JP5146376B2

JP5146376B2 - Mobile body and control method thereof

Info

Publication number: JP5146376B2
Application number: JP2009065887A
Authority: JP
Inventors: 哲也平
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: JP2010213968A

Description

本発明は、移動体、及びその制御方法に関し、特に詳しくは、搭乗部にシートベルトが設けられた移動体及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a moving body and a control method thereof, and more particularly to a moving body in which a seat belt is provided in a riding section and a control method thereof.

近年、搭乗者を搭乗させた状態で移動する移動体が開発されている（特許文献１乃至３）。例えば、特許文献１〜３では、搭乗者が搭乗する搭乗面（座面）に力センサ（圧力センサ）を設けている。そして、力センサからの出力によって、車輪を駆動している。すなわち、力センサが操作手段となって、入力が行われている。 In recent years, moving bodies that move while a passenger is on board have been developed (Patent Documents 1 to 3). For example, in Patent Documents 1 to 3, a force sensor (pressure sensor) is provided on a boarding surface (seat surface) on which a passenger rides. The wheels are driven by the output from the force sensor. That is, input is performed by using the force sensor as an operation means.

特許文献１の移動体では、進みたい方向に体重をかけることで移動している。例えば、前方に進みたい場合、搭乗者が上体を前方に傾ける。すなわち、搭乗者が前傾姿勢になる。そして、前傾姿勢になると搭乗席に加わる力が変化する。そして、この力及びモーメントを力センサで検出する。力センサの検出結果によって、球状タイヤを駆動している。特許文献１の図１４には、搭乗者が搭乗席に座った状態で、倒立振子制御を行っている。特許文献２には、車椅子型の移動体が開示されている。この移動体には、椅子とフットレストが設けられている。 The moving body of Patent Document 1 moves by applying weight in the direction in which it wants to proceed. For example, when going forward, the passenger tilts his upper body forward. That is, the passenger is in a forward leaning posture. And if it becomes a leaning posture, the force added to a boarding seat will change. Then, this force and moment are detected by a force sensor. The spherical tire is driven by the detection result of the force sensor. In FIG. 14 of Patent Document 1, the inverted pendulum control is performed in a state where the passenger sits on the boarding seat. Patent Document 2 discloses a wheelchair-type moving body. This moving body is provided with a chair and a footrest.

また、特許文献３には、利用者の動作を能動的に検知して、それに応じて自律的に動作する移動体が開示されている。例えば、複数の圧力センサによって、利用者の重心を計算している。この重心位置に応じて、車椅子形状の移動体が動作している（図２）。 Further, Patent Document 3 discloses a moving body that actively detects a user's operation and operates autonomously in response thereto. For example, the center of gravity of the user is calculated by a plurality of pressure sensors. A wheelchair-shaped moving body operates according to the position of the center of gravity (FIG. 2).

さらに、特許文献４では、２足歩行型の移動体を動作させるためのインタフェイス装置が開示されている。このインタフェイス装置は、椅子型形状を有している。そして、椅子の背面と座面に複数の力センサを設けている。４つの力センサによって、搭乗者の骨盤旋回を検知して、歩行意思を推定している。そして、力センサによって推定された歩行意志に応じて両脚を駆動している。また、このインタフェイス装置には、足置き台が設けられている。 Further, Patent Document 4 discloses an interface device for operating a biped walking type moving body. This interface device has a chair shape. A plurality of force sensors are provided on the back surface and the seat surface of the chair. Four force sensors detect the pelvic turning of the passenger and estimate the intention to walk. And both legs are driven according to the will to walk estimated by the force sensor. The interface device is provided with a footrest.

特開２００６−２８２１６０号公報JP 2006-282160 A 特開平１０−２３６１３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-23613 特開平１１−１９８０７５号公報JP-A-11-198075 特開平７−１３６９５７号公報JP-A-7-136957

特許文献１〜３では、実際に移動体に搭乗している搭乗者の姿勢によって、移動している。これにより、実際に移動している環境に応じた操作が可能になる。例えば、搭乗者は、以下のように操作を行うことができる。前進したい場合、搭乗者が前方に上体を移動させる。すなわち、搭乗者が前傾姿勢になる。すると、重心位置が前方になって、力センサに加わる力が変化する。これにより、センサが前進入力を検知する。反対に、後方に移動したい場合は、搭乗者が後傾姿勢になる。すると、重心位置が後方になり、後傾入力が検知される。また、左右に移動する場合は、搭乗者が左右方向に重心を移動する。これにより、左右の旋回入力が検知される。このように、旋回入力、前進入力、後退入力に応じて移動することができる。 In patent documents 1-3, it is moving according to the posture of the passenger actually boarding the moving body. Thereby, operation according to the environment which is actually moving is attained. For example, the passenger can perform an operation as follows. When he wants to move forward, the passenger moves his upper body forward. That is, the passenger is in a forward leaning posture. Then, the position of the center of gravity becomes forward, and the force applied to the force sensor changes. Thereby, the sensor detects the forward input. On the other hand, when the user wants to move backward, the occupant is tilted backward. Then, the position of the center of gravity becomes backward, and a backward tilt input is detected. When moving left and right, the passenger moves the center of gravity in the left-right direction. Thereby, left and right turning inputs are detected. Thus, it can move according to the turning input, the forward input, and the backward input.

しかしながら、上記の移動体では、搭乗者の意図通りに移動することができない場合がある。例えば、搭乗席に搭乗者が座った場合、搭乗者の大腿によって搭乗者の姿勢変化が拘束されてしまう。したがって、搭乗者が前傾姿勢となって、高速の前進入力を入力することが困難であるという問題点がある。また、搭乗者の座り位置が変化した場合も力センサの入力が変化してしまう。傾斜面を移動する場合も、力センサの入力にずれが生じてしまう。したがって、意図通りに移動することができなくなってしまう。本件出願の発明者らは、移動体を実際に移動させる時に、移動体を搭乗者の意図通りに移動させることができなくなる状況があることを発見した。本発明によれば搭乗者の意図通り移動させることができ、操作性を向上することができる。 However, the above moving body may not be able to move as intended by the passenger. For example, when a passenger sits on a passenger seat, the posture change of the passenger is restricted by the thigh of the passenger. Therefore, there is a problem that it is difficult for the passenger to lean forward and to input a high-speed forward input. Further, the input of the force sensor also changes when the sitting position of the passenger changes. Even when moving on an inclined surface, a deviation occurs in the input of the force sensor. Therefore, it cannot move as intended. The inventors of the present application have discovered that there is a situation in which the moving body cannot be moved as intended by the passenger when the moving body is actually moved. According to the present invention, the vehicle can be moved as intended by the passenger, and the operability can be improved.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高い操作性を有する移動体、及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a moving body having high operability and a control method thereof.

本発明の第１の態様にかかる移動体は、搭乗者の体重移動に応じて移動する移動体であって、前記搭乗者が搭乗する搭乗部と、前記搭乗部を支持する本体部と、前記本体部を移動させる移動機構と、前記搭乗部の搭乗面に加わる力に応じた計測信号を出力するセンサと、前記搭乗部に取り付けられ、張力に応じて前記センサの出力を変化させるシートベルトと、前記センサからの出力に応じて、前記移動機構を制御する制御部と、を備えるものである。これにより、操作性を向上することができる。 A moving body according to a first aspect of the present invention is a moving body that moves in accordance with a weight shift of a passenger, a riding section on which the rider rides, a main body that supports the riding section, A moving mechanism that moves the main body, a sensor that outputs a measurement signal corresponding to a force applied to a riding surface of the riding part, a seat belt that is attached to the riding part and changes an output of the sensor in accordance with a tension; And a control unit that controls the moving mechanism in accordance with an output from the sensor. Thereby, operability can be improved.

本発明の第２の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記搭乗部に対する前記シートベルトの位置を規制するベルトガイドが設けられていることを特徴とするものである。これにより、シートベルトの張力による力の検出方向を決定することができ、制御を容易にすることができる。 A mobile body according to a second aspect of the present invention is the mobile body described above, and is characterized in that a belt guide that regulates a position of the seat belt with respect to the riding section is provided. Thereby, the detection direction of the force due to the tension of the seat belt can be determined, and the control can be facilitated.

本発明の第３の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記シートベルトが前記搭乗席の中心に対して左右対称に配設されているものである。これにより、簡便な制御で操作性を向上することができる。 A mobile body according to a third aspect of the present invention is the mobile body described above, wherein the seat belt is disposed symmetrically with respect to the center of the passenger seat. Thereby, operativity can be improved by simple control.

本発明の第４の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、２本の前記シートベルトが、前記搭乗者の肩部の上方から延びて、搭乗者の前側で交差するＸ字型になっていることを特徴とするものである。これにより、前方向と、左右方向の移動に対する意図を推定することができる。 A mobile body according to a fourth aspect of the present invention is the mobile body described above, wherein the two seat belts extend from above the shoulder portion of the occupant and intersect at the front side of the occupant. It is characterized by being a mold. Thereby, the intention with respect to the movement in the forward direction and the left-right direction can be estimated.

本発明の第５の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記シートベルトが、前記搭乗者の肩部の上方から延びて、搭乗者の前側で合流するＹ字型になっていることを特徴とするものである。これにより、前方向の移動に対する意図を推定することができる。 A moving body according to a fifth aspect of the present invention is the above-described moving body, wherein the seat belt extends from above the shoulder portion of the occupant and joins at the front side of the occupant. It is characterized by that. Thereby, the intention with respect to the forward movement can be estimated.

本発明の第６の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記シートベルトが前記センサの検知面に固定されていることを特徴とするものである。これにより、簡便な構成で、操作性を向上することができる。 A mobile body according to a sixth aspect of the present invention is the mobile body described above, wherein the seat belt is fixed to a detection surface of the sensor. Thereby, operability can be improved with a simple configuration.

本発明の第７の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記搭乗部が前記本体部に対して回転可能に取り付けられ、前記シートベルトが前記搭乗部の回転に連動することを特徴とするものである。これにより、簡便に操作性を向上することができる。 A mobile body according to a seventh aspect of the present invention is the mobile body described above, wherein the riding part is rotatably attached to the main body part, and the seat belt is interlocked with the rotation of the riding part. It is characterized by. Thereby, operativity can be improved simply.

本発明の第８の態様にかかる移動体の制御方法は、搭乗者が搭乗する搭乗席と、前記搭乗席を支持する本体部と、前記本体部を移動させる移動機構と、前記搭乗席の搭乗面に加わる力に応じた計測信号を出力するセンサと、前記搭乗席に取り付けられたシートベルトと、を備えた移動体の制御方法であって、前記搭乗席の座面に加わる力、及びシートベルトの張力に応じた計測値を前記センサが出力するステップと、前記計測値に応じて前記移動機構を制御するステップと、を備えるものである。これにより、操作性を向上することができる。 A mobile body control method according to an eighth aspect of the present invention includes a boarding seat on which a passenger is boarded, a main body that supports the boarding seat, a moving mechanism that moves the main body, and boarding of the boarding seat. A method for controlling a moving body, comprising: a sensor that outputs a measurement signal corresponding to a force applied to a surface; and a seat belt attached to the passenger seat, the force applied to the seat surface of the passenger seat, and the seat The sensor includes a step of outputting a measured value corresponding to the belt tension, and a step of controlling the moving mechanism according to the measured value. Thereby, operability can be improved.

本発明によれば、高い操作性を有する移動体、及びその制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the moving body which has high operativity, and its control method can be provided.

本発明の実施の形態１にかかる移動体の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the moving body concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる移動体の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the moving body concerning Embodiment 1 of this invention. 各軸周りの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement around each axis | shaft. 本発明の実施の形態にかかる移動体の制御系の構成を示すブロック図であるIt is a block diagram which shows the structure of the control system of the moving body concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる移動体の力センサと搭乗席の配置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows arrangement | positioning of the force sensor and boarding seat of the moving body concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる移動体において、力センサと搭乗席の取付状態を示す斜視図である。In the mobile body concerning Embodiment 1 of this invention, it is a perspective view which shows the attachment state of a force sensor and a passenger seat. 本発明の実施の形態１にかかる移動体におけるシートベルトの取付状態を示す図である。It is a figure which shows the attachment state of the seatbelt in the moving body concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる移動体における搭乗者の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the passenger | crew in the mobile body concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる移動体の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the moving body concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる移動体の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the moving body concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかる移動体の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the moving body concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかる移動体の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the moving body concerning Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明に係る小型車両の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, embodiments of a small vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.

発明の実施の形態１．
実施形態１に係る移動体１について、図１、図２を用いて説明する。図１は、移動体１の構成を模式的に示す正面図であり、図２は、移動体１の構成を模式的に示す側面図である。なお、図１、及び図２には、ＸＹＺの直交座標系が示されている。Ｙ軸が移動体１の左右方向を示し、Ｘ軸が移動体１の前後方向を示し、Ｚ軸が鉛直方向を示している。従って、Ｘ軸がロール軸に対応し、Ｙ軸がピッチ軸、Ｚ軸がヨー軸となる。図１、２において、＋Ｘ方向が移動体１の前方向であるとして説明する。 Embodiment 1 of the Invention
A moving body 1 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a front view schematically showing the configuration of the moving body 1, and FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of the moving body 1. 1 and 2 show an XYZ orthogonal coordinate system. The Y axis indicates the left-right direction of the moving body 1, the X axis indicates the front-rear direction of the moving body 1, and the Z axis indicates the vertical direction. Therefore, the X axis corresponds to the roll axis, the Y axis becomes the pitch axis, and the Z axis becomes the yaw axis. In FIG. 1 and FIG.

図１に示すように移動体１は、搭乗部３、及び車台１３を有している。車台１３は、移動体１の本体部であり、搭乗部３を支持している。車台１３は、車輪６、筐体１１、制御計算部５１、バッテリ５２等を備えている。車輪６は、前輪６０１と後輪６０２から構成されている。ここでは、１つの前輪６０１と２つの後輪６０２からなる３輪型の移動体１を説明する。 As shown in FIG. 1, the moving body 1 has a riding section 3 and a chassis 13. The chassis 13 is a main body of the moving body 1 and supports the riding section 3. The chassis 13 includes wheels 6, a casing 11, a control calculation unit 51, a battery 52, and the like. The wheel 6 includes a front wheel 601 and a rear wheel 602. Here, a three-wheeled moving body 1 composed of one front wheel 601 and two rear wheels 602 will be described.

搭乗部３は、搭乗席８、及び力センサ９を有している。そして、搭乗席８の上面が座面８ａとなる。すなわち、座面８ａの上に、搭乗者が乗った状態で移動体１が移動する。座面８ａは平面でもよいし、臀部の形に合わせた形状となっていてもよい。さらに、搭乗席８に背もたれ８ｂが設けられている。背もたれ８ｂによって搭乗者が座る向きが確定する。すなわち、背もたれ８ｂに搭乗者の背中が向けられるため、背もたれ８ｂの反対側が搭乗者の前側となる。乗り心地を向上するために、搭乗席８にクッション性を持たせてもよい。移動体１が水平面上にある場合、座面８ａが水平になっている。力センサ９は、搭乗者の体重移動を検知する。すなわち、力センサ９は、搭乗席８の座面８ａに加わる力を検出する。そして、力センサ９は、座面８ａに加わる力に応じた計測信号を出力する。力センサ９は、搭乗席８の下側に配置される。すなわち、車台１３と搭乗席８の間に、力センサ９が配設されている。 The boarding unit 3 includes a boarding seat 8 and a force sensor 9. And the upper surface of the boarding seat 8 becomes the seat surface 8a. That is, the moving body 1 moves on the seat surface 8a in a state where the passenger is on the seat surface 8a. The seating surface 8a may be a flat surface or may have a shape that matches the shape of the collar. Further, a backrest 8b is provided in the boarding seat 8. The direction in which the passenger sits is determined by the backrest 8b. That is, since the passenger's back is directed to the backrest 8b, the opposite side of the backrest 8b is the front side of the passenger. In order to improve riding comfort, the passenger seat 8 may be cushioned. When the moving body 1 is on a horizontal plane, the seating surface 8a is horizontal. The force sensor 9 detects the weight shift of the passenger. That is, the force sensor 9 detects the force applied to the seat surface 8 a of the passenger seat 8. The force sensor 9 outputs a measurement signal corresponding to the force applied to the seating surface 8a. The force sensor 9 is disposed below the passenger seat 8. That is, the force sensor 9 is disposed between the chassis 13 and the passenger seat 8.

力センサ９としては、例えば、６軸力センサを用いることができる。この場合、図３に示すように、３軸方向の並進力（ＳＦｘ、ＳＦｙ、ＳＦｚ）と各軸周りのモーメント（ＳＭｘ、ＳＭｙ、ＳＭｚ）を計測する。これらの並進力とモーメントは、力センサ９の中心を原点に取った値である。移動体１のセンサ処理部に出力する計測信号をモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）とし、それらのモーメントの制御座標原点を図２に示す（ａ、ｂ、ｃ）とすると、Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚは、それぞれ以下のように表すことができる。
Ｍｘ＝ＳＭｘ＋ｃ・ＳＦｙ−ｂ・ＳＦｚ
Ｍｙ＝ＳＭｙ＋ａ・ＳＦｚ−ｃ・ＳＦｘ
Ｍｚ＝ＳＭｚ＋ｂ・ＳＦｘ−ａ・ＳＦｙ
なお、図３は、各軸を説明するための図である。力センサ９として、モーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）を計測できるものであればよい。各軸周りのモーメント（ＳＭｘ、ＳＭｙ、ＳＭｚ）を計測できる３軸力センサを制御座標原点に配置して、Ｍｘ，Ｍｙ、Ｍｚを直接計測してもよい。また、１軸の力センサを３つ設けてもよい。さらには、歪みゲージや、ポテンショを用いたアナログジョイスティックなどでもよい。すなわち、直接的又は間接的に３軸周りのモーメントを計測できるものであればよい。そして、力センサ９は、３つのモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）を計測信号として出力する。 As the force sensor 9, for example, a 6-axis force sensor can be used. In this case, as shown in FIG. 3, the translational forces (SFx, SFy, SFz) in the three-axis directions and the moments (SMx, SMy, SMz) around each axis are measured. These translational forces and moments are values with the center of the force sensor 9 as the origin. If the measurement signals output to the sensor processing unit of the moving body 1 are moments (Mx, My, Mz) and the control coordinate origins of those moments are (a, b, c) shown in FIG. 2, Mx, My, Mz Can be expressed as follows.
Mx = SMx + c · SFy−b · SFz
My = SMy + a · SFz−c · SFx
Mz = SMz + b.SFx-a.SFy
FIG. 3 is a diagram for explaining each axis. Any force sensor 9 that can measure moments (Mx, My, Mz) may be used. A triaxial force sensor capable of measuring moments (SMx, SMy, SMz) around each axis may be arranged at the control coordinate origin to directly measure Mx, My, Mz. Three uniaxial force sensors may be provided. Furthermore, an analog joystick using a strain gauge or a potentiometer may be used. That is, it is only necessary to be able to measure moments around three axes directly or indirectly. The force sensor 9 outputs three moments (Mx, My, Mz) as measurement signals.

さらに、背もたれ８ｂには、シートベルト２１が設けられている。ここで、シートベルト２１は、４点式のシートベルトである。したがって、２本のシートベルト２１がＸ字型に交差している。すなわち、一方のシートベルト２１は、左肩の上側から右腿部側に延在し、他方のシートベルト２１は右肩の上側から左大腿部側に延在している。このため、搭乗席８には、２つの取付部２２が設けられている。一方の取付部２２は、搭乗者の右肩の上方になるように、背もたれ８ｂに設置されている。他方の取付部２２は、搭乗者の左肩の上方になるように、背もたれ８ｂに設置されている。２つのシートベルト２１の上端に設けられた取付部２２によって、背もたれ８ｂに対する位置が固定される。 Further, a seat belt 21 is provided on the backrest 8b. Here, the seat belt 21 is a four-point seat belt. Therefore, the two seat belts 21 intersect in an X shape. That is, one seat belt 21 extends from the upper side of the left shoulder to the right thigh side, and the other seat belt 21 extends from the upper side of the right shoulder to the left thigh part side. For this reason, two mounting portions 22 are provided in the passenger seat 8. One mounting portion 22 is installed on the backrest 8b so as to be above the right shoulder of the passenger. The other attachment portion 22 is installed on the backrest 8b so as to be above the left shoulder of the passenger. The position with respect to the backrest 8b is fixed by the mounting portion 22 provided at the upper ends of the two seat belts 21.

そして、シートベルト２１が搭乗席８の中心に対して左右対称に取り付けられている。さらに、２つのシートベルト２１は、同じ材質で、同じ長さになっている。よって、２つのシートベルト２１は、Ｙ方向における搭乗席８の中心に対して、完全に線対称になっている。シートベルト２１は、搭乗者の肩部の上方から下に延びて、搭乗者の前側で交差するＸ字型になっている。搭乗席８の下側には、シートベルト２１の位置を規制するベルトガイド２３が設けられている。これにより、搭乗席８に対するシートベルト２１のＹ方向における位置が固定される。 The seat belt 21 is attached symmetrically with respect to the center of the passenger seat 8. Further, the two seat belts 21 are made of the same material and have the same length. Therefore, the two seat belts 21 are completely line symmetric with respect to the center of the passenger seat 8 in the Y direction. The seat belt 21 extends downward from above the shoulder portion of the occupant and has an X shape that intersects on the front side of the occupant. A belt guide 23 that regulates the position of the seat belt 21 is provided below the passenger seat 8. Thereby, the position in the Y direction of the seat belt 21 with respect to the passenger seat 8 is fixed.

シートベルト２１の張力に応じて、力センサ９の出力が変化する。このように、ベルトガイド２３が搭乗席８と力センサ９の間に設けられている。ベルトガイド２３は、シートベルト２１の位置を規制する。これにより、シートベルト２１の張力によって、力センサ９に加わる力の方向が決定する。力センサ９に対するシートベルト２１の取り付けと動作制御については、後述する。 Depending on the tension of the seat belt 21, the output of the force sensor 9 changes. Thus, the belt guide 23 is provided between the boarding seat 8 and the force sensor 9. The belt guide 23 regulates the position of the seat belt 21. Thereby, the direction of the force applied to the force sensor 9 is determined by the tension of the seat belt 21. The attachment of the seat belt 21 to the force sensor 9 and the operation control will be described later.

このようにシートベルト２１を設けることで、搭乗者の座り位置のずれを抑制することができる。すなわち、搭乗者は、シートベルト２１を正確に着用するために、搭乗席８の中心に座るようにする。搭乗席８の規定位置に搭乗者が座るようになる。換言すると、搭乗者が搭乗席８の中心からずれて座ろうとした場合、左右のシートベルト２１が非対称になる。この場合、左右のシートベルト２１の状態が変化してしまうため、搭乗者が座り位置のずれを認識する。このため、搭乗者が搭乗席８の中心に座り直し、座面８ａの中心からずれた位置に座ることがなくなる。よって、搭乗席８における座り位置のずれを低減することができる。これにより、操作性を向上することができる。 By providing the seat belt 21 in this way, it is possible to suppress a shift in the sitting position of the passenger. That is, the passenger sits at the center of the passenger seat 8 in order to wear the seat belt 21 accurately. The passenger can sit at the specified position of the passenger seat 8. In other words, when the passenger tries to sit off the center of the passenger seat 8, the left and right seat belts 21 become asymmetric. In this case, since the state of the left and right seat belts 21 changes, the passenger recognizes the displacement of the sitting position. For this reason, the passenger does not sit back at the center of the boarding seat 8 and does not sit at a position shifted from the center of the seating surface 8a. Therefore, the shift of the sitting position in the boarding seat 8 can be reduced. Thereby, operability can be improved.

筐体１１には、車輪６が回転可能に取り付けられている。ここでは、円盤上の車輪６が３つ設けられている。車輪６の一部は、筐体１１の下面よりも下側に突出している。従って、車輪６が床面と接触している。２つの後輪６０２は、筐体１１の後部に設けられている。後輪６０２は、駆動輪であり、駆動モータ６０３によって回転する。すなわち、駆動モータ６０３が駆動することによって、後輪６０２がその車軸周りに回転する。後輪６０２は、左右両側に設けられている。なお、後輪６０２には、その回転速度を読み取るためのエンコーダが内蔵されている。左の後輪６０２の車軸と、右の後輪６０２の車軸は、同一直線上に配置されている。 Wheels 6 are rotatably attached to the housing 11. Here, three wheels 6 on the disk are provided. A part of the wheel 6 protrudes below the lower surface of the housing 11. Therefore, the wheel 6 is in contact with the floor surface. The two rear wheels 602 are provided at the rear part of the housing 11. The rear wheel 602 is a drive wheel and is rotated by a drive motor 603. That is, when the drive motor 603 is driven, the rear wheel 602 rotates around the axle. The rear wheels 602 are provided on both the left and right sides. The rear wheel 602 has a built-in encoder for reading its rotational speed. The axle of the left rear wheel 602 and the axle of the right rear wheel 602 are arranged on the same straight line.

また、車輪６には前輪６０１が含まれている。そして、1つの前輪６０１が筐体１１の前部中央に設けられている。従って、Ｙ方向において、２つの後輪６０２の間に、前輪６０１が配設されている。Ｘ方向において、前輪６０１の車軸と後輪６０２の車軸との間に、搭乗席８が設けられている。前輪６０１は、従動輪（補助輪）であり、移動体１の移動に応じて回転する。すなわち、後輪６０２の回転によって移動する方向、及び速度に応じて、前輪６０１が回転する。このように、後輪６０２の前に補助輪である前輪６０１を設けることで、転倒を防ぐことができる。 Further, the wheel 6 includes a front wheel 601. One front wheel 601 is provided at the center of the front portion of the housing 11. Accordingly, the front wheel 601 is disposed between the two rear wheels 602 in the Y direction. A passenger seat 8 is provided between the axle of the front wheel 601 and the axle of the rear wheel 602 in the X direction. The front wheel 601 is a driven wheel (auxiliary wheel), and rotates according to the movement of the moving body 1. That is, the front wheel 601 rotates according to the moving direction and speed by the rotation of the rear wheel 602. Thus, by providing the front wheel 601 that is an auxiliary wheel in front of the rear wheel 602, it is possible to prevent the vehicle from falling.

さらに、搭乗席８の下側には、支持台１４が設けられている。支持台１４は、筐体１１の上面に固定されている。支持台１４は、ヨー軸周りに回転可能な受動関節を構成する。この支持台１４によって、搭乗席８が車台１３に対してヨー軸周りに回転する。すなわち、支持台１４は、搭乗席８を車台１３に対して回転自在に支持している。搭乗席８は、ヨー軸周りに３６０°回転する。よって、搭乗者の動作に応じて、搭乗席８の向きが変わる。例えば、搭乗者が腰をねじることで、車台１３に対して搭乗席８が回転する。支持台１４が回転すると、搭乗席８の前方向が、移動体１の前方向からずれる。これにより、搭乗者が進みたい方向を向くことができる。よって、進みたい方向を向きながら移動することが可能になる。進みたい方向を確認しながら移動することができるため、高速移動が可能になる。これにより、操作性を向上することができる。 Further, a support base 14 is provided below the passenger seat 8. The support base 14 is fixed to the upper surface of the housing 11. The support base 14 constitutes a passive joint that can rotate around the yaw axis. By this support base 14, the boarding seat 8 rotates around the yaw axis with respect to the chassis 13. That is, the support base 14 rotatably supports the boarding seat 8 with respect to the chassis 13. The boarding seat 8 rotates 360 ° around the yaw axis. Therefore, the direction of the passenger seat 8 changes according to the operation of the passenger. For example, when the passenger twists his / her waist, the passenger seat 8 rotates with respect to the chassis 13. When the support base 14 rotates, the front direction of the boarding seat 8 deviates from the front direction of the moving body 1. Thereby, it can face in the direction which a passenger wants to advance. Therefore, it is possible to move while facing the direction in which the user wants to proceed. Since it is possible to move while confirming the direction of travel, high-speed movement becomes possible. Thereby, operability can be improved.

搭乗席８の前方向を＋Ｘ方向とし、左方向を＋Ｙ方向とする。支持台１４の回転によって、移動体１の車台１３の前方向が＋Ｘ方向からずれることになる。すなわち、車軸の方向と、搭乗席８の前後方向の関係は、支持台１４の角度によって変化する。 The front direction of the passenger seat 8 is the + X direction, and the left direction is the + Y direction. Due to the rotation of the support base 14, the front direction of the chassis 13 of the moving body 1 is shifted from the + X direction. That is, the relationship between the direction of the axle and the front-rear direction of the passenger seat 8 varies depending on the angle of the support base 14.

また、支持台１４は、搭乗席８及び力センサ９を回転可能に支持している。搭乗席８は、支持台１４によって回転する回転椅子となる。搭乗席８に力センサ９が設けられているため、搭乗席８とともに、力センサ９が回転する。すなわち、搭乗席８の向きが変わると、それに応じて、力センサ９が回転する。支持台１４には、回転角度を検出するためのエンコーダ等が内蔵されている。エンコーダは、例えば、移動体１の車台１３と搭乗部３の前方方向が一致している時の角度を基準角度として、この基準角度からのずれを測定する。すなわち、基準となる方向からのずれがエンコーダで測定される。移動体１の車台１３と搭乗部３の前方向が一致している時のエンコーダの測定値が０°となる。エンコーダは０〜３６０°の間の値を測定値として、出力する。エンコーダの測定値に応じて、搭乗席の向きを把握することができる。すなわち、搭乗者がどの方向を向いているかを特定することができる。 In addition, the support base 14 rotatably supports the boarding seat 8 and the force sensor 9. The boarding seat 8 is a rotating chair that is rotated by the support base 14. Since the force sensor 9 is provided in the passenger seat 8, the force sensor 9 rotates together with the passenger seat 8. That is, when the orientation of the passenger seat 8 changes, the force sensor 9 rotates accordingly. The support base 14 incorporates an encoder or the like for detecting the rotation angle. The encoder measures, for example, a deviation from the reference angle, with the angle at which the chassis 13 of the moving body 1 and the forward direction of the riding section 3 coincide with each other as a reference angle. That is, the deviation from the reference direction is measured by the encoder. The measured value of the encoder when the vehicle 13 of the moving body 1 and the forward direction of the riding section 3 coincide with each other is 0 °. The encoder outputs a value between 0 ° and 360 ° as a measurement value. The direction of the passenger seat can be grasped according to the measured value of the encoder. That is, it is possible to specify which direction the passenger is facing.

モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚと搭乗者の向きとの関係は変化しなくなる。すなわち、搭乗者が搭乗席８を回転させる動作を行ったとしても、搭乗者の姿勢変化が同じなら、同じモーメントＭｘ，Ｍｙ、Ｍｚが得られる。よって、操作性を向上することができる。 The relationship between the moments Mx, My, Mz and the direction of the passenger does not change. That is, even if the passenger performs an operation of rotating the passenger seat 8, the same moments Mx, My, and Mz can be obtained if the posture change of the passenger is the same. Therefore, operability can be improved.

制御計算部５１はＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信用のインタフェイスなどを有する演算処理装置である。また、制御計算部５１は、着脱可能なＨＤＤ、光ディスク、光磁気ディスク等を有し、各種プログラムや制御パラメータなどを記憶し、そのプログラムやデータを必要に応じてメモリ（不図示）等に供給する。もちろん、制御計算部５１は、物理的に一つの構成に限られるものではない。制御計算部５１には、力センサ９からの出力に応じて駆動モータ６０３の動作を制御するための処理を行う。 The control calculation unit 51 is an arithmetic processing unit having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a communication interface, and the like. The control calculation unit 51 includes a removable HDD, an optical disk, a magneto-optical disk, etc., stores various programs and control parameters, and supplies the programs and data to a memory (not shown) or the like as necessary. To do. Of course, the control calculation unit 51 is not physically limited to one configuration. The control calculation unit 51 performs processing for controlling the operation of the drive motor 603 in accordance with the output from the force sensor 9.

次に、移動体１を移動させるための制御系について、図４を用いて説明する。図４は、移動体１を移動させるための制御系の構成を示すブロック図である。まず、力センサ９によって、座面８ａにかかる力を検出する。センサ処理部５３は、力センサ９からの計測信号に対して処理を行う。すなわち、力センサ９から出力される計測信号に対応する計測データに対して、演算処理を行う。これにより、制御計算部５１に入力される入力モーメント値が算出される。なお、センサ処理部５３は、力センサ９に内蔵されていてもよく、制御計算部５１に内蔵されていてもよい。 Next, a control system for moving the moving body 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control system for moving the moving body 1. First, the force applied to the seating surface 8a is detected by the force sensor 9. The sensor processing unit 53 processes the measurement signal from the force sensor 9. That is, arithmetic processing is performed on measurement data corresponding to the measurement signal output from the force sensor 9. Thereby, the input moment value input to the control calculation unit 51 is calculated. The sensor processing unit 53 may be built in the force sensor 9 or may be built in the control calculation unit 51.

このように、力センサ９で計測されたモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）が各軸周りの入力モーメント値（Ｍｘ'、Ｍｙ'、Ｍｚ'）に変換される。そして、入力モーメント値が各後輪６０２を動作させるために入力される入力値となる。このように、センサ処理部５３は、軸毎に入力値を算出する。入力モーメント値の大きさは、モーメントの大きさに応じて決まる。入力モーメント値の符号は、計測されたモーメントによって決まる。すなわち、モーメントが正の場合、入力モーメント値も正となり、モーメントが負の場合、入力モーメント値も負となる。例えば、モーメントＭｘが正の場合、入力モーメント値Ｍｘ'も正となる。従って、この入力モーメント値が搭乗者の意図する操作に対応する入力値となる。 In this manner, the moments (Mx, My, Mz) measured by the force sensor 9 are converted into input moment values (Mx ′, My ′, Mz ′) around each axis. The input moment value becomes an input value that is input to operate each rear wheel 602. Thus, the sensor processing unit 53 calculates an input value for each axis. The magnitude of the input moment value is determined according to the magnitude of the moment. The sign of the input moment value is determined by the measured moment. That is, when the moment is positive, the input moment value is also positive, and when the moment is negative, the input moment value is also negative. For example, when the moment Mx is positive, the input moment value Mx ′ is also positive. Therefore, this input moment value becomes an input value corresponding to the operation intended by the passenger.

制御計算部５１は、入力モーメント値に基づいて、制御計算を行う。これにより、駆動モータ６０３を駆動するための指令値が算出される。もちろん、入力モーメント値が大きいほど、指令値が大きくなる。この指令値は、駆動モータ６０３に出力される。なお、本実施形態では、左右の後輪６０２が駆動輪であるため、２つの駆動モータ６０３が図示されている。そして、一方の駆動モータ６０３が右の後輪６０２を回転させ、他方の駆動モータ６０３が左の後輪６０２を回転させる。駆動モータ６０３は、指令値に基づいて後輪６０２を回転させる。すなわち、駆動モータ６０３は、駆動輪である後輪６０２を回転させるためのトルクを与える。もちろん、駆動モータ６０３は、減速機などを介して、後輪６０２に回転トルクを与えてもよい。例えば、制御計算部５１から、指令値として指令トルクが入力された場合、その指令トルクで、駆動モータ６０３が回転する。これにより、後輪６０２が回転して、移動体１が所望の方向に、所望の速度で移動する。もちろん、指令値は、トルクに限らず、回転速度、回転数であってもよい。 The control calculation unit 51 performs control calculation based on the input moment value. Thereby, a command value for driving the drive motor 603 is calculated. Of course, the command value increases as the input moment value increases. This command value is output to the drive motor 603. In the present embodiment, since the left and right rear wheels 602 are drive wheels, two drive motors 603 are illustrated. Then, one drive motor 603 rotates the right rear wheel 602, and the other drive motor 603 rotates the left rear wheel 602. The drive motor 603 rotates the rear wheel 602 based on the command value. That is, the drive motor 603 gives a torque for rotating the rear wheel 602 that is a drive wheel. Of course, the drive motor 603 may give a rotational torque to the rear wheel 602 via a reduction gear or the like. For example, when a command torque is input as a command value from the control calculation unit 51, the drive motor 603 rotates with the command torque. Thereby, the rear wheel 602 rotates and the moving body 1 moves in a desired direction at a desired speed. Of course, the command value is not limited to torque, and may be a rotation speed or a rotation speed.

さらに、駆動モータ６０３にはそれぞれ、エンコーダ６０３ａが内蔵されている。このエンコーダ６０３ａは、駆動モータ６０３の回転速度等を検出する。そして、検出された回転速度は、制御計算部５１に入力される。制御計算部５１は、現在の回転速度と、目標となる回転速度とに基づいてフィードバック制御を行う。例えば、目標回転速度と現在回転速度との差分に、適当なフィードバックゲインを乗じて、指令値を算出する。もちろん、左右の駆動モータ６０３に出力される指令値は、異なる値であってもよい。すなわち、前方、又は後方に直進する場合は、左右の後輪６０２の回転速度が同じになるように制御し、左右に旋回する場合は、左右の後輪６０２が、同じ方向で異なる回転速度になるよう制御する。また、その場旋回する場合は、左右の後輪６０２が反対方向に回転するように制御する。 Furthermore, each of the drive motors 603 includes an encoder 603a. The encoder 603a detects the rotational speed of the drive motor 603 and the like. Then, the detected rotation speed is input to the control calculation unit 51. The control calculation unit 51 performs feedback control based on the current rotation speed and the target rotation speed. For example, the command value is calculated by multiplying the difference between the target rotational speed and the current rotational speed by an appropriate feedback gain. Of course, the command values output to the left and right drive motors 603 may be different values. That is, when going straight forward or backward, the left and right rear wheels 602 are controlled to have the same rotational speed, and when turning left and right, the left and right rear wheels 602 have different rotational speeds in the same direction. Control to be. Further, when turning on the spot, the left and right rear wheels 602 are controlled to rotate in opposite directions.

例えば、搭乗者が前傾姿勢になると、搭乗席８にピッチ軸周りの力が加わる。すると、力センサ９が＋Ｍｙのモーメントを検出する（図３参照）。この＋Ｍｙのモーメントによって、センサ処理部５３は、移動体１を並進させるための入力モーメント値Ｍｙ'を算出する。同様に、センサ処理部５３は、Ｍｘに基づいて入力モーメント値Ｍｘ'を算出し、Ｍｚに基づいて、入力モーメント値Ｍｚ'を算出する。すなわち、センサ処理部５３は、計測値を入力モーメント値に変換する。これらは、それぞれの独立に算出される。すなわち、Ｍｘ'は、Ｍｘのみによって決まり、Ｍｙ'は、Ｍｙのみによって決まり、Ｍｚ'は、Ｍｚのみのよって決まる。このように、Ｍｘ'、Ｍｙ'、Ｍｚ'はそれぞれ独立している。 For example, when the occupant assumes a forward leaning posture, a force around the pitch axis is applied to the passenger seat 8. Then, the force sensor 9 detects a moment of + My (see FIG. 3). Based on this + My moment, the sensor processing unit 53 calculates an input moment value My ′ for translating the moving body 1. Similarly, the sensor processing unit 53 calculates an input moment value Mx ′ based on Mx, and calculates an input moment value Mz ′ based on Mz. That is, the sensor processing unit 53 converts the measurement value into an input moment value. These are calculated independently of each other. That is, Mx ′ is determined only by Mx, My ′ is determined only by My, and Mz ′ is determined only by Mz. Thus, Mx ′, My ′, and Mz ′ are independent of each other.

制御計算部５１が、入力モーメント値とエンコーダの読み値に基づいて、指令値を算出する。これにより、左右の後輪６０２が所望の回転速度で回転する。同様に、右方向に曲がる場合は、搭乗者が右側に体重移動する。これにより、搭乗席にロール軸周りの力が加わり、力センサ９が＋Ｍｘのモーメントを検出する。この＋Ｍｘのモーメントによって、センサ処理部５３は、移動体１を右方向に旋回させるための入力モーメント値Ｍｘ'を算出する。すなわち、移動体１が移動する方向に対応する舵角が求められる。そして、入力モーメント値に応じて、制御計算部５１が指令値を算出する。この指令値に応じて、左右の後輪６０２が異なる回転速度で回転する。すなわち、左側の後輪６０２が右側の後輪６０２よりも速い回転速度で回転する。 The control calculation unit 51 calculates a command value based on the input moment value and the encoder reading. As a result, the left and right rear wheels 602 rotate at a desired rotational speed. Similarly, when turning rightward, the passenger moves weight to the right. Thereby, a force around the roll axis is applied to the passenger seat, and the force sensor 9 detects a moment of + Mx. Based on this + Mx moment, the sensor processing unit 53 calculates an input moment value Mx ′ for turning the moving body 1 in the right direction. That is, the steering angle corresponding to the direction in which the moving body 1 moves is obtained. Then, the control calculation unit 51 calculates a command value according to the input moment value. Depending on this command value, the left and right rear wheels 602 rotate at different rotational speeds. That is, the left rear wheel 602 rotates at a higher rotational speed than the right rear wheel 602.

このように、Ｍｙ'に基づいて、前後方向の並進移動に対する成分が求められる。すなわち、左右の後輪６０２を同じ方向に同じ回転速度で駆動するための駆動トルクなどが決定する。従って、Ｍｙ'、すなわち、Ｍｙが大きいほど、移動体１の移動速度が速くなる。Ｍｘ'に基づいて、移動方向、すなわち、舵角に対する成分が求められる。すなわち、左右の後輪６０２の回転トルク差が決定される。従って、Ｍｘ'、すなわち、Ｍｘが大きいほど、左右の後輪６０２の回転速度の違いが大きくなる。 Thus, the component for the translational movement in the front-rear direction is obtained based on My ′. That is, the driving torque for driving the left and right rear wheels 602 in the same direction at the same rotational speed is determined. Therefore, the larger My ′, that is, My, the faster the moving speed of the moving body 1. Based on Mx ′, a component with respect to the moving direction, that is, the steering angle is obtained. That is, the rotational torque difference between the left and right rear wheels 602 is determined. Therefore, the difference in rotational speed between the left and right rear wheels 602 increases as Mx ′, that is, Mx increases.

Ｍｚ'に基づいて、その場旋回に対する成分が求められる。すなわち、左右の後輪６０２を反対方向に回転させて、その場旋回するための成分が求められる。従って、Ｍｚ'、すなわち、Ｍｚが大きいほど、左右の後輪６０２における反対方向の回転速度が大きくなる。例えば、Ｍｚ'が正の場合、上側から見て、左周りにその場旋回する駆動トルクなどが算出される。すなわち、右側の後輪６０２が前方に回転し、左側の後輪６０２が同じ回転速度で後方に回転することとなる。 Based on Mz ′, a component for in-situ turning is determined. That is, a component for turning on the spot by rotating the left and right rear wheels 602 in the opposite direction is obtained. Accordingly, the larger Mz ′, that is, Mz, the greater the rotational speed in the opposite direction of the left and right rear wheels 602. For example, when Mz ′ is positive, a driving torque for turning in the counterclockwise direction as viewed from above is calculated. That is, the right rear wheel 602 rotates forward and the left rear wheel 602 rotates rearward at the same rotational speed.

そして、それぞれの入力モーメント値Ｍｘ'、Ｍｙ'、Ｍｚ'に基づいて算出された３つの成分を合成して、２つの後輪６０２を駆動するための指令値を算出する。これにより、左右の後輪６０２に対する指令値がそれぞれ算出される。駆動トルクや回転速度などが指令値として算出される。すなわち、入力モーメント値Ｍｘ'、Ｍｙ'、Ｍｚ'に対応する成分毎に算出された値を合成することで左右の後輪６０２に対する指令値が算出される。このように、計測されたモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚに基づいて算出された入力モーメント値Ｍｘ'、Ｍｙ'、Ｍｚ'によって、移動体１が移動する。すなわち、搭乗者の体重移動によるモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚによって、移動体１の移動方向、及び移動速度が決定する。 Then, the three components calculated based on the respective input moment values Mx ′, My ′, and Mz ′ are combined to calculate a command value for driving the two rear wheels 602. Thereby, the command values for the left and right rear wheels 602 are respectively calculated. Driving torque, rotation speed, etc. are calculated as command values. That is, the command value for the left and right rear wheels 602 is calculated by combining the values calculated for each component corresponding to the input moment values Mx ′, My ′, and Mz ′. Thus, the moving body 1 moves by the input moment values Mx ′, My ′, Mz ′ calculated based on the measured moments Mx, My, Mz. That is, the moving direction and moving speed of the moving body 1 are determined by the moments Mx, My, Mz due to the weight movement of the passenger.

このように、搭乗者の動作によって、移動体１を移動させるための入力が行われる。すなわち、搭乗者の姿勢変化によって、各軸周りのモーメントが検出される。そして、これらのモーメントの計測値に基づいて、移動体１が移動する。これにより、搭乗者が、移動体１を簡便に操作することができる。すなわち、ジョイスティックやハンドルなどの操作が不要となり、体重移動のみでの操作が可能となる。例えば、右斜め前方に移動したい場合は、体重を右前方にかける。また、左斜め後方に移動したい場合は、体重を左後方にかける。これにより、搭乗者の重心位置が変化して、その変化量に応じた入力が行われる。すなわち、搭乗者の重心移動に応じたモーメントを検出することで、直感的に操作することができる。 Thus, the input for moving the mobile body 1 is performed by the operation of the passenger. That is, a moment around each axis is detected by a change in the posture of the passenger. Based on the measured values of these moments, the moving body 1 moves. Thereby, the passenger can operate the moving body 1 simply. That is, operations such as a joystick and a handle are not necessary, and an operation can be performed only by weight shift. For example, if you want to move forward diagonally to the right, put your weight on the right front. Also, if you want to move diagonally to the left, put your weight on the left rear. As a result, the position of the center of gravity of the occupant changes, and input corresponding to the amount of change is performed. That is, an intuitive operation can be performed by detecting a moment corresponding to the movement of the center of gravity of the passenger.

さらに、本実施の形態では、シートベルト２１の張力に応じて、力センサ９の出力が変化する。すなわち、搭乗者が前進しようとして前傾姿勢になると、シートベルト２１の張力が強くなる。この場合、Ｍｘが大きくなる。よって、力センサ９の感度を実質的に向上することができ、操作性を向上することができる。 Further, in the present embodiment, the output of the force sensor 9 changes according to the tension of the seat belt 21. That is, when the occupant takes a forward leaning posture while trying to move forward, the tension of the seat belt 21 increases. In this case, Mx increases. Therefore, the sensitivity of the force sensor 9 can be substantially improved, and the operability can be improved.

次に、シートベルト２１の取り付けと、搭乗席８と力センサ９の配置について図５乃至７を用いて説明する。図５は、力センサ９と搭乗席８の配置を示す斜視図である。図６は、力センサ９と搭乗席８の取り付け方法を示す斜視図である。図７は、シートベルト２１の取り付け状態を示す図である。 Next, the attachment of the seat belt 21 and the arrangement of the passenger seat 8 and the force sensor 9 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing the arrangement of the force sensor 9 and the passenger seat 8. FIG. 6 is a perspective view showing a method for attaching the force sensor 9 and the passenger seat 8. FIG. 7 is a view showing a state in which the seat belt 21 is attached.

図５に示すように、搭乗席８の上に力センサ９が配置されている。ここで、搭乗席８の座面８ａは、円形になっている。すなわち、搭乗席８が円柱状になっている。そして、力センサ９の上面も円形になっている。力センサ９の外形は搭乗席８よりも小さくなっている。力センサ９の上面が力を検知する検知面になっている。図６に示すように、力センサ９と搭乗席８とを固定する際に、ネジ１６を用いている。すなわち、ネジ１６が力センサ９と搭乗席８を固定している。 As shown in FIG. 5, a force sensor 9 is disposed on the boarding seat 8. Here, the seating surface 8a of the boarding seat 8 is circular. That is, the boarding seat 8 is cylindrical. The upper surface of the force sensor 9 is also circular. The outer shape of the force sensor 9 is smaller than that of the passenger seat 8. The upper surface of the force sensor 9 is a detection surface for detecting force. As shown in FIG. 6, when the force sensor 9 and the passenger seat 8 are fixed, screws 16 are used. That is, the screw 16 fixes the force sensor 9 and the passenger seat 8.

図７のように、搭乗席８と力センサ９の間に、シートベルト２１が設けられている。シートベルト２１の端は、ネジ１６に取り付けられている。シートベルト２１を取り付けるネジ１６は、力センサ９の上面の中央に設けられている。すなわち、ＸＹ面において力センサ９の中心に設けられたネジ１６によって、シートベルト２１が固定されている。さらに、ベルトガイド２３によって、シートベルト２１の位置を固定している。そして、２つのベルトガイド２３は、左右対称な位置に設けられている。よって中心のネジ１６から一方のベルトガイド２３までの距離と他方のベルトガイド２３までの距離は、一致している。そして、中心のネジ１６と２つのベルトガイド２３を結ぶ三角形において、中心のネジ１６から引いた中線がＸ軸と平行になる。 As shown in FIG. 7, a seat belt 21 is provided between the boarding seat 8 and the force sensor 9. The end of the seat belt 21 is attached to the screw 16. The screw 16 for attaching the seat belt 21 is provided at the center of the upper surface of the force sensor 9. That is, the seat belt 21 is fixed by the screw 16 provided at the center of the force sensor 9 on the XY plane. Further, the position of the seat belt 21 is fixed by the belt guide 23. The two belt guides 23 are provided at symmetrical positions. Therefore, the distance from the central screw 16 to one belt guide 23 and the distance to the other belt guide 23 are the same. In the triangle connecting the central screw 16 and the two belt guides 23, the middle line drawn from the central screw 16 is parallel to the X axis.

取付部２２から斜め下方に延びたシートベルト２１は、ベルトガイド２３の位置で折り返されている。折り返されたシートベルト２１が力センサ９と搭乗席８の間を通って、力センサ９の検知面の中心に向かっている。そして、シートベルト２１の一端が、ネジ１６によって、力センサの検知面に固定されている。 The seat belt 21 extending obliquely downward from the attachment portion 22 is folded back at the position of the belt guide 23. The folded seat belt 21 passes between the force sensor 9 and the passenger seat 8 and is directed toward the center of the detection surface of the force sensor 9. One end of the seat belt 21 is fixed to the detection surface of the force sensor by a screw 16.

このように、シートベルト２１は、ネジ１６によって、力センサ９に固定されている。また、ネジ１６は力センサ９に固定されている。従って、ネジ１６に加わった力、モーメントは、力センサ９に伝わる。ネジ１６の部分にシートベルト２１を固定した状態で、シートベルト２１を引っ張るとネジ１６が引っ張られる。これにより、モーメントが発生する。換言すると、座面８ａに力を加えなくても、シートベルト２１を引っ張ると、力センサ９の出力が変化する。ネジ１６を長くすると、シートベルト２１の効果が出る。力の関係の支点の距離が延びるためである。なお、上記の説明では中心のネジ１６によってシートベルト２１を固定したが、全てのネジ１６によって固定してもよい。 Thus, the seat belt 21 is fixed to the force sensor 9 by the screw 16. The screw 16 is fixed to the force sensor 9. Accordingly, the force and moment applied to the screw 16 are transmitted to the force sensor 9. When the seat belt 21 is pulled while the seat belt 21 is fixed to the screw 16, the screw 16 is pulled. As a result, a moment is generated. In other words, even if no force is applied to the seating surface 8a, when the seat belt 21 is pulled, the output of the force sensor 9 changes. When the screw 16 is lengthened, the effect of the seat belt 21 is obtained. This is because the distance of the fulcrum of the force relationship is extended. In the above description, the seat belt 21 is fixed by the central screw 16, but may be fixed by all the screws 16.

シートベルト２１の長さは一定である。すなわち、ベルトガイド２３を介した取付部２２から力センサ９までの距離は一定である。この場合、搭乗者が姿勢を変化することによって、シートベルト２１が引っ張られる。力センサ９には、ベルトガイド２３の方向に力Ｆ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｒ），Ｆ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｌ）と、モーメントＭ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｒ）、Ｆ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｌ）が入力される。すなわち、シートベルト２１によって加わる力Ｆ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｒ）、Ｆ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｌ）と、モーメントＭ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｒ）、Ｆ（ｓｅａｔ＿ｂｅｌｔ＿Ｌ）に対して、座面８ａから伝わる力Ｆ（ｓｅａｔ）とモーメントＭ（ｓｅａｔ）とを、合成したものが計測信号として出力される。座面８ａに加わる力とモーメントに対して、シートベルト２１から力とモーメントを合成した計測信号を利用する。これにより、搭乗者の行動をより正確に推定することができ、搭乗者の意図通りに移動することが可能になる。 The length of the seat belt 21 is constant. That is, the distance from the attachment portion 22 via the belt guide 23 to the force sensor 9 is constant. In this case, the seat belt 21 is pulled by the passenger changing his / her posture. Forces F (seat_belt_R), F (seat_belt_L), moments M (seat_belt_R), and F (seat_belt_L) are input to the force sensor 9 in the direction of the belt guide 23. That is, the force F (seat) and moment M (seat) transmitted from the seating surface 8a with respect to the forces F (seat_belt_R), F (seat_belt_L), and moments M (seat_belt_R) and F (seat_belt_L) applied by the seat belt 21. A synthesized signal is output as a measurement signal. For the force and moment applied to the seating surface 8a, a measurement signal obtained by combining the force and moment from the seat belt 21 is used. Thereby, a passenger's action can be estimated more correctly and it becomes possible to move as a passenger's intention.

また、シートベルト２１の位置は、搭乗席８のベルトガイド２３で固定されている。よって、搭乗席８が回転したり、傾斜したりした場合でも、シートベルト２１も連動する。すなわち、シートベルト２１の位置も、回転する。これにより、各シートベルト２１に加わる力の方向が、力センサ９に対して一定になる。たとえば、中心のネジ１６とベルトガイド２３とを結ぶ直線が、シートベルト２１から力センサ９に加わる力の方向になる。 The position of the seat belt 21 is fixed by the belt guide 23 of the passenger seat 8. Therefore, even when the boarding seat 8 rotates or tilts, the seat belt 21 is also interlocked. That is, the position of the seat belt 21 also rotates. Thereby, the direction of the force applied to each seat belt 21 is constant with respect to the force sensor 9. For example, a straight line connecting the central screw 16 and the belt guide 23 is the direction of the force applied from the seat belt 21 to the force sensor 9.

次に、搭乗者の姿勢変化によるシートベルトの動作について説明する。図８は、搭乗者が搭乗席８に座った状態を示す上面図である。図８に示すように搭乗席８に搭乗者が搭乗した状態では、臀部７２と脚部７３が座面８ａと接触している。そして、両方の脚部７３を挟むようにベルトガイド２３が配置されている。 Next, the operation of the seat belt due to the change in the posture of the passenger will be described. FIG. 8 is a top view showing a state in which the passenger sits on the boarding seat 8. As shown in FIG. 8, in the state where the passenger has boarded the boarding seat 8, the collar portion 72 and the leg portion 73 are in contact with the seat surface 8a. And the belt guide 23 is arrange | positioned so that both the leg parts 73 may be pinched | interposed.

搭乗者が前傾になるとシートベルト２１が引っ張られる。例えば、搭乗者が右向きに体を傾けると、左肩周辺から右下に延びるシートベルト２１がきつくなり、右肩周辺から左下に延びるシートベルト２１はゆるくなる。左肩から右下の延びるシートベルトの張力が強くなると、右斜め前方の力、モーメントが入力される。一方、搭乗者が真っ直ぐ前傾姿勢になると、両方のシートベルトが引っ張られる。すると、図８の矢印方向に力、モーメントが生じる。すなわち、右肩から延びるシートベルト２１による力とモーメントは左斜め前方向になり、左肩から延びるシートベルト２１による力とモーメントは、右斜め前方向になる。この方向は、中心のネジ１６からベルトガイド２３への方向と一致している。 When the passenger leans forward, the seat belt 21 is pulled. For example, when the passenger leans to the right, the seat belt 21 extending from the left shoulder periphery to the lower right becomes tight, and the seat belt 21 extending from the right shoulder periphery to the lower left becomes loose. When the tension of the seat belt extending from the left shoulder to the lower right becomes stronger, the force and moment in the diagonally forward right direction are input. On the other hand, when the passenger is in a straight forward leaning posture, both seat belts are pulled. Then, a force and a moment are generated in the direction of the arrow in FIG. That is, the force and moment due to the seat belt 21 extending from the right shoulder are in the diagonally forward left direction, and the force and moment due to the seat belt 21 extending from the left shoulder are in the diagonally forward right direction. This direction coincides with the direction from the central screw 16 to the belt guide 23.

次に、前方へ進もうとして、搭乗者が上半身を真っ直ぐ前傾させた場合について、図９を用いて説明する。この場合、両方のシートベルト２１が引っ張られることになる。よって、力センサ９には、右斜め前、及び左斜め前の力とモーメントが入力される（矢印Ａ，Ｂ参照）ここでは、左斜め前と右斜め前とで、力とモーメントがほぼ等しくなる。また、座面８ａに加わる力とモーメントは前方向になる（矢印Ｃ参照）。よって、シートベルト２１による力、モーメントに対して、座面８ａから加わる力、モーメントを合成した力、モーメントは、前方向（＋Ｘ方向）になる（矢印Ｄ参照）。このように、シートベルト２１によって、＋Ｘ方向の移動の意図推定を支援することができる。 Next, the case where the passenger tilts the upper body straight forward in order to move forward will be described with reference to FIG. In this case, both seat belts 21 are pulled. Therefore, the force sensor 9 is input to the force sensor 9 with a force and a moment diagonally right front and a left diagonal front (see arrows A and B). Here, the force and moment are substantially equal between the left diagonal front and the right diagonal front. Become. Further, the force and moment applied to the seating surface 8a are forward (see arrow C). Therefore, the force applied from the seating surface 8a to the force and moment generated by the seat belt 21 and the force and moment obtained by synthesizing the moment are forward (+ X direction) (see arrow D). Thus, the seat belt 21 can assist in estimating the intention of movement in the + X direction.

次に、右斜め前に進もうとして、搭乗者が上半身を右斜め前に傾けた場合について、図１０を用いて説明する。この場合、左肩から延びるシートベルトのみが引っ張られることになる。力センサ９には、右斜め前の力、モーメントが入力される（矢印Ａ参照）。また、座面８ａに加わる力、モーメントは右斜め前方向になる（矢印Ｃ参照）。よって、シートベルトによる力、モーメントと、座面８ａから加わる力、モーメントを合成した力、モーメントは、右斜め前方向になる（矢印Ｄ参照）。このように、シートベルト２１によって、斜め前方方向の移動の意図推定を支援することができる。 Next, a case where the passenger leans the upper body forward diagonally to the right will be described with reference to FIG. In this case, only the seat belt extending from the left shoulder is pulled. The force sensor 9 receives a force and a moment diagonally right forward (see arrow A). Further, the force and moment applied to the seating surface 8a are inclined forward to the right (see arrow C). Therefore, the force and moment generated by the seat belt, the force applied from the seating surface 8a, and the combined force and moment are in the diagonally forward right direction (see arrow D). In this way, the seat belt 21 can assist in estimating the intention of moving in the obliquely forward direction.

このように、本実施の形態では、シートベルト２１が、力センサ９への入力を支援している。すなわち、座面８ａから直接加わる力だけでなく、シートベルト２１による張力に応じて、力センサ９からの計測信号が変化する。これにより、力センサ９の感度を実質的に向上することができ、前方移動に対する移動意図をレスポンスよく推定することができる。よって、応答性を向上することができ、操作性を向上することができる。 Thus, in the present embodiment, the seat belt 21 supports the input to the force sensor 9. That is, the measurement signal from the force sensor 9 changes according to not only the force directly applied from the seating surface 8a but also the tension applied by the seat belt 21. Thereby, the sensitivity of the force sensor 9 can be substantially improved, and the movement intention with respect to the forward movement can be estimated with good response. Therefore, responsiveness can be improved and operability can be improved.

さらに、シートベルト２１を設けることで、搭乗者の座り位置のずれを低減することができる。よって、さらに操作性を向上することができる。また、シートベルト２１を力センサ９に連結しているため、センサの数を増やすことなく、検出点を増加させることができる。上半身の体重移動の検出率を向上することができる。力センサ９と搭乗者との接触点が座面８ａとシートベルト２１となり、センサを多重化することができる。これにより、操作性を向上することができる。 Furthermore, by providing the seat belt 21, the displacement of the sitting position of the passenger can be reduced. Therefore, the operability can be further improved. Moreover, since the seat belt 21 is connected to the force sensor 9, the number of detection points can be increased without increasing the number of sensors. The detection rate of weight shift of the upper body can be improved. The contact point between the force sensor 9 and the passenger becomes the seating surface 8a and the seat belt 21, and the sensors can be multiplexed. Thereby, operability can be improved.

また、ベルトガイド２３を設けることで、シートベルト２１の張力による力の検出方向が決定される、よって、制御を容易に行うことができる。また、シートベルト２１を左右対称に配置することで、簡便な制御で操作性を向上することができる。また、力センサ９の検知面にシートベルト２１を固定する。よって、簡便な構成で、操作性を向上することができる。シートベルト２１が搭乗席８の回転に連動している。これにより、簡便に操作性を向上することができる。 Further, by providing the belt guide 23, the detection direction of the force due to the tension of the seat belt 21 is determined, so that the control can be easily performed. Further, by arranging the seat belt 21 symmetrically, operability can be improved with simple control. Further, the seat belt 21 is fixed to the detection surface of the force sensor 9. Therefore, operability can be improved with a simple configuration. The seat belt 21 is interlocked with the rotation of the passenger seat 8. Thereby, operativity can be improved simply.

発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかる移動体について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態にかかる移動体の構成を示す正面図である。本実施の形態にかかる移動体１では、実施の形態１と比べて、シートベルト２１の構成が異なっている。なお、シートベルト以外の構成と制御については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。 Embodiment 2 of the Invention
A moving body according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a front view showing the configuration of the moving object according to the present embodiment. In the moving body 1 according to the present embodiment, the configuration of the seat belt 21 is different from that in the first embodiment. Since the configuration and control other than the seat belt are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施の形態では、図１１に示すように、シートベルト２１がＸ字型でなく、Ｙ字型になっている。すなわち、右肩上方から延びたシートベルト２１と左肩上方から延びたシートベルト２１とが搭乗者の正面で合流している。そして、シートベルト２１は、合流位置から、下方に向かっている。よって、ベルトガイド２３がＹ方向における中央に設置される。本実施の形態では、Ｙ型のベルトガイド２３が１つしか設けられていない。そして、シートベルト２１は、両脚の間を通って、ベルトガイド２３に取り付けられる。本実施の形態では、シートベルト２１が＋Ｘ方向への入力のみを支援する。すなわち、Ｙ方向の力、モーメントは、シートベルト２１によって、変化しない。 In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the seat belt 21 is not X-shaped but Y-shaped. That is, the seat belt 21 extending from above the right shoulder and the seat belt 21 extending from above the left shoulder join together in front of the passenger. The seat belt 21 is directed downward from the joining position. Therefore, the belt guide 23 is installed at the center in the Y direction. In the present embodiment, only one Y-type belt guide 23 is provided. Then, the seat belt 21 passes between both legs and is attached to the belt guide 23. In the present embodiment, the seat belt 21 supports only input in the + X direction. That is, the force and moment in the Y direction are not changed by the seat belt 21.

搭乗者が上体を前方に傾けると、図１２に示すようになる。ここでは、シートベルト２１が前方に引っ張られる。よって、矢印方向の力、モーメントが入力される。よって、前方へ移動する。この場合もシートベルト２１によって入力が支援される。これにより、操作性を向上することができる。 When the passenger tilts the upper body forward, the result is as shown in FIG. Here, the seat belt 21 is pulled forward. Therefore, the force and moment in the direction of the arrow are input. Therefore, it moves forward. Also in this case, the input is supported by the seat belt 21. Thereby, operability can be improved.

また、本発明は、車輪型の移動体１に限らず、歩行型の移動体においても適用可能である。あるいは、全方向車輪などを用いた移動体１であってもよい。すなわち、車台１３などの本体部を床面に対して移動させる移動機構が設けられているものであればよい。さらに、各実施の形態を適宜組み合わせて使用してもよい。また、装着しやすくするために、シートベルト２１を着脱式にしてもよい。例えば、取付部２２とベルトガイド２３の間に、バックルなどを設けてもよい。また、シートベルト２１の材料は、弾性体でもよく、剛体であってもよい。 The present invention is not limited to the wheel-type moving body 1 but can be applied to a walking-type moving body. Or the moving body 1 using an omnidirectional wheel etc. may be sufficient. That is, it is only necessary that a moving mechanism for moving the main body such as the chassis 13 with respect to the floor surface is provided. Furthermore, you may use combining each embodiment suitably. Further, the seat belt 21 may be detachable for easy wearing. For example, a buckle or the like may be provided between the attachment portion 22 and the belt guide 23. The material of the seat belt 21 may be an elastic body or a rigid body.

また、ネジ１６以外の機構によって、シートベルト２１を力センサ９に固定してもよい。取付部２２にベルト・テンショナーを設けて、シートベルト２１に所定の張力を加えてもよい。ネジ１６以外の固定手段を用いて、シートベルト２１を力センサ９に固定してもよい。また、搭乗席８が力センサ９と連結していれば、シートベルト２１が力センサ９と直接接続されていなくてもよい。 Further, the seat belt 21 may be fixed to the force sensor 9 by a mechanism other than the screw 16. A belt tensioner may be provided in the attachment portion 22 to apply a predetermined tension to the seat belt 21. The seat belt 21 may be fixed to the force sensor 9 using fixing means other than the screws 16. Further, if the passenger seat 8 is connected to the force sensor 9, the seat belt 21 may not be directly connected to the force sensor 9.

１移動体
３搭乗部
６車輪
８搭乗席
８ａ座面
８ｂ背もたれ
９力センサ
１１筐体
１３車台
１４支持台
１６ねじ
２１シートベルト
２２取付部
２３ベルトガイド
７２臀部
７３脚部
５１制御計算部
５２バッテリ
６０３駆動モータ
６０３ａエンコーダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body 3 Boarding part 6 Wheel 8 Boarding seat 8a Seat surface 8b Backrest 9 Force sensor 11 Case 13 Car base 14 Supporting base 16 Screw 21 Seat belt 22 Mounting part 23 Belt guide 72 Saddle part 73 Leg part 51 Control calculation part 52 Battery 603 Drive motor 603a Encoder

Claims

A moving body that moves according to the weight shift of the passenger,
A boarding section on which the passenger boarded;
A main body for supporting the riding section;
A moving mechanism for moving the main body,
A sensor that outputs a measurement signal corresponding to the force applied to the riding surface of the riding section;
A seat belt attached to the riding section and changing the output of the sensor in accordance with tension;
And a control unit that controls the moving mechanism according to an output from the sensor.

The moving body according to claim 1, wherein a belt guide that regulates a position of the seat belt with respect to the riding section is provided.

The moving body according to claim 1, wherein the seat belt is disposed symmetrically with respect to a center of the boarding seat.

The two said seat belts are extended from the upper part of the said passenger | crew's shoulder part, and become the X-shape which cross | intersects in front of a passenger | crew, The Claim 1, 2, or 3 Moving body.

The mobile body according to claim 1, 2, or 3, wherein the seat belt extends from above the shoulder portion of the occupant and has a Y-shape that merges on the front side of the occupant.

The moving body according to any one of claims 1 to 5, wherein the seat belt is fixed to a detection surface of the sensor.

The riding part is rotatably attached to the main body part,
The movable body according to claim 1, wherein the seat belt is interlocked with the rotation of the riding section.

A boarding section on which the passenger boarded,
A main body for supporting the boarding seat;
A moving mechanism for moving the main body,
A sensor that outputs a measurement signal corresponding to the force applied to the boarding surface of the boarding seat;
A method of controlling a moving body comprising a seat belt attached to the boarding seat,
A step in which the sensor outputs a measurement value corresponding to the force applied to the seating surface of the passenger seat and the tension of the seat belt;
And a step of controlling the moving mechanism according to the measurement value.