JP2011083414A - Inversion type moving body and method of controlling the same - Google Patents

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Masayuki Ito
雅之 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inversion type moving body for reducing burdens on a caregiver and a method of controlling the same. <P>SOLUTION: The inversion type moving body 10 includes a moving body main unit 1 which a care receiver is to get on, and an operation handle 2 attached to the moving body main unit 1 for having a caregiver add operation force and move the moving body main unit 1, and travels while maintaining the inverted state of the moving body main unit 1. Also, the inversion type moving body 10 includes a contact detection means provided in the operation handle 2 for detecting contact with the operation handle 2 by the caregiver, and a control means having an assist control mode for performing control to assist the operation force to the operation handle 2 by the caregiver and make the moving body main unit 1 travel and an operation control mode for performing control to make the moving body main unit 1 travel corresponding to a vehicle operation by the care receiver. When the contact of the caregiver is detected by the contact detection means, the control means is switched from the operation control mode to the assist control mode. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、被介助者が搭乗する移動体本体と、移動体本体に取付けられ、介助者が操作力を付加して移動体本体を移動させるための操作ハンドルと、を備え、倒立状態を維持して走行する倒立型移動体及びその制御方法に関するものである。   The present invention comprises a movable body main body on which a person being assisted is boarded, and an operation handle attached to the movable body main body for moving the movable body main body by applying an operating force to the assistant to maintain an inverted state. The present invention relates to an inverted moving body that travels and a control method thereof.

例えば、病院や老人ホーム等の介護施設において、歩行できない又は歩行困難な患者や高齢者等の被介助者を支援するための介助機器が用いられている。この介助機器は、介助用の操作ハンドルに加わる操作力を検出して、この操作力に基づく駆動力をモータによって付加し、介助者の操作力を補助するように構成されている。   For example, in a nursing facility such as a hospital or a nursing home, an assisting device for supporting a person who cannot walk or is difficult to walk, such as a patient or an elderly person, is used. This assistance device is configured to detect an operation force applied to an operation handle for assistance and apply a driving force based on the operation force by a motor to assist the operation force of the assistant.

このような介助機器として、例えば、操作ハンドルの操作力に基づいてモータの駆動力を制御する補助走行モードと、車両操作部からの制御信号に基づいてモータの駆動力を制御する自走モードと、を有し、操作力が所定しきい値を越えた場合、補助走行モードに切り換える電動車椅子が知られている（特許文献１参照）。   As such an assisting device, for example, an auxiliary traveling mode for controlling the driving force of the motor based on the operating force of the operating handle, and a self-running mode for controlling the driving force of the motor based on a control signal from the vehicle operation unit, There is known an electric wheelchair that switches to an auxiliary travel mode when the operating force exceeds a predetermined threshold (see Patent Document 1).

また、切換スイッチの操作に応じて、車椅子の着座者自身の操作による第１の動力アシストモードと、介助者の操作による第２の動力アシストモードとを選択的に実行する車椅子の補助動力制御装置が知られている（特許文献２参照）。   In addition, an auxiliary power control device for a wheelchair that selectively executes a first power assist mode by an operation of a seated person of the wheelchair and a second power assist mode by an operation of an assistant according to the operation of the changeover switch. Is known (see Patent Document 2).

特開２００２−０８５４７３号公報JP 2002-085473 A 特開２００３−０５２７６０号公報JP 2003-052760 A

しかしながら、上記特許文献１に示す電動車椅子においては、操作力が所定しきい値を越えるまで補助走行モードに切替らないため、その間、介助者の負担が増加する虞がある。また、上記特許文献２に示す補助動力制御装置においても、例えば、介助者のスイッチ操作が適切なタイミングで行われなかった場合、介助者の操作力を適切に補助できず、介助者の負担が増加する虞がある。   However, in the electric wheelchair shown in the above-mentioned Patent Document 1, since it is not switched to the auxiliary travel mode until the operating force exceeds a predetermined threshold value, the burden on the assistant may increase during that time. Also, in the auxiliary power control device shown in Patent Document 2, for example, when the assistant's switch operation is not performed at an appropriate timing, the assistant's operation force cannot be properly assisted, and the assistant's burden is reduced. May increase.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、介助者の負担を軽減した倒立型移動体及びその制御方法を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and a main object of the present invention is to provide an inverted moving body and a control method thereof that reduce the burden on the assistant.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、被介助者が搭乗する移動体本体と、該移動体本体に取付けられ、介助者が操作力を付加して前記移動体本体を移動させるための操作ハンドルと、を備え、前記移動体本体の倒立状態を維持して走行する倒立型移動体であって、前記操作ハンドルに設けられ、介助者による前記操作ハンドルへの接触を検出する接触検出手段と、介助者による前記操作ハンドルへの操作力を補助して前記移動体本体が走行するように制御を行う補助制御モードと、被介助者による車両操作に応じて前記移動体本体が走行するように制御を行う操作制御モードと、を有する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記接触検出手段により前記介助者の接触が検出されると、前記操作制御モードから前記補助制御モードに切替る、ことを特徴とする倒立型移動体である。   In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention includes a moving body main body on which a person being assisted rides and a moving body main body that is attached to the moving body main body and that the assistant applies operating force to move the moving body main body. An operation-type movable body that travels while maintaining the inverted state of the movable body main body, and is provided on the operation handle and detects contact with the operation handle by an assistant Means, an auxiliary control mode for performing control so that the moving body main body travels by assisting an operating force applied to the operation handle by the assistant, and the moving body main body travels according to the vehicle operation by the person being assisted Control means for performing control as described above, and when the contact detection means detects the contact of the assistant, the control means changes from the operation control mode to the auxiliary control mode. I switched, it is inverted vehicle according to claim.

また、この一態様において、前記操作ハンドルは、前記移動体本体の後方側に設けられ略水平方向に延在しているハンドル部と、該ハンドル部を支持する支持部と、を有していてもよい。   In this aspect, the operation handle includes a handle portion provided on a rear side of the movable body main body and extending in a substantially horizontal direction, and a support portion for supporting the handle portion. Also good.

さらに、この一態様において、前記接触検出手段は、前記操作ハンドルのハンドル部の両端部近傍に一対設けられていてもよい。   Furthermore, in this one aspect, a pair of the contact detection means may be provided near both ends of the handle portion of the operation handle.

さらにまた、この一態様において、前記接触検出手段は、前記操作ハンドルの前記移動体本体側に設けられていてもよい。   Furthermore, in this one aspect, the contact detection means may be provided on the movable body main body side of the operation handle.

なお、この一態様において、前記制御手段は、前記補助制御モードにおいて、前記操作ハンドルの操作力に応じて、倣い制御を実行してもよい。   In this aspect, the control unit may execute the copying control according to the operation force of the operation handle in the auxiliary control mode.

他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、被介助者が搭乗する移動体本体と、該移動体本体に取付けられ、介助者が操作力を付加して前記移動体本体を移動させるための操作ハンドルと、を備え、前記移動体本体の倒立状態を維持して走行する倒立型移動体の制御方法であって、前記操作ハンドルへの介助者による接触を検出すると、被介助者による車両操作に応じて移動体本体が走行するように制御を行う操作制御モードから、介助者による前記操作ハンドルへの操作力を補助して前記移動体本体が走行するように制御を行う補助制御モードへ切り替る、ことを特徴とする倒立型移動体の制御方法であってもよい。   On the other hand, one mode of the present invention for achieving the above object is to provide a moving body main body on which a person being assisted rides and a moving body main body that is attached to the moving body main body, and the assistant moves the moving body main body by applying an operating force. And a control method of the inverted moving body that travels while maintaining the inverted state of the movable body main body, and when a contact by the assistant to the operation handle is detected, Auxiliary control for controlling the mobile body to travel by assisting an operating force applied to the operation handle by an assistant from an operation control mode for controlling the mobile body to travel in accordance with vehicle operation by It may be a method for controlling an inverted moving body characterized by switching to a mode.

本発明によれば、介助者の負担を軽減した倒立型移動体及びその制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inverted type mobile body which reduced the burden of the assistant and its control method can be provided.

本発明の一実施形態に係る倒立型移動体の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the inverted moving body which concerns on one Embodiment of this invention. 移動体本体に取付けられた操作ハンドルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the operation handle attached to the mobile body main body. 本発明の一実施形態に係る制御ユニットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic system configuration | structure of the control unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る倒立型移動体の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control processing flow of the inverted type mobile body which concerns on one Embodiment of this invention. 補助制御モードにおいて、操作ハンドルの前方への操作力を補助した状態の一例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing an example of a state in which an operation force forward of the operation handle is assisted in the auxiliary control mode. 補助制御モードにおいて、操作ハンドルの左旋回方向への操作力を補助した状態の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the state which assisted the operation force to the left turning direction of an operation handle in auxiliary control mode. 本発明の他の実施形態に係る操作ハンドルの接触センサを示す図である。It is a figure which shows the contact sensor of the operation handle which concerns on other embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る倒立型移動体の概略を示す側面図である。本実施形態に係る倒立型移動体１０は、倒立状態を維持しつつ、搭乗者である被介助者の車両操作に応じて任意の方向へ移動する機能と、介助者の操作力に補助力を付加して走行する機能と、を併せ持つものである。このような倒立型移動体１０は、例えば、４輪型移動体に比べてホイールベースが短いため、方向転換に要するスペースを小さくでき、狭いスペースでも容易に移動できるというメリットを有している。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an outline of an inverted moving body according to an embodiment of the present invention. The inverted moving body 10 according to the present embodiment provides an auxiliary force to the function of moving in an arbitrary direction according to the vehicle operation of the person being assisted and the operation force of the assistant while maintaining the inverted state. In addition, it has the function of traveling in addition. Such an inverted moving body 10 has an advantage that, for example, since the wheel base is shorter than that of a four-wheel moving body, the space required for the direction change can be reduced and the space can be easily moved even in a narrow space.

本実施形態に係る倒立型移動体１０は、被介助者が搭乗する移動体本体１と、移動体本体１に取付けられ、介助者が操作力を付加して移動体本体１を移動させるための操作ハンドル２と、を備えている。   The inverted moving body 10 according to the present embodiment is attached to a moving body main body 1 on which a person being assisted rides and the moving body main body 1, and the assistant adds an operating force to move the moving body main body 1. And an operation handle 2.

移動体本体１は、車台部１１と、車台部１１に取付けられ、介助者が着座する着座部１２と、車台部１１に取付けられ、介助者の脚部を支持する脚支持部１３と、車台部１１に取付けられ、介助者の腕部を支持する一対の腕支持部１４と、車台部１１に回転可能に取付けられる左右一対の駆動輪１５Ｌ、１５Ｒと、台車部１１に内蔵され、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの駆動を制御する制御ユニット３と、を有している。   The mobile body 1 includes a chassis 11, a seat 12 that is attached to the chassis 11, on which an assistant sits, a leg support 13 that is attached to the chassis 11 and supports the legs of the assistant, and a chassis. And a pair of left and right drive wheels 15L and 15R which are rotatably attached to the chassis 11 and are installed in the carriage 11 and are attached to the carriage 11. And a control unit 3 that controls driving of the wheels 15L and 15R.

車台部１１は、介助者の背面を支持すると共に、着座部１２、脚支持部１３、及び腕支持部１４を支持することで、移動体本体１に搭乗する被介助者を支持している。   The chassis part 11 supports the back person's back surface, and also supports the person being assisted on the mobile body 1 by supporting the seating part 12, the leg support part 13, and the arm support part 14.

着座部１２は、車台部１１の中間部から略水平方向に延在しており、介助者が着座する上面には弾性のシート部材が敷設されている。脚支持部１３は、車台部１１の下部から略水平方向に延在しており、被介助者の足平底面を支持することができる。   The seating portion 12 extends from the middle portion of the chassis 11 in a substantially horizontal direction, and an elastic seat member is laid on the upper surface on which the assistant sits. The leg support part 13 is extended in the substantially horizontal direction from the lower part of the chassis part 11, and can support the foot bottom face of a person being assisted.

各腕支持部１４は、車台部１１の上部から略水平方向に延在しており、腕部と接触する上面には弾性部材が設けられている。また、腕支持部１４の一方には、倒立型移動体１の車両操作を行うための操作部１６が設けられている。操作部１６は、例えば、被介助者が操作可能な複数のスイッチやジョイスティック等により構成されている。操作部１６は、被介助者による車両操作（前後進操作、左右旋回操作、加減速操作、停止操作等）に応じた操作信号（操作方向、操作量等）を、制御ユニット３に対して出力する。このように、被介助者は、この操作部１６を操作することで、例えば、移動体本体１の移動方向や移動速度などの車両操作を容易に行うことができる。   Each arm support portion 14 extends in a substantially horizontal direction from the upper portion of the chassis 11, and an elastic member is provided on the upper surface in contact with the arm portion. Further, on one side of the arm support portion 14, an operation portion 16 for performing vehicle operation of the inverted moving body 1 is provided. The operation unit 16 includes, for example, a plurality of switches and joysticks that can be operated by the care recipient. The operation unit 16 outputs to the control unit 3 operation signals (operation direction, operation amount, etc.) according to vehicle operations (forward / backward operation, left / right turning operation, acceleration / deceleration operation, stop operation, etc.) by the person being assisted. To do. Thus, the person being assisted can easily perform vehicle operations such as the moving direction and the moving speed of the movable body 1 by operating the operation unit 16.

制御ユニット３は、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの回転駆動を制御することで、移動体本体１の移動を制御する。また、制御ユニット３は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）３ａ、ＣＰＵ３ａによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）３ｂ、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）３ｃ等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。   The control unit 3 controls the movement of the movable body 1 by controlling the rotational drive of the drive wheels 15L and 15R. The control unit 3 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 3a that performs control processing, arithmetic processing, and the like, a ROM (Read Only Memory) 3b that stores a control program executed by the CPU 3a, an arithmetic program, and the like, processing data The hardware configuration is mainly composed of a microcomputer composed of a RAM (Random Access Memory) 3c or the like for temporarily storing them.

操作ハンドル２は、台車部１１の上部かつ後方側に設けられている。また、操作ハンドル２は、略水平方向に延在し、介助者が把持し操作力を付加して移動体本体１を任意の方向（例えば、前後又は左右方向）へ移動させるためのハンドル部２１と、ハンドル部２１の両端に連結され各両端を支持する一対の支持部２２と、を有している（図２）。   The operation handle 2 is provided on the upper side and the rear side of the carriage unit 11. Further, the operation handle 2 extends in a substantially horizontal direction, and a handle portion 21 for moving the mobile body 1 in an arbitrary direction (for example, front-rear or left-right direction) by being gripped by an assistant and applying an operation force. And a pair of support portions 22 connected to both ends of the handle portion 21 and supporting the both ends (FIG. 2).

ハンドル部２１の両端近傍には、介助者の接触を検出することができる一対の接触センサ３４Ｌ、３４Ｒが設けられている。接触センサ３４Ｌ、３４Ｒは、接触検出手段の一具体例であり、例えば、ハンドル部２１と一体になるように埋設されている。接触センサ３４Ｌ、３４Ｒは、介助者による操作ハンドル２への接触を検出すると、その検出を通知する検出信号を制御ユニット３の制御部３６に対して出力する。接触センサ３４Ｌ、３４Ｒとしては、例えば、機械式スイッチ、電気式スイッチ（静電容量型スイッチ）などの任意の接触式センサを用いることができる。また、接触センサは、ハンドル部２１の任意の位置及び数だけ設けることができる。   In the vicinity of both ends of the handle portion 21, a pair of contact sensors 34L and 34R that can detect the contact of the assistant are provided. The contact sensors 34 </ b> L and 34 </ b> R are a specific example of contact detection means, and are embedded, for example, so as to be integrated with the handle portion 21. When the contact sensors 34L and 34R detect contact of the assistant with the operation handle 2, the contact sensors 34L and 34R output a detection signal notifying the detection to the control unit 36 of the control unit 3. As the contact sensors 34L and 34R, for example, an arbitrary contact sensor such as a mechanical switch or an electric switch (capacitance switch) can be used. Further, the contact sensor can be provided in any number and position of the handle portion 21.

また、ハンドル部２１には、例えば、介助者が移動体本体１を前後進、左右旋回等させるべく操作ハンドル２を操作した際に生じる、操作力及び操作方向を検出することができる操作力センサ３７が取り付けられている。なお、操作力センサ３７は、例えば、ストレインゲージ等により構成されているが、これに限らず任意のセンサを用いて構成することができる。また、操作力センサ３７は、例えば、支持部２２に取り付けられていてもよく、任意の位置に取り付けてもよい。さらに、操作力センサ３７と接触センサ３４Ｌ、３４Ｒとは、一体的に構成されていてもよい。操作力センサ３７は、検出した操作ハンドル２への操作力及びその操作方向に応じた操作力信号を、制御ユニット３の制御部３６に対して出力する。   The handle portion 21 includes an operation force sensor that can detect an operation force and an operation direction that are generated when an assistant operates the operation handle 2 to move the mobile body 1 forward and backward, turn left and right, and the like. 37 is attached. The operation force sensor 37 is constituted by a strain gauge or the like, for example. However, the operation force sensor 37 is not limited to this and can be constituted by using an arbitrary sensor. In addition, the operation force sensor 37 may be attached to the support unit 22 or may be attached to an arbitrary position, for example. Furthermore, the operation force sensor 37 and the contact sensors 34L and 34R may be configured integrally. The operation force sensor 37 outputs the detected operation force to the operation handle 2 and an operation force signal corresponding to the operation direction to the control unit 36 of the control unit 3.

図３は、本実施形態に係る制御ユニットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係る制御ユニット３は、一対の駆動輪１５Ｌ、１５Ｒを夫々駆動する一対のモータ３１Ｌ、３１Ｒと、移動体本体１の傾斜を検出する傾斜センサ３２と、各駆動輪１５の回転を検出する一対の回転センサ３３Ｌ、３３Ｒと、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒと、各モータ３１Ｌ、３１Ｒを駆動回路３５Ｌ、３５Ｒを介して制御する制御部３６と、操作力センサ３７と、を備えている。   FIG. 3 is a block diagram showing a schematic system configuration of the control unit according to the present embodiment. The control unit 3 according to the present embodiment includes a pair of motors 31L and 31R that respectively drive the pair of drive wheels 15L and 15R, an inclination sensor 32 that detects the inclination of the mobile body 1, and rotation of each drive wheel 15. A pair of rotation sensors 33L and 33R to be detected, contact sensors 34L and 34R, a control unit 36 for controlling the motors 31L and 31R via drive circuits 35L and 35R, and an operating force sensor 37 are provided.

各モータ３１Ｌ、３１Ｒは、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒを夫々独立して駆動することができる。また、各モータ３１Ｌ、３１Ｒは、制御部３６からの制御信号に応じて、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒに対して付加する回転トルクを夫々変化させる。これにより、倒立型移動体１の移動（加速、減速、停止、前進、後進、右旋回、左旋回等）を任意に変化させることができ、倒立状態を維持することができる。   Each motor 31L, 31R can drive each drive wheel 15L, 15R independently. The motors 31L and 31R change the rotational torque applied to the drive wheels 15L and 15R, respectively, according to the control signal from the control unit 36. Thereby, the movement (acceleration, deceleration, stop, advance, reverse, right turn, left turn, etc.) of the inverted movable body 1 can be arbitrarily changed, and the inverted state can be maintained.

傾斜センサ３２は、移動体本体１の車台部１１に取付けられており、移動体本体１の傾斜角度や傾斜角速度を検出することができる。傾斜センサ３２としては、例えば、ジャイロセンサや加速度センサ等の姿勢センサを用いることができる。なお、ジャイロセンサ及び加速度センサを組み合わせて、より高精度に傾斜角度や傾斜角速度を検出してもよい。傾斜センサ３２は、検出した傾斜角度や傾斜角速度に応じた信号を、制御部３６に対して出力する。なお、制御部３６は、傾斜センサ３２によって微小時間毎に検出される、移動体本体１の傾斜角度を微分することで、移動体本体１の傾斜角速度を算出してもよい。   The tilt sensor 32 is attached to the chassis 11 of the mobile body 1 and can detect the tilt angle and the tilt angular velocity of the mobile body 1. As the inclination sensor 32, for example, a posture sensor such as a gyro sensor or an acceleration sensor can be used. Note that the tilt angle and the tilt angular velocity may be detected with higher accuracy by combining a gyro sensor and an acceleration sensor. The tilt sensor 32 outputs a signal corresponding to the detected tilt angle and tilt angular velocity to the control unit 36. The control unit 36 may calculate the tilt angular velocity of the mobile body 1 by differentiating the tilt angle of the mobile body 1 detected by the tilt sensor 32 every minute time.

各回転センサ３３Ｌ、３３Ｒは、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの車軸に夫々取付けられ、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの回転角度（又は回転角速度）を夫々検出することができる。回転センサ３３Ｌ、３３Ｒとしては、例えば、ロータリエンコーダ等を用いることができる。各回転センサ３３Ｌ、３３Ｒは、検出した各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの回転角度に応じた信号を、制御部３６に対して出力する。なお、制御部３６は、各回転センサ３３Ｌ、３３Ｒからの各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの回転角度に基づいて、移動体本体１の移動量、移動速度、移動加速度などを算出することができる。   The rotation sensors 33L and 33R are attached to the axles of the drive wheels 15L and 15R, respectively, and can detect the rotation angles (or rotation angular velocities) of the drive wheels 15L and 15R, respectively. For example, a rotary encoder or the like can be used as the rotation sensors 33L and 33R. Each rotation sensor 33L, 33R outputs a signal corresponding to the detected rotation angle of each drive wheel 15L, 15R to the control unit 36. The control unit 36 can calculate the moving amount, moving speed, moving acceleration, and the like of the moving body 1 based on the rotation angles of the drive wheels 15L, 15R from the rotation sensors 33L, 33R.

制御部３６は、制御手段の一具体例であり、傾斜センサ３２により検出された移動体本体１の傾斜角度と、回転センサ３３Ｌ、３３Ｒにより検出された各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの回転角度と、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒからの検出信号と、操作力センサ３７からの操作力信号と、に基づいて、各モータ３１Ｌ、３１Ｒの駆動を制御して、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの駆動を制御する。   The control unit 36 is a specific example of the control means, and the inclination angle of the moving body 1 detected by the inclination sensor 32, the rotation angles of the drive wheels 15L and 15R detected by the rotation sensors 33L and 33R, Based on the detection signals from the contact sensors 34L and 34R and the operation force signal from the operation force sensor 37, the drive of the motors 31L and 31R is controlled to control the drive of the drive wheels 15L and 15R.

例えば、制御部３６は、傾斜センサ３２により検出された移動体本体１の傾斜角度（ピッチ角度）に、所定のゲイン値を乗算して、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの回転トルクを算出する。そして、制御部３６は、算出した回転トルクが各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒに生じるように、各モータ３１Ｌ、３１Ｒを夫々制御する。これにより、制御部３６は、移動体本体１が傾斜している方向へ、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒを回動させ、移動体本体１の重心位置を各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立状態を維持することができる。また、制御部３６は、操作部１６からの操作信号に応じて、移動体本体１が倒立状態を維持しつつ所望の走行を行うように、各モータ３１Ｌ、３１Ｒを夫々制御する。   For example, the control unit 36 multiplies the inclination angle (pitch angle) of the moving body 1 detected by the inclination sensor 32 by a predetermined gain value, and calculates the rotational torque of each drive wheel 15L, 15R. And the control part 36 controls each motor 31L and 31R so that the calculated rotational torque may arise in each drive wheel 15L and 15R, respectively. As a result, the control unit 36 rotates the drive wheels 15L and 15R in the direction in which the movable body main body 1 is inclined, and the center of gravity position of the movable body main body 1 is perpendicular to the axis of the drive wheels 15L and 15R. An inverted state can be maintained such that it is returned to the line. Further, the control unit 36 controls each of the motors 31L and 31R according to an operation signal from the operation unit 16 so that the mobile body 1 performs desired traveling while maintaining the inverted state.

さらに、制御部３６は、介助者による操作ハンドル２への操作力を補助して移動体本体１が走行するように制御を行う補助制御モードと、被介助者による車両操作に応じて移動体本体１が走行するように制御を行う操作制御モードと、を有している。また、制御部３６は、通常、操作制御モードになっており、介助者が操作ハンドル２の接触センサ３４Ｌ、３４Ｒに接触し、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒから検出信号を受信すると、操作制御モードから補助制御モードに自動的に切替る。   Furthermore, the control unit 36 assists the operation force applied to the operation handle 2 by the assistant, and performs control so that the mobile body 1 travels, and the mobile body according to the vehicle operation by the person being assisted. And an operation control mode for performing control so that 1 runs. Further, the control unit 36 is normally in the operation control mode. When the assistant touches the contact sensors 34L and 34R of the operation handle 2 and receives the detection signals from the contact sensors 34L and 34R, the control unit 36 assists in the operation control mode. Automatically switch to control mode.

図４は、本実施形態に係る倒立型移動体の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。倒立型移動体１０の電源がオン状態になると、制御部３６は操作制御モードになる（ステップＳ１０１）。制御部３６は、操作制御モードにおいて、操作部１６からの操作信号に応じて、各モータ３１Ｌ、３１Ｒの駆動を制御して各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの駆動を制御する（ステップＳ１０２）。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a control processing flow of the inverted moving body according to the present embodiment. When the power source of the inverted moving body 10 is turned on, the control unit 36 enters the operation control mode (step S101). In the operation control mode, the control unit 36 controls the driving of the motor wheels 31L and 31R in accordance with the operation signal from the operation unit 16 to control the driving of the driving wheels 15L and 15R (step S102).

具体的には、被介助者が移動体本体１を前進させるべく、操作部１６のジョイスティックを前進方向へ操作した場合、制御部３６は、操作部１６からの操作信号に応じて、各モータ３１Ｌ、３１Ｒの駆動を制御して各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒを前進方向へ駆動させる。   Specifically, when the person being assisted operates the joystick of the operation unit 16 in the forward direction in order to advance the moving body 1, the control unit 36 responds to an operation signal from the operation unit 16 to each motor 31 </ b> L. , 31R is controlled to drive each drive wheel 15L, 15R in the forward direction.

なお、制御部３６は、操作制御モードにおいて、操作部１６からの操作信号が入力されていない無操作状態で、平地及び坂にかかわらず、各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの駆動を制御して、倒立状態を維持させつつ、移動体本体１を停止させる。これにより、被介護者は、特別な操作を行うことなく安全かつ楽に移動体本体１に乗車することができる。   In the operation control mode, the control unit 36 controls the driving of the drive wheels 15L and 15R in an inoperative state where no operation signal from the operation unit 16 is input, regardless of the level ground and the slope, and is inverted. The moving body main body 1 is stopped while maintaining the state. Thereby, the cared person can get on the mobile body 1 safely and easily without performing a special operation.

ここで、介助者が移動体本体１を移動させるべく、例えば、操作ハンドル２を把持し、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒに接触した場合（ステップＳ１０３）、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒはその検出信号を制御部３６に対して出力する。制御部３６は、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒからの検出信号を受信すると、介助者による操作意思を検知し、操作制御モードから補助制御モードに自動的に切替る（ステップＳ１０４）。   Here, for example, when the assistant holds the operation handle 2 and makes contact with the contact sensors 34L and 34R in order to move the mobile body 1 (step S103), the contact sensors 34L and 34R send the detection signals to the control unit. 36 for output. When receiving the detection signals from the contact sensors 34L and 34R, the control unit 36 detects the intention of operation by the assistant and automatically switches from the operation control mode to the auxiliary control mode (step S104).

このように、制御部３６は、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒからの検出信号を用いて介助者による操作意思を検知することで、その操作力を補助できる補助制御モードへ迅速かつ確実に遷移することができる。また、介助者は、操作ハンドル２を握るだけのごく自然な動作で、制御部３６を操作制御モードから補助制御モードに切替えることができるため、介助者による操作ミスを低減し、操作負担をより低減できる。さらに、介助者による補助操作と被介助者による車両操作と、で背反する操作を防止することができ、安全性の向上にも繋がる。   As described above, the control unit 36 can quickly and surely shift to the auxiliary control mode capable of assisting the operation force by detecting the operation intention by the assistant using the detection signals from the contact sensors 34L and 34R. it can. In addition, the assistant can switch the control unit 36 from the operation control mode to the auxiliary control mode with a very natural motion just by grasping the operation handle 2, thereby reducing operation mistakes by the assistant and increasing the operation burden. Can be reduced. Furthermore, it is possible to prevent the contradictory operation between the assistant operation by the assistant and the vehicle operation by the person being assisted, leading to an improvement in safety.

制御部３６は、補助制御モードになると、倒立状態を維持しつつ、操作力センサ３７からの操作力信号に応じて、介助者による操作ハンドル２への操作力を補助するように、各モータ３１Ｌ、３１Ｒの駆動を制御して各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒの駆動を制御する倣い制御を実行する（ステップＳ１０５）。   When in the auxiliary control mode, the control unit 36 maintains each inverted state, and in response to the operation force signal from the operation force sensor 37, the motor 31L assists the operation force applied to the operation handle 2 by the assistant. , 31R to control the driving of the driving wheels 15L, 15R is executed (step S105).

具体的には、介助者が移動体本体１を前進させるべく、操作ハンドル２に対して前方へ操作力を付加した場合（前方へ押した場合）、制御部３６は、操作力センサ３７からの操作力信号に応じて、各モータ３１Ｌ、３１Ｒの駆動を制御して各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒを前進方向へ駆動させる（図５）。   Specifically, when the assistant applies an operation force forward to the operation handle 2 in order to advance the moving body 1 (when pushed forward), the control unit 36 receives the operation force from the operation force sensor 37. In accordance with the operation force signal, the drive of each motor 31L, 31R is controlled to drive each drive wheel 15L, 15R in the forward direction (FIG. 5).

同様に、介助者が移動体本体１を左旋回させるべく、操作ハンドル２の左側を後方へ、かつ右側を前方へ操作力を付加した場合（左側を後方へ引き、かつ右側を前方へ押した場合）、制御部３６は、操作力センサ３７からの操作力信号に応じて、各モータ３１Ｌ、３１Ｒの駆動を制御して各駆動輪１５Ｌ、１５Ｒを左旋回する方向へ駆動させる（図６）。このように、介助者による操作ハンドル２への操作力を補助することで、介助者の操作負荷を大幅に軽減することができる。   Similarly, when the assistant applies an operating force to the left side of the operation handle 2 backward and the right side forward to turn the movable body 1 leftward (the left side is pulled backward and the right side is pushed forward) ), The control unit 36 controls the driving of the motors 31L and 31R in accordance with the operation force signal from the operation force sensor 37 to drive the drive wheels 15L and 15R in the left-turning direction (FIG. 6). . Thus, by assisting the operation force applied to the operation handle 2 by the assistant, the operation load on the assistant can be significantly reduced.

以上、本実施形態に係る倒立型移動体１０において、制御ユニット３の制御部３６は、接触センサ３４Ｌ、３４Ｒにより介助者の操作ハンドル２への接触が検出されると、操作制御モードから補助制御モードに自動的に切替る。このように、介助者による操作ハンドル２への接触を検出して、介助者の操作意思を検知することで、操作制御モードからその操作を補助できる補助制御モードへ最適なタイミングで切替えることができる。さらに、介助者は、操作ハンドル２に把持するだけのごく自然な動作で、制御部３６を操作制御モードから補助制御モードに切替えることができる。これにより、介助者による操作ミスを低減し、操作負担をより低減できる。   As described above, in the inverted moving body 10 according to the present embodiment, the control unit 36 of the control unit 3 performs auxiliary control from the operation control mode when the contact of the assistant to the operation handle 2 is detected by the contact sensors 34L and 34R. Switch to mode automatically. In this way, by detecting the contact of the assistant to the operation handle 2 and detecting the assistant's intention to operate, it is possible to switch from the operation control mode to the auxiliary control mode capable of assisting the operation at an optimal timing. . Further, the assistant can switch the control unit 36 from the operation control mode to the auxiliary control mode with a very natural motion that is simply held by the operation handle 2. Thereby, the operation mistake by an assistant can be reduced and the operation burden can be further reduced.

なお、本発明は上記実施の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、上記一実施形態において、接触センサ４１Ｌ、４１Ｒは操作ハンドル２のハンドル部２１の移動体本体１側に設けられていてもよい（図７）。このように、介助者が操作ハンドル２を操作する際に必ず触れる位置に接触センサ４１Ｌ、４１Ｒを設けることで、介助者の操作意思をより確実に検出することができ、また、介助者以外の人等による接触を防止することができる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the contact sensors 41L and 41R may be provided on the movable body 1 side of the handle portion 21 of the operation handle 2 (FIG. 7). As described above, by providing the contact sensors 41L and 41R at positions where the assistant always touches when operating the operation handle 2, it is possible to more reliably detect the operator's intention to operate. Contact by a person or the like can be prevented.

１ 移動体本体
２ 操作ハンドル
３ 制御ユニット
１０ 倒立型移動体
１１ 車台部
１２ 着座部
１３ 脚支持部
１４ 腕支持部
１５Ｌ、１５Ｒ 駆動輪
１６ 操作部
３１Ｌ、３１Ｒ モータ
３２ 傾斜センサ
３３Ｌ、３３Ｒ 回転センサ
３４Ｌ、３４Ｒ 接触センサ
３５Ｌ、３５Ｒ 駆動回路
３６ 制御部
３７ 操作力センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body 2 Operation handle 3 Control unit 10 Inverted mobile body 11 Car body part 12 Seating part 13 Leg support part 14 Arm support part 15L, 15R Drive wheel 16 Operation part 31L, 31R Motor 32 Inclination sensor 33L, 33R Rotation sensor 34L , 34R Contact sensor 35L, 35R Drive circuit 36 Control unit 37 Operating force sensor

Claims (6)

被介助者が搭乗する移動体本体と、該移動体本体に取付けられ、介助者が操作力を付加して前記移動体本体を移動させるための操作ハンドルと、を備え、前記移動体本体の倒立状態を維持して走行する倒立型移動体であって、
前記操作ハンドルに設けられ、介助者による前記操作ハンドルへの接触を検出する接触検出手段と、
介助者による前記操作ハンドルへの操作力を補助して前記移動体本体が走行するように制御を行う補助制御モードと、被介助者による車両操作に応じて前記移動体本体が走行するように制御を行う操作制御モードと、を有する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記接触検出手段により前記介助者の接触が検出されると、前記操作制御モードから前記補助制御モードに切替る、ことを特徴とする倒立型移動体。 A movable body main body on which a person being assisted is boarded, and an operation handle attached to the movable body main body for moving the movable body main body by applying an operating force to the assistant. An inverted type moving body that maintains a state and travels,
Contact detection means provided on the operation handle for detecting contact of the assistant with the operation handle;
An auxiliary control mode for controlling the mobile body to travel by assisting an operating force applied to the operation handle by the assistant, and control so that the mobile body travels according to the vehicle operation by the person being assisted An operation control mode for performing, and a control means having,
The inverted moving body characterized in that the control means switches from the operation control mode to the auxiliary control mode when the contact of the assistant is detected by the contact detection means. 請求項１記載の倒立型移動体であって、
前記操作ハンドルは、前記移動体本体の後方側に設けられ略水平方向に延在しているハンドル部と、該ハンドル部を支持する支持部と、を有する、ことを特徴とする倒立型移動体。 The inverted mobile body according to claim 1,
The operation handle includes an handle portion provided on a rear side of the movable body main body and extending in a substantially horizontal direction, and a support portion that supports the handle portion. . 請求項２記載の倒立型移動体であって、
前記接触検出手段は、前記操作ハンドルのハンドル部の両端部近傍に一対設けられている、ことを特徴とする倒立型移動体。 The inverted mobile body according to claim 2,
A pair of the contact detection means is provided in the vicinity of both end portions of the handle portion of the operation handle. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の倒立型移動体であって、
前記接触検出手段は、前記操作ハンドルの前記移動体本体側に設けられている、ことを特徴とする倒立型移動体。 The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 3,
The inverted moving body, wherein the contact detection means is provided on the moving body main body side of the operation handle. 請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の倒立型移動体であって、
前記制御手段は、前記補助制御モードにおいて、前記操作ハンドルの操作力に応じて、倣い制御を実行する、ことを特徴とする倒立型移動体。 The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 4,
The inverted moving body according to claim 1, wherein the control unit performs a copying control according to an operation force of the operation handle in the auxiliary control mode. 被介助者が搭乗する移動体本体と、該移動体本体に取付けられ、介助者が操作力を付加して前記移動体本体を移動させるための操作ハンドルと、を備え、前記移動体本体の倒立状態を維持して走行する倒立型移動体の制御方法であって、
介助者による前記操作ハンドルへの接触を検出すると、被介助者による車両操作に応じて移動体本体が走行するように制御を行う操作制御モードから、介助者による前記操作ハンドルへの操作力を補助して前記移動体本体が走行するように制御を行う補助制御モードへ切り替る、ことを特徴とする倒立型移動体の制御方法。 A movable body main body on which a person being assisted is boarded, and an operation handle attached to the movable body main body for moving the movable body main body by applying an operating force to the assistant. A method for controlling an inverted moving body that travels while maintaining a state,
When contact with the operation handle by the assistant is detected, the operation force to the operation handle by the assistant is assisted from the operation control mode in which the moving body is controlled in accordance with the vehicle operation by the person being assisted. And switching to an auxiliary control mode in which control is performed so that the mobile body travels.
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