TWI661978B - 載具移動裝置、移動方法與使用其的載具裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種載具移動裝置,包含移動單元、質心控制單元以及質量塊。移動單元與質心控制單元皆設置於載具,且質量塊設於質心控制單元。質心控制單元可受使用者控制而驅動質量塊移動,以改變載具之質心位置。同時,移動單元隨著載具之質心位置改變而移動,以令載具由靜止狀態被驅動位移。藉此,本發明之載具移動裝置可藉由控制質量塊在載具上的位置與方向,決定載具的移動速度以及轉彎角度。
Description
本發明係關於一種載具移動裝置、移動方法與使用其的載具裝置,尤其指一種藉由控制載具之重心位置而驅使其移動的載具移動裝置、移動方法與使用其的載具裝置。
近年來,市面上出現多種款式的電動代步車商品,其內部設有多組感應器(如陀螺儀),用以偵測使用者操控電動代步車時的傾角、角速度等參數,並據此決定電動代步車的行進速度與方向。
亦即,上述電動代步車係設定特定的參數為平衡狀態,待使用者操作車體而使參數偏離時,電動代步車則驅動馬達朝向平衡狀態修正,此一修正過程則體現為電動代步車的移動速度或轉向角度。
上述修正過程採取先感測參數、其後依參數數值來決定車體移動行為的模式。當使用者以握柄或是踏板等配件來控制電動代步車時,電動代步車乃依據當下感測到的參數來即時計算反饋的速度與轉彎角度。然而,因前述流程同時牽涉多個參數之感應及交互運算,導致整個過程較為耗時,存在反應遲緩的問題。
此外,由於使用者的姿勢會直接影響電動代步車的運動行為,而車體運動行為的改變亦會影響使用者的姿勢,對於使用者而言,在行駛中的電動代步車上保持平衡變得相當困難,使得操作性較差。
因此,為了克服現有技術的不足之處,本發明提出一種載具移動裝置、移動方法與使用其的載具裝置,透過主動控制載具的重心而觸發載具自動平衡的傾向,藉而使載具依據重心位置改變而移動。由於載具之移動機制不需要複雜的偵測與計算、且載具之移動與使用者的身體姿勢不會交互影響,可令載具之作動更加靈敏,並且易於保持平衡。
根據本發明之一實施方式,提供一種載具移動裝置,載具移動裝置包含移動單元、質心控制單元以及質量塊。移動單元與質心控制單元皆設置於載具,且質量塊設於質心控制單元。質心控制單元可受使用者控制而驅動質量塊移動,以改變載具之質心位置。同時,移動單元隨著載具之質心位置改變而移動,以令載具由靜止狀態被驅動位移。
由上述實施方式可知,移動單元之致動是起因於載具質心位置變化所導致的不平衡狀態。因此,藉由控制質量塊在載具上的位置與方向,即可決定載具的移動速度以及轉彎角度。
在一實施例中,前述移動單元可以為對稱的兩個輪胎、單一個輪球或單一個輪胎。
在一實施例中,於移動單元為單一個輪球或單一個輪胎時,前述質心控制單元可以為史都華平台,且史都華平台供質量塊於其上行三維運動。
在另一實施例中,於移動單元為對稱的兩個輪胎時,質心控制單元可更包含傳動帶與第一馬達。傳動帶承載質量塊,而第一馬達則驅動傳動帶。利用第一馬達帶動傳動帶,可維持質量塊與載具之相對位置,維持移動單元的自動平衡傾向。
進一步地,質心控制單元可額外包含第二馬達,第二馬達與第一馬達樞連,當第二馬達被致能而驅動時,第一馬達相對第二馬達旋轉。此外,質心控制單元更可包含第三馬達,第三馬達連動第二馬達,當第三馬達驅動時,第一馬達與第二馬達受第三馬達帶動而移動。
藉由設置複數個馬達,質心控制單元也可以實現不同維度的質心位置變化,以利於控制移動單元作動。
在一實施例中,載具移動裝置可包含影像擷取單元與分析處理單元。影像擷取單元設置於載具,並用以擷取目標物影像(例如人)。分析處理單元接收並分析目標物之影像,且質心控制單元依據目標物影像之分析結果而驅動質量塊移動。在本實施例中,影像擷取單元與分析處理單元可用於長者照護與追蹤。舉例來說,載具移動裝置憑藉影像擷取單元獲取使用者相對周圍物件的不同位置,而分析處理單元則依據使用者的不同位置計算出行走速度、方向,並作為質心控制單元所需的控制資訊。藉此,載具移動裝置可隨追蹤對象一併移動,並提供攙扶、回報位置等功能。
前述載具移動裝置可包含平衡保護單元,平衡保護單元可活動地設於載具,當移動單元靜止(例如電量將耗盡或原地待命狀態)或傾斜角度超過質心控制單元所能控制至平衡之一臨界角度時,平衡保護單元可下放而接觸地面,以維持載具平衡。
根據本發明之一實施方式,提供一種載具裝置,包括前述載具與前述多個載具移動裝置的其中一者。本實施方式之原理及功效已記載於前述載具移動裝置之實施方式中,故此處不再重述。
載具裝置之各實施例的原理及功效已記載於前述載具移動裝置之實施方式中,故此處不再重述。
根據本發明之另一實施方式,提供一種載具移動方法,包含以下步驟。提供移動單元,並設置移動單元於載具。提供質心控制單元,並設置質心控制單元於載具。提供質量塊,並設置質量塊於質心控制單元。操控質心控制單元以移動質量塊,令載具之質心位置改變。本實施方式之原理及功效已記載於前述載具移動裝置之實施方式中,故此處不再重述。
載具移動方法之各實施例的原理及功效已記載於前述載具移動裝置之實施方式中,故此處不再重述。
根據本發明之另一實施方式,提供一種載具裝置,載具裝置包含載具、移動單元、質心控制單元、質量塊以及平衡保護單元。移動單元與質心控制單元皆設置於載具,且質量塊設於質心控制單元。質心控制單元可受使用者控制而驅動質量塊移動,以改變載具之質心位置。平衡保護單元可活動地設於載具,當移動單元靜止(例如電量將耗盡或原地待命狀態)或傾斜角度超過質心控制單
元所能控制至平衡之一臨界角度時,平衡保護單元可下放而接觸地面,以維持載具平衡。移動單元隨著載具之質心位置改變而移動。
本實施方式與前述其他實施方式之差異在於,載具移動裝置不僅可與載具合併實施,且移動單元對載具的驅動行為也不限於靜止狀態下。
舉例來說,移動單元可以做為載具裝置的自動平衡機構,在質量塊受控而改變位置之過程中,移動單元則因應載具的重心變化而隨之移動,藉以達到整個載具裝置的動態平衡功能。
在一實施例中,前述移動單元可以為對稱的兩個輪胎、單一個輪球或單一個輪胎。
在一實施例中,於移動單元為單一個輪球或單一個輪胎時,前述質心控制單元可以為史都華平台,且史都華平台供質量塊於其上行三維運動。
在另一實施例中,於移動單元為對稱的兩個輪胎時,質心控制單元可更包含傳動帶與第一馬達。傳動帶承載質量塊,而第一馬達則驅動傳動帶。
進一步地,質心控制單元可額外包含第二馬達,第二馬達與第一馬達樞連,當第二馬達被致能而驅動時,第一馬達相對第二馬達旋轉。此外,質心控制單元更可包含第三馬達,第三馬達連動第二馬達,當第三馬達驅動時,第一馬達與第二馬達受第三馬達帶動而移動。
在一實施例中,載具移動裝置可包含影像擷取單元與分析處理單元。影像擷取單元設置於載具,並用以擷取目標物影像(例如人)。分析處理單元接收並分析目標物之影像,且質心控制單元依據目標物影像之分析結果而驅動質量塊移動。
本實施方式及進一步實施例的說明及其功效已如前述各段落所述,故此處不再重述。
100‧‧‧載具移動裝置
200‧‧‧移動單元
300‧‧‧質心控制單元
310‧‧‧傳動帶
320‧‧‧第一馬達
330‧‧‧第二馬達
340‧‧‧第三馬達
400‧‧‧質量塊
500‧‧‧影像擷取單元
600‧‧‧分析處理單元
700‧‧‧平衡保護單元
710‧‧‧輪具
800‧‧‧模式切換單元
900‧‧‧載具移動方法
r1、r2‧‧‧力臂
M‧‧‧質心
S‧‧‧平板
V、V’‧‧‧載具
圖1為本發明一實施方式之載具移動裝置的上視示意圖;圖2為圖1之載具移動裝置的側視示意圖;圖3A為圖1之載具移動裝置的載具平衡示意圖;圖3B為圖1之載具移動裝置的載具移動示意圖;圖4為圖1之載具移動裝置的結構方塊圖;圖5為圖1之載具移動裝置的駐停模式示意圖;圖6A為本發明之載具移動裝置的另一種質心控制單元示意圖;圖6B為本發明之載具移動裝置的另一種質心控制單元示意圖;圖7為本發明一實施方式之載具移動裝置的側視示意圖;以及圖8為本發明一實施方式之載具移動方法的步驟流程圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效,茲藉由下述具體之實施例,並配合所附之圖式,對本發明做一詳細說明,說明如後:
請參照圖1與圖2,載具移動裝置100包含移動單元200、質心控制單元300以及質量塊400。移動單元200與質心控制單元300皆設置於載具V上。在本實施方式中,移動單元200是以對稱的兩個輪胎之形式實施,惟實際態樣與數量可以不限於此,且質心控制單元300的設計方式會相關於載具移動單元200的類別。例如,在其他實施例中,移動單元200可以是單一個輪球或單一個輪胎。
質量塊400設於質心控制單元300,而質心控制單元300可受控(如遙控或線控)驅動質量塊400移動。
附帶一提,圖1與圖2中的載具V與載具移動裝置100還可以組成一種載具裝置。簡單地說,載具移動裝置100係用來設計給載具V使用,且可以由其中一個製造者將載具移動裝置100提供給載具V的製造者進行組裝,以形成可以販售給使用者的載具裝置。
如圖1與圖2所示,質心控制單元300具體可以包含傳動帶310、第一馬達320、第二馬達330以及第三馬達340。質量塊400係承載於傳動帶310上,而傳動帶310又由第一馬達320驅動運轉。因此,當第一馬達320致動時,質量塊400將同傳動帶310相對載具V移動。第一馬達320與傳動帶310構成的傳動系統又與第二馬達330樞連,故當第二馬達330驅動時,質量塊400、傳動帶310與第一馬達320的整個系統則圍繞第二馬達330旋轉。進一步地,第二馬達330可再與第三馬達340連動,使第三馬達340驅動時,質量塊400、傳動帶310、第一馬達320與第二馬達330皆被一併帶動。
配合圖3A及圖3B說明本實施方式之運作原理。假設移動單元20)與載具V為對稱結構,則移動單元200與載具V之質心M位於載具V中心處。當質量塊400放置於載具V一側時,則系統的質心M產生偏移。由於質量塊400的質量小於移動單元200與載具V的總和(註:質量塊400的質量不能太小,以至於幾乎無法使質心M產生偏移),故對於質心M而言,載具V將繞逆時針旋轉,直至質心M所受力矩達到平衡(移動單元200與載具V之質量總合和力臂r1之乘積,等於質量塊400之質量和力臂r2之乘積)。為了達成此平衡狀態,移動單元200將傾向朝右
移動,而質量塊400則傾向朝左移動。因此,利用質心控制單元300持續帶動質量塊400,使質量塊400的位置停留於載具V右方,即可令系統質心M之力矩維持不平衡狀態,驅使移動單元200不斷朝右移動。
請搭配圖1、圖2參照圖4及圖5,載具移動裝置100另可包含影像擷取單元500以及分析處理單元600。影像擷取單元500設於載具V,其方位可以為前後兩端,或其他位置,並用以擷取人等目標物影像。分析處理單元600訊號連接影像擷取單元500以及質心控制單元300,以接收並分析目標物影像。依據目標物的距離、移動速度與方向,分析處理單元600可據以決定載具V的移動參數,並且供質心控制單元300驅動質量塊400移動。藉此,載具移動裝置100可具備自動調整速度與方向的功能,從而應用於追蹤、人體支持等功能。
另外,載具移動裝置100更可包含平衡保護單元700以及模式切換單元800。舉例來說,當載具V為雙輪以下的車體(即,移動單元200為左右對稱的兩個輪胎單一輪球、或單一輪胎)、且移動或平衡過程因某些原因(如電力已無法控制其平衡狀態、或移動單元200傾斜達到臨界角度,使質心控制單元300無法控制至平衡)而有傾倒可能時,載具V啟動安全保護機制而將平衡保護單元700下放以平衡載具V,藉以保護載具V或騎乘者人身安全。同時,由於駐停模式下不需要對質量塊400的位置進行控制。再者,於駐停模式下,模式切換單元800更可對應地將載具V收摺,使載具V成為直立狀態。此時由於載具V為平衡狀態,故此時可停止對平衡保護單元700與移動單元200供電,以達到節能省電的效果,另外,,載具移動裝置100可於不使用時減少體積,以方便進出或收納於狹小空間。附帶一提,由於載具移動裝置100更包含模式切換單元800,因此,載具V可以依
據情況為平板狀態(如圖2)或直立狀態(如圖5)。舉例來說,在較為擁擠的環境下,載具V可以以直立狀態移動;以及在需要讓使用者躺臥的情況下,載具V可以為平板狀態移動。另外,平衡保護單元700於載具V為平板狀態或直立狀態下時,都可以用來駐停載具V,而無狀態使用上的限制。
在此請注意,於第1、2與5圖中,質量塊400與質心控制單元300雖僅設置於載具V的一個平板S上,但本發明不限制於此。例如,載具移動裝置100可以具有兩組的質量塊400與質心控制單元300對稱地設置於載具V的兩個平板S上。
參照圖6A,質心控制單元300也可以採取其他實施態樣。例如,當移動單元200為單一個輪球或單一個輪胎時,質心控制單元300可以為史都華平台,由於史都華平台具備多軸致動特性,故可控制質量塊400進行三維運動,有利於精準控制載具V的質心位置。
再者,請參照圖6B,當移動單元200為對稱的兩個輪胎時,質心控制單元300為一個可動懸臂,其可以控制質量塊400進行二維甚至三維運動,有利於精準控制載具V的質心位置。另外,前述實施例,以一個質量塊400為例說明,但是於本發明其他實施例中,質量塊400的數量不限定為一個。
另外,請參照圖7,圖7中的載具V’不具有模式切換單元800,而為直立式的雙輪載具V’(具有對稱的兩個輪胎的載具)。簡單地說,本發明實施例的載具V、V’的態樣並非用以限制本發明。
在本實施方式的各圖式中,平衡保護單元700係設置於移動單元200前後的平板S下方、或設於移動單元200之間。惟應理解的是,平衡保護單元
700做為移動單元200以外的其他支點,其作用在於令載具V或載具V’於各種狀態下保持平衡。因此,各圖式所繪示之平衡保護單元700的位置、數量僅為示意,這些因素並不直接影響載具V或載具V’的平衡功能可否實現。例如,載具V或載具V’可以包含多數個平衡保護單元700,分別設置於載具V或載具V’的兩側。當然,平衡保護單元700與地面的接觸形式也不限於特定態樣,例如可以是平面接觸、曲面接觸或是單點、多點接觸。或者,平衡保護單元700也可以利用輪具710接觸地面。輪具710的形式不限於特定種類,可以是單向輪、萬向輪或各種滾動形式的物體。
除利用平衡保護單元700而令載具V、V’進入靜止停駐狀態以外,在其他實施例中,移動單元200亦可做為載具V、V’的自動平衡機制。在前述各個實施例中,移動單元200係配合質心控制單元300而做為載具移動裝置100的移動手段,然在其他實施例中,移動單元200也可因應質量塊400對載具V、V’的重心位置影響而同步運作。舉例來說,移動中遇地形變化、外力或是使用者的姿態變化時,載具V、V’的重心將發生預期外的改變,在此狀態下,移動單元200除了預設的移動功能外,亦可主動補償上述因素造成的重心位置改變,以維持載具V、V’始終為平穩的行進狀態。因此,對於整個載具裝置而言,移動單元200的作用並非僅限於由靜止狀態驅動移動,還包含了在移動狀態中的動態平衡功能。
在質心控制單元300包含第一馬達320、第二馬達330及第三馬達340的實施例下,載具移動裝置100可以有不同的制動模式。舉例來說,圖1、圖2示例載具移動裝置100為平板狀態,圖5及圖7則為直立狀態。在平板狀態時,質心控制單元300可利用第三馬達340帶動第一馬達320、第二馬達330遠離載具移
動裝置100的質心位置,以此增強力矩不平衡的傾向,藉以調控第一馬達320帶動質量塊400的效果。換句話說,當第一馬達320被帶離系統質心越遠,則質量塊400的移動對質心位置的變化也就越明顯,反之則否。
在圖5及圖7的直立狀態下,由於第三馬達340的影響不會改變載具移動裝置100的質心位置(只會改變高度方向的位置),質心控制單元300改由第一馬達320及第二馬達330來控制質量塊400。亦即,在直立狀態下,原第三馬達340的作用由第二馬達330取代,第一馬達320僅能在第二馬達330可達到的傳動區間內控制質量塊400移動,故直立狀態的移動速度將較平板狀態緩慢。且在此狀態下,第三馬達340可進入鎖定狀態而不轉動,確保第一馬達320及第二馬達330始終位於載具移動裝置100上方。在另一種情況下,如前所述,第三馬達340透過調整第一馬達320與第二馬達330的位置,來增減質量塊400的轉動慣量,以利於輔助平衡(或移動)控制器之設計,增加載具設計彈性。
當欲進入駐停模式時,第二馬達330可轉動而將傳動帶310與第一馬達320往載具移動裝置100的質心處移動,以輔助載具移動裝置100達到前後平衡。以圖7為例,由於載具V’不具有模式切換單元800,則第二馬達330可帶動傳動帶310與第一馬達320,將之收摺至平板S內。進一步地,第一馬達320可再利用傳動帶310將質量塊400移動至載具移動裝置100的正中央。如此,質心控制單元300的質心完全回到系統的中心處,令載具移動裝置100保持平衡狀態。再者,載具移動裝置100具有影像擷取單元500與分析處理單元600,故本發明的具有對稱的兩個輪胎的載具裝置能實現雙輪物件追蹤平台系統,以完成雙輪自主平衡控制(autonomous balance control)、自主移動控制(autonomous movement control)、物
件追蹤(object tracking)與避障(obstacle avoidance)等功能。進一步地,載具移動裝置100更可以具有多重控制器(multiple controllers),用以實現雙輪自主平衡與移動控制。例如,多重控制器可以藉由微控制器執行多重PID控制(proportional-integral-derivative control)演算法來控制載具之平衡與移動,但本發明不限制多重控制器的實現方式。載具移動裝置100更可以在多個物件中辨識出特定物件影像資訊,從而實現物件追蹤(object tracking)功能,例如透過LBPH(Local Binary Patterns Histograms,本地端二元圖樣直條圖)演算法來實現,但本發明不限制實現物件追蹤功能的演算法類型。載具移動裝置l00更具有測距感測器(如3D影像感測器、LIDAR感測器等),以判斷判斷障礙物距離,從而實現避障(obstacle avoidance)功能,且上述測距感測器的實現方式不以本發明實施例未限制。此外,為了方便使用者操作雙輪物件追蹤平台系統,載具移動裝置100整合語音辨識技術,提供使用者透過語音操控雙輪物件追蹤平台系統,語音操控功能包括辨識特定使用者聲音、特定指令執行(特定物件追蹤、雙輪平台前進、後退、左右轉等)等。例如,當使用者透過語音對平台系統說出平台系統名稱與特定指令時(例如,B1 move forward),則平台系統名稱為B1的平台系統會執行前進指令(move forward)。
前述雙輪物件追蹤平台系統可進一步延伸至各式雙輪機器人,例如居家照護機器人、菜籃機器人、失智者(或小孩)跟隨機器人等。相較於四輪及三輪機器人,具有底盤輕且面積小優點,而且若雙輪結構設計佳,則靜止平衡所需耗的電量極低。此外,雙輪結構亦適合爬坡。
參照圖8,本發明之另一實施方式為一種載具移動方法900,其包含以下步驟:提供移動單元200,並設置移動單元200於載具V。提供質心控制單元300,並設置質心控制單元300於載具V。提供質量塊400,並設置質量塊400於質心控制單元300。操控質心控制單元300以移動質量塊400,令載具V之質心位置改變。
質心位置之變化以驅動移動單元200的原理已於前述圖3A與圖3B之相關段落介紹,故此處不再重複說明。
在一實施例中,前述移動單元200可以為輪胎或輪球,但不以此為限。
質心控制單元300可包含傳動帶310與第一馬達320。傳動帶310承載質量塊400,而第一馬達320則驅動傳動帶310。質心控制單元300可額外包含第二馬達330,第二馬達330與第一馬達320樞連,當第二馬達330被致能而驅動時,第一馬達320相對第二馬達330旋轉。此外,質心控制單元300更可包含第三馬達340,第三馬達340連動第二馬達330,當第三馬達340驅動時,第一馬達320與第二馬達330受第三馬達340帶動而移動。在其他實施例中,質心控制單元300可以為史都華平台,且史都華平台供質量塊400於其上行三維運動。
在一實施例中,前述載具V移動方法更可包含:提供影像擷取單元500,並設置影像擷取單元500於載具V。操作影像擷取單元500擷取目標物影像。提供分析處理單元600,分析處理單元600訊號連接影像擷取單元500以及質心控制單元300。操作分析處理單元600以接收並分析目標物影像。以及依據目標物影像之分析結果,操作質心控制單元300驅動質量塊400移動。
在一實施例中,前述載具V移動方法更可包含:提供平衡保護單元700,平衡保護單元700可活動地設於載具V。以及當移動單元200靜止或傾斜角度超過質心控制單元300所能控制至平衡之一臨界角度時,操作平衡保護單元700平衡載具V,以維持載具V之平衡。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,該實施例僅用於描繪本發明,而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是,舉凡與該實施例等效之變化與置換,均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此,本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
Claims (15)
- 一種載具移動裝置,包含:一移動單元,設於一載具;一質心控制單元,設於該載具,該質心控制單元包含一傳動帶、一第一馬達、一第二馬達及一第三馬達,該第一馬達驅動該傳動帶,該第二馬達樞連該第一馬達與該傳動帶構成的傳動系統,該第三馬達連動該第二馬達;以及一質量塊,設於該傳動帶;其中該質心控制單元受控而驅動該質量塊移動,以改變該載具之質心位置,且該移動單元隨該載具之質心位置改變而移動,令該載具由靜止狀態被驅動位移,該質心控制單元驅動該質量塊移動的方式至少包括以下三種模式:一第一模式,僅由該第一馬達驅動該傳動帶使該質量塊相對該載具移動;一第二模式,該第二馬達一併驅動該質量塊、該傳動帶與該第一馬達相對圍繞該第二馬達旋轉;以及一第三模式,該第三馬達一併驅動該質量塊、該傳動帶、該第一馬達及該第二馬達。
- 如請求項1所述之載具移動裝置,其中該移動單元為對稱的兩個輪胎、單一個輪球或單一個輪胎。
- 如請求項1所述之載具移動裝置,其中該移動單元為單一個輪球或單一個輪胎,該質心控制單元為一史都華平台,且該質量塊相對該史都華平台三維運動。
- 如請求項1所述之載具移動裝置,其中該移動單元為對稱的兩個輪胎。
- 如請求項1所述之載具移動裝置,更包含:一影像擷取單元,設於該載具,該影像擷取單元擷取一目標物影像;以及一分析處理單元,其訊號連接該影像擷取單元以及該質心控制單元,該分析處理單元接收並分析該目標物影像,且該質心控制單元依據該目標物影像之分析結果而驅動該質量塊移動。
- 如請求項1所述之載具移動裝置,更包含:一平衡保護單元,可活動地設於該載具,該平衡保護單元供下放而接觸地面,以於該移動單元靜止或傾斜達一臨界角度時維持該載具平衡。
- 如請求項6所述之載具移動裝置,其中該平衡保護單元相對地面為平面接觸、曲面接觸、單點接觸或多點接觸。
- 一種載具裝置,包括:如請求項1至7其中一項所述之載具移動裝置;以及該載具。
- 一種載具移動方法,包含以下步驟:提供一移動單元,並設置該移動單元於一載具;提供一質心控制單元,並設置該質心控制單元於該載具,該質心控制單元包含一傳動帶、一第一馬達、一第二馬達及一第三馬達,該第一馬達驅動該傳動帶,該第二馬達樞連該第一馬達與該傳動帶構成的傳動系統,該第三馬達連動該第二馬達;提供一質量塊,並設置該質量塊於該傳動帶;以及操控該質心控制單元以移動該質量塊,令該載具之質心位置改變,其中操控該質心控制單元以移動該質量塊移動的方式至少包括以下三種模式:一第一模式,僅由該第一馬達驅動該傳動帶使該質量塊相對該載具移動;一第二模式,該第二馬達一併驅動該質量塊、該傳動帶與該第一馬達相對圍繞該第二馬達旋轉;以及一第三模式,該第三馬達一併驅動該質量塊、該傳動帶、該第一馬達及該第二馬達。
- 一種載具裝置,包含:一載具;一移動單元,設於該載具;一質心控制單元,設於該載具,該質心控制單元包含一傳動帶、一第一馬達、一第二馬達及一第三馬達,該第一馬達驅動該傳動帶,該第二馬達樞連該第一馬達與該傳動帶構成的傳動系統,該第三馬達連動該第二馬達;一質量塊,設於該傳動帶;以及一平衡保護單元,可活動地設於該載具,該平衡保護單元供下放而接觸地面,以於該移動單元靜止或傾斜達一臨界角度時維持該載具平衡;其中該質心控制單元受控而驅動該質量塊移動,以改變該載具之質心位置,且該移動單元隨該載具之質心位置改變而移動,該質心控制單元驅動該質量塊移動的方式至少包括以下三種模式:一第一模式,僅由該第一馬達驅動該傳動帶使該質量塊相對該載具移動;一第二模式,該第二馬達一併驅動該質量塊、該傳動帶與該第一馬達相對圍繞該第二馬達旋轉;以及一第三模式,該第三馬達一併驅動該質量塊、該傳動帶、該第一馬達及該第二馬達。
- 如請求項10所述之載具裝置,其中該移動單元為對稱的兩個輪胎、單一個輪球或單一個輪胎。
- 如請求項10所述之載具移動裝置,其中該移動單元為單一個輪球或單一個輪胎,該質心控制單元為一史都華平台,且該質量塊相對該史都華平台三維運動。
- 如請求項10所述之載具移動裝置,其中該移動單元為對稱的兩個輪胎。
- 如請求項10所述之載具移動裝置,更包含:一影像擷取單元,設於該載具,該影像擷取單元擷取一目標物影像;以及一分析處理單元,其訊號連接該影像擷取單元以及該質心控制單元,該分析處理單元接收並分析該目標物影像,且該質心控制單元依據該目標物影像之分析結果而驅動該質量塊移動。
- 如請求項10所述之載具移動裝置,其中該平衡保護單元相對地面為平面接觸、曲面接觸、單點接觸或多點接觸。
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CN103085916A (zh) * | 2011-10-27 | 2013-05-08 | 许文彬 | 借助重力启动与控制的球形独轮车 |
CN107719498A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 斯平玛斯特有限公司 | 具有重心转移转向机构的球形可移动机器人 |
TWI622518B (zh) * | 2017-09-28 | 2018-05-01 | Chen rui tang | Intelligent electric balance car and its intelligent control device |
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