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倒立型移動(dòng)體及其控制方法

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倒立型移動(dòng)體及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種倒立型移動(dòng)體及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為運(yùn)種類型的技術(shù),日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2011-164040(JP2011-164040A)公 開了一種倒立型雙輪移動(dòng)體,其響應(yīng)于搭乘者的操作而移動(dòng)。該倒立型雙輪移動(dòng)體包括:手 柄,搭乘者用雙手握持所述手柄;和一對(duì)踏板,搭乘者鞋底踩在所述一對(duì)踏板上。倒立型雙 輪移動(dòng)體響應(yīng)于搭乘者的使手柄向后或者向前傾斜的操作而前進(jìn)移動(dòng)或者后退移動(dòng)。
[0003]然而,當(dāng)搭乘者操作手柄時(shí),抵抗該操作的慣性力作用在手柄上。結(jié)果,在搭乘者 希望倒立型雙輪移動(dòng)體移動(dòng)和倒立型雙輪移動(dòng)體實(shí)際移動(dòng)之間存在不容忽視的時(shí)滯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種能夠W較小的時(shí)滯控制的倒立型移動(dòng)體。
[0005]本發(fā)明的第一方面設(shè)及一種倒立型移動(dòng)體。倒立型移動(dòng)體包括:主體;兩個(gè)車輪, 所述兩個(gè)車輪被能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐于主體上;驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車輪; 載荷分布檢測(cè)器,所述載荷分布檢測(cè)器檢測(cè)主體由于W站立姿勢(shì)搭乘在主體上的搭乘者的 重量而接收到的載荷的分布;中屯、位置計(jì)算器,所述中屯、位置計(jì)算器計(jì)算載荷分布的中屯、 位置;操作桿,所述操作桿被支撐于主體上,并且被操作,W便搭乘者使所述操作桿傾斜; 姿勢(shì)檢測(cè)器,所述姿勢(shì)檢測(cè)器檢測(cè)操作桿的姿勢(shì);目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定部分,所述目標(biāo)行進(jìn)速 度設(shè)定部分基于中屯、位置和操作桿的姿勢(shì)設(shè)定目標(biāo)行進(jìn)速度,所述目標(biāo)行進(jìn)速度是倒立型 移動(dòng)體的目標(biāo)行進(jìn)速度;和驅(qū)動(dòng)控制器,所述驅(qū)動(dòng)控制器基于目標(biāo)行進(jìn)速度控制所述驅(qū)動(dòng) 器。
[0006]在上述方面中,當(dāng)中屯、位置朝向前進(jìn)方向側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí),與當(dāng)中屯、位置不朝向所述前 進(jìn)方向側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)的目標(biāo)行進(jìn)速度相比,目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定部分可W將目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定為 前進(jìn)方向側(cè)。
[0007]在上述方面中,當(dāng)中屯、位置朝向后退方向側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí),與當(dāng)所述中屯、位置不朝向后 退方向側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)的目標(biāo)行進(jìn)速度相比,目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定部分可W將目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定為 后退方向側(cè)。
[0008]在上述方面中,倒立型移動(dòng)體還可W包括載荷檢測(cè)器,所述載荷檢測(cè)器檢測(cè)載荷。
[0009]在上述方面中,倒立型移動(dòng)體還可W包括載荷適當(dāng)性判定部分,所述載荷適當(dāng)性 判定部分判定載荷是否適當(dāng)。當(dāng)載荷適當(dāng)性判定部分判定載荷不適當(dāng)時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器可W 不啟動(dòng)倒立型移動(dòng)體。
[0010] 在上述方面中,倒立型移動(dòng)體還可W包括載荷變化判定部分,所述載荷變化判定 部分判定載荷是否已經(jīng)變化。當(dāng)載荷變化判定部分判定載荷在倒立型移動(dòng)體正在行進(jìn)時(shí)已 經(jīng)變化時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器可W致使倒立型移動(dòng)體減速行進(jìn)。
[0011] 在上述方面中,倒立型移動(dòng)體還包括載荷變化判定部分,所述載荷變化判定部分 判定載荷是否已經(jīng)變化。當(dāng)載荷變化判定部分判定載荷在倒立型移動(dòng)體正在行進(jìn)時(shí)已經(jīng)變 化時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器致使倒立型移動(dòng)體停止行進(jìn)。
[0012] 倒立型移動(dòng)體還可W包括正常操作判定部分,所述正常操作判定部分通過將中屯、 位置和所述操作桿的姿勢(shì)相互比較來(lái)判定載荷分布檢測(cè)器和姿勢(shì)檢測(cè)器是否正常操作。
[0013] 在上述方面中,操作桿可W被操作,W便搭乘者使所述操作桿向前傾斜或向后傾 斜。如果操作桿被操作W朝向前進(jìn)方向側(cè)傾倒,則目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定部分可W將目標(biāo)行進(jìn) 速度設(shè)定為前進(jìn)方向側(cè)。
[0014] 本發(fā)明的第二方面設(shè)及一種倒立型移動(dòng)體的控制方法,所述倒立型移動(dòng)體包括: 主體;兩個(gè)車輪,所述兩個(gè)車輪被能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐于所述主體上;驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器能夠 轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)車輪;和操作桿,所述操作桿被支撐于所述主體上,并且被操作,W便 搭乘者使所述操作桿傾斜。所述控制方法包括:檢測(cè)主體由于W站立姿勢(shì)搭乘在主體上的 搭乘者的重量而接收到的載荷的分布;計(jì)算載荷分布的中屯、位置;檢測(cè)操作桿的姿勢(shì);基 于中屯、位置和操作桿的姿勢(shì)設(shè)定目標(biāo)行進(jìn)速度,所述目標(biāo)行進(jìn)速度是倒立型移動(dòng)體的目標(biāo) 行進(jìn)速度;和基于目標(biāo)行進(jìn)速度控制驅(qū)動(dòng)器。
[0015] 在上述方面中,操作桿可W被操作,W便搭乘者使操作桿向前傾斜或向后傾斜。如 果操作桿被操作W朝向前進(jìn)方向側(cè)傾倒,則可W將目標(biāo)行進(jìn)速度設(shè)定為前進(jìn)方向側(cè)。
[0016] 根據(jù)上述第一方面和第二方面,能夠W較小的時(shí)滯控制倒立型移動(dòng)體。
【附圖說明】
[0017] 將參照附圖在下文描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)勢(shì)和技術(shù)W及工業(yè)意 義,在所述附圖中形同的附圖標(biāo)記表示相同的元件,并且其中:
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體的透視圖;
[0019] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的墊板的平面圖;
[0020] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體的功能方塊圖;
[0021] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體的控制流程圖;
[0022] 圖5是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)定目標(biāo)行進(jìn)速度的方法的曲線圖;
[0023] 圖6是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的判定倒立型雙輪移動(dòng)體的正常操作的 方法的曲線圖;
[0024] 圖7是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的判定倒立型雙輪移動(dòng)體的正常操作的 方法的曲線圖;
[00巧]圖8是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的判定倒立型雙輪移動(dòng)體的正常操作的 方法的曲線圖;
[0026] 圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體在移動(dòng)體在起伏不 平路面上行進(jìn)時(shí)的簡(jiǎn)圖;
[0027] 圖10是示出了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體在起伏不平路面 上行進(jìn)時(shí)的載荷變化的曲線圖;
[0028] 圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體在移動(dòng)體下臺(tái)階時(shí) 的簡(jiǎn)圖訊
[0029] 圖12是示出了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的倒立型雙輪移動(dòng)體下臺(tái)階時(shí)的載荷 變化的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 倒立型雙輪移動(dòng)體1 (倒立型移動(dòng)體)用作用戶U(搭乘者)的近距離運(yùn)輸設(shè)施。 如圖1至圖3所示,倒立型雙輪移動(dòng)體1包括倒立型雙輪移動(dòng)體主體2 (主體);兩個(gè)車輪 3 (右車輪3a和左車輪3b),所述兩個(gè)車輪被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐于倒立型雙輪移動(dòng)體主體2 ;和 手柄本體4 (操作桿),所述手柄本體4被支撐于倒立型雙輪移動(dòng)體主體2,并且被操作W便 由搭乘者U使手柄本體4傾斜。
[0031] 倒立型雙輪移動(dòng)體主體2包括:驅(qū)動(dòng)設(shè)備8,所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備8容納電池5W及左車 輪電動(dòng)機(jī)6和右車輪電動(dòng)機(jī)7 ;控制設(shè)備9,所述控制設(shè)備9容納控制板訊一對(duì)墊板10 (右 墊板10a和左墊板10b)。
[0032] 電池5為控制設(shè)備9供電。右車輪電動(dòng)機(jī)6是用于驅(qū)動(dòng)右車輪3a轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。 左車輪電動(dòng)機(jī)7是用于驅(qū)動(dòng)左車輪3b轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。
[0033] 控制設(shè)備9包括中央處理單元(CPU) 11、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 12和只讀存儲(chǔ)器 (ROM) 13。ROM13存儲(chǔ)倒立型雙輪移動(dòng)體控制程序。通過將倒立型雙輪移動(dòng)體控制程序裝 載到CPU11并且由CPU11執(zhí)行,倒立型雙輪移動(dòng)體控制程序?qū)⒅T如CPU11的硬件用作載 荷分布信息獲取部分14、中屯、位置計(jì)算器15、移動(dòng)體主體角度信息獲取部分16、目標(biāo)行進(jìn) 速度設(shè)定部分17、驅(qū)動(dòng)控制器18、載荷計(jì)算器19、載荷適當(dāng)性判定部分20、載荷變化判定部 分21和正常操作判定部分22。
[0034] 所述一對(duì)墊板10是由用戶U搭乘的部分。一對(duì)墊板10由右墊板10a和左墊板 1化構(gòu)成。用戶U將右腿化放在右墊板10a上。右腿化的鞋底與右墊板10a接觸。用戶 U將左腿化放在左墊板1化上。左腿化的鞋底接觸左墊板10b。如圖2所示,右墊板10a 包括右腿前傳感器23和右腿后傳感器24。右腿前傳感器23和右腿后傳感器24沿著倒立 型雙輪移動(dòng)體1的直線前進(jìn)方向并排布置。右腿前傳感器23和右腿后傳感器24布置成沿 著倒立型雙輪移動(dòng)體1的直線前進(jìn)方向彼此分離開。右腿前傳感器23相對(duì)于右腿后傳感 器24布置在倒立型雙輪移動(dòng)體1的前進(jìn)方向側(cè)上。右腿前傳感器23
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