JP2016055729A

JP2016055729A - Inverted carriage

Info

Publication number: JP2016055729A
Application number: JP2014182755A
Authority: JP
Inventors: 英祐青木; Hidesuke Aoki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2034-09-08
Also published as: JP6256266B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverted carriage designed so that an assistant assisting an occupant on the inverted carriage can appropriately correct rotation of the inverted carriage.SOLUTION: An inverted carriage 100 comprises: a vehicle body 10 of coaxial two-wheel type; and a handle 20 extending upward from the vehicle body 10, a leading end of the handle 20 and on a rear side of the vehicle body 10, being provided with an occupant grip 21 gripped by an occupant B. The leading end of the handle 20 and on a front side of the vehicle body 10 is provided with an assistant grip 22 gripped by an assistant S who assists the occupant B, and an operation panel 23 for the assistant S to perform a rotating operation of the inverted carriage 100.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、倒立台車の技術に関する。 The present invention relates to an inverted cart technology.

従来、搭乗者が前進又は後進しながら前後方向のバランスを維持する同軸二輪型の倒立台車は公知である（例えば、特許文献１）。このような倒立台車は、バランス能力欠除者がバランス機能を養う際の訓練器具として用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a coaxial two-wheel inverted cart in which a passenger maintains a balance in the front-rear direction while moving forward or backward is known (for example, Patent Document 1). Such an inverted cart is used as a training instrument when a person with a lack of balance ability develops a balance function.

倒立台車にてバランス機能を養う訓練（以下、バランス訓練）をする際には、健常者が補助者として搭乗者の横に立って付き添って、バランス能力欠除者が搭乗者として前進又は後進しながら前後方向のバランスを維持している。補助者は、搭乗者の不安定な倒立台車への不安感、或いは、搭乗者の倒立台車からの転落又は転倒のおそれをなくすため、倒立台車の横に立って付き添って搭乗者がバランスを維持できるように補助している。 When performing training to cultivate the balance function with an inverted cart (hereinafter referred to as balance training), a healthy person is standing beside the passenger as an assistant, and a person with a lack of balance ability moves forward or backward as a passenger. However, the balance in the front-rear direction is maintained. The assistant stays next to the inverted cart to maintain the balance in order to eliminate the fear of the passenger's unstable inverted cart or the risk of the passenger falling or falling from the inverted cart. Assistance is possible.

ところで、倒立台車では、バランス能力欠除者が意図しない旋回操作をするおそれがあるため、バランス訓練をする際には旋回操作を禁止して使用されている。しかし、同軸二輪型の倒立台車では、左右の車輪の地面に対する摩擦が一致しない場合には、前進又は後進を繰り返すうちに左右の車輪の回転角度差から徐々に倒立台車が旋回することがある。 By the way, in an inverted cart, there is a possibility that a person lacking the balance ability may perform an unintended turning operation. Therefore, when performing balance training, the turning operation is prohibited. However, in the case of a coaxial two-wheel inverted carriage, if the friction of the left and right wheels against the ground does not coincide, the inverted carriage may gradually turn from the rotational angle difference between the left and right wheels while repeating forward or reverse.

ここで、バランス訓練では、搭乗者が前進又は後進しながら前後方向のバランスを維持するため、倒立台車が前進又は後進のみの直進運動を行う前提とされている。そのため、補助者が搭乗者に付き添う際には、前進又は後進の直進方向に立たずに倒立台車の横に立って、倒立台車が補助者に衝突することがないようにしている。しかし、倒立台車が旋回した場合には、前提としていた前進又は後進の直進方向がずれ、補助者が強制的に倒立台車の旋回を補正しようとした場合には、補正に時間及び労力を要する。 Here, in the balance training, it is assumed that the inverted carriage performs a straight movement only forward or backward in order to maintain the balance in the front-rear direction while the passenger moves forward or backward. For this reason, when the assistant attends the passenger, he stands next to the inverted carriage without standing in the forward or backward direction so that the inverted carriage does not collide with the assistant. However, when the inverted cart turns, the predecessor forward or reverse straight direction is deviated, and when an assistant tries to forcibly correct the turn of the inverted cart, time and labor are required for the correction.

また、仮に搭乗者が倒立台車の旋回を補正できる構成とした場合には、倒立台車が不意に旋回して、横に立って付き添っている補助者に倒立台車が衝突するおそれがある。そのため、倒立台車の旋回の補正は、健常者である補助者によって適切にされる必要がある。 Further, if the passenger is configured to be able to correct the turning of the inverted carriage, the inverted carriage may turn unexpectedly and the inverted carriage may collide with an assistant who is standing sideways. Therefore, the correction of the turning of the inverted carriage needs to be appropriately performed by an assistant who is a healthy person.

特開２０１２−２３６５２２号公報JP 2012-236522 A

本発明の解決しようとする課題は、倒立台車の搭乗者に付き添っている補助者が適切に倒立台車の旋回の補正をすることができる倒立台車を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an inverted cart in which an assistant attending to the passenger of the inverted cart can appropriately correct the turning of the inverted cart.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、同軸二輪型の車体と、該車体から立設されるハンドルと、を備え、該ハンドルの先端側における前記車体の後側には、搭乗者が把持する第一把持部が設けられる倒立台車であって、前記ハンドルの先端側における前記車体の前側には、前記搭乗者を補助する補助者が把持する第二把持部と、該補助者が前記倒立台車の旋回操作を行う操作部と、が設けられるものである。 That is, according to claim 1, a coaxial two-wheeled vehicle body and a handle erected from the vehicle body are provided, and a first grip gripped by a passenger is provided on the rear side of the vehicle body at the front end side of the handle. A second gripping part gripped by an assistant assisting the occupant and a turning operation of the inverted carriage on the front side of the vehicle body at the front end side of the handle And an operation unit for performing the above.

本発明の倒立台車によれば、倒立台車の搭乗者に付き添っている補助者が適切に倒立台車の旋回の補正をすることができる。 According to the inverted cart of the present invention, the assistant attending the passenger of the inverted cart can appropriately correct the turning of the inverted cart.

倒立台車の構成を示す側面図。The side view which shows the structure of an inverted trolley | bogie. 倒立台車のシステム構成を示すブロック図。The block diagram which shows the system configuration | structure of an inverted trolley | bogie. 倒立台車の作用を示す平面図。The top view which shows the effect | action of an inverted trolley | bogie.

図１を用いて、倒立台車１００の構成について説明する。
なお、図１では、倒立台車１００の構成を側面視にて模式的に表している。また、以下では、図１に示す前後方向に従って説明するものとする。 The configuration of the inverted cart 100 will be described with reference to FIG.
In addition, in FIG. 1, the structure of the inverted trolley | bogie 100 is typically represented by the side view. In the following, description will be given according to the front-rear direction shown in FIG.

倒立台車１００は、本発明の倒立台車に係る実施形態である。本実施形態の倒立台車１００は、搭乗者Ｂが前進又は後進しながら前後方向のバランスを維持する同軸二輪型の倒立台車である。本実施形態の倒立台車１００は、バランス能力欠除者がバランス機能を養う訓練（以下、バランス訓練）をする際に訓練用器具として用いられるものとする。 The inverted cart 100 is an embodiment according to the inverted cart of the present invention. The inverted cart 100 of the present embodiment is a coaxial two-wheel inverted cart that maintains a balance in the front-rear direction while the passenger B moves forward or backward. The inverted cart 100 according to the present embodiment is used as a training instrument when a person with lack of balance ability performs a training for cultivating a balance function (hereinafter, balance training).

倒立台車１００にてバランス訓練をする際には、健常者が補助者Ｓとして搭乗者Ｂの横に立って付き添って、バランス能力欠除者が搭乗者Ｂとして前進又は後進しながら前後方向のバランスを維持するものとする。バランス訓練では、搭乗者Ｂの不安定な倒立台車１００への不安感、或いは、搭乗者Ｂの倒立台車１００からの転落又は転倒のおそれをなくすため、補助者Ｓは、倒立台車１００の横に立って付き添って搭乗者がバランスを維持できるように補助するものとする。 When performing balance training on the inverted cart 100, a healthy person stands next to the passenger B as an assistant S, and a person with a lack of balance ability moves forward or backward as the passenger B while moving forward and backward. Shall be maintained. In the balance training, in order to eliminate the fear of the passenger B from the unstable inverted cart 100 or the risk of the passenger B falling or falling from the inverted cart 100, the assistant S is located next to the inverted cart 100. They shall stand up and assist the passengers in maintaining balance.

倒立台車１００は、車体１０と、ハンドル２０と、を具備している。車体１０は、同軸二輪型の構成とされている。車体１０は、車輪１１・１１と、搭乗台１５と、コントローラ５０と、駆動モーター５１・５１と、姿勢角度センサ５５と、を具備している。 The inverted cart 100 includes a vehicle body 10 and a handle 20. The vehicle body 10 has a coaxial two-wheel configuration. The vehicle body 10 includes wheels 11 and 11, a boarding base 15, a controller 50, drive motors 51 and 51, and a posture angle sensor 55.

車輪１１は、車体１０の左右それぞれの側に同軸に配置されている。搭乗台１５は、搭乗者Ｂが搭乗するものである。駆動モーター５１は、車輪１１を駆動するものである。駆動モーター５１は、左右の車輪１１にそれぞれ設けられている。駆動モーター５１・５１は、バッテリー（図示略）から電源が供給され駆動するものとする。コントローラ５０及び姿勢角度センサ５５について詳しくは後述する。 The wheels 11 are arranged coaxially on the left and right sides of the vehicle body 10. The boarding board 15 is used by the passenger B. The drive motor 51 drives the wheels 11. The drive motor 51 is provided on each of the left and right wheels 11. The drive motors 51 and 51 are driven by power supplied from a battery (not shown). Details of the controller 50 and the attitude angle sensor 55 will be described later.

ハンドル２０は、鉛直方向に対して車体１０から上方へ行くに従って前方に向かって若干傾斜するように、車体１０に立設されている。ハンドル２０は、第一把持部としての搭乗者用グリップ２１と、第二把持部としての補助者用グリップ２２と、操作部としての操作パネル２３と、を具備している。 The handle 20 is erected on the vehicle body 10 so as to be slightly inclined forward as it goes upward from the vehicle body 10 with respect to the vertical direction. The handle 20 includes a passenger grip 21 as a first gripping portion, an assistant grip 22 as a second gripping portion, and an operation panel 23 as an operation portion.

搭乗者用グリップ２１は、倒立台車１００に搭乗した搭乗者Ｂが把持するものである。搭乗者用グリップ２１は、ハンドル２０の先端側における車体１０の後側（搭乗者Ｂに近い側）に設けられている。搭乗者用グリップ２１は、搭乗者Ｂが搭乗台１５に立って前進又は後進しながらバランスを維持する際に把持するものである。 The passenger grip 21 is gripped by the passenger B who has boarded the inverted carriage 100. The passenger grip 21 is provided on the rear side of the vehicle body 10 on the front end side of the handle 20 (side closer to the passenger B). The passenger grip 21 is to be gripped when the passenger B stands on the boarding base 15 and keeps balance while moving forward or backward.

補助者用グリップ２２は、倒立台車１００に搭乗した搭乗者Ｂに付き添う補助者Ｓが把持するものである。補助者用グリップ２２は、ハンドル２０の先端側における車体１０の前側（搭乗者Ｂに対してハンドル２０を介して対向する側）に設けられている。補助者用グリップ２２は、操作パネル２３の底面から下方に向けて突設されている。 The assistant grip 22 is held by the assistant S who accompanies the passenger B who has boarded the inverted cart 100. The assistant grip 22 is provided on the front side of the vehicle body 10 on the front end side of the handle 20 (the side facing the passenger B via the handle 20). The assistant grip 22 protrudes downward from the bottom surface of the operation panel 23.

補助者用グリップ２２は、補助者Ｓが倒立台車１００の前方に立って、倒立台車１００の移動を制限しつつ、操作パネル２３によって倒立台車１００の旋回を補正するための旋回操作を入力する際に把持するものである。 The assistant grip 22 is used when the assistant S stands in front of the inverted carriage 100 and inputs a turning operation for correcting the turning of the inverted carriage 100 by the operation panel 23 while restricting the movement of the inverted carriage 100. Is to be gripped.

操作パネル２３は、倒立台車１００に搭乗する搭乗者Ｂを補助者Ｓが補助する際に、倒立台車１００の旋回を補正するための旋回操作を行うものである。操作パネル２３は、ハンドル２０の先端側における車体１０前側（搭乗者Ｂに対してハンドル２０を介して対向する側）に設けられている。操作パネル２３は、表面を水平面に対し前方に若干傾斜させて設けられている。操作パネル２３について詳しくは後述する。 The operation panel 23 performs a turning operation for correcting the turning of the inverted carriage 100 when the assistant S assists the passenger B who rides on the inverted carriage 100. The operation panel 23 is provided on the front side of the vehicle body 10 on the front end side of the handle 20 (the side facing the passenger B via the handle 20). The operation panel 23 is provided with a surface slightly inclined forward with respect to a horizontal plane. Details of the operation panel 23 will be described later.

図２を用いて、倒立台車１００のシステム構成について説明する。
なお、図２では、倒立台車１００のシステム構成をブロック図にて模式的に表している。また、図２では、電気信号線を破線によって表している。 The system configuration of the inverted cart 100 will be described with reference to FIG.
In addition, in FIG. 2, the system configuration | structure of the inverted trolley | bogie 100 is typically represented with the block diagram. In FIG. 2, the electric signal lines are indicated by broken lines.

コントローラ５０は、操作パネル２３又は姿勢角度センサ５５から入力される情報に基づいて駆動モーター５１・５１を制御するものである。コントローラ５０には、操作パネル２３と、モーター５１・５１と、姿勢角度センサ５５と、が接続されている。 The controller 50 controls the drive motors 51 and 51 based on information input from the operation panel 23 or the attitude angle sensor 55. An operation panel 23, motors 51 and 51, and an attitude angle sensor 55 are connected to the controller 50.

姿勢角度センサ５５は、車体１０が前後方向に傾斜する角度及び角速度を検知するものである。操作パネル２３は、補助者Ｓが倒立台車１００の旋回操作を入力するものである。操作パネル２３の表面には、左旋回ボタンＬと、右旋回ボタンＲと、が設けられている。 The attitude angle sensor 55 detects an angle and an angular velocity at which the vehicle body 10 is tilted in the front-rear direction. The operation panel 23 is used by the assistant S to input the turning operation of the inverted cart 100. A left turn button L and a right turn button R are provided on the surface of the operation panel 23.

コントローラ５０は、姿勢角度センサ５５によって検知された車体１０が前後方向に傾斜する角度及び角速度に基づいて、倒立台車１００が倒立安定するように制御している。より具体的には、コントローラ５０は、駆動モーター５１を制御し倒立台車１００を前方向又は後方向に加速又は減速して、倒立台車１００が倒立安定するように制御している。 The controller 50 controls the inverted cart 100 so as to be stably inverted based on the angle and angular velocity at which the vehicle body 10 is tilted in the front-rear direction detected by the attitude angle sensor 55. More specifically, the controller 50 controls the drive motor 51 to accelerate or decelerate the inverted cart 100 forward or backward so that the inverted cart 100 is inverted and stabilized.

本実施形態では、倒立台車１００の倒立安定制御について詳細な説明は省略する。 In the present embodiment, detailed description of the inverted stability control of the inverted cart 100 is omitted.

コントローラ５０は、操作パネル２３の左旋回ボタンＬが押された場合には、右側の駆動モーター５１のみを駆動し右側の車輪１１のみを走行させて、或いは、右側の駆動モーター５１を左側の駆動モーターよりも速く回転させて、倒立台車１００を左旋回させる機能を有している。 When the left turn button L of the operation panel 23 is pressed, the controller 50 drives only the right drive motor 51 and runs only the right wheel 11 or drives the right drive motor 51 on the left side. It has a function of rotating the inverted carriage 100 to the left by rotating it faster than the motor.

コントローラ５０は、操作パネル２３の右旋回ボタンＲが押された場合には、左側の駆動モーター５１のみを駆動し左側の車輪１１のみを走行させて、或いは、左側の駆動モーター５１を右側の駆動モーターよりも速く回転させて、倒立台車１００を右旋回させる機能を有している。 When the right turn button R of the operation panel 23 is pressed, the controller 50 drives only the left drive motor 51 and runs only the left wheel 11 or moves the left drive motor 51 to the right side. It has a function of rotating the inverted cart 100 to the right by rotating it faster than the drive motor.

なお、本実施形態の倒立台車１００では、搭乗者Ｂの操作による旋回が禁止されているものとする。本実施形態の倒立台車１００は、操作パネル２３の入力のみによって旋回可能な構成とされている。 In the inverted cart 100 of the present embodiment, turning by the operation of the passenger B is prohibited. The inverted cart 100 according to the present embodiment is configured to be turned only by an input from the operation panel 23.

図３を用いて、倒立台車１００の作用について説明する。
なお、図３では、倒立台車１００の作用を平面視にて模式的に表している。また、図３では、倒立台車１００の作用としてバランス訓練の流れを（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順で表している。 The operation of the inverted cart 100 will be described with reference to FIG.
In addition, in FIG. 3, the effect | action of the inverted trolley | bogie 100 is typically represented by planar view. Moreover, in FIG. 3, the flow of balance training is represented in the order of (A), (B), and (C) as the action of the inverted cart 100.

図３（Ａ）に示すように、バランス訓練では、バランス能力欠除者が搭乗者Ｂとして倒立台車１００に搭乗し、搭乗者Ｂが前進又は後進しながら前後方向のバランスを維持し、健常者が補助者Ｓとして搭乗者Ｂの横に立って付き添っている。なお、バランス訓練は、定められた円形の訓練エリアＴにて行われるものとする。 As shown in FIG. 3A, in balance training, a person with lack of balance ability boarded the inverted carriage 100 as a passenger B, and the passenger B maintained a balance in the front-rear direction while moving forward or backward. Is accompanied by standing next to passenger B as assistant S. In addition, balance training shall be performed in the circular training area T defined.

図３（Ｂ）に示すように、訓練エリアＴでは、左右の車輪１１の地面に対する摩擦が一致していない場合がある。このとき、同軸二輪型の倒立台車１００では、前進又は後進を繰り返すうちに左右の車輪１１に回転角度差が生じて意図しない旋回が発生する。例えば、図３（Ｂ）では、左右の車輪１１と地面との摩擦が一致していないため、倒立台車１００が前進又は後進を繰り返すうちに左右の車輪１１の回転差から徐々に右旋回してしまった場合を示している。 As shown in FIG. 3B, in the training area T, the friction of the left and right wheels 11 against the ground may not match. At this time, in the coaxial two-wheel inverted cart 100, while repeating forward or reverse, a difference in rotation angle occurs between the left and right wheels 11, and an unintended turn occurs. For example, in FIG. 3B, since the friction between the left and right wheels 11 and the ground does not match, the right turn gradually turns from the rotation difference between the left and right wheels 11 while the inverted cart 100 repeats moving forward or backward. It shows a case where it has closed.

図３（Ｃ）に示すように、バランス訓練にて徐々に発生した右旋回が積み重なって大きく右旋回した場合には、補助者Ｓは、倒立台車１００の側方に廻り込み、片手で搭乗者Ｂを支え、片手で補助者用グリップ２２（図１参照）を把持しつつ、補助者用グリップ２２を把持した手の親指で操作パネル２３の左旋回ボタンＬを押す。このとき、倒立台車１００では、右側の駆動モーター５１のみが駆動され、右側の車輪１１のみが前方へ回転することとなり、倒立台車１００が左旋回して元の位置に補正される。 As shown in FIG. 3 (C), when the right turn gradually generated in the balance training is piled up and turns right, the assistant S turns around to the side of the inverted cart 100 and moves with one hand. The left turn button L of the operation panel 23 is pushed with the thumb of the hand holding the assistant grip 22 while supporting the passenger B and holding the assistant grip 22 (see FIG. 1) with one hand. At this time, in the inverted cart 100, only the right drive motor 51 is driven, and only the right wheel 11 rotates forward, and the inverted cart 100 turns left and is corrected to the original position.

ここで、特記すべき事項として、補助者Ｓは、操作パネル２３を操作する際には、補助者用グリップ２２を把持しながら操作パネル２３を操作するものとする。このとき、補助者Ｓは、補助者用グリップ２２を把持することによって、搭乗者Ｂの動きを制限するとともに、倒立台車１００の傾斜姿勢を調整して、倒立台車１００の前進又は後進を抑制する。 Here, it should be noted that the assistant S operates the operation panel 23 while holding the assistant grip 22 when operating the operation panel 23. At this time, the assistant S holds the assistant grip 22 to restrict the movement of the occupant B and adjust the tilting posture of the inverted carriage 100 to suppress the forward or backward movement of the inverted carriage 100. .

補助者Ｓが補助者用グリップ２２を把持して搭乗者Ｂの動きが制限されるとともに、倒立台車１００の前進又は後進が抑制されることによって、倒立台車１００が補助者Ｓに衝突することなく、補助者Ｓは、安全に操作パネル２３を操作することができる。 The assistant S holds the assistant grip 22 and the movement of the passenger B is restricted, and the forward or backward movement of the inverted carriage 100 is suppressed, so that the inverted carriage 100 does not collide with the assistant S. The assistant S can operate the operation panel 23 safely.

倒立台車１００の効果について説明する。
倒立台車１００によれば、付き添っている補助者Ｓが適正に倒立台車１００の旋回の補正をすることができる。そのため、補助者Ｓが強制的に倒立台車１００の旋回を補正しようとした場合の、旋回を補正するのに要する時間及び労力を軽減することができる。 The effect of the inverted cart 100 will be described.
According to the inverted cart 100, the attendant assistant S can correct the turning of the inverted cart 100 appropriately. Therefore, it is possible to reduce the time and labor required to correct the turn when the assistant S tries to forcibly correct the turn of the inverted carriage 100.

また、倒立台車１００によれば、搭乗者Ｂが倒立台車１００の旋回を補正できる構成とした場合のように、横に立って付き添っている補助者Ｓに倒立台車１００が衝突することを防止できる。 Further, according to the inverted cart 100, the inverted cart 100 can be prevented from colliding with the assistant S who is standing sideways, as in the case where the passenger B can correct the turning of the inverted cart 100. .

さらに、倒立台車１００によれば、補助者Ｓが補助者用グリップ２２を把持して搭乗者Ｂの動きが制限されることによって、倒立台車１００が補助者Ｓに衝突することなく、補助者Ｓは、安全に操作パネル２３を操作することができる。 Furthermore, according to the inverted cart 100, the assistant S holds the assistant grip 22 and the movement of the passenger B is restricted, so that the assistant S does not collide with the assistant S. Can safely operate the operation panel 23.

１０車体
１１車輪
２０ハンドル
２１搭乗者用グリップ（第一把持部）
２２補助者用グリップ（第二把持部）
２３操作パネル（操作部）
５０コントローラ（制御手段）
５１駆動モーター
１００倒立台車 10 Car body 11 Wheel 20 Handle 21 Passenger grip (first grip)
22 Auxiliary grip (second grip)
23 Operation panel (operation unit)
50 controller (control means)
51 Drive motor 100 Inverted trolley

Claims

同軸二輪型の車体と、該車体から立設されるハンドルと、を備え、該ハンドルの先端側における前記車体の後側には、搭乗者が把持する第一把持部が設けられる倒立台車であって、
前記ハンドルの先端側における前記車体の前側には、前記搭乗者を補助する補助者が把持する第二把持部と、該補助者が前記倒立台車の旋回操作を行う操作部と、が設けられる、
倒立台車。 An inverted cart comprising a coaxial two-wheeled vehicle body and a handle erected from the vehicle body, and provided with a first gripping portion gripped by a passenger on the rear side of the vehicle body at the front end side of the handle. And
A front side of the vehicle body at the front end side of the handle is provided with a second gripping part gripped by an assistant who assists the occupant and an operation part for the assistant to turn the inverted carriage.
Inverted trolley.