专利名称：行进物体和控制行进物体的方法
技术领域：
本发明涉及行进物体，它包括主体、布置在第一轴上的至少两个驱动轮和布置在第二轴上的至少一个从动轮。行进物体能在站立姿态和稳定姿态之间切换。在站立姿态中从动轮悬在空中，且在稳定姿态中从动轮放置在地面上。
背景技术：
以上论述的涉及行进物体的技术在如下参考中披露。
(1)美国专利No.6,553,271(2)Yoshihiko Takahashi和其他两人，“Human Assistance Robot(第一报告)Wheelchair Prototype That Will Perform Wheelies”，TheJapan Society Of Mechanical Engineers(No.99-9)，Robotics MechatronicsConference 1999会议文章，June 1999，1A1-75-106(1)to 1A1-75-106(2)。
能在站立姿态和稳定姿态之间切换的行进物体可以稳定地行进和停止而保持稳定的姿态，在稳定的姿态中驱动轮和从动轮放置在地面上。行进物体也可以稳定地行进和停止而保持站立姿态，其中仅驱动轮放置在地面上且从动轮悬在空中。行进物体可以以小半径转向而保持站立姿态。此外，即使当遇到上陡坡和下陡坡的时，行进物体可以保持垂直的姿态而保持站立姿态。预见到当行进物体能在站立姿态和稳定姿态之间切换时，行进物体的使用范围将扩大。
发明内容
常规的行进物体将通过初始化用于保持站立姿态的控制程序而从稳定姿态转变到站立姿态。且常规的行进物体将通过停止用于保持站立姿态的控制程序而从站立姿态转变到稳定姿态。
在常规的方法中，当从站立姿态转变到稳定姿态时将存在驱动轮将猛烈地碰撞到地面的情况。当从动轮猛烈地碰撞地面时，将在行进物体上施加强的反作用力，且行进物体的平衡将受到干扰。
本发明解决了前述的问题。本发明提供了当从从动轮悬在空中的站立姿态转变到从动轮放置在地面上的稳定姿态时能使从动轮与柔和地与地面接触的技术。
本发明教导的行进物体提供有主体、至少两个布置在第一轴上的驱动轮和至少一个布置在第二轴上的从动轮。行进物体进一步包括存储设备，它存储了目标倾斜方案，该图形按时间描述了在从站立姿态转变到稳定姿态期间主体的目标倾斜角，还包括检测了主体的倾斜角和/或倾斜角速度的检测设备，基于存储在存储设备内的目标倾斜方案和由检测设备检测到的检测值之间的偏差来计算转矩的转矩计算设备，和用于向驱动轮施加由转矩计算设备计算的转矩的促动器。
当行进物体从站立姿态转化到稳定姿态时，从动轮接近地面的速度将对应于主体的倾斜角速度。因此从动轮接近地面的速度能通过调节主体的角速度而调节。如果主体的倾斜角速度在接地前下降则从动轮能柔和地与地面接触。
作为对比，当主体的倾斜角速度过度地受限时，需要长时间以从站立状态转变到稳定状态，且行进物体必须行进明显的距离以从站立姿态转变到稳定姿态。在此情况下，除非保证足够大的空间否则行进物体不能从站立姿态转变到稳定姿态。
因为以上原因，如果主体的倾斜角速度可以在从站立姿态到稳定姿态的转变阶段的早期设定得相对地高，且在转变的随后阶段主体的倾斜角速度下降，这将能使从动轮柔和地接触地面。在转变期间调节主体的倾斜角速度是有益的。
本教导的行进物体存储了在从站立姿态到稳定姿态转变期间按时间描述了主体的目标倾斜角的目标倾斜方案。当行进物体从站立姿态转变为稳定姿态时，主体的倾斜角将被调节以跟随目标倾斜方案。以此方式，例如在转变的早期阶段主体的倾斜角速度可以设定为相对地高，且在转变的随后阶段主体的倾斜角速度下降。从动轮柔和地接触地面。
根据此行进物体，当从站立姿态转变到稳定姿态时，从动轮将柔和地与地面接触。同样地，将不需要过分的空间的量。
在前述的行进物体中，优选的是在目标倾斜角度超过预定的倾斜角的范围内，存储在储存设备内的目标倾斜角速度被限制为等于或低于预定速度。
当从动轮接触地面时，主体的倾斜角将依赖于道路表面的倾斜和粗糙而改变。当从动轮接触地面时，为与道路表面的倾斜或粗糙无关而控制主体的倾斜角速度以使其降低，主体的倾斜角速度必须控制在低的范围内，使存在从动轮接触地面的可能性。
当目标倾斜角超过预先确定的倾斜角时，存在从动轮接触地面的可能性。如果在目标倾斜角度超过预先确定的倾斜角的范围内将目标倾斜角速度限制为预定速度或更低，则从动轮将柔和地与道路表面接触，而与道路表面的倾斜或粗糙无关。
预先确定的倾斜角，即，使得从动轮接触地面变得可能的倾斜角，优选地如下计算，即当行进物体在水平表面上处于稳定姿态时从主体的倾斜角中减去预先确定的角。预先确定的角可以基于道路表面的倾斜和/或道路表面的粗糙度来确定。
行进物体优选地提供有基于在从站立姿态到稳定姿态转变的开始时刻检测到的倾斜角和倾斜角速度而修正目标倾斜方案的设备。
以此方式，从站立姿态到稳定姿态的转变可以无任何不舒适的执行。
行进物体优选地提供有检测了驱动轮的旋转角速度的第二检测设备和基于由第二检测设备检测到的驱动轮的旋转角速度来确定从动轮是否放置在地面上的设备。
主体的倾斜角将通过由促动器施加到驱动轮上的转矩来调节。当从动轮放置在地面上且主体的倾斜被禁止时，驱动轮的旋转角速度将显著地改变。因此，通过观测驱动轮的旋转角速度将可以确定从动轮是否放置在地面上。即使当道路表的倾斜或道路表面的粗糙未知时，通过使用驱动轮的旋转角速度也可以正确地确定从动轮是否放置在地面上。
本教导的技术也可以实施在控制行进物体的方法中。控制行进物体的方法包括存储在从站立姿态转变到稳定姿态期间按时间描述了主体的目标倾斜角的目标倾斜方案，检测主体的倾斜角和/或倾斜角速度，基于在存储步骤中存储的目标倾斜方案和在检测步骤中检测到的检测值之间的偏差计算转矩，和促动促动器以向驱动轮施加转矩使得在计算步骤中计算到的转矩施加到驱动轮。
通过使用此方法控制行进物体的行进，当从站立姿态转变到稳定姿态时从动轮可以柔和地与地面接触。不需要过分的空间的量。
根据本发明的教导，当从站立姿态转变到稳定姿态时，从动轮可以柔和地放置在地面上，将防止干扰主体的平衡且将防止行进物体翻倒。通过在乘员类型的行进物体中采用本教导，可以获得具有高平顺性(ride)的行进物体。
图1示意性地图示了实施例的行进物体的结构。
图2示意性地图示了在站立姿态的行进物体。
图3示意性地图示了在稳定姿态的行进物体。
图4是示出了行进物体的控制结构的方框图。
图5示出了目标倾斜方案的例子。
图6是用于使行进物体从站立姿态到稳定姿态转变的流程图。
图7示出了修正的目标倾斜方案的例子。
具体实施例方式
首先，将列举如下描述的实施例的重要特征。
(特征1)行进物体提供有乘员可以坐在其中的乘员座椅，且乘员可以被行进物体所承载。
(特征2)行进物体提供有允许乘员操作进行物体的操作设备。
(特征3)在从站立姿态到稳定姿态的转变期间，车辆主体的目标倾斜角和目标倾斜角速度在目标倾斜方案中按时间描述。
将参考附图来描述本教导的实施例。图1示意性地图示了本实施例的行进物体10的总体结构。注意为理解行进物体10的结构，结构的部分将分解地示出。行进物体10包括车辆主体12，布置在车辆主体12上的第一驱动轮34、第二驱动轮44和从动轮50。第一驱动轮34和第二驱动轮44可绕第一轴C1旋转。从动轮50可绕第二轴C2旋转。第一轴C1定位在车辆主体12的后侧，且第二轴C2定位在车辆主体12的前侧。第二轴C2通过止推轴承48布置在车辆主体12上。人员可以坐在其中的乘员座椅22布置在行进物体10上。行进物体10可以当承载人员时行进。
行进物体10包括驱动第一驱动轮34的第一马达32、驱动第二驱动轮44的第二马达42、为两个马达32、42提供电动动力的电池模块40。马达32、42分别是用于驱动轮34、44的促动器，它们构造为独立地驱动每个驱动轮34、44。
行进物体10包括控制了第一马达32和第二马达42的操作的控制模块14和行进物体10的乘员将操作的操作模块。控制模块14将响应于通过行进物体10的乘员施加到操作模块20的操作，且将控制第一马达32和第二马达42的操作。
行进物体10包括检测车辆主体12的倾斜角速度的陀螺仪38、将检测第一驱动轮34的旋转角的第一编码器36和将检测第二驱动轮44的旋转角的第二编码器46。车辆主体12的倾斜角速度是车辆主体12的倾斜角的改变率。车辆主体12的倾斜角指示了车辆主体12绕第一轴C1的旋转角(姿态角)。如在图2中所示，在本实施例中，行进物体10(不包括驱动轮34、44)的重心M直接地位于第一轴C1的上方的状态将是倾斜角η的基准点。当车辆主体12处于其中重心M直接地位于第一轴C1上方的角度时，倾斜角η为零。当车辆主体12向从动轮50倾斜时，倾斜角η为正值。
每个驱动轮34、44的旋转角是相对于每个驱动轮34、44的车辆主体12的相对旋转角。注意在图2中图示了第二驱动轮44的旋转角θ2。注意第一驱动轮34的旋转角将标识为θ1。
操作杆18和转变开关16布置在操作模块20上。操作杆18是使乘员能调节行进物体10的行进速度的操作件。乘员能通过调节操作杆18的操作量来调节行进物体10的行进速度。此外，乘员能通过调节操作杆18的操作方向来调节行进物体10的行进方向。行进物体10能响应于输入到操作杆18的操作而前进、停止、倒退、左转向、右转向、左旋转和右旋转。转变开关16是用于切换行进物体10的姿态的操作件。行进物体10的乘员能自由地在站立姿态和稳定姿态之间切换行进物体10的姿态。
图2示意性地图示了在站立姿态的行进物体10。如在图2中所示，在站立姿态从动轮50悬在空中，且仅第一驱动轮34和第二驱动轮44放置在地面上。行进物体10能保持站立姿态而行进、旋转或大体上处于静止。
图3示意性地图示了在稳定姿态的行进物体10。如在图3中所示，在稳定姿态从动轮50、第一驱动轮34和第二驱动轮44放置在地面上。行进物体10能保持稳定姿态而行进、旋转或大体上处于静止。在图3中“ηz”图示了当从动轮50与水面表面接触时车辆主体12的倾斜角。角ηz是当行进物体10处于在水平表面上的稳定姿态时车辆主体12的倾斜角。角ηz称为预先确定的地面倾斜角。当行进物体10处于稳定姿态时车辆主体12的倾斜角将实际上因道路表面的倾斜或粗糙而改变，且因此不必需地与预先确定的地面倾斜角ηz相等。
如下将描述行进物体10的控制系统。图4是示出了行进物体10的控制系统的构造的方框图。如在图4中所示，控制单元14主要地装配有控制器60，控制器60将调节第一马达32第二马达42、第一微分电路72、第二微分电路74、积分电路76等的操作。
第一微分电路72是将输入第一编码器36的输出信号的电路，且将输出此信号的微分。换言之，第一微分电路72将输入由第一编码器36所检测到的第一驱动轮34的旋转角θ1且将输出第一驱动轮34的旋转角速度dθ1/dt。注意在图中其上方部分具有点的变量代表了此变量的微分。第一编码器36和第一微分电路72连接到控制器60。检测到的第一驱动轮34的旋转角θ1和旋转角速度dθ1/dt将继而输入到控制器60。
第二微分电路74是将输入第二编码器46的输出信号的电路，且将输出此信号的微分。换言之，第二微分电路74将输入由第二编码器46所检测到的第二驱动轮44的旋转角θ2且将输出第二驱动轮44的旋转角速度dθ2/dt。第二编码器46和第二微分电路74连接到控制器60。检测到的第一驱动轮34的旋转角θ2和旋转角速度dθ2/dt将继而输入到控制器60。
积分电路76是将输入陀螺仪38的输出信号的电路，且输出此信号的积分。换言之，积分电路76将输入由陀螺仪38所检测到的车辆主体12的倾斜角速度dη/dt且将输出车辆主体12的倾斜角η。积分电路76和陀螺仪38连接到控制器60。检测到的车辆主体12的倾斜角η和倾斜角速度dη/dt将继而输入到控制器60。
控制器60由CPU、ROM、RAM等构造成。控制器60功能地包括车轮目标设定单元64、倾斜目标值设定单元66、转矩计算单元62等。
车轮目标值设定单元64将主要地基于操作杆18的操作状态设定第一驱动轮34的目标旋转角θ1*、第一驱动轮34的目标旋转角速度dθ1*/dt、第二驱动轮44的目标旋转角θ2*和第二驱动轮44的目标旋转角速度dθ2*/dt。每个目标值θ1*、dθ1*/dt、θ2*和dθ2*/dt响应于操作杆18的操作方向和操作量来设定。每个目标值θ1*、dθ1*/dt、θ2*和dθ2*/dt将输入到转矩计算单元62。
倾斜目标值设定单元66将主要地基于操作杆18的操作状态和转变开关16设定车辆主体12的目标值(目标倾斜角)η*和车辆主体12速度的目标值(目标倾斜角速度)dη*/dt。
在站立姿态，倾斜目标值设定单元66计算车辆主体12的倾斜角和倾斜角速度的目标值以允许行进物体10保持在站立姿态。当转变开关16切换到站立姿态时，倾斜目标值设定单元66将继而计算目标倾斜角η*和目标倾斜角速度dη*/dt，且将它们输出到转矩计算单元62。行进物体10响应于操作杆18的操作行进和停止而保持站立姿态。当转变开关16切换到稳定姿态，倾斜目标值设定单元66将不输出目标倾斜角η*和目标倾斜角速度dη*/dt。
在从站立姿态到稳定姿态的转变期间，倾斜目标值设定单元66存储了按时间描述了车辆主体12的目标倾斜角η*和目标倾斜角速度dη*/dt的目标倾斜方案。图5示出了目标倾斜方案的例子。图5中的“η*”指示了在从站立姿态到稳定姿态的转变期间车辆主体12的目标倾斜角η*。在图5中附带有点的η*指示了在从站立姿态到稳定姿态转变期间车辆主体12的目标倾斜角速度dη*/dt。目标倾斜角η*的导数等于目标倾斜角速度dη*/dt。
如在图5中示出，目标倾斜方案在从目标倾斜角η*为零的时刻到目标倾斜角η*超过预先确定的地面倾斜角ηz的范围内按时间描述了目标倾斜角η和目标倾斜角速度dη*/dt。目标倾斜角η*和目标倾斜角速度dη*/dt连续地且平滑地改变(数学上讲可导的改变)。因为当从动轮50放置在地面上时车辆主体12的倾斜角可以因道路表面的倾斜和粗糙而有时超过预先确定的地面倾斜角ηz，所以目标倾斜方案覆盖了其中目标倾斜角η*超过预先确定的地面倾斜角ηz的范围。
在目标倾斜方案中，在目标倾斜角η*超过角ηz-α(从预先确定的地面倾斜角ηz中减去预先确定的角α)的范围(如图5中“A”所示)内，目标倾斜角速度dη*/dt确定为等于β。当角速度β相对地小且在从动轮50可以接触地面的点车辆主体12的倾斜角速度限制为角速度β时，从动轮50可以柔和地与道路表面接触。如上所述，在从动轮50接触地面的时刻车辆主体12的倾斜角将因为道路表面的倾斜或粗糙而改变。因此，当存在从动轮将接触地面的可能性时将车辆主体12的倾斜角速度限制为角速度β将是必需的。本实施例的目标倾斜方案的预先确定的角α考虑存在于道路表面的倾斜和粗糙来确定，且超过角ηz-α的角范围(如图5中“A”所示)对应于其中存在从动轮50可以接触地面的可能性的车辆主体12的倾斜角。
当转变开关16从站立姿态切换到稳定姿态时，倾斜目标值设定单元66将使用存储的目标倾斜方案来设定目标倾斜角η*和目标倾斜角速度dη*/dt。用于将行进物体10从站立姿态转变为稳定姿态的操作将在如下详细地描述。作为对比，当转变开关16从稳定姿态转变到站立姿态时，倾斜目标值设定单元66将设定目标倾斜角η*为零，且也将设定目标倾斜角速度dη*/dt为零。
转矩计算单元62将使用从车轮目标值设定单元64和倾斜目标值设定单元66输入的每个目标值和从第一编码器36、第二编码器46、陀螺仪38、微分电路72、74和积分电路76输入的检测到的值之间的偏差。转矩计算单元62将计算待由第一马达32输出的第一转矩τ1和待由第二马达42输出的转矩τ2。如下的公式用于计算第一转矩τ1和第二转矩τ2。
τ1＝K1·x1+K2·x2+K3·x5+K4·x6τ2＝K1·x3+K2·x4+K3·x5+K4·x6
此处，x1是第一驱动轮34的旋转角的目标值θ1*和第一驱动轮34的旋转角的检测值θ1之间的偏差(θ1*-θ1)。x2是第一驱动轮34的旋转角速度的目标值dθ1*/dt和第一驱动轮34的旋转角速度的检测值dθ1/dt之间的偏差(dθ1*/dt-dθ1/dt)。x3是第二驱动轮44的旋转角的目标值θ2*和第二驱动轮44的旋转角的检测值θ2之间的偏差(θ2*-θ2)。x4是第二驱动轮44的旋转角速度的目标值dθ2*/dt和第二驱动轮44的旋转角速度的检测值dθ2/dt之间的偏差(dθ2*/dt-dθ2/dt)。x5是车辆主体12的倾斜角的目标值η*和车辆主体12的倾斜角的检测值η之间的偏差(η*-η)。x6是车辆主体12的倾斜角速度的目标值dη*/dt和车辆主体12的倾斜角速度的检测值dη/dt之间的偏差(dη*/dt-dη/dt)。
K1是相对于每个驱动轮34、44的旋转角的偏差x1、x3的反馈增益。K2是相对于每个驱动轮34、44的旋转角速度的偏差x2、x4的反馈增益。K3是相对于车辆主体12的倾斜角的偏差x5的反馈增益。K4是相对于车辆主体12的倾斜角速度的偏差x6的反馈增益。
注意计算每个转矩τ1、τ2的方法不限制于前述的公式。可以采用广泛地使用在反馈控制中的不同的计算方法。当转变开关16保持在稳定姿态时，车辆主体12的倾斜角的反馈控制将不是必需的，因此反馈增益K3和K4可以设定为零。
控制器60将通过第一马达32调节转矩输出为由转矩计算单元62所计算的第一转矩τ1。此外，控制器60将通过第二马达42调节转矩输出为由转矩计算单元62所计算的第二转矩τ2。以此方式，第一驱动轮34的旋转角θ1、第一驱动轮34的旋转角速度dθ1/dt、第二驱动轮44的旋转角θ2、第二驱动轮44的旋转角速度dθ2/dt、车辆主体12的倾斜角η、车辆主体12的倾斜角速度dη/dt将分别调节为目标值θ1*、dθ1*/dt、θ2*、dθ2*/dt、η*、和dη*/dt。响应于乘员对操作模块20的操作，行进物体10将在站立姿态和稳定姿态之间改变。行进物体10可行进和停止而保持站立姿态。行进物体10也能行进和停止而保持稳定姿态。
图6示出了当行进物体10从站立姿态转变到稳定姿态时由控制器60执行的操作流程。在从站立姿态转变到稳定姿态期间通过行进物体10的操作将结合图6中示出的流程来描述。当转变开关16从站立姿态切换为稳定姿态时控制器60将开始在图6中示出的操作流程图。
在步骤S2中将检测车辆主体12的倾斜角η，且将获得在姿态转变操作将开始时刻车辆主体的倾斜角的初始值η0。
在步骤S4中将检测车辆主体12的倾斜角速度dη/dt，且将获得在姿态转变操作将开始时刻车辆主体的倾斜角速度的初始值η0/dt。
在步骤S6中，存储在倾斜目标值设定单元66内的目标倾斜方案(见图5)将基于在步骤S2中检测到的车辆主体12的倾斜角初始值η0和在S4步骤中检测到的车辆主体12的倾斜角速度初始值dη0/dt修正。图7示出了目标倾斜方案在修正后的例子。如在图7中所示，在修正后的目标倾斜方案中，目标倾斜角初始值η*修正为在S2步骤中检测到的初始值η0，且目标倾斜角速度的初始值dη*/dt修正为在S4步骤中检测到的初始值dη0/dt。然后，目标倾斜角η*将修正为从初始值η0到角ηz-α连续地改变。如在图5和图7中所示，目标倾斜角η*到达预先确定的地面倾斜角ηz的时间周期“B”在修正前和修正后保持为相同的值。此外，目标倾斜角速度dη*/dt将修正为从初始值dη0/dt到角速度β连续地改变。修正可以例如通过使用三角函数完成。甚至在目标倾斜方案已经修改后，在范围“A”(见图7)内，该范围“A”中目标倾斜角η*超过其角ηz-α(从预先确定的地面倾斜角ηz中减去预先确定的角α)，目标倾斜角η*的改变率，即目标倾斜角速度dη*/dt，将确定为等于角速度β。
在步骤S8中，修正的目标倾斜方案将用于反馈控制来自第一马达32和第二马达42的转矩输出。换言之，倾斜目标值设定单元66将设定目标倾斜角η*和目标倾斜角速度dη*/dt为在修正的目标倾斜方案中描述的值。然后，倾斜目标值设定单元66将输出目标倾斜角的设定值η*和目标倾斜角速度的设定值dη*/dt到转矩计算单元62。转矩计算单元62将基于目标倾斜角η*和检测到的倾斜角η之间的偏差和目标倾斜角速度dη*/dt和检测到的目标倾斜角速度dη/dt之间的偏差而计算第一转矩τ1和第二转矩τ2。控制器60将通过第一马达32调节转矩输出为由转矩计算单元62计算的第一转矩τ1，且将通过第二马达42调节转矩输出为由转矩计算单元62计算的第二转矩τ2。以此方式，车辆主体12的倾斜角和倾斜角速度将反馈控制为跟随修正的目标倾斜方案。
在步骤S10中，将确定从动轮50是否放置在道路表面上。控制器60将通过观测驱动轮34、44的旋转角速度确定从动轮50是否放置在道路表面上。在行进物体10从站立姿态转变为稳定姿态期间，控制器60将响应于描述了目标倾斜方案的目标倾斜角η*，且车辆主体12将向前向从动轮50倾斜。因为目标倾斜方案覆盖了其中目标倾斜角η*足够地超过预先确定的地面倾斜角ηz的范围，将从第一马达32和第二马达42输出转矩使得甚至在从动轮50放置在道路上后车辆主体12将倾向于向前倾斜。当从动轮50放置在道路表面上且车辆主体12的向前倾斜因接地的从动轮50而被禁止时，每个从动轮34、44的旋转角速度将因为由第一马达32和第二马达42输出的转矩而显著地改变。控制器60将通过检测驱动轮34、44的每个的旋转角速度的改变而确定从动轮50是否放置在道路表面上。在本实施例中，行进物体10前进直至从动轮50放置在地面上，且当从动轮放置在地面上后行进物体10倒退。因此当第一驱动轮34和第二驱动轮44的至少一个旋转角速度为零或更低时，可以确定从动轮50放置在地面上。通过基于驱动轮34、44的旋转角速度为从动轮50进行接地确定，可以正确地确定从动轮50是否放置在地面上，即使当从动轮50放置在道路表面上时车辆主体12的倾斜角与预先确定的地面角ηz因道路表面的倾斜或粗糙不同。
注意为从动轮50确定接地不限制于前述的方法。从动轮50是否放置在道路表面上也可以通过观测车辆主体12的倾斜角速度来确定。
在步骤S8中马达32、42的反馈控制将继续，直至在步骤S10中确定从动轮50放置在地面上。车辆主体12的倾斜角和倾斜角速度将大体上与修正的目标倾斜方案相同地改变，直至从动轮50在地面上。即使当存在未预料到的道路表面上的倾斜或粗糙，当从动轮50放置地面上时车辆主体12的倾斜角速度将限制为角速度β。从动轮50将柔和地放置在道路表面上。将防止了在行进物体10的平衡中的干扰、乘员的不舒适性感觉等。
本发明的实施例的特定的例子以上已经提出，但是这些例子仅图示了本发明的一些可能性且不限制本发明的权利要求。在权利要求中阐明的技术包括以上阐明的特定例子的转化和修改。
例如前从动轮不限制为一个，且多个从动轮可以提供在第二轴上。此外，行进物体也能包括布置在第一轴后方的第三轴，且后从动轮可以放置在第三轴上。在此情况下，优选的是第二目标倾斜方案分开地准备以将后从动轮放置在地面上。
此外，在本说明书或附图中所披露的技术元件可以分开地利用或以不同的组合利用且不限制为在申报专利时在权利要求中阐明的组合。此外，在本说明书或附图中披露的技术可以被利用于同时地实现多个物体(objeθs)或实现这些物体中的一个。
权利要求
1.一种行进物体，包括主体；至少两个布置在第一轴上的驱动轮；至少一个布置在第二轴上的从动轮，其中当所述行进物体处于站立姿态时该从动轮悬在空中，且当所述行进物体处于稳定姿态时该从动轮放置在地面上；存储了目标倾斜方案的存储设备，该目标倾斜方案按时间描述了在从所述站立姿态转变到所述稳定姿态期间所述主体的目标倾斜角；检测所述主体的倾斜角和/或倾斜角速度的第一检测设备；基于存储在存储设备内的所述目标倾斜方案和由第一检测设备所检测到的检测值之间的偏差来计算转矩的转矩计算设备；和用于向所述驱动轮施加由所述转矩计算设备计算的所述转矩的促动器。
2.如权利要求1所述的行进物体，其中在所述目标倾斜角超过预定的倾斜角的范围的情况下，所述目标倾斜方案中所描述的所述目标倾斜角的速度被限制在小于或等于预定速度的范围内。
3.如权利要求2所述的行进物体，其中当所述行进物体处于水平表面上的稳定姿态时，所述预先确定的倾斜角是通过从所述主体的倾斜角中减去预先确定的角而计算出的角。
4.如权利要求1所述的行进物体，进一步包括基于在从站立姿态到稳定姿态转变的开始时刻检测到的倾斜角和/或倾斜角速度修正所述目标倾斜方案的修正设备。
5.如权利要求1所述的行进物体，进一步包括检测所述驱动轮旋转角速度的第二检测设备；和基于由该第二检测设备检测到的所述驱动轮的旋转角速度确定所述从动轮是否处于放置在地面上的状态的确定设备。
6.一种控制行进物体的方法，该行进物体包括主体、至少两个布置在第一轴上的驱动轮和至少一个布置在第二轴上的从动轮，该行进物体能在其中该从动轮悬在空中的站立姿态和其中该从动轮放置在地面上的稳定姿态之间进行转换，该方法包括存储目标倾斜方案，该目标倾斜方案从该站立姿态转变到该稳定姿态期间按时间描述了所述主体的目标倾斜角；检测所述主体的倾斜角和/或倾斜角速度；基于在所述存储步骤中存储的所述目标倾斜方案和在所述检测步骤中检测到的检测值之间的偏差计算转矩；和促动促动器以向所述驱动轮施加转矩使得在所述计算步骤中计算的转矩施加到所述驱动轮。
全文摘要
行进物体，包括主体、至少两个布置在第一轴上的驱动轮和至少一个布置在第二轴上的从动轮。行进物体能在其中从动轮悬在空中的站立姿态切换到其中从动轮放置在地面上的稳定姿态。行进物体包括存储了目标倾斜方案的存储设备，目标倾斜方案按时间描述了在从站立姿态转变到稳定姿态期间主体的目标倾斜角；检测主体的倾斜角和/或倾斜角速度的检测设备；基于存储在存储设备内的目标倾斜方案和由检测设备所检测到的检测值之间的偏差来计算转矩的转矩计算设备；和用于向驱动轮施加由转矩计算设备计算的转矩的促动器。
文档编号B62K17/00GK1927635SQ20061012816
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月6日 优先权日2005年9月6日
发明者中岛一诚, 不破稔夫, 本园贵一 申请人:丰田自动车株式会社