[发明专利]防摔倒控制装置及计算机程序

权利要求书

1.一种防摔倒控制装置，其特征在于，

该防摔倒控制装置包括朝前后方向旋转而移动的车轮、以及与该车轮的旋转轴连接且在该车轮的上方朝俯仰方向及摇摆方向摇动的主体，

该主体包括：

俯仰用角速度传感器，该俯仰用角速度传感器检测俯仰方向的倾斜角度的角速度即俯仰角速度；

俯仰用电动机，该俯仰用电动机与所述车轮的旋转联动而使该车轮旋转；以及

俯仰用旋转传感器，该俯仰用旋转传感器检测该俯仰用电动机的旋转位置或旋转速度，

该防摔倒控制装置利用伴随所述车轮的旋转的反作用转矩，修正所述主体的俯仰方向的倾斜，

该防摔倒控制装置包括：

前进/后退指示接收部，该前进/后退指示接收部接收所述车轮的前进或后退指示；

目标俯仰角计算部，该目标俯仰角计算部基于根据接收到的前进或后退指示、和由所述俯仰用旋转传感器检测出的旋转角度而导出的俯仰方向的旋转速度偏差，计算作为目标的俯仰方向的倾斜角度即目标俯仰角；

俯仰倾斜角推定部，该俯仰倾斜角推定部根据由所述俯仰用角速度传感器检测出的俯仰角速度、和基于所述目标俯仰角而生成并提供给所述俯仰用电动机的俯仰用转矩指令，推定所述主体相对于平衡状态朝俯仰方向倾斜的角度即俯仰倾斜角；以及

俯仰用转矩指令生成部，该俯仰用转矩指令生成部基于所述目标俯仰角和所述俯仰倾斜角，生成所述俯仰用转矩指令。

2.如权利要求1所述的防摔倒控制装置，其特征在于，

所述前进/后退指示接收部接收所述车轮的前进或后退指示以作为旋转速度或旋转角度。

3.如权利要求1或2所述的防摔倒控制装置，其特征在于，

包括目标俯仰角速度计算部，该目标俯仰角速度计算部根据从所述目标俯仰角减去所述俯仰倾斜角而得到的俯仰角度偏差，计算作为目标的俯仰方向的倾斜角度的角速度即目标俯仰角速度，

所述俯仰用转矩指令生成部基于所述目标俯仰角速度和检测出的所述俯仰角速度的偏差，生成所述俯仰用转矩指令。

4.如权利要求1至3的任一项所述的防摔倒控制装置，其特征在于，包括：

俯仰方向外部转矩推定部，该俯仰方向外部转矩推定部基于所述俯仰倾斜角，推定使所述主体朝俯仰方向倾斜的俯仰方向外部转矩；以及

转矩修正部，该转矩修正部朝抵消所推定的所述俯仰方向外部转矩的方向修正所述俯仰用转矩指令。

5.如权利要求1至4的任一项所述的防摔倒控制装置，其特征在于，

所述主体包括：

摇摆用角速度传感器，该摇摆用角速度传感器检测摇摆方向的倾斜角度的角速度即摇摆角速度；

朝摇摆方向旋转的惯性转子；

摇摆用电动机，该摇摆用电动机与该惯性转子的旋转联动而使该惯性转子旋转；以及

摇摆用旋转传感器，该摇摆用旋转传感器检测该摇摆用电动机的旋转位置或旋转速度，

该防摔倒控制装置包括：

目标摇摆角计算部，该目标摇摆角计算部基于由所述摇摆用旋转传感器检测出的摇摆方向的旋转速度，计算作为目标的摇摆方向的倾斜角度即目标摇摆角；

摇摆倾斜角推定部，该摇摆倾斜角推定部根据由所述摇摆用角速度传感器检测出的摇摆角速度、和基于所述目标摇摆角而生成并提供给所述摇摆用电动机的摇摆用转矩指令，推定所述主体相对于平衡状态朝摇摆方向倾斜的角度即摇摆倾斜角；

目标摇摆角速度计算部，该目标摇摆角速度计算部根据从所述目标摇摆角减去所述摇摆倾斜角而得到的摇摆角度偏差，计算作为目标的摇摆方向的倾斜角度的角速度即目标摇摆角速度；以及

摇摆用转矩指令生成部，该摇摆用转矩指令生成部基于所述目标摇摆角速度和检测出的所述摇摆角速度的偏差，生成所述摇摆用转矩指令。

6.如权利要求5所述的防摔倒控制装置，其特征在于，

在所述主体的重心位于与所述车轮的旋转轴交叉的垂直线上的状态下，所述摇摆用角速度传感器的检测轴朝向前后方向和水平方向。

7.如权利要求1至6的任一项所述的防摔倒控制装置，其特征在于，

所述车轮的旋转的旋转比低于所述俯仰用电动机的旋转。