JP7340337B2 - mobile object - Google Patents
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Description
本発明は、複数の車輪を備える移動体に関する。 The present invention relates to a moving body including a plurality of wheels.
複数の車輪を備える移動体として例えば特許文献１に記載の車輪式自在走行装置が知ら得ている。この車輪式自在走行装置は、駆動軸を進行方向の前方に位置させ、該駆動軸上の中心歯車に３個の独立した車輪を有する外周歯車をかみ合わせた装置を１組以上配置させる。平面走行時においては駆動軸回りの３個中２個の車輪で走行し、非平地面、例えば階段等にさしかかって走行を妨害されると、前述の２輪走行中の前輪がロックされ、ロックされた車輪の大歯車の回りを駆動軸の小歯車が逆転することで、非平地面での走行が可能になっている。
2. Description of the Related Art As a moving body having a plurality of wheels, for example, a wheeled free running device described in
しかしながら、特許文献１に示される車輪式自在走行装置では、２輪走行中の前輪がロックしない限り公転しないため、走行性の点で改善の余地があった。
However, the wheeled free running device disclosed in
本発明は、車輪がロックしない状態でも複数の車輪を公転させることができる移動体を提供する。 The present invention provides a moving body that can revolve a plurality of wheels even when the wheels are not locked.
本発明は、
同一の軸線を中心とする円周上に配置される複数の自転軸を中心として自転可能な複数の車輪と、
前記複数の自転軸を、前記軸線を中心に公転可能に支持する支持部と、を備える移動体であって、
前記複数の車輪を自転させるように動力源が前記複数の車輪に動力伝達可能に接続され、
前記移動体は、
前記動力源と前記複数の車輪とを接続する動力伝達機構の経路上に設けられ、前記動力源の動力を減速して前記複数の車輪に伝達する伝達部と、
前記動力伝達機構上の前記伝達部よりも前記動力源側に設けられる制動部と、を更に備える。
The present invention
A plurality of wheels capable of rotating around a plurality of rotation axes arranged on a circumference centered on the same axis;
A moving body comprising: a support portion that supports the plurality of rotation axes so as to be able to revolve around the axis,
A power source is connected to the plurality of wheels so as to transmit power so as to rotate the plurality of wheels,
The mobile body is
a transmission section that is provided on a path of a power transmission mechanism that connects the power source and the plurality of wheels, and that decelerates the power of the power source and transmits it to the plurality of wheels;
The power transmission device further includes a braking section provided on the power source side of the power transmission mechanism with respect to the transmission section.
本発明によれば、支持部が複数の自転軸を、軸線を中心に公転可能に支持するので、車輪がロックしていなくても複数の車輪を公転させることができる。 According to the present invention, since the support portion supports the plurality of rotation axes so as to be able to revolve around the axis, the plurality of wheels can be caused to revolve even if the wheels are not locked.
以下、本発明の移動体の一実施形態として歩行支援装置について説明する。なお、本発明の移動体は、歩行支援用の移動体である歩行支援装置に限らず、荷物運搬用の移動体、あらゆる用途のロボット等に用いることができる。以下、歩行支援装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。また以下の説明では、歩行支援装置の進行方向を前後方向、歩行支援装置の幅方向を左右方向ともいう。 Hereinafter, a walking support device will be described as an embodiment of a mobile object of the present invention. Note that the mobile object of the present invention is not limited to a walking support device, which is a mobile object for supporting walking, but can be used for a mobile object for transporting luggage, a robot for any purpose, and the like. Hereinafter, each embodiment of the walking support device will be described with reference to the drawings. In the following description, the direction of movement of the walking support device is also referred to as the front-back direction, and the width direction of the walking support device is also referred to as the left-right direction.
＜第１実施形態＞
［歩行支援装置］
図１～図４に示すように、本発明の一実施形態に係る歩行支援装置１は、第１モータ１０と、第２モータ２０と、第１モータ１０及び第２モータ２０を収容する本体ケース３０と、同一の軸線Ｃを中心とする同一円周上に配置される複数の自転軸５１を中心として自転可能な複数の駆動輪５０と、本体ケース３０に支持され、複数の自転軸５１を軸線Ｃを中心に公転可能に支持するハブケース６０と、第１モータ１０から複数の駆動輪５０へトルクを伝達する自転トルク伝達機構７０と、複数の駆動輪５０に制動力を付与する制動機構８０と、第２モータ２０からハブケース６０へトルクを伝達する公転トルク伝達機構９０と、第２モータ２０から本体ケース３０へトルクを伝達するバランストルク伝達機構１００と、第２モータ２０とハブケース６０及び本体ケース３０との間のトルク伝達経路上に設けられる不可逆回転伝動体１１０と、使用者の移動の意思等に応じて第１モータ１０、第２モータ２０及び制動機構８０を制御する制御部１２０（図７参照）と、第１モータ１０、第２モータ２０などに電気的に接続されるバッテリ１３０と、を備える。なお、軸線Ｃは、歩行支援装置１の幅方向（左右方向）に延びている。
<First embodiment>
[Walking support device]
As shown in FIGS. 1 to 4, a
（第１モータ）
第１モータ１０は、モータカバー１１の内周部に固定されるステータ１２と、ステータ１２の内周側に回転可能に配置されるロータ１３と、ロータ１３の内周部に結合され、モータカバー１１に回転可能に支持されるロータ軸１４と、を備える。モータカバー１１は、本体ケース３０に固定されており、ロータ軸１４から出力されるトルクが自転トルク伝達機構７０を介して複数の駆動輪５０に伝達される。
(1st motor)
The
（第２モータ）
第２モータ２０は、モータカバー２１の内周部に固定されるステータ２２と、ステータ２２の内周側に回転可能に配置されるロータ２３と、ロータ２３の内周部に結合され、モータカバー２１に回転可能に支持されるロータ軸２４と、を備える。第２モータ２０は、不可逆回転伝動体１１０を介して公転トルク伝達機構９０及びバランストルク伝達機構１００に接続され、ロータ軸２４又はモータカバー２１から出力されるトルクがハブケース６０又は本体ケース３０に伝達される。
(Second motor)
The
（本体ケース）
本体ケース３０は、使用者が本体ケース３０を把持するため本体ケース３０の上部に設けられる把持部４０と、第１モータ１０及び第２モータ２０を収容するモータ収容部３１と、モータ収容部３１の右側に連結され、公転トルク伝達機構９０を収容する公転トルク伝達機構収容部３２と、モータ収容部３１の左側に連結され、自転トルク伝達機構７０及び制動機構８０を収容する自転トルク伝達機構収容部３３と、自転トルク伝達機構収容部３３の外側に連結され、バランストルク伝達機構１００を収容するバランストルク伝達機構収容部３４と、把持部４０とモータ収容部３１の上部を連結し、且つバッテリ１３０を収容する筒状部３５と、を備える。
(main case)
The
本体ケース３０は、モータ収容部３１の下方であって、左右方向において公転トルク伝達機構収容部３２と自転トルク伝達機構収容部３３及びバランストルク伝達機構収容部３４との間に、ハブケース６０及び複数の駆動輪５０を配置するための空間Ｓを備える。ハブケース６０の回転軸６１は、公転トルク伝達機構収容部３２の下端部内側面と自転トルク伝達機構収容部３３の下端部内側面との間で回転可能に支持される。
The
本体ケース３０には、手提げバッグなどの荷物Ｂを吊り下げるためのフック部３６が設けられている。本実施形態のフック部３６は、筒状部３５の上端部（把持部４０の下方近傍）から左右いずれか一方側に突出する吊り下げ状態と、筒状部３５の上端部内に格納される格納状態と、に出没操作される。フック部３６は、本体ケース３０が鉛直方向に沿うように起立した直立姿勢において軸線Ｃを通る仮想鉛直線Ｐよりも前方に位置する。
The
また、本体ケース３０の下端部左右外側面には、放置状態の歩行支援装置１を自立させるためのスタンド３７（図１１参照）が設けられている。スタンド３７は、少なくとも上ポジション（第１の位置）と下ポジション（第２の位置）とに変位可能に設けられ、下ポジションで駆動輪５０が接する面に当接して、歩行支援装置１の荷重を支える。より具体的に説明すると、スタンド３７は、複数の駆動輪５０に対し左側に設けられ、下ポジションで下端側が左側に突出するように設けられる左スタンド３７Ｌと、複数の駆動輪５０に対し右側に設けられ、下ポジションで下端側が右側に突出するように設けられる右スタンド３７Ｒと、を有する。上ポジションにおいて、本体ケース３０の下端部左右外側面に沿って格納される閉じ状態となる。一方、スタンド３７は、下ポジションで本体ケース３０の下端部左右外側面から斜め下方に延出し、先端部が接地することで歩行支援装置１の左右方向への転倒を規制する開き状態となる。
Furthermore, a stand 37 (see FIG. 11) is provided on the left and right outer surfaces of the lower end of the
（意思取得手段）
歩行支援装置１には、使用者の使用の意思、及び使用者の移動の意思を取得する意思取得手段４３が設けられている。意思取得手段４３は、電源スイッチ、操作レバー、感圧センサ、タッチパネル、アクセルハンドル、操作ボタン、音声認識装置等、又はこれらの組み合わせである。本実施形態では、使用者の使用の意思及び不使用の意思（放置の意思）を取得するために電源スイッチ（不図示）及び操作レバー４１が設けられ、使用者の移動の意思及び停止の意思を取得するために把持部４０に感圧センサ（不図示）が設けられる。
(Means for acquiring intention)
The walking
（移動状態取得手段）
歩行支援装置１には、歩行支援装置１の移動状態を取得する移動状態取得手段４４が設けられている。移動状態取得手段４４は、速度センサ、３軸加速度センサ等のセンサ装置である。
(Movement status acquisition means)
The walking
（傾斜取得手段、段差取得手段）
歩行支援装置１には、歩行支援装置１が走行する面の傾斜を取得する傾斜取得手段４５、及び歩行支援装置１が走行する面の段差を取得する段差取得手段４６をそれぞれ備えていることが好ましい。傾斜取得手段４５及び段差取得手段４６は、３軸加速度センサ等のセンサ装置、カメラとレーダーとの組み合わせ等である。
(Inclination acquisition means, step acquisition means)
The walking
（スタンド位置取得手段）
歩行支援装置１には、スタンド３７の位置を取得するスタンド位置取得手段４７が設けられている。傾斜取得手段４５は、位置センサ等のセンサ装置であって、スタンド３７が上ポジションと下ポジションのいずれの位置にあるかを取得する。
(Stand position acquisition means)
The walking
（駆動輪）
本実施形態の歩行支援装置１は、同一円周上に配置される３つの駆動輪５０を備える。３つの駆動輪５０は、同一の軸線Ｃを中心とする円周上に配置される３つの自転軸５１を中心として自転可能であって、段差の乗り越え、及び階段の登り降りを除く通常の走行状態では、３つの駆動輪５０のうち、接地する２つの駆動輪５０が自転することで歩行支援装置１を進行方向に移動させる。なお、本実施形態の駆動輪５０は、図４に示すように、小さな段差を自転のみで乗り越えられる程度の直径Ｔ１を有するとともに、接地する２つの駆動輪５０の進行方向前端から進行方向後端までの距離Ｔ２がエレベータに入れる程度に設定され、さらに、隣接する駆動輪５０の後端部と前端部との間の距離Ｔ３が公転によって階段を登り降りできる程度に設定されているが、これらの寸法や駆動輪５０の個数は、歩行支援装置１の用途や使用環境に応じて任意に変更することができる。
(drive wheel)
The walking
（ハブケース）
ハブケース６０は、軸線Ｃを回転中心として軸心方向（左右方向）に延びる中空円筒形状の回転軸６１と、回転軸６１の左側から外径方向に延出する３つの第１駆動輪支持ケース６２と、回転方向において第１駆動輪支持ケース６２と同相となるように回転軸６１の右側から外径方向に延出する３つの第２駆動輪支持ケース６３と、を備え、第１駆動輪支持ケース６２及び第２駆動輪支持ケース６３の先端部間で駆動輪５０の自転軸５１を回転可能に支持している。また、回転軸６１及び第２駆動輪支持ケース６３は、自転トルク伝達機構７０の一部を収容する伝動ケースに兼用されている。なお、回転軸６１及び第２駆動輪支持ケース６３は、自転トルク伝達機構７０の一部が露出した状態で収容してもよい。
(Hub case)
The
（自転トルク伝達機構）
自転トルク伝達機構７０は、本体ケース３０の自転トルク伝達機構収容部３３に収容される上流側自転トルク伝達機構７１と、ハブケース６０の第２駆動輪支持ケース６３に収容される下流側自転トルク伝達機構７２と、ハブケース６０の回転軸６１内を通り、上流側自転トルク伝達機構７１と下流側自転トルク伝達機構７２とをトルク伝達可能に連結する貫通軸７３と、を備える。
(Rotation torque transmission mechanism)
The rotational
上流側自転トルク伝達機構７１は、第１モータ１０のロータ軸１４に連結される第１伝動軸７１１と、自転トルク伝達機構収容部３３の下端側で回転可能に支持される第２伝動軸７１２と、を備え、第１伝動軸７１１には、小径プーリ７１１ａが設けられ、第２伝動軸７１２には、大径プーリ７１２ａ及び小径ギヤ７１２ｂが設けられている。第１モータ１０のロータ軸１４から第１伝動軸７１１にトルクが出力されると、第１伝動軸７１１の小径プーリ７１１ａから伝動ベルト７１３を介して第２伝動軸７１２の大径プーリ７１２ａにトルクが伝達されるとともに、このトルクが第２伝動軸７１２の小径ギヤ７１２ｂから貫通軸７３の一端部に設けられる小径ギヤ７３ａに伝達される。
The upstream rotational
下流側自転トルク伝達機構７２は、貫通軸７３の他端部から外径方向に沿って延出する３本の伝動軸７２１を備え、各伝動軸７２１の両端部には、ベベルギヤ７２１ａ、７２１ｂが設けられている。第１モータ１０から上流側自転トルク伝達機構７１を介して貫通軸７３の一端部に伝達されたトルクは、貫通軸７３の他端部に設けられるベベルギヤ７３ｂから各伝動軸７２１のベベルギヤ７２１ａに伝達され、このトルクがベベルギヤ７２１ｂから各駆動輪５０の自転軸５１に設けられるベベルギヤ５１ａに伝達される。ベベルギヤ７３ｂ及びベベルギヤ７２１ａは第２駆動輪支持ケース６３のケース中心部６３ａに収容され、ベベルギヤ５１ａ及びベベルギヤ７２１ｂはケース中心部６３ａを中心として周方向で等間隔に且つケース中心部６３ａから離間した第２駆動輪支持ケース６３のケース遊星部６３ｂに収容され、各伝動軸７２１はケース中心部６３ａとケース遊星部６３ｂとを接続する第２駆動輪支持ケース６３のケースくびれ部６３ｃに収容される。
The downstream rotational
（制動機構）
制動機構８０は、上流側自転トルク伝達機構７１の第１伝動軸７１１に設けられるディスク部８１と、ディスク部８１の外周側を左右両側から挟み込むことにより駆動輪５０に制動力を発生させる制動部８２と、を備える。制動部８２は、電気的に動作するアクチュエータを備え、該アクチュエータの駆動制御に基づいて制御部１２０が制動機構８０を動作させる。なお、制動機構８０は、制御部１２０が介在することなく、機械的に手動操作される手動式の制動機構であってもよい。なお、制動機構８０は、駆動輪５０に制動力を発生させることができれば、第１モータ１０と駆動輪５０とを接続する自転トルク伝達機構７０に限らず、３つの駆動輪５０に設けられていてもよく、第１モータ１０に設けられていてもよい。
(braking mechanism)
The
（公転トルク伝達機構）
公転トルク伝達機構９０は、本体ケース３０の公転トルク伝達機構収容部３２に回転可能に支持される４本の伝動軸９１～９４を備え、第１伝動軸９１が第２モータ２０のロータ軸２４に連結される。第１伝動軸９１には、小径プーリ９１ａが設けられ、第２伝動軸９２には、大径プーリ９２ａ及び小径プーリ９２ｂが設けられ、第３伝動軸９３には、大径プーリ９３ａ及び小径ギヤ９３ｂが設けられ、第４伝動軸９４には、大径ギヤ９４ａ及び小径ギヤ９４ｂが設けられている。第２モータ２０のロータ軸２４から第１伝動軸９１にトルクが出力されると、第１伝動軸９１の小径プーリ９１ａから第１伝動ベルト９５を介して第２伝動軸９２の大径プーリ９２ａにトルクが伝達され、このトルクが第２伝動軸９２の小径プーリ９２ｂから第２伝動ベルト９６を介して第３伝動軸９３の大径プーリ９３ａに伝達されるとともに、第３伝動軸９３の小径ギヤ９３ｂから第４伝動軸９４の大径ギヤ９４ａに伝達される。さらに、このトルクが第４伝動軸９４の小径ギヤ９４ｂからハブケース６０の回転軸６１の一端部に設けられる小径ギヤ６１ａに伝達される。
(Revolving torque transmission mechanism)
The revolving
（バランストルク伝達機構）
バランストルク伝達機構１００は、本体ケース３０のバランストルク伝達機構収容部３４に回転可能に支持される４本の伝動軸１０１～１０４を備え、第１伝動軸１０１が不可逆回転伝動体１１０を介して第２モータ２０のモータカバー２１に連結される。第１伝動軸１０１には、小径プーリ１０１ａが設けられ、第２伝動軸１０２には、大径プーリ１０２ａ及び小径プーリ１０２ｂが設けられ、第３伝動軸１０３には、大径プーリ１０３ａ及び小径ギヤ１０３ｂが設けられ、第４伝動軸１０４には、大径ギヤ１０４ａ及び小径ギヤ１０４ｂが設けられている。第２モータ２０のモータカバー２１から不可逆回転伝動体１１０を介して第１伝動軸１０１にトルクが伝達されると、第１伝動軸１０１の小径プーリ１０１ａから第１伝動ベルト１０５を介して第２伝動軸１０２の大径プーリ１０２ａにトルクが伝達され、このトルクが第２伝動軸１０２の小径プーリ１０２ｂから第２伝動ベルト１０６を介して第３伝動軸１０３の大径プーリ１０３ａに伝達される。また、このトルクが、第３伝動軸１０３の小径ギヤ１０３ｂから第４伝動軸１０４の大径ギヤ１０４ａに伝達され、さらに、第４伝動軸１０４の小径ギヤ１０４ｂから本体ケース３０に設けられる小径ギヤ３０ａに伝達される。小径ギヤ３０ａは、ハブケース６０の回転軸６１及び小径ギヤ６１ａと同一軸心上に配置されており、小径ギヤ３０ａにトルクが入力されると、その反力で本体ケース３０が前後に傾斜される。なお、バランストルク伝達機構１００は、第２モータ２０とともに、重心変更機構２００を構成する。
(Balance torque transmission mechanism)
The balance
（不可逆回転伝動体）
図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、不可逆回転伝動体１１０は、入力軸１１１と、出力軸１１２と、外輪部材１１３と、を有し、外輪部材１１３を固定した状態において、入力軸１１１を回転させると出力軸１１２も回転し、出力軸１１２側を回転させると出力軸１１２自身はロックし、入力軸１１１へは動力を伝達しない特性を持った機械要素であり、例えば、ＮＴＮ株式会社製のロックタイプのトルクダイオード（登録商標）を用いることができる。なお、図５は不可逆回転伝動体１１０の動作を説明するための模式図であり、図３の記載のものと形状が異なっている。
(Irreversible rotating transmission body)
As shown in FIGS. 5A and 5B, the irreversible
本実施形態では、不可逆回転伝動体１１０の外輪部材１１３を固定せず、以下で説明するように３つの回転要素として使用する。具体的には、不可逆回転伝動体１１０の入力軸１１１には、第２モータ２０のモータカバー２１（ステータ２２）が接続され、出力軸１１２には、バランストルク伝達機構１００を介して本体ケース３０が接続され、外輪部材１１３には、第２モータ２０のロータ軸２４（ロータ２３）及び公転トルク伝達機構９０を介してハブケース６０が接続されている。
In this embodiment, the
このように不可逆回転伝動体１１０を使用する場合、図６の（ａ）に示すように、２つの駆動輪５０が接地してハブケース６０が回転しない通常歩行時（図１２の（ａ））には、第２モータ２０に通電すると、ハブケース６０に接続された第２モータ２０のロータ２３が固定されるため、反力で第２モータ２０のステータ２２が回転する。ステータ２２は、モータカバー２１を介して不可逆回転伝動体１１０の入力軸１１１に接続されるため、ステータ２２の回転は不可逆回転伝動体１１０の入力軸１１１を回転させる。入力軸１１１の回転は、２つの駆動輪５０が接地することで負荷が大きくなっている外輪部材１１３と本体ケース３０が接続された出力軸１１２とのうち、負荷の小さい方、即ち、本体ケース３０が接続された出力軸１１２を回転させる。したがって、通常走行時には、第２モータ２０のトルクが不可逆回転伝動体１１０の出力軸１１２に伝達され、本体ケース３０の重心位置が常に適切な位置となるように本体ケース３０が前後に傾斜する。
When using the irreversible
また、図６の（ｂ）に示すように、段差乗り越え時（図１２の（ｃ）及び（ｄ））や階段登り降り時（図１４の（ｂ））には、３つの駆動輪５０のうち２つの駆動輪５０が浮いた状態で、使用者が把持部４０を把持することで本体ケース３０の後傾が規制されるので、本体ケース３０が接続された出力軸１１２は回転が規制される。この状態で第２モータ２０に通電すると、第２モータ２０のロータ２３が回転し、ロータ２３の回転がロータ軸２４及び公転トルク伝達機構９０を介してハブケース６０を回転させる。したがって、段差乗り越え時や階段登り降り時には、第２モータ２０のトルクがハブケース６０に伝達され、ハブケース６０が回転することで駆動輪５０が公転する。
In addition, as shown in FIG. 6(b), when climbing over a step (FIGS. 12(c) and (d)) or going up and down stairs (FIG. 14(b)), the three
また、図６の（ｃ）に示すように、段差つんのめり時（図１２の（ｂ））には、使用者が把持部４０を把持することで本体ケース３０に前方への慣性力が入力される。本体ケース３０は、不可逆回転伝動体１１０の出力軸１１２に接続されるため、本体ケース３０の回転は、本体ケース３０が接続された出力軸１１２を回転させる。出力軸１１２の回転は、出力軸１１２とともに入力軸１１１及び外輪部材１１３を一体に回転させる。本体ケース３０とともに入力軸１１１が回転することで入力軸１１１に接続された第２モータ２０のステータ２２が回転するとともに、外輪部材１１３に接続された第２モータ２０のロータ２３及びハブケース６０が一体に回転する。したがって、段差つんのめり時には、本体ケース３０とハブケース６０とが結合状態となり、本体ケース３０に作用する前方への慣性力により、接地している２つの駆動輪５０のうち、後続の駆動輪５０が先行する駆動輪５０を支点として浮き上がる。
Furthermore, as shown in FIG. 6(c), when climbing over a step (FIG. 12(b)), forward inertia force is input to the
（制御部）
制御部１２０は、図７に示すように、第１モータ１０を制御し３つの駆動輪５０の自転を制御する第１制御装置１２０ａと、第２モータ２０を制御しハブケース６０の回転を制御する第２制御装置１２０ｂと、第２モータ２０を制御し本体ケース３０の重心位置を制御する第３制御装置１２０ｃと、制動機構８０の作動を制御する制動制御装置１２０ｄと、を備える。制御部１２０には、意思取得手段４３から使用者の移動の意思、使用者の使用の意思、及び使用者の不使用の意思が入力され、移動状態取得手段４４から歩行支援装置１の移動状態が入力され、傾斜取得手段４５から歩行支援装置１が走行する面の傾斜情報が入力され、段差取得手段４６から歩行支援装置１が走行する面の段差情報が入力され、及び、スタンド位置取得手段４７からスタンド３７の位置情報が入力される。
(control unit)
As shown in FIG. 7, the
第１制御装置１２０ａは、意思取得手段４３が使用者の進行方向の前進開始の意思又は前進加速の意思を取得したときに、複数の駆動輪５０に前進方向の動力が増加するよう自転制御する。一方、第１制御装置１２０ａは、意思取得手段４３が使用者の進行方向の前進減速の意思又は進行方向とは反対の後進開始の意思を取得したときに、複数の駆動輪５０に前進方向の動力が減少するよう又は後進方向の動力が増加するよう自転制御する。これにより、使用者の進行方向の前進開始の意思又は前進加速の意思に応じて、歩行支援装置１を前進させることができるとともに、使用者の進行方向の前進減速の意思又は進行方向とは反対の後進開始の意思に応じて、歩行支援装置１を減速又は後進させることができる。なお、第１制御装置１２０ａは、複数の駆動輪５０に前進方向の動力が減少するよう自転制御するときに第１モータ１０を回生制御することができる。
The first control device 120a controls the rotation of the plurality of
第１制御装置１２０ａは、傾斜取得手段４５が歩行支援装置１の進行方向前方の面が上り傾斜することを取得したとき、複数の駆動輪５０に前進方向の動力が増加するよう自転制御する。一方、第１制御装置１２０ａは、傾斜取得手段４５が歩行支援装置１の進行方向前方の面が下り傾斜することを取得したとき、複数の駆動輪５０に前進方向の動力が減少するよう自転制御する。
The first control device 120a controls the rotation of the plurality of
第２制御装置１２０ｂは、段差取得手段４６が歩行支援装置１の進行方向前方の段差を取得したとき、ハブケース６０の回転を制御する動力を発生するよう公転制御する。詳しくは後述するが、段差に応じて複数の駆動輪５０を公転させることで、歩行支援装置１が段差を容易に乗り越えることができる。
The
第３制御装置１２０ｃは、本体ケース３０の重心位置が常に適切な位置となるようにバランス制御する。
The
制動制御装置１２０ｄは、移動状態取得手段４４が歩行支援装置１の移動を取得しているときに、制動機構８０が作動することを禁止するよう制御する。制動制御装置１２０ｄは、歩行支援装置１の移動中に意思取得手段４３が使用者の前進減速の意思を取得したとき、又は停止の意思を取得したときに、制動機構８０が作動するよう制御する。
The
また、制動制御装置１２０ｄは、意思取得手段４３が使用者の使用の意思を取得しないとき、又は不使用の意思を取得したときに、制動機構８０が作動するよう制御する。さらに、制動制御装置１２０ｄは、歩行支援装置１の停止中に意思取得手段４３が使用者の進行方向の前進開始の意思を取得したときに、制動機構８０が非作動となるよう制御する。
Further, the
さらに、制動制御装置１２０ｄは、スタンド３７の状態に応じて制動機構８０の作動を制御する。より具体的に説明すると、制動制御装置１２０ｄは、スタンド位置取得手段４７が、スタンド３７が下ポジションに位置すること、又は上ポジションから下ポジションへの移行を取得したときに、制動機構８０が作動するよう制御する。一方、制動制御装置１２０ｄは、スタンド位置取得手段４７が、スタンド３７が下ポジションに位置しないこと又は上ポジションに位置することを取得したときに、制動機構８０が非作動となるよう制御する。スタンド３７の位置に応じて制動機構８０を制御することで、スタンド３７の動作状態のときに歩行支援装置１が移動するのを防止でき、スタンド３７の非動作状態のときに歩行支援装置１の移動が規制されるのを防止できる。
Furthermore, the
［歩行支援装置の配置構成］
つぎに、歩行支援装置１における各部の配置構成について、図１～図３を参照して説明する。なお、左右の配置は、逆であってもよい。同様に、前後の配置は、逆であってもよい。
[Arrangement of walking support device]
Next, the arrangement of each part in the
自転トルク伝達機構７０及びバランストルク伝達機構１００は、歩行支援装置１の幅方向において複数の駆動輪５０の左側に配置され、公転トルク伝達機構９０は、複数の駆動輪５０の右側に配置される。自転トルク伝達機構７０及びバランストルク伝達機構１００と公転トルク伝達機構９０とを、複数の駆動輪５０を挟んで両側に配置することで、これらをバランスよく配置することができる。なお、本実施形態では、自転トルク伝達機構７０がバランストルク伝達機構１００と複数の駆動輪５０との間に配置されているが、自転トルク伝達機構７０が公転トルク伝達機構９０と複数の駆動輪５０との間に配置されていてもよい。
The rotational
第１モータ１０は、自転トルク伝達機構７０及びバランストルク伝達機構１００の右側に配置されるとともに、第２モータ２０は、公転トルク伝達機構９０の左側に配置される。即ち、第１モータ１０及び第２モータ２０は、幅方向において自転トルク伝達機構７０及びバランストルク伝達機構１００と公転トルク伝達機構９０との間に配置される。これにより、第１モータ１０及び第２モータ２０が幅方向に張り出すことが防止される。
The
また、第１モータ１０及び第２モータ２０は、ハブケース６０に支持される複数の駆動輪５０の公転円周軌道よりも外側に配置されるとともに、歩行支援装置１の進行方向において、前記公転円周軌道における進行方向一端部と進行方向他端部との間に配置されている。
Further, the
さらに、幅方向から見て、第２モータ２０は、本体ケース３０が鉛直方向に沿うように起立した直立姿勢において軸線Ｃを通る仮想鉛直線Ｐとオーバーラップするように配置される。一方、第１モータ１０は、直立姿勢において仮想鉛直線Ｐに対し歩行支援装置１の進行方向において後側に配置される。このように第１モータ１０と第２モータ２０とを歩行支援装置１の進行方向にずらして配置することで、歩行支援装置１が軸方向（左右方向）に大型化するのを抑制できる。
Further, when viewed from the width direction, the
第１モータ１０及び第２モータ２０に電力を供給するバッテリ１３０は、本体ケース３０の筒状部３５に収容され、把持部４０と第１モータ１０及び第２モータ２０との間に配置される。
A
［歩行支援装置の制御方法］
つぎに、歩行支援装置１の制御方法について、図８～図１０を参照して説明する。
[Control method of walking support device]
Next, a method of controlling the
図８に示すように、制御部１２０は、使用者の使用の意思（例えば、電源スイッチのＯＮ）に応じて起動し、走行支援制御（Ｓ１）と、バランス制御（Ｓ２）と、を繰り返し実行する。なお、走行支援制御（Ｓ１）及びバランス制御（Ｓ２）は、一方のみが実行される場合もあり、同時に実行される場合もある。走行支援制御は、使用者の移動の意思等に応じて歩行支援装置１の進行方向への移動を支援するように第１モータ１０、第２モータ２０及び制動機構８０を制御する制御であり、バランス制御は、歩行支援装置１の進行方向の重心をバランスさせるように第２モータ２０を制御する制御である。以下、走行支援制御及びバランス制御の具体的な制御手順について、図９及び図１０を参照して説明する。
As shown in FIG. 8, the
図９に示すように、走行支援制御における制御部１２０は、まず、使用者の移動の意思情報を取得する（Ｓ１１）。本実施形態の歩行支援制御では、使用者の移動の意思情報として、「歩行」と、「停止」と、「放置」と、を取得する。「歩行」は、使用者が進行方向前方へ歩行支援装置１を移動させようとする意思情報であり、本実施形態では、把持部４０を前方に押す操作（本実施形態では感圧センサで判断）に基づいて取得する。「停止」は、使用者が歩行支援装置１の移動を停止させようとする意思情報であり、本実施形態では、把持部４０を後方に引く操作（本実施形態では感圧センサで判断）に基づいて取得する。「放置」は、歩行支援装置１を放置状態に移行させようとする意思情報であり、操作レバー４１の操作に基づいて取得する。
As shown in FIG. 9, the
制御部１２０は、意思情報として「歩行」を取得した場合は、制動機構８０をＯＦＦ状態（制動解除）にするとともに（Ｓ１２）、駆動輪５０の回転を使用者の歩行速度に合わせるように第１モータ１０を制御する（Ｓ１３）。また、制御部１２０は、意思情報として「歩行」を取得している状況では、下り坂であるか否かを判断し（Ｓ１４：本実施形態では傾斜取得手段４５で判断）、該判断結果がＹＥＳの場合は、駆動輪５０の回転を減速させるように第１モータ１０を回生駆動する（Ｓ１５）。Ｓ１４で下り坂でない場合、平坦路であれば通常通り第１モータ１０を力行駆動し、上り坂であれば平坦路の場合よりも前進方向の動力が増加するよう第１モータ１０を力行駆動する。
When the
制御部１２０は、意思情報として「停止」を取得した場合は、駆動輪５０の回転を減速させるように第１モータ１０を回生駆動し、駆動輪５０の回転を停止させる（Ｓ１６）。また、制御部１２０は、意思情報として「放置」を取得した場合は、第１モータ１０（駆動輪５０）が停止状態であるか否かを判断し（Ｓ１７）、該判断結果がＹＥＳの場合は、制動機構８０をＯＮ状態（制動状態）とする（Ｓ１８）。なお、走行支援制御の作用及び効果は後述する。
When the
図１０に示すように、バランス制御における制御部１２０は、まず、使用者の移動の意思情報を取得する（Ｓ２１）。制御部１２０は、意思情報として「歩行」又は「停止」を取得した場合は、歩行支援装置１の進行方向の重心をバランスさせるように第２モータ２０を制御する（Ｓ２２）。また、制御部１２０は、意思情報として「放置」を取得した場合は、第２モータ２０の回転を停止させる（Ｓ２３）。なお、バランス制御の作用及び効果は後述する。
As shown in FIG. 10, the
［歩行支援装置の動作］
つぎに、歩行支援装置１の動作について、図１１～図１５を参照して説明する。
[Operation of walking support device]
Next, the operation of the
（放置状態～電源ＯＮ状態）
図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、使用者が電源スイッチをＯＮにして歩行支援装置１を起動すると、放置状態の歩行支援装置１は、２輪で接地する駆動輪５０の回転がＯＮ状態の制動機構８０によって規制されるとともに、下ポジションに位置する開き状態のスタンド３７によって本体ケース３０の左右方向の倒れが規制される。
(Left status ~ Power ON status)
As shown in FIGS. 11(a) and 11(b), when the user turns on the power switch to start the
図１１の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、歩行支援装置１に荷物Ｂを搭載する場合は、本体ケース３０の筒状部３５からフック部３６を突出させるとともに、一方の手で本体ケース３０（把持部４０）を支えながら、他方の手で荷物Ｂをフック部３６に吊り下げる。荷物Ｂをフック部３６に吊り下げると、荷物を含めた歩行支援装置１の前後方向の重心は前方にずれ、左右方向の重心は左右いずれか一方側にずれる。例えば、使用者が左手で把持部４０を把持しながら歩行支援装置１の右側を歩行し、荷物Ｂを本体ケース３０の左側に引っ掛ける場合は、左右方向の重心が左側にずれる。
As shown in FIGS. 11(c) and 11(d), when loading luggage B onto the walking
図１１の（ｅ）及び（ｆ）に示すように、歩行準備段階では、まず、一方の手で本体ケース３０（把持部４０）の左右方向の倒れを支えながら、他方の手、又は足でスタンド３７を上ポジションに移動させて閉じ状態に操作する。これにより、制動機構８０による駆動輪５０の回転規制が解除され、制御部１２０による走行支援制御及びバランス制御が開始される。制御部１２０は、バランス制御が開始されると、歩行支援装置１の前後方向の重心をバランスさせるように第２モータ２０を制御する。これにより、第２モータ２０のトルクがバランストルク伝達機構１００を介して本体ケース３０に伝達され、本体ケース３０が後傾した状態となる。
As shown in FIGS. 11(e) and (f), in the walking preparation stage, first, while supporting the main body case 30 (grip portion 40) from falling in the left and right direction with one hand, use the other hand or foot to Move the
（歩行開始～段差乗り越え）
図１２の（ａ）に示すように、歩行者は、歩行を開始する場合、把持部４０に進もうとする力を伝達する（前方押し操作）。制御部１２０は、意思取得手段４３が使用者の意思情報として「歩行」を取得すると、駆動輪５０が使用者の歩行速度（進もうとする力が相殺される速度）に合わせて回転するように第１モータ１０を制御する。また、制御部１２０は、バランス制御による第２モータ２０の制御により、歩行支援装置１の前後方向の重心バランスを取り続ける。
(Start of walking - overcoming steps)
As shown in (a) of FIG. 12, when the pedestrian starts walking, he/she transmits a force to the
図１２の（ｂ）に示すように、歩行中、先行する駆動輪５０が自転のみでは乗り越えが困難な段差にぶつかった場合、慣性力と使用者の前に進もうとする力によって本体ケース３０が前傾するつんのめり状態となる。前述したように、つんのめり状態では、不可逆回転伝動体１１０によって本体ケース３０とハブケース６０とが結合状態となり、接地している２つの駆動輪５０のうち、後続の駆動輪５０が先行する駆動輪５０を支点として浮き上がる状態が許容される。
As shown in FIG. 12(b), when the leading
図１２の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、つんのめりによって本体ケース３０が前傾すると、前述したように、第２モータ２０のトルクがハブケース６０に伝達され、ハブケース６０が回転することで駆動輪５０が公転する。これにより、段差の乗り越えが可能となる。
As shown in FIGS. 12(c) and 12(d), when the
（停止）
図１３の（ａ）に示すように、使用者は、歩行を停止する場合、把持部４０に止ろうとする力を伝達する（後方引き操作）。制御部１２０は、意思取得手段４３が使用者の意思情報として「停止」を取得すると、走行支援制御において駆動輪５０の回転を減速させるように第１モータ１０を回生駆動し、駆動輪５０の回転を停止させる。また、制御部１２０は、バランス制御による第２モータ２０の制御により、歩行支援装置１の前後方向の重心バランスを取り続ける。
(Stop)
As shown in FIG. 13(a), when the user stops walking, he/she transmits a stopping force to the grip portion 40 (backward pulling operation). When the intention acquisition means 43 acquires "stop" as the user's intention information, the
（下り坂）
図１３の（ｂ）に示すように、制御部１２０は、駆動輪５０が下り坂を下る場合、バランス制御による第２モータ２０の制御により、歩行支援装置１の前後方向の重心バランスを取り続けることにより、歩行路に対して本体ケース３０を後傾させる。また、制御部１２０は、傾斜取得手段４５によって下り坂であることを取得すると、駆動輪５０の回転を減速させるように第１モータ１０を回生駆動し、駆動輪５０の回転を使用者の歩行速度に合わせる。
(downhill)
As shown in FIG. 13(b), when the
（階段登り）
図１４の（ａ）に示すように、歩行中、先行する駆動輪５０が上り階段にぶつかった場合、慣性力と使用者の前に進もうとする力によって本体ケース３０が前傾するつんのめり状態となる。前述したように、つんのめり状態では、不可逆回転伝動体１１０によって本体ケース３０とハブケース６０とが結合状態となり、接地している２つの駆動輪５０のうち、後続の駆動輪５０が先行する駆動輪５０を支点として浮き上がる状態が許容される。
(climbing stairs)
As shown in FIG. 14(a), when the preceding
図１４の（ｂ）に示すように、つんのめりによって本体ケース３０が前傾すると、前述したように、第２モータ２０のトルクがハブケース６０に伝達され、ハブケース６０が回転することで駆動輪５０が公転する。これにより、駆動輪５０が上り階段の上段に着地する。歩行支援装置１は、駆動輪５０が上り階段の上段に着地したら、駆動輪５０のトルクと、ハブケース６０のトルクと、使用者が階段を登ろうとする力と、によって上り階段の上段に登る。
As shown in FIG. 14(b), when the
図１４の（ｃ）に示すように、上り階段の上段に登ったら、先行する駆動輪５０が上り階段のつぎの上段にぶつかり、図１４の（ａ）及び（ｂ）の動作を繰り返す。これにより、複数段の上り階段を登ることが可能になる。
As shown in FIG. 14(c), when the driver climbs to the top of the ascending stairs, the preceding
（階段降り）
図１５の（ａ）に示すように、歩行中、先行する駆動輪５０が下り階段に到達した場合、先行する駆動輪５０が段差から落ちる。このとき、支点が後続の駆動輪５０のみとなり、使用者が把持部４０を把持することで本体ケース３０の後傾が規制されるので、第２モータ２０のトルクがハブケース６０に伝達され、ハブケース６０が回転することで駆動輪５０が公転する。これにより、歩行支援装置１が下り階段を降り始める。
(down the stairs)
As shown in FIG. 15(a), when the preceding
図１５の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、１つの駆動輪５０が階段の下段に着地したら、ハブケース６０の回転により２つの駆動輪５０が接地する状態に戻る。そして、先行する駆動輪５０が下り階段のつぎの段差に落ちたら、図１５の（ａ）及び（ｂ）の動作を繰り返す。これにより、複数段の下り階段を降りることが可能になる。
As shown in FIGS. 15(b) and 15(c), when one
［実施形態の効果］
このように歩行支援装置１は、同一の軸線Ｃを中心とする円周上に配置される複数の自転軸５１を中心として自転可能な複数の駆動輪５０と、複数の自転軸５１を、軸線Ｃを中心に公転可能に支持するハブケース６０と、を備えるとともに、複数の駆動輪５０を自転させるように第１モータ１０が複数の駆動輪５０に動力伝達可能に接続される。また、歩行支援装置１は、複数の駆動輪５０、第１モータ１０、及び自転トルク伝達機構７０の少なくとも一つに設けられる制動機構８０を備える。このようにハブケース６０が複数の自転軸５１を軸線Ｃを中心に公転可能に支持するので、駆動輪５０がロックしていなくても複数の駆動輪５０を公転させることができ、歩行支援装置１を適切に移動させることができる。
[Effects of embodiment]
In this way, the walking
また、制動機構８０により複数の駆動輪５０の回転を停止させることができ、歩行支援装置１を確実に停止させることができる。さらに、第２モータ２０がハブケース６０及び本体ケース３０に動力伝達可能に接続されるので、複数の駆動輪５０の公転を電動で行うことができるともに、本体ケース３０のバランスを適切に保つことができる。
Moreover, the rotation of the plurality of
＜第２実施形態＞
第１実施形態の歩行支援装置１は、第２モータ２０が、不可逆回転伝動体１１０を介して公転トルク伝達機構９０及びバランストルク伝達機構１００に接続されることで、第１モータ１０及び第２モータ２０の２つの動力源で、通常走行時における前進走行及びバランス制御、段差つんのめり時における一体回転、及び段差乗り越え時における公転を実現したが、これに限られるものではない。
<Second embodiment>
In the
第２実施形態の歩行支援装置１は、図１６に示すように、第１モータ１０が複数の駆動輪５０を自転させるように複数の駆動輪５０に動力伝達可能に接続され、第２モータ２０が複数の駆動輪５０を公転させるようにハブケース６０に動力伝達可能に接続され、第３モータ２５が本体ケース３０に動力伝達可能に接続される。即ち、重心変更機構２００が、第３モータ２５とバランストルク伝達機構１００とにより構成される。このように第１モータ１０、第２モータ２０、及び第３モータ２５を制御することで、第１実施形態と同様に走行支援制御（Ｓ１）及びバランス制御（Ｓ２）を実現できる。なお、第２実施形態の歩行支援装置１は、第１実施形態の歩行支援装置１における不可逆回転伝動体１１０の代わり第３モータ２５を配置したものであり、他の構成は第１実施形態と同様であるため、図１６中、同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。
In the
＜第３実施形態＞
第３実施形態の歩行支援装置１は、第１実施形態の不可逆回転伝動体１１０も、第２実施形態の第３モータ２５を用いずに、第１実施形態及び第２実施形態と同様に走行支援制御（Ｓ１）及びバランス制御（Ｓ２）を実現するものである。
<Third embodiment>
The walking
第３実施形態の歩行支援装置１は、図１７に示すように、第２モータ２０を１つのステータと相反回転する２つのロータを備えた相反作動モータ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｍｏｔｏｒ）とし、一方のロータ２３ａが複数の駆動輪５０を公転させるようにハブケース６０に動力伝達可能に接続され、他方のロータ２３ｂが本体ケース３０に動力伝達可能に接続される。なお、第３実施形態の歩行支援装置１においても、他の構成は第１実施形態と同様であるため、図１７中、同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。
In the
＜第４実施形態＞
第４実施形態の歩行支援装置１は、第１実施形態の不可逆回転伝動体１１０も、第２実施形態の第３モータ２５を用いずに、第１実施形態及び第２実施形態と同様に走行支援制御（Ｓ１）及びバランス制御（Ｓ２）を実現するものである。
<Fourth embodiment>
The walking
第４実施形態の歩行支援装置１は、図１８及び図１９に示すように、第１モータ１０と、第２モータ２０と、第１モータ１０及び第２モータ２０を収容する本体ケース３０と、同一の軸線Ｃを中心とする同一円周上に配置される複数の自転軸５１を中心として自転可能な複数の駆動輪５０と、本体ケース３０に支持され、複数の自転軸５１を公転可能に支持するハブケース６０と、第１モータ１０から複数の駆動輪５０へトルクを伝達する自転トルク伝達機構７０と、複数の駆動輪５０に制動力を付与する制動機構８０と、第２モータ２０からハブケース６０へトルクを伝達する公転トルク伝達機構９０と、ハブケース６０と本体ケース３０とを連結する断接手段４８と、を備える。なお、制御部１２０及びバッテリ１３０は、第１実施形態の同一又は同等の構成を有するので説明を省略する。
As shown in FIGS. 18 and 19, the walking
（第１モータ）
第１モータ１０は、モータカバー１１の内周部に固定されるステータ１２と、ステータ１２の内周側に回転可能に配置されるロータ１３と、ロータ１３の内周部に結合され、モータカバー１１に回転可能に支持されるロータ軸１４と、を備え、ロータ軸１４から出力されるトルクが自転トルク伝達機構７０を介して複数の駆動輪５０に伝達される。モータカバー１１は、ハブケース６０の第２駆動輪支持ケース６３に収容され、第２駆動輪支持ケース６３と一体回転するよう構成されている。
(1st motor)
The
（第２モータ）
第２モータ２０は、モータカバー２１の内周部に固定されるステータ２２と、ステータ２２の内周側に回転可能に配置されるロータ２３と、ロータ２３の内周部に結合され、モータカバー２１に回転可能に支持されるロータ軸２４と、を備え、ロータ軸２４から出力されるトルクが公転トルク伝達機構９０を介してハブケース６０に伝達される。
(Second motor)
The
（本体ケース）
本体ケース３０には、第２モータ２０を収容するモータ収容部３１と、モータ収容部３１の右側に連結され、公転トルク伝達機構９０を収容する公転トルク伝達機構収容部３２と、モータ収容部３１の左側に断接手段４８が取り付けられる断接手段取付部３８と、を備える。なお、図１に記載のように、本実施形態の本体ケース３０にも、把持部４０、フック部３６、スタンド３７、バッテリ１３０を収容する筒状部３５、意思取得手段４３、移動状態取得手段４４、傾斜取得手段４５、段差取得手段４６、スタンド位置取得手段４７等が設けられている。
(main case)
The
本体ケース３０は、モータ収容部３１の下方であって、左右方向において公転トルク伝達機構収容部３２と断接手段取付部３８との間に、ハブケース６０及び複数の駆動輪５０を配置するための空間Ｓを備える。ハブケース６０の回転軸６１は、公転トルク伝達機構収容部３２の下端部内側面と断接手段取付部３８の下端部内側面との間で本体ケース３０に回転可能に支持される。
The
（自転トルク伝達機構）
自転トルク伝達機構７０は、ハブケース６０の第１駆動輪支持ケース６２に回転可能に支持される３本の伝動軸７３１～７３３を備え、第１伝動軸７３１が第１モータ１０のロータ軸１４に連結される。なお、第２伝動軸７３２及び第３伝動軸７３３は、第１伝動軸７３１を中心に６０°間隔で３本ずつ設けられている。第１伝動軸７３１には第１ギヤ７３１ａが設けられ、第２伝動軸７３２には第２ギヤ７３２ａが設けられ、第３伝動軸７３３には第３ギヤ７３３ａが設けられている。第１モータ１０のロータ軸１４から第１伝動軸７３１にトルクが出力されると、第１伝動軸７３１の第１ギヤ７３１ａから第２伝動軸７３２の第２ギヤ７３２ａにトルクが伝達され、このトルクが第３伝動軸７３３の第３ギヤ７３３ａに伝達され、さらに、各駆動輪５０の自転軸５１に設けられる第４ギヤ５１ｂに伝達される。これにより、第１モータ１０を制御することで３つの駆動輪５０の自転させることができる。
(Rotation torque transmission mechanism)
The rotational
（制動機構）
制動機構８０は、第１モータ１０のロータ軸１４と一体に回転し、幅方向でロータ軸１４とは反対側（右側）に延びる第２ロータ軸１５に設けられるディスク部８１と、ディスク部８１の外周側を左右両側から挟み込むことにより駆動輪５０に制動力を発生させる制動部８２と、を備える。制動部８２は、電気的に動作するアクチュエータを備え、該アクチュエータの駆動制御に基づいて制御部１２０が制動機構８０を動作させる。なお、制動機構８０は、制御部１２０が介在することなく、機械的に手動操作される手動式の制動機構であってもよい。なお、制動機構８０は、駆動輪５０に制動力を発生させることができれば、第１モータ１０と駆動輪５０とを接続する自転トルク伝達機構７０に限らず、３つの駆動輪５０に設けられてもよく、第１モータ１０に設けられてもよい。
(braking mechanism)
The
（公転トルク伝達機構）
公転トルク伝達機構９０は、本体ケース３０の公転トルク伝達機構収容部３２に回転可能に支持される２本の伝動軸９７、９８を備え、第１伝動軸９７が第２モータ２０のロータ軸２４に連結される。第１伝動軸９７には第１ギヤ９７ａが設けられ、第２伝動軸９８には第２ギヤ９８ａが設けられている。第２モータ２０のロータ軸２４から第１伝動軸９７にトルクが出力されると、第１伝動軸９７の第１ギヤ９７ａから第２伝動軸９８の第２ギヤ９８ａにトルクが伝達され、このトルクがハブケース６０の第２駆動輪支持ケース６３に一体に取り付けられた第３ギヤ６４に伝達される。これにより、第２モータ２０を制御することでハブケース６０を回転させ３つの駆動輪５０を公転させることができる。
(Revolving torque transmission mechanism)
The revolving
（バランストルク伝達機構）
バランストルク伝達機構１００は、公転トルク伝達機構９０及び断接手段４８から構成され、断接手段４８がハブケース６０と本体ケース３０とを連結することから、断接手段４８を締結することで本体ケース３０とハブケース６０とが結合状態となる。これにより、つんのめり状態では本体ケース３０とハブケース６０とが結合状態とすることで、接地している２つの駆動輪５０のうち、後続の駆動輪５０が先行する駆動輪５０を支点として浮き上がる状態が許容される。
(Balance torque transmission mechanism)
The balance
第４実施形態の歩行支援装置１によれば、第１モータ１０、第２モータ２０、及び断接手段４８を制御することで、第１実施形態と同様に走行支援制御（Ｓ１）及びバランス制御（Ｓ２）を実現できる。
According to the
＜第５実施形態＞
第１～第４実施形態の歩行支援装置１は、第１モータ１０によって複数の駆動輪５０が自転する自立駆動式の移動体であるが、本発明の移動体は自立駆動式の移動体に限らず、進行方向への移動は他の駆動源の動力や人力によるものであってもよい。
<Fifth embodiment>
The walking
第５実施形態の歩行支援装置１は、図２０に示すように、同一の軸線Ｃを中心とする円周上に配置される複数の自転軸を５１中心として回転可能な複数の車輪５２と、複数の自転軸５１を、軸線Ｃを中心に公転可能に支持するハブケース６０と、を備えるとともに、複数の車輪５２を公転させるように第２モータ２０がハブケース６０に動力伝達可能に接続され、且つ、歩行支援装置１は、第２モータ２０を保持する本体ケース３０と、本体ケース３０の重心位置を変更する重心変更機構２００と、を備える。本実施形態では、制動機構８０が３つの駆動輪５０のうちの少なくとも二つに設けられている。なお、第５実施形態の歩行支援装置１においても、第１モータ１０及び自転トルク伝達機構７０が設けられていない以外、他の構成は第１実施形態と同様であるため、図２０中、同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。
As shown in FIG. 20, the walking
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified, improved, etc. as appropriate.
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。 Furthermore, this specification describes at least the following matters. Note that, although components corresponding to those in the above-described embodiment are shown in parentheses, the present invention is not limited thereto.
（１） 同一の軸線（軸線Ｃ）を中心とする円周上に配置される複数の自転軸（自転軸５１）を中心として自転可能な複数の車輪（駆動輪５０）と、
前記複数の自転軸を、前記軸線を中心に公転可能に支持する支持部（ハブケース６０）と、を備える移動体（歩行支援装置１）であって、
前記複数の車輪を自転させるように動力源（第１モータ１０）が前記複数の車輪に動力伝達可能に接続され、
前記移動体は、前記複数の車輪、前記動力源、及び前記動力源と前記複数の車輪とを接続する動力伝達機構（自転トルク伝達機構７０）の経路の少なくとも一つに設けられる制動部（制動機構８０）を更に備える、移動体。
(1) A plurality of wheels (driving wheels 50) that can rotate around a plurality of rotation axes (autorotation axes 51) arranged on a circumference centered on the same axis (axis C);
A mobile body (walking support device 1) comprising a support part (hub case 60) that supports the plurality of rotation axes so as to be able to revolve around the axis,
A power source (first motor 10) is connected to the plurality of wheels so as to transmit power so as to rotate the plurality of wheels,
The movable body includes a braking unit (braking unit) provided in at least one of the plurality of wheels, the power source, and a path of a power transmission mechanism (rotation torque transmission mechanism 70) connecting the power source and the plurality of wheels. A moving body further comprising a mechanism 80).
（１）によれば、支持部が複数の自転軸を、軸線を中心に公転可能に支持するので、車輪がロックしていなくても複数の車輪を公転させることができる。また、制動部により複数の車輪の回転を停止させることができ、移動体を確実に停止させることができる。 According to (1), since the support part supports the plurality of rotation axes so as to be able to revolve around the axis, the plurality of wheels can be caused to revolve even if the wheels are not locked. Moreover, the rotation of the plurality of wheels can be stopped by the braking unit, and the moving body can be stopped reliably.
（２） （１）に記載の移動体であって、
前記制動部は電気的に作動制御されるものであって、
前記移動体は、
前記動力源を制御し前記複数の車輪の自転を制御する第１制御装置（第１制御装置１２０ａ）と、
前記制動部の作動を制御する制動制御装置（制動制御装置１２０ｄ）と、を更に備える、移動体。
(2) The mobile body described in (1),
The braking unit is electrically controlled in operation,
The mobile body is
a first control device (first control device 120a) that controls the power source and controls rotation of the plurality of wheels;
A moving body further comprising a brake control device (
（２）によれば、第１制御装置及び制動制御装置により複数の車輪の自転と制動とを適切に制御することができる。 According to (2), the rotation and braking of the plurality of wheels can be appropriately controlled by the first control device and the brake control device.
（３） （２）に記載の移動体であって、
前記移動体を使用する使用者の使用の意思を取得する意思取得手段（意思取得手段４３）を更に備える、移動体。
(3) The mobile object according to (2),
A mobile object, further comprising an intention acquisition means (intent acquisition means 43) for acquiring the intention of a user who uses the mobile object.
（３）によれば、使用者の使用の意思を的確に把握することができる。 According to (3), it is possible to accurately grasp the user's intention of use.
（４） （３）に記載の移動体であって、
前記意思取得手段が前記使用の意思を取得しないとき、又は不使用の意思を取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動するよう制御する、移動体。
(4) The mobile body according to (3),
When the intention acquisition means does not acquire the intention to use or acquires the intention not to use,
The brake control device is a moving body that controls the brake unit to operate.
（４）によれば、使用者の使用の意思又は不使用の意思に応じて制動部を制御することで、使用者の意思にあわせて移動体を移動又は制動させることができる。 According to (4), the movable body can be moved or braked according to the user's intention by controlling the braking unit according to the user's intention to use or not.
（５） （４）に記載の移動体であって、
前記移動体の移動状態を取得する移動状態取得手段（移動状態取得手段４４）を更に備え、
前記移動状態取得手段が、前記移動体の移動を取得しているときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動することを禁止するよう制御する、移動体。
(5) The mobile object according to (4),
Further comprising a movement state acquisition means (movement state acquisition means 44) that acquires the movement state of the mobile object,
When the movement state acquisition means is acquiring the movement of the moving object,
The movable body, wherein the brake control device controls the brake unit to prohibit its operation.
（５）によれば、移動体の移動状態を把握し、移動体の移動状態に応じて制動部を制御することで、移動体の移動状態にあわせて移動体を移動又は制動させることができる。 According to (5), by understanding the moving state of the moving object and controlling the braking unit according to the moving state of the moving object, the moving object can be moved or braked according to the moving state of the moving object. .
（６） （３）～（５）のいずれかに記載の移動体であって、
前記意思取得手段は、前記使用者の移動の意思を更に取得する、移動体。
(6) The mobile object according to any one of (3) to (5),
The intention acquisition means further acquires the intention of the user to move.
（６）によれば、使用者の移動の意思を的確に把握することができる。 According to (6), it is possible to accurately grasp the user's intention to move.
（７） （６）に記載の移動体であって、
前記意思取得手段が前記使用者の前進減速の意思を取得したとき、又は停止の意思を取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動するよう制御する、移動体。
(7) The mobile object according to (6),
When the intention acquisition means acquires the user's intention to move forward and decelerate, or when it acquires the intention to stop,
The brake control device is a moving body that controls the brake unit to operate.
（７）によれば、使用者の前進減速の意思又は停止の意思にあわせて移動体を制動させることができる。 According to (7), the moving body can be braked according to the user's intention to move forward, decelerate, or stop.
（８） （６）又は（７）に記載の移動体であって、
前記意思取得手段が前記使用者の進行方向の前進開始の意思を取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が非作動となるよう制御する、移動体。
(8) The mobile body according to (6) or (7),
When the intention acquisition means acquires the intention of the user to start moving forward in the direction of travel,
The brake control device controls the brake unit so that it is not activated.
（８）によれば、使用者の前進開始の意思にあわせて移動体の移動を開始させることができる。 According to (8), the moving body can start moving according to the user's intention to start moving forward.
（９） （２）～（８）のいずれかに記載の移動体であって、
前記移動体の移動状態を取得する移動状態取得手段（移動状態取得手段４４）を更に備え、
前記移動状態取得手段が、前記移動体の移動を取得しているときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動することを禁止するよう制御する、移動体。
(9) The mobile object according to any one of (2) to (8),
Further comprising a movement state acquisition means (movement state acquisition means 44) that acquires the movement state of the mobile object,
When the movement state acquisition means is acquiring the movement of the moving object,
The movable body, wherein the brake control device controls the brake unit to prohibit its operation.
（９）によれば、移動体の移動状態を把握し、移動体の移動状態に応じて制動部を制御することで、移動体の移動状態にあわせて移動体を移動又は制動させることができる。 According to (9), by understanding the moving state of the moving object and controlling the braking unit according to the moving state of the moving object, the moving object can be moved or braked according to the moving state of the moving object. .
（１０） （２）～（９）のいずれかに記載の移動体であって、
前記移動体は、
少なくとも第１の位置（上ポジション）と第２の位置（下ポジション）とに変位可能に設けられ、前記第２の位置で前記複数の車輪が接する面に当接して、前記移動体の荷重を支える補助部（スタンド３７）を更に備える、移動体。
(10) The mobile object according to any one of (2) to (9),
The mobile body is
It is provided so as to be displaceable between at least a first position (upper position) and a second position (lower position), and comes into contact with a surface in contact with the plurality of wheels at the second position to reduce the load of the moving body. The moving body further includes a supporting auxiliary part (stand 37).
（１０）によれば、移動体には移動体の荷重を支える補助部が設けられるので、移動体の不使用時において移動体が倒れるのを防止できる。 According to (10), since the movable body is provided with an auxiliary part that supports the load of the movable body, it is possible to prevent the movable body from falling down when the movable body is not in use.
（１１） （１０）に記載の移動体であって、
前記補助部は前記移動体の前記軸線に沿う軸線方向（左右方向）の荷重を支えるように設けられる、移動体。
(11) The mobile body according to (10),
The auxiliary part is a movable body provided so as to support a load in an axial direction (left-right direction) along the axis of the movable body.
（１１）によれば、補助部により移動体が軸線方向に倒れるのを防止できる。 According to (11), the auxiliary portion can prevent the movable body from falling in the axial direction.
（１２） （１１）に記載の移動体であって、
前記補助部は、
前記複数の車輪に対し前記軸線方向の一方側（左側）に設けられ、前記第２の位置で下端側が前記一方側に突出するように設けられる第１補助部（左スタンド３７Ｌ）と、
前記複数の車輪に対し前記軸線方向の他方側（右側）に設けられ、前記第２の位置で下端側が前記他方側に突出するように設けられる第２補助部（右スタンド３７Ｒ）と、を有する、移動体。
(12) The mobile body according to (11),
The auxiliary part is
a first auxiliary part (left
a second auxiliary part (
（１２）によれば、移動体が、第１補助部により軸線方向一方側に倒れるのを防止でき、第２補助部により軸線方向他方側に倒れるのを防止できる。 According to (12), the first auxiliary part can prevent the moving body from falling to one side in the axial direction, and the second auxiliary part can prevent the moving body from falling to the other side in the axial direction.
（１３） （１０）～（１２）のいずれかに記載の移動体であって、
前記移動体は、前記補助部の位置を取得する補助部位置取得手段（スタンド位置取得手段４７）を更に備え、
前記補助部位置取得手段が、前記補助部が前記第２の位置に位置することを取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動するよう制御する、移動体。
(13) The mobile object according to any one of (10) to (12),
The mobile body further includes auxiliary part position acquisition means (stand position acquisition means 47) for acquiring the position of the auxiliary part,
When the auxiliary part position acquisition means acquires that the auxiliary part is located at the second position,
The brake control device is a moving body that controls the brake unit to operate.
（１３）によれば、補助部の位置を把握し、補助部の位置に応じて制動部を制御することで、補助部の動作状態のときに移動体が移動するのを防止できる。 According to (13), by grasping the position of the auxiliary part and controlling the braking part according to the position of the auxiliary part, it is possible to prevent the movable body from moving when the auxiliary part is in the operating state.
（１４） （１０）～（１３）のいずれかに記載の移動体であって、
前記移動体は、前記補助部の位置を取得する補助部位置取得手段（スタンド位置取得手段４７）を更に備え、
前記補助部位置取得手段が、前記補助部が前記第２の位置に位置しないこと又は前記第１の位置に位置することを取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が非作動となるよう制御する、移動体。
(14) The mobile object according to any one of (10) to (13),
The mobile body further includes auxiliary part position acquisition means (stand position acquisition means 47) for acquiring the position of the auxiliary part,
When the auxiliary part position acquisition means acquires that the auxiliary part is not located at the second position or is located at the first position,
The brake control device controls the brake unit so that it is not activated.
（１４）によれば、補助部の位置を把握し、補助部の位置に応じて制動部を制御することで、補助部の非動作状態のときに移動体の移動が規制されるのを防止できる。 According to (14), by grasping the position of the auxiliary part and controlling the braking part according to the position of the auxiliary part, the movement of the moving object is prevented from being restricted when the auxiliary part is in a non-operating state. can.
１ 歩行支援装置
１０ 第１モータ（動力源）
３７ スタンド（補助部）
３７Ｌ 左スタンド
３７Ｒ 右スタンド
４３ 意思取得手段
４４ 移動状態取得手段
４７ スタンド位置取得手段
５０ 駆動輪（車輪）
５１ 自転軸
７０ 自転トルク伝達機構（動力伝達機構）
８０ 制動機構（制動部）
１２０ａ 第１制御装置
１２０ｄ 制動制御装置
Ｃ 軸線
1 Walking
37 Stand (auxiliary part)
37L Left stand 37R Right stand 43 Intention acquisition means 44 Movement state acquisition means 47 Stand position acquisition means 50 Drive wheels (wheels)
51
80 Braking mechanism (braking part)
120a
Claims (14)
前記複数の自転軸を、前記軸線を中心に公転可能に支持する支持部と、を備える移動体であって、
前記複数の車輪を自転させるように動力源が前記複数の車輪に動力伝達可能に接続され、
前記移動体は、
前記動力源と前記複数の車輪とを接続する動力伝達機構の経路上に設けられ、前記動力源の動力を減速して前記複数の車輪に伝達する伝達部と、
前記動力伝達機構上の前記伝達部よりも前記動力源側に設けられる制動部と、を更に備える、移動体。 A plurality of wheels capable of rotating around a plurality of rotation axes arranged on a circumference centered on the same axis;
A moving body comprising: a support portion that supports the plurality of rotation axes so as to be able to revolve around the axis,
A power source is connected to the plurality of wheels so as to transmit power so as to rotate the plurality of wheels,
The mobile body is
a transmission section that is provided on a path of a power transmission mechanism that connects the power source and the plurality of wheels, and that decelerates the power of the power source and transmits it to the plurality of wheels;
A moving body further comprising: a braking section provided on the power source side of the power transmission mechanism with respect to the transmission section .
前記制動部は電気的に作動制御されるものであって、
前記移動体は、
前記動力源を制御し前記複数の車輪の自転を制御する第１制御装置と、
前記制動部の作動を制御する制動制御装置と、を更に備える、移動体。 The moving body according to claim 1,
The braking unit is electrically controlled in operation,
The mobile body is
a first control device that controls the power source and controls rotation of the plurality of wheels;
A moving body further comprising: a brake control device that controls the operation of the brake section.
前記移動体を使用する使用者の使用の意思を取得する意思取得手段を更に備える、移動体。 The moving body according to claim 2,
A mobile object, further comprising an intention acquisition means for acquiring the intention of a user who uses the mobile object.
前記意思取得手段が前記使用の意思を取得しないとき、又は不使用の意思を取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動するよう制御する、移動体。 The moving body according to claim 3,
When the intention acquisition means does not acquire the intention to use or acquires the intention not to use,
The brake control device is a moving body that controls the brake unit to operate.
前記移動体の移動状態を取得する移動状態取得手段を更に備え、
前記移動状態取得手段が、前記移動体の移動を取得しているときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動することを禁止するよう制御する、移動体。 The moving body according to claim 4,
Further comprising a movement state acquisition means for acquiring a movement state of the moving body,
When the movement state acquisition means is acquiring the movement of the moving object,
The movable body, wherein the brake control device controls the brake unit to prohibit its operation.
前記意思取得手段は、前記使用者の移動の意思を更に取得する、移動体。 The moving body according to any one of claims 3 to 5,
The intention acquisition means further acquires the intention of the user to move.
前記意思取得手段が前記使用者の前進減速の意思を取得したとき、又は停止の意思を取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動するよう制御する、移動体。 The moving body according to claim 6,
When the intention acquisition means acquires the user's intention to move forward and decelerate, or when it acquires the intention to stop,
The brake control device is a moving body that controls the brake unit to operate.
前記意思取得手段が前記使用者の進行方向の前進開始の意思を取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が非作動となるよう制御する、移動体。 The moving body according to claim 6 or 7,
When the intention acquisition means acquires the intention of the user to start moving forward in the direction of travel,
The brake control device controls the brake unit so that it is not activated.
前記移動体の移動状態を取得する移動状態取得手段を更に備え、
前記移動状態取得手段が、前記移動体の移動を取得しているときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動することを禁止するよう制御する、移動体。 The moving body according to any one of claims 2 to 8,
Further comprising a movement state acquisition means for acquiring a movement state of the moving body,
When the movement state acquisition means is acquiring the movement of the moving object,
The movable body, wherein the brake control device controls the brake unit to prohibit its operation.
前記移動体は、
少なくとも第１の位置と第２の位置とに変位可能に設けられ、前記第２の位置で前記複数の車輪が接する面に当接して、前記移動体の荷重を支える補助部を更に備える、移動体。 The moving body according to any one of claims 2 to 9,
The mobile body is
The movable body further includes an auxiliary part displaceable between at least a first position and a second position, the auxiliary part supporting the load of the moving body by contacting a surface with which the plurality of wheels contact in the second position. body.
前記補助部は前記移動体の前記軸線に沿う軸線方向の荷重を支えるように設けられる、移動体。 The moving body according to claim 10,
The movable body, wherein the auxiliary part is provided to support an axial load along the axis of the movable body.
前記補助部は、
前記複数の車輪に対し前記軸線方向の一方側に設けられ、前記第２の位置で下端側が前記一方側に突出するように設けられる第１補助部と、
前記複数の車輪に対し前記軸線方向の他方側に設けられ、前記第２の位置で下端側が前記他方側に突出するように設けられる第２補助部と、を有する、移動体。 The moving body according to claim 11,
The auxiliary part is
a first auxiliary portion provided on one side of the plurality of wheels in the axial direction, and provided such that a lower end side protrudes toward the one side at the second position;
a second auxiliary part provided on the other side in the axial direction with respect to the plurality of wheels, and provided so that a lower end side protrudes toward the other side at the second position.
前記移動体は、前記補助部の位置を取得する補助部位置取得手段を更に備え、
前記補助部位置取得手段が、前記補助部が前記第２の位置に位置することを取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が作動するよう制御する、移動体。 The moving body according to any one of claims 10 to 12,
The mobile body further includes auxiliary part position acquisition means for acquiring the position of the auxiliary part,
When the auxiliary part position acquisition means acquires that the auxiliary part is located at the second position,
The brake control device is a moving body that controls the brake unit to operate.
前記移動体は、前記補助部の位置を取得する補助部位置取得手段を更に備え、
前記補助部位置取得手段が、前記補助部が前記第２の位置に位置しないこと又は前記第１の位置に位置することを取得したときに、
前記制動制御装置は、前記制動部が非作動となるよう制御する、移動体。 The moving body according to any one of claims 10 to 13,
The mobile body further includes auxiliary part position acquisition means for acquiring the position of the auxiliary part,
When the auxiliary part position acquisition means acquires that the auxiliary part is not located at the second position or is located at the first position,
The brake control device controls the brake unit so that it is not activated.
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