特許 6649477 ロボットおよびロボット制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6649477

(24)【登録日】2020年1月20日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】ロボットおよびロボット制御システム

(51)【国際特許分類】

   B62J 99/00 20200101AFI20200210BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20200210BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   B62J99/00 Z

   B25J5/00 Z

   G01M17/007 B

   G01M17/007 Z

【請求項の数】35

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2018-519303(P2018-519303)

(86)(22)【出願日】2016年10月21日

(65)【公表番号】特表2019-502583(P2019-502583A)

(43)【公表日】2019年1月31日

(86)【国際出願番号】US2016058039

(87)【国際公開番号】WO2017070426

(87)【国際公開日】20170427

【審査請求日】2018年4月13日

(31)【優先権主張番号】62/245,564

(32)【優先日】2015年10月23日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/248,445

(32)【優先日】2015年10月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501228071

【氏名又は名称】エスアールアイ インターナショナル

【氏名又は名称原語表記】ＳＲＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100094145

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 由己男

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100149102

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 習

(72)【発明者】

【氏名】村松 啓且

(72)【発明者】

【氏名】西城 洋志

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 仁

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 詩朗

(72)【発明者】

【氏名】森田 浩之

(72)【発明者】

【氏名】西村 啓二

(72)【発明者】

【氏名】内山 俊文

(72)【発明者】

【氏名】トーマス ロウ

(72)【発明者】

【氏名】レジス ヴィンセント

(72)【発明者】

【氏名】トーマス デ カンディア

(72)【発明者】

【氏名】リチャード マホニー

(72)【発明者】

【氏名】ユン スングク

(72)【発明者】

【氏名】トーマス イーガン

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン チャベス

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー カーンバウム

(72)【発明者】

【氏名】リリー シアー

(72)【発明者】

【氏名】レオナルド ジェラルド

(72)【発明者】

【氏名】ステフェン モーフェイ

(72)【発明者】

【氏名】ポール バークメイヤー

【審査官】 杉田 隼一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７５５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３５４６８１４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８１１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７９３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１５１０６５（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許第０５８６５２６６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８０７８３３８（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 韓国登録特許第１０−１４４６１１１（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 特開２００６−０８４２８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｊ ９９／００

Ｂ２５Ｊ ５／００

Ｇ０１Ｍ １７／００７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

乗り物を運転するように構成された人型のロボットであって、
前記乗り物のアクセル操作子を操作するように構成されたアクセル・アクチュエータと、
前記乗り物をステアリング操作するように構成されたアームと、
リンクを介して前記アームに連結されたステアリング・アクチュエータと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
アクセル指令に応じて、第１の信号をアクセル・アクチュエータに送信して、アクセル操作子を操作するように構成され、
ステアリング指令に応じて、第２の信号を前記ステアリング・アクチュエータに送信し、それによって、前記ステアリング・アクチュエータに特定のトルクを前記リンクに加えさせて、前記乗り物をステアリング操作するように構成されている、
ロボット。

【請求項2】

前記乗り物は、ハンドルバーを備え、
前記ロボットの前記アームは、前記ハンドルバーの端部に連結されるように構成されている、
請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記リンク、前記アーム、および前記ハンドルバーの一部分は四節機構を形成している、
請求項２に記載のロボット。

【請求項4】

前記アームは第１のアームであり、前記リンクは第１のリンクであり、前記四節機構は第１の四節機構であり、
前記ロボットは、第２のアームを含み、
前記ステアリング・アクチュエータは、前記第１のリンクを介して前記第１のアームに連結され、且つ、第２のリンクを介して前記第２のアームに連結され、
前記ステアリング・アクチュエータの特定の位置が前記ハンドルバーの角度を決定するように、前記第２のリンク、前記第２のアーム、および前記ハンドルバーの別の部分は、前記第１の四節機構と対称である第２の四節機構を形成している、
請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

前記ステアリング・アクチュエータの特定の位置と前記ハンドルバーの角度との間に１：１の比率が存在するように、前記第１の四節機構と前記第２の四節機構とが配置されている、
請求項４に記載のロボット。

【請求項6】

前記乗り物のブレーキ操作子を操作するように構成されたブレーキ・アクチュエータをさらに備え、
前記コントローラは、ブレーキ指令に応じて、前記ブレーキ・アクチュエータに第３の信号を送り、前記ブレーキ・アクチュエータを操作するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のロボット。

【請求項7】

前記ブレーキ・アクチュエータは、ねじれ紐式アクチュエータを備え、
前記ねじれ紐式アクチュエータは、複数の可撓性ストランドを含む紐要素に連結された電動モータを備え、
前記第３の信号は、前記電動モータを動作させることで、前記紐を捻って前記紐の長さを短くする、
請求項６に記載のロボット。

【請求項8】

ロール角センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記ステアリング指令によって決定された目標ロール角と前記ロール角センサによって検出された実際のロール角との差に基づいて、前記第２の信号を前記ステアリング・アクチュエータに送信するように構成されている、
請求項１に記載のロボット。

【請求項9】

前記乗り物のギアシフト操作子を操作するように構成されたシフト・アクチュエータをさらに備え、
前記コントローラは、シフト指令に応じて、前記シフト・アクチュエータに第３の信号を送信して前記ギアシフト操作子を操作するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のロボット。

【請求項10】

前記乗り物のクラッチ操作子を操作するように構成されたクラッチ・アクチュエータをさらに備え、
前記コントローラは、クラッチ指令に応じて、前記クラッチ・アクチュエータに第３の信号を送信して前記クラッチ操作子を操作するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のロボット。

【請求項11】

前記クラッチ・アクチュエータは、ねじれ紐式アクチュエータを備え、
前記ねじれ紐式アクチュエータは、複数の可撓性ストランドを含む紐要素に連結された電動モータを備え、
前記第３の信号は、前記電動モータを動作させることで、前記紐を捻って前記紐の長さを短くする、
請求項１０に記載のロボット。

【請求項12】

アクセル操作子およびステアリング操作子を含む乗り物と、
（ｉ）前記乗り物の前記アクセル操作子に連結されており、前記アクセル操作子を操作するように構成されたアクセル・アクチュエータと、（ｉｉ）前記乗り物の前記ステアリング操作子に連結されており、前記ステアリング操作子を操作するように構成されたステアリング・アクチュエータとを含む、ロボットと、
前記乗り物または前記ロボットに連結され、非展開状態または展開状態のいずれかであるように構成され、前記展開状態では、前記乗り物が所定のリーン角度にあるときに、地面に接触して前記乗り物を左右方向に安定化させるように構成された、少なくとも１つのアウトリガと、
前記アウトリガを前記非展開状態から前記展開状態に切換えるように構成されたアウトリガ・アクチュエータと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
アクセル指令に応じて、第１の信号を前記アクセル・アクチュエータに送信して、前記乗り物の前記アクセル操作子を操作し、
ステアリング指令に応じて、第２の信号を前記ステアリング・アクチュエータに送信して、前記乗り物をステアリング操作し、
アウトリガ展開信号に応じて、第３の信号を送信して、前記アウトリガを前記非展開状態から前記展開状態に切換えて、前記乗り物を左右方向に安定化するように、前記アウトリガ・アクチュエータを動作させる、ように構成されている、
システム。

【請求項13】

前記アウトリガは、１つ以上の支持部材と展開部材とを備え、
前記アウトリガが展開状態にある場合、前記１つ以上の支持部材と前記展開部材の基端は、それぞれの回転軸で前記乗り物に回転可能に連結されており、前記１つ以上の支持部材と前記展開部材の先端は、前記地面に接触するように構成されたパッドに接続されている、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記アウトリガは、
前記展開部材に連結され、前記アウトリガを前記展開状態に付勢するように付勢力を加えるように構成された付勢部材と、
前記アウトリガ・アクチュエータを前記１つ以上の支持部材のうちの１つに連結している保持部材と、
をさらに備え、
前記保持部材は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記アウトリガを前記非展開状態に保持するように構成され、
前記アウトリガが前記非展開状態で前記アウトリガ・アクチュエータが起動すると、前記保持部材が解放され、前記付勢部材が前記アウトリガを前記非展開状態から前記展開状態に切り換える、
請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記付勢部材は、圧縮線形ばね、又は、ねじりばねのうちの少なくとも１つを備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記保持部材は、前記アウトリガ・アクチュエータを前記１つ以上の支持部材のうちの１つに接続するワイヤループを備える、
請求項１４に記載のシステム。

【請求項17】

前記展開部材は、第１の拡張リンクと、前記第１の拡張リンクに回転軸を介して連結された第２の拡張リンクとを含み、
前記付勢部材が前記回転軸を越えて取り付けられ、前記第２の拡張リンクに、前記第１の拡張リンクから離れるように前記付勢力を加えるように構成され、
前記保持部材が解放されると、前記付勢部材は、前記第２の拡張リンクを前記第１の拡張リンクから離れるように押し付けて、それによって、前記アウトリガを前記非展開状態から前記展開状態に切り換える、
請求項１４に記載のシステム。

【請求項18】

前記アウトリガは、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを備え、
前記乗り物は、（ｉ）加圧流体源と、（ｉｉ）前記加圧流体源と前記シリンダとの間に配置され、前記加圧流体源と前記シリンダとの間の第１の流路を遮断する第１のバルブと、（ｉｉｉ）前記加圧流体源と前記シリンダとの間に配置され、前記源と前記シリンダとの間の第２の流路を遮断する第２のバルブと、をさらに備える、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項19】

通常操作中の前記アウトリガ展開信号に応じて、前記コントローラは、前記アウトリガ・アクチュエータを動作させて前記アウトリガを展開するように、前記第１のバルブを開口して、前記加圧流体源と前記シリンダとの間の前記第１の流路を開き、
緊急事態信号、すなわち前記乗り物の速度が閾速度を下回ることを示す前記アウトリガ展開信号に応じて、前記コントローラは、前記アウトリガ・アクチュエータを動作させて前記アウトリガを展開するように、前記第２のバルブを開口して、前記加圧流体源と前記シリンダとの間の前記第２の流路を開く、
請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

リヤブレーキ・アクチュエータをさらに備え、
前記緊急事態信号、すなわち前記乗り物の速度が閾速度を下回ることに応じて、前記コントローラは、前記第２のバルブを開口して前記加圧流体源と前記リヤブレーキ・アクチュエータとの間の第３の流路を開口して、前記アウトリガを展開した状態で、前記乗り物のリヤブレーキを作動させる、
請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

アクセル操作子とステアリング操作子とを備える乗り物と、
（ｉ）前記乗り物の前記アクセル操作子に連結されており、前記アクセル操作子を操作するように構成されたアクセル・アクチュエータと、（ｉｉ）前記乗り物の前記ステアリング操作子に連結されており、前記ステアリング操作子を操作するように構成されたステアリング・アクチュエータとを備える人型のロボットと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
アクセル指令に応じて、第１の信号を前記アクセル・アクチュエータに送信して、前記乗り物の前記アクセル操作子を操作し、
ステアリング指令に応じて、第２の信号を前記ステアリング・アクチュエータに送信して、前記乗り物を操縦するように構成されている、
システム。

【請求項22】

前記アクセル指令は、減速指令を含み、
前記アクセル・アクチュエータへの前記第１の信号は、前記アクセル・アクチュエータを非起動位置に向かって戻して前記乗り物を減速させる、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

前記乗り物は、シフト操作子とクラッチ操作子とをさらに備え、
前記ロボットは、
前記シフト操作子を操作するように構成されたシフト・アクチュエータと、
前記クラッチ操作子を操作するように構成されたクラッチ・アクチュエータと、
をさらに備え、
前記コントローラは、変速命令に応じて前記第１の信号を前記アクセル・アクチュエータに送信し、第３の信号を前記クラッチ・アクチュエータに送信し、第４の信号を前記シフト・アクチュエータに送信して、順次に前記アクセル操作子を起動し、クラッチを切断し、前記シフト操作子を操作して変速させる、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項24】

前記ロボットは、前記乗り物の運転席に配置された本体部をさらに備え、
前記アクセル・アクチュエータまたは前記ステアリング・アクチュエータのうちの少なくとも１つは、前記本体部に接続されている、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項25】

前記本体部は、前記運転席に連結されたシート部材を含む、
請求項２４に記載のシステム。

【請求項26】

前記コントローラは、前記ロボットに連結された第１のコントローラであり、
前記乗り物は、前記第１のコントロ−ラと通信する第２のコントローラを含み、
前記第２のコントローラは、前記乗り物の速度を示す情報を前記第１のコントローラに送るように構成されており、
前記第１のコントローラは、前記乗り物の速度を示す前記情報に基づいて、前記第１の信号および前記第２の信号を決定する、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項27】

前記ロボットは、前記コントローラと通信し、前記アクセル指令および前記ステアリング指令を記憶するように構成されたメモリをさらに備え、
前記コントローラは、前記アクセル指令および前記ステアリング指令を前記メモリから受信するように構成されている、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項28】

前記ロボットは、前記コントローラと通信し、前記乗り物の走行ルートを記憶するように構成されたメモリをさらに備え、
前記コントローラは、前記走行ルートに基づいて、前記第１の信号および前記第２の信号を測定するように構成されている、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項29】

前記ロボットは、
前記コントローラと通信し、前記乗り物の目標位置および目標速度を記憶するように構成されたメモリと、
前記コントローラと通信し、前記ロボットの現在位置を示す情報を前記コントローラに送るように構成された汎地球測位システム（ＧＰＳ）装置と、
をさらに備え、
前記コントローラは、前記目標位置、前記目標速度、および前記ロボットの現在位置を示す前記情報に基づいて、前記第１の信号および前記第２の信号を決定する、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項30】

遠隔制御装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記遠隔制御装置から前記アクセル指令および前記ステアリング指令を受信する、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項31】

前記ロボットまたは前記乗り物に連結され、前記コントローラと通信する撮像装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記撮像装置によって取得された前記ロボットおよび前記乗り物の周囲環境の画像データを前記遠隔制御装置に送信するように構成されており、
前記遠隔制御装置は、前記コントローラから受信した前記画像データに基づいて１つ以上の画像を表示するように構成されたディスプレイを含む、
請求項３０に記載のシステム。

【請求項32】

前記ロボットは、前記ロボットの周囲環境の画像データを前記コントローラに送るように構成された撮像装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記画像データに基づいて前記乗り物の路上の障害物を確認し、前記障害物を避けるために前記第２の信号を決定するように構成されている、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項33】

前記乗り物は、ブレーキ操作子をさらに備え、
前記ロボットは、前記ブレーキ操作子を操作するように構成されたブレーキ・アクチュエータをさらに備え、
前記コントローラは、前記第１の信号を前記アクセル・アクチュエータに送信し、第３の信号を前記ブレーキ・アクチュエータに送信し、前記乗り物の特定の加速または減速を行うようにさらに構成されている、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項34】

（ｉ）第１のアームおよび第２のアームと、（ｉｉ）第１のリンクを介して前記第１のアームに連結され、かつ第２のリンクを介して前記第２のアームに連結されたアクチュエータと、を含むロボットと、
ハンドルバーを含む乗り物と、
を備え、
前記第１のアームは、前記ハンドルバーの第１の端部に連結され、かつ前記第２のアームは前記ハンドルバーの第２の端部に連結されており、前記アクチュエータの位置が、前記ハンドルバーの角度を決定し、それによって、対応する前記乗り物のステアリング角を決定する、
ステアリング・システム。

【請求項35】

前記第１のリンク、前記第１のアーム、および前記ハンドルバーの一部分が第１の四節機構を形成し、
前記第２のリンク、前記第２のアーム、および前記ハンドルバーの別の部分が、前記第１の四節機構と対称である第２の四節機構を形成し、
前記アクチュエータの位置と前記乗り物のステアリング角との間に１：１の比率が存在するように、前記第１の四節機構と前記第２の四節機構とが配置される、
請求項３４に記載のステアリング・システム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は２０１５年１０月３０日に出願された「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｒｉｄｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」と題される米国仮特許出願番号第６２／２４８，４４５号、および２０１５年１０月２３日に出願された「Ｒｏｂｏｔ ａｎｄ Ｒｏｂｏｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題される米国仮出願番号第６２／２４５，５６４号に対する優先権を主張するものであり、これらは共に本明細書に完全に記載されているように参照によって組み込まれる。

【0002】

乗り物は、推進、ステアリング、制動などの複数のシステムを含む。乗り物が大量生産される前に、その乗り物の性能を評価するために試作車が試験される。例えば、車速、運動性、反応性などを評価するために路上試験が行われる。試験中に、乗り物の性能を評価するためのデータが得られる。そして、性能を向上させるために、乗り物の設計の変更、或いは調整が行われる。

【0003】

自動制御システムおよび自動制御技術における近年の進歩により、試験を行うために自動的に操作される試験用の乗り物が設計されている。しかし、これらの新規な制御システムは新型の乗り物に組み込まれているが、既存の乗り物には適合できない可能性がある。

【発明の概要】

【0004】

本開示は、ロボットおよびロボット制御システムに関連する実施形態を記載する。

【0005】

ある態様では、本開示は、乗り物を運転するように構成されたロボットを記載する。このロボットは、（ｉ）乗り物のアクセル操作子を操作するよう構成されたアクセル・アクチュエータ、（ｉｉ）乗り物をステアリング操作するように構成されたアーム、（ｉｉｉ）リンクを介してアームに連結されたアクチュエータ、および（ｉｖ）コントローラを含む。コントローラは、アクセル指令に応じて、第１の信号をアクセル・アクチュエータに送信してアクセル操作子を操作するように構成されている。また、コントローラはステアリング指令に応じて、第２の信号をアクチュエータに送信し、それによって、乗り物をステアリング操作するためにアクチュエータが特定のトルクをリンクに加えるように構成されている。

【0006】

別の態様では、本開示はシステムを記載する。システムは乗り物を含む。乗り物は、アクセル操作子およびステアリング操作子を含む。また、システムはロボットを含む。ロボットは、（ｉ）乗り物のアクセル操作子に連結されており、アクセル操作子を操作するように構成されたアクセル・アクチュエータ、および、（ｉｉ）乗り物のステアリング操作子に連結されており、ステアリング操作子を操作するように構成されたステアリング・アクチュエータを含む。また、システムは、乗り物、又はロボットに連結され、非展開状態、又は展開状態のいずれかにあるように構成された少なくとも１つのアウトリガを含み、展開状態では、乗り物が所定のリーン角度にあるときに、このアウトリガが表面に接触して、乗り物を左右方向において安定化させるように構成されている。システムは、アウトリガを非展開状態から展開状態に切換えるように構成されたアウトリガ・アクチュエータをさらに含む。システムは、コントローラをさらに含み、コントローラは、（ｉ）アクセル指令に応じて、第１の信号をアクセル・アクチュエータに送信して、乗り物のアクセル操作子を操作し、（ｉｉ）ステアリング指令に応じて、第２の信号をステアリング・アクチュエータに送信して、乗り物をステアリング操作し、（ｉｉｉ）アウトリガ展開信号に応じて、第３の信号を送信して、アウトリガを非展開状態から展開状態に切換えて、乗り物を左右方向において安定化するように、アウトリガ・アクチュエータを作動させる。

【0007】

別の態様では、本開示はシステムを記載する。システムは、乗り物を含む。乗り物は、アクセル操作子およびステアリング操作子を含む。また、システムは、ロボットを含む。ロボットは、（ｉ）乗り物のアクセル操作子に連結され、アクセル操作子を操作するよう構成されたアクセル・アクチュエータ、および、（ｉｉ）乗り物のステアリング操作子に連結され、ステアリング操作子を操作するように構成されたステアリング・アクチュエータを含む。システムは、コントローラをさらに含み、コントローラは、（ｉ）アクセル指令に応じて、第１の信号をアクセル・アクチュエータに送信して、乗り物のアクセル操作子を操作し、（ｉｉ）ステアリング指令に応じて、第２の信号をステアリング・アクチュエータに送信して、乗り物をステアリング操作する。

【0008】

さらに別の態様では、本開示はステアリング・システムを記載する。ステアリング・システムは、ロボットを含む。ロボットは、（ｉ）第１のアームおよび第２のアーム、および、（ｉｉ）第１のリンクを介して第１のアームに連結され、かつ第２のリンクを介して第２のアームに連結されたアクチュエータを含む。また、ステアリング・システムは、乗り物を含む。乗り物は、ハンドルバーを含む。第１のアームはハンドルバーの第１の端部に連結され、かつ第２のアームはハンドルバーの第２の端部に連結されており、アクチュエータの位置がハンドルバーの角度を決定し、それによって、対応する乗り物のステアリング角を決定する。

【0009】

上述の概要は単なる例示であり、いかなる限定をも意図するものではない。上述の例示的な態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴は、図面および以下の詳細な記載を参照することで明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実装例に係るロボットの斜視図である。

【図2】一実装例に係るモータサイクルに乗るロボットの側面図である。

【図3A】一実装例に係るロボット制御システムの構成を示す概略図である。

【図3B】一実装例に係るロボットの左足および左脚の拡大側面図である。

【図4A】一実装例に係る左右のアウトリガを示すモータサイクルの前面図である。

【図4B】一実装例に係る左側のアウトリガの概略図である。

【図4C】一実装例に係るアウトリガの代替構成を示す図である。

【図4D】一実装例に係る図４Ｃに示すアウトリガの非展開状態にある斜視図である。

【図4E】一実装例に係る図４Ｃに示すアウトリガの展開状態にある斜視図である。

【図4F】一実装例に係る右側のアウトリガのモータサイクルへの取付けを示す、ロボットおよびモータサイクルの斜視図である。

【図4G】一実装例に係る図４Ｆに示すアウトリガの拡大図である。

【図4H】一実装例に係るさまざまなシナリオ下でのアウトリガの操作を示す空気圧回路を示す図である。

【図5A】一実装例に係るステアリング機構の斜視図である。

【図5B】一実装例に係る図５Ａに示すステアリング機構の上面図である。

【図6A】一実装例に係るねじれ紐式アクチュエータを示す図である。

【図6B】一実装例に係る図６Ａに示すねじれ紐式アクチュエータの要素の拡大断面図である。

【図7】一実装例に係るロボット制御システムのブロック図である。

【図8A】一実装例に係るシフトアップのタイミングを示す図である。

【図8B】一実装例に係るシフト・ダウンのタイミングを示す図である。

【図9】一実装例に係るシフト指令の実行開始時のタイミングチャートである。

【図10】一実装例に係るシフトアップを示すタイミングチャートである。

【図11】一実装例に係るシフト・ダウンを示すタイミングチャートである。

【図12】一実装例に係る代替のロボット制御システムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の詳細な説明は、添付の図を参照しつつ、開示されたシステムおよび方法のさまざまな特徴および機能を記載する。本願明細書に記載されている例示的なシステムおよび方法の実施形態は、限定することを意味するものではない。開示されたシステムおよび方法の特定の態様が、広範囲にわたる種類の異なる構造で配置され組合わされることが可能であり、そのすべてが本願明細書において意図されていると容易に理解されてもよい。

【0012】

さらに、文脈が他に示唆しない限り、図のそれぞれに示される特徴は、互いに組み合わせて使用してもよい。従って、すべての例示された特徴がそれぞれの実装例に必要であるというわけではないという理解のもとで、図は一般的に、１つ以上の全体的な実装例の構成要素の態様としてみなされるべきである。

【0013】

加えて、本明細書、又は特許請求の範囲における要素、ブロック、又はステップの任意の列挙は、明確にするためのものである。従って、このような列挙は、これらの要素、ブロック、又はステップが特定の配置に従うこと、或いは特定の順序で実施されることを必要とするか意味すると解釈されるべきではない。

【0014】

「ほぼ」という用語によって、列挙された特徴、パラメータ、数値が正確に達成される必要はなく、例えば公差、測定誤差、測定精度限度、および当業者に知られている他の要因を含む偏差、又は変動は、特徴がもたらされるのを意図した効果を排除しない量で発生してもよい。

【0015】

１．概要
乗り物は、いくつかの方法で検査して、それらの性能を評価する事が可能である。例えば、人間ドライバーが乗り物を操縦しながらセンサ・データを記録するために、データ取得システムがさまざまな乗り物システムに接続されている状態で、人間のドライバーが乗り物を運転することができる。乗り物操作中の快適性、身体の加速、動作、また、乗り物が隆起を通過する間の動きの程度などの運転態様を評価するために、ドライバー自身がモニターされてもよい。この例では、センサがドライバーの身体に連結されていてもよく、カメラ、又は他の撮像装置を使用して、後に評価するためにドライバーの画像およびビデオを撮影してもよい。

【0016】

別の例では、ドライバーを監視する人間の負担を軽減するために、乗り物の人間のドライバーとともに、ロボットが搭乗してもよく、ロボットが人間のドライバーをモニターするように構成されたセンサおよびカメラを備えていてもよい。別の例では、人間のドライバーの代わりに、乗り物は、試験中に乗り物を操作するように構成された自律制御システムを含んでもよい。これらのシステムは、例えば人間のドライバーを負傷させるかもしれない、あらゆる可能性を回避するための破壊検査を行う際に有益となり得る。しかし、この例では、ドライバーのモニターおよび評価に関連したデータ（快適性、身体の加速など）は利用できない。

【0017】

別の例では、本願明細書に開示されているように、人間の挙動を模倣するように構成されたロボットが、乗り物試験中に乗り物に搭載されて乗り物を運転するように構成されてもよい。この場合、乗り物の性能が検査されると同時に、複数のセンサ・システムを備えるロボットが自己モニタリングを行う。ロボットのセンサ・システムからのデータを後に取得して評価することができる。また、乗り物を運転するロボットを使用することは、人間のドライバーの負傷を回避するのに有効である。

【0018】

さらに、この種の人間模倣ロボットを使用する別の利点は、費用のかかる乗り物の改造を避けられることである。人間のドライバーと同様に、ロボットは、アクセルペダル、ブレーキ、ステアリングハンドルなどの既存の乗り物システムを、ほとんど、又は全く変更せずに操作するように構成されてもよい。この種の人間模倣ロボットを使用するさらなる利点は、乗り物をほとんど、又は全く変更せずに搬送を自動化できることである。乗り物は、人、又は貨物を搬送するのに使用可能な移動式機械であってもよい。本願明細書において、述べられている任意の乗り物は、陸上、水中、水上、或いは空気中、又は大気圏外空間の路に沿って運転されること、且つ／又は、案内されることが可能である。

【0019】

本願明細書において開示されているのは、ロボットと、ロボット制御システムと、人間模倣ロボットによって乗り物を操作することのできる乗り物システムおよび装置である。ロボットは乗り物を運転するのに適応でき、ロボットが人間のドライバーを模倣することを可能とする構成要素およびアクチュエータをロボットは含んでもよい。

【0020】

ＩＩ．例示のロボットおよび乗り物
図１は、一実装例に係るロボット１００の斜視図である。ロボット１００は、人型のロボットすなわち人間模倣ロボットであり、乗り物のライダーとして構成されてもよい。本願明細書において示されている記載では、モータサイクルが乗り物の一例として使用されているが、このロボット１００が他のタイプの乗り物タイプに搭乗するように構成されてもよい。

【0021】

図１では、ロボット１００は、モータサイクルの運転位置で示されている。ロボット１００は、本体部１０２と、左脚部１０４と、右脚部１０６と、左足部１０８と、右足部１１０と、左アーム部１１２と、右アーム部１１４と、左手部１１６と、右手部１１８と、頭部１２０とを含む。図２を用いて以下に説明するように、本体部１０２は、モータサイクルの運転席に合うように構成されている。左右の脚部１０４，１０６と、左右のアーム部１１２，１１４と、頭部１２０とは、本体部１０２に接続されている。

【0022】

図２は、一実装例に係るモータサイクル２００に搭乗しているロボット１００の側面図である。モータサイクル２００は、後輪２０２と、前輪２０４と、乗り物本体２０６とを含む。エンジン２０８が、乗り物本体部２０６に搭載されているか、乗り物本体２０６内にあり、モータサイクル２００に動力を供給するように構成されている。燃料タンク２１０がエンジン２０８の上に取り付けられ、運転席２１２が燃料タンク２１０の後端部に配置されている。

【0023】

図３Ａは、一実装例に係るロボット制御システム３００の構成を示す概略図である。図３Ａに示すように、ロボット１００は、図１および図２に示す本体部１０２内に配置される本体フレーム３０２を含む。制御部３０４およびバッテリ３０６が、本体フレーム３０２に取り付けられている。バッテリ３０６は、制御部３０４やセンサなどのロボット１００のさまざまなシステムに電力を供給する。

【0024】

モータサイクル２００は、モータサイクル２００用のステアリング部材として操作するよう構成されたハンドルバー３０８を含む。ハンドルバー３０８は、ステアリング軸３１０を中心に回転可能である。ステアリング軸３１０を中心としてハンドルバー３０８を左右に回転させることによって、モータサイクル２００の前輪２０４が左右に回転する。ポジションセンサ３１２が、ハンドルバー３０８、又はステアリング軸３１０に取り付けられている。別の例では、ポジションセンサ３１２は、ハンドルバー３０８、又はステアリング軸３１０の代わりに、ステアリング・アクチュエータ３２２に取り付けられてもよい。ポジションセンサ３１２は、ハンドルバー３０８のステアリング角を検出し、ハンドルバー３０８のステアリング角を示す検出信号を制御部３０４に送るように構成されている。

【0025】

アクセル３１４が、ハンドルバー３０８に取り付けられている。アクセル３１４は、エンジン２０８のスロットル開度を変化させるために、ロボット１００の右手部１１８によって回転可能なアクセル・グリップを含む。また、モータサイクル２００は、ハンドルバー３０８の左側部に取り付けられた左グリップ３１６を含み、ロボット１００の左手部１１６は左グリップ１６を握持するように構成されている。

【0026】

図３Ａに示すように、ロボット１００は、右手部１１８に取り付けられ、又は連結されたアクセル・アクチュエータ３１８を有する。このアクセル・アクチュエータ３１８は、例えば、制御部３０４から入力された第１の駆動信号に基づいて、アクセル３１４を操作するように構成された電動モータを含んでもよい。例えば、アクセル・アクチュエータ３１８は、第１の駆動信号に応じて、アクセル３１４を時計回り方向、又は反時計回り方向に回転させるように構成されていてもよい。

【0027】

アクセル・グリップの長手方向軸を中心として一方向にアクセル３１４を回転させることが、エンジン２０８のスロットルを開くことに対応し、アクセル３１を他方向に回転させることが、エンジン２０８のスロットルを閉じることに対応してもよく、逆もまた同様である。従って、スロットルを開く方向にアクセル１４を回転させることに応じて、エンジン２０８の回転速度が増大し、スロットルを閉じる方向にアクセル３１４を回転させることに応じて、エンジン２０８の回転速度が減少する。信号がアクセル・アクチュエータ３１８に送られない場合、アクセル３１４はスロットルの完閉位置に対応するニュートラル状態に戻る。

【0028】

アクセル・アクチュエータ３１８は、アクセル３１４の回転位置を検出し、アクセル３１４の回転位置を示す検出信号を制御部３０４に出力するように構成されたポジションセンサ３２０を含む。従って、制御部３０４は、この信号を使用してアクセル３１４の回転位置とモータサイクル２００の速度の閉ループ・フィードバック制御を実施してもよい。

【0029】

右手部１１８は右アーム部１１４の先端に取り付けられ、左手部１１６は左アーム部１１２の先端に取り付けられている。左右のアーム部１１２，１１４は、ステアリング・アクチュエータ３２２（例えば、以下に記載する回転式アクチュエータ５０８）を介して本体フレーム３０２に接続されている。ステアリング・アクチュエータ３２２は、例えば、左右アーム部１１２，１１４を左右の方向に回転させて、制御部３０４から入力される第２の駆動信号に応答してトルクをそれに加えるように構成された電動モータを含んでもよい。

【0030】

左右のアーム部１１２，１１４を左方に回転させることによって、ハンドルバー３０８が左方に向いて、モータサイクル２００が左方に旋回する。左右のアーム部１１２，１１４を右方に回転させることによって、ハンドルバー３０８が右方に向いて、モータサイクル２００が右方に旋回する。

【0031】

ステアリング・アクチュエータ３２２は、トルクセンサ３２４を含んでもよい。トルクセンサ３２４は、左右のアーム部１１２，１１４にかかるトルクを検出し、左右のアーム部１１２，１１４に加えられたトルクを示す検出信号を制御部３０４に出力するように構成されてもよい。制御部３０４は、この信号を使用して、ステアリング・アクチュエータ３２２が特定のトルクをアーム１１２，１１４に加え、それにより、モータサイクル２００のステアリング角、又はリーン角を制御するように、ステアリング・アクチュエータ３２２の閉ループ・フィードバック制御を実施してもよい。例示的なステアリング機構および制御システムについては、図５Ａ−５Ｂを用いて後に説明する。

【0032】

ロボット１００は、モータサイクル２００の第１のブレーキ操作子３２８に連結される第１のブレーキ・アクチュエータ３２６をさらに含んでもよい。例えば、第１のブレーキ操作子３２８は、アクセル３１４の前方に配置されるブレーキレバーであってもよい。第１のブレーキ・アクチュエータ３２６は、例えば、右アーム部１１４に連結される電動モータを含んでもよい。ただし、油圧シリンダ、又は空気圧シリンダなどの他のタイプのアクチュエータが使用されてもよい。

【0033】

例えば、第１のブレーキ・アクチュエータ３２６は、リンク部材３３０を介して、第１のブレーキ操作子３２８に接続されていてもよい。リンク部材３３０は、第１のブレーキ操作子３２８に取り付けられたワイヤ、又は紐（図６Ａ−図６Ｂにおいて後述するねじれ紐６０６）を含んでもよい。第１のブレーキ・アクチュエータ３２６は、制御部３０４から入力された第３の駆動信号に応じて、第１のブレーキ操作子３２８を操作するよう構成されてもよい。特に、第１のブレーキ・アクチュエータ３２６は、制御部３０４から入力された第３の駆動信号に応じて第１のブレーキ操作子３２８をブレーキ方向（例えばロボット１００に向かう内方）に、又は非ブレーキ方向（例えばロボット１００から離れる外方）に移動させてもよい。

【0034】

第１のブレーキ操作子３２８がブレーキ方向に移動すると、モータサイクル２００のフロント・ブレーキによって加えられるブレーキ力が増大する。第１のブレーキ操作子３２８が非ブレーキ方向に移動すると、フロント・ブレーキによって加えられるブレーキ力は減少する。

【0035】

さらに、第１のブレーキ・アクチュエータ３２６は、トルクセンサ３３２を含んでもよい。トルクセンサ３３２は、第１のブレーキ操作子３２８にかかるトルクを検出し、検出信号を制御部３０４に出力するように構成されてもよい。制御部３０４は、トルクセンサ３３２からのトルク検出信号に基づいて、ロボット１００の右手部１１８に組み込まれフロント・ブレーキを移動させるか、又は作動させるように構成された機構に信号を与える。例えば、第１のブレーキ操作子３２８にかかるトルクが大きいほど、フロント・ブレーキによって付加されるブレーキ力が大きい。逆もまた同様である。

【0036】

図３Ａに示すように、左足部１０８が左脚部１０４の先端に取り付けられている。特に、左足部１０８は、回転軸すなわち足首部３３４を中心に回転可能に、左脚部１０４に取り付けられてもよい。係止部材３３６が左足部１０８の先端に連結されており、係止部材３３６は、モータサイクル２００のトランスミッション・ギアシフト操作子３３８に係止するように構成されている。シフト操作子３３８は、例えば、シフト・ペダルとして構成されてもよい。係止部材３３６は、シフト・ダウン位置とシフトアップ位置との間で、シフト操作子３３８を移動させ、エンジン２０８に連結されたトランスミッション（ギアボックスなど）のギア、又はトランスミッション比を変更するように構成されている。

【0037】

図３Ｂは、一実装例に係る、左足部１０８および左脚部１０４の拡大側面図を示す。図３Ｂに示すように、係止部材３３６は凹部３４０を有する。係止部材３３６は、操作子３３８が凹部３４０によって挟まれるように、或いは、その中にあるように配置されている。

【0038】

図３Ａ−図３Ｂに示すように、ロボット１００は、左脚部１０４に連結されたシフト・アクチュエータ３４２を含む。シフト・アクチュエータ３４２は、左足部１０８を介してシフト操作子３３８にも連結されており、制御部３０４から入力された第４の駆動信号に基づいてシフト操作子３３８を操作するように構成されている。シフト・アクチュエータ３４２は、例えば、油圧シリンダ、又は空気圧シリンダであってもよい。アクチュエータが伸縮すると、左足部１０８が足首部３３４を中心として回転する。別の例では、シフト・アクチュエータ３４２が電動リニアモータを含んでもよい。別の例では、シフト・アクチュエータ３４２が、図３Ａに示すリンク部材３４３を介して左足部１０８に連結されていてもよい。シフト・アクチュエータ３４２がリンク部材３４３を介して左足部１０８を移動させることができるように、リンク部材３４３は、左足部１０８に取り付けられているワイヤ、又は紐（図６Ａおよび図６Ｂにおいて後述するねじれ紐６０６など）を含んでもよい。その他のアクチュエーション機構が使用されてもよい。

【0039】

例示として、シフト・アクチュエータ３４２が収縮すると、左足部１０８によって、シフト操作子３３８が、図３Ａ−図３Ｂの観者から見て反時計回りに回転する（すなわちシフト操作子３３８が下方に押し下げられる）。その結果、トランスミッションがシフト・ダウンする、すなわち高ギア比のギアにシフトする。一方、シフト・アクチュエータ３４２が伸張すると、シフト操作子３３８は、左足部１０８によって時計回りに回転し（すなわち、上方に移動し）、それにより、トランスミッションをシフトアップさせる、すなわち低ギア比のギアにシフトする。ただし、シフトアップおよびシフト・ダウンのためのシフト操作子３３８の操作方向は、これらの方向に限られない。

【0040】

図３Ａに示すように、シフト・アクチュエータ３４２は、シフト操作子３３８、又はシフト・アクチュエータ３４２の位置を検出するように構成されたポジションセンサ３４４を含んでもよい。ポジションセンサ３４４は、シフト操作子３３８の位置を示す検出信号を制御部３０４に出力する。制御部３０４は、この信号を使用して、シフト操作子３３８の位置を制御し、それにより、モータサイクル２００のトランスミッション比を制御してもよい。

【0041】

ロボット１００は、クラッチ・アクチュエータ３４６を有する。クラッチ・アクチュエータ３４６は、モータサイクル２００のクラッチ操作子３４８に接続されている。クラッチ操作子３４８は、左グリップ３１６の前方に配置されたクラッチレバーを含んでもよい。クラッチ・アクチュエータ３４６は、例えば、ロボット１００の左アーム部１１２に取り付けられた電動モータを含んでもよい。クラッチ・アクチュエータ３４６は、リンク部材３５０を介して、クラッチ操作子３４８に接続されていてもよい。リンク部材３５０は、例えば、クラッチ操作子３４８に取り付けられたワイヤ、又は紐（図６Ａおよび図６Ｂにおいて後述するねじれ紐６０６など）であってもよい。他のアクチュエーション機構が用いられてもよい。

【0042】

クラッチ・アクチュエータ３４６は、制御部３０４から入力された第５の駆動信号に基づいて、クラッチ操作子３４８を操作するように構成されている。具体的に、クラッチ・アクチュエータ３４６は、制御部３０４から入力される第５の駆動信号に基づいて、クラッチ切断位置、又はクラッチ接続位置にクラッチ操作子３４８を移動させる。

【0043】

クラッチ操作子３４８が切断位置に移動すると（例えば、ロボット１００に向かって内方に引っ張られると）、トランスミッションのクラッチが切断される。クラッチ操作子３４８が接続位置に移動すると（例えば、ロボット１００から離れて解放されると）、トランスミッションのクラッチが接続される。さらに、クラッチ操作子３４８が完全接続位置と完全切断位置との間にある場合、クラッチは、部分的に接続された状態になる。

【0044】

例えば、クラッチ・アクチュエータ３４６は、クラッチ操作子３４８の操作位置を検出するように構成されたポジションセンサ３５２を有してもよい。ポジションセンサ３５２は、クラッチ操作子３４８の位置を示す検出信号を制御部３０４に出力するように構成されている。制御部３０４は、この信号を使用してクラッチ操作子３４８の位置を制御し、それにより、トランスミッション・クラッチの接続および切断を制御してもよい。

【0045】

図３Ａに示すように、右足部１１０が右脚部１０６の先端に連結されている。具体的には、右足部１１０は、右脚部１０６に回転可能に連結されており、足首部３５４を中心として回転するように構成されている。右足部１１０は、モータサイクル２００の第２のブレーキ操作子３５６（リヤブレーキ・ペダルなど）を操作するように構成されている。具体的には、ロボット１００は、右脚部１０６に連結されており右足部１１０を介して第２のブレーキ操作子３５６を操作するように構成された第２のブレーキ・アクチュエータ３５８を有してもよい。

【0046】

第２のブレーキ・アクチュエータ３５は、例えば、油圧シリンダ、又は空気圧シリンダであってもよい。アクチュエータが伸縮すると、右足部１１０が足首部３５４を中心として回転する。別の例では、第２のブレーキ・アクチュエータ３５８は、電動リニアモータを含んでもよい。別の例では、第２のブレーキ・アクチュエータ３５８は、リンク部材３５９を介して右足部１１０に連結されていてもよい。第２のブレーキ・アクチュエータ３５８がリンク部材３５９を介して右足部１１０を移動させることができるように、リンク部材３５９は、右足部１１０に取り付けられているワイヤ、又は紐（図６Ａおよび図６Ｂにおいて後述するねじれ紐６０６など）を含んでもよい。その他のアクチュエーション機構が使用されてもよい。

【0047】

第２のブレーキ・アクチュエータ３５８は、制御部３０４から入力される第６の駆動信号に応じて、第２のブレーキ操作子３５６を操作するように構成されていてもよい。例えば、第６の駆動信号がモータサイクル２００のリヤブレーキを作動させる指令である場合、第２のブレーキ・アクチュエータ３５８は、このブレーキ指令に応じて、第２のブレーキ操作子３５６を下方に押し下げて、ブレーキ力を後輪２０２に加えるか、或いは増加させる。第２のブレーキ・アクチュエータ３５８は、第２のブレーキ操作子３５６を解放して、ブレーキ操作子３５６を上方に引っ張り上げてリヤブレーキを解放してもよい。ここで述べられているブレーキ方向および解放方向とは、例示のためであり、反対であってもよい。

【0048】

第２のブレーキ・アクチュエータ３５８は、トルクセンサ３６０を含んでもよい。トルクセンサ３６０は、第２のブレーキ・アクチュエータ３５８を介して第２のブレーキ操作子３５６にかかるトルクを示すセンサ情報を制御部３０４に送るように構成されている。第２のブレーキ操作子３５６にかかるトルクが大きくなると、リヤブレーキにかかるブレーキ力が大きくなる。

【0049】

図３Ｂを参照すると、本体フレーム３０２の後部は、シート部材３６２を含む。シート部材３６２は、例えばボルトや他の締結具によって、運転席２１２に取り付けられている。シート部材３６２は、モータサイクル２００の操縦中にロボット１００が着座状態を維持するように、例えば振動や空気抵抗などによってロボット１００に加わる力を吸収するように構成されてもよい。このように、ロボット１００は、制御部３０４からの指令、又は信号に基づいて、モータサイクル２００を正確に操縦できる。さらに、或いは代替として、左右の手部１１６，１１８、及び、左右の脚部１０４，１０６を介してモータサイクル２００を保持することによって、ロボット１００は、外乱力に抗して、着座状態を維持することができる。

【0050】

図３Ａに戻って参照すると、ロボット１００は撮像装置３６４を含んでもよい。この撮像装置３６４は、例えば、カメラ、光検知測距装置（ＬＩＤＡＲ）、電波検知測距装置（ＲＡＤＡＲ）、又は任意のタイプの撮像装置やそれらの組合せであってもよい。

【0051】

例えば、撮像装置３６４は、ロボット１００の頭部１２０に取り付けられていてもよい。他の例では、撮像装置３６４は、モータサイクル２００に連結されていてもよい。撮像装置３６４は、ロボット１００およびモータサイクル２００の周囲環境の画像を取得し、その周囲環境を示す画像データを生成するように構成されている。撮像装置３６４は、生成した画像データを制御部３０４に出力し、それに応じて制御部３０４がロボット１００及び／又はモータサイクル２００を制御することが可能である。

【0052】

例えば、制御部３０４は、画像データを遠隔制御装置に送信してもよい。人間の運転者が、遠隔制御装置を介してロボット１００およびモータサイクル２００を操縦してもよく、人間の運転者は、ロボット１００およびモータサイクル２００の周囲環境の画像にアクセスしてもよい。この画像データによって、人間の運転者は操作子がロボット１００およびモータサイクル２００を安全かつ正確に操縦することが可能である。或いは、撮像装置３６４は、遠隔制御装置と直接無線通信を行ってもよく、遠隔制御装置に画像データを直接送信するように構成されてもよい。

【0053】

ロボット１００は、ロール角センサ３６６を含んでもよい。ロール角センサ３６６は、例えば、ロボット１００の本体部１０２に連結されていてもよい。ただし、ロール角センサ３６６は、ロボット１００の頭部１２０などの他の部分に連結されていてもよい。或いは、ロール角センサ３６６はモータサイクル２００に連結されていてもよい。

【0054】

ロール角センサ３６６は、例えば、モータサイクル２００の左右のロール角を検出するように構成された慣性計測装置（ＩＭＵ）を含んでもよい。或いは、ロール角センサ３６６は、ロール角を検出するように構成された他のタイプのセンサ（光センサなど）を含んでもよい。ロール角センサ３６６は、モータサイクル２００のロール角を示す検出信号を制御部３０４に出力するように構成されている。

【0055】

このロボット１００は、例えばロボット１００の本体部１０２に連結可能なアンテナ３６８をさらに含んでもよい。ただし、アンテナ３６８は、頭部１２０などのロボット１００の他の部分に取り付けられてもよい。或いは、アンテナ３６８は、モータサイクル２００に取り付けられてもよい。アンテナ３６８は、図７を参照して後述するように、前述の遠隔制御装置からの操作信号を受信するように構成されていてもよい。アンテナ３６８は、制御部３０４に操作信号を出力するように、構成されてもよい。さらに、制御部３０４は、アンテナ３６８を介して遠隔制御装置に情報（指令、センサ情報など）を送信してもよい。

【0056】

図３Ａに示すように、制御部３０４は、メイン・コントローラ３７０を含んでもよい。メイン・コントローラ３７０は、例えば、プロセッサ（例えば、汎用プロセッサ、又はディジタル信号プロセッサ、グラフィックプロセッサ、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）プロセッサなどの専用プロセッサ）を含んでもよい。プロセッサは、コンピュータが読み取り可能なプログラム指令を実行するように構成されてもよい。プロセッサは、ソフトウェア・コード化された機能に加えて、或いはその代替として、ハードコード化された機能を実行するように構成されてもよい。プロセッサは、本願明細書に記載されているメイン・コントローラ３７０、又は制御部３０４により実行される任意の機能、又は機能の組合せを実行するようにプログラムされてもよい。

【0057】

制御部３０４は、メイン・コントローラ３７０により実行されることでロボット１００及び／又はモータサイクル２００を本願明細書に記載されているように操作可能とするプログラム指令を記憶しているメモリ、又は任意のタイプのデータ記憶装置をさらに含んでもよい。データ記憶装置は、非一時的コンピュータ可読媒体、一時的コンピュータ可読媒体、又は非一時的コンピュータ可読媒体および一時的コンピュータ可読媒体の両方を含んでもよい。一態様では、非一時的コンピュータ可読媒体が、メイン・コントローラ３７０に全体的に或いは部分的に内蔵されていてもよい。別の態様では、非一時的コンピュータ可読媒体またはその一部分が、メイン・コントローラ３７０から分離されて別体であってもよい。

【0058】

非一時的コンピュータ可読媒体は、光メモリ、磁気メモリ、有機メモリ、又はその他のメモリ、又はディスク記憶装置などの揮発性や不揮発性のストレージ・コンポーネントを含むことができる。さらに、又は代替として、例えば、非一時的コンピュータ可読媒体が、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、プログラマブル読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去及びプログラマブル読出し専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去及びプログラマブル読出し専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）または、別の記憶装置などを含むことができ、メイン・コントローラ３７０にデータまたはコンピュータが読み取り可能なプログラム指令を出力するように構成されている。

【0059】

制御部３０４は、ロボット１００およびモータサイクル２００のさまざまなアクチュエータを操作するように構成されたアクチュエータ制御モジュールをさらに含んでもよい。例えば、制御部３０４は、アクセル・アクチュエータ３１８を制御するように構成されたアクセル・モジュール３７２、第１のブレーキ・アクチュエータ３２６を制御するように構成された第１のブレーキ・モジュール３７４、第２の（後部）ブレーキ・アクチュエータ３５８を制御するように構成された第２のブレーキ・モジュール３７６、ステアリング・アクチュエータ３２２を制御するように構成されたステアリング・モジュール３７８、クラッチ・アクチュエータ３４６を制御するように構成されたクラッチ・モジュール３８０、シフト・アクチュエータ３４２を制御するように構成されたシフター・モジュール３８２、及び、以下に記載するアウトリガ・アクチュエータを制御するように構成されたアウトリガ・モジュール３８４を含んでもよい。制御部３０４とこれらのアクチュエータ制御モジュールとを、図７を用いて以下に説明する。

【0060】

ＩＩＩ．例示の横揺れ安定化システム（アウトリガシステム）
図４Ａは、一実装例に係るアウトリガ４００，４０２を示すモータサイクル２００の前面図である。上述したように、モータサイクル２００が本願明細書では一例示として用いられる。以下に説明するアウトリガ４００，４０２は、停止したときに左右方向に不安定となるその他のタイプの乗り物で使用可能である。

【0061】

図４Ａに示すように、左側のアウトリガ４００は、第１の支持部材４０４と、第２の支持部材４０６と、展開部材４０８とを有する。第１の支持部材４０４、第２の支持部材４０６、および展開部材４０８の先端は、パッド４１０によって互いに接続されている。

【0062】

同様に、右側のアウトリガ４０２は、第１の支持部材４１２と、第２の支持部材４１４と、展開部材４１６とを有する。第１の支持部材４１２、第２の支持部材４１４、および展開部材４１６の先端は、パッド４１８によって互いに接続されている。支持部材４０４−４０６および展開部材４０８の基端が、図４Ｂを参照して後述するように、それぞれの回転軸でモータサイクルに回転可能に連結されている。

【0063】

図２では、アウトリガ４０２は（および図２には示されていないアウトリガ４００もまた）、非展開状態、例えば収納状態にあり、乗り物本体２０６の両側面に沿って配置されている。他の例では、アウトリガ４０２は、非展開状態のまま、モータサイクル２０の下方に配置可能である。アウトリガ４０２は、モータサイクル２００のリーンを妨げないように、他の位置または構成で、非展開状態に配置可能である。この非展開状態では、パッド４１８は、乗り物本体２０６の底部よりも上方に位置する。図４Ａでは、アウトリガ４００，４０２は展開状態にあり、モータサイクル２００の横方向に広がっている。この展開状態では、接地パッド４１０，４１８は、乗り物本体２０６の底部よりも下方に配置される。特に、図４Ａに示すようにモータサイクル２００が垂直方向に直立した状態では、パッド４１０，４１８は、地面（ＧＲ）に接触せず、代わりに、地面（ＧＲ）よりも上方の特定の高さに設定される。このように、モータサイクル２００が垂直方向に関して左右にわずかに傾いていても、アウトリガ４００，４０２は展開可能である。

【0064】

モータサイクル２００が垂直方向に関して所定の角度で傾斜すると、左右のパッド４１０，４１８のうちの１つが地面（ＧＲ）と接触するようになる。地面（ＧＲ）と接触しているアウトリガは、モータサイクル２００を横方向に安定化させ倒れないように、モータサイクル２００を支持することができる。

【0065】

図４Ｂは、一実装例に係る左側のアウトリガ４００を示す概略図である。図４Ｂに概略的に示すように、第１の支持部材４０４は、モータサイクルに回転軸４２０で回転可能に連結され、第２の支持部材４０６は、モータサイクルに回転軸４２２で回転可能に連結され、展開部材４０８は、回転軸４２４でモータサイクルに回転可能に連結されている。

【0066】

アウトリガ・アクチュエータ４２６は、アウトリガ４００に連結されアウトリガ４００を操作するように構成されている。アウトリガ・アクチュエータ４２６は、他の可能なアクチュエータのタイプの中でも、例えば、油圧シリンダ、電動リニアモータ、又は空気圧シリンダであってもよい。特に、アウトリガ・アクチュエータ４２６は、第１の支持部材４０４に連結されていてもよいが、他の実装例では、アウトリガ４００の他の部材または部分に連結可能である。

【0067】

アウトリガ・アクチュエータ４２６は、制御部３０４から入力される第７の駆動信号に基づいて、アウトリガ４００を操作してもよい。例えば、制御部３０４からの第７の駆動信号がアウトリガ４００を作動させる指令である場合、アウトリガ・アクチュエータ４２６は、その信号を受信し、それに反応して、アウトリガ４００を非展開状態から展開状態に移動させてもよい。

【0068】

一例では、アウトリガ４００は、展開部材４０８に連結される付勢部材４２８（バネなど）により付勢されてもよい。付勢部材４２８は、アウトリガ４００を展開状態に付勢するように構成されてもよい。規制または保持部材４３０が、アウトリガ・アクチュエータ４２６をアウトリガ４００に（例えば第１の支持部材４０４に）連結させてもよく、付勢部材４２８の付勢力に抗してアウトリガ４００を非展開状態に保持するように構成されてもよい。

【0069】

アウトリガ・アクチュエータ４２６が起動すると、保持部材４３０が解放され、付勢部材４２８の付勢力がアウトリガ４０を下方に押し下げ、それにより、アウトリガ４００を非展開状態から展開状態に切り換える。右側のアウトリガ４０２は、左側のアウトリガ４００と同様に操作されるように構成されてもよい。

【0070】

図４Ｃは、一実装例に係るアウトリガ４００の代替構成を示す。図４Ｃでは、展開部材４０８は、第１の拡張リンク４３２と、第２の拡張リンク４３４と、回転軸４３６とを含む。付勢部材４２８は、第２の拡張リンク４３４を第１の拡張リンク４３２から離すように付勢する付勢力を加える。アウトリガ・アクチュエータ４２６が起動して保持部材４３０が解放されると、付勢部材４２８が第２の拡張リンク４３４を押し、拡張リンク４３４が回転軸４３を中心として回転し、アウトリガ４００を展開状態に配置する。矢印４３８の方向に回転軸４３６で押し下げることによって、展開部材４０８が折り重なり、アウトリガ４００が展開状態から非展開状態に戻って切り換わり、保持部材４３０はアウトリガ・アクチュエータ４２６と再び連結される。

【0071】

図４Ｄは、一実装例に係る非展開状態にある図４Ｃのアウトリガ４００を示す斜視図であり、図４Ｅは、展開状態にある図４Ｃのアウトリガ４００を示す斜視図である。図４Ｄに示すように、保持部材４３０は、アウトリガ・アクチュエータ４２６をアウトリガ４００の第１の支持部材４０４に接続するワイヤループの形をとる。ワイヤループは、本願明細書では一例として使用されており、保持部材４３０の操作を実装するのに他の技術を使用可能である。

【0072】

展開部材４０８は、展開ラッチ４４０を含む。第２の拡張リンク４３４はカムプロファイル４４２を有する。カムプロファイル４４２は、アウトリガ４００が図４Ｄに示される非展開状態にある場合、展開ラッチ４４０を開位置で保持するように構成されている。付勢部材４２８は、ねじりばねや線形ばねという形をとり、アウトリガ４００の構造部材内（例えば第２の拡張リンク４３４内）に埋め込まれることができる。これらのばねは、第１の拡張リンク４３２から離れるように第２の拡張リンク４３２を押し付ける力およびモーメントを加えるように構成されている。ただし、ワイヤループ４３０は、第２の拡張リンク４３４が回転軸４３６を中心として回転しないようにして、アウトリガ４００を非展開状態に保持する。

【0073】

アウトリガ・アクチュエータ４２６が起動する（例えば、空気圧シリンダが収縮する）と、ワイヤループ４３０が解放され、付勢部材４２８は、第１および第２の拡張リンク４３２，４３４を互いに離れるように押す。それにより、第１および第２の拡張リンク４３２，４３４は回転軸４３６を中心として互いに回転し、アウトリガ４００が図４Ｅに示す展開状態に切り換わる。図４Ｅに示すように、展開ラッチ４４０が閉止して、第２の拡張リンク４３４と第１および第２の支持部材４０４，４０６とを伸張位置に固定する。それにより、アウトリガ４００が展開される。アウトリガ４０２は、アウトリガ４００と同様の構成要素を含んでもよく、アウトリガ４０２と同様に操作されてもよい。

【0074】

図４Ｆは、一実装例に係るモータサイクル２００に取り付けられたアウトリガ４０２を示すロボット１００およびモータサイクル２００を示す斜視図であり、図４Ｇは、図４Ｆに示すアウトリガ４０２の拡大図である。図４Ｆおよび図４Ｇに示すように、アウトリガ４０２、具体的には第１の支持部材４１２は、スイングアーム４４を介して回転軸４４６でモータサイクル２００の後端付近に取り付けられてもよい。第２の支持部材４１４は、回転軸４４８でモータサイクル２００に回転可能に連結されてもよい。図４Ｆ−図４Ｇに示していないアウトリガ４００は、モータサイクル２００に同様に取り付けられてもよい。

【0075】

図４Ｆおよび図４Ｇはモータサイクル２００に連結されたアウトリガ４０２を示しているが、他の実装例では、アウトリガ４００，４０２がロボット１００に連結されてもよい。例えば、支持部材４１２，４１４と展開部材４１６とは、ロボット１００の右足部１１０に連結可能である。

【0076】

いくつかの条件によって、アウトリガ４００，４０２が展開されてもよい。例えば、ロボット１００およびモータサイクル２００は、人間が操作する遠隔制御装置によって遠隔制御されてもよい。遠隔制御装置は、ボタンまたは類似のユーザ・インタフェース・アイテムを有してもよく、押圧、すなわち選択されたときに、アウトリガ４００，４０２を展開するようモータサイクル２００に命令する信号を制御部３０４に送信する。これに応答して、制御部３０４は、アウトリガを展開する信号をアウトリガ・アクチュエータのうちの１つ以上（例えばアウトリガ・アクチュエータ４２６）に送信してもよい。

【0077】

別の例では、遠隔制御装置は、緊急の場合に、押圧、すなわち選択されたときに緊急時信号が制御部３０４に送信されてアウトリガ４００，４０２を展開する緊急ボタンを有していてもよい。別の例では、制御部３０４は、モータサイクル２００の速度が、モータサイクル２００をバランス状態に維持するには不十分である閾速度（５マイル／時など）よりも低いと検出すると、制御部３０４は、このような低速度は緊急時を示し、安全性の理由でアウトリガ４００，４０２を展開することを決定してもよい。

【0078】

図４Ｈは、一実装例に係る、さまざまなシナリオ下のアウトリガ４００，４０２の操作を示す空気回路４５０を図示する。回路４５０は空圧システムを示すが、油圧システムまたは他のアクチュエーション機構を代わりに使用可能である。回路４５０の構成要素は、モータサイクル２００、又はロボット１００、又はその両方ともに連結されてもよい。

【0079】

回路４５は、開口すると、圧縮空気が加圧流体（すなわち、この場合は加圧空気または加圧ガス）源として作動する空気タンク４５４を充填することのできる充填バルブ４５２を含む。ダイヤルゲージ４５６が、タンク４５４内の加圧ガスの圧力レベルを視覚的に示してもよく、圧力変換器４５８がその圧力レベルを示す信号を制御部３０４に送るように構成されてもよい。

【0080】

第１のバルブ４６０が、タンク４５４と空気シリンダ４６４，４７０との間の第１の流路４６２に配置されている。シリンダ４６４は、動作することで、対応するアウトリガ（アウトリガ４００など）を展開させるアウトリガ・アクチュエータ（アウトリガ・アクチュエータ４２６など）を表してもよい。シリンダ４７０は、他のアウトリガ（アウトリガ４０２など）に対応するアウトリガ・アクチュエータであってもよい。同様に、第２のバルブ４６６は、タンク４５４とシリンダ４６４，４７０との間の第２の流路４６８に配置されている。

【0081】

例えば、第１のバルブ４６０は、ソレノイドによって電気的に操作される常閉バルブであってもよい。従って、電気信号が制御部３０４から受信され、バルブ４６０を作動させ、シリンダ４６４，４７０に加圧流体を流すことができるまで、バルブ４６０は、タンク４５４からシリンダ４６４，４７０への第１の流路４６２を遮断する。

【0082】

また、例えば、第２のバルブ４６６は、ソレノイドによって電気的に操作される常開バルブであってもよい。従って、電気信号が制御部３０４から受信されてバルブ４６６を閉止するまで、バルブ４６６は開いたままであり、結果として、第２の流路４６８をシリンダ４６４，４７０まで遮断する。信号がバルブ４６６のソレノイドに連続的に送られると、バルブ４６６は閉じたままであり、シリンダ４６４，４７０への第２の流路４６８を遮断する。

【0083】

回路４５０の例示的な操作では、バルブ４６６を閉状態に設定して第２の流路４６８を遮断するために、制御部３０４は信号をバルブ４６６に連続的に送る。しかし、緊急事態、すなわち、モータサイクルの速度が閾速度を下回って減少すると、バルブ４６６への電力または信号が中断される可能性がある。その結果、バルブ４６６は、その常開状態に切り換わり、加圧流体を逆止弁４７２を通してシリンダ４６４，４７０に流すことができ、それにより、アウトリガが展開する。

【0084】

ほぼ同時に、加圧流体もまた、ロボット１００に取り付けられているリヤブレーキ・アクチュエータ４７４へと流れる（図４Ｇにも示されている）。バルブ４６６から電力が遮断されると、リヤブレーキ・アクチュエータ４７４がモータサイクル２００の第２のブレーキ・アクチュエータ３５８をオーバーライドして、リヤブレーキを加えるように構成されてもよい。具体的には、リヤブレーキ・アクチュエータ４７４は、シリンダ４６４，４７０と同様のシリンダを含んでもよい。加圧流体がアクチュエータ４７４のシリンダまで流れると、シリンダが収縮してもよく、それにより、右足部１１が第２のブレーキ操作子３５６を押圧する。

【0085】

非緊急事態、すなわち通常操作中では、制御部３０４は、例えば遠隔制御装置から指令を受信し、アウトリガ４００−４０２の展開を要求してもよい。別の例では、制御部３０４がアウトリガを展開することを自動的に決定してもよい。これらの例では、制御部３０４は、常閉止されているバルブ４６０に信号を送信して、バルブ４６０を起動させ、バルブ４６０閉状態から開状態に切り換えてもよい。その結果、加圧流体は第１の流路４６２を通ってシリンダ４６４，４７０まで流れて、アウトリガ４００−４０２を展開できる。

【0086】

回路４５０は、外気に余剰ガスを解放して空圧システムの圧力を減少させるように構成されたリリーフ弁４７６を含んでもよい。

【0087】

ＩＶ．例示のステアリング機構
ロボット１００は、２つのアーム１１２，１１４を有する。これらのアームは、モータサイクル２００を操縦するために、モータサイクル２００のハンドルバー３０８のハンドルを握持してもよい。いくつかの例では、２つのアーム１１２，１１４のそれぞれが、対応するアクチュエータ機構により制御されてもよい。代替例では、本願明細書に開示されるように、ステアリング・システムは、両アーム１１２，１１４を制御するように構成されたアクチュエータ機構を使用する。本願明細書において開示されているステアリング・システムは、軽量化し、ロボット１００がより正確に人間のライダーを模倣し、モータサイクル２００のダイナミクス（ｄｙｎａｍｉｃｓ）をより正確にフィードバックすることができるように、軽量の構成要素および少数のアクチュエータを使用する。

【0088】

図５Ａは、一実装例に係るステアリング機構５００の斜視図を示し、図５Ｂは、一実装例に係るステアリング機構５００の上面図を示す。ステアリング機構５００は、ロボット１００のアーム１１２，１１４と、モータサイクル２００のハンドルバー３０８を構成する左右のハンドルバー５０２，５０４とを含む。ハンドルバー５０２，５０４は、回転軸５０６で互いに連結され、かつ回転軸５０６に対して回転するように構成されている。

【0089】

図５Ａ−５Ｂに示すように、単一の回転式アクチュエータ５０８は、回転軸５０６に対するハンドルバー５０２，５０４の回転角を制御するように構成されている。回転式アクチュエータ５０８は、図３Ａに関して上述したステアリング・アクチュエータ３２２に対応する。回転式アクチュエータ５０８は、第１のリンク５１０を介して左アーム部１１２に接続されるか連結されており、第２のリンク５１２を介して右アーム部１１４に接続されるか連結されている。

【0090】

図５Ｂに示すように、第２のリンク５１２、アーム１１４、およびハンドルバー５０４は、四節機構を形成する。この四節機構では、仮想バー５１４および仮想バー５１６が平行で長さが等しく、同様に、仮想バー５１８および仮想バー５２０が平行で長さが等しい。同様の四節機構が、ロボット１００の左側用に存在するが、図面における視覚的な混乱を低減させるために図５Ｂには示されていない。この２つの四節機構は互いに対称であり、例えば、回転式アクチュエータ５０８の中心と回転軸５０６の中心とを接続する仮想ラインを中心として対称である。

【0091】

例えば、四節機構（すなわち、リンク５１２、アーム１１４、およびハンドルバー５０４の幾何学的形状）のリンク部の幾何学的形状は、回転式アクチュエータ５０８の回転角度とハンドルバー５０２，５０４のそれぞれの角度とが回転軸５０６に関して１：１の比率となっている。従って、回転式アクチュエータ５０８の回転角度とモータサイクル２００のステアリング角との間には、１：１の比率が存在する。

【0092】

この構成によって、ハンドルバー５０２，５０４が自由に移動できる状態で、ハンドルバー５０２，５０４のステアリング・トルク荷重が両組の四節機構のリンク装置間で共有可能である。さらに、ステアリング角が回転式アクチュエータの角度と同じであるので、１：１の比率によってステアリング制御が簡単になる。

【0093】

１つのアームを使用するよりも２つのアーム１１２，１１４でステアリングを制御する利点は、ハンドルバー５０２，５０４にかかる荷重のバランスがとれることである。片腕のステアリング・システムは、１つのアームがトルクの合力を受けることになるが、２アームのステアリング・システムでは、アーム１１２，１１４の荷重が互いに相殺されるので、回転中に付加的な合力を受けることはない。従って、ステアリング・システム５００を使用する結果として、回転式ステアリング・アクチュエータ５０８を支持する力が低くなり、それにより、より軽量の支持構造を使用することができる。

【0094】

さらに、ステアリング機構５００は、回転式アクチュエータ５０８の水平方向の移動を調節することができ、或いは、回転軸５０６の軸５２２（図５Ａに示す）に対して、回転式アクチュエータ５０８を配置する際の位置合わせ不良／誤差が生じるのを調節できる。このような調節は、上述の四節機構のリンク部によって回転式アクチュエータ５０８に設定される空間的な規制から生じる。従って、高精度な製造費が軽減されることで、ステアリング・システム５００の構成要素の製造費を低減することができる。

【0095】

例えば、標準的な平坦なピン継手が四節機構の頂点（図５Ｂの仮想バー５１４−５２０で示される四節機構の頂点など）に配置されてもよい。加えて、アーム１１２，１１４の長さに沿った軸を中心とする受動回転自由度が含まれてもよい。このことは、回転式軸受を手首の前の前腕の端部に配置することで達成可能である。例えば、回転式軸受が、図５Ａに示される位置５２４および５２６に設定可能である。このことによって、アクチュエータ・ステアリング機構５００を運動中に固定させずに構成要素の多少の位置ずれが許容される。

【0096】

さらに、諸例では、アーム１１２，１１４のそれぞれが線形力覚センサを含んでもよい。線形力覚センサは、さまざまな位置に設置可能である。例えば、線形力覚センサは、図５Ａに示される前腕５２８，５３０の長さに沿って設置可能である。

【0097】

ハンドルバー５０２，５０４に加わる全体の力は、２つの線形力覚センサによって、得られる力測定値の差によって決定可能である。例えば、全体の力がゼロである場合、ステアリング機構５００によってトルクがハンドルバー５０２，５０４にかからない。この例では、トルクを線形力覚センサから正確に計算するために、手首の角度を考慮し、これらの角度を測定するために回転式ポジションセンサが位置５２４，５２６に追加されてもよい。

【0098】

例えば、トルクセンサ５３２が回転式アクチュエータ５０８に取り付けられて、余剰なトルクを検知してもよい。トルクセンサ５３２は、図３Ａに関して上述したトルクセンサ３２４に対応する。さらに、角位置センサが回転式アクチュエータ５０８及び／又は回転軸５０６に取り付けられて、余剰な回転位置を検出してもよい。

【0099】

操作中、ステアリング機構５００は、制御部３０４からの位置指令およびトルク指令を受信してもよい。制御部３０４は、モータサイクル２００のダイナミック・モデルを含んでもよく、ロボット１００およびモータサイクル２００に連結されたセンサからの入力を受信してもよい。例えば、制御部３０４は、モータサイクル２００の速度、リーン角、機首方位、およびさまざまなアクチュエータの状態を示すセンサ情報を受信してもよい。この情報に基づいて、制御部３０４は、モータサイクル２００を操作するアクチュエータに、スロットル、クラッチ、シフター、ステアリングなどを制御し、モータサイクル２００を所望の速度および軌跡で移動を保つように出力または指令を決定してもよい。ステアリング機構５００は、制御部３０４から入力されるトルクおよび回転位置またはステアリング角の指令を受信してもよく、回転式アクチュエータ５０８はそれに応じて回転して、指令されたトルクおよびステアリング角を達成する。

【0100】

図５Ａ−５Ｂに示す実装例は回転式アクチュエータを含んでいるが、他のタイプのアクチュエータを使用してもよい。例えば、油圧シリンダ、空圧シリンダなどの線形アクチュエータや、電気リニアモータが代わりに使用可能である。線形アクチュエータの第１の端部が、第１のリンク５１０に連結されてもよく、線形アクチュエータの第２の端部が、第２のリンク５１２に連結されてもよい。この構成では、線形アクチュエータの線形位置（油圧シリンダ内のピストンの線形位置など）によって、第１のハンドルバー５０２および第２のハンドルバー５０４が回転軸５０６に対してなす角度、すなわちステアリング角が決定される。

【0101】

図５Ａおよび図５Ｂに示す構成は、２つのハンドルバー５０２，５０４に分割され、回転軸５０６を介して連結されるハンドルバーを含んでいるが、他の例では、単一の分割されないハンドルバーを使用可能である。左アーム部１１２がハンドルバーの第１の端部に連結されてもよく、右アーム部１１４がハンドルバーの第２の端部に連結されてもよい。この場合、第１のリンク５１０、左アーム部１１２、およびハンドルバーの一部分が、第１の四節機構を形成するのに対して、第２のリンク５１２、右アーム部１１４、およびハンドルバーの別の部分が第２の四節機構を形成する。

【0102】

Ｖ．例示のねじれ紐アクチュエータ
上述したように、リンク部材３３０，３４３，３５０，３５９は、ねじれ紐であってもよい。これらのねじれ紐は、対応するアクチュエータ、すなわち、アクチュエータ３２６，３４２，３４６，３５８それぞれによって捩じられると、その長さを変化させて力を加える。本開示のこのセクションでは、回転式アクチュエータおよびそれに連結されるねじれ紐を含む例示的なねじれ紐アクチュエータの構成要素および動作について説明する。

【0103】

図６Ａは、一実装例に係るねじれ紐式アクチュエータ（ＴＳＡ）６００を示し、図６Ｂは、一実装例に係るＴＳＡ６００の要素の拡大断面図を示す。ＴＳＡ６００は、アクチュエータ頭部６０２、伝達チューブ６０４、およびねじれ紐６０６を含む。ねじれ紐６０６は、例えば、リンク部材３３０，３４３，３５０，又は３５９のいずれかを示していてもよい。

【0104】

ねじれ紐６０６を介して伝わるトルクおよび力の両方がプレート６１０に伝達されるように、ねじれ紐６０６の第１の端部６０８は、プレート６１０に堅固に接続されている、
プレート６１０は、上述の操作子３２８，３３８，３４８，又は３５６のいずれかを示していてもよい。従って、対応するアクチュエータ３２６，３４２，３４６，又は３５８の動作により誘導されるねじれ紐６０６を通る力とその長さの変化によって、操作子３２８，３３８，３４８，又は３５６に力を加え運動を与えることとなる。

【0105】

ねじれ紐６０６の第２の端部６１２（図６Ｂに示す）は、アクチュエータ頭部６０２のロータまたは他の構成部品に取付けられている。それにより、ねじれ紐６０６を通って伝わる力が、プレート６１０とアクチュエータ頭部６０２との間に伝達される。

【0106】

ＴＳＡ６００は、トルク及び／又は回転をねじれ紐６０６の第２の端部６１２に加えることによって、力を生成し、且つ／又はアクチュエータ頭部６０２とプレート６１０との間の変位を誘導するように操作可能である。この力及び／又は変位によって、対応する操作子が移動し、且つ／又は、力及び／又はトルクを加える。さらに、又は代替として、ねじれ紐６０６の第２の端部６１２に加わるトルクを低減、除去、又は変化させることによって、アクチュエータ頭部６０２とプレート１０との間の力を低減させるように、ＴＳＡ６００を動作させることができる。

【0107】

伝達チューブ６０４は、単一で直線の剛性チューブとして図示されているが、他の例では、伝達チューブ６０４が曲線状で蛇行していてもよく、又は他の形状を有していてもよい。さらに、又は代替として、伝達チューブ６０４は可撓性を有してもよい。いくつかの例では、伝達チューブ６０４は、長手方向の力に耐えることができると共に、例えばＴＳＡ６００の動作中に屈曲する継手の周囲で曲がることができる。すなわち、伝達チューブ６０４およびその中に部分的に含まれるねじれ紐６０６は、ボーデンケーブルの外側ハウジングおよび内側ケーブルのそれぞれに類似するように構成可能である。

【0108】

さらに、伝達チューブ６０４は調整可能であるように構成されてもよいので、ＴＳＡ６００の特性が調整可能である。例えば、伝達チューブ６０４は、固定可能であり、且つ／又は、作動される伸縮要素を含んでもよい。伝達チューブ６０４の全長（すなわち、アクチュエータ頭部６０２と、ねじれ紐６０６が表れる伝達チューブ６０４の端部との間の長さ）が、ＴＳＡ６００の可動域、トランスミッション比、又はいくつかの他の特性を制御するように可変であり、且つ／又は制御されてもよい。

【0109】

図６Ｂに示すように、ＴＳＡ６００は、ハウジング６１４を含み、ハウジング６１４は、伝達チューブ６０４の一部分と、ねじれ紐６０６の一部分（第１および第２のストランド６０６ａ，６０６ｂを含む）と、ロードセルおよびエンコーダ６１６と、スラスト軸受６１８と、伝送ブロック６２０と、フリクション・クラッチ６２２と、モータ６２４とを含む。

【0110】

ハウジング６１４、伝達チューブ６０４、ロードセルおよびエンコーダ６１６、スラスト軸受６１８のステータ要素およびモータ６２４のステータ要素は、機械的に堅固に連結されている。ねじれ紐６０６の第２の端部６１２、伝送ブロック６２０、およびフリクション・クラッチ６２２の第１端部は、機械的に堅固に接続されている。フリクション・クラッチ６２２の第２の端部およびモータ６２４のロータ要素は、堅固に接続されている。

【0111】

モータ６２４は、ハウジング６１４とフリクション・クラッチ６２２の第２の端部との間にトルクを生成するように操作可能である。このトルクは、フリクション・クラッチ６２２および伝送ブロック６２０を通してねじれ紐６０６に伝達可能であり、ＴＳＡ６００がアクチュエータ頭部６０２とプレート６１０との間にトルク、及び／又は、力を加えることになる。さらに、このトルクによって、ねじれ紐６０６がその長さを変化させ、アクチュエータ頭部６０２とプレート６１０との間を変位することとなる。

【0112】

フリクション・クラッチ６２２は、モータ６２４と伝送ブロック６２０との間で伝達するトルクが特定のトルク・レベルを超えないように構成可能である。特定のトルク・レベルは、ＴＳＡ６００によって、アクチュエータ頭部６０２とプレート６１０との間に加えられる力が特定の力レベルを超えないように選択または設定可能である。特定の力のレベルは、特定のトルク・レベルと、ねじれ紐６０６の長さ、及び、ねじれ紐６０６のストランド６０６ａ，６０６ｂのねじれのピッチに関連したＴＳＡ６００の伝達比に関連していてもよい。

【0113】

ロードセルおよびエンコーダ６１６は、ねじれ紐６０６の第２の端部６１２を通って伝わる力と、ねじれ紐６０６の第２の端部６１２の回転とを測定するように構成されている。ロードセルは、圧電素子、ひずみゲージ、又は他の要素を含んでもよい。ねじれ紐６０６の第２の端部６１２から伝達チューブ６０４およびアクチュエータ頭部６０２に伝わる力を信号すなわち伝達された力を示す値に変換ように構成されている。エンコーダは、（例えば、伝送ブロック６２０、ねじれ紐６０６、及び／又は、スラスト軸受６１８のロータの絶対回転または相対的回転を検出することによって）、直接的に、及び／又は、間接的にねじれ紐６０６の第２の端部６１２の絶対回転、及び／又は、相対的回転を測定することの可能な光学要素または他の要素を含んでもよい。

【0114】

例えば閉ループ・フィードバック制御を使用して、ＴＳＡ６００を操作するのにロードセルおよびエンコーダ６１６からの情報が使用可能である。例えば、ロボット１００の制御部３０４は、ロードセルおよびエンコーダ６１を使用して検出された力、及び／又は、回転に基づいて、モータ６２４を操作して、ねじれ紐６０６に一定の力を発生させ、ねじれ紐６０６の第２の端部６１２を一定に回転させ、又はねじれ紐６０６の長さを特定に変化させることができる。

【0115】

さらに、又は代替として、制御部３０４は、ＴＳＡ６００及び／又はプレート６１０の他の検出可能パラメータを得るように構成可能である。例えば、制御部３０４は、ねじれ紐６０６の記憶された、知られている、又は、決定された現在の長さ、及び／又は、ねじれのレベルに基づいて、アクチュエータ頭部６０２とプレート６１０との間の線形変位の指定された速度に対応するねじれ紐６０６の第２の端部６１２の回転速度を決定するように構成可能である。制御部３０４は、モータ６２４を操作することにより指定された線形変位の速度を得て、線形変位の速度に対応する回転速度を得るようにＴＳＡ６００を操作できる。

【0116】

ねじれ紐６０６およびねじれ紐６０６の個々のストランド６０６ａ、６０６ｂの特性は、用途に応じていくつかの制約を満たし、且つ／又は、いくつかの特性を有するように特定可能である。例えば、ねじれ紐６０６が特定の強度、耐疲労性、伝達比、コンプライアンス、又は他の特性を有するように、ストランド６０６ａ、６０６ｂの直径および組成を選択してもよい。いくつかの例では、ねじれ紐６０６のストランド６０６ａ、６０６ｂは、超高分子量ポリエチレン、又は他の高強度で低屈曲半径、低内摩擦、高剛性の材料から全体的または部分的に構成されてもよい。

【0117】

ＴＳＡ６００は、ストランド６０６ａ，６０６ｂのように２つのストランドを有する紐を含んでもよく、或いは、３つ以上のストランドを含んでもよい。２つ以上のストランドの配置を制御し、且つ／又は特定できる。いくつかの例では、伝送ブロック６２０の構成によって、又は、伝送ブロック６２０の両側のストランドの端部を互いに取り付け、且つ／又は作動要素に取り付ける方法によって、２つ以上のストランドの配置を制御可能である。

【0118】

図６Ａ−６Ｂに示すＴＳＡ６００は、本願明細書において記載されているねじれ紐アクチュエータの１つの実装例である。代替の、さらなる、少しの、且つ／又は、異なる構成の構成要素を含むＴＳＡの他の構成が予想される。ＴＳＡは、用途に応じて、複数のねじれ紐、異なる数のストランド、複数のモータ、２つの回転アクチュエータ（すなわち、ねじれ紐の各端部に連結された回転アクチュエータ）により動作するねじれ紐、２つ以上の伝達チューブ、異なる構成の伝達チューブ、動作要素へのさまざまな取付け位置、及び／又は、取り付け手段、又は他の構成を含んでもよい。

【0119】

ＶＩ．例示のロボット制御システム
図７は、一実装例に係るロボット制御システム７００のブロック図である。図７に示すように、ロボット制御システム７００は、制御部３０４と、遠隔制御装置７０２とを含む。制御部３０４は、メイン・コントローラ３７０およびアクチュエータ制御モジュール３７２−３８４を含む。

【0120】

図３Ａに関して上述したように、制御モジュール３７２−３８４は、ロボット１００およびモータサイクル２００のさまざまなアクチュエータを制御するように構成されている。具体的には、アクセル・モジュール３７はアクセル・アクチュエータ３１８を制御するように構成され、第１のブレーキ・モジュール３７４は第１のブレーキ・アクチュエータ３２６を制御するように構成され、第２のブレーキ・モジュール３７６は第２の（後部）ブレーキ・アクチュエータ３５８を制御するように構成され、ステアリング・モジュール３７８はステアリング・アクチュエータ３２２（回転式アクチュエータ５０８など）を制御するように構成され、クラッチ・モジュール３８０はクラッチ・アクチュエータ３４６を制御するように構成され、シフター・モジュール３８２はシフト・アクチュエータ３４２を制御するように構成され、アウトリガ・モジュール３８４はアウトリガ・アクチュエータ（アウトリガ・アクチュエータ４２６など）を制御するように構成されている。アウトリガ・モジュール３８４は、モータサイクル２００またはロボット１００に連結可能である。

【0121】

例えば、アクチュエータ制御モジュール３７２−３８４は、メイン・コントローラ３７０と共に制御部３０４内に含まれていてもよい。他の例では、アクチュエータ制御モジュール３７２−３８４はコントローラ３７０から分離していてもよく、それぞれのプロセッサによって実行されることで、それぞれのアクチュエータを制御する指令によってプログラムされた専用のプロセッサおよびメモリをそれぞれが有していてもよい。

【0122】

アクチュエータ制御モジュール３７２−３８４は、メイン・コントローラ３７０と有線通信または無線通信されていてもよい。アクチュエータ制御モジュール３７２−３８４は、メイン・コントローラ３７０に情報を送り、メイン・コントローラ３７０からの指令を受信してそれぞれのアクチュエータを動作させてもよい。

【0123】

上で述べたように、メイン・コントローラ３７０は、少なくとも１つのプロセッサと、プログラム指令が記憶されているメモリすなわちデータ記憶装置とを含む。メイン・コントローラ３７０は、車載エンジン制御部（ＥＣＵ）７０４と有線通信または無線通信してもよく、乗り物のＥＣＵ７０４からモータサイクル２００の制御情報を受信するように構成されてもよい。モータサイクル２００の制御情報は、例えば、車速、エンジン回転速度、トランスミッション・ギア位置などを含んでもよい。車速は、前輪２０４または後輪２０２の回転速度であってもよい。

【0124】

メイン・コントローラ３７０は、遠隔制御装置７０２から（例えばアンテナ３６８を介して）操作信号をさらに受信してもよい。操作信号、ＥＣＵ７０４からの制御情報、およびロール角センサからのロール角情報に基づいて、メイン・コントローラ３７０は、指令信号をアクチュエータ制御モジュール３７２−３８４に送信して、それに応じてこれらそれぞれのアクチュエータを操作してもよい。

【0125】

遠隔制御装置７０２は、ロボット１００から離れて配置されてもよい。遠隔制御装置７０２は、操作部７０６およびディスプレイ７０８を含んでもよい。操作部７０６は、例えば、ジョイスティックを含んでもよい。遠隔制御装置７０２のオペレータは、操作部７０６を介してアクセル指令およびステアリング指令を入力できる。アクセル指令は、加速指令または減速指令であってもよく、ステアリング指令は、左旋回指令または右旋回指令であってもよい。

【0126】

操作部７０６は、これらの指令を示す信号をメイン・コントローラ３７０に送信する。例えば、ジョイスティックが前傾されると、操作部７０６は、ジョイスティックの傾斜量に基づいて、メイン・コントローラ３７０に加速指令を送信する。ジョイスティックが後傾されると、操作部７０６は、傾斜量に基づいて、メイン・コントローラ３７０に減速指令を伝える。ジョイスティックが左方に傾けられると、操作部７０６は、左方への傾斜量に基づいて、メイン・コントローラ３７０に左旋回指令を送信する。ジョイスティックが右方に傾けられると、操作部７０６は、右方への傾斜量に基づいて、メイン・コントローラ３７０に右旋回指令を送信する。

【0127】

ジョイスティックが本願明細書において一例として用いられているが、操作部７０６は、ジョイスティック以外の装置またはユーザ・インタフェースであってもよい。例えば、操作部７０６は、オペレータが加速指令およびステアリング指令を出力するのに使用可能なユーザ・インタフェース・アイテムを有するタッチ・スクリーンを含んでもよい。

【0128】

ディスプレイ７０８は、撮像装置３６４から受信した画像データに基づいて画像またはビデオを受信し表示するように構成されてもよい。これらの画像またはビデオは、ロボット１００およびモータサイクル２００の周囲環境をオペレータに通知して、操作部７０６を介して、オペレータがモータサイクル２００を適切に加速し、減速し、ステアリング操作できるようにしてもよい。

【0129】

例えば、メイン・コントローラ３７０は、撮像装置３４６から受信した画像データを分析し、この画像データに基づいて、ロボット１００およびモータサイクル２００の走行路上のあらゆる障害物を確認するように構成されてもよい。ついで、メイン・コントローラ３７０は、障害物を避けてモータサイクル２００を安全に操縦するように、ステアリング指令およびアクセル指令を決定してもよい。

【0130】

メイン・コントローラ３７０は、アクセル指令およびステアリング指令を受信し、それに応じて、アクチュエータ制御モジュール３７２−３８４に信号を送ってもよい。具体的には、メイン・コントローラ３７０は、スピード・コントローラ７１０を含んでもよく、このスピード・コントローラ７１０は、ソフトウェア・モジュール、ハードウェア・コンポーネント、又はその組合せを含んでもよい。スピード・コントローラ７１０は、アクセル指令を受信して、それに応じて、アクセル・モジュール３７２、第１のブレーキ・モジュール３７４、および第２のブレーキ・モジュール３７６に信号を送信して、命令された加速／減速を達成してもよい。

【0131】

特に、スピード・コントローラ７１０は、アクセル指令に基づいて、アクセル３１４の目標操作位置を決定してもよい。スピード・コントローラ７１０は、目標操作位置を示す指令信号をアクセル・モジュール３７２に送信してもよい。そして、アクセル・アクチュエータ３１８のポジションセンサ３２０により検出された実際のアクセル３１４の操作位置が目標操作位置に近づくように、アクセル・モジュール３７２はアクセル・アクチュエータ３１８に信号を生成してもよい。

【0132】

特に、加速指令として、アクセル・モジュール３７２は、アクセル・アクチュエータ３１８に第１の駆動信号を出力して、エンジン２０８のスロットルを開くか、又は、さらに開くようにアクセル３１４を操作する。減速指令として、アクセル・モジュール３７２は、アクセル・アクチュエータ３１８に信号を出力して、エンジン２０８のスロットル開度を減少させるようにアクセル３１４を操作する。さらに、減速指令として、スピード・コントローラ７１０は、第１のブレーキ・アクチュエータ３２６の第１の目標トルクと、第２のブレーキ・アクチュエータ３５８の第２の目標トルクとを決定してもよい。スピード・コントローラ７１０は、第１の目標トルクを示す指令信号を第１のブレーキ・モジュール３７４に、第２の目標トルクを示す指令信号を第２のブレーキ・モジュール３７６に送信する。

【0133】

第１の目標トルクを達成するために、トルクセンサ３３２により検出された第１のブレーキ操作子３２８のトルクが第１の目標トルクに近づくように、第１のブレーキ・モジュール３７４は第１のブレーキ・アクチュエータ３２６に信号を送信する。同様に、トルクセンサ３６０により検出された第２のブレーキ操作子３５６のトルクが第２の目標トルクに近づくように、第２のブレーキ・モジュール３７６は第２のブレーキ・アクチュエータ３５８に信号を送信する。アクセル指令に変更がない場合、アクセル・モジュール３７２は、アクセル３１４をその現在の操作位置に保持する。

【0134】

メイン・コントローラ３７０は、遠隔制御装置７０２からのステアリング指令に基づいて、ステアリング及び／又はバランス制御を実行するように構成されたステアリング／バランス・コントローラ７１２をさらに含んでもよい。ステアリング／バランス・コントローラ７１２は、ソフトウェア・モジュール、ハードウェア・コンポーネント、又はその組み合わせを含んでもよい。

【0135】

ステアリング指令が右旋回または左旋回である場合、ステアリング／バランス・コントローラ７３２は、遠隔制御装置７０２からのステアリング指令に基づいて、ハンドルバー３０８（すなわち左右のハンドルバー５０２，５０４）の目標ステアリング角を決定する。これに応答して、ステアリング／バランス・コントローラ７１２は、目標ステアリング角を示す指令信号をステアリング・モジュール３７８に送信する。

【0136】

ステアリング指令が直進の維持を示す場合、ステアリング・モジュール３７８は、ロール角センサ３６６により検出される実際のロール角が、ロール角がゼロの閾値内となり直進を維持するように、ステアリング・アクチュエータ３２２（すなわち、回転式アクチュエータ５０８）に信号を生成する。ステアリング・モジュール３７８は、ステアリング・アクチュエータ３２２に連結されたトルクセンサ（トルクセンサ３２４または５３２など）により検出されたトルクと、ステアリング・ポジションセンサ３１２により検出されたハンドルバー３０８の実際のステアリング角とに基づいて、ステアリング・アクチュエータ３２２に信号を生成してもよい。

【0137】

ステアリング指令が右旋回または左旋回を示す場合、ステアリング・モジュール３７８は、以下のいくつかの入力のうちの１つ以上に基づいて、ステアリング信号をステアリング・アクチュエータ３２２に生成する：（ｉ）ステアリング・アクチュエータ３２２のトルクセンサ３２４により検出される実際のトルク、（ｉｉ）ステアリング・ポジションセンサ３１２により検出されるハンドルバー３０８の実際のステアリング角、（ｉｉｉ）ロール角センサ３６６により検出される実際のロール角、および、（ｉｖ）目標ステアリング角。

【0138】

例えば、旋回半径がステアリング指令に基づいて決定される。そして、ステアリング・コントローラ７１２は、モータサイクル２００の旋回半径および速度に基づいて、目標ロール角、目標ステアリング角、および目標ステアリング・トルクを決定する。決定された目標値に基づいて、ステアリング・コントローラ７１２は、ステアリング指令をステアリング・モジュール３７８に生成し、ステアリング・モジュール３７８は対応するステアリング信号をステアリング・アクチュエータ３２２に送る。ステアリング・コントローラ７１２は、ロール角センサ３６６から実際のステアリング・トルクおよび実際のロール角を監視しながら、目標ロール角度と実際のロール角度との差を減少させるステアリング指令を決定し、命令された旋回を円滑に達成する。

【0139】

メイン・コントローラ３７０は、乗り物ＥＣＵ７０４からの制御情報に基づいて、変速指令を生成するように構成されたシフト・コントローラ７１４をさらに含んでもよい。例えば、シフト・コントローラ７１４は、乗り物ＥＣＵ７０４から受信した車速に基づいて、シフト指令を生成することによって変速操作を自動的に行う。シフト・コントローラ７１４は、ソフトウェア・モジュール、ハードウェア・コンポーネント、又はその組合せを含んでもよい。

【0140】

図８Ａは、一実装例に係る、シフトアップのタイミングを示すダイヤグラムである。図８Ａに示すように、モータサイクル２００の速度が第１のアップシフト値「Ｖｕ１」に達すると、シフト・コントローラ７３４は、第１速から、より高速度が可能である第２速にトランスミッションをシフトアップする信号を生成する。速度が第２のアップシフト値「Ｖｕ２」まで増加すると、シフト・コントローラ７１４は、第２速から第３速にトランスミッションをシフトアップする信号を生成する。速度がさらに第３のアップシフト値「Ｖｕ３」まで増加すると、シフト・コントローラ７１４は、第３速から第４速にトランスミッションをシフトアップする信号を生成する。ただし、例えば、ロール角センサ３６６が検出するロール角が所定の閾値以上の場合、シフト・コントローラ７１４は、モータサイクル２００が不安定になることを避けるために、シフトアップを禁止してもよい。

【0141】

図８Ｂは、一実装例に係る、シフト・ダウンのタイミングを示すダイヤグラムである。図８Ｂに示すように、モータサイクル２００の速度が第３のシフト・ダウン値「Ｖｄ３」まで減少すると、シフト・コントローラ７１４は、第４速から第３速にトランスミッションをシフト・ダウンする信号を生成する。速度がさらに第２のシフト・ダウン値「Ｖｄ２」まで減少すると、シフト・コントローラ７１４は、第３速から第２速にトランスミッションをシフト・ダウンする信号を生成する。速度がさらに第１のシフト・ダウン値「Ｖｄ１」まで減少すると、シフト・コントローラ７１４は、第２速から第１速にトランスミッションをシフト・ダウンする信号を生成する。いくつかの例では、ロール角センサ３６６が検出するロール角が所定の閾値以上の場合、メイン・コントローラ３７０は、モータサイクル２００を不安定にすることを避けるためにダウンシフトを禁止してもよい。本願明細書では例示として４速を使用した。しかし、より多い、或いは少ないギア数が使用可能である。

【0142】

図７に戻って参照すると、シフト・コントローラ７１４は、シフト指令に基づいて、アクセル・モジュール３７２、シフト・モジュール３８２、およびクラッチ・モジュール３８０に指令信号を出力する。シフト・コントローラ７１４からの信号に応答して、クラッチ・モジュール３８０、アクセル・モジュール３７２およびシフト・コントローラ６８は、それぞれのアクチュエータにそれぞれの信号を生成する。図９、図１０、および図１１は、一実装例に係る、アクセル、クラッチ、およびシフターの指令のタイミングを示す図である。

【0143】

図９は、一実装例に係る、シフト指令の開始時のタイミングチャートを示す図である。特に、図９は、クラッチ操作子３４８の状態（上部）、アクセル３１４の状態（中央）、およびシフト操作子３３８の状態（下部）の経時変化を示す図である。

【0144】

図９に示すように、モータサイクル２００が時間（Ｔ０）で停止しているときには、クラッチ操作子３４８は接続位置にあり、アクセル３１４は完閉位置にあり、シフト操作子３３８はニュートラル位置、すなわち非操作位置にある。この時点では、トランスミッションはニュートラル状態にある。

【0145】

シフト指令を実施するために、制御部３０４は、時間（Ｔｌ）で、クラッチ操作子３４８の位置を接続位置から切断位置に変化させる指令を送信し、クラッチを接続状態から切断状態に切換えて変速の準備をする。クラッチが接続状態から切断状態に切換えられると、制御部３０４は、時間（Ｔ２）で、シフト操作子３３８の操作位置を非操作位置から第１速位置に変える。トランスミッションが時間（Ｔ３）でニュートラル位置から第１速位置に切換えられると、制御部３０４は、時間（Ｔ４）で、シフト操作子３３８を非操作位置に戻す。

【0146】

シフト操作子３３８が非操作位置に戻ると、制御部３０４は、時間（Ｔ４）で、アクセル３１４をスロットルの開き方向に操作する。アクセル３１４がスロットルの開き方向に操作されると、エンジン２０８の回転速度が増大する。エンジン回転速度が所定の回転速度に達すると、制御部３０４はアクセル３１４を時間（Ｔ５）で操作位置（ＴＨ１）に保持する。ほぼ同時に、制御部３０は、時間（Ｔ５）と時間（Ｔ６）との間で、クラッチ操作子３４８の位置を切断位置から接続位置に向けて徐々に変化させる信号を送信する。

【0147】

例えば、制御部３０４は、クラッチの上流側と下流側との回転速度差を測定してもよい。例えば、この回転速度差は、エンジン２０８の回転速度および後輪２０２の回転速度から測定される。回転速度差が時間（Ｔ６）で所定の閾値よりも小さいと測定されると、制御部３０４はクラッチ操作子３４８を接続位置に移動させる。それにより、クラッチが接続され、シフト操作が時間（Ｔ７）で完了する。

【0148】

図１０は、一実装例に係る、シフトアップを示す図である。特に、図１０は、低速ギアから高速ギアまでシフトアップする間の、クラッチ操作子３４８の状態（上部）、アクセル３１４の状態（中央）、およびシフト操作子３３８の状態（下部）の経時変化を示す図である。

【0149】

図１０に示すように、時間（Ｔ０）でシフトアップする前では、クラッチ操作子３４８は接続位置にあってクラッチは接続されており、アクセル３１４は、所定の操作位置（ＴＨ２）に位置し、シフト操作子３３８は非操作位置に位置する。この時点では、トランスミッションは、第１速すなわち高速ギア位置にある。

【0150】

シフトアップ指令が生成されると、制御部３０４は、時間（Ｔ１１）で、クラッチ操作子３４８を接続位置から切断位置に移動させ、アクセル３１４を完閉位置に戻す信号を送信する。クラッチが接続状態から切断状態に切換えられると、制御部３０４は、時間（Ｔ１２）で、シフト操作子３３８を非操作位置からシフトアップ位置に切換える信号を送信する。その結果、トランスミッション・ギアは、時間（Ｔ１３）で、より高速のギアに切り換えられ、ついで、制御部３０４は、時間（Ｔ１４）で、シフト操作子３３８を非操作位置に戻す。

【0151】

シフト操作子３３８が非操作位置に戻ると、制御部３０４は、ほぼ同時に、時間（ＴＩ５）で、アクセル３１４をスロットルの開き方向に動作させて操作位置（ＴＨ２）に戻す。そして、制御部３０４は、アクセル３１４を操作位置（ＴＨ２）に保持する。

【0152】

アクセル３１４が操作位置（ＴＨ２）に戻ると、制御部３０４はクラッチ操作子３４８を切断位置から半クラッチ位置に移動させ、ついで、クラッチ操作子３４は、時間（Ｔ１６）と時間（Ｔ１７）との間で半クラッチ位置に保持される。この場合、制御部３０４は、クラッチの上流側と下流側との回転速度差を測定してもよい。差が時間（Ｔ１７）での所定の閾値よりも小さい場合、制御部３０４はクラッチを接続状態に位置させるように、クラッチ操作子３４８を接続位置に移動させる。シフトアップ操作は、時間（Ｔ１８）で完了する。

【0153】

図１１は、一実装例に係る、シフト・ダウンを示すタイミングチャートである。特に、図１１は、高速ギアから低速ギアまでシフト・ダウンする間の、クラッチ操作子３４８の状態（上部）、アクセル３１４の状態（中央）、およびシフト操作子３３８の状態（下部）の経時変化を示す図である。

【0154】

図１１に示すように、時間（Ｔ０）でシフト・ダウンする前では、クラッチ操作子３４８は接続位置にあり、アクセル３１４は完閉位置に置かれ、シフト操作子３３８は非操作位置に置かれる。この時点では、トランスミッションは、第２速すなわち高速ギア位置にある。

【0155】

シフト・ダウン指令が生成されると、制御部３０４は、時間（Ｔ２１）で、クラッチ操作子３４８を接続位置から切断位置に移動させる信号を送信する。クラッチが時間（Ｔ２１）で接続状態から切断状態に切換えられると、エンジン２０８の速度を所定の回転速度よりも大きくするように、制御部３０４は、アクセル３１４をスロットルの開き方向に所定の位置（ＴＨ３）まで移動させ、ついで、時間（Ｔ２４）で完閉位置に戻す信号を送信する。

【0156】

加えて、制御部３０４は、時間（Ｔ２２）で、アクセル３１４の前述の移動とともに、シフト操作子３３８を非操作位置からシフト・ダウン位置に切換える信号を送信する。従って、トランスミッション・ギアは、時間（Ｔ２３）で低速ギアに切換えられ、ついで、制御部３０４は、シフト操作子３３８を時間（Ｔ２５）で非操作位置に戻す。

【0157】

時間（Ｔ２６）で、アクセル３１４の前述の移動によって、エンジン２０８の回転速度が上昇して所定の速度に達すると、制御部３０４は、クラッチ操作子３４８を切断位置から部分接続位置に移動させる信号を送信し、クラッチ操作子３４８を時間（Ｔ２７）と時間（Ｔ２８）との間で半クラッチ位置に保持する。

【0158】

この場合、制御部３０４は、クラッチの上流側と下流側との回転速度差を測定してもよい。差が時間（Ｔ２８）での所定の閾値よりも小さい場合、制御部３０４はクラッチ操作子３４８を接続位置に移動させる。その結果、クラッチが接続され、シフト・ダウン操作が時間（Ｔ２９）で完了する。

【0159】

ＶＩＩ．代替例のロボット制御システム
遠隔制御装置７０２を介したロボット１００およびモータサイクル２００の操作を参照して、制御システム７００について説明する。ただし、諸例では、ロボット１００は、遠隔制御装置からの信号なしでモータサイクル２００を自動制御するように構成されてもよい。

【0160】

図１２は、一実装例に係る、代替のロボット制御システム１２００のブロック図を示す。図１２に示すように、ロボット１００は、メモリすなわちデータ記憶装置１２０２を含んでもよい（非一時的コンピュータ可読媒体、一時的コンピュータ可読媒体、又は非一時的コンピュータ可読媒体および一時的コンピュータ可読媒体の両方など、任意のタイプのメモリ）。データ記憶装置１２０２は、ロボット１００またはモータサイクル２００に連結されていてもよい。

【0161】

データ記憶装置１２０２は、アクセル指令およびステアリング指令のシーケンスを記憶してもよく、制御部３０４は、これらの指令をデータ記憶装置１２０２から取得して、ロボット１００およびモータサイクル２００を操作してもよい。或いは、データ記憶装置１２０２は、モータサイクル２００のための走行ルートを記憶してもよい。制御部３０４は、その走行ルートを実行するように、アクセル指令およびステアリング指令を決定してもよい。

【0162】

例えば、データ記憶装置１２０２はロボット１００に内蔵されていてもよく、制御部３０４が、有線通信または無線通信を介して、データ記憶装置１２０２からアクセル指令、ステアリング指令、シフト指令、および走行ルートを受信してもよい。或いは、データ記憶装置１２０２は、ロボット１００から着脱可能な記録媒体を含んでもよい。この着脱可能な媒体は、他のコンピュータに接続して、操作命令／指令および走行ルートを取得できる。データ記憶装置１２０２は、ロボット１００またはモータサイクルに再接続して、操作命令／指令および走行ルートを制御部３０４に送信してもよい。

【0163】

例えば、データ記憶装置１２０２は、モータサイクル２００の目標位置および目標速度を記憶してもよい。ロボット１００またはモータサイクル２００は、汎地球測位システム（ＧＰＳ）装置を含んでもよい。ＧＰＳ装置は、ロボット１００またはモータサイクル２００の地理的位置を推定するように構成された任意のセンサを含んでもよい。ＧＰＳデバイスは、人工衛星ベースの測位データに基づいて地球に対するロボット１００またはモータサイクル２００の位置を測定するように構成された送受信機を含んでもよい。

【0164】

ＧＰＳ装置は、メイン・コントローラ３７０または制御部３０４と通信してもよく、ロボット１００またはモータサイクル２００の位置を示す情報をＧＰＳ装置に送るように構成されてもよい。制御部３０４は、目標位置まで進行するように、ＧＰＳ装置から受信した目標位置、目標速度、および位置情報に少なくとも部分的に基づいて、ステアリング指令およびアクセル指令を決定してもよい。

【0165】

上述の実装例では、モータサイクル２００が図示のために例示として使用されているが、その他のタイプの乗り物が使用可能である。乗り物は、個人、人々、又は貨物を搬送するのに使用可能な移動式機械であってもよい。一例として、本願明細書において述べられている任意の乗り物は、地上、水中、水上、空気中または大気圏外空間において路（舗装道路、或いはその他のものなど）に沿って、運転、且つ／又は、案内されることが可能である。別の例として、本願明細書において述べられる任意の乗り物は、車輪付き（ｗｈｅｅｌｅｄ）、履帯付き（ｔｒａｃｋｅｄ）、レール付き（ｒａｉｌｅｄ）、又はスキー付き（ｓｋｉｅｄ）であってもよい。さらに別の例として、本願明細書において、述べられる任意の乗り物は、自動車、モータサイクル、米国国家規格協会ＡＮＳＩ／ＳＶＩＡ−１−２００７により定義される全地形型乗り物（ＡＴＶ）、スノーモビル、パーソナルウォータークラフト、軽量トラック、中量トラック、重量トラック、セミトラクタ（牽引車）、農耕用機械、又は建設機械を含むことができる。一例として、路に沿って案内される乗り物は、バン（乾燥車や冷蔵車など）、タンクトレーラ、プラットホーム・トレーラ、又は自動車運搬車を含むことができる。

【0166】

さらに、アクセル操作部材は上述のアクセル・グリップに限られず、加速ペダルまたは加速レバーなどの他の形態を含んでもよい。また、ステアリング操作子はハンドルバーに限らず、ステアリングレバー、ステアリングホイール、又はその他の形態を含んでもよい。さらに、ブレーキ操作子およびクラッチ操作子は、シフト操作子と同様に操作するように改変可能である。例えば、ブレーキ操作子、クラッチ操作子、又はシフト操作子を省略してもよい。

【0167】

さらに、ロボット１００の構造は、上述の実装例の構造に限られない。例えば、左右の足部、左右の脚部、左右のアーム部、又は左右の手部の構造が変更されてもよい。アウトリガの構造も変更されてもよい。或いは、アウトリガが省略されてもよい。

【0168】

制御部３０４の構造もまた変更されてもよい。例えば、上述の実装例では、メイン・コントローラ３７０とアクチュエータ制御モジュール３７２−３８４とが別々に設けられている。他の実装例では、これらのすべてまたは一部が、単一のコントローラに一体化されてもよい。モータサイクル２００の構成もまた変更されてもよい。例えば、エンジン２０８、燃料タンク２３０、および運転席２１２の位置が変更されてもよい。さらに、２つ以上の前輪を使用可能であり、かつ２つ以上の後輪が使用可能である。

【0169】

ＶＩＩＩ．結論
本願明細書において、記載されている構成が例示のためだけであることを理解されたい。よって、当業者は、他の構成および他の要素（例えば、装置、インターフェイス、操作の順序およびグループ化など）が代わりに使用可能であり、いくつかの要素は所望の結果に応じて全体的に省略可能であることを理解するであろう。

【0170】

さまざまな態様および実装例を本願明細書において開示してきたが、他の態様および実装例が当業者にとって明らかであろう。本願明細書において開示されているさまざまな態様および実装例は、例示目的であり、以下の特許請求の範囲により示されている真の範囲によって、この特許請求の範囲が権利を受ける等価物の全範囲と合わせて限定されることを意図するものではない。本願明細書において用いられる専門用語は、特定の実装例を記載するだけのものであって、限定することを意図するものではないことをもまた、理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図4H】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】