JP2016150147A - Balance training apparatus - Google Patents
Balance training apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016150147A JP2016150147A JP2015029631A JP2015029631A JP2016150147A JP 2016150147 A JP2016150147 A JP 2016150147A JP 2015029631 A JP2015029631 A JP 2015029631A JP 2015029631 A JP2015029631 A JP 2015029631A JP 2016150147 A JP2016150147 A JP 2016150147A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disturbance
- distance
- operation pattern
- balance training
- inverted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
Abstract
【課題】訓練効率が低下するおそれを抑制したバランス訓練装置の提供。【解決手段】バランス訓練装置(100)は、倒立二輪車(10)の倒立状態の安定性を低下させる外乱動作パターンと、外乱動作パターンによる倒立二輪車(10)の移動距離Dmと、を関連付けて記憶する記憶部(34)と、倒立二輪車(10)に指令として送る外乱動作パターンを選定する動作パターン選定部(35)と、倒立二輪車(10)から、倒立二輪車(10)の前方における訓練範囲(At1)の外縁までの前方距離d1と、倒立二輪車から、倒立二輪車の後方における訓練範囲(At1)の外縁までの後方距離d2と、を算出する距離算出部(33)と、を備る。動作パターン選定部(35)は、前方距離d1、後方距離d2、及び、移動距離Dmの関係が、d1>Dm、d2>Dm、を満たす外乱動作パターンを選定する。【選択図】図2The present invention provides a balance training apparatus that suppresses the possibility of a decrease in training efficiency. A balance training device (100) associates and stores a disturbance operation pattern that reduces the stability of an inverted motorcycle (10) in an inverted state and a moving distance Dm of the inverted motorcycle (10) based on the disturbance operation pattern. The storage range (34), the operation pattern selection unit (35) for selecting a disturbance operation pattern to be sent to the inverted motorcycle (10) as a command, and the training range in front of the inverted motorcycle (10) from the inverted motorcycle (10) ( A distance calculation unit (33) that calculates a forward distance d1 to the outer edge of At1) and a rear distance d2 from the inverted motorcycle to the outer edge of the training range (At1) behind the inverted motorcycle. The operation pattern selection unit (35) selects a disturbance operation pattern in which the relationship between the front distance d1, the rear distance d2, and the movement distance Dm satisfies d1> Dm and d2> Dm. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、バランス訓練装置に関する。 The present invention relates to a balance training apparatus.
搭乗者を倒立二輪車に搭乗させた状態で、搭乗者の意図しない動作を倒立二輪車にさせて、搭乗者にバランスを取る訓練を行わせるバランス訓練装置がある。 2. Description of the Related Art There is a balance training device that allows a passenger to perform a balance training by causing an inverted motorcycle to perform an unintended motion of the passenger while the passenger is on an inverted motorcycle.
例えば、特許文献1では、倒立二輪車の位置情報を得て、倒立二輪車の位置が倒立二輪車の可動範囲外であると判定した場合、倒立二輪車を可動範囲内に復帰させるバランス訓練装置が開示されている。
For example,
特許文献1で開示されるバランス訓練装置では、倒立二輪車を可動範囲内に復帰させる際中、搭乗者のバランス訓練が一時的に中断される。そのため、訓練効率が低下することが有った。
In the balance training device disclosed in
本発明は、訓練効率が低下するおそれを抑制したバランス訓練装置を提供するものである。 This invention provides the balance training apparatus which suppressed the possibility that training efficiency fell.
本発明にかかるバランス訓練装置は、
少なくとも訓練範囲を移動することのできる倒立二輪車を備えるバランス訓練装置であって、
前記倒立二輪車の倒立状態の安定性を低下させる外乱動作パターンと、前記外乱動作パターンによる前記倒立二輪車の移動距離Dmと、を関連付けて記憶する記憶部と、
前記倒立二輪車に指令として送る外乱動作パターンを選定する動作パターン選定部と、
前記倒立二輪車の位置及び方向を推定する倒立二輪車位置方向推定部と、
前記倒立二輪車から、前記倒立二輪車の前方における前記訓練範囲の外縁までの前方距離d1と、前記倒立二輪車から、前記倒立二輪車の後方における前記訓練範囲の外縁までの後方距離d2と、を算出する距離算出部と、を備え、
前記動作パターン選定部は、前方距離d1、後方距離d2、及び、移動距離Dmの関係が、
d1>Dm (…関係式1)
d2>Dm (…関係式2)
を満たす外乱動作パターンを選定する。
The balance training apparatus according to the present invention is:
A balance training device comprising an inverted motorcycle that can move at least in a training range,
A storage unit that stores a disturbance operation pattern that reduces the stability of the inverted two-wheeled vehicle in an inverted state and a movement distance Dm of the inverted two-wheeled vehicle according to the disturbance operation pattern in association with each other;
An operation pattern selection unit for selecting a disturbance operation pattern to be sent to the inverted motorcycle as a command;
An inverted two-wheeled vehicle position / direction estimating unit that estimates the position and direction of the two-wheeled inverted vehicle;
A distance for calculating a front distance d1 from the inverted motorcycle to the outer edge of the training range in front of the inverted motorcycle, and a rear distance d2 from the inverted motorcycle to the outer edge of the training range in the rear of the inverted motorcycle. A calculation unit,
The operation pattern selection unit has a relationship between a front distance d1, a rear distance d2, and a movement distance Dm.
d1> Dm (... Relational expression 1)
d2> Dm (.. relational expression 2)
Select a disturbance action pattern that satisfies
このような構成によれば、訓練を中断させることなく、訓練を継続させる。したがって、訓練効率が低下するおそれを抑制することができる。 According to such a configuration, the training is continued without interrupting the training. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the training efficiency is reduced.
本発明は、訓練効率が低下するおそれを抑制したバランス訓練装置を提供する。 This invention provides the balance training apparatus which suppressed the possibility that training efficiency fell.
実施の形態1.
図1を参照して実施の形態1にかかるバランス訓練装置の構成について説明する。図1は、実施の形態1にかかるバランス訓練装置の斜視図である。
With reference to FIG. 1, the structure of the balance training
図1に示すように、バランス訓練装置100は、バランス訓練ロボット10と、装置本体20とを含む。バランス訓練装置100は、ユーザU1がバランス訓練を行うための訓練領域At1を有する載置面F1上で使用される。
As shown in FIG. 1, the
バランス訓練ロボット10は、ロボット本体11と、踏板12と、車輪13と、ハンドル14と、グリップ15とを含む。踏板12は、ロボット本体11の両側に配置されており、ユーザU1の足を支持する。車輪13は、踏板12の下側に回転可能に設置されており、後述するモータ17(図2参照)から駆動力を与えられて、回転する。ハンドル14は、ロボット本体11の前側から、ロボット本体11の上方に向かって延びる棒状体であり、グリップ15をその先端に支持する。グリップ15は、ユーザU1に把持される。ハンドル14は、ユーザU1による操作入力を受けて、後述する制御部16(図2参照)に送る。ユーザU1による操作入力は、例えば、バランス訓練の設定、外乱レベルglv(後述)の設定や倒立二輪車としての制御であってもよい。なお、バランス訓練ロボット10は、倒立二輪車として使用することができるように、別の構成を含んでもよい。
The
バランス訓練ロボット10は、ユーザU1を搭乗させた状態で、ユーザU1の意思とは別にランダムに動くことで、ユーザU1にバランス訓練ロボット10の動きに対抗させるように重心移動させる。バランス訓練ロボット10のランダムな動きは、例えば、バランス訓練ロボット10の倒立状態の安定性を低下させる動作であり、外乱動作とも称する。この外乱動作によって、ユーザU1にバランス訓練を行わせる。外乱動作の大きさは、外乱レベルglvの大きさにより、表現される。
The
装置本体20は、制御盤21と、ディスプレイ22と、フレーム23と、ハンガー24と、ハーネス25と、3次元カメラ26とを含む。制御盤21は、訓練領域At1の近傍に配置される。ディスプレイ22は、訓練領域At1で訓練するユーザU1が視認できる位置に設置され、例えば、制御盤21の外壁面に設置される。フレーム23は、並列して延びる2本の棒状体を含み、これらの棒状体は、制御盤21の上側から訓練領域At1を跨ぐように延びる。フレーム23は、訓練領域At1の上方において、ハンガー24を移動可能に支持する。ハンガー24は、訓練領域At1と対向する面上において移動可能である。また、ハンガー24は、ハーネス25を吊り、ハーネス25はユーザU1の上半身に巻き付けられて、ユーザU1の上半身に装着される。ユーザU1が転倒しても、ハーネス25は、ユーザU1の上半身を保持することによって、ユーザU1の安全を確保する。3次元カメラ26(図2参照)は、訓練領域At1を撮像可能な位置に設置されており、例えばディスプレイ22の近傍に設置される。3次元カメラ26は、例えば、赤外線を用いた深度センサであり、KINECT(登録商標)を使用することができる。
The apparatus
次に、図2を参照して、バランス訓練装置100の制御系について説明する。図2は、実施の形態1にかかるバランス訓練装置の制御系のブロック図である。
Next, the control system of the
3次元カメラ26は、撮像した画像情報とそれに対応する深度情報をロボット位置方向第2算出部31へ送る。3次元カメラ26と制御PC30とは、有線通信又は無線通信を用いて、相互に送受信を行う。
The three-
制御PC30は、ロボット位置方向第2算出部31と、位置方向補正部32と、距離算出部33と、記憶部34と、動作パターン選定部35とを含む。制御PC30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を有する演算回路と、プログラムメモリやデータメモリその他のRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等を有する記憶装置等を備えている。制御PC30は、制御盤21の内部に格納される。
The
ロボット位置方向第2算出部31は、3次元カメラ26から送られた画像情報とそれに対応する深度情報とから、バランス訓練ロボット10の位置及び方向を算出する。ロボット位置方向第2算出部31は、バランス訓練ロボット10の位置及び方向の情報を位置方向補正部32へ送る。3次元カメラ26と制御PC30と、バランス練習ロボット10と制御PC30とは、有線通信又は無線通信を用いて、相互に送受信を行う。
The robot position / direction
位置方向補正部32は、ロボット位置方向第1算出部19(後述)から送られたバランス訓練ロボット10の位置及び方向を、ロボット位置方向第2算出部31から送られたバランス訓練ロボット10の位置及び方向を用いて、補正する。位置方向補正部32は、補正したバランス訓練ロボット10の位置及び方向の情報を、距離算出部33へ送る。位置方向補正部32、ロボット位置方向第1算出部19、及び、ロボット位置方向第2算出部31は、バランス訓練ロボット10の位置及び方向を推定する。
The position /
距離算出部33は、位置方向補正部32から送られたバランス訓練ロボット10の位置及び方向から、訓練領域At1におけるバランス訓練ロボット10の前方距離d1と後方距離d2とを算出する。図3に示すように、前方距離d1は、バランス訓練ロボット10の中心から、バランス訓練ロボット10の前方向における想定訓練範囲円Ac1の外縁までの距離である。図3は、前方距離と後方距離とを示す概略図である。また、後方距離d2は、バランス訓練ロボット10の中心から、バランス訓練ロボット10の後方向における想定訓練範囲円Ac1の外縁までの距離である。想定訓練範囲円Ac1は、訓練領域At1と同一である、又は、訓練領域At1に包含されていてもよい。距離算出部33は、前方距離d1と後方距離d2との情報を、動作パターン選定部35へ送る。
The
記憶部34は、複数の外乱動作パターンと、各外乱動作パターンによるバランス訓練ロボット10の移動距離Dmとを、記憶する。外乱動作パターンは、搭乗者が意図しない動作であり、バランス訓練ロボット10が、外乱動作パターンに従って動作すると、搭乗者は訓練領域At1の中央に留まるために、バランスを取ってロボットの移動を防ごうとする。外乱動作パターンと、この外乱動作パターンによるバランス訓練ロボット10の移動距離Dmとは、それぞれ関連付けられている。記憶部34は、これらの外乱動作パターンと移動距離Dmとの情報を動作パターン選定部35へ送る。なお、記憶部34は、各外乱動作パターンによるバランス訓練ロボット10の移動距離Dmに対応する外乱レベルglvをさらに記憶していてもよい。
The
動作パターン選定部35は、複数の外乱動作パターンのうち下記の関係式1と関係式2とを満たす外乱動作パターンを選定し、選定した外乱動作パターンを制御部16に送る。
d1>Dm …(関係式1)
d2>Dm …(関係式2)
The operation
d1> Dm (Relational formula 1)
d2> Dm (Relational formula 2)
バランス訓練ロボット10は、制御部16と、モータ17と、エンコーダ18と、ロボット位置方向第1算出部19とを含む。
The
制御部16は、動作パターン選定部35から送られた外乱動作パターンに基づいて、モータ17を駆動させるための外乱指令値を生成する。制御部16は、モータドライバ(図示略)等を介して、この外乱指令値に基づく電流をモータ17に供給する。外乱指令値は、時間に対する外乱波形曲線により、表わせることができる。なお、適宜、制御部16は、ハンドル14(図1参照)からの入力を受けて、その入力に応じて駆動指令に基づく電流をモータ17に供給することができる。また、制御部16は、外乱指令値及び駆動指令に基づく電流をモータ17に供給してもよい。
The
モータ17は、制御部16によって、供給された電流に基づいて、車輪13(図1参照)を駆動させる。
The
エンコーダ18は、車輪13(図1参照)の回転角度及びハンドル14の回転角度を計測し、計測した回転角度情報をロボット位置方向第1算出部19に送る。
The encoder 18 measures the rotation angle of the wheel 13 (see FIG. 1) and the rotation angle of the
ロボット位置方向第1算出部19は、オドメトリによって、送られた回転角度から、バランス訓練ロボット10の位置及び方向を算出し、算出した位置及び方向を位置方向補正部32に送る。なお、制御部16及びロボット位置方向第1算出部19は、例えば、CPUを有する演算回路と、プログラムメモリやデータメモリその他のRAMやROM等を有する記憶装置等を備えている。制御部16及びロボット位置方向第1算出部19は、ロボット本体11の内部に格納される。
The robot position / direction
制御方法1.
次に、図4〜図7を参照して、バランス訓練装置100の制御方法1について説明する。図4は、実施の形態1にかかるバランス訓練装置の制御方法のフローチャートである。図5は、変更前の外乱波形を示すグラフである。図6及び図7は、変更後の外乱波形を示すグラフである。バランス訓練装置100の制御方法は、バランス訓練中における制御である。
Next, with reference to FIGS. 4-7, the
まず、現在行われているバランス訓練の外乱レベルglvを取得し、外乱抑制閾値距離Dglvを取得する(外乱抑制距離取得ステップS1)。外乱レベルglvは複数あり、外乱レベルglvが大きくなるほど外乱動作パターンによるバランス訓練ロボット10の動作の大きさが大きくなる。具体的には、外乱指令値の波形の振幅が大きくなる。
First, the disturbance level glv of the balance training currently being performed is acquired, and the disturbance suppression threshold distance Dglv is acquired (disturbance suppression distance acquisition step S1). There are a plurality of disturbance levels glv, and as the disturbance level glv increases, the magnitude of the operation of the
続いて、バランス訓練ロボット10の位置及び方向を取得する(ロボット位置方向取得ステップS2)。
Subsequently, the position and direction of the
続いて、前方距離d1及び後方距離d2を算出する(前方距離d1及び後方距離d2の算出ステップS3)。 Subsequently, the front distance d1 and the rear distance d2 are calculated (calculation step S3 of the front distance d1 and the rear distance d2).
続いて、次に動作する予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作が、バランス訓練ロボット10の前方向に動作するか、又は、後方向に動作するのかを判定する(前方向判定ステップS4)。
動作予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作がバランス訓練ロボット10の前方向に動作する場合(YES:前方向判定ステップS4)、前方距離d1が外乱抑制閾値距離Dglvよりも小さいかどうかを判定する(前方距離d1と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS51)。
Subsequently, it is determined whether the disturbance operation of the
When the disturbance operation of the
前方距離d1が外乱抑制閾値距離Dglvよりも小さいと判定した場合(YES:前方距離d1と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS51)、次に動作する予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作を、別の外乱動作に変更する(外乱動作変更ステップS6)。具体的には、動作パターン選定部35によって、上記した関係式1と関係式2とを満たす外乱動作パターンを選定し、選定した外乱動作パターンを制御部16に送る。選定した外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の振幅は、次に動作する予定の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の振幅と比較して、小さい傾向にある。
If it is determined that the forward distance d1 is smaller than the disturbance suppression threshold distance Dglv (YES: magnitude determination step S51 between the forward distance d1 and the disturbance suppression threshold distance Dglv), the disturbance operation of the
変更前の外乱波形の一例を図5に示し、変更後の外乱波形の一例を図6に示した。図5に示すように、時間40〜45secにおいて、外乱動作変更ステップS6が行なわれる。時間45〜55secにおいて、図6に示す変更後の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の振幅は、図5に示す変更前の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形と比較して小さい。
An example of the disturbance waveform before the change is shown in FIG. 5, and an example of the disturbance waveform after the change is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the disturbance operation changing step S6 is performed at a time of 40 to 45 seconds. At
さらに、変更後の外乱波形の別の一例を図7に示した。図7に示す外乱指令値の波形において、正側の振幅がバランス訓練ロボット10の前方向の外乱動作に対応し、負側の振幅がバランス訓練ロボット10の後方向の外乱動作に対応する。時間45〜90secにおいて、図7に示す外乱指令値の波形は、図5に示す外乱指令値の波形を負の方向にシフトした波形と同一である。図7に示す変更後の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の正側の振幅は、図5に示す変更前の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の正側の振幅と比較して小さい。また、図7に示す変更後の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の負側の振幅は、図5に示す変更前の外乱動作パターンによる外乱指令値の波形の負側の振幅と比較して大きい。したがって、バランス訓練ロボット10は、想定訓練範囲円Ac1の中心に戻り易くなる。
Furthermore, another example of the disturbance waveform after the change is shown in FIG. In the waveform of the disturbance command value shown in FIG. 7, the positive amplitude corresponds to the forward disturbance operation of the
最後に、変更後の外乱動作パターンによる外乱指令値をバランス訓練ロボット10に送り(外乱動作送信ステップS7)、制御方法1を終了する。
Finally, a disturbance command value based on the changed disturbance action pattern is sent to the balance training robot 10 (disturbance action transmission step S7), and the
なお、動作予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作が、バランス訓練ロボット10の後方向に動作する場合(NO:前方向判定ステップS4)、後方距離d2が外乱抑制閾値距離Dglvよりも小さいかどうかを判定する(後方距離d2と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS52)。後方距離d2が外乱抑制閾値距離Dglvよりも小さいと判定した場合(YES:後方距離d2と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS52)、次に動作する予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作を、別の外乱動作に変更する(外乱動作変更ステップS6)。
In addition, when the disturbance operation of the
制御方法2.
次に、図8を用いて、実施の形態1にかかるバランス訓練装置の制御方法2について説明する。図8は、実施の形態1にかかるバランス訓練装置の制御方法2のフローチャートである。実施の形態1にかかるバランス訓練装置の制御方法1と共通する制御ステップについて説明を省略し、異なる制御ステップについて説明する。
Next, the
実施の形態1にかかるバランス訓練装置の制御方法2は、制御方法1と同様に、外乱抑制距離取得ステップS1〜前方向判定ステップS4、前方距離d1と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS51、後方距離d2と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS52まで、同じ制御を行なう。
The
前方距離d1が外乱抑制閾値距離Dglvよりも小さいと判定した場合(YES:前方距離d1と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS51)、外乱動作パターン変更回数Ct1を1カウントし、外乱動作パターン変更回数Ct1を1増加させる(外乱動作変更回数カウントステップS261)。ここでは、外乱動作パターン変更回数Ct1の上限は、4とした。 When it is determined that the forward distance d1 is smaller than the disturbance suppression threshold distance Dglv (YES: magnitude determination step S51 between the forward distance d1 and the disturbance suppression threshold distance Dglv), the disturbance operation pattern change count Ct1 is counted by 1, and the disturbance operation pattern is counted. The change count Ct1 is increased by 1 (disturbance operation change count count step S261). Here, the upper limit of the disturbance operation pattern change count Ct1 is set to 4.
続いて、次に動作する予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作を、外乱動作パターン変更回数Ct1に応じた別の外乱動作に変更する(外乱動作変更ステップS271)。具体的には、動作パターン選定部35によって、上記した関係式1と関係式2とを満たす外乱動作パターンの中から、外乱動作パターン変更回数Ct1に応じて選定し、選定した外乱動作パターンを制御部16に送る。例えば、外乱動作パターン変更回数Ct1が大きくなるにつれて、上記した関係式1と関係式2とを満たす外乱動作パターンの中から、より振幅の小さい外乱動作パターンを選定してもよい。具体的には、外乱動作パターン変更回数Ct1=0、振幅10degの条件である場合、外乱動作パターン変更回数Ct1=1のとき、振幅7.5degとなる。また、外乱動作パターン変更回数Ct1=2のとき、振幅5.0degとなる。また、外乱動作パターン変更回数Ct1=3のとき、振幅2.5degとなる。また、外乱動作パターン変更回数Ct1=4のとき、振幅0.0degとなる。
Subsequently, the disturbance operation of the
最後に、変更後の外乱動作パターンによる外乱指令値をバランス訓練ロボット10に送り(外乱動作送信ステップS28)、制御方法2を終了する。
Finally, a disturbance command value based on the changed disturbance action pattern is sent to the balance training robot 10 (disturbance action transmission step S28), and the
なお、前方距離d1が外乱抑制閾値距離Dglvよりも大きいと判定した場合(NO:前方距離d1と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS51)、外乱動作パターン変更回数Ct1を1減らし(外乱動作変更回数カウントステップS272)、制御方法2を終了する。ここでは、外乱動作パターン変更回数Ct1の下限は、0(ゼロ)とした。
When it is determined that the forward distance d1 is greater than the disturbance suppression threshold distance Dglv (NO: Step S51 for determining the magnitude of the forward distance d1 and the disturbance suppression threshold distance Dglv), the disturbance operation pattern change count Ct1 is decreased by 1 (disturbance operation). Change count counting step S272), the
一方、後方距離d2が外乱抑制閾値距離Dglvよりも小さいと判定した場合(YES:後方距離d2と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS52)、外乱動作パターン変更回数Ct1を1カウントし、外乱動作パターン変更回数Ct1を1増加させる(外乱動作変更回数カウントステップS262)。続いて、次に動作する予定のバランス訓練ロボット10の外乱動作を、別の外乱動作に変更する(外乱動作変更ステップS271)。最後に、外乱動作送信ステップS28に進み、制御方法2を終了する。
On the other hand, when it is determined that the rear distance d2 is smaller than the disturbance suppression threshold distance Dglv (YES: magnitude determination step S52 between the rear distance d2 and the disturbance suppression threshold distance Dglv), the disturbance operation pattern change count Ct1 is counted by one, and the disturbance The operation pattern change count Ct1 is increased by 1 (disturbance operation change count count step S262). Subsequently, the disturbance operation of the
なお、前方距離d1が外乱抑制閾値距離Dglvよりも大きいと判定した場合(NO:前方距離d1と外乱抑制閾値距離Dglvとの大小判定ステップS51)、外乱動作パターン変更回数Ct1を1減らし(外乱動作変更回数カウントステップS272)、制御方法2を終了する。
When it is determined that the forward distance d1 is greater than the disturbance suppression threshold distance Dglv (NO: Step S51 for determining the magnitude of the forward distance d1 and the disturbance suppression threshold distance Dglv), the disturbance operation pattern change count Ct1 is decreased by 1 (disturbance operation). Change count counting step S272), the
以上、実施の形態1によれば、ユーザが想定訓練範囲円の外縁近傍に接近しても、想定訓練範囲円の外へ出ないように小さな振幅を有する外乱波形の外乱動作パターンに変更する。したがって、訓練を中断させることが無いので、効率を低下させるおそれがなく、訓練を継続することができる。 As described above, according to the first embodiment, even if the user approaches the vicinity of the outer edge of the assumed training range circle, the disturbance operation pattern is changed to a disturbance waveform having a small amplitude so as not to go out of the assumed training range circle. Therefore, since the training is not interrupted, there is no possibility of reducing the efficiency, and the training can be continued.
また、実施の形態1によれば、外乱動作を抑制した回数に応じて、さらに小さな振幅を有する外乱波形の外乱動作パターンに変更する。したがって、ユーザの訓練レベルに応じて、外乱動作パターンの動作の大きさを変更することができる。 Further, according to the first embodiment, the disturbance operation pattern is changed to a disturbance waveform having a smaller amplitude according to the number of times the disturbance operation is suppressed. Therefore, the magnitude of the motion of the disturbance motion pattern can be changed according to the user's training level.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜
変更することが可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
100 バランス訓練装置
10 バランス訓練ロボット
33 距離算出部 34 記憶部
35 動作パターン選定部
Ac1 想定訓練範囲円
d1 前方距離 d2 後方距離
Dm 移動距離
At1 訓練領域
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記倒立二輪車の倒立状態の安定性を低下させる外乱動作パターンと、前記外乱動作パターンによる前記倒立二輪車の移動距離Dmと、を関連付けて記憶する記憶部と、
前記倒立二輪車に指令として送る外乱動作パターンを選定する動作パターン選定部と、
前記倒立二輪車の位置及び方向を推定する倒立二輪車位置方向推定部と、
前記倒立二輪車から、前記倒立二輪車の前方における前記訓練範囲の外縁までの前方距離d1と、前記倒立二輪車から、前記倒立二輪車の後方における前記訓練範囲の外縁までの後方距離d2と、を算出する距離算出部と、を備え、
前記動作パターン選定部は、前方距離d1、後方距離d2、及び、移動距離Dmの関係が、
d1>Dm (…関係式1)
d2>Dm (…関係式2)
を満たす外乱動作パターンを選定するバランス訓練装置。 A balance training device comprising an inverted motorcycle that can move at least in a training range,
A storage unit that stores a disturbance operation pattern that reduces the stability of the inverted two-wheeled vehicle in an inverted state and a movement distance Dm of the inverted two-wheeled vehicle according to the disturbance operation pattern in association with each other;
An operation pattern selection unit for selecting a disturbance operation pattern to be sent to the inverted motorcycle as a command;
An inverted two-wheeled vehicle position / direction estimating unit that estimates the position and direction of the two-wheeled inverted vehicle;
A distance for calculating a front distance d1 from the inverted motorcycle to the outer edge of the training range in front of the inverted motorcycle, and a rear distance d2 from the inverted motorcycle to the outer edge of the training range in the rear of the inverted motorcycle. A calculation unit,
The operation pattern selection unit has a relationship between a front distance d1, a rear distance d2, and a movement distance Dm.
d1> Dm (... Relational expression 1)
d2> Dm (.. relational expression 2)
Balance training device that selects disturbance action patterns that satisfy
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015029631A JP6361525B2 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Balance training equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015029631A JP6361525B2 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Balance training equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016150147A true JP2016150147A (en) | 2016-08-22 |
| JP6361525B2 JP6361525B2 (en) | 2018-07-25 |
Family
ID=56695764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015029631A Expired - Fee Related JP6361525B2 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Balance training equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6361525B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020146321A (en) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | トヨタ自動車株式会社 | Balance training apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040005958A1 (en) * | 2002-06-12 | 2004-01-08 | Kamen Dean L. | Exercise mode for a personal transporter device |
| JP2008023244A (en) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Mikuni Corp | Swing control device and swing control method of swing device |
| JP2011031669A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | Moving vehicle control system, and control method and program of the same |
| JP2011203549A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Toyota Motor Corp | Training system, training method and training program |
| JP2014182318A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Motor Corp | Balance training system and control method thereof |
| JP2014184891A (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toyota Motor Corp | Balance training system and balance training method |
-
2015
- 2015-02-18 JP JP2015029631A patent/JP6361525B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040005958A1 (en) * | 2002-06-12 | 2004-01-08 | Kamen Dean L. | Exercise mode for a personal transporter device |
| JP2008023244A (en) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Mikuni Corp | Swing control device and swing control method of swing device |
| JP2011031669A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | Moving vehicle control system, and control method and program of the same |
| JP2011203549A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Toyota Motor Corp | Training system, training method and training program |
| JP2014182318A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Motor Corp | Balance training system and control method thereof |
| JP2014184891A (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toyota Motor Corp | Balance training system and balance training method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020146321A (en) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | トヨタ自動車株式会社 | Balance training apparatus |
| JP7070480B2 (en) | 2019-03-15 | 2022-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | Balance training device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6361525B2 (en) | 2018-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6384436B2 (en) | Balance training apparatus and control method thereof | |
| EP3371002B1 (en) | Lean-in cornering platform for a moving vehicle | |
| US10449108B2 (en) | Robot and method of supporting walking using robot | |
| WO2017079296A2 (en) | Vehicle seat with angle trajectory planning during large events | |
| JP6081271B2 (en) | Inverted pendulum type vehicle | |
| JP2014182318A (en) | Balance training system and control method thereof | |
| US11975787B2 (en) | Control device for mobile body | |
| JP5589855B2 (en) | Steering reaction force control device | |
| EP2783958B1 (en) | Inverted pendulum type vehicle | |
| JP6361525B2 (en) | Balance training equipment | |
| JP6048258B2 (en) | Inverted motorcycle, turning motion control method and program for inverted motorcycle | |
| JP6217592B2 (en) | Inverted type moving body, its control method and control program | |
| JP5772373B2 (en) | Inverted moving body control device and control method thereof | |
| JP6081270B2 (en) | Inverted pendulum type vehicle | |
| JP6225869B2 (en) | Inverted two-wheeled mobile system | |
| JP6207497B2 (en) | Suspension control device | |
| JP5861651B2 (en) | MOBILE DEVICE, MOBILE DEVICE CONTROL METHOD, AND PROGRAM | |
| CN110646217A (en) | Method and system for detecting stair climbing state of stair climbing wheelchair and readable storage medium | |
| JP6493103B2 (en) | Inverted moving body | |
| JP2014088054A (en) | Inverted mobile entity and control method thereof | |
| JP6265143B2 (en) | Balance training system | |
| CN104571118B (en) | A kind of wheelbarrow balance control method | |
| JP2016146960A (en) | Balance training apparatus | |
| JP6287807B2 (en) | Inverted moving body and control method thereof | |
| JP6665533B2 (en) | Inverted motorcycle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170315 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180403 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180510 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180529 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180611 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6361525 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |