TW425282B - System and method for control scheduling - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42〇^ A7 _____ B7 五、發明說明（i ) 1、 發明頜域 本發明係相關於控制調度的領域’尤其相關於在不同 控制模式間進行平順改變之領域。 2、 相關前技之說明 人類運輸裝置係用來使個人移動於一表面之上’並且 係可以採用不同的形式來進行。舉例來說’人類運輸裝置 (如同在本文中所使用之名稱）係可以包括有（但並非限 定於）輪椅、機動化推車、自行車、摩托車、汽車、以及 氣墊船等等。某些類型之人類運輸裝置係可以包括有穩定 用機構，而有助於確保此種裝置不會倒下並且傷害到運輸 裝置的使用者。 一種典型的四輪式輪椅係經由四個輪子來與地面接觸 。如果輪椅與使用者之組合的重心能夠維持在諸輪子間之 區域中，則輪椅應該不會翻倒。 現在參照第一A圖，一種典型的輪椅1 0 0係被顯示 於此圖示之中。輪椅1 0 0與使用者1 0 2係界定出一種 架構。此架構係具有一個重心1 0 4，而此重心1 〇 4係 座落在一個被垂直安置於表面1 0 6上方的位置處。在本 文中所使用之「表面」一詞係指一人類運輸裝置所放置之 任何表面。這種表面的例子包括有平坦的地面、傾斜的平 面（例如是斜坡）、覆蓋有砂礫之街道，並且係可以包括 有一個路邊（curb)，此路邊係用來將兩個大致平行但在 垂直方向上分隔的表面垂直地連接在一起（例如是街道的 邊欄）。 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------ --訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 425282 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（>) 表面1 0 6係可以相對於水平軸線1 〇 8而爲傾斜者 =表面1 0 6從水平軸線1 〇 8處偏移的角度在本文中係 指表面坡度，並且將以一角度來表示。 輪椅1 0 0之前輪1 1 2與後輪1 1 0係被分離一段 距離d。介於兩輪之間的距離d係可以被量測爲一線性（ 例如是直線）距離。如果系統之重心1 〇 4係位於一個介 於後輪1 1 0與前輪1 1 2之間且位於其上方的位置處， 則輪椅1 0 0應能維持直立並且相當地穩定。後輪1 1 〇 與前輪112在典型的情況下在輪椅之另一側係具有相對 的配對件（並未顯示於圖示之中）。相對的配對件每一個 係能夠分別與後輪1 1 0及前輪1 1 2共同使用一個軸線 。由連接四輪接觸地面之各點（而在地面接觸部分包含多 於一個點的情況下係指地面接觸部分的外側部分）而成之 多邊形所覆蓋的區域係提供了一個能夠使輪椅維持穩定之 重心所在區域。在下文中所討論之不同情況之中，此一區 域係可以指稱爲該裝置之軌跡。在本文中所使用「一個裝 置之軌跡」係藉由輪子間之區域映射至水平面上之區域所 界定。如果重心位於此一位置上方，則運輸裝置應能保持 穩定。 如果重心1 0 4係垂直地安置於該表面1 0 6之上方 並且在此軌跡（亦即後輪1 1 0與前輪1 1 2間之區域映 射在水平面上之區域）之外，則輪椅1 0 0之穩定性係會 降低，並且輪椅1 0 0係可能會翻倒。這種狀況係可能會 發生在一種例如是輪椅位於一個陡峭傾斜表面上的情況下 4 表紙張尺^適用中國國家標準（CNS)A4規格"(210 X 297公釐）_ * _ - 1--II---- I I I I 訂.I I — I I 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 425282 —____B7___ 五、發明說明（$ ) 。在陡峭傾斜的情況中，重心1 〇 4係會向後移動並且導 致輪椅1 0 0向後翻倒。這種情況係被顯示在第一B圖之 中，其中重心1 〇 4的位置係位於輪椅1 0 0的軌跡之外 。所顯示之重心1 〇 4係包括有一個重力加速度向量（g )，其係使重心104在一個向下方向中進行線性的轉移 。輪椅1 0 0係可能會繞著後輪1 1 〇之軸線進行旋轉， 直到輪椅1 0 0接觸至其將橫越通過之表面爲止。 使用者1 0 2係可以藉由使輪椅1 0 0向前傾斜而致 使重心1 0 4回到一個在後輪1 1 〇與前輪1 1 2間之區 域上方的位置處。由於所給定之重心1 〇 4位置的有限控 制，相當淸楚的是當人類運輸裝置（例如是輪椅）在不平 表面（例如是路邊或階梯）上行進之時，其係可能會遭遇 相當大的困難。 其他類型之人類運輸裝置係可以包括有控制機構，此 種控制機構係容許運輸裝置能夠以兩輪來進行平衡。這兩 個輪子係可以被連接至一個通過其中心的單一軸線。此一 軸線係以一種使得該裝置能夠垂直於此軸線來進行前後移 動的方式來連接這兩個輪子。該控制機構係可以藉由驅使 這兩個輪子向前及向後來致使重心能夠保持在輪子軸線上 方，而得以將該裝置與使用者保持在一種穩定的直立位置 之中。此種裝置係可以藉由容許重心能夠從輪子軸線向前 或向後移開一段距離，並藉由使輪子旋轉來將重心保持在 該位置處，而得以額外地提供移動。這種裝置之示例係被 揭示於美國專利第5，7 0 1，9 6 5號以及美國專利第 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I----------I --------訂--1----I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作衽印製 425282 A7 B7 五、發明說明（心） 5，7 1 9，4 2 5號之中，該等專利案係在此合倂作爲 本案之參考。 發明槪耍 根據本發明之實施例，一種在一裝置中於第一操作模 式與第二操作模式間轉換的系統係在此揭示。在這一個實 施例中，該系統係包括有一個控制迴圈，該控制迴圈係利 用相關於第一操作模式之增益係數來控制在第一操作模式 中的系統，並且在系統於第二操作模式中操作之時’其係 利用相關於第二操作模式之增益係數來控制系統。在這一 個實施例中，該系統亦包括有一個增益選擇器，此增益選 擇器係會致使控制迴圈在裝置從第一操作模式轉換至第二 作模式的時候能夠使用相關於第二操作模式之係數來進行 操作。 根據本發明的另一個實施例，一種相應於控制信號之 裝置的平順操作方法係在此揭示。在這一個實施例中’該 方法係包括有以下步驟：決定用於控制信號的一個數値； 處理此一控制信號以產生一個修正的控制信號；以及將此 修正的控制信號運用至該裝置。 在本發明之其他實施例中，一種在多模組設備中之諸 模式間平順切換的方法係在此揭示。在這一個實施例中’ 該方法係包括有以下步驟：決定模式改變是否發生；以及 在模式改變的情況下進行偏移値之決定。在這一個實施例 中，該方法亦包括有以下步驟：將偏移値的一個衰減形式 6 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製

五、發明說明（y ) 在控制信號被運用至該裝置之前加至控制信號中’用以產 生一種平順的控制信號；以及將這個平順的控制信號*用 至該設備。 圖示簡單說明 第一A圖以及第一B圖係說明了習知輪椅的〜個示例 第二A圖至第二F圖係說明了人類運輸裝置的不同實 施例； 第三圖係說明了人類運輸裝置的另一種實施例； 第四圖係說明了第二A圖所顯示之運輸裝置的一種簡 化形式； 第五A圖以及第五B圖係說明了人類運輸裝置之群組 於階梯模式中操作之相對定向； 第六圖係說明了人類運輸裝置之可能操作模式的方塊 圖， 第七A圖以及第七B圖係說明了一個運輸裝置之簡化 側視圖； 第八圖係說明了能夠根據本發明之觀點所施行之控制 迴圈的一個示例； 第九圖係以圖表說明了能夠根據本發明之觀點而被使 用於切換模式之示例數値； 第十圖係說明了一個能夠決定控制切換數値之資料流 圖示； 第十一圖係以流程圖來說明用於決定何時在運輸裝置 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 2请先間讀背面之注意事項再填寫本頁) — I I ! ί 訂 -- ---11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 B7 五、發明說明（k ) 之不同子模式間轉換的方法； 第十二A圖係說明了能夠跟本發明一起使用之控制單 元的一個例子； 第十二B圖係說明了第十二a圖中能夠與本發明一起 使用之控制單元的一個例子； 第十三圖係說明了一個能夠根據本發明而被實行之控 制迴圈； 第十四圖係說明了一個能夠根據本發明之觀點而被使 用之增益表的示例； 第十五圖係說明了能夠被實行以使一控制信號在其被 運用至一控制裝置之前進行平順濾波之系統的示例； 第十六圖係說明了對控制信號進行平順濾波之方法的 方塊圖； 第十七A圖係說明了能夠根據本發明之觀點而被構型 用來執行增益調度操作之控制迴圈的方塊圖； 第十七B圖係顯示了一個能夠在諸模式間進行平順轉 換之控制系統的實施例； 第十八圖係說明了能夠根據本發明之觀點而被實行於 一反饋控制系統中之控制調度程序的流程圖； 第十九圖係以圖表來說明存在於第十七A圖及第十七 B圖中之不同信號： 第二十圖係說明了用於控制運輸裝置之輪子位置的控 制迴圈的示例； 第二十一圖係說明了用於控制運輸裝置之群組位置的 8 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------ 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 ^ A7 ____B7_________ 五、發明說明（7) 控制迴圈的示例； 第二十二A圖係說明了能夠估算重心之控制迴圈的矛： 例； 第二十二B圖係說明了能夠根據重心位置之估算來產 生所希望定向之系統的方塊圖； 第二十三圖係說明了一運輸裝置之自由體受力圖的例 子； 丄 第二十四圖係說明了一種用來產生一估算裝置重心位 置之數據組的方法的一個例子； 第二十五A圖至第二十五C圖係以圖示方式說明第二 十四圖之方法的部份；以及 第二十六圖係說明了能夠被使用來估算運輸裝置重心 位置之數據組的圖形表示。 圖示主置元件符號說明 d 距離 Θ& 表面坡度 Θ c 角度 g 重力加速度向量 Η 闻度 1 軌跡長度 L 瓣長度映射在水砰面上之長度 10 0 輪椅 10 2 使用者 10 4 重心 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 (請先Μ讀背面之江意事項再填寫本I> 裝--------訂---------線 4252B2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Γ) 1 0 6 表面 1 0 8 水平軸線 1 1 0 後輪 1 1 2 前輪 2 0 0 運輸裝置 2 0 2 人類使用者 2 0 4 臂部 2 0 6 使用者介面 2 0 8 地面接觸元件/輪子 2 1 0 地面接觸元件/輪子 2 1 2 可移動臂部/群組 2 1 3 旋轉點 2 1 4 群組 2 1 6 第一部分 2 1 8 第二部分 2 2 0 樞軸點 2 2 2 輪子 2 2 4 輪子 2 2 6 接觸點 2 2 8 接觸點 2 3 0 平台支承器 2 3 2 上方部分 2 3 4 下方部分 2 3 6 群組連接樞軸點 10 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 敦--------訂---------線 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 425282 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明 (γ ) 2 3 8 支承器樞轉點 2 4 0 控制單元 2 4 2 軸線 2 4 8 群組 2 5 0 第一輪子 2 5 2 第二輪子 2 5 4 輪子 2 7 0 表面 3 0 0 人類運輸裝置 3 0 2 平台 3 0 4 人類使用者 3 0 6 基座單元 3 0 8 控制單元 3 1 0 群組 3 1 2 輪子 3 1 4 輪子 3 1 6 搖桿 3 1 8 重心 3 2 0 中心點 4 0 0 重心 4 0 2 橫向軸線 4 0 4 表面接觸輪子 4 0 8 群組 5 0 0 群組 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 425282 A7 B7 五、發明說明（/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 0 2 輪子 5 0 6 前方邊緣 5 0 8 樓梯 5 10 接觸點 5 12 頂部邊緣 5 14 接觸點 6 0 2 標準模式 6 0 4 平衡模式 6 0 6 樓梯模式 6 0 8 增強模式 6 2 0 箭頭 6 2 1 箭頭 6 2 2 箭頭 6 2 3 箭頭 7 0 0 運輸裝置 7 0 2 平台 7 0 4 重心 7 0 6 控制單元 7 0 8 橫向軸線 7 10 橫向軸線 7 1 2 前輪 7 14 後輪 7 16 群組 7 18 中心點 12 I —111 --------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4252 ^2 A7 B7 五、發明說明 (Π) 7 2 0 平台支承器 7 2 2 上方部分 7 2 4 下方部分 7 2 6 樞轉點 7 2 8 樞轉點 7 3 0 樞轉點 7 4 0 縱向軸線 齩佳啻施例詳細說明 本發明之觀點係相關於人類運輸裝置之操作的不同控 制模式。每一種模式係容許不同類型的控制。在某些實施 例中，某些模式是非常容易受到使用者輸入指令的影響’ 而其他的模式則可能會完全忽略使用者輸入指令，用以將 運輸裝置以及使用者保持在一種直立且穩定的位置之中。 第二A圖係顯示了實現本發明觀點之運輸裝置2 0 〇 的一個示例。必須注意的是，本發明之不同觀點將相關於 不同的運輸裝置來加以描述，然而，在本文中所教導之內 容並未受限實施於人類運輸裝置。舉例來說，不同的控制 模式係可以被運用至與第二A圖中所顯示之運輸裝置2 〇 0不同的運輸裝置之中。另外，容許在不同模式間進行平 順轉換的系統與方法係可以被運用至其他的裝置中。 運輸裝置2 0 0係可以包括有一個適用於支承一個人 類使用者（在圖示中並未顯示出來）的平台2 0 2。該平 台2 0 2係可以爲一種類似座椅的平台而能夠讓使用者坐 在上面，例如是在第二A圖中所顯示者。然而，如同將在 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員1消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 五、發明說明（jL) 下文中予以描述者，該平台2 0 2並不需要是一種類似座 椅的平台，而是可以爲任何能夠支承一人類使用者之任意 類型平台。舉例來說，平台係可以是一種能夠讓使用者站 在其上的平台。 該運輸裝置2 0 0亦可以包括有一個相似於座椅扶手 的臂部2 0 4。該臂部係可以提供一個能夠讓使用者屈身 抵靠或者是能夠支承使用者的地方。該臂部2 0 4係可以 包括有一個使用者介面2 0 6 ’例如是搖桿’而能夠接收 來自使用者之方向性指令輸入。其他類型之使用者介面係 可以包括有（但非限制於）一個滾輪球、一個觸摸板、一 個呼吸感應輸入裝置、一個被連結至使用者或是使用者所 穿著之衣服上的位置報導感應器、一個聲音辨識系統、或 是按鈕控制器。使用者介面2 0 6係可以將這些輸入指令 轉達至運輸裝置2 0 0的控制單元2 4 0，用以導致運輸 裝置2 0 0產生在一所希求方向上的移動。使用者介面2 0 6亦可以影響移動速度。 運輸裝置2 0 0亦可以包括有地面接觸元件2 0 8與 2 1 0。如同在第二A圖中所顯示者，該等地面接觸元件 2 0 8與2 1 0係爲輪子。然而，應當注意到的是，地面 接觸元件2 0 8與2 1 0並未受限於輪子。舉例來說，該 等地面接觸兀件係可以爲一種萬向輪、一種堅硬元件（例 如是顯示在美國專利第5，7 9 1，4 2 5號之第二十二 圖至第二十四圖中的弓形構件）、輪胎、或是其他能夠移 動的機構。具有這些以及其他類型之地面接觸元件的人類 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇x297公釐） ---I I I I I I --- I I I I I I 訂· I I I I I ! 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 B7 五、發明說明) 運輸裝置將在下文中予以討論。 在包含有輪子2 0 8與2 1 0的實施例中，該等輪子 係會接觸表面並且提供在該表面上的移動。該等輪子2 0 8與2 1 0係可以藉由一個馬達（在圖示中並未顯示出來 )來進行驅動。另外，每一個輪子2 0 8與2 1 0在該運 輸裝置的相對側邊係具有同軸鏡射的輪子（在圖示中並未 顯示出來），用以提供四個輪子來接觸其所將要橫越的表 面。 該等輪子2 0 8與2 1 0係可以被附接至一個可移動 臂部2 1 2 (或是群組cluster)上。在本文中所稱之可移 動臂部及群組係指一種能夠爲地面接觸元件所附接之組件 。另外，群組有時候係指包括有地面接觸元件並將其連接 在一起的整個組件，此係取決於其不同的背景而定。群組 2 1 2係可以爲一個堅硬元件，或者可以是一個能夠繞著 不同軸線來進行摺疊的元件。舉例來說，現在請參照第二 B圖，其中所顯示的群組2 1 4係具有一個第一部分2 1 6以及一個第二部分2 1 8，該第一部分2 1 6以及該第 二部分2 1 8係能夠在一個樞軸點2 2 0處經由一種樞轉 方式而被彼此附接在一起。該群組2 1 4係可以包括有兩 個輪子2 2 2與2 2 4。這兩個輪子2 2 2、2 2 4係可 以分別在接觸點2 2 6與2 2 8處接觸該表面。介於該接 觸點2 2 6與該接觸點2 2 8間的距離係界定了此一實施 例中之運輸裝置的軌跡長度1，這是因爲該群組係位於一個 水平平面上（當然，如果群組係處於傾斜狀況之下，軌跡 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---II-------t--------訂----I---線 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4252 R2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（丨¥) 長度將相等於此長度映射在水平平面上的長度L)。軌跡 長度1在此一實施例中係爲可變者’此係由於介於該群組 214之該第一部分216與該第二部分218間的樞軸 點2 2 0所致。當介於該群組2 1 4之該第一部分2 1 6 與該群組2 1 4之該第二部分2 1 8間的角度Θ c大略爲 1 8 0度時，軌跡長度1係具有一最大値。 在一個實施例中，群組之軌跡長度係可以被縮短’以 使得介於群組214之該第一部分216與該第二部分2 1 8間的角度Θ c能夠變得相當的小。這種實施例的一個 示例係被顯示於第二C圖中。在這一個實施例中，輪子2 2 2與2 2 4的周邊係可以重疊。當然’在這一個實施例 中，該等輪子2 2 2、2 2 4係可以沿著z軸而彼此偏移 ，以使得該等輪子2 2 2與2 2 4不會彼此接觸並且不會 限制輪子的旋轉。 再一次參照第二Λ圖，群組2 1 2係可以藉由—個平 台支承器2 3 0而被附接至該平台2 〇 2上。該平台支承 器2 3 〇係可以包括有一個上方部分2 3 2以及一個下方 部分2 3 4 (該平台支承器2 3 0亦可以爲一個單一兀件 )° 在一個實施例中，該平台支承器2 3 〇的下方部分2 3 4係可以經由一種樞轉方式被附接至該群組2 1 2。爲 了調整介於該群組2 1 4與該平台2 0 2之底部之間的咼 度Η，該平台支承器2 3 0的下方部分2 3 4係可以繞著 一個群組連接樞軸點2 3 6而旋轉至一個更加垂直的定向 16 本紙張尺度g丨辟（CNS)Am格（210 X 297公釐) -------------裝 i _ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 425282 A7 B7 五、發明說明（$) 中。另外’當該下方部分2 3 4係旋轉朝向垂直方向之時 ’該上方部分2 3 2亦可以繞著支承器樞轉點2 3 8而進 行旋轉’用以達到一個更大的平台高度。 在想要將該平台2 0 2降低之時，該下方部分2 3 4 係被帶至〜個接近於該群組2 1 2之處。另外，該上方部 分2 3 2係可以被帶至一個接近於該下方部分2 3 4及該 群組212—者之處。 運輸裝置2 0 0亦可以包括有一個控制單元2 4 0 ( 或是電子設備箱）。一般來說，該控制單元240係將指 令提供予被包含在該運輸裝置2 0 0中以使該運輸裝置2 0 0作動的不同馬達處。該控制單元2 4 0係可以包括有 不同的感應器，例如是傾斜感應器、速度感應器、加速度 感應器 '位置報導感應器等等。在一個實施例中，該控制 單元2 4 0係可以調整該等輪子2 0 8與2 1 0的位置以 及群組2 1 2的角度定向，用以使該運輸裝置2 0 0能夠 穩定。另外，該控制單元2 4 0係可以致使該群組2 1 2 與該等輪子2 0 8及2 1 0進行旋轉，用以回應從該使用 者介面2 0 6處所接收到的輸入指令。在一個實施例中， 該控制單元2 4 0係可以基於不同感應器輸入値來調整群 組2 1 2相對於該平台2 0 2的角度，以使得一條通過該 群組2 1 2以及該等輪子2 0 8與2 1 0之輪軸的軸線2 4 2能夠大致上平行於將橫越通過的表面，而在同時能夠 將該平台2 0 2保持在一直立位置之中。此一類型之定向 在運輸裝置2 0 0於一種標準或增強模式中操作之時係爲 17 ¥紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁> 衰-------1訂· —-------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4252 82 A7 B7 五、發明說明（fi) 較偏好者。不同的模式（例如是標準模式以及增強模式） 將在下文中予以更詳細地描述。 第二D圖係顯示了另一種用於人類運輸裝置2 0 0之 群組2 4 8的實施例。在這一個實施例中，該群組2 4 8 係包括有一個第一輪子2 5 0，此第一輪子2 5 0係可以 藉由一個馬達（在圖不中並未顯示出來）來加以驅動。驅 動該馬達之指令係可以從該控制單元2 4 0 (參見第二A 圖）處所接收。該群組2 4 8亦可以包括有一個第二輪子 2 5 2，此第二輪子2 5 2並非藉由一馬達所驅動者。舉 例來說，該第二輪子2 5 2係可以爲一種萬向輪類型的輪 子，其係被固定地附接至該群組2 4 8之上。雖然先前的 圖示係參照由左至右爲前進的方向來加以描述，應當了解 的是，第二D圖中的群組2 4 8係可以被定向於任何方向 之中。這也就是說，機動化的第一輪子2 5 0係可以爲前 輪，或者第二輪子2 5 2係可以爲前輪。 第二E圖係顯示了運輸裝置2 0 〇的一個示例，其係 包括有一個非機動化的輪子2 5 4，而此輪子2 5 4係被 固定地附接至該運輸裝置2 0 0的控制單元2 4 0。在這 一個實施例中，該群組2 1 2係可以在一操作模式中進行 旋轉，以使得後方的輪子2 0 8能夠維持與表面相接觸’ 並且使前方的輪子2 1 0不會接觸至該表面。假設在沒有 穩定化發生的情況下，由於群組2 1 2旋轉所導致之扭矩 係可以致使運送裝置2 0 0向前傾倒’直到非機動化的輪 子2 5 4接觸至該表面爲止。此一操作模式在運送裝置2 18 ΐ紙張尺度柳_ ® ®家辟（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^--------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7__ 五、發明說明（丨1 ) 0 0***作於一光滑平坦表面上之時係爲較偏好者。而其 優點係來自於：在此一定向之中，僅有後方輪子2 0 8需 要由一馬達來驅動，並因此運送裝置2 0 0所消耗的能量 係得以降低。 如果該群組212係進行旋轉而使得兩個被附接至該 群組的輪子2 0 8與2 1 0能夠接觸至該表面，則非機動 化的輪子2 5 4係可以從該表面處升高，並且運送裝置係 可以變成一種四輪驅動的裝置。這種構型之運送裝置2 0 0的一個示例係被顯示於第二F圖之中。在第二F圖之中 ，輪子2 1 0與2 0 8係與表面2 7 0相接觸。非機動化 的輪子2 5 4係從該表面2 7 0處向上升高。在這一個實 施例中，該群組2 1 2與該平台2 0 2係爲大致上平行於 該表面2 7 0者。先前的討論係已詳細說明了人類運送裝 置2 0 0的不同實施例。應當注意到的是，該等輪子2 0 8與2 1 0係可以爲機動化的輪子，而每一個輪子係爲由 個別馬達所驅動者。然而，該等輪子2 0 8與2 1 0係可 以藉由一個單一馬達來加以驅動。另外，該等輪子中僅有 一個輪子係被一馬達所驅動。此外，運送裝置2 0 0係僅 由側視圖來加以顯示。應當了解的是，在側視圖中所顯示 之構件係能夠以鏡射方式對應至該運送裝置2 0 0的另一 側。舉例來說，運送裝置2 0 0在其每一側係可以分別包 括有一個群組。在一個實施例中，群組係可以被靜止地彼 此連結在一起，已使其能夠如同一個單一元件般地移動。 然而，在本發明之範圍之中，群組係可以進行旋轉或者是 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210x297公釐) ---— — — — —--------I I I I ^ «— — — — — I— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 ' A7 ________B7 五、發明說明af) 平移，以使得每一個群組能夠彼此獨立地作動。應當更進 一步地注意到的是，本發明並未受限於上述運輸裝置之中 。舉例來說，在本文中所包含教導的一部份或是全部係可 以施行於例如是直昇機、飛機、汽車、越野交通工具、機 動化自行車、以及摩托車等等運輸裝置之中。能夠實現本 發明之教導的其他類型運輸裝置係被顯示於第三圖中。 第三圖係顯示了一種能夠讓使用者站在其上之人類蓮 輸裝置3 0 0。該運輸裝置3 0 0係可以包括有一個適合 將人類使用者3 0 4支承於一站立位置之平台3 0 2。：& 一個實施例中，運輸裝置3 0 0的運動係可以藉由抵靠在 該平台3 0 2上的人類使用者3 0 4而控制在一個所希求 之運動方向上。在這一個實施例中，該平台3 0 2係能夠 經由一種樞轉方式被附接至一個基座單元3 0 6。該基座 單元3 0 6係可以包括有一個控制單元3 0 8，而此控制 單元3 0 8係控制了運輸裝置3 0 0之運動以及穩定狀況 。該基座單兀3 0 6亦可以包括有一個群組3 1 0，而此 群組係包括有例如是輪子312與314之地面接觸元件 。人類運輸裝置亦可以包括有一個例如是搖桿3 1 6之第 二使用者輸入裝置’用以接收來自於使用者所希求之運動 指令。如同在第三圖中所顯示者，人類運輸裝置3 〇 〇係 包括有一個平台3 0 2以及一個搖桿3 1 6。 更特別的是’該平台3 0 2或是該搖桿3 1 6係提供 了對於控制單元3 0 8之輸入，以容許使用者能夠指揮該 運輸裝置3 0 0的運動。該控制單元3 0 8係會回應使用 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSXA4規格（210 X 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * I-----—訂--I------線 425282 A7 B7 五、發明說明（丨t) 者之輸入’而致使輪子（3 1 2與3 1 4 )中的一個或二 者以及該群組3 1 0進行旋轉。另外’該控制單元3 〇 8 係可以調整（有時候是獨立於使用者之輸入）該群組31 0之位置以及/或者輪子3 1 2與3 1 4之位置’用以將 重心3 1 8垂直地保持在該運輸裝置3 0 0的軌跡之上。 如同在第三圖中所顯示者’該重心3 1 8係被垂直地安置 於該群組310上方而介於該等輪子312與314之軸 線之間。在一個實施例中’該控制單元3 0 8係將該重心 3 1 8維持在該群組3 1 0的一個中心點3 2 0上方。當 該重心3 1 8係位於群組3 1 0之該中心點3 2 0上方之 時，該運輸裝置3 0 0係能夠非常的穩定。 爲了方便起見，以下敘述部分將指向一種已知之重心 位置。然而，重心位置在某些情況中係可能爲估計位置。 用於估算重心之系統與方法將在下文中予以討論。此外’ 應當注意到的是，雖然所討論之重心係爲一參考量’在本 文中之教導並非受限於此，並且係僅需要考慮到運輸裝置 的其他特徵，以便能夠有效地使運輸裝置穩定下來。舉例 來說，一種間距率（pitch rate，將在下文中予以討論）之 考量係可以取代估算重心位置之需求。 第四圖係顯示了在第二圖中所示之運輸裝置2 0 0的 一種簡化版本。在這一個示例之中，運輸裝置係***作於 一所謂的〜平衡模式"之中（像是第二圖至第三圖示例之 其他實施例亦可以***作於一平衡模式之中）。在平衡模 式之中（當運輸裝置靜止之時），該控制單元係會基於不 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) 裝'--- 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4252 82 κι -----Β7_______ 五、發明說明（〆>) 同的輸入來嘗試將重心4 〇 〇保持在通過表面接觸輪子4 0 4的橫向軸線4 〇 2之上。在此一模式之中，大致上所 有的穩定狀況係藉由使該表面接觸輪子4 0 4旋轉而實現 ’用以使重心4 0 〇能夠垂直地安置在該表面接觸輪子4 0 4之橫向軸線4 〇 2之上。就此方面而論，群組4 0 8 係可以被保持在一個相對於平台2 0 2底部之固定位置之 中。在第四圖所顯示之實施例中，該群組4 0 8係被保持 在一個大致上垂直的位置之中（該群組亦可以被保持在其 他相對的角度下）。 再一次地，在平衡模式中之運輸裝置2 0 0係藉由控 制該平台2 0 2之位置來進行操作，以使得重心4 〇 〇倉g 夠垂直地安置在該表面接觸輪子4 0 4之橫向軸線4 0 2 上方的某位置處。爲了容許運輸裝置能夠進行運動，重心 4 0 0係可以稍微地被移至該表面接觸輪子4 0 4之橫向 軸線402的前方或後方，以使得該裝置能夠開始在 FORE/AFT'方向上進行受控制的下降。當重心4 0 〇係相 對於該橫向軸線4 0 2而位移之時，該表面接觸輪子4 0 4係被驅動，用以將該重心4 0 0保持在一個與該橫向軸 線4 0 2相較之下爲相當接近但仍爲偏斜之位置中。以此 方式，該裝置並不會翻倒。用於第四圖中所顯示之運輸裝 置的平衡模式係被揭示於美國專利第5，7 0 1，9 6 5 號中。在這一個用於平衡模式的實施例中，該群組4 0 6 係被鎖定於適切位置之中，並且不會進行旋轉，而有助於 使運輸裝置穩定。因此，在這一個實施例中，平衡模式係 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 敦--- 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 B7 五、發明說明（yl) 可以大體上被認爲是一種Μ堇用輪子"來使一人類運輸裝 置達成動態穩定的方式。 在某些狀況中係需要一種能夠上下樓梯、而僅需要很 少或甚至不需要使用者輔助或是任何其他外來幫助的人類 運輸裝置。因此，某些人類運輸裝置係發展出一種能夠爬 上樓梯並且能夠在一種所謂的"樓梯（stair) 〃模式或是 "抵靠（lean) 〃模式中操作的能力。這類裝置的示例係 被顯示在美國專利第5，7 0 1，9 6 5號以及美國專利 第5, 791，425號之中。樓梯模式係可以包括使輪 子 >從動於〃群組。這也就是說，輪子僅能夠爲了容許群 組旋轉但非作爲一種移動方式來進行移動。 第五Α圖以及第五Β圖係顯示了操作在一樓梯模式中 之人類運輸裝置的相對定向的兩個示例。當該裝置操作於 樓梯模式中之時，該群組5 0 0係可以被旋轉，以使得重 心能夠在一個後輪軸或是前輪軸上方，此係取決將橫越之 樓梯方向而定（亦即上樓梯或是下樓梯）。當輪子502 接觸一個樓梯5 0 8的前方邊綠5 0 6之時，該輪子係被 保持成抵住樓梯。當重心被移動朝向接觸點5 1 4之時， 該群組5 0 0係可以開始向上旋轉，如同在第五b圖中所 顯不者。當該群組5 0 0進行旋轉之時，從動輪子5 〇 2 係可以相應於該群組之旋轉而相關於該群組5 〇 〇來進行 旋轉，以使得在輪子上相同的點係能夠在接觸點5 i 〇處 維持與樓梯相接觸。如果輪子5 〇 2係被容許能夠進行移 動，則群組之旋轉係會致使該輪子5 2移動離開該階梯 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装-- -----—訂·--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 _____B7__ 五、發明說明（VI) ’並且會導致蓮輸裝置翻倒。 該群組5 〇 〇係會旋轉（在此一示例中係爲在順時針 方向上）’直到第二輪子504係於接觸點514處接觸 至該樓梯5 0 8之頂部邊緣5 1 2爲止。此一過程係會重 複進行’直到運輸裝置到達樓梯的頂部爲止。在另一個實 施例中’在運輸裝置係橫越路邊的情況下，所敘述之過程 僅需要進行一次。 上述之系統係使用群組或輪子來有效地維持該裝置之 平衡。然而，吾人係已發現到的是在某些狀況下，利用群 組以及輪子二者來將重心保持在一個使用者不會翻倒的位 置中係爲吾人更想要的。舉例來說，當橫越一個崎嶇不平 的表面之時，使輪子與群組同時旋轉來將平台保持在一個 直立位置中係爲吾人所需求者。 因此’本發明某些實施例的觀點係指一種新式運輸控 制模式。此一新式模式在本文中係指一種增強模式。在一 個實施例中，運輸裝置之操作與穩定的增強控制係藉由控 制運輸裝置之輪子與群組二者來進行，以使得重心座落在 (或是非常接近於）運輸裝置之軌跡上方的一個位置處（ 或是其他符合的量測，例如是將運輸裝置之架構間距（ frame pitch)或架構間距之功能保持在參數之一定範圍之中 )0 第六圖係爲一個方塊圖，其係詳細說明了一種人類運 輸裝置之可能操作模式。在一個實施例中，人類運輸裝置 係可以包括有一個標準模式6 0 2、一個平衡模式6 0 4 24 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐〉 -I— II--J I I I--— —It· — — — !--1 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 425282 A7 ________B7_____—__ 五、發明說明（4) 、以及一個樓梯模式6 0 6。根據本發明實施例之觀點， 運輸裝置亦可以包括有一種增強模式6 0 8。這些不同的 控制模式係藉由控制單元中的軟體及硬體所使用，用以提 供用於該裝置之移動。每一種模式係會致使人類運輸裝置 根據不同參數來進行操作。應當注意到的是，人類運輸裝 置係可以包括有其他的操作參數。舉例來說，一個人類運 輸裝置係可以包括有一種用於在諸模式間轉換的模式，以 及一種處理系統故障的模式。 在本文中所討論的控制模式其相關的軟體與硬體係可 以被包括在一個控制單元之中，例如是在上文中參照第三 圖所描述的控制單元。然而，軟體與硬體的不同部分係可 以被利用在除了控制單元外的位置處。舉例來說，不同的 感應器係可以座落在平台、群組、輪子、或是其他所希求 或必須的位置之上，用以有效地控制人類運輸裝置的操作 0 平衡模式6 0 4以及樓梯模式6 0 6係已於上文中討 論，並且爲了作爲示例之目的，第六圖之實施例係可以被 假設爲根據以上敘述來進行操作者。然而，應當注意到的 是，平衡模式6 0 4以及樓梯模式6 0 6之不同變化樣式 係可以存在著，並且係可以完全地整合至一個在本文中所 提供之不同控制方案下操作的運輸裝置之中。 標準模式（如同在本文中所使用之名稱）係指一種不 發生有動態穩定狀況的操作模式。在標準模式中，群組以 及平台係維持在一種彼此相互固定的關係之中。舉例來說 25 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ---I---訂---------線 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（w) ，如果一個使用者係將一個具有類似樓梯平台（參見第二 圖）的人類運輸裝置操作於一標準模式之中，控制該平台 相對於該群組之角度的馬達係被保持在一個恆定位置之處 。如果運輸裝置係向上越過一個傾斜面，則平台係會向後 傾斜。然而，如果該傾斜面係變得過於陡峭，則系統的重 心係會落在一個超出運輸裝置之軌跡外的位置處，並且係 可能導致運輸裝置向後翻倒。 在標準模式中，使用者係能夠對於運輸裝置之運動進 行完整的控制。這就是說，控制單元對於使用者輸入裝置 是非常敏感的。在一個實施例中，此係藉由將高增益係數 (將在下文中予以討論）運用至從使用者輸入裝置所接收 到的輸入値所達成。使用者輸入裝置係可以爲一個搖桿或 是其他由使用者所致動之適當輸入裝置。另外，運輸裝置 係可以包括有一個可以傾斜的平台來作爲一個使用者輸入 裝置。 根據特定的實施例，標準模式係可以包括有兩個子模 式。第一個子模式係可以在一個例如是第二E圖所顯示之 系統中施行。在這一個子模式中，非機動化的輪子2 5 4 係可以被固定地附接至該運輸裝置2 0 0之控制單元2 4 0。該群組2 1 2係可以繞著一個旋轉點2 1 3進行旋轉 ，至少直到該裝置被向前傾斜而使得非機動化的輪子2 5 4接觸到表面爲止。在此模式之中，電力係被供應至一個 用於驅動後輪2 0 8之馬達，用以提供相應於使用者指令 的運動。以此方式，電力係得以節省，此係因爲任何被附 26 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） ------------I------- 訂---------線 t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 ______B7_____ 五、發明說明（^) 接至該群組2 1 2之前方驅動輪子（亦即輪子2 1 0)的 馬達係可以被降低電力。爲此理由’當具有一有限電源供 應（亦即可充電電池）之運輸裝置2 0 0將進行操作一段 延長時間之時，一般的標準模式以及特別的子模式是特別 引人注意的。另外，在此模式之下，能夠藉由運輸裝置所 提供之任何類型的穩定狀況係可以被停止，用以節省電力 。同樣地，由於非機動化的輪子（其係可以爲萬向輪並具 有高度的機動性），在此模式下之旋轉半徑係可以爲最小 。另外，每一個被連接至群組2 1 2相對側邊上的輪子係 可以包括其自身的輪子馬達。藉由將一個差動信號運用至 每一個相對的輪子，運輸裝置2 0 0係能夠在一個圓圈中 旋轉。此係可以藉由將一個正向扭矩提供至一個輪子、並 且將一個負向扭矩提供至另一個輪子所達成。 標準模式的另一個子模式係包括有一種模式：群組係 會旋轉而使得四個輪子能夠接觸到表面，並且非機動化的 輪子係被保持離開該表面，如同在第二F圖中所顯示者。 在此一子模式之中，裝置2 0 〇係能夠如同四輪驅動的運 輸裝置般地作用。然而，較佳的情況是，輪子在此模式中 並不會回應使用者輸入指令，因此，使用者並不會把標準 模式之此一子模式與下文中將討論的增強模式弄混淆。 如同在上文中所討論者，標準模式係可以將平台保持 在一種對於群組而爲大致上恆定角度的關係之中。在這樣 的情況之下，在施行標準模式的子模式期間，使群組能夠 相對於平台來進行定位的馬達係可以被停止作用。 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（210 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·!—訂----- I 線 I . 425282 A7 B7 五、發明說明（yi) (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 回到第六圖，使用者係可以藉由選擇在一使用者介面 上呈現予使用者之功能選項而能夠從一個模式轉換至另一 個模式。使用者介面係可以被設置在例如是一個被包括在 平台2 0 2上的臂部204之上（參見第二A圖）。或者 ，模式轉換係可以自動地實行。舉例來說，如果電力供應 過低，運輸裝置係可以從平衡模式自動地轉換至標準模式 ，以便能夠節省電力或是確保安全。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 運輸裝置係可以從不同模式轉換至其他模式。舉例來 說，運輸裝置係可以從標準模式6 0 2轉換至平衡模式6 0 4，並且能夠從平衡模式6 0 4回到標準模式6 0 2， 如同箭頭6 2 0所標示者。運輸裝置亦可以從平衡模式6 0 4轉換至階梯模式6 0 6，並且能夠從階梯模式6 0 6 回到平衡模式6 0 4，如同箭頭6 2 1所標示者。另外， 運輸裝置亦可以從標準模式6 0 2轉換至階梯模式6 0 6 ，並且能夠從階梯模式6 0 6回到標準模式6 0 2，如同 箭頭6 2 2所標示者。當使用者從使用者輸入裝置處進行 模式轉換的選擇之時，運輸裝置係可以從標準模式6 0 2 、平衡模式6 0 4、或是階梯模式6 0 6中的任一種模式 進入增強模式6 0 8或者離開增強模式6 0 8，如同箭頭 6 2 3所標示者。增強模式（此將於下文中予以說明）係 較運輸裝置之任何其他模式更能夠動態穩定。就此而論， 如果控制單元裁定運輸裝置在目前操作模式中係已變得不 穩定的話，運輸裝置係可以自動地進入至增強模式。 根據某些實施例，當群組處於大致上垂直定向中之時 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 4252 82 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（y"j) ，自動地進入至增強模式係可以被避免。離開增強模式係 可以在幾乎是任何時間進行，除非運輸裝置目前定向的某 些參數係會使得運輸裝置在模式改變時變得不穩定。 亦如同將在下文中討論的內容，增強模式係可以包括 有複數個能夠自動切換的子模式。另外，增強模式係能夠 以一種平順、有效的方式切換於子模式之間，這是由於下 文中所述之控制切換與增益調度系統所致。 第七A圖係顯示了一個運輸裝置7 0 0之簡化側視圖 ，該運輸裝置7 0 0係可以在一種增強模式中進行操作。 必須注意的是，運輸裝置7 0 0係僅被給定作爲一個示例 ，而非用來將增強模式操作的應用限制在本文中所述的內 容。 運輸裝置7 0 0係可以包括有一個平台7 0 2。如同 在上文中已然討論者，此一平台7 0 2係可以爲一種座椅 類型的平台（如同在第二A圖中所顯示者）或是一種能夠 讓使用者站在其上的平台（如同在第三圖中所顯示者）。 然而’在增強模式中對於運輸裝置之相對角度的描述係能 夠同等地運用至構型或其他構型。爲了在下文中進行討論 之目的’任何角度係被量測於第七A圖中，而一個藉由一 指向順時針方向之箭頭所標示的角度被給定爲正値，並且 一個藉由一指向逆時針方向之箭頭所標示的角度被給定爲 負値。舉例來說，以（群組相對於重力的位置）所顯示 的角度係爲一個正角度’並且以θ3所標示的角度係爲一個 負角度。 29 本紙張尺度細中國國家標準（CNS)A4規格⑵G x 297公髮） (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 装----— II訂---------線 ！ 4252 82 A7 B7 五、發明說明d) 重心7 0 4係標示整個系統的重心。此系統係包括有 運輸裝置7 0 0、使用者（並未顯示於圖示之中）、以及 其他使用者能夠攜帶的裝載物（亦未於圖示中顯示出來） 。同樣地，應當被注意到的是，重心係僅被給定作爲運輸 裝置中諸參數的一個示例，其係能夠被估算以及/或者檢 查以決定運輸裝置的穩定性。 由控制單元7 0 6所提供的控制信號係嘗試將重心7 0 4保持在運輸裝置7 0 0的軌跡上方。同樣地，該裝置 之軌跡係可以被界定爲存在於群組之端點之間，並且在較 佳的情況下係存在於前輪712與後輪714之橫向軸線 7 0 8與7 1 0之間。這些輪子係可以被附接至該群組7 1 6並作爲該群組的一部份。在一個實施例中，重心係維 持座落在該群組716於增強模式中的一個中心點718 上。 平台7 0 2係可以藉由一個平台支承器7 2 0來加以 支承。在本文中所使用之平台高度（Η)係指平台7 0 2 之底部與平台支承器7 2 0連接至群組7 1 6之位置處間 的距離。 藉由改變平台支承器7 2 0之上方部分7 2 2與下方 部分7 2 4間的角度Θη，平台高度Η係可以進行調整。一 個馬達係可以被包括在該上方部分7 2 2與該下方部分7 2 4以樞轉方式連接的樞轉點7 2 8處。根據平台高度之 指令，此一馬達係可以致使介於上方部分7 2 2與下方部 分7 2 4間的角度〜產生增加或減少。相當有利的是，此 30 本紙ί長尺度適用中國國家標準（CNS)A4^格（210 X 297公爱) " (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 裝！ Ϊ! — 訂---I--!·線 ！ 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 ___B7_ 五、發明說明（/[) 係容許使用者能夠上升至（或是非常接近）一個站立者之 眼睛高度處。在一個實施例中，平台7 0 2以及上方部分 7 2 2亦可以包括有一個馬達，此馬達係能夠設定一個角 度，以使得平台7 0 2的底部能夠維持大致上水平，而 不管上方部分7 2 2處於何種定向。 在其他的實施例中，如同在第九圖至第十一圖中所顯 示者以及在美國專利第5，7 9 1，4 2 5號中所討論者 (此專利案係在此合倂作爲本案之參考），平台支承器7 0 2係可以爲一個具有上方部分及下方部分的鉸接式臂部 ，其係能夠相對於彼此以及平台來進行調整。這種調整動 作係可以藉由座落在接觸樞轉點7 2 6、7 2 8、以及7 30(下方部分724係於此處被樞轉地連接至該群組7 1 6 )處的機動化驅動裝置所達成。機動化的驅動裝置係 可以彼此連接（例如是藉由皮帶），以使得在一個被連接 於上方部分及下方部分間之樞轉點7 2 8處的馬達中的位 置改變能夠致使在平台7 0 2與上方部分7 2 2間角度0s 產生相應改變，而使得平台7 0 2的底部能夠維持大致上 的水平。 平台高度對於人類運輸裝置7 0 0之操作而言爲相當 重要的原因係爲至少雙倍者。首先，平台高度Η係可以被 使用來估算整個系統的重心7 0 4。另外，平台高度係能 夠影響重心相對於重力（g )所界定的垂直軸線來進行移 動會有多迅速。如果座椅係爲較高者，重心係可以相應於 一種擾亂狀況而以較慢速度進行移動。因此，平台高度係 31 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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42b2 8 Z A7 ___B7___ 五、發明說明qo) 可以爲一種在控制運輸裝置之動態平衡狀況時所考慮的變 數。舉例來說，平台高度係可以爲一個輸入値，而此輸入 値係會影響被利用來控制運輸裝置並使其穩定的特定增益 係數（將在下文中予以討論）的大小。 重心7 0 4從通過群組7 1 6之垂直軸線處所偏移的 量在本文中係指 >架構間距（frame pitch) 〃，並且係於第 七A圖中以θτ來標示。此架構間距係可以爲一基於角度偏 移之&旋轉（rotational) 〃間距。如同在圖示中所顯示者 ，垂直軸線係會通過群組7 1 6之中心點7 1 8。然而， 應當注意到的是，在增強模式中，垂直軸線係可以通過群 組之中被安置於通過後輪714或前輪712之橫向軸線 間的任何部分（亦即軌跡）。在希望該軸線通過群組7 1 6之一部份而不會通過中心點7 1 8的情況下，在下文中 所討論之穩定控制程序係可以加以改變而將通過群組7 1 6之垂直軸線與群組了16之中心點718間的距離列入 考慮之中。 必須注意到的是，將重心7 0 4安置在群組7 1 6之 中心點718上方的控制目的並無法被運用至運輸裝置之 其他操作模式。舉例來說，在平衡模式之中，控制目的係 用來將重心7 0 4保持在一種適當關係之中而通過群組7 1 6的一個輪子之橫向軸線上方。 如同在上文中所討論者，重心7 0 4之位置係可以取 決於一種依據平台高度的近似狀況。重心7 0 4之位置亦 可以根據平台相對於重力所移動之速率來加以決定。此一 32 $紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐_) * J -------I^.!·! — ·^---1!!線 (請先閱讀背面之注i項再填寫本頁) 425282 A7 B7 五、發明說明) 速率在本文中係指間距速率（pitch rate)。舉例來說，被 安置在運輸裝置7 0 0上之運動感應器（在圖示中並未顯 示出來）係可以感應到系統以一高速率向前移動。此一運 動係會使重心7 0 4移開（在某些狀況下），以使得重心 7 0 4安置在運輸裝置7 〇 〇的軌跡之外。因此，裝置之 軌跡必須要相對於表面而在間距速率的方向上移動，以使 得軌跡能夠仍然維持在重心7 〇 4的下方。 第七A圖亦顯示了一個控制單元7 0 6。控制單元7 0 6之操作將在下文中予以討論。控制單元7 〇 6係可以 包括有不同的運動感應器’此等運動感應器係用來決定例 如是系統之間距速率。該等感應器並未受限於任何特殊類 型的感應器，並且係可以爲例如是一個加速度計、一個位 置感應器、一個高度感應器等等。能夠讓人輕易了解到的 是，間距速率係可以藉由使得所量測或估算的框架間距0 1 針對時間進行微分，而依據經驗來加以決定。控制單元7 0 6亦可以包括有不同的硬體及軟體，而得以控制附接至 輪子712與714上的馬達以及被附接至群組716上 的馬達。另外，控制單元7 0 6亦可以包括有不同的控制 迴圈（將在下文中予以討論），而得以使運輸裝置7 0 0 穩定。 在一個實施例中，控制單元7 0 6係可以使群組7 1 6以一種樞轉方式附接於其上。因此’在群組7 1 6相對 於垂直線之角定向上的改變並無法完成控制單元7 0 6之 定向上的相同改變。控制單元7 0 6之頂部偏離水平線的 33 本紙張尺度適用1ί1國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注t事項再填寫本頁) 裝---I---—訂!!線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 425282 A7 ------B7_ 五、發明說明qi) 角度（以控制器角度來標示）以及群組7 1 6偏離垂直 線的角度（’其係代表相對於重力之群組部分）間的差 別在本文中係指相對群組位置，並且係以角度0。來加以標 示。角度0 4系表示控制單元7 0 6之頂部相對於重心7 0 4之角定向。 同樣地’增強模式之一般目的係嘗試將重心7 0 4安 置在一個落在運輸裝置7 0 0之軌跡內的位置處。在某些 實施例中，增強模式係嘗試將重心7 0 4安置在群組7 1 6的中心點7 1 8之上。此一實施例係可以被認爲是穩定 的’其係嘗試將運輸裝置7 0 0的四個輪子置放在地面上 ’而使得重心座落在群組7 1 6之中心點7 1 8的垂直上 方。當此一狀況發生時，運輸裝置係處於一個大致上穩定 的位置之中。另外，較佳的情況係爲將平台7 0 2的底部 保持成大致上平行於水平線。如果平台7 0 2的底部係大 致上平行於水平線，使用者係可以感到更加地穩定，並且 使用者係從而得以更加舒適。 群組7 1 6的一個縱向軸線7 4 0在圖示中係被顯示 從水平線處偏移一角度。然而，平台7 0 2的底部係維持 大致上平行於水平線。此一狀況係會發生在例如是運輸裝 置7 0 0橫越一傾斜平面之時。爲了將重心7 0 4保持在 運輸裝置7 0 0的軌跡內，介於群組7 1 6以及下方部分 7 2 4間的角度必須被縮減。此一角度縮減係可以藉由一 個被連接至樞軸點7 3 0之馬達來加以實現，此一馬達係 使群組7 1 6在逆時針方向上旋轉，並且迫使該下方部分 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝！---—訂-----線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 ' A7 ____B7____ 五、發明說明（¾7)) 7 2 4向前" 如同在上文中所討論者，在某些狀況之中，如果群組 從垂直線之偏移（亦即(P。= 0 )變得太小的話，僅提供群 組穩定工作是無法使運輸裝置有效地達成穩定。在某些實 施例中，藉由使用輪子旋轉來幫助將重心置放在裝置軌跡 上方（或是與其處於一種適當關係之中）以維持平衡是有 可能的。另外，已經發現到的是藉由兩個輪子所進行之平 衡係可能會減損運輸裝置的可用性。在僅藉由兩個輪子來 進行平衡的情況之中，想要順利通過不平表面是相當困難 的。舉例來說，爲了要以這樣的兩輪裝置來跨上並橫越路 邊，必須被運用至輪子上以使運輸裝置直接向上升起的扭 矩量是相當大的。當所有的扭矩係被運用來將輪子向上升 起之時，將運輸裝置保持在一大致上垂直位置中所需的控 制係會受到極大的阻礙。 根據某些實施例，增強模式係可以解決這些問題。增 強模式係利用輪子平衡技術以及群組平衡技術二者來將重 心保持成垂直座落在運輸裝置之軌跡區域上方。群組與輪 子平衡演算的利用係能夠在運輸裝置橫越非均勻表面之時 提供一種較習知裝置更爲穩定的運輸裝置。 在一個實施例中，這種新穎的增強模式係可以包括有 數種子模式。舉例來說，一種增強模式係可以包括有一個 輪子 P D (proportional derivative)模式、一個輪子 P 〇 C (pendulum-cm-a-cart)模式、以及輪子平衡模式（在本文 中所使用之名稱並非用來作爲一種限制）。這些不同子模 35 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注^項再填寫本頁) 裝！ —II訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（if) 式中的每一個模式係可以被運用在不同的狀況之中。在一 個實施例中，本發明係可以隨著運輸裝置之目即操作特徵 而在子模式間轉換。 給定這些目的以及相對於第七入圖所界定的參數，控 制單元係可以使運輸裝置在其橫越不同類型表面時得以穩 定。在一個實施例中，控制單元係可以包括有一個或是數 個控制迴圈，此等控制迴圈係執行增益係數而有助於使運 輸裝置穩定。在另一個實施例中，控制單元係可以包含有 用於每一模式之不同控制結構° 第八圖係爲能夠在本發明中執行之控制迴圈8 0 0的 一個示例。控制迴圈8 0 0係可以包括有一個機器設備8 0 2，該機器設備8 0 2係可以包括有例如是一個馬達以 及複數個感應器，該等感應器係監視運輸裝置之不同參數 。至少一個參數（在某些例子中則爲數個參數）係可以從 該機器設備8 0 2處反饋至控制迴圈8 0 0之中。舉例來 說，人類運輸裝置之框架間距8 0 4以及間距速率8 0 6 係可以進行反饋。每一個參數係可以被乘上一個增益係數 (例如是增益係數8 0 8 a與8 0 8 b)，用以產生一個 控制信號（加法器8 1 0之輸出），此控制信號最後係被 運用至該機器設備。將被給定參數所乘上之係數値越高， 則參數係更會影響到控制信號値。可以被運用至運輸裝置 之控制迴圈更進一步的示例將在下文中予以更詳細地描述 (參見第二十圖以及第二十一圖）。 現在請再一次地參照第七A圖以及第七B圖，建立起 36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -----I -----I 裝 - -----—訂!111線 (請先閱讀背面之注<1^項再填寫本頁) 425282 A7 __________B7___ 五、發明說明 運輸裝置操作的一個方法係可以用來將系統建立成爲一個 在樞轉點7 3 0處的反向擺動樞轉系統。當然，此一系統 係能夠經由不同的方式來進行建構。系統之總能量（E， 包含有勢能以及動能）係可以表示成： E = ^J(0/)2 -rngL^l-cosG,) 其中，J係爲框架慣性（包含運輸裝置、使用者、以 及任何運載物品），6^係爲框架間距，係爲間距速率 相對於時間之導數），m係爲框架質量，g係爲重力 ，Li係爲重心至群組樞轉點7 3 0間的距離（必須注意到 的是Li係取決於平台高度Η而定）。此一方程式係可以藉 由使用餘弦之小角度近似來加以簡化： 當總能量等於零之時，運輸裝置7 0 0係爲最穩定者 。此係能夠發生在至少兩種狀況之中。在第一種狀況之中 ，框架間距Si以及間距速率Θ/係等於零。在此一狀況之 中，運輸裝置係可以完全地靜止不動。在另一種狀況之中 ，框架間距係可以爲負値（參見第七B圖），而重心7 0 4係被向前移動。如果重心係以一個能夠充分反向作動 框架間距01之間距速率<9^而被向前移動，則總能量係可 以再一次地回到零。因此，吾人所希望的是界定框架間距 以及間距速率間的關係，以使得上述方程式能夠等 於零。如果上述之簡化能量方程式被設定爲零，則可以導 出以下方程式： θ/ ± G^mgL! /J)7^ =〇 37 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） f請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁} 裝--------訂---------線 I. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明說明（4) 此一方程式在這兩種狀況中的其中一種狀況中係可以 爲零’亦即當間距項WmgL,/#被加至θ/時，以及當間距項 ejmgIVJ)%係從Θ/減去之時。正解所指的是運輸裝置朝向垂 直線而移回，而負解所指的是機器係繼續翻倒，甚至是在 總能量維持等於零的狀況下。因此，正解係被選擇用來決 定一個平衡指示，q〇係可以藉由以下方程式來加以界定 q0 =θ/ +0,,9, 其中，ωη等於一個反向擺動（mgL,/：〇e的固有頻率。由 前述內容所能夠了解到的是，系統在9。=〇的狀況下係平衡 的相當好。而其他的狀況（無論是大於零或是小於零）則 係表示運輸裝置並未完全被平衡，並且應當進行不同的修 正。q。的値（如同將在下文中所討論者）係可以被使用作 爲一個能夠致使運輸裝置在增強模式之不同子模式之間轉 換的數値。當然，異於q。之數値係可以被使用，然此係取 決於運輸裝置之建立方式而定。 增強樽式 同樣地，增強模式係爲運輸裝置的一種操作模式。增 強模式係可以（但並非必須）被運用來增加橫越非水平區 域（例如是斜坡、砂礫面、以及路邊）的能力。群組以及 輪子係可以一起被使用來提供動態穩定性。如果平衡模式 爲了某些原因（亦即牽引力損耗、輪子無法滾動等等）而 無法維持穩定的話，增強模式亦可以被使用作爲一種嘗試 返回動態穩定狀況的方法。 38 ------------ -----II ^------I--線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貝) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 425282 A7 B7 五、發明說明 依據運輸裝置之不同狀況，在增強模式中之不同子模 式係必須被施行。這些子模式在本文中係如下所述。 第一子模式係指輪子P D模式。輪子P D係爲一種回 應使用者運動指令並且爲靜態穩定之模式，並且係可以處 理在欲橫越表面上之稍微改變。在輪子p D模式之中，運 輸裝置係可以嚴密地跟隨使用者指令。在某些實施例中， 此係容許使用者能夠在斜坡上行駿、適當地旋轉、以及爬 越過不同的障礙物（例如是小型路面突起）。輪子PD控 制器所代表的是，處在輪子P D模式中的運輸裝置是很容 易受使用者輸入的影響。此係容許使用者能夠對於運輸裝 置之移動進行強力的控制。在一個實施例中，此係可以藉 由將一個高增益數値運用至那些被傳送至輪子的使用者輸 入指令所達成。被運用至使用者輸入指令之高增益數値係 可以提供輪子所能獲得之最大扭矩量。然而，由於在輪子 增益中之此一固有穩定性，在輪子加速度之突然改變（亦 即快速起動或快速停止）係可能導致重心向前或向後移動 。此係可能會造成在其嘗試藉由使群組旋轉而將一修正扭 矩運用至系統之時，致使群組讓一對輪子離開地面。當此 一扭矩被運用之時，輪子P D並非適當。因此，該裝置係 可以切換至一第二模式，亦即輪子P 0 C模式。 輪子P ◦ C的目的係爲使運輸裝置穩定，以使得四個 輪子能夠位在地面上，並且重心能夠座落在群組上方而介 於該群組的兩個端點之間。在此一模式之中，輪子與群組 二者均被使用來嘗試將重心安置於軌跡內部的一個參考位 39 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 裂 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 426282 ____B7______ 五、發明說明（^ίΡ) 置處。在此一模式之中，輪子係使用間距資訊用以使重心 平移至一個位於軌跡上方的位置之處°以一種使重心落在 群組接點上方的方式來控制輪子有時候係無法與使用者所 給定之控制一致。爲了適應此一狀況，控制單元在輪子p 〇c子模式中所利用之結構或增益係給予具有較大影響之 間距與速率訊號，而使用者控制指令係被給與一較低影響 。一般來說，輪子p 〇 c子模式係僅在運輸裝置之穩定性 變得靠不住時才會予以進行。舉例來說’有問題之穩定性 係可能發生在橫越大型障礙或是橫越非常顛簸之表面時。 熟習此技者將能夠輕易了解到的是’群組之獨自旋轉 係僅在運輸裝置之重心大致上對準在群組端點間之中心時 能夠穩定運輸裝置。一旦間距誤差（亦即重心與群組中心 所偏離的量）夠大而足以將重心安置在一組輪子上之時， 群組爲較不有效者，並且輪子係可能會需要被使用來作爲 主要的穩定用機構。因此，增強模式亦包括有一種第三子 模式，亦即輪子平衡模式。輪子平衡子模式之目的係爲兩 倍者，用以在大間距干擾的情況下使運輸裝置穩定，並用 以使重心及群組返回至一個能夠有效執行輪子P D模式與 輪子Ρ 0 C模式之原點。如同在上文中所討論者，輪子Ρ D模式以及輪子Ρ 0 C模式在群組接近水平時係爲更加有 效者。輪子平衡模式係可以類似於在輪子操作中之平衡模 式，但亦包括有一種使群組旋轉的能力。 上述的每一種模式係可以在一個被包含於控制單元中 的單一控制迴圈中實行。依據運輸裝置目前所***作在增 40 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—--—訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 A7 B7 五、發明說明（4) 強模式中的某一子模式，不同的增益係數係會被運用至控 制迴圈，用以達成上述之效應。對於不同子模式之增益係 可以改變例如是使用者能夠控制運輸裝置的量，並且可以 改變運輸裝置本身進行動態平衡的量。另外，每一個子模 式係可以被實行作爲一個分離的控制結構。 如同在上文中已然描述者，運輸裝置之控制單元係可 以在一控制迴圈中實行不同的增益或是控制結構，用以在 增強模式中控制運輸裝置並使其穩定。爲了了解何時在增 強模式之子模式間進行切換（以及在適當實施例中何時切 換增益或控制結構），某些基本的切換條件應當被建立出 來。在某些實施例中，在上文中所討論的量係可以被使 用作爲一種決定何時於模式間切換的量測結果。舉例來說 ，q。係可以被使用來切換於輪子P D模式與輪子P 〇 C模 式之間。另外，（相對於重心之群組位置）係可以被使 用來從輪子P D模式或輪子p◦ C模式切換至輪子平衡模 式（當然，其他的參數係可以被使用於額外的或是其他實 施例中）。 在增強模式之不同子模式間切換係可以取決於群組相 對於重心之位置。第九圖係顯不了不冋數値之圖表9 0 0。同樣地，…係表示群組相對於重心之位置’並且係 被量測而使得一個垂直群組位置能夠造成…等於零’而水 平群組位置能夠造成等於九十度。在第九圖之圖表之中 ，垂直軸線9 0 2所表示的是…等於零度’而水平軸線9 0 4所表示的是❼等於九十度。在這一個實施例中’運輸 41 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） ^--------訂-------_線 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 4252 82 A7 _B7___ 五、發明說明（(^) 裝置係可以在…接近九十度時維持在輪子P 0 C模式或輪 子P D模式之中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如同在第九圖中所顯示者，運輸裝置維持在輪子P〇 C模式或輪子P D模式中的區域係爲區域9 0 6，此一區 域9 0 6係介於水平軸線9 0 4與射線9 0 8之間。如果 群組相對於重心之角度…維持在射線9 0 8下方，則運輸 裝置係能夠維持在輪子P 0 C模式或輪子P D模式之中。 如果…增加至射線9 1 0所表示之數値以上之時，運輸裝 置則係會轉換至並維持在輪子平衡模式中。這也就是說， 當…維持在垂直軸線9 0 2與射線9 1 0間的區域9 1 2 中之時，運輸裝置將維持在輪子平衡模式之中。然而，在 射線9 1 0與9 0 8間係存在有一區域9 1 4，在此一區 域9 1 4中，用於此一實施例之適當操作模式係更難進行 選擇。在此一區域9 1 4之中，其他不同的因數係可以被 列入考慮來決定運輸裝置是否應該處於輪子平衡模式或是 處在其他模式之中。如果重心（如同可以藉由框架角度以 及間距速率所決定者）接近或位於裝置軌跡之上，運輸裝 置應轉換至輪子P D模式或輪子P 0 C模式之中。如果重 心係大致上處在其中一個地面接觸元件的上方，然而，運 輸裝置應轉換至輪子平衡模式。射線9 1 0與9 0 8之位 置的角度數値係可以分別爲3 0度以及6 0度。 根據一個實施例，從輪子P D模式轉換至輪子P 0 C 模式以及從輪子P 0 C模式回到輪子P D模式係可以根據 一個控制切換數値σ來加以決定。σ係可以被相關於q。來 42 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐) A ^ ^ … A7 __B7_____ 五、發明說明Of/) 加以界定： σ = |φ(； I + A丨 |LPF(q0)| 其中A :係爲一個比例常數，並且LPF(q。)係爲被提供 有一輸入信號Q。之第一階低通濾波器的輸出。係可以提 供一種對於所欲橫越表面之平滑度的粗略指示。舉例來說 /之大小在不平表面上將會較大，此係由於快速的群組 定向改變所致。同樣地，…/之大小在平滑表面上將會較小 。經驗上係能夠決定的是，數値等於1.66之Ai對於某些實 施例而言係爲一種有效的數値。 爲了防止在模式間轉換發生異音，在切換模式時係能 夠進行一種磁滞類型之決定。舉例來說，如果σ係大於或 等於進口數値（例如是1 )，則運輸裝置係可以進入至輪 子ρ 〇 C模式之中。運輸裝置將停留在輪子Ρ 〇 C模式之 中，直到σ之數値下降至或是低於一出口數値（例如是〇.5 )爲止，此一出口數値係指出運輸裝置轉換至輪子P D模 式。當然，進口數値以及出口數値係可以依據運輸裝置之 操作特徵來加以改變^ 第十圖係顯示了一個實施例之數據流圖表，藉此係能 夠決定σ之數値。外部輸入係爲被包含在資料方塊1 〇 〇 2中的間距速率（0/)、被包含在資料方塊1 0 0 4中 的框架間距6> i、以及被包含在資料方塊1 〇 〇 6中之相對 於重力的群組速度。框架間距Θ 1係被乘上在方塊1 0 0 6處之反向擺動的固有頻率％。方塊1 〇 〇 6之輸出係 於加總方塊1 〇 〇 8處被加至從資料方塊1 0 0 2處所接 43 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·------綠 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 A7 425282 五、發明說明（fu 收到的間距速率。加總方塊1 〇 0 8之輸出係爲。數値 q。接著係通過位於方塊1 〇 1 〇之低通濾波器。已進行低 通濾波之q。信號的絕對値接著係藉由方塊1 〇 1 2來加以 決定。方塊1 0 1 2之輸出接著係在加總方塊1 〇 1 6處 被加至已於方塊1014處通過低通濾波器之資料方塊1 0 0 6之群組速度’且其絕對値係於方塊1 〇 2 0處決 定。加總方塊1 0 1 6之輸出接著係通過低通濾波器1 0 1 8，並且低通濾波器1 〇 1 8之輸出係爲根據上述方程 式之σ數値。 第圖係顯示了一種根據…與σ (在此實施例中） 來決定何時在增強模式之子模式間轉換之方法的流程圖。 當然，不同的切換條件係可以依據不同之運輸裝置建構來 加以使用。程序係開始於方塊1 1 〇 2，在此一方塊處， f與σ之目前數値係被接收。在方塊1 1 〇 4處，^是否 小於WB。。係在此決定。可變之WB。》係代表…之角度數値 ，而運輸裝置在低於此一數値時係總是維持在輪子平衡模 式之中。此係顯示在第九圖中介於射線9 1 0與垂直軸線 9 0 2間的區域9 1 2。 如果f係小於WB。。，則在方塊1 1 0 6處決定運輸 裝置是否目前處於輪子平衡模式之中。如果運輸裝置目前 係處於輪子平衡模式之中，則不需要計型更進一步的處理 ，並且程序係返回至方塊1 1 0 2。然而，如果運輸裝置 目前並非處於輪子平衡模式之中，則在方塊1 1 0 8處’ 運輸裝置係被轉換至輪子平衡模式，並且程序返回至方塊 44 本纸張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I! — 訂 -------:¾ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 426282 ' _____B7___ 五、發明說明叫1?) 110 2° 如果…並未小於WB。。，則會在方塊1 1 1 0處決定沪 。是否大於WBw。WB。《之數値係爲6U之數値，運輸裝置在 低於此一數値時係應處於輪子P ◦ C模式或輪子P D模式 之中。WBw在第九圖中係被表示成射線9 0 8。如果，大 於WB。《，則程序係轉換至輪子P D模式/輪子Ρ Ο C模式 並進入至1 1 1 2部分之中。如果f並未大於WB。”，貝[J 心之數値係處於第九圖中射線9 1 0與9 0 8間的區域之 中（例如是區域914)。如同在上文中已然討論者，在 此一區域之中，如果重心係接近於群組之輪子的一個軸線 ，則運輸裝置應被轉換至輪子平衡模式。因此，在方塊1 1 1 4處，重心是否接近於一個輪子軸線係在此決定。如 果重心係接近於一個輪子軸線，則在方塊1 1 1 6處，運 輸裝置係被轉換至輪子平衡模式，並且程序係返回至方塊 1 1 0 2。然而，如果重心並未接近於一個輪子軸線，則 程序進入至輪子P D模式/輪子P 0 C模式並進入至1 1 1 2部分之中。如同在上文中所討論者，重心之位置係爲 一種用來考慮何時決定切換模式的一種方便的方式。然而 ，應當注意到的是，重心實際上僅爲一種估算的位置，而 此位置係依據運輸裝置之操作特徵而定。舉例來說，重心 係可以爲運輸裝置之框架間距以及/或者間距速率二者的 表示方式。這些量係可以從被包含於運輸裝置中之位置、 速度、以及加速度感應器所導出。 方塊1 1 1 2係執行上文中相對於在輪子p 0 c模式 45 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（办¥) 與輪子P D模式間根據σ的數値而進行轉換所述之功能。 在方塊1 1 1 2之中，首先係在方塊1 1 1 8處決定運輸 装置是否目前處於輪子Ρ 0 C模式之中。如果運輸裝置係 處於輪子Ρ 0 C模式之中，則在方塊1 1 2 0處決定σ是 否大於0.5。因爲運輸裝置係已被決定爲處於輪子Ρ 0 C模 式之中，σ之數値必須低於0.5，用以轉換至輪子P D模式 。因此，如果在方塊1 1 2 0處決定σ係大於0,5，則運輸 裝置應停留在輪子Ρ 0 C模式之中，並且程序係返回至方 塊1 1 0 2。然而，如果σ係低於0.5的話，運輸裝置係 於方塊1 1 2 2處被轉換至輪子P D模式，並且程序係返 回至方塊1 1 0 2。 如果在方塊1118處決定運輸裝置目前並非處於輪 子Ρ 〇 C模式之中，接著如果在方塊1 1 2 4處決定σ並 未增加至1以上，則運輸裝置應維持在輪子p D模式之中 ’並且程序係返回至方塊1 1 〇 2。然而，如果σ係增加 至1以上’則運輸裝置係於方塊1 1 2 6處被轉換至輪子 Ρ 〇 C模式，並且程序係返回至方塊1 1 〇 2。應當注意 到的是’在上文中所給定用於切換的數値僅爲示例性描述 。這些數値係可以依據例如是使用者之重量、運輸裝置之 重量、運輸裝置中不同感應器之精確度等等來加以改變。 在上文中所述之不同切換程序以及每一模式中之不同 穩定控制係可以藉由驅動運輸裝置之輪子與群組二者來加 以實行。每一個輪子係可以由一分離馬達來單獨加以驅動 。或者，某些輪子係無法由一馬達來驅動，或者兩個被附 46 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 i — 画！11 訂---I--- 425282 B7 五、發明說明（yi) 接至一共同軸上的輪子係可以藉由一單一馬達來加以驅動 。另外，群組係可以包括有一個分離式馬達。 不管運輸裝置是如何被加以構型，指令分別對輪子與 群組進行控制（以電壓\^及W來表示），以使得運輸裝 置能夠在增強模式之任何模式之中維持穩定： ννν=κ]θ1+κ2θ/+κ3χ + κ4χ/ ; 此等電壓係代表被運用至電動馬達驅動器的電壓，用 以產生一個輸出扭矩。當然，驅動方式並不需要使用電力 ，並且在某些狀況下係可以使用除了電壓外的數値。變數 X係代表運輸裝置之水平位置誤差，並且係爲介於運輸裝 置之水平位置與運輸裝置之所希望水平位置間的差別。標 號"〃所表示的是時間微分。係數Κι至κ8係可以依據運 輸裝置所操作於增強模式中的某一個子模式來加以改變。 可以被控制單元所使用於每一模式之增益係數心至K8 的相對數値的示例係被描述於以下的表Α之中。隨著不同 增益被利用，控制單元將相應於可運用之子模式而以不同 方式來控制運輸裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 裝--------訂---------轉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 增益 Κι Κ2 κ3 K4 κ5 Κθ Κτ κ8 變數 Θ 1 X χ; θι θι' C C’ PD 0 0 + + + + + + 0 + POC + + 0 + + + 0 十 WB + + — — + + + + 列於表A中每一增益數値之相對強度與標號係足以辨 47 A7 B7 五、發明說明（46 別每一個子模式。在表A中，++之數値係大於+之數値== 數値0並不需要精確地等於零，而是表示出一個非常小的 數値。 第十一 A圖係顯7K出一個能夠與本發明一起使用之控 制單元1 2 0 0的方塊圖。此一實施例之控制單元1 2 0 0係可以根據上述相關於V c與Vw之方程式來控制群組以 及被附接至該群組之輪子二者。群組之主要角色係爲根據 框架相對於重力之動態來運用扭矩。（亦即群組係會旋轉 用以將平台保持在一個相對於重力而爲吾人所希望之間距 角度下）在增強模式之中，輪子應依循來自於使用者之指 令，而在同時係監控兩個條件。如果群組相對於重力之位 置係被改變（亦即地面傾斜度係被改變），或是q。的量很 大的話，則輪子係可以從使用者之控制處進行切換，來幫 助群組藉由使用一種平衡控制而非位置/速度控制而使框 架保持直立。如果群組相對於重力的角度縮減的話（亦即 群組係接近垂直方向），目的就是迫使群組下降至一個更 爲水平之定向上，並在同時使得所行進的距離減至最低。 此係有助於確保使用者能夠舒適地維持在被支撐於運輸裝 置上的狀態。 控制單元1 2 0 0係可以包括有一個輪子控制器1 2 0 2以及一個群組控制器1 2 0 4。輪子控制器1 2 0 2 係可以接收相關於運輸裝置之目前操作特徵的不同輸入以 及方向性使用者輸入（例如是接收來自於搖桿之輸入）。 從這些輸入，輪子控制器1 2 0 2係可以產生輪子控制電 48 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i 裝--- ·111111 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 4252 82 ' 五、發明說明（if》 壓Vw，此一電壓V w係會控制輪子馬達。電壓Vw的數値 係會導致輪子馬達將一扭矩運用至運輸裝置之不同輪子， 用以容許運輸裝置能夠被驅動通過一表面之上。如同在上 文中所討論者，運輸裝置係可以包括有一個用於每一輪子 的馬達，並且一個分離的數値Vw係可以被產生用於每個輪 子的馬達。以此方式，運輸裝置之轉向係可以藉由將不同 輪子電壓運用至該等輪子支上來加以達成。 群組控制器1 2 0 4亦可以接收相關於運輸裝置之不 同位置性輸入以及群組特定資訊。群組控制器1 2 0 4係 將此一資訊轉換成爲一個群組馬達控制電壓V。。群組馬達 係會接收此一信號V。，並且致使群組繞著一個軸線來進行 旋轉。 在一個實施例中，輪子控制器1 2 0 2係可以接收一 個來自於方塊1 2 0 6而代表框架間距（)之數據的輸 入。應當注意到的是，在本文中所描述之數據係被明確地 列舉出作爲一個數値。舉例來說，框架間距係被表示成爲 一個角度數値。然而，任何被使用於控制運輸裝置之方向 性控制與穩定性的數値係可以被表示成爲一種誤差形式， 而此誤差形式係表示給定之參數與所希望之位置間的差異 ，或者該數値係可以經由其他不同的方式來加以表示。舉 例來說，框架間距係可以被表示成目前的框架間距與所希 望間距間相差的數値。這也就是說，誤差信號係可以相等 於目前框架間距與一個能夠將重心直接安置在群組中心點 上之框架間距之間的差別。另外，雖然不同的角度在本文 49 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-----—訂!11 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42b2 82 A7 —_ _ B7 五、發明說明（L^ 中係以度數來加以指明，每一個角度係可以被表示成弧度 或是"計數（counts，整數數値）"，其係被校準以使得運 輸裝置能夠隨著接收到這樣的一個數値而具有所希望的反 應。 輪子控制器1 2 0 2亦可以接收一個來自於資料方塊 1 2 0 8之框架速率指示。框架速率係指出框架移動之旋 轉速率’並且係可以被表示成爲資料方塊1 2 0 8之框架 間距的時間微分。另外，框架所移動之速率係可以取決於 平台相對於群組之高度。當座椅上升之時，被運用至框架 速率輸入之增益（將在下文中予以討論）係可以被修改， 用以產生一種更爲吾人所希求之對於框架速率資訊的反應 ，以使得運輸裝置以及使用者不會翻倒。 輪子控制器1 2 0 2亦可以接收來自資料方塊1 2 1 0處之目前每一輪子旋轉的速度。此一速度係可以被表示 成例如是以一種增量單位，或者可以基於旋轉速率並且被 表示成 G) wheels 0 輪子控制器1 2 0 2亦可以接收數項來自於使用者輸 入器（例如是搖桿）之輸入。典型的情況是，這些輸入係 被表示成爲一種被包含在資料方塊1212中而爲吾人所 希望之輪子速度。所希望之輪子位置係可以包括（但非受 限於）所希望之行進方向以及行進速度。輪子控制器1 2 0 2亦可以接收來自資料方塊1 2 1 4之目前輪子位置的 指示。如同在方塊1 2 1 2處所體現之所希望輪子位置係 可以藉由輪子控制器1 2 0 2而與目前的輪子位置進行比 50 ------------- -------—訂---I---^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 425282 ______B7______ 五、發明說明（Lfl 較’用以決定與輪子應被驅動所差相差之速度與方向’用 以反應使用者輸入指令。方向性的差別資訊係可以致使被 附接至不同輪子之不同馬達來接收不同的輪子電麼’用 以使運輸裝置轉動。 群組控制器1 2 0 4亦可以接收來自方塊1 2 0 6之 框架間距以及來自方塊1 2 0 8而 被輪子控制器1 2 0 2所接收之之框架速率°群組控 制器1 2 0 4亦可以接收來自資料方塊1 2 1 6之群組位 置。此一群組位置在上文中係被描述爲。同樣地’群組 控制器係可以嘗試使群組進行旋轉，以使得重心能夠被保 持在運輸裝置之軌跡上方。 群組控制器1 2 0 4亦可以接收一個來自資料方塊1 2 1 8之群組速度。群組速度係可以被表示成爲群組繞著 一個水平地通過群組之旋轉軸所進行旋轉的速率。此一群 組速率係可以相對於從資料方塊1218所接收到之群組 位置的時間來進行微分。位置與速度二者係可以藉由被包 含在運輸裝置中之適當感應器來加以決定。適當的感應器 係可以包括有（但非受限於）加速度計、速度感應器、以 及位置報導感應器。 另外，控制單元係可以包括有一個模式控制器1 2 2 0。模式控制器1 2 2 0係可以控制從不同模式轉換至其 他模式。模式控制器1 2 2 0係可以爲一個分離的控制器 ，或者可以被整合至輪子控制器1 2 0 2與群組控制器1 2 0 4中的一個或二者之中。 51 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------.^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 ' A7 B7 五、發明說明（p) 模式控制器1 2 2 0係可以輸出一個目前模式1 2 2 2。目前模式係可以基於一個從資料方塊1 2 2 4處所接 收到使用者所選擇的模式。目前的模式亦可以指明模式控 制器所決定之增強模式的一個特定子模式，而運輸裝置應 基於輪子控制器1 2 0 2與群組控制器1 2 0 4所接收的 任何或所有輸入。另外，目前模式係可以被控制單元1 2 0 0所使用，用以決定將被運用至分別屬於輪子控制器1 2 〇 2與群組控制器1 2 0 4之控制迴圈的修正增益’或 者控制結構應被選擇。 在一個實施例中，所計算之電壓係被使用來 驅動電動馬達。然而’其他類型之致動器係可以被使用’ 例如是液動式致動器、內燃機等等。在這樣的實施例中’ 除了電壓外之控制信號係可以根據能夠將致動器之不同操 作因數列入考慮之上述方程式或相似方程式’而得以進行 計算並運用至致動器。 在電壓Vw及V。係被使用來驅動一個電動馬達的實施 例之中，該等電壓係可以被電池電壓所劃分，用以將一功 率循環指令產生至一個被附接至每一輪子馬達及群組馬達 上的放大器。 第十二B圖係爲一個控制單元1 2 0 0之功能方塊圖 。控制單元1 2 0 0係可以包括有一個微處理器1 2 5 0 。該微處理器1 2 5 0係可以經由匯流排1 2 5 6而被連 結至一個輪子控制迴圈1 2 5 2以及一個群組控制迴圈1 2 5 4並與之通連。微處理器係可以接收來自於輪子控制 52 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----- -訂------1 —線 420282 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明說明（ςΊ) 迴圏1 2 5 2與群組控制迴圈1 2 5 4之不同感應器輸入 ’並且從這些輸入來決定相對於第七Α圖以及第七Β圖所 述之任何量。舉例來說，微處理器係可以根據從位在輪子 控制迴圈1 2 5 2與群組控制迴圈1 2 5 4中的一個或二 者之中的速度感應器處所接收到的資料，來決定運輸裝置 之間距速率。這些決定係可以藉由被包含在微處理器1 2 5 0中的軟體或硬體所完成。另外，微處理器1 2 5 0係 可以執行決定重心位置之計算，以及將在下文中所述根據 這些計算所產生爲吾人所希望的定向。 微處理器1 2 5 0係可以接收來自一電源1 2 5 8 ( 例如是一個電池）之電力。在某些實施例中，微處理器1 2 5 0係可以決定輪子控制迴圈1 2 5 2與群組控制迴圈 1 2 5 4根據例如是運輸裝置目前的操作模式所能夠分別 接收的電量。另外，使用者輸入係可以從一使用者輸入方 塊1 2 6 0處被接收到。如同將在下文中予以討論者，這 些使用者輸入係可以根據運輸裝置所處之特定操作模式而 藉由控制單元1 2 0 0來給定不同的考量。 第十三圖係爲一個包括有一控制單元1 3 0 2之控制 迴圈1 3 0 〇。該控制單元1 3 0 2係可以類似於第十二 A圖及第十二B圖之控制單元1 2 0 0。在這一個實施例 中，控制單元1 3 0 2係接收不同的輸入，並且分別輸出 輪子控制電壓Vw與群組控制電壓V。。 控制單元1 3 0 2係可以接收來自於使用者輸入資料 方塊1 3 0 4之使用者輸入。如同在上文中所描述者，使 53 5：紙張尺歧射關家鮮（CNS)A4規格C挪公釐> I ------I____ 良---- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------镍 /1 /1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（p) 用者輸入係可以藉由感應搖桿（其係被作爲一個使用者輸 入裝置）所產生的偏移來加以提供。另外，使用者輸入係 可以代表使用者底靠在一個傾斜平台之上，如同在上文中 所描述者。控制單元1 3 0 2亦可以接收來自輪子馬達1 3 ◦ 6與群組馬達1 3 0 8之反饋資訊。根據操作模式以 及從輪子馬達1 3 0 6與群組馬達1 3 0 8處所接收到的 資訊及使用者輸入數値，控制單元1 3 0 2係可以決定數 値V。與Vw，而此接著係會致使輪子馬達與群組馬達分別 產生在輪子與群組相對位置上的改變。 在某些模式之中，吾人所期望的是讓所給定之使用者 輸入能夠優先於輪子馬達之控制。此等模式的一個示例係 爲上述之標準模式。在這樣的一個模式之中，控制單元1 3 0 2係將高度的敏感性（如同從增益表或特定控制結構 1 3 1 0中所選擇者）提供予使用者輸入指令。以此方式 ，使用者係可以達成運輸裝置之高度控制。然而，在此一 模式之中，運輸裝置之穩定性係可能會降低。在其他模式 之中，吾人所希望的是增加運輸裝置之穩定性。在此一模 式之中，使用者輸入係被給定成具有較低的敏感性，而穩 定性部分則給予較高的敏感性。以此方式，運輸裝置係根 據能夠被體現於控制單元1310內之軟體或硬體中的控 制參數而會變得更加穩定。 第十四圖係爲增益表1 4 0 0的一個示例，其係可以 根據本發明之觀念而被加以使用。此增益表1 4 0 0係可 以用於一種具有三個模式（模式一 1 4 0 2、模式二1 4 54 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^-------—訂---I-----^ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 A7 五、發明說明) 0 4、以及模式三1 4 0 6 )的裝置。在此一實施例中’ 每一個模式係可以包括有三個增益係數Cl、'以及c 3。應當注意到的是，第十四圖中的增益表係僅被給定作爲 舉例說明，而非反映出較佳的增益數値。這也就是說’在 第十四圖中所顯示之模式及數値並非必要地反映出用於本 文中所述之不同模式的較佳係數。 在某些實施例中，這些係數係被使用來增加或減少確 切輸入之效應。舉例來說，係數c :係可以被運輸裝置的一 個位置誤差項所乘，用以改變位置誤差項對於運輸裝置操 作所造成的效應。 在第十四圖的示例之中，係數c 1係可以相應於一個 被運用至群組位置之係數，如同藉由一個從群組馬達處接 收到的數値所決定者。係數C 2係可以相應於一個被運用至 從輪子馬達處所接收到之輪子位置數値的係數。係數C 3係 可以爲一個被運用至從一使用者輸入裝置所接收到之方向 向量的係數。在增益表1 4 0 0之中’被指配給一特定係 數的數値越高，則能夠越早接收到將被運用至控制系統的 增益。舉例來說，在模式一之中，群組係數c i係被給定爲 1。採用例如是1的低數値所指的是在模式一中，群組位 置並未被盡可能地使用來使運輸裝置穩定。用於模式一之 係數C 2係被給定爲一數値3。因此’在運輸裝置之穩定中 ’輪子係較群組爲更主動的部件。模式一的係數0 3也是一 樣的’一個數値7係被顯示出來。C 3的高數値係指模式一 相當容易受使用者輸入的影響。因此，模式一係可以爲一 55 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂------1 —線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 ___B7 五、發明說明（Μ) 種具有較小穩定性之模式，並且穩定性係來自於輪子的旋 轉，而對於使用者輸入的反應係能夠非常接近地相稱。因 此，模式一係可以爲一種相似於上述標準模式的模式。 在相同的方式之下，模式二係具有0群組增益，一個 相當小的輪子增益（C 2 = 5 ) ’以及C 3係爲一個相當小 的數値（C 3 = 6 )，因此使用者輸入係可以緊密地依循。 此一模式亦可以相似於平衡模式，在平衡模式之中，輪子 係主要反應運輸裝置之平衡，並且群組係維持在一個固定 位置之中。使用者輸入C 3的反應係低於標準模式（亦即例 如是模式一），用以容許輪子能夠使運輸裝置穩定，而不 會與使用者輸入相互干擾。然而，使用者輸入並未被設定 爲0，此係因爲吾人所期望的是在一個平衡模式之中能夠 容許使用者橫越一個表面，並在同時輪子係得以平衡並且 將運輸裝置維持在一個大致上直立的位置之中。 模式三中群組與輪子增益係被設定至一種能夠使得群 組位置與輪子位置能夠相關於並且被使用於自動地控制運 輸裝置之穩定性的程度。使用者輸入增益C 3係被降低至一 個非常小的程度，以使得使用者仍具有對運輸裝置之某種 控制，但穩定性主要係藉由群組與輪子輪子所自動地引導 。此一模式係可以例如是在運輸裝置被決定爲相當不穩定 時的一種增強模式。在這樣的一個模式之中，群組與輪子 係被旋轉而使得運輸裝置之重心能夠維持在群組之端點之 間。 56 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNSM4規格（210 X 297公釐） ------------ --------訂------！-轉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 425282 ' ___B7 _ 五、發明說明（yp 搾制調度 如同在上文中已然敘述者，增強模式控制器係可以在 不同模式之間進行切換。再不同模式之間進行切換的一個 理由係爲嘗試使人類運輸裝置能夠被穩定下來。當在子模 式間進行轉換之時，被運用至控制單元中之控制迴圏的增 益係可以被改變，或者控制結構本身係可以被加以改變。 然而，突然地改變增益或結構係可能會突然地影響運輸裝 置之操作。而此接下來係會導致重心快速地加速，而將造 成運輸裝置變得部舒適或者甚至是變得不穩定。另外，突 然的控制改變（無論是增益或者是結構）係會增加系統的 磨損。因此，吾人係需要一種能夠在諸模式間進行平順轉 換的方法才行在本文中所述用於在系統之諸模式間進行 平順轉換的系統及方法對於控制人類運輸裝置的背景而言 是相當有效的。熟習此技者將能夠了解到的是，相關於平 順模式轉換的教導內容並非侷限於人類運輸裝置，而是能 夠被運用至任何在模式間進行轉換的多模式系統。因此， 以下的敘述將以一系統來進行說明而非針對一人類運輸裝 置。在某些實施例之中，系統係可以爲一種包括有來自一 控制裝置之反饋的系統，然而，反饋對於本文中所討論之 調度而言則爲非必須者。 過去被運用於從一模式平順地轉換至另一模式之方式 係爲使增益從原始模式開始進行轉換，直到此一增益相等 於新模式之增益爲止。舉例來說，假設增益Ki係爲在第一 操作模式中的一個數値4。第二模式之增益因數係可以爲 57 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） "" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ---—訂----I--^ 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 η * 、w_ A7 -----^B7____ 五、發明說明（ft) 例如是1 0。當系統轉換模式時，直接地運用此一新增益 値係會導致系統發生一種突然的擾動。而這種突然的擾動 係會影響系統的操作，並且係會導致系統變得不穩定。因 此，在習知技藝之中，增益數値係會藉由重複地加上一個 增益因數（例如是匕1)而從4緩慢地轉變至1 0。舉例來 說，在時間Τ。之時，增益因數係可以爲4，而在時間1^ 之時，增益因數係可以爲5，在時間Τ2之時’增益因數係 可以爲6，並且如此繼續直到增益因數達到最後的數値1 0爲止。 然而，吾人係已發現以此方式來進行操作係需要過多 的時間來使增益數値達到正確的狀態，以便使系統的操作 能夠穩定，並且在同時仍能夠反映所希求之新模式。另外 ，系統係能夠在增益轉變爲新數値之前再次地切換模式。 在這樣的一個情況之下，系統從未真正地達到新的操作模 式，並且係會維持在介於不可預料之模式間的一種過渡模 式之中。而這種不可預料的狀況係會導致系統產生誤差， 而降低的系統的有效性。 另外，甚至是在系統未經歷模式改變時能夠使系統指 令平順亦爲吾人所希求者。舉例來說，在從一馬達控制器 處所接收到的控制信號之中所存在之大電壓不連續性係會 造成馬達驅動系統的損壞。 因此，在一個實施例之中，來自控制單元之控制指令 係可以在被運用至受控裝置之前加以平順化。此一平順化 動作係可以藉由例如是一個被安置於一控制單兀之輸出與 58 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1 ---I----訂 -----— •綠 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 A7 B7 經濟部智慧財產局員JL消費合作杜印製 五、發明說明 一被控制所控制之裝置間的平順用裝置所完成。平順用裝 置係可以例如是任何類型的濾波器或加成器’濾波器係會 限制控制信號改變的速率’而加成器則係會將一偏移數値 加至控制信號之中。 第十五圖係爲一個能夠在一控制信號被運用至一受控 裝置1 5 0 2之前，用來使該控制信號平順化之系統的示 例。該系統係包括有一個控制單元1 5 0 4 ’而此一控制 單元係會產生一控制信號。控制信號係被使用來控制受控 裝置之操作。控制信號係可以爲了許多理由而經歷快速的 數値改變。在控制信號中快速改變的一個示例係可以起因 於在系統操作模式中的改變。平順用裝置1 5 0 6係可以 限制最後被運用至受控裝置1 5 0 2之控制信號（亦即平 順用裝置1 5 0 6之輸出）所能改變的速率。 平順用裝置1 5 0 6係可以例如是（但非受限於）一 個濾波器、一個用來將一偏移數値（可能是一個衰減偏移 數値）加至控制信號中之加成器、一個磁滯控制電路等等 0 第十六圖係爲一種用來使一控制信號平順化之方法的 方塊圖。程序係起始於方塊16 〇 〇處’控制信號之數値 係在此方塊1 6 0 〇處決定。控制信號係可以藉由一使用 者輸入、一控制迴圈輸出、一預設數値等等來加以產生。 控制信號的數値係可以採用任何單位’例如是電壓、電流 、數位式數値、類比式信痛等等。 在控制信號係已被決定之後’過渡處理係於方塊1 6 59 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210x297公變） ---------- I . I -----—訂--1!!·^ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 425282 ' A7 ___B7__ 五、發明說明（^) 0 2處進行。過渡處理係可以包括有（但非侷限於）使控 制信號平順化、將一偏移數値加至控制信號之中、決定控 制信號的改變速率、以及決定系統是否已轉換於諸模式之 間。在某些情況之中，過渡處理係可以包括有不對控制信 號進行任何處理的過程。 在控制信號係已進行處理並且已對控制信號進行任何 必要的修正（方塊1 6 0 2 )之後，已修正之控制信號係 被運用至受控裝置系統。系統係可以包括有一個單一受控 裝置或是數個受控裝置。 在一個實施例之中，本發明係可以包括有能夠在諸模 式間轉換，而使得轉換能夠平順並且使得在模式間之轉換 能夠幾乎在瞬間進行的系統及方法。在一個實施例之中， 此係能夠藉由將一組新的增益係數立即地植入系統之中， 並同時容許介於在使用第一係數時被運用至受控系統的最 後控制信號（亦即已修正之控制信號）與使用新係數所產 生之未修正控制信號之間的差異能夠隨時間逐漸地衰減所 完成。在另一個實施例之中，系統係可以在模式改變並容 許在控制信號中之差異能夠衰減之時對於控制結構進行改 變。偏移（差異）如何衰減以及如何被加至控制信號之中 係於下文之中有更爲詳盡的說明。 第十七A圖係顯示了一個被構型用來執行增益調度操 作，用以在諸模式間進行平順轉換之控制迴圏1 7 0 0的 方塊圖。控制迴圏1 7 0 0係包括有一個控制單元1 7 0 2，此一控制單元1 7 0 2係爲一個反饋迴圈的一部份。 60 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4梘格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------ -- 訂 *--------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 ^ A7 __B7_____ 五、發明說明（0) 控制單元1 7 0 2係可以接收來自於資料方塊1 7 1 〇之 使用者輸入。然而，控制單元並不需要接收使用者輸入， 並且係可以進行完全的自動調節。控制單元亦可以接收來 自於控制信號接收器1 7 1 2之目前操作特徵。控制信號 接收器1712係可以爲任何能夠反映一輸入信號的裝置 。舉例來說，控制信號接收器1 7 1 2係可以爲一個電動 馬達，其係可以隨著輸入控制電壓的大小來進行旋轉。在 此一狀況之中，控制信號係可以爲一個控制電壓。 控制單元1 7 0 0係可以包括有用於第一操作模式之 增益係數1 7 0 4以及用於第二操作模式之增益係數1 7 0 6。這些係數係可以被儲存在一個單一增益表中’或者 可以存在於個別本身的表中。這些係數係可以被儲存在任 何能夠爲電腦所讀取之媒體之中，例如是軟碟片、R〇M 、R A Μ等等。 根據目前的操作模式，如同在目前模式資料方塊17 14中所顯示出來者’一個選擇器170 8係可以選擇要 運用用於第一模式1 7 0 4之係數或者是運用用於第二模 式1 7 0 6之係數。選擇器1 7 0 8係會選擇正確的係數 ，並且將其運用作爲控制單元1 7 〇 2之控制係數1 7 1 6。控制係數係可以例如是表現出將被運用至一人類運輸 裝置之目前模式增益係數。 更特別的是’控制係數係可以被運用至從一使用者或 從控制信號接收器1712處所接收到的不同輸入數値之 中。控制係數係可以被控制單元1 7 0 2的一個控制子系 61 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

裝--------訂---------换V 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282、 A7 五、發明說明（t/) 統1 7 1 8所使用。控制子系統1 7 1 8係可以包括有不 同的控制迴圈，而這些控制迴圈係將控制係數1 7 1 6運 用至不同的輸入之中，用以產生一個控制信號。舉例來說 ，控制子系統1718係可以包括有在上文中已然敘述之 群組與輪子控制器。 系統亦可以接收一個來自於偏移資料方塊1 7 2 〇之 偏移數値。偏移之數値係可以爲在系統切換模式之前被蓮 用至控制信號接收器1 7 1 2的最後控制指令（亦即最後 平順化控制信號）與一個在控制係數被改變之後所立即^ 生之控制信號之間的差異。偏移數値係藉由一個平順用^ 置1 7 2 2所接收’此一平順用裝置1 7 2 2係會重複土也 將目前的控制信號加至一個從偏移資料方塊1 7 2 0處戶斤 接收到之衰減形式的數値之中。舉例來說，如果已平順$ 控制信號在系統轉變模式前係具有一個數値1 0 0， 控制信號在系統已轉換模式之後係具有一個數値1 0，|fJ 一個數値9 0係會在系統已轉換模式之後被加至第一次避 過控制迴圈1 7 0 0的控制信號之中。此一數値接著係會· 衰減某一數量，並且係會再一次地被加至接著通過控制迴 圈1 7 0 0的控制信號之中。此係會重複進行，直到偏移 數値衰減成其相當接近零爲止。應當注意到的是，偏移數 値係可以爲一個正數或者是負數，此係取決於在第一模式; 期間被運用之已平順控制信號的數値，以及在第二模式〜 開始時所產生之新的控制信號的數値而定。 第十七B圖係顯示了一個能夠在模式間平順轉換之另 62 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------I--- 裝 ------- 訂 ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 425282 ' Α7 r __B7 五、發明說明（Μ) 一控制系統的方塊圖。在這一個實施例之中，一個第一模 式係具有第一控制結構1 7 5 0，而一個第二模式則係具 有一個第二控制結構1 7 5 2。每一個控制結構係可以產 生不同的控制信號’而這些不同的控制信號將以不同的方 式來控制系統。來自控制信號接收器（在圖視中並未顯示 出來）之輸入（1 7 5 4 )係被運用至控制結構二者。切 換（1 7 5 6 )係基於目前的模式來選擇第一結構或第二 續構來控制系統。以一種相似於上述的方式，平順用裝置 1 7 5 8係會加上一個衰減偏移，用以將一個平順控制信 號提供至控制信號接收器（在圖示中並未顯示出來）。 如同在上文中所敘述者，控制器調度技術係容許在控 制模式之間進行平順的轉換◊上文中的敘述係爲參照運輸 裝置之不同操作所給定者。然而，如同可以爲熟習此技者 所輕易了解的是’相關於控制調度的技術係可以被運用至 任何的控制系統。舉例來說，此一類型之控制器調度係可 以在飛機、直昇機、電動馬達、液動馬達、內燃機、或是 噴射引擎中進行模式轉換之控制時使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝i丨！—訂---------線 第十八圖係爲一個可以在反饋系統中用來控制系統之 控制調度程序的流程圖。程序係開始於決定方塊1 8 0 2 處，而在此處係會決定系統之模式自最後通過處理起是否 已被改變。如果模式係被改變，則一個偏移數値係於方塊 1 8 0 4處被決定。如同在上文中所討論者，偏移數値係 可以相等通過控制信號接收器（參見第十七圖）之最後控 制信號的數値減去在切換模式後所產生之第一控制信號。 63 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公蹵） 425282 A7 ___B7__ 五、發明說明（Lx) 然而’程序並不需要使用在新模式中所產生之第一控制信 號，並且係可以使用在接近模式轉換之同時所產生的控制 信號。在決定了偏移數値之後，一個衰減偏移數値係在方 塊1 8 0 6處被加至控制信號之中。產生衰減偏移數値之 不同方法將在下文中予以討論。 在方塊1 8 0 8處，已平順化輸出控制信號的數値係 被儲存以便於以後所使用。程序接著係會返回至方塊1 8 0 2° 如果在方塊1 8 0 2處係決定模式並未改變的話，則 接著會在決定方塊1810處決定目前是否有一偏移衰減 。如果係存在有偏移衰減的話，較佳的情況係爲將該偏移 衰減在方塊1 8 0 6處加至控制信號之中。然而，如果並 未有偏移衰減的話，程序係會在方塊1 8 0 8處繼續進行 下去。如同能夠爲熟習此技者所了解者，決定偏移衰減是 否發生並非爲必須者。在這樣的情況之下，決定方塊1 8 1 0係可以被省略，並且如果在方塊1 8 0 2處係決定出 模式並未改變的話，程序係會直接進行至方塊1 8 0 6。 偏移數値係能夠以數種不同的方式來進行衰減。舉例 來說，偏移的數値係可以被乘上一個能夠使其衰減的因數 (例如是一個小於一的數値）。此係會產生一個新的偏移 數値，而這一個新的偏移數値係會小於先前的偏移數値。 這個較低的偏移數値係會被更新而變成目前的偏移數値’ 並且會通過平順用裝置以便被加至下一個控制信號之中。 或者，偏移數値係可以從該偏移數値處重複地減去一個固 64 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 裝 * ------1 訂---！！·^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（q) 定的數値。 弟十九圖係顯7^:了能夠存在於第十七a圖以及第十七 B圖中不同位置處的不同信號。信號1 9 〇 2係表示一個 由一控制單元所產生的可能控制信號。在時間t。時，控制 信號係具有一個數値y :。在時間t :時，控制信號係將數 値從y ^突然地改變至y 2。此一改變係可能爲藉由在系統 中的模式轉變所導致者。信號1 9 0 4係表示能夠被加至 控制信號1 9 0 2之衰減偏移數値。在時間t。時，偏移數 値係大致相等於零。在時間t 1時，偏移數値係會上升至一 個相等於y ；l — y 2的大小。當然，這就是假設y 1相等於 在時間t i被運用至系統的數値。偏移數値係會隨著時間衰 減至時間t 4時的數値零。 信號1 9 0 6係代表被運用至該系統之已平順化控制 信號（亦即已平順化控制信號）的數値。信號1 9 0 6的 數値係相等於信號1 9 0 2的數値加上信號1 9 0 4的數 値。信號1 9 0 6係以一種相似於信號1 9 0 4的方式進 行衰減，直到控制信號開始上升的時間T2爲止。由於控制 信號1 9 0 2的上升，信號1 9 0 6亦會上升。在控制信 號1 9 0 2開始變爲平坦的時間t 3時，平順輸出信號1 9 0 6係會再一次地開始依循衰減偏移信號1 9 0 4，直到 哀減偏移信號1 9 0 4衰減至大略爲零的時間t 4爲止。在 時間t 4之時，控制信號1 9 0 2以及已平順化輸出信號1 9 0 6係會大致上相同，正如同點1 9 0 8所指出者。 65 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 - ---!訂·--I--I--^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 425282 ' A7 B7 五、發明說明（ 系統操作 第二十圖以及第二十一圖係顯示了用於控制運輸裝置 中群組與輪子之位置的控制迴圏例子。這些控制迴圈例子 係可以被使用來穩定人類運輸裝置。如同熟習此技者將能 夠輕易了解的，控制迴圏係可以被整合在一個能夠產生群 組與輪子控制指令之單一控制迴圈之中。另外，隨著運輸 裝置之不同功能，這些控制迴圈的不同部分係可以被省略 並且係可以加入其他部分。再者，在第二十圖以及第二十 一圖中所討論之不同控制方塊係可以被實行於硬體、軟體 、或者硬體與軟體之組合之中。 現在參照第二十圖，輪子控制迴圈2 0 0 0係包括有 一個框架控制子迴圈2 0 0 2、一個輪子控制子迴圈2 0 0 4、一個偏離控制子迴圈2 0 0 6、以及一個群組速度 監視控制子迴圈2 0 0 8。第二十圖中的控制迴圈係爲參 考一個單一輪子所給定者。特別的情況是，控制迴圈係可 以操作運輸裝置的一個右輪。在某些實施例之中，一個控 制器係可以爲了運輸裝置的每一個輪子而存在。然而，一 個單一控制迴圈係可以被使用來控制所有的輪子。 框架控制子迴圈2 0 0 2 (根據參考框架相關數値以 及實際框架相關數値）係會產生信號而藉由控制輪子的旋 轉來嘗試使框架穩定。舉例來說，如果框架係由於運輸裝 置從街邊落下而向前傾斜的話，框架控制子迴圏2 0 0 2 係可以致使輪子馬達來驅動輪子以一較快速度向前，用以 將重心保持在運輸裝置之軌跡上方。 66 本紙張尺度遶用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 裳！ !1 訂---------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 A7 B7 五、發明說明（tr) 輪子控制子迴圈2 0 0 4係可以被使用來嘗試使運輸 裝置之效能能夠配合所希求之使用者輸入。這也就是說’ 輪子控制子迴圈2 0 0 4係可以致使輪子緊密地依循使用 者輸入。另外，輪子的位置在輪子平衡模式中以及在平衡 模式中主要穩定係來自輪子的情況下是很重要的。如此’ 輪子控制子迴圈係可以在系統處於輪子平衡模式中之時脫 離使用者輸入2 0 1 0。 偏離控制子迴圏2 0 0 6係可以被施行來確保運輸裝 置能夠旋轉。根據使用者輸入以及輪子馬達的速度差’偏 離控制子迴圏2 0 0 6係可以產生一個控制信號’而致使 不同的輪子控制電壓能夠被運用至每一個輪子上。 群組速度監視控制子迴圈2 0 0 8係使用有關於群組 運動狀態的資訊來影響輪子操作。如果群組的一個輪子係 開始從地面上升’ L2(c〇s<^)(方塊2 0 7 8 )乘上一個低 通率波群組速度（方塊2 0 8 0 )係會小於零。在這一個 例子之中，群組速度監視控制子迴圈2 0 0 8將產生一個 信號，而致使輪子加速來將重心保持在軌跡之上。L2係爲 從輪子軸線至群組樞軸的距離。

輪子控制迴圈2 0 0 0係可以更進一步地接收來自於 運輸裝置之使用者的使用者輸入2 0 1 0。使用者輸入係 可以經由例如是一個搖桿而被接收。使用者輸入21〇1 係可以包括有一個命令F ORE/AFT (前/後）速度 2 0 1 2以及一個指令YAW (偏離）速度2 0 1 4。命 令FORE/AFT (前/後）速度2012以及指令Y 67 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 425282 A7 _____B7___ 五、發明說明（W) AW (偏離）速度2 0 1 4二者係可以在運輸裝置進行裝 置間距修正時或者是處在輪子平衡子模式中之時，分別藉 由開關20 16與20 1 8而脫離。開關20 16與20 18能夠在間距修正以及輪子平衡模式期間關閉的原因係 爲，在這二者的情況之中，使裝置穩定係會變得較回應使 用者輸入指令來得更爲重要。 舉例來說，運輸裝置在增強模式中並且有一組輪子離 開地面的簡化模型（參見例如是第七A圖）係給定間距加 速度分別爲群組扭矩r。與輪子扭矩τ*的函數，其中 Ιθ/7 = (1 - (L, sin Θ, )/(L2 cos φε))τ£ - ((Lj cos(0, - pc)/(rw cos φ() + (L2 sin Θ, )/(L, sin φ,))τ„. 其中，L 2係爲從輪子軸線至群組樞軸的距離，而r w係爲 輪子的半徑。在群組扭矩τ。前方的係數係提供了群組所能 夠影響到間距的一種良好指示。在運輸裝置更進一步地傾 斜離開平衡輪子的情況下，群組就更會影響到使間距變直 。相反地，如果重心係接近於後輪之上，則I^sii^wl^coscpc ，並且群組扭矩係數係會接近於零。進入輪子平衡控制器 的一項條件係爲群組扭矩係數的大小。當此係數很小之時 ，輪子P D及輪子P 0 C模式將不會像是使用輪子作爲影 響間距之主要機構的輪子平衡控制器那樣的有效。另外有 一種狀況是，群組角度必須夠高而使得僅有一組輪子在地 面上的可能性提高。因此，使運輸裝置平衡的主要機構是 輪子。因此，控制迴圈並不想要考慮使用者輸入指令，這 是因爲如果真的考慮的話，運輸裝置可能無法那麼有效地 使運輸裝置平衡之故。 68 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ ^------- 訂---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 425282 五、發明說明（(^ ) 再次翻到第二十圖，當在輪子平衡模式中並未進行間 距修正之時，F 0 R E/A F T (前/後）速度命令2 0 1 2係會通過一個能夠限制向前速度大小的速度扭轉限制 器2 0 2 0。舉例來說，在平台很高的情況下，我們會希 望速度能夠降低。 FORE/AFT (前/後）速度命令2 0 1 2係可 以在加總器2 0 2 2處被加總，而經由F 0 R E/A F T (前/後）速度命令2 0 1 2來決定每一個輪子所需要的 速度。而這個所希望的輪子速度係被輪子控制子系統2 0 〇 4所利用，用以決定輪子速度誤差、輪子位置誤差、以 及輪子速度向前提供輸入。爲了要決定輪子速度誤差，加 總器2 0 2 2的輸出係與目前輪子速度在加總器2 0 2 4 處被合倂。輪子速度誤差係可以通過一個誤差限制作用2 〇 2 6，並且接著係藉由濾波器2 0 2 8來進行低通率波 。已低通率波之輪子速度誤差的輸出係接著被乘上一個輪 子速度誤差增益常數2 0 3 0，用以產生輪子指令的一個 部分。 爲了要決定輪子位置誤差，加總器2 0 2 4之輸出係 藉由積分器2 0 3 2來進行積分，並且係會通過一個誤差 限制器2 0 3 4。位置誤差係乘上增益2 0 3 6來產生總 輪子指令的一個部分。 輪子速度向前提供數値係可以藉由通過低通濾波器2 0 3 8之所希求速度數値（加總器2 0 2 2之輸出）並且 乘上輪子速度向前提供增益數値2 0 4 0來加以決定。向 69 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注i項再填寫本頁) 裝 ------訂- - ----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明說明（β) 前提供一個輪子速度係使得控制系統能夠在本質上預期用 於指令速度所需要之馬達電壓，而不需要處理大穩態速度 或位置誤差信號。 在輪子控制子模式迴圈2 0 0 4中所產生的每一個誤 差信號係可以被提供至加總器2 0 4 2，用以被加至所有 其他的誤差決定，而此接著將會被使用來產生輪子電壓 〇 輪子控制迴圈2 0 0 0亦可以包括有框架間距參數相 關子控制迴圈2 0 0 2，其係產生一個框架間距誤差以及 一個間距速率誤差。框架間距誤差係爲藉由比較目前框架 間距以及一個在加總器2 0 4 6處所希求之框架間距所產 生者。所希求之框架間距係可以根據運輸裝置之參數來加 以估算。在一個實施例之中，所希求之框架間距2 0 4 4 係爲能夠將重心直接安置在群組中心點上的框架間距。此 一所希求之框架間距係可以取決於重心的位置而定，正如 同將在下文中予以描述者。所希求之框架間距與目前框架 間距間的差別係可以藉由低通濾波器2 0 4 8來加以濾波 ，並且乘上框架間距增益2 0 5 0來決定輪子指令的另一 個部分。 間距速率誤差係可以藉由比較目前間距速率以及一個 在加總器2 0 5 4處所希求之間距速率來加以決定。在一 個實施例之中，間距速率係相等於零，從而指出運輸裝置 係完全地穩定。所希求之間距速率與目前間距速率間的差 別係可以藉由低通濾波器2 0 5 6來加以濾波，並且乘上 70 本紙張ϋ適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------- 裝---I----訂-------—-户 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 425282 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Μ) 間距速率增益2 0 5 8來產生輪子指令的另一個部分。框 架間距以及間距速率誤差二者係被提供至加總器2 0 4 2 〇 指令Y AW速度20 18係可以被提供至Y AW子控 制迴圈2 0 0 6，用以控制用於運輸裝置之偏離誤差信號 。在YAW速度控制子迴圈2006之中，一個Y AW位 置誤差係可以被決定。YAW速度控制信號係藉由介於指 令Y AW速度2 0 1 8與通過一個限制器2 0 6 2和一個 低通濾波器2 0 6 4之目前YAW速度（如同藉由加總器 2 0 6 0所決定者）間的差別，並且使低通濾波器2 0 6 4之輸出乘上一個Y AW速度增益2 0 6 6而被決定。同 樣地，介於指令Y AW速度2 0 1 8與目前Y AW速度間 的差別係可以通過積分器2 0 6 8，並且係被限制器2 0 7 0所限制。受限信號係可以被乘上一個Y A W位置增益 2 0 7 2 ’用以產生Y AW位置指令。γ AW速度指令以 及YAW位置指令二者係被提供至加總器2 0 4 2。 輪子控制器2 0 0亦可以包括有一個群組速度監視控 制子迴圈2 0 0 8，其在4 c乘上一低通濾波群組速度（方 塊2078與2080的乘積，如同爲方塊2082所決 定者）小於零的情況下係可以被開關2 0 7 6所關閉。 輪子指令的所有部分係於方塊2 0 4 2處被加總，用 以產生一個輪子控制電壓Vw。如同在上文中所討論者，此 一電壓係可以藉由一個平滑濾波器2 0 8 6來進行平滑濾 波，用以產生一個平滑的電壓控制信號。衰減濾波器 71 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — —III I - - - - - 1 - - - I - - I - I II--— —岭 > (請先閱讀背面之注音華項再填寫本頁) 4252 82 ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明) 偏移2 0 8 8係通過低通濾波器2 0 9 0，並且係被加至 平滑濾波器2 0 8 6中的Vw，用以產生如上所述之V ws 。Vw係被通過機組2 0 9 2。此一機組係可以包括有輪 子馬達與群組馬達二者，並且係可以輸出目前的框架間距 以及目前的間距速率、右輪速度、左輪速度、群組位置、 以及群組速度等等。 第二十一圖係爲群組控制迴圈的一個示例。相似於輪 子控制迴圈，群組控制迴圈2 1 0 0係可以包括有一個框 架相關子控制迴圈2 1 0 2，其係產生一個框架間距誤差 以及一個間距速率誤差。此一框架相關子控制迴圈2 1 0 2係可以相同於上述之控制迴圈，或者可以爲一個被維持 在群組控制迴圈2 1 0 0中的分離式控制迴圈。 另外，群組控制迴圏係可以包括有一個最大群組位置 子迴圈。此一子迴圈係會接收之數値’其係爲在 增強模式中所能容許之最大群組角度。如果群組係處於一 個大於0。. 的角度，則群組位置控制器係會藉由開關 2 1 0 6而脫離。如果開關2 1 0 6係被開啓’則目前群 組位置係於加總器2 1 0 8處從被減去。加總器 2 1 0 8之輸出（群組位置誤差）係接著可以被乘上群組 位置增益2 1 1 0，用以決定群組位置控制的一個部份。 群組控制迴圈2 1 0 0亦可以包括有一個群組速度子 控制模式2 1 1 2，其係會產生—個群組速度誤差。在群 組速度子控制模式2112之中’目前群組速度係可以藉 由加總器2116而從所希求之群組速度2114處減去 72 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--I----- 訂-------^-

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明〉 β在一個實施例之中，所希求之群組速度係可以被设疋爲 零。加總器2 1 1 θ之輸出係可以被通過一個低通濾波器 2 1 1 8，並且被乘上一個群組速度增命2 1 2 0，並且 被提供至加總器2 1 2 2。加總器2 1 1 2之輸出係接著 藉由一個平滑濾波器2 1 2 2而被進行平滑濾波（如同在 上文中已然敘述者），用以產生一個被提供至機組之信號 V c S。 增強模式之可用示例 在一個實施例之中，增強模式係被設計成能夠使用於 不規則地面之上。在這一個實施例之中’運輸裝置係可以 使用四個地面接觸輪子，而這所有的輪子係可以被加以機 動化，用以增加在F 0 R E/A F Τ機組中的牽引力。運 輸裝置如何在增強模模式中操作的示例將如下所述。 橫鉞表面 因爲群組與輪子二者係可以在增強模式中被使用來穩 定運輸裝置，增強模式係可以在粗糙脊部規則表面上良好 地運作。在一個實施例之中，運輸裝置亦可以處理易滑的 表面。舉例來說，如果其中一個輪子的輪子速度大大地增 加，則控制單元係可以降低被提供至該輪子之動力，直到 輪子的速度變得相同於其他輪子的速度爲止。 障礙物 在某些實施例之中，增強模式係可以容許運輸裝置橫 越障礙物，例如是街邊或是石塊等等。舉例來說，當橫越 街邊之時，使用者係可以引導運輸裝置（經由使用者輸入 73 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-----I--訂----ίι_#·ν 4252 Α7 Β7 五、發明說明（2υ )來接觸至街邊。使用者係繼續引導運輸裝置向前，甚至 是在輪子接觸至街邊之時亦然，而此係會導致輪子誤差項 增大（參見第二十圖）°當誤差項增大之時，被運用至輪 子之扭矩係會導致前輪跨越至街邊之上。當前輪跨越在街 邊上之時，群組係會旋轉，用以將框架間距保持在接近於 零的狀況之下。取決於上述操作所進行之速度增快，控制 單元係可以在輪子P D模式以及輪子Ρ 0 C模式之間進行 切換（此係取決於群組旋轉的速率而定）。爲了使後輪跨 越至街邊之上，使用者係繼續向前行駛，並且群組係在相 反方向上進行旋轉。在一個實施例之中，登上一個例如是 六英吋的街邊係可能會在群組進行旋轉之時導致運輸裝置 切換至輪子平衡模式。當轉換發生之時，輪子係可以被向 後驅動而遠離街邊，用以穩定運輸裝置。此係爲警告使用 者其將橫越的街邊可能太大並應被避免的一種有效方法。 爲了從街邊下來’使用者係簡單地驅動運輸裝置離開 該街邊。如果此係爲緩慢地完成，則運輸裝置係可以維持 在輪子P D模式之中。如果使用者係以—較高速度來驅使 運輸裝置離開街邊，則群組旋轉係可能會大到致使運輸裝 置轉換至輪子Ρ ◦ C模式，至少直到所有的四個輪子都重 新回到地面上爲止。快速地從街邊下來係會產生群組旋轉 ，而群組旋轉的程度係會大到足以致使運輸裝置進入到輪 子平衡模式之中。運輸裝置接著係會接管其本身的控制（ 亦即不理會使用者輸入指令）’用以驅動輪子足夠向前而 使重心位於裝置軌跡之上。 74 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ ---!!訂·--------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 425282 A7 -~—---------- 五、發明說明（/^ 重心估算 在先前的敘述之中’有時候係會參照重心的位寘。在 某些實施例之中，運輸裝置係可以爲一種重心位置之直接 估算。而在其他的實施例之中，運輸裝置係可以使用基於 重心位置估算而定之所希望的分量定向舉例來說，在第 二十圖中’與目前框架間距（在方塊2 〇 4 6處）相較之 下所希望之間距（亦即方塊2 0 4 4 )係爲一個能夠根據 框架位置估算而定的框架間距。這也就是說，所希望的間 距係可以爲一種已知在運輸裝置之確切分量係爲處於確切 定向中時’能夠將重心放在運輸裝置軌跡之上的框架間距 0 以下的描述將詳地說明裝置之重心是如何估算，以便 決定所希望之裝置分量定向。雖然重心係相關於人類運輸 裝置來加以描述，然將能夠輕易了解到的是，在此相關於 重心位置估算的教導內容並未受限於運輸裝置之重心估算 。如此，以下的敘述除了指向人類運輸裝置之外，其亦將 指向任何需要進行重心估算的裝置。此等裝置係指向在以 下描述內容中的系統。 第二十二圖係顯示了一個能夠估算重心之控制迴圏的 示例。控制迴圈2 2 0 0係包括有一個控制信號產生器2 2 0 2以及一個具有數個部件的裝置2 2 0 4。控制信號 產生器2 2 0 2係會產生一個控制信號，而此控制信號係 會致使被容納於裝置2 2 0 4中的致動器（在圖示中並未 顯示出來）對裝置2 2 0 4之不同部件的定向進行改變。 75 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------" 經濟部智慧財產局員工消貲合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 2 5 2 8 2 Α7 Β7 五、發明說明ΟΨ) 控制信號產生器2 2 0 2係可以被包括在裝置2 2 0 4的 其中一個部件之中。然而，所顯示之控制信號產生器2 2 0 2係爲了說明方便及描述淸楚起見而爲一分離方塊。控 制信號產生器2 2 0 2將一個控制信號提供至裝置2 2 0 4的至少一個致動器，用以改變其中一個部件的定向。控 制信號產生器2 2 0 2係可以相似於上述運輸裝置之控制 單元（電子盒）。 控制信號產生器2 2 0 2之輸入係爲介於一部件之目 前定向與所希望定向2 2 0 6間之差異（或偏差）。此偏 差係爲加總器2 2 0 8之輸出，其係可以將所希望之定向 2 2 0 6減去目前的定向，用以產生偏差數値。控制信號 產生器2 2 0 2係會接收此一偏差數値，並且根據此一偏 差數値來產生一個能夠致使裝置改變一部件定向的控制信 號，用以降低偏差。 第二十二Β圖係爲一個系統的方塊圖，此系統係能夠 產生代表系統部件所希望定向之數値。所希望定向決定裝 置2 2 1 2係會接收數個輸入，並且產生一部件之所希望 定向來作爲一個輸出。所希望定向係可以取決於預售控系 統之操作模式（數據方塊2 2 1 3 )而加以改變。在一個 實施例之中，所希望之定向係可以相等於一部件已知能夠 將系統安置於一平衡狀態中之定向。此一資訊係可以被容 納在資料組2 2 1 4之中。資料組係可以不嚴謹地指向一 種重心位置之估算。這也就是說，當裝置之確切分量係處 於確切定向中之時，其係可以假設裝置重心處於一特定位 76 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) <請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) I I I---I I I I ---I I ^ -

五、發明說明qi) 置之處。此係相等於重心位置之估算。此資料組2 2 1 4 如何產生係將於下文中予以討論。 所希望位置決定裝置2 2 1 2亦會接收系統的目前模 式2 2 1 3。在某些系統之中係存在有不同的操作模式， 而其係以不同方式來估算重心。舉例來說，裝置係可以爲 一種人類運輸裝置，其係能夠自動地穩定而讓使用者不會 從運輸裝置上掉落下來。在這樣的系統之中，重心位置之 估算係可以被使用來控制運輸裝置而使其能夠得以平衡。 參照第二十圖，重心之估算係可以被使用來決定方塊2 〇 4 6所希望的框架間距。而此估算是如何被決定及使用則 將在下文中予以討論。 第二十三圖係爲重心2 3 0 4被安置在後輪2 3 0 2 上方之運輸裝置的一個示例。住新2 3 0 4的位置係可以 爲一種代表包括有運輸裝置、一使用者、以及任何其他能 夠被使用者所攜帶或被安置在運輸裝置上之負載的整個系 統中重心位置的估算量。重心2 3 0 4係可以藉由座標0 3 相對於電子盒2 3 0 5以及長度L :相對於群組軸線2 3 0 6來加以定位。在某些實施例之中，角度<9 3係可以爲所使 用之唯一變數。在其他實施例之中，03以及L :二者係可 以被使用來估算重心的位置。 如同在上文中所討論者，電子盒2 3 0 5 (控制單元 )係可以包括有不同的感應器（例如是間距感應器），其 係可以量測群組2 3 0 8及電子盒2 3 0 5之定向。另外 ，群組2 3 0 8之定向係可以藉由對座落在電子盒2 3 0

V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---— — — — — 訂--I------βά 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明1) 5上之群組速度感應器的輸出進行積分來加以決定，或者 是藉由群組馬達來報導。 運輸裝置係可以包括有一個地面接觸元件2 3 〇 2 ( 在這一個實施例中係爲一個輪子），其係具有一個中心點 2 3 1 0。當重心2 3 0 4係被座落在中心點2 3 1 〇 ( 或者是在地面接觸元件上能夠提供穩定性的任何其他點） 上方之時，運輸裝置係得以平衡。 在第二十三圖之中’角度係被量測而使得一個代表指 向順時針方向之該角度的箭頭能夠被給定爲一個正値。舉 例來說，相對於電子盒之群組位置係可以被指定爲一個 正値。 角度Θ 3係爲介於L ^與電子盒2 3 0 5間之角度。電 子盒2 3 0 5係可以包含有傾斜感應器，其係決定運輸裝 置中不同部件的定向。這些傾斜感應器係可以直接量測電 子盒相對於水平之角度^£。一個控制器（在圖示中並未顯 示出來）係可以監視群組相對於電子盒2 3 0 5之角度。 距離L 2係爲從群組2 3 0 8之中心至與地面接觸之輪子2 3 0 2的中心點2 3 1 0間的距離。L 2係爲一個已知參數 ，其係取決於將使用之特定運輸裝置而定。在一個實施例 之中’ L 2在車輛操作期間並未改變，然而，L 2係可以隨 著運輸裝置所使用之群組類型來加以改變。 當重心2 3 0 4係位於地面接觸輪子中心點2 3 1 0 上方之時，一種將運輸裝置建構爲模型之方法爲： L2 cos(0c +θβ + ^ = L, cos(03 + 9e) 78 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 ----訂---------户 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4252 82 ' A7 B7 五、發明說明 隨著展開及重新分組，上述方程式係會變爲： cos6e(L2 cos0c -bLj cos03) = sin0c(L2sin9c +Lj sin03) 此一方程式係可以被解出，用以決定例如是電子盒2 3 0 5之所希望定向（6»e)。因爲以及係可以爲非 線性三角函數，並且座落在電子盒2 3 0 5中之處理器的 處理能力係可能爲有限者，避免直接使用三角函數來直接 計算0 6將會更有效率。在這樣的情況之中，一個查詢表以 及曲線擬合法係可以被使用來產生6^之正確數値。爲了基 於展開及重新分組來進行曲線擬合，所展開之方程式係可 以被簡化爲： L2 cos(0c +0e) = -K,(h)cos0c +K2(h)sin0e 並且在重組項次之後， 0e =atan((L2 cos6c + K,(h))/(L2 sin0c + K2(h)) 其中，= ，以及 K2(h) = L丨(h)sine3(h) 並且h爲平台高度。此一方程式係可以解出Ki (h )及K 2 ( h )，如果Θ e的兩個數値爲已知。在K i ( h )及κ2 (h)之數値爲已知之後，簡單的三角計算係可以 被使用來決定L :以及0 3二者之數値。如同在上文中已然 討論者，給定L !以及，重心的位置係爲已知（當然， 位置係相對於一個參考位置，而在運輸裝置之例子中係爲 群組之中心點）。在下文中將討論的曲線係提供了一種有 效的方式來決定將被使用之Θ e的數値，用以決定K !( h )及K2 ( h )並從而決定L i以及θ3。 或者，吾人係可以將電子盒角度推導爲群組角度相對 79 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 252 82 A7 _____B7_ 五、發明說明（〉/) 於重力<Pc之函數，而得出以下方程式： θβ = θ3 (h) + - sin'1 ((L2 8ΐη(φ0) /(L, (h))) 同樣地，的兩個數値對於解出Li以及6»3而言是 必須者，如果運輸裝置係基於上述方程式之而被建構的 話。 根據運輸裝置所操作之模式，電子盒角度或是群組角 度係可以被使用來估算重心。舉例來說，當於階梯模式中 操作之時，較佳的情況係爲使用基於cp。之所希望電子盒角 度的估算。 第二十四圖係爲一種用來產生一估算裝置重心位置之 數據組的實施例的流程圖。第二十四圖將參照第二十五A 圖至第二十五C圖來加以描述。產生此等數據組的理由係 可以爲至少兩個原因。第一，數據組係容許爲特定使用者 定作。第二，數據組係容許有效的計算裝置之部件的所希 望定向，而此將在下文中予以說明。 方法係可以起始於步驟2 4 0 2，於此處裝置（例如 是一運輸裝置）之部件係能夠被配置成一種特定排列並且 將不同部件之定向紀錄下來。舉例來說，運輸裝置之群組 係可以被安置在一個第一定向’並將此數據紀錄下來。第 二十五A圖係顯示了群組2 5 0 2的第一種可能定向，而 在這一個示例之中’其係可以被表示成〇，這是因爲 電子盒2 5 0 4以及群組係彼此平行之故。另外，座椅高 度係可以被紀錄作爲一個初始參數。在一個實施例之中’ 平台之高度係可以盡可能地爲小。 80 紙張尺度適用中國標準（CNS)A4"規格（2】0 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ------訂-------— 截^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 2 b 2 8 2 at ________B7--- ---— 五、發明說明（^ ) 在步驟2 4 Ο 4處，運輸裝置接著係被移動至一個第 一位置處。此第一位置係可以爲一個將重心安置在群組的 一個輪子之上的位置。在此點處，重心係爲未知或者未被 估算者，然而’相當明顯的是重心係在輪子的一個軸線上 方，這是因爲運輸裝置將能夠爲使運輸裝置移動之使用者 經由很小或是根本不需要進行穩定而得到平衡。 在運輸裝置於步驟2 4 0 2處被安置在第一位置之後 ，至少一個部件之定向係可以接著於步驟2 4 0 6處被紀 錄下來。定向能夠被紀錄下來的分量係包括有（但非侷限 於）電子盒之分量（θ3)、群組相對於重力（pc)之位 置，以及座椅高度。不同的定向數値係可以藉由實際量測 角度或者藉由對電子盒之感測器進行存取來加以紀錄。這 些感測器係可以藉由取樣來自於微處理器之資料或者是藉 由直接讀取感測器之輸出來進行存取。 第二十五B圖係顯示了處於第一位置中之運輸裝置。 在這一個例子之中’住新2 5 0 6係被座落在運輸裝置之 前輪2 5 0 8上方。電子盒的角度係爲一個能夠被紀錄 下來的正値° 在步驟2 4 0 8處，運輸裝置係被安置在一個第二位 置之中。相似於第一位置，第二位置係可以爲一個將重心 2 5 0 6安置在運輸裝置之後輪2 5 1 0上方的位置，以 使得運輸裝置能夠得以平衡（參見第二十五C圖）。在# 驟2 4 1 0處’裝置在第二位置中之部件定向係接著被紀 錄下來。 81 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I------訂--------产 425282 at ----- B7 五、發明說明（作） 上述之程序係可以被重複，此係經由例如是被安置在 一個不同定向的初始群組位置，並且重複上述之所有步驟 2^0 2 — 2 4 1 〇。另外，在每次進行處理之時，平台 的高度亦可以進行調整。 第11十六圖係爲執行上述程序之數次疊代結果的圖表 。水平軸係以弧度表示相對群組定向（β e )，並且垂直軸 係以弧度表示將重心安置在裝置軌跡之上（亦即介於二輪 之間）的相應電子盒定向（θ β )。當然，一個相似的圖表 係可以被產生來表示出06與^)(；的關係。第一個圖形2 6 0 2係代表在平台高度爲最小的情況下進行處理的結果， 而第二個圖形2 6 〇 4則係代表在平台高度爲最大的情況 下進行處理的結果。如同在上文中所討論者，這些圖形係 非常緊密地依循上述之方程式。如此，藉由將這些圖形化 爲根據群組定向之查詢表，6U的兩個數値係可以輕易地加 以決定。如同在上文中所討論者，的這兩個數値係容許 L ^以及Θ 3能夠快速地被計算出來。此外，因爲曲線係爲 了最大與最小平台高度所產生，因此對於任何座椅高度、 任何群組位置而言，任何所希望之電子盒定向係能夠被決 定出來。吾人係已發現1^ i以及在這兩個數値之間係可 以經由線性方式來進行估算。 再次參照第二十六圖，如果目前群組位置係爲2 6 0 6 ’兩個被紀錄的電子盒位置則將爲2 6 0 8及2 6 1 〇 。此係以圖表方式顯示爲線2 6 1 2 (目前群組位置）以 及2614與2616 (可能的電子盒定向）。的這兩 82 ^紙張尺ΐ適用中國國家標準G：NS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------— —訂--- ---— 户" 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 425282 五、發明說明（f I) 個數値係可以被使用來對L i以及03進行線性內插。 L 1以及Θ 3之數値係能夠以不同的方式被使用，而此 係取決於例如是系統所操作之模式而定。舉例來說，如果 系統係爲一個運輸裝置，則系統係可能包括有一個平衡模 式、一個階梯模式、以及一個增強模式，正如同在上文中 已然討論者。在增強模式中所希望之電子盒定向係指向以 0爲參考的四個輪子（thetaref_fourwheels)。而這以爲 參考的四個輪子係可以被解出而僅用於基於0 3的數値。 參照第二十三圖，一個能夠將重心安置在群組2 3 0 8之中心點2 3 1 0上方的方程式係爲： 0e =90° + θ3 因此，所希望之電子盒角度係能夠僅藉由決定β 3而被 輕易地計算出來。在某些實施例之中，此一所希望定向係 可以被使用作爲方塊2 0 4 4之所希望間距數値（參見第 二十圖）。 當於平衡模式中，根據心與！^來進行重心位置的估 算係可以被使用來決定電子盒的定向（theta_balance)其係 將軸的重心置放在地面接觸輪子上方。一個電子盒的定向 係可以藉由解出下列方程式所決定： 0e =atan((L2 cos9c +K,(h))/((L2 sinG,. +K2(h)) 與1^爲給定者 上文中係已描述本發明至少用來作爲舉例說明的示例 ，然不同的修正及改良對於熟習此技者而言係爲能夠輕易 完成並且被認爲是落在本發明之範疇之中。據此，先前之 83 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 .------- I I I I ^ * I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------产.. 經濟部智慧財產局員Μ消費合作社印製 A7 425282 _B7_ 五、發明說明（(Ph

描述僅作爲一種舉例說明而非作爲一種限制。本發明僅限 定於藉由以下申請專利範圍及其均等物所界定者D (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂.--------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 84 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 425282 ' A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 1、 一種在一裝置中於第一操作模式與第二操作模式 間轉換的系統，該系統係包括有： -------I I - - - I ----I ,1τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個控制迴圈，該控制迴圏係利用相關於第一操作模 式之增益係數來控制在第一操作模式中的系統，並且在系 統於第二操作模式中操作之時，其係利用相關於第二操作 模式之增益係數來控制系統；以及 一個增益選擇器，該增益選擇器係會致使控制迴圈在 裝置從第一操作模式轉換至第二作模式的時候能夠使用相 關於第二操作模式之係數來進行操作。 2、 根據申請專利範圍第1項中所述之系統，其中， 該增益選擇器係根據該裝置目前的操作模式來決定控制迴 圏是利用相關於第一模式之係數或是利用相關於第二模式 之係數。 3、 根據申請專利範圍第1項中所述之系統’其更包 括有一個增益表，該增益表係能夠爲該控制迴圈所使用’ 並且容納有相關於目前操作模式之係數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4、 根據申請專利範圍第1項中所述之系統’其更包 括有： 一個穩定器，其係使得控制迴圈之輸出在控制迴圈所 產生的一個控制信號被提供至該裝置之前能夠平順。 5、 根據申請專利範圍第4項中所述之系統’其中’ 該穩定器係將一個衰減偏移値加至控制信號中。 6、 根據申請專利範圍第5項中所述之系統’其中’ 該偏移値係藉由比較一個在轉換前被運用至該裝置之平順 _1____ 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4*t格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 2 5 B8 C8 __ D8 _ 六、申請專利範圍 控制信號以及一個在轉換後所產生之控制信號所決定者。 7、 一種平順地操作一個相應於一控制信號之裝置的 方法，該方法係包括有以下步驟： 決定用於控制信號的一個數値； 處理此一控制信號以產生一個修正的控制信號；以及 將此修正的控制信號運用至該裝置。 8、 根據申請專利範圍第7項中所述之方法，其中， 該控制信號係藉由控制單元所決定，並且處理的步驟係發 生在決定的步驟之後。 9、 根據申請專利範圍第7項中所述之方法，其更包 括有以下步驟： 在處理步驟之前決定裝置是否已改變操作模式；以及 如果該裝置係已改變模式，將一個偏移値之衰減形式 在處理步驟中運用至該控制信號。 1 0、一種在多模組設備中諸模式間進行平順切換的 方法，該方法係包括有以下步驟： 決定模式改變是否發生； 如果模式係已改變，決定一個偏移値；以及 將偏移値的一個衰減形式在控制信號被運用至該裝置 之前加至控制信號中，用以產生一種平順的控制信號：以 及 將這個平順的控制信號運用至該設備。 1 1、根據申請專利範圍第1 0項中所述之方法，其 中，該偏移値係相等於被運用至該設備之最終信號與模式 ____2 ϋ张尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210X297公 ϋ n· - I -- - I - I ! .-- -- -I ,1T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 425282 六、申請專利範圍 改變後所產生之控制信號間的差異。 ϋ I I I In n n I - i - - - I— i ^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 2、根據申請專利範圍第1 0項中所述之方法，其 中，該偏移値係藉由以下步驟來進行衰減： (a )將目前偏移値乘上一個小於1的數字； (b )使目前偏移値更新爲相等於步驟（a )的乘積 結果；以及 (c )重複步驟（a )以及（b )。 1 3、根據申請專利範圍第1 2項中所述之方法，其 中’步驟（c )係重複進行直到目前偏移値接近一個下方 臨界値爲止。 1 4、根據申請專利範圍第1 3項中所述之方法，其 中，該下方臨界値係大略爲〇。 1 5、根據申請專利範圍第1 0項中所述之方法，其 更包括有以下步驟： 儲存平順的控制信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6、根據申請專利範圍第1 5項中所述之方法，其 中’介於所儲存之平順控制信號與設備改變模式後所產生 之控制信號間的差異係被使用來進行偏移値之決定。 1 7、根據申請專利範圍第1 6項中所述之方法，其 更包括有以下步驟： 決定偏移値是否目前正衰減中；以及 當設備改變模式時，將目前衰減偏移値以一個新的偏 移値來取代。 ____3_ 本紙張只^適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X29?公釐]