WO2014115265A1 - 一人乗り移動機器 - Google Patents

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WO2014115265A1
WO2014115265A1 PCT/JP2013/051298 JP2013051298W WO2014115265A1 WO 2014115265 A1 WO2014115265 A1 WO 2014115265A1 JP 2013051298 W JP2013051298 W JP 2013051298W WO 2014115265 A1 WO2014115265 A1 WO 2014115265A1
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WO
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mobile device
gravity
center
vibrators
seat mobile
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/051298
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English (en)
French (fr)
Inventor
国亮 佐藤
康典 別府
佐保子 後平
建人 飯野
翔 岩田
Original Assignee
Sato Kuniaki
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Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2013/051298 priority patent/WO2014115265A1/ja
Priority to US14/342,574 priority patent/US9022154B2/en
Priority to EP13828901.2A priority patent/EP2949551A1/en
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
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    • A63C17/011—Skateboards with steering mechanisms
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    • A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
    • A63C17/00—Roller skates; Skate-boards
    • A63C17/12—Roller skates; Skate-boards with driving mechanisms
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    • B60L2250/22—Driver interactions by presence detection

Definitions

  • the present invention relates to a single-seat mobile device, and more particularly, to a mobile device that can be travel-controlled by moving the center of gravity of a person.
  • Patent Documents 1 to 4 personal mobility in the style of riding on a skateboard has also been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
  • the personal mobility described in these Patent Documents 1 to 4 it is possible to perform traveling control by moving the center of gravity of a person.
  • the personal mobility described in Patent Documents 1 to 4 is more compact than a commercial vehicle or a prototype vehicle provided by each company, and although it is insufficient, it is relatively suitable for carrying and storage. It has become.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and is a configuration type in which wheels are provided on a board-like boarding board, and it is possible to perform traveling control by moving the center of gravity of the passenger.
  • single-passenger mobile devices the operation of single-passenger mobile devices that change depending on whether the boarding is weighted or the position of the center of gravity on the baseboard is communicated to the passengers in an easy-to-understand manner, so that the passenger can transfer the single-passenger mobile device as intended. It aims at making it easy to control.
  • a plurality of load sensors provided on a board-like boarding board, a plurality of vibrators provided on the boarding board, and a control circuit that performs drive control of the vibrator.
  • the control circuit the presence / absence of weight and the position of the center of gravity are detected based on output signals from the plurality of load sensors, and a plurality of vibrators are operated according to the operation of the single-seat mobile device that changes depending on the detected presence / absence of the weight and the position of the center of gravity.
  • the drive is controlled.
  • the present invention configured as described above, when a passenger rides on a single-seat mobile device and performs traveling control by moving the center of gravity, the presence / absence of load on the load sensor and the position of the center of gravity on the boarding platform are detected.
  • the vibration corresponding to the operation of the single-seat mobile device that changes depending on the presence / absence of weight and the position of the center of gravity is transmitted to the passenger by a plurality of vibrators.
  • the passenger can grasp the operation of the single-seat mobile device that changes depending on the presence or absence of weight and the position of the center of gravity by the vibration transmitted from the feet, and can control the single-seat mobile device as intended.
  • FIG. 1 It is a schematic perspective view which shows the external appearance of the single-seat mobile device (personal mobility) by this embodiment. It is a figure which shows the external shape of the single-seat mobile device by this embodiment, (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a top view, (d) is a bottom view. It is a figure which shows the structural example of the boarding board by this embodiment, (a) is a chassis, (b) is a figure which shows an upper surface cover. It is a mimetic diagram showing each composition with which a boarding board of this embodiment is equipped deformed. It is a top view which shows the relationship between the load sensor by this embodiment, a vibrator, and a prescription
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an appearance of a single-seat mobile device (personal mobility) according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the outer shape of the single-seat mobile device according to the present embodiment, where (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a plan view, and (d) is a bottom view. is there.
  • the single-seat mobile device of the present embodiment is a configuration type in which wheels 21 and 22 are provided on a board-like boarding base 10, and travel control can be performed by moving the center of gravity of the passenger. It has been made possible. In other words, the passenger can ride straight on, turn left and right, and control the running speed by riding both feet on the board 10 in an upright state and moving the center of gravity back and forth and left and right. ing.
  • the single-seat mobile device of this embodiment includes four wheels 21 and 22.
  • the two front wheels 21 are driven wheels that are independently driven by two motors (not shown) built in the boarding base 10.
  • the remaining two rear wheels 22 are casters of a type that can freely rotate 360 degrees.
  • the caster used for the rear wheel 22 may be a twin-wheel caster of a type in which two wheels are arranged in parallel and used as one wheel.
  • the boarding base 10 has four wheels 21 and 22 attached to the bottom thereof, and houses a motor, a control circuit, and a battery (none of which are shown) for driving the two wheels 21 with drive.
  • the boarding board 10 has a substantially rectangular plane, and four wheels 21 and 22 are attached in the vicinity of the four corners. As a result, it is possible to ensure traveling stability when a passenger gets on a single-seat mobile device.
  • the boarding base 10 includes a chassis 11 that houses a motor, a control circuit, and a battery, and a top cover 12 that covers the chassis 11.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the boarding base 10, where (a) shows the chassis 11 and (b) shows the top cover 12.
  • FIG. 4 is a schematic view showing each configuration (specifically described later) provided in the boarding base 10 in a deformed manner.
  • the chassis 11 includes a motor housing portion 13 that houses a motor, and a circuit housing portion 14 that houses a battery and a control circuit. Also, at the four corners of the chassis 11, a front wheel space 15 for attaching a driving wheel 21 as a front wheel and a rear wheel space 16 for attaching a caster 22 as a rear wheel are formed.
  • the upper surface cover 12 has a box shape in which side walls substantially perpendicular to the board are provided on four sides of the substantially rectangular board. This is to prevent the upper surface cover 12 from being easily bent by the weight when a passenger gets on the upper surface cover 12.
  • the upper surface cover 12 may be prevented from being bent by making the upper surface cover 12 with a rigid metal material or by making the upper surface cover 12 thick.
  • the single-seat mobile device of the present embodiment includes a plurality of load sensors 41 provided on the boarding platform 10. As shown in FIGS. 3A and 4, four load sensors 41 are provided in the vicinity of the four corners of the boarding base 10 (specifically, the surface to which the top cover 12 of the chassis 11 is attached). ing.
  • the load sensor 41 has a rectangular shape with a thickness of about 0.5 mm, and its surface is covered with a thin aluminum plate 42 with a thickness of 1 mm or less.
  • the upper surface cover 12 includes support columns 43 at positions facing the four load sensors 41 on the surface facing the chassis 11 (the back surface of the upper surface cover 12). ing.
  • the column 43 has a cylindrical shape with a height of about 1 mm, and the circular cross-sectional area is smaller than the area of the load sensor 41.
  • the top cover 12 has a box shape so that it is not easily bent. Even if a passenger gets on the top cover 12, the chassis 11 and the top cover 12 are other than the column 43. This is so that a non-contact state can be maintained on the surface. That is, when the occupant gets on the upper surface cover 12, the load sensor 41 is accurately weighted by the occupant's weight via the support 43.
  • the surface of the load sensor 41 is covered with the thin aluminum plate 42 because the force applied to the column 43 having a smaller area than the load sensor 41 is dispersed over a wide range by the aluminum plate 42. This is because the weight is evenly applied to the entire surface of 41.
  • the load sensor 41 is shaped like a button battery having a circular cross section and the diameter of the load sensor 41 and the diameter of the column 43 are designed to be approximately the same, the aluminum plate 42 can be omitted.
  • the aluminum plate 42 can be omitted even when the column 43 is a rectangular column and the cross-sectional area and the area of the load sensor 41 are designed to be approximately the same size.
  • the single-seat mobile device of this embodiment includes a plurality of vibrators 44 provided on the boarding platform 10.
  • the vibrator 44 has a button battery shape with a circular cross section.
  • the vibration isolating member 45 that interrupts transmission of vibration generated by the vibrator 44 is provided around each of the vibrators 44.
  • the vibration blocking member 45 is made of, for example, a ring-shaped rubber.
  • a circular hole 47 for accommodating a plurality of vibrators 44 is formed on the back surface of the top cover 12.
  • a vibrator 44 and a ring-shaped vibration isolating member 45 provided around the vibrator 44 are accommodated in a circular hole 47 formed on the back surface of the top cover 12.
  • the plurality of vibrators 44 are positioned closer to the center of the top cover 12 than the plurality of load sensors 41 (the struts 43 facing the plurality of load sensors 41), and are defined positions of the top cover 12.
  • Four are provided at positions facing the soles of the person when the person boarded.
  • FIG. 5 is a plan view showing the relationship between the load sensor 41, the vibrator 44, and the prescribed positions where the person on the top cover 12 rides.
  • the four load sensors 41 are provided in the vicinity of the four corners of the boarding base 10 (chassis 11).
  • the four vibrators 44 are provided at positions closer to the center than the four corners of the boarding base 10 (upper surface cover 12), that is, closer to the center than the four load sensors 41.
  • the specified position 50 on which a person rides is where both feet are naturally positioned when standing on the top cover 12 with both feet parallel and opened to the shoulder width.
  • the vibrator 44 is preferably provided immediately below the specified position 50. More preferably, the two vibrators 44 should be provided near the bottom of the thumb ball of both feet, and the remaining two vibrators 44 should be provided near the bottom of the foot of both feet. This is because vibration generated by the vibrator 44 is easily transmitted to the soles of the passengers standing at the specified position 50. Further, in the present embodiment, since the vibration blocking member 45 is provided around the vibrator 44, the position of the vibration from the vibrator 44 is easily transmitted to the passenger's sole.
  • the size of the boarding board 10 is designed.
  • the boarding board 10 is configured to have a paper A4 size. It is easier to take the center of gravity if the toe part or the heel part protrudes slightly from the boarding base 10 (or the center of gravity shifts) rather than a solid foot state where the entire sole of the foot reaches the boarding base 10 Because it becomes easier).
  • the specified position 50 is located in the periphery of the boarding base 10, as shown in FIG.
  • This peripheral portion is a portion where the strength (deflection resistance against load) of the top cover 12 is the strongest. Therefore, there is also an advantage that the top cover 12 can be formed as thin as possible to reduce the weight.
  • the chassis 11 when the top cover 12 is loaded, stress is generated in the chassis 11 due to the reaction.
  • the boarding base 10 is configured with a paper A4 size or so, and the specified position 50 is in the peripheral part of the boarding base 10, the stress generated by the weight in the peripheral part is strongest in the peripheral part of the chassis 11. . Accordingly, the chassis 11 itself is also difficult to bend, so that the chassis 11 can be formed as thin as possible to reduce the weight.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration example included in the control circuit.
  • the control circuit included in the single-seat mobile device of the present embodiment includes a center-of-gravity position detection unit 61, a motor drive control unit 62, and a vibrator drive control unit 63 as functional configurations. .
  • the functional configurations 61 to 63 can be realized by any of a hardware configuration, a DSP (Digital Signal Processor), and software.
  • each of the functional configurations 61 to 63 is actually configured by including a CPU, RAM, ROM, and the like, and can be realized by operating a program stored in the RAM or ROM.
  • the recording medium for storing the program is not limited to this.
  • the center-of-gravity position detection unit 61 detects the presence or absence of weighting by the passenger and the position of the center of gravity of the passenger on the boarding platform 10 based on the output signals from the plurality of load sensors 41. Specifically, the center-of-gravity position detection unit 61 detects the presence or absence of weighting based on output signals from the plurality of load sensors 41 and detects the center-of-gravity position by interpolation calculation.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the centroid position detected by the centroid position detection unit 61. As shown in FIG. 7, two-dimensional coordinates (XY coordinates) with the center O of the boarding base 10 as the origin O are set on the plane of the boarding base 10. In this case, all of the four load sensors 41 are located at the same distance from the origin O.
  • the load sensors 41 arranged in the first quadrant to the fourth quadrant are distinguished by reference numerals 41 ⁇ 1 to 41 ⁇ 4 , respectively.
  • the magnitudes (pressures) of the loads detected by the load sensors 41 -1 to 41 -4 are W -1 to W -4 , respectively.
  • the distance in the X-axis direction from the origin O to each of the load sensors 41 ⁇ 1 to 41 ⁇ 4 is x (all are the same), and the distance in the Y-axis direction is y (the same is all).
  • the gravity center position G that is detected by the gravity center position detection unit 61 based on the output signal W -1 ⁇ W -4 from the load sensors 41 -1 ⁇ 41 -4 (x G , y G)
  • the x G x (W ⁇ 1 + W ⁇ 4 ) / W ⁇ x (W ⁇ 2 + W ⁇ 3 ) / W
  • W W ⁇ 1 + W ⁇ 2 + W ⁇ 3 + W ⁇ 4 It becomes.
  • the motor drive control unit 62 controls the drive of the two motors connected to the driven wheels 21 that are the front wheels according to the presence or absence of weighting detected by the gravity center position detection unit 61 and the gravity center position G of the boarding base 10. To do. That is, the motor drive control unit 62 drives the two motors to start the single-seat mobile device when the weight is detected by the gravity center position detection unit 61.
  • the motor is driven immediately after the weight is detected by the center-of-gravity position detection unit 61 (immediately after the occupant gets on the boarding platform 10) to start the single-seat mobile device, the occupant may lose balance. There is. Therefore, it is preferable to start driving the motor after a predetermined time (for example, 1.5 seconds) after the weight is detected by the gravity center position detection unit 61.
  • the motor drive control unit 62 controls which of the two motors is driven with what torque according to the gravity center position G detected by the gravity center position detection unit 61. . Specifically, the motor drive control unit 62 controls the steering angle by motor driving according to the X coordinate of the gravity center position G, and controls the traveling speed and the traveling direction by motor driving according to the Y coordinate of the gravity center position G. I do.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a steering angle control example performed by the motor drive control unit 62 according to the present embodiment in accordance with the X coordinate of the gravity center position G.
  • the negative maximum value to the positive maximum value are divided into three regions 81 to 83, and the X coordinate value is the smallest value with a negative value.
  • the center of gravity position G is in the first region 81, turn left, and when the center of gravity position G is in the third region 83 where the value of the X coordinate is the largest positive value, turn right, the second region in between
  • the motor torque is controlled so as to go straight.
  • the motor drive control unit 62 drives the two motors (that is, the left and right driven wheels 21) with the same torque. As a result, the single-seat mobile device goes straight.
  • the motor drive control unit 62 When the value of the X coordinate of the center of gravity position G is smaller than ⁇ x 1 (when the center of gravity position G is in the first region 81), the motor drive control unit 62 The right wheel motor is driven with a larger torque than the motor. As a result, the single-seat mobile device turns leftward. At this time, the angle of the left turn is determined according to the magnitude of the torque difference between the left and right. The amount of torque difference between the left and right motors is determined according to the value of the X coordinate of the center of gravity position G.
  • the left wheel motor is not driven, and only the right wheel motor is driven, so that the left corner is turned in the left direction on the spot. It is also possible to make a turn with the non-driven left wheel as the center of rotation.
  • the left-wheel motor and the right-wheel motor are driven in the opposite directions with the same amount of torque, so that the left wheel is turned in the left direction on the spot (the center of the two driven wheels 21 is the center of rotation). It is also possible to make a turn).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a control example of the traveling speed and the traveling direction performed according to the Y coordinate of the gravity center position G.
  • the Y coordinate of the center of gravity position G As shown in FIG. 9, the first region 91 is divided into three regions 91 to 93 from the negative maximum value to the positive maximum value, and the Y coordinate value is larger than y 1 . If the center of gravity position G is in the third region 93 where the Y coordinate value is smaller than ⁇ y 2 , the center of gravity position G is decelerated. The motor torque is controlled so that the speed is constant.
  • the third region 93 is equally divided from the first region 91, and when the center of gravity position G is in the first region 91, it moves forward, and when the center of gravity position G is in the second region 92, it stops.
  • the motor torque may be controlled so as to reverse.
  • the motor drive control unit 62 increases the positive torque applied to the motor as the value of the Y coordinate of the gravity center position G increases.
  • the motor drive control unit 62 increases the negative torque applied to the motor as the value of the Y coordinate of the gravity center position G decreases (as the absolute value increases).
  • the vibrator drive control unit 63 controls driving of the plurality of vibrators 44 according to the presence or absence of weighting detected by the gravity center position detection unit 61 and the gravity center position G. That is, the vibrator drive control unit 63 controls which one of the four vibrators 44 is driven to what size according to the presence / absence of the weight detected by the gravity center position detection unit 61 and the gravity center position G. .
  • the vibrator drive control unit 63 drives the four vibrators 44 when the weight is detected by the center-of-gravity position detection unit 61 and informs the passenger that the single-seat mobile device starts.
  • the vibrator drive control unit 63 drives the four vibrators 44 twice every 0.5 seconds after the weight is detected by the gravity center position detection unit 61.
  • the motor drive control unit 62 described above starts driving the motor 0.5 seconds later.
  • the passenger can make preparations for preparation (preparation and attitude) while feeling the rhythm by two vibrations transmitted to the sole by the vibrator 44 after getting on the boarding platform 10.
  • the vibrator drive control unit 63 controls which of the left and right vibrators 44 is driven according to the X coordinate of the center of gravity position G and the magnitude of the driving force, and the Y coordinate of the center of gravity position G. Accordingly, the front and rear vibrators 44 to be driven and the magnitude of the driving force are controlled. Further, the driving rhythm, tempo, timing, and the like may be controlled.
  • the vibrator drive control unit 63 drives the two vibrators 44 on the front side. At this time, the vibrator drive control unit 63 drives the vibrator 44 while acceleration is performed, and intermittently changes the rhythm according to the traveling speed, for example, “ton, ton, ton, totototo”. To drive. Note that when the maximum speed is reached, the single-seat mobile device becomes constant speed, and the vibrator drive control unit 63 stops driving the vibrator 44 at that time.
  • the vibrator drive control unit 63 drives the rear two vibrators 44. At this time, the vibrator drive control unit 63 drives the vibrator 44 while the deceleration is performed, and continuously vibrates the vibrator 44 such as “boo”. Moreover, the vibrator drive control unit 63 changes the magnitude of drive (vibration) according to the amount of deceleration. For example, when greatly decelerating, the vibrator 44 is vibrated greatly.
  • the vibrator drive control unit 63 drives, for example, the two vibrators 44 on the right side.
  • the magnitude of the driving at this time is controlled in proportion to the distance from the origin O to the gravity center position G, for example.
  • the two vibrators 44 on the right side are continuously vibrated greatly with “boo”.
  • the vibrator drive control unit 63 drives the left two vibrators 44, for example.
  • the magnitude of the driving at this time is controlled in proportion to the distance from the origin O to the gravity center position G, for example.
  • the left two vibrators 44 are continuously vibrated greatly with “boo”.
  • the vibrator drive controller 63 sequentially drives the four vibrators 44 in a rotating pattern.
  • the driving method of the vibrator 44 described above is an example, and the present invention is not limited to this driving method.
  • the vibrator drive control unit 63 determines that the distance from the origin O to the center of gravity G is equal to or less than a predetermined value (that is, the turn accuracy is When the angle is equal to or less than a predetermined angle, only one vibrator 44 on the front side (one of left and right according to the turning direction) is driven, and the distance from the origin O to the center of gravity G is greater than a predetermined value (that is, turning) When the accuracy is greater than a predetermined angle), two front and rear vibrators (either two on the left or right according to the turning direction) may be driven.
  • the vibrator 44 may not be driven for a predetermined time immediately after the start of the single-seat mobile device, regardless of the position of the center of gravity G. As described above, even if the vibrator 44 is vibrated twice intermittently immediately before the start of the single-seat mobile device and the start of the start is predicted, the center of gravity of the occupant tilts to the rear side immediately after the start due to the law of inertia. there is a possibility. Therefore, it is preferable that the vibrator drive control unit 63 does not drive the vibrator 44 for a predetermined time immediately after starting.
  • the motor drive control unit 62 does not perform motor drive control (deceleration) according to the center of gravity position G for a predetermined time immediately after starting, but performs motor drive control that gradually accelerates to a constant speed. It is preferred to do so.
  • a plurality of load sensors 41 provided on the board-like boarding base 10, a plurality of vibrators 44 provided on the boarding board 10, and drive control of the vibrator 44 are performed.
  • a control circuit that detects the presence or absence of weighting by the occupant and the center of gravity position G of the occupant based on the output signals from the plurality of load sensors 41. Accordingly, the driving of the plurality of vibrators 44 is controlled.
  • the load sensor 41 when a passenger rides on a single-seat mobile device and performs travel control by moving the center of gravity, the load sensor 41 is loaded and the position of the center of gravity on the boarding base 10 at that time. Is detected, and vibrations according to the operation of the single-seat mobile device that changes depending on the presence or absence of weight and the position of the center of gravity are transmitted to the passenger by the plurality of vibrators 44. As a result, the passenger can grasp the operation of the single-seat mobile device that changes depending on the presence or absence of weight and the position of the center of gravity by the vibration transmitted from the feet, and can control the single-seat mobile device as intended.
  • the plane of the boarding platform 10 has a substantially rectangular shape with a size of about the size of paper A4, so that the specified position 50 on which the passenger's foot can ride can be determined almost uniquely. Since four vibrators 44 are provided immediately below the prescribed position 50, the number of vibrators 44 is as small as possible, and the operation of the single-seat mobile device that changes depending on the presence or absence of weight and the gravity center position G is easily communicated to the passenger. be able to. Further, in the present embodiment, since the vibration blocking member 45 is provided around the vibrator 44, it is possible to convey to the passenger more clearly which position the vibration is from the vibrator 44.
  • the plane of the boarding board 10 is about the size of paper A4 has the advantage that it is easy to get on and off the boarding board 10. It is also very convenient to carry in a bag or the like.
  • the motor drive control unit 62 described above, when a person is not on the boarding board 10, the motor is not driven, and if the person rides on the boarding board 10 and moves to the center of gravity in the forward direction, the vehicle goes straight. Therefore, for example, the single-seat mobile device of this embodiment can be taken out of the bag at a desired location and boarded quickly, and after running, the single-seat mobile device can be quickly lowered and the single-seater mobile device can be put into the bag again. become able to.
  • the top cover 12 has a box shape and is configured to be difficult to bend with respect to a load from above. Therefore, it is possible to prevent the upper surface cover 12 from being bent and coming into contact with the chassis 11 on the opposing surface other than the support column 43 when a person gets on. Therefore, it is not necessary to configure the top cover 12 with a rigid metal material or to make the top cover 12 thicker than necessary. Thereby, it can contribute to weight reduction of the single-seat mobile device, and it can be easily carried not only in terms of size but also in terms of weight.
  • the load sensor 41 is provided on the chassis 11 and the support 43 is provided on the upper surface cover 12 has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the support 43 may be provided on the chassis 11 while the load sensor 41 may be provided on the top cover 12.
  • the present invention is not limited to this.
  • a base having a predetermined thickness at any of the four corners of the chassis 11 or the upper surface cover 12 position where the load sensor 41 and the aluminum plate 42 are provided
  • the opposing surfaces of the chassis 11 and the upper surface cover 12 become the base. You may comprise so that it may be in a non-contact state on other surfaces.
  • the present invention is not limited to this.
  • the front wheel and the rear wheel may be reversed.
  • all the four wheels may be constituted by the driven wheels 21.
  • a motor must be added, which is not preferable in terms of increasing the weight of the single-seat mobile device.
  • there are disadvantages such as the fact that the wheel 21 cannot be turned due to the friction of the wheel 21 or that the wheel 21 is subjected to a heavy load and the wheel 21 is damaged or the floor is damaged.
  • two wheels 21 and 2 with driving are casters 22 capable of rotating 360 degrees as in the above embodiment.

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Abstract

　搭乗台１０に設けられた複数の荷重センサと、搭乗台１０に設けられた複数のバイブレータとを備え、複数の荷重センサからの出力信号に基づいて加重の有無および重心位置を検出し、当該検出した加重の有無および重心位置に応じて複数のバイブレータの駆動を制御することにより、搭乗者が搭乗台１０に乗って重心移動により走行制御を行ったときに、そのときの加重の有無および重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作に応じた振動が複数のバイブレータにより搭乗者に伝えられるようにし、搭乗者が一人乗り移動機器の動作を足元から伝わる振動により把握して、自分の意図通りに一人乗り移動機器を操縦することができるようにする。

Description

一人乗り移動機器
　本発明は、一人乗り移動機器に関し、特に、人の重心移動により走行制御可能な移動機器に関するものである。
　近年、人ひとりを乗せて走行する新たなタイプの移動機器として、所謂「パーソナルモビリティ（一人乗り移動機器）」が注目されている。パーソナルモビリティの代表例として、既に市販されているＳｅｇｗａｙ（登録商標）が存在する。また、トヨタ、ホンダ、スズキ等の各社からも、パーソナルモビリティの試作車が提供されている。これらのパーソナルモビリティでは、身体を傾けて重心移動するだけで直進や旋回の調整ができるようになされている。
　また、スケートボードに乗るようなスタイルのパーソナルモビリティも提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。これら特許文献１～４に記載のパーソナルモビリティにおいても、人の重心移動により走行制御を行うことが可能になされている。特許文献１～４に記載のパーソナルモビリティは、各社から提供されている市販車または試作車に比べてサイズがコンパクトなため、不十分な点はあるものの比較的持ち運びや収納にも適したものとなっている。
特開２００４－３４５６０８号公報 特開２００４－３５９０９４号公報 特開２００６－２１７９５２号公報 特開２００６－２５６４０１号公報
　上記特許文献１～４に記載の技術では、ボード上のどの位置に重心を移動させるかによって旋回の角度や走行速度などパーソナルモビリティの動きが決まる。しかしながら、重心移動は搭乗者が感覚的に行わざるを得ないため、搭乗者が意図あるいは予想しているパーソナルモビリティの動きと、ボード上の重心位置によって変わるパーソナルモビリティの実際の動きとが一致しないことがある。そのため、搭乗者が自分の意図通りにパーソナルモビリティを操縦することが難しいという問題があった。
　本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、ボード状の搭乗台に車輪を設けた構成タイプで、搭乗者の重心移動により走行制御を行うことが可能になされた一人乗り移動機器において、搭乗台に対する加重の有無や搭乗台上の重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作を搭乗者に分かりやすく伝達して、搭乗者が自分の意図通りに一人乗り移動機器を操縦しやすくすることができるようにすることを目的とする。
　上記した課題を解決するために、本発明では、ボード状の搭乗台に設けられた複数の荷重センサと、搭乗台に設けられた複数のバイブレータと、当該バイブレータの駆動制御を行う制御回路とを備え、制御回路において、複数の荷重センサからの出力信号に基づいて加重の有無および重心位置を検出し、当該検出した加重の有無および重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作に応じて複数のバイブレータの駆動を制御するようにしている。
　上記のように構成した本発明によれば、搭乗者が一人乗り移動機器に乗って重心移動により走行制御を行うと、そのときの荷重センサへの加重の有無および搭乗台上の重心位置が検出され、加重の有無および重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作に応じた振動が複数のバイブレータにより搭乗者に伝えられる。これにより、搭乗者は、加重の有無や重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作を足元から伝わる振動により把握して、自分の意図通りに一人乗り移動機器を操縦することができるようになる。
本実施形態による一人乗り移動機器（パーソナルモビリティ）の外観を示す概略斜視図である。 本実施形態による一人乗り移動機器の外形を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は底面図である。 本実施形態による搭乗台の構成例を示す図であり、（ａ）はシャーシ、（ｂ）は上面カバーを示す図である。 本実施形態の搭乗台に備えられる各構成をデフォルメして示す模式図である。 本実施形態による荷重センサとバイブレータと規定位置との関係を示す平面図である。 本実施形態による制御回路が備える機能構成例を示すブロック図である。 本実施形態の重心位置検出部により検出される重心位置の例を示す図である。 本実施形態のモータ駆動制御部が重心位置のＸ座標に応じて行う操舵角の制御例を示す図である。 本実施形態のモータ駆動制御部が重心位置のＹ座標に応じて行う走行速度や進行方向の制御例を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による一人乗り移動機器（パーソナルモビリティ）の外観を示す概略斜視図である。また、図２は、本実施形態による一人乗り移動機器の外形を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は底面図である。
　図１および図２に示すように、本実施形態の一人乗り移動機器は、ボード状の搭乗台１０に車輪２１，２２を設けた構成タイプで、搭乗者の重心移動により走行制御を行うことが可能になされている。すなわち、搭乗者は搭乗台１０の上に両足を乗せて起立状態で搭乗し、前後左右に重心移動を行うことにより、直進、左右への旋回、走行速度の制御を行うことができるようになされている。
　図２（ｄ）に示すように、本実施形態の一人乗り移動機器は、４個の車輪２１，２２を備えている。４個の車輪２１，２２のうち、２個の前輪２１は、搭乗台１０に内蔵された２個のモータ（図示せず）によりそれぞれ独立して駆動される駆動付き車輪である。また、残り２個の後輪２２は、３６０度自由に回転可能なタイプのキャスタである。後輪２２に用いるキャスタは、２つの車輪を平行に並べて１つの車輪のように使うタイプの双輪キャスタであってもよい。
　搭乗台１０は、その底部に４個の車輪２１，２２が取り付けられるとともに、２個の駆動付き車輪２１を駆動するモータ、制御回路およびバッテリ（何れも図示せず）を内部に収容する。搭乗台１０は平面が略矩形形状となっており、その四隅付近に４個の車輪２１，２２が取り付けられている。これにより、搭乗者が一人乗り移動機器に乗ったときの走行安定性を確保できるようにしている。
　搭乗台１０は、モータ、制御回路およびバッテリを収容するシャーシ１１と、当該シャーシ１１の上に被せる上面カバー１２とから構成されている。図３は、この搭乗台１０の構成例を示す図であり、（ａ）はシャーシ１１、（ｂ）は上面カバー１２を示している。また、図４は、搭乗台１０に備えられる各構成（具体的には後述する）をデフォルメして示す模式図である。
　図３（ａ）に示すように、シャーシ１１は、モータを収容するモータ収容部１３と、バッテリおよび制御回路を収容する回路収容部１４とを備えている。また、シャーシ１１の四隅には、前輪である駆動付き車輪２１を取り付けるための前輪用空間１５と、後輪であるキャスタ２２を取り付けるための後輪用空間１６とが形成されている。
　一方、上面カバー１２は、図３（ｂ）に示すように、略矩形形状のボードの４辺に、当該ボードに対して略垂直な側壁が設けられた箱型形状を有している。これは、上面カバー１２の上に搭乗者が乗ったときに、その重みによって上面カバー１２が容易に撓まないようにするためである。もちろん、剛性の強い金属材料で上面カバー１２を構成するとか、上面カバー１２を厚くするといった工夫によって、上面カバー１２が撓まないようにしてもよい。
　本実施形態の一人乗り移動機器は、搭乗台１０に設けられた複数の荷重センサ４１を備えている。図３（ａ）および図４に示すように、複数の荷重センサ４１は、搭乗台１０（具体的には、シャーシ１１の上面カバー１２が取り付けられる側の面）の四隅付近に４個設けられている。本実施形態において、荷重センサ４１は厚さ０．５ｍｍ程度の矩形形状をしており、その表面は厚さ１ｍｍ以下の薄いアルミ板４２によって覆われている。
　一方、上面カバー１２は、図３（ｂ）および図４に示すように、シャーシ１１と対向する面（上面カバー１２の裏面）の、４個の荷重センサ４１と対向する位置に支柱４３を備えている。この支柱４３は、高さ１ｍｍ程度の円柱形状をしており、その円形の断面積は荷重センサ４１の面積よりも小さくなっている。シャーシ１１の上に上面カバー１２を被せたときに、この支柱４３によって、シャーシ１１と上面カバー１２との対向面が支柱４３以外の面で非接触状態となるようにしている。
　上述したように、上面カバー１２を箱型形状にして容易に撓まないようにしているのは、上面カバー１２の上に搭乗者が乗っても、シャーシ１１と上面カバー１２とが支柱４３以外の面で非接触状態を維持できるようにするためである。すなわち、上面カバー１２の上に搭乗者が乗ったときに、支柱４３を介して荷重センサ４１に対して搭乗者の体重によって正確に加重が行われるようにするためである。
　また、上述したように荷重センサ４１の表面を薄いアルミ板４２で覆っているのは、荷重センサ４１よりも面積の小さい支柱４３に加えられた力をアルミ板４２によって広範囲に分散させ、荷重センサ４１の全面に対して均等に加重が行われるようにするためである。なお、荷重センサ４１を断面円形のボタン電池形状とし、その直径と支柱４３の直径とを略同じ大きさに設計した場合、アルミ板４２を省略することが可能である。あるいは、支柱４３を四角柱とし、その断面積と荷重センサ４１の面積とを略同じ大きさに設計した場合も、アルミ板４２を省略することが可能である。
　また、図４に示すように、本実施形態の一人乗り移動機器は、搭乗台１０に設けられた複数のバイブレータ４４を備えている。このバイブレータ４４は、断面円形のボタン電池形状となっている。また、本実施形態では、複数のバイブレータ４４の周囲にそれぞれ、当該バイブレータ４４により発生された振動の伝達を遮断する振動遮断部材４５を備えている。この振動遮断部材４５は、例えばリング状のゴムにより構成されている。
　図３（ｂ）に示すように、上面カバー１２の裏面には、複数のバイブレータ４４を収容するための円形の穴４７が形成されている。この上面カバー１２の裏面に形成された円形の穴４７に、バイブレータ４４およびその周囲に設けたリング状の振動遮断部材４５が収容されるようになっている。
　図３（ｂ）および図４に示すように、複数のバイブレータ４４は、複数の荷重センサ４１（これに対向する支柱４３）よりも上面カバー１２の中心寄りの位置で、上面カバー１２の規定位置に人が搭乗したときに足裏と対向する位置に４個設けられている。
　図５は、荷重センサ４１とバイブレータ４４と上面カバー１２の人が乗る規定位置との関係を示す平面図である。図５に示すように、４個の荷重センサ４１は、搭乗台１０（シャーシ１１）の四隅付近に設けられている。また、４個のバイブレータ４４は、搭乗台１０（上面カバー１２）の四隅よりも中心寄りの位置、つまり４個の荷重センサ４１よりも中心寄りの位置に設けられている。
　なお、複数のバイブレータ４４の位置を複数の荷重センサ４１よりも上面カバー１２の中心寄りとしたのは、複数の荷重センサ４１を搭乗台１０の四隅付近に設けているからである。複数の荷重センサ４１を搭乗台１０の四隅より内側に設けることにより、荷重センサ４１の外側にバイブレータ４４を設置する余裕のスペースがある場合は、バイブレータ４４の位置を荷重センサ４１よりも中心寄りとする必要は必ずしもない。
　また、人が乗る規定位置５０は、両足を平行にして肩幅程度に開いた状態で上面カバー１２の上に起立したときに自然と両足が位置するところである。バイブレータ４４は、この規定位置５０の直下に設けるのが好ましい。更に好ましくは、２つのバイブレータ４４は両足の拇指球の直下付近、残り２つのバイブレータ４４は両足の踵の直下付近に設けるのがよい。バイブレータ４４で発生した振動が、規定位置５０に起立している搭乗者の足裏に伝わりやすくなるからである。また、本実施形態では、バイブレータ４４の周囲に振動遮断部材４５を設けているので、どの位置のバイブレータ４４からの振動であるかが搭乗者の足裏に伝わりやすくなる。
　図５に示す例では、例えば成人男性（靴サイズの平均値が２６．５ｃｍ）が搭乗台１０の規定位置５０に乗ったときに、爪先の一部分と踵の一部分とが搭乗台１０から少しはみ出るように搭乗台１０のサイズが設計されている。例えば、搭乗台１０は用紙Ａ４サイズ程度で構成するのが好ましい。搭乗台１０の上に足裏の全面が着くようなベタ足状態となるよりも、爪先部分や踵部分が搭乗台１０から多少はみ出ていた方が重心をとりやすくなる（あるいは、重心移動を行いやすくなる）からである。
　また、搭乗台１０を用紙Ａ４サイズ程度で構成すると、図５に示すように、規定位置５０は搭乗台１０の周辺部に位置するようになる。この周辺部は上面カバー１２の強度（加重に対する撓み耐性）が最も強い部分である。そのため、上面カバー１２を可能な限り薄く形成して軽量化を図ることができるというメリットも有する。
　また、上面カバー１２に加重が行われると、その反作用でシャーシ１１に応力が発生する。ここで、搭乗台１０を用紙Ａ４サイズ程度で構成することによって規定位置５０が搭乗台１０の周辺部にあると、その周辺部での加重によって発生する応力はシャーシ１１の周辺部で最も強くなる。これにより、シャーシ１１自体も撓みにくくなるので、シャーシ１１も可能な限り薄く形成して軽量化を図ることができる。
　搭乗台１０に収容される制御回路（図示せず）は、荷重センサ４１の出力信号を入力して、モータの駆動制御およびバイブレータ４４の駆動制御を行う。図６は、制御回路が備える機能構成例を示すブロック図である。図６に示すように、本実施形態の一人乗り移動機器が備える制御回路は、その機能構成として、重心位置検出部６１と、モータ駆動制御部６２と、バイブレータ駆動制御部６３とを備えている。
　上記各機能構成６１～６３は、ハードウェア構成、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ソフトウェアの何れによっても実現することが可能である。例えばソフトウェアによって実現する場合、上記各機能構成６１～６３は、実際にはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。なお、プログラムを記憶する記録媒体はこれに限定されない。
　重心位置検出部６１は、複数の荷重センサ４１からの出力信号に基づいて、搭乗者による加重の有無および搭乗台１０上での搭乗者の重心位置を検出する。具体的には、重心位置検出部６１は、複数の荷重センサ４１からの出力信号に基づいて、加重の有無を検出するとともに、補間演算によって重心位置を検出する。図７は、重心位置検出部６１により検出される重心位置の例を示す図である。図７に示すように、搭乗台１０の平面上に、搭乗台１０の中心位置を原点Ｏとする２次元座標（Ｘ－Ｙ座標）を設定する。この場合、４個の荷重センサ４１は何れも原点Ｏから等距離に位置している。
　図７に示す座標平面において、第１象限～第４象限に配置された荷重センサ４１をそれぞれ符号４１－１～４１－４で区別する。ここで、各荷重センサ４１－１～４１－４で検出される荷重の大きさ（圧力）をそれぞれＷ－１～Ｗ－４とする。また、原点Ｏから各荷重センサ４１－１～４１－４までのＸ軸方向の距離をｘ（何れも同じ）、Ｙ軸方向の距離をｙ（何れも同じ）とする。
　この場合、各荷重センサ４１－１～４１－４からの出力信号Ｗ－１～Ｗ－４に基づいて重心位置検出部６１により検出される重心位置Ｇ（ｘＧ，ｙＧ）は、
　ｘＧ＝ｘ（Ｗ－１＋Ｗ－４）／Ｗ－ｘ（Ｗ－２＋Ｗ－３）／Ｗ
　ｙＧ＝ｙ（Ｗ－１＋Ｗ－２）／Ｗ－ｙ（Ｗ－３＋Ｗ－４）／Ｗ
　ただし、Ｗ＝Ｗ－１＋Ｗ－２＋Ｗ－３＋Ｗ－４
となる。
　モータ駆動制御部６２は、重心位置検出部６１により検出された加重の有無および搭乗台１０の重心位置Ｇに応じて、前輪である駆動付き車輪２１に接続された２個のモータの駆動を制御する。すなわち、モータ駆動制御部６２は、重心位置検出部６１により加重が検出されたときに、２個のモータを駆動して一人乗り移動機器を発進させる。
　ただし、重心位置検出部６１により加重が検出された直後（搭乗者が搭乗台１０に乗った直後）にモータを駆動して一人乗り移動機器を発進させると、搭乗者がバランスを崩してしまう恐れがある。そこで、重心位置検出部６１により加重が検出された後、所定時間後（例えば、１．５秒後）にモータの駆動を開始するようにするのが好ましい。
　一人乗り移動機器の発進後、モータ駆動制御部６２は、重心位置検出部６１により検出された重心位置Ｇに応じて、２個のモータのうちどちらをどの程度のトルクで駆動するかを制御する。具体的には、モータ駆動制御部６２は、重心位置ＧのＸ座標に応じたモータ駆動によって操舵角の制御を行い、重心位置ＧのＹ座標に応じたモータ駆動によって走行速度や進行方向の制御を行う。
　図８は、本実施形態のモータ駆動制御部６２が重心位置ＧのＸ座標に応じて行う操舵角の制御例を示す図である。重心位置ＧのＸ座標に関しては、例えば図８のように、負の最大値から正の最大値までを３つの領域８１～８３に分割し、Ｘ座標の値が負の値で最も小さくなる第１の領域８１に重心位置Ｇがあるときは左旋回、Ｘ座標の値が正の値で最も大きくなる第３の領域８３に重心位置Ｇがあるときは右旋回、その間の第２の領域８２に重心位置Ｇがあるときは直進とするようにモータのトルクを制御する。
　すなわち、図８（ｂ）に示すように、重心位置ＧのＸ座標がゼロに近い場合（例えば、Ｘ座標の値が－ｘ１～＋ｘ１である第２の領域８２に重心位置Ｇがある場合）、モータ駆動制御部６２は２個のモータ（つまり、左右の駆動付き車輪２１）を同じトルクで駆動する。これにより、一人乗り移動機器は直進する。
　また、図８（ａ）に示すように、重心位置ＧのＸ座標の値が－ｘ１より小さい場合（重心位置Ｇが第１の領域８１にある場合）、モータ駆動制御部６２は左輪のモータより右輪のモータを大きなトルクで駆動する。これにより、一人乗り移動機器は左方向に旋回する。このとき、左右のトルク差の大きさに応じて、左旋回の角度が決まる。左右のモータでどのくらいのトルク差をつけるかは、重心位置ＧのＸ座標の値に応じて決める。
　本実施形態では、前輪のみを駆動付き車輪２１とし、後輪はキャスタ２２としているので、左輪のモータを非駆動として右輪のモータだけを駆動することにより、その場で左方向に信地旋回（非駆動とした左輪を回転中心とする旋回）をすることも可能である。あるいは、左輪のモータと右輪のモータとを同じ大きさのトルクで互いに逆向きに駆動することにより、その場で左方向に超信地旋回（２個の駆動付き車輪２１の中央を回転中心とする旋回）をすることも可能である。
　また、図８（ｃ）に示すように、重心位置ＧのＸ座標がｘ１より大きい場合（重心位置Ｇが第３の領域８３にある場合）、モータ駆動制御部６２は右輪のモータより左輪のモータを大きなトルクで駆動する。これにより、一人乗り移動機器は右方向に旋回する。このとき、左右のトルク差の大きさに応じて、右旋回の角度が決まる。この場合も、左右のモータでどのくらいのトルク差をつけるかは、重心位置ＧのＸ座標の値に応じて決める。右輪のモータを非駆動として左輪のモータだけを駆動することにより、右方向に信地旋回をすることも可能である。あるいは、左輪のモータと右輪のモータとを同じ大きさのトルクで互いに逆向きに駆動することにより、その場で右方向に超信地旋回をすることも可能である。
　図９は、重心位置ＧのＹ座標に応じて行う走行速度や進行方向の制御例を示す図である。重心位置ＧのＹ座標に関しては、図９のように、負の最大値から正の最大値までを３つの領域９１～９３に分割し、Ｙ座標の値がｙ１より大きい第１の領域９１に重心位置Ｇがあるときは加速、Ｙ座標の値が－ｙ２より小さい第３の領域９３に重心位置Ｇがあるときは減速、その間の第２の領域９２に重心位置Ｇがあるときは等速となるようにモータのトルクを制御する。
　なお、ここで示した制御例は一例に過ぎない。例えば、第１の領域９１から第３の領域９３を等分割し、第１の領域９１に重心位置Ｇがあるときは前進、第２の領域９２に重心位置Ｇがあるときは停止、第３の領域９３に重心位置Ｇがあるときは後進となるようにモータのトルクを制御してもよい。この場合、第１の領域９１の中では、重心位置ＧのＹ座標の値が大きくなるほど、モータ駆動制御部６２はモータに与える正のトルクを大きくする。また、第３の領域９３の中では、重心位置ＧのＹ座標の値が小さくなるほど（絶対値が大きくなるほど）、モータ駆動制御部６２はモータに与える負のトルクを大きくする。
　バイブレータ駆動制御部６３は、重心位置検出部６１により検出された加重の有無および重心位置Ｇに応じて、複数のバイブレータ４４の駆動を制御する。すなわち、バイブレータ駆動制御部６３は、重心位置検出部６１により検出された加重の有無および重心位置Ｇに応じて、４個のバイブレータ４４のうちどれをどの程度の大きさで駆動するかを制御する。
　具体的には、バイブレータ駆動制御部６３は、重心位置検出部６１により加重が検出されたときに、４個のバイブレータ４４を駆動して一人乗り移動機器が発進することを搭乗者に伝える。例えば、バイブレータ駆動制御部６３は、重心位置検出部６１による加重の検出後、０．５秒置きに４個のバイブレータ４４を２回駆動させる。上述したモータ駆動制御部６２は、その０．５秒後にモータの駆動を開始する。これにより、搭乗者は、搭乗台１０に乗ってからバイブレータ４４により足裏に伝わる２回の振動によりリズムを感じながら、発進のための準備（心構えや姿勢取り）を行うことができる。
　一人乗り移動機器の発進後、バイブレータ駆動制御部６３は、重心位置ＧのＸ座標に応じて左右どちらのバイブレータ４４を駆動するかとその駆動力の大きさを制御するとともに、重心位置ＧのＹ座標に応じて前後どちらのバイブレータ４４を駆動するかとその駆動力の大きさを制御する。また、駆動のリズムやテンポ、タイミング等を制御するようにしてもよい。
　例えば、一人乗り移動機器の加速時には、バイブレータ駆動制御部６３は前側２つのバイブレータ４４を駆動する。このとき、バイブレータ駆動制御部６３は、加速が行われている間はバイブレータ４４の駆動を行い、例えば「トン、トン、トン、トトトトト」といったように走行速度に応じてリズムを変えて断続的に駆動する。なお、最高速に達すると一人乗り移動機器は等速となるので、その時点でバイブレータ駆動制御部６３はバイブレータ４４の駆動を停止する。
　また、一人乗り移動機器の減速時には、バイブレータ駆動制御部６３は後側２つのバイブレータ４４を駆動する。このとき、バイブレータ駆動制御部６３は、減速が行われている間はバイブレータ４４の駆動を行い、例えば「ブー」といったようにバイブレータ４４を継続的に振動させる。また、バイブレータ駆動制御部６３は、減速量に応じて駆動（振動）の大きさを変える。例えば、大きく減速する場合はバイブレータ４４を大きく振動させる。
　また、一人乗り移動機器の右方向への旋回時（信地旋回または超信地旋回ではない）、バイブレータ駆動制御部６３は、例えば右側２つのバイブレータ４４を駆動する。このときの駆動の大きさは、例えば原点Ｏから重心位置Ｇまでの距離に比例して制御する。例えば、減速時と同様、大きく右旋回する場合は右側２つのバイブレータ４４を「ブー」と継続的に大きく振動させる。
　一方、一人乗り移動機器の左方向への旋回時（信地旋回または超信地旋回ではない）、バイブレータ駆動制御部６３は、例えば左側２つのバイブレータ４４を駆動する。このときの駆動の大きさは、例えば原点Ｏから重心位置Ｇまでの距離に比例して制御する。例えば、大きく左旋回する場合は左側２つのバイブレータ４４を「ブー」と継続的に大きく振動させる。
　また、一人乗り移動機器の信地旋回時または超信地旋回時、バイブレータ駆動制御部６３は、４個のバイブレータ４４を回転させるパターンで順番に駆動する。
　なお、以上に示したバイブレータ４４の駆動方法は一例であり、本発明はこの駆動方法に限定されるものではない。例えば、一人乗り移動機器の旋回時（信地旋回または超信地旋回ではない）、バイブレータ駆動制御部６３は、原点Ｏから重心位置Ｇまでの距離が所定値以下の場合（つまり、旋回確度が所定角度以下となる場合）は前側１個（旋回方向に応じた左右何れか１個）のバイブレータ４４のみを駆動し、原点Ｏから重心位置Ｇまでの距離が所定値より大きい場合（つまり、旋回確度が所定角度より大きくなる場合）は前後２個（旋回方向に応じた左右何れか２個）のバイブレータ４４を駆動するようにしてもよい。
　また、一人乗り移動機器の発進直後から所定時間は、重心位置Ｇがどこにあろうと、バイブレータ４４の駆動を行わないようにしてもよい。上述したように、一人乗り移動機器の発進直前にバイブレータ４４を２回断続的に振動させて発進の予告をしても、発進直後は慣性の法則により搭乗者の重心が後側に傾いてしまう可能性がある。したがって、発進直後から所定時間は、バイブレータ駆動制御部６３はバイブレータ４４を駆動させないようにすることが好ましい。また、これに合わせて、モータ駆動制御部６２も発進直後から所定時間は重心位置Ｇに応じたモータの駆動制御（減速）は行わず、一定速度まで徐々に加速するようなモータの駆動制御を行うのが好ましい。
　以上詳しく説明したように、本実施形態では、ボード状の搭乗台１０に設けられた複数の荷重センサ４１と、搭乗台１０に設けられた複数のバイブレータ４４と、当該バイブレータ４４の駆動制御を行う制御回路とを備え、制御回路において、複数の荷重センサ４１からの出力信号に基づいて搭乗者による加重の有無および搭乗者の重心位置Ｇを検出し、当該検出した加重の有無および重心位置Ｇに応じて複数のバイブレータ４４の駆動を制御するようにしている。
　このように構成した本実施形態によれば、搭乗者が一人乗り移動機器に乗って重心移動により走行制御を行うと、そのときの荷重センサ４１への加重の有無および搭乗台１０上の重心位置が検出され、加重の有無および重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作に応じた振動が複数のバイブレータ４４により搭乗者に伝えられる。これにより、搭乗者は、加重の有無や重心位置によって変わる一人乗り移動機器の動作を足元から伝わる振動により把握して、自分の意図通りに一人乗り移動機器を操縦することができるようになる。
　また、本実施形態では、搭乗台１０の平面を用紙Ａ４サイズ程の大きさの略矩形形状としているので、搭乗者の足が乗る規定位置５０をほぼ一意に定めることができる。そして、その規定位置５０の直下に４個のバイブレータ４４を設けているので、できるだけ少ない数のバイブレータ４４で、加重の有無や重心位置Ｇによって変わる一人乗り移動機器の動作を搭乗者に分かりやすく伝えることができる。また、本実施形態では、バイブレータ４４の周囲に振動遮断部材４５を設けているので、どの位置のバイブレータ４４からの振動であるかを搭乗者に対してより分かりやすく伝えることができる。
　搭乗台１０の平面が用紙Ａ４サイズ程の大きさであることは、搭乗台１０に対する乗り降りが行いやすいというメリットも有する。また、バッグ等に入れて持ち運びをするのにも非常に便利である。上述したモータ駆動制御部６２による駆動方法によれば、人が搭乗台１０に乗っていないときはモータの駆動が行われず、搭乗台１０に乗って前方向に重心移動すれば直進を開始する。よって、例えば所望の場所で本実施形態の一人乗り移動機器をバッグから取り出してサッと搭乗し、走行後に一人乗り移動機器からサッと降りて一人乗り移動機器を再びバッグに仕舞うといったフレキシブルな使い方が簡単にできるようになる。
　また、本実施形態では、上面カバー１２を箱型形状とし、上からの加重に対して撓みにくい構成としている。そのため、人が乗ったときに上面カバー１２が撓んで支柱４３以外の対向面でシャーシ１１と接触することを防止することができる。したがって、剛性の強い金属材料で上面カバー１２を構成したり、上面カバー１２を必要以上に厚くしたりしなくても済む。これにより、一人乗り移動機器の軽量化に資することができ、サイズだけでなく重量の面からも持ち運びを行いやすくすることができる。
　なお、上記実施形態では、シャーシ１１に荷重センサ４１を設ける一方、上面カバー１２に支柱４３を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。これとは逆に、シャーシ１１に支柱４３を設ける一方、上面カバー１２に荷重センサ４１を設けるようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、上面カバー１２が撓んでシャーシ１１と接触することを防止するために支柱４３を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シャーシ１１または上面カバー１２の何れかの四隅（荷重センサ４１とアルミ板４２が設けられる位置）に所定の厚みを有する土台を設けることにより、シャーシ１１と上面カバー１２との対向面が土台以外の面で非接触状態となるように構成してもよい。
　また、上記実施形態では、４個の荷重センサ４１を設ける例について説明したが、これは単なる一例であって、本発明はこの数に限定されるものではない。また、上記実施形態では、４個のバイブレータ４４を設ける例について説明したが、これは単なる一例であって、本発明はこの数に限定されるものではない。また、上記実施形態では、駆動付き車輪２１を２個のモータにより駆動する例について説明したが、これは単なる一例であって、本発明はこの数に限定されるものではない。
　また、上記実施形態では、４輪のうち前輪の２つを駆動付き車輪２１とし、後輪の２つをキャスタ２２とする例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前輪と後輪とを逆にしてもよい。また、４輪とも駆動付き車輪２１により構成してもよい。ただし、４輪とも駆動付き車輪２１にすると、モータも追加しなければならず、一人乗り移動機器の重量が増す点で好ましくない。また、車輪２１の摩擦により信地旋回や超信地旋回ができないとか、車輪２１に大きな負荷がかかって車輪２１が破損したり、床を傷つけるなどのデメリットも生じる。これらの点を考慮すると、上記実施形態のように２つを駆動付き車輪２１、２つを３６０度回転可能なキャスタ２２とするのが好ましい。
　その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　１０　搭乗台
　１１　シャーシ
　１２　上面カバー
　２１　駆動付き車輪
　２２　キャスタ
　４１　荷重センサ
　４２　アルミ板
　４３　支柱
　４４　バイブレータ
　４５　振動遮断部材
　５０　人が乗る規定位置
　６１　重心位置検出部
　６２　モータ駆動制御部
　６３　バイブレータ駆動制御部

Claims (9)

  1. ボード状の搭乗台に車輪を設けた構成タイプで、搭乗者の重心移動により走行制御を行うことが可能になされた一人乗り移動機器であって、
    　複数の車輪と、
    　上記複数の車輪が取り付けられるとともに、上記複数の車輪のうち少なくとも一部を駆動するモータおよび制御回路を収容する上記ボード状の搭乗台と、
    　上記搭乗台に設けられた複数の荷重センサと、
    　上記搭乗台に設けられた複数のバイブレータと、
    　上記モータの駆動制御および上記バイブレータの駆動制御を行う上記制御回路とを備え、
    　上記制御回路は、その機能構成として、上記複数の荷重センサからの出力信号に基づいて加重の有無および重心位置を検出する重心位置検出部と、
    　上記重心位置検出部により検出された上記加重の有無および上記重心位置に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御部と、
    　上記重心位置検出部により検出された上記加重の有無および上記重心位置に応じて、上記複数のバイブレータの駆動を制御するバイブレータ駆動制御部とを備えたことを特徴とする一人乗り移動機器。
  2. 上記複数のバイブレータは、上記搭乗台の規定位置に人が搭乗したときに足裏と対向する位置に設けられており、
    　上記バイブレータ駆動制御部は、上記重心位置検出部により検出された上記加重の有無および上記重心位置に応じて、上記複数のバイブレータのうちどれをどの程度の大きさで駆動するかを制御することを特徴とする請求項１に記載の一人乗り移動機器。
  3. 上記複数のバイブレータの周囲にそれぞれ、当該バイブレータにより発生された振動の伝達を遮断する振動遮断部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の一人乗り移動機器。
  4. 上記搭乗台は平面が略用紙Ａ４サイズの矩形形状にて構成されていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の一人乗り移動機器。
  5. 上記複数の荷重センサは、上記搭乗台の四隅付近に設けられており、
    　上記重心位置検出部は、上記複数の荷重センサからの出力信号に基づいて、補間演算によって上記重心位置を検出することを特徴とする請求項４に記載の一人乗り移動機器。
  6. 上記搭乗台は、上記モータおよび上記制御回路を収容するシャーシと、当該シャーシの上に被せる上面カバーとから構成され、
    　上記上面カバーは、略矩形形状のボードの４辺に、当該ボードに対して略垂直な側壁が設けられた箱型形状を有していることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の一人乗り移動機器。
  7. 上記シャーシまたは上記上面カバーの何れかに上記複数の荷重センサが設けられるとともに、当該荷重センサが設けられる位置に土台が設けられ、上記シャーシと上記上面カバーとの対向面が上記土台以外の面で非接触状態となるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の一人乗り移動機器。
  8. 上記シャーシまたは上記上面カバーの何れかに上記複数の荷重センサが設けられるとともに、上記シャーシまたは上記上面カバーの何れかで上記荷重センサと対向する位置に支柱が設けられ、上記シャーシと上記上面カバーとの対向面が上記支柱以外の面で非接触状態となるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の一人乗り移動機器。
  9. 上記４個の車輪は、２個の上記モータによりそれぞれ独立して駆動される２個の駆動付き車輪と、２個のキャスタとにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の一人乗り移動機器。
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