本実施の形態にかかる移動体は倒立振子� ��御によって移動する倒立車輪型移動体であ� ��。移動体は、地面に接地した車輪を駆動す� ��ことによって、所定の位置まで移動する。� ��らに、ジャイロセンサ等からの出力に応じ� ��車輪を駆動することによって、倒立状態を� ��持することができる。

 図1及び図2を用いて、本実施の形態にか� �る移動体100の構成について説明する。図1は� ��動体100の構成を模式的に示す側面図であり� ��図2は移動体100の構成を模式的に示す正面図 である。

 図2に示されるように、移動体100は、倒立 車輪型の移動体(走行体)であり、右駆動輪18� �、左駆動輪20と、右車台17と、左車台19と、� �アーム14と、左アーム16と、車体12、を備え� �いる。車体12は、右駆動輪18、及び左駆動輪2 0の上方に配置された移動体100の上体部であ� �。ここで、移動体100の進行方向(図2の紙面と 垂直方向)を前後方向とし、水平面において� �後方向に垂直な方向を左右方向(横方向)とす る。よって、図2は、進行方向前側から移動� �100を見た図であり、図1は、左側から移動体1 00を見た図である。

 右アーム14、及び左アーム16は、関節を有 するスイングアームである。通常の走行時に は、右アーム14、及び左アーム16は、図1に示� ��ように、伸びた状態になっている。そして� ��車体12の傾斜角度に応じて、右アーム14、及 び左アーム16が駆動される。具体的には、地� ��の傾斜角に応じて車体12が左右に傾斜した� �き、一方のアームを駆動して、車体12を水平 にする。例えば、水平な地面を走行中に、右 駆動輪18のみが段差に乗り上げたり、地面が� ��上がりの傾斜面に変わったりしたとする。� ��の場合、右駆動輪18と左駆動輪20との間で、 水平方向に対する高さが変化する。すなわち 、右駆動輪18が左駆動輪20よりも高くなる。� �のため、右アーム14を縮めて、車体12の傾斜� ��を調整する。例えば、右アーム14の関節を� �動して、右アーム14をくの字型に曲げる。こ れにより、右アーム14が短くなるので、横方� ��(左右方向)において車体12を水平にすること ができる。なお、右アーム14、及び左アーム1 6の構成については後述する。

 右車台17の側面側には、地面と接地する� �駆動輪18が設けられている。左車台19の側面� ��には、地面と接地する左駆動輪20が設けら� �ている。右駆動輪18と左駆動輪20は、同軸上� ��回転する一対の車輪である。地面と接地す� ��右駆動輪18と左駆動輪20とが回転することに よって、移動体100が移動する。

 右駆動輪18及び右アーム14の間には、右車 台17が配置されている。右車台17は、右マウ� �ト26を備えている。右アーム14と右駆動輪18� �の間には右マウント26が配置されている。右 マウント26は、右アーム14の側端に固定され� �いる。右車台17は、車軸30を介して右駆動輪1 8を回転可能に支持する。右駆動輪18は、車軸 30を介して右輪駆動モータ34の回転軸C1に固定 されている。右輪駆動モータ34は、右マウン� ��26内に固定され、車輪用駆動部(アクチュエ� ��タ)として機能する。即ち、右輪駆動モータ 34が右駆動輪18を回転駆動する。

 左駆動輪20及び左アーム16の間には、左車 台19が配置されている。左車台19は、左マウ� �ト28を備えている。左アーム16と左駆動輪20� �の間には左マウント28が配置されている。左 マウント28は、左アーム16の側端に固定され� �いる。左マウント28は、車軸32を介して左駆� ��輪20を回転可能に支持する。左駆動輪20は、 車軸32を介して左輪駆動モータ36の回転軸C2に 固定されている。左輪駆動モータ36は、左マ� ��ント28内に固定され、車輪用駆動部(アクチ� ��エータ)として機能する。即ち、左輪駆動モ ータ36が左駆動輪20を回転駆動する。右駆動� �18と左駆動輪20との間には、右車台17、及び� �車台19が配置されている。なお、右駆動輪18� ��及び左駆動輪20を同軸上にするため、右車� �17を左車台19に固定してもよい。

 右輪駆動モータ34及び左輪駆動モータ36は 例えば、サーボモータである。尚、車輪用ア クチュエータは、電気的なモータに限らず、 空圧、油圧を使用したアクチュエータでもよ い。

 また、右マウント26は、右輪エンコーダ52 を備えている。右輪エンコーダ52は、右駆動� ��18の回転量としての回転角を検出する。左� �ウント28は、左輪エンコーダ54を備えている� ��左輪エンコーダ54は、左駆動輪20の回転量と しての回転角を検出する。

 左アーム16は、左マウント28を介して左駆 動輪18の側端に取り付けられている。左アー� ��16は、上関節91、上リンク92、下関節93、及� �下リンク94を有している。上リンク92、及び� ��リンク94は棒状の部材である。上リンク92、 及び下リンク94はほぼ同じ長さの剛体である� ��上関節91、及び下関節93は、回転関節である 。

 下リンク94が左マウント28に連結されてい る。すなわち、下リンク94の下端に左マウン� ��28が取り付けられている。左マウント28は下 リンク94を回動可能に支持している。さらに� ��下リンク94には、下関節93が設けられている 。下リンク94は、下関節93を介して上リンク92 と連結されている。すなわち、下リンク94の� ��端に設けられた下関節93が上リンク92の下端 に配置される。

 下関節93は、下関節モータ95を有している 。下関節モータ95が駆動されると、上リンク9 2が回転する。すなわち、下関節モータ95を駆 動すると、下リンク94に対する上リンク92の� �度が変化する。このように、下関節93は、左 アーム16の途中に設けられている。すなわち� ��下関節93は、上リンク92と下リンク94との間� ��設けられている。上リンク92は、下関節モ� �タ95の回転軸C5に固定されている。

 上リンク92の上端には、上関節91が設けら れている。上関節91は、上リンク92と車体12と を連結する。上関節91を介して、左アーム16� �車体12と連結される。このように、左アーム 16の上端には、上関節91が設けられている。� �して、上関節91は、上関節モータ96を有して� ��る。上関節モータ96を介して車体12が左アー ム16に取り付けられている。そして、上関節� ��ータ96が駆動されると、車体12が回転する。 すなわち、上関節モータ96を駆動すると、上� ��ンク92に対する車体12の角度が変化する。車 体12は、上関節モータ96の回転軸C3に固定され ている。

 上関節91、及び下関節93が駆動することに よって、車体12の姿勢が変化する。このよう� ��、左アーム16は、車体12及び左駆動輪20を連� ��するリンク機構である。よって、左アーム1 6の下端側が、左駆動輪20の回転軸C2に接続さ� ��、上端側が車体12の回転軸C3に接続される。 左アーム16は、2つの回転関節を有する2自由� �のアーム機構となっている。すなわち、左� �ーム16は、複数の関節を有するアーム機構で あり、車体12と、右車台17とを連結している� �

 左アーム16の長手方向は、回転軸C2に対し て垂直である。すなわち、下リンク94の長手� ��向と、回転軸C2とは直交する。通常の走行� �では、上リンク92と下リンク94とが鉛直方向� ��沿って配置されている。従って、下関節モ� ��タ95の回転角度が、上リンク92と下リンク94� ��が平行になるように固定されている。この� ��アーム16を介して、車体12が回転軸C2に対し� ��回転可能に支持される。回転軸C2と回転軸C5 は、下リンク94の長さに応じた距離だけ隔て� ��、平行に配置される。回転軸C3と回転軸C5は 、上リンク92の長さに応じた距離だけ隔てて� ��配置される。また、通常の走行時では、回� ��軸C3は回転軸C5と平行になっている。

 さらに、下関節93には、衝撃吸収部材97が 設けられている。衝撃吸収部材97は、下関節� ��ータ95を囲むように配置されている。衝撃� �収部材97は、例えば、ゴムなどの弾性体によ って形成されている。この衝撃吸収部材97は� ��転倒した際の衝撃を吸収する。すなわち、� ��倒時には、衝撃吸収部材97が最初に地面と� �突する。これにより、転倒による搭乗者へ� �衝撃が吸収される。

 右アーム14は、右マウント26を介して右駆 動輪18の側端に取り付けられている。右アー� ��14は、上関節61、上リンク62、下関節63、下� �ンク64を有している。上リンク62は上関節61� �介して車体12に連結されている。また、下リ ンク64は、右車台17に連結されている。そし� �、下リンク64と上リンク62とは、下関節63を� �して連結されている。下関節63は、下関節モ ータ65を有している。上関節61は上関節モー� �66を有している。下関節63には、衝撃吸収部� ��67が設けられている。このように、右アー� �14は、左アーム66と同様に、2関節を有する2� �由度のアーム機構である。右アーム14の構成 については左アーム16と同様であるため、説� ��を省略する。なお、右アーム14の下関節モ� �タ65の回転軸を回転軸C4とする。また、上関� ��モータ66は、回転軸C3周りに回転する。

 右アーム14の上関節61、及び下関節63が駆� ��することによって、車体12の姿勢が変化す� �。このように、右アーム14は、車体12及び右� ��動輪18を連結するリンク機構である。よっ� �、右アーム14の下端側が、右駆動輪18の回転� ��C1に接続され、上端側が車体12の回転軸C3に� ��続される。右アーム14は、2つの回転関節を� ��する2自由度のアーム機構となっている。す なわち、右アーム14は、複数の関節を有する� ��ーム機構であり、車体12と、右車台17とを連 結している。

 右アーム14の長手方向は、回転軸C1に対し て垂直である。すなわち、下リンク64の長手� ��向と、回転軸C1とは直交する。通常の走行� �では、上リンク62と下リンク64とが同軸上に� ��置されている。従って、側面視において、� ��リンク62と下リンク64とが一直線になるよう に、下関節モータ65の回転角度が固定されて� ��る。この右アーム14を介して、車体12が回転 軸C1に対して回転可能に支持される。また、� ��常の走行時には、回転軸C1、回転軸C3、及び 回転軸C4は平行になっている。

 ここで、右アーム14の上関節モータ66と左 アーム16の上関節モータ96とは、鉛直方向に� �って配置されている。すなわち、右アーム14 の上関節モータ66と左アーム16の上関節モー� �96は、共通の回転軸C3を有している。また、� ��常の走行時には、右アーム14の下関節モー� �65と左アーム16の下関節モータ95とは、同軸� �に配置されている。すなわち、上関節モー� �66の回転軸C4は上関節モータ96の回転軸C5と同 じ高さになっている。

 このように、右アーム14には、上関節モ� �タ66と下関節モータ65とが取り付けられ、左� ��ーム16には、上関節モータ96と下関節モータ 95とが取り付けられている。上関節モータ66� �96は、上リンク62、92に対する車体12の角度を 可変にする。下関節モータ65は、下リンク64� �対する上リンク62の角度を可変にし、下関節 モータ95は、下リンク94に対する上リンク92の 角度を可変にする。すなわち、上関節モータ 66と下関節モータ65とは、右アーム14の関節の 角度を制御する駆動部(アクチュエータ)であ� ��。上関節モータ96と下関節モータ95とは、左 アーム16の関節の角度を制御する駆動部(アク チュエータ)である。従って、右アーム14、及 び左アーム16が駆動することによって、右車� ��17、及び左車台19に対する車体12の位置を変� ��させることができる。上関節モータ66、96と 下関節モータ65、95とは、例えば、サーボモ� �タであり、車体12の姿勢角を制御する。尚、 モータの動力をギアやベルトやプーリなどを 介して伝達してもよい。そして、それぞれの モータを駆動することによって、車体12の高� ��が変化する。これにより、移動体100の車高� ��変えることができる。

 上関節モータ66及び上関節モータ96が駆動 すると、右アーム14及び左アーム16に対する� �座70の角度が変化する。これにより、回転軸 C3を回転中心として、台座70を前後方向に回� �することができる。回転軸C3は回転軸C1及びC 2と平行であり、回転軸C1及びC2の上方に位置� ��る。回転軸C3と回転軸C1との間に右アーム14� ��設けられている。回転軸C3と回転軸C2との間 に左アーム16が設けられている。下関節モー� ��65は、下リンク64に対して上リンク62を回転� ��C4周りに回転させる。下関節モータ95は、下 リンク94に対して上リンク92を回転軸C5周りに 回転させる。また、回転軸C4は、回転軸C3と� �転軸C1との間に位置し、回転軸C5は回転軸C3� �回転軸C2との間に位置する。この回転軸C3に� ��、上関節モータ66及び上関節モータ96が設け られている。即ち、右アーム14及び左アーム1 6が姿勢を制御するためのスイングアームと� �る。なお、通常の走行時には、回転軸C1~回� �軸C5は水平になっており、移動体100の左右方 向と平行になっている。

 車体12は、台座70、支柱72、ジャイロセン� ��48、及び搭乗席22を有している。平板状の台 座70は、上関節モータ66及び上関節モータ96を 介して、それぞれ右アーム14及び左アーム16� �取り付けられている。台座70の対向する側面 には、右アーム14及び左アーム16が設けられ� �いる。即ち、右アーム14及び左アーム16の間� ��、台座70が配置される。

 台座70には、バッテリーモジュール44と、 センサ58が収納されている。センサ58は、例� �ば、光学式の障害物検知センサであり、移� �体100の前方に障害物を検知すると、検知信� �を出力する。また、センサ58は、障害物セン サ以外のセンサであってもよい。例えば、セ ンサ58として、加速度センサを用いることも� ��能である。もちろん、センサ58として、2以� ��のセンサが用いられていてもよい。センサ5 8は移動体の状態に応じて変化する変化量を� �出する。バッテリーモジュール44は、センサ 58、ジャイロセンサ48、右輪駆動モータ34、左 輪駆動モータ36、上関節モータ66、上関節モ� �タ96、下関節モータ65、下関節モータ95、制� �部80等に対して電力を供給する。

 車体12の台座70上には、ジャイロセンサ48� ��設けられている。ジャイロセンサ48は、車� �12の傾斜角に対する角速度を検出する。ここ で、車体12の傾斜角は、移動体100の重心位置� ��車軸30、32の鉛直上方に伸びる軸からの傾斜 度合いであり、例えば移動体100の進行方向前 方に車体12が傾斜している場合を「正」とし� ��移動体100の進行方向後方に車体12が傾斜し� �いる場合を「負」として表わす。

 また、進行方向の前後方向に加えて、左� ��方向の傾斜角速度はロール、ピッチ、ヨー� ��3軸のジャイロセンサ48を用いて測定される� ��このように、ジャイロセンサ48は、台座70の 傾斜角の変化を、車体12の傾斜角速度として� ��定する。もちろん、ジャイロセンサ48は他� �箇所に取り付けられていてもよい。ジャイ� �センサ48で測定された傾斜角速度は、移動体 100の姿勢の変化に応じて変化する。即ち、傾 斜角速度は、車軸の位置に対する車体12の重� ��位置に応じて変化する変化量である。従っ� ��、外乱などによって、車体12の傾斜角度が� �激に変化すると、傾斜角速度の値が大きく� �る。

 台座70の中央近傍には、支柱72が設けられ ている。この支柱72によって、搭乗席22が支� �されている。即ち、搭乗席22は、支柱72を介� ��て台座70に固定されている。搭乗席22は、搭 乗者が座ることができる椅子の形状を有する 。

 搭乗席22の側面には、操作モジュール46が 設けられている。操作モジュール46には、操� ��レバー(図示せず)及びブレーキレバー(図示� ��ず)が設けられている。操作レバーは、搭乗 者が移動体100の走行速度や走行方向を調整す るための操作部材である、搭乗者は、操作レ バーの操作量を調整することによって移動体 100の移動速度を調整することができる。また 、搭乗者は、操作レバーの操作方向を調整す ることによって移動体100の移動方向を指定す ることができる。移動体100は、操作レバーに 加えられた操作に応じて、前進、停止、後退 、左折、右折、左旋回、右旋回することがで きる。搭乗者がブレーキレバーを倒すことに よって、移動体100を制動することができる。 移動体100の進行方向は、車軸30、32と垂直な� �向になる。

 さらに、搭乗席22の背もたれ部分には、� �御部80が実装されている。制御部80は、搭乗� ��が操作モジュール46に対して行なった操作� �追従して、右輪駆動モータ34及び左輪駆動モ ータ36を制御し、移動体100の走行(移動)を制� �する。搭乗席22の座面は台座70の上面と平行� ��配置されている。制御部80は、操作モジュ� �ルでの操作に応じて、右輪駆動モータ34及び 左輪駆動モータ36を制御する。これにより、� ��作モジュール46での操作に応じたトルク指� �値で右輪駆動モータ34及び左輪駆動モータ36� ��駆動する。

 制御部80は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(R ead Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、通信用 のインターフェースなどを有し、移動体100の 各種動作を制御する。そして、この制御部80� ��、例えばROMに格納された制御プログラムに� ��って各種の制御を実行する。制御部80は、� �知のフィードバック制御により、右輪駆動� �ータ34及び左輪駆動モータ36を相互に独立し� ��所定の角度に制御する。操作モジュール46� �の操作に応じて、右輪駆動モータ34及び左輪 駆動モータ36が回転すいる。例えば、操作モ� ��ュール46には、操作レバーの倒れ角を測定� �るセンサが設けられている。操作モジュー� �46は、操作レバーの倒れ角、倒れ角の変化量 によって、加速度や目標速度を算出する。す なわち、操作レバーの倒れ角が大きくなるほ ど、加速度や目標速度が大きくなる。そして 、所望の加速度、及び目標速度となるように 、右輪駆動モータ34及び左輪駆動モータ36が� �御される。

 さらに、制御部80は、右アーム14、及び左 アーム16の各関節の角度を制御する。各関節� ��、それぞれ独立して駆動する。右アーム14� �及び左アーム16が駆動することによって、移 動体100の姿勢が変化する。すなわち、制御部 80は、移動体100の高さ、及び左右方向の傾斜� ��を制御する。

 例えば、右アーム14、又は左アーム16を駆 動すると、台座70を左右方向に傾斜すること� ��できる。即ち、移動体100の車体12をロール� �向(前方推進方向に平行な移動体100の前後軸� ��り)に自立的に揺動傾斜させることができる 。例えば、右アーム14の上関節モータ66、及� �下関節モータ65を駆動し、右アーム14をくの� ��型に屈曲させる。具体的には、上関節モー� ��66、及び下関節モータ65を反対方向に一定角 度回転させる。これにより、回転軸C3と、回� ��軸C1とが接近する。移動体100の右側の車高� �低くなる。このように、右アーム14と左アー ム16とを独立して駆動することによって、搭� ��者の乗り心地を向上することができる。具� ��的には、傾斜や段差がある地面であっても� ��左右方向において車体12を水平にすること� �できる。すなわち、左右方向に車体12が傾く のを防ぐことができ、乗り心地を向上するこ とができる。

 例えば、水平な地面を走行している間は� ��右アーム14、及び左アーム16を伸ばした状態 とする。すなわち、回転軸C1から回転軸C3ま� �距離と、回転軸C2から回転軸C3までの距離を� ��じにする。これにより、回転軸C3が水平に� �り、車体12が左右方向において水平となる。 そして、水平な地面を走行中に右駆動輪18が� ��差に乗り上げたり、地面が傾斜面に変わっ� ��りすると、右駆動輪18が左駆動輪20よりも高 くなる。回転軸C3が右上がりに傾斜し、車体1 2が左右方向に傾く。ここで、車体12の左右方 向の傾斜を防ぐため、上述のように右アーム 14を駆動させる。これにより、右アーム14が� �の字状に屈曲して、回転軸C1と回転軸C3とが� ��づく。一方、左アーム16は伸長しているた� �、回転軸C2と回転軸C3とは離れている。この� ��め、回転軸C3の傾きが変化して、車体12を水 平にすることができる。

 具体的には、ジャイロセンサ48からの出� �によって、車体12が左右方向に傾斜している ことが検知される。ジャイロセンサ48からの� ��力に応じて制御部80が、一方のアームを駆� �する。すなわち、制御部80は、傾斜して高く なっている方のアームを駆動する。例えば、 車体12の右側が高くなっている場合、制御部8 0は、右アーム14の各関節を制御する。下関節 モータ65、及び上関節モータ66が駆動して、� �アーム14が屈曲する。さらに、車体12の傾斜� ��に応じた長さだけ、右アーム14を屈曲させ� �。すなわち、上関節61、及び下関節63を、左� ��方向における車体12の傾斜角度に応じた回� �角度だけ駆動する。これにより、回転軸C3が 水平になり左右方向において車体12が水平に� ��る。もちろん、車体12の左側が高くなって� �る場合、左アーム16を同様に駆動する。この ように、右アーム14、及び左アーム16は、車� �12の水平方向の傾きを修正するスイングアー ムとなる。

 さらに、右アーム14と左アーム16との両方 を駆動することによって、車高を変えること ができる。例えば、図3Aのように、右アーム1 4、及び左アーム16が伸びている状態から、右 アーム14、及び左アーム16をくの字状に屈曲� �せる。これにより、図3Bに示すように、車体 12が下方に移動して、車高が低くなる。なお� ��図3A、及び図3Bは、移動体100のアームの動作 を説明する側面図である。ここでは、回転軸 C4と回転軸C5との高さが一致するように各関� �を回転させる。すなわち、回転軸C4と回転軸 C5が同一水平面に含まれるようになる。これ� ��より、左右方向において車体12が水平にな� �たまま、車体12の重心位置が低くなる。換言 すると車体12の重心位置が回転軸C1、C2に接近 する。よって、移動体100の車高を下げること ができる。すなわち、車体12の最も高い箇所� ��地面に近づき、座面が低くなる。これによ� ��、車体12の回転半径が小さくなるため、モ� �メントが小さくなる。異常発生時に車高を� �くすることによって、転倒時の衝撃を緩和� �ることができる。具体的には、移動体100が� �常状態となっていることを示すフェール信� �が制御部80に入力されると、制御部80は、車� ��を下げる。異常発生時において転倒すると� ��の衝撃を低減することができる。このよう� ��、両アームを駆動することによって、車体1 2の重心位置が鉛直方向に移動する。

 さらに、異常発生時には、図3Bに示すよ� �に、右アーム14の下関節63を進行方向前方に� ��出させている。従って、下関節63に設けら� �た衝撃吸収部材67が車体12よりも進行方向前� ��に突出する。これにより、移動体100が前方� ��に転倒したときに発生する衝撃を吸収する� ��とができる。また、進行方向前方側の壁に� ��つかっても、衝撃吸収部材67によって衝撃� �吸収される。このように、異常発生時には� �下関節63を突出させるいるため、転倒時に地 面と最初に接触する箇所が下関節63になる。� ��して、転倒時に地面と接触する箇所に、衝� ��吸収部材67を設ける。よって、転倒時に搭� �者に加わる衝撃が吸収される。さらに、周� �の人と衝突した場合の衝撃を吸収すること� �できる。よって、より安全性を向上するこ� �ができる。

 ここで、左アーム16の下関節93を進行方向 後方に突出させている。従って、下関節93に� ��けられた衝撃吸収部材97が車体12よりも進行 方向後側に突出する。これにより、移動体100 が後方向に転倒したときに発生する衝撃を吸 収することができる。例えば、図3Bに示す状� ��で、移動体100が前側の壁に衝突しても、衝� ��吸収部材67が最も前側に配置されているた� �、衝撃を吸収していることができる。さら� �、前側の壁に衝突したときの力により、移� �体100が後側に転倒しても、左アーム16に設け られた衝撃吸収部材97が地面や壁と衝突する� ��すなわち、移動体100の最も後方に配置され� ��衝撃吸収部材97が地面や壁に衝突する。従� �て、衝撃を吸収することができる。このよ� �に前後方向の壁に衝突した場合でも、衝撃� �収部材67、97によって、衝撃を吸収すること� ��できる。すなわち、前後両方に衝撃吸収部� ��67、97を突出させることによって、より安全 性を向上することができる。

 ここで、右アーム14と左アーム16とを同じ 角度だけ、反対方向に回転させる。すなわち 、図3Aから図3Bに移行するとき、下関節63は、 反時計周りに回転し、下関節93は時計回りに� ��転する。また、下関節63と下関節93の回転角 度を同じにする。さらに、上関節61は、時計� ��りに回転し、上関節91は反時計回りに回転� �る。そして、上関節61と上関節91の回転角度� ��同じにする。これにより、右アーム14と左� �ーム16とが反転した構成となる。すなわち、 図3Bの状態で、移動体100を横から見ると、右� ��ーム14と左アーム16は回転軸C3から地面に伸� ��た垂線に対して反転している。そして、回� ��軸C1と回転軸C2を結ぶ車軸上に、回転軸C3が� ��置されている。さらに、各関節を同期して� ��動する。これにより、車体12が左右方向に� �斜するのを防ぐことができ、乗り心地を向� �することができる。よって、安定性を向上� �ることができる。

 また、アームが屈曲した状態でも、図3B� �示すように、下関節63、93は、車軸C1,C2より� �高くなっている。すなわち、下関節63、93を� ��後に突出させているため、転倒時に地面と� ��初に接触する箇所を高くすることができる� ��このように、車軸C1,C2よりも上方において� �衝撃吸収部材67,97が前後方向に突出している 。従って、アーム14、16の下関節63、93が乗り� ��げることによる転倒を防ぐことができる。� ��なわち、転倒時に地面と最初に接触する箇� ��である下関節63、93は、地面から一定距離隔 てて配置される。これは、アームを屈曲させ て、下関節63、93を車体12の前後に突出させて いることに起因している。換言すると、両ア ームの長さ、及び関節角度を最適化すること で、衝撃吸収部材67、97の地面に対するクリ� �ランスを確保することができる。これによ� �、衝撃吸収部材67、97が車体12よりも前後に� �出させても、乗り上げによる転倒を防ぐこ� �ができる。従って、段差等がある地面にお� �て、転倒を防ぐことができる。

 次に、制御部80による制御について図4を� ��いて説明する。図4は、制御部80の制御を説� ��するためのブロック図である。制御部80は� �走行制御モジュール81と、姿勢制御モジュー ル82とを有している。制御部80は、走行制御� �ジュール81と姿勢制御モジュール82とを統括� ��に制御する。走行制御モジュール81は、右� �駆動モータ34と左輪駆動モータ36を制御する� ��ンプを有している。走行制御モジュール81� �、右輪駆動モータ34と左輪駆動モータ36とに� ��動信号を出力して、右駆動輪18、及び左駆� �輪20をフィードバック制御する。具体的には 、右輪エンコーダ52と、左輪エンコーダ54で� �定された測定値が走行制御モジュール81に入 力される。また、走行制御モジュール81には� ��倒立を安定させるため、ジャイロセンサ48� �らの傾斜角速度が入力されている。さらに� �走行制御モジュール81には、操作モジュール 46による操作の応じた指令値が入力される。� ��して、走行制御モジュール81は、測定値、� �令値及び傾斜角速度に基づいて、右輪駆動� �ータ34と左輪駆動モータ36を駆動する。この� ��うに、走行制御モジュール81は、右駆動輪18 、及び左駆動輪20をフィードバック制御する� ��これにより、移動体100は、操作モジュール4 6での操作に応じて移動する。よって、倒立� �態で安定して走行することができる。ここ� �のフィードバック制御としては公知の制御� �法を用いることができる。

 姿勢制御モジュール82は、移動体100の姿� �を制御する。すなわち、姿勢制御モジュー� �82は、右アーム14、及び左アーム16の各関節� �モータを駆動するためのアンプを有してい� �。姿勢制御モジュール82は、制御信号を出力 して、右アーム14、及び左アーム16の姿勢を� �御する。具体的には、姿勢制御モジュール82 には、ジャイロセンサ48から、車体12の傾斜� �速度を示す検出信号が入力される。すなわ� �、ジャイロセンサ48で検出された車体12の傾� ��角速度の値が姿勢制御モジュール82に入力� �れる。そして、ジャイロセンサ48で検出され た傾斜角速度によって、車体12が左右方向に� ��斜していることが検知される。車体12が左� �方向に傾斜している場合、右アーム14、又は 左アーム16を駆動する。ここでは、車体12が� �くなっている方のアームを駆動して、傾斜� �度を修正する。すなわち、姿勢制御モジュ� �ル82が傾斜角度を打ち消すように一方のアー ムを制御する。これにより、左右方向におけ る傾斜角度の変化が低減するため、安定して 走行することが可能になる。搭乗者の乗り心 地を向上することができる。

 また、姿勢制御モジュール82は、異常発� �時に、右アーム14、及び左アーム16の駆動を� ��御する。これにより、車高を下げることが� ��きる。姿勢制御モジュール82には、移動体10 0に異常が発生したことを示すフェール信号88 が移動体100内の電子機器から入力されている 。姿勢制御モジュール82は、フェール信号に� ��づいて、車高を下げる。すなわち、右アー� ��14と左アーム16を屈曲して、回転軸C3を回転� ��C1、C2に近づける。フェール信号88としては� ��各機器に異常が発生したときに、その機器� ��ら出力されるアラーム信号を用いることが� ��きる。例えば、右輪駆動モータ34や左輪駆� �モータ36に異常が発生したときに出力される アラーム信号をフェール信号として用いるこ とができる。具体的には、右輪駆動モータ34� ��左輪駆動モータ36での電流異常や、制御部80 とモータ間の通信異常が生じた場合に、フェ ール信号が出力される。あるいは、エンコー ダ異常が生じたときに、右輪エンコーダ52や� ��輪エンコーダ54から出力されるアラーム信� �をフェール信号として用いてもよい。また� �バッテリーモジュール44、ジャイロセンサ48� ��センサ58などの各機器から出力されるアラ� �ム信号であってもよい。このように、移動� �100の走行に関与する機器からのアラーム信� �をフェール信号として用いることができる� �従って、機器が故障して、移動体100の走行� �支障が生じた場合、移動体100が正常に走行� �ることができない異常状態になったと認識� �れ、フェール信号88が出力される。そして、 異常状態になったときに出力されるフェール 信号88に応じて、アームを駆動する。これに� ��り、異常発生時に、確実に車高を下げるこ� ��ができる。

 このように、フェール信号88は、例えば� �移動体100に設けられている機器(センサ、エ� ��コーダ、モータ、バッテリー、制御部等)か ら出力される。例えば、機器が故障した場合 には、その機器から故障したことを示すアラ ーム信号が出力される。故障したことを示す アラーム信号をフェール信号として用いるこ とができる。すなわち、機器に故障が発生し た場合、移動体100の走行に支障が生じる。機 器に故障が発生すると、移動体100が正常に移 動することができない異常状態となる。機器 に故障などの異常が生じた場合には、その機 器からアラーム信号がフェール信号として出 力される。さらには、エンコーダや、各種セ ンサなどの機器からの出力が異常な値になっ ている場合、その機器や制御部80からフェー� ��信号が出力される。例えば、右輪駆動モー� ��34や左輪駆動モータ36によって出力されるト ルクが異常な値となっているときに、フェー ル信号が出力される。各機器に動作異常が発 生したときに、フェール信号が出力される。 このように、移動体100には、走行に関与する 複数の機器が設けられている。そして、複数 の機器を動作させることによって、移動体100 が移動する。移動体100に設けられている複数 の機器のうち、一つ以上が出力するフェール 信号に基づいて、異常状態となったことが認 識される。そして、フェール信号88が出力さ� ��、上記の動作が実行される。具体的には、� ��駆動輪18、及び左駆動輪20の回転を制御する ために設けられている機器が出力するフェー ル信号に基づいて車高が下げされる。これに より、移動体100が正常に動作することができ ない異常状態となったときに、確実に車高を 下げることができる。なお、フェール信号を 出力する機器は、特に限定されるものではな い。

 次に、図5を用いて、上記の車高制御につ いて説明する。図5は、上記の制御方法を示� �フローチャートである。まず、移動体100の� �行処理が開始しているとき、フェールが発� �したか否かを判定する(ステップS101)。すな� �ち、異常状態になったときに電子機器から� �力されるフェール信号が制御部80に入力され ているか否かを判定する。フェール信号が入 力されている場合、フェール発生と判定し、 フェール信号が入力されていない場合、フェ ールが発生してないと判定する。フェール信 号が入力されていないときは、そのまま次サ イクルを繰り返す。すなわち、通常の走行動 作を行なうとともに、ステップS101に戻る。� �方、フェールが発生したときは、車高を下� �る(ステップS102)。すなわち、右アーム14、及 び左アーム16の関節モータを駆動して、回転� ��C3を地面に近づけていく。ここでは、予め� �定された回転角度だけ、各関節モータを駆� �させる。すなわち、車高を下げるときのア� �ムの姿勢は予め設定されている。これによ� �、フェール時に一定高さだけ車高を下げる� �とができる。よって、転倒時のモーメント� �小さくなり、衝撃を緩和することができる� �

 そして、車体12の前後方向に衝撃吸収部� �67、97を突出させる(ステップS103)。すなわち� ��車体12の前方に衝撃吸収部材67を突出させ、 後方に衝撃吸収部材97を突出させる。これに� ��り、移動体100が転倒したとしても、衝撃吸� ��部材67、及び衝撃吸収部材97の一方が最初に 地面と衝突する。よって、衝撃を吸収するこ とができる。

 衝撃吸収部材67、97を突出した後、各車輪 駆動モータに対する駆動トルクの指令値を0� �する(ステップS104)。すなわち、車体12が予め 定められた高さまで下げられたら、右輪駆動 モータ34、及び左輪駆動モータ36のトルクを0� ��する。そして、車輪駆動モータの駆動電圧� ��0にする(ステップS105)。これにより、移動体 100の移動が停止する。このように制御するこ とによって、異常が発生した時に生じる衝撃 を低減することができる。さらに、アームの 各関節によって車高を下げるとともに、衝撃 吸収部材67、97を突出させている。すなわち� �車高を下げるための駆動と、衝撃吸収部材� �突出させる駆動とを、共通のアクチュエー� �によって実施している。これにより、簡便� �構成で衝撃を低減することができ、制御を� �素化できる。また、通常走行時は、車高が� �くなっているため、所望の座面を所望の高� �にすることができる。例えば、搭乗者の顔� �歩いている人間の顔とほぼ同じ高さにする� �とができる。これにより、歩いている人間� �話しながら移動することができるようにな� �、利便性を向上することができる。

 なお、フェールが発生していない通常の� ��行時では、各アームが伸長しているとして� ��明したが、通常の走行時においても、同じ� ��度だけ両アームを曲げていてもよい。また� ��上記の説明では各アームに回転関節を設け� ��構成としたが、これに限るものではない。� ��えは、アームに直動関節を設けて、車体12� �アームに沿ってスライドさせるようにして� �よい。すなわち、フェール発生時にアーム� �縮めて、車高を下げてもよい。

 さらに、上記の説明では、車高を下げる� ��めのアームの各関節によって衝撃吸収部材� ��突出させたが、車高を下げるアクチュエー� ��と、衝撃吸収部材を突出させるアクチュエ� ��タを別々のものとしてもよい。例えば、前� ��方向に伸縮するアクチュエータを別個に設� ��、このアクチュエータの先端に衝撃吸収部� ��を設けてもよい。

 次に、本発明の他の実施形態にかかる移� ��体101の構成について図6A、及び図6Bを用いて 説明する。図6A、及び図6Bは、他の実施形態� �かかる移動体101の構成を模式的に示す正面� �である。図6Aは、通常の走行時の状態を示す 図であり、図6Bはフェール発生時の状態を示� ��図である。なお、移動体101の基本的構成、� ��び制御については、上述の移動体100と同様� ��あるため、説明を省略する。

 図6Aに示すように、移動体101は、下関節63 、93の回転軸が移動体100と異なっている。す� ��わち、下関節63、93の回転軸は図6A、及び図6 Bの紙面に垂直な方向になっている。下関節63 は、上リンク62に対する下リンク64の角度を� �化させる。下関節93は、上リンク92に対する� ��リンク94の角度を変化させる。従って、下� �節63、93が駆動すると、下リンク64、94が回転 して、図6Bに示すようになる。通常走行時は� ��図6Aに示すように高い車高になっている。� �して、フェール発生時には、図6Bに示すよう に、右車台17と左車台19の間隔が広くなる。� �れにより、車高が低くなるため、衝撃を緩� �することができる。ここでは、下関節63、93� ��90°回転させている。従って、下リンク64、9 4の長手方向が左右方向になる。このように� �フェール発生時には、右アーム14、及び左ア ーム16が横方向に広がることによって、車高� ��低くなる。

 さらに、本実施の形態では、右車台17、� �び左車台19に関節を追加している。両車台の 関節は、紙面と垂直な方向が回転軸となって いる。そして、フェール発生時に、右車台17� ��及び左車台19の関節を下関節63、93と同期し� ��駆動する。これにより、右駆動輪18、及び� �駆動輪20の外周面が接地した状態のままとな る。そして、右駆動輪18、及び左駆動輪20が� �分大きい場合、右駆動輪18、及び左駆動輪20� ��端部が車体12の前後に突出する。右駆動輪18 、及び左駆動輪20により衝撃を吸収すること� ��できる。もちろん、車体12の前後に突出す� �衝撃吸収部材と、その衝撃吸収部材を駆動� �るアクチュエータを別に設けてもよい。

 さらに、他の実施形態の移動体101に対す� ��好適な車輪形状について、図7を用いて説明 する。図7は、車高を下げている途中におけ� �左駆動輪20周辺の構成を示している。すなわ ち、フェール信号によって、下関節93が回転� ��て、左アーム16が広くなっている状態を示� �ている。

 図7に示すように、左駆動輪20の外周面が� ��取りされている。すなわち、左駆動輪20の� �周面の内側端部がテーパ形状になっており� �外周面と内側側面の間に傾斜面20aが設けら� �ている。傾斜面20aでは、摩擦係数が小さく� �っている。すなわち、傾斜面20aは、左駆動� �20の外周面と比べて小さい摩擦係数になって いる。よって、左アーム16を広くするときの� ��擦力が低下する。すなわち、下関節63の駆� �力を打ち消す摩擦力が低減する。このよう� �、傾斜面20aの摩擦係数を小さくすることに� �って、左アーム16を横方向に広げやすくする ことができる。さらに、通常の走行時には、 傾斜面20aは、接地しないので、車輪駆動には 支障がない。もちろん、右アームの右駆動輪 18についても同様の車輪を用いている。

 なお、上記の説明では、2輪型の移動体100 について説明したが、車輪の数は、これに限 られるものではない。1輪型の移動体でもよ� �、3以上の車輪を有する移動体であってもよ� ��。さらに、上記の説明では、搭乗席22を有� �る移動体100について説明したが、物体運搬� �の移動台車であってもよい。もちろん、移� �ロボットなどのその他の移動体であっても� �い。