WO2011111123A1

WO2011111123A1 - 移動体

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Publication number: WO2011111123A1
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Authority: WO
Inventors: 小坂雄介
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2012-09-12
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Abstract

　搭乗者がステッププレートに乗車又はステッププレートから降車する際に、安定した状態とすることができる移動体を提供する。移動体（１）は、搭乗者が搭乗するステッププレート（１２０）の左右方向への回転に基づいて、旋回を実現する移動体である。移動体（１）は、ステッププレート（１２０）の左右方向への回転を拘束可能とする拘束手段（５０）を備える。ここで、搭乗者がステッププレート（１２０）に搭乗するとき、又は搭乗者がステッププレート（１２０）から降車するとき、ステッププレート（１２０）の左右方向への回転を拘束するように拘束手段（５０）を制御する第１制御手段（５２）を備えること、が好ましい。

Description

移動体

　本発明は移動体に関し、特に安全に搭乗者を乗降車させることができる移動体に関する。

　例えば、特許文献１、２に開示されているように、搭乗者が搭乗するステッププレートの左右方向への回転に基づいて、旋回を実現する移動体が知られている。特に、特許文献１に開示された移動体は、左右の縦リンクと、上下の横リンクと、を有する平行リンク機構の車体本体を備え、左右の縦リンクの上端にそれぞれステッププレートが設けられている。ちなみに、特許文献２に開示された移動体は、ステッププレートの車体本体に対する相対的な傾斜角度を左右方向に対応して検出する傾斜検出手段を備える。

　ところで、特許文献３の移動体は、ステッププレートに回転可能に設けられたハンドルバーの回転角度に基づいて、旋回を実現している。

特開２００６－３１５６６６号公報特許第３９８１７３３号公報特許第３０７００１５号公報

　特許文献１、２に開示された移動体は、ステッププレートが左右方向へ回転する構成とされている。そのため、搭乗者がステッププレートに乗車又はステッププレートから降車する際に、片足のみがステッププレートに載った状態となると、ステッププレートが回転してしまい、不安定な状態となる。

　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、搭乗者がステッププレートに乗車又はステッププレートから降車する際に、安定した状態とすることができる移動体を提供することを目的とするものである。

　本発明に係る移動体は、搭乗者が搭乗するステッププレートの左右方向への回転に基づいて、旋回を実現する移動体であって、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束可能とする拘束手段を備えることを特徴とする。このような構成により、搭乗者がステッププレートに搭乗するとき、又は搭乗者がステッププレートから降車するとき、ステッププレートの左右方向への回転が拘束機構によって拘束される。そのため、搭乗者は安定した状態で移動体１に搭乗又は移動体１から降車することができる。

　前記搭乗者が前記ステッププレートに搭乗するとき、又は前記搭乗者が前記ステッププレートから降車するとき、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束するように前記拘束手段を制御する第１制御手段をさらに備えること、が好ましい。

　前記ステッププレートの回転角を検出する第１検出手段と、前記ステッププレートに作用する荷重を検出する第２検出手段と、をさらに備え、前記第１制御手段は、前記ステッププレートの左右方向への回転を許容した状態で降車補助制御を開始し、前記第１検出手段が検出した前記ステッププレートの回転角に基づいて前記ステッププレートが略水平状態であると判断すると、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束するように前記拘束手段を制御し、前記第２検出手段が検出した前記ステッププレートに作用する荷重に基づいて前記搭乗者が前記ステッププレートから降車したと判断すると、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束した状態で降車補助制御を終了し、前記第１制御手段は、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束した状態で搭乗補助制御を開始し、前記第２検出手段が検出した前記ステッププレートに作用する荷重に基づいて前記搭乗者が前記ステッププレートに搭乗したと判断すると、前記ステッププレートの左右方向への回転を許容するように前記拘束手段を制御し、前記ステッププレートの左右方向への回転を許容した状態で前記搭乗補助制御を終了すること、が好ましい。

　前記移動体の旋回を実現するために前記搭乗者に操作される第１操作手段と、前記第１操作手段の操作に基づく前記移動体の旋回モードと、前記ステッププレートの左右方向への回転に基づく前記移動体の旋回モードと、のいずれかによって車輪を制御する第２制御手段と、をさらに備えること、が好ましい。

　前記第２制御手段は、前記拘束手段が前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束していると、前記第１操作手段の操作に基づく前記移動体の旋回モードへの切り替えを有効にすること、が好ましい。

　前記拘束手段に前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束又は許容させるために前記搭乗者に操作される第２操作手段を備えること、が好ましい。

　前記ステッププレートを支持する車両本体を備え、前記車両本体は、上下の横リンクと、左右の縦リンクと、を有し、左右方向へ回転可能な平行リンク機構であり、左右の前記縦リンクの上端にそれぞれステッププレートが設けられ、前記拘束手段は、前記車両本体の回転を拘束することで、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束すること、が好ましい。

　前記拘束手段は、前記第１制御手段の制御によって突出する拘束片を備え、前記横リンクと前記縦リンクとの連結部近傍に設けられており、突出した前記拘束片が前記横リンク又は前記縦リンクに接触して前記車両本体の左右方向への回転を拘束すること、が好ましい。

　前記ステッププレートの左右方向への回転を許容するように、前記ステッププレートと回転軸を介して連結された車両本体を備え、前記拘束手段は、前記回転軸の回転を拘束することで、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束すること、が好ましい。

　本発明によれば、搭乗者がステッププレートに乗車又はステッププレートから降車する際に、安定した状態とすることができる移動体を提供することができる。

本発明に係る実施形態１の移動体を概略的に示す斜視図である。本発明に係る実施形態１の移動体における、車体周辺の構造を示す正面図である。本発明に係る実施形態１の移動体における、制御系のブロック図である。本発明に係る実施形態１の移動体における、車体本体の平衡状態を模式的に示す図である。本発明に係る実施形態１の移動体の旋回状態を模式的に示す図である。拘束機構を概略的に示す図である。本発明に係る実施形態１の移動体の降車補助制御の流れを示すフローチャートである。本発明に係る実施形態１の移動体の搭乗補助制御の流れを示すフローチャートである。本発明に係る実施形態１の異なる移動体における、車体本体の平衡状態を模式的に示す図である。本発明に係る実施形態１の異なる移動体の旋回状態を模式的に示す図である。本発明に係る実施形態２の移動体における、制御系のブロック図である。本発明に係る実施形態３の移動体における、車体周辺の構造を示す正面図である。本発明に係る実施形態３の移動体の搭乗補助制御の流れを示すフローチャートである。

　＜実施形態１＞
　本発明に係る移動体の実施形態１を、図面に基づいて説明する。
　移動体１は、図１乃至図３に示すように、車体１０と、車輪２０と、車輪駆動ユニット３０と、サポート部材４０と、拘束機構５０と、を備えている。当該移動体１は、倒立制御型の同軸二輪車である。

　車体１０は、図２に示すように、平行リンク機構１１０と、ステッププレート１２０と、を備えている。平行リンク機構１１０は、車体本体である。平行リンク機構１１０は、上側に配置される２本の横リンク１１１と、下側に配置される２本の横リンク１１２と、左右両側に配置される２本の縦リンク１１３と、を備えている。横リンク１１１は、長手方向の中間部に、前後方向へ貫通する軸受孔が設けられている。横リンク１１１の左右両端部にも、前後方向へ貫通する軸受孔が設けられている。この２本の横リンク１１１は、当該２本の横リンク１１１の端部でそれぞれ縦リンク１１３の上端部を挟み込むように配置されている。

　横リンク１１２も、当該横リンク１１１と同様の構成とされている。この２本の横リンク１１２は、当該２本の横リンク１１２の端部でそれぞれ縦リンク１１３の下端部を挟み込むように配置されている。

　縦リンク１１３は、偏平な板状の部材から成る。縦リンク１１３の上下端部には、それぞれ前後方向へ貫通する軸受孔が設けられている。この縦リンク１１３は、上下に配置された２本の横リンク１１１と１１１及び横リンク１１２と１１２の間における両端部にそれぞれ配置されている。そして、縦リンク１１３の軸受孔は、横リンク１１１、１１２の軸受孔と同一軸心線上に配置され、相互を貫通するように回動支持ピン１１４が挿入されている。その結果、横リンク１１１、１１２及び縦リンク１１３は、移動体１の左右方向へ回転可能な平行リンク機構として構成されている。ちなみに、横リンク１１１と１１２は、平行リンク機構１１０が移動体１の左右方向へ回転した状態から元の状態、即ち縦リンク１１３が傾斜した平行四辺形の状態から直角四辺形の状態に復元されるように、バネ等の復元部材１１５によって連結されている。

　縦リンク１１３の外面には、車輪駆動ユニット３０が取り付けられている。車輪駆動ユニット３０は、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。車輪駆動ユニット３０は、縦リンク１１３に固定される固定部と、その固定部に回転自在に支持された回転部と、から成る。当該回転部に車輪２０が取り付けられている。このように、車輪駆動ユニット３０を介して縦リンク１１３にそれぞれ支持された左右の車輪２０は、平坦な路面上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に配置されることになる。

　また、縦リンク１１３の上端部は、横リンク１１１の上面から上方へ突出している。当該縦リンク１１３の上端面には、ステッププレート１２０がそれぞれ水平に設けられている。具体的にいうと、左右のステッププレート１２０は、図４に示すように、当該左右のステッププレート１２０に搭乗者の左右の足が乗せられると、搭乗者の荷重が、車輪２０の接地点Ａを通り、且つ縦リンク１１３と平行な線Ｎより内方側へずれた位置から平行リンク機構１１０に作用するように、縦リンク１１３の上端部に設けられている。本実施形態では、左右のステッププレート１２０は、それぞれ当該線Ｎより内方領域が足置き部分１２０ａとされている。その結果、左右のステッププレート１２０の足置き部分１２０ａ上に乗った搭乗者の荷重は、当該線Ｎより内方側へずれた位置から平行リンク機構１１０に作用することになる。ちなみに、左右のステッププレート１２０の間隔は、人が自然な状態で立っているときの両足間の距離とされる。

　このような平行リンク機構１１０は、図４に示すように、左右のステッププレート１２０の足置き部分１２０ａに搭乗者が略等しい荷重を作用させると、平衡状態を維持する。一方、図５に示すように、搭乗者が旋回方向の外側の足を踏み込んで、当該足を踏み込んだ側のステッププレート１２０に大きな荷重Ｗを作用させると、左右方向の回転力が平行リンク機構１１０に生じる。このとき、平行リンク機構１１０の回転に連動してステッププレート１２０及び車輪２０も左右方向へ傾動（回転）する。

　サポート部材４０は、ハンドル４１０と、ハンドルバー４２０と、ハンドルバーブラケット４３０と、を備えている。
　ハンドル４１０は、平面視が環状の握り部４１１と、握り部４１１を後方から支持する支持部４１２と、を備えている。搭乗者は、当該握り部４１１を握ることで、走行時や乗降時に体勢を安定させることができる。また、例えば車体１０の縦リンク１１３の後側面に運搬用車輪が設けられている場合は、当該握り部４１１を握って移動体１を後方へ傾動させ、運搬用車輪で移動体１を支持させた状態で、当該移動体１を引っ張って運搬することができる。支持部４１２の下端部は、ハンドルバー４２０に連結されている。ハンドルバー４２０の下端部は、ハンドルバーブラケット４３０の上端部に連結されている。

　ハンドルバーブラケット４３０は、車体１０の中央位置を前後方向へ跨いだ形状とされている。ハンドルバーブラケット４３０の前部には、車体１０の下部まで延びる前面部が設けられている。当該前面部には、縦リンク１１３の前方において上下に配置された横リンク１１１、１１２の中央の軸受孔と対応する位置に、軸受孔が設けられている。横リンク１１１、１１２の中央の軸受孔と当該前面部の軸受孔とは、同一軸心線上に配置されている。相互の軸受孔を貫通するように回動支持軸１１６が挿入されている。

　ハンドルバーブラケット４３０の後部には、図示を省略したが、車体１０の下部まで延びる後面部が設けられている。当該後面部には、縦リンク１１３の後方において上下に配置された横リンク１１１、１１２の中央の軸受孔と対応する位置に、軸受孔が設けられている。横リンク１１１、１１２の中央の軸受孔と当該後面部の軸受孔とは、同一軸心線上に配置されている。相互の軸受孔を貫通するように回動支持軸が挿入されている。このとき、前後に配置された回動支持軸は、同一軸心線上に配置されている。

　このようなサポート部材４０は、平行リンク機構１１０が左右方向へ回転すると、当該平行リンク機構１１０の回転と連動するように回転する。つまり、サポート部材４０は、平行リンク機構１１０の縦リンク１１３と平行な状態が維持される。

　このサポート部材４０の回転角度（傾動角度）を検出するため、平行リンク機構１１０とハンドルバーブラケット４３０との連結部に角度検出センサ（第１検出部）６０が設けられている。角度検出センサ６０としては、例えば、ポテンショメータやバリコン構造のセンサ等を適用することができる。この角度検出センサ６０は、回転変位量に応じて抵抗値が変化することを利用して、平行リンク機構１１０の横リンク１１１に対するハンドルバーブラケット４３０の傾動角度を検出することができる。

　ちなみに、図１に示す移動体１は、左右のステッププレート１２０と１２０の間における前後の横リンク１１１と１１１及び横リンク１１２と１１２の隙間部分に格納部が形成されている。この格納部には、左右の車輪駆動ユニット３０や制御装置その他の電子機器、電気装置等に電力を供給する電源の一具体例を示すバッテリー６１が格納されている。さらに格納部には、左右の車輪駆動ユニット３０等を駆動する駆動回路と、移動体１の姿勢を検出して、それらの検出信号を出力する姿勢検出手段である姿勢検出センサユニット６２と、左右の車輪駆動ユニット３０等を駆動制御するための制御信号を出力する車両制御装置（第２制御部）６３等が格納されている。左右のステッププレート１２０に乗った搭乗者の直下位置にバッテリー６１等の重量物を集中して格納しているので、マスの集中を図ることができ、移動体の操作性が向上する。

　車両制御装置６３は、図３に示すように、姿勢検出センサユニット６２からの検出信号や角度検出センサ６０からの検出信号等に基づき所定の演算処理を実行し、必要な制御信号を左右の車輪駆動ユニット３０（３０Ｌ、３０Ｒ）等に出力する。車両制御装置６３は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路や、プログラムメモリやデータメモリその他のＲＡＭやＲＯＭ等を有する記憶装置等を備えている。車両制御装置６３には、バッテリー６１と左右の駆動回路６４（６４Ｌ、６４Ｒ）が接続されている。左右の駆動回路６４Ｌ、６４Ｒは、左右の車輪２０の回転速度や回転方向等を個別に制御する。左右の駆動回路６４Ｌ、６４Ｒに左右の車輪駆動ユニット３０（３０Ｌ、３０Ｒ）が個別に接続されている。

　車両制御装置６３には、サポート部材４０の傾動角度を検出する角度検出センサ６０からの検出信号と、姿勢検出センサユニット６２からの検出信号と、が入力される。姿勢検出センサユニット６２は、移動体１の前後方向への角度や角速度を検出して、移動体１の前後方向への角度、角速度、加速度などを制御するために用いられる。姿勢検出センサユニット６２は、例えば、ジャイロセンサと、加速度センサと、を備えている。

　このような構成の移動体１は、搭乗者が左右のステッププレート１２０に乗って、旋回方向の外側の足を踏み込んでステッププレート１２０に荷重を作用させる。これにより、平行リンク機構１１０の対向するリンクが平行状態を維持したまま左右方向へ回転する。それと共に、サポート部材４０も連動して左右方向へ回転する。このとき、角度検出センサ６０は、横リンク１１１、１１２に対する当該サポート部材４０の傾動角度を検出すると、その検出信号を車両制御装置６３に出力する。検出信号が入力された車両制御装置６３は、当該検出信号に基づいて所定の演算処理を行い、どの程度、旋回方向の内側の車輪の回転速度を減速させるか、又は旋回方向の外側の車輪の回転速度を加速させるかを算出し、その算出結果を示す信号を、車輪駆動ユニット３０に出力する。算出結果を示す信号が入力された車輪駆動ユニット３０は、当該算出結果を示す信号に基づいて、モータの回転速度を制御して車輪２０を駆動させる。このようにして、移動体１は旋回制御される。

　また、移動体１は、搭乗者が左右のステッププレート１２０に乗って、搭乗者の荷重を前方又は後方へ移動させ、当該移動体１を前後方向へ傾動させる。これにより、姿勢検出センサユニット６２が移動体１の前後方向への角度や角速度を検出し、その検出信号を車両制御装置６３に出力する。検出信号が入力された車両制御装置６３は、当該検出信号に基づいて所定の演算処理を行い、移動体１が倒れないように安定化させるのに必要な駆動トルクを算出し、その算出結果を示す信号を、車輪駆動ユニット３０に出力する。算出結果を示す信号が入力された車輪駆動ユニット３０は、当該算出結果を示す信号に基づいて、モータを制御して車輪２０を駆動させる。このようにして、移動体１は倒立制御される。

　このような構成の移動体１は、搭乗者が旋回方向の外側の足を踏み込んで、積極的に荷重配分を変化させると、車体１０を成す平行リンク機構１１０とステッププレート１２０、及び車輪２０が連動して左右方向へ傾動する。そのため、搭乗者を含めて移動体１と一体的となって、移動体１の操作を楽しむことができる。しかも、移動体１の旋回時の遠心力に容易に対抗し得る状態にすることもできる。しかし、移動体１に搭乗者が乗降車する際に、片足のみがステッププレート１２０に載った状態となると、ステッププレート１２０が傾動してしまい、不安定な状態となる。

　そこで、本発明の移動体１は、ステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束可能とする拘束機構５０を備えている。拘束機構５０としては、例えば直動アクチュエータ等を適用することができる。すなわち、拘束機構５０は、図６に示すように、拘束片５１をソレノイド等の駆動力によって直動運動させる。但し、拘束機構５０は、拘束片５１を突出又は引込可能な構成とされていれば、構成は特に限定されない。

　拘束機構５０は、平行リンク機構１１０における横リンク１１１と縦リンク１１３との連結部近傍に設けられている。すなわち、拘束機構５０は、図２及び図４に示すように、左右の縦リンク１１３の内側面における当該連結部近傍位置に設けられている。このとき、拘束片５１を突出させると、平行リンク機構１１０が回転しようとした際に、拘束片５１が横リンク１１１の下面に接触する。詳細には、拘束片５１は、横リンク１１１の下面における平行リンク機構１１０の回転方向と逆側の端部に接触する。そのため、拘束片５１を突出させると、平行リンク機構１１０の左右方向への回転が拘束され、ひいてはステッププレート１２０の左右方向への傾動が拘束される。拘束機構５０は、拘束機構制御装置（第１制御部）５２によって制御される。なお、拘束機構５０の設置位置は、上述の限りでなく、平行リンク機構１１０の回転を拘束することができる位置に配置されていれば良い。

　拘束機構制御装置５２も、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路や、プログラムメモリやデータメモリその他のＲＡＭやＲＯＭ等を有する記憶装置等を備えている。拘束機構制御装置５２は、搭乗者がステッププレート１２０に搭乗するとき、又は搭乗者がステッププレート１２０から降車するとき、ステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束するように拘束機構５０を制御する。

　具体的に云うと、拘束機構制御装置５２には、降車補助スイッチ５３から当該拘束機構制御装置５２の降車補助信号が入力される。降車補助スイッチ５３は、搭乗者が移動体１から降車する際に操作される。降車補助スイッチ５３は、例えばサポート部材４０のハンドル４１０に設けられている。

　拘束機構制御装置５２には、搭乗補助スイッチ５４から当該拘束機構制御装置５２の搭乗補助信号が入力される。搭乗補助スイッチ５４は、利用者が移動体１に搭乗する際に操作される。搭乗補助スイッチ５４は、例えばサポート部材４０のハンドル４１０に設けられている。

　拘束機構制御装置５２には、荷重センサ（第２検出部）５５からステッププレート１２０に作用する荷重が入力される。荷重センサ５５は、ステッププレート１２０に作用する荷重を検出する。荷重センサ５５は、左右のステッププレート１２０の略等しい位置にそれぞれ設けられている。
　拘束機構制御装置５２には、角度検出センサ６０からサポート部材４０の傾動角度が入力される。

　このような拘束機構制御装置５２は、搭乗者が降車補助スイッチ５３を操作して、降車補助スイッチ５３から降車補助信号が入力されると、降車補助制御を開始する。このとき、拘束機構５０の拘束片５１は引き込まれており、ステッププレート１２０の左右方向への傾動は許容されている。

　拘束機構制御装置５２は、サポート部材４０の傾動角度に基づいて、平行リンク機構１１０が略回転していない状態、即ち平行リンク機構１１０が略平衡状態か否かを判断する。拘束機構制御装置５２は、サポート部材４０の傾動角度が略０度であると、平行リンク機構１１０が略平衡状態であると判断し、拘束片５１が突出するように拘束機構５０を制御する。

　ここで、サポート部材４０の傾動角度は、平行リンク機構１１０の縦リンク１１３の傾動角度に等しい。そして、縦リンク１１３の傾動角度は、ステッププレート１２０の傾動角度に等しい。そのため、サポート部材４０の傾動角度に基づいて平行リンク機構１１０が略平衡状態か否かを判断することは、ステッププレート１２０の傾動角度に基づいて当該ステッププレート１２０が略水平状態か否かを判断することに等しい。

　拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、搭乗者が降車したか否かを判断する。拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に作用する荷重がないと、搭乗者が降車したと判断し、拘束片５１を突出させた状態で降車補助制御を終了する。これにより、ステッププレート１２０は左右方向への傾動が拘束された状態となる。

　一方、拘束機構制御装置５２は、搭乗者が搭乗補助スイッチ５４を操作して、搭乗補助スイッチ５４から搭乗補助信号が入力されると、搭乗補助制御を開始する。このとき、拘束機構制御装置５２は、上述のように拘束片５１を突出させた状態で降車補助制御を終了しているので、当該状態が維持されてステッププレート１２０の左右方向への傾動が拘束されている。

　拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗しているか否かを判断する。拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用していると、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗していると判断し、拘束片５１を引き込ませて搭乗補助制御を終了する。これにより、ステッププレート１２０は左右方向への傾動が許容された状態となり、図５に示すように、ステッププレート１２０の左右方向への傾動に基づいて移動体１を旋回させることができる。

　このような移動体１は、搭乗者がステッププレート１２０に搭乗するとき、又は搭乗者がステッププレート１２０から降車するとき、ステッププレート１２０の左右方向への傾動が拘束機構５０によって拘束される。そのため、搭乗者は安定した状態で移動体１に搭乗又は移動体１から降車することができる。

　ちなみに、拘束機構５０の制御を、以下に示すように移動体１の旋回制御及び倒立制御と組み合わせると良い。このとき、図３に示すように、降車補助スイッチ５３からの降車補助信号、搭乗補助スイッチ５４からの搭乗補助信号、荷重センサ５５が検出したステッププレート１２０に作用する荷重は、拘束機構制御装置５２だけでなく、車両制御装置６３にも入力される。

　先ず、移動体１から搭乗者が降車する時の降車補助制御を図７に基づいて説明する。
　搭乗者が降車補助スイッチ５３を操作すると、降車補助スイッチ５３から降車補助信号が車両制御装置６３及び拘束機構制御装置５２に入力される。これにより、車両制御装置６３及び拘束機構制御装置５２は降車補助制御を開始する。車両制御装置６３は、降車補助信号が入力されると、上述した旋回制御と倒立制御のうち、旋回制御を終了させる（Ｓ１）。

　拘束機構制御装置５２は、降車補助信号が入力されると、角度検出センサ６０が検出したサポート部材４０の傾動角度に基づいて、平行リンク機構１１０が略平衡状態か否かを判断する（Ｓ２）。

　拘束機構制御装置５２は、平行リンク機構１１０が略平衡状態であると判断すると、拘束片５１が突出するように拘束機構５０を制御して、左右のステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束する（Ｓ３）。このように拘束機構制御装置５２は、平行リンク機構１１０が略平衡状態であることを確認する。そのため、拘束片５１を突出させる際に、確実に平行リンク機構１１０の左右方向への回転を拘束することができる。

　拘束機構制御装置５２は、荷重センサ５５が検出した左右のステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、搭乗者が降車したか否かを判断する（Ｓ４）。拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に作用する荷重がないと、搭乗者が降車したと判断し、拘束片５１を突出させた状態で当該拘束機構制御装置５２の降車補助制御を終了する。そして、拘束機構制御装置５２は、降車補助制御が終了したことを示す信号を車両制御装置６３に出力する。車両制御装置６３は、拘束機構制御装置５２の降車補助制御が終了したことを示す信号が入力されると、倒立制御を終了して当該車両制御装置６３の降車補助制御を終了する（Ｓ５）。これにより、移動体１の降車補助制御が終了する。
　このように、搭乗者が移動体１から降車する際に、左右のステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束するので、搭乗者は移動体１から安定した状態で降車することができる。

　次に、移動体１に搭乗者が搭乗する時の搭乗補助制御を図８に基づいて説明する。
　搭乗者が搭乗補助スイッチ５４を操作すると、搭乗補助スイッチ５４から搭乗補助信号が車両制御装置６３及び拘束機構制御装置５２に入力される。これにより、車両制御装置６３及び拘束機構制御装置５２は搭乗補助制御を開始する。車両制御装置６３は、搭乗補助信号が入力されると、荷重センサ５５が検出したステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、少なくとも一方のステッププレート１２０に足が載ったか否かを判断する（Ｓ１１）。

　車両制御装置６３は、少なくとも一方のステッププレート１２０に足が載っていると判断すると、姿勢検出センサユニット６２が検出した移動体１の前後方向への角度及び角速度に基づいて、移動体１が前後方向へ略水平状態か否かを判断する（Ｓ１２）。

　車両制御装置６３は、移動体１が前後方向へ略水平状態であると判断すると、倒立制御を開始する（Ｓ１３）。そして、車両制御装置６３は、倒立制御を開始したことを示す信号を拘束機構制御装置５２に出力する。

　拘束機構制御装置５２は、倒立制御を開始したことを示す信号が入力されると、荷重センサ５５が検出した左右のステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、左右のステッププレート１２０に搭乗者の足が載ったか否かを判断する（Ｓ１４）。

　拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に搭乗者の足が載ったと判断すると、さらに荷重センサ５５が検出した左右のステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗しているか否かを判断する（Ｓ１５）。

　拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗していると判断すると、拘束片５１が引き込むように拘束機構５０を制御して、左右のステッププレート１２０の左右方向への傾動を許容し、当該拘束機構制御装置５２の搭乗補助制御を終了する（Ｓ１６）。

　拘束機構制御装置５２は、搭乗補助制御が終了したことを示す信号を車両制御装置６３に出力する。車両制御装置６３は、搭乗補助制御が終了したことを示す信号が入力されると、旋回制御を開始して当該車両制御装置６３の搭乗補助制御を終了する（Ｓ１７）。これにより、移動体１の搭乗補助制御が終了する。

　このように、搭乗者が移動体１に搭乗する際に、左右のステッププレート１２０は左右方向への傾動が拘束されているので、搭乗者は移動体１に安定した状態で搭乗することができる。しかも、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗したことを確認した後に、車両制御装置６３は旋回制御を開始するので、搭乗者が移動体１に搭乗した際に、搭乗者が意図しない方向へ旋回することがない。また、左右の荷重が均等であることを確認してから拘束解除するため、拘束解除した瞬間に左右に傾いてしまうことがない。

　なお、本実施形態の移動体１は、旋回方向の外側の足を踏ん張って旋回する構成とされているが、図９及び図１０に示すように、旋回方向の内側の足を踏ん張って旋回する構成でもよい。この場合、図９に示すように、車輪２０の接地点Ａを通り、且つ縦リンク１１３と平行な線Ｎより外方側へずれた位置に搭乗者の足が載せられる。

　＜実施形態２＞
　本発明に係る移動体の実施形態２を図面に基づいて説明する。なお、実施形態１と重複する説明は省略する。
　本実施形態の移動体は、実施形態１の移動体１と略等しい構成とされているが、図１１に示すように、ジョイスティック（第１操作部）７１と、モード切替スイッチ７２と、をさらに備える。ジョイスティック７１は、移動体の旋回を実現するために搭乗者に操作される。ジョイスティック７１は、例えばサポート部材４０のハンドル４１０に設けられる。ジョイスティック７１としては、一般的な構成のジョイスティックを用いることができ、搭乗者がレバーを左右方向へ傾動させると、傾動量（操作信号）が車両制御装置６３に出力される。但し、本実施形態ではジョイスティックを用いているが、ダイヤル式などの操作装置でも良い。

　モード切替スイッチ７２は、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードと、ステッププレート１２０の左右方向への傾動に基づく移動体の旋回モードと、を切り替えるために搭乗者に操作される。モード切替スイッチ７２は、例えばサポート部材４０のハンドル４１０に設けられる。搭乗者がモード切替スイッチ７２を操作すると、切替信号が車両制御装置６３に出力される。但し、本実施形態では、モード切替スイッチ７２を用いて旋回モードを切り替えているが、省略しても良い。この場合、車両制御装置６３は、ジョイスティック７１からの操作信号が入力されると、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードとする。

　車両制御装置６３は、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードと、ステッププレート１２０の左右方向への傾動に基づく移動体の旋回モードと、を有する。車両制御装置６３は、モード切替スイッチ７２からの切替信号に基づいて、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードと、ステッププレート１２０の左右方向への傾動に基づく移動体の旋回モードと、のいずれかを選択し、選択した旋回モードによって車輪２０を制御する。これにより、搭乗者は、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードと、ステッププレート１２０の左右方向への傾動に基づく移動体の旋回モードと、を移動体の使用状況、場所などによって適宜選択することができる。勿論、実施形態１と同様に、搭乗者が降車補助スイッチ５３及び搭乗補助スイッチ５４を操作することで、搭乗者が安定した状態で移動体に搭乗又は移動体から降車することができる。

　このとき、車両制御装置６３は、拘束機構５０がステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束している場合に限り、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードへの切り替えを有効にすることが好ましい。これにより、移動体の旋回モードが、ジョイスティック７１の操作に基づく移動体の旋回モードに切り替わる際に、必ずステッププレート１２０が略水平状態になる。そのため、移動体の操作性を向上させることができる。

　また、搭乗者が移動体の走行中に、容易に旋回モードを変更することができるように、移動体は拘束機構５０の拘束片５１の突出動作又は引込動作を制御する動作指示部（第２操作部）７３を備えていることが好ましい。動作指示部７３は、例えばサポート部材４０のハンドル４１０に設けられる。搭乗者が動作指示部７３を操作すると、動作指示部７３は拘束機構５０に拘束片５１を突出させる、又は引き込ませる動作指示信号を拘束機構制御装置５２に出力する。

　拘束機構制御装置５２は、拘束機構５０に拘束片５１を突出させる動作指示信号が入力されると、角度検出センサ６０が検出したサポート部材４０の傾動角度に基づいて平行リンク機構１１０が略平衡状態か否かを判断する。さらに拘束機構制御装置５２は、平行リンク機構１１０が略平衡状態であると判断すると、動作指示信号に基づいて拘束片５１を突出させてステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束する。それと共に、拘束機構制御装置５２は、拘束片５１を突出させた状態であることを示す信号を車両制御装置６３に出力する。

　一方、拘束機構制御装置５２は、拘束機構５０に拘束片５１を引き込ませる動作指示信号が入力されると、荷重センサ５５が検出した左右のステッププレート１２０に作用する荷重に基づいて、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗しているか否かを判断する。拘束機構制御装置５２は、左右のステッププレート１２０に略等しく荷重が作用するように搭乗者が搭乗していると判断すると、動作指示信号に基づいて拘束片５１を引き込ませる。

　このように、搭乗者が動作指示部７３を操作すると、移動体の走行中であってもステッププレート１２０の左右方向への傾動を拘束又は許容することができる。そのため、搭乗者は、移動体の走行中であっても安定した状態で、旋回モードを切り替えることができる。

　＜実施形態３＞
　本発明に係る移動体の実施形態３を図面に基づいて説明する。但し、実施形態１、２と重複する説明は省略する。
　本実施形態の移動体１０１も、基本的な構成は実施形態１、２の移動体と同一であるが、図１２に示すように、車体本体１１００にステッププレート１２００が回転軸１１０１を介して連結されている。車体本体１１００は、例えば車両制御装置６３、拘束機構制御装置５２、バッテリー６１等が格納される筺体である。車体本体１１００には、駆動ユニットを介して車輪２０が連結されている。車体本体１１００の上面には、左右方向の略中央部に冶具１１０２が突出している。冶具１１０２は、前後方向に間隔を開けて少なくとも２つ配置されている。冶具１１０２には、車体本体１１００の前後方向に配置された回転軸１１０１が通されている。

　回転軸１１０１は、拘束機構５００によって回転が拘束される。拘束機構５００は、例えば電磁ブレーキなどを用いることができる。但し、拘束機構５００は、回転軸１１０１の回転を拘束することができる構成であれば良い。拘束機構５００は、実施形態１等と同様に拘束機構制御装置によって制御される。この回転軸１１０１を介して、ステッププレート１２００は左右方向への傾動を許容するように車体本体１１００に連結されている。

　ステッププレート１２００は、一枚の板状部材である。ステッププレート１２００は、回転軸１１０１を介して車体本体１１００に連結されている。ステッププレート１２００の上面における左右位置に荷重センサ５５が配置されている。

　このような構成により、ステッププレートが一枚の板状部材であっても、実施形態１、２と略同様に実施することができる。なお、本実施形態では、回転軸１１０１の回転を拘束することで、ステッププレート１２００の左右方向への傾動を拘束したが、この限りでない。すなわち、ステッププレート１２００の下方における左右位置に、拘束機構として直動アクチュエータを配置し、当該直動アクチュエータを伸張させてステッププレート１２００の下面に接触させることで、ステッププレート１２００の左右方向への傾動を拘束しても良い。要するに、拘束機構５００は、ステッププレート１２００の左右方向への傾動を拘束することができる構成であれば良い。

　なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施形態１の移動体１は、動作指示部を備えていない構成としたが、備えていても良い。この場合、移動体に搭乗者が搭乗する時の搭乗補助制御が図１３に示すフローとなる。すなわち、搭乗者が左右のステッププレート１２０に足を載せた後に、拘束機構５０の拘束片５１を引き込ませるために、搭乗者は動作指示部を操作する（Ｓ１０１）。
　実施形態１乃至３の移動体は、例示であってステッププレートの左右方向への傾動に基づいて旋回が実現される移動体であれば良い。

　本発明の移動体は、安全に搭乗者を乗降車させることができる移動体として用いられる。

１　移動体
１０　車体
２０　車輪
３０　車輪駆動ユニット
４０　サポート部材
５０　拘束機構、５１　拘束片
５２　拘束機構制御装置
５３　降車補助スイッチ
５４　搭乗補助スイッチ
５５　荷重センサ
６０　角度検出センサ
６１　バッテリー
６２　姿勢検出センサユニット
６３　車両制御装置
６４（６４Ｌ、６４Ｒ）　駆動回路
７１　ジョイスティック
７２　モード切替スイッチ
７３　動作指示部
１０１　移動体
１１０　平行リンク機構
１１１、１１２　横リンク
１１３　縦リンク
１１４　回動支持ピン
１１５　復元部材
１１６　回動支持軸
１２０　ステッププレート
４１０　ハンドル
４１２　支持部
４２０　ハンドルバー
４３０　ハンドルバーブラケット
５００　拘束機構
１１００　車体本体
１１０１　回転軸
１１０２　冶具
１２００　ステッププレート

Claims

　搭乗者が搭乗するステッププレートの左右方向への回転に基づいて、旋回を実現する移動体であって、
　前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束可能とする拘束手段を備えることを特徴とする移動体。
　前記搭乗者が前記ステッププレートに搭乗するとき、又は前記搭乗者が前記ステッププレートから降車するとき、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束するように前記拘束手段を制御する第１制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の移動体。
　前記ステッププレートの回転角を検出する第１検出手段と、
　前記ステッププレートに作用する荷重を検出する第２検出手段と、
をさらに備え、
　前記第１制御手段は、前記ステッププレートの左右方向への回転を許容した状態で降車補助制御を開始し、前記第１検出手段が検出した前記ステッププレートの回転角に基づいて前記ステッププレートが略水平状態であると判断すると、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束するように前記拘束手段を制御し、前記第２検出手段が検出した前記ステッププレートに作用する荷重に基づいて前記搭乗者が前記ステッププレートから降車したと判断すると、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束した状態で降車補助制御を終了し、
　前記第１制御手段は、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束した状態で搭乗補助制御を開始し、前記第２検出手段が検出した前記ステッププレートに作用する荷重に基づいて前記搭乗者が前記ステッププレートに搭乗したと判断すると、前記ステッププレートの左右方向への回転を許容するように前記拘束手段を制御し、前記ステッププレートの左右方向への回転を許容した状態で前記搭乗補助制御を終了することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
　前記移動体の旋回を実現するために前記搭乗者に操作される第１操作手段と、
　前記第１操作手段の操作に基づく前記移動体の旋回モードと、前記ステッププレートの左右方向への回転に基づく前記移動体の旋回モードと、のいずれかによって車輪を制御する第２制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動体。
　前記第２制御手段は、前記拘束手段が前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束していると、前記第１操作手段の操作に基づく前記移動体の旋回モードへの切り替えを有効にすることを特徴とする請求項４に記載の移動体。
　前記拘束手段に前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束又は許容させるために前記搭乗者に操作される第２操作手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移動体。
　前記ステッププレートを支持する車両本体を備え、
　前記車両本体は、上下の横リンクと、左右の縦リンクと、を有し、左右方向へ回転可能な平行リンク機構であり、左右の前記縦リンクの上端にそれぞれステッププレートが設けられ、
　前記拘束手段は、前記車両本体の回転を拘束することで、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動体。
　前記拘束手段は、前記第１制御手段の制御によって突出する拘束片を備え、前記横リンクと前記縦リンクとの連結部近傍に設けられており、突出した前記拘束片が前記横リンク又は前記縦リンクに接触して前記車両本体の左右方向への回転を拘束することを特徴とする請求項７に記載の移動体。
　前記ステッププレートの左右方向への回転を許容するように、前記ステッププレートと回転軸を介して連結された車両本体を備え、
　前記拘束手段は、前記回転軸の回転を拘束することで、前記ステッププレートの左右方向への回転を拘束することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動体。