TOP > 国内特許検索 > 倒立振子型移動体及び教育教材

倒立振子型移動体及び教育教材 コモンズ

国内特許コード P110005241
整理番号 P07-041
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2008-142793
公開番号 特開2009-286323
登録番号 特許第4982655号
出願日 平成20年5月30日(2008.5.30)
公開日 平成21年12月10日(2009.12.10)
登録日 平成24年5月11日(2012.5.11)
発明者
  • 尾崎 功一
  • 田崎 隆男
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 倒立振子型移動体及び教育教材 コモンズ
発明の概要

【課題】搭乗者に応じた動作を行なうことのできる倒立振子型移動体を提供する。
【解決手段】進行方向に直交する向きに回転軸が同軸上に配置される、独立して回転可能な一対の車輪4,5と、一対の車輪4,5を独立して回転駆動させる第1モータ6、第2モータ7と、上面に搭乗者が乗る面を有する搭乗台3と、進行方向における搭乗台3の傾斜角を検出する傾斜センサ15と、傾斜センサ15が検出した傾斜角に基づいて第1モータ6、第2モータ7の回転をPID制御する主コントローラ10と、主コントローラ10の制御パラメータを調整する制御パラメータ調整スイッチ16bと、を備える倒立振子型移動体。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


互いに独立して駆動されるモータにより各々回転する一対の車輪を備え、搭乗台に乗った搭乗者を含めた搭乗台にかかる重力バランスを検出して各モータの動作を制御し、搭乗台を自立可能とするとともに、搭乗者の前後方向の体重移動を検出することにより前後進の意志及びその程度を推定して搭乗台全体の前後進制御を行う倒立振子型の移動体が実用化されている。



例えば、特許文献1には、ハンドルを設けることなく、搭乗者の意志に沿って操行方向を自由に制御することができるようにした倒立振子型移動体が開示されている。
特許文献1の倒立振子型移動体100は、図4に示すように、両側の車輪103、104を駆動するモータ115、116を設けた基台108の上部の中心位置に、上方の搭乗台105を前後左右に傾動可能に支持する傾動支持部110を設けている。搭乗台105には左右に搭乗台傾斜センサ113を設け、基台108には同様に前後左右に基台傾斜センサ114を設けている。
制御装置118のバランス制御部128は、ジャイロ120、基台傾斜センサ121等の信号により車輪型倒立振り子の原理によりバランス制御を行って倒立振子型移動体100を自立させる。
搭乗台105に乗った搭乗者が前後方向に所定以上の体重移動を行うときには、基台傾斜センサ121の信号とシステム制御部126により推定される前後方向の体重移動状態とを検出し、前後進制御部127がその傾斜の程度に比例して左右のモータ115、116を同方向に回転させ、前後進の制御を行う。
搭乗台105に乗った搭乗者が左右方向に所定以上の体重移動を行うときには、左右方向に配置した搭乗台傾斜センサ113の信号と基台傾斜センサ114の信号により、搭乗者の体重移動状態を検出し、操行制御部129がその傾斜の程度に比例して左右のモータ115、116を異なる方向、或いは異なる速度で回転させ、進行方向の制御を行う。




【特許文献1】特開2005-94898号公報

産業上の利用分野


本発明は、搭乗者の体重移動に基づいて前後進を行うことのできる倒立振子型の移動体に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
進行方向に直交する向きに回転軸が同軸上に配置される、独立して回転可能な一対の車輪と、
一対の前記車輪を独立して回転駆動するモータと、
搭乗者が乗る面を有する搭乗台と、
前記進行方向における前記搭乗台の傾斜角を測定する傾斜センサと、
記モータの回転をPID制御する制御手段と、
前記制御手段の制御パラメータを搭乗者が調整可能な調整手段と、
走行面からの距離を測定する測距センサと、を備え、
前記制御手段は、前記傾斜センサで測定された傾斜角に基づいて前記モータの回転をPID制御する走行制御部と、前記測距センサで測定された前記走行面からの距離に基づいて、前記搭乗台が水平状態を保つように前記モータの回転をPID制御する水平制御部と、を有し、前記走行制御部による制御と前記水平制御部による制御とを切り替えることを特徴とする倒立振子型移動体。

【請求項2】
前記搭乗台は、前記進行方向に対して横向きに前記搭乗者が乗る前記面を備えることを特徴とする請求項1に記載の倒立振子型移動体。

【請求項3】
請求項1または2に記載の倒立振子型移動体からなることを特徴とする教育教材。
産業区分
  • 自動車
  • 鉄道
  • 運動娯楽用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2008142793thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close