JP6425265B2 - Sitting position boarding device - Google Patents

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Description

本発明は、搭乗者が座椅子に座った状態で搭乗し、駆動源によって駆動する駆動対象を備えた座位搭乗装置に関するものである。 The present invention, rider rides in a state of sitting on seat, but about the locus boarding equipment with a drive target driven by the driving source.

この種の座位搭乗装置としては、電動車椅子、動力付きの移動玩具やスポーツ用移動体、車両、船舶、航空機などの移動体、あるいは、その場から移動せずにマニピュレータ等の駆動対象を操作する作業ロボットなどの非移動体などが挙げられる。このような座位搭乗装置として代表的な電動車椅子は、一般に、座椅子の肘置き部分に操作レバーが設置され、座椅子に座った搭乗者が自分の手で操作レバーを前後左右に操作することにより、電動車椅子を前後に移動させたり電動車椅子の向きを変えたりするコントロールを行う。   As this type of sitting position boarding device, a moving object such as an electric wheelchair, a powered moving toy, a moving object for sports, a moving object such as a vehicle, a ship or an aircraft, or a driven object such as a manipulator without moving from the place Non-moving objects such as work robots may be mentioned. In a typical electric wheelchair as such a sitting position boarding device, generally, an operating lever is installed at an elbow portion of the seating chair, and a passenger sitting on the seating chair operates the operating lever back and forth with his / her hand By doing this, control is performed to move the electric wheelchair back and forth or to change the direction of the electric wheelchair.

特許文献1には、利用者(搭乗者)の動きを計測する加速度センサ、磁気方位センサ、圧力センサ、脈拍センサ等の利用者動作計測手段を備え、これらのセンサの計測結果に基づいて左右2つの駆動輪の駆動制御を行う電動車椅子が開示されている。この電動車椅子は、これに座ってテニスを行う利用者のスムーズで力強いスイング動作を実現するために、利用者のスイング動作に連動して電動車椅子の左右2つの駆動輪を駆動制御する。具体的には、利用者動作計測手段のうちの圧力センサは利用者の座席フレームの4箇所に設置されており、これらの圧力センサの計測結果から、座椅子に座る利用者の重心位置を計測する。これにより、利用者の重心位置の変化を検知し、その検知結果に対応する予め決められた動作パターンに従って2つの駆動輪を駆動制御して、テニスのスイング動作を支援する電動車椅子の動きを実現する。   Patent Document 1 includes user motion measurement means such as an acceleration sensor, a magnetic direction sensor, a pressure sensor, and a pulse sensor that measures the motion of a user (passenger), and based on the measurement results of these sensors Discloses an electric wheelchair that performs drive control of two drive wheels. This electric wheelchair drives and controls the two left and right drive wheels of the electric wheelchair in conjunction with the swing motion of the user in order to realize a smooth and strong swing motion of the user who sits there and plays tennis. Specifically, the pressure sensors of the user motion measurement means are installed at four locations of the user's seat frame, and the measurement results of these pressure sensors indicate the position of the center of gravity of the user sitting in a seat. measure. As a result, a change in the position of the center of gravity of the user is detected, and drive control of the two drive wheels is performed according to a predetermined operation pattern corresponding to the detection result to realize the movement of the electric wheelchair supporting the tennis swing operation. Do.

特開平11−198075号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 11-198075 gazette

ところが、座席に座る搭乗者の重心位置の変化を4つの圧力センサで検知するためには、座席に座る搭乗者により座面が押圧される押圧力の分布状態を、4つの圧力センサが設置されている座席フレームが押される力に反映させることが必要である。このとき、座面が柔らかいと、重心位置に加わる搭乗者による座面への押圧力が座面に広がって分散し、座席フレームに設置された4つの圧力センサで搭乗者の重心位置を検知することが困難となる。そのため、特許文献1に記載された電動車椅子では、搭乗者に押圧される座面は硬いものにせざるを得ない。しかしながら、座面が硬いと、これに座る搭者の座り心地が悪く、座った状態を長時間維持することが困難となるなど多くの弊害を招く。したがって、柔らかい座面でも、これに座る搭乗者の重心位置、言い換えると、座面を押す搭乗者の押圧動作を検知できる新たな検知方法が望まれる。   However, in order to detect changes in the position of the center of gravity of the passenger sitting on the seat with the four pressure sensors, four pressure sensors are installed for the distribution of pressure applied by the passenger sitting on the seat. It is necessary to reflect the force of the seat frame being pushed. At this time, if the seating surface is soft, the pressure applied to the seating surface by the passenger added to the center of gravity spreads over the seating surface and is dispersed, and the four pressure sensors installed in the seat frame detect the center of gravity of the occupant. It becomes difficult. Therefore, in the electric wheelchair described in Patent Document 1, it is necessary to make the seat surface pressed by the passenger stiff. However, if the seating surface is hard, the comfort of the person sitting on the seat is not comfortable, which causes many negative effects such as difficulty in maintaining the sitting state for a long time. Therefore, even with a soft seat, a new detection method is desired that can detect the position of the center of gravity of the passenger sitting on the seat, in other words, the pressing action of the passenger pressing the seat.

なお、以上の説明は、座面を押す押圧動作を検知する場合であるが、例えば、搭乗者が座る座椅子の背もたれ、肘置き、その他の箇所を、搭乗者が押圧する押圧動作を検知する場合でも、その箇所が硬いと、その座席に座る搭乗者の居心地、その箇所を押圧するときの操作感が悪いものとなる。よって、このような場合も、その箇所を柔らかいものとすることが好ましいため、その箇所が柔らかくても、その箇所を押圧する搭乗者の押圧動作を検知できる検知方法が望まれる。   The above description is for detecting the pressing operation of pressing the seat surface, but for example, detecting the pressing operation of the passenger pressing the backrest, elbow placement, and other places of the seat on which the passenger sits. Even in this case, if the place is hard, the comfort of the passenger sitting on the seat and the operation feeling when pressing the place become poor. Therefore, also in such a case, since it is preferable to make the part soft, it is desirable to have a detection method that can detect the pressing action of the passenger who presses the part even if the part is soft.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、駆動対象を備えた座位搭乗装置に搭乗する搭乗者が、その駆動対象の動作をコントロールするために押圧する箇所を柔らかくしても、その押圧動作を適切に検知可能な座位搭乗装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a point at which a passenger boarding a sitting position boarding device provided with a driving object presses to control the operation of the driving object. even soften, and to provide a properly detectable loci boarding equipment for the pressing operation.

前記目的を達成するために、請求項1の発明は、搭乗者が座椅子に座った状態で搭乗し、駆動制御手段により制御される駆動源によって駆動する駆動対象を備えた座位搭乗装置であって、搭乗者による押圧によって変形可能な流体封入部材と、前記流体封入部材の変形により搭乗者による押圧動作を検知する押圧動作検知手段と、搭乗者による当該座位搭乗装置の指示操作を受け付ける指示操作受付手段と、前記指示操作受付手段が受け付けた指示操作に応じて当該座位搭乗装置を移動させる移動動作及び当該座位搭乗装置の向きを変更させる向き変更動作のいずれか一方を制御する動作制御手段とを有し、前記駆動制御手段は、前記押圧動作検知手段の検知結果に基づいて前記駆動源を制御して、前記移動動作及び前記向き変更動作のうちの他方を制御することを特徴とするものである。
本発明において、搭乗者による押圧動作は、その押圧動作を行った箇所に配置される流体封入部材が搭乗者の押圧によって変形することにより検知される。流体封入部材の変形は、流体封入部材の内部圧力や封入流体の移動、あるいは、流体封入部材の形状変化などを検知することにより把握することができる。しかも、搭乗者が押圧する箇所を柔軟な流体封入部材とすることができるので、その箇所が搭乗者による押圧では変形しないような硬いものである場合と比べて、座椅子に座る搭乗者の座り心地や居心地を向上させたり、その箇所を搭乗者が押圧するときの操作感を良好にしたりすることができる。
また、座位搭乗装置が電動車椅子のような移動体である場合、少なくとも、座位搭乗装置を移動させる移動動作の制御と、座位搭乗装置の向きを変更する向き変更動作の制御とが必要になる。このとき、移動動作の制御と向き変更動作の制御の両方を、押圧動作検知手段が検知する押圧動作によって実現することは、搭乗者による操作性(コントロール性)を損なうおそれがある。これは、座椅子に座っている搭乗者は自分の体重を利用して押圧動作を行うことが多いので、通常、一度に押圧動作を行うことができる押圧検知箇所は1箇所だけであるから、異なる2つ以上の動作を押圧動作でコントロールすることは難しいからである。
本発明によれば、移動動作及び向き変更動作のいずれか一方については、移動指示操作受付手段が受け付ける移動指示操作によって制御し、その他方について押圧動作検知手段が検知する押圧動作で制御する。これにより、移動動作と向き変更動作の両方を、押圧動作検知手段が検知する押圧動作によって制御する場合よりも、搭乗者による操作性(コントロール性)を向上させることができる。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a sitting position boarding device provided with a drive target driven by a drive source controlled by a drive control means, with the passenger sitting on a seat and getting in a seat. A fluid sealing member deformable by pressing by a passenger, pressing operation detection means for detecting a pressing motion by the passenger by deformation of the fluid sealing member, and an instruction for accepting an instruction operation of the sitting position boarding device by the passenger Operation control means for controlling any one of operation receiving means, moving operation for moving the sitting position boarding device according to the instruction operation received by the instruction operation receiving means, and direction changing operation for changing the direction of the sitting position boarding device has the door, the drive control means controls the drive source based on a detection result of the pressing operation detecting means, one of the movement and the orientation change operation It is characterized in that to control the other.
In the present invention, the pressing operation by the passenger is detected by the deformation of the fluid sealing member disposed at the position where the pressing operation is performed by the pressing of the passenger. The deformation of the fluid sealing member can be grasped by detecting the internal pressure of the fluid sealing member, the movement of the sealing fluid, or the change in shape of the fluid sealing member. Moreover, since the portion pressed by the passenger can be a flexible fluid sealing member, it is possible for the passenger to sit in the seat, as compared to the case where the portion is not deformed by pressing by the passenger. It is possible to improve sitting comfort and comfort, and to improve the feeling of operation when the passenger presses the portion.
In addition, when the sitting position boarding device is a mobile body such as an electric wheelchair, at least control of a movement operation for moving the sitting position boarding device and control of a direction changing operation for changing the direction of the sitting position boarding device are required. At this time, to realize both the control of the movement operation and the control of the direction change operation by the pressing operation detected by the pressing operation detection means may impair the operability (controllability) by the passenger. This is because a passenger sitting in a seat often performs a pressing operation using his or her weight, and normally, only one pressing detection portion can perform the pressing operation at one time. This is because it is difficult to control two or more different motions by pressing motions.
According to the present invention, one of the moving operation and the direction changing operation is controlled by the moving instruction operation received by the moving instruction operation receiving unit, and the other is controlled by the pressing operation detected by the pressing operation detecting unit. As a result, the operability (controllability) by the passenger can be improved as compared with the case where both the movement operation and the direction change operation are controlled by the pressing operation detected by the pressing operation detection means.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載の座位搭乗装置において、前記流体封入部材は、前記座椅子の座面上に配置されるものであることを特徴とするものである。
これによれば、座面上に座る搭乗者が重心位置を変えるように座面に対して押圧動作することで、駆動対象をコントロールすることができる。これにより、搭乗者は、手を使わずに駆動対象をコントロールできるので、駆動対象のコントロールと並行して、手を使った別の操作や作業などを行うことが可能となる。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the sitting position boarding device according to claim 1, the fluid sealing member is disposed on a seat surface of the seat.
According to this, it is possible to control the drive target by pressing the seating surface on the seating surface so that the passenger sitting on the seating surface changes the position of the center of gravity. As a result, the passenger can control the drive target without using a hand, and therefore, it is possible to perform another operation or work using the hand in parallel with the control of the drive target.

また、請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の座位搭乗装置において、前記流体封入部材は、搭乗者が押圧可能な複数の押圧検知箇所にそれぞれ個別に配置されており、前記押圧動作検知手段は、各押圧検知箇所に配置された流体封入部材ごとに搭乗者による押圧動作を検知するものであり、前記駆動制御手段は、前記押圧動作検知手段により検知される各押圧検知箇所の検知結果に基づいて前記駆動源を制御することを特徴とするものである。
1つの押圧検知箇所だけに流体封入部材を配置した場合においては、その押圧検知箇所に対する搭乗者の押圧動作によって駆動対象をコントロールすることになるが、これにより制御できる駆動対象の動作の種類は1つだけである。本発明によれば、複数の押圧検知箇所に対する搭乗者の押圧動作を個別に検知できるので、押圧検知箇所の違いによって異なる駆動対象の動作を制御することが可能となり、より多くの駆動対象の動作を制御することが可能となる。
The invention according to claim 3 is the sitting position boarding device according to claim 1 or 2, wherein the fluid sealing members are individually disposed at a plurality of pressing detection locations that can be pressed by a passenger, and the pressing The motion detection means detects the pressing motion by the rider for each of the fluid sealing members disposed at the respective pressure sensing portions, and the drive control means is configured to detect the pressure sensing portions of each pressure sensing portion detected by the pressure motion detecting means. The drive source is controlled based on the detection result.
When the fluid sealing member is arranged at only one pressing detection location, the driving target is controlled by the pressing operation of the passenger on the pressing detection location, but the type of operation of the driving target that can be controlled by this is 1 Only one. According to the present invention, it is possible to individually detect the pressing motions of the rider with respect to a plurality of pressing detection locations, so that it becomes possible to control different operations of the driving target depending on the difference in pressing detection locations. Can be controlled.

また、請求項4の発明は、請求項3に記載の座位搭乗装置において、前記押圧動作検知手段は、各流体封入部材の内部圧力を検知して各押圧検知箇所に対する搭乗者の押圧力を検知するものであり、前記駆動制御手段は、前記押圧動作検知手段により検知される搭乗者の押圧力が上昇した押圧検知箇所と搭乗者の押圧力が低下した押圧検知箇所との検知結果に基づいて、前記駆動源を制御することを特徴とするものである。
駆動対象の動作を1つの押圧検知箇所に対する押圧動作でコントロールしようとする場合には、搭乗者の押圧動作以外でその押圧検知箇所を押圧してしまったり、搭乗者の意図しない押圧動作に反応してしまったりして、搭乗者の意志に反して駆動対象が動作してしまうおそれがある。ここで、座椅子に座っている搭乗者は自分の体重を利用して押圧動作を行うことが多いので、1つの押圧検知箇所を押圧したときには、これに連動して別の箇所が押圧されない又は押圧力が下がるのが通常である。例えば、搭乗者が重心位置を右側にずらして座面上右側の押圧検知箇所に体重をかける押圧動作を行うと、座面上左側の押圧検知箇所に対する体重による加重が抜ける。
本発明によれば、押圧動作がなされて押圧力が高まった押圧検知箇所だけでなく、その押圧動作によって押圧力が下がった押圧検知箇所の検知結果も利用して、制御を行う。その結果、1つの押圧検知箇所の押圧力上昇を検知したとき、本来であればその押圧動作に連動して押圧力が低下することになる他の押圧検知箇所の押圧力が低下していなければ制御しないというような対処が可能となる。これにより、搭乗者の押圧動作以外でその押圧検知箇所を押圧してしまった場合に、駆動対象が誤動作するのを抑制することが可能となる。また、押圧動作がなされて押圧力が高まった押圧検知箇所だけでなく、その押圧動作によって押圧力が下がった押圧検知箇所の検知結果も利用することで、押圧動作がなされた押圧検知箇所の検知結果のみを用いる場合よりも、押圧動作の検知感度が高まり、搭乗者の意図しない押圧動作に反応してしまう事態も抑制可能である。
According to the fourth aspect of the present invention, in the sitting position boarding device according to the third aspect, the pressing operation detecting means detects the internal pressure of each fluid sealing member to detect the pressing force of the rider against each pressing detection location. The drive control means is based on the detection results of the pressing detection portion where the pressing force of the passenger detected by the pressing operation detecting means is increased and the pressing detection portion where the pressing force of the passenger is decreased. And controlling the drive source.
When it is intended to control the operation of the drive target by the pressing operation on one pressing detection portion, the pressing detection portion is pressed other than the pressing operation of the passenger or responds to the pressing operation not intended by the passenger. As a result, there is a possibility that the drive target operates against the passenger's will. Here, since the passenger sitting in the seat often performs the pressing operation using his own weight, when one pressing detection location is pressed, another location is not pressed in conjunction with this. Or, it is normal that the pressure decreases. For example, when the rider shifts the center of gravity to the right and applies a weight to the pressing detection location on the right side of the seating surface, the weight of the pressing detection location on the left side of the seating surface is released.
According to the present invention, control is performed using not only the pressing detection portion where the pressing operation is performed and the pressing force is increased but also the detection result of the pressing detection portion where the pressing force is lowered by the pressing operation. As a result, when a pressing force increase at one pressing detection portion is detected, the pressing force at other pressing detection portions that would normally decrease the pressing force interlocking with the pressing operation does not decrease. It is possible to take measures such as not controlling. This makes it possible to suppress the malfunction of the drive target when the pressing detection portion is pressed other than the pressing operation of the passenger. Further, not only the pressing detection portion where the pressing operation is performed and the pressing force is increased, but also the detection result of the pressing detection portion where the pressing force is lowered by the pressing operation is used to detect the pressing detection portion where the pressing operation is performed. The detection sensitivity of the pressing operation is higher than in the case where only the result is used, and it is possible to suppress a situation in which the user responds to the pressing operation which the user does not intend.

また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の座位搭乗装置において、前記指示操作受付手段は、前記座椅子の前後の傾きを検知する傾き検知手段であり、前記動作制御手段は、前記傾き検知手段が検知した前記座椅子の前後傾きに基づいて前後方向への移動動作を制御することを特徴とするものである。
これによれば、当該座位搭乗装置の前後方向への移動動作については、搭乗者が座椅子を前後に傾ける動きによって制御し、当該座位搭乗装置の向き変更動作については押圧動作検知手段が検知する押圧動作によって制御することができる。このような移動動作制御は、公知の倒立振子制御により実現できる。
The invention according to claim 5 is the sitting-position boarding device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the instruction operation receiving means is an inclination detecting means for detecting an inclination of the front and back of the seat. The operation control means controls the movement operation in the front and back direction based on the front and back inclination of the seat detected by the inclination detection means.
According to this, the movement operation of the sitting position boarding device in the back and forth direction is controlled by the movement of the passenger inclining the sitting seat back and forth, and the pressing operation detection means detects the direction changing operation of the sitting position boarding device. It can control by pressing operation. Such movement operation control can be realized by known inverted pendulum control.

本発明によれば、駆動対象を備えた座位搭乗装置に搭乗する搭乗者が、その駆動対象の動作をコントロールするために押圧する箇所を柔らかくしつつも、その押圧動作を適切に検知することができるという優れた効果が奏される。   According to the present invention, it is possible to properly detect the pressing operation while the passenger riding on the sitting position boarding device provided with the driving object softens the portion pressed to control the operation of the driving object. The excellent effect of being able to

実施形態に係る電動車椅子を模式的に示した斜視図である。It is a perspective view showing an electric wheelchair concerning an embodiment typically. 同電動車椅子を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed the electric wheelchair schematically. 同電動車椅子の座面シート上に載置されるセンサ付きクッションを模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the sensor-equipped cushion mounted on the seat surface of the same electric wheelchair. 同電動車椅子のコントローラによる左右駆動モータの駆動制御に関わるブロック図である。It is a block diagram in connection with drive control of the right-and-left drive motor by the controller of the electric wheelchair. 同駆動制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the drive control.

以下、本発明に係る座位搭乗装置を、左右2つの駆動輪(駆動対象)の駆動によって移動や向き変更が可能な電動車椅子に適用した一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る電動車椅子を模式的に示した斜視図である。
図2は、本電動車椅子を模式的に示した平面図である。
Hereinafter, an embodiment will be described in which the sitting position boarding device according to the present invention is applied to an electric wheelchair that can be moved or changed in direction by driving of two left and right driving wheels (driving targets).
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an electric wheelchair according to the present embodiment.
FIG. 2 is a plan view schematically showing the electric wheelchair.

本実施形態の電動車椅子1は、座面シート2、背もたれ3、肘置き4、フットステップ5、ハンドリム11が同軸に取り付けられた右駆動輪10Aと左駆動輪10Bなどから構成される。座面シート2、背もたれ3、肘置き4、フットステップ5は、本体フレーム6に取り付けられており、座椅子を構成している。右駆動輪10A及び左駆動輪10Bのハブ12は、本体フレーム6に対して回転自在に支持されているとともに、本体フレーム6に支持された駆動源である右駆動モータ13Aと左駆動モータ13Bのモータ軸にそれぞれ固定されている。これらの駆動モータ13A,13Bの駆動力によって右駆動輪10A及び左駆動輪10Bはそれぞれ回転駆動することができる。右駆動モータ13A及び左駆動モータ13Bは、本体フレーム6に支持された電力源としてのバッテリ14から給電され、駆動制御手段及び動作制御手段としてのコントローラ20によって駆動制御される。   The electric wheelchair 1 of the present embodiment includes a seat 2, a backrest 3, an elbow holder 4, a footstep 5, a right driving wheel 10A and a left driving wheel 10B coaxially mounted with a hand rim 11, and the like. The seat 2, the backrest 3, the elbow rest 4, and the foot step 5 are attached to the body frame 6 to constitute a seat. The hubs 12 of the right drive wheel 10A and the left drive wheel 10B are rotatably supported with respect to the main body frame 6, and the right drive motor 13A and the left drive motor 13B are drive sources supported by the main body frame 6. Each is fixed to the motor shaft. The right driving wheel 10A and the left driving wheel 10B can be rotationally driven by the driving force of the driving motors 13A and 13B. The right drive motor 13A and the left drive motor 13B are supplied with power from a battery 14 as a power source supported by the main body frame 6, and are drive-controlled by a controller 20 as drive control means and operation control means.

本実施形態において、座面中央の真下に、座椅子の前後の傾きを検知する傾き検知手段としてのジャイロセンサが設けられており、ジャイロセンサの検知結果はコントローラ20に出力される。本実施形態の電動車椅子1は、ジャイロセンサにより検知した座椅子の前後の傾きに応じてコントローラ20が右駆動モータ13A及び左駆動モータ13Bを制御して、右駆動輪10A及び左駆動輪10Bの2つの車輪で倒立状態を維持する倒立振子制御がなされる。   In the present embodiment, a gyro sensor as tilt detection means for detecting the tilt of the seat back and forth is provided directly below the center of the seat surface, and the detection result of the gyro sensor is output to the controller 20. In the electric wheelchair 1 of the present embodiment, the controller 20 controls the right drive motor 13A and the left drive motor 13B according to the front-back inclination of the seat detected by the gyro sensor, and the right drive wheel 10A and the left drive wheel 10B. The inverted pendulum control is performed to maintain the inverted state with the two wheels.

図3は、本実施形態におけるセンサ付きクッション30を模式的に示した平面図である。
本実施形態において、電動車椅子1の座面シート2の上面には、クッション型押圧動作検知装置としてのセンサ付きクッション30が載置されている。このセンサ付きクッション30は、ベースクッション31の左側部分と右側部分に、それぞれ、流体封入部材としての空気袋32A,32Bが設けられている。空気袋32A,32Bは、搭乗者が座椅子に座ったときの加重で容易に変形可能な柔軟性を有するものであれば、材質などに特に限定はない。この空気袋32A,32Bの内部には、封入流体としての空気が封入されているが、封入流体は気体でも液体でもよい。
FIG. 3 is a plan view schematically showing the sensor-equipped cushion 30 in the present embodiment.
In the present embodiment, on the upper surface of the seat 2 of the electric wheelchair 1, a sensor-equipped cushion 30 as a cushion-type pressing operation detection device is placed. The sensor-equipped cushion 30 is provided with air bladders 32A and 32B as fluid sealing members on the left and right portions of the base cushion 31, respectively. The material and the like of the air bags 32A and 32B are not particularly limited as long as the air bags 32A and 32B have flexibility that can be easily deformed by the weight when the passenger sits in a seat. Although air as the enclosed fluid is enclosed in the inside of the air bladders 32A and 32B, the enclosed fluid may be gas or liquid.

各空気袋32A,32Bの流体出入口には、それぞれ空気圧センサ33A,33Bが取り付けられている。空気圧センサ33A,33Bは、ベースクッション31に固定されており、空気圧センサ33A,33Bの圧力検知部が空気袋32A,32Bの流体出入口を塞ぐように設置されている。また、空気圧センサ33A,33Bの検知結果は、ベースクッション31に取り付けられた出力手段としての出力インターフェース34から、電動車椅子1のコントローラ20へ出力される。   Air pressure sensors 33A and 33B are attached to fluid inlets and outlets of the air bags 32A and 32B, respectively. The air pressure sensors 33A and 33B are fixed to the base cushion 31, and the pressure detection units of the air pressure sensors 33A and 33B are installed so as to close the fluid inlet / outlet of the air bags 32A and 32B. The detection results of the air pressure sensors 33A and 33B are output from the output interface 34 as output means attached to the base cushion 31 to the controller 20 of the electric wheelchair 1.

本実施形態において、搭乗者が座面シート2上のセンサ付きクッション30上に座ると、搭乗者の体重が空気袋32A,32Bに加わって空気袋32A,32Bが押しつぶされるように変形し、これにより空気袋32A,32Bが減容する。空気袋32A,32Bは密閉されているため、空気袋32A,32Bの減容により空気袋32A,32Bの内部圧力が高まり、これが空気圧センサ33A,33Bによって検知され、その検知結果はコントローラ20へ送られる。   In the present embodiment, when the passenger sits on the sensor-equipped cushion 30 on the seat 2, the weight of the passenger is applied to the air bladders 32A and 32B to deform so that the air bladders 32A and 32B are crushed. As a result, the air bags 32A and 32B are reduced in volume. Since the air bags 32A and 32B are sealed, the internal pressure of the air bags 32A and 32B is increased by the volume reduction of the air bags 32A and 32B, which is detected by the air pressure sensors 33A and 33B. Be

図4は、コントローラ20による右駆動モータ13Aと左駆動モータ13Bの駆動制御に関わるブロック図である。
コントローラ20は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、通信インターフェースなどを有する。コントローラ20は、ROMに格納された制御プログラムをCPUを実行することにより、電動車椅子1の各種動作、主に右駆動モータ13A及び左駆動モータ13Bの動作を制御する。
FIG. 4 is a block diagram related to drive control of the right drive motor 13A and the left drive motor 13B by the controller 20. As shown in FIG.
The controller 20 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a communication interface, and the like. The controller 20 controls the various operations of the electric wheelchair 1, mainly the operations of the right drive motor 13A and the left drive motor 13B, by executing the control program stored in the ROM in the CPU.

コントローラ20には、ジャイロセンサ15から出力される前後傾斜情報(座椅子の前後の傾き角度など)が入力される。この前後傾斜情報に基づき、コントローラ20は、右駆動輪10A及び左駆動輪10Bの2つの車輪で倒立状態を維持するために必要な駆動指令を生成して、各駆動モータ13A,13Bへ出力する倒立振子制御を実行する。   The controller 20 receives front-to-back tilt information (tilt angle of the seat and the like) output from the gyro sensor 15. Based on the front-back inclination information, the controller 20 generates a drive command necessary for maintaining the upside-down state with the two wheels of the right drive wheel 10A and the left drive wheel 10B, and outputs the drive command to each drive motor 13A, 13B. Execute inverted pendulum control.

また、コントローラ20には、センサ付きクッション30に設けられた空気圧センサ33A,33Bから出力される空気袋32A,32B内の空気圧情報(座面シート2上の左右2つの空気袋32A,32Bを搭乗者が体重をかけてそれぞれ押圧する押圧力)が入力される。これらの空気圧情報に基づき、コントローラ20は、倒立振子制御により生成される駆動指令を補正して、電動車椅子1の向きを変更させる向き変更動作である旋回動作を制御する。   In the controller 20, the air pressure information in the air bladders 32A and 32B output from the air pressure sensors 33A and 33B provided on the sensor-equipped cushion 30 (the two right and left air bladders 32A and 32B on the seat 2 are carried The pressing force that the person applies weight and presses on each is input. Based on the air pressure information, the controller 20 corrects the drive command generated by the inverted pendulum control, and controls the turning operation which is the direction changing operation for changing the direction of the electric wheelchair 1.

また、右駆動モータ13A及び左駆動モータ13Bのモータ軸にはそれぞれエンコーダ16A,16Bが取り付けられ、各エンコーダ16A,16Bからは右駆動モータ13A及び左駆動モータ13Bの回転情報(回転角、回転速度、回転角速度等)が出力される。コントローラ20には、各エンコーダ16A,16Bからの右駆動モータ13A及び左駆動モータ13Bの回転情報も入力される。コントローラ20は、この回転情報に基づき、各駆動モータ13A,13Bの回転動作をそれぞれの目標値に追従させるような駆動指令を生成して各駆動モータ13A,13Bへ出力するフィードバック制御を実行する。   Further, encoders 16A and 16B are attached to motor shafts of the right drive motor 13A and the left drive motor 13B, respectively, and rotation information (rotation angle and rotation speed) of the right drive motor 13A and the left drive motor 13B from the respective encoders 16A and 16B. , Rotational angular velocity etc.). The controller 20 also receives rotation information of the right drive motor 13A and the left drive motor 13B from the encoders 16A and 16B. Based on the rotation information, the controller 20 generates a drive command to make the rotational operation of each of the drive motors 13A and 13B follow the target value, and executes feedback control to output the drive command to each of the drive motors 13A and 13B.

図5は、コントローラ20による右駆動モータ13Aと左駆動モータ13Bの駆動制御の流れを示すフローチャートである。
コントローラ20が起動すると(S1のYes)、まず、コントローラ20は、ジャイロセンサ15から、座椅子の前後の傾きを示す前後傾斜情報を取得する(S2)。そして、コントローラ20は、取得した前後傾斜情報に基づき、倒立振子制御を実現するため、両駆動モータ13A,13Bへの各駆動指令を生成する(S3)。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of drive control of the right drive motor 13A and the left drive motor 13B by the controller 20.
When the controller 20 is activated (Yes in S1), first, the controller 20 acquires longitudinal inclination information indicating an anteroposterior inclination of the seat from the gyro sensor 15 (S2). Then, the controller 20 generates drive commands to both drive motors 13A and 13B in order to realize the inverted pendulum control based on the acquired front and rear tilt information (S3).

この倒立振子制御を実現するために生成される各駆動指令をそのまま両駆動モータ13A,13Bへ出力すれば、座椅子の座面シート2のシート面が略水平面に平行となるホームポジションから座椅子を前後方向へ傾斜させずに搭乗者が座っている場合、電動車椅子1は、その場から移動せずに、2つの駆動輪10A,10Bで倒立状態が維持される。また、座椅子に座っている搭乗者が前方へ重心を移動させてホームポジションよりも座椅子を前方へ傾斜させると、倒立状態を維持するために電動車椅子1を前方へ移動させる方向に両駆動モータ13A,13Bを回転駆動させる駆動指令が生成される。これにより、2つの駆動輪10A,10Bが回転して、倒立状態を維持しながら、電動車椅子1が前方へ移動する。同様に、座椅子に座っている搭乗者が背もたれ3に寄りかかるように後方へ重心を移動させ、ホームポジションよりも座椅子を後方へ傾斜させると、倒立状態を維持するために電動車椅子1を後方へ移動させる方向に両駆動モータ13A,13Bを回転駆動させる駆動指令が生成される。これにより、2つの駆動輪10A,10Bが回転して、倒立状態を維持しながら、電動車椅子1が後方へ移動する。   If each drive command generated to realize this inverted pendulum control is output as it is to both drive motors 13A and 13B, the seat surface of the seat 2 of the seat will start from the home position where it is substantially parallel to the horizontal plane. When the passenger is sitting without tilting the chair in the front-rear direction, the electric wheelchair 1 is maintained in the inverted state by the two drive wheels 10A and 10B without moving from the place. In addition, when the passenger sitting in the seat moves the center of gravity forward and inclines the seat forward with respect to the home position, the electric wheelchair 1 is moved forward to maintain the inverted state. A drive command for rotationally driving both drive motors 13A and 13B is generated. Thus, the two drive wheels 10A and 10B rotate, and the electric wheelchair 1 moves forward while maintaining the inverted state. Similarly, when the occupant sitting in the seat moves the center of gravity to the rear so as to lean on the backrest 3 and inclines the seat to the rear than the home position, the electric wheelchair 1 is maintained to maintain the inverted state. A drive command is generated to rotationally drive both drive motors 13A and 13B in the direction of moving the drive backward. Thus, the two drive wheels 10A and 10B rotate, and the electric wheelchair 1 moves rearward while maintaining the inverted state.

また、コントローラ20は、座面シート2上のセンサ付きクッション30の左右の空気圧センサ33A,33Bから、座面シート2上の左右2つの空気袋32A,32Bを搭乗者が体重をかけてそれぞれ押圧する押圧力を示す空気圧情報を取得する(S4)。そして、コントローラ20は、取得した空気圧情報に基づき、倒立振子制御により生成される駆動指令を補正して、電動車椅子1の旋回動作制御を実行する。   In addition, the controller 20 applies weight to the left and right two air bags 32A and 32B on the seat 2 from the left and right air pressure sensors 33A and 33B of the sensor-equipped cushion 30 on the seat 2 and applies pressure to them. Air pressure information indicating the pressing force to be pressed is acquired (S4). Then, the controller 20 corrects the drive command generated by the inverted pendulum control based on the acquired air pressure information, and executes the turning operation control of the electric wheelchair 1.

詳しくは、コントローラ20は、取得した空気圧情報に基づき、右空気袋32Aの空気圧から左空気袋32Bの空気圧を差し引いた差分値を算出し(S5)。この差分値に応じて、座椅子に座っている搭乗者による左右の空気袋32A,32Bに対する押圧力を認識し、その押圧動作に応じて電動車椅子1の旋回動作させるように各駆動指令を補正する。   Specifically, the controller 20 calculates a difference value obtained by subtracting the air pressure of the left air bag 32B from the air pressure of the right air bag 32A based on the acquired air pressure information (S5). According to this difference value, the pressing force on the left and right air bags 32A, 32B by the passenger sitting in the seat is recognized, and each driving command is made to cause the electric wheelchair 1 to make a turning operation according to the pressing operation. to correct.

例えば、座椅子に座っている搭乗者がセンサ付きクッション30の左右方向中央付近に重心が来るように座っている場合、左右2つの空気袋32A,32Bには、搭乗者の体重がほぼ均等に加わる。その結果、左右の空気袋32A,32Bは、ほぼ同程度の押圧力で押圧され、左右の空気圧センサ33A,33Bからは、ほぼ同じ空気圧を示す空気圧情報が出力される。この場合、左右の空気圧の差分値は、ゼロ付近の値を示すことになり、左旋回閾値(負の値)と右旋回閾値(正の値)との間となる(S6のNo,S8のNo)。この場合、各駆動モータ13A,13Bへ出力される各駆動指令は、処理ステップS3において生成された倒立振子制御に基づく駆動指令がそのまま出力される(S10)。よって、電動車椅子1は、倒立振子制御に従って静止又は前後方向へ移動する。   For example, when a passenger sitting in a seat is sitting so that the center of gravity is located near the center of the sensor-equipped cushion 30 in the left-right direction, the two left and right air bags 32A and 32B have approximately even weight on the passenger. Join in As a result, the left and right air bladders 32A, 32B are pressed with substantially the same pressure, and the left and right air pressure sensors 33A, 33B output air pressure information indicating substantially the same air pressure. In this case, the difference between the left and right air pressures indicates a value near zero, which is between the left turn threshold (negative value) and the right turn threshold (positive value) (No in S6, S8 No). In this case, as the drive commands output to the drive motors 13A and 13B, the drive commands based on the inverted pendulum control generated in the processing step S3 are output as they are (S10). Thus, the electric wheelchair 1 moves in the stationary or back and forth direction according to the inverted pendulum control.

一方、座椅子に座っている搭乗者が左側へ重心を移動させて座面シート2上のセンサ付きクッション30の左空気袋32Bの押圧力を高めた場合、左空気圧センサ33Bからは、その押圧力に応じた空気圧情報がコントローラ20に入力される。このとき、座面シート2上のセンサ付きクッション30の右空気袋32Aの押圧力が下がり、右空気圧センサ33Aからは、その押圧力に応じた空気圧情報がコントローラ20に入力される。このとき、左空気袋32Bの空気圧の方が右空気袋32Aの空気圧よりも大きくなり、処理ステップS5で算出される空気圧の差分値は、負の値を示す。   On the other hand, when the passenger sitting in the seat moves the center of gravity to the left to increase the pressing force of the left air bag 32B of the sensor-equipped cushion 30 on the seat 2, the left air pressure sensor 33B Air pressure information corresponding to the pressing force is input to the controller 20. At this time, the pressing force of the right air bladder 32A of the sensor-equipped cushion 30 on the seat 2 decreases, and air pressure information corresponding to the pressing force is input from the right air pressure sensor 33A to the controller 20. At this time, the air pressure of the left air bag 32B becomes larger than the air pressure of the right air bag 32A, and the difference value of the air pressure calculated in the processing step S5 indicates a negative value.

この差分値が左旋回閾値以下であった場合(S6のYes)、コントローラ20は、座椅子に座っている搭乗者が左空気袋32Bに対して押圧動作を行ったものと判断する。これにより、コントローラ20は、処理ステップS3において生成された右駆動モータ13Aに対する駆動指令についてはプラス補正を行い、左駆動モータ13Bに対する駆動指令についてはマイナス補正を行う(S7)。ここで、プラス補正とは、電動車椅子1を前進させる前進駆動方向へのモータ回転速度を、予め決められた一定の補正値分又は処理ステップS5で算出された差分値に応じて決定される補正値分だけ増速させ、あるいは、電動車椅子1を後進させる後進駆動方向へのモータ回転速度を、このような補正値分だけ減速させるものである。同様に、マイナス補正とは、前進駆動方向へのモータ回転速度を上述したような補正値分だけ減速させ、あるいは、後進駆動方向へのモータ回転速度をこのような補正値分だけ増速させるものである。   If this difference value is equal to or less than the left turn threshold (Yes in S6), the controller 20 determines that the passenger sitting in the seat has performed a pressing operation on the left air bag 32B. Thereby, the controller 20 performs plus correction on the drive command to the right drive motor 13A generated in the processing step S3, and performs minus correction on the drive command to the left drive motor 13B (S7). Here, the plus correction means that the motor rotation speed in the forward driving direction for moving the electric wheelchair 1 forward is determined according to a predetermined fixed correction value or the difference value calculated in the processing step S5. The motor rotation speed in the reverse drive direction for increasing the speed by the value or for moving the electric wheelchair 1 backward is reduced by such a correction value. Similarly, the negative correction is to reduce the motor rotational speed in the forward drive direction by the correction value as described above, or accelerate the motor rotational speed in the reverse drive direction by such a correction value. It is.

このように補正された各駆動指令を各駆動モータ13A,13Bへ出力することにより(S10)、座椅子に座っている搭乗者が左空気袋32Bに対して押圧動作を行った場合に電動車椅子1が左向きに旋回動作する。その結果、例えば、倒立振子制御により電動車椅子1を静止させる駆動指令が生成される場合には、右駆動モータ13Aが前進駆動方向へ回転駆動するとともに、左駆動モータ13Bが後進駆動方向へ回転駆動することになり、電動車椅子1は、その場で左旋回する。また、例えば、倒立振子制御により電動車椅子1を前進させる動作指令が生成される場合には、前進駆動方向へのモータ回転速度が左駆動モータ13Bよりも右駆動モータ13Aの方が相対的に速いものとなり、電動車椅子1は、前進しながら左旋回する。また、例えば、倒立振子制御により電動車椅子1を後進させる動作指令が生成される場合には、後進駆動方向へのモータ回転速度が右駆動モータ13Aよりも左駆動モータ13Bの方が相対的に速いものとなり、電動車椅子1は、後進しながら左旋回する。   By outputting the drive commands corrected in this manner to the drive motors 13A and 13B (S10), when the passenger sitting in the seat presses the left air bag 32B, the electric operation is performed. The wheelchair 1 turns to the left. As a result, for example, when a drive command for stopping the electric wheelchair 1 is generated by the inverted pendulum control, the right drive motor 13A is rotationally driven in the forward drive direction, and the left drive motor 13B is rotationally driven in the reverse drive direction. As a result, the electric wheelchair 1 turns left on the spot. Also, for example, when an operation command to move the electric wheelchair 1 forward is generated by the inverted pendulum control, the motor rotation speed in the forward drive direction is relatively faster in the right drive motor 13A than in the left drive motor 13B. The electric wheelchair 1 turns left while advancing. Further, for example, when an operation command for moving the electric wheelchair 1 backward is generated by the inverted pendulum control, the motor rotation speed in the reverse drive direction is relatively faster in the left drive motor 13B than in the right drive motor 13A. The electric wheelchair 1 turns left while moving backward.

他方、座椅子に座っている搭乗者が右側へ重心を移動させて座面シート2上のセンサ付きクッション30の右空気袋32Aの押圧力を高めた場合、右空気圧センサ33Aからは、その押圧力に応じた空気圧情報がコントローラ20に入力される。このとき、座面シート2上のセンサ付きクッション30の左空気袋32Bの押圧力が下がり、左空気圧センサ33Bからは、その押圧力に応じた空気圧情報がコントローラ20に入力される。このとき、右空気袋32Aの空気圧の方が左空気袋32Bの空気圧よりも大きくなり、処理ステップS5で算出される空気圧の差分値は、正の値を示す。   On the other hand, when the occupant sitting in the seat moves the center of gravity to the right to increase the pressing force of the right air bladder 32A of the sensor-equipped cushion 30 on the seat 2, the right air pressure sensor 33A Air pressure information corresponding to the pressing force is input to the controller 20. At this time, the pressing force of the left air bladder 32B of the sensor-equipped cushion 30 on the seat sheet 2 decreases, and air pressure information corresponding to the pressing force is input from the left air pressure sensor 33B to the controller 20. At this time, the air pressure of the right air bag 32A becomes larger than the air pressure of the left air bag 32B, and the difference value of the air pressure calculated in the processing step S5 indicates a positive value.

この差分値が右旋回閾値以上であった場合(S6No,S8のYes)、コントローラ20は、座椅子に座っている搭乗者が右空気袋32Aに対して押圧動作を行ったものと判断する。これにより、コントローラ20は、処理ステップS3において生成された右駆動モータ13Aに対する駆動指令についてはマイナス補正を行い、左駆動モータ13Bに対する駆動指令についてはプラス補正を行う(S9)。   When this difference value is equal to or greater than the right turn threshold (S6 No, S8 Yes), the controller 20 determines that the passenger sitting in the seat has performed the pressing operation on the right air bag 32A. Do. Thereby, the controller 20 performs the negative correction on the drive command for the right drive motor 13A generated in the processing step S3, and performs the positive correction on the drive command for the left drive motor 13B (S9).

このように補正された各駆動指令を各駆動モータ13A,13Bへ出力することにより(S10)、座椅子に座っている搭乗者が右空気袋32Aに対して押圧動作を行った場合に電動車椅子1が右向きに旋回動作する。その結果、例えば、倒立振子制御により電動車椅子1を静止させる駆動指令が生成される場合には、右駆動モータ13Aが後進駆動方向へ回転駆動するとともに、左駆動モータ13Bが前進駆動方向へ回転駆動することになり、電動車椅子1は、その場で右旋回する。また、例えば、倒立振子制御により電動車椅子1を前進させる動作指令が生成される場合には、前進駆動方向へのモータ回転速度が右駆動モータ13Aよりも左駆動モータ13Bの方が相対的に速いものとなり、電動車椅子1は、前進しながら右旋回する。また、例えば、倒立振子制御により電動車椅子1を後進させる動作指令が生成される場合には、後進駆動方向へのモータ回転速度が左駆動モータ13Bよりも右駆動モータ13Aの方が相対的に速いものとなり、電動車椅子1は、後進しながら右旋回する。   By outputting the drive commands corrected in this manner to the drive motors 13A and 13B (S10), when the passenger sitting in the seat presses the right air bag 32A, the motor is electrically driven. The wheelchair 1 turns to the right. As a result, for example, when a drive command for stopping the electric wheelchair 1 is generated by the inverted pendulum control, the right drive motor 13A is rotationally driven in the reverse drive direction, and the left drive motor 13B is rotationally driven in the forward drive direction. The electric wheelchair 1 turns right on the spot. Also, for example, when an operation command to move the electric wheelchair 1 forward is generated by the inverted pendulum control, the motor rotation speed in the forward drive direction is relatively faster in the left drive motor 13B than in the right drive motor 13A. The electric wheelchair 1 turns right while advancing. Also, for example, when an operation command for moving the electric wheelchair 1 backward is generated by the inverted pendulum control, the motor rotation speed in the reverse drive direction is relatively faster in the right drive motor 13A than in the left drive motor 13B. The electric wheelchair 1 turns to the right while moving backward.

以上のような制御が所定の制御間隔で繰り返し実行されることにより、座椅子に座っている搭乗者は、座椅子を前後に傾かせる動きによって電動車椅子1の前進、後進の移動動作をコントロールしつつ、左右の重心位置を変えて座面シート2上の左右の空気袋32A,32Bに対する押圧動作を行うことにより電動車椅子1の左右への旋回動作をコントロールすることができる。したがって、搭乗者は、手を使わず、体重移動によって、電動車椅子の進行方向、移動速度、旋回方向をコントロールすることができる。手の不自由な人でも簡単に思い通りの操作をすることが可能となり、あるいは、手を使った別の操作や作業などを行いながら思い通りの操作をすることが可能となる。特に、左右の空気圧情報に基づき、搭乗者による左右の空気袋32A,32Bに対する押圧力の大きさに応じて駆動指令の補正値を決定するようにすれば、旋回速度をコントロールすることも可能である。   The above control is repeatedly executed at predetermined control intervals, whereby the passenger sitting in the seat can move forward and backward of the electric wheelchair 1 by the action of tilting the seat back and forth. By controlling the left and right center of gravity and changing the left and right air bladders 32A and 32B on the seat 2, the turning operation of the electric wheelchair 1 to the left and right can be controlled. Therefore, the passenger can control the traveling direction, moving speed, and turning direction of the electric wheelchair by weight shift without using a hand. Even a handicapped person can easily perform the desired operation, or can perform the desired operation while performing another operation or work using a hand. In particular, if the correction value of the drive command is determined in accordance with the magnitude of the pressure applied to the left and right air bags 32A and 32B by the passenger based on the left and right air pressure information, the turning speed can be controlled. is there.

しかも、本実施形態においては、搭乗者の押圧動作を検知するために座面シート2上に載置されるセンサ付きクッション30の部分は、クッション性のあるベースクッション31と柔軟な空気袋32A,32Bである。そのため、硬い座面シートの場合と比べて、座椅子に座る搭乗者の座り心地や居心地が向上し、座った状態を長時間維持するときの負担も軽減される。   Moreover, in the present embodiment, the portion of the sensor-equipped cushion 30 placed on the seat 2 to detect the pressing action of the passenger includes the base cushion 31 having cushioning properties and the flexible air bladder 32A, It is 32B. Therefore, compared to the case of a hard seat, the comfort and comfort of the passenger sitting in the seat are improved, and the burden of maintaining the sitting state for a long time is reduced.

また、本実施形態では、搭乗者が右空気袋32A又は左空気袋32Bに対して行った押圧動作を、左右の空気袋32A,32Bの空気圧の差分値に基づいて判断しているが、各空気袋32A,32Bの空気圧から判断することも可能である。ただし、例えば右空気袋32Aの空気圧だけから右空気袋32Aへの押圧動作を判断する場合、搭乗者の押圧動作以外によって右空気袋32Aが押圧されたときに誤動作が生じやすい。また、この場合、搭乗者の体重の違いなどによって押圧動作が行われたかどうかの判断が難しくなり、搭乗者の意図しない押圧動作に反応する誤動作も生じやすい。これに対し、本実施形態のように、左右の空気袋32A,32Bの空気圧差分値に基づいて判断すれば、このような誤動作が少なくなる。   Further, in the present embodiment, the pressing operation performed by the passenger with respect to the right air bladder 32A or the left air bladder 32B is determined based on the differential value of the air pressure of the left and right air bladders 32A, 32B. It is also possible to judge from the air pressure of the air bladders 32A, 32B. However, for example, in the case where the pressing operation to the right air bladder 32A is determined based only on the air pressure of the right air bladder 32A, a malfunction easily occurs when the right air bladder 32A is pressed by other than the occupant's pressing operation. Further, in this case, it is difficult to determine whether the pressing operation has been performed due to the difference in the weight of the passenger or the like, and a malfunction may easily occur in response to the pressing operation not intended by the passenger. On the other hand, if it judges based on the air pressure difference value of air bag 32A, 32B on either side like this embodiment, such a malfunctioning will decrease.

また、本実施形態では、電動車椅子を例に挙げているが、搭乗者が座椅子に座った状態で搭乗し、駆動源によって駆動する駆動対象を備えたものであれば、あらゆる座位搭乗装置に適用可能である。すなわち、センサ付きクッション30の空気圧センサ33の出力結果は、座位搭乗装置に設けられる様々な駆動対象の動きをコントロールする制御に利用できる。なお、本実施形態のような倒立振子制御により2つの駆動輪10A,10Bで倒立状態を維持するような二輪型の電動車椅子に限らず、補助輪を含む三輪以上で走行する電動車椅子でもよい。また、上述した駆動モータ13A,13Bを、手動式の車椅子の補助動力として使用したものであってもよい。   Further, in the present embodiment, although the electric wheelchair is taken as an example, any sitting position boarding device can be used as long as the passenger is seated in a seat and equipped with a drive target driven by a drive source. Applicable to That is, the output result of the air pressure sensor 33 of the sensor-equipped cushion 30 can be used for control for controlling the movement of various driving targets provided in the sitting position boarding device. Not limited to the two-wheeled electric wheelchair in which the two drive wheels 10A and 10B maintain the inverted state by the inverted pendulum control as in the present embodiment, an electric wheelchair traveling with three or more wheels including an auxiliary wheel may be used. In addition, the drive motors 13A and 13B described above may be used as auxiliary power for a manual wheelchair.

また、本実施形態では、搭乗者の押圧動作を検知する押圧検知箇所が座面シート2上の左右2箇所である例であったが、押圧検知箇所の数や位置はこれに限らず、適宜決定することができる。例えば、座面シート2上の前後2箇所も押圧検知箇所とし、そこに空気袋を追加配置すれば、上述した倒立振子制御に代えて、搭乗者の前後への体重移動によってこれらの空気袋を押圧する動作により、電動車椅子1の前進及び後進の移動動作を制御することも可能である。この場合、センサ付きクッション30の各空気袋に対する押圧動作だけで、電動車椅子1の進行方向、移動速度、旋回方向、旋回速度などをコントロールすることが可能である。また、押圧検知箇所は、座面シート2上に限らず、背もたれ3、肘置き4、フットステップ5などに配置してもよい。   Moreover, in this embodiment, although the press detection location which detects a passenger | crew's press operation was two examples on the right and left on the seat sheet 2, the number and the position of a press detection location are not limited to this, It can be decided. For example, if two front and back locations on the seat 2 are also used as pressure detection locations, and an air bag is additionally disposed there, instead of the above-described inverted pendulum control, these air bags are transferred by weight transfer to the front and back of the passenger It is also possible to control forward and backward movement of the electric wheelchair 1 by pressing operation. In this case, it is possible to control the traveling direction, the moving speed, the turning direction, the turning speed and the like of the electric wheelchair 1 only by the pressing operation of the sensor-equipped cushion 30 against each air bag. Further, the pressing detection portion may be disposed not only on the seat 2, but also on the backrest 3, the elbow rest 4, the foot step 5, or the like.

また、本実施形態では、空気袋32A,32B内の空気圧(内部圧力)に基づいて空気袋32A,32Bに対する押圧動作を検知する例であったが、空気袋32A,32Bの変形により押圧動作を検知する押圧動作検知手段は、これに限られない。例えば、左右の空気袋32A,32Bを連通部により連通させ、いずれかの空気袋に対して押圧動作されたときに連通部を流れる空気の移動を検知するような押圧動作検知手段であってもよい。また、空気袋が押圧されて潰れた分だけ当該空気袋の別の箇所が膨らむような構成であれば、当該別の膨らみによって変位する検知針の変位量を検知するような押圧動作検知手段であってもよい。この場合、押圧されても減容しない空気袋すなわち押圧されても容積変化がない空気袋を用いることが可能である。   Further, in the present embodiment, the pressing operation on the air bladders 32A and 32B is detected based on the air pressure (internal pressure) in the air bladders 32A and 32B, but the pressing motion is detected by the deformation of the air bladders 32A and 32B. The pressing operation detection means to detect is not limited to this. For example, even if the left and right air bladders 32A and 32B are communicated by the communicating portion and the pressing motion detecting means detects the movement of the air flowing through the communicating portion when pressed against any of the air bladders. Good. In addition, if another portion of the air bag is inflated as much as the air bag is pressed and crushed, the pressing operation detection means detects the displacement amount of the detection needle displaced by the other swelling. It may be. In this case, it is possible to use an air bladder that is not reduced in volume when pressed, ie, an air bladder that does not change in volume when pressed.

また、本実施形態では、センサ付きクッション30が電動車椅子1とは別体構成のものであるが、電動車椅子1の座面シート2にセンサ付きクッション30の機能を付加し、電動車椅子1の座面シート2とセンサ付きクッション30とが一体構成としてもよい。   Further, in the present embodiment, the sensor-equipped cushion 30 is configured separately from the electric wheelchair 1, but the function of the sensor-equipped cushion 30 is added to the seat 2 of the electric wheelchair 1 The face sheet 2 and the sensor-equipped cushion 30 may be integrally configured.

また、本実施形態では、前後方向の移動動作を座椅子の前後の傾きを検知して制御しているが、肘置き4に操作レバー等の操作部材を設け、その操作部材に対する指示操作に応じて前後方向の移動動作を制御するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the movement operation in the front and back direction is controlled by detecting the inclination of the back and forth of the seat, but the elbow rest 4 is provided with an operation member such as an operation lever and the instruction operation for the operation member The movement operation in the front and back direction may be controlled accordingly.

1 電動車椅子
2 座面シート
3 背もたれ
4 肘置き
5 フットステップ
6 本体フレーム
10A,10B 駆動輪
11 ハンドリム
12 ハブ
13A,13B 駆動モータ
14 バッテリ
15 ジャイロセンサ
16A,16B エンコーダ
20 コントローラ
30 センサ付きクッション
31 ベースクッション
32A,32B 空気袋
33A,33B 空気圧センサ
34 出力インターフェース
Reference Signs List 1 electric wheelchair 2 seat 3 backrest 4 elbow 5 footstep 6 body frame 10A, 10B drive wheel 11 hand rim 12 hub 13A, 13B drive motor 14 battery 15 gyro sensor 16A, 16B encoder 20 controller 30 controller cushion 31 base cushion 32A, 32B Air bag 33A, 33B Air pressure sensor 34 Output interface

Claims (5)

搭乗者が座椅子に座った状態で搭乗し、駆動制御手段により制御される駆動源によって駆動する駆動対象を備えた座位搭乗装置であって、
搭乗者による押圧によって変形可能な流体封入部材と、
前記流体封入部材の変形により搭乗者による押圧動作を検知する押圧動作検知手段と
搭乗者による当該座位搭乗装置の指示操作を受け付ける指示操作受付手段と、
前記指示操作受付手段が受け付けた指示操作に応じて当該座位搭乗装置を移動させる移動動作及び当該座位搭乗装置の向きを変更させる向き変更動作のいずれか一方を制御する動作制御手段とを有し、
前記駆動制御手段は、前記押圧動作検知手段の検知結果に基づいて前記駆動源を制御して、前記移動動作及び前記向き変更動作のうちの他方を制御することを特徴とする座位搭乗装置。
A sitting position boarding device comprising a drive target driven by a drive source controlled by a drive control means, with a passenger sitting on a seat,
A fluid sealing member that can be deformed by pressing by a passenger;
Pressing operation detecting means for detecting a pressing operation by a passenger by deformation of the fluid sealing member ;
Instruction operation receiving means for receiving an instruction operation of the sitting position boarding device by the passenger;
Operation control means for controlling one of a moving operation for moving the sitting position boarding device and a direction changing operation for changing the direction of the sitting position boarding device in accordance with the instruction operation received by the instruction operation receiving means ;
The sitting position boarding device, wherein the drive control means controls the drive source based on the detection result of the pressing operation detection means to control the other of the moving operation and the direction changing operation .
請求項1に記載の座位搭乗装置において、
前記流体封入部材は、前記座椅子の座面上に配置されるものであることを特徴とする座位搭乗装置。
In the sitting position boarding device according to claim 1,
The sitting position boarding device, wherein the fluid sealing member is disposed on a seating surface of the seat.
請求項1又は2に記載の座位搭乗装置において、
前記流体封入部材は、搭乗者が押圧可能な複数の押圧検知箇所にそれぞれ個別に配置されており、
前記押圧動作検知手段は、各押圧検知箇所に配置された流体封入部材ごとに搭乗者による押圧動作を検知するものであり、
前記駆動制御手段は、前記押圧動作検知手段により検知される各押圧検知箇所の検知結果に基づいて前記駆動源を制御することを特徴とする座位搭乗装置。
In the sitting position boarding device according to claim 1 or 2,
The fluid sealing members are individually disposed at a plurality of pressing detection locations that can be pressed by a passenger,
The pressing operation detection means detects the pressing operation by the passenger for each of the fluid sealing members disposed at each pressing detection location,
The seat position riding apparatus characterized in that the drive control means controls the drive source based on detection results of each pressing detection portion detected by the pressing operation detecting means.
請求項3に記載の座位搭乗装置において、
前記押圧動作検知手段は、各流体封入部材の内部圧力を検知して各押圧検知箇所に対する搭乗者の押圧力を検知するものであり、
前記駆動制御手段は、前記押圧動作検知手段により検知される搭乗者の押圧力が上昇した押圧検知箇所と搭乗者の押圧力が低下した押圧検知箇所との検知結果に基づいて、前記駆動源を制御することを特徴とする座位搭乗装置。
In the sitting position boarding device according to claim 3,
The pressing operation detecting means detects an internal pressure of each fluid sealing member to detect a pressing force of a passenger on each pressing detection portion.
The drive control means is configured to generate the drive source based on detection results of a pressing detection location where the pressing force of the passenger detected by the pressing motion detecting means is increased and a pressing detection location where the pressing force of the passenger is decreased. A sitting boarding device characterized in that it controls.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の座位搭乗装置において、
前記指示操作受付手段は、前記座椅子の前後の傾きを検知する傾き検知手段であり、
前記動作制御手段は、前記傾き検知手段が検知した前記座椅子の前後傾きに基づいて前後方向への移動動作を制御することを特徴とする座位搭乗装置。
In the sitting position boarding device according to any one of claims 1 to 4 ,
The instruction operation receiving means is an inclination detecting means for detecting an inclination of the seat back and forth.
The sitting position boarding device according to claim 1, wherein the operation control means controls the movement operation in the front-rear direction based on the front-back inclination of the seat detected by the inclination detection means.
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