车轮倒立摆型移动体及其控制方法.pdf

本发明提供一种能够提高便利性的车轮倒立摆型移动体及其控制方法。本发明的一种实施方式中的车轮倒立摆型移动体具有：右底盘(17)、左底盘(19)，其分别将右驱动轮(18)、左驱动轮(20)以可转动的方式支承；电机(34)、(36)，其对右驱动轮(18)、左驱动轮(20)进行旋转驱动；车身(12)，其通过右臂(14)和左臂(16)以相对于右底盘(17)、左底盘(19)可转动的方式被支承；压敏传感器(45)，为判断运输对象是否要下车而设置；控制部(80)，在比一定速度更快的速度行驶的情况下，当根据来自压敏传感器(45)的输出而判断为运输对象要下车时，控制电机(34)、(36)以降低速度；从而在速度的绝对值低于阈值后，实施防止翻倒动作。

1、  一种车轮倒立摆型移动体，其按照与操作者的操作相对应的指令输入进行移动，从而对运输对象进行运输，
其具有：
底盘，将车轮以可转动的方式支承；
第一驱动部，其对所述车轮进行旋转驱动；
车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件以相对于所述底盘可转动的方式被支承；
传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；
第二驱动部，其实施防止翻倒动作；
控制部，在所述车轮倒立摆型移动体正在以比一定速度更快的速度行驶的情况下，当根据来自所述传感器的输出而判断为所述运输对象要下车时，所述控制部控制所述第一驱动部以降低所述车轮倒立摆型移动体的速度；
当判断为所述运输对象要下车时，所述控制部在所述车轮倒立摆型移动体的速度的绝对值低于阈值后，控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作。

2、  如权利要求1所述的车轮倒立摆型移动体，其中，
当所述车轮倒立摆型移动体正在以所述一定速度以下的速度行驶时，所述控制部根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作。

3、  一种车轮倒立摆型移动体，其按照与操作者的操作相对应的指令输入进行移动，从而对运输对象进行运输，其具有：
底盘，将车轮以可转动的方式支承；
第一驱动部，其对所述车轮进行旋转驱动；
车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件以相对于所述底盘可转动的方式被支承；
传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；
第二驱动部，其实施防止翻倒动作；
控制部，当所述车轮倒立摆型移动体正在以一定速度以下的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作。

4、  如权利要求1至3中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体，其中，
当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的目标倾斜角度，由所述控制部对所述第一驱动部实施反馈控制，以便追随所述目标倾斜角度。

5、  如权利要求1至3中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体，其中，
当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的扭矩指令，由所述第一驱动部根据所述扭矩指令而对所述车轮进行旋转驱动。

6、  如权利要求1至5中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体，其中，
在开始进行所述防止翻倒动作后，将所述车轮的驱动扭矩设定为0。

7、  如权利要求1至5中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体，其中，
通过降低所述车身的重心位置或者在车身前侧展开防止翻倒构件，来实施所述防止翻倒动作。

8、  一种车轮倒立摆型移动体的控制方法，用于控制车轮倒立摆型移动体，所述车轮倒立摆型移动体具有：
底盘，将车轮以可转动的方式支承；
第一驱动部，其对所述车轮进行旋转驱动；
车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件而以相对于所述底盘可转动的方式被支承；
传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；
第二驱动部，其实施防止翻倒动作；
所述车轮倒立摆型移动体的控制方法，包括如下步骤：
判断所述车轮倒立摆型移动体是否正在以比一定速度更快的速度行驶的步骤；
当正在以比所述一定速度更快的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出，判断所述运输对象是否要下车的步骤；
在判断为所述运输对象要下车时，降低所述车轮倒立摆型移动体的速度的步骤；
在所述车轮倒立摆型移动体的速度的绝对值低于阈值之后，控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作的步骤。

9、  如权利要求8所述的车轮倒立摆型移动体的控制方法，还包括：
当所述车轮倒立摆型移动体正在以所述一定速度以下的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作的步骤。

10、  一种车轮倒立摆型移动体的控制方法，所述车轮倒立摆型移动体按照与操作者的操作相对应的指令输入进行移动，从而对运输对象进行运输，并具有：
底盘，将车轮以可转动的方式支承；
第一驱动部，其对所述车轮实施旋转驱动；
车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件以相对于所述底盘可转动的方式被支承；
传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；
第二驱动部，其实施防止翻倒动作；
所述车轮倒立摆型移动体的控制方法，包括如下步骤：
判断所述车轮倒立摆型移动体是否正在以比一定速度更快的速度行驶的步骤；
当所述车轮倒立摆型移动体正在以所述一定速度以下的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作的步骤。

11、  如权利要求8至10中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体的控制方法，其中，
当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的目标倾斜角度，并对所述第一驱动部实施反馈控制，以便追随所述目标倾斜角度。

12、  如权利要求8至10中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体，其中，
当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的扭矩指令，由所述第一驱动部根据所述扭矩指令而对所述车轮进行旋转驱动。

13、  如权利要求8至12中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体的控制方法，其中，
在开始进行所述防止翻倒动作后，将所述车轮的驱动扭矩设定为0。

14、  如权利要求8至13中任意一项所述的车轮倒立摆型移动体的控制方法，其中，
通过降低所述车身的重心位置或者在车身前侧展开防止翻倒构件，来实施所述防止翻倒动作。

车轮倒立摆型移动体及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种车轮倒立摆型移动体及其控制方法。
背景技术
车轮倒立摆型移动体通常实施如下控制，即通过对左右驱动轮进行驱动来修正车身的重心位置以使其保持稳定状态，同时进行移动。通过在移动体上搭载人、物品等运输对象，从而能够简单方便地进行运输。这种移动体在紧急停止或紧急加速时，存在翻倒的可能。因此，公开了一种为防止行驶中的移动体翻倒而设置了副车轮的移动体(专利文献1)。
例如，在专利文献1的交通工具中，副车轮被配置在驱动轮的前后方向上。而且，副车轮被设置在通过作动器进行伸缩的支撑板的端部。由检测力矩的检测器检测倾斜情况。根据所检测出的倾斜情况，通过作动器展开支撑板，使副车轮与地面接触。
专利文献1：日本特表2000-514680号公报
发明内容
本发明所要解决的课题
这种车轮倒立摆型移动体是一种设想溶入到人们生活中的交通工具。因此，其乘座舒适度越好，就越会被当作轮椅那样的普通的车辆。由此，乘员就有可能忘记在实施反馈控制的同时寻求倒立摆稳定状态。在车轮倒立摆型移动体中，如果乘员无意中用脚踏到地面，移动体就会由于乘员的重心移动而成为前倾姿态。在这种情况下，为了保持倒立摆稳定状态，移动体要将前倾了的角度恢复成原来的角度。因此，移动体向前方加速前进。其结果为，车辆有可能会碰撞到踏在地面上的乘员的脚。另外，不仅限于乘员搭乘于移动体上时，在运输对象是物品时，也会发生同样的问题。即，存在当运输对象要从移动体上下车时，移动体因成为前倾姿态而前进的问题。
针对这种问题，人们考虑了为乘员设置座椅安全带并使之义务化的办法等，但是，这种做法偏离了将该移动体融入人们生活的车辆理念。另外，如果为了防止在乘员无意中下车时上述的前进，要求乘员具有特殊技能，这样就降低了作为交通工具的易用程度。如上所述，在现有的车轮倒立摆型移动体中，存在难以提高下车时的便利性的问题。
本发明是为了解决上述课题而作出的。即，其目的在于，提供一种能够提高便利性的车轮倒立摆型移动体、及其控制方法。
本发明的第一种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，按照与操作者的操作相对应的指令输入进行移动，从而对运输对象进行运输的车轮倒立摆型移动体，其具有：底盘，将车轮以可转动的方式支承；第一驱动部，其对所述车轮进行旋转驱动；车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件以相对于所述底盘可转动的方式被支承；传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；第二驱动部，其实施防止翻倒动作；控制部，在所述车轮倒立摆型移动体正在以比一定速度更快的速度行驶的情况下，当根据来自所述传感器的输出而判断为所述运输对象要下车时，所述控制部控制所述第一驱动部以降低所述车轮倒立摆型移动体的速度；当判断为所述运输对象要下车时，所述控制部在所述车轮倒立摆型移动体的速度的绝对值低于阈值后，控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作。由此，由于在速度降低以后，将实施防止翻倒动作，因而提高了安全性。因此，这种移动体能够被利用在各种各样的场合，并能够提高便利性。
本发明的第二种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，在上述的车轮倒立摆型移动体中，当所述车轮倒立摆型移动体正在以所述一定速度以下的速度行驶时，所述控制部根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作。由此，由于能够防止发生错误地判断为乘员要下车的情况，因而能够防止发生在不需要时实施防止翻倒动作的情况。因此，能够提高便利性。
本发明的第三种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，按照与操作者的操作相对应的指令输入进行移动，从而对运输对象进行运输的车轮倒立摆型移动体，其具有：底盘，将车轮以可转动的方式支承；第一驱动部，其对所述车轮进行旋转驱动；车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件以相对于所述底盘可转动的方式被支承；传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；第二驱动部，其实施防止翻倒动作；控制部，当所述车轮倒立摆型移动体正在以一定速度以下的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作。由此，能够防止发生错误地判断为乘员要下车的情况，因而能够防止发生在不需要时实施防止翻倒动作的情况。由此，能够提高便利性。
本发明的第四种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，在上述的车轮倒立摆型移动体中，当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的目标倾斜角度，由所述控制部对所述第一驱动部实施反馈控制，以便追随所述目标倾斜角度。由此，能够使速度迅速降低。
本发明的第五种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，在上述的车轮倒立摆型移动体中，当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的扭矩指令，由所述第一驱动部根据所述扭矩指令而对所述车轮进行旋转驱动。由此，能够使速度迅速降低。
本发明的第六种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，在上述的车轮倒立摆型移动体中，在开始实施所述防止翻倒动作后，将所述车轮的驱动扭矩设定为0。由此，能够实现安全下车。
本发明的第七种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体为，在上述的车轮倒立摆型移动体中，通过降低所述车身的重心位置、或者在车身前侧展开防止翻倒构件，来实施所述防止翻倒动作。由此，能够可靠地防止翻倒。
本发明的第八种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，用于控制车轮倒立摆型移动体的控制方法，所述车轮倒立摆型移动体具有：底盘，将车轮以可转动的方式支承；第一驱动部，其对所述车轮进行旋转驱动；车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件而以相对于所述底盘可转动的方式被支承；传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；第二驱动部，其实施防止翻倒动作；所述车轮倒立摆型移动体的控制方法，包括如下步骤：判断所述车轮倒立摆型移动体是否正在以比一定速度更快的速度行驶的步骤；当正在以比所述一定速度更快的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出，判断所述运输对象是否要下车的步骤；在判断为所述运输对象要下车时，降低所述车轮倒立摆型移动体的速度的步骤；在所述车轮倒立摆型移动体的速度的绝对值低于阈值之后，控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作的步骤。由此，由于在速度降低以后，将实施防止翻倒动作，因而提高了安全性。因此，这种移动体能够被利用在各种各样的场合，并能够提高便利性。
本发明的第九种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，在上述的控制方法中，还包括：当所述车轮倒立摆型移动体正在以所述一定速度以下的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作的步骤。由此，能够防止发生错误地判断为乘员要下车的情况，因而能够防止发生在不需要时实施防止翻倒动作的情况。由此，能够提高便利性。
本发明的第十种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，一种用于控制车轮倒立摆型移动体的控制方法，所述车轮倒立摆型移动体按照与操作者的操作相对应的指令输入进行移动，从而对运输对象进行运输，并具有：底盘，将车轮以可转动的方式支承；第一驱动部，其对所述车轮实施旋转驱动；车身，为了搭载所述运输对象而设置，其通过支承构件以相对于所述底盘可转动的方式被支承；传感器，为了判断所述运输对象是否要从所述车身下车而设置，且根据所述车身上的运输对象的状态而改变输出；第二驱动部，其实施防止翻倒动作；所述车轮倒立摆型移动体的控制方法，包括如下步骤：判断所述车轮倒立摆型移动体是否正在以比一定速度更快的速度行驶的步骤；当所述车轮倒立摆型移动体正在以所述一定速度以下的速度行驶时，根据来自所述传感器的输出、和所述指令输入而判断为所述运输对象要下车，从而控制所述第二驱动部实施所述防止翻倒动作的步骤。由此，能够防止发生错误地判断为乘员要下车的情况，因而能够防止发生在不需要时实施防止翻倒动作的情况。由此，能够提高便利性。
本发明的第十一种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，在上述的控制方法中，当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的目标倾斜角度，并对所述第一驱动部实施反馈控制，以便追随所述目标倾斜角度。由此，能够使速度迅速降低。
本发明的第十二种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，在上述的控制方法中，当判断为所述运输对象要下车时，设定使所述车身向与移动方向相反的方向倾斜的扭矩指令，由所述第一驱动部根据所述扭矩指令而对所述车轮进行旋转驱动。由此，能够使速度迅速降低。
本发明的第十三种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，在上述的控制方法中，在开始实施所述防止翻倒动作后，将所述车轮的驱动扭矩设定为0。由此，能够实现安全下车。
本发明的第十四种实施方式所涉及的车轮倒立摆型移动体的控制方法为，在上述的控制方法中，通过降低所述车身的重心位置或者在车身前侧展开防止翻倒构件，来实施所述防止翻倒动作。由此，能够可靠地防止翻倒。
发明效果
根据本发明，可实现提供一种能够提高便利性的车轮倒立摆型移动体及其控制方法的目的。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式所涉及的移动体的结构的侧视图。
图2为表示本发明的实施方式所涉及的移动体的结构的主视图。
图3A为用于说明本发明的实施方式所涉及的移动体的防止翻倒动作的侧视图。
图3B为用于说明本发明的实施方式所涉及的移动体的防止翻倒动作的侧视图。
图4为表示本发明的实施方式所涉及的移动体的控制系统的结构的框图。
图5为表示本发明的第一种实施方式所涉及的移动体的控制方法的流程图。
图6A为模型化地表示本发明的第一种实施方式所涉及的移动体的平移方向上的动作的图。
图6B为模型化地表示本发明的第一种实施方式所涉及的移动体的平移方向上的动作的图。
图7为表示本发明的第二种实施方式所涉及的移动体的控制方法的流程图。
图8为表示本发明的实施方式所涉及的移动体的传感器示例的侧视模式图。
符号说明：
12 车身
14 右臂
16 左臂
17 右底盘
18 右驱动轮
19 左底盘
20 左驱动轮
22 座椅
26 右底座
28 左底座
30 车轴
32 车轴
34 右车轮驱动电机
36 左车轮驱动电机
41 脚踏板
42 压敏传感器
43 屏蔽传感器
44 电池模块
45 压敏传感器
46 操作模块
47 乘员
48 陀螺传感器
52 右车轮编码器
54 左车轮编码器
61 上关节
62 上连杆
63 下关节
64 下连杆
65 下关节电机
66 上关节电机
70 基座
72 支柱
80 控制部
81 行驶控制模块
82 姿态控制模块
85 判断部
91 上关节
92 上连杆
93 下关节
94 下连杆
95 下关节电机
96 上关节电机
100移动体
具体实施方式
本实施方式所涉及的移动体是一种通过倒立摆控制而进行移动的车轮倒立摆型移动体。移动体通过驱动接触地面的车轮，从而移动至规定位置。由此，能够运输搭载在车身上的运输对象。而且，通过根据来自陀螺传感器等的输出对车轮进行驱动，能够使移动体保持倒立摆状态。而且，设置有为了判断运输对象是否要下车的传感器。
发明的第一种实施方式
利用图1和图2，对本实施方式所涉及的移动体100的结构进行说明。图1为模式化地图示移动体100的结构的侧视图。图2为模式化地图示移动体100的结构的主视图。
如图2所示，移动体100为一种车轮倒立摆型的移动体(行驶体)，其具有：右驱动轮18、左驱动轮20、右底盘17、左底盘19、右臂14、左臂16和车身12。车身12为，被配置在右驱动轮18和左驱动轮20的上方的移动体100的上体部。在此，将移动体100的行驶方向(垂直于图2的纸面的方向)设定为前后方向，将在水平面上垂直于前后方向的方向设定为左右方向(横向)。因此，图1为从行驶方向上的前侧观察移动体100时的图。图2为从左侧观察移动体100时的图。
右臂14和左臂16为具有关节的摆臂。在正常行驶时，右臂14和左臂16如图2所示，处于伸展状态。而且，根据车身12的倾斜角度，右臂14和左臂16被相应地驱动。具体为，当车身12根据地面的倾斜角而左右倾斜时，对一侧的臂进行驱动，使车身12处于水平状态。例如，假设当移动体正在水平的地面上行驶时，仅由右驱动轮18驶上具有高低差的路面，或是地面变为右侧升高的倾斜面。此时，在右驱动轮18和左驱动轮20之间，相对于水平方向的高度将发生改变。即，右驱动轮18高于左驱动轮20。因此，收缩右臂14，从而调节车身12的倾斜角。例如，对右臂14的关节进行驱动，使右臂14弯曲成“ㄑ”字型。由此，由于右臂14变短，因而能够在横向(左右方向)上使车身12处于水平状态。另外，当乘员要下车时，右臂14和左臂16将实施防止翻倒动作。并且，关于右臂14和左臂16的结构，将在后面进行说明。
在右底盘17的侧面，设置有与地面接触的右驱动轮18。在左底盘19的侧面，设置有与地面接触的左驱动轮20。右驱动轮18和左驱动轮20为在同轴上旋转的一对车轮。通过与地面接触的右驱动轮18和左驱动轮20的旋转，使移动体100进行移动。
右驱动轮18和右臂14之间，配置有右底盘17。右底盘17具有右底座26。右底座26被配置在右臂14和右驱动轮18之间。右底座26被固定在右臂14的侧端。右底盘17通过车轴30而将右驱动轮18以可转动的方式支承。右驱动轮18通过车轴30被固定在右车轮驱动电机34的旋转轴C1上。右车轮驱动电机34被固定在右底座26内，作为车轮用驱动部(作动器)发挥作用。即，右车轮驱动电机34对右驱动轮18进行旋转驱动。
左驱动轮20和左臂16之间，配置有左底盘19。左底盘19具有左底座28。左底座28被配置在左臂16和左驱动轮20之间。左底座28被固定在左臂16的侧端。左底座28通过车轴32而将左驱动轮20以可转动的方式支承。左驱动轮20通过车轴32被固定在左车轮驱动电机36的旋转轴C2上。左车轮驱动电机36被固定在左底座28内，作为车轮用驱动部(作动器)发挥作用。即，左车轮驱动电机36对左驱动轮20进行旋转驱动。在右驱动轮18和左驱动轮20之间，配置有右底盘17和左底盘19。并且，为使右驱动轮18和左驱动轮20同轴，也可将右底盘17固定在左底盘19上。
右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36例如为伺服电机。并且，车轮用作动器不仅限于电子电机，也可以是使用了空压、油压的作动器。
另外，右底座26具有右车轮编码器52。右车轮编码器52检测作为右驱动轮18的旋转量的旋转角。左底座28具有左车轮编码器54。左车轮编码器54检测作为左驱动轮20的旋转量的旋转角。
左臂16通过左底座28被安装在左驱动轮20的侧端。左臂16具有上关节91、上连杆92、下关节93和下连杆94。上连杆92和下连杆94为杆状构件。上连杆92和下连杆94为长度几乎相同的刚体。上关节91和下关节93为旋转关节。
下连杆94被连接在左底座28上。即，在下连杆94的下端安装有左底座28。左底座28将下连杆94可转动地支承。而且，下连杆94上设置有下关节93。下连杆94通过下关节93与上连杆92相连接。即，被设置在下连杆94上端的下关节93被配置在上连杆92的下端。
下关节93具有下关节电机95。在下关节电机95被驱动时，上连杆92将旋转。即，在对下关节电机95进行驱动时，上连杆92相对于下连杆94的角度将发生改变。这样，下关节93被设置在左臂16的中途位置上。即，下关节93被设置在上连杆92和下连杆94之间。上连杆92被固定在下关节电机95的旋转轴C5上。
上连杆92的上端设置有上关节91。上关节91连接上连杆92和车身12。左臂16通过上关节91而与车身12相连接。通过这种方式，在左臂16的上端设置上关节91。而且，上关节91具有上关节电机96。通过上关节电机96，车身12被安装在左臂16上。而且，当上关节电机96被驱动时，车身12将转动。即，在对上关节电机96进行驱动时，车身12相对于上连杆92的角度将发生改变。车身12被固定在上关节电机96的旋转轴C3上。
通过对上关节91和下关节93进行驱动，车身12的姿态将发生改变。这样，左臂16成为连接车身12和左驱动轮20的连杆机构。因此，左臂16的下端侧被连接在左驱动轮20的旋转轴C2上，上端侧被连接在车身12的旋转轴C3上。左臂16成为具有两个旋转关节的双自由度的臂机构。即，左臂16为具有多个关节的臂机构，其连接了车身12和右底盘17。
左臂16的长度方向相对于旋转轴C2垂直。即，下连杆94的长度方向与旋转轴C2正交。在正常行驶时，上连杆92和下连杆94沿竖直方向配置。因此，下关节电机95的旋转角度被固定为，使上连杆92和下连杆94平行。车身12通过该左臂16而以相对于旋转轴C2可转动的方式被支承。旋转轴C2和旋转轴C5隔着与下连杆94的长度相对应的距离，并被平行配置。旋转轴C3和旋转轴C5被配置成隔着与上连杆92的长度相对应的距离。另外，在正常行驶时，旋转轴C3与旋转轴C5平行。
右臂14通过右底座26而被安装在右驱动轮18的侧端。
右臂14具有上关节61、上连杆62、下关节63和下连杆64。上连杆62通过上关节61被连接在车身12上。另外，下连杆64被连接在右底盘17上。而且，下连杆64和上连杆62通过下关节63而被连接在一起。下关节63具有下关节电机65。上关节61具有上关节电机66。通过这种方式，右臂14同左臂16一样，成为具有两个旋转关节的双自由度的臂机构。由于右臂14的结构与左臂16相同，因此省略其说明。并且，将右臂14的下关节电机65的旋转轴设定为旋转轴C4。另外，上关节电机66围绕旋转轴C3旋转。
通过对右臂14的上关节61和下关节63进行驱动，车身12的姿态将发生改变。通过这种方式，右臂14成为连接车身12和右驱动轮18的连杆机构。由此，右臂14的下端侧被连接在右驱动轮18的旋转轴C1上，上端侧被连接在车身12的旋转轴C3上。右臂14成为具有两个旋转关节的双自由度的臂机构。即，右臂14为具有多个关节的臂机构，其连接了车身12和右底盘17。
右臂14的长度方向垂直于旋转轴C1。即，下连杆64的长度方向与旋转轴C1正交。在正常行驶时，上连杆62和下连杆64被同轴配置。因此，在从侧面观察时，下关节电机65的旋转角度被固定为，使上连杆62和下连杆64形成一条直线。通过该右臂14，使车身12以相对于旋转轴C1可转动的方式被支承。另外，在正常行驶时，旋转轴C1、旋转轴C3和旋转轴C4相互平行。
在此，右臂14的上关节电机66和左臂16的上关节电机96沿竖直方向被配置。即，右臂14的上关节电机66和左臂16的上关节电机96具有共同的旋转轴C3。另外，在正常行驶时，右臂14的下关节电机65和左臂16的下关节电机95被配置在同轴上。即，上关节电机66的旋转轴C4与上关节电机96的旋转轴C5的高度相同。
这样，右臂14上安装有上关节电机66和下关节电机65，左臂16上安装有上关节电机96和下关节电机95。上关节电机66、96可改变车身12相对于上连杆62、92的角度，下关节电机65可改变上连杆62相对于下连杆64的角度，下关节电机95可改变上连杆92相对于下连杆94的角度。即，上关节电机66和下关节电机65为控制右臂14的关节角度的驱动部(作动器)。上关节电机96和下关节电机95为控制左臂16的关节角度的驱动部(作动器)。因此，通过对右臂14和左臂16进行驱动，能够改变车身12相对于右底盘17和左底盘19的位置。上关节电机66、96和下关节电机65、95例如为伺服电机，对车身12的姿态角度进行控制。并且，也可通过齿轮、皮带和滑轮等传递电机的动力。而且，通过对各自的电机进行驱动，车身12的高度将会改变。由此，能够改变移动体100的车辆高度。
在对上关节电机66和上关节电机96进行驱动时，基座70相对于右臂14和左臂16的角度将发生改变。由此，能够以旋转轴C3为旋转中心，使基座70在前后方向上旋转。旋转轴C3与旋转轴C1和C2平行，且位于旋转轴C1和C2的上方。旋转轴C3和旋转轴C1之间设置有右臂14。旋转轴C3和旋转轴C2之间设置有左臂16。下关节电机65使上连杆62相对于下连杆64而围绕旋转轴C4旋转。下关节电机95使上连杆92相对于下连杆94而围绕旋转轴C5旋转。另外，旋转轴C4位于旋转轴C3和旋转轴C1之间，旋转轴C5位于旋转轴C3和旋转轴C2之间。该旋转轴C3上设置有上关节电机66和上关节电机96。即，右臂14和左臂16成为用于控制姿态的摆臂。而在正常行驶时，旋转轴C1～旋转轴C5处于水平状态，与移动体100的左右方向平行。
车身12具有基座70、支柱72、陀螺传感器48和座椅22。平板状的基座70通过上关节电机66和上关节电机96而分别被安装在右臂14和左臂16上。在基座70的相互面对的侧面上，设置有右臂14和左臂16。即，在右臂14和左臂16之间，配置有基座70。
在基座70中，收容有电池模块44和传感器58。传感器58为，例如光学障碍物检测传感器，当在移动体100的前方检测到障碍物时，其输出检测信号。另外，传感器58也可是障碍物传感器以外的传感器。例如，也可以使用加速度传感器来作为传感器58。当然，也可以使用两个以上的传感器来作为传感器58。传感器58检测根据移动体100的状态而变化的变化量。例如，传感器58测量平移方向上的移动体100的速度。电池模块44向传感器58、陀螺传感器48、右车轮驱动电机34、左车轮驱动电机36、上关节电机66、上关节电机96、下关节电机65、下关节电机95、控制部80等提供电力。
在车身12的基座70上，设置有陀螺传感器48。陀螺传感器48检测相对于车身12的倾斜角的角速度。在此，车身12的倾斜角为，移动体100的重心位置从朝向车轴30、32的竖直上方延伸的轴的倾斜程度，例如，将车身12向移动体100行驶方向上的前方倾斜的情况设为“正”，将车身12向移动体100行驶方向上的后方倾斜的情况设为“负”。
另外，不仅在行驶方向的前后方向上，在左右方向上的倾斜角速度也通过使用侧倾、俯仰和偏转的三轴的陀螺传感器48来测量。这样，陀螺传感器48将基座70的倾斜角的变化作为车身12的倾斜角速度来测量。当然，陀螺传感器48也可被安装在其它位置上。由陀螺传感器48测量出的倾斜角速度根据移动体100的姿态变化而变化。即，倾斜角速度为，根据相对于车轴位置的车身12重心位置而变化的变化量。因此，当受到外部干扰等，使车身12的倾斜角度发生急剧改变时，倾斜角速度的值将变大。车身的倾斜角度根据由陀螺传感器48检测出的倾斜角速度而被指定。在此，将以竖直方向为标准的、前后方向上的倾斜角度设定为车身倾斜角度。
在基座70的中央附近，设置有支柱72。通过该支柱72，座椅22被支承。即，座椅22通过支柱72而被固定在基座70上。座椅22具有能够使乘员乘坐的椅子形状。
座椅22的侧面设置有操作模块46。操作模块46上设置有操作杆(未图示)和制动杆(未图示)。操作杆为用于乘员调节移动体100的行驶速度或行驶方向的操作构件。乘员能够通过调节操作杆的操作量从而调节移动体100的移动速度。另外，乘员能够通过调节操作杆的操作方向从而指定移动体100的移动方向。移动体100根据被施加在操作杆上的操作，能够前进、停止、后退、左转弯、右转弯、左旋转、右旋转。乘员能够通过推倒制动杆而对移动体100进行制动。移动体100的行驶方向为，与车轴30、32垂直的方向。通过操作者对操作模块46进行的操作，与操作者的操作相对应的输入指令(输入指令值)被输入。该输入指令与目标速度或目标加速度相对应。例如，通过在前后方向上推倒操作杆，从而使前进/后退指令被输入控制部80。
座椅22的座面上设置有压敏传感器45。乘员坐于该压敏传感器45的上方。因此，乘员以与压敏传感器45相接触的状态搭乘在座椅22上。压敏传感器45检测由乘员重量施加的压力。在此，将由压敏传感器45检测出的压力设定为座位感压。
压敏传感器45或陀螺传感器48是为了判断乘员是否要下车而设置的构件。例如，在正常行驶时，通过乘员的质量使规定的压力被施加至压敏传感器45。另一方面，当要下车时，乘员将起身，因而乘员将从压敏传感器45上离开。因此，施加于压敏传感器45的压力将降低。根据来自压敏传感器45的输出，能够判断乘员是否要下车。具体为，对由压敏传感器45检测出的座位感压和阈值进行比较。而且，在座位感压小于阈值时，判断为乘员要下车。
或者，通过根据来自陀螺传感器48的输出而推断出的车身倾斜角度，来判断乘员是否要下车。例如，当前后方向上的车身倾斜角度较大时，则判断为乘员要下车。即，当乘员要下车时，乘员将向前屈身。此时，车身12向前方倾斜，车身倾斜角度变大。因此，能够根据由陀螺传感器48推断出的车身倾斜角度，来判断乘员是否要下车。具体为，对车身倾斜角度和阈值进行比较。而且，在车身倾斜角度大于阈值时，则判断为乘员要下车。即，当车身12从竖直方向朝向移动方向上的前方倾斜了一定角度以上时，则可判断为乘员要下车。
如上所述，压敏传感器45和陀螺传感器48为用于判断乘员是否要下车而设置的构件。陀螺传感器48和压敏传感器45根据作为运输对象的乘员的状态而改变输出。因此，能够根据来自陀螺传感器48和压敏传感器45的输出而判断出乘员是否要下车。当然，也可以同时使用陀螺传感器48和压敏传感器45来判断乘员是否要下车。当判断为乘员要下车时，则从执行正常行驶处理的正常行驶模式转移到防止翻倒模式，从而实施防止翻倒动作。关于下车时的处理，将在后面进行说明。
并且，在座椅22的靠背部分上，安装有控制部80。控制部80根据乘员对操作模块46进行的操作，控制右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36，从而控制移动体100的行驶(移动)。座椅22的座面与基座70的上表面平行地配置。控制部80根据在操作模块46中进行的操作，控制右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36。由此，根据与在操作模块46中进行的操作相对应的指令输入，右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36进行驱动。
控制部80具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、通信用接口等，用于控制移动体100的各种动作。而且，该控制部80按照例如被存储在ROM中的控制程序来实施各种控制。控制部80通过公知的反馈控制，以规定的角度相互独立地控制右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36。按照与在操作模块46中进行的操作相对应的指令输入，右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36进行旋转。例如，在操作模块46中，设置有用于测量操作杆的倾角的传感器。操作模块46根据操作杆的倾角以及倾角的变化量，而计算加速度及目标速度。即，操作杆的倾角越大，加速度及目标速度就会越大。而且，右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36被控制为，能够获得所期望的加速度和目标速度。
另外，来自陀螺传感器48及压敏传感器45的输出信号被输入至控制部80。控制部80根据来自压敏传感器45的输出，来判断乘员是否要下车。具体为，将来自压敏传感器45的输出值与阈值进行比较。而且，在输出值低于阈值时，则判断为乘员要下车。
而且，控制部80控制右臂14和左臂16的各个关节的角度。各个关节被各自独立地驱动。通过对右臂14和左臂16进行驱动，移动体100的姿态将改变。即，控制部80控制移动体100的高度和左右方向上的倾斜角。
例如，当对右臂14或左臂16进行驱动时，能够使基座70在左右方向上倾斜。即，能够独立地使移动体100的车身12在侧倾方向(围绕与向前推进方向平行的移动体100的前后轴)上摇动倾斜。例如，对右臂14的上关节电机66和下关节电机65进行驱动，使右臂14弯曲成“ㄑ”字形。具体为，将上关节电机66和下关节电机65向相反方向旋转一定的角度。由此，使旋转轴C3与旋转轴C1接近。移动体100的右侧的车辆高度降低。以这种方式，通过单独地对右臂14和左臂16进行驱动，能够提高乘员的乘坐舒适感。具体为，即使在倾斜或具有高低差的地面，也能够在左右方向上使车身12处于水平状态。即，能够在左右方向上防止车身12倾斜，从而能够提高乘坐的舒适感。
例如，在正在水平地面上行驶的期间，使右臂14和左臂16处于伸展状态。即，使从旋转轴C1到旋转轴C3的距离、与从旋转轴C2到旋转轴C3的距离相同。由此，旋转轴C3成为水平状态，车身12在左右方向上成为水平状态。而且，当正在水平地面上行驶时右驱动轮18驶上具有高低差的地面、或者地面变为倾斜面的情况下，右驱动轮18将高于左驱动轮20。旋转轴C3向右上方倾斜，车身12在左右方向上倾斜。在此，为了防止车身12在左右方向上的倾斜，将以上述方式对右臂14进行驱动。由此，右臂14弯曲成“ㄑ”字形，旋转轴C1与旋转轴C3接近。另一方面，由于左臂16伸长，因而旋转轴C2与旋转轴C3远离。由此，使旋转轴C3的倾斜发生变化，从而能够使车身12处于水平状态。
具体为，通过来自陀螺传感器48的输出，将检测出车身12在左右方向上倾斜的状况。根据来自陀螺传感器48的输出，控制部80将对一侧的臂进行驱动。即，控制部80将对倾斜且升高一侧的臂进行驱动。例如，车身12的右侧升高时，控制部80控制右臂14的各个关节。对下关节电机65和上关节电机66进行驱动，使右臂14弯曲。而且，使右臂14弯曲至与车身12的倾斜角相对应的长度。即，仅以与左右方向上的车身12的倾斜角度相对应的旋转角度，对上关节61和下关节63进行驱动。由此，使旋转轴C3成为水平状态，车身12在左右方向上成为水平状态。当然，车身12的左侧升高时，也同样地对左臂16进行驱动。通过这种方式，使右臂14和左臂16成为用于修正车身12的水平方向的倾斜程度的摆臂。
而且，当乘员要下车时，控制部80同时驱动右臂14和左臂16的双方，以实施防止翻倒动作。例如，如图3A所示，使右臂14和左臂16从伸展的状态，弯曲成右臂14和左臂16呈“ㄑ”字形的状态。由此，如图3B所示，车身12将向下方移动，使车辆高度降低。并且，图3A、B为用于说明移动体100的臂的动作的侧视图。在此，使各个关节旋转，以使旋转轴C4和旋转轴C5的高度一致。即，旋转轴C4和旋转轴C5包含于相同的水平面上。由此，在左右方向上，车身12依然维持水平的状态，而车身12的重心位置降低。换言之，车身12的重心位置接近于旋转轴C1、C2。由此，能够降低移动体100的车辆高度。即，车身12中最高的部分接近地面，座面被降低。由此，由于车身重心被降低，因而能够防止车身12翻倒。
而且，在图3B的状态下，下关节63向前方突出。从车身12向前方突出的下关节63成为防止向前方翻倒的防止翻倒部。即，当移动体100向前方大幅度倾斜时，作为防止翻倒部的下关节63将与地面接触。因此，能够防止车身12的翻倒。另外，下关节93向后方突出。从车身12向后方突出的下关节93成为防止向后方翻倒的防止翻倒部。即，当移动体100向后方大幅度倾斜时，作为防止翻倒部的下关节93与地面接触。由此，能够防止车身12的翻倒。以这种方式，通过在前后方向上展开防止翻倒部以及降低车身12的重心位置，来实施防止翻倒动作。
在此，使右臂14和左臂16向相反方向旋转相同角度。即，当从图3A转移到图3B时，下关节63逆时针旋转，下关节93顺时针旋转。另外，使下关节63和下关节93的旋转角度相同。而且，上关节61顺时针旋转，上关节91逆时针旋转。而且，使上关节61和上关节91的旋转角度相同。由此，右臂14和左臂16形成逆转结构。即，在图3B的状态中，从横向观察移动体100时，右臂14和左臂16相对于从旋转轴C3延伸到地面的垂线而相互逆转。而且，在连接旋转轴C1和旋转轴C2的车轴上方，配置有旋转轴C3。而且，对各个关节进行同步驱动。由此，能够防止车身12在左右方向上倾斜，从而能够提高乘坐的舒适感。由此，能够提高稳定性。
另外，即使在臂弯曲的状态下，如图3B所示，下关节63、93也高于旋转轴C1、C2。即，由于使下关节63、93在前后方向上突出，因而能够提高移动体翻倒时与地面最先接触的部位。通过这种方式，在比旋转轴C1、C2更靠上方的位置上，下关节63、93在前后方向上突出。因此，能够防止由于臂14、16的下关节63、93抵触地面而引起的翻倒。即，作为翻倒时最先接触地面的部位的下关节63、93被配置为，与地面间隔一定的距离。其原因在于，使臂弯曲，将使下关节63、93在车身12的前后方向上突出。换言之，通过使两臂的长度和关节角度最优化，能够确保下关节63、93相对于地面的距离。由此，即使下关节63、93与车身12相比更向前后方向突出，也能够防止由于抵触地面而引起的翻倒。因此，能够在具有高低差等的地面上防止翻倒。并且，也可在与地面接触的部位处设置弹性体等，从而吸收冲击。
当乘员从座椅下车时，在前后方向上的车身12的重心位置将有较大幅度的改变。即，根据乘员的动作，车身12的重心位置将大幅度地变动。因此，保持倒立摆状态将变得十分困难，车身将变得不稳定。因此，通过实施上述的防止翻倒动作，即使当下车时车身12的重心位置大幅度改变的情况下，也能够防止翻倒。乘员能够迅速地下车，并能够提高下车时的便利性。即使在无意中下车、或是飞快地下车时，也能够防止翻倒，因而能够提高便利性。
当乘员从车身12下车时，乘员从座椅22向前方移动。此时，车身12形成前倾姿态，车身倾斜角度变大。因此，在实施为了保持倒立摆状态的反馈控制时，车身12将加速，并碰撞到乘员。控制部80将执行用于防止此类事态发生的处理。关于该处理，将在后面进行说明。
下面参照图4，对由控制部80实施的控制进行说明。图4为用于说明控制部80的控制的框图。首先，对用于执行正常行驶的处理进行说明。如图4所示，控制部80具有行驶控制模块81和姿态控制模块82。控制部80统一控制行驶控制模块81和姿态控制模块82。行驶控制模块81具有控制右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36的放大器。行驶控制模块81将驱动信号输出至右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36，从而对右驱动轮18和左驱动轮20实施反馈控制。具体为，由右车轮编码器52和左车轮编码器54测量出的测量值被输入到行驶控制模块81中。另外，为了使倒立摆状态稳定，来自陀螺传感器48的倾斜角速度被输入到行驶控制模块81中。而且，与操作模块46的操作相对应的输入指令被输入至行驶控制模块81中。而且，行驶控制模块81根据测量值、输入指令和倾斜角速度，对右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36进行驱动。通过这种方式，行驶控制模块81对右驱动轮18和左驱动轮20实施反馈控制。由此，移动体100按照在操作模块46中进行的操作而移动。因此，移动体能够在倒立摆状态下稳定地行驶。此处的反馈控制，可以使用公知的控制方法。
例如在正常行驶时，为了保持倒立摆状态将目标倾斜角度设定为0°。即，将右臂14和左臂16在竖直方向上的倾斜角度设定为目标倾斜角度。另外，根据来自陀螺传感器48的输出，而推断出当前的车身倾斜角度。将目标倾斜角度和当前的车身倾斜角度的差分乘以规定的反馈增益，从而计算出倒立摆控制值。而且，根据与来自操作模块46的输入相对应的输入指令，求取目标速度。另外，根据来自编码器52、54的输出，来推断移动体100的当前速度。而且，将目标速度和当前速度的差分乘以规定的反馈增益，来求取移动控制值。而且，通过将移动控制值与倒立摆控制值相加，从而计算出用于驱动右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36的驱动控制值。而且，基于该驱动控制值的驱动扭矩而驱动右车轮驱动电机34和左车轮驱动电机36。通过这种方式，行驶控制模块81将目标倾斜角度和目标速度设为指令值，并实施反馈控制，以追随该指令值。
姿态控制模块82对移动体100的姿态进行控制。即，姿态控制模块82具有用于对右臂14和左臂16的各个关节的电机的放大器。姿态控制模块82输出控制信号，从而控制右臂14和左臂16的姿态。具体为，表示车身12的倾斜角速度的检测信号被从陀螺传感器48输入到姿态控制模块82中。即，由陀螺传感器48检测出的车身12的倾斜角速度的值被输入到姿态控制模块82中。而且，根据由陀螺传感器48检测出的倾斜角速度，检测出车身12在左右方向上倾斜。在车身12在左右方向上倾斜的情况下，对右臂14或左臂16进行驱动。在此，对车身12升高一侧的臂进行驱动，从而修正倾斜角度。即，姿态控制模块82控制一侧的臂，以消除倾斜角度。由此，由于减少了在左右方向上的倾斜角度的变化，因而能够使移动体稳定地行驶。从而能够提高乘员的乘坐舒适感。
另外，在乘员下车时，姿态控制模块82对右臂14和左臂16的驱动进行控制。由此，能够降低车辆高度。即，从图3A中的状态成为图3B所示的状态，车身12的重心位置降低。来自压敏传感器45和陀螺传感器48的输出被输入到控制部80中。控制部80具有用于判断乘员是否要下车的判断部85。判断部85根据来自压敏传感器45和陀螺传感器48的输出，来判断乘员是否要下车。具体为，控制部80根据来自陀螺传感器48的输出，从而对车身倾斜角度进行推断。而且，对车身倾斜角度和阈值进行比较。当车身倾斜角度超过阈值时，判断为乘员要下车。即，当车身12在前后方向上大幅度地倾斜时，则判断为乘员要下车。或者，当由压敏传感器45检测出的座位感压低于阈值时，则判断为乘员要下车。
接下来，参照图5，对乘员下车时的控制进行说明。图5为表示上述控制方法的流程图。参照图5，对执行用于乘员下车的下车处理的控制循环进行说明。即，对从正常行驶模式转移到乘员下车时的防止翻倒模式时的控制进行说明。首先，对移动体100行驶时的车身倾斜角度进行推断(步骤S101)。车身倾斜角度可以根据由陀螺传感器48输出的倾斜角速度的积算来进行推断。车身倾斜角度例如以一定周期进行推断。而且，对移动体100的速度和阈值A进行比较(步骤S102)。即，判断移动体100是否正在以一定速度以上的速度行驶。例如，根据来自传感器58及编码器52、54的输出来进行判断。首先，对移动体100的速度未超过一定速度的情况进行说明。
当移动体100的速度低于阈值A时，对车身倾斜角度和阈值B进行比较(步骤S103)。即，判断在前后方向上的倾斜角度是否在阈值B以上。例如，当右臂14和左臂16的方向自竖直方向起大幅度地倾斜时，车身倾斜角度将超过阈值B。当车身倾斜角度未超过阈值B时，则判断为乘员不下车。此时，执行正常处理(步骤S104)，并返回下一个循环。即，执行用于正常行驶的处理，并返回步骤S101。
当车身倾斜角度超过阈值B时，则判断为乘员有可能要下车。即，当要下车时，乘员将在车身12上移动身体重心。因此，车身倾斜角度将变大。在这种情况下，则判断为乘员有可能要下车。当车身倾斜角度已超过阈值B时，则判断是否存在前进/后退指令输入(步骤S105)。即，根据来自操作模块46的指令输入，来判断是否存在前进/后退指令输入。具体为，当操作杆向前方或者后方倾斜时，则判断为存在前进/后退指令输入。在存在前进/后退指令输入的情况下，即使车身倾斜角度超过阈值B，也将判断为乘员不下车。即，在存在前进后退指令输入的情况下，根据该前进/后退指令输入，移动体100将进行加速或者减速。因此，车身倾斜角度可能会超过阈值B。因此，即使车身倾斜角度超过阈值B，但在存在前进/后退指令输入的情况下，则判断为乘员不下车。此时，执行正常处理(步骤S104)，并返回下一个循环。
在不存在前进/后退指令输入的情况下，则判断为乘员要下车(步骤S106)。于是，设定与行驶方向相反的指令值(步骤S107)。即，设定相对于移动方向朝向后方倾斜的目标倾斜角度。由此，移动体100将迅速地减速。具体为，在使目标倾斜角度由0°偏向后方的同时，将目标速度设定为0。由此，使车身12被控制为，向与行驶方向相反的方向倾斜。即，目标倾斜角度被设定为负值，以使车身12成为后倾姿态。行驶控制模块88实施控制，以追随该目标倾斜角度和目标速度。以这种方式，能够通过改变目标倾斜角度和目标速度，而使移动体迅速地减速。设定与行驶方向逆转的目标倾斜角度。给出的目标倾斜角度与判断为要下车时的车身倾斜角度以竖直方向为基准而逆转。相对于移动方向而前倾的车身12逐渐地过度到后倾姿态。
并且，当判断为乘员要下车时，也可设定使车身12向与移动方向相反的方向倾斜的扭矩指令。电机34、36根据该扭矩指令，而使右驱动轮18和左驱动轮20旋转。即，将电机34、36的驱动扭矩设定为扭矩指令值，并对右驱动轮18、左驱动轮20进行旋转驱动。由此，同上述方式同样地，移动体100成为后倾姿态，并迅速地减速。而且，在设定扭矩指令后，控制部80对电机34、36实施反馈控制，以使倒立摆状态稳定。例如，仅在被预先规定的期间内，通过使车身向与移动方向相反的方向倾斜的扭矩指令，而使右驱动轮18、左驱动轮20旋转。此后，实施反馈控制，以使倒立摆状态稳定。以这种方式，通过给出扭矩指令以代替目标倾斜角度，也能够使移动体迅速地减速。
而且，将移动体100的速度绝对值与阈值D进行比较，且将车身倾斜角度与阈值E进行比较。(步骤S108)。而且，如果速度的绝对值小于阈值D，且车身倾斜角度小于阈值E，则实施防止翻倒动作(步骤S109)。即，当速度被包含在一定范围内、且车身倾斜角度被包含在一定范围内时，实施防止翻倒的动作。并且，相对于速度绝对值的阈值D，小于步骤S101中的阈值A。当速度绝对值和车身倾斜角度中的任何一个值均不包含在一定范围以内时，则返回步骤S108。并且，直到速度的绝对值小于阈值D、且车身倾斜角度小于阈值E为止，一直重复步骤S107和步骤S108的处理。此时，也可以将指令值设定为恒定值，或者还可以使指令值根据速度而变化。
在步骤S109中，对右臂14和左臂16进行驱动，并如图3B所示，降低车辆高度。如果右臂14和左臂16的各个关节旋转至规定的角度，则防止翻倒动作完成。而且，如果防止翻倒动作完成，则将驱动扭矩设定为0(步骤S110)。即，将驱动扭矩立即设定为0。移动体100由于惯性而继续移动，一段时间之后，移动体100将停止移动。，以一定速度以下的速度移动的移动体100，在驱动扭矩为0时，其速度成为低于阈值D的速度。因此，在驱动扭矩为0后，施加于移动体100上的惯性力几乎为0。因此，在步骤S109以后，移动体100几乎不移动。
并且，也可并行实施步骤S109和步骤S110的动作。即，在实施防止翻倒动作的同时，降低驱动扭矩。此时，例如可采用在刚刚开始防止翻倒动作后，就使驱动扭矩降低的方式。并且，优选设定为，在防止翻倒动作完成后，驱动扭矩为0。或者，也可以在确认防止翻倒动作完成后，使驱动扭矩为0。通过这种方式，根据前进/后退指令输入的有无，来判断乘员是否要下车。
在此，参照图6A、B，对步骤S107和步骤S108中的移动体100的动作进行详细说明。图6A、B为模式化地表示移动体100在平移方向上的动作的图。在图6A、B中，以车身12的重心位置为代表进行了图示。并且，在图6A、B中，对作为移动体100向左向移动的情况进行说明。另外，在此，对前后方向上的平移移动进行说明。在此，车身12在向移动方向上的前方倾斜的状态下，车身倾斜角度为正。当移动体100正常移动时，如图6A所示，车身12成为前倾姿态。即，在前后方向上，车身12的重心位置与旋转轴C1、C2相比，偏向移动方向前侧。此时，车身倾斜角度为正值。在正常行驶时，目标倾斜角度被设定为0。在图6A、B中，目标倾斜角度通过单点划线来表示。控制部80实施反馈控制，以使车身12的重心位置位于车轴的正上方。由此，右驱动轮18和左驱动轮20旋转，从而向前方移动。即，右驱动轮18和左驱动轮20的旋转被反馈控制为，使其追随目标倾斜角度。并且，在存在前进/后退指令输入的情况下，实施反馈控制，以便根据前进/后退指令输入而进行加减速。在正常行驶时，移动体以上述方式进行移动。
而且，如果在步骤S107中指令值被设定，则目标倾斜角度将会改变。具体为，目标倾斜角度将从0变为负值。此时，移动体100加速，以使车身12的重心位置位于车轴的后方。即，车身12被反馈控制为使其处于后倾姿态。因此，被施加了正向的驱动扭矩，右驱动轮18和左驱动轮20的角速度将变大。并且，正向的驱动扭矩为，用于使移动方向上的前方的加速度增大的扭矩。在此，移动体100的目标速度被设定为0。因此，在右驱动轮18和左驱动轮20的角速度变大，且车身倾斜角度达到0附近时，则速度接近于0。如果移动体100加速，则速度将被减低，以追随目标速度0。因此，在逐渐接近后倾姿态以使车身倾斜角度追随目标倾斜角度的同时，速度将变小。由此，如图6B所示，车身12的重心位置在车轴上移动。在如图6B所示的状态下，速度的绝对值小于阈值D，且车身倾斜角度小于阈值E。而且，从图6B所示的状态开始，实施防止翻倒动作。
通过上述这种控制，使得在移动体100充分减速后，才实施防止翻倒动作。即，在车身倾斜角度变小，且移动体100几乎停止之后，才对右臂14和左臂16进行驱动。因此，在车辆高度降低的状态下，移动体100几乎不移动。由此，能够防止在前后方向上突出的右臂14和左臂16碰撞到障碍物等。例如，能够防止右臂14或左臂16抵触地面或碰撞墙壁等。由此，在乘员要下车时，移动体能够安全地停止。另外，即使在乘员要下车时，移动体100也不会一直加速。即，由于速度迅速地降低，因而惯性力几乎为0。在惯性力几乎变为0后，驱动扭矩将变为0。从而能够防止在乘员要下车时处于不稳定状态的移动体100在惯性力下进行移动的情况。不仅对乘员，对周围的人也能够实现安全的停车。由此，能够扩大使用移动体100的区域，从而能够提高便利性。即，由于提高了安全性，因此即使在周围人数众多的场所，也能够实现安全的停车。由此，能够在各种各样的场合使用该移动体，从而能够提高便利性。
并且，虽然在上述示例中，是将不存在指令输入的情况判断为乘员要下车，但是也可以将存在指令输入的情况判断为乘员要下车。例如，也可以在输入指令(指令输入值)在一定值以下时，判断为乘员要下车。或者，还可以在存在停车这一指令输入时，判断为乘员要下车。
下面，对移动体100的速度超过一定速度的情况进行说明。在移动体100超过一定速度时，对由压敏传感器45测量出的座位感压和阈值F进行比较(步骤S111)。而且，当座位感压低于阈值F时，则判断为乘员要下车(步骤S112)。即，当座位感压低于阈值F时，视为乘员为了下车而移动身体重心。另一方面，当座位感压在阈值F以上时，则进行正常处理(步骤S104)，并转移到下一个循环。
当座位感压低于阈值，从而判断为乘员要下车时，设定与移动方向相反的指令值(步骤S113)。由此，使移动体100迅速地减速。同步骤S107同样地，设定目标倾斜角度和目标速度。具体为，将目标倾斜角度设定为负值，并将目标速度设定为0。另外，在步骤S113中，由于移动体100的速度大于步骤S107中的移动体100的速度，因而使其目标倾斜角度的绝对值大于步骤S107中的目标倾斜角度的绝对值。即，使倾斜角度相对于竖直方向的偏离程度变大。换言之，与步骤S107相比，设定更加后倾的目标倾斜角度。在步骤S113中的目标倾斜角度的绝对值大于步骤S107中的目标倾斜角度的绝对值。通过这种方式，根据速度而改变目标倾斜角度的绝对值。具体为，根据移动体100的速度而改变乘员要下车时设定的目标倾斜角度的值。而且，速度越大，就越设定更向移动方向上的后方倾斜的目标倾斜角度。通过这种控制，能够使移动体100迅速地减速。并且，当赋予扭矩指令以代替目标倾斜角度时，也可以根据速度而改变扭矩指令。当然，扭矩指令也可以是恒定值。
而且，对移动体100的速度绝对值和阈值进行比较，且将车身倾斜角度与阈值进行比较。(步骤S114)。而且，如果速度的绝对值小于阈值D，且车身倾斜角度小于阈值E，则实施防止翻倒动作(步骤S115)。即，当速度被包含在一定范围内，且车身倾斜角度也被包含在一定范围内时，实施防止翻倒动作。而且，在实施防止翻倒动作后，使驱动扭矩为0(步骤S116)。并且，关于步骤S114～步骤S116，由于其动作与步骤S108～步骤S110的动作相同，因此省略其详细说明。
通过以这种方式实施控制，能够获得与上文所述的方式相同的效果。例如，在以阈值A以上的速度进行移动的移动体100，在将驱动扭矩设定为0的正时，成为低于阈值D的速度。因此，驱动扭矩为0后，移动体100上所附加的惯性力几乎为0。即，能够提高安全性，并使便利性进一步提高。另外，能够使正在以一定速度以上的速度移动着的移动体100迅速地减速。因此，乘员能够迅速下车，从而能够提高便利性。而且，当速度超过阈值A时，使用座位感压，来判断乘员是否要下车。由此，能够更加正确地判断出乘员是否要下车。因而，能够提高便利性。
并且，在本实施方式中，也可以在步骤S102中速度未超过阈值A的情况下，就迅速地实施防止翻倒动作。即，能够省略步骤S107和步骤S108的处理。通过这种控制，乘员也能够迅速安全地下车。当移动体100的速度未超过一定速度时，使用车身倾斜角度和前进/后退指令输入的双方，来判断乘员是否要下车。由此，能够判断出乘员是有意要下车还是无意中要下车。例如，在未存在前进/后退指令输入的情况下，如果车身倾斜角度超过阈值B，则判断为乘员是无意中要下车。即，判断为乘员不小心下了车。在这种情况下，在实施防止翻倒动作后，使驱动扭矩变为0。由于移动体以一定速度以下的速度进行移动，因而在实施防止翻倒动作后，即使在不改变指令值的情况下，臂也不会抵触地面或者与障碍物碰撞。由此，即使在迅速将驱动扭矩变为0的情况下，也能够迅速地进行安全下车，从而能够提高便利性。另外，在存在前进/后退指令输入时，将不判断为乘员要下车。因此，当由于突然的加减速而导致车身倾斜角度超过阈值时，防止翻倒动作将不会被实施。由于能够防止出现错误地判断为乘员要下车的情况，因而能够防止在不必要时实施防止翻倒动作。即，在实施了突然的加减速的情况下，即使车身倾斜角度突然倾斜，也不会判断为乘员要下车。由此，当乘员想要移动时，将不会再妨碍移动体的正常行驶。因此，能够提高便利性。
并且，虽然在上述说明中，作为防止翻倒动作，例示了对驱动右臂14和左臂16进行驱动的示例，但是防止翻倒动作并不仅限于此。即，防止翻倒机构并不仅限于臂机构。例如，也可以将在前后方向上突出的辅助轮(从动轮)作为防止翻倒机构。此时，在可伸缩的支撑板的顶端安装辅助轮。而且，使支撑板伸长，并使辅助轮比车身12更向前后方向突出。当然，也可对如安全杆这种机构进行驱动。在本实施方式中，可以使用各种各样的防止翻倒机构。也可以通过将辅助轮或安全杆等防止翻倒构件在车身12的前侧和后侧展开，从而实施防止翻倒动作。或者也可以通过降低车身12的重心位置，从而实施防止翻倒动作。由此，能够可靠地防止翻倒。当然，也可以对两种以上的防止翻倒机构进行组合并实施动作。
并且，在步骤S107和步骤S113中，将目标倾斜角度设定为负值。即，如果以竖直方向为基准，设定了方向与判断为乘员要下车时的车身倾斜角度相反的目标倾斜角度。通过这种控制，使得移动体100迅速地减速。由此，能够提高安全性和便利性。当然，用于减速的控制不仅限于上述控制。例如，也可以推断车身的重心位置，并推断车身的目标倾斜角度以使两者平衡。这种方法已经被日本特开2007-11634公开。具体为，推断一种外力，该外力为，由施加于车身12上的外力而产生的、围绕旋转轴C1、C2的惯性力矩。而且，将使车身12的重心的围绕旋转轴C1、C2的重力矩、与推断的外力力矩相平衡的车身倾斜角度，设定为目标倾斜角度。通过这种控制，能够使移动体迅速地减速。或者，也可以将目标速度设定为负值。即，也可以设定与移动方向相反的目标速度。
发明的第二种实施方式
参照图7，对本实施方式所涉及的移动体100的控制方法进行说明。图7为，表示本实施方式所涉及的移动体100的控制方法的流程图。并且，由于移动体100的基本结构及动作与第一种实施方式相同，因此省略其说明。
图7图示了按照指令输入而进行前进/后退时的处理。在按照指令输入进行前进/后退时(步骤S201)，将速度与阈值G进行比较(步骤S202)。即，判断移动体100是否正在以一定速度以上的速度进行移动。阈值G既可以为与第一种实施方式中的阈值A不同的值，也可以为相同的值。而且，当移动体100的速度超过阈值G时，将座位感压和阈值H进行比较(步骤S203)。另一方面，当移动体100的平移速度未超过阈值G时，执行正常处理(步骤S204)。在步骤S204以后，与第一种实施方式同样地、重复下一个循环。即，返回步骤S201。
在步骤S203中，当判断为座位感压未超过阈值H时，则判断为乘员要下车(步骤S205)。而且，同第一种实施方式一样，设定与移动方向相反的指令值(步骤S206)。例如，在设定目标倾斜角度为负值的同时，将目标速度设定为0。另一方面，在步骤S203中，当判断为座位感压超过阈值H时，执行正常处理(步骤S204)。
在设定指令值之后，将速度绝对值与阈值I进行比较，并将车身倾斜角度与阈值J进行比较(步骤S207)。当速度绝对值小于阈值I、且车身倾斜角度小于阈值J时，实施防止翻倒动作(步骤S208)。在上述以外的情况下，则返回步骤S206。在实施防止翻倒动作后，将驱动扭矩变为0(步骤S209)。并且，由于步骤S205～步骤S209的各个步骤，分别与第一种实施方式中的步骤S111～步骤S115相同，因此省略其说明。
通过上述这种控制，能够取得与第一种实施方式相同的效果。即，当按照指令值前进/后退时，将被推断为移动体正在以一定速度以上的速度而移动。因此，移动体能够迅速地减速。另外，由于在减速之后开始防止翻倒动作，因而能够提高乘员下车时的安全性。由此，能够提高便利性。
并且，虽然在第一和第二种实施方式中，是根据座位感压或车身倾斜角度来判断乘员是否要下车，但是并不仅限于此。下面，参照图8，对为了检测出乘员下车而设置的传感器的其它示例进行说明。图8为模式化地表示移动体100的结构的侧视图。在图8中，图示了传感器的两个示例。
在图8中，移动体100上设置有用于乘员47放置脚部的脚踏板41。而且，在脚踏板41的上面，配置了压敏传感器42。压敏传感器42检测从乘员47的足底承受到的足底感压。因此，压敏传感器42根据乘员47的状态而改变输出。例如，在要下车时，乘员47将脚部从脚踏板41上踏向地面。因此，足底感压降低。由此，能够在由压敏传感器42检测出的足底感压变为阈值以下时，判断为乘员要下车。
而且，还可以使用设置于脚踏板41上的屏蔽传感器43。屏蔽传感器43以光学方式检测出其被乘员的脚部所覆盖的情况。屏蔽传感器43根据乘员的状态而改变输出。当受光面等被乘员的脚部所覆盖时，屏蔽传感器43开启(ON)。通过将屏蔽传感器43配置在适当的位置上，能够判断出乘员是否要下车。例如，在乘车和下车时脚部将会移动。将屏蔽传感器43配置在能够检测到这种脚部移动的位置上。设定屏蔽传感器43的部位不仅限于脚踏板41。优选为移动体100的前侧部分。即，将屏蔽传感器43配置为，能够根据乘员47的下车动作，而在开启/关闭(ON/OFF)之间切换。通过这种方式，根据乘员的状态而改变输出。由此，能够判断出乘员是否要下车。当然，也可以通过对两个以上的传感器进行组合来判断乘员是否要下车。还可以设置两个以上的相同类型的传感器。
并且，虽然在上述说明中，对二轮型的移动体100进行了说明，但车轮的数量并不仅限于此。也可以是独轮型的移动体，还可以是具有三个以上车轮的移动体。而且，虽然在上述说明中，对具有座椅22的移动体100进行了说明，但也可以是用于搬运物品的移动载货车。因此，运输对象既可以是物品，也可以是人。在将物品从车身12卸下时的这种下车时，也能够实施上述控制。当然，也可以是移动机器人等的其它移动体。而且，也可以由乘员以外的人员进行操作。此时，能够通过远程操作使移动体移动。
工业上的可利用性
本发明能够适用于车轮倒立摆型移动体及其控制方法。