專利名稱：腿車輪型移動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過與人配合可在短時間內(nèi)跨越臺階進行移動的腿車輪
型(leg wheel type)移動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
伴隨著老齡人口的增加，對個人用小型移動機構(gòu)的需要也隨之增加， 作為其代表，存在電動手推車及電動輪椅等車輪型的小型移動機構(gòu)。但是， 在這樣的小型移動機構(gòu)行駛的范圍內(nèi)存在各種臺階，對移動構(gòu)成阻礙。在 通常的車輪型小型移動機構(gòu)中，車輪與座面相對的位置大致固定，因此所 能跨越臺階的高度取決于車輪直徑以及前輪與后輪之間的輪距 (wheelbase)，從而應(yīng)付如超過10cm以上的臺階是困難的。
另一方面，作為應(yīng)付這樣的臺階的小型移動機構(gòu)提出了腿型的小型移 動機構(gòu)(例如，參照非專利文獻l)。通過作成腿型，可應(yīng)付在車輪型的小 型移動機構(gòu)中所無法應(yīng)付的大臺階。
但是，腿型的小型移動機構(gòu)除了臺階以外在平地上的移動性比車輪型 的小型移動機構(gòu)要差，所以提出了使兩者組合的腿車輪型的小型移動機構(gòu) (例如，參照專利文獻l、 2)。
專利文獻1日本特開平11-128278號公報專利文獻2日本特開2006-055972號公報
非專利文獻1第23次日本機器人學(xué)會學(xué)術(shù)講演會預(yù)稿集的1G24 腿車輪型的小型移動機構(gòu)可同時具有接近車輪型的平地行駛時的特 性和接近腿型的上下臺階時的特性，不過另一方面在如上下臺階時的腿動 作時具有與腿型同樣的課題。關(guān)于腿型的小型移動機構(gòu)的一個課題具有搭 乘者的位置高導(dǎo)致摔倒時的危險性高這樣的情況。為了使腿型的小型移動 機構(gòu)動作，需要確保充分的腿動作區(qū)域，且搭乘者需要乘坐在不妨礙腿動 作區(qū)域的位置上，所以搭乘者坐在腿機構(gòu)上部較高的位置上。因此，當(dāng)腿型的小型移動機構(gòu)摔倒時，搭乘者處于從高處落下的危險狀態(tài)。而且作為 其他課題還具有在上下臺階動作中花費時間的問題。為了上下臺階，需要 識別臺階的狀態(tài)，在確保安全的適當(dāng)位置上使移動機構(gòu)的腿落地，在搭乘 者操作腿型的移動機構(gòu)時，因為是由搭乘者來識別臺階狀態(tài)所以能夠快速 地進行識別，不過由于操作較困難從而花費時間。另一方面，在移動機構(gòu) 自動進行上下臺階時，因為臺階狀態(tài)的識別比較困難所以花費時間。由此， 在現(xiàn)有的腿車輪型的小型移動機構(gòu)中，具有安全和快速上下臺階難以兼顧 的課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供既能夠確保搭乘者的安全 又能夠快速進行上下臺階的腿車輪型移動機構(gòu)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有以下這樣的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第l方式提供了如下的腿車輪型移動機構(gòu)，其具備座面部； 兩條隨動腿，其隨動腿末端部與上述座面部旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，并且上述隨 動腿末端部與隨動腿前端部之間的間隔伸縮自如，在上述隨動腿前端部具 有第l車輪部和腳踏部；兩條以上的支持腿，其支持腿末端部與上述座面 部旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，并且上述支持腿末端部與支持腿前端部之間的間隔伸 縮自如，在上述支持腿前端部具有第2車輪部；以及控制裝置，其控制上 述隨動腿與上述支持腿的動作，該腿車輪型移動機構(gòu)的特征在于，還具有 腳位置測量部，其分別測量上述兩個腳踏部與搭乘者的腳部之間的相對位 移，為了上述腳踏部在與上述搭乘者的腳部大致相同的方向上移動，上述 控制裝置根據(jù)上述腳位置測量部所測量出的相對位移，使隨動腿進行動 作。
(發(fā)明效果)
由此，根據(jù)本發(fā)明可獲得既能夠確保搭乘者的安全又能夠迅速上下臺 階的腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)。S卩，根據(jù)本發(fā)明，采用搭 乘者的腳部與腳踏部之間的相對位移的信息，來使設(shè)置在隨動腿前端的腳 踏部隨動于搭乘者的腳部，與搭乘者識別出臺階狀態(tài)后確定的搭乘者自身 的腳動作連動，腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)的腿進行動作，所以臺階狀態(tài)的識別和腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)的腿動作 都能夠迅速進行。由此，可獲得既能夠確保搭乘者的安全又能夠迅速上下 臺階的腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)。


根據(jù)針對所添加附圖的與優(yōu)選實施方式相關(guān)聯(lián)的以下敘述，使本發(fā)明 的這些以及其他的目的和特征變得更加明確。在該附圖中，
圖1A是表示本發(fā)明第1實施方式的腿車輪行駛車的概括立體圖， 圖1B是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的相當(dāng)于隨動腿
的部分的概括立體圖，
圖1C是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的相當(dāng)于支持腿
的部分的概括立體圖，
圖2A是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的概括側(cè)面圖，
圖2B是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的概括側(cè)面圖，
圖3A是表示上述腿車輪行駛車的腳踏部5A周邊的詳細側(cè)面圖，
圖3B是表示上述腿車輪行駛車的腳踏部5A周邊的詳細側(cè)面圖，
圖3C是表示上述腿車輪行駛車的腳踏部5B周邊的詳細側(cè)面圖，
圖4A是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作
的概括側(cè)面圖，
圖4B是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作 的概括側(cè)面圖，
圖4C是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作 的概括示側(cè)面圖，
圖4D是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作 的概括側(cè)面圖，
圖4E是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作 的概括側(cè)面圖，
圖4F是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作 的概括側(cè)面圖，
圖4G是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作的概括側(cè)面圖，
圖4H是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作 的概括側(cè)面圖，
圖4I是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作
、圖4J是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作
的概括側(cè)面圖，
圖4K是表示本發(fā)明第1實施方式的上述腿車輪行駛車的上下臺階動作
的概括側(cè)面圖，
圖5A是表示上述腿車輪行駛車的其他實施方法中的腳踏部5A周邊的 詳細側(cè)面圖，
圖5B是表示上述腿車輪行駛車的其他實施方法中的腳踏部5B周邊的 詳細側(cè)面圖，
圖6A是表示關(guān)于行駛形態(tài)、座面垂直形態(tài)以及上下臺階前形態(tài)的上述
腿車輪行駛車形態(tài)的推移的圖，
圖6B是表示上下臺階動作中的上述腿車輪行駛車的形態(tài)推移的圖， 圖7是表示上述腿車輪行駛車中的控制計算機與各部之間的連接關(guān)系
的圖，
圖8是上述腿車輪行駛車的上下臺階動作中的時序圖， 圖9A是上述腿車輪行駛車的行駛模式中的流程圖， 圖9B是上述腿車輪行駛車的變形模式中的流程圖， 圖9C是上述腿車輪行駛車的上下臺階模式中的流程圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。 以下，在參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明之前，對本發(fā)明 的各種方式進行說明。
本發(fā)明的第l方式提供如下的腿車輪型移動機構(gòu)，其具備座面部；
兩條隨動腿，其隨動腿末端部與上述座面部旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，并且上述隨 動腿末端部與隨動腿前端部之間的間隔伸縮自如，在上述隨動腿前端部具有第l車輪部和腳踏部；兩條以上的支持腿，其支持腿末端部與上述座面 部旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，并且上述支持腿末端部與支持腿前端部之間的間隔伸 縮自如，在上述支持腿前端部具有第2車輪部；以及控制裝置，其控制上 述隨動腿與上述支持腿的動作，該腿車輪型移動機構(gòu)的特征在于，還具有 腳位置測量部，其分別測量上述兩個腳踏部與搭乘者的腳部之間的相對位 移，為了上述腳踏部在與上述搭乘者的上述腳部大致相同的方向上移動， 上述控制裝置根據(jù)上述腳位置測量部所測量出的上述相對位移，使上述隨 動腿進行動作。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，采用搭乘者的腳部與腳踏部之間的相對位移的信 息，來使設(shè)置在隨動腿前端的腳踏部隨動于搭乘者的腳部，與搭乘者識別 出臺階狀態(tài)后確定的搭乘者自身的腳動作連動，腿車輪型移動機構(gòu)(例如， 腿車輪行駛車)的腿進行動作，所以臺階狀態(tài)的識別和腿車輪型移動機構(gòu) (例如，腿車輪行駛車)的腿動作都能夠迅速進行。由此，可獲得既能夠確 保搭乘者的安全又能夠迅速上下臺階的腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行 駛車)。
本發(fā)明的第2方式提供第1方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在 于，上述腳位置測量部由相對位置測量部構(gòu)成，該相對位置測量部對連結(jié) 上述搭乘者的上述腳部和上述腳踏部的伸縮自如的連結(jié)機構(gòu)的變形量以 及變形方向進行測量。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于連結(jié)搭乘者的腳部和腳踏部，因此可以容易地 測量搭乘者的腳部與腳踏部之間的相對位移。由此，能夠獲得腿更可靠地 與搭乘者腳部的動作連動著進行動作的腿車輪型移動機構(gòu)(例如腿車輪行 駛車)。
本發(fā)明的第3方式提供第1方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在
于，上述腳位置測量部是采用聲波或光波來非接觸地測量上述相對位移的 裝置。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠非接觸地測量搭乘者的腳部與腳踏部之間的相 對位移，所以搭乘者可更自由地移動自己的腳。因此，可以獲得由于與腳 踏部相束縛而導(dǎo)致搭乘者摔倒這樣的危險小的腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿 車輪行駛車)。本發(fā)明的第4方式提供權(quán)利要求1 3中任意一個方式所述的腿車輪型 移動機構(gòu)，其特征在于，設(shè)置在上述隨動腿上的第l車輪部是從動車輪， 設(shè)置在上述支持腿上的第2車輪部是驅(qū)動車輪。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，隨動腿不需要用于使車輪部旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動源，所以隨 動腿可與搭乘者腳部的動作更加迅速地連動，因此能夠獲得可更加迅速進 行上下臺階的腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)。
本發(fā)明的第5方式提供第1 4中任意一個方式所述的腿車輪型移動機
構(gòu)，其特征在于，上述控制裝置控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏 部與上述搭乘者的上述腳部之間的上述相對位移處于一定范圍內(nèi)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，隨動腿一邊與搭乘者的腳部保持一定的間隔一邊連 動著進行動作，所以能夠獲得可更可靠地進行上下臺階的腿車輪型移動機 構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)。
本發(fā)明的第6方式提供第1 4中任意一個方式所述的腿車輪型移動機
構(gòu)，其特征在于，上述控制裝置控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏 部與上述搭乘者的上述腳部之間的上述相對位移分解為水平分量和垂直 分量，并分別處于一定范圍內(nèi)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠可靠地確保垂直方向的相對位移，因此可進一 步提高腿車輪型移動機構(gòu)的安全性。
本發(fā)明的第7方式提供第5或6方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，該腿車輪型移動機構(gòu)還設(shè)置有接地判定裝置，其分別判定上述兩個 腳踏部的接地狀態(tài)，上述控制裝置從上述腳踏部成為上述接地狀態(tài)的時刻 開始，與上述腳位置測量部所測量出的相對位移不相關(guān)地控制具有上述腳 踏部的上述隨動腿的變形狀態(tài)，位移之后，從上述相對位移成為一定值以 上的時刻開始，再次控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏部與上述搭 乘者的上述腳部之間的上述相對位移處于一定范圍內(nèi)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，腳踏部接地的隨動腿不用進行多余的動作，因此能 夠更穩(wěn)定地進行上下臺階。
本發(fā)明的第8方式提供第7方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在 于，上述一定值大于上述一定范圍內(nèi)的相對位移的最大值。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在腳踏部接地的階段，隨動腿確實地不進行多余的動作，所以能夠更穩(wěn)定地進行上下臺階。
本發(fā)明的第9方式提供第1 8任意一個方式所述的腿車輪型移動機 構(gòu)，其特征在于，該腿車輪型移動機構(gòu)還設(shè)置有搭乘狀態(tài)判定裝置，其用 于檢知上述搭乘者處于搭乘狀態(tài)的情況，當(dāng)在上述搭乘狀態(tài)下、且上述第 l車輪部或上述第2車輪部正旋轉(zhuǎn)時，上述控制裝置與上述腳位置測量部所 測量出的上述相對位移不相關(guān)地控制上述隨動腿和上述支持腿的變形狀 態(tài)位移。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可防止由于車輪行駛時的搭乘者腳部的動作而進行 搭乘者無意圖的腿動作的情況，因此能夠獲得安全性更高的腿車輪型移動 機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)。
本發(fā)明的第10方式提供第9方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在
于，上述搭乘狀態(tài)判定裝置根據(jù)對上述座面部的座面所施加的負荷來判定 是搭乘狀態(tài)的情況。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可容易地判定搭乘者處于搭乘狀態(tài)的情況。
本發(fā)明的第11方式提供第1 10中任意一個方式所述的腿車輪型移動
機構(gòu)，其特征在于，上述控制裝置在上述行駛狀態(tài)下，使上述隨動腿和上 述支持腿進行動作，以使上述座面部與地面成為近似水平，并且在從上述 行駛狀態(tài)向上述控制裝置根據(jù)上述腳位置測量部所測量出的相對位移使 隨動腿進行動作的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的期間，使上述隨動腿和上述支持腿進行動 作，以使上述座面部與地面成為近似垂直。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可通過腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)來 輔助搭乘者在上下臺階前成為站立，因此能夠更迅速地轉(zhuǎn)移至上下臺階動 作。
本發(fā)明的第12方式提供第11方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在
于，上述控制裝置使上述隨動腿和上述支持腿進行動作，以使上述座面部 的座面從與地面近似平行的狀態(tài)變?yōu)榻拼怪钡臓顟B(tài)，此時上述控制裝置 還控制為上述腳踏部的角度始終水平或前端側(cè)變高。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在搭乘者站立時成為自然倚靠著座面的形態(tài)，所以 能夠更安全地轉(zhuǎn)移至上下臺階動作。
本發(fā)明的第13方式提供第1 12中任意一個方式所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于，上述控制裝置在上述隨動腿與地面相離時，控制上述 支持腿的變形狀態(tài)，以保持腿車輪型移動機構(gòu)的平衡。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在隨動腿與搭乘者的腳部隨動著從地面離開時，支 持腿進行變形以保持平衡，所以能夠獲得穩(wěn)定性更高的腿車輪型移動機構(gòu) (例如，腿車輪行駛車)。
本發(fā)明的第14方式提供第1 13中任意一個方式所述的腿車輪型移動
機構(gòu)，其特征在于，上述控制裝置利用上述隨動腿的動作履歷來控制上述 支持腿。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，利用隨動腿的動作履歷可獲得臺階的信息，因此能 夠獲得在使支持腿動作時也可容易地識別臺階狀態(tài)、以更迅速的動作進行 上下臺階的腿車輪型移動機構(gòu)(例如，腿車輪行駛車)。
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
(第l實施方式)
圖1A是表示作為本發(fā)明第1實施方式的腿車輪型移動機構(gòu)的一例的腿
車輪行駛車的概括立體圖，圖1B、圖1C是僅表示在與圖1A相同的構(gòu)圖中 分別相當(dāng)于隨動腿、支持腿的部分的立體圖。另外，圖2A以及圖2B是表 示搭乘者52乘坐圖1A的腿車輪行駛車的狀態(tài)以及站立的狀態(tài)的側(cè)面圖。在 圖1A、圖1B、圖1C中，1A、 1B是分別作為隨動腿一例的2連桿腿，2A、 2B是分別作為支持腿一例的2連桿腿。2連桿腿1A、 1B由前腿上連桿3A、 3B、分別比前腿上連桿3A、 3B長的前腿下連桿4A、 4B、板狀腳踏部5A、 5B和轉(zhuǎn)向輪(universal wheel) 6A、 6B構(gòu)成，該轉(zhuǎn)向輪6A、 6B是作為隨動 腿側(cè)車輪部的一例發(fā)揮作用的從動車輪的一例。另外，2連桿腿2A、 2B由 后腿上連桿7A、 7B、比后腿上連桿7A、 7B長的后腿下連桿8A、 8B、和橡 膠輪9A、 9B構(gòu)成，該橡膠輪9A、 9B是作為支持腿側(cè)車輪部的一例發(fā)揮作 用的驅(qū)動車輪的一例。
如圖1B所示，前腿上連桿3A的前端(在圖1B中為前方斜向上的前端)
分支為二股，其可旋轉(zhuǎn)地夾持從板狀座面部ll的背面向下方延伸的前側(cè)支 持部lla，并且基端(在圖1B中為后方斜向下的基端)的端部以旋轉(zhuǎn)軸10C為 中心與前腿下連桿4A—端(在圖1B中為后方斜向上的一端)的端部可旋轉(zhuǎn) 地進行連結(jié)，設(shè)置在前腿下連桿4A內(nèi)的編碼器內(nèi)置的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機62由作為控制裝置一例的控制計算機101進行驅(qū)動控制，因此與關(guān)節(jié)驅(qū)動用 電動機62的正逆旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸10C的旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)來自內(nèi)置編碼器 的信息來進行控制。
同樣，前腿上連桿3B的前端(在圖1B中為前方斜向上的前端)分支為二 股，其可旋轉(zhuǎn)地夾持從座面部ll的背面向下方延伸的前側(cè)支持部llb，并 且基端(在圖1B中為后方斜向下的基端)的端部以旋轉(zhuǎn)軸10D為中心與前腿 下連桿4B—端(在圖1B中為后方斜向上的一端)的端部可旋轉(zhuǎn)地進行連結(jié)， 并且設(shè)置在前腿下連桿4B內(nèi)的編碼器內(nèi)置的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機64通過控 制計算機101進行驅(qū)動控制，由此來控制與關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機64的正逆旋 轉(zhuǎn)軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸10D的旋轉(zhuǎn)角度。
另外，如圖1C所示，后腿上連桿7A的前端(在圖1C中為后方斜向上的 前端)分支為二股，且可旋轉(zhuǎn)地夾持從座面部11的背面向下方延伸的后側(cè)支 持部llc，并且基端(在圖1C中為前方斜向下的基端)的端部以旋轉(zhuǎn)軸10I為 中心與后腿下連桿8A—端(在圖1C中為沿著前后方向的前端)的端部可旋 轉(zhuǎn)地連結(jié)，并且設(shè)置在后腿下連桿8A內(nèi)的編碼器內(nèi)置的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機 66通過控制計算機101進行驅(qū)動控制，由此來控制與關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機66 的正逆旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸10I的旋轉(zhuǎn)角度。同樣，后腿上連桿7B的前端(在 圖1C中為后方斜向上的前端)分支為二股，其可旋轉(zhuǎn)地夾持從座面部ll的 背面向下方延伸的后側(cè)支持部lld，并且基端(在圖1C中為前方斜向下的基 端)的端部以旋轉(zhuǎn)軸10J為中心與后腿下連桿8B—端(在圖1C中為沿著前后 方向的前端)的端部可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)，并且設(shè)置在后腿下連桿8B內(nèi)的編碼器 內(nèi)置的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機68通過控制計算機101進行驅(qū)動控制，由此來控 制與關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機68的正逆旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸10J的旋轉(zhuǎn)角度。
另外，在后腿下連桿8A、 8B另一端(在圖1C中為沿著前后方向的后端) 的端部，分別安裝有以旋轉(zhuǎn)軸10K、 10L為中心可旋轉(zhuǎn)的橡膠輪9A、 9B， 分別設(shè)置在后腿下連桿8A內(nèi)、8B內(nèi)的行駛用電動機81、 82各自通過控制 計算機101進行驅(qū)動控制，由此來各自獨立地控制與關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機81、 82的正逆旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸10K、 IOL的旋轉(zhuǎn)速度。
另外，在前腿下連桿4A、 4B另一端(在圖1B中為前方斜向下的另一端) 的端部分支為三股的各個部分內(nèi)側(cè)的二股部分中，分別安裝有以旋轉(zhuǎn)軸IOE、 IOF為中心可相對于旋轉(zhuǎn)軸IOE、 10F自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向輪6A、 6B，由 此來構(gòu)成全方向車輪，通過設(shè)置在轉(zhuǎn)向輪6A、 6B外周的滾輪，即使相對 于腿車輪行駛車向左右方向的動作也能夠移動，所以通過使左右橡膠輪 9A、 9B的轉(zhuǎn)速互不相同，可以實現(xiàn)腿車輪行駛車的旋轉(zhuǎn)動作。
另外，在前腿下連桿4A、 4B另一端(在圖1B中為前方斜向下的另一端) 端部的分支為三股的各個部分外側(cè)的二股部分中，分別安裝有能夠與旋轉(zhuǎn) 軸10E、 10F同軸旋轉(zhuǎn)的腳踏部5A、 5B，分別設(shè)置在前腿下連桿4A內(nèi)、4B 內(nèi)的腳踏編碼器內(nèi)置的旋轉(zhuǎn)用電動機71、 72各自通過控制計算機101進行 驅(qū)動控制，由此來各自獨立地控制與腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機71、 72的正逆旋轉(zhuǎn) 軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸10E、 IOF的旋轉(zhuǎn)角度。
此外，如上所述，2連桿腿1A、 1B的上述端部和2連桿腿2A、 2B的上 述端部分別以旋轉(zhuǎn)軸10A、 IOB、 IOG、 10H為中心與座面部ll的支持部lla、 llb、 llc、 lld可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)，并且分別設(shè)置在前腿上連桿3A內(nèi)、前腿上 連桿3B內(nèi)、后腿上連桿7A內(nèi)、后腿上連桿7B內(nèi)的編碼器內(nèi)置的關(guān)節(jié)驅(qū)動 用電動機6K 63、 65、 67各自通過控制計算機101進行驅(qū)動控制，由此來 分別控制與關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61、 63、 65、 67的正逆旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸 IOA、 IOB、 IOG、 IOH的旋轉(zhuǎn)角度。另外，在座面部ll中設(shè)置有對施加到 座面部11中央的座面處的負荷進行檢知的負荷傳感器12，當(dāng)負荷傳感器12 檢測出規(guī)定值以上時，可檢知搭乘者52坐在座面上的情況，同時在座面部 11的側(cè)部上設(shè)置有控制臺21，使用控制臺21可將來自搭乘者52的指示輸入 到控制計算機101中?？刂婆_21由用于指示車輪行駛時的控制以及變形方 向的操縱桿22、和用于指示腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B變形 的變形指令按鈕23構(gòu)成。
圖3A、圖3C分別是表示腳踏部5A、腳踏部5B的周邊的詳細側(cè)面圖。 腳踏部5A、腳踏部5B分別由近似L狀板部件構(gòu)成。在腳踏部5A中央部的稍 微接近轉(zhuǎn)向輪6A的部分的側(cè)面的下部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸13A，該旋 轉(zhuǎn)軸13A具有檢測旋轉(zhuǎn)軸13A的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器91A。該旋轉(zhuǎn)軸13A 與伸縮自如的拉桿14A的一端(在圖3A中為下端)連結(jié)，該拉桿14A作為伸縮 自如的連結(jié)機構(gòu)的一例發(fā)揮作用，拉桿14A可通過內(nèi)置的線性編碼器93A 來測量拉桿14A的長度。另外，在拉桿14A的另一端(在圖3A中為上端)連結(jié)有旋轉(zhuǎn)軸13C，該旋轉(zhuǎn)軸13C具備檢測旋轉(zhuǎn)軸13C的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器 92A。該旋轉(zhuǎn)軸13C與套(cover) 16A旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，該套16A可經(jīng)由腳 背側(cè)束縛帶15A和腳尖側(cè)束縛帶15C使搭乘者52的腳部51A固定在其上。套 16A覆蓋了搭乘者52的腳部51A的整個底面。由此，通過上述的旋轉(zhuǎn)編碼 器91A、線性編碼器93A和旋轉(zhuǎn)編碼器92A來構(gòu)成作為腳位置測量部90A— 例的相對位置測量部，該相對位置測量部可分別測量腳踏部5A與搭乘者52 的腳部51A之間的相對位移。同樣，在腳踏部5B中央部的稍微接近轉(zhuǎn)向輪 6A的部分的側(cè)面的下部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸13B，該旋轉(zhuǎn)軸13B具有 檢測旋轉(zhuǎn)軸13B的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器91B。該旋轉(zhuǎn)軸13B與伸縮自如的 拉桿14B的一端(在圖3A中為下端)連結(jié)，拉桿1犯可利用內(nèi)置的線性編碼器 93B來測量拉桿14B的長度。通過上述的旋轉(zhuǎn)編碼器91B和線性編碼器93B 來構(gòu)成腳位置測量部90B的一例，其能夠測量腳踏部5B的位置。另外，在 拉桿14B的另一端(在圖3A中為上端)連結(jié)有旋轉(zhuǎn)軸13D，該旋轉(zhuǎn)軸13D具有 檢測旋轉(zhuǎn)軸13D的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器92B。該旋轉(zhuǎn)軸13D與套16B旋轉(zhuǎn) 自如地連結(jié)，該套16B可經(jīng)由腳背側(cè)束縛帶15B和腳尖側(cè)束縛帶15D使搭乘 者52的腳部51B固定在其上。套16B覆蓋搭乘者52的腳部51B的整個底面。 由此，通過上述的旋轉(zhuǎn)編碼器91B、線性編碼器93B和旋轉(zhuǎn)編碼器92B來構(gòu) 成腳位置測量部90B的一例，該腳位置測量部90B可分別測量腳踏部5B與 搭乘者52的腳部51B之間的相對位移。
當(dāng)搭乘者52的腳部51A從腳踏部5A離開時，如圖3B所示，拉桿14A成 為拉伸的狀態(tài)，腳位置測量部90A根據(jù)拉桿14A的長度變化和旋轉(zhuǎn)軸13A、 13C各自的角度變化來求出腳踏部5A和搭乘者52的腳部51A之間的相對位 置。同樣，當(dāng)搭乘者52的腳部51B從腳踏部5B離開時，與圖3B同樣，拉桿 14A成為拉伸的狀態(tài)，腳位置測量部90B根據(jù)拉桿14B的長度變化和旋轉(zhuǎn)軸 13B、 13D各自的角度變化，來求出腳踏部5B和搭乘者52的腳部51B之間的 相對位置。
另外，在腳踏部5A前端的屈曲部的下部設(shè)置有接地傳感器17A，該接 地傳感器17A根據(jù)腳踏部5A相對于地面97等的接觸負荷來檢知腳踏部5A 相對于地面97等的接地，并且在旋轉(zhuǎn)軸10E的周邊設(shè)置有接地傳感器17C， 該接地傳感器17C根據(jù)對旋轉(zhuǎn)軸10E施加的負荷來檢知轉(zhuǎn)向輪6A相對于地面97等的接地。同樣，在腳踏部5B前端的屈曲部的下部設(shè)置有接地傳感器 17B，該接地傳感器17B根據(jù)腳踏部5B相對于地面97等的接觸負荷來檢知 腳踏部5B相對于地面97等的接地，并且在旋轉(zhuǎn)軸10F的周邊設(shè)置有接地傳 感器17D，該接地傳感器17D根據(jù)對旋轉(zhuǎn)軸10F施加的負荷來檢知轉(zhuǎn)向輪6B 相對于地面97等的接地。
順便說一下，在圖7中統(tǒng)一示出了包含這些接地傳感器17A、 17B、 17C、 17D(作為接地判定裝置的一例來發(fā)揮作用的裝置)的各部與控制計算機 101之間的連接關(guān)系。另外，控制計算機101與存儲裝置102連接，在存儲 裝置102中以通過控制計算機101可再利用的形式存儲有作為動作履歷一 例的各旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的履歷、和行駛形態(tài)、座面垂直形態(tài)、上下臺階 前形態(tài)以及上下臺階動作中的上述腿車輪行駛車的形態(tài)等希望形態(tài)的各 個旋轉(zhuǎn)軸10A 10D、 10G 10J的旋轉(zhuǎn)角度。
這里，所謂行駛形態(tài)表示如圖2A所示的在腿車輪行駛車行駛時的2連 桿腿1A、 1B、 2A、 2B的形態(tài)。所謂座面垂直形態(tài)表示如圖2B所示的在腿 車輪行駛車行駛停止、座面部11朝著大致上下方向(針對地面近似垂直的方 向)時的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的形態(tài)。所謂上下臺階前形態(tài)表示如圖 4A所示的在腿車輪行駛車行駛停止、座面部ll朝著橫方向、搭乘者52從地 面97等要上升到臺階18時的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的形態(tài)。所謂上下臺 階動作中的上述腿車輪行駛車的形態(tài)表示如圖4B所示的在腿車輪行駛車 行駛停止、座面部ll朝著橫方向、搭乘者52上下臺階18或走到臺階18上時 以隨動于搭乘者52的方式進行動作控制的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的形態(tài)。
接著，說明在控制計算機101的控制下進行的該腿車輪行駛車的作用。
首先，當(dāng)腿車輪行駛車在平面上行駛時，腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B處于變形為搭乘者52坐在座面部11上的如圖2A所示的行駛形 態(tài)的狀態(tài)，并按照圖9A所示的行駛模式的流程進行動作。
首先，利用作為座面部11的搭乘狀態(tài)判定裝置一例的負荷傳感器12來 判定有無座面負荷，判定搭乘者52是否坐在座面部11上(圖9A的步驟S1)。 具體地說，由控制計算機101來判定負荷傳感器12是否檢測出規(guī)定值(例如 10kg)以上，當(dāng)負荷傳感器12檢測出為規(guī)定值以上時，判定為搭乘者52坐在 座面部ll上(g卩，處于搭乘狀態(tài))，并進入步驟S2。相反，當(dāng)負荷傳感器12檢測出為小于規(guī)定值時，判定為搭乘者52沒有坐在座面部ll上(g卩，不是搭 乘狀態(tài))，并進入步驟S6。
然后，當(dāng)在步驟S1中判定為座面負荷處于規(guī)定值以上、搭乘者52坐在 座面部ll上時，通過控制計算機101來判定是否經(jīng)由變形指令按鈕23輸入 了腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形指令(圖9A的步驟S2)。 在未輸入變形指令時，判定是否利用操縱桿22輸入了行駛指令(圖9A的步 驟S3)。作為行駛指令的例子有向前或向后推動操縱桿22的前進指令或 后進指令；和向左或向右推動操縱桿22的左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)指令等。在輸 入了這樣的行駛指令時，通過控制計算機101來運算為了實現(xiàn)輸入指令而 需要的作為后輪驅(qū)動車輪一例的橡膠輪9A、 9B的各個轉(zhuǎn)速(圖9A的步驟 S4)。當(dāng)沒有對操縱桿22給予行駛指令、即沒有使操縱桿22傾斜等時，進 入步驟S6。
然后，根據(jù)其運算結(jié)果，利用控制計算機101來驅(qū)動控制行駛用電動 機81、 82，使橡膠輪9A、 9B以基于運算結(jié)果的各個轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)(圖9A 的步驟S5)。腿車輪行駛車的前輪是作為從動車輪一例的轉(zhuǎn)向輪6A、 6B， 所以通過對橡膠輪9A和橡膠輪9B給予不同的旋轉(zhuǎn)指令，可使腿車輪行駛 車向左或向右旋轉(zhuǎn)。在正常行駛的情況下，反復(fù)以上的流程(圖9A的步驟 S1 S5)。
另一方面，當(dāng)負荷傳感器12判定為沒有座面負荷、即搭乘者52沒有坐 在座面部ll上時，或沒有對操縱桿22給予行駛指令、即沒有使操縱桿22傾 斜等時，由控制計算機101來判定腿車輪行駛車是否正在行駛(圖9A的步驟 S6)。具體地說，通過控制計算機101來判定是否在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動行駛用電動機 81、 82。當(dāng)在步驟S6中腿車輪行駛車正在行駛時，停止行駛用電動機81、 82的旋轉(zhuǎn)，使腿車輪行駛車停止(圖9A的步驟S7)。然后，返回步驟S1。當(dāng) 在步驟S6中腿車輪行駛車沒有行駛時，返回步驟S1。
另夕卜，當(dāng)在步驟S2中利用變形指令按鈕23輸入了變形指令時，通過控 制計算機101來判定腿車輪行駛車是否正在行駛(圖9A的步驟S8)。具體地 說，通過控制計算機101來判定是否旋轉(zhuǎn)驅(qū)動行駛用電動機81、 82。當(dāng)在 步驟S8中腿車輪行駛車正在行駛時，停止行駛用電動機81、 82的旋轉(zhuǎn)，使 腿車輪行駛車停止(圖9A的步驟S9)。然后，轉(zhuǎn)移至腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形模式。當(dāng)在步驟S8中腿車輪行駛車沒有行駛時， 直接轉(zhuǎn)移至變形模式。
在上述行駛模式中，控制計算機101與來自旋轉(zhuǎn)編碼器91A、91B、92A、 92B以及線性編碼器93A、 93B的旋轉(zhuǎn)角度以及相對位移這樣的腳位置信息 無關(guān)地，只要沒有輸入變形指令就維持2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形狀 態(tài)，所以即使在行駛中搭乘者52的腿發(fā)生變動時也能夠安全地繼續(xù)行駛。 另外，在本實施方式中通過設(shè)置在座面部11中的負荷傳感器12來判定是否 為行駛狀態(tài)，不過判定行駛狀態(tài)的手段不限于此，還可以采用控制臺21中 的指示、或利用負荷傳感器所檢測出的負荷等來進行判定，該負荷傳感器 被設(shè)置在支持腿上，用于檢測對支持腿施加的負荷。
接著，說明在控制計算機101的控制下執(zhí)行的腿車輪行駛車的2連桿腿 1A、 1B、 2A、 2B從圖2A所示的行駛形態(tài)變形到圖2B所示的座面垂直形態(tài) 的變形模式。圖9B示出變形模式的流程圖。
變形模式也與行駛模式同樣，最初利用座面部11的負荷傳感器12來判 定有無座面負荷，判定搭乘者52是否對座面部11賦予體重(圖9B的步驟 Sll)。具體地說，由控制計算機101來判定負荷傳感器12是否檢測出為規(guī) 定值(例如3kg)以上，當(dāng)負荷傳感器12檢測出為規(guī)定值以上時，判定為搭乘 者52對座面部11賦予體重，并進入步驟S12。相反，當(dāng)負荷傳感器12檢測 出為小于規(guī)定值時，判定為搭乘者52沒有對座面部11賦予體重，并進入步 驟S18。
當(dāng)搭乘者52對座面部11賦予體重時，由控制計算機101判定是否利用 變形指令按鈕23解除了變形指令(圖9B的步驟S12)。當(dāng)控制計算機101判定 為解除了變形指令時，進入步驟S18。當(dāng)控制計算機101判定為沒有解除變 形指令時，進入步驟S13。
在步驟S18中，由控制計算機101來判定腿車輪行駛車是否在進行2連 桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形動作(圖9B的步驟S18)。當(dāng)控制計算機101判 定為腿車輪行駛車正在進行2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形動作時，停止 變形動作(圖9B的步驟S19)，以確保安全。g卩，在步驟S18中，作為其前提 條件是沒有座面負荷的情況(在圖9B的步驟Sll中為No的情況)、或者解除 變形指令的情況(在圖9B的步驟S12中為No的情況)，所以在這樣的情況下，繼續(xù)腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形動作是危險的，因此 停止變形動作，以確保安全。
另一方面，在搭乘者52對座面部11賦予體重(在圖9B的步驟S11中為 Yes的情況)、且繼續(xù)有變形指令的狀態(tài)(在圖9B的步驟S12中為Yes的情況) 下，腿車輪行駛車在利用操縱桿22所指定的行駛形態(tài)或座面垂直形態(tài)下， 通過控制計算機101驅(qū)動2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的關(guān)節(jié)驅(qū)動用的電動機 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機71、 72，來使2 連桿腿1A、 1B、 2A、 2B變形(圖9B的步驟S13、步驟S14、步驟S20)。
具體地說，在步驟S13中，由控制計算機101來判定是否指示2連桿腿
IA、 1B、 2A、 2B向行駛形態(tài)變形。當(dāng)控制計算機101判定為指示向行駛形 態(tài)變形時，進入步驟S14。當(dāng)控制計算機101判定為沒有指示向行駛形態(tài)變 形時，進入步驟S20。
在步驟S14中，利用控制計算機101來驅(qū)動各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61 、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機71、 72，使2連桿腿1A、
IB、 2A、 2B向圖2A的行駛形態(tài)變形。然后，進入步驟S15。 在步驟S15中，由控制計算機101來判定是否到達行駛形態(tài)。具體地說，
檢測各旋轉(zhuǎn)軸10A 10J是否到達預(yù)先存儲到存儲裝置102內(nèi)的在行駛形態(tài) 下的各旋轉(zhuǎn)軸10A 10J的旋轉(zhuǎn)角度，再利用控制計算機101進行判定既可。 當(dāng)控制計算機101判定為達到行駛形態(tài)時，進入步驟S16。當(dāng)控制計算機IOI 判定為沒有到達行駛形態(tài)時，返回步驟Sll。
在步驟S16中，利用控制計算機101來停止各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61 、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機71 、 72的驅(qū)動，使2連桿 腿1A、 1B、 2A、 2B的變形動作結(jié)束。
然后，在步驟S17中，利用控制計算機101來解除用變形指令按鈕23輸 入的變形指令，之后轉(zhuǎn)移至行駛模式。
另一方面，在步驟S13中，當(dāng)控制計算機101判定為沒有指示向行駛形 態(tài)變形時，在步驟S20中，變形為座面垂直形態(tài)。即，利用控制計算機IOI 來驅(qū)動各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機6K 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋 轉(zhuǎn)用電動機71、 72，使2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B向圖2B的座面垂直形態(tài) 變形。然后，進入步驟S21。之后，在步驟S21中，由控制計算機101來判定2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B是否到達座面垂直形態(tài)。具體地說，檢測各旋轉(zhuǎn)軸10A 10J是否到達預(yù) 先存儲到存儲裝置102內(nèi)的在座面垂直形態(tài)下的各旋轉(zhuǎn)軸10A 10J的旋轉(zhuǎn) 角度，再利用控制計算機101進行判定既可。當(dāng)控制計算機101判定為到達 座面垂直形態(tài)時，進入步驟S22。當(dāng)控制計算機101判定為沒有到達座面垂 直形態(tài)時，返回步驟Sll。
在步驟S22中，利用控制計算機101來停止各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61 、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機71、 72的驅(qū)動，使2連桿 腿1A、 1B、 2A、 2B的變形動作結(jié)束。
然后，在步驟S23中，利用控制計算機101來解除用變形指令按鈕23輸 入的變形指令，之后轉(zhuǎn)移到上下臺階模式。
在變形模式中，腿車輪行駛車具有幫助搭乘者52成為站立狀態(tài)的效 果，所以可迅速轉(zhuǎn)移至上下臺階動作。另外，在變形動作中，使腳踏部5A、 腳踏部5B與地面97形成的角度和座面部11的角度連動著進行變化，并且在 成為座面垂直形態(tài)之前，優(yōu)選腳踏部5A、腳踏部5B各自保持與地面97水 平或相對于地面97前端部比后端部高的狀態(tài)。這樣，2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形動作中的腳踏部5A、腳踏部5B成為始終與地面97平行、或具有 朝著座面部ll向斜下方向傾斜這樣的角度的狀態(tài)，所以搭乘者52自然將其 體重施加到座面部ll上。由此，搭乘者52不是隨意站起，而是與腿車輪行 駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形相應(yīng)地站起，因此能夠在更安全的 狀態(tài)下進行變形動作。例如，在座面部11與地面97水平的狀態(tài)下腳踏部5A、 腳踏部5B與地面97相對的角度為30度，隨著座面部11與地面97相對的角度 變化為30度、60度，腳踏部5A、腳踏部5B與地面97相對的角度減少為20 度、IO度，在座面部11成為相對于地面97垂直的時刻，優(yōu)選使腳踏部5A、 腳踏部5B成為與地面97水平這樣的動作等。
最后，說明進行上下臺階動作的上下臺階模式。圖9C示出上下臺階模 式的流程圖。
首先，在步驟S31中，由控制計算機101判定2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B 是否為座面垂直形態(tài)。當(dāng)控制計算機101判定為是座面垂直形態(tài)時進入步 驟S32。否則，進入步驟S34。然后，在步驟S32中，利用座面部11的負荷傳感器12來判定有無座面
負荷，判定搭乘者52是否對座面部11賦予體重(圖9A的步驟S32)。具體地 說，利用控制計算機101來判定負荷傳感器12是否檢測出為規(guī)定值(例如3kg) 以上，當(dāng)負荷傳感器12檢測出為規(guī)定值以上時，判定為搭乘者52對座面部 ll賦予體重，并返回步驟S31。相反，當(dāng)負荷傳感器12檢測出為小于規(guī)定 值時，判定為搭乘者52沒有對座面部11賦予體重，并進入步驟S33。
然后，在步驟S33中，使2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B向上下臺階前狀態(tài) 變形。即，在從變形模式轉(zhuǎn)移至上下臺階模式的階段中，腿車輪行駛車的 2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B成為圖2B所示的座面垂直形態(tài)(在圖9C的步驟S31 中為Yes)，搭乘者52成為對座面部11賦予體重的站立狀態(tài)。在搭乘者52與 座面部ll相離成為自立狀態(tài)的階段中，當(dāng)負荷傳感器12判定為沒有座面負 荷時(在圖9C的步驟S32中為No)，控制計算機101驅(qū)動2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的關(guān)節(jié)驅(qū)動用的電動機61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn) 用電動機71、 72，因此腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B在圖4A 所示的上下臺階前形態(tài)下使2連桿腿1A、1B、2A、2B變形(圖9C的步驟S33)。
然后，在步驟S34中，由控制計算機101自身判定是否是2連桿腿1A的 隨動控制中，如果是隨動控制中則進入步驟S43，如果不是隨動控制中則 進入步驟S35。
然后，在步驟S35中，由控制計算機101自身判定是否是2連桿腿1B的 隨動控制中，如果是隨動控制中則進入步驟S46，如果不是隨動控制中則 進入步驟S36。
然后，在步驟S36中，由控制計算機101來判定腳踏部5A與搭乘者52 的左腳部51A之間的相對位移是否為預(yù)先設(shè)定的閾值(例如40mm)以上。當(dāng) 控制計算機101判定為是閾值(例如40mm)以上時，進入步驟S45，如果是小 于上述閾值時則進入步驟S37。具體地說，由控制計算機101根據(jù)來自旋轉(zhuǎn) 編碼器91A、線性編碼器93A和旋轉(zhuǎn)編碼器92A的輸入信息，來判定腳踏部 5A與搭乘者52的左腳部51A之間的相對位移(例如，在以腳踏部5A為基準(zhǔn) 的座標(biāo)系中的使圖3B的套16A的旋轉(zhuǎn)軸13C的軸心和腳踏部5A的旋轉(zhuǎn)軸 13A的軸心連接的矢量的當(dāng)前與初始狀態(tài)下的矢量差的大小)是否為閾值 (例如40mm)以上。然后，在步驟S37中，由控制計算機101判定腳踏部5B與搭乘者52的右 腳部51B之間的相對位移是否為預(yù)先設(shè)定的閾值(例如40mm)以上。當(dāng)控制 計算機101判定為是閾值(例如40mm)以上時，進入步驟S48，如果是小于上 述閾值時則進入步驟S38。具體地說，由控制計算機101根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)編碼 器91B、線性編碼器93B和旋轉(zhuǎn)編碼器92B的輸入信息，來判定腳踏部5B與 搭乘者52的右腳部51B之間的相對位移(例如，在以腳踏部5B為基準(zhǔn)的座標(biāo) 系中的使圖3C的套16BB的旋轉(zhuǎn)軸13D的軸心和腳踏部5B的旋轉(zhuǎn)軸13B的 軸心連接的矢量的當(dāng)前與初始狀態(tài)下的矢量差的大小)是否為閾值(例如 40mm)以上既可。
然后，在步驟S38中，由控制計算機101來判定2連桿腿1A、 1B的升降 動作是否結(jié)束。具體地說，利用控制計算機101來判定是否滿腳后述(參照 圖4D的說明部)的結(jié)束條件，當(dāng)滿腳時進入步驟S39。當(dāng)沒有滿腳時返回步 驟S31。這里所說的2連桿腿1A、 1B的升降動作表示針對2連桿腿1A、 1B 分別進行一次以上的隨動控制、并使腳踏部5A、 5B雙方從地面97上向臺 階18上移動或從臺階18上向地面97上移動這樣的一連串動作。
然后，在步驟S39中，控制計算機101自身判定是否已經(jīng)執(zhí)行2連桿腿 2A、 2B的升降動作。具體地說，由控制計算機101根據(jù)在此時刻的各旋轉(zhuǎn) 軸10A 10D、 10G 10J的角度來判定橡膠輪9A、 9B是否垂直移動了基于 2連桿腿1A、 1B上下臺階的腳踏部5A、 5B或者轉(zhuǎn)向輪6A、 6B的垂直移動 量，該垂直移動量存儲在存儲裝置102內(nèi)，并由控制計算機101根據(jù)在2連 桿腿1A、 1B的升降動作結(jié)束時刻的各旋轉(zhuǎn)軸10A 10D、 10G 10J的角度 而算出，當(dāng)沒有垂直移動時(升降動作沒有結(jié)束時)進入步驟S40，進行升降 動作。當(dāng)進行垂直移動時(升降動作結(jié)束時)進入步驟S41。這里所說的2連 桿腿2A、 2B的升降動作表示在2連桿腿2A、 2B的升降動作結(jié)束后使橡膠輪 9A、 9B雙方從地面97上向臺階18上移動、或從臺階18上向地面97上移動 這樣的一連串動作。該動作通過控制計算機101從開始自動執(zhí)行到結(jié)束。
然后，在步驟S40中，由控制計算機101來驅(qū)動各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機65、 66、 67、 68(根據(jù)需要還驅(qū)動各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61、 62、 63、 64)，以進 行2連桿腿2A、 2B的升降動作，然后進入步驟S41。
然后，在步驟S41中，由控制計算機101來判定是否利用變形指令按鈕23輸入了腿車輪行駛車的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形指令。在沒有輸 入變形指令時返回步驟S31。在輸入變形指令時進入步驟S42。
然后，在步驟S42中，變形為座面垂直形態(tài)。即，利用控制計算機101 來驅(qū)動各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋 轉(zhuǎn)用電動機71、 72，使2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B向圖2B的座面垂直形態(tài) 變形。然后，轉(zhuǎn)移至變形模式。
另一方面，在步驟S43中，由控制計算機101判定當(dāng)在步驟S34內(nèi)2連桿 腿1A為隨動控制中時腳踏部5A是否相對于地面97等接地。具體地說，由 控制計算機101來判定是否在腳踏部5A的接地傳感器17A中檢測出腳踏部 5A相對于地面97等接地。當(dāng)在接地傳感器17A中檢測出腳踏部5A接地時， 進入步驟S44，當(dāng)在接地傳感器17A中沒有檢測出腳踏部5A接地時，返回 步驟S31。
在步驟S44中，在結(jié)束了控制計算機101對2連桿腿1A的隨動控制之后， 返回步驟S31。
另外，在步驟S45中，當(dāng)在步驟S36中腳踏部5A與搭乘者52的左腳部 51A之間的相對位移為預(yù)先設(shè)定的閾值(例如40mm)以上時，控制計算機 101開始2連桿腿1A的隨動控制。艮卩，從2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B為上下 臺階前形態(tài)的狀態(tài)開始，當(dāng)搭乘者52例如將左腳向前邁出時，控制計算機 101適當(dāng)驅(qū)動2連桿腿1A的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61、 62以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機 71，使腳踏部5A隨動于左腳部51A，由此2連桿腿1A開始隨動控制。同時， 為了保持腿車輪行駛車的平衡，控制計算機101適當(dāng)驅(qū)動2連桿腿1B、 2A、 2B的各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機63、 64、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機 72。然后，返回步驟S31。
另外，在步驟S48中，當(dāng)在步驟S37中腳踏部5B與搭乘者52的右腳部 51B之間的相對位移為預(yù)先設(shè)定的閾值(例如40mm)以上時，控制計算機 101開始2連桿腿1B的隨動控制。艮卩，從2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B為上下 臺階前形態(tài)的狀態(tài)開始，當(dāng)搭乘者52例如將右腳向前邁出，控制計算機IOI 適當(dāng)驅(qū)動2連桿腿1B的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機63、 64以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機72， 使腳踏部5B隨動于右腳部51B，由此2連桿腿1B開始隨動控制。同時，為 了保持腿車輪行駛車的平衡，控制計算機101適當(dāng)驅(qū)動2連桿腿1A、 2A、2B的各關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61、 62、 65、 66、 67、 68以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機 71。然后，返回步驟S31。
另夕卜，在步驟S46中，由控制計算機101來判定當(dāng)在步驟S35內(nèi)2連桿腿 1B為隨動控制中時腳踏部5B是否相對于地面97等接地。具體地說，由控制 計算機101判定在腳踏部5B的接地傳感器17B中是否檢測出腳踏部5B相對 于地面97等接地。當(dāng)在接地傳感器17B中檢測出腳踏部5B接地時，進入步 驟S47，當(dāng)在接地傳感器17B中沒有檢測出腳踏部5B接地，返回步驟S31。
在步驟S47中，在結(jié)束了控制計算機101對2連桿腿1B的隨動控制之后， 返回步驟S31。
以上，是進行上下臺階動作的上下臺階模式的動作流程。這里，從行 駛形態(tài)到上下臺階前形態(tài)的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B形狀變化的推移過程 是從圖6A中的上端圖至下端圖。相反，從上下臺階模式向行駛模式轉(zhuǎn)移時 的2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B形狀變化的推移過程是從圖6A的下端圖至上 端圖，通過這樣的過程來轉(zhuǎn)移至行駛形態(tài)。
接著， 一邊參考上述圖9C的上下臺階模式的流程圖， 一邊說明從圖4A 的狀態(tài)開始實際進行上下臺階動作的順序。這里，以連續(xù)執(zhí)行上臺階的動 作和下臺階的動作為例進行說明。此時的腿車輪行駛車的一連串動作的過 程如圖6B所示，圖8示出此時的時序圖。圖6B和圖8中的標(biāo)號A K分別與 圖4A 圖4K所示的狀態(tài)對應(yīng)。在圖4A 圖4B之間，控制計算機101在搭乘 者52的右腳部51B從腳踏部5B離開時，根據(jù)線性編碼器93B以及旋轉(zhuǎn)編碼 器91B和旋轉(zhuǎn)編碼器92B所檢測出的拉桿14B的長度以及旋轉(zhuǎn)軸13B、 13D 的旋轉(zhuǎn)角度，來求出腳踏部5B與搭乘者52的右腳部51B之間的相對位移。 控制計算機101持續(xù)進行上述檢測以及相對位移的運算(圖9C的步驟S37)， 直至所求出的相對位移成為預(yù)先設(shè)定的閾值(例如40mm)以上為止。然后， 從檢測到為閾值以上的階段開始，為了使腳踏部5B與搭乘者52的右腳部 51B之間的相對位移在一定的范圍以內(nèi)(例如20mm士10mm)，而由控制計算 機101進行根據(jù)線性編碼器93B以及旋轉(zhuǎn)編碼器91B和旋轉(zhuǎn)編碼器92B所檢 測出的拉桿14B的長度以及旋轉(zhuǎn)軸13B、 13D的旋轉(zhuǎn)角度信息來驅(qū)動控制關(guān) 節(jié)驅(qū)動用電動機63、 64以及腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機72的反饋控制，并進行上述 隨動腿變形狀態(tài)的控制，具體地說，經(jīng)由2連桿腿1B進行腳踏部5B相對于搭乘者52的右腳部51B的隨動控制(圖9C的步驟S48)。
關(guān)于使腳踏部5B進行隨動動作時的相對位移，當(dāng)上述相對位移過大時 (例如，相對位移超過50mm時)隨動成為不充分，搭乘者52的上下臺階動作 與腳踏部5B的隨動動作無法順利地連動，所以損害安全性。與此相對另一 方面，當(dāng)上述相對位移過小時(例如，相對位移小于10mm時)，搭乘者52 的右腿(右腳部51B)容易與腳踏部5B接觸，從而導(dǎo)致?lián)p害腿車輪行駛車穩(wěn) 定的危險性提高。為了消除這兩個課題，優(yōu)選利用上述控制裝置101來進 行動作控制，以使右腳部51B和腳踏部5B之間的相對位移(例如，在以腳踏 部5B為基準(zhǔn)的座標(biāo)系中連接圖3C的套16B的旋轉(zhuǎn)軸13D的軸心與腳踏部 5B的旋轉(zhuǎn)軸13B的軸心的矢量的當(dāng)前和初始狀態(tài)下的矢量差的大小)在 10mm 50mm左右的范圍內(nèi)。此外，還利用上述控制裝置101將上述相對 位移(以腳踏部5B為基準(zhǔn)的座標(biāo)系中的矢量)分解為水平分量和垂直分量， 并將各個分量控制在一定的范圍內(nèi)，由此能夠進一步提高安全性。由于在 相對位移處于一定范圍內(nèi)的情況下也會發(fā)生相對位移的水平分量大、垂直 分量小的狀況，所以搭乘者52的右腳部51B與腳踏部5B變得容易接觸，這 樣容易損害腿車輪行駛車的穩(wěn)定性。因此，利用上述控制裝置101將上述 相對位移分解為水平分量和垂直分量，并將垂直分量控制在一定的范圍內(nèi) (例如20mm士10mm)，并且將水平分量也控制在一定的范圍內(nèi)(例如 士10mm)，由此能夠使搭乘者52的右腳部51B和腳踏部5B變得更加難以接 觸，從而難以發(fā)生如損害穩(wěn)定性這樣的狀況。
此時，從可在更接近的狀態(tài)下進行隨動控制的點出發(fā)，優(yōu)選腳踏部5B 的板面和套16B的板面以平行的方式進行隨動。另夕卜，從使2連桿腿1B用于 隨動控制的動作變得容易、并且同樣能夠進行與地面97的接觸的點出發(fā)， 優(yōu)選使腳踏部5B與地面97平行，并隨動控制腳踏部5B與套16B之間距離的 最小間隔即視為相對距離。
然后，當(dāng)在進行2連桿腿1B的隨動控制的狀態(tài)(圖9C的步驟S35)下搭乘 者52的右腳部51B接近臺階18的上表面時，腳踏部5B在臺階18上接地(圖9C 的步驟S46)，控制計算機101根據(jù)接地傳感器17B、 17D的輸出判定為腳踏 部5B處于接地狀態(tài)。當(dāng)成為接地狀態(tài)時，控制計算機101結(jié)束2連桿腿1B 的隨動控制，而僅維持2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B的變形狀態(tài)(圖9C的步驟S47)。這樣，腳踏部5B在已接地的狀態(tài)下沒有多余的動作，因此，搭乘者
52能夠在安全的狀態(tài)下將右腳部51B落到腳踏部5B上。此時，因為開始隨 動動作的閾值(例如40mm)大于隨動動作時的相對位移范圍(例如 20mm土10mm)的最大值(例如30mm)，所以能夠避免在剛剛接地后隨動動作 就重新開始這樣的問題。
另一方面，控制計算機101利用關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機63、 64和腳踏旋轉(zhuǎn) 用電動機72等驅(qū)動裝置來進行2連桿腿1B的隨動控制(圖9C的步驟S47)，同 時分別驅(qū)動控制各自具有的關(guān)節(jié)驅(qū)動用電動機61、 62、 65、 66、 67、 68、 腳踏旋轉(zhuǎn)用電動機71、行駛用電動機81、 82等驅(qū)動裝置來控制剩余的2連 桿腿1A、 2A、 2B的形狀，進行用于保持腿車輪行駛車平衡的動作控制。 當(dāng)2連桿腿1B對搭乘者52的右腳部51B進行隨動控制時，腿車輪行駛車由2 連桿腿1A、 2A、 2B這3個腿來保持，所以保持腿車輪行駛車穩(wěn)定的腿車輪 行駛車的重心位置的范圍發(fā)生變化，并且基于2連桿腿1B的變形使座面部 11相應(yīng)于2連桿腿1B的重心變化以及2連桿腿1B的移動而發(fā)生移動，由此為 了保持腿車輪行駛車的穩(wěn)定而需要2連桿腿1A、 2A、 2B進行變形。在這樣 的平衡保持控制中可適用利用了基于重心位置及ZMP的穩(wěn)定性判別的關(guān) 于多腿機器人腿控制的各種公知技術(shù)。在圖4A的上下臺階前的形態(tài)至圖 4B的上下臺階剛開始后的形態(tài)之間，通過控制計算機101對各驅(qū)動裝置的 驅(qū)動控制，使2連桿腿2B向前方移動，并保持腿車輪行駛車的穩(wěn)定。另外， 由圖9C的流程圖可知，在2連桿腿1B進行隨動控制時，2連桿腿1A沒有進 行隨動控制，所以即使在搭乘者52由于失去平衡等原因而導(dǎo)致左腳部51A 從腳踏部5A離開這樣的情況時，2連桿腿1A也為了保持腿車輪行駛車的平 衡而進行動作，從而能夠保持穩(wěn)定性。
在從圖4B的上下臺階剛開始后的形態(tài)至圖4C的臺階上步行形態(tài)的變 化中，除了2連桿腿1A經(jīng)由控制計算機101進行動作控制，使左腳踏部5A 隨動于搭乘者52的左腳部51A、以及為了進行平衡保持控制而使2連桿腿 1B左右交替的點之外，基本上與圖4A至圖4B的變化相同(圖9C的步驟S36、 步驟S45、步驟S34、步驟S43、步驟S44)。關(guān)于平衡保持控制，隨著2連桿 腿1A的隨動控制，座面部ll也向前方移動，所以不僅2連桿腿2A向前方移 動，2連桿腿1B、 2B也進行變形動作。在圖4C的臺階上步行形態(tài)至圖4D的臺階上步行停止形態(tài)的變化中，
搭乘者52的右腳部51B在臺階18上踏出一步，移動至與搭乘者52的左腳部 51A并排的位置上。在控制上與圖4A至圖4B的變化相同，2連桿腿2B通過 平衡保持控制向前方移動。在圖4D的狀態(tài)下，2連桿腿1B、 2B分別位于與 2連桿腿1A、 1B重合的位置上，所以在圖中沒有顯示。
然后，在成為圖4D的狀態(tài)的階段下，搭乘者52應(yīng)該進行的動作結(jié)束(圖 9C的步驟S38)，控制計算機101依次使2連桿腿2A、 2B移動到臺階18上， 從而構(gòu)成圖4E、圖4F的狀態(tài)(圖9C的步驟S39、步驟S40)。
作為判定為搭乘者52應(yīng)該進行的動作結(jié)束即2連桿腿1A、 1B的升降動 作結(jié)束、并且開始使2連桿腿2A、 2B移動到臺階18上的2連桿腿2A、 2B的 升降動作的時刻的判斷方法，可實施如下的方法等在存儲裝置102中對 成為上下臺階模式后的隨動控制的執(zhí)行次數(shù)進行計數(shù)，在計數(shù)的值成為3 的階段時，控制計算機101判斷為圖4C 圖4D的第3次隨動控制結(jié)束的方 法；在控制計算機101根據(jù)各旋轉(zhuǎn)軸10A 10J的旋轉(zhuǎn)角度而檢測出2連桿腿 1A、 1B為相同形狀等且腳踏部5A、 5B移動到并排的位置上的階段時進行 判斷的方法；以及搭乘者52對控制臺21進行操作向控制計算機101進行通 知以進行判斷的方法等。無論是哪種方法，既可以在判斷后立即使2連桿 腿2A、 2B移動到臺階18上，也可以在經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r間(例如3秒)后使其移 動。另外，還可以通過參考接地傳感器17A、 17B、 17C、 17D的輸出變動， 控制計算機101在已判斷為搭乘者52的動作結(jié)束的階段時，進行動作控制 以使2連桿腿2A、 2B移動到臺階18上。腿車輪行駛車通過轉(zhuǎn)移至圖4F的狀 態(tài)來移動到臺階18上。
但是，在轉(zhuǎn)移到圖4F的狀態(tài)時，2連桿腿2B的橡膠輪9B接地的場所在 圖4B中位于2連桿腿1B的轉(zhuǎn)向輪6B接地的場所。2連桿腿1A、 1B、 2A、 2B 分別經(jīng)由座面部ll進行連接，所以橡膠輪9A、 9B與轉(zhuǎn)向輪6A、 6B之間的 相對位置可利用控制計算機101容易地算出。由此，通過控制計算機IOI， 根據(jù)作為記錄到存儲裝置102內(nèi)的動作履歷一例的旋轉(zhuǎn)角度履歷、以及可 由控制計算機101運算出的圖4B中的轉(zhuǎn)向輪6B與橡膠輪9B之間的相對位 置和圖4B至圖4D的橡膠輪9B的移動量，可算出在圖4D的狀態(tài)下橡膠輪9B 在圖4B中移動到轉(zhuǎn)向輪6B接觸的地點所需要的相對距離。由此，控制計算機101根據(jù)該相對距離的信息來預(yù)測臺階18的接地面的高度等，并且能夠
使2連桿腿2B動作，從而可實現(xiàn)動作的高速化。
接著，當(dāng)從臺階18下到地面97等時，與圖4A 圖4F的循環(huán)同樣，進行 圖4F 圖4K的循環(huán)，由此腿車輪行駛車從臺階18下到地面97等。與圖4A 圖4F僅僅是在向高側(cè)移動還是向低側(cè)移動方面大不相同，如圖8的時序圖 所示，關(guān)于控制狀態(tài)的推移可考慮為相同。分別，圖4G表示搭乘者52將右 腳部51B從臺階18上落下時的狀態(tài)，然后，圖4H表示搭乘者52將左腳部51A 從臺階18上落下時的狀態(tài)，然后，圖4I表示搭乘者52將右腳部51B踏出一 步時的狀態(tài)，然后，圖4J表示2連桿腿2A從臺階18上下降到地面97等時的 狀態(tài)，然后，圖4K表示2連桿腿2B從臺階18上下降到地面97等時的狀態(tài)。 在上下臺階動作結(jié)束后進行平面行駛時，如從圖6A的下端圖向上端圖所 示，變形到圖2A的狀態(tài)，轉(zhuǎn)移至行駛狀態(tài)。
在以上的實施方式中，僅說明了連續(xù)進行上臺階18的動作和下臺階18 的動作的情況，不過顯然可以從上臺階18的圖4F的狀態(tài)轉(zhuǎn)移至行駛狀態(tài)， 或者可以從行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)移至下臺階18的動作，無論哪個動作都能夠?qū)嵤?此外，圖4A 圖4K所示的一連串動作在搭乘者52所踏出腿的順序相反時 或2連桿腿2A、 2B的升降控制順序相反時也同樣能夠?qū)嵤?。另夕卜，在本?施方式中，相當(dāng)于支持腿的2連桿腿僅僅是2A、 2B這兩條，不過還可以通 過增加支持腿，來增加腿車輪行駛車的穩(wěn)定性。另外，在隨動控制時，與 記錄到存儲裝置102中的角度履歷進行比較，當(dāng)需要與現(xiàn)有的上下臺階動 作有很大不同的動作時，可作為異常而停止隨動控制。例如，對每一單位 時間的各旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的變動量以及拉桿14A、 14B的移動量分別預(yù) 先設(shè)定上限值，在超過該上限值時，由控制計算機101判定為異常，從而 可利用控制計算機10來停止上述隨動控制。這樣，還能夠增加腿車輪行駛 車針對搭乘者52異常動作的穩(wěn)定性。此外，在成為這樣的狀態(tài)時，通過解 除束縛帶15A、 15B、 15C、 15D，來應(yīng)付針對異常動作不需要束縛搭乘者 腳部51A、 51B的情況，這樣還能夠進一步提高搭乘者52的安全性。
另外，圖5A是表示測量相對位移的其他實施方法中的腳踏部5A的周 邊的詳細側(cè)面圖。與圖3A不同，在腳踏部5A上設(shè)置有陣列狀的超聲波方 式距離傳感器19A，如圖5B所示在腳踏部5A的上方放出超聲波96，并接收放出后的超聲波96在搭乘者52的腳部51上反射回的超聲波，由此來測量到 達搭乘者52的腳部51的距離。在搭乘者52的腳部51A上反射超聲波的位置 處測量距離，在沒有反射的部分未測量距離，因此通過檢測其邊界，能夠 檢測出搭乘者52的腳部51A的水平方向位置。從不用束縛搭乘者52的腳部 51A就能夠測量相對位移的點出發(fā)，優(yōu)選通過這樣的方式來測量相對位移。 另外，距離傳感器也不僅限于超聲波方式，只要是實現(xiàn)了與利用激光等光 學(xué)方式的距離傳感器等同樣作用的設(shè)備就都能夠?qū)崿F(xiàn)。
如上所述，根據(jù)上述實施方式，采用搭乘者52的腳部51A、 51B與腳 踏部5A、 5B之間的相對位移信息，可使作為隨動腿一例的設(shè)置在2連桿腿 1A、 1B前端的腳踏部5A、 5B隨動于搭乘者52的腳部51A、 51B,與搭乘者 52識別到臺階狀態(tài)后確定的搭乘者自身腳部51A、 51B的動作連動，腿車 輪行駛車的腿進行動作，所以臺階狀態(tài)的識別和腿車輪行駛車的2連桿腿 的動作都能夠迅速進行。另外，上下臺階時的搭乘者52的位置僅升高了腳 踏部5A的高度，與通常步行中的高度大致相同，從而無需坐在腿機構(gòu)的上 方，因此即使在腿車輪行駛車摔倒的情況下也不會發(fā)生從高處落下的危 險。而且，在圖5A所示結(jié)構(gòu)的情況下，搭乘者52的腳部51A、 51B如圖3A 所示完全不使用束縛帶15A以及15C來束縛腳踏部5A、 5B，所以在腿車輪 行駛車不穩(wěn)定的情況下容易脫離，從而能夠進一步確保安全。由此，獲得 既能夠確保搭乘者52的安全又能夠迅速上下臺階的腿車輪型的腿車輪行 駛車。
另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，在其他各種方式下也能夠?qū)嵤?例如，在本實施方式中，作為末端部與前端部之間的間隔能伸縮自如 的隨動腿(作為一例的2連桿腿1A、 1B)及支持腿(作為一例的2連桿腿2A、 2B)，采用了中間具有揺動關(guān)節(jié)的2連桿腿，該末端部為與座面部ll的支持 部lla、 llb、 llc、 lld旋轉(zhuǎn)自如連結(jié)的上側(cè)端部，該前端部為與轉(zhuǎn)向輪6A、 6B或橡膠輪9A、 9B可旋轉(zhuǎn)支持的下側(cè)端部，不過作為腿的構(gòu)造不限于這 樣的2連桿腿，構(gòu)成具有直動的滑動機構(gòu)進行伸縮的構(gòu)造的腿等只要是能 實現(xiàn)同樣作用的部件，就可以組合利用所謂的公知技術(shù)。另外，在本實施 方式中，構(gòu)成在從動車輪內(nèi)采用了轉(zhuǎn)向輪6A、 6B的構(gòu)造，不過同樣只要 是能夠?qū)崿F(xiàn)與輪轂外周組合小徑滾輪的各種合成型全方向車輪、球形車輪，滾動輪等同樣作用的部件就都能夠進行利用。此外，還可以是將隨動 腿側(cè)作為驅(qū)動車輪、將支持腿側(cè)作為從動車輪的結(jié)構(gòu)，或?qū)⑷寇囕喿鳛?驅(qū)動車輪的結(jié)構(gòu)。除此之外，還可以將車輪作成實現(xiàn)同樣作用的履帶。
另外，在圖3A、圖3B、圖3C所示的實施方式中，作為伸縮自如的連 結(jié)機構(gòu)的一例使用了伸縮自如的拉桿14A、 14B，不過連結(jié)機構(gòu)不限于此， 基于連桿機構(gòu)或彈性體的變形的部件等只要能實現(xiàn)同樣的作用，就可以組 合利用所謂的公知技術(shù)。
另外，通過適當(dāng)組合上述各種實施方式或其他方式中的任意實施方式 或其他方式，可實現(xiàn)各自具有的效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的腿車輪型移動機構(gòu)既能夠確保搭乘者的安全又能夠迅速進 行上下臺階，該腿車輪型移動機構(gòu)作為應(yīng)付臺階的搭乘用行駛車是有用 的。
本發(fā)明一邊參照附圖一邊對優(yōu)選實施方式進行充分敘述，不過對于本 領(lǐng)域技術(shù)人員來說各種變形及修正是顯而易見的。這樣的變形及修正只要 不脫離本權(quán)利要求的范圍就應(yīng)該被理解包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種腿車輪型移動機構(gòu)，具備座面部；兩條隨動腿，其隨動腿末端部與上述座面部旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，并且上述隨動腿末端部與隨動腿前端部之間的間隔伸縮自如，在上述隨動腿前端部具有第一車輪部和腳踏部；兩條以上的支持腿，其支持腿末端部與上述座面部旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)，并且上述支持腿末端部與支持腿前端部之間的間隔伸縮自如，在上述支持腿前端部具有第二車輪部；以及控制裝置，其控制上述隨動腿與上述支持腿的動作，該腿車輪型移動機構(gòu)還具有腳位置測量部，其分別測量上述兩個腳踏部與搭乘者的腳部之間的相對位移，為了使上述腳踏部在與上述搭乘者的上述腳部大致相同的方向上移動，上述控制裝置根據(jù)上述腳位置測量部所測量出的上述相對位移，使上述隨動腿進行動作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于， 上述腳位置測量部由相對位置測量部構(gòu)成，該相對位置測量部對連結(jié)上述搭乘者的上述腳部和上述腳踏部的伸縮自如的連結(jié)機構(gòu)的變形量以 及變形方向進行測量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于， 上述腳位置測量部是采用聲波或光波來非接觸地測量上述相對位移的裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一個所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，設(shè)置在上述隨動腿上的第一車輪部是從動車輪，設(shè)置在上述支持腿上 的第二車輪部是驅(qū)動車輪。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一個所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，上述控制裝置控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏部與上述搭乘者的上述腳部之間的上述相對位移處于一定范圍內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一個所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，上述控制裝置控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏部與上述搭乘 者的上述腳部之間的上述相對位移分解為水平分量和垂直分量，并分別處 于一定范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于，該腿車輪型移動機構(gòu)還設(shè)置有接地判定裝置，其分別判定上述兩個腳 踏部的接地狀態(tài)，上述控制裝置從上述腳踏部成為上述接地狀態(tài)的時刻開始，不依據(jù)上 述腳位置測量部所測量出的相對位移地控制具有上述腳踏部的上述隨動 腿的變形狀態(tài)，之后，從上述相對位移成為一定值以上的時刻開始，再次 控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏部與上述搭乘者的上述腳部之間 的上述相對位移處于一定范圍內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于， 該腿車輪型移動機構(gòu)還設(shè)置有接地判定裝置，其分別判定上述兩個腳踏部的接地狀態(tài)，上述控制裝置從上述腳踏部成為上述接地狀態(tài)的時刻開始，不依據(jù)上 述腳位置測量部所測量出的相對位移地控制具有上述腳踏部的上述隨動 腿的變形狀態(tài)，之后，從上述相對位移成為一定值以上的時刻開始，再次 控制上述隨動腿的變形狀態(tài)，使上述腳踏部與上述搭乘者的上述腳部之間 的上述相對位移處于一定范圍內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于， 上述一定值大于上述一定范圍內(nèi)的相對位移的最大值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于， 上述一定值大于上述一定范圍內(nèi)的相對位移的最大值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一個所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，該腿車輪型移動機構(gòu)還設(shè)置有搭乘狀態(tài)判定裝置，其用于檢知上述搭 乘者處于搭乘狀態(tài)的情況，當(dāng)在上述搭乘狀態(tài)下上述第一車輪部或上述第二車輪部旋轉(zhuǎn)時，上述控制裝置不依據(jù)上述腳位置測量部所測量出的上述 相對位移地控制上述隨動腿和上述支持腿的變形狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于， 上述搭乘狀態(tài)判定裝置根據(jù)對上述座面部的座面所施加的負荷來判定是搭乘狀態(tài)的情況。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一個所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，上述控制裝置在上述行駛狀態(tài)下，使上述隨動腿和上述支持腿進行動 作，以使上述座面部與地面成為近似水平，并且在從上述行駛狀態(tài)向上述 控制裝置根據(jù)上述腳位置測量部所測量出的相對位移使隨動腿進行動作 的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的期間，使上述隨動腿和上述支持腿進行動作，以使上述座面 部與地面成為近似垂直。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征在于，上述控制裝置使上述隨動腿和上述支持腿進行動作，以使上述座面部 的座面從與地面近似平行的狀態(tài)變?yōu)榻拼怪钡臓顟B(tài)時，上述控制裝置還 進行控制，以使上述腳踏部的角度始終水平或前端側(cè)變高。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，上述控制裝置在上述隨動腿與地面相離開時，控制上述支持腿的變形 狀態(tài)，以保持腿車輪型移動機構(gòu)的平衡。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的腿車輪型移動機構(gòu)，其特征 在于，上述控制裝置利用上述隨動腿的動作履歷來控制上述支持腿。
全文摘要
本發(fā)明涉及腿車輪型移動機構(gòu)，其具備座面部；與座面部旋轉(zhuǎn)自如連結(jié)的末端部和具有車輪部及腳踏部的前端部之間的間隔伸縮自如的兩條隨動腿；與座面部旋轉(zhuǎn)自如連結(jié)的末端部和具有車輪部的前端部之間的間隔伸縮自如的兩條以上的支持腿；對腳踏部與搭乘者的腳部之間的相對位移進行測量的腳位置測量部；以及控制裝置，其為了腳踏部在與腳部近似相同的方向上移動，而根據(jù)腳位置測量部所測量出的相對位移來對隨動腿和支持腿進行動作控制。
文檔編號B25J13/08GK101568319SQ20088000125
公開日2009年10月28日 申請日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者小野敦, 淺井勝彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社