WO2022230248A1 - 移動装置 - Google Patents

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WO2022230248A1
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wheels
wheel
mobile device
escalator
actuator
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裕士 中野
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Ｌｉｆｅｈｕｂ株式会社
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    • Y02B50/00—Energy efficient technologies in elevators, escalators and moving walkways, e.g. energy saving or recuperation technologies

Definitions

  • the present invention relates to a moving device for moving people and objects on it, and more particularly to a moving device that can go up and down stairs (including steps; the same applies hereinafter) and escalators with objects on it.
  • Patent Document 1 a stair climbing type mobile car
  • Patent Document 2 a bipedal movement device with a buttock that rotatably supports the joints at the base of the two legs
  • Patent Document 3 a bipedal movement mechanism with two legs having wheels at the ends
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to provide a moving apparatus that can absorb the speed difference and that allows the user to safely get on and off an escalator with an object to be moved on it. It is in.
  • the moving device of the present invention is a device for carrying and moving an object to be moved.
  • the end wheels move from the escalator platform to the steps in a four-wheel grounded state in which the end wheels and the intermediate wheels are grounded, and/or when the end wheels get off the escalator steps.
  • the wheel speed of the end wheels is controlled by the controller.
  • the translation speed of the moving device can be controlled by the controller.
  • the moving device of the present invention can be operated by controlling the wheel speed of the end wheels when the end wheels move from the escalator landing to the steps and/or when the end wheels move from the steps to the landing. It can absorb the speed difference between the escalator and the step and between the getting-off place and the step, and can safely get on and off the escalator with the object to be moved on it.
  • FIG. 1(a) is a front view showing an example of the moving apparatus of the present invention, and (b) is a side view of a state in which one step of stairs is climbed.
  • 1 is a functional block diagram showing an example of a mobile device of the present invention
  • 4 is a flowchart showing an example of a procedure for determining whether or not stairs can be ascended/descended; 4 is a flow chart showing an example of a procedure of route generation in a route generation unit; (a) is an explanatory diagram of the width of the moving device, the one-side margin in the width direction of the space above the stairs, and the width of the space above each step; (b) is an explanatory diagram of the center position and the deviation of the center position; (a) to (c) are diagrams for explaining the control of posture in the front-rear direction when climbing stairs. (a) to (c) are diagrams for explaining the control of posture in the front-rear direction when climbing stairs.
  • (a) to (c) are diagrams for explaining control of posture in the left-right direction when climbing stairs.
  • (a) to (d) are diagrams for explaining control of posture in the left-right direction when climbing stairs.
  • 4 is a flow chart showing an example of motion control against disturbance.
  • (a) to (d) are operation explanatory diagrams showing an example of a transition from four-wheel grounding to two-wheel grounding.
  • (a) to (e) are operation explanatory diagrams showing another example of transition from four-wheel grounding to two-wheel grounding.
  • (a) to (e) are operation explanatory diagrams showing an example of transition from two-wheel grounding to four-wheel grounding.
  • the side view which shows an example of an escalator.
  • 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure when entering an escalator; (a) to (c) are explanatory diagrams of an accessible left and right range in which an escalator can be entered. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure when exiting an escalator; (a) to (c) are diagrams for explaining attitude control when entering an escalator. (a) to (c) are diagrams for explaining attitude control when advancing from an escalator.
  • the moving device of the present invention is a device that carries a person or an object (hereinafter referred to as "moving object") X or the like and moves.
  • a mobile device (chair-type mobile device) for moving a person on it is taken as an example.
  • the forward side in the traveling direction of the mobile device is referred to as front, the rear side as rear, the left side as left, the right side as right, the upper side as up, and the lower side as down.
  • the "total center-of-gravity position” refers to the center-of-gravity position obtained by adding the center-of-gravity position of the moving device and the center-of-gravity position of the movement target X.
  • the center-of-gravity position of the moving object X can be the center-of-gravity position estimated by the center-of-gravity position estimator 32 ( FIG. 2 ) from the load of the moving object X applied to the seat surface sensor 24 installed on the mounting part 20 , for example.
  • the center-of-gravity position of the moving device can be calculated based on the center-of-gravity position of each part that constitutes the moving device (by summing the center-of-gravity positions of the parts).
  • Each part constituting the movement device here includes an upper link 11, a lower link 12, an intermediate wheel 13, an end wheel 14, a first joint actuator 15, a second joint actuator 16, a third Joint actuators 17 and end wheel actuators 18 are included.
  • the position of the center of gravity of the mobile device can be calculated as follows. Since the weight, the position of the center of gravity, and the moment of inertia of each part that constitutes the moving device are known, the relative positional relationship of each part is specified from the rotation angle of each actuator 15 to 18, and from the specified positional relationship, each By calculating the center-of-gravity position of each component and summing the center-of-gravity position of each component, the center-of-gravity position of the moving device can be calculated.
  • the "end wheel grounding position” refers to the grounding position of the end wheel 14 with the ground or floor surface (hereinafter referred to as "grounding surface”).
  • the end wheel contact position is set for each end wheel 14 of each leg 10 .
  • the end wheels 14 of both legs 10 are not displaced in the front-rear direction, the end wheels 14 of both legs 10 are positioned side by side. , the position is shifted in the front-rear direction.
  • getting on escalator E is called “approach”, and getting off escalator E is called “advance”.
  • the boarding/alighting place F on the entrance side of the escalator E is called “plating F1”
  • the boarding/alighting place F on the exit side is called “alighting place F2”.
  • the "plating area F1" and the “disembarking area F2" are relative concepts.
  • the upper boarding/alighting space F is the boarding place F1
  • the lower boarding/alighting space F is the alighting place F2.
  • FIGS. A section 30 (FIG. 2) is provided.
  • a left leg (hereinafter referred to as "left leg") 10a in the forward direction includes an upper left link 11a, a lower left link 12a, a left intermediate wheel 13a, a left end wheel 14a, a left It has a first joint actuator 15a, a left second joint actuator 16a, a left third joint actuator 17a and a left end wheel actuator 18a.
  • the upper left link 11a is rotatably connected to the left bracket 23a provided on the bottom surface of the chair portion 20, and the upper left link 12a is rotatably connected to the upper left link 11a.
  • a left intermediate wheel 13a is arranged at the connecting position of the upper left link 11a and the lower left link 12a, and is rotatably connected with the connector used for connecting the upper left link 11a and the lower left link 12a.
  • the left intermediate wheel 13a can be provided at the position where the upper left link 11a and the lower left link 12a are connected, the position on the upper left link 11a side of the lower left link 12a, the position on the upper left link 11a side of the lower left link 12a, and other positions.
  • a left end wheel 14a is rotatably connected to the lower end of the left lower link 12a.
  • the bottom surface of the left end wheel 14a protrudes below the lower end of the left lower link 12a so as to be in contact with the ground (floor surface).
  • the left first joint actuator 15a is driving means for driving the upper left link 11a in the front-rear direction, and is provided at the connecting portion between the upper left link 11a and the left bracket 23a.
  • the upper left link 11a rotates in the front-rear direction by the operation of the left first joint actuator 15a.
  • the left second joint actuator 16a is driving means for driving the left lower link 12a in the front-rear direction, and is provided at the connecting portion between the upper left link 11a and the left lower link 12a.
  • the left lower link 12a rotates in the front-rear direction by the operation of the left second joint actuator 16a.
  • the left third joint actuator 17a is driving means for driving the left upper link 11a in the left-right direction (inward and outward directions), and is provided at the connecting portion between the upper left link 11a and the left bracket 23a.
  • the upper left link 11a rotates in the left-right direction by the operation of the left third joint actuator 17a.
  • the left end wheel actuator 18a is driving means for driving the left end wheel 14a forward and backward (forward and backward), and is provided at the connecting portion between the left lower link 12a and the left end wheel 14a.
  • the left end wheel 14a rotates forward and backward by the action of the left end wheel actuator 18a.
  • the left intermediate wheel 13a of this embodiment is in a free state so as to rotate in forward and reverse directions without an actuator.
  • the right leg in the forward direction (hereinafter referred to as "right leg") 10b includes an upper right link 11b, a lower right link 12b, a right intermediate wheel 13b, a right end wheel 14b, a right first joint actuator 15b, and a right second joint actuator 16b. , a right third joint actuator 17b and a right end wheel actuator 18b.
  • the upper right link 11b has its upper end rotatably connected to a right bracket 23b provided on the bottom surface of the chair portion 20, and the lower right link 12b has its upper end rotatably connected to the upper right link 11b.
  • a right intermediate wheel 13b is arranged at the connecting position of the upper right link 11b and the lower right link 12b, and is rotatably connected with the connector used for connecting the upper right link 11b and the lower right link 12b.
  • the right intermediate wheel 13b can be provided at a position where the upper right link 11b and the lower right link 12b are connected, a position on the upper right link 11b side of the lower right link 12b, a position on the upper right link 11b side of the lower right link 12b, and other positions.
  • a right end wheel 14b is rotatably connected to the lower end of the lower right link 12b.
  • the bottom surface of the right end wheel 14b protrudes below the lower end of the lower right link 12b so as to be in contact with the ground (floor surface).
  • the right first joint actuator 15b is driving means for driving the upper right link 11b in the front-rear direction, and is provided at the connecting portion between the upper right link 11b and the right bracket 23b.
  • the upper right link 11b rotates in the front-rear direction by the operation of the right first joint actuator 15b.
  • the right second joint actuator 16b is driving means for driving the lower right link 12b in the front-rear direction, and is provided at the connecting portion between the upper right link 11b and the lower right link 12b.
  • the lower right link 12b rotates in the front-rear direction by the operation of the right second joint actuator 16b.
  • the right third joint actuator 17b is driving means for driving the upper right link 11b in the left-right direction (inward and outward directions), and is provided at the connecting portion between the upper right link 11b and the right bracket 23b.
  • the upper right link 11b rotates in the left-right direction by the operation of the right third joint actuator 17b.
  • the right end wheel actuator 18b is driving means for driving the right end wheel 14b in forward and reverse directions (forward and backward), and is provided at the connecting portion between the lower right link 12b and the right end wheel 14b.
  • the right end wheel 14b rotates forward and backward by the action of the right end wheel actuator 18b.
  • the right intermediate wheel 13b of this embodiment is in a free state so as to rotate in forward and reverse directions without an actuator.
  • both first joint actuators 15 both second joint actuators 16, both third joint actuators 17, and both end wheel actuators 18, existing actuators equipped with motors, speed reducers, encoders, brakes, etc. can be used. .
  • the chair portion 20 is a portion on which a person sits, and includes a seat portion 21 on which a person sits, a command operation portion 22 through which a person inputs a control signal, and a connecting portion 23 that connects with the leg portion 10 .
  • the seat portion 21 includes a seat surface 21a and a backrest 21b.
  • the structure of the seat portion 21 may be other than this. It is also possible to adopt a configuration that is composed only of a legrest.
  • the seat portion 21 includes a seat surface sensor 24 for detecting the load of a person on the seat surface 21a, and an external world recognition sensor 25 for recognizing the external conditions around the moving device (for example, the presence or absence of stairs, escalators, and obstacles). , an inertial sensor 26 for detecting translational motion and rotational motion in three orthogonal axes.
  • the seat surface sensor 24 is provided on the surface side of the seat surface 21a, and the external world recognition sensor 25 and the inertial sensor 26 are provided on the front and side surfaces of the seat surface 21a.
  • the installation position of each sensor is an example, and it can also be installed in places other than these.
  • a pressure sensor for example, can be used for the seat surface sensor 24 . It is preferable to install a plurality of seat surface sensors 24 on the seat surface 21a.
  • a detection signal from the seat surface sensor 24 is transmitted to a center-of-gravity position estimating section 32 (FIG. 2) of the control section 30, which will be described later, and the center-of-gravity position estimating section 32 estimates the center-of-gravity position of the person based on the detection signal.
  • the external world recognition sensor 25 for example, a laser range finder that emits a laser beam and measures the distance to an object from the reflected light can be used.
  • a device other than a laser range finder can also be used as the external recognition sensor 25 .
  • the external world recognition sensor 25 recognizes, for example, the presence or absence of stairs, escalators, obstacles (walls, pillars, doors, furniture, people, etc.).
  • a detection signal from the external world recognition sensor 25 is transmitted to a determination section 34 (FIG. 2) of the control section 30, which will be described later, and based on the detection signal, it is determined whether or not to pass stairs or enter an escalator.
  • the inertial sensor 26 for example, a gyro sensor or an acceleration sensor can be used.
  • the inertial sensor 26 detects, for example, the actual motion (moving speed, tilt, etc.) of the mobile device.
  • a detection signal from the inertial sensor 26 is transmitted to a motion estimator 37 (FIG. 2) of the control unit 30, which will be described later. be.
  • a sensor other than a gyro sensor or an acceleration sensor can be used as the inertial sensor 26 .
  • the command operation unit 22 is means for a person to input control signals to the control unit 30 .
  • An existing input device such as a joystick or a touch panel can be used for the command operation unit 22 .
  • the command operation unit 22 is configured to input control signals for operations such as forward movement, backward movement, turning, stair movement, escalator entry, and escalator exit.
  • the input control signal is transmitted to the control unit 30 . The operation when each control signal is transmitted will be described later.
  • the connecting part 23 is a part that connects the two legs 10 .
  • the connecting portion 23 shown in FIGS. 1A and 1B includes a left bracket 23a and a right bracket 23b projecting from the back side of the seat surface 21a.
  • the left bracket 23a connects the left leg portion 10a
  • the right bracket 23b connects the right leg portion 10b.
  • the configuration of the connecting portion 23 is not particularly limited as long as it can rotatably connect the two legs 10 .
  • the control section 30 is a means for controlling the actuators 15 to 18, both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 that constitute the leg section 10.
  • the control unit 30 can be configured by a computer including a processor, memory, and the like as main components.
  • the control unit 30 of this embodiment includes a motion control unit 31 that controls the legs 10, a center-of-gravity position estimation unit 32 that estimates the center-of-gravity position from the load applied to the seat surface sensor 24, and a total center-of-gravity calculator that calculates the total center-of-gravity position.
  • a determination unit 34 that determines whether it is possible to ascend or descend stairs or enter an escalator based on the detection signal from the external recognition sensor 25;
  • a path generation unit 35 that generates a path (trajectory), and a theoretical motion calculation unit 36 that calculates a theoretical motion (hereinafter referred to as "theoretical motion") that occurs when each actuator 15 to 18 is driven based on the total center of gravity position.
  • a motion estimator 37 for estimating the actual motion from the actual motion obtained by the inertial sensor 26; 38, and a corrected drive amount calculator 39 for calculating the corrected drive amount of each actuator 15-18 based on the estimated amount of disturbance.
  • the controller 30 generates the trajectory of the mobile device.
  • a trajectory is information specified by coordinate values and time, and is constantly generated with the current location as a reference while the mobile device is moving. The mobile device moves along the generated trajectory in accordance with instructions input from the command operation unit 22 .
  • control unit 30 controls the stationary state, the control when moving forward, the control when moving backward, the control when turning, the control of the posture in the front-rear direction when ascending and descending stairs, and the control of the posture in the left-right direction when ascending and descending stairs.
  • motion control against disturbances attitude control when entering an escalator, attitude control when exiting an escalator, attitude control on an escalator, switching control from four wheels to two wheels, switching control from two wheels to four wheels, etc. is done. These controls will be specifically described below.
  • the position of the total center of gravity of the moving device in the longitudinal direction is behind the end wheel ground contact position of the both end wheels 14. to create a difference between the combined center of gravity position and the end wheel ground contact position of the end wheels 14 .
  • the rotation angular velocity is controlled so that the rotation angular velocity of the end wheels 14 finally converges to zero, and after the rotation angular velocity of the end wheels 14 approaches zero, the stationary state is controlled.
  • the position of the total center of gravity position in the longitudinal direction of the moving device is in front of the end wheel ground contact position of the both end wheels 14. to create a difference between the combined center of gravity position and the end wheel ground contact position of the end wheels 14 .
  • the rotation angular velocity is controlled so that the rotation angular velocity of the end wheels 14 finally converges to zero, and after the rotation angular velocity of the end wheels 14 approaches zero, the stationary state is controlled.
  • the number of revolutions of the left end wheel 14a is made larger than the number of revolutions of the right end wheel 14b, and in the case of command operation to turn left, the number of revolutions of the right end wheel 14b is increased. It is made larger than the number of revolutions of the left end wheel 14a.
  • the average value of the number of rotations of the left and right end wheels 14 is made to match the number of rotations of the end wheels 14 based on the forward or backward command operation when a person is performing a turning command operation. Note that when a turn command operation is performed by operating the command operation unit 22 when no forward or reverse command operation is performed, the average value of the rotation speeds of the left and right end wheels 14 is set to zero.
  • the shape of the external world is acquired by the external world recognition sensor 25 (S001).
  • the acquisition of the external world shape by the external world recognition sensor 25 is continuously performed, and the acquired external world shape is transmitted to the control unit 30 .
  • (2) Whether or not there are stairs is determined from the shape of the external world acquired by the external world recognition sensor 25 (S002).
  • the mobile device continues planar movement (S003).
  • stair shape As a result of the determination in (2) above, when it is recognized that there are stairs, the shape of the stairs (hereinafter referred to as "stair shape") is acquired by the external world recognition sensor 25 (S004).
  • the route generation unit 35 From the shape of the stairs acquired by the external world recognition sensor 25, the route generation unit 35 generates a route for ascending and descending the stairs (for example, an optimum route such as the shortest route) (S005). (6) After the route is generated by the route generator 35, it is determined whether or not the route is passable (S006). (7) As a result of the determination in (6) above, if it is determined that the passage is impassable, the mobile device stops before the stairs (S007). In this case, information display means, notification means, or the like (not shown) can be used to inform the passengers that the vehicle is impassable.
  • the route generation in (5) is performed, for example, by the procedure shown in FIG. (1) Width W b of moving device, one-side margin (hereinafter referred to as “one-side width margin”) W m in the width direction of the space above the stairs (FIG. 5(a)), and the center position of the next step from the center position of each step d th is set (S101). (2) Based on the shape of the stairs obtained by the external world recognition sensor 25, the width W S (FIG. 5(a)) of the space above each step is measured (S102). (3) Whether or not W s ⁇ W b +2W m (Equation 1) is satisfied determines whether or not the mobile device can pass through the space of each stage (S103).
  • the grounding position of each stage can also be set to minimize the change in the widthwise direction of the grounding position of each stage within a range in which a margin in the width direction can be secured.
  • the grounding position of each stage is calculated so that the sum of the center position deviations of each stage is minimized.
  • the control unit 30 determines which of the two legs 10 should be lifted according to the route generated by the route generation unit 35 (FIG. 6(a)).
  • the right leg 10b is lifted after the left leg 10a is lifted.
  • the left first joint actuator 15a and the left second joint actuator 16a are driven so that the left end wheel 14a of the lifted left leg 10a moves to the next end wheel contact position (Fig. 6(b)).
  • the next end wheel grounding position means the grounding position of the left end wheel 14a of the left leg 10a on the tread surface of the step next to the currently standing step.
  • both first joint actuators 15 and both second joint actuators 16 of both legs 10 are driven as shown in FIGS. 6(c) and 7(a).
  • the chair portion 20 and the end are separated by the height.
  • the actuators 15 to 18 are driven so as to simultaneously change the height of the end wheel 14 (end wheel contact position) (FIGS. 7(b) and (c)). It should be noted that the heights of both do not necessarily need to be changed at the same time, and there may be some error.
  • the end wheel 14 In the phase where one end wheel 14 touches the ground when climbing stairs, the end wheel 14 is driven to match the grounded end wheel ground position of the grounded end wheel 14 and the total center of gravity position in the longitudinal direction. Attitude control is performed by
  • the posture control in the front-rear direction of the moving device is performed by using the reaction force when moving a heavy object such as a battery in the front-rear direction, and by installing a flywheel on the chair portion 20 and using the gyroscopic moment.
  • the control unit 30 determines which of the two legs 10 should be lifted according to the route generated by the route generation unit 35 (FIG. 8(a)).
  • the right leg 10b is lifted and then the left leg 10a is lifted.
  • the left third joint actuator 17a of the left leg 10a that is not lifted is driven so that the ground position of the left leg 10a that is not lifted coincides with the total center of gravity position in the horizontal direction (Fig. 8(b)).
  • the right end wheel 14b of the lifted right leg 10b moves to the next end wheel grounding position (grounding position of the right end wheel 14b of the right leg 10b on the tread surface of the step next to the currently standing step).
  • the right first joint actuator 15b and the right second joint actuator 16b are driven (FIGS. 8(c) and 9(a)).
  • the right third joint actuator 17b of the right leg 10b on the lifted side is driven to compensate for the change in the total center-of-gravity position. do.
  • the chair portion 20 and the end wheels are separated by the height.
  • the actuators 15 to 18 are driven so as to simultaneously change the height of 14 (end wheel grounding position) (FIG. 9(b)). It should be noted that the heights of both do not necessarily need to be changed at the same time, and there may be some error.
  • both the third joint actuators 17 are driven so that the combined center of gravity position is positioned at the center of the both legs 10 (FIGS. 9(b) and 9(c)).
  • the horizontal posture control of the mobile device is performed by using the reaction force when moving a heavy object such as a battery in the lateral direction, and also by attaching a flywheel to the chair portion 20. It can also be installed and performed using the gyroscopic moment.
  • the correction driving amount calculator 39 calculates the correction driving amounts of the actuators 15 to 18 (S207). (9) Based on the corrected driving amount calculated in (8) above, the motion control section 31 drives the actuators 15 to 18 to control the motion with respect to the disturbance (S208).
  • the estimation of the actual motion by the motion estimating unit 37 in (4) can also use the drive torque of each actuator 15 to 18 and the change in the estimated value of the position of the center of gravity of the person by the seat surface sensor 24 .
  • the escalator E has various structures.
  • the escalator E has a stepless movement region (
  • the stepless movement area on the entrance side will be referred to as "entrance side stepless movement area E1" and the exit side stepless movement area will be referred to as "exit side stepless movement area E2").
  • An example is the case of an escalator E having a gradient region E3 in which a difference in height occurs on the step Q of .
  • the external world situation is recognized by the external world recognition sensor 25 (S301).
  • Recognition of the external world situation by the external world recognition sensor 25 is an operation that is always performed while the mobile device is moving.
  • the presence or absence of the escalator E is determined (S302).
  • the moving device continues planar movement (S311).
  • the external world recognition sensor 25 acquires the shape of the escalator E (hereinafter referred to as "escalator shape") (S303).
  • the escalator shape here includes, for example, the height and width of the step Q, the width between the left and right handle portions of the escalator E, the distance of the stepless movement area in the front-rear direction, and the like.
  • S304 it is determined whether or not the escalator E can be entered.
  • the external world recognition sensor 25 can recognize the shape of the escalator, it is determined that it can be entered, and when it cannot be recognized, it is determined that it cannot be entered.
  • the planar movement is continued (S311).
  • the route generation unit 35 creates a moving route for entering the escalator E (hereinafter referred to as "entering route ) is generated (S307). Specifically, a trajectory from the platform F1 in front of the escalator E to the first step Q is generated as the approach route. Although it is possible to generate only one approach path pattern, in this embodiment two or more patterns are generated. (11) After the entry route is generated in (10) above, the left and right positions at which the escalator E can be entered are displayed on the display screen of the command operation unit 22 (S308).
  • the display screen displays, for example, selection buttons such as "left”, “middle”, and “right”. (12) After the left and right positions of the approach route are displayed in (11) above, it is determined whether or not there is an instruction for the left and right positions to enter the escalator E from the command operation unit 22 (S309). For example, if the display screen displays "left”, “middle”, and “right” selection buttons, if one of the selection buttons is pressed within a certain period of time, it will be determined that an instruction has been given, and If any selection button is not pressed, it can be determined that there is no instruction.
  • a lateral range (hereinafter referred to as "accessible lateral range”) W a in which the mobile device can enter the escalator E is specified, and the center of the lateral direction of the mobile device is an accessible lateral range.
  • the escalator E can be entered from a position within the range Wa.
  • the accessible left/right range W a is specified by the width W i of the moving device, the width W s of the step Q of the escalator E, and the left/right margin W m . can do.
  • the accessible left and right range W a is calculated from the point calculated by (left margin W m + width W i of the moving device)/2 to (escalator It can be set as the range of points calculated by width W s of step Q of E) ⁇ (right margin W m ) ⁇ ((horizontal width W i of mobile device)/2).
  • the approachable left-right range W a identification method shown here is an example, and the approachable left-right range W a can also be identified by other methods.
  • Control to absorb speed difference when entering escalator In this embodiment, the following control is performed when entering the escalator E in order to absorb the speed difference between the platform F1 and the step Q.
  • both intermediate wheels 13 enter the escalator E first, and both end wheels 14 enter the escalator E later.
  • the shape of the escalator E and the moving speed of the step Q are acquired by the external world recognition sensor 25, and the moving device is moved at the same speed as the moving speed of the step Q (forward translation speed).
  • both intermediate wheels 13 in this embodiment are driven wheels (free rolls that rotate according to the driving of the wheels 14 at both ends)
  • the moving device that moves at the same speed as the forward translational speed in step Q moves from the platform F1 to the escalator E.
  • the wheel speed of both intermediate wheels 13 becomes zero at the moment when step Q is entered.
  • the position and the time at which the wheel speed of both intermediate wheels 13 becomes zero are specified as the boundary between the platform F1 and the step Q, and the coordinate value thereof (hereinafter referred to as "platform side boundary coordinate value") and the platform side boundary coordinate value Gets the time of arrival at
  • both end wheels 14 which are driving wheels, enter escalator E.
  • the both end wheels 14 reach the boundary between the platform F1 and the step Q (the position specified by the platform side boundary coordinate value)
  • the both end wheels 14 are set so that the driving torque of the both end wheels 14 becomes zero.
  • Actuator 18 is controlled.
  • the time of arrival here is a concept that allows a certain amount of temporal width, such as immediately before arrival, the moment of arrival, and immediately after arrival (the same applies hereinafter).
  • both end wheels 14 are maintained at a wheel speed substantially equal to the forward translational speed of step Q when they are in contact with the platform F1, but after contacting step Q, The wheel speed becomes zero, and the speed difference between the platform F1 and the step Q can be absorbed.
  • the moving device is moved at the same speed as the forward translation speed of step Q by controlling the wheel speed of both end wheels 14 to be kept at zero. be able to.
  • the grounding of the both end wheels 14 to step Q may be specified by reaching the platform side boundary coordinate value, may be specified by detecting a change in wheel speed of both end wheels 14, and others Appropriate means can be used.
  • the left and right legs 10 more specifically, the positions of the both end wheels 14 may be shifted in the front-rear direction, the control is performed on the left and right legs 10 (both end wheels 14). can be performed for each of
  • the external recognition sensor 25 estimates the forward translational speed of step Q when entering the escalator E, and the mobile device enters the escalator E at that forward translational speed.
  • the estimated value of the external recognition sensor 25 is not necessarily correct, and the wheel speed of both intermediate wheels 13 entering step Q may not become zero.
  • step Q If the wheel speed of both intermediate wheels 13 entering step Q does not become zero, it means that there is an error between the estimated forward translational speed of step Q and the actual forward translational speed of step Q. In such a case, based on the error, the translational speed of the moving device is adjusted so that the wheel speed of both intermediate wheels 13 becomes zero. can be matched with
  • the route generation unit 35 when the exit of the escalator E is recognized by the external world recognition sensor 25, the route generation unit 35 generates a movement route for exiting the escalator E (hereinafter referred to as "exit route"). (S403). Specifically, a trajectory from the grounding positions of both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 of the mobile device to the landing site F2 is generated as an exit route. Although it is possible to generate only one pattern of exit routes, in this embodiment two or more patterns are generated. (5) When the exit route from the escalator E is generated in (3) above, the mobile device exits from the escalator E according to the exit route (S404).
  • both intermediate wheels 13 in this embodiment are driven wheels, when both intermediate wheels 13 move (advance) from step Q to landing F2, the wheel speed of both intermediate wheels 13 is accelerates. At this time, the position and time at which the wheel speed of both intermediate wheels 13 are accelerated are specified as the boundary between step Q and landing F2, and the coordinate value thereof (hereinafter referred to as "landing field side boundary coordinate value") and the landing field side boundary The arrival time to the coordinate value is obtained.
  • both end wheels 14 which are driving wheels, advance from the escalator E.
  • both end wheels 14 reach the boundary between step Q and landing F2 (the position specified by the landing side boundary coordinate value)
  • the wheel speed of both end wheels 14 changes to the wheel speed of both intermediate wheels 13.
  • the driving torque is controlled by the both end wheel actuators 18 so that the speed becomes constant. By doing so, it is possible to absorb the speed difference between step Q and landing F2.
  • control method for absorbing the speed difference described here is just an example, and the speed difference between the boarding area F1 and the step Q and the speed difference between the step Q and the getting off area F2 are absorbed by other control methods. good too.
  • the left and right legs 10 As in the case of entering the escalator E, when exiting from the escalator E, the left and right legs 10, more specifically, the wheels 14 at both ends may be displaced in the longitudinal direction. Therefore, the control can be performed for each of the left and right leg portions 10 (both end wheels 14).
  • attitude control on the escalator E will be described.
  • the positions of the intermediate wheels 13 in the front-rear direction and the positions of the end wheels 14 in the front-rear direction are shown.
  • Attitude control in a state where the positions match is taken as an example.
  • FIG. 18(a) shows a state in which the moving device is positioned in the stepless moving area E1 on the entrance side of the ascending escalator E.
  • FIG. The moving device is in a state in which both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 straddle two steps Q, specifically, both intermediate wheels 13 are positioned ahead in the direction of travel Q (hereinafter referred to as "first step Q1"). , and both end wheels 14 are in contact with the step Q (hereinafter referred to as the "second step Q2”) following the first step Q1.
  • both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 there is no difference in the height direction (hereinafter referred to as "height difference") between both intermediate wheels 13 and both end wheels 14.
  • the both end wheel actuators 18 are driven, and by the drive, both the intermediate wheels 13 and the both end wheels 14 on each step Q are driven.
  • the both-end wheels 14 are controlled so that the contact position of the wheel does not move.
  • both intermediate wheels 13 become higher than both end wheels 14 as shown in FIG. A height difference is generated between the intermediate wheels 13 and the end wheels 14 .
  • both the first joint actuators 15 and both the second joint actuators 16 are driven so that the angle ⁇ formed by the upper link 11 and the lower link 12 increases as the first step Q1 rises.
  • the horizontality of the mounting section 20 is maintained.
  • FIG. 19(a) shows a state in which the moving device is positioned in the entrance-side stepless moving area E1.
  • the moving device is in a state where both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 straddle two steps Q, specifically, both intermediate wheels 13 are grounded on the first step Q1. Then, the user rides on the escalator E with both end wheels 14 in contact with the second step Q2.
  • both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 there is no height difference between both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 .
  • the both end wheel actuators 18 are driven, and by the drive, both the intermediate wheels 13 and the both end wheels 14 on each step Q are driven.
  • the both-end wheels 14 are controlled so that the contact position of the wheel does not move.
  • both the intermediate wheels 13 become lower than the both end wheels 14 as shown in FIG. A height difference is generated between the intermediate wheels 13 and the end wheels 14 .
  • both the first joint actuators 15 and both the second joint actuators 16 are driven so that the angle ⁇ between the upper link 11 and the lower link 12 becomes narrower as the first step Q1 descends.
  • the horizontality of the mounting section 20 is maintained.
  • Whether or not the height difference (relative position difference) between both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 has become infinitely small can be determined, for example, by It can be determined from the current joint angle calculated based on the vertical detection signal acquired by the inertial sensor 26 .
  • both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 are controlled by both end wheel actuators 18 so that both middle wheels 13 and both end wheels 14 are always fixed at predetermined positions of step Q. be.
  • fixed means that the four wheels of both intermediate wheels 13 and both end wheels 14 are positioned within a predetermined range of each step Q.
  • the wheel speed of the wheels 14 becomes zero.
  • both the first joint actuators 15 and both the second joint actuators 15 and the two second joint actuators are arranged so that the position of the center of gravity of the moving device in the longitudinal direction is always intermediate between the end wheel grounding position and the middle wheel grounding position.
  • a joint actuator 16 is controlled.
  • the combined center-of-gravity calculator 33 calculates the combined center-of-gravity position from the detection signal obtained by the seat surface sensor 24, and based on the calculated combined center-of-gravity position, both first joint actuators 15 and both By driving the second joint actuator 16, the longitudinal position of the center of gravity of the mobile device is controlled so that it is always intermediate between the end wheel grounding position and the middle wheel grounding position.
  • control methods may be used when there is a change in the total center of gravity position. It is also possible to change the position of the center of gravity in the front-rear direction.
  • FIG. 11(a) shows a state in which the four wheels of both end wheels 14 and both intermediate wheels 13 are in contact with the ground surface.
  • FIG. 11(a) shows a state in which the four wheels of both end wheels 14 and both intermediate wheels 13 are in contact with the ground surface.
  • FIG. 12(a) shows a state in which the four wheels of both end wheels 14 and both intermediate wheels 13 are in contact with the ground surface.
  • both second joint actuators 16 are driven to change the position of the total center of gravity in the longitudinal direction to the ground contact position (intermediate wheel contact position) of both intermediate wheels 13 and the ground contact position of both end wheels 14. It is moved forward within the range between the end wheel ground contact positions (Fig. 12(a)).
  • (3) Drive both the first joint actuators 15 and both the second joint actuators 16 in order to move the chair 20 backward while keeping the chair 20 horizontal.
  • both first joint actuators 15 and both second joint actuators 16 simultaneously driving both end wheels 14 to counteract the rearward movement of chair 20 during rearward movement; to lift both intermediate wheels 13 from the ground surface (FIG. 12(c)).
  • Both end wheels 14, both first joint actuators 15, both first joint actuators 15, and both first joint actuators 15 are arranged so that the ground contact positions of the end wheels 14 of both end wheels 14 coincide with the longitudinal direction of the total center of gravity at the same time when the rearward movement speed of the chair 20 becomes zero.
  • the two-joint actuator 16 is driven (Fig. 12(d)).
  • the mobile device of the present embodiment can switch from a two-wheel contact state to a four-wheel contact state. Switching from two-wheel grounding to four-wheel grounding can be performed, for example, by the procedure shown in FIGS. 13(a) to (e).
  • FIG. 13(a) shows a state in which the mobile device stands up (self-supporting) with both end wheels 14 in contact with the ground surface.
  • both end wheels 14 are driven so as to cancel the inertial force toward the rear of the moving device, and both first joint actuators 15 and both second joint actuators 16 are driven at the same time, The rear wheel 14 is moved rearward relative to the chair 20 (FIG. 13(d)).
  • both first joint actuators 15 and both second joint actuators 16 are driven, and both intermediate wheels 13 are grounded at the same time that the translational speed of the moving device becomes zero (Fig. 13(e) )).
  • the above switching control is an example, and switching from four-wheel grounding to two-wheel grounding and switching from two-wheel grounding to four-wheel grounding can be controlled by methods other than these.
  • the moving apparatus of the present embodiment can stand on a single tread (equivalent to one step of stairs) with two legs 10 by controlling the legs 10 by the control unit 30, and one leg can 10 end wheel 14 is in contact with the first tread of the stair and the end wheel 14 of the other leg 10 is in contact with the second tread following the first tread. If there is an occupied space equivalent to that of a person walking up and down stairs, it is possible to go up and down stairs by bipedal walking.
  • a moving device for moving a person is taken as an example.
  • a loading section on which a load is placed can be used as the loading section 20 instead of the chair section 20 .
  • stationary, forward, backward, turning, switching from four-wheel ground contact to two-wheel ground contact, and switching from two-wheel ground contact to four-wheel ground contact are performed in a state in which both end wheels 14 are not displaced in the front-rear direction (side-by-side state). ), but these operations can also be performed in a state in which both legs 10 (wheels 14 at both ends) are displaced in the longitudinal direction.
  • both or one of the both end wheels 14 by controlling the rotation of both or one of the both end wheels 14 to match the total center of gravity position and the grounding position of one of the end wheels 14, when stationary or moving forward , when reversing, when turning, when switching from four-wheel grounding to two-wheel grounding, and when switching from two-wheel grounding to four-wheel grounding.
  • the control for absorbing the speed difference when getting on and off the escalator E with two wheels on the ground will be described below.
  • the processing flow for getting on and off the escalator E with two wheels on the ground is the same as that for getting on and off the escalator E with four wheels on the ground.
  • the speed of the wheels 14 at both ends is controlled to be substantially constant with respect to the forward translational speed of step Q, the wheels at both ends 14 drive torque is reduced.
  • the translational speed control and attitude control of the moving device are performed simultaneously, so the translational speed and wheel speed do not match. Therefore, the speed difference cannot be absorbed simply by controlling the wheel speed.
  • the moving device By making the velocity equal to the directional translational velocity, the moving device can be moved so that the relative velocity with respect to the step Q is zero.
  • control is performed as follows.
  • both end wheels 14 are on the step Q and the translational speed of the moving device with respect to the forward translational speed of the step Q is controlled to be zero.
  • both end wheels 14 of the moving device reach the landing F2 of the escalator E, there is a relative speed difference corresponding to the forward translational speed of step Q between the landing F2 and the moving device.
  • the driving torque of the both end wheels 14 for speed control is increased.
  • step Q it is determined that the both end wheels 14 have reached the landing F2 from step Q by detecting the change in the driving torque of the both end wheels 14 with a torque sensor or the like (not shown), and the both end wheels 14 have reached the landing F2.
  • the driving torque of the wheels 14 at both ends is controlled so that the translational speed of the moving device becomes constant on step Q and after advancing to landing F.
  • the moving apparatus of the present invention absorbs the speed difference between the step Q of the escalator E and the boarding/alighting area F, regardless of whether the four-wheel grounded state or the two-wheeled grounded state. You can safely get on and off E.
  • the advantage of being able to get on and off escalator E with four wheels on the ground is that the posture when getting on and off escalator E is easier to stabilize, and safety is superior compared to getting on and off escalator E with two wheels on the ground. mentioned.
  • the advantage of being able to get on and off the escalator E with two wheels on the ground is that it does not occupy more space on the escalator E than necessary.
  • the left and right legs 10 As in the case of four-wheel grounding, in the case of two-wheel grounding, the left and right legs 10, more specifically, the wheels 14 at both ends are displaced in the front-rear direction when entering or exiting the escalator E. Therefore, the control can be performed for each of the left and right leg portions 10 (both end wheels 14).
  • two legs 10 are used as an example, but at least two legs suffice, and three or more legs 10 are not excluded.
  • the configuration of the mobile device of the present embodiment is an example, and the configuration of the mobile device of the present invention can be appropriately omitted, replaced, replaced, or otherwise changed without changing the gist thereof.
  • the moving device of the present invention can be used not only as a moving device (chair-type moving device) for moving a person on it, but also as a moving device for moving a load other than a person (a load moving device). .

Landscapes

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Abstract

本願の解決課題は、エスカレータ（Ｅ）の乗り場（Ｆ１）とステップ（Ｑ）の間や、降り場（Ｆ２）とステップ（Ｑ）の間の速度差を吸収し、移動対象（Ｘ）を載せたままエスカレータ（Ｅ）に乗降できる移動装置を提供することにある。本発明の移動装置は移動対象（Ｘ）を載せて移動する移動装置であって、端部車輪（１４）と中間車輪（１３）を有する二本の脚部（１０）と、二本の脚部（１０）で支持された載置部（２０）と、二本の脚部（１０）を制御する制御部（３０）を備え、端部車輪（１４）と中間車輪（１３）が接地した四輪接地の状態で、端部車輪（１４）がエスカレータ（Ｅ）の乗り場（Ｆ１）からステップ（Ｑ）に移動したとき又は／及び端部車輪（１４）がエスカレータ（Ｅ）のステップ（Ｑ）から降り場（Ｆ２）に移動したときに端部車輪（１４）の車輪速が制御部（３０）で制御されるようにしたものである。

Description

移動装置
　本発明は、人や物などを載せて移動する移動装置に関し、より詳しくは、対象物を載せた状態で階段（段差を含む。以下同じ。）やエスカレータを昇降することができる移動装置に関する。
　高齢者や身体障害者の中には場所の移動に困難を伴う人がいる。特に階段の昇降は身体への負担が大きい。従来、人を載せて移動する装置として、たとえば、片側四本のリンクと四つの車輪からなる左右一対の車輪支持体を備えた階段昇降式移動車（特許文献１）や、二本の脚と当該二本の脚の根元の関節を回動自在に支持する臀部を備えた二脚型移動装置（特許文献２）、端部に車輪を有する二本の脚を備えた二足型移動機構（特許文献３）が知られている。
特許第５５５５９５３号公報 特開２０１１－２５５４２６号公報 特開２００７－２９００５４号公報
　ところで、エスカレータのステップと乗降場の境界には速度差があるため、移動装置でエスカレータに乗降できるようにするためには、当該速度差に起因する振動や衝撃によって移動対象が落下又は転落しないように対策を講じる必要がある。
　ところが、従来の各種移動装置はエスカレータへの乗降を想定したものではなく、前記速度差に起因する課題やその課題の解決するための手段については開示も示唆もされていない。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、前記速度差を吸収することができ、移動対象を載せたまま安全にエスカレータに乗降することができる移動装置を提供することにある。
　本発明の移動装置は移動対象を載せて移動する装置であって、端部車輪と中間車輪を有する二本の脚部と、二本の脚部で支持された載置部と、二本の脚部を制御する制御部を備え、端部車輪と中間車輪が接地した四輪接地の状態で端部車輪がエスカレータの乗り場からステップに移動したとき又は／及び端部車輪がエスカレータのステップから降り場に移動したときに、端部車輪の車輪速が制御部で制御されるようにしたものである。
　本発明の移動装置は、端部車輪が接地した二輪接地の状態で、当該端部車輪がエスカレータの乗り場からステップに移動したとき又は／及び端部車輪がエスカレータのステップから降り場に移動したときに、移動装置の並進速度が制御部で制御されるようにすることもできる。
　本発明の移動装置は、端部車輪がエスカレータの乗り場からステップに移動したとき又は／及び端部車輪がステップから降り場に移動したときに端部車輪の車輪速が制御されることによって、乗り場とステップの間や降り場とステップの間の速度差を吸収することができ、移動対象を載せたまま安全にエスカレータに乗降することができる。
（ａ）は本発明の移動装置の一例を示す正面図、（ｂ）は階段を一段昇った状態の側面図。 本発明の移動装置の一例を示す機能ブロック図。 階段の昇降が可能な否かの判定手順の一例を示すフローチャート。 経路生成部での経路生成の手順の一例を示すフローチャート。 （ａ）は移動装置の幅、階段上方空間の幅方向の片側マージン及び各段の上方空間の幅の説明図、（ｂ）は中心位置と中心位置偏差の説明図。 （ａ）～（ｃ）は階段を上る際の前後方向の姿勢の制御説明図。 （ａ）～（ｃ）は階段を上る際の前後方向の姿勢の制御説明図。 （ａ）～（ｃ）は階段を上る際の左右方向の姿勢の制御説明図。 （ａ）～（ｄ）は階段を上る際の左右方向の姿勢の制御説明図。 外乱に対する運動制御の一例を示すフローチャート。 （ａ）～（ｄ）は四輪接地から二輪接地に遷移する場合の一例を示す動作説明図。 （ａ）～（ｅ）は四輪接地から二輪接地に遷移する場合の他例を示す動作説明図。 （ａ）～（ｅ）は二輪接地から四輪接地に遷移する場合の一例を示す動作説明図。 エスカレータの一例を示す側面図。 エスカレータに進入する際の処理手順の一例を示すフローチャート。 （ａ）～（ｃ）はエスカレータに進入可能な進入可能左右範囲の説明図。 エスカレータから進出する際の処理手順の一例を示すフローチャート。 （ａ）～（ｃ）はエスカレータに進入する際の姿勢の制御説明図。 （ａ）～（ｃ）はエスカレータから進出する際の姿勢の制御説明図。
　（実施形態）
　本発明の移動装置の一例を、図面を参照して説明する。本発明の移動装置は人や物（以下「移動対象」という）Ｘなどを載せて移動する装置である。ここでは、人を載せて移動する移動装置（椅子型移動装置）を一例とする。なお、本願では移動装置の進行方向前方側を前、後方側を後ろ、左側を左、右側を右、上方側を上、下方側を下と表現する。
　また、本願において「合算重心位置」とは、移動装置の重心位置と、移動対象Ｘの重心位置とを合算した重心位置をいう。移動対象Ｘの重心位置は、たとえば載置部２０に設置された座面センサ２４に加わる移動対象Ｘの荷重から重心位置推定部３２（図２）によって推定される重心位置とすることができる。
　移動装置の重心位置は、移動装置を構成する各部品の重心位置に基づいて（各部品の重心位置を合算することで）算出することができる。ここでいう移動装置を構成する各部品には、後述する脚部１０の上リンク１１、下リンク１２、中間車輪１３、端部車輪１４、第一関節アクチュエータ１５、第二関節アクチュエータ１６、第三関節アクチュエータ１７及び端部車輪アクチュエータ１８が含まれる。
　具体的には、移動装置の重心位置は次のように算出することができる。移動装置を構成する各部品の重量や重心位置、慣性モーメントは既知であることから、各アクチュエータ１５～１８の回転角から各部品の相対的な位置関係を特定し、特定された位置関係から各部品の重心位置を算出して各部品の重心位置を合算することで移動装置の重心位置を算出することができる。
　また、本願において、「端部車輪接地位置」とは、端部車輪１４の地面や床面（以下「接地面」という）との接地位置をいう。端部車輪接地位置は、各脚部１０の端部車輪１４ごとに設定されるものである。両脚部１０の端部車輪接地位置は、両脚部１０の端部車輪１４が前後方向にずれていない場合には横並びの位置となり、両脚部１０の端部車輪１４が前後方向にずれている場合には前後方向にずれた位置となる。
　以下の説明では、エスカレータＥに乗ることを「進入」といい、エスカレータＥから降りることを「進出」という。また、エスカレータＥの手前の乗降場のうち、エスカレータＥの入口側の乗降場Ｆを「乗り場Ｆ１」といい、出口側の乗降場Ｆを「降り場Ｆ２」という。なお、「乗り場Ｆ１」と「降り場Ｆ２」は相対的な概念であり、上りのエスカレータＥでは下側の乗降場Ｆが乗り場Ｆ１となり、上側の乗降場Ｆが降り場Ｆ２となるのに対し、下りのエスカレータＥでは上側の乗降場Ｆが乗り場Ｆ１となり、下側の乗降場Ｆが降り場Ｆ２となる。
　以下、本実施形態の移動装置について具体的に説明する。一例として図１（ａ）（ｂ）に示す移動装置は、脚部１０と、当該脚部１０に連結された載置部（以下「椅子部」という）２０と、脚部１０を制御する制御部３０（図２）を備えている。
　前記脚部１０は椅子部２０を支持するものである。図１（ａ）（ｂ）に示すように、前進方向左側の脚部（以下「左脚部」という）１０ａは、左上リンク１１ａ、左下リンク１２ａ、左中間車輪１３ａ、左端部車輪１４ａ、左第一関節アクチュエータ１５ａ、左第二関節アクチュエータ１６ａ、左第三関節アクチュエータ１７ａ及び左端部車輪アクチュエータ１８ａを備えている。
　前記左上リンク１１ａは、その上端側が椅子部２０の底面に設けられた左ブラケット２３ａに回転可能に連結され、左下リンク１２ａは、その上端側が左上リンク１１ａに回転可能に連結されている。
　左上リンク１１ａと左下リンク１２ａの連結位置には左中間車輪１３ａが配置され、左上リンク１１ａと左下リンク１２ａの連結に用いられた連結具で回転可能に連結されている。左中間車輪１３ａは、左上リンク１１ａと左下リンク１２ａの連結位置のほか、左下リンク１２ａの左上リンク１１ａ側の位置や左下リンク１２ａの左上リンク１１ａ側の位置、その他の位置に設けることもできる。
　左下リンク１２ａの下端側には左端部車輪１４ａが回転可能に連結されている。左端部車輪１４ａは地面（床面）に接地するように、その底面が左下リンク１２ａの下端よりも下側に突出して設けられている。
　前記左第一関節アクチュエータ１５ａは左上リンク１１ａを前後方向に駆動する駆動手段であり、左上リンク１１ａと左ブラケット２３ａとの連結部分に設けられている。左上リンク１１ａは、左第一関節アクチュエータ１５ａの動作によって前後方向に回動する。
　前記左第二関節アクチュエータ１６ａは左下リンク１２ａを前後方向に駆動する駆動手段であり、左上リンク１１ａと左下リンク１２ａの連結部分に設けられている。左下リンク１２ａは、左第二関節アクチュエータ１６ａの動作によって前後方向に回動する。
　前記左第三関節アクチュエータ１７ａは左上リンク１１ａを左右方向（内外方向）に駆動する駆動手段であり、左上リンク１１ａと左ブラケット２３ａとの連結部分に設けられている。左上リンク１１ａは、左第三関節アクチュエータ１７ａの動作によって左右方向に回動する。
　前記左端部車輪アクチュエータ１８ａは左端部車輪１４ａを正逆方向に（前後方向）に駆動する駆動手段であり、左下リンク１２ａと左端部車輪１４ａとの連結部分に設けられている。左端部車輪１４ａは、左端部車輪アクチュエータ１８ａの動作によって正逆方向に回転する。なお、この実施形態の左中間車輪１３ａは、アクチュエータなしで正逆方向に回転するようにフリーな状態にしてある。
　前進方向右側の脚部（以下「右脚部」という）１０ｂは、右上リンク１１ｂ、右下リンク１２ｂ、右中間車輪１３ｂ、右端部車輪１４ｂ、右第一関節アクチュエータ１５ｂ、右第二関節アクチュエータ１６ｂ、右第三関節アクチュエータ１７ｂ及び右端部車輪アクチュエータ１８ｂを備えている。
　前記右上リンク１１ｂは、その上端側が椅子部２０の底面に設けられた右ブラケット２３ｂに回転可能に連結され、右下リンク１２ｂは、その上端側が右上リンク１１ｂに回転可能に連結されている。
　右上リンク１１ｂと右下リンク１２ｂの連結位置には右中間車輪１３ｂが配置され、右上リンク１１ｂと右下リンク１２ｂの連結に用いられた連結具で回転可能に連結されている。右中間車輪１３ｂは、右上リンク１１ｂと右下リンク１２ｂの連結位置のほか、右下リンク１２ｂの右上リンク１１ｂ側の位置や右下リンク１２ｂの右上リンク１１ｂ側の位置、その他の位置に設けることもできる。
　右下リンク１２ｂの下端側には右端部車輪１４ｂが回転可能に連結されている。右端部車輪１４ｂは地面（床面）に接地するように、その底面が右下リンク１２ｂの下端よりも下側に突出して設けられている。
　前記右第一関節アクチュエータ１５ｂは右上リンク１１ｂを前後方向に駆動する駆動手段であり、右上リンク１１ｂと右ブラケット２３ｂとの連結部分に設けられている。右上リンク１１ｂは、右第一関節アクチュエータ１５ｂの動作によって前後方向に回動する。
　前記右第二関節アクチュエータ１６ｂは右下リンク１２ｂを前後方向に駆動する駆動手段であり、右上リンク１１ｂと右下リンク１２ｂの連結部分に設けられている。右下リンク１２ｂは、右第二関節アクチュエータ１６ｂの動作によって前後方向に回動する。
　前記右第三関節アクチュエータ１７ｂは右上リンク１１ｂを左右方向（内外方向）に駆動する駆動手段であり、右上リンク１１ｂと右ブラケット２３ｂとの連結部分に設けられている。右上リンク１１ｂは、右第三関節アクチュエータ１７ｂの動作によって左右方向に回動する。
　前記右端部車輪アクチュエータ１８ｂは右端部車輪１４ｂを正逆方向に（前後方向）に駆動する駆動手段であり、右下リンク１２ｂと右端部車輪１４ｂとの連結部分に設けられている。右端部車輪１４ｂは、右端部車輪アクチュエータ１８ｂの動作によって正逆方向に回転する。なお、この実施形態の右中間車輪１３ｂは、アクチュエータなしで正逆方向に回転するようにフリーな状態にしてある。
　前記両第一関節アクチュエータ１５、両第二関節アクチュエータ１６、両第三関節アクチュエータ１７及び両端部車輪アクチュエータ１８には、モータや減速機、エンコーダ、ブレーキ等を備えた既存のアクチュエータを用いることができる。
　前記椅子部２０は人が座る部分であり、人が座る着座部２１と、人が制御信号を入力する指令操作部２２と、脚部１０と連結する連結部２３を備えている。
　前記着座部２１は、座面２１ａと背凭れ２１ｂを備えている。着座部２１の構造はこれ以外であってもよく、たとえば、座面２１ａと背凭れ２１ｂと図示しない脚載せ台を備えたものや背凭れ２１ｂのない座面２１ａのみのもの、座面２１ａと脚載せ台のみで構成されたもの等とすることもできる。
　着座部２１には、座面２１ａにかかる人の荷重を検知する座面センサ２４と、移動装置周辺の外部状況（たとえば、階段やエスカレータ、障害物の有無など）を認識する外界認識センサ２５と、直交三軸方向の並進運動や回転運動を検出する慣性センサ２６が設けられている。
　座面センサ２４は座面２１ａの表面側に、外界認識センサ２５及び慣性センサ２６は座面２１ａの前面及び側面に設けられている。各センサの設置位置は一例であり、これら以外の場所に設けることもできる。
　座面センサ２４には、たとえば、圧力センサを用いることができる。座面センサ２４は座面２１ａに複数個設置するのが好ましい。座面センサ２４による検知信号は後述する制御部３０の重心位置推定部３２（図２）に送信され、その検知信号に基づいて人の重心位置が重心位置推定部３２で推定される。
　前記外界認識センサ２５には、たとえば、レーザ光線を照射し、その反射光から物体までの距離を測定するレーザレンジファインダを用いることができる。外界認識センサ２５にはレーザレンジファインダ以外のものを用いることもできる。外界認識センサ２５では、たとえば、階段やエスカレータ、障害物（壁や柱、扉、家具、人など）の有無などが認識される。外界認識センサ２５による検知信号は後述する制御部３０の判定部３４（図２）に送信され、その検知信号に基づいて階段通行の可否やエスカレータへの進入の可否等が判定される。
　前記慣性センサ２６には、たとえば、ジャイロセンサや加速度センサを用いることができる。慣性センサ２６では、たとえば、移動装置の実際の運動（移動速度や傾きなど）が検知される。慣性センサ２６による検知信号は後述する制御部３０の運動推定部３７（図２）に送信され、その検知信号に基づいて実際の動作（以下「実運動」という）が運動推定部３７で推定される。慣性センサ２６にはジャイロセンサや加速度センサ以外のものを用いることもできる。
　前記指令操作部２２は、人が制御部３０に対して制御信号を入力するための手段である。指令操作部２２には、ジョイスティックやタッチパネルなど既存の入力装置を用いることができる。この実施形態では、指令操作部２２によって、前進、後退、旋回、階段移動、エスカレータ進入、エスカレータ進出といった動作の制御信号が入力できるようにしてある。入力された制御信号は制御部３０に送信される。各制御信号が送信された場合の動作については後述する。
　前記連結部２３は二本の脚部１０を連結する部分である。一例として図１（ａ）（ｂ）に示す連結部２３は、座面２１ａの裏面側に突設された左ブラケット２３ａと、右ブラケット２３ｂを備えている。左ブラケット２３ａは左脚部１０ａを連結するもの、右ブラケット２３ｂは右脚部１０ｂを連結するものである。ここで示すものは一例であり、連結部２３は二本の脚部１０を回転可能に連結できるものであれば、その構成は特に限定されない。
　前記制御部３０は、脚部１０を構成する各アクチュエータ１５～１８、両中間車輪１３及び両端部車輪１４を制御するための手段である。制御部３０は、プロセッサやメモリ等を主要構成として備えるコンピュータで構成することができる。
　この実施形態の制御部３０は、両脚部１０を制御する運動制御部３１と、座面センサ２４に加わる荷重から重心位置を推定する重心位置推定部３２と、合算重心位置を算出する合算重心算出部３３と、外界認識センサ２５による検知信号から階段の昇降やエスカレータへの進入の可否等を判定する判定部３４と、階段の昇降前やエスカレータへの進入前、エスカレータからの進出前等に移動経路（軌道）を生成する経路生成部３５と、合算重心位置に基づき、各アクチュエータ１５～１８を駆動した際に起こる理論上の動作（以下「理論運動」という）を計算する理論運動計算部３６と、慣性センサ２６により得られた実際の運動から実運動を推定する運動推定部３７と、実運動と理論運動に差があるときにその差の量に基づき外乱量を推定する外乱量推定部３８と、推定された外乱量に基づき各アクチュエータ１５～１８の修正駆動量を計算する修正駆動量計算部３９を備えている。
　この実施形態では、制御部３０にて移動装置の軌道が生成されるようにしてある。軌道は座標値と時間によって特定される情報であり、移動装置の移動中、現在地を基準として常時生成され続ける。移動装置は、指令操作部２２から入力される指示に従い、生成された軌道に沿うように移動する。
　この実施形態の制御部３０では、静止状態の制御や前進時の制御、後退時の制御、旋回時の制御、階段昇降時の前後方向の姿勢の制御、階段昇降時の左右方向の姿勢の制御、外乱に対する運動の制御、エスカレータへの進入時の姿勢制御、エスカレータからの進出時の姿勢制御、エスカレータ上での姿勢制御、四輪から二輪への切り替え制御、二輪から四輪への切り替え制御等が行われる。以下、これらの制御について具体的に説明する。
　はじめに、静止状態の制御、前進時の制御、後退時の制御、旋回時の制御について説明する。
　［静止状態の制御］
　指令操作部２２の操作によって指令操作が行われない場合、合算重心位置の前後方向の位置と両端部車輪１４の端部車輪接地位置の前後方向の位置とが一致するように、左右の端部車輪１４を駆動する。駆動後、最終的には左右の端部車輪１４の回転角速度がゼロに収束するように回転角速度を制御する。
　［前進時の制御］
　指令操作部２２の操作によって前進の指令操作が行われた場合、合算重心位置の前後方向の位置が両端部車輪１４の端部車輪接地位置の前後方向の位置よりも前方に位置するように端部車輪１４を駆動させ、合算重心位置と両端部車輪１４の端部車輪接地位置との間に差を生じさせる。この差の大きさは指令操作の大きさに比例した値とする。
　指令操作部２２の操作によって前進の指令操作が行われたあと、指令操作が中止された場合、移動装置は合算重心位置の前後方向の位置が両端部車輪１４の端部車輪接地位置よりも後ろに位置するように端部車輪１４を駆動させ、合算重心位置と両端部車輪１４の端部車輪接地位置との間に差を生じさせる。駆動後、最終的には端部車輪１４の回転角速度がゼロに収束するように回転角速度を制御し、端部車輪１４の回転角速度がゼロ付近に近づいたあと、静止状態の制御を行う。
　［後退時の制御］
　指令操作部２２の操作によって後退の指令操作が行われた場合、合算重心位置の前後方向の位置が両端部車輪１４の端部車輪接地位置の前後方向の位置よりも後ろに位置するように端部車輪１４を駆動させ、合算重心位置と両端部車輪１４の端部車輪接地位置との間に差を生じさせる。この差の大きさは指令操作の大きさに比例した値とする。
　指令操作部２２の操作によって後退の指令操作が行われたあと、指令操作が中止された場合、移動装置は合算重心位置の前後方向の位置が両端部車輪１４の端部車輪接地位置よりも前に位置するように端部車輪１４を駆動させ、合算重心位置と両端部車輪１４の端部車輪接地位置との間に差を生じさせる。駆動後、最終的には端部車輪１４の回転角速度がゼロに収束するように回転角速度を制御し、端部車輪１４の回転角速度がゼロ付近に近づいたあと、静止状態の制御を行う。
　［旋回時の制御］
　指令操作部２２の操作によって旋回の指令操作が行われた場合、左右の端部車輪１４の回転数に差が生じるように両端部車輪１４を駆動する。その差の大きさは旋回の指令操作の大きさに比例した値とする。
　具体的には、右旋回の指令操作の場合、左端部車輪１４ａの回転数を右端部車輪１４ｂの回転数よりも大きくし、左旋回の指令操作の場合、右端部車輪１４ｂの回転数を左端部車輪１４ａの回転数よりも大きくする。
　左右の端部車輪１４の回転数の平均値を、人が旋回の指令操作を行っているときの前進又は後退の指令操作に基づく端部車輪１４の回転数に一致させる。なお、前進又は後退の指令操作が行われていない場合に指令操作部２２の操作によって旋回の指令操作が行われたときは、左右の端部車輪１４の回転数の平均値はゼロとする。
　次に、階段昇降時の前後方向の姿勢の制御、階段昇降時の左右方向の姿勢の制御について説明する。本実施形態では、階段の昇降に先立ち、階段の昇降を開始するか否かの判定が行われる。具体的には、外界認識センサ２５によって階段が認識され、指令操作部２２の操作によって階段への移動指令が入力されたときに、階段昇降を開始するか否か（階段昇降の可否）が判定される。この判定は、たとえば、図３に示す手順で行われる。
　［階段通行可否の判定］
　（１）外界認識センサ２５によって外界形状を取得する（Ｓ００１）。外界認識センサ２５による外界形状の取得は継続して行われ、取得された外界形状は制御部３０に伝達される。
　（２）外界認識センサ２５によって取得された外界形状から階段があるか否かが判定される（Ｓ００２）。
　（３）前記（２）の判定の結果、階段がないと認識された場合、移動装置は平面移動を継続する（Ｓ００３）。
　（４）前記（２）の判定の結果、階段があると認識された場合、その階段の形状（以下「階段形状」という）が外界認識センサ２５によって取得される（Ｓ００４）。
　（５）外界認識センサ２５によって取得された階段形状から、経路生成部３５によって階段を昇降するための経路（たとえば、最短経路などの最適経路）が生成される（Ｓ００５）。
　（６）経路生成部３５によって経路が生成されたのち、当該経路を通行可能か否かが判定される（Ｓ００６）。
　（７）前記（６）の判定の結果、通行できないと判定された場合、移動装置が階段の手前で停止する（Ｓ００７）。この場合、図示しない情報表示手段や報知手段等によって、乗っている人に対して通行できないことを伝達することもできる。
　（８）前記（６）の判定の結果、通行できると判定された場合、移動装置は当該階段の通行（昇降）を開始する（Ｓ００８）。
　（９）以降、前記（２）～（８）を繰り返して階段を順次昇降していく。
　［経路生成の手順］
　前記（５）の経路生成は、たとえば、図４に示す手順で行われる。
　（１）移動装置の幅Ｗｂ、階段上方空間の幅方向の片側マージン（以下「片側幅マージン」という）Ｗｍ（図５（ａ））及び各段の中心位置から次の段の中心位置に対する幅方向の偏差許容値（以下「中心偏差許容値」という）ｄｔｈを設定する（Ｓ１０１）。
　（２）外界認識センサ２５によって得られた階段の形状に基づき、各段の上方空間の幅ＷＳ（図５（ａ））を計測する（Ｓ１０２）。
　（３）Ｗｓ≧Ｗｂ＋２Ｗｍ（式１）を満たすか否かにより、移動装置が各段の空間を通行可能か否かを判定する（Ｓ１０３）。
　（４）前記（３）において、前記式１を満たさない場合には通行不可と判定され、図示しない情報表示手段等によって通行不可能である旨が乗っている人に通知される（Ｓ１０４）。
　（５）前記（３）において、前記式１を満たす場合、外界認識センサ２５によって得られた階段形状に基づき、各段の中心位置Ｃｓｉ、Ｃｓｉ＋１・・・を計算する（Ｓ１０５）。具体的には、図５（ｂ）に示すように、予め設定された各段に共通に使用する基準線ＲＬと各段を幅方向に二分する中心線Ｌ１、Ｌ２・・・との距離によって、各段の中心位置Ｃｓｉ、Ｃｓｉ＋１・・・が計算される。
　（６）前記（５）において各段の中心位置Ｃｓｉを計算したのち、隣り合う段（たとえば、一段目と二段目、二段目と三段目）ごとに中心位置偏差ｄｓｉ=｜Ｃｓｉ＋１－Ｃｓｉ｜（式２）を計算する（Ｓ１０６）。
　（７）前記（１）で設定した中心偏差許容値ｄｔｈと前記（６）で計算した中心位置偏差ｄｓｉが、ｄｔｈ≧ｄｓｉ（式３）を満たすか否かを判定する（Ｓ１０７）。
　（８）前記（７）において、前記式３を満たさない場合（中心偏差許容値ｄｔｈが中心位置偏差ｄｓｉを下回る場合）には通行不可と判定され、図示しない情報表示手段等によって通行不可能である旨が乗っている人に通知される（Ｓ１０４）。
　（９）前記（７）において、前記式３を満たす場合（中心偏差許容値ｄｔｈが中心位置偏差ｄｓｉを上回る場合）、各段の接地位置を各段の中心位置Ｃｓｉに設定する（Ｓ１０８）。
　（１０）前記（９）で各段の接地位置を各段の中心位置Ｃｓｉに設定したのち、図示しない情報表示手段等によって通行可能である旨が乗っている人に通知される（Ｓ１０９）。
　なお、各段の接地位置は、幅方向のマージンを確保できる範囲内で、各段の接地位置の幅方向の変化を最小として設定することもできる。この場合、各段の中心位置偏差の総和が最小になるように各段の接地位置を計算する。
　図３及び図４に示す手順を経て階段の昇降が開始される場合、移動装置の姿勢は次のように制御される。ここでは、階段昇降時の前後方向の姿勢制御と階段昇降時の左右方向の姿勢制御に分けて説明する。
　［階段昇降時の前後方向の姿勢制御］
　制御部３０は、経路生成部３５で生成された経路に従い、両脚部１０のどちらを持ち上げるかを決定する（図６（ａ））。ここでは、左脚部１０ａを持ち上げたのち、右脚部１０ｂを持ち上げる場合を一例とする。
　持ち上げた左脚部１０ａの左端部車輪１４ａが次の端部車輪接地位置へ移動するように、左第一関節アクチュエータ１５ａ及び左第二関節アクチュエータ１６ａを駆動する（図６（ｂ））。ここでいう、次の端部車輪接地位置とは、現在起立している段の次の段の踏み面のうち左脚部１０ａの左端部車輪１４ａの接地位置を意味する。
　このとき、持ち上げた左脚部１０ａの前方向への移動によって合算重心位置も前へ移動するため、持ち上げていない右脚部１０ｂの端部車輪接地位置と移動した合算重心位置の前後方向の位置とが一致するように、持ち上げていない右脚部１０ｂの右第一関節アクチュエータ１５ｂと右第二関節アクチュエータ１６ｂを駆動する。
　持ち上げた左脚部１０ａの左端部車輪１４ａが次の端部車輪接地位置へ接地したことを確認したのち、左脚部１０ａの端部車輪接地位置と合算重心位置の前後方向の位置を一致させるように両脚部１０の両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６を駆動する（図６（ｃ）及び図７（ａ））。
　その後、前後の端部車輪接地位置（左端部車輪１４ａの端部車輪接地位置と右端部車輪１４ｂの端部車輪接地位置）の高さの差に基づき、その高さ分だけ椅子部２０と端部車輪１４（端部車輪接地位置）の高さを同時に変化させるように、各アクチュエータ１５～１８を駆動する（図７（ｂ）（ｃ））。なお、両者の高さは必ずしも同時に変化させる必要はなく、若干の誤差があってもよい。
　階段昇降時に端部車輪１４が一輪接地となるフェーズでは、端部車輪１４を駆動し、接地している端部車輪１４の端部車輪接地位置と合算重心位置の前後方向の位置を一致させることによって、姿勢制御を行う。
　移動装置の前後方向の姿勢制御は、バッテリーなどの重量物を前後方向に移動させる際の反作用力を利用して行うほか、椅子部２０にフライホイールを設置し、ジャイロモーメントを利用して行うこともできる。
　ここでは、左脚部１０ａを持ち上げたのち、右脚部１０ｂを持ち上げて階段を昇る場合を一例としているが、右脚部１０ｂを持ち上げたのち、左脚部１０ａを持ち上げて階段を昇る場合の動作も同様である。
　［階段昇降時の左右方向の姿勢制御］
　制御部３０は、経路生成部３５で生成された経路に従い、両脚部１０のどちらを持ち上げるかを決定する（図８（ａ））。ここでは、右脚部１０ｂを持ち上げたのち、左脚部１０ａを持ち上げる場合を一例とする。
　持ち上げていない左脚部１０ａの接地位置と合算重心位置の左右方向の位置が一致するように、持ち上げていない左脚部１０ａの左第三関節アクチュエータ１７ａを駆動する（図８（ｂ））。
　持ち上げた右脚部１０ｂの右端部車輪１４ｂが次の端部車輪接地位置（現在起立している段の次の段の踏み面のうち右脚部１０ｂの右端部車輪１４ｂの接地位置）へ移動するように、右第一関節アクチュエータ１５ｂと右第二関節アクチュエータ１６ｂを駆動する（図８（ｃ）及び図９（ａ））。このとき、右脚部１０ｂを持ち上げることによる合算重心位置の左右方向への移動を防ぐため、持ち上げた側の右脚部１０ｂの右第三関節アクチュエータ１７ｂを駆動し、合算重心位置の変化を補償する。
　前後の端部車輪接地位置（右端部車輪１４ｂの端部車輪接地位置と左端部車輪１４ａの端部車輪接地位置）の高さの差に基づき、その高さ分だけ椅子部２０と端部車輪１４（端部車輪接地位置）の高さを同時に変化させるように、各アクチュエータ１５～１８を駆動する（図９（ｂ））。なお、両者の高さは必ずしも同時に変化させる必要はなく、若干の誤差があってもよい。階段昇降が終了した場合、合算重心位置を両脚部１０の中心に位置させるように、両第三関節アクチュエータ１７を駆動する（図９（ｂ）（ｃ））。
　移動装置の前後方向の姿勢制御と同様、移動装置の左右方向の姿勢制御は、バッテリーなどの重量物を左右方向に移動させる際の反作用力を利用して行うほか、椅子部２０にフライホイールを設置し、ジャイロモーメントを利用して行うこともできる。
　ここでは、右脚部１０ｂを持ち上げたのち、左脚部１０ａを持ち上げて階段を昇る場合を一例としているが、左脚部１０ａを持ち上げたのち、右脚部１０ｂを持ち上げて階段を昇る場合の動作も同様である。
　前記階段昇降時の前後方向の姿勢制御及び階段昇降時の左右方向の姿勢制御では、階段を昇る場合の姿勢制御を一例としているが、階段を降りる場合も脚部１０の上げ下げが逆になる以外は階段を昇る場合と同様の方法で姿勢制御が行われる。
　［外乱に対する運動制御］
　次に、外乱に対する運動制御の一例について説明する。この実施形態の移動装置では、外乱に対して、図１０に示す手順で制御が行われるようにしてある。
　（１）座面センサ２４によって得られた検知信号から、移動対象（人）Ｘの重心位置を推定する（Ｓ２０１）。
　（２）合算重心算出部３３（図２）で算出された合算重心位置に基づき、各アクチュエータ１５～１８を駆動する（Ｓ２０２）。
　（３）合算重心位置に基づき、各アクチュエータ１５～１８を駆動した際に起こる理論運動を理論運動計算部３６（図２）で計算する（Ｓ２０３）。
　（４）慣性センサ２６によって得られた情報から、運動推定部３７（図２）によって実運動を推定する（Ｓ２０４）。
　（５）前記（３）で計算した理論運動と前記（４）で推定した実運動とを比較し、両者に差があるか否かを判定する（Ｓ２０５）。
　（６）前記（５）において、実運動と理論運動に差がないと判定された場合は、外乱がないものと判定し、外乱に対する運動制御は行わない。
　（７）前記（５）において、実運動と理論運動に差があると判定された場合は、その差分の外乱があるものと判定し、その差の量に基づき、外乱量推定部３８で外乱量を推定する（Ｓ２０６）。
　（８）前記（７）で外乱量を推定したのち、推定した外乱量に基づき、修正駆動量計算部３９で各アクチュエータ１５～１８の修正駆動量を計算する（Ｓ２０７）。
　（９）前記（８）で計算した修正駆動量に基づいて、運動制御部３１で各アクチュエータ１５～１８を駆動し、外乱に対する運動を制御する（Ｓ２０８）。
　なお、前記（４）の運動推定部３７による実運動の推定には、各アクチュエータ１５～１８の駆動トルクと座面センサ２４による人の重心位置の推定値の変化を用いることもできる。
　次に、エスカレータＥに進入する際の姿勢の制御、エスカレータＥから進出する際の姿勢の制御、エスカレータＥ上での姿勢の制御について説明する。エスカレータＥには種々の構造のものがあるが、ここでは、エスカレータＥが、図１４に示すような入口側と出口側に設けられた前後のステップＱに高低差が生じない無段差移動領域（説明の便宜上、以下では、入口側の無段差移動領域を「入口側無段差移動領域Ｅ１」と、出口側の無段差移動領域を「出口側無段差移動領域Ｅ２」という）の間に、前後のステップＱに高低差が生じる勾配領域Ｅ３を備えたエスカレータＥの場合を一例とする。はじめに、図１５を参照して、エスカレータＥに進入する際の処理について説明する。
　［エスカレータに進入する際の処理］
　（１）外界認識センサ２５によって外界状況が認識される（Ｓ３０１）。外界認識センサ２５による外界状況の認識は移動装置での移動中、常時行われる動作である。
　（２）外界認識センサ２５によって取得された情報に基づき、エスカレータＥの有無が判定される（Ｓ３０２）。
　（３）前記（２）の判定の結果、エスカレータＥがないと判定された場合、移動装置は平面移動を継続する（Ｓ３１１）。
　（４）前記（２）の判定の結果、エスカレータＥがあると判定された場合、外界認識センサ２５によってエスカレータＥの形状（以下「エスカレータ形状」という）が取得される（Ｓ３０３）。ここでいう、エスカレータ形状には、たとえば、ステップＱの高さや幅のほか、エスカレータＥの左右の持ち手部間の幅、無段差移動領域の前後方向の距離等が含まれる。
　（５）前記（４）でエスカレータ形状が取得されると、当該エスカレータＥに進入できるか否かが判定される（Ｓ３０４）。この実施形態では、外界認識センサ２５によってエスカレータ形状が認識できた場合に「進入できる」と判定され、認識できなかった場合に「進入できない」と判定される。
　（６）前記（５）において、エスカレータＥに進入できないと判定された場合、平面移動を継続する（Ｓ３１１）。
　（７）前記（５）において、エスカレータＥに進入できると判定された場合、当該エスカレータ形状が運動制御部３１に伝達され、エスカレータＥへ進入できる旨が指令操作部２２の表示画面に表示される。表示の一例としては、「エスカレータに乗る」のようなボタン等が挙げられる。
　（８）前記（７）での表示後、指令操作部２２からのエスカレータＥに進入する旨の指示があるか否かが判定される（Ｓ３０６）
　（９）前記（８）において、一定時間内に指令操作部２２からエスカレータＥへの進入の指示がないときは、移動装置は平面移動を継続する（Ｓ３１１）。
　（１０）前記（８）において、一定時間内に指令操作部２２からエスカレータＥへの進入の指示があったときは、経路生成部３５によってエスカレータＥに進入するための移動経路（以下「進入経路」という）が生成される（Ｓ３０７）。具体的には、エスカレータＥの手前の乗り場Ｆ１から最初のステップＱまでの軌道が進入経路として生成される。進入経路は一パターンだけ生成することもできるが、この実施形態では二以上のパターンが生成されるようにしてある。
　（１１）前記（１０）での進入経路の生成後、エスカレータＥに進入可能な左右位置が指令操作部２２の表示画面に表示される（Ｓ３０８）。表示画面には、たとえば、「左」「真ん中」「右」のような選択ボタンが表示される。
　（１２）前記（１１）での進入経路の左右位置の表示後、指令操作部２２からエスカレータＥへ進入する左右位置の指示があるか否かが判定される（Ｓ３０９）。たとえば、表示画面に「左」「真ん中」「右」の選択ボタンが表示される場合、一定時間内にいずれかの選択ボタンが押されれば指示があったものと判定し、一定時間内にいずれかの選択ボタンも押されなければ指示がないものと判定することができる。
　（１３）前記（１２）において、一定時間内に指令操作部２２からエスカレータＥに進入する左右位置の指示がないときは、移動装置は平面移動を継続する（Ｓ３１１）。
　（１４）前記（１２）において、一定時間内に指令操作部２２からエスカレータＥに進入する左右位置の指示があったときは、前記（１０）で生成された複数の進入経路の中から当該指示に最も近い進入経路が選択され、当該進入経路に従って移動装置がエスカレータＥに進入する（Ｓ３１０）。
　なお、この実施形態では、移動装置がエスカレータＥに進入することのできる左右方向の範囲（以下「進入可能左右範囲」という）Ｗａが特定され、移動装置の幅方向の中心が、進入可能左右範囲Ｗａ内に収まる位置からエスカレータＥに進入できるようにしてある。
　前記進入可能左右範囲Ｗａは、たとえば、図１６（ａ）～（ｃ）に示すように、移動装置の横幅Ｗｉと、エスカレータＥのステップＱの幅Ｗｓと、左右マージンＷｍによって特定することができる。具体的には、エスカレータＥのステップＱの左端を基準とした場合、進入可能左右範囲Ｗａは、（左マージンＷｍ＋移動装置の横幅Ｗｉ）／２で算出される地点から、（エスカレータＥのステップＱの幅Ｗｓ）－（右マージンＷｍ）－（（移動装置の横幅Ｗｉ）／２）で算出される地点の範囲と設定することができる。
　ここで示す進入可能左右範囲Ｗａの特定方法は一例であり、進入可能左右範囲Ｗａはこれ以外の方法で特定することもできる。
　［エスカレータに進入する際の速度差を吸収するための制御］
　この実施形態では、乗り場Ｆ１とステップＱの間の速度差を吸収するため、エスカレータＥに進入する際に次の制御が行われるようにしてある。
　四輪接地の場合、両中間車輪１３が先にエスカレータＥ内に進入し、あとから両端部車輪１４がエスカレータＥ内に進入する。この実施形態では、はじめに、外界認識センサ２５によってエスカレータＥの形状やステップＱの移動速度を取得し、そのステップＱの移動速度（前方向並進速度）と等速で移動装置を移動させる。
　この実施形態の両中間車輪１３は従動輪（両端部車輪１４の駆動に従って回転するフリーロール）であるため、ステップＱの前方向並進速度と等速で移動する移動装置が乗り場Ｆ１からエスカレータＥのステップＱに移動する（進入する）と、ステップＱに乗った瞬間に両中間車輪１３の車輪速がゼロになる。このとき、両中間車輪１３の車輪速がゼロになった位置及び時間が乗り場Ｆ１とステップＱの境界と特定され、その座標値（以下「乗り場側境界座標値」という）及び乗り場側境界座標値への到達時刻が取得される。
　両中間車輪１３の進入後、駆動輪である両端部車輪１４がエスカレータＥに進入する。このとき、両端部車輪１４が乗り場Ｆ１とステップＱの境界（乗り場側境界座標値で特定される位置）に到達する際に、両端部車輪１４の駆動トルクがゼロになるように、両端部車輪アクチュエータ１８が制御される。なお、ここでいう到達する際とは、到達する直前、到達した瞬間、到達した直後等ある程度の時間的な幅が許容される概念である（以下同様）。
　このようにすることで、両端部車輪１４は、乗り場Ｆ１に接地している状態ではステップＱの前方向並進速度と略等速の車輪速が保たれるが、ステップＱに接地して以降は車輪速がゼロとなり、乗り場Ｆ１とステップＱの速度差を吸収することができる。両端部車輪１４がステップＱに接地して以降は、速やかに両端部車輪１４の車輪速をゼロに保つように制御することで、移動装置をステップＱの前方向並進速度と等速で移動させることができる。
　両端部車輪１４のステップＱへの接地は、乗り場側境界座標値への到達により特定しても良いし、両端部車輪１４の車輪速の変化を検知することで特定しても良いし、その他適宜の手段によることができる。なお、左右の脚部１０、より具体的には、両端部車輪１４同士の前後方向の位置がずれた状態で進入することもあるため、前記制御は左右の脚部１０（両端部車輪１４）のそれぞれについて行われるようにすることができる。
　前述のとおり、この実施形態では、エスカレータＥへの進入時に外界認識センサ２５によってステップＱの前方向並進速度を推定し、その前方向並進速度で移動装置がエスカレータＥに進入している。ところが、外界認識センサ２５での推定値が必ずしも正しいとは限らず、ステップＱに進入した両中間車輪１３の車輪速がゼロにならない場合がある。
　ステップＱに進入した両中間車輪１３の車輪速がゼロにならない場合、推定したステップＱの前方向並進速度と実際のステップＱの前方向並進速度に誤差が生じていることになる。このような場合には、その誤差に基づいて、両中間車輪１３の車輪速がゼロになるように移動装置の並進速度を調整することで、移動装置の前方向並進速度をステップＱの並進速度と一致させることができる。
　次に、エスカレータＥから進出する際の処理の一例について図１７を参照して説明する。
　［エスカレータから進出する際の処理］
　（１）外界認識センサ２５によって外界状況を認識し、エスカレータ形状を取得する（Ｓ４０１）。外界認識センサ２５による外界状況の認識は移動装置での移動中、常時行われる動作である。
　（２）外界認識センサ２５によってエスカレータ形状が取得されると、エスカレータＥの出口が認識されたか否かが判定される（Ｓ４０２）。
　（３）前記（２）において、外界認識センサ２５によってエスカレータＥの出口が認識されない場合、後述するエスカレータＥに乗っている際の姿勢制御が継続される（Ｓ４０５）。
　（４）前記（２）において、外界認識センサ２５によってエスカレータＥの出口が認識された場合、経路生成部３５によってエスカレータＥから進出する際の移動経路（以下「進出経路」という）が生成される（Ｓ４０３）。具体的には、移動装置の両中間車輪１３及び両端部車輪１４の接地位置から降り場Ｆ２までの軌道が進出経路として生成される。進出経路は一パターンだけ生成することもできるが、この実施形態では二以上のパターンが生成されるようにしてある。
　（５）前記（３）でエスカレータＥからの進出経路が生成されると、移動装置は当該進出経路に従ってエスカレータＥから進出する（Ｓ４０４）。
　［エスカレータから進出する際の速度差を吸収するための制御］
　この実施形態では、ステップＱと降り場Ｆ２の間の速度差を吸収するため、エスカレータＥから進出する際に次の制御が行われるようにしてある。
　この実施形態の両中間車輪１３は従動輪であるため、両中間車輪１３がステップＱから降り場Ｆ２に移動する（進出する）と、降り場Ｆ２に到達した瞬間に両中間車輪１３の車輪速が加速する。このとき、両中間車輪１３の車輪速が加速した位置及び時間が、ステップＱと降り場Ｆ２の境界と特定され、その座標値（以下「降り場側境界座標値」という）及び降り場側境界座標値への到達時刻が取得される。
　両中間車輪１３がエスカレータＥから進出した後、駆動輪である両端部車輪１４がエスカレータＥから進出する。このとき、両端部車輪１４がステップＱと降り場Ｆ２の境界（降り場側境界座標値で特定される位置）に到達する際に、両端部車輪１４の車輪速が両中間車輪１３の車輪速と等速になるように、両端部車輪アクチュエータ１８により駆動トルクが制御される。このようにすることで、ステップＱと降り場Ｆ２の速度差を吸収することができる。
　ここで説明した速度差を吸収する際の制御方法は一例であり、乗り場Ｆ１とステップＱとの速度差やステップＱと降り場Ｆ２の速度差は、これ以外の制御方法によって吸収するようにしてもよい。
　なお、エスカレータＥに進入する場合と同様、エスカレータＥから進出する際も、左右の脚部１０、より具体的には、両端部車輪１４同士の前後方向の位置がずれた状態で進出することもあるため、前記制御は左右の脚部１０（両端部車輪１４）のそれぞれについて行われるようにすることができる。
　［エスカレータ上での姿勢制御］
　次に、エスカレータＥ上での姿勢制御について説明する。ここでは、左右の脚部１０の両中間車輪１３及び両端部車輪１４が接地した四輪接地の状態であって、両中間車輪１３同士の前後方向の位置及び両端部車輪１４同士の前後方向の位置が一致した状態での姿勢制御を一例とする。
　はじめに、図１８（ａ）～（ｃ）を参照して、上りエスカレータＥ上で、移動装置が入口側無段差移動領域Ｅ１から勾配領域Ｅ３に遷移する際の姿勢制御について説明する。
　図１８（ａ）は移動装置が上りエスカレータＥの入口側無段差移動領域Ｅ１に位置する状態を示すものである。移動装置は、両中間車輪１３と両端部車輪１４が二段のステップＱに跨った状態、具体的には、両中間車輪１３が進行方向先方のステップＱ（以下「第一ステップＱ１」という）に接地し、両端部車輪１４が第一ステップＱ１に後続するステップＱ（以下「第二ステップＱ２」という）に接地した状態でエスカレータＥに乗っている。
　この状態では、両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高さ方向の差（以下「高低差」という）は生じていない。このように両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差が生じていないときは、両端部車輪アクチュエータ１８が駆動し、その駆動によって各ステップＱ上の両中間車輪１３及び両端部車輪１４の接地位置が移動しないように両端部車輪１４が制御される。
　移動装置が入口側無段差移動領域Ｅ１から勾配領域Ｅ３に移動して第一ステップＱ１が上がり始めると、図１８（ｂ）のように両中間車輪１３が両端部車輪１４よりも高くなり、両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差が生じる。
　この実施形態では、このように第一ステップＱ１の上昇によって両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差が生じたときに、載置部２０の水平が維持され、且つ、合算重心位置の前後方向の位置が端部車輪接地位置と中間車輪接地位置の中間となるように両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６が駆動し、この駆動によって載置部２０の水平が維持されるようにしてある。なお、本願における「水平」とは、厳密な意味での水平に限らず、若干の誤差がある場合を含む概念である。
　具体的には、第一ステップＱ１の上昇に伴って上リンク１１と下リンク１２のなす角θが広くなるように両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６が駆動し、この駆動により載置部２０の水平が維持されるようにしてある。
　図１８（ｂ）の状態から第一ステップＱ１が更に上昇して最上位まで到達すると、図１８（ｃ）のように両中間車輪１３と両端部車輪１４の高低差が最大となる。この実施形態では、図１８（ｂ）の状態から図１８（ｃ）の状態に至るまでの間も、第一関節アクチュエータ１５と第二関節アクチュエータ１６の駆動によって載置部２０の水平が維持されるようにしてある。
　次に、図１９（ａ）～（ｃ）を参照して、下りエスカレータＥ上で、入口側無段差移動領域Ｅ１から勾配領域Ｅ３に遷移する際の移動装置の姿勢制御について説明する。
　図１９（ａ）は移動装置が入口側無段差移動領域Ｅ１に位置する状態を示すものである。上りエスカレータＥに乗った場合と同様、移動装置は、両中間車輪１３と両端部車輪１４が二段のステップＱに跨った状態、具体的には、両中間車輪１３が第一ステップＱ１に接地し、両端部車輪１４が第二ステップＱ２に接地した状態でエスカレータＥに乗っている。
　この状態では、両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差は生じていない。このように両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差が生じていないときは、両端部車輪アクチュエータ１８が駆動し、その駆動によって各ステップＱ上の両中間車輪１３及び両端部車輪１４の接地位置が移動しないように両端部車輪１４が制御される。
　移動装置が入口側無段差移動領域Ｅ１から勾配領域Ｅ３に移動して第一ステップＱが下がり始めると、図１９（ｂ）のように両中間車輪１３が両端部車輪１４よりも低くなり、両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差が生じる。
　この実施形態では、このように第一ステップＱ１の降下によって両中間車輪１３と両端部車輪１４の間に高低差が生じたときに、載置部２０の水平が維持され、且つ、合算重心位置の前後方向の位置が端部車輪接地位置と中間車輪接地位置の中間となるように両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６が駆動し、この駆動によって載置部２０の水平が維持されるようにしてある。
　具体的には、第一ステップＱ１の降下に伴って上リンク１１と下リンク１２のなす角θが狭くなるように両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６が駆動し、その駆動により載置部２０の水平が維持されるようにしてある。
　図１９（ｂ）の状態から第一ステップＱ１が更に降下して最下位に到達すると、図１９（ｃ）のように両中間車輪１３と両端部車輪１４の高低差が最大となる。この実施形態では、図１９（ｂ）の状態から図１９（ｃ）の状態に至るまでの間も、両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６の駆動によって載置部２０の姿勢が制御されるようにしてある。
　なお、移動装置が出口側無段差移動領域Ｅ２に到達した場合のように、平面移動可能な状態、換言すれば、中間車輪１３と両端部車輪１４の高低差（相対位置の差）が限りなく小さい状態になると、エスカレータＥからの進出が可能と判断され、移動装置がエスカレータＥから進出する。
　両中間車輪１３と両端部車輪１４の高低差（相対位置の差）が限りなく小さくなったか否か（中間車輪１３と端部車輪１４を結ぶ軸線が水平になったか否か）は、たとえば、慣性センサ２６で取得された垂直方向の検知信号に基づいて算出される現在の関節角度から判定することができる。
　最後に、上りエスカレータＥに乗っている場合及び下りエスカレータＥに乗っている場合に共通する、移動装置の姿勢制御について説明する。
　この実施形態では、エスカレータＥ上では、常に両中間車輪１３と両端部車輪１４がステップＱの所定位置に固定されるように、両端部車輪アクチュエータ１８によって両端部車輪１４が制御されるようにしてある。
　ここでいう固定とは、両中間車輪１３と両端部車輪１４の四輪が各ステップＱの所定範囲内に位置する程度の意味であり、ステップＱ上で固定された両中間車輪１３及び両端部車輪１４の車輪速はゼロとなる。
　また、この実施形態では、エスカレータＥ上では、移動装置の重心の前後方向の位置が常に端部車輪接地位置と中間車輪接地位置の中間となるように、両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６が制御される。
　具体的には、座面センサ２４によって得られた検知信号から合算重心算出部３３（図２）で合算重心位置が算出され、算出された合算重心位置に基づいて両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６が駆動することによって、移動装置の重心の前後方向の位置が常に端部車輪接地位置と中間車輪接地位置の中間となるように制御される。
　合算重心位置に変化があった場合の制御方法はこれ以外であってもよく、たとえば、バッテリー等の重量物を前後方向に移動させることによって乗っている人の重心位置の変化を補償し、合算重心位置の前後方向の位置を変化させることもできる。
　［四輪接地から二輪接地への切り替え］
　次に、四輪接地の状態から二輪接地の状態に切り替える際の制御の一例について説明する。本実施形態の移動装置は、四輪接地の状態から二輪接地の状態に切り替えることができる。四輪接地から二輪接地への切り替えは、たとえば、図１１（ａ）～（ｄ）に示す手順で行うことができる。
　（１）図１１（ａ）は両端部車輪１４及び両中間車輪１３の四輪が接地面に接地した状態を示すものである。
　（２）図１１（ａ）の状態で両端部車輪１４を後進方向に駆動させ、移動装置を後方に（図１１（ａ）の矢印方向）に並進運動させる。
　（３）前記（２）のように移動装置を後方に並進運動させたのち、両端部車輪１４に前進方向の駆動トルクをかける。このとき、慣性力によって椅子部２０が後方に移動するように、また、椅子部２０の高さと姿勢角が変化しないように、両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６を駆動することで、両中間車輪１３が地面から離れる（図１１（ｂ））。
　（４）前記（３）の状態で、両端部車輪１４、両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６を駆動させ、両端部車輪１４を椅子部２０に対して相対的に前方に移動させる。
　（５）前記（４）の状態で、椅子部２０の後進速度がゼロになると同時に両端部車輪１４の端部車輪接地位置が合算重心位置の前後方向と一致するように両端部車輪１４を駆動する（図１１（ｃ））。
　（６）前記（５）の状態で、左右二輪の端部車輪１４のみが接地した状態になったのち、人による指令操作部２２の操作に基づき、椅子部２０の高さを変化させる。（図１１（ｄ））。
　本実施形態の移動装置の四輪接地から二輪接地への切り替えは、図１２（ａ）～（ｅ）に示す手順で行うこともできる。
　（１）図１２（ａ）は両端部車輪１４及び両中間車輪１３の四輪が接地面に接地した状態を示すものである。
　（２）前記（１）の状態で、両第二関節アクチュエータ１６を駆動して、合算重心位置の前後方向の位置を両中間車輪１３の接地位置（中間車輪接地位置）と両端部車輪１４の端部車輪接地位置の間の範囲内で前方に移動させる（図１２（ａ））。
　（３）椅子部２０を水平に保った状態で椅子部２０を後方に移動させるために、両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６を駆動する。これにより、前後方向の合算重心位置が後方に移動する（図１２（ｂ））。
　（４）椅子部２０が後方に移動している最中に、その後方への運動を打ち消すように両端部車輪１４を駆動するのと同時に、両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６を駆動することで両中間車輪１３を接地面から持ち上げる（図１２（ｃ））。
　（５）椅子部２０の後進速度がゼロになると同時に両端部車輪１４の端部車輪接地位置が合算重心位置の前後方向と一致するように両端部車輪１４、両第一関節アクチュエータ１５、両第二関節アクチュエータ１６を駆動する（図１２（ｄ））。
　（６）両端部車輪１４のみが接地した状態になったのち、人による指令操作部２２の操作に基づき、椅子部２０の高さを変化させる。（図１２（ｅ））。
　［二輪接地から四輪接地への切り替え］
　本実施形態の移動装置は、二輪接地の状態から四輪接地の状態に切り替えることができる。二輪接地から四輪接地の切り替えは、たとえば、図１３（ａ）～（ｅ）に示す手順で行うことができる。
　（１）図１３（ａ）は両端部車輪１４が接地面に接地した状態で移動装置が起立（自立）した状態を示すものである。
　（２）前記（１）の状態で、両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６を駆動して、椅子部２０の高さを四輪接地の状態に近い高さにする（図１３（ａ）（ｂ））。
　（３）前記（２）の状態で、両端部車輪１４を駆動し、移動装置を後方（図１３（ｃ）の矢印方向）に並進運動させる（図１３（ｃ））。
　（４）前記（３）の状態で、移動装置の後方へ慣性力を打ち消すように両端部車輪１４を駆動させると同時に、両第一関節アクチュエータ１５及び両第二関節アクチュエータ１６を駆動させ、両端部車輪１４を椅子部２０に対して相対的に後方に移動させる（図１３（ｄ））。
　（５）前記（４）の状態で、両第一関節アクチュエータ１５と両第二関節アクチュエータ１６を駆動し、移動装置の並進速度がゼロになると同時に両中間車輪１３を接地させる（図１３（ｅ））。
　前記切り替え制御は一例であり、四輪接地から二輪接地への切り替え及び二輪接地から四輪接地への切り替えは、これら以外の方法で制御することもできる。
　本実施形態の移動装置は、制御部３０での脚部１０の制御によって、二本の脚部１０で単一の（階段一段分の）踏み面に起立することができると共に、一方の脚部１０の端部車輪１４を階段の第一の踏み面に接触させ、他方の脚部１０の端部車輪１４を第一の踏み面に続く第二の踏み面に接触させた状態で起立できるため、人が階段を昇降する場合と同等の占有空間があれば、二足歩行で階段を昇降することができる。
　（その他の実施形態）
　前記実施形態では人を載せて移動する移動装置（椅子型移動装置）を一例としているが、本発明の移動装置は人以外のもの、たとえば、荷物を載せて移動する荷物移動装置などとして用いることもできる。荷物移動装置として用いる場合、椅子部２０に代えて荷物を載せられる荷載せ部を載置部２０とすることができる。
　前記実施形態では、静止や前進、後退、旋回、四輪接地から二輪接地への切り替え、二輪接地から四輪接地への切り替えを、両端部車輪１４が前後方向にずれていない状態（横並びの状態）で行う場合を一例としているが、これらの動作は両脚部１０（両端部車輪１４）が前後方向にずれた状態で行うこともできる。
　この場合、両端部車輪１４の双方又はいずれか一方の回転を制御して、合算重心位置と両端部車輪１４のいずれか一方の端部車輪接地位置とを一致させることによって、静止時や前進時、後退時、旋回時、四輪接地から二輪接地への切り替え時、二輪接地から四輪接地への切り替え時における、移動装置の前後方向や左右方向の姿勢を制御することができる。
　なお、両端部車輪１４で起立している状態で、両端部車輪１４の端部車輪接地位置が前後方向にずれている場合、両端部車輪接地位置同士を結ぶ直線上に合算重心位置を位置させることで、移動装置の姿勢を制御することができる。
　前記実施形態では、四輪接地の状態でエスカレータＥに乗降する場合を一例としているが、本発明の移動装置は、両端部車輪１４ａ、１４ｂが接地した二輪接地の状態でエスカレータＥに乗降することもできる。
　以下、二輪接地の状態でエスカレータＥに乗降する際の速度差を吸収するための制御について説明する。なお、二輪接地の状態でエスカレータＥに乗降する際の処理フローは、四輪接地の状態でエスカレータＥに乗降する場合と同様である。
　二輪接地の状態でエスカレータＥに進入する場合、両端部車輪１４をステップＱの前方向並進速度に対して略等速度となるよう速度制御していると、ステップＱに乗った瞬間に両端部車輪１４の駆動トルクが減少する。このとき、両端部車輪１４の駆動トルクの変化を図示しないトルクセンサ等で検知して両端部車輪１４が乗り場Ｆ１からステップＱに到達したと判断し、両端部車輪１４がステップＱに到達した際に、移動装置の並進速度がステップＱの前方向並進速度と等速になるように制御する。
　二輪接地の場合、移動装置の並進速度の制御と姿勢制御を同時に行っているため、並進速度と車輪速が一致しない。このため、単に車輪速を制御しただけでは、速度差を吸収することができないが、前記のように、両端部車輪１４がステップＱに到達した際に、移動装置の並進速度がステップＱの前方向並進速度と等速になるようにすることで、ステップＱに対して相対速度がゼロとなるように移動装置を運動させることができる。
　一方、二輪接地の状態でエスカレータＥから進出する場合は次のように制御を行う。二輪接地の状態でエスカレータＥから進出する場合、両端部車輪１４がステップＱ上にある状態で、ステップＱの前方向並進速度に対する移動装置の並進速度がゼロになるように制御を行っている。ここで移動装置の両端部車輪１４がエスカレータＥの降り場Ｆ２に到達すると、降り場Ｆ２と移動装置との間には、ステップＱの前方向並進速度に対応する相対速度差が存在するため、速度制御のための両端部車輪１４の駆動トルクは上昇する。
　このとき、両端部車輪１４の駆動トルクの変化を図示しないトルクセンサ等で検知して両端部車輪１４がステップＱから降り場Ｆ２に到達したと判断し、両端部車輪１４が降り場Ｆ２に到達した際に、移動装置の並進速度がステップＱ上と降り場Ｆへの進出後で等速となるように、両端部車輪１４の駆動トルクを制御する。
　このように、本発明の移動装置では、四輪接地の状態であるか二輪接地の状態であるかに関わらず、エスカレータＥのステップＱと乗降場Ｆの間の速度差を吸収して、エスカレータＥに安全に乗降することができる。
　なお、四輪接地の状態でエスカレータＥへ乗降できるメリットとしては、エスカレータＥへの乗降時の姿勢が安定しやすく、二輪接地の状態でエスカレータＥに乗降する場合に比べて安全性に優れる点が挙げられる。
　一方、二輪接地の状態でエスカレータＥへ乗降できるメリットとしては、エスカレータＥ上で必要以上にスペースを占有しないで済むという点が挙げられる。言い換えれば、移動装置を利用しない人がエスカレータＥを利用する際と同程度のスペースで利用できるというメリットがある。
　なお、四輪接地の場合同様、二輪接地の場合も、左右の脚部１０、より具体的には、両端部車輪１４同士の前後方向の位置がずれた状態でエスカレータＥに進入し又はエスカレータＥから進出することもあるため、前記制御は左右の脚部１０（両端部車輪１４）のそれぞれについて行われるようにすることができる。
　前記実施形態では、脚部１０が二本の場合を一例としているが、脚部は少なくとも二本あればよく、三本以上の脚部１０を備えたものを排除するものではない。
　本実施形態の移動装置の構成は一例であり、本発明の移動装置の構成はその要旨を変更しない範囲で、適宜、省略や置換、入れ替え等の変更をすることができる。
　本発明の移動装置は、人を載せて移動する移動装置（椅子型移動装置）として利用するほか、人以外の荷物などを載せて移動する移動装置（荷物移動装置）としても利用することができる。
　１０　　脚部
　１０ａ　左脚部
　１０ｂ　右脚部
　１１　　上リンク
　１１ａ　左上リンク
　１１ｂ　右上リンク
　１２　　下リンク
　１２ａ　左下リンク
　１２ｂ　右下リンク
　１３　　中間車輪
　１３ａ　左中間車輪
　１３ｂ　右中間車輪
　１４　　端部車輪
　１４ａ　左端部車輪
　１４ｂ　右端部車輪
　１５　　第一関節アクチュエータ
　１５ａ　左第一関節アクチュエータ
　１５ｂ　右第一関節アクチュエータ
　１６　　第二関節アクチュエータ
　１６ａ　左第二関節アクチュエータ
　１６ｂ　右第二関節アクチュエータ
　１７　　第三関節アクチュエータ
　１７ａ　左第三関節アクチュエータ
　１７ｂ　右第三関節アクチュエータ
　１８　　端部車輪アクチュエータ
　１８ａ　左端部車輪アクチュエータ
　１８ｂ　右端部車輪アクチュエータ
　２０　　載置部（椅子部）
　２１　　着座部
　２１ａ　座面
　２１ｂ　背凭れ
　２２　　指令操作部
　２３　　連結部
　２３ａ　左ブラケット
　２３ｂ　右ブラケット
　２４　　座面センサ
　２５　　外界認識センサ
　２６　　慣性センサ
　３０　　制御部
　３１　　運動制御部
　３２　　重心位置推定部
　３３　　合算重心算出部
　３４　　判定部
　３５　　経路生成部
　３６　　理論運動計算部
　３７　　運動推定部
　３８　　外乱量推定部
　３９　　修正駆動量計算部
　Ｅ　　　エスカレータ
　Ｅ１　　入口側無段差移動領域
　Ｅ２　　出口側無段差移動領域
　Ｅ３　　勾配領域
　Ｆ１　　乗り場
　Ｆ２　　降り場
　Ｑ　　　ステップ
　Ｑ１　　第一ステップ
　Ｑ２　　第二ステップ
　Ｘ　　　移動対象
 

Claims (14)

  1. 　移動対象を載せて移動する移動装置において、
    　端部車輪と中間車輪を有する二本の脚部と、
    　前記二本の脚部で支持された載置部と、
    　前記二本の脚部を制御する制御部を備え、
    　前記端部車輪と中間車輪が接地した四輪接地の状態で、前記端部車輪がエスカレータの乗り場からステップに移動したとき又は／及び端部車輪がエスカレータのステップから降り場に移動したときに、当該端部車輪の車輪速が前記制御部で制御される、
    　ことを特徴とする移動装置。
  2. 　請求項１記載の移動装置において、
    　制御部は、中間車輪が乗り場からステップに又は中間車輪がステップから降り場に移動したときの座標値を取得し、端部車輪が当該座標値で特定される位置に到達したときに端部車輪の車輪速を制御する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  3. 　請求項１又は請求項２記載の移動装置において、
    　端部車輪を駆動する端部車輪アクチュエータを備え、
    　制御部は、端部車輪が乗り場からステップに移動したときに、当該端部車輪の車輪速がゼロになるように端部車輪アクチュエータを制御する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  4. 　請求項２記載の移動装置において、
    　端部車輪を駆動する端部車輪アクチュエータを備え、
    　制御部は、端部車輪がステップから降り場に移動したときに、当該端部車輪の車輪速が中間車輪の車輪速と等速になるように端部車輪アクチュエータを制御する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  5. 　移動対象を載せて移動する移動装置において、
    　端部車輪と中間車輪を有する二本の脚部と、
    　前記二本の脚部で支持された載置部と、
    　前記二本の脚部を制御する制御部を備え、
    　前記端部車輪が接地した二輪接地の状態で、当該端部車輪がエスカレータの乗り場からステップに移動したとき又は／及び端部車輪がエスカレータのステップから降り場に移動したときに、移動装置の並進速度が前記制御部で制御される、
    　ことを特徴とする移動装置。
  6. 　請求項５記載の移動装置において、
    　端部車輪を駆動する端部車輪アクチュエータを備え、
    　制御部は、端部車輪が乗り場からステップに移動したときに、移動装置の並進速度がステップの前方向並進速度と等しくなるように端部車輪アクチュエータを制御する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  7. 　請求項５記載の移動装置において、
    　端部車輪を駆動する端部車輪アクチュエータを備え、
    　制御部は、端部車輪がステップから降り場に移動したときに、移動装置の並進速度がステップ上と降り場への進出後で等速となるように両端部車輪の駆動トルクを制御する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  8. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動装置において、
    　各脚部は、上リンクと、当該上リンクに連結された下リンクと、中間車輪と、当該下リンクの下端に設けられた端部車輪と、当該上リンクを前後方向に駆動する第一関節アクチュエータと、当該下リンクを前後方向に駆動する第二関節アクチュエータを備え、
    　エスカレータのステップに前記端部車輪と中間車輪が接地した四輪接地の状態で当該端部車輪と中間車輪に高さ方向の差が生じると、載置部の水平が維持されるように前記第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータが駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  9. 　請求項８記載の移動装置において、
    　第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータは、中間車輪が第一ステップに接地し、端部車輪が当該第一ステップに後続する第二ステップに接地した四輪接地の状態で、当該中間車輪と端部車輪に高さ方向の差が生じたときに駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  10. 　請求項８又は請求項９記載の移動装置において、
    　第一ステップの上昇によって中間車輪と端部車輪に高さ方向の差が生じると、上リンクと下リンクのなす角が広くなるように第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータが駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  11. 　請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の移動装置において、
    　第一ステップの降下によって中間車輪と端部車輪に高さ方向の差が生じると、上リンクと下リンクのなす角が狭くなるように第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータが駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  12. 　請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の移動装置において、
    　エスカレータ上で合算重心位置に変化が生じると、当該合算重心位置の前後方向の位置が端部車輪接地位置と中間車輪接地位置の中間となるように第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータが駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  13. 　請求項１２記載の移動装置において、
    　エスカレータ上での移動対象又は／及び移動装置の重心変化によって合算重心位置に変化が生じたときに、第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータが駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
  14. 　請求項１２記載の移動装置において、
    　エスカレータのステップの高さの変化によって合算重心位置に変化が生じたときに、第一関節アクチュエータ及び第二関節アクチュエータが駆動する、
    　ことを特徴とする移動装置。
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