CN105392459A - 辅助推进系统、方法及底盘 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于沿着表面运送负载的辅助推进系统、方法和底盘。多个轮(62)布置在底盘(60)周围用于将底盘支承在表面(S)上。驱动装置(20)配置成沿着表面向底盘(60)提供至少辅助推进力。驱动装置(20)的至少传动部件(21)借由具有弹性地支在弹簧上的连杆(31)的安装件(30)连接至底盘(60)，驱动装置(20)的至少传动部件(21)具有固定的取向以及能独立于底盘(60)和多个轮(62)在朝向表面的方向上运动，弹性地支在弹簧上的连杆(31)配置成在所述辅助推进力提供期间将驱动装置(20)的至少传动部件(21)引导到表面上。传感器配置成监测驱动装置的加速度并将关于所述加速度的数据传送至控制器，控制器基于自传感器接收到的数据控制驱动装置的运行。

Description

辅助推进系统、方法及底盘
技术领域
本发明涉及具有辅助推进系统的底盘，以及涉及尤其适于用来在人力运输作业、诸如负载(箱子、人员、动物等)的运动中提供辅助推进力的辅助推进系统和方法。
背景技术
负载运输系统在尺寸、负载容量和复杂性方面变化极大。人力操作的负载运输系统通常被设计得易于使用、可控制且易于响应。然而，于特定环境中在能够运送期望负载的系统内平衡这些要求往往是具有挑战性的。
以健康护理环境中的患者运送和运输为例。患者的人力运送使护理者尤其在其较低的背部处暴露于危险的高度扭伤中，从而造成可能的损伤。为此，人们已经研发出用于将患者从一个位置运送至另一位置的患者运送设备。这些设备例如从轮式床和推车到移动式吊挂机和起重机、移动式框架及类似装置而各有不同。这类设备现今在多种环境设定——包括医院、老人院和个人住宅——中用于日常工作。这类设备的适当使用能显著降低护理者损伤的风险，并且还降低患者滑倒、跌落、扭伤及敲击的风险。
然而，这类设备的引入并非不存在问题。众所周知的是，人力医用床等是沉重的，其难于开始运动或停止、难于引导且具有“自主的想法”，尽管其操作者尽了最大努力在期望的方向上推动。另外，可用于医院环境的设备不一定适合用在住宅环境中，这例如意味着尽管用于相同或相似的目的，但不同的设备可能需要用在不同的环境中。
已研发出机动或动力辅助推进系统，二者均是内置于设备——例如床框架、担架、起重机等——的底盘的系统的形式及作为添加至现有底盘的装置。虽然总体上是有帮助的，但这类系统往往并不在底盘能移动的所有方向上提供推进力。因此，如果底盘要在未被推进系统囊括的方向上(例如，侧向)运动，那么推进系统必然会失效。
人们已引入一定数量的动力辅助推进系统来解决这个问题。然而，常见的情形是，出于用于操作动力辅助推进系统的使用者界面的固定位置的原因，操作者(驱动底盘的护理者或其它人员)仍需要从一定位置来驱动底盘。
发明内容
根据本发明的一个方案，提供一种借由驱动装置沿着表面向轮式底盘提供推进力的方法，包括：
监测所述驱动装置的运行；
根据所述驱动装置的运行来确定表面的一种或多种特性；
基于所述确定的一种或多种特性来控制驱动装置的运行。
监测运行的步骤可以包括随着驱动装置在表面上通过，监测该驱动装置的至少一部分的加速度。
所述方法还可包括：
访问对多种表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每种表面类型特征标记均包括关于驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据；
基于所述表面类型特征标记对加速度进行分类；以及
与表面类型特征标记分类关联地识别一个或多个运行参数，用于控制运行的步骤。
驱动装置可以包括元件，该元件随着底盘沿表面推进而在表面上运动，该元件基于表面的硬度特性引起驱动装置的至少传动部件的所述加速度的变化，所述方法还包括：
确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
所述方法还可包括以采样频率对加速计进行采样以确定所述加速度。
所述方法还可包括利用施加至驱动装置的动力的移动平均求取加速度的平均值，以及使检测到的幅值与具有预定的幅值范围的数据储存库相关联，预定的幅值范围中的每一者均与表面类型特征标记相对应。
所述方法还包括：
监测从包括驱动装置的角速度、在测量时刻施加至驱动装置的电机的动力、底盘的载荷、底盘的上倾角度、底盘的下斜角度和环境温度的组中选定的一种或多种特性；以及
根据所述监测到的特性来确定表面的一种或多种特性。
根据本发明的另一方案，提供一种用于沿着表面运送负载的底盘，该底盘包括：
布置在底盘周围用于将该底盘支承在表面上的多个轮；
驱动装置，其配置成沿着表面向底盘提供至少辅助推进力；
配置成监测驱动装置的运行的传感器；和
控制器，其配置成根据来自传感器的关于驱动装置的运行的数据来确定表面的一种或多种特性，并且基于所述确定的一种或多种特性来控制驱动装置的运行。
驱动装置可以包括传动部件，驱动装置的至少传动部件借由具有弹性地支在弹簧上的连杆(resilientlysprunglink)的安装件连接至底盘，驱动装置的至少传动部件具有固定的取向并能独立于底盘和多个轮在朝向表面的方向上运动，弹性地支在弹簧上的连杆配置成在所述辅助推进力提供期间将驱动装置的至少传动部件引导到表面上。
驱动装置可以包括元件，该元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动并基于表面的硬度特性引起驱动装置的加速度的变化，传感器配置成监测该元件的运行，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由该元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
驱动装置可以包括元件，该元件与传动部件分隔开并随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动，元件经历基于表面的硬度特性的加速度变化，传感器配置成监测该元件的运行，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
控制器可以包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以基于关于加速度的数据来确定表面的一种或多种特性，控制器配置成基于表面的特性来控制驱动装置的运行。
底盘还可以包括对多个表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每个表面类型特征标记均包括有关关于所述表面类型的加速度的数据。
每个表面类型特征标记均可在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联，其中处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库、基于所述表面类型特征标记对关于自传感器接收的所述加速度的数据进行分类并与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的一个或多个运行参数，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以将所述一个或多个运行参数传送至控制器从而控制驱动装置的运行。
元件可以包括不均匀部，该不均匀部在元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上通过时引起加速度的变化。
传动部件可以包括多个所述元件。
传感器可以包括加速计、MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、电气传感器、监测供给多方向的驱动装置以动力的电机的系统、和位移检测器中的一者或多者。
控制器可配置成接收来自底盘的操作者的控制输入，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来控制驱动装置的运行。
控制器可配置成确定驱动装置的源自控制输入的速度和/或加速度的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
底盘可以包括一对驱动装置，该对驱动装置在基本上平行于表面的平面内相互分隔开并彼此独立。
安装件可配置成在除了基本上朝向或背离表面的方向以外的所有方向上将力从传动部件传递至底盘，弹性地支在弹簧上的连杆配置成在所述基本上朝向或背离表面的方向上对来自传动部件的力施加阻尼作用。
弹性地支在弹簧上的连杆可包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸中的一者或多者。
根据本发明的另一方案，提供一种包含前述底盘的患者运送设备。
患者运送设备可包括轮式床、推车、移动式吊挂机、起重机、移动框架、坐站装置、被动患者升降机、主动患者升降机或卫生椅中选定的一者。
根据本发明的另一方案，提供一种辅助推进系统，其用于能沿着表面运动的轮式底盘，该辅助推进系统包括：
驱动装置，其能借由安装件联接至底盘并配置成沿着表面向底盘提供辅助推进力，安装件使驱动装置的至少传动部件在基本上垂直于表面的方向上与底盘基本上断开联接，并配置成施加弹性弹簧力以在所述辅助推进力提供期间将驱动装置的至少传动部件引导到表面上；
配置成控制驱动装置的运行的控制器；和
传感器，其配置成监测驱动装置的至少一部分的加速度并将关于所述加速度的数据传送至控制器，
其中，控制器配置成基于自传感器接收到的数据来控制驱动装置的运行。
控制器可包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以基于关于所述加速度的数据来确定表面的一种或多种特性，控制器配置成基于表面的特性来控制驱动装置的运行。
所述辅助推进系统还可包括对多个表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每个表面类型特征标记都包括关于驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据。
每个表面类型特征标记均可在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联，其中处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库、基于所述表面类型特征标记对关于自所述传感器接收的所述加速度的数据进行分类并与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的一个或多个运行参数，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以将所述一个或多个运行参数传送至控制器从而控制驱动装置的运行。
传动部件可包括元件，该元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动并基于表面的硬度特性引起驱动装置的所述加速度的变化，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
驱动装置可包括元件，该元件与传动部件分隔开以及随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动，元件经历基于表面的硬度特性的加速度变化，传感器配置成监测元件的运行，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
元件可包括不均匀部，该不均匀部随着传动部件沿着表面推进底盘而在表面上通过。
所述辅助推进系统可包括多个所述元件。
传感器可包括加速计、MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、电气传感器、监测供给多方向的驱动装置以动力的电机的系统、和位移检测器中的一者或多者。
控制器可配置成接收来自底盘的操作者的控制输入，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来控制多方向的驱动装置的运行。
控制器可配置成确定多方向的驱动装置的源自控制输入的速度和/或加速度的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
所述辅助推进系统可包括能借由安装件联接至底盘的一对驱动装置，该对驱动装置中的每一者的传动部件在基本上平行于表面的平面内相互分隔开并且能独立地操作以及在基本上垂直于表面的方向上独立地与底盘断开联接。
传动部件可基本上固定地连接至安装件以在除了朝向或背离表面的方向以外的所有方向上将力从传动部件传递至安装件，借此所述断开联接配置成引起传动部件在弹性弹簧力的作用下运动用以基本上吸收基本上朝向或背离表面的方向上的力。
安装件可包括弹性地支在弹簧上的连杆用以提供弹性弹簧力，该弹性地支在弹簧上的连杆包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸中的一者或多者。
人们日益期望患者运送设备用在从非常软到非常硬的多种多样的地面上。当患者运送设备用在非常软的地面上时——有患者悬置于该设备中，操作者(诸如护理员)将感知到，与在非常硬的地面上移动相比，要花费多得多的动力使该设备在该非常软的地面上移动。
在本发明的实施例中，辅助推进系统配置成感测地面特性并将地面特性纳入考虑中以在不同的环境中、诸如在非常软的地面与非常硬的地面之间始终如一地工作。有利的是，向操作者提供始终如一的体验不仅对操作者而言更令人愉悦，而且也意味着运送设备更安全且对设备的控制可预测性更强(例如因为操作者在确定有多难推动时不需要考虑地面类型)。
给予底盘全方向的驱动装置的一种方式是使用被称作麦克纳姆轮的轮类型，如在US4,598,782中描述的。麦克纳姆轮是带有附接至其圆周的一系列滚子的常见轮。这些滚子通常在与轮的转动轴线平行的平面内具有与轮的平面成45°角的转动轴线。滚子的转动轴线相对于轮的转动“平面”倾斜，轮的转动“平面”位于与(轮的)转动轴线平行的平面内。通过适当地控制每个轮的角速度及转动的方向来获得麦克纳姆轮式车辆的全方向的运动。
当四个麦克纳姆轮以特定布局排列时，它们形成具有三个自由度的平台，能够在平面的所有方向上移动并能在同一平面内转动。WO2006/062905描述了这样的平台。如果所有轮在相同的方向上以相等的角速度转弯，则获得车辆的向前/向后运动。通过使在同一侧的轮逆着彼此转动获得了车辆的侧向运动。存在速度/转动组合，这引起例如(仅在转动中)车辆的对角线移动等。
当利用麦克纳姆轮赋予平台以全方向特性时，习惯做法是使用分布于底盘的四个角的一组四个轮。相对照的，本发明的优选实施例仅包括两个麦克纳姆轮，并因此有利地降低了动力辅助推进系统的成本和复杂性。所使用的麦克纳姆轮的数目从典型的四个减少为两个具有直接的影响，降低了这类系统的成本和复杂性，且意味着动力辅助推进系统对更多的用途/设备类型而言变得在经济上可行。
伴随麦克纳姆轮的一个问题是其不是完美的圆形，并且由设备运送的负载(患者)在通过麦克纳姆轮式设备移动时将体验到轮圆周中的这些不规则如同“颠簸乘驾”一般。
在本发明的一个实施例中，提供一种系统，在该系统中负载于由底盘的轮、诸如脚轮支承的底盘上或底盘中运输。提供优选独立于轮的驱动装置，用以诸如利用一个或多个机动的麦克纳姆轮于任一时间在多个方向中的一者或多者上推进底盘。驱动装置与底盘的负载消除关联。有利地，这类系统得益于麦克纳姆轮的多方向驱动能力的同时还避免了将负载暴露于使用麦克纳姆轮的系统中固有的“颠簸”乘驾性。
附图说明
以下将参照附图仅举例说明本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明实施例的用于底盘的辅助推进系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的包括辅助推进系统的底盘的示意图；
图3a-3c是示出图2的底盘在被推进时的选定方面的侧视图；
图4是示出图2的底盘在操作者控制下的选定方面的平面图；
图5a示出用在图1的辅助推进系统或图2的底盘中的麦克纳姆轮的优选构型；
图5b是示出适合用在本发明实施例中的麦克纳姆轮的替代构型的平面图；
图6是示出图2的底盘在操作者控制下时的选定方面的平面图；
图7示出根据本发明实施例的方法的操作方面；
图8至10示出本发明的替代实施例的选定特征；
图11是示出本发明的替代实施例的选定特征的平面图；以及
图12a-c示出本发明的替代实施例的选定特征。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的用于轮式底盘的辅助推进系统的示意图。
辅助推进系统10包括能借由如图2和图3a-3c所示的安装件30联接至底盘的驱动装置20。辅助推进系统10配置成沿着表面S向底盘提供辅助推进力。
安装件30使驱动装置的至少传动部件21在基本上垂直于表面S的方向A上基本上与底盘断开联接，并配置成施加弹性弹簧力以在所述辅助推进力提供期间将所述驱动装置的至少传动部件21引导到表面S上。
辅助推进系统包括配置成控制驱动装置的运行的控制器40，驱动装置优选在不受控制器控制时在外力作用下自由移动(所以驱动装置例如能被人力推进且将基本上不会抵抗)。辅助推进系统还包括传感器50，该传感器配置成监测驱动装置的加速度并将关于所述加速度的数据传送至控制器40。驱动装置20可以包括用于沿着表面S推进传动部件的一个或多个电机22，或者其可通过驱动连杆机构连接至电机。
优选地，控制器配置成基于自传感器接收到的数据来控制驱动装置的(多个)电机的运转。在一个实施例中，控制器以反馈回路的形式运行。
可选地，除了感测表面特性以外，传感器还可检测驱动装置的源自外部人力(诸如施加至底盘的那些力)的加速度，并自驱动装置提供相对应的辅助推进力。例如，如果底盘自静止位置被推动，则控制器会在相同方向上提供辅助推进力(或者在驱动装置所能提供的无论哪个方向上提供推进力的分量以与这个方向上的推进力等效)。在底盘已经在移动中且外力试图使底盘减速时，可通过降低推进力的速度和/或在相反的方向上施加推进力来提供制动力。相似的配置应用于转动和行进方向的改变。
优选地，控制器利用WO2010/127985A1中记述的原理运行，该文献的内容通过引用纳入本文。所公开的动力辅助推进系统能接收来自操作者的来自环绕底盘任一点的控制输入并产生相应的驱动以推进底盘。通过在所需的方向上推动或拉动底盘来施加控制输入。
尽管示出了单个驱动装置20，但在本发明的优选实施例中使用了独立地与底盘断开联接(以及可具有单独的或共同的安装件)的一对驱动装置。这样的配置寻求提供辅助推进系统用于诸如与患者运送设备一起使用的应用，从而提供能在辅助推进力下沿着平面被操纵的能力。当与WO2010/127985A1中描述的控制系统及使用者界面结合使用时，本发明的实施例在成本节省、可用性、可控性及供应给患者的乘驾性(ride)方面提供了优于现今可用的患者运送系统的显著益处。
如下文详细描述的，本发明的优选实施例能将表面特性、诸如在其上推进设备的地面纳入考虑中。这给予了优于用于患者运送设备、尤其是用于如WO2010/127985A1中描述的其中推进动力控制依赖于传动轮的转动速度的设备类型的现有动力辅助推进系统的显著益处。
驱动装置可由固定方向的机动轮(单个轮或联接至共同轴的一对轮)、滚子等提供，或者其可由多方向或全方向的驱动装置提供。在一个实施例中，驱动装置包括能由电机驱动、但也能响应于作用在底盘上的外力而自由移动的一定数量的麦克纳姆轮。
图2是包括根据本发明的实施例的辅助推进系统的底盘的示意图。
在图2中，辅助推进系统10与底盘成一整体，而不是能联接至底盘。
底盘60包括用于沿着表面S运输负载P的平台61。底盘60包括布置在底盘60周围用于将底盘60支承在表面S上的多个轮62。例如，轮可以是脚轮，配置成转动以允许底盘在不同的方向上转动。
驱动装置20配置成沿着表面向底盘60提供至少辅助推进力。驱动装置20的至少传动部件借由具有弹性地支在弹簧上的连杆的安装件30连接至底盘60。驱动装置20的至少传动部件具有固定的方向(使得其自身不会转变取向)，并且能独立于底盘和多个轮而在基本上朝向或背离表面S的方向(即，基本上朝向或背离图2所在的页面)上移动。弹性地支在弹簧上的连杆配置成在辅助推进力提供期间(以及可选地始终)将至少传动部件引导到表面S上。
底盘60包括或联接至控制器40和传感器50，该控制器配置成控制多方向的驱动装置20的运行，该传感器配置成监测多方向的驱动装置20的加速度并将与加速度有关的数据传送至控制器40，该控制器基于自传感器50收到的数据来控制多方向的驱动装置20的运行。
图3a-3c是示出图2的底盘在被推进时的选定方面的侧视图。图中示出呈现为麦克纳姆轮形式的一个驱动装置20，但将理解的是可使用(麦克纳姆轮类型或其它类型或混合类型的)多于一个的驱动装置。
参见图3a，示出系统的负载P与麦克纳姆轮20消除关联，因为该负载通过优选刚性的底盘60分配给了载荷承载轮62，诸如脚轮。麦克纳姆轮20通过安装件30联接至底盘60，该安装件包括优选能主要竖向地(即，基本上垂直于表面)移动的弹性地支在弹簧上的连杆31。连杆31可以包括摇臂或铰接臂32(或者(多个)竖向滑动导引件或(多个)通道)，该摇臂或铰接臂在除了基本上关于竖向方向上以外的所有方向上向麦克纳姆轮20提供基本上刚性的支承，其中所述表面是水平参考面。
为了赋予麦克纳姆轮20足够的牵引力以能够提供辅助推进力，弹性地支在弹簧上的连杆4优选是偏压的，从而使麦克纳姆轮20暴露于朝向表面的主要竖向的力。弹性地支在弹簧上的连杆31可包括优选提供或有助于偏压的弹性弹簧。弹性弹簧可以包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸或其它弹性弹簧装置。
优选地，应基于麦克纳姆轮20和底盘60的构型来确定或选择偏压。例如，偏压可以选择成使得提供这样的力，即，该力选择成能够补偿力FA、FB或FC——每一者均代表可能发生的不同的可能使用示例。例如，FA代表为了使麦克纳姆轮20在由于载荷承载轮62中的一个或多个正在上斜坡而具有到底盘60的距离ZA时具有一牵引力所需的力，FB代表麦克纳姆轮20为了保持牵引力同时不向底盘传递力所需的力——此情形下由于麦克纳姆轮20通过坎而具有到底盘60的距离ZB，FC代表为了使麦克纳姆轮20在具有到底盘60的距离ZC且不被地面中的任何不规则打断时具有一牵引力所需的力。
偏压可以是人工地或在控制系统的控制下固定的或可调节的。将理解的是，代替图解的麦克纳姆轮，可以使用非多方向的驱动装置，诸如单个或一对轮。在这样的实施例中，每个驱动装置均会包括具有两个方向(相对于各安装取向向前/向后)的推进力的轮。可使用一对驱动装置，每个驱动装置均具有单个或一对轮。
图4是示出了图2的底盘在操作者控制下的选定方面的平面图。
参见图4，示出患者运送设备呈现为移动式吊挂升降机的形式。然而，将理解的是本发明的原理、系统和方法还可应用于多种类型的患者运送设备，包括坐站装置，卫生椅，轮式床，诸如淋浴推车或担架的推车，诸如轮式食品装载车的推车，轮式洗涤盆，轮式亚麻装载车，轮式X射线机，轮式运输椅或具有明显重量的任何设备，移动式吊挂机，起重机，移动框架或用于包含沿着表面从第一点到第二点运输负载、诸如患者的功能的其它形式的负载移动设备。由设备运送的患者可描述为由设备支承和运输的负载，护理者可描述为系统的操作者。
图解的患者运送设备包括本文称为底盘的载荷承载部60，以及一对前轮62a和一对后轮62b——全部轮与负载P分散开以赋予稳定性。此处，“前部”由一对前轮62a的相对于负载P的位置限定。操作者1能够通过简单地在所需方向上引导患者运送设备、例如通过推动底盘或负载P而自任何点操纵该患者运送设备。一对驱动装置、诸如固定方向的轮或麦克纳姆轮20、20’借由例如先前参照图1、2和图3a-3c描述的安装件联接至底盘。在这个实施例中，轮20、20’和底盘的轮62a、62b在操作者的引导下自由移动。然而，将理解的是可以提供制动等以阻止患者运送设备的意外移动。
优选地，每个轮均具有可控动力的驱动装置。例如，驱动装置可包括无刷电机、具有速度变化齿轮箱的无刷电机、无刷DC电机(直流电机)或任何合适的电的或机电的驱动装置。
由操作者施加的用于引导患者运送设备的力使轮20、20’中的一者或两者开始转动。电机的转速变化由控制系统感测，该控制系统控制轮20、20’中的一者或两者的驱动装置以提供辅助推进力。优选地，控制系统配置成基于由操作者施加的力来提供动力辅助推进力，正如WO2010/127985A1中描述的，该文献的全部内容以引用方式纳入本文。在固定方向的轮或非全方向的轮的情形中，控制系统可配置成在辅助推进力的方向与操作者施加的力的方向冲突时引起驱动装置中的一者或多者的动力减少、在相反方向上驱动成对的驱动装置(以引发立刻转向)、或其它驱动配置——诸如使驱动装置的(多个)轮与表面断开联接。
图4示出麦克纳姆轮20、20’在底盘上的优选布置，其中麦克纳姆轮20、20’在纵向上布置成与负载P相距距离Ad且与后轮62b相距距离Bd。这种优选配置形成了当患者运送设备绕着位于两个麦克纳姆轮之间的中心点转弯时该患者运送设备所占据的最小的可达到的总面积，由具有半径F的包围住两个前轮62a和两个后轮62b的圆示出。
麦克纳姆轮的优选布置在半径F达到其最小可能值时实现，然而其它布置和组合、诸如Ad>Bd或Bd>＝Ad也将获得优良的性能，只不过会形成由患者运送设备占据的更大的面积，同时与最佳布置相比转弯更大。
在优选实施例中，麦克纳姆轮关于底盘1的中心平面C对称地分隔距离Dd。距离Dd优选大于麦克纳姆轮20、20’的宽度Gd，距离Dd优选近似等于底盘60的宽度，但该距离也可以小于或大于底盘60的宽度。
图5a示出用在图1的辅助推进系统或图2的底盘中的麦克纳姆轮的优选构型。图5b是图解适于用在本发明实施例中的麦克纳姆轮的替代构型的平面图。
图5关于行进方向示出一对麦克纳姆轮20、20’。麦克纳姆轮的相对位置不是按比例绘制的并且仅为了示出两个轮的取向而选定，如下所述。
以按照从表面(地面)的接触点看所指示的行进方向示出麦克纳姆轮20、20’。麦克纳姆轮的属性使其能将在平面内的除了两个方向以外的所有方向上的移动转化成绕着轮轴线A1的转动运动，被排除的方向B1、C1是垂直于与麦克纳姆轮成一角度的单独滚子。在图4的实施例中，第一麦克纳姆轮20的取向与第二麦克纳姆轮20’的取向镜面相反(亦即，第一麦克纳姆轮20的滚子20a1、20a2与麦克纳姆轮中间平面成45°角，而第二麦克纳姆轮20’的滚子20’a1、20’a2与麦克纳姆轮中间平面成135°角)。在这种构型中，麦克纳姆轮20、20’中的至少一个会将移动转化成绕着轮轴线A1的转动。除了45°和135°之外的角度也能实现相同的效果，只要使用一对镜面相反的麦克纳姆轮即可，其中一个麦克纳姆轮使其滚子取向成与另一个麦克纳姆轮成镜像定位。
图5b示出图5a的配置的替代配置的一部分，其中示出成对麦克纳姆轮中的一个麦克纳姆轮7A相对于底盘60以替代取向安装。如上所述，角度E可以是0°和360°之间的任意值，只要该对麦克纳姆轮中的第二个麦克纳姆轮(未示出)相对于底盘60的中心轴线C大体对称地布置即可。优选地，为了该配置最佳地运行，角度E应如图5a所示的为0°或如图5b所示的为90°。
图6是示出图2的底盘受控于操作者时的选定方面的平面图。图6示出使用两个麦克纳姆轮代替常规的四个麦克纳姆轮的转动和驱动方面。
如果底盘60要在方向F5上侧向移动，则由操作者1施加期望方向上的人力。由于该人力，致使麦克纳姆轮转动，这引起一个麦克纳姆轮顺时针(R1)转动，而另一个麦克纳姆轮逆时针(R2)转动。如前所述，每个麦克纳姆轮都具有驱动装置。相应驱动装置的电机的转速变化的改变被感测到并被报送至控制系统，这触发了相应麦克纳姆轮20、20’的相对应的机动化转动以提供辅助推进力。在一个实施例中，控制系统基本上如WO2010/127985A1中描述的。
优选地，每个麦克纳姆轮20、20’均在除了基本上朝向或背向表面之外的所有方向上与底盘联接。因此，麦克纳姆轮的沿着表面的机动化转动引起驱动力传递至底盘60。将理解的是，这些力可分解成帮助系统在期望方向上移动的力，如均有助于系统按照操作者1预期的那样侧向移动的两个力F1和F3，其余的是均引起试图使系统转动的扭力F6的两个力F2和F4，然而，这个扭力F6因操作者1以力F7作用在底盘60的刚性部件的任意位置上而被抵消了。F7的方向和大小因操作者1所选的接触点而不同。操作者可利用多个接触点，并因此将所示的力F7分解成若干分力，每个分力都小于F7。由于以上描述的反作用力F7，仅使用两个麦克纳姆轮代替通常使用的四个麦克纳姆轮是可能的，该反作用力会抵消因麦克纳姆轮的几何配置造成的不希望的力。
图7示出根据本发明实施例的方法的操作。
在图7中示出了能使表面的特性(诸如地面类型，硬度)被确定或导出并被使用的方法的多个方面，底盘在该表面上被驱动。
表面的硬度与暴露于驱动装置的滚动阻力直接相关。与非常软的地面Ax相比，非常硬的地面Cx赋予较小的滚动阻力。通过确定或导出底盘60在其上行进的表面的硬度特性，由表面提供的滚动阻力的变化(例如若地面覆层或地面从一种类型变为另一种类型)可由辅助推进系统来补偿，这使操作者1感受到始终如一的驱动特征。
即使底盘通过从非常软的Ax到中间的Bx再到非常硬的Cx范围内的若干不同的地面类型，作用于操作者的力也将基本上不变，这意味着拉伤或损伤的降低的机会(从在具有受限阻力的表面上推进到在具有较大阻力的一种表面上推进的转变可能出人意料，且操作者通常会尝试人力地进行补偿而伤到自身)。此外，修改辅助推进力以适应表面特性的变化避免了操作者过度补偿或补偿不足。
如前所述，麦克纳姆轮20具有以形成像“标准”轮的圆形结构的方式排列的多个锥形的滚子20a。然而，无论麦克纳姆轮具有如何优良的设计，其始终将与完美的圆有所偏差，这是因为锥形的滚子20a将在它们附接至轮毂的位置以及在它们彼此叠覆的位置20d形成间隙20c，如从麦克纳姆轮转动侧看到的。这些不规则(元素)导致麦克纳姆轮在其于原本水平的表面、诸如平坦的地面上行进的同时还在竖向的平面内移动——实际上，其固有地“颠簸”。每次麦克纳姆轮“颠簸”，其都竖向地加速/减速。
在本发明的优选实施例中，通过直接或间接联接至麦克纳姆轮的传感器50来监测麦克纳姆轮20的由不规则元素引起的加速度，传感器是例如MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、位移检测器等的形式。
加速度测量结果(或关于加速度测量结果的数据)传送至具有处理器的控制器或中间单元，该处理器执行来自计算机程序代码的运算以使由麦克纳姆轮20的“颠簸”引起的加速的效果直观化并确定或导出表面的硬度特性。不同表面类型Ax、Bx、Cx的特性将在加速度的不同测量结果/直观化效果X、Y、Z中反映出来。非常软的地面Ax具有与非常硬的地面Cx的特征标记Z不同的特征标记X。通过设置直接或间接联接至麦克纳姆轮20、20’的传感器50用于监测加速度并将源自该加速度的信号馈给至控制器40，控制器40能确定表面特性并调整辅助推进力的某些方面，诸如在一特定方向上的驱动的大小(增加或减少推进力以满足表面阻力的增加或减少)、在转向时施加的转动力的大小(同样用于适应表面阻力的变化)，等等。
优选地，数据储存库55对关于多个表面类型特征标记的数据进行编码，每个表面类型特征标记都包括关于多方向的驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据。每个表面类型特征标记均可在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联。控制器40(或者执行计算并报送给控制器的某些中间单元)包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库，基于表面类型特征标记对关于自传感器50接收的加速度的数据分类，并且与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的一个或多个运行参数。该一个或多个运行参数为控制器所用以控制多方向的驱动装置(诸如麦克纳姆轮20，然而将理解的是还可以使用其它驱动装置类型，并且来自不同的轮的传感器读数可以组合或交叉参照以确定表面特性)的运行。
优选地，处理器配置成执行计算机程序代码以确定随着麦克纳姆轮(或其它驱动类型)中的不均匀部在表面上通过而由其引起的基本上竖向的加速度分量，并基于该确定的加速度来确定表面的硬度特性。
控制器可基于自传感器接收到的数据修改自操作者接收到的输入(力)的效果。例如，尽管力可被解释为一定的加速或转动，但基于自传感器接收到的数据可以增大、减小或甚至忽略这个力。
以适当的间隔(采样频率)读取加速计。能以一定数量的方式处理这个信号，从而针对给定的地面坚固度提出独特的特征标记。在其最简单的形式中，能利用适当动力的“移动平均(movingaverage)”对信号求取平均数。然后，由此得到的幅值本身能被用作表面坚固度的指示。在这种情形中，如果检测到的幅值落入一定间隔内，则具有不同幅值间隔的表与待传送至控制器的相对应的参数一起储存。
如果有必要，还可以监测(多个)驱动轮的角速度。在这样的实施例中，先前提到的表可具有进一步的维度、角速度间隔，其可交叉参照用以确定待传送至控制器的参数组。
还可以将其它参数纳入考量，诸如在测量时刻施加至电机的动力、系统的载荷(患者重量)、整个系统(例如爬坡时)的上倾或下斜角度、和/或环境温度。
在一个示例中，储存了幅值(A)、动力(B)、载荷(C)和温度(D)的参数。针对给定的标记A、B、C和D，与地面特性相对应的待储存的参数集的由此确定的标号将为A*B*C*D。参数集可从单个参数到一定数量的参数范围。(多个)参数被传送至控制器，用于影响控制推进系统的算法(例如WO2010/127985A1中描述的)。例如参数可引起较高的启动转矩辅助或对减速的较大的敏感性。
尽管麦克纳姆轮的特征允许其确定地面的特性，但将理解的是图7的方法还可以通过其中使用其它非麦克纳姆轮驱动装置的其它配置来执行。以下参照图8至10描述这类示例。
图8至10示出本发明的替代实施例的选定特征。
参照图8，示出对前述麦克纳姆轮的替代性驱动装置。将理解的是，这个驱动装置可以替代结合图1至7的实施例描述的麦克纳姆轮中的任一者或全部。该驱动装置包括基本上球形形状的、由多个轮103、104、105支承的轮100，所述多个轮中的每一者均由绕着自己的轴线A自由转动的多个滚子102组成，每个支承轮103、104、105均能绕着自己的轴线B2、C2、D2转动。优选地，具有至少三个支承轮103、104、105。优选地，多个支承轮103、104、105绕着球体的上半球沿纵向均匀分布。当球体100在任意给定的方向上沿着表面行进时，移动转化成支承轮103、104、105中的至少两个支承轮绕着它们的相应轴线B2、C2或D2的转动运动。
针对转动速度变化监测支承轮中的至少一者。优选地，支承轮中的至少一者包含或连结至驱动装置，该驱动装置例如是无刷电机、具有速度变化齿轮箱的无刷电机、无刷DC电机或任意适合的电驱动装置或电机驱动装置的形式。驱动装置的转速变化优选放大并传送至控制器，以传达轮的由人力作用的运动并(通过供支承轮以动力并由此供球形形状的轮100以动力)开启辅助推进。因此，与使用上述麦克纳姆轮的系统相比较，能实现相似的控制和性能。
在不脱离由所附权利要求限定的本发明精神和范围的前提下，还可以设想到多方向驱动装置的其它变型。将理解的是，原则上可以使用单方向、多方向或全方向的驱动装置的任意数目和定位。在优选实施例中，驱动装置取向固定(亦即，它们不改变取向或方向)，以及通过提供一个或多个方向上的辅助推进力能引起底盘在表面上的转动、平移、运动或制动。
图9示出用于确定竖向加速度的替代实施例。取代依靠麦克纳姆轮的“颠簸”，呈现为轮的形式的元件120或具有不规则外部形状的球体或其它部件可以设置成与麦克纳姆轮(或其它驱动装置)一起在表面S上行进。传感器50直接或间接联接至元件120，或布置成直接或间接监测元件120。传感器可包括MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、位移检测器等。传感器50以与上述实施例相似的方式运行，随着元件120在表面S上行进监测该元件的加速度，并将输出信号馈给至控制器(该控制器可以是执行计算机程序代码的处理器或微处理器的形式)以控制辅助推进。
如图10中所示，元件120的不规则的外部形状可以是形成如上所述的相同的硬度揭示特性和益处的惯性滑行轮或驱动轮的轮胎121或者轮胎样式的形式。
元件可以是能自由转动的脚轮的形式，从而该元件能在与由麦克纳姆轮提供的驱动装置或其正在追随的其它驱动装置相同的方向上转动。
图11是示出本发明的替代实施例的选定特征的平面图。
尽管已在前述一些实施例中将驱动装置图解为麦克纳姆轮，但相同的底盘也可由其它装置、诸如不具备全方向特性的一对推进的普通轮推进。与先前描述的多方向的驱动装置相比，两个推进的普通轮将具有用于推进底盘的较少的自由度，尽管如此该两个推进的普通轮也能向操作者提供有益的辅助。
两个推进轮20b在以近似相同的速度和方向被驱动时能在如路径D1所示的主要向前/向后方向上推进底盘60(向前是指朝向底盘60的前轮62a)，或者在以近似相同的速度但以相对于彼此相反的方向被驱动时能使底盘60如路径D2所示绕着两个推进轮20b之间的假想点转动，或者在以不同的速度但在相同的方向上被驱动时能在如路径D3所示的像弧一样的路径上推进底盘。
图12a-c示出本发明的替代实施例的选定特征。
如图12a所示，推进轮20b能在如路径D1所示的主要向前/向后方向上推进底盘60，向前是指朝向底盘60的前轮62a。
即使单个普通轮20b不能向底盘60添加推进力以使之转动，使用者1仍将从推进轮20a的与表面的接触点C获益，因为该接触点将在使用者1想改变底盘的行进方向时作为用于底盘60的锚定点而起作用。取代根据可旋转的载荷承载脚轮62a、62b中的每一者模糊限定的四个接触点，向使用者1提供一个接触点足以。
尽管已在上述一些实施例中将驱动装置图解为可以在人工输入下自由转动并基于引起自由转动的人工输入力的方向来提供选择性的辅助推进力的麦克纳姆轮，但将理解的是这只是可使用的一定数量的不同控制配置中的一种。例如，可使用更传统的控制配置(例如，可以在用于借由原本静止的驱动装置施加驱动力的操纵台、使用者界面、控制器等处实施控制输入)。限定出的接触点C增强了底盘60的操纵性，这补偿了普通轮20b的多方向特性的缺失。
参照图12b，示出系统的负载P与推进轮20b断开联系。负载通过优选刚性的底盘60分布至载荷承载轮62、诸如脚轮。推进轮20b通过安装件30联接至底盘60，该安装件包括优选地能主要竖向(即，基本上垂直于表面)移动的弹性地支在弹簧上的连杆31。连杆31可以包括摇臂或铰接臂32(或者(多个)竖向滑动导引件或(多个)通道)，该摇臂或铰接臂在除了基本上关于竖向方向上以外的所有方向上向推进轮20b提供基本上刚性的支承，其中所述表面是水平参考面。
弹性地支在弹簧上的连杆31朝向表面向推进轮20b施加力F1，以使推进轮推进底盘60。
参照图12c，为了使底盘60能够沿着表面在所有可能的方向上被操纵，通过施加比力F1更大的第二力F2可使推进轮20b与表面断开联接。
还将理解，基于检测到的表面特性，借由支在弹簧上的连杆或类似的组件施加至传动部件的力可以是可控的。例如，检测到的滑行可通过经支在弹簧上连杆施加的力的增大来补偿，检测到的驱动装置在预定阈值上的移位可被解释为潜在颠簸的乘驾，且速度和/或借由支在弹簧上连杆施加的力可被降低以增强负载的舒适性。
将理解的是，本发明上述一些实施例可与代码(例如，软件运算或程序)结合，该代码存在于具有能在包括计算机处理器的计算机系统上执行的控制逻辑的固件和/或计算机可用介质中。这样的计算机系统典型地包括配置成提供源自代码的执行的输出的记忆存储器，其根据执行配置处理器。代码可配置成固件或软件，并能被组织成一组模块——诸如离散代码模块、函数调用、程序调用或面向对象编程环境中的对象。如果使用模块来实施，则代码可包括单个模块或彼此协作地运行的多个模块。
本发明的可选实施例可被理解为包括在本文中以部件、元素或特征中的两个或更多个的任意或全部组合独立或全体表示的部件、元素或特征，并且文中提到了特定整数，已知其在本发明所属技术领域中具有等同方案，这类等同方案视为包含在本文中如同单独陈述一般。
尽管已经描述了本发明的图解实施例，但应理解的是所属领域的普通技术人员能做出各种变化、替代和改变而不会脱离由所附权利要求及其等同方案限定的本发明范围。
条项
条项1.一种用于沿着表面运送负载的底盘，包括：
布置在底盘周围用于将底盘支承在表面上的多个轮；
多方向的驱动装置，其配置成沿着表面在所述多方向中的一个方向或多个方向中的任一者上向底盘提供至少辅助推进力，
其中，多方向的驱动装置的至少传动部件借由具有弹性地支在弹簧上的连杆的安装件连接至底盘，多方向的驱动装置的至少传动部件具有固定的取向并能独立于底盘和多个轮在朝向表面的方向上运动，弹性地支在弹簧上的连杆配置成在所述辅助推进力提供期间将多方向的驱动装置的至少传动部件引导到表面上。
条项2.根据条项1的底盘，还包括：
配置成控制多方向的驱动装置的运行的控制器；和
传感器，其配置成监测多方向的驱动装置的加速度并将关于所述加速度的数据传送给控制器，
其中，控制器配置成基于自传感器接收的数据来控制多方向的驱动装置的运行。
条项3.根据条项2的底盘，其中，控制器包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以基于关于所述加速度的数据来确定表面的一种或多种特性，控制器配置成基于表面的特性来控制多方向的驱动装置的运行。
条项4.根据条项3的底盘，还包括对多个表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每个表面类型特征标记都包括关于多方向的驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据。
条项5.根据条项4的底盘，其中，每个表面类型特征标记均在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联，其中处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库、基于所述表面类型特征标记对关于自所述传感器接收的所述加速度的数据进行分类并与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的所述一个或多个运行参数，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以将所述一个或多个运行参数传送至控制器从而控制多方向的驱动装置的运行。
条项6.根据条项3、4或5的底盘，其中，传动部件包括元件，该元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上移动并基于表面的硬度特性引起多方向的驱动装置的所述加速度的变化，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度以及基于经确定的由该元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
条项7.根据条项6的底盘，其中，元件在传动部件中包括不均匀部，该不均匀部随着传动部件沿着表面推进底盘而在表面上通过。
条项8.根据条项6或7的底盘，其中，传动部件包括多个所述元件。
条项8.根据条项2至8中任一条项的底盘，其中，传感器包括加速计、MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、电气传感器、监测供给多方向的驱动装置以动力的电机的系统、和位移检测器中的一者或多者。
条项10.根据条项2至8中任一条项的底盘，其中，控制器配置成接收来自底盘的操作者的控制输入，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来控制多方向的驱动装置的运行。
条项11.根据条项10的底盘，其中，控制器配置成确定多方向的驱动装置的源自控制输入的驱动方向的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
条项12.根据条项10或11的底盘，其中，控制器配置成确定多方向的驱动装置的源自控制输入的速度和/或加速度的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
条项13.根据任一前述条项的底盘，包括一对多方向的驱动装置，该对多方向的驱动装置在基本上平行于表面的平面内相互分隔开并且彼此独立。
条项14.根据条项13的底盘，其中，该对多方向的驱动装置与底盘的纵向轴线基本上等距地分隔开。
条项15.根据条项14的底盘，其中，该对多方向的驱动装置中的每一者均设置于基本上底盘的周缘。
条项16.根据条项13、14或15的底盘，其中，该对多方向的驱动装置与底盘的中心点基本上等距地分隔开。
条项17.根据条项13、14、15或16的底盘，其中，该对多方向的驱动装置与负载的重量的预期中心基本上等距地分隔开。
条项18.根据条项13至17中任一条项的底盘，其中，该对多方向的驱动装置关于底盘的纵向轴线基本上对称地设置。
条项19.根据任一前述条项的底盘，其中，多方向的驱动装置或每个多方向的驱动装置包括全方向的驱动装置。
条项20.根据条项19的底盘，其中，多方向的驱动装置或每个多方向的驱动装置包括麦克纳姆轮。
条项21.根据条项13至18中任一条项的底盘，其中，每个多方向的驱动装置均包括具有不平行于底盘的纵向轴线的转动中间平面的麦克纳姆轮。
条项22.根据条项21的底盘，其中，所述多方向的驱动装置中的一者包括具有与底盘的纵向轴线成45°角的转动中间平面的麦克纳姆轮，所述多方向的驱动装置中的另一者包括具有与底盘的纵向轴线成135°角的转动中间平面的麦克纳姆轮。
条项23.根据条项19的底盘，其中，全方向的驱动装置或每个全方向的驱动装置包括：
配置成在基本上位于第一半球内的点处接触表面的基本上球形的轮；和
三个或更多个能转动的元件，该三个或更多个能转动的元件绕着与第一半球对向的第二半球设置并配置成接触球形的轮以及与该球形的轮一起转动。
条项24.根据任一前述条项的底盘，其中，安装件配置成在除了基本上朝向或背离表面的方向以外的所有方向上将力从传动部件传递至底盘，弹性地支在弹簧上的连杆配置成在所述基本上朝向或背离表面的方向上对来自传动部件的力施加阻尼作用。
条项25.根据条项24的底盘，其中，弹性地支在弹簧上的连杆包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸中的一者或多者。
条项26.一种患者运送设备，其包含根据任一前述条项的底盘。
条项27.根据条项26的患者运送设备，包括轮式床、推车、移动式吊挂机、起重机、移动框架、坐站装置或卫生椅中选定的一者。
条项28.一种辅助推进系统，其用于能沿着表面运动的轮式底盘，该辅助推进系统包括：
多方向的驱动装置，其能借由安装件联接至底盘并配置成沿着表面在所述多方向中的一个方向或多个方向上中的任一者上向底盘提供辅助推进力，
其中，安装件使多方向的驱动装置的至少传动部件在基本上垂直于表面的方向上与底盘基本上断开联接，并配置成施加弹性弹簧力以在所述辅助推进力提供期间将多方向的驱动装置的至少传动部件引导到表面上。
条项29.根据条项28的辅助推进系统，还包括：
配置成控制多方向的驱动装置的运行的控制器；和
传感器，其配置成监测多方向的驱动装置的加速度并将关于所述加速度的数据传送给控制器，
其中，控制器配置成基于自传感器接收到的数据来控制多方向的驱动装置的运行。
条项30.根据条项29的辅助推进系统，其中，控制器包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以基于关于所述加速度的数据来确定表面的一种或多种特性，控制器配置成基于表面的特性来控制多方向的驱动装置的运行。
条项31.根据条项30的辅助推进系统，还包括对多个表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每个表面类型特征标记都包括关于多方向的驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据。
条项32.根据条项32的辅助推进系统，其中，每个表面类型特征标记均在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联，其中处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库、基于所述表面类型特征标记对关于自所述传感器接收的所述加速度的数据进行分类并与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的所述一个或多个运行参数，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以将所述一个或多个运行参数传送至控制器从而控制多方向的驱动装置的运行。
条项33.根据条项30、31或32的辅助推进系统，其中，传动部件包括元件，该元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动并基于表面的硬度特性引起多方向的驱动装置的所述加速度的变化，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度以及基于经确定的由该元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
条项34.根据条项33的辅助推进系统，其中，元件在传动部件中包括不均匀部，该不均匀部随着传动部件沿着表面推进底盘而在表面上通过。
条项35.根据条项33或34的辅助推进系统，其中，传动部件包括多个所述元件。
条项36.根据条项29至35中任一条项的辅助推进系统，其中，传感器包括加速计、MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、电气传感器、监测供给多方向的驱动装置以动力的电机的系统、和位移检测器中的一者或多者。
条项37.根据条项29至36中任一条项的辅助推进系统，其中，控制器配置成接收来自底盘的操作者的控制输入，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来控制多方向的驱动装置的运行。
条项38.根据条项37的辅助推进系统，其中，控制器配置成确定多方向的驱动装置的源自控制输入的驱动方向的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
条项39.根据条项37或38的辅助推进系统，其中，控制器配置成确定多方向的驱动装置的源自控制输入的速度和/或加速度的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
条项40.根据条项28至39中任一条项的辅助推进系统，包括能借由安装件联接至底盘的一对多方向的驱动装置，该对多方向的驱动装置中的每一者的传动部件在基本上平行于表面的平面内相互分隔开并且能独立地操作以及在基本上垂直于表面的方向上独立地与底盘断开联接。
条项41.根据条项40的辅助推进系统，其中，该对多方向的驱动装置关于辅助推进系统的中心轴线基本上对称地设置。
条项42.根据条项28至41中任一条项的辅助推进系统，其中，多方向的驱动装置或每个多方向的驱动装置包括全方向的驱动装置。
条项43.根据条项42的辅助推进系统，其中，多方向的驱动装置或每个多方向的驱动装置包括麦克纳姆轮。
条项44.根据条项40或41的辅助推进系统，其中，每个多方向的驱动装置均包括具有不平行于辅助推进系统的中心轴线的转动中间平面的麦克纳姆轮。
条项45.根据条项44的辅助推进系统，其中，所述多方向的驱动装置中的一者包括具有与所述中心轴线成45°角的转动中间平面的麦克纳姆轮，所述多方向的驱动装置中的另一者包括具有与所述中心轴线成135°角的转动中间平面的麦克纳姆轮。
条项46.根据条项42的辅助推进系统，其中，全方向的驱动装置或每个全方向的驱动装置包括：
配置成在基本上位于第一半球内的点处接触表面的基本上球形的轮；和
三个或更多个能转动的元件，该三个或更多个能转动的元件绕着与第一半球对向的第二半球设置并配置成接触球形的轮以及与该球形的轮一起转动。
条项47.根据条项28至46中任一条项的辅助推进系统，其中，传动部件基本上固定地连接至安装件以在除了朝向或背离表面的方向以外的所有方向上将力从传动部件传递至安装件，借此所述断开联接配置成引起传动部件在弹性弹簧力的作用下运动以基本上吸收基本上朝向或背离表面的方向上的力。
条项48.根据条项47的辅助推进系统，其中，安装件包括弹性地支在弹簧上的连杆用以提供弹性弹簧力，该弹性地支在弹簧上的连杆包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸中的一者或多者。
条项49.根据条项29至32中任一条项的辅助推进系统，还包括配置成与传动部件一起在表面上运动的另一元件，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定元件的加速度特性并基于经确定的加速度来确定表面的硬度特性。
条项50.根据条项49的辅助推进系统，其中，元件包括随着该元件在表面上运动而在该表面上通过的不均匀部。
对于关注本文及所附权利要求教导的技术人员而言其它实施例将是显而易见的。

Claims (38)

1.一种借由驱动装置沿着表面向轮式底盘提供推进力的方法，包括：
监测所述驱动装置的运行；
根据所述驱动装置的运行来确定表面的一种或多种特性；
基于所述经确定的一种或多种特性来控制驱动装置的运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，监测运行的步骤包括随着驱动装置在表面上通过而监测该驱动装置的至少一部分的加速度。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
访问对多种表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每种表面类型特征标记均包括关于驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据；
基于所述表面类型特征标记对加速度进行分类；以及
与表面类型特征标记分类关联地识别一个或多个运行参数，用于控制运行的步骤。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，驱动装置包括元件，该元件随着底盘沿表面推进而在表面上运动，该元件基于表面的硬度特性引起驱动装置的至少一部分的所述加速度的变化，该方法还包括：确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括以采样频率对加速计进行采样以确定所述加速度。
6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括利用施加至驱动装置的动力的移动平均求取加速度的平均值，以及使检测到的幅值与具有预定的幅值范围的数据储存库相关联，预定的幅值范围中的每一者均与表面类型特征标记相对应。
7.根据权利要求4、5或6所述的方法，还包括：
监测从包括驱动装置的角速度、在测量时刻施加至驱动装置的电机的动力、底盘的载荷、底盘的上倾角度、底盘的下斜角度和环境温度的组中选定的一种或多种特性；以及
根据所述监测到的特性来确定表面的一种或多种特性。
8.一种用于沿着表面运送负载的底盘，包括：
布置在底盘周围用于将该底盘支承在表面上的多个轮；
驱动装置，其配置成沿着表面向底盘提供至少辅助推进力；
配置成监测驱动装置的运行的传感器；和
控制器，其配置成根据来自传感器的关于驱动装置的运行的数据来确定表面的一种或多种特性，并且基于所述确定的一种或多种特性来控制驱动装置的运行。
9.根据权利要求8所述的底盘，其中，驱动装置包括传动部件，驱动装置的至少传动部件借由具有弹性地支在弹簧上的连杆的安装件连接至底盘，驱动装置的至少传动部件具有固定的取向并能独立于底盘和多个轮在朝向表面的方向上运动，弹性地支在弹簧上的连杆配置成在提供所述辅助推进力期间将驱动装置的至少传动部件引导到表面上。
10.根据权利要求9所述的底盘，其中，驱动装置包括元件，该元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动并基于表面的硬度特性引起驱动装置的加速度的变化，传感器配置成监测该元件的运行，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由该元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
11.根据权利要求9所述的底盘，其中，驱动装置包括元件，该元件与传动部件分隔开并随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动，元件经历基于表面的硬度特性的加速度变化，传感器配置成监测该元件的运行，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
12.根据权利要求10或11所述的底盘，其中，控制器包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以基于关于加速度的数据来确定表面的一种或多种特性，控制器配置成基于表面的特性来控制驱动装置的运行。
13.根据权利要求12所述的底盘，还包括对多个表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每个表面类型特征标记都包括有关关于所述表面类型的加速度的数据。
14.根据权利要求13所述的底盘，其中，每个表面类型特征标记均在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联，其中处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库、基于所述表面类型特征标记对关于自传感器接收的所述加速度的数据进行分类并与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的所述一个或多个运行参数，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以将所述一个或多个运行参数传送至控制器从而控制驱动装置的运行。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的底盘，其中，元件包括不均匀部，该不均匀部在元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上通过时引起加速度的变化。
16.根据权利要求10或15所述的底盘，其中，传动部件包括多个所述元件。
17.根据权利要求5至16中任一项所述的底盘，其中，传感器包括加速计、MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、电气传感器、监测供给多方向的驱动装置以动力的电机的系统、和位移检测器中的一者或多者。
18.根据权利要求5至17中任一项所述的底盘，其中，控制器配置成接收来自底盘的操作者的控制输入，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来控制驱动装置的运行。
19.根据权利要求18所述的底盘，其中，控制器配置成确定驱动装置的源自控制输入的速度和/或加速度的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
20.根据权利要求5至19中任一项所述的底盘，包括一对驱动装置，该对驱动装置在基本上平行于表面的平面内相互分隔开并彼此独立。
21.根据权利要求5至20中任一项所述的底盘，其中，安装件配置成在除了基本上朝向或背离表面的方向以外的所有方向上将力从传动部件传递至底盘，弹性地支在弹簧上的连杆配置成在所述基本上朝向或背离表面的方向上对来自传动部件的力施加阻尼作用。
22.根据权利要求21所述的底盘，其中，弹性地支在弹簧上的连杆包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸中的一者或多者。
23.一种患者运送设备，包含根据权利要求5至22中任一项所述的底盘。
24.根据权利要求23所述的患者运送设备，包括轮式床、推车、移动式吊挂机、起重机、移动框架、坐站装置、被动患者升降机、主动患者升降机或卫生椅中选定的一者。
25.一种辅助推进系统，其用于能沿着表面运动的轮式底盘，该辅助推进系统包括：
驱动装置，其能借由安装件联接至底盘并配置成沿着表面向底盘提供辅助推进力，安装件使驱动装置的至少传动部件在基本上垂直于表面的方向上与底盘基本上断开联接，并配置成施加弹性弹簧力以在提供所述辅助推进力期间将驱动装置的至少传动部件引导到表面上；
配置成控制驱动装置的运行的控制器；和
传感器，其配置成监测驱动装置的至少一部分的加速度并将关于所述加速度的数据传送至控制器，
其中，控制器配置成基于自传感器接收到的数据来控制驱动装置的运行。
26.根据权利要求25所述的辅助推进系统，其中，控制器包括处理器，该处理器配置成执行计算机程序代码以基于关于所述加速度的数据来确定表面的一种或多种特性，控制器配置成基于表面的特性来控制驱动装置的运行。
27.根据权利要求26所述的辅助推进系统，还包括对多个表面类型特征标记进行编码的数据储存库，每个表面类型特征标记都包括关于驱动装置在所述表面类型上运行时的加速度的数据。
28.根据权利要求27所述的辅助推进系统，其中，每个表面类型特征标记均在数据储存库中与用于控制器的一个或多个运行参数关联，其中处理器配置成执行计算机程序代码以访问数据储存库、基于所述表面类型特征标记对关于自所述传感器接收的所述加速度的数据进行分类并与表面类型特征标记分类关联地识别用于控制器的所述一个或多个运行参数，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以将所述一个或多个运行参数传送至控制器从而控制驱动装置的运行。
29.根据权利要求25、26、27或28所述的辅助推进系统，其中，传动部件包括元件，该元件随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动并基于表面的硬度特性引起驱动装置的所述加速度的变化，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
30.根据权利要求25、26、27或28所述的辅助推进系统，其中，驱动装置包括元件，该元件与传动部件分隔开以及随着传动部件沿表面推进底盘而在表面上运动，元件经历基于表面的硬度特性的加速度变化，传感器配置成监测元件的运行，处理器进一步配置成执行计算机程序代码以确定由元件引起的加速度并基于经确定的由元件引起的加速度来确定表面的硬度特性。
31.根据权利要求29或30所述的辅助推进系统，其中，元件包括不均匀部，该不均匀部随着传动部件沿着表面推进底盘而在表面上通过。
32.根据权利要求29、30或31所述的辅助推进系统，还包括多个所述元件。
33.根据权利要求25至32中任一项所述的辅助推进系统，其中，传感器包括加速计、MEMS加速计、应变仪机构、光学传感器、电气传感器、监测供给多方向的驱动装置以动力的电机的系统、和位移检测器中的一者或多者。
34.根据权利要求25至33中任一项所述的辅助推进系统，其中，控制器配置成接收来自底盘的操作者的控制输入，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来控制多方向的驱动装置的运行。
35.根据权利要求34所述的辅助推进系统，其中，控制器配置成确定多方向的驱动装置的源自控制输入的速度和/或加速度的变化，并配置成基于控制输入和自传感器接收到的数据来确定所述变化的大小。
36.根据权利要求25至35中任一项所述的辅助推进系统，包括能借由安装件联接至底盘的一对驱动装置，该对驱动装置中的每一者的传动部件在基本上平行于表面的平面内相互分隔开并且能独立地操作以及在基本上垂直于表面的方向上独立地与底盘断开联接。
37.根据权利要求28至36中任一项所述的辅助推进系统，其中，传动部件基本上固定地连接至安装件以在除了朝向或背离表面的方向以外的所有方向上将力从传动部件传递至安装件，借此所述断开联接配置成引起传动部件在弹性弹簧力的作用下运动以基本上吸收基本上朝向或背离表面的方向上的力。
38.根据权利要求37所述的辅助推进系统，其中，安装件包括弹性地支在弹簧上的连杆用以提供弹性弹簧力，该弹性地支在弹簧上的连杆包括气弹簧、压缩弹簧、张力弹簧、主动受控压力压缩空气缸中的一者或多者。
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