived from passenger cars, and there has been no consideration of getting on and off as easily as a bicycle. In a lightweight traveling device that can be easily boarded and dismounted as personal mobility, it has been an issue how to maintain stability when the wheelbase length is shortened while securing running performance. In particular, there is a need for stability that enables passengers to disembark so as not to lose their balance.
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、ホイールベース長が調整できる走行装置において、走破性と安定性を両立するものである。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and has both traveling performance and stability in a traveling apparatus in which a wheelbase length can be adjusted.
本発明の一態様における走行装置は、ユーザが搭乗して走行する走行装置であって、前輪を回転可能に支持する前輪支持部材と、走行方向に並ぶ複数の後輪のそれぞれを回転可能に支持する台車基体と、台車基体に設置されたユーザの搭乗部と、複数の後輪のそれぞれの回転軸と平行な揺動軸周りに台車基体に揺動可能に軸支された台車支持部材と、前輪および複数の後輪のうちの少なくともひとつを駆動する駆動部と、前輪支持部材と台車支持部材を相対的に回転させる回転部を含み、ユーザの動作が伝達することにより前輪支持部材と台車支持部材のなす角が変化して、前輪と複数の後輪のホイールベース長が調整される調整機構と、ホイールベース長に連動するパラメータに対応付けられた目標速度に基づいて駆動部を制御する制御部とを備える。 A traveling device according to one embodiment of the present invention is a traveling device in which a user rides and travels, and rotatably supports a front wheel supporting member that rotatably supports a front wheel and a plurality of rear wheels that are arranged in a traveling direction. A bogie base, a user's riding section installed on the bogie base, and a bogie supporting member pivotally supported by the bogie base around a swing axis parallel to a rotation axis of each of the plurality of rear wheels. a drive unit for driving at least one of the front wheels and the plurality of rear wheels comprise a rotation unit that relatively rotates the front wheel support member and the carriage supporting member, a front wheel supporting member and the carriage supported by the operation of the user is transmitted An adjustment mechanism in which the angle formed by the members changes to adjust the wheelbase lengths of the front wheel and the plurality of rear wheels, and control for controlling the drive unit based on a target speed associated with a parameter linked to the wheelbase length. Department Equipped with a.
このような構成により、ホイールベース長が短くなった状態でもユーザは安定的に搭乗できる。特に、降機時において走行装置が傾いたりユーザがバランスを崩したりする可能性を低減することができる。また、いわゆるロッカーボギー機構に類する車輌構造となるので、走行面の凹凸に対しても高い走破性を期待できる。   With such a configuration, even when the wheelbase length is shortened, the user can board the vehicle stably. In particular, it is possible to reduce the possibility that the traveling device tilts or the user loses balance at the time of getting off. Further, since the vehicle has a vehicle structure similar to a so-called rocker bogie mechanism, high running performance can be expected even on unevenness of the running surface.
本発明により、ホイールベース長が調整できる走行装置において、走破性と安定性を両立できる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to achieve both running performance and stability in a traveling device in which the wheelbase length can be adjusted.
本実施形態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。It is a side view at the time of low speed running of the running device concerning this embodiment. 走行装置の上面概観図である。FIG. 2 is a top view of the traveling device. 走行装置の高速走行時における側面概観図である。It is a side view at the time of high speed driving | running | working of a driving | running | working apparatus. 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. 回転角と目標速度の関係を示すグラフである。4 is a graph showing a relationship between a rotation angle and a target speed. 他の例の回転角と目標速度の関係を示すテーブルである。9 is a table showing a relationship between a rotation angle and a target speed in another example. 走行中の処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process during a run.
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.
図1は、本実施形態に係る走行装置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。   FIG. 1 is a schematic side view of the traveling device 100 according to the present embodiment when traveling at a low speed, and FIG. 2 is a schematic top view of the traveling device 100 in the state of FIG. 1 as viewed from above. In FIG. 2, the user 900 shown 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4つの後輪102(右前側後輪102a、左前側後輪102b、右後側後輪102c、左後側後輪102d)を備える。   The traveling device 100 is a type of personal mobility, and is an electric mobile vehicle that assumes that a user stands and board. The traveling device 100 includes one front wheel 101 and four rear wheels 102 (right front rear wheel 102a, left front rear wheel 102b, right rear rear wheel 102c, and left rear rear wheel 102d) in the traveling direction.
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。右前側後輪102aと左前側後輪102bは、車軸103aで連結されており、右後側後輪102cと左後側後輪102dは、車軸103bで連結されている。車軸103aと車軸103bは走行方向に対して平行に配置されており、右前側後輪102aと左前側後輪102bの対と、右後側後輪102cと左後側後輪102dの対は、走行方向に対して前後に並ぶ位置関係にある。   The front wheel 101 changes its direction when the user 900 operates the handle 115, and functions as a steered wheel. The right front rear wheel 102a and the left front rear wheel 102b are connected by an axle 103a, and the right rear rear wheel 102c and the left rear rear wheel 102d are connected by an axle 103b. The axle 103a and the axle 103b are arranged in parallel to the traveling direction, and a pair of a right front rear wheel 102a and a left front rear wheel 102b, and a pair of a right rear rear wheel 102c and a left rear wheel 102d are There is a positional relationship in front of and behind the traveling direction.
4つの後輪102は、不図示のモータと減速機構によって駆動されて、駆動輪として機能する。4つの後輪102を駆動輪とすることで、走行面に凹凸がある場合でもいずれかの後輪が接地する可能性が高まり、高い走破性が期待できる。なお、凹凸の少ない走行面で利用する場合などにおいては、右前側後輪102aと左前側後輪102bの対と、右後側後輪102cと左後側後輪102dの対の一方を駆動輪としても良い。   The four rear wheels 102 are driven by a motor (not shown) and a speed reduction mechanism, and function as drive wheels. By using the four rear wheels 102 as drive wheels, even if the running surface has irregularities, the possibility of any one of the rear wheels touching the ground increases, and high running performance can be expected. In the case where the vehicle is used on a running surface with little unevenness, for example, one of a pair of a front right rear wheel 102a and a front left rear wheel 102b and a pair of a rear right rear wheel 102c and a rear left rear wheel 102d is used as a drive wheel. It is good.
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 of the front support column 111, and rotatably supports the front wheel 101 so as to sandwich the front wheel 101 from both sides. A handle 115 is fixed to the other end of the front support 111 so as to extend in the rotation axis direction 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.
4つの後輪102は、車軸103(103a、103b)を介して、台車基体として機能する本体部122により回転可能に支持されている。本体部122は、上述のモータと減速機構、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が足を置くための搭乗部としてのステップ141が設けられている。   The four rear wheels 102 are rotatably supported via axles 103 (103a, 103b) by a main body 122 functioning as a bogie base. The main body 122 also has a function of a housing that houses the above-described motor, a speed reduction mechanism, a battery that supplies power to the motor, and the like. A step 141 is provided on the upper surface of the main body 122 as a riding section on which the user 900 places his / her feet.
本体部122の中央部近傍には、鉛直方向上向きに台車継手123が突設されている。台車継手123は、台車支持部材としての後側支柱121の一端を揺動軸JA周りに軸支する。これにより、後側支柱121は、本体部122と相対的に、車軸103と平行である揺動軸JA周りに揺動し得る。 A bogie joint 123 protrudes vertically upward in the vicinity of the center of the main body 122. The bogie joint 123 supports one end of the rear support column 121 as a bogie support member around the swing axis JA. Thereby, the rear support column 121 can swing around the swing axis JA that is parallel to the axle 103, relative to the main body 122.
前側支柱111と後側支柱121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、後側支柱121のうち、台車継手123に軸支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 support 111 and the rear support 121 are connected via a swivel joint 131 and a hinge joint 132. The swivel joint 131 is fixed to a position near the other end of the front support column 111 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 provided with the other end of the rear support column 121 opposite to the one end supported by the bogie joint 123, and around a hinge axis HA parallel to the extension direction of the axle 103, It rotates relatively to the rear support 121.
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、後側支柱121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、前側支柱111と後側支柱121とがヒンジ軸H周りに相対的に回転して、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。 This structure, the user 900, when turning the handle 115, a front wheel supporting member 110 to pivot T A around against the rear pillar 121 is changed the direction of the front wheel 101 to pivot. Further, when the user 900 tilts the handle 115 forward with respect to the traveling direction, the front column 111 and the rear column 121 relatively rotate around the hinge axis HA , and the front column 111 and the rear column 121 are rotated. Can be made smaller. When the angle formed between the front support 111 and the rear support 121 becomes smaller, the WB length, which is the distance between the front wheel 101 and the wheel base (WB) of the rear wheel 102, becomes shorter.
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、前側支柱111と後側支柱121とがヒンジ軸H周りに相対的に回転して、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。ここで、WB長は、図1に示すように、走行方向に沿って、前輪と、後輪102の中心とを結ぶ距離とする。WB長の定義は、これに限らず、前輪と後輪の走行方向に沿った距離を表すものであれば良い。 Conversely, when the user 900 tilts the handle 115 backward with respect to the running direction, the front support 111 and the rear support 121 rotate relatively around the hinge axis HA , and the front support 111 and the rear support The angle formed by 121 can be increased. As the angle between the front support 111 and the rear support 121 increases, the WB length increases. Here, the WB length is, as shown in FIG. 1, a distance connecting the front wheel and the center of the rear wheel 102 along the traveling direction. The definition of the WB length is not limited to this, and may be any value that represents the distance between the front wheel and the rear wheel along the traveling direction.
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 near 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 support 111 and the rear support 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 support 111 and the rear support 121 becomes the minimum structural angle. The handle 115 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 between the front support 111 and the rear support 121 by changing at least one of the weight applied to the handle 115 and the weight applied to the step 141, thereby adjusting 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 mounted near the hinge joint 132. The rotation angle sensor 134 outputs an angle formed between the front support 111 and the rear support 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 when the WB length is short, and travels at a high speed when the WB length is long. FIG. 1 shows a state during low-speed running with a short WB length. FIG. 3 is a side view of the traveling device 100 similar to that of FIG. 1, but shows a state at the time of 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 support 111 and the rear support 121 is defined as a rotation angle θ, where the direction in which the support is relatively opened is positive. The minimum value (minimum angle) that the rotation angle θ can assume 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, a structural regulating 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。つまり、回転角θは、WB長に連動するパラメータである。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). That is, the rotation angle θ is a parameter linked to the WB length. 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 as to reach the target speed corresponding thereto. In other words, the WB length is associated with the target speed using 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。また、速度とWB長が連動して変化するので、低速なのにWB長が長いような状態になることが無く、その速度で必要最低限な投影面積で移動ができる。すなわち、走行装置100が移動するために必要な路面上の面積が小さく、余分なスペースを必要としない。これは駐機する場合にも特にその効果を発揮する。また、ユーザ900は、ハンドル115を前後に傾ければ、速度とWB長の両方を連動させて変化させることができるので、運転操作としても簡便で容易である。   When the rotation angle θ is small, the WB length is short, so that small turning is effective. That is, it can move around even in a narrow place. Conversely, when the rotation angle θ is increased, the WB length is increased, so that traveling stability, particularly straightness, is improved. That is, even when the vehicle travels at a high speed, the vehicle is less likely to be rocked by a step on the road surface. In addition, since the speed and the WB length change in conjunction with each other, the WB length does not become long even though the speed is low, and the movement can be performed with the minimum required projection area at that speed. That is, the area on the road surface required for the traveling device 100 to move is small, and no extra space is required. This is especially effective when parking. Further, if the user 900 tilts the handle 115 back and forth, both the speed and the WB length can be changed in conjunction with each other, so that the driving operation is simple and easy.
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, for example, a CPU, and is housed in the main unit 122. The drive wheel unit 210 includes a drive circuit and a motor for driving the rear wheel 102, which is a drive wheel, and is housed in the main body 122. The control unit 200 executes a rotation control 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 to detect the speed of the traveling device 100. Vehicle speed sensor 220 transmits a detection result to control unit 200 as a speed signal in response to a request from control unit 200. The rotation angle sensor 134 detects the rotation angle θ as described above. The rotation angle sensor 134 transmits a 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 a detection result to the control unit 200 as a load signal 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 nonvolatile storage medium, for example, a solid state drive is used. The memory 250 stores, in addition to a control program for controlling the traveling device 100, various parameter values, functions, look-up tables, and the like used for control. The memory 250 stores a conversion table 251 for converting the rotation angle θ into a target speed.
図5は、回転角θを目標速度に変換する変換テーブル251の一例としての、回転角θと目標速度の関係を示すグラフである。図示するように、目標速度は回転角θの一次関数として表されており、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。最小角θMIN(度)のときに目標速度は0であり、最大角θMAX(度)のときに目標速度は最高速度V(km/h)である。このように、変換テーブル251は、関数形式であっても良い。 FIG. 5 is a graph showing a relationship between the rotation angle θ and the target speed as an example of a conversion table 251 for converting the rotation angle θ into the target speed. As shown in the figure, the target speed is expressed as a linear function of the rotation angle θ, and the target speed is set to increase as the rotation angle θ increases. The target speed is 0 at the minimum angle θ MIN (degrees), and the maximum speed V m (km / h) at the maximum angle θ MAX (degrees). As described above, the conversion table 251 may be in a function format.
図6は、回転角θを目標速度に変換する変換テーブル251の他の一例としての、回転角θと目標速度の関係を示すテーブルである。図5の例では、連続的に変化する回転角θに対して連続的に変化する目標速度を対応付けた。図6の例では、連続的に変化する回転角θを複数のグループに区分して、それぞれにひとつの目標速度を対応付ける。   FIG. 6 is a table showing a relationship between the rotation angle θ and the target speed as another example of the conversion table 251 for converting the rotation angle θ into the target speed. In the example of FIG. 5, a continuously changing target speed is associated with a continuously changing rotation angle θ. In the example of FIG. 6, the continuously changing rotation angle θ is divided into a plurality of groups, and one target speed is associated with each.
図示するように、回転角θが、θMIN以上θ未満である場合に目標速度0(km/h)を対応付け、θ以上θ未満である場合に目標速度5.0(km/h)を対応付け、θ以上θ未満である場合に目標速度10.0(km/h)を対応付け、θ以上θMAX以下である場合に目標速度15.0(km/h)を対応付ける。このような場合の変換テーブル251は、ルックアップテーブル形式を採用することができる。このように目標速度を、ある程度幅を持たせた回転角θの範囲に対応付けると、例えばユーザ900の体の揺れに影響されて小刻みに目標速度が変わるようなことがなくなり、滑らかな速度変化を期待できる。もちろん、範囲の境界にヒステリシスを持たせても良く、加速時と減速時で範囲の境界を異ならせれば、より滑らかな速度変化を期待できる。 As illustrated, the rotation angle theta is, theta when it is more than theta less than 1 MIN associated target speed 0 (km / h), the target speed 5.0 is less than theta 1 or θ 2 (km / h) and the target speed 10.0 (km / h) when θ 2 or more and less than θ 3 , and the target speed 15.0 (km / h) when θ 3 or more and MAX or less. Is associated. In such a case, the conversion table 251 can adopt a lookup table format. By associating the target speed with the range of the rotation angle θ having a certain width in this way, for example, the target speed does not change little by little due to the shaking of the body of the user 900, and a smooth speed change is achieved. Can be expected. Of course, hysteresis may be provided at the boundary of the range. If the boundary of the range is different between acceleration and deceleration, a smoother speed change can be expected.
回転角θと目標速度の対応付けは、図5や図6の例に限らず、さまざまな対応付けが可能である。例えば、回転角θの変化量に対する目標速度の変化量を、低速領域においては小さく設定し、高速領域においては大きく設定するといったアレンジも可能である。また、本実施例では、回転角θがWB長と一対一に対応することから、媒介変数である回転角θを目標速度と対応付ける変換テーブル251を採用しているが、本来の趣旨通りに、WB長を目標速度と対応付ける変換テーブルを採用しても良い。この場合は、回転角センサ134から取得される回転角θを上述の関数を用いてWB長に換算してから、変換テーブルを参照すれば良い。   The association between the rotation angle θ and the target speed is not limited to the examples of FIGS. 5 and 6, and various associations are possible. For example, it is also possible to arrange such that the change amount of the target speed with respect to the change amount of the rotation angle θ is set small in a low speed region and large in a high speed region. Further, in the present embodiment, since the rotation angle θ has a one-to-one correspondence with the WB length, the conversion table 251 for associating the rotation angle θ as a parameter with the target speed is employed. A conversion table that associates the WB length with the target speed may be employed. In this case, the rotation angle θ obtained from the rotation angle sensor 134 may be converted into a WB length using the above function, and then the conversion table may be referred to.
次に、本実施例における、走行処理について説明する。図7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 processing in this embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a process during traveling. The flow starts when the power switch is turned on and a signal indicating that there is a load is received from the load sensor 240, that is, when the user 900 is 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 the rotation angle signal from the rotation angle sensor 134 and calculates the current rotation angle θ. Then, 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、駆動ユニット210へ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 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 higher than the current speed, a drive signal for accelerating is transmitted to the drive unit 210. If the target speed is lower than the current speed, a drive signal for deceleration is transmitted to the drive 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。なお、図6のような変換テーブルを採用している場合は、回転角θがひとつの範囲に留まる間は、変化していないと判断する。   The control unit 200 monitors whether the rotation angle θ has changed even 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 is repeated from step S101. If it is determined that it has not changed, the process proceeds to step S105. When the conversion table as shown in FIG. 6 is employed, it is determined that there is no change while the rotation angle θ remains within one range.
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)。   Control unit 200 receives the speed signal from vehicle speed sensor 220 in step S105, 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, and acceleration / deceleration is continued. 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 was 0. If the target speed is 0, the traveling device 100 has 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 traveling at that 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 monitors whether the rotation angle θ has changed even while traveling at a constant speed in step S107, that is, whether the user 900 has tilted the steering wheel 115 back and forth (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 the constant speed traveling.
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 determined in step S106 that the target speed is 0, the process proceeds to step S109, and it is determined whether the user 900 has exited from the load signal received from the load sensor 240. If it is determined that the user 900 has not got off, that is, that there is a load, the process returns to step S101 to continue running control. If it is determined that the vehicle has been disembarked, a series of processing ends.
以上のような走行装置100によれば、ユーザの操作によりWB長が長くなった場合には、対応付けられた目標速度まで自動的に速度が大きくなるので、操作感が直感的であり従来のような煩雑な操作を必要としない。また、WB長が短くなった場合にも、後輪が走行方向に対して複数設けられているので、走行面に多少の凹凸が存在しても十分なグリップ力を発揮し、ユーザは安定的に搭乗することができる。つまり、走行装置100は、いわゆるロッカーボギー機構に類する構造であるので、その利点を享受できる。   According to the traveling device 100 as described above, when the WB length is increased by the user's operation, the speed is automatically increased to the associated target speed, so that the operation feeling is intuitive, and There is no need for such complicated operations. Further, even when the WB length is shortened, the rear wheels are provided in a plurality in the running direction, so that even if there is some unevenness on the running surface, sufficient grip force is exhibited, and the user can stably operate. Can be boarded. That is, since the traveling device 100 has a structure similar to a so-called rocker bogie mechanism, the advantage can be enjoyed.
また、従来のパーソナルモビリティの構造をそのまま採用すると、WB長が最短になる動作に合わせて速度を0とする場合に、搭乗しているユーザはバランスを崩してしまうこともあったが、本実施形態の走行装置では、ユーザは複数の後輪によって支えられているので、そのような恐れが少ない。特に降機する状況において、片足を下ろすタイミングで装置を倒してしまうようなことも回避しやすい。   Also, if the conventional personal mobility structure is adopted as it is, when the speed is set to 0 in accordance with the operation in which the WB length is the shortest, the user on board sometimes loses balance. In the traveling device according to the aspect, since the user is supported by the plurality of rear wheels, such a risk is small. In particular, in a situation where the user gets off the vehicle, it is easy to avoid that the device is knocked down when one foot is lowered.
以上本実施形態に係る走行装置100を説明したが、前輪の数、後輪の数の組み合わせは、1つと4つに限らない。前輪も走行方向、車軸方向に沿ってそれぞれ複数の車輪で構成しても良いし、後輪も走行方向に沿って更に車輪の数を増やしても良い。また、前輪、後輪の少なくとも一部は、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。   The traveling device 100 according to the present embodiment has been described above, but the combination of the number of front wheels and the number of rear wheels is not limited to one and four. The front wheels may also be composed of a plurality of wheels along the traveling direction and the axle direction, respectively, and the rear wheels may have more wheels along the traveling direction. Further, at least a part of the front wheel and the rear wheel does not have to be a wheel, and may be a grounding element such as a spherical wheel and a crawler. The power source for driving the drive wheels is not limited to a motor, but may be a gasoline engine or the like.
また、走行装置100においては、前側支柱111と後側支柱121を相対的に回転させる回転部としてヒンジを用いたが、これに限らない。ユーザの動作が伝達することにより前側支柱111と後側支柱121のなす角が変化する回転部であれば、様々な構造を採用し得る。例えば、前側支柱111と後側支柱121を板バネなどの弾性部材で接続する構造であっても、前側支柱111に接続されたハンドル115を前後に傾斜させることで前側支柱111と後側支柱121のなす角を変化させることができる。   In the traveling device 100, a hinge is used as a rotating unit that relatively rotates the front support 111 and the rear support 121, but the present invention is not limited to this. Various structures can be adopted as long as the angle is formed between the front support 111 and the rear support 121 by transmitting a user's operation. For example, even in a structure in which the front support 111 and the rear support 121 are connected by an elastic member such as a leaf spring, the handle 115 connected to the front support 111 is inclined forward and backward to form the front support 111 and the rear support 121. Angle can be changed.
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、121 後側支柱、122 本体部、123 台車継手、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、230 WB調整機構、240 荷重センサ、250 メモリ、251 変換テーブル、900 ユーザ   Reference Signs List 100 traveling device, 101 front wheel, 102 rear wheel, 103 axle, 110 front wheel support member, 111 front support, 112 fork, 115 handle, 121 rear support, 122 body, 123 bogie joint, 131 swivel joint, 132 hinge joint, 133 biasing spring, 134 rotation angle sensor, 141 step, 200 control unit, 210 drive wheel unit, 220 vehicle speed sensor, 230 WB adjustment mechanism, 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、
    前輪を回転可能に支持する前輪支持部材と、
    走行方向に並ぶ複数の後輪のそれぞれを回転可能に支持する台車基体と、
    前記台車基体に設置された前記ユーザの搭乗部と、
    前記複数の後輪のそれぞれの回転軸と平行な揺動軸周りに前記台車基体に揺動可能に軸支された台車支持部材と、
    前記前輪および前記複数の後輪のうちの少なくともひとつを駆動する駆動部と、
    前記前輪支持部材と前記台車支持部材を相対的に回転させる回転部を含み、前記ユーザの動作が伝達することにより前記前輪支持部材と前記台車支持部材のなす角が変化して、前記前輪と前記複数の後輪のホイールベース長が調整される調整機構と、
    前記ホイールベース長に連動するパラメータに対応付けられた目標速度に基づいて前記駆動部を制御する制御部と
    を備える走行装置。
    A traveling device on which a user rides and travels,
    A front wheel supporting member that rotatably supports the front wheel,
    A bogie base that rotatably supports each of the plurality of rear wheels arranged in the traveling direction,
    A boarding section of the user installed on the carriage base,
    A bogie support member pivotally supported by the bogie base around a pivot axis parallel to each rotation axis of the plurality of rear wheels,
    A drive unit that drives at least one of the front wheel and the plurality of rear wheels,
    An angle between the front wheel support member and the bogie support member is changed by transmitting a user's operation, and the front wheel support member and the bogie support member include a rotating unit that relatively rotates the bogie support member. An adjustment mechanism for adjusting the wheelbase length of the plurality of rear wheels,
    A traveling unit comprising: a control unit that controls the driving unit based on a target speed associated with a parameter that is linked to the wheelbase length.
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