水平補償システムを有する車輌
複数の水平補償システムを有する車輌（１００）が開示される。車輌は、左フレーム（１０２）、右フレーム（１０３）、およびベースプレート（１０４）を有する車台（１０１）を備え、第１の水平補償システムは、左および右フレームを、共通輪転軸（１０６）を中心としてベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイント（１０５）を備える。左輪対および右輪対は互いに少なくとも１つのオフセット（１１９、１２０）を有するように、左輪対の左回転軸から輪転軸までの第１の軸方向距離（１１５、１１６）は、右輪対の右回転軸から輪転軸までの少なくとも１つの第２の軸方向距離（１１７、１１８）と異なる。さらに、このような車輌で階段を横断する方法が開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に全地形対応車輌の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、平坦でない地形、特に階段における水平変動を補償する少なくとも１つの水平補償システムを有し、安定した乗り心地を維持する個人用車輌に関する。実施形態では、車輌は旋回する左右のフレームを備え、このフレームはオフセット車輪対を有する。
【背景技術】
【０００２】
平坦でない地形を横断する水平補償を有する多くの車輌が知られている。階段を上る車輌に関しては、種々の解決策が提案されている。たとえば、特許文献１には、２つの連続的に結合された車輪対を有する電動アームチェアが開示されている。水平位置を一方向に保つために軸を中心として座席を旋回させることができる。連続的に結合された多数の車輪は、階段を上るときは把持力が増加する可能性があるが、たとえば、階段で狭い通路を上るときは、大きくて扱いにくくなることは免れない。
【０００３】
先行技術車輌に関する課題は、車輌を安定させるための、特に大きな重量のペイロードによる、高重量である。これは、たとえば、利用可能な表面容量および積載量が制限されたエレベータで走行したいときは、このような車輌の実用的な用途が制限される。また、軽車輌では推進エネルギーが小さくて済み、これは望ましい長所である。
【０００４】
特許文献２には、階段で手動操縦する三輪を備える対向する１組の車輪アセンブリを有するスパインボードが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、車椅子フレームに関して旋回可能であるバランスアームに前方駆動輪を有する、階段を手動で乗り越える車椅子が開示されている。前方駆動輪は互いに偏位される。
【０００６】
特許文献４には、起伏の多い地形で使用されるレジャー用自動車が開示されている。前輪は、車輌用の比較的安定した姿勢と比較的大きい駆動牽引力とをもたらすように長手方向に偏位される。
【０００７】
先行技術に関するさらなる課題は、階段で走行するときでも乗り心地を滑らかに保つ水平補償がないことである。階段を上り降りするとき、各踏み段は、車輌の座席位置に垂直および水平方向に対応するジグザグまたはロッキング運動を生成する。また、このような地形において水平補償がなければ、牽引力が繰り返し失われるので、動力分配およびそれによるエネルギーの利用が非効率的になる。
【０００８】
さらに、先行技術に関する別の課題は、種々の地形に対する適応性がないことである。個人用車輌の利用者は、家庭環境や公共の環境において移動するときに、日常的に種々の障害物、たとえば、様々な踏み段寸法を有する階段に遭遇する場合がある。車輌が自宅の階段を横断するように最適化される場合、それが他の障害物には適していない場合がある。それゆえ、このような様々な障害物を安全かつ楽に横断するためには、車輌の適応能力の必要性が重要である。さもなければ、適応能力がないために各々が個々の地形に特別に適合された複数の車輌が必要になり、利用者は車輌を必ず乗り換えなければならないことになり、これは利用者にとって、助けを借りずには可能でない場合がある。自由度および独立性は、車輌ユーザに合わせて相応に改良されうる。
【０００９】
したがって、種々の大きさを有する障害物を安全かつ楽に乗り越える改良された車輌および／または方法は、有利であり、特にこのような様々な障害物を横断するための柔軟な解決を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】加国特許第２，２２７，９９５号明細書
【特許文献２】米国特許第７，６３１，３８０号明細書
【特許文献３】旧ソ連特許第１８３３１８２号明細書
【特許文献４】米国特許第３，８９３，５３３号明細書
【特許文献５】国際特許出願ＳＥ２００９／０５１２９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の実施形態は、好ましくは、添付の特許請求の範囲による車輌および方法を提供することによって、上記のような、１つまたは複数の技術的な欠陥、不利益、または課題を単独でまたは任意の組み合わせで軽減し、緩和し、または排除しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によると、複数の水平補償システムを有する車輌が提供され、車輌は、左フレーム、右フレーム、ベースプレートを有する車台と、左および右フレームをベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイントを備える第１の水平補償システムとを含み、それによって、左右のフレームは共通輪転軸を中心として互いに対して回転可能である。左右のフレームは、輪転軸に垂直な方向に延びる。車輌はさらに、左前輪および左後輪を備える左輪対と、右前輪および右後輪を備える右輪対とを含み、左前輪および左後輪は左回転軸を有し、左フレームの反対端に取り付けられており、右前輪および右後輪は右回転軸を有し、上記右フレームの反対端に取り付けられている。上記左輪対および右輪対は互いに少なくとも１つのオフセットを有するように、左輪対の左回転軸から上記輪転軸までの少なくとも１つの第１の軸方向距離は、右輪対の右回転軸から輪転軸までの少なくとも１つの第２の軸方向距離と異なる。
【００１３】
本発明の第２の態様によると、第１の態様による車輌で階段を横断する方法が提供され、階段は階段角度で第１の方向に横断する複数の踏み段を有し、階段は上記第１の方向に平行でかつ踏み段端部に垂直な傾斜軸を有し、車輌は座席基礎に隣接する頂点を有し、左輪対および右輪対は左右のフレームに接続された車輪を有し、左右のフレームは互いに対して回転可能であり、方法は、踏み段寸法に基づいて上記車輌の少なくとも１つの車輪の車輪オフセットを調整するステップと、左右のフレームの交互輪転運動を備える第１の水平補償システムの第１の水平補償を適用することによって、横断中に上記傾斜軸に沿って上記頂点を維持するステップとを備える。
【００１４】
ピボットジョイントとは、三次元空間においてジョイントの２つの部分を互いに独立に回転または転向させることができるカップリングまたはユニオンである。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態は、従属請求項において規定され、本発明の第２の態様の特徴は第１の態様の準用に関する。
【００１６】
本明細書で使用される用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、明記された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を含めるために採用されるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはこれらの群の存在または追加を除外するものではないことは強調されるべきである。
【００１７】
本発明の実施形態が実現しうる上記およびその他の態様、特徴、および利点は、添付図を参照した本発明の実施形態についての以下の説明から、明らかであり、また明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２】図１の車輌の左から見た概略側面図である。
【図３】図２の概略詳細図である。
【図４】図１の車輌の正面図に対応する図３の詳細を左から見た側面図である。
【図５ａ】図１の車輌の概略詳細図である。
【図５ｂ】図１の車輌の概略詳細図である。
【図５ｃ】図１の車輌の概略詳細図である。
【図６】図５ｂの詳細図から見た側面図である。
【図７】図５ｃの詳細図の正面図である。
【図８ａ】横断地形（ｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｅｓ）の構成における図１の車輌の概略詳細図である。
【図８ｂ】横断地形の構成における図１の車輌の概略詳細図である。
【図８ｃ】横断地形の構成における図１の車輌の概略詳細図である。
【図９】ある実施形態による図１の車輌の左から見た概略詳細図である。
【図１０】図９の左から見た側面図である。
【図１１】図９および１０の詳細の概略上面図である。
【図１２】図１の車輌の左から見た概略詳細図である。
【図１３】傾斜面に対する車輌質量中心を示す図１３の概略図である。
【図１４】傾斜面に対する異なる荷重の車輌質量中心を示す図１３の概略図である。
【図１５ａ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｂ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｃ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｄ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｅ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｆ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｇ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｈ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｉ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｊ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１６ａ】別の実施形態に従って階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１６ｂ】別の実施形態に従って階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１７ａ】ある実施形態による図１の車輌の概略詳細図を示す。
【図１７ｂ】ある実施形態による図１の車輌の概略詳細図を示す。
【図１８】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図１９】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２０】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２１】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２２ａ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｂ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｃ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｄ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｅ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｆ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２３】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２４】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２５】ある実施形態による方法を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の具体的な実施形態を、ここで添付図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なった形で具体化される可能性があり、本明細書に記述された実施形態に限定されるものと解釈されるべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密かつ完全であるように提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝えようとするものである。添付図に例示された実施形態の詳細説明で使用される専門用語は、本発明を制限することを意図するものではない。図面では、同様の番号は同様の要素を指す。
【００２０】
以下の説明は、人や物品などの荷を運ぶ、地形を横断する車輌に適用される本発明の実施形態に重点を置いている。しかしながら、本発明はこの用途に限定されるものではなく、様々な地形の輸送表面にわたる円滑かつ均一な移動を必要とする他の多くの輸送用途にも適用される可能性があることは理解されよう。
【００２１】
図１には、本発明のある実施形態による車輌１００が上面図で示される。車輌は、左フレーム１０２、右フレーム１０３、およびベースプレート１０４を有する車台１０１を備える。車輌１００は、左右のフレーム１０２および１０３を旋回可能にベースプレート１０４に接続するためにベースプレート１０４のいずれかの側にピボットジョイントを有する第１の水平補償システムを含む（図２および３も参照）。それによって、左右のフレーム１０２および１０３は、ベースプレート１０４を通って延びる共通輪転軸１０６を中心として互いに対して回転可能である。左フレーム１０２は時計回りに（ＣＷ）回転するが、右フレーム１０３は反時計回りに（ＣＣＷ）回転する。左右のフレーム１０２および１０３は、輪転軸１０６に実質的に垂直な方向に延びる。車輪１００は、前部左側（ＬＦ）車輪１０７と後部左側（ＬＲ）車輪１０８を備える左輪対を有し、ＬＦ車輪１０７およびＬＲ車輪１０８はそれぞれ左回転軸１０９および１１０を有する。ＬＦ車輪１０７およびＬＲ車輪１０８は、左フレーム１０２の反対端領域に回転可能に取り付けられる。同様に、車輌１００は、前部右側（ＲＦ）車輪１１１と後部右側（ＲＲ）車輪１１２を含む右輪対を有し、ＲＦ車輪１１１およびＲＲ車輪１１２はそれぞれ右回転軸１１３および１１４を有する。ＲＦ車輪１１１およびＲＲ車輪１１２は、右フレーム１０３の反対端領域に回転可能に取り付けられる。
【００２２】
左輪対の左回転軸１０９、１１０から輪転軸１０６までの少なくとも１つの第１の軸方向距離１１５、１１６は、右輪対の右回転軸１１３、１１４から輪転軸１０６までの少なくとも１つの第２の軸方向距離１１７、１１８と異なる。したがって、少なくとも１つの第２の軸方向距離１１７、１１８よりも長いかまたは短い少なくとも１つの第１の軸方向距離１１５、１１６を有することによって、左右の車輪対は互いに対して少なくとも１つのオフセット１１９、１２０を有する。図１では、最も前寄りの第１の軸方向距離１１５は、最も前寄りの第２の軸方向距離１１７よりも長く、それによって、ＬＦ車輪１０７はＲＦ車輪１１１に対して左オフセット１１９を有する。さらに、最も後寄りの第１の軸方向距離１１６は、最も後寄りの第２の軸方向距離１１８よりも短く、それによって、ＲＲ車輪１１４はＬＲ車輪１０８に対して右オフセット１２０を有する。オフセット１１９、１２０は互いに異なっていてもよく、車輪１０７、１０８、１１１、および１１２のいずれも、互いに対してオフセットを有していてもよい。
【００２３】
オフセット１１９、１２０は実質的に左右のフレーム１０２および１０３の伸張方向にあり、これは車輌１００が平面上を走行して垂直な踏み段に近づくとき、最も前寄りの車輪、すなわち、オフセット１１９を有するＬＦ車輪１０７がＬＲ車輪１１１の前の垂直踏み段に近づくように、実質的に車輌１００の走行方向にある。オフセット１１９、１２０を有することによって、表面は車輪１０７、１０８、１１１、または１１２のいずれかを垂直方向に変位させる穴、パイル（ｐｉｌｅｓ）、または踏み段などの凹凸を含んでいる場合があるので、車輌の輸送表面と車輪全体が接する可能性が増大する。たとえば、ＬＦ車輪１０７が垂直踏み段などの凹凸に近づくと、たとえば、把持力を緩めることによって、最初は変位した状態になる。しかしながら、表面接触は旋回分割フレーム（ｐｉｖｏｔｉｎｇ ｓｐｌｉｔ ｆｒａｍｅ）のおかげで維持される。オフセット１１３を背後に伴うＲＦ車輪１１１はまだ踏み段に近づいておらず、踏み段の前では平坦な輸送表面と完全な接触および把持力を維持している。実効牽引力の総量はそれによって増加し、踏み段の垂直方向に変位しない車輪の実効把持力は、最も前寄りの車輪を踏み段に押し上げるのに十分である場合がある。続いて、最も前寄りの車輪１０７は、障害物を横断するにつれて、把持力および牽引力を取り戻してＲＦ車輪１１１を牽引することができ、すなわち、踏み段に近づいてこの踏み段に対して変位した状態になる。それによって、車輪接触の量は、このような障害物をオフセット車輪によって横断するたびに増加される。同時に、エネルギー消費量が抑制される。
【００２４】
左右のフレーム１０２、１０３の旋回動作は、任意のオフセット車輪１０７、１０８、１１１、および１１２の垂直変位を補償するために、左右のフレーム１０２、１０３の回転を交互に行うことによって前述のオフセット構造と相互に作用する。この補償は、車輌１００の第１の水平補償システムの第１の水平補償と解釈されるべきである。
図２は、右フレーム１０３が左フレーム１０２に対して時計回りに回転されるときの車輌１００の細部を選択的に示す、図１の車輌１００の左から見た側面図である。車輌１００の逆方向への駆動は、図２の車輌が右に移動するとき、たとえば、輸送表面における穴などの凹凸部を下るときに対応する。前述のオフセット１２０を有する最も後寄りの車輪、ＲＲ車輪１１２が穴に近づき、それによって、右フレーム１０３が時計回りに旋回し、ＲＲ車輪１１２を下り坂の下寄りの接触面に近づけることができる。ＲＲ車輪１１２の表面接触の損失は、回避されないまでも最小化されるが、水平左フレーム１０２は、ＬＦおよびＬＲ車輪１０７、１０８を備える左輪対を輸送表面と接触した状態に保って把持力および牽引力を最大にすることができる。階段を上るときの旋回する左右フレーム１０２、１０３の水平補償と車輌１００の車輪対のオフセット構造との相互作用を示すさらなる例を、図１５ａ〜ｊに関連付けて説明する。
【００２５】
左回転軸１０９と１１０の距離は、右回転軸１１３と１１４の距離と同じであってもよい。したがって、前方第１の軸方向距離１１５は後方第２の軸方向距離１１８と同じであってもよく、後方第１の軸方向距離１１６は前方第２の軸方向距離１１７と同じであってもよい。前方オフセット１１９は、この場合、実質的に後方オフセット１２０に等しい。対称オフセット構造は、階段などの対称表面地形（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）を横断するときに、高い安定性と滑らかな乗り心地を提供する可能性がある。
【００２６】
車輪１００は、ＬＦ車輪１０７をＲＦ車輪１１１に対して、および／またはＲＦ車輪１１１をＬＦ車輪１０７に対して、および／またはＬＲ車輪１０８をＲＲ車輪１１２に対して、および／またはＲＲ車輪１１２をＬＲ車輪１０８に対して変位させるように配置された、少なくとも１つの車輪移動ユニット１２１、１２２、１２３、および１２４を備えていてもよい。図４の実施形態では、４つの車輪移動ユニット１２１、１２２、１２３、および１２４が示されている。左または右の車輪対を相互に関連して変位させる車輪移動ユニットは１つあれば十分である場合がある。ＲＦ車輪１１１およびＲＲ車輪１１２の少なくとも一方に対してＬＦ車輪１０７およびＬＲ車輪１０８の少なくとも一方を変位させることにより、オフセット１１９、１２０は、輸送表面の地形を適合させるように調整されてもよい。２つの一続きの踏み段など、２つの異なる一続きの障害物を横断する場合、踏み段寸法が互いに異なると、大きい踏み段寸法を有する一続きの階段には大きいオフセットがより適している可能性があり、同様に、小さい踏み段には小さいオフセットがより適している可能性がある。
【００２７】
車輌１００は、オフセット値を提供するように適合されたフレーム制御ユニット１２５を備えていてもよく、車輪移動ユニットは、左フレームアクチュエータ１２１、１２２および右フレームアクチュエータ１２３、１２４を備える。左右のフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４は、フレーム制御ユニット１２５に動作可能に接続される。左フレームアクチュエータ１２１、１２２は、左輪対の車輪１０７、１０８の互いに対する変位によって、第１の軸方向距離１１５、１１６の少なくとも一方を調整するように配置される。同様に、右フレームアクチュエータ１２３、１２４は、右輪対の車輪１１１、１１２の互いに対する変位によって、第２の軸方向距離１１７、１１８の少なくとも一方を調整するように配置される。変位は、オフセット１１９、１２０を提供するためにフレーム制御ユニット１２５によって提供されたオフセット値に基づく。フレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４は、車輌の走行方向にオフセット１１９、１２０を提供するために、左右のフレーム１０２、１０３の伸張方向で寸法が伸縮しうる線形アクチュエータ要素であってよい。
【００２８】
線形アクチュエータ要素は、油圧操作、電気的操作、および機械的操作、またはこれらの任意の組み合わせに基づいていてよい。制御ユニット１２５は、フレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４とやり取りし、輸送表面の現在の地形に適合することが望まれる車輪１０７、１０８、１１１、１１２のオフセット１１９、１２０に応じて、オフセット値を提供する。
【００２９】
図８ａ〜ｃは、左右のフレーム１０２、１０３の種々の構成を示す。
図８ａは、車輪１０７、１０８、１１１、１１２のオフセットのない車輌１００を示す。この例の構成は、車輌オフセットから恩恵を受けない特定の表面での輸送に適している場合がある。
図８ｂでは、左フレームアクチュエータ１２１および右フレームアクチュエータ１２４が収縮され、それによって、第１の軸方向距離１１５および第２の軸方向距離１１８は、長さが減少している。
図８ｃでは、左フレームアクチュエータ１２２および右フレームアクチュエータ１２３が伸張され、それによって、第１の軸方向距離１２２および第２の軸方向距離１２３は、長さが伸張している。他のオフセット構造は、本開示を読めば、当業者には容易に明らかであるだろう。
【００３０】
フレーム制御ユニット１２５によってフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、および１２４に提供されるオフセット値は、車輌ユーザによって規定された複数の所定値に従って設定されてもよい。たとえば、車輌ユーザは、フレーム制御ユニット１２５内で８０ｍｍおよび１６０ｍｍのオフセット値を規定してもよい。フレーム制御ユニット１２５は、これらの値を、前方オフセット１１９または後方オフセット１２０（たとえば、８０ｍｍまたは１６０ｍｍの例において）が設定されるように、車輪１０７、１０８、１１１、および１１２の少なくとも１つを変位させるフレームアクチュエータに送る。これは、ユーザが、１日の間に繰り返し遭遇する多くの表面、たとえば、種々の大きさの階段や窪みのある田舎道を横断することができるので有利である。表面は、これら種々の表面に近づくときに、ユーザが予め設定し、その後素早く選択しうる、種々の最適化されたオフセット１１９、１２０の設定値を有していてもよい。
【００３１】
一部の実施形態では、車輌１００は、フレーム制御ユニット１２５に動作可能に接続された輸送表面検出ユニット１２６と、フレーム制御ユニット１２５に動作可能に接続されたデータメモリ１３７とを備える。輸送表面検出ユニット１２６は、車輌輸送表面の地形情報をフレーム制御ユニット１２５に提供する。フレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４に送られたオフセット値は、この地形情報に基づく。地形情報は、輸送表面の寸法データ要素を備え、データメモリ１３７に記憶されてもよい。たとえば、検出ユニット１２６は、車輌１００の前方の輸送表面から２００ｍｍ上方の垂直端部を検出し、これがメモリ１３７に記憶されうる場合は、この寸法データをフレーム制御ユニット１２５に戻してもよい。検出ユニット１２６が種々の寸法の複数の端部を検出する場合に備えて、メモリ１３７には複数の寸法データ要素が記憶されてもよい。フレーム制御ユニットは、地形寸法に適したオフセット１１９、１２０を設定するために寸法データをオフセット値に変換する予め記憶されたアルゴリズムまたは参照テーブルに従って、この寸法データに基づいて適切なオフセット値を計算してもよい。車輌ユーザが入力せずに済み、かつオフセット値を事前に選択せずに済むように、表面検出ユニット１２６は、地形データを自動的に提供してもよい。
【００３２】
表面検出ユニット１２６は、通信リンク１２７を介して寸法データ要素を受信するように適合されたレシーバを備えていてもよく、通信リンク１２７は無線通信リンクであってもよい。寸法データは、たとえば、階段などの障害物の近くに位置するトランスミッタ１２８に接続された地形メモリ１２９に記憶されてもよい。地形メモリ１２９は、車輌ユーザが近づく現在の階段の寸法データを予め記憶してもよく、トランスミッタ１２８は、その後、情報を、通信リンク１２７を介して車輌１００の表面検出ユニット１２６内のレシーバに伝送してもよい。この後、階段の寸法に応じて適切なオフセット１１９、１２０を設定することができ、この設定は、地形を新たに解析しなくても行うことができる。
【００３３】
リンク１２７を介した通信は、ＲＦＩＤ（無線自動識別）、ブルートゥース、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＩＦＩ、赤外線、もしくは音波通信、または無線通信を考慮したその他の技法など、電磁通信に基づいていてもよい。したがって、輸送表面検出ユニット１２６は、光学センサ、および／または写真センサ、および／またはＲＦＩＤセンサなどの電磁センサ、および／または音響センサなどのセンサを備えていてもよい。また、輸送表面検出ユニット１２６は、光トポグラフィ・スキャナ・ユニット、レーダユニット、または、踏み段寸法など、たとえば階段の寸法を測定しうるレーザ測定ユニットなどの距離測定ユニットを備えていてもよい。地形を測定する他の技法が、寸法データをフレーム制御１２５に提供するために採用されてもよい。車輌１００は、現在の座標における地形に関する情報を受信するＧＰＳユニット（図示せず）を有し、それに応じてオフセット１１９、１２０を調整してもよい。車輌１００は、車輪の運動と車輌の左右のフレームとに基づいて地形情報を記憶するように適合された地形記録装置（図示せず）を備えていてもよい。たとえば、車輌ユーザは、階段などの障害物を強行突破してもよく、踏み段の寸法が地形記録装置によって記録され、それによって、同じ階段を次回横断する必要があるとき、オフセット１１９、１２０は、記録情報に記録された寸法データに従って最適化される。
【００３４】
図１７ａ〜ｂは、オフセット１１９、１２０を調整しうる別の実施形態を示す。左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方は、少なくとも１つのロックユニット１１０３、１１０４と、左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方とベースプレート１０４との間に摺動運動をもたらすように配置された少なくとも１つの摺動可能部材１１０１、１１０２とを備える。それによって、ＬＦ車輪およびＬＲ車輪の少なくとも一方は、ＲＦ車輪およびＲＲ車輪の少なくとも一方に対して変位されてよい。少なくとも１つのロックユニット１１０３、１１０４は、ベースプレート１０４に対して左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方の位置を固定するように配置される。こうして、ロックユニット１１０３、１１０４によって左右のフレーム１０２、１０３をロック解除することによってオフセット１１９、１２０を容易に調整し、たとえば、左輪１０７、１０８にブレーキをかけ、右輪１１１、１１２をたとえば８０ｍｍだけ前進させることができ、かくして、車輪は、オフセット１１９、１２０が８０ｍｍに変更されるような車輪移動ユニットとして使用される。この後、左右のフレーム１０２、１０３が摺動部材１１０１、１１０２によって摺動することなく相互に対して再び固定されるように、ロックユニット１１０３、１１０４は、左右のフレーム１０２、１０３をロックする。また、左右のフレーム１０２、１０３が同じ８０ｍｍのオフセットを提供するためにロック解除されると、左輪１０７、１０８は４０ｍｍだけ後退し、右輪は４０ｍｍだけ前進してもよい。相互に対する、かつベースプレート１０４に対する左右のフレーム１０２、１０３の運動が、摺動可能部材１１０１、１１０２によって可能である。
【００３５】
図１７ｂから分かるように、各車輪は、ロックユニット１１０３、１１０４を有していてもよい。この場合、左右のフレーム１０２、１０３がフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４を有する場合のように、左右のフレーム１０２、１０３は、各々が相互に対して移動されうる前部と後部を有する。所望のオフセット１１９が得られた後にフレームをロックユニットによって再びロックするように、たとえば、ＲＦ車輪１１１のみが右フレーム１０３の前部をロック解除することによって偏位され、他の車輪にブレーキをかけ、ＲＦ車輪１１１で前進してもよい。
【００３６】
摺動可能部材１１０１、１１０２は、左右のフレーム１０２、１０３とベースプレート１０４の相対運動に関係なく共通輪転軸１０６が維持されるように配置されることが好ましい。
【００３７】
車輌１００の第１の水平補償システムは、輪転軸１０６を中心として左右のフレーム１０２および１０３が回転すると、同じ輪転軸１０６を中心としてベースプレートの輪転運動が抑制されるように配置されたベースプレート水平化ユニット１３２を備えていてもよい。ベースプレート１０４は、運転席を車輌１００に取り付けるための基部として使用されてよい。たとえば、左右のフレーム１０２、１０３のＣＷおよびＣＣＷ輪転運動を交互に生じる階段その他の地形を横断するときにベースプレート１０４の動きを抑制すると、より安定した滑らかな乗り心地が得られる。また、水平化ユニット１３２は、輪転軸１０６を中心としたベースプレート１０４の制御不能な回転を防止する構造支持体としての機能を持たせることによって、ベースプレート１０４を安定化する働きをする。
【００３８】
図１、３、および４から分かるように、ベースプレート水平化ユニット１３２は、左右のフレーム１０２、１０３の間の中心距離２０１、２０５（図４参照）で、中心ピボットジョイント２０６によってベースプレート１０４に旋回可能に接続された基部リンク機構１３０を備えていてもよい。その結果、基部リンク機構１３０は、輪転軸１０６に垂直なピボット軸１３１を中心としてベースプレート１０４に対して回転可能である（図１参照）。図３の左から見た図を示す図４では、基部リンク機構１３０の端部は、ピボットジョイント２０７によって左フレーム１０２に旋回可能に接続され、同様に、ピボットジョイント２０８によって右フレーム１０３に旋回可能に接続される。ピボットジョイント２０６、２０７、および２０８は、基部リンク機構１３０を三次元で旋回させうる球面軸受であってもよい。基部リンク機構１３０は、ピボット軸１３１に垂直な方向に基部リンク機構１３０が並進運動可能なように、中心ピボットジョイント２０６によって自由に摺動してもよい。中心ピボットジョイント２０６の球面軸受は、この場合、基部リンク機構１３０を収容するための中心を通る穴を有していてもよい。
【００３９】
図３には、図１の車輌１００の左から見た側面図が示されており、ここには、ベースプレート１０４、左右のフレーム１０２、１０３、および基部リンク機構１３０の細部が示される。輪転軸１０６を中心として左右のフレーム１０２、１０３が回転すると、右フレーム１０３は左フレーム１０２に対して第１の角度変位２０２を有することになり、ベースプレート１０４は、左右のフレーム１０２、１０３の一方に対して第２の角度変位２０３を有することになる。左右のフレーム１０２、１０３の間の、ピボットジョイント２０６によるベースプレート１０４への基部リンク機構１３０の接続位置に起因して、第２の角度変位２０３は、第１の角度変位２０２よりも小さい。
【００４０】
図４を参照すると、距離２０１と２０５が等しければ、ベースプレート１０４の第２の角度変位２０３は、第１の角度変位２０２の実質的に半分になる。したがって、ベースプレート１０４は左右のフレーム１０２、１０３に比べて半分しか変位されず、同時に基部リンク機構１３０によって安定化されることになる。輪転軸１０６を中心とする左右のフレーム１０２、１０３の回転角を大きくするために、基部リンク機構１３０は、輪転軸１０６に近接していてもよい。
【００４１】
ベースプレート水平化ユニットは、ベースプレート１０４の運動を安定化し抑制する他の手段を備えていてもよい。左右のフレーム１０２、１０３の回転が、ばねまたは弾性ポリマーなどの弾性部材（図示せず）を延ばしたり緩めたりする間にベースプレートが左右のフレーム１０２、１０３の変位角の半分に保たれるように、基部リンク機構１３０と同様の構成でベースプレート１０４を左右のフレーム１０２、１０３と接続するために、弾性部材が使用されてもよい。また、基部リンク機構１３０は、左右のフレーム１０２、１０３の間の輪転角を大きくすることができる弾性部または伸張可能部を備えていてもよい。
【００４２】
図１５ａ〜ｊは、一連の動作で階段５０１を横断するときの車輌１００を側面図および背面図で示す。図１５ａおよび図１５ｂは、同じ位置の車輌１００を示しており、残る１５ｃ〜ｊについても同様である。図１５ａを参照すると、階段は複数の踏み段５０２を有しており、これは車輌１００が横断する階段角度５０４での階段５０１の第１の方向５０３を規定する。階段５０１は、第１の方向５０５に平行で踏み段端部５０６に垂直である傾斜軸５０５を有する。踏み段端部５０６は、各踏み段５０２の端部５０６を通過する実質的に水平線として解釈されるべきである。傾斜軸５０５は、階段５０１に対して空間に固定される基準軸である。
【００４３】
車輌１００は、座席基礎２０４に隣接した頂点５０７を有し、左右の車輪対は、左右のフレーム１０２、１０３に接続された車輪１０７、１０８、１１１、１１２を有する。頂点５０７の位置は車輌１００に対して固定される。左右のフレーム１０２、１０３は、前述のように、回転軸１０６を中心として互いに対して回転可能である。図１５ａに破線で示した車輪輪郭５１０は、右フレーム１０３がＣＣＷ方向に回転する前のオフセット１１９を明瞭にするためにある。
【００４４】
階段５０１を横断するとき、車輌１００の少なくとも１つの車輪の車輪オフセット１１９、１２０は、踏み段寸法５０８、５０９に基づいて調整される。車輌は、それぞれ様々な数の車輪を備える右左の車輪クラスタを有していてもよい。クラスタは、各図に示されるような１対の車輪であってもよい。図１８は、踏み段寸法に基づいて上記車輌の少なくとも１つの車輪の車輪オフセットを調整するステップ１２０１を備える方法１２００を示す。図１５ａ〜ｊでは、ＲＦ車輪１１１のオフセット１１９は、ＲＲ車輪１１２のオフセット１２０に実質的に等しい。続いて、図１５ａ〜ｊは、第１の方向５０３に走行する車輌１００を示す。頂点５０７は、第１の水平補償システムの第１の水平補償が左右のフレーム１０２、１０３の交互輪転運動によって適用されるとき、横断中に傾斜軸５０５に沿って維持される。図１８は、上記横断中に上記傾斜軸に沿って上記頂点を維持するこのステップ１２０２を備える方法を示す。これは、登坂の動きに初期の非対称性が存在しない図１５ｅ〜ｊに関して特に示されている。図１５ａ〜ｄでは、前輪１０７および１１１が第１の踏み段を乗り越え、それによって頂点５０７が傾斜軸５０５から変位する。この変位は、以下でさらに説明するように、第２の水平補償システムの水平補償を適用することによって訂正されてもよい。
【００４５】
座席基礎２０４は、頂点５０７の移動をより明瞭に示すために、図１５ｆ、１５ｈ、および１５ｊには示されていない。
【００４６】
図１５ｅは、右輪対の右の最も前寄りの車輪、ＲＦ車輪１１１で中間踏み段７０１をある程度乗り越えているところを示す。ＲＦ車輪１１１は、ＬＦ車輪１０７に対してオフセット１１９を有する。ＲＦ車輪１１１が中間踏み段７０１をある程度乗り越えると、右フレーム１０３はＣＣＷ方向に回転する。頂点５０７は傾斜軸５０５にある。オフセット１１９、１２０によって、車輪１０７、１０８、１１２は、表面が完全に接触し、踏み段５０２への次の移動に対して十分な牽引力を提供する。
【００４７】
一連の動作の次の移動は図１５ｇに表示されており、この図では、中間踏み段７０１をＬＦ車輪１０７である程度乗り越えており、それによって左フレーム１０２がＣＣＷ方向に回転するところを示している。同時に、最も前寄りの車輪１１１は、中間踏み段７０１を完全に乗り越えており、右輪対のＲＲ車輪１１２は、中間踏み段７０１下方の下踏み段７０２をある程度乗り越えており、それによって、右フレーム１０３はＣＷ方向に回転する。移動では、車輪１１１が完全な表面接触および牽引力を回復するが、ＬＦ車輪１０７はこれらを解放する。頂点５０７は傾斜軸５０５で維持される。
【００４８】
図１５ｉは、最も前寄りの車輪１１１で中間踏み段７０１上方の上踏み段７０３をある程度乗り越えているところを示し、それによって、ＬＦ車輪１０７は中間踏み段７０１を完全に乗り越え、把持力を回復している。右フレーム１０３がＣＣＷ方向に回転すると、左フレーム１０２はＣＷ方向に回転する。同時に、ＲＲ車輪１１２は下踏み段７０２を完全に乗り越え、左輪対の左の最も後寄りの車輪、ＬＲ車輪１０８は、下踏み段７０２をある程度乗り越えている。オフセット１２０を持たせることによって、ＬＲの最も後寄りの車輪１０８の表面接触が緩むとＲＲ車輪１１２が完全な表面接触および牽引力を回復し、ＬＦ車輪１０７およびＲＦ車輪１１１についても同様である。頂点５０７は、傾斜軸５０５になお維持されており、車輌１００が後続の踏み段５０２を横断するとき、支持体９０１と軸５０５とが一定角度５１２をなしてこの軸に維持され続けることになる。その結果、図１５ｅ、１５ｇ、および１５ｊの座席基礎２０４は、頂点５０７または支持体９０１に対して固定角５１１を有する場合、軸５０５に対して一定角度に保たれる可能性がある。それゆえ、座席基礎２０４の位置を変えることなく、階段５０１の円滑かつ安全な上りを実現することが可能である。これは第１の水平補償システムの水平補償によるもので、左右のフレーム１０２、１０３は、オフセット車輪１０７、１０８、１１１、１１２による踏み段５０２との交互接触に従って交互に旋回し、基部リンク機構１２０は、左右のフレーム１０２、１０３のＣＷ方向およびＣＣＷ方向回転の対称性によってベースプレート１０４を一定角度に保つ。
【００４９】
階段５０１は一定寸法５０８、５０９の踏み段を有する。座席基礎２０４は、この場合、
図１５ｅ〜ｊから分かるように、支持体９０１によってベースプレート１０４に対して固定角度５１１であってよい。支持体９０１またはベースプレート１０４と傾斜軸５０５との角度５１２は、図１５ｅ〜ｊの登坂において実質的に一定に保たれるので、座席基礎２０４も、同じ傾斜軸５０５に対して実質的に一定角度に保たれることになる。変動する地形では座席基礎２０４の角度が変化する可能性があり、これは第２の水平補償システムによって補正されてもよく、ここで、座席基礎２０４は、さらに以下で説明するように、空間で変位される可能性のある旋回可能な支持体１３３を有する。他の一定寸法を有する別の階段５０８、５０９の場合、オフセット１１９、１２０は、座席基礎の一定角度が登坂または下坂中に再現されるように、フレーム制御ユニット１２５およびフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって調整されてもよい。
【００５０】
車輌１００は、車輌１００の使用時に座席基礎２０４の水平面を維持するために、空間の座席基礎２０４の向きに合わせて配置された第２の水平補償システムを備えていてもよい。これは、輸送表面が非常に粗いときでも、滑らかな乗り心地を提供する。
【００５１】
第２の水平補償システムの詳細を示す、図１の車輌の左からの側面図である図６を参照すると、第２の水平補償システムは、ある実施形態では、それぞれ、上下の支持体ピボットジョイント３０４および３０５を介してベースプレート１０４と座席基礎２０４を接続する旋回可能な支持体１３３を備える。特許文献５（その全体が本明細書に組み込まれる）で開示された水平補償ユニットなど、座席基礎２０４の水平面を提供する代替手段が採用されてもよい。旋回可能な支持体１３３を有する利点は、水平補償構成が比較的コンパクトであること、使用部品が比較的少ないこと、および制御が比較的迅速であることである。
【００５２】
図５ａ〜ｃは、図１における車輌１００の詳細を示す。第２の水平補償システムは、水平化情報を支持体制御ユニット１３４に提供するように適合される水平検出ユニット１３６に接続された支持体制御ユニット１３４を備えていてもよい。第２の水平補償システムは、支持体制御ユニット１３４に接続され、水平化情報に従って旋回可能な支持体１３３を変位させるように配置された、少なくとも１つの支持体アクチュエータ１３５、３０１をさらに備える。
図５ｂ〜ｃは、座席基礎２０４のそれぞれ左上および左下位置への変位を示す。
図６は、図５ｂの左からの側面図であり、垂直面からの角度３０６での変位を示す。
図７は、図５ｃの前方または図６の左からの図であり、垂直面からの角度３０７での変位を示す。したがって、座席基礎が所望位置に移動されうるように、支持体１３３は地形の傾斜の変動を補償するためにいかなる方向にも変位される可能性がある。荷重を支持するとき、たとえば、人が座席基礎にいるとき、車輌の重心は、車輌１００がいずれかの方向に倒れることを回避するために適宜に調整されうる。たとえば、支持体１３３は、後方に倒れるのを回避するために、階段を上るときは走行方向で前方に傾けられるのがよい。
【００５３】
水平面に対する座席基礎の角度３０８および３０９は、後述の実施形態に従って制御されてよい。
【００５４】
水平検出ユニット１３６は、ジャイロスコープや傾斜計などのレベル変動、たとえば、勾配角、仰角、または傾斜角を検出しうる任意のユニットであってよい。図１によると、水平検出ユニット１３６は、通信リンク１３８を介して表面検出ユニット１２６から情報を受け取ってもよい。寸法情報、たとえば、階段５０１の寸法などの輸送表面の地形に関する情報は、階段５０１を上り始める前に、支持体１３３の角度３０６、３０７を自動的に調整ために適宜に使用されてよい。同様に、車輌の現在の傾斜に関する情報は、通信リンク１３８を介して水平検出ユニット１３６から表面検出ユニット１２６に送られてもよい。オフセット１１９、１２０は、現在の傾斜に適合するように、フレーム制御ユニット１２５とフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４とによって適宜に調整されてもよい。たとえば、急勾配の地形の場合、最も前寄りの車輪と最も後寄りの車輪との距離が増加され、それによって、重心が臨界範囲内に維持されて車輌１００が倒れないように、オフセット１１９、１２０が増加されてもよい。
【００５５】
現在の実施形態では、車輌１００は、変位された第１および第２のジョイント３０２、３０３においてベースプレート１０４に旋回可能に取り付けられた第１および第２の支持体アクチュエータ１３５、３０１を備える（図５ｂ参照）。支持体アクチュエータ１３５、３０１は、さらに、第３のジョイント３０４において旋回可能な支持体に旋回可能に取り付けられる（図５ｂおよび図６参照）。ベースプレート１０４は、第１および第２のジョイント３０２、３０３と第３のジョイント３０４との間で適切な距離が得られるように、後方に延びる。第１の支持体アクチュエータ１３５の旋回可能な支持体１３３の付着点から第２の支持体アクチュエータ３０１の旋回可能な支持体１３３の付着点までの距離が可能な限り小さくなるように、第３のジョイント３０４は、第１および第２の支持体アクチュエータ１３５、３０１に対する共通ジョイントであってもよい。これによって、第１および第２の支持体アクチュエータ１３５、３０１によって第３のジョイント３０４の付着店に作用する運動量が最小になり、より耐久性のある構造物が得られる。座席基礎２０４のペイロードは、旋回可能な支持体１３３によって支えられることが好ましい。
【００５６】
図６は、図１の左側から見た車輌１００の細部の実施形態を示す。図７は、図６の左から見た同じ実施形態を示す。
【００５７】
座席基礎２０４は、座席アクチュエータ３０５に接続されてもよい。図６および図７に示すように、座席アクチュエータ３０５は、通信リンク３１０によって水平検出ユニット１３６に接続され、座席基礎２０４の水平面を維持するために水平化情報に従って座席基礎２０４を変位させるように配置される。図６および７では、座席基礎は、それぞれ、角度３０８および３０９で回転される。座席アクチュエータ３０５は、油圧式、および／または電気式、および／または機械式であってもよく、座席基礎２０４または旋回可能な支持体１３３に固定されてもよい。上支持体ピボットジョイント３０４は、座席基礎２０４を任意の方向に移動できてもよい。
【００５８】
図９は、図１の左側から見た車輌１００の細部の実施形態を示す。
図１０は、図９の左から見た同じ実施形態を示す。
【００５９】
第２の水平補償システムは、旋回可能な支持体１３３のいずれかの側で座席基礎２０４とベースプレート１０４に旋回可能に接続された横支柱９０２、９０３を備えていてもよい。横支柱９０２、９０３は、上支柱ピボットジョイント９０４、９０５によって座席基礎２０４に旋回可能に接続され、下支柱ピボットジョイント９０６、９０７によってベースプレート１０４に旋回可能に接続される。
【００６０】
図１１は、ベースプレート１０４に対して変位されるような座席基礎２０４を示す図９または１０の上面図である。上支柱ピボットジョイント９０４、９０５と上支持体ピボットジョイント３０４は、座席基礎において変位された三角配置９１０、９１１で配置される。同様に、下支柱ピボットジョイント９０６、９０７と下支持体ピボットジョイント３０５は、ベースプレート１０４において変位９０８、９８９で変位された三角配置で配置される。図９および図１０から分かるように、座席基礎２０４は、旋回可能な支持体１３３が垂直軸９１２に対して変位されるとき、横支柱９０２、９０３によって同じ高さの水平面に保たれる。横支柱９０２、９０３の長さと支柱ピボットジョイント９０４、９０５、９０６、９０７の変位９０８、９０９、９１０、９１１とによって、座席基礎２０４は、車輌１００を側面から見た、横支柱９０２、９０３を有する旋回可能な支持体１３３の移動の略図を示す図１２から分かるように、弓形の経路１００１を横切って水平面内を移動する。
図１２に示す実施形態では、水平面に対する座席基礎２０４の角度は、横支柱９０２、９０３の幾何学的形状に起因して経路１００１の左端位置および右端位置で変化する。
【００６１】
横支柱９０２、９０３は、座席基礎２０４を安定化し、支柱長さ、座席基礎２０４の所望の移動経路１００１を提供するための支柱ピボットジョイント９０４、９０５、９０６、９０７の配置、旋回可能な支持体１３３によって変位されたときに座席基礎２０４に許容される角変位の範囲などの幾何学的特性を変更することによって構成されうる。三角配置９１０、９１１は、三次元空間において弓形経路１００１を横切って旋回可能な支持体１３３の移動中に、座席基礎２０４に対して安定性、水平補償、および支持体をもたらすことで特に有利である可能性があり、それによって、球表面上の移動経路１００１を基本的に説明することができる。
【００６２】
経路１００１が実質的に弓形になるように横支柱９０２、９０３を構成することによって、全質量中心の位置が容易に調整されうる。
図１３および１４は、車輌質量中心１００３、乗車者質量中心１００５を示し、これらは全質量中心１００２をもたらす。横支柱９０２、９０３の幾何学的形状によって、現在の実施形態では、全質量中心からの垂直軸が車輪間の中心位置１００６に置かれる。これによって、車輌１００の傾きとは関係なく、車輪のすべてに重量が均等に分布するようになり、把持力、牽引力、および安全性が改善される。図１３および１４は、全質量中心１００２の種々の位置を示す。たとえば、図１３では、乗車者の重量が車輌１００の重量の実質的に半分であってもよく、図１４では、乗車者の重量が車輌１００の重量の実質的に２倍であってもよい。
【００６３】
旋回可能な支持体１３３は、そのペイロードとともに座席基礎２０４の荷重を受けるが、横支柱９０２、９０３は荷重から解放されて、上記に従って移動経路と座席基礎２０４の角度とを制御する働きをする。
【００６４】
階段５０１を横断する車輌１００を示す図１５ａ〜ｄに戻ると、車輌１００を左右に傾けて第１の踏み段を乗り越えるとき、上り初めに座席基礎２０４を所望の姿勢に保つために、図１８の方法ステップ１２０３にも示される、第２の水平補償システムの第２の水平補償が適用される。
図１５ｂでは、水平検出ユニット１３６は、車輌が左に傾いていることを検出してもよく、旋回可能な支持体１３３は、座席基礎２０４が水平面に保たれるように傾斜角を補正するために、支持体アクチュエータ１３５、３０５によって変位されてもよい。追加的または代替的に、座席アクチュエータ３０５および／または横支柱９０２、９０３は、水平面が維持されるように座席基礎２０４を傾ける。それに対応して、図１５ｄでは、車輌が右に傾き、支持体アクチュエータ１３５および３０１および／または座席アクチュエータ３０５が座席基礎２０４のレベルを補正してもよい。図１５ｂおよび１５ｄでは、座席基礎２０４のレベルの主な補正は、支持体アクチュエータ１３５、３０１を変位させずに、座席アクチュエータ３０５で座席基礎角３０８、３０９を調整することによって行われる。
図１５ｃ〜ｄと同じ姿勢の車輌１００を示す図１６ａ〜ｂには、横支柱９０２、９０３を備える実施形態が示される。ここでは、支持体アクチュエータ１３５、３０１は、旋回可能な支持体１３３が垂直線に一致するようにこれを変位させる。同時に、横支柱９０２、９０３は、座席基礎２０４を、おそらく実質的に水平面である、所望の角度に保つ。
【００６５】
支持体アクチュエータ１３５および３０５、および／または座席アクチュエータ３０５は、特定の不均一が容認される場合に揺れの所定の閾値（たとえば、水平検出ユニット１３６によって計算された）にロックされてもよい。これらのアクチュエータは動作を必要としないので、ロックすることでエネルギーが節約される。しかしながら、横支柱は受動的な機械的水平補償であることから、元来、省エネ型である。
【００６６】
さらに、支持体アクチュエータ１３５および３０５は、重心を前方に移動させて車輌１００の安定性を改善し、それによって車輌ユーザの安全性を向上させるために、ピボット支持体１３３を前進方向に変位させてもよい。
【００６７】
図１５ａおよび１５ｃでは、支持体アクチュエータ１３５および３０５、座席アクチュエータ３０５、および横支柱９０２、９０３は、それぞれが示されていない。
【００６８】
図１５ｅ〜ｊは、対称な一連の踏み段を横断するときに座席基礎２０４を一定の角度に保つための第１の水平補償システムの十分な水平補償を示すために、固定支持体９０１で座席基礎２０４をベースプレート１０４と結合する場合の車輌１００の実施形態を示す。対称とは、一定の寸法を有する踏み段であって、かつ一連の踏み段の最初の踏み段または最後の踏み段の初期の乗り越えが終了している踏み段と解釈されるべきである。さらに、座席角度は、様々な寸法を有する一連の踏み段に対しても実質的に一定の角度に保たれる可能性がある。この場合、オフセット１１９、１２０は、車輌１００の地形メモリ１２９およびデータメモリ１３７の寸法データに従って、たとえば、手動調整または自動調整によって、登坂中に調整されてもよい。
【００６９】
支持体アクチュエータ１３５、３０１は、図１５ｅ〜ｊに示されていないが、重心位置を補正するために旋回可能な支持体１３３とともに使用されてもよい。
【００７０】
図１の実施形態では、車輌１００は４つの車輪を有する。車輌１００の車輪の数は、４つより少なくても多くてもよい。
【００７１】
車輪１０７、１０８、１１１、および１１２の各々には、電動機が組み込まれていてもよい。こうすることで、構造が小型になり、四輪駆動では各車輪に対する優れた牽引力が約束される。車輪１０７、１０８、１１１、および１１２は、輸送表面に対する把持力を強化するためのリブ付きタイヤを有していてもよい。階段端部は階段を横断する車輌のトルク伝達および推進力に対して良好な嵌合面を備えるので、リブ付きタイヤは、階段を上るときに特に有利である可能性がある。
【００７２】
各種実施形態では、車輪径は、踏み段高さ５０９と少なくとも同程度であることが好ましい。車輪の直径は、１０〜５０ｃｍの範囲にあってよい。
【００７３】
階段５０１を車輌１００で横断するいくつかの方法を以下で説明する。すべての方法は、どんな種類の階段、あるいは様々な僻地の地形など、どんな障害物にも適用される可能性がある。
【００７４】
図１８の方法ステップの要約（そのステップ１２００は、必ずしも順番に実施されず、互いに依存しない場合があり、すなわち、ステップ１２００の選択だけが行われてもよい）と、図１９、２０、２１、２３、２４、２５の流れ図と、図２２ａ〜ｆの車輌構成の例示とを参照する。
【００７５】
車輪オフセット１１９、１２０は、階段５０１を横断するときに連続的に調整されてよい（１２０４）。連続的な適合によって、滑らかな乗り心地が得られる。
【００７６】
上記の車輪オフセットを調整するステップは、左輪対、または複数の車輪を有する車輌１００の場合の車輪クラスタの車輪１０７、１０８間の距離を調整するステップと、および／または右輪クラスタの車輪１１１、１１２間の距離を調整するステップとを備えていてよい。
【００７７】
車輪の少なくとも１つは、車輌１００の車輪の残りの少なくとも１つが階段を横断するのと同時に制動されてよい（１２０５）。制動された車輪は、登坂する車輪が階段を横断するときに把持力および安定性の増加をもたらす。少なくとも１つの制動された車輪と階段を横断する少なくとも１つの車輪との距離が調整され（１２０６）、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される。
【００７８】
車輪の残りの少なくとも１つが階段を横断するのと同時に３つの車輪が制動されてよい。あるいは、上記車輪の残りの少なくとも１つが上記階段を横断するのと同時に２つの車輪が制動される。制動は、車輪が回転しないようにこれをロックすることであると解釈されてよい。少なくとも１つの車輪で障害物を同時に上る間に、任意数の車輪がロックされてよい。
【００７９】
車輪間の距離は車輪アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって調整されてよい。図１を参照した例では、車輪１０７、１０８、１１１は、これらそれぞれの軸方向距離１１５、１１６、１１７で制動されて、不変であり、車輪１１２は、フレームアクチュエータ１２４が軸方向距離１１８を増加または減少させるのと同時に回転する。さらなる例を、後述し図１９に示す方法１４００によって説明する。
【００８０】
車輪間の距離を調整するステップは、車輪の各々に対する関連アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって個々の位置で各車輪を位置決めするステップ（１２０７）を備えていてよい。最適な把持力および牽引力はこの時に提供されるが、横断された表面の凹凸を一様にすることによって、以下でさらに説明するように快適な乗り心地が約束される。
【００８１】
左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方は、車輪アクチュエータによって伸縮されてもよく（１２０８）、それによって、左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または右輪クラスタの車輪間の距離を調整する。左右のフレーム１０２、１０３は、それによって、様々な状態に調整されて車輪を独立に移動することができる。
【００８２】
車輪は種々の速度で駆動することができ（１２０９）、それによって、左フレームを伸縮させることによって左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または右フレームを伸縮させることによって右輪クラスタの車輪間の距離を調整する。これは、たとえば、図１７ａ〜ｂに示すタイプの車輪が進む車輌の長手方向の摺動運動を可能にする左右のフレームによって実現されてもよい。車輪は、摺動運動によってフレームを伸縮させるために交互に制動されてもよい。この原則の追加として、または代案として、車輪アクチュエータが採用されてよい。
【００８３】
車輪の少なくとも１つが階段を横断するのと同時に、車輪の残りの少なくとも１つの制動が、車輪が階段で所望の距離を横断し終わるまで全車輪に対して交互に作用されてもよい（１２１０）。交互作用を実施するステップは、車輪の残りの少なくとも１つが階段の第１の距離を横断し終わるまで、車輪の少なくとも１つを第１の位置で制動するステップを備えていてもよく（１２１１）、第１の位置にある少なくとも１つの車輪が第１の位置から階段の第２の距離を横断し終わるまで、第１の距離を横断し終わった少なくとも１つの車輪を第２の位置で制動するステップを備えていてもよい（１２１２）。その結果、効果的な登坂または下坂は、最適な把持力を有している間に実現される。
【００８４】
前述の交互作用中に、少なくとも１つの制動された車輪と階段を横断する少なくとも１つの車輪との距離が前述の方法および手段に従って調整され（１２１３）、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される。
【００８５】
図１９は、車輌１００が階段を前進する方法１４００を示す。車輌は、階段を上るときにも降りるときにも前進することができる。以下の略語が使用される。
【００８６】
ＦＬＷ＝前左輪
ＲＬＷ＝後左輪
ＦＲＷ＝前右輪
ＲＲＷ＝後右輪
ＬＡＣ＝左輪間の距離を制御する左輪アクチュエータ
ＲＡＣ＝右輪間の距離を制御する右輪アクチュエータ
ＲＥＶ＝後退／収縮
ＧＯ＝前進／伸張
方法は以下のステップを備える。
【００８７】
１４０１ 開始
１４０２ 全車輪がロックされる。
【００８８】
１４０３ ＦＬＷがロック解除される。
【００８９】
１４０４ ＦＬＷが前進する。
【００９０】
１４０５ ＬＡＣが前進し、ＦＬＷが前進するように左フレームを伸張し、ＦＬＷとＲＬＷの距離は増加するが、ＲＬＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。ＦＬＷは車輪に組み込まれた電動機によって前進する可能性があるので、ＬＡＣの速度はＦＬＷに対して摺動が起こらないように設定される。速度は、車輪アクチュエータ相対速度アルゴリズムに従って設定されてよい。
【００９１】
１４０６ ＦＬＷが、たとえば、階段を上るかもしくは降りるために次の踏み段に達しているか、または、ＬＡＣがその最大伸張に達している。ＦＬＷに対する次の踏み段は、ＦＬＷが新たな障害物に達したことを検出することができる様々なセンサによって検出されてよい。
【００９２】
１４０７ １４０６の条件のいずれかが満たされるとＦＬＷは停止される。
【００９３】
１４０８ ＦＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【００９４】
１４０９ ＦＬＷがロックされる。
【００９５】
１４１０ ＲＬＷがロック解除される。
【００９６】
１４１１ ＲＬＷが前進する。
【００９７】
１４１２ ＬＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＬＷが前進するように左フレームを収縮し、ＲＬＷとＦＬＷの距離は減少するが、ＦＬＷと他の車輪はロック／制動状態のままである。
【００９８】
１４１３ ＲＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣが最小収縮長さに達している。
【００９９】
１４１４ １４１３の条件のいずれかが満たされるとＲＬＷが停止される。
【０１００】
１４１５ ＲＬＷが停止されるとＬＡＣが停止される。
【０１０１】
１４１６ ＲＬＷがロックされる。
【０１０２】
１４１７ ＦＲＷがロック解除される。
【０１０３】
１４１８ ＦＲＷが前進する。
【０１０４】
１４１９ ＲＡＣが前進し、ＦＲＷが前進するように右フレームを伸張して、ＦＲＷとＲＲＷの距離は増加するが、ＲＲＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１０５】
１４２０ ＦＲＷが、上るかもしくは降りるために次の踏み段に達しているか、または、ＲＡＣがその最大伸張に達している。
【０１０６】
１４２１ １４２０の条件のいずれかが満たされるとＦＲＷは停止される。
【０１０７】
１４２２ ＦＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１０８】
１４２３ ＦＲＷがロックされる。
【０１０９】
１４２４ ＲＲＷがロック解除される。
【０１１０】
１４２５ ＲＲＷが前進する。
【０１１１】
１４２６ ＲＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＲＷが前進するように右フレームを収縮し、ＲＲＷとＦＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷと他の車輪はロック／制動状態のままであるように。
【０１１２】
１４２７ ＲＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣが最小収縮長さに達している。
【０１１３】
１４２８ １４２７の条件のいずれかが満たされるとＲＲＷが停止される。
【０１１４】
１４２９ ＲＲＷが停止されるとＲＡＣが停止される。
【０１１５】
１４３０ ＲＲＷがロックされる。
【０１１６】
１４３１ 終了。すべての車輪が代わる代わる順に上ってしまっているが、上っていない車輪は制動される。車輪の数は、この原則から逸脱することなく、変わる場合があると解釈されるべきである。同時に上る車輪の数は変わる場合があり、同時に制動される車輪の数も変わる場合がある。
【０１１７】
方法１４００に対応する方法１６００が図２０に例示されているが、車輌は逆方向に移動し、すなわち、車輌を後退させ、階段を上る場合もあるが後方に降りる場合もある。
【０１１８】
１６０１ 開始位置。
【０１１９】
１６０２ すべての車輪がロックされる。
【０１２０】
１６０３ ＲＬＷがロック解除される。
【０１２１】
１６０４ ＲＬＷがステップ１４０４の走行方向とは逆方向に進む。
【０１２２】
１６０５ ＬＡＣが前進し、ＲＬＷが前進（逆方向に）するように左フレームを伸張し、ＲＬＷとＦＬＷの距離は増加するが、ＦＬＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１２３】
１６０６ ＲＬＷが、たとえば、上るかもしくは後方に降りるための次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣがその最大伸張に達している。
【０１２４】
１６０７ １６０６の条件のいずれかが満たされるとＲＬＷが停止される。
【０１２５】
１６０８ ＲＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１２６】
１６０９ ＲＬＷがロックされる。
【０１２７】
１６１０ ＦＬＷがロック解除される。
【０１２８】
１６１１ ＦＬＷが逆方向に進む。
【０１２９】
１６１２ ＬＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＦＬＷが逆方向に進むように左フレームを収縮し、ＦＬＷとＲＬＷの距離は減少するが、ＲＬＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１３０】
１６１３ ＦＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣが最小収縮長さに達している。
【０１３１】
１６１４ １６１３の条件のいずれかが満たされるとＦＬＷが停止される。
【０１３２】
１６１５ ＦＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１３３】
１６１６ ＦＬＷがロックされる。
【０１３４】
１６１７ ＲＲＷがロック解除される。
【０１３５】
１６１８ ＲＲＷが１４１８の走行方向とは逆方向に進む。
【０１３６】
１６１９ ＲＡＣは前進し、ＲＲＷが後退するように右フレームを伸張し、ＲＲＷとＦＲＷの距離は増加するが、ＦＲＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１３７】
１６２０ ＲＲＷが、上るかもしくは後方に降りるための次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣがその最大伸張に達している。
【０１３８】
１６２１ １６２０の条件のいずれかが満たされるとＲＲＷが停止される。
【０１３９】
１６２２ ＲＲＷが停止されるとＲＡＣが停止される。
【０１４０】
１６２３ ＲＲＷがロックされる。
【０１４１】
１６２４ ＦＲＷがロック解除される。
【０１４２】
１６２５ ＦＲＷが逆方向に進む。
【０１４３】
１６２６ ＲＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＦＲＷが逆方向に進むように収縮し、ＦＲＷとＲＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１４４】
１６２７ ＦＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣが最小収縮長さに達している。
【０１４５】
１６２８ １６２７の条件のいずれかが満たされるとＦＲＷが停止される。
【０１４６】
１６２９ ＦＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１４７】
１６３０ ＦＲＷがロックされる。
【０１４８】
１６３１ 終了。
【０１４９】
図２１の方法１８００は、２つの制動された車輪を有する場合を例示しているが、２つの車輪は同時に上り、以下のステップを備える。
【０１５０】
１８０１ 開始位置。
【０１５１】
１８０２ すべての車輪がロックされる。
【０１５２】
１８０３ ＦＬＷがロック解除される。
【０１５３】
１８０４ ＦＲＷがロック解除される。
【０１５４】
１８０５ ＦＬＷが前進する。
【０１５５】
１８０６ ＦＲＷがＦＬＷと同時に前進する。
【０１５６】
１８０７ ＬＡＣが前進し、ＦＬＷが前進するように左フレームを伸張し、ＦＬＷとＲＬＷの距離は増加するが、ＲＬＷおよびＲＲＷはロック／制動状態のままである。
【０１５７】
１８０８ ＲＡＣが前進し、ＦＲＷが前進するように右フレームを伸張し、ＦＲＷとＲＲＷの距離は増加するが、ＲＲＷおよびＲＬＷはロック／制動状態のままである。
【０１５８】
１８０９ ＦＬＷが、上るかもしくは後方に降りるための次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣがその最大伸張に達している。
【０１５９】
１８１０ ＦＲＷが、上るかもしくは降りるための次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣがその最大伸張に達している。
【０１６０】
１８１１ １８０９の条件のいずれかが満たされるとＦＬＷが停止される。
【０１６１】
１８１２ １８１０の条件のいずれかが満たされるとＦＲＷが停止される。
【０１６２】
１８１３ ＦＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１６３】
１８１４ ＦＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１６４】
１８１５ １８０９および１８１０の条件が満たれているかどうかをチェックする。
【０１６５】
１８１６ ＦＬＷがロックされる。
【０１６６】
１８１７ ＦＲＷがロックされる。
【０１６７】
１８１８ ＲＬＷがロック解除される。
【０１６８】
１８１９ ＲＲＷがロック解除される。
【０１６９】
１８２０ ＲＬＷが前進する。
【０１７０】
１８２１ ＲＲＷがＲＬＷと同時に前進する。
【０１７１】
１８２２ ＬＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＬＷが前進するように収縮し、ＲＬＷとＦＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷおよびＦＬＷの車輪はロック／制動状態のままである。
【０１７２】
１８２３ ＲＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＲＷが前進するように収縮し、ＲＲＷとＦＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷおよびＦＬＷの車輪はロック／制動状態のままである。
【０１７３】
１８２４ ＲＬＷが、上るかもしくは降りるための次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣがその最小収縮長さに達している。
【０１７４】
１８２５ ＲＲＷが、上るかもしくは降りるための次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣがその最小収縮長さに達している。
【０１７５】
１８２６ １８２４の条件のいずれかが満たされるとＲＬＷが停止される。
【０１７６】
１８２７ １８２５の条件のいずれかが満たされるとＲＲＷが停止される。
【０１７７】
１８２８ ＲＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１７８】
１８２９ ＲＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１７９】
１８３０ １８２４および１８２５の条件が満たれているかどうかをチェックする。
【０１８０】
１８３１ ＲＬＷがロックされる。
【０１８１】
１８３２ ＲＲＷがロックされる。
【０１８２】
１８３３ 終了。
【０１８３】
アクチュエータ最大アウト、アクチュエータ最大イン、および次の踏み段に対する車輪設定（次の踏み段に達して上り降りの準備ができていること）の諸条件を検知することによって、階段には踏み段が１つしかないか、または階段の最上部に達しているかを判断するための結論が引き出される。結論は、最初に前輪に対して引き出され、続いて後輪に対して引き出される。また、一連の過程では、踏み段の長さや踏み段の高さの違いはどうか、車輌が階段に対して斜め方向に上っているかどうか、または、階段がどの方向に曲がっているかといった、現在の踏み段の状況に合わせて車輌が調整される。
【０１８４】
１つ、２つ、または３つの車輪のロック、制動、駆動と、１つ、２つ、または３つの車輪による登坂との順序は、任意の順序であってもよく、また、踏み段ごとまたは階段ごとに変化してもよい。
【０１８５】
１つ、２つ、もしくは３つの車輪を制動解除／ロック解除された状態にする順序、または、これらの車輪を、任意の方向に登坂する車輪のいずれかに対して一定速度もしくは可変速度、またはこれらの速度と異なる速度もしくは同様の速度で駆動するために、１つ、２つ、または３つの車輪による登坂の順序は、任意の順序であってよく、さらに、踏み段ごとまたは階段ごとに変化してもよい。車輌の前進または後退の原理は階段を上り降りするときにも働くので、車輌の方向は、上り降りのいずれであってもよい。
【０１８６】
車輌１００は、図２２ａ〜ｆに見られる、車輌のペイロード中心２００１にペイロードを有する。ペイロード中心２００１は、実質的に車輌１００の重心（ｃｅｎｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ）に対応していてもよい。ペイロード中心２００１は、運転席に接続された点に対応していてもよい。ペイロード中心２００１の位置は、車輌の少なくとも１つの制動された車輪に対してシフトされてもよい（１２１４）。これは、車輪の残りの少なくとも１つが階段を横断するのと同時に車輪の少なくとも１つを制動する間に行われてもよい。
手順は図２２ａ〜ｆに例示されており、これについては以下でさらに詳しく説明する。ペイロード中心を制動された車輪に対してシフトし、かつ／またはペイロード中心を、階段を横断する車輪に対してシフトすることによって、ペイロード中心は車輪と独立に調整され、車輪によって生じる移動はペイロード中心点に直接的に変換されず、それによって、素早い移動や突然の移動を均一にし、かつ／または障害物を横断する間に最適なバランスが実現されるように重心（ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ ｃｅｎｔｅｒ）の位置を決めることができる。
【０１８７】
図２２ａは、後輪１０８（ＲＬＷ）、１１２（ＲＲＷ）が線２００２によって示される開始位置にあるのを上から見た車輌１００を示す。終了位置は、図２２ｆに線２０１２で示されており、車輌１００がある距離、たとえば、階段を横断したときである。図２２ｂでは、方法１２００、１４００、１６００、１８００に関して先に説明したように、左前輪１０７（ＦＬＷ）が、制動位置の状態にある他の車輪１１１（ＦＲＷ）、１０８（ＲＬＷ）、１１２（ＲＲＷ）に対して第１の距離２００３を横断している。図２２ｃでは、ペイロード中心２００１は、第１のペイロード中心距離２００４を図２２ｂにおける前の位置に対してシフトしている。また、車輪の位置は、図２２ｃでは、図２２ｂの前の位置に対して変わっていない。それゆえ、ペイロード中心２００１は、前述のように有利に車輪とは独立に位置決めされてよい。
【０１８８】
ペイロード中心は、図２２ａ〜ｆに例示されるように、車輪アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によってシフトされてよい。前述の方法１２００、１４００、１６００、１８００を参照すると、左輪間の距離を制御する左輪アクチュエータ（ＬＡＣ）は１２１または１２２に対応し、右輪間の距離を制御する右輪アクチュエータ（ＲＡＣ）は１２３または１２４に対応する。また、以下の記号が、図２３〜２４で、特に方法３０００、４０００に対して使用される。
【０１８９】
ＦＬＡＣ＝前方左アクチュエータ
ＦＲＡＣ＝前方右アクチュエータ
ＲＬＡＣ＝後方左アクチュエータ
ＲＲＡＣ＝後方右アクチュエータ
ペイロード中心は、車輌のフレームに接続された他のアクチュエータやペイロードの位置などの他の手段によってシフトされてよい。しかしながら、ペイロード中心２００１の移動を、車輪アクチュエータを介した車輪の横断移動と統合すると、車輌の連続的で流れるような動きと心地よい安全な動きとが提供される。また、コンパクトで軽い車輌１００が得られる。
【０１９０】
ペイロード中心２００１は、少なくとも１つの制動された車輪と階段を横断する少なくとも１つの車輪との間の距離の変化に応じてシフトされてよい（１２１５）。したがって、第１のペイロード中心距離の長さ２００４は、制動位置に留まる他の車輪１１１、１０８、１１２に対して左前輪１０７が移動した第１の横断距離２００３に依存している可能性がある。依存状態は、車輪に対するペイロード中心２００１の動きの速度と範囲を最適化するアルゴリズムに従って設定されてよい。この原理は、２個、３個、４個、５個、６個またはそれ以上の任意の車輪数を有する車輌に適用されうる。それゆえ、階段を横断する方法は、第１の横断移動において少なくとも１つの車輪で階段の第１の距離を横断するステップと、第１のペイロード中心移動の第１の距離に応じてかつ／またはこの距離のある比率でペイロード中心をシフトするステップとを備えていてもよい。比率は、車輪の各々が第１の距離だけ階段を横断したときペイロード中心２００１が車輪に対してその元の位置に戻っているように設定することが可能であり、これはペイロード中心位置を調整する車輪アクチュエータによってさらに可能である。これは図２２ｆに例示されており、ここでは、車輪に対するペイロード中心２００１の距離が、図２２ａの場合と同じである。また、これは、方法３０００、４０００を説明する図２３〜２４によって詳しく例示される。
【０１９１】
車輪１０７による図２２ｂの第１の横断移動と図２２ｃの第１のペイロード中心移動は、同時に実施されてもよい。したがって、第１の横断移動において登坂する車輪による距離のあらゆる増分に対して、車輪アクチュエータは、前述の増分の作用に従ってペイロード中心２００１の距離をリアルタイムでシフトすることになる。図２２ａ〜ｃは、明瞭さを期して、上記移動を別々に例示している。これは、効率のよい流れるような動きをもたらして、急激な発進や減速を排除する。第１の横断移動および第１のペイロード中心移動は、図２２ａ〜ｆに例示する方向と実質的に同じ方向であってもよい。方向は、他の構造の車輌１００では異なっていてもよい。
【０１９２】
第１の横断移動は、左右のフレームの少なくとも一方を伸縮することによって実施される。
図２２ｂでは、左フレーム１０２が伸張される。この場合の伸張は、前方左アクチュエータ１２１（ＦＬＡＣ）を伸張することによって実施され、それによって、ＦＬＷは距離２００３に達する。同時に、または順番に、ペイロード中心２００１と車輪の各々との距離は、第１のペイロード中心移動をもたらすために、関連する車輪アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって調整される。これは、図２２ｃに前方左アクチュエータ（ＦＬＡＣ）１２１として示されており、前方右アクチュエータ（ＦＲＡＣ）１２３は収縮してペイロード中心２００１を図の左側に引き寄せ、後方左アクチュエータ（ＲＬＡＣ）１２２および後方右アクチュエータ（ＲＲＡＣ）１２４は伸張してペイロード中心２００１を図の左側に押しやり、その間、車輪は制動されている。移動が同時に実施され、すなわち、ＦＬＷが前方に横断すると、ＦＬＡＣはその位置をリアルタイムで調整することになり、その間、他の車輪は制動され、したがって、ペイロード中心は距離２００４だけ前方に移動するが、ＦＬＷはその開始位置または制動された車輪に対して距離２００３だけ前方に横断する。図２２ｃは、車輪アクチュエータによって移動された距離がペイロード中心によって移動された距離２００４に対応することを示しているが、横断移動とペイロード中心移動について説明した原理から逸脱することなく、偏差が生じる可能性がある。
【０１９３】
図２２ｄ〜ｆでは、車輪の残りの横断移動と対応するペイロード中心移動との間の中間ステップが省かれており、２つの移動は一緒に例示されている。したがって、図２２ｄでは、ＲＬＷは第２の横断移動で第２の横断距離２００５だけ前方に横断しており、第２の横断距離２００５は、第１の横断距離２００３と異なっていても同じであってもよい。また、ペイロード中心２００１は、やはり、関連車輪アクチュエータを調整することによって、第２のペイロード中心距離２００６だけ前方に移動している。したがって、ＦＬＡＣとＦＲＡＣは収縮しており、ＲＲＡＣは伸張している。ＲＬＡＣはＲＬＷ、ＦＲＷ、ＦＬＷによる横断移動によって全体で収縮しており、ＲＲＷは制動されたままである。前述の方法で説明したように、異なる数の車輪が同時に横断してもよく制動されてもよい。
【０１９４】
したがって、階段を横断する方法は、第１の横断移動中に制動されている少なくとも１つの車輪によって第２の距離だけ第２の横断移動をするステップ１２１６と、第２のペイロード中心移動において第２の距離のほんの一部だけペイロード中心をシフトするステップ１２１７と、車輪が階段の所望の距離を横断し終わるまで第１および第２の横断移動をさらに繰り返すステップ１２１８とを備えていてもよい。これは、図２２ｆにおいて、開始位置２００２と終了位置２０１２との差２００７によって例示される。この例では、差２００７は、横断距離２００３、２００５、２００８、および２０１０と実質的に同じであってよい。
【０１９５】
図２２ｅに戻ると、ＦＲＷは前方に距離２００８を横断しているが、ペイロード中心は前方に距離２００９を移動されており、この距離はやはり、距離２００８に応じており、距離２００８のほんの一部でありうる。図２２ｆでは、ＲＲＷは前方に距離２０１０を横断しているが、ペイロード中心は前方に距離２０１１を移動されており、最終位置に達している。一連の動作は、障害物または階段を横断するまで繰り返されてよい。
【０１９６】
上記の例では、車輌は４つの車輪を備えており、これらは異なっていてもよく、第１の横断距離に対してペイロード中心によって移動される比率は、第１の距離の１／３であっても、第１の距離の１／４であってもよい。
【０１９７】
ペイロード中心２０１０の位置は、車輌の重心（ｃｅｎｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ）を調整するためのオフセット値（ＷＰシフト）でシフトされてよい（１２１９）。図２３〜２４および図２２ａ〜ｆに例示された方法３０００、４０００では、車輌に関して位置決めしてペイロードを心出しするためにアクチュエータ間に相互作用がある。方法３０００、４０００では、所望の重量ポイント（ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ）変位を得るために、ＷＰシフト、重量ポイント定数（Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ ｃｏｎｓｔａｎｔ）、またはオフセット値と呼ばれるサブルーチンがプロセスに加えられてもよい。
【０１９８】
図２３は、図２２ａ〜ｆで説明した原理に従って階段を横断する方法３０００を例示する。方法３０００は、図１９の方法１４００と図２０の方法１６００とに対するサブルーチンとして実施されてもよい。以下の略語が使用される。
【０１９９】
ＦＬＡＣ＝前方左アクチュエータ
ＦＲＡＣ＝前方右アクチュエータ
ＲＬＡＣ＝後方左アクチュエータ
ＲＲＡＣ＝後方右アクチュエータ
ＷＰシフト＝車輌内の所望重量ポイントシフト
ＩＤ＝増分距離
ＲＥＶ＝後退／収縮
ＧＯ=前進／伸張
【０２００】
３００１ 開始位置。
３００２ すべての車輪がロック／制動される。
３００３ ＦＬＷがロック解除される。
３００４ ＦＬＷが前進する。
３００５ ３０１９の条件が満たされるまでＦＬＡＣが伸張する。ＦＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＦＬＡＣがその最大伸張に達している。
３００６ ３０１９が満たされるまでＦＬＡＣは複数の増分距離だけ伸張する。
３００７ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
３００８ ＦＲＡＣが、増分距離３００６のほんの一部だけ、ここでは増分距離３００６の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト３０１０を考慮に入れる。
３００９ 増分距離３００６がステップ３００８に入力される。
３０１０ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０１１ ＲＬＡＣが、増分距離３００６のほんの一部だけ、ここでは増分距離３００６の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト３０１３を考慮に入れる。
３０１２ 増分距離３００６がステップ３０１１に入力される。
３０１３ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
３０１４ ＲＲＡＣが、増分距離３００６のほんの一部だけ、ここでは増分距離３００６の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト３０１６を考慮に入れる。
３０１５ 増分距離３００６がステップ３０１４に入力される。
３０１６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０１７ ＦＬＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
３０１８ ＦＬＡＣがその最大伸張に達している。
３０１９ ３０１７および３０１８の条件のいずれかが満たされる。
３０２０ ＦＬＷを停止する。
３０２１ ＦＬＷをロックする。
３０２２ ＲＬＷがロック解除される。
３０２３ ＲＬＷが前進する。
３０２４ ＦＬＡＣが、増分距離３０３１のほんの一部だけ、ここでは増分距離３０３１の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト３０２６を考慮に入れる。
３０２５ 増分距離３０３１がステップ３０２４に入力される。
３０２６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
３０２７ ＦＲＡＣが、増分距離３０３１のほんの一部だけ、ここでは増分距離３０３１の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト３０２９を考慮に入れる。
３０２８ 増分距離３０３１がステップ３０２７に入力される。
３０２９ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０３０ ３０３８の条件が満たされるまでＲＬＡＣが収縮する。ＲＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＬＡＣがその最小収縮に達している。
３０３１ ３０３８が満たされるまでＲＬＡＣは複数の増分距離だけ収縮する。
３０３２ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
３０３３ ＲＲＡＣが、増分距離３０３１のほんの一部だけ、ここでは増分距離３０３１の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト３０３５を考慮に入れる。
３０３４ 増分距離３０３１がステップ３０３３に入力される。
３０３５ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０３６ ＲＬＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
３０３７ ＲＬＡＣがその最小収縮に達している。
３０３８ ３０３６および３０３７の条件のいずれかが満たされる。
３０３９ ＲＬＷを停止する。
３０４０ ＲＬＷをロックする。
３０３１ 終了。
【０２０１】
図２４は、方法３０００に対応する、階段を横断する方法４０００を例示するが、左車輪対による移動を説明している。方法４０００は、図１９の方法１４００と図２０の方法１６００とに対するサブルーチンとして実施されてもよい。
【０２０２】
４００１ 開始位置。
４００２ すべての車輪がロック／制動される。
４００３ ＦＲＷがロック解除される。
４００４ ＦＲＷが前進する。
４００５ ＦＬＡＣが、増分距離４００９のほんの一部だけ、ここでは増分距離４００９の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト４００７を考慮に入れる。
４００６ 増分距離４００９がステップ４００５に入力される。
４００７ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
４００８ ４０１９の条件が満たされるまでＦＲＡＣが伸張する。ＦＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＦＲＡＣがその最大伸張に達している。
４００９ ４０１９が満たされるまでＦＲＡＣは複数の増分距離だけ伸張する。
４０１０ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
４０１１ ＲＬＡＣが、増分距離４００９のほんの一部だけ、ここでは増分距離４００９の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト４０１３を考慮に入れる。
４０１２ 増分距離４００９がステップ４０１１に入力される。
４０１３ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０１４ ＲＲＡＣが、増分距離４００９のほんの一部だけ、ここでは増分距離４００９の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト４０１６を考慮に入れる。
４０１５ 増分距離４００９がステップ４０１４に入力される。
４０１６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０１７ ＦＲＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
４０１８ ＦＲＡＣがその最大伸張に達している。
４０１９ ４０１７および４０１８の条件のいずれかが満たされる。
４０２０ ＦＲＷを停止する。
４０２１ ＦＲＷをロックする。
４０２２ ＲＲＷがロック解除される。
４０２３ ＲＲＷが前進する。
４０２４ ＦＬＡＣが、増分距離４０３４のほんの一部だけ、ここでは増分距離４０３４の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト４０２６を考慮に入れる。
４０２５ 増分距離４０３４がステップ４０２４に入力される。
４０２６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０２７ ＦＲＡＣが、増分距離４０３４のほんの一部だけ、ここでは増分距離４０３４の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト４０２９を考慮に入れる。
４０２８ 増分距離４０３４がステップ４０２７に入力される。
４０２９ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０３０ ＲＬＡＣが、増分距離４０３４のほんの一部だけ、ここでは増分距離４０３４の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト４０３２を考慮に入れる。
４０３１ 増分距離４０３４がステップ４０３０に入力される。
４０３２ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
４０３３ ４０３８の条件が満たされるまでＲＲＡＣが収縮する。ＲＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＲＡＣがその最小収縮に達している。
４０３４ ４０３８が満たされるまでＲＲＡＣは複数の増分距離だけ収縮する。
４０３５ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
４０３６ ＲＲＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
４０３７ ＲＲＡＣがその最小収縮に達している。
４０３８ ４０３６および４０３７の条件のいずれかが満たされる。
４０３９ ＲＲＷを停止する。
４０４０ ＲＲＷをロックする。
４０３１ 終了。
【０２０３】
図２５は、左右の車輪対が交互に動作して移動する場合の方法６０００を例示する。方法６０００は、後輪と前輪が一定のループで交互に上る様子を説明しているが、ある条件、すなわち、両前輪が階段の最上部に達しているかどうかが問われる。その条件が満たされると、ループは持続して、次の条件、すなわち、両後輪が階段の最上部に達しているかどうかが問われ、そこでループは終了する。
【０２０４】
６００１ 開始位置。
６００２ 右輪対が方法３０００に従って前進する。
６００３ 左輪対が方法４０００に従って前進する。
６００４ 条件；ＤＯＮＥ ＦＬ生成、すなわち、図２３の条件３０１９が満たされている。
６００５ 条件；ＤＯＮＥ ＦＲ生成、すなわち、図２４の条件４０１９が満たされている。
６００６ ６００４および６００５のいずれかが終了している。
６００７ ６００６においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６００８ ６００６においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６００９ 条件；ＤＯＮＥ ＦＬ生成、すなわち、図２３の条件３０１９が満たされている。
６０１０ 条件；ＤＯＮＥ ＦＲ生成、すなわち、図２４の条件４０１９が満たされている。
６０１１ ６００９および６０１０のいずれかが終了しているか再度チェックする。Ｎｏであれば６００２に戻る。Ｙｅｓであれば６０１８に進む。
６０１２ ６００６においてＹｅｓであれば、左輪対を移動する。
６０１３ ６００６においてＹｅｓであれば、右輪対を移動する。
６０１４ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０１５ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０１６ ６０１４および６０１５のいずれかが終了している。
６０１７ ６０１６においてＹｅｓであれば、終了する。
６０１８ ６０１６においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６０１９ ６０１６においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６０２０ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０２１ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０２２ ６０２０および６０２１のいずれかが終了している。
６０２３ ６０２２においてＹｅｓであれば、終了する。
６０２４ ６０２２においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６０２５ ６０２２においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６０２６ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０２７ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０２８ ６０２６および６０２７のいずれかが終了している。
６０２９ ６０２８においてＹｅｓであれば、終了する。
６０３０ ６０２８においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６０３１ ６０２８においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６０３２ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０３３ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０３４ ６０３２および６０３３のいずれかが終了している。
６０３５ ６０３４においてＹｅｓであれば、終了する。
６０３６ ６０３４においてＮｏであれば、６０２４に進む。
【０２０５】
当業者によって理解されるように、本発明は、デバイス、システム、または方法として具体化されてもよい。
【０２０６】
ここまで本発明を具体的な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、これまでの説明以外の実施形態も、本発明の範囲内で同様に可能である。これまでに説明したものとは異なる方法ステップが、本発明の範囲内で提供される可能性がある。本発明の種々の特徴およびステップが、ここに説明したもの以外の組み合わせで組み合わせられる可能性がある。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって制限される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に全地形対応車輌の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、平坦でない地形、特に階段における水平変動を補償する少なくとも１つの水平補償システムを有し、安定した乗り心地を維持する個人用車輌に関する。実施形態では、車輌は旋回する左右のフレームを備え、このフレームはオフセット車輪対を有する。
【背景技術】
【０００２】
平坦でない地形を横断する水平補償を有する多くの車輌が知られている。階段を上る車輌に関しては、種々の解決策が提案されている。たとえば、特許文献１には、２つの連続的に結合された車輪対を有する電動アームチェアが開示されている。水平位置を一方向に保つために軸を中心として座席を旋回させることができる。連続的に結合された多数の車輪は、階段を上るときは把持力が増加する可能性があるが、たとえば、階段で狭い通路を上るときは、大きくて扱いにくくなることは免れない。
【０００３】
先行技術車輌に関する課題は、車輌を安定させるための、特に大きな重量のペイロードによる、高重量である。これは、たとえば、利用可能な表面容量および積載量が制限されたエレベータで走行したいときは、このような車輌の実用的な用途が制限される。また、軽車輌では推進エネルギーが小さくて済み、これは望ましい長所である。
【０００４】
特許文献２には、階段で手動操縦する三輪を備える対向する１組の車輪アセンブリを有するスパインボードが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、車椅子フレームに関して旋回可能であるバランスアームに前方駆動輪を有する、階段を手動で乗り越える車椅子が開示されている。前方駆動輪は互いに偏位される。
【０００６】
特許文献４には、起伏の多い地形で使用されるレジャー用自動車が開示されている。前輪は、車輌用の比較的安定した姿勢と比較的大きい駆動牽引力とをもたらすように長手方向に偏位される。
【０００７】
先行技術に関するさらなる課題は、階段で走行するときでも乗り心地を滑らかに保つ水平補償がないことである。階段を上り降りするとき、各踏み段は、車輌の座席位置に垂直および水平方向に対応するジグザグまたはロッキング運動を生成する。また、このような地形において水平補償がなければ、牽引力が繰り返し失われるので、動力分配およびそれによるエネルギーの利用が非効率的になる。
【０００８】
さらに、先行技術に関する別の課題は、種々の地形に対する適応性がないことである。個人用車輌の利用者は、家庭環境や公共の環境において移動するときに、日常的に種々の障害物、たとえば、様々な踏み段寸法を有する階段に遭遇する場合がある。車輌が自宅の階段を横断するように最適化される場合、それが他の障害物には適していない場合がある。それゆえ、このような様々な障害物を安全かつ楽に横断するためには、車輌の適応能力の必要性が重要である。さもなければ、適応能力がないために各々が個々の地形に特別に適合された複数の車輌が必要になり、利用者は車輌を必ず乗り換えなければならないことになり、これは利用者にとって、助けを借りずには可能でない場合がある。自由度および独立性は、車輌ユーザに合わせて相応に改良されうる。
【０００９】
したがって、種々の大きさを有する障害物を安全かつ楽に乗り越える改良された車輌および／または方法は、有利であり、特にこのような様々な障害物を横断するための柔軟な解決を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】加国特許第２，２２７，９９５号明細書
【特許文献２】米国特許第７，６３１，３８０号明細書
【特許文献３】旧ソ連特許第１８３３１８２号明細書
【特許文献４】米国特許第３，８９３，５３３号明細書
【特許文献５】国際特許出願ＳＥ２００９／０５１２９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の実施形態は、好ましくは、添付の特許請求の範囲による車輌および方法を提供することによって、上記のような、１つまたは複数の技術的な欠陥、不利益、または課題を単独でまたは任意の組み合わせで軽減し、緩和し、または排除しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によると、複数の水平補償システムを有する車輌が提供され、車輌は、左フレーム、右フレーム、ベースプレートを有する車台と、左および右フレームをベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイントを備える第１の水平補償システムとを含み、それによって、左右のフレームは共通輪転軸を中心として互いに対して回転可能である。左右のフレームは、輪転軸に垂直な方向に延びる。車輌はさらに、左前輪および左後輪を備える左輪対と、右前輪および右後輪を備える右輪対とを含み、左前輪および左後輪は左回転軸を有し、左フレームの反対端に取り付けられており、右前輪および右後輪は右回転軸を有し、上記右フレームの反対端に取り付けられている。上記左輪対および右輪対は互いに少なくとも１つのオフセットを有するように、左輪対の左回転軸から上記輪転軸までの少なくとも１つの第１の軸方向距離は、右輪対の右回転軸から輪転軸までの少なくとも１つの第２の軸方向距離と異なる。
【００１３】
本発明の第２の態様によると、第１の態様による車輌で階段を横断する方法が提供され、階段は階段角度で第１の方向に横断する複数の踏み段を有し、階段は上記第１の方向に平行でかつ踏み段端部に垂直な傾斜軸を有し、車輌は座席基礎に隣接する頂点を有し、左輪対および右輪対は左右のフレームに接続された車輪を有し、左右のフレームは互いに対して回転可能であり、方法は、踏み段寸法に基づいて上記車輌の少なくとも１つの車輪の車輪オフセットを調整するステップと、左右のフレームの交互輪転運動を備える第１の水平補償システムの第１の水平補償を適用することによって、横断中に上記傾斜軸に沿って上記頂点を維持するステップとを備える。
【００１４】
ピボットジョイントとは、三次元空間においてジョイントの２つの部分を互いに独立に回転または転向させることができるカップリングまたはユニオンである。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態は、従属請求項において規定され、本発明の第２の態様の特徴は第１の態様の準用に関する。
【００１６】
本明細書で使用される用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、明記された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を含めるために採用されるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはこれらの群の存在または追加を除外するものではないことは強調されるべきである。
【００１７】
本発明の実施形態が実現しうる上記およびその他の態様、特徴、および利点は、添付図を参照した本発明の実施形態についての以下の説明から、明らかであり、また明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２】図１の車輌の左から見た概略側面図である。
【図３】図２の概略詳細図である。
【図４】図１の車輌の正面図に対応する図３の詳細を左から見た側面図である。
【図５ａ】図１の車輌の概略詳細図である。
【図５ｂ】図１の車輌の概略詳細図である。
【図５ｃ】図１の車輌の概略詳細図である。
【図６】図５ｂの詳細図から見た側面図である。
【図７】図５ｃの詳細図の正面図である。
【図８ａ】横断地形（ｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｅｓ）の構成における図１の車輌の概略詳細図である。
【図８ｂ】横断地形の構成における図１の車輌の概略詳細図である。
【図８ｃ】横断地形の構成における図１の車輌の概略詳細図である。
【図９】ある実施形態による図１の車輌の左から見た概略詳細図である。
【図１０】図９の左から見た側面図である。
【図１１】図９および１０の詳細の概略上面図である。
【図１２】図１の車輌の左から見た概略詳細図である。
【図１３】傾斜面に対する車輌質量中心を示す図１３の概略図である。
【図１４】傾斜面に対する異なる荷重の車輌質量中心を示す図１３の概略図である。
【図１５ａ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｂ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｃ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｄ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｅ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｆ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｇ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｈ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｉ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１５ｊ】階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１６ａ】別の実施形態に従って階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１６ｂ】別の実施形態に従って階段を横断するときの図１の車輌の側面および背面図である。
【図１７ａ】ある実施形態による図１の車輌の概略詳細図を示す。
【図１７ｂ】ある実施形態による図１の車輌の概略詳細図を示す。
【図１８】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図１９】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２０】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２１】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２２ａ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｂ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｃ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｄ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｅ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２２ｆ】本発明のある実施形態による車輌の概略上面図である。
【図２３】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２４】ある実施形態による方法を例示する図である。
【図２５】ある実施形態による方法を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の具体的な実施形態を、ここで添付図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なった形で具体化される可能性があり、本明細書に記述された実施形態に限定されるものと解釈されるべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密かつ完全であるように提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝えようとするものである。添付図に例示された実施形態の詳細説明で使用される専門用語は、本発明を制限することを意図するものではない。図面では、同様の番号は同様の要素を指す。
【００２０】
以下の説明は、人や物品などの荷を運ぶ、地形を横断する車輌に適用される本発明の実施形態に重点を置いている。しかしながら、本発明はこの用途に限定されるものではなく、様々な地形の輸送表面にわたる円滑かつ均一な移動を必要とする他の多くの輸送用途にも適用される可能性があることは理解されよう。
【００２１】
図１には、本発明のある実施形態による車輌１００が上面図で示される。車輌は、左フレーム１０２、右フレーム１０３、およびベースプレート１０４を有する車台１０１を備える。車輌１００は、左右のフレーム１０２および１０３を旋回可能にベースプレート１０４に接続するためにベースプレート１０４のいずれかの側にピボットジョイントを有する第１の水平補償システムを含む（図２および３も参照）。それによって、左右のフレーム１０２および１０３は、ベースプレート１０４を通って延びる共通輪転軸１０６を中心として互いに対して回転可能である。左フレーム１０２は時計回りに（ＣＷ）回転するが、右フレーム１０３は反時計回りに（ＣＣＷ）回転する。左右のフレーム１０２および１０３は、輪転軸１０６に実質的に垂直な方向に延びる。車輪１００は、前部左側（ＬＦ）車輪１０７と後部左側（ＬＲ）車輪１０８を備える左輪対を有し、ＬＦ車輪１０７およびＬＲ車輪１０８はそれぞれ左回転軸１０９および１１０を有する。ＬＦ車輪１０７およびＬＲ車輪１０８は、左フレーム１０２の反対端領域に回転可能に取り付けられる。同様に、車輌１００は、前部右側（ＲＦ）車輪１１１と後部右側（ＲＲ）車輪１１２を含む右輪対を有し、ＲＦ車輪１１１およびＲＲ車輪１１２はそれぞれ右回転軸１１３および１１４を有する。ＲＦ車輪１１１およびＲＲ車輪１１２は、右フレーム１０３の反対端領域に回転可能に取り付けられる。
【００２２】
左輪対の左回転軸１０９、１１０から輪転軸１０６までの少なくとも１つの第１の軸方向距離１１５、１１６は、右輪対の右回転軸１１３、１１４から輪転軸１０６までの少なくとも１つの第２の軸方向距離１１７、１１８と異なる。したがって、少なくとも１つの第２の軸方向距離１１７、１１８よりも長いかまたは短い少なくとも１つの第１の軸方向距離１１５、１１６を有することによって、左右の車輪対は互いに対して少なくとも１つのオフセット１１９、１２０を有する。図１では、最も前寄りの第１の軸方向距離１１５は、最も前寄りの第２の軸方向距離１１７よりも長く、それによって、ＬＦ車輪１０７はＲＦ車輪１１１に対して左オフセット１１９を有する。さらに、最も後寄りの第１の軸方向距離１１６は、最も後寄りの第２の軸方向距離１１８よりも短く、それによって、ＲＲ車輪１１４はＬＲ車輪１０８に対して右オフセット１２０を有する。オフセット１１９、１２０は互いに異なっていてもよく、車輪１０７、１０８、１１１、および１１２のいずれも、互いに対してオフセットを有していてもよい。
【００２３】
オフセット１１９、１２０は実質的に左右のフレーム１０２および１０３の伸張方向にあり、これは車輌１００が平面上を走行して垂直な踏み段に近づくとき、最も前寄りの車輪、すなわち、オフセット１１９を有するＬＦ車輪１０７がＬＲ車輪１１１の前の垂直踏み段に近づくように、実質的に車輌１００の走行方向にある。オフセット１１９、１２０を有することによって、表面は車輪１０７、１０８、１１１、または１１２のいずれかを垂直方向に変位させる穴、パイル（ｐｉｌｅｓ）、または踏み段などの凹凸を含んでいる場合があるので、車輌の輸送表面と車輪全体が接する可能性が増大する。たとえば、ＬＦ車輪１０７が垂直踏み段などの凹凸に近づくと、たとえば、把持力を緩めることによって、最初は変位した状態になる。しかしながら、表面接触は旋回分割フレーム（ｐｉｖｏｔｉｎｇ ｓｐｌｉｔ ｆｒａｍｅ）のおかげで維持される。オフセット１１３を背後に伴うＲＦ車輪１１１はまだ踏み段に近づいておらず、踏み段の前では平坦な輸送表面と完全な接触および把持力を維持している。実効牽引力の総量はそれによって増加し、踏み段の垂直方向に変位しない車輪の実効把持力は、最も前寄りの車輪を踏み段に押し上げるのに十分である場合がある。続いて、最も前寄りの車輪１０７は、障害物を横断するにつれて、把持力および牽引力を取り戻してＲＦ車輪１１１を牽引することができ、すなわち、踏み段に近づいてこの踏み段に対して変位した状態になる。それによって、車輪接触の量は、このような障害物をオフセット車輪によって横断するたびに増加される。同時に、エネルギー消費量が抑制される。
【００２４】
左右のフレーム１０２、１０３の旋回動作は、任意のオフセット車輪１０７、１０８、１１１、および１１２の垂直変位を補償するために、左右のフレーム１０２、１０３の回転を交互に行うことによって前述のオフセット構造と相互に作用する。この補償は、車輌１００の第１の水平補償システムの第１の水平補償と解釈されるべきである。
図２は、右フレーム１０３が左フレーム１０２に対して時計回りに回転されるときの車輌１００の細部を選択的に示す、図１の車輌１００の左から見た側面図である。車輌１００の逆方向への駆動は、図２の車輌が右に移動するとき、たとえば、輸送表面における穴などの凹凸部を下るときに対応する。前述のオフセット１２０を有する最も後寄りの車輪、ＲＲ車輪１１２が穴に近づき、それによって、右フレーム１０３が時計回りに旋回し、ＲＲ車輪１１２を下り坂の下寄りの接触面に近づけることができる。ＲＲ車輪１１２の表面接触の損失は、回避されないまでも最小化されるが、水平左フレーム１０２は、ＬＦおよびＬＲ車輪１０７、１０８を備える左輪対を輸送表面と接触した状態に保って把持力および牽引力を最大にすることができる。階段を上るときの旋回する左右フレーム１０２、１０３の水平補償と車輌１００の車輪対のオフセット構造との相互作用を示すさらなる例を、図１５ａ〜ｊに関連付けて説明する。
【００２５】
左回転軸１０９と１１０の距離は、右回転軸１１３と１１４の距離と同じであってもよい。したがって、前方第１の軸方向距離１１５は後方第２の軸方向距離１１８と同じであってもよく、後方第１の軸方向距離１１６は前方第２の軸方向距離１１７と同じであってもよい。前方オフセット１１９は、この場合、実質的に後方オフセット１２０に等しい。対称オフセット構造は、階段などの対称表面地形（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）を横断するときに、高い安定性と滑らかな乗り心地を提供する可能性がある。
【００２６】
車輪１００は、ＬＦ車輪１０７をＲＦ車輪１１１に対して、および／またはＲＦ車輪１１１をＬＦ車輪１０７に対して、および／またはＬＲ車輪１０８をＲＲ車輪１１２に対して、および／またはＲＲ車輪１１２をＬＲ車輪１０８に対して変位させるように配置された、少なくとも１つの車輪移動ユニット１２１、１２２、１２３、および１２４を備えていてもよい。図４の実施形態では、４つの車輪移動ユニット１２１、１２２、１２３、および１２４が示されている。左または右の車輪対を相互に関連して変位させる車輪移動ユニットは１つあれば十分である場合がある。ＲＦ車輪１１１およびＲＲ車輪１１２の少なくとも一方に対してＬＦ車輪１０７およびＬＲ車輪１０８の少なくとも一方を変位させることにより、オフセット１１９、１２０は、輸送表面の地形を適合させるように調整されてもよい。２つの一続きの踏み段など、２つの異なる一続きの障害物を横断する場合、踏み段寸法が互いに異なると、大きい踏み段寸法を有する一続きの階段には大きいオフセットがより適している可能性があり、同様に、小さい踏み段には小さいオフセットがより適している可能性がある。
【００２７】
車輌１００は、オフセット値を提供するように適合されたフレーム制御ユニット１２５を備えていてもよく、車輪移動ユニットは、左フレームアクチュエータ１２１、１２２および右フレームアクチュエータ１２３、１２４を備える。左右のフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４は、フレーム制御ユニット１２５に動作可能に接続される。左フレームアクチュエータ１２１、１２２は、左輪対の車輪１０７、１０８の互いに対する変位によって、第１の軸方向距離１１５、１１６の少なくとも一方を調整するように配置される。同様に、右フレームアクチュエータ１２３、１２４は、右輪対の車輪１１１、１１２の互いに対する変位によって、第２の軸方向距離１１７、１１８の少なくとも一方を調整するように配置される。変位は、オフセット１１９、１２０を提供するためにフレーム制御ユニット１２５によって提供されたオフセット値に基づく。フレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４は、車輌の走行方向にオフセット１１９、１２０を提供するために、左右のフレーム１０２、１０３の伸張方向で寸法が伸縮しうる線形アクチュエータ要素であってよい。
【００２８】
線形アクチュエータ要素は、油圧操作、電気的操作、および機械的操作、またはこれらの任意の組み合わせに基づいていてよい。制御ユニット１２５は、フレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４とやり取りし、輸送表面の現在の地形に適合することが望まれる車輪１０７、１０８、１１１、１１２のオフセット１１９、１２０に応じて、オフセット値を提供する。
【００２９】
図８ａ〜ｃは、左右のフレーム１０２、１０３の種々の構成を示す。
図８ａは、車輪１０７、１０８、１１１、１１２のオフセットのない車輌１００を示す。この例の構成は、車輌オフセットから恩恵を受けない特定の表面での輸送に適している場合がある。
図８ｂでは、左フレームアクチュエータ１２１および右フレームアクチュエータ１２４が収縮され、それによって、第１の軸方向距離１１５および第２の軸方向距離１１８は、長さが減少している。
図８ｃでは、左フレームアクチュエータ１２２および右フレームアクチュエータ１２３が伸張され、それによって、第１の軸方向距離１２２および第２の軸方向距離１２３は、長さが伸張している。他のオフセット構造は、本開示を読めば、当業者には容易に明らかであるだろう。
【００３０】
フレーム制御ユニット１２５によってフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、および１２４に提供されるオフセット値は、車輌ユーザによって規定された複数の所定値に従って設定されてもよい。たとえば、車輌ユーザは、フレーム制御ユニット１２５内で８０ｍｍおよび１６０ｍｍのオフセット値を規定してもよい。フレーム制御ユニット１２５は、これらの値を、前方オフセット１１９または後方オフセット１２０（たとえば、８０ｍｍまたは１６０ｍｍの例において）が設定されるように、車輪１０７、１０８、１１１、および１１２の少なくとも１つを変位させるフレームアクチュエータに送る。これは、ユーザが、１日の間に繰り返し遭遇する多くの表面、たとえば、種々の大きさの階段や窪みのある田舎道を横断することができるので有利である。表面は、これら種々の表面に近づくときに、ユーザが予め設定し、その後素早く選択しうる、種々の最適化されたオフセット１１９、１２０の設定値を有していてもよい。
【００３１】
一部の実施形態では、車輌１００は、フレーム制御ユニット１２５に動作可能に接続された輸送表面検出ユニット１２６と、フレーム制御ユニット１２５に動作可能に接続されたデータメモリ１３７とを備える。輸送表面検出ユニット１２６は、車輌輸送表面の地形情報をフレーム制御ユニット１２５に提供する。フレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４に送られたオフセット値は、この地形情報に基づく。地形情報は、輸送表面の寸法データ要素を備え、データメモリ１３７に記憶されてもよい。たとえば、検出ユニット１２６は、車輌１００の前方の輸送表面から２００ｍｍ上方の垂直端部を検出し、これがメモリ１３７に記憶されうる場合は、この寸法データをフレーム制御ユニット１２５に戻してもよい。検出ユニット１２６が種々の寸法の複数の端部を検出する場合に備えて、メモリ１３７には複数の寸法データ要素が記憶されてもよい。フレーム制御ユニットは、地形寸法に適したオフセット１１９、１２０を設定するために寸法データをオフセット値に変換する予め記憶されたアルゴリズムまたは参照テーブルに従って、この寸法データに基づいて適切なオフセット値を計算してもよい。車輌ユーザが入力せずに済み、かつオフセット値を事前に選択せずに済むように、表面検出ユニット１２６は、地形データを自動的に提供してもよい。
【００３２】
表面検出ユニット１２６は、通信リンク１２７を介して寸法データ要素を受信するように適合されたレシーバを備えていてもよく、通信リンク１２７は無線通信リンクであってもよい。寸法データは、たとえば、階段などの障害物の近くに位置するトランスミッタ１２８に接続された地形メモリ１２９に記憶されてもよい。地形メモリ１２９は、車輌ユーザが近づく現在の階段の寸法データを予め記憶してもよく、トランスミッタ１２８は、その後、情報を、通信リンク１２７を介して車輌１００の表面検出ユニット１２６内のレシーバに伝送してもよい。この後、階段の寸法に応じて適切なオフセット１１９、１２０を設定することができ、この設定は、地形を新たに解析しなくても行うことができる。
【００３３】
リンク１２７を介した通信は、ＲＦＩＤ（無線自動識別）、ブルートゥース、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＩＦＩ、赤外線、もしくは音波通信、または無線通信を考慮したその他の技法など、電磁通信に基づいていてもよい。したがって、輸送表面検出ユニット１２６は、光学センサ、および／または写真センサ、および／またはＲＦＩＤセンサなどの電磁センサ、および／または音響センサなどのセンサを備えていてもよい。また、輸送表面検出ユニット１２６は、光トポグラフィ・スキャナ・ユニット、レーダユニット、または、踏み段寸法など、たとえば階段の寸法を測定しうるレーザ測定ユニットなどの距離測定ユニットを備えていてもよい。地形を測定する他の技法が、寸法データをフレーム制御１２５に提供するために採用されてもよい。車輌１００は、現在の座標における地形に関する情報を受信するＧＰＳユニット（図示せず）を有し、それに応じてオフセット１１９、１２０を調整してもよい。車輌１００は、車輪の運動と車輌の左右のフレームとに基づいて地形情報を記憶するように適合された地形記録装置（図示せず）を備えていてもよい。たとえば、車輌ユーザは、階段などの障害物を強行突破してもよく、踏み段の寸法が地形記録装置によって記録され、それによって、同じ階段を次回横断する必要があるとき、オフセット１１９、１２０は、記録情報に記録された寸法データに従って最適化される。
【００３４】
図１７ａ〜ｂは、オフセット１１９、１２０を調整しうる別の実施形態を示す。左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方は、少なくとも１つのロックユニット１１０３、１１０４と、左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方とベースプレート１０４との間に摺動運動をもたらすように配置された少なくとも１つの摺動可能部材１１０１、１１０２とを備える。それによって、ＬＦ車輪およびＬＲ車輪の少なくとも一方は、ＲＦ車輪およびＲＲ車輪の少なくとも一方に対して変位されてよい。少なくとも１つのロックユニット１１０３、１１０４は、ベースプレート１０４に対して左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方の位置を固定するように配置される。こうして、ロックユニット１１０３、１１０４によって左右のフレーム１０２、１０３をロック解除することによってオフセット１１９、１２０を容易に調整し、たとえば、左輪１０７、１０８にブレーキをかけ、右輪１１１、１１２をたとえば８０ｍｍだけ前進させることができ、かくして、車輪は、オフセット１１９、１２０が８０ｍｍに変更されるような車輪移動ユニットとして使用される。この後、左右のフレーム１０２、１０３が摺動部材１１０１、１１０２によって摺動することなく相互に対して再び固定されるように、ロックユニット１１０３、１１０４は、左右のフレーム１０２、１０３をロックする。また、左右のフレーム１０２、１０３が同じ８０ｍｍのオフセットを提供するためにロック解除されると、左輪１０７、１０８は４０ｍｍだけ後退し、右輪は４０ｍｍだけ前進してもよい。相互に対する、かつベースプレート１０４に対する左右のフレーム１０２、１０３の運動が、摺動可能部材１１０１、１１０２によって可能である。
【００３５】
図１７ｂから分かるように、各車輪は、ロックユニット１１０３、１１０４を有していてもよい。この場合、左右のフレーム１０２、１０３がフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４を有する場合のように、左右のフレーム１０２、１０３は、各々が相互に対して移動されうる前部と後部を有する。所望のオフセット１１９が得られた後にフレームをロックユニットによって再びロックするように、たとえば、ＲＦ車輪１１１のみが右フレーム１０３の前部をロック解除することによって偏位され、他の車輪にブレーキをかけ、ＲＦ車輪１１１で前進してもよい。
【００３６】
摺動可能部材１１０１、１１０２は、左右のフレーム１０２、１０３とベースプレート１０４の相対運動に関係なく共通輪転軸１０６が維持されるように配置されることが好ましい。
【００３７】
車輌１００の第１の水平補償システムは、輪転軸１０６を中心として左右のフレーム１０２および１０３が回転すると、同じ輪転軸１０６を中心としてベースプレートの輪転運動が抑制されるように配置されたベースプレート水平化ユニット１３２を備えていてもよい。ベースプレート１０４は、運転席を車輌１００に取り付けるための基部として使用されてよい。たとえば、左右のフレーム１０２、１０３のＣＷおよびＣＣＷ輪転運動を交互に生じる階段その他の地形を横断するときにベースプレート１０４の動きを抑制すると、より安定した滑らかな乗り心地が得られる。また、水平化ユニット１３２は、輪転軸１０６を中心としたベースプレート１０４の制御不能な回転を防止する構造支持体としての機能を持たせることによって、ベースプレート１０４を安定化する働きをする。
【００３８】
図１、３、および４から分かるように、ベースプレート水平化ユニット１３２は、左右のフレーム１０２、１０３の間の中心距離２０１、２０５（図４参照）で、中心ピボットジョイント２０６によってベースプレート１０４に旋回可能に接続された基部リンク機構１３０を備えていてもよい。その結果、基部リンク機構１３０は、輪転軸１０６に垂直なピボット軸１３１を中心としてベースプレート１０４に対して回転可能である（図１参照）。図３の左から見た図を示す図４では、基部リンク機構１３０の端部は、ピボットジョイント２０７によって左フレーム１０２に旋回可能に接続され、同様に、ピボットジョイント２０８によって右フレーム１０３に旋回可能に接続される。ピボットジョイント２０６、２０７、および２０８は、基部リンク機構１３０を三次元で旋回させうる球面軸受であってもよい。基部リンク機構１３０は、ピボット軸１３１に垂直な方向に基部リンク機構１３０が並進運動可能なように、中心ピボットジョイント２０６によって自由に摺動してもよい。中心ピボットジョイント２０６の球面軸受は、この場合、基部リンク機構１３０を収容するための中心を通る穴を有していてもよい。
【００３９】
図３には、図１の車輌１００の左から見た側面図が示されており、ここには、ベースプレート１０４、左右のフレーム１０２、１０３、および基部リンク機構１３０の細部が示される。輪転軸１０６を中心として左右のフレーム１０２、１０３が回転すると、右フレーム１０３は左フレーム１０２に対して第１の角度変位２０２を有することになり、ベースプレート１０４は、左右のフレーム１０２、１０３の一方に対して第２の角度変位２０３を有することになる。左右のフレーム１０２、１０３の間の、ピボットジョイント２０６によるベースプレート１０４への基部リンク機構１３０の接続位置に起因して、第２の角度変位２０３は、第１の角度変位２０２よりも小さい。
【００４０】
図４を参照すると、距離２０１と２０５が等しければ、ベースプレート１０４の第２の角度変位２０３は、第１の角度変位２０２の実質的に半分になる。したがって、ベースプレート１０４は左右のフレーム１０２、１０３に比べて半分しか変位されず、同時に基部リンク機構１３０によって安定化されることになる。輪転軸１０６を中心とする左右のフレーム１０２、１０３の回転角を大きくするために、基部リンク機構１３０は、輪転軸１０６に近接していてもよい。
【００４１】
ベースプレート水平化ユニットは、ベースプレート１０４の運動を安定化し抑制する他の手段を備えていてもよい。左右のフレーム１０２、１０３の回転が、ばねまたは弾性ポリマーなどの弾性部材（図示せず）を延ばしたり緩めたりする間にベースプレートが左右のフレーム１０２、１０３の変位角の半分に保たれるように、基部リンク機構１３０と同様の構成でベースプレート１０４を左右のフレーム１０２、１０３と接続するために、弾性部材が使用されてもよい。また、基部リンク機構１３０は、左右のフレーム１０２、１０３の間の輪転角を大きくすることができる弾性部または伸張可能部を備えていてもよい。
【００４２】
図１５ａ〜ｊは、一連の動作で階段５０１を横断するときの車輌１００を側面図および背面図で示す。図１５ａおよび図１５ｂは、同じ位置の車輌１００を示しており、残る１５ｃ〜ｊについても同様である。図１５ａを参照すると、階段は複数の踏み段５０２を有しており、これは車輌１００が横断する階段角度５０４での階段５０１の第１の方向５０３を規定する。階段５０１は、第１の方向５０５に平行で踏み段端部５０６に垂直である傾斜軸５０５を有する。踏み段端部５０６は、各踏み段５０２の端部５０６を通過する実質的に水平線として解釈されるべきである。傾斜軸５０５は、階段５０１に対して空間に固定される基準軸である。
【００４３】
車輌１００は、座席基礎２０４に隣接した頂点５０７を有し、左右の車輪対は、左右のフレーム１０２、１０３に接続された車輪１０７、１０８、１１１、１１２を有する。頂点５０７の位置は車輌１００に対して固定される。左右のフレーム１０２、１０３は、前述のように、回転軸１０６を中心として互いに対して回転可能である。図１５ａに破線で示した車輪輪郭５１０は、右フレーム１０３がＣＣＷ方向に回転する前のオフセット１１９を明瞭にするためにある。
【００４４】
階段５０１を横断するとき、車輌１００の少なくとも１つの車輪の車輪オフセット１１９、１２０は、踏み段寸法５０８、５０９に基づいて調整される。車輌は、それぞれ様々な数の車輪を備える右左の車輪クラスタを有していてもよい。クラスタは、各図に示されるような１対の車輪であってもよい。図１８は、踏み段寸法に基づいて上記車輌の少なくとも１つの車輪の車輪オフセットを調整するステップ１２０１を備える方法１２００を示す。図１５ａ〜ｊでは、ＲＦ車輪１１１のオフセット１１９は、ＲＲ車輪１１２のオフセット１２０に実質的に等しい。続いて、図１５ａ〜ｊは、第１の方向５０３に走行する車輌１００を示す。頂点５０７は、第１の水平補償システムの第１の水平補償が左右のフレーム１０２、１０３の交互輪転運動によって適用されるとき、横断中に傾斜軸５０５に沿って維持される。図１８は、上記横断中に上記傾斜軸に沿って上記頂点を維持するこのステップ１２０２を備える方法を示す。これは、登坂の動きに初期の非対称性が存在しない図１５ｅ〜ｊに関して特に示されている。図１５ａ〜ｄでは、前輪１０７および１１１が第１の踏み段を乗り越え、それによって頂点５０７が傾斜軸５０５から変位する。この変位は、以下でさらに説明するように、第２の水平補償システムの水平補償を適用することによって訂正されてもよい。
【００４５】
座席基礎２０４は、頂点５０７の移動をより明瞭に示すために、図１５ｆ、１５ｈ、および１５ｊには示されていない。
【００４６】
図１５ｅは、右輪対の右の最も前寄りの車輪、ＲＦ車輪１１１で中間踏み段７０１をある程度乗り越えているところを示す。ＲＦ車輪１１１は、ＬＦ車輪１０７に対してオフセット１１９を有する。ＲＦ車輪１１１が中間踏み段７０１をある程度乗り越えると、右フレーム１０３はＣＣＷ方向に回転する。頂点５０７は傾斜軸５０５にある。オフセット１１９、１２０によって、車輪１０７、１０８、１１２は、表面が完全に接触し、踏み段５０２への次の移動に対して十分な牽引力を提供する。
【００４７】
一連の動作の次の移動は図１５ｇに表示されており、この図では、中間踏み段７０１をＬＦ車輪１０７である程度乗り越えており、それによって左フレーム１０２がＣＣＷ方向に回転するところを示している。同時に、最も前寄りの車輪１１１は、中間踏み段７０１を完全に乗り越えており、右輪対のＲＲ車輪１１２は、中間踏み段７０１下方の下踏み段７０２をある程度乗り越えており、それによって、右フレーム１０３はＣＷ方向に回転する。移動では、車輪１１１が完全な表面接触および牽引力を回復するが、ＬＦ車輪１０７はこれらを解放する。頂点５０７は傾斜軸５０５で維持される。
【００４８】
図１５ｉは、最も前寄りの車輪１１１で中間踏み段７０１上方の上踏み段７０３をある程度乗り越えているところを示し、それによって、ＬＦ車輪１０７は中間踏み段７０１を完全に乗り越え、把持力を回復している。右フレーム１０３がＣＣＷ方向に回転すると、左フレーム１０２はＣＷ方向に回転する。同時に、ＲＲ車輪１１２は下踏み段７０２を完全に乗り越え、左輪対の左の最も後寄りの車輪、ＬＲ車輪１０８は、下踏み段７０２をある程度乗り越えている。オフセット１２０を持たせることによって、ＬＲの最も後寄りの車輪１０８の表面接触が緩むとＲＲ車輪１１２が完全な表面接触および牽引力を回復し、ＬＦ車輪１０７およびＲＦ車輪１１１についても同様である。頂点５０７は、傾斜軸５０５になお維持されており、車輌１００が後続の踏み段５０２を横断するとき、支持体９０１と軸５０５とが一定角度５１２をなしてこの軸に維持され続けることになる。その結果、図１５ｅ、１５ｇ、および１５ｊの座席基礎２０４は、頂点５０７または支持体９０１に対して固定角５１１を有する場合、軸５０５に対して一定角度に保たれる可能性がある。それゆえ、座席基礎２０４の位置を変えることなく、階段５０１の円滑かつ安全な上りを実現することが可能である。これは第１の水平補償システムの水平補償によるもので、左右のフレーム１０２、１０３は、オフセット車輪１０７、１０８、１１１、１１２による踏み段５０２との交互接触に従って交互に旋回し、基部リンク機構１２０は、左右のフレーム１０２、１０３のＣＷ方向およびＣＣＷ方向回転の対称性によってベースプレート１０４を一定角度に保つ。
【００４９】
階段５０１は一定寸法５０８、５０９の踏み段を有する。座席基礎２０４は、この場合、
図１５ｅ〜ｊから分かるように、支持体９０１によってベースプレート１０４に対して固定角度５１１であってよい。支持体９０１またはベースプレート１０４と傾斜軸５０５との角度５１２は、図１５ｅ〜ｊの登坂において実質的に一定に保たれるので、座席基礎２０４も、同じ傾斜軸５０５に対して実質的に一定角度に保たれることになる。変動する地形では座席基礎２０４の角度が変化する可能性があり、これは第２の水平補償システムによって補正されてもよく、ここで、座席基礎２０４は、さらに以下で説明するように、空間で変位される可能性のある旋回可能な支持体１３３を有する。他の一定寸法を有する別の階段５０８、５０９の場合、オフセット１１９、１２０は、座席基礎の一定角度が登坂または下坂中に再現されるように、フレーム制御ユニット１２５およびフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって調整されてもよい。
【００５０】
車輌１００は、車輌１００の使用時に座席基礎２０４の水平面を維持するために、空間の座席基礎２０４の向きに合わせて配置された第２の水平補償システムを備えていてもよい。これは、輸送表面が非常に粗いときでも、滑らかな乗り心地を提供する。
【００５１】
第２の水平補償システムの詳細を示す、図１の車輌の左からの側面図である図６を参照すると、第２の水平補償システムは、ある実施形態では、それぞれ、上下の支持体ピボットジョイント３０４および３０５を介してベースプレート１０４と座席基礎２０４を接続する旋回可能な支持体１３３を備える。特許文献５（その全体が本明細書に組み込まれる）で開示された水平補償ユニットなど、座席基礎２０４の水平面を提供する代替手段が採用されてもよい。旋回可能な支持体１３３を有する利点は、水平補償構成が比較的コンパクトであること、使用部品が比較的少ないこと、および制御が比較的迅速であることである。
【００５２】
図５ａ〜ｃは、図１における車輌１００の詳細を示す。第２の水平補償システムは、水平化情報を支持体制御ユニット１３４に提供するように適合される水平検出ユニット１３６に接続された支持体制御ユニット１３４を備えていてもよい。第２の水平補償システムは、支持体制御ユニット１３４に接続され、水平化情報に従って旋回可能な支持体１３３を変位させるように配置された、少なくとも１つの支持体アクチュエータ１３５、３０１をさらに備える。
図５ｂ〜ｃは、座席基礎２０４のそれぞれ左上および左下位置への変位を示す。
図６は、図５ｂの左からの側面図であり、垂直面からの角度３０６での変位を示す。
図７は、図５ｃの前方または図６の左からの図であり、垂直面からの角度３０７での変位を示す。したがって、座席基礎が所望位置に移動されうるように、支持体１３３は地形の傾斜の変動を補償するためにいかなる方向にも変位される可能性がある。荷重を支持するとき、たとえば、人が座席基礎にいるとき、車輌の重心は、車輌１００がいずれかの方向に倒れることを回避するために適宜に調整されうる。たとえば、支持体１３３は、後方に倒れるのを回避するために、階段を上るときは走行方向で前方に傾けられるのがよい。
【００５３】
水平面に対する座席基礎の角度３０８および３０９は、後述の実施形態に従って制御されてよい。
【００５４】
水平検出ユニット１３６は、ジャイロスコープや傾斜計などのレベル変動、たとえば、勾配角、仰角、または傾斜角を検出しうる任意のユニットであってよい。図１によると、水平検出ユニット１３６は、通信リンク１３８を介して表面検出ユニット１２６から情報を受け取ってもよい。寸法情報、たとえば、階段５０１の寸法などの輸送表面の地形に関する情報は、階段５０１を上り始める前に、支持体１３３の角度３０６、３０７を自動的に調整ために適宜に使用されてよい。同様に、車輌の現在の傾斜に関する情報は、通信リンク１３８を介して水平検出ユニット１３６から表面検出ユニット１２６に送られてもよい。オフセット１１９、１２０は、現在の傾斜に適合するように、フレーム制御ユニット１２５とフレームアクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４とによって適宜に調整されてもよい。たとえば、急勾配の地形の場合、最も前寄りの車輪と最も後寄りの車輪との距離が増加され、それによって、重心が臨界範囲内に維持されて車輌１００が倒れないように、オフセット１１９、１２０が増加されてもよい。
【００５５】
現在の実施形態では、車輌１００は、変位された第１および第２のジョイント３０２、３０３においてベースプレート１０４に旋回可能に取り付けられた第１および第２の支持体アクチュエータ１３５、３０１を備える（図５ｂ参照）。支持体アクチュエータ１３５、３０１は、さらに、第３のジョイント３０４において旋回可能な支持体に旋回可能に取り付けられる（図５ｂおよび図６参照）。ベースプレート１０４は、第１および第２のジョイント３０２、３０３と第３のジョイント３０４との間で適切な距離が得られるように、後方に延びる。第１の支持体アクチュエータ１３５の旋回可能な支持体１３３の付着点から第２の支持体アクチュエータ３０１の旋回可能な支持体１３３の付着点までの距離が可能な限り小さくなるように、第３のジョイント３０４は、第１および第２の支持体アクチュエータ１３５、３０１に対する共通ジョイントであってもよい。これによって、第１および第２の支持体アクチュエータ１３５、３０１によって第３のジョイント３０４の付着店に作用する運動量が最小になり、より耐久性のある構造物が得られる。座席基礎２０４のペイロードは、旋回可能な支持体１３３によって支えられることが好ましい。
【００５６】
図６は、図１の左側から見た車輌１００の細部の実施形態を示す。図７は、図６の左から見た同じ実施形態を示す。
【００５７】
座席基礎２０４は、座席アクチュエータ３０５に接続されてもよい。図６および図７に示すように、座席アクチュエータ３０５は、通信リンク３１０によって水平検出ユニット１３６に接続され、座席基礎２０４の水平面を維持するために水平化情報に従って座席基礎２０４を変位させるように配置される。図６および７では、座席基礎は、それぞれ、角度３０８および３０９で回転される。座席アクチュエータ３０５は、油圧式、および／または電気式、および／または機械式であってもよく、座席基礎２０４または旋回可能な支持体１３３に固定されてもよい。上支持体ピボットジョイント３０４は、座席基礎２０４を任意の方向に移動できてもよい。
【００５８】
図９は、図１の左側から見た車輌１００の細部の実施形態を示す。
図１０は、図９の左から見た同じ実施形態を示す。
【００５９】
第２の水平補償システムは、旋回可能な支持体１３３のいずれかの側で座席基礎２０４とベースプレート１０４に旋回可能に接続された横支柱９０２、９０３を備えていてもよい。横支柱９０２、９０３は、上支柱ピボットジョイント９０４、９０５によって座席基礎２０４に旋回可能に接続され、下支柱ピボットジョイント９０６、９０７によってベースプレート１０４に旋回可能に接続される。
【００６０】
図１１は、ベースプレート１０４に対して変位されるような座席基礎２０４を示す図９または１０の上面図である。上支柱ピボットジョイント９０４、９０５と上支持体ピボットジョイント３０４は、座席基礎において変位された三角配置９１０、９１１で配置される。同様に、下支柱ピボットジョイント９０６、９０７と下支持体ピボットジョイント３０５は、ベースプレート１０４において変位９０８、９８９で変位された三角配置で配置される。図９および図１０から分かるように、座席基礎２０４は、旋回可能な支持体１３３が垂直軸９１２に対して変位されるとき、横支柱９０２、９０３によって同じ高さの水平面に保たれる。横支柱９０２、９０３の長さと支柱ピボットジョイント９０４、９０５、９０６、９０７の変位９０８、９０９、９１０、９１１とによって、座席基礎２０４は、車輌１００を側面から見た、横支柱９０２、９０３を有する旋回可能な支持体１３３の移動の略図を示す図１２から分かるように、弓形の経路１００１を横切って水平面内を移動する。
図１２に示す実施形態では、水平面に対する座席基礎２０４の角度は、横支柱９０２、９０３の幾何学的形状に起因して経路１００１の左端位置および右端位置で変化する。
【００６１】
横支柱９０２、９０３は、座席基礎２０４を安定化し、支柱長さ、座席基礎２０４の所望の移動経路１００１を提供するための支柱ピボットジョイント９０４、９０５、９０６、９０７の配置、旋回可能な支持体１３３によって変位されたときに座席基礎２０４に許容される角変位の範囲などの幾何学的特性を変更することによって構成されうる。三角配置９１０、９１１は、三次元空間において弓形経路１００１を横切って旋回可能な支持体１３３の移動中に、座席基礎２０４に対して安定性、水平補償、および支持体をもたらすことで特に有利である可能性があり、それによって、球表面上の移動経路１００１を基本的に説明することができる。
【００６２】
経路１００１が実質的に弓形になるように横支柱９０２、９０３を構成することによって、全質量中心の位置が容易に調整されうる。
図１３および１４は、車輌質量中心１００３、乗車者質量中心１００５を示し、これらは全質量中心１００２をもたらす。横支柱９０２、９０３の幾何学的形状によって、現在の実施形態では、全質量中心からの垂直軸が車輪間の中心位置１００６に置かれる。これによって、車輌１００の傾きとは関係なく、車輪のすべてに重量が均等に分布するようになり、把持力、牽引力、および安全性が改善される。図１３および１４は、全質量中心１００２の種々の位置を示す。たとえば、図１３では、乗車者の重量が車輌１００の重量の実質的に半分であってもよく、図１４では、乗車者の重量が車輌１００の重量の実質的に２倍であってもよい。
【００６３】
旋回可能な支持体１３３は、そのペイロードとともに座席基礎２０４の荷重を受けるが、横支柱９０２、９０３は荷重から解放されて、上記に従って移動経路と座席基礎２０４の角度とを制御する働きをする。
【００６４】
階段５０１を横断する車輌１００を示す図１５ａ〜ｄに戻ると、車輌１００を左右に傾けて第１の踏み段を乗り越えるとき、上り初めに座席基礎２０４を所望の姿勢に保つために、図１８の方法ステップ１２０３にも示される、第２の水平補償システムの第２の水平補償が適用される。
図１５ｂでは、水平検出ユニット１３６は、車輌が左に傾いていることを検出してもよく、旋回可能な支持体１３３は、座席基礎２０４が水平面に保たれるように傾斜角を補正するために、支持体アクチュエータ１３５、３０５によって変位されてもよい。追加的または代替的に、座席アクチュエータ３０５および／または横支柱９０２、９０３は、水平面が維持されるように座席基礎２０４を傾ける。それに対応して、図１５ｄでは、車輌が右に傾き、支持体アクチュエータ１３５および３０１および／または座席アクチュエータ３０５が座席基礎２０４のレベルを補正してもよい。図１５ｂおよび１５ｄでは、座席基礎２０４のレベルの主な補正は、支持体アクチュエータ１３５、３０１を変位させずに、座席アクチュエータ３０５で座席基礎角３０８、３０９を調整することによって行われる。
図１５ｃ〜ｄと同じ姿勢の車輌１００を示す図１６ａ〜ｂには、横支柱９０２、９０３を備える実施形態が示される。ここでは、支持体アクチュエータ１３５、３０１は、旋回可能な支持体１３３が垂直線に一致するようにこれを変位させる。同時に、横支柱９０２、９０３は、座席基礎２０４を、おそらく実質的に水平面である、所望の角度に保つ。
【００６５】
支持体アクチュエータ１３５および３０５、および／または座席アクチュエータ３０５は、特定の不均一が容認される場合に揺れの所定の閾値（たとえば、水平検出ユニット１３６によって計算された）にロックされてもよい。これらのアクチュエータは動作を必要としないので、ロックすることでエネルギーが節約される。しかしながら、横支柱は受動的な機械的水平補償であることから、元来、省エネ型である。
【００６６】
さらに、支持体アクチュエータ１３５および３０５は、重心を前方に移動させて車輌１００の安定性を改善し、それによって車輌ユーザの安全性を向上させるために、ピボット支持体１３３を前進方向に変位させてもよい。
【００６７】
図１５ａおよび１５ｃでは、支持体アクチュエータ１３５および３０５、座席アクチュエータ３０５、および横支柱９０２、９０３は、それぞれが示されていない。
【００６８】
図１５ｅ〜ｊは、対称な一連の踏み段を横断するときに座席基礎２０４を一定の角度に保つための第１の水平補償システムの十分な水平補償を示すために、固定支持体９０１で座席基礎２０４をベースプレート１０４と結合する場合の車輌１００の実施形態を示す。対称とは、一定の寸法を有する踏み段であって、かつ一連の踏み段の最初の踏み段または最後の踏み段の初期の乗り越えが終了している踏み段と解釈されるべきである。さらに、座席角度は、様々な寸法を有する一連の踏み段に対しても実質的に一定の角度に保たれる可能性がある。この場合、オフセット１１９、１２０は、車輌１００の地形メモリ１２９およびデータメモリ１３７の寸法データに従って、たとえば、手動調整または自動調整によって、登坂中に調整されてもよい。
【００６９】
支持体アクチュエータ１３５、３０１は、図１５ｅ〜ｊに示されていないが、重心位置を補正するために旋回可能な支持体１３３とともに使用されてもよい。
【００７０】
図１の実施形態では、車輌１００は４つの車輪を有する。車輌１００の車輪の数は、４つより少なくても多くてもよい。
【００７１】
車輪１０７、１０８、１１１、および１１２の各々には、電動機が組み込まれていてもよい。こうすることで、構造が小型になり、四輪駆動では各車輪に対する優れた牽引力が約束される。車輪１０７、１０８、１１１、および１１２は、輸送表面に対する把持力を強化するためのリブ付きタイヤを有していてもよい。階段端部は階段を横断する車輌のトルク伝達および推進力に対して良好な嵌合面を備えるので、リブ付きタイヤは、階段を上るときに特に有利である可能性がある。
【００７２】
各種実施形態では、車輪径は、踏み段高さ５０９と少なくとも同程度であることが好ましい。車輪の直径は、１０〜５０ｃｍの範囲にあってよい。
【００７３】
階段５０１を車輌１００で横断するいくつかの方法を以下で説明する。すべての方法は、どんな種類の階段、あるいは様々な僻地の地形など、どんな障害物にも適用される可能性がある。
【００７４】
図１８の方法ステップの要約（そのステップ１２００は、必ずしも順番に実施されず、互いに依存しない場合があり、すなわち、ステップ１２００の選択だけが行われてもよい）と、図１９、２０、２１、２３、２４、２５の流れ図と、図２２ａ〜ｆの車輌構成の例示とを参照する。
【００７５】
車輪オフセット１１９、１２０は、階段５０１を横断するときに連続的に調整されてよい（１２０４）。連続的な適合によって、滑らかな乗り心地が得られる。
【００７６】
上記の車輪オフセットを調整するステップは、左輪対、または複数の車輪を有する車輌１００の場合の車輪クラスタの車輪１０７、１０８間の距離を調整するステップと、および／または右輪クラスタの車輪１１１、１１２間の距離を調整するステップとを備えていてよい。
【００７７】
車輪の少なくとも１つは、車輌１００の車輪の残りの少なくとも１つが階段を横断するのと同時に制動されてよい（１２０５）。制動された車輪は、登坂する車輪が階段を横断するときに把持力および安定性の増加をもたらす。少なくとも１つの制動された車輪と階段を横断する少なくとも１つの車輪との距離が調整され（１２０６）、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される。
【００７８】
車輪の残りの少なくとも１つが階段を横断するのと同時に３つの車輪が制動されてよい。あるいは、上記車輪の残りの少なくとも１つが上記階段を横断するのと同時に２つの車輪が制動される。制動は、車輪が回転しないようにこれをロックすることであると解釈されてよい。少なくとも１つの車輪で障害物を同時に上る間に、任意数の車輪がロックされてよい。
【００７９】
車輪間の距離は車輪アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって調整されてよい。図１を参照した例では、車輪１０７、１０８、１１１は、これらそれぞれの軸方向距離１１５、１１６、１１７で制動されて、不変であり、車輪１１２は、フレームアクチュエータ１２４が軸方向距離１１８を増加または減少させるのと同時に回転する。さらなる例を、後述し図１９に示す方法１４００によって説明する。
【００８０】
車輪間の距離を調整するステップは、車輪の各々に対する関連アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって個々の位置で各車輪を位置決めするステップ（１２０７）を備えていてよい。最適な把持力および牽引力はこの時に提供されるが、横断された表面の凹凸を一様にすることによって、以下でさらに説明するように快適な乗り心地が約束される。
【００８１】
左右のフレーム１０２、１０３の少なくとも一方は、車輪アクチュエータによって伸縮されてもよく（１２０８）、それによって、左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または右輪クラスタの車輪間の距離を調整する。左右のフレーム１０２、１０３は、それによって、様々な状態に調整されて車輪を独立に移動することができる。
【００８２】
車輪は種々の速度で駆動することができ（１２０９）、それによって、左フレームを伸縮させることによって左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または右フレームを伸縮させることによって右輪クラスタの車輪間の距離を調整する。これは、たとえば、図１７ａ〜ｂに示すタイプの車輪が進む車輌の長手方向の摺動運動を可能にする左右のフレームによって実現されてもよい。車輪は、摺動運動によってフレームを伸縮させるために交互に制動されてもよい。この原則の追加として、または代案として、車輪アクチュエータが採用されてよい。
【００８３】
車輪の少なくとも１つが階段を横断するのと同時に、車輪の残りの少なくとも１つの制動が、車輪が階段で所望の距離を横断し終わるまで全車輪に対して交互に作用されてもよい（１２１０）。交互作用を実施するステップは、車輪の残りの少なくとも１つが階段の第１の距離を横断し終わるまで、車輪の少なくとも１つを第１の位置で制動するステップを備えていてもよく（１２１１）、第１の位置にある少なくとも１つの車輪が第１の位置から階段の第２の距離を横断し終わるまで、第１の距離を横断し終わった少なくとも１つの車輪を第２の位置で制動するステップを備えていてもよい（１２１２）。その結果、効果的な登坂または下坂は、最適な把持力を有している間に実現される。
【００８４】
前述の交互作用中に、少なくとも１つの制動された車輪と階段を横断する少なくとも１つの車輪との距離が前述の方法および手段に従って調整され（１２１３）、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される。
【００８５】
図１９は、車輌１００が階段を前進する方法１４００を示す。車輌は、階段を上るときにも降りるときにも前進することができる。以下の略語が使用される。
【００８６】
ＦＬＷ＝前左輪
ＲＬＷ＝後左輪
ＦＲＷ＝前右輪
ＲＲＷ＝後右輪
ＬＡＣ＝左輪間の距離を制御する左輪アクチュエータ
ＲＡＣ＝右輪間の距離を制御する右輪アクチュエータ
ＲＥＶ＝後退／収縮
ＧＯ＝前進／伸張
方法は以下のステップを備える。
【００８７】
１４０１ 開始
１４０２ 全車輪がロックされる。
【００８８】
１４０３ ＦＬＷがロック解除される。
【００８９】
１４０４ ＦＬＷが前進する。
【００９０】
１４０５ ＬＡＣが前進し、ＦＬＷが前進するように左フレームを伸張し、ＦＬＷとＲＬＷの距離は増加するが、ＲＬＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。ＦＬＷは車輪に組み込まれた電動機によって前進する可能性があるので、ＬＡＣの速度はＦＬＷに対して摺動が起こらないように設定される。速度は、車輪アクチュエータ相対速度アルゴリズムに従って設定されてよい。
【００９１】
１４０６ ＦＬＷが、たとえば、階段を上るかもしくは降りるために次の踏み段に達しているか、または、ＬＡＣがその最大伸張に達している。ＦＬＷに対する次の踏み段は、ＦＬＷが新たな障害物に達したことを検出することができる様々なセンサによって検出されてよい。
【００９２】
１４０７ １４０６の条件のいずれかが満たされるとＦＬＷは停止される。
【００９３】
１４０８ ＦＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【００９４】
１４０９ ＦＬＷがロックされる。
【００９５】
１４１０ ＲＬＷがロック解除される。
【００９６】
１４１１ ＲＬＷが前進する。
【００９７】
１４１２ ＬＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＬＷが前進するように左フレームを収縮し、ＲＬＷとＦＬＷの距離は減少するが、ＦＬＷと他の車輪はロック／制動状態のままである。
【００９８】
１４１３ ＲＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣが最小収縮長さに達している。
【００９９】
１４１４ １４１３の条件のいずれかが満たされるとＲＬＷが停止される。
【０１００】
１４１５ ＲＬＷが停止されるとＬＡＣが停止される。
【０１０１】
１４１６ ＲＬＷがロックされる。
【０１０２】
１４１７ ＦＲＷがロック解除される。
【０１０３】
１４１８ ＦＲＷが前進する。
【０１０４】
１４１９ ＲＡＣが前進し、ＦＲＷが前進するように右フレームを伸張して、ＦＲＷとＲＲＷの距離は増加するが、ＲＲＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１０５】
１４２０ ＦＲＷが、上るかもしくは降りるために次の踏み段に達しているか、または、ＲＡＣがその最大伸張に達している。
【０１０６】
１４２１ １４２０の条件のいずれかが満たされるとＦＲＷは停止される。
【０１０７】
１４２２ ＦＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１０８】
１４２３ ＦＲＷがロックされる。
【０１０９】
１４２４ ＲＲＷがロック解除される。
【０１１０】
１４２５ ＲＲＷが前進する。
【０１１１】
１４２６ ＲＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＲＷが前進するように右フレームを収縮し、ＲＲＷとＦＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷと他の車輪はロック／制動状態のままであるように。
【０１１２】
１４２７ ＲＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣが最小収縮長さに達している。
【０１１３】
１４２８ １４２７の条件のいずれかが満たされるとＲＲＷが停止される。
【０１１４】
１４２９ ＲＲＷが停止されるとＲＡＣが停止される。
【０１１５】
１４３０ ＲＲＷがロックされる。
【０１１６】
１４３１ 終了。すべての車輪が代わる代わる順に上ってしまっているが、上っていない車輪は制動される。車輪の数は、この原則から逸脱することなく、変わる場合があると解釈されるべきである。同時に上る車輪の数は変わる場合があり、同時に制動される車輪の数も変わる場合がある。
【０１１７】
方法１４００に対応する方法１６００が図２０に例示されているが、車輌は逆方向に移動し、すなわち、車輌を後退させ、階段を上る場合もあるが後方に降りる場合もある。
【０１１８】
１６０１ 開始位置。
【０１１９】
１６０２ すべての車輪がロックされる。
【０１２０】
１６０３ ＲＬＷがロック解除される。
【０１２１】
１６０４ ＲＬＷがステップ１４０４の走行方向とは逆方向に進む。
【０１２２】
１６０５ ＬＡＣが前進し、ＲＬＷが前進（逆方向に）するように左フレームを伸張し、ＲＬＷとＦＬＷの距離は増加するが、ＦＬＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１２３】
１６０６ ＲＬＷが、たとえば、上るかもしくは後方に降りるための次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣがその最大伸張に達している。
【０１２４】
１６０７ １６０６の条件のいずれかが満たされるとＲＬＷが停止される。
【０１２５】
１６０８ ＲＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１２６】
１６０９ ＲＬＷがロックされる。
【０１２７】
１６１０ ＦＬＷがロック解除される。
【０１２８】
１６１１ ＦＬＷが逆方向に進む。
【０１２９】
１６１２ ＬＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＦＬＷが逆方向に進むように左フレームを収縮し、ＦＬＷとＲＬＷの距離は減少するが、ＲＬＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１３０】
１６１３ ＦＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣが最小収縮長さに達している。
【０１３１】
１６１４ １６１３の条件のいずれかが満たされるとＦＬＷが停止される。
【０１３２】
１６１５ ＦＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１３３】
１６１６ ＦＬＷがロックされる。
【０１３４】
１６１７ ＲＲＷがロック解除される。
【０１３５】
１６１８ ＲＲＷが１４１８の走行方向とは逆方向に進む。
【０１３６】
１６１９ ＲＡＣは前進し、ＲＲＷが後退するように右フレームを伸張し、ＲＲＷとＦＲＷの距離は増加するが、ＦＲＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１３７】
１６２０ ＲＲＷが、上るかもしくは後方に降りるための次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣがその最大伸張に達している。
【０１３８】
１６２１ １６２０の条件のいずれかが満たされるとＲＲＷが停止される。
【０１３９】
１６２２ ＲＲＷが停止されるとＲＡＣが停止される。
【０１４０】
１６２３ ＲＲＷがロックされる。
【０１４１】
１６２４ ＦＲＷがロック解除される。
【０１４２】
１６２５ ＦＲＷが逆方向に進む。
【０１４３】
１６２６ ＲＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＦＲＷが逆方向に進むように収縮し、ＦＲＷとＲＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷおよび他の車輪はロック／制動状態のままである。
【０１４４】
１６２７ ＦＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣが最小収縮長さに達している。
【０１４５】
１６２８ １６２７の条件のいずれかが満たされるとＦＲＷが停止される。
【０１４６】
１６２９ ＦＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１４７】
１６３０ ＦＲＷがロックされる。
【０１４８】
１６３１ 終了。
【０１４９】
図２１の方法１８００は、２つの制動された車輪を有する場合を例示しているが、２つの車輪は同時に上り、以下のステップを備える。
【０１５０】
１８０１ 開始位置。
【０１５１】
１８０２ すべての車輪がロックされる。
【０１５２】
１８０３ ＦＬＷがロック解除される。
【０１５３】
１８０４ ＦＲＷがロック解除される。
【０１５４】
１８０５ ＦＬＷが前進する。
【０１５５】
１８０６ ＦＲＷがＦＬＷと同時に前進する。
【０１５６】
１８０７ ＬＡＣが前進し、ＦＬＷが前進するように左フレームを伸張し、ＦＬＷとＲＬＷの距離は増加するが、ＲＬＷおよびＲＲＷはロック／制動状態のままである。
【０１５７】
１８０８ ＲＡＣが前進し、ＦＲＷが前進するように右フレームを伸張し、ＦＲＷとＲＲＷの距離は増加するが、ＲＲＷおよびＲＬＷはロック／制動状態のままである。
【０１５８】
１８０９ ＦＬＷが、上るかもしくは後方に降りるための次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣがその最大伸張に達している。
【０１５９】
１８１０ ＦＲＷが、上るかもしくは降りるための次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣがその最大伸張に達している。
【０１６０】
１８１１ １８０９の条件のいずれかが満たされるとＦＬＷが停止される。
【０１６１】
１８１２ １８１０の条件のいずれかが満たされるとＦＲＷが停止される。
【０１６２】
１８１３ ＦＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１６３】
１８１４ ＦＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１６４】
１８１５ １８０９および１８１０の条件が満たれているかどうかをチェックする。
【０１６５】
１８１６ ＦＬＷがロックされる。
【０１６６】
１８１７ ＦＲＷがロックされる。
【０１６７】
１８１８ ＲＬＷがロック解除される。
【０１６８】
１８１９ ＲＲＷがロック解除される。
【０１６９】
１８２０ ＲＬＷが前進する。
【０１７０】
１８２１ ＲＲＷがＲＬＷと同時に前進する。
【０１７１】
１８２２ ＬＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＬＷが前進するように収縮し、ＲＬＷとＦＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷおよびＦＬＷの車輪はロック／制動状態のままである。
【０１７２】
１８２３ ＲＡＣが逆転されて後退し、それによって、ＲＲＷが前進するように収縮し、ＲＲＷとＦＲＷの距離は減少するが、ＦＲＷおよびＦＬＷの車輪はロック／制動状態のままである。
【０１７３】
１８２４ ＲＬＷが、上るかもしくは降りるための次の踏み段に達しているか、またはＬＡＣがその最小収縮長さに達している。
【０１７４】
１８２５ ＲＲＷが、上るかもしくは降りるための次の踏み段に達しているか、またはＲＡＣがその最小収縮長さに達している。
【０１７５】
１８２６ １８２４の条件のいずれかが満たされるとＲＬＷが停止される。
【０１７６】
１８２７ １８２５の条件のいずれかが満たされるとＲＲＷが停止される。
【０１７７】
１８２８ ＲＬＷが停止されるとＬＡＣは停止される。
【０１７８】
１８２９ ＲＲＷが停止されるとＲＡＣは停止される。
【０１７９】
１８３０ １８２４および１８２５の条件が満たれているかどうかをチェックする。
【０１８０】
１８３１ ＲＬＷがロックされる。
【０１８１】
１８３２ ＲＲＷがロックされる。
【０１８２】
１８３３ 終了。
【０１８３】
アクチュエータ最大アウト、アクチュエータ最大イン、および次の踏み段に対する車輪設定（次の踏み段に達して上り降りの準備ができていること）の諸条件を検知することによって、階段には踏み段が１つしかないか、または階段の最上部に達しているかを判断するための結論が引き出される。結論は、最初に前輪に対して引き出され、続いて後輪に対して引き出される。また、一連の過程では、踏み段の長さや踏み段の高さの違いはどうか、車輌が階段に対して斜め方向に上っているかどうか、または、階段がどの方向に曲がっているかといった、現在の踏み段の状況に合わせて車輌が調整される。
【０１８４】
１つ、２つ、または３つの車輪のロック、制動、駆動と、１つ、２つ、または３つの車輪による登坂との順序は、任意の順序であってもよく、また、踏み段ごとまたは階段ごとに変化してもよい。
【０１８５】
１つ、２つ、もしくは３つの車輪を制動解除／ロック解除された状態にする順序、または、これらの車輪を、任意の方向に登坂する車輪のいずれかに対して一定速度もしくは可変速度、またはこれらの速度と異なる速度もしくは同様の速度で駆動するために、１つ、２つ、または３つの車輪による登坂の順序は、任意の順序であってよく、さらに、踏み段ごとまたは階段ごとに変化してもよい。車輌の前進または後退の原理は階段を上り降りするときにも働くので、車輌の方向は、上り降りのいずれであってもよい。
【０１８６】
車輌１００は、図２２ａ〜ｆに見られる、車輌のペイロード中心２００１にペイロードを有する。ペイロード中心２００１は、実質的に車輌１００の重心（ｃｅｎｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ）に対応していてもよい。ペイロード中心２００１は、運転席に接続された点に対応していてもよい。ペイロード中心２００１の位置は、車輌の少なくとも１つの制動された車輪に対してシフトされてもよい（１２１４）。これは、車輪の残りの少なくとも１つが階段を横断するのと同時に車輪の少なくとも１つを制動する間に行われてもよい。
手順は図２２ａ〜ｆに例示されており、これについては以下でさらに詳しく説明する。ペイロード中心を制動された車輪に対してシフトし、かつ／またはペイロード中心を、階段を横断する車輪に対してシフトすることによって、ペイロード中心は車輪と独立に調整され、車輪によって生じる移動はペイロード中心点に直接的に変換されず、それによって、素早い移動や突然の移動を均一にし、かつ／または障害物を横断する間に最適なバランスが実現されるように重心（ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ ｃｅｎｔｅｒ）の位置を決めることができる。
【０１８７】
図２２ａは、後輪１０８（ＲＬＷ）、１１２（ＲＲＷ）が線２００２によって示される開始位置にあるのを上から見た車輌１００を示す。終了位置は、図２２ｆに線２０１２で示されており、車輌１００がある距離、たとえば、階段を横断したときである。図２２ｂでは、方法１２００、１４００、１６００、１８００に関して先に説明したように、左前輪１０７（ＦＬＷ）が、制動位置の状態にある他の車輪１１１（ＦＲＷ）、１０８（ＲＬＷ）、１１２（ＲＲＷ）に対して第１の距離２００３を横断している。図２２ｃでは、ペイロード中心２００１は、第１のペイロード中心距離２００４を図２２ｂにおける前の位置に対してシフトしている。また、車輪の位置は、図２２ｃでは、図２２ｂの前の位置に対して変わっていない。それゆえ、ペイロード中心２００１は、前述のように有利に車輪とは独立に位置決めされてよい。
【０１８８】
ペイロード中心は、図２２ａ〜ｆに例示されるように、車輪アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によってシフトされてよい。前述の方法１２００、１４００、１６００、１８００を参照すると、左輪間の距離を制御する左輪アクチュエータ（ＬＡＣ）は１２１または１２２に対応し、右輪間の距離を制御する右輪アクチュエータ（ＲＡＣ）は１２３または１２４に対応する。また、以下の記号が、図２３〜２４で、特に方法３０００、４０００に対して使用される。
【０１８９】
ＦＬＡＣ＝前方左アクチュエータ
ＦＲＡＣ＝前方右アクチュエータ
ＲＬＡＣ＝後方左アクチュエータ
ＲＲＡＣ＝後方右アクチュエータ
ペイロード中心は、車輌のフレームに接続された他のアクチュエータやペイロードの位置などの他の手段によってシフトされてよい。しかしながら、ペイロード中心２００１の移動を、車輪アクチュエータを介した車輪の横断移動と統合すると、車輌の連続的で流れるような動きと心地よい安全な動きとが提供される。また、コンパクトで軽い車輌１００が得られる。
【０１９０】
ペイロード中心２００１は、少なくとも１つの制動された車輪と階段を横断する少なくとも１つの車輪との間の距離の変化に応じてシフトされてよい（１２１５）。したがって、第１のペイロード中心距離の長さ２００４は、制動位置に留まる他の車輪１１１、１０８、１１２に対して左前輪１０７が移動した第１の横断距離２００３に依存している可能性がある。依存状態は、車輪に対するペイロード中心２００１の動きの速度と範囲を最適化するアルゴリズムに従って設定されてよい。この原理は、２個、３個、４個、５個、６個またはそれ以上の任意の車輪数を有する車輌に適用されうる。それゆえ、階段を横断する方法は、第１の横断移動において少なくとも１つの車輪で階段の第１の距離を横断するステップと、第１のペイロード中心移動の第１の距離に応じてかつ／またはこの距離のある比率でペイロード中心をシフトするステップとを備えていてもよい。比率は、車輪の各々が第１の距離だけ階段を横断したときペイロード中心２００１が車輪に対してその元の位置に戻っているように設定することが可能であり、これはペイロード中心位置を調整する車輪アクチュエータによってさらに可能である。これは図２２ｆに例示されており、ここでは、車輪に対するペイロード中心２００１の距離が、図２２ａの場合と同じである。また、これは、方法３０００、４０００を説明する図２３〜２４によって詳しく例示される。
【０１９１】
車輪１０７による図２２ｂの第１の横断移動と図２２ｃの第１のペイロード中心移動は、同時に実施されてもよい。したがって、第１の横断移動において登坂する車輪による距離のあらゆる増分に対して、車輪アクチュエータは、前述の増分の作用に従ってペイロード中心２００１の距離をリアルタイムでシフトすることになる。図２２ａ〜ｃは、明瞭さを期して、上記移動を別々に例示している。これは、効率のよい流れるような動きをもたらして、急激な発進や減速を排除する。第１の横断移動および第１のペイロード中心移動は、図２２ａ〜ｆに例示する方向と実質的に同じ方向であってもよい。方向は、他の構造の車輌１００では異なっていてもよい。
【０１９２】
第１の横断移動は、左右のフレームの少なくとも一方を伸縮することによって実施される。
図２２ｂでは、左フレーム１０２が伸張される。この場合の伸張は、前方左アクチュエータ１２１（ＦＬＡＣ）を伸張することによって実施され、それによって、ＦＬＷは距離２００３に達する。同時に、または順番に、ペイロード中心２００１と車輪の各々との距離は、第１のペイロード中心移動をもたらすために、関連する車輪アクチュエータ１２１、１２２、１２３、１２４によって調整される。これは、図２２ｃに前方左アクチュエータ（ＦＬＡＣ）１２１として示されており、前方右アクチュエータ（ＦＲＡＣ）１２３は収縮してペイロード中心２００１を図の左側に引き寄せ、後方左アクチュエータ（ＲＬＡＣ）１２２および後方右アクチュエータ（ＲＲＡＣ）１２４は伸張してペイロード中心２００１を図の左側に押しやり、その間、車輪は制動されている。移動が同時に実施され、すなわち、ＦＬＷが前方に横断すると、ＦＬＡＣはその位置をリアルタイムで調整することになり、その間、他の車輪は制動され、したがって、ペイロード中心は距離２００４だけ前方に移動するが、ＦＬＷはその開始位置または制動された車輪に対して距離２００３だけ前方に横断する。図２２ｃは、車輪アクチュエータによって移動された距離がペイロード中心によって移動された距離２００４に対応することを示しているが、横断移動とペイロード中心移動について説明した原理から逸脱することなく、偏差が生じる可能性がある。
【０１９３】
図２２ｄ〜ｆでは、車輪の残りの横断移動と対応するペイロード中心移動との間の中間ステップが省かれており、２つの移動は一緒に例示されている。したがって、図２２ｄでは、ＲＬＷは第２の横断移動で第２の横断距離２００５だけ前方に横断しており、第２の横断距離２００５は、第１の横断距離２００３と異なっていても同じであってもよい。また、ペイロード中心２００１は、やはり、関連車輪アクチュエータを調整することによって、第２のペイロード中心距離２００６だけ前方に移動している。したがって、ＦＬＡＣとＦＲＡＣは収縮しており、ＲＲＡＣは伸張している。ＲＬＡＣはＲＬＷ、ＦＲＷ、ＦＬＷによる横断移動によって全体で収縮しており、ＲＲＷは制動されたままである。前述の方法で説明したように、異なる数の車輪が同時に横断してもよく制動されてもよい。
【０１９４】
したがって、階段を横断する方法は、第１の横断移動中に制動されている少なくとも１つの車輪によって第２の距離だけ第２の横断移動をするステップ１２１６と、第２のペイロード中心移動において第２の距離のほんの一部だけペイロード中心をシフトするステップ１２１７と、車輪が階段の所望の距離を横断し終わるまで第１および第２の横断移動をさらに繰り返すステップ１２１８とを備えていてもよい。これは、図２２ｆにおいて、開始位置２００２と終了位置２０１２との差２００７によって例示される。この例では、差２００７は、横断距離２００３、２００５、２００８、および２０１０と実質的に同じであってよい。
【０１９５】
図２２ｅに戻ると、ＦＲＷは前方に距離２００８を横断しているが、ペイロード中心は前方に距離２００９を移動されており、この距離はやはり、距離２００８に応じており、距離２００８のほんの一部でありうる。図２２ｆでは、ＲＲＷは前方に距離２０１０を横断しているが、ペイロード中心は前方に距離２０１１を移動されており、最終位置に達している。一連の動作は、障害物または階段を横断するまで繰り返されてよい。
【０１９６】
上記の例では、車輌は４つの車輪を備えており、これらは異なっていてもよく、第１の横断距離に対してペイロード中心によって移動される比率は、第１の距離の１／３であっても、第１の距離の１／４であってもよい。
【０１９７】
ペイロード中心２０１０の位置は、車輌の重心（ｃｅｎｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ）を調整するためのオフセット値（ＷＰシフト）でシフトされてよい（１２１９）。図２３〜２４および図２２ａ〜ｆに例示された方法３０００、４０００では、車輌に関して位置決めしてペイロードを心出しするためにアクチュエータ間に相互作用がある。方法３０００、４０００では、所望の重量ポイント（ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｉｎｔ）変位を得るために、ＷＰシフト、重量ポイント定数（Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ ｃｏｎｓｔａｎｔ）、またはオフセット値と呼ばれるサブルーチンがプロセスに加えられてもよい。
【０１９８】
図２３は、図２２ａ〜ｆで説明した原理に従って階段を横断する方法３０００を例示する。方法３０００は、図１９の方法１４００と図２０の方法１６００とに対するサブルーチンとして実施されてもよい。以下の略語が使用される。
【０１９９】
ＦＬＡＣ＝前方左アクチュエータ
ＦＲＡＣ＝前方右アクチュエータ
ＲＬＡＣ＝後方左アクチュエータ
ＲＲＡＣ＝後方右アクチュエータ
ＷＰシフト＝車輌内の所望重量ポイントシフト
ＩＤ＝増分距離
ＲＥＶ＝後退／収縮
ＧＯ=前進／伸張
【０２００】
３００１ 開始位置。
３００２ すべての車輪がロック／制動される。
３００３ ＦＬＷがロック解除される。
３００４ ＦＬＷが前進する。
３００５ ３０１９の条件が満たされるまでＦＬＡＣが伸張する。ＦＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＦＬＡＣがその最大伸張に達している。
３００６ ３０１９が満たされるまでＦＬＡＣは複数の増分距離だけ伸張する。
３００７ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
３００８ ＦＲＡＣが、増分距離３００６のほんの一部だけ、ここでは増分距離３００６の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト３０１０を考慮に入れる。
３００９ 増分距離３００６がステップ３００８に入力される。
３０１０ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０１１ ＲＬＡＣが、増分距離３００６のほんの一部だけ、ここでは増分距離３００６の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト３０１３を考慮に入れる。
３０１２ 増分距離３００６がステップ３０１１に入力される。
３０１３ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
３０１４ ＲＲＡＣが、増分距離３００６のほんの一部だけ、ここでは増分距離３００６の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト３０１６を考慮に入れる。
３０１５ 増分距離３００６がステップ３０１４に入力される。
３０１６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０１７ ＦＬＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
３０１８ ＦＬＡＣがその最大伸張に達している。
３０１９ ３０１７および３０１８の条件のいずれかが満たされる。
３０２０ ＦＬＷを停止する。
３０２１ ＦＬＷをロックする。
３０２２ ＲＬＷがロック解除される。
３０２３ ＲＬＷが前進する。
３０２４ ＦＬＡＣが、増分距離３０３１のほんの一部だけ、ここでは増分距離３０３１の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト３０２６を考慮に入れる。
３０２５ 増分距離３０３１がステップ３０２４に入力される。
３０２６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
３０２７ ＦＲＡＣが、増分距離３０３１のほんの一部だけ、ここでは増分距離３０３１の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト３０２９を考慮に入れる。
３０２８ 増分距離３０３１がステップ３０２７に入力される。
３０２９ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０３０ ３０３８の条件が満たされるまでＲＬＡＣが収縮する。ＲＬＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＬＡＣがその最小収縮に達している。
３０３１ ３０３８が満たされるまでＲＬＡＣは複数の増分距離だけ収縮する。
３０３２ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
３０３３ ＲＲＡＣが、増分距離３０３１のほんの一部だけ、ここでは増分距離３０３１の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト３０３５を考慮に入れる。
３０３４ 増分距離３０３１がステップ３０３３に入力される。
３０３５ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
３０３６ ＲＬＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
３０３７ ＲＬＡＣがその最小収縮に達している。
３０３８ ３０３６および３０３７の条件のいずれかが満たされる。
３０３９ ＲＬＷを停止する。
３０４０ ＲＬＷをロックする。
３０３１ 終了。
【０２０１】
図２４は、方法３０００に対応する、階段を横断する方法４０００を例示するが、左車輪対による移動を説明している。方法４０００は、図１９の方法１４００と図２０の方法１６００とに対するサブルーチンとして実施されてもよい。
【０２０２】
４００１ 開始位置。
４００２ すべての車輪がロック／制動される。
４００３ ＦＲＷがロック解除される。
４００４ ＦＲＷが前進する。
４００５ ＦＬＡＣが、増分距離４００９のほんの一部だけ、ここでは増分距離４００９の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト４００７を考慮に入れる。
４００６ 増分距離４００９がステップ４００５に入力される。
４００７ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
４００８ ４０１９の条件が満たされるまでＦＲＡＣが伸張する。ＦＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＦＲＡＣがその最大伸張に達している。
４００９ ４０１９が満たされるまでＦＲＡＣは複数の増分距離だけ伸張する。
４０１０ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
４０１１ ＲＬＡＣが、増分距離４００９のほんの一部だけ、ここでは増分距離４００９の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト４０１３を考慮に入れる。
４０１２ 増分距離４００９がステップ４０１１に入力される。
４０１３ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０１４ ＲＲＡＣが、増分距離４００９のほんの一部だけ、ここでは増分距離４００９の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト４０１６を考慮に入れる。
４０１５ 増分距離４００９がステップ４０１４に入力される。
４０１６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０１７ ＦＲＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
４０１８ ＦＲＡＣがその最大伸張に達している。
４０１９ ４０１７および４０１８の条件のいずれかが満たされる。
４０２０ ＦＲＷを停止する。
４０２１ ＦＲＷをロックする。
４０２２ ＲＲＷがロック解除される。
４０２３ ＲＲＷが前進する。
４０２４ ＦＬＡＣが、増分距離４０３４のほんの一部だけ、ここでは増分距離４０３４の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト４０２６を考慮に入れる。
４０２５ 増分距離４０３４がステップ４０２４に入力される。
４０２６ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０２７ ＦＲＡＣが、増分距離４０３４のほんの一部だけ、ここでは増分距離４０３４の１／３だけ後退され、すなわち、収縮され、任意の重量ポイントシフト４０２９を考慮に入れる。
４０２８ 増分距離４０３４がステップ４０２７に入力される。
４０２９ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト。
４０３０ ＲＬＡＣが、増分距離４０３４のほんの一部だけ、ここでは増分距離４０３４の１／３だけ伸張され、任意の重量ポイントシフト４０３２を考慮に入れる。
４０３１ 増分距離４０３４がステップ４０３０に入力される。
４０３２ 任意要素によって重量ポイントを調整する重量ポイントシフト／オフセット。
４０３３ ４０３８の条件が満たされるまでＲＲＡＣが収縮する。ＲＲＷが次の踏み段に達しているか、またはＲＲＡＣがその最小収縮に達している。
４０３４ ４０３８が満たされるまでＲＲＡＣは複数の増分距離だけ収縮する。
４０３５ 車輪／アクチュエータ相対速度アルゴリズムが、車輪の摺動が起こらないようにする。
４０３６ ＲＲＷが上る／降りるための次の踏み段に達している。
４０３７ ＲＲＡＣがその最小収縮に達している。
４０３８ ４０３６および４０３７の条件のいずれかが満たされる。
４０３９ ＲＲＷを停止する。
４０４０ ＲＲＷをロックする。
４０３１ 終了。
【０２０３】
図２５は、左右の車輪対が交互に動作して移動する場合の方法６０００を例示する。方法６０００は、後輪と前輪が一定のループで交互に上る様子を説明しているが、ある条件、すなわち、両前輪が階段の最上部に達しているかどうかが問われる。その条件が満たされると、ループは持続して、次の条件、すなわち、両後輪が階段の最上部に達しているかどうかが問われ、そこでループは終了する。
【０２０４】
６００１ 開始位置。
６００２ 右輪対が方法３０００に従って前進する。
６００３ 左輪対が方法４０００に従って前進する。
６００４ 条件；ＤＯＮＥ ＦＬ生成、すなわち、図２３の条件３０１９が満たされている。
６００５ 条件；ＤＯＮＥ ＦＲ生成、すなわち、図２４の条件４０１９が満たされている。
６００６ ６００４および６００５のいずれかが終了している。
６００７ ６００６においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６００８ ６００６においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６００９ 条件；ＤＯＮＥ ＦＬ生成、すなわち、図２３の条件３０１９が満たされている。
６０１０ 条件；ＤＯＮＥ ＦＲ生成、すなわち、図２４の条件４０１９が満たされている。
６０１１ ６００９および６０１０のいずれかが終了しているか再度チェックする。Ｎｏであれば６００２に戻る。Ｙｅｓであれば６０１８に進む。
６０１２ ６００６においてＹｅｓであれば、左輪対を移動する。
６０１３ ６００６においてＹｅｓであれば、右輪対を移動する。
６０１４ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０１５ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０１６ ６０１４および６０１５のいずれかが終了している。
６０１７ ６０１６においてＹｅｓであれば、終了する。
６０１８ ６０１６においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６０１９ ６０１６においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６０２０ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０２１ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０２２ ６０２０および６０２１のいずれかが終了している。
６０２３ ６０２２においてＹｅｓであれば、終了する。
６０２４ ６０２２においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６０２５ ６０２２においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６０２６ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０２７ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０２８ ６０２６および６０２７のいずれかが終了している。
６０２９ ６０２８においてＹｅｓであれば、終了する。
６０３０ ６０２８においてＮｏであれば、右輪対を移動する。
６０３１ ６０２８においてＮｏであれば、左輪対を移動する。
６０３２ 条件；ＤＯＮＥ ＲＬ生成、すなわち、図２３の条件３０３８が満たされている。
６０３３ 条件；ＤＯＮＥ ＲＲ生成、すなわち、図２４の条件４０３８が満たされている。
６０３４ ６０３２および６０３３のいずれかが終了している。
６０３５ ６０３４においてＹｅｓであれば、終了する。
６０３６ ６０３４においてＮｏであれば、６０２４に進む。
【０２０５】
当業者によって理解されるように、本発明は、デバイス、システム、または方法として具体化されてもよい。
【０２０６】
ここまで本発明を具体的な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、これまでの説明以外の実施形態も、本発明の範囲内で同様に可能である。これまでに説明したものとは異なる方法ステップが、本発明の範囲内で提供される可能性がある。本発明の種々の特徴およびステップが、ここに説明したもの以外の組み合わせで組み合わせられる可能性がある。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって制限される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の水平補償システムを有する車輌（１００）であって、前記車輌は、
左フレーム（１０２）、右フレーム（１０３）、およびベースプレート（１０４）を有する車台（１０１）と、
前記左および右フレームを前記ベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイント（１０５）を備える第１の水平補償システムであって、それによって、前記左および右フレームは、共通輪転軸（１０６）を中心として互いに対して回転可能であり、前記左および右フレームは、前記輪転軸に垂直な方向に延びる、前記左および右フレームを前記ベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイント（１０５）を備える第１の水平補償システムと、
左前輪（１０７）および左後輪（１０８）を備える左輪対であって、前記左前輪および左後輪は左回転軸（１０９、１１０）を有し、前記左フレームの反対端に取り付けられている、左前輪（１０７）および左後輪（１０８）を備える左輪対と、
右前輪（１１１）および右後輪（１１２）を備える右輪対であって、前記右前輪および右後輪は右回転軸（１１３、１１４）を有し、前記右フレームの反対端に取り付けられている、右前輪（１１１）および右後輪（１１２）を備える右輪対と、
を備え、
前記左輪対および右輪対は互いに少なくとも１つのオフセット（１１９、１２０）を有するように、前記左輪対の左回転軸から前記輪転軸までの少なくとも１つの第１の軸方向距離（１１５、１１６）は、前記右輪対の右回転軸から前記輪転軸までの少なくとも１つの第２の軸方向距離（１１７、１１８）と異なる、複数の水平補償システムを有する車輌（１００）。
【請求項２】
前記左前輪および左後輪の少なくとも一方を前記右前輪および右後輪の少なくとも一方に対して変位させるように配置された、少なくとも１つの車輪移動ユニット（１２１、１２２、１２３、１２４）を備える、請求項１に記載の車輌。
【請求項３】
左回転軸間の距離は、右回転軸間の距離と同じである、請求項１に記載の車輌。
【請求項４】
前記左右のフレームの少なくとも一方は、前記左前輪および左後輪の少なくとも一方を前記右前輪および右後輪の少なくとも一方に対して変位するために、少なくとも１つのロックユニット（１１０３、１１０４）と、前記左右のフレームの少なくとも一方と前記ベースプレートとの間に摺動運動をもたらすように配置された少なくとも１つの摺動可能部材（１１０１、１１０２）とを備え、前記少なくとも１つのロックユニットは、前記ベースプレートに対して前記左右のフレームの少なくとも一方の位置を固定するように配置される、請求項１に記載の車輌。
【請求項５】
オフセット値を提供するように適合されたフレーム制御ユニット（１２５）を備え、前記少なくとも１つの車輪移動ユニットは、左フレームアクチュエータ（１２１、１２２）および右フレームアクチュエータ（１２３、１２４）を備え、前記左右のフレームアクチュエータは、前記フレーム制御ユニットに接続され、前記左フレームアクチュエータは、前記左輪対の前記車輪の互いに対する変位によって、前記第１の軸方向距離の１つを調整するように配置され、前記右フレームアクチュエータは、前記右輪対の前記車輪の互いに対する変位によって、前記第２の軸方向距離の１つを調整するように配置され、前記変位は、前記オフセットを提供するための前記オフセット値に基づく、請求項２に記載の車輌。
【請求項６】
前記オフセット値は、車輌ユーザによって規定された複数の所定値に従って設定される、請求項５に記載の車輌。
【請求項７】
前記車輌は、前記フレーム制御ユニットに接続された輸送表面検出ユニット（１２６）と、前記フレーム制御ユニットに接続されたデータメモリ（１３７）とを備え、前記輸送表面検出ユニットは、車輌輸送表面の地形情報を提供するように適合され、前記オフセット値は、前記地形情報に基づいており、前記地形情報は、前記データメモリに記憶されている前記輸送表面の寸法データ要素を備える、請求項５に記載の車輌。
【請求項８】
前記表面検出ユニットは、通信リンク（１２７）を介して前記寸法データ要素を受信するように適合されたレシーバを備える、請求項７に記載の車輌。
【請求項９】
前記輸送表面検出ユニットは、写真センサ、および／もしくはＲＦＩＤセンサなどの電磁センサ、および／もしくは音響センサなどのセンサ、ならびに／またはレーザ測定ユニットなどの距離測定ユニットを備える、請求項７に記載の車輌。
【請求項１０】
前記第１の水平補償システムは、前記輪転軸を中心として前記左右のフレームが回転すると、前記ベースプレートの輪転運動が抑制されるように配置されたベースプレート水平化ユニット（１３２）を備える、請求項１に記載の車輌。
【請求項１１】
前記ベースプレート水平化ユニットは、前記左右のフレーム間の中心距離（２０１、２０５）で前記ベースプレートに旋回可能に接続された基部リンク機構（１３０）を備え、それによって、基部リンク機構は、前記輪転軸に垂直なピボット軸（１３１）を中心として前記ベースプレートに対して回転可能であり、前記基部リンク機構の端部は、前記左フレームに旋回可能に接続されるとともに前記右フレームに旋回可能に接続され、それによって、前記輪転軸を中心として前記左右のフレームが回転すると、前記左フレームは前記右フレームに対して第１の角度変位（２０２）を有し、前記ベースプレートは、前記左右のフレームの一方に対して第２の角度変位（２０３）を有し、前記第２の角度変位は、前記第１の角度変位よりも小さい、請求項１０に記載の車輌。
【請求項１２】
座席基礎（２０４）と、前記車輌の使用時に前記座席基礎の水平面を維持するために、空間の前記座席基礎の向きに合わせて配置された第２の水平補償システムとを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車輌。
【請求項１３】
前記第２の水平補償システムは、前記ベースプレートと前記座席基礎を接続する旋回可能な支持体（１３３）を備える、請求項１２に記載の車輌。
【請求項１４】
前記第２の水平補償システムは、水平化情報を支持体制御ユニット（１３４）に提供するように適合される水平検出ユニット（１３６）に接続された支持体制御ユニットを備え、前記第２の水平補償システムは、前記支持体制御ユニットに接続され、前記水平化情報に従って前記旋回可能な支持体を変位させるように配置された、少なくとも１つの支持体アクチュエータ（１３５、３０１）をさらに備える、請求項１３に記載の車輌。
【請求項１５】
変位された第１および第２のジョイント（３０２、３０３）において前記ベースプレートに旋回可能に取り付けられ、共通の第３のジョイント（３０４）において前記旋回可能な支持体に旋回可能に取り付けられた、第１および第２の支持体アクチュエータ（１３５、３０１）を備える、請求項１４に記載の車輌。
【請求項１６】
前記座席基礎は、座席アクチュエータ（３０５）に接続され、前記座席アクチュエータは、前記水平検出ユニットに接続され、前記座席基礎の水平面を維持するために前記水平化情報に従って前記座席基礎を変位させるように配置される、請求項１２に記載の車輌。
【請求項１７】
前記第２の水平補償システムは、前記旋回可能な支持体のいずれかの側で前記座席基礎と前記ベースプレートに旋回可能に接続された横支柱（９０４、９０５）を備え、前記横支柱は、上支柱ピボットジョイント（９０４、９０５）によって前記座席基礎に接続され、下支柱ピボットジョイント（９０６、９０７）によって前記ベースプレートに接続され、前記旋回可能な支持体は、下支持体ピボットジョイント（３０５）で前記ベースプレートに、また上支持体ピボットジョイント（３０４）で前記座席基礎に接続されており、前記上支柱ピボットジョイントおよび前記上支持体ピボットジョイントは、前記座席基礎において変位された配置（９１０、９１１）で配置され、それによって、前記横支柱は、前記旋回可能な支持体が変位されると、前記座席基礎の平面を維持するように配置される、請求項１３に記載の車輌。
【請求項１８】
請求項１に記載の車輌で階段（５０１）を横断する方法であって、前記階段は階段角度（５０４）で第１の方向（５０３）に横断する複数の踏み段（５０２）を有し、前記階段は前記第１の方向に平行でかつ踏み段端部（５０６）に垂直な傾斜軸（５０５）を有し、前記車輌は座席基礎（２０４）に隣接する頂点（５０７）を有し、左右の車輪クラスタは左右のフレーム（１０２、１０３）に接続された車輪（１０７、１０８、１１１、１１２）を有し、前記左右のフレームは互いに対して回転可能であり、
踏み段寸法（５０８、５０９）に基づいて前記車輌の少なくとも１つの車輪の車輪オフセット（１１９、１２０）を調整するステップと、
前記左右のフレームの交互輪転運動を備える第１の水平補償システムの第１の水平補償を適用することによって、前記横断中に前記傾斜軸に沿って前記頂点を維持するステップと、
を備える、請求項１に記載の車輌で階段（５０１）を横断する方法。
【請求項１９】
前記横断中に前記傾斜軸に沿って前記頂点を維持するステップは、前記左右のフレームを前記座席基礎と結合する旋回可能な支持体（１３３）を変位させるステップを備える第２の水平補償システムの第２の水平補償を適用するステップを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記階段を横断するときに前記車輪オフセットを連続的に調整するステップを備える、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記車輪オフセットを調整するステップは、
前記左輪クラスタの車輪間の距離を調整するステップと、および／または前記右輪クラスタの車輪間の距離を調整するステップと、
を備える、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段を横断するのと同時に前記車輪の少なくとも１つを制動するステップを備える、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段を横断するのと同時に３つの車輪が制動される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段を横断するのと同時に２つの車輪が制動される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの制動された車輪と前記階段を横断する少なくとも１つの車輪との距離が調整され、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記車輪間の距離を車輪アクチュエータによって調整するステップを備える、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記車輪間の距離を調整するステップは、前記車輪の各々に対する関連アクチュエータによって個々の位置で各車輪を位置決めするステップを備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記左右のフレームの少なくとも一方は、前記車輪アクチュエータによって伸縮され、それによって、前記左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または前記右輪クラスタの車輪間の距離を調整する、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記車輪を種々の速度で駆動し、それによって、前記左フレームを伸縮させることによって前記左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または前記右フレームを伸縮させることによって前記右輪クラスタの車輪間の距離を調整するステップを備える、請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記車輪が前記階段において所望の距離を横断し終わるまで、前記階段において制動と横断の間で前記車輪の交互作用を実施するステップを備える、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記交互作用を実施するステップは、
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段の第１の距離を横断し終わるまで、前記車輪の少なくとも１つを第１の位置で制動するステップと、
前記第１の位置にある前記少なくとも１つの車輪が前記第１の位置から前記階段の第２の距離を横断し終わるまで、前記第１の距離を横断し終わった前記少なくとも１つの車輪を第２の位置で制動するステップと、
を備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記交互作用中に、前記少なくとも１つの制動された車輪と前記階段を横断する前記少なくとも１つの車輪との距離が調整され、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記車輌は、前記車輌のペイロード中心にペイロードを有し、前記方法は、前記少なくとも１つの制動された車輪に対して前記ペイロード中心の位置をシフトするステップを備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ペイロード中心は、前記車輪アクチュエータによってシフトされる、請求項２６および３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ペイロード中心は、前記少なくとも１つの制動された車輪と前記階段を横断する前記少なくとも１つの車輪との距離の変化に応じてシフトされる、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
第１の横断移動において少なくとも１つの車輪で前記階段の第１の距離を横断するステップと、第１のペイロード中心移動において前記ペイロード中心を前記第１の距離のほんの一部だけシフトするステップを備える、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１の横断移動および前記第１のペイロード中心移動は同時に実施され、かつ／または前記第１の横断移動および前記第１のペイロード中心移動は実質的に同じ方向である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の横断移動は、前記左右のフレームの少なくとも一方を伸縮することによって実施され、前記ペイロード中心と各車輪との距離は、前記第１のペイロード中心移動をもたらすために、前記関連車輪アクチュエータによって調整される、請求項２７および３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の横断移動中に制動されている少なくとも１つの車輪によって第２の距離だけ第２の横断移動をするステップと、
第２のペイロード中心移動において前記第２の距離のある比率で前記ペイロード中心をシフトするステップと、
前記車輪が前記階段の所望の距離を横断し終わるまで前記第１および第２の横断移動を繰り返すステップと、
を備える、請求項３６〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
車輌は４つの車輪を備え、前記比率は、前記第１の距離の１／３であるか、前記比率は前記第１の距離の１／４である、請求項３６〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記車輌の中心重量ポイントを調整するためにオフセット値を用いて前記ペイロード中心の位置をシフトするステップを備える、請求項３３〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
複数の水平補償システムを有する車輌（１００）であって、前記車輌は、
左フレーム（１０２）、右フレーム（１０３）、およびベースプレート（１０４）を有する車台（１０１）と、
前記左および右フレームを前記ベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイント（１０５）を備える第１の水平補償システムであって、それによって、前記左および右フレームは、共通輪転軸（１０６）を中心として互いに対して回転可能であり、前記左および右フレームは、前記輪転軸に垂直な方向に延びる、前記左および右フレームを前記ベースプレートに旋回可能に接続するピボットジョイント（１０５）を備える第１の水平補償システムと、
左前輪（１０７）および左後輪（１０８）を備える左輪対であって、前記左前輪および左後輪は左回転軸（１０９、１１０）を有し、前記左フレームの反対端に取り付けられている、左前輪（１０７）および左後輪（１０８）を備える左輪対と、
右前輪（１１１）および右後輪（１１２）を備える右輪対であって、前記右前輪および右後輪は右回転軸（１１３、１１４）を有し、前記右フレームの反対端に取り付けられている、右前輪（１１１）および右後輪（１１２）を備える右輪対と、
を備え、
前記左輪対および右輪対は互いに少なくとも１つのオフセット（１１９、１２０）を有するように、前記左輪対の左回転軸から前記輪転軸までの少なくとも１つの第１の軸方向距離（１１５、１１６）は、前記右輪対の右回転軸から前記輪転軸までの少なくとも１つの第２の軸方向距離（１１７、１１８）と異なる、複数の水平補償システムを有する車輌（１００）。
【請求項２】
前記左前輪および左後輪の少なくとも一方を前記右前輪および右後輪の少なくとも一方に対して変位させるように配置された、少なくとも１つの車輪移動ユニット（１２１、１２２、１２３、１２４）を備える、請求項１に記載の車輌。
【請求項３】
左回転軸間の距離は、右回転軸間の距離と同じである、請求項１に記載の車輌。
【請求項４】
前記左右のフレームの少なくとも一方は、前記左前輪および左後輪の少なくとも一方を前記右前輪および右後輪の少なくとも一方に対して変位するために、少なくとも１つのロックユニット（１１０３、１１０４）と、前記左右のフレームの少なくとも一方と前記ベースプレートとの間に摺動運動をもたらすように配置された少なくとも１つの摺動可能部材（１１０１、１１０２）とを備え、前記少なくとも１つのロックユニットは、前記ベースプレートに対して前記左右のフレームの少なくとも一方の位置を固定するように配置される、請求項１に記載の車輌。
【請求項５】
オフセット値を提供するように適合されたフレーム制御ユニット（１２５）を備え、前記少なくとも１つの車輪移動ユニットは、左フレームアクチュエータ（１２１、１２２）および右フレームアクチュエータ（１２３、１２４）を備え、前記左右のフレームアクチュエータは、前記フレーム制御ユニットに接続され、前記左フレームアクチュエータは、前記左輪対の前記車輪の互いに対する変位によって、前記第１の軸方向距離の１つを調整するように配置され、前記右フレームアクチュエータは、前記右輪対の前記車輪の互いに対する変位によって、前記第２の軸方向距離の１つを調整するように配置され、前記変位は、前記オフセットを提供するための前記オフセット値に基づく、請求項２に記載の車輌。
【請求項６】
前記オフセット値は、車輌ユーザによって規定された複数の所定値に従って設定される、請求項５に記載の車輌。
【請求項７】
前記車輌は、前記フレーム制御ユニットに接続された輸送表面検出ユニット（１２６）と、前記フレーム制御ユニットに接続されたデータメモリ（１３７）とを備え、前記輸送表面検出ユニットは、車輌輸送表面の地形情報を提供するように適合され、前記オフセット値は、前記地形情報に基づいており、前記地形情報は、前記データメモリに記憶されている前記輸送表面の寸法データ要素を備える、請求項５に記載の車輌。
【請求項８】
前記表面検出ユニットは、通信リンク（１２７）を介して前記寸法データ要素を受信するように適合されたレシーバを備える、請求項７に記載の車輌。
【請求項９】
前記輸送表面検出ユニットは、写真センサ、および／もしくはＲＦＩＤセンサなどの電磁センサ、および／もしくは音響センサなどのセンサ、ならびに／またはレーザ測定ユニットなどの距離測定ユニットを備える、請求項７に記載の車輌。
【請求項１０】
前記第１の水平補償システムは、前記輪転軸を中心として前記左右のフレームが回転すると、前記ベースプレートの輪転運動が抑制されるように配置されたベースプレート水平化ユニット（１３２）を備える、請求項１に記載の車輌。
【請求項１１】
前記ベースプレート水平化ユニットは、前記左右のフレーム間の中心距離（２０１、２０５）で前記ベースプレートに旋回可能に接続された基部リンク機構（１３０）を備え、それによって、基部リンク機構は、前記輪転軸に垂直なピボット軸（１３１）を中心として前記ベースプレートに対して回転可能であり、前記基部リンク機構の端部は、前記左フレームに旋回可能に接続されるとともに前記右フレームに旋回可能に接続され、それによって、前記輪転軸を中心として前記左右のフレームが回転すると、前記左フレームは前記右フレームに対して第１の角度変位（２０２）を有し、前記ベースプレートは、前記左右のフレームの一方に対して第２の角度変位（２０３）を有し、前記第２の角度変位は、前記第１の角度変位よりも小さい、請求項１０に記載の車輌。
【請求項１２】
座席基礎（２０４）と、前記車輌の使用時に前記座席基礎の水平面を維持するために、空間の前記座席基礎の向きに合わせて配置された第２の水平補償システムとを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車輌。
【請求項１３】
前記第２の水平補償システムは、前記ベースプレートと前記座席基礎を接続する旋回可能な支持体（１３３）を備える、請求項１２に記載の車輌。
【請求項１４】
前記第２の水平補償システムは、水平化情報を支持体制御ユニット（１３４）に提供するように適合される水平検出ユニット（１３６）に接続された支持体制御ユニットを備え、前記第２の水平補償システムは、前記支持体制御ユニットに接続され、前記水平化情報に従って前記旋回可能な支持体を変位させるように配置された、少なくとも１つの支持体アクチュエータ（１３５、３０１）をさらに備える、請求項１３に記載の車輌。
【請求項１５】
変位された第１および第２のジョイント（３０２、３０３）において前記ベースプレートに旋回可能に取り付けられ、共通の第３のジョイント（３０４）において前記旋回可能な支持体に旋回可能に取り付けられた、第１および第２の支持体アクチュエータ（１３５、３０１）を備える、請求項１４に記載の車輌。
【請求項１６】
前記座席基礎は、座席アクチュエータ（３０５）に接続され、前記座席アクチュエータは、前記水平検出ユニットに接続され、前記座席基礎の水平面を維持するために前記水平化情報に従って前記座席基礎を変位させるように配置される、請求項１２に記載の車輌。
【請求項１７】
前記第２の水平補償システムは、前記旋回可能な支持体のいずれかの側で前記座席基礎と前記ベースプレートに旋回可能に接続された横支柱（９０４、９０５）を備え、前記横支柱は、上支柱ピボットジョイント（９０４、９０５）によって前記座席基礎に接続され、下支柱ピボットジョイント（９０６、９０７）によって前記ベースプレートに接続され、前記旋回可能な支持体は、下支持体ピボットジョイント（３０５）で前記ベースプレートに、また上支持体ピボットジョイント（３０４）で前記座席基礎に接続されており、前記上支柱ピボットジョイントおよび前記上支持体ピボットジョイントは、前記座席基礎において変位された配置（９１０、９１１）で配置され、それによって、前記横支柱は、前記旋回可能な支持体が変位されると、前記座席基礎の平面を維持するように配置される、請求項１３に記載の車輌。
【請求項１８】
請求項１に記載の車輌で階段（５０１）を横断する方法であって、前記階段は階段角度（５０４）で第１の方向（５０３）に横断する複数の踏み段（５０２）を有し、前記階段は前記第１の方向に平行でかつ踏み段端部（５０６）に垂直な傾斜軸（５０５）を有し、前記車輌は座席基礎（２０４）に隣接する頂点（５０７）を有し、左右の車輪クラスタは左右のフレーム（１０２、１０３）に接続された車輪（１０７、１０８、１１１、１１２）を有し、前記左右のフレームは互いに対して回転可能であり、
踏み段寸法（５０８、５０９）に基づいて前記車輌の少なくとも１つの車輪の車輪オフセット（１１９、１２０）を調整するステップと、
前記左右のフレームの交互輪転運動を備える第１の水平補償システムの第１の水平補償を適用することによって、前記横断中に前記傾斜軸に沿って前記頂点を維持するステップと、
を備える、請求項１に記載の車輌で階段（５０１）を横断する方法。
【請求項１９】
前記横断中に前記傾斜軸に沿って前記頂点を維持するステップは、前記左右のフレームを前記座席基礎と結合する旋回可能な支持体（１３３）を変位させるステップを備える第２の水平補償システムの第２の水平補償を適用するステップを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記階段を横断するときに前記車輪オフセットを連続的に調整するステップを備える、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記車輪オフセットを調整するステップは、
前記左輪クラスタの車輪間の距離を調整するステップと、および／または前記右輪クラスタの車輪間の距離を調整するステップと、
を備える、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段を横断するのと同時に前記車輪の少なくとも１つを制動するステップを備える、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段を横断するのと同時に３つの車輪が制動される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段を横断するのと同時に２つの車輪が制動される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの制動された車輪と前記階段を横断する少なくとも１つの車輪との距離が調整され、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記車輪間の距離を車輪アクチュエータによって調整するステップを備える、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記車輪間の距離を調整するステップは、前記車輪の各々に対する関連アクチュエータによって個々の位置で各車輪を位置決めするステップを備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記左右のフレームの少なくとも一方は、前記車輪アクチュエータによって伸縮され、それによって、前記左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または前記右輪クラスタの車輪間の距離を調整する、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記車輪を種々の速度で駆動し、それによって、前記左フレームを伸縮させることによって前記左輪クラスタの車輪間の距離を調整し、かつ／または前記右フレームを伸縮させることによって前記右輪クラスタの車輪間の距離を調整するステップを備える、請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記車輪が前記階段において所望の距離を横断し終わるまで、前記階段において制動と横断の間で前記車輪の交互作用を実施するステップを備える、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記交互作用を実施するステップは、
前記車輪の残りの少なくとも１つが前記階段の第１の距離を横断し終わるまで、前記車輪の少なくとも１つを第１の位置で制動するステップと、
前記第１の位置にある前記少なくとも１つの車輪が前記第１の位置から前記階段の第２の距離を横断し終わるまで、前記第１の距離を横断し終わった前記少なくとも１つの車輪を第２の位置で制動するステップと、
を備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記交互作用中に、前記少なくとも１つの制動された車輪と前記階段を横断する前記少なくとも１つの車輪との距離が調整され、それによって、制動と横断がそれぞれの車輪によって同時に実現される、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記車輌は、前記車輌のペイロード中心にペイロードを有し、前記方法は、前記少なくとも１つの制動された車輪に対して前記ペイロード中心の位置をシフトするステップを備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ペイロード中心は、前記車輪アクチュエータによってシフトされる、請求項２６および３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ペイロード中心は、前記少なくとも１つの制動された車輪と前記階段を横断する前記少なくとも１つの車輪との距離の変化に応じてシフトされる、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
第１の横断移動において少なくとも１つの車輪で前記階段の第１の距離を横断するステップと、第１のペイロード中心移動において前記ペイロード中心を前記第１の距離のほんの一部だけシフトするステップを備える、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１の横断移動および前記第１のペイロード中心移動は同時に実施され、かつ／または前記第１の横断移動および前記第１のペイロード中心移動は実質的に同じ方向である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の横断移動は、前記左右のフレームの少なくとも一方を伸縮することによって実施され、前記ペイロード中心と各車輪との距離は、前記第１のペイロード中心移動をもたらすために、前記関連車輪アクチュエータによって調整される、請求項２７および３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の横断移動中に制動されている少なくとも１つの車輪によって第２の距離だけ第２の横断移動をするステップと、
第２のペイロード中心移動において前記第２の距離のある比率で前記ペイロード中心をシフトするステップと、
前記車輪が前記階段の所望の距離を横断し終わるまで前記第１および第２の横断移動を繰り返すステップと、
を備える、請求項３６〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
車輌は４つの車輪を備え、前記比率は、前記第１の距離の１／３であるか、前記比率は前記第１の距離の１／４である、請求項３６〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記車輌の中心重量ポイントを調整するためにオフセット値を用いて前記ペイロード中心の位置をシフトするステップを備える、請求項３３〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ．６】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１５ｃ】
【図１５ｄ】
【図１５ｅ】
【図１５ｆ】
【図１５ｇ】
【図１５ｈ】
【図１５ｉ】
【図１５ｊ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１７ａ】
【図１７ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２ａ−２２ｃ】
【図２２ｄ−２２ｆ】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ．６】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１５ｃ】
【図１５ｄ】
【図１５ｅ】
【図１５ｆ】
【図１５ｇ】
【図１５ｈ】
【図１５ｉ】
【図１５ｊ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１７ａ】
【図１７ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２ａ−２２ｃ】
【図２２ｄ−２２ｆ】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公表番号】特表２０１３−５１９５８８（Ｐ２０１３−５１９５８８Ａ）
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５３３２２（Ｐ２０１２−５５３３２２）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５２３７０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０１４２２
【国際公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５１２２１２７９３）ズームアビリティー アーベー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５２３７０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０１４２２
【国際公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５１２２１２７９３）ズームアビリティー アーベー (1)
【Ｆターム（参考）】
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