CN108938237B - 电动轮椅操作装置及其车辆操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动轮椅操作装置，该电动轮椅操作装置包括：滑动部，滑动部设置在扶手部中；转盘部，转盘部设置在扶手部的端部侧，该转盘部构造成与滑动部一起沿车辆前后方向移动；以及电动轮椅驱动控制单元，电动轮椅驱动控制单元配置成通过将由第一传感器检测到的滑动部沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部相对于参考点的移动位置与电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将由第二传感器检测到的转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅的行驶运动。

Description

电动轮椅操作装置及其车辆操作方法

技术领域

本公开涉及一种用于操作电动轮椅的电动轮椅操作装置及其车辆操作方法。

背景技术

已知一种电动轮椅操作装置，该电动轮椅操作装置配置成使得当使用者使控制杆沿前后方向倾斜时，电动轮椅沿前后方向移动，并且当使用者使控制杆沿左右方向倾斜时，电动轮椅左转或右转(日本未经审查专利申请公报No.2013-226227)。

本发明人已经发现以下问题。当使用者操作上述控制杆时，他/她需要以协调的方式执行他/她的手腕的内转动作或外转动作和他/她的手指的动作。因此，例如，当使用者长时间操作控制杆时，使用者的操作负荷(在下文中被称为操作负荷)增加。

发明内容

本公开是为了解决上述问题而做出的，其主要目的在于提供一种能够减轻使用者的操作负荷的电动轮椅操作装置及其车辆操作方法。

为了实现上述目的，第一示例性方面是一种电动轮椅操作装置，该电动轮椅操作装置构造成操作电动轮椅使得电动轮椅执行前后运动以及转向运动，该电动轮椅操作装置包括：

扶手部，扶手部沿车辆前后方向延伸，该扶手部构造成使得使用者可以将他/她的前臂放置在扶手部上；

滑动部，滑动部设置在扶手部中，该滑动部设置成使滑动部可以相对于扶手部沿车辆前后方向移动；

转盘部，转盘部设置在扶手部的端部侧，该转盘部设置成使得转盘部可以与滑动部一起相对于扶手部沿车辆前后方向移动，并且构造成使得使用者可以抓握并旋转转盘部；

第一传感器，第一传感器配置成检测滑动部沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部相对于参考点的位置；

第二传感器，第二传感器配置成检测转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩；以及

电动轮椅驱动控制单元，电动轮椅驱动控制单元配置成通过将由第一传感器检测到的滑动部沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部相对于参考点的移动位置与电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将由第二传感器检测到的转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅的行驶运动。

为了实现上述目的，另一示例性方面可以是一种电动轮椅操作装置，该电动轮椅操作装置构造成操作电动轮椅使得电动轮椅执行前后运动以及转向运动，该电动轮椅操作装置包括：

扶手部，扶手部沿车辆前后方向延伸，该扶手部构造成使得使用者可以将他/她的前臂放置在扶手部上；

轴部，轴部设置在扶手部的端部侧，使得轴部可以沿车辆前后方向和车辆上下方向中的至少一者移动；

转盘部，转盘部设置在轴部的端部并且构造成使得使用者可以抓握并旋转转盘部；

第三传感器，第三传感器配置成检测轴部的倾斜量、移动量、相对于参考点的位置、倾斜转矩和/或移动力；

第二传感器，第二传感器配置成检测转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩；以及

电动轮椅驱动控制单元，电动轮椅驱动控制单元配置成通过将由第三传感器检测到的轴部的倾斜量、移动量、相对于参考点的位置、倾斜转矩和/或移动力与电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将由第二传感器检测到的转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅的行驶运动。

在这些方面中，转盘部的旋转轴线可以从竖直轴线向使用者的外侧倾斜预定角度。

为了实现上述目的，另一示例性方面可以是一种用于电动轮椅操作装置的车辆操作方法，该电动轮椅操作装置包括：

扶手部，扶手部沿车辆前后方向延伸，该扶手部构造成使得使用者可以将他/她的前臂放置在扶手部上；

滑动部，滑动部设置在扶手部中，该滑动部设置成使得滑动部可以相对于扶手部沿车辆前后方向移动；以及

转盘部，转盘部设置在扶手部的端部侧，该转盘部设置成使得转盘部可以与滑动部一起相对于扶手部沿车辆前后方向移动，并且该转盘部构造成使得使用者可以抓握并旋转该转盘部，

车辆操作方法包括：

检测滑动部沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部相对于参考点的位置的步骤；

检测转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩的步骤；以及

通过将检测到的滑动部沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部相对于参考点的移动位置与电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将检测到的转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅的行驶运动的步骤。

为了实现上述目的，另一示例性方面可以是一种用于电动轮椅操作装置的车辆操作方法，该电动轮椅操作装置包括：

扶手部，扶手部沿车辆前后方向延伸，该扶手部构造成使得使用者可以将他/她的前臂放置在扶手部上；

轴部，轴部设置在扶手部的端部侧，使得轴部可以沿车辆前后方向和车辆上下方向中的至少一者移动；以及

转盘部，转盘部设置在轴部的端部并且构造成使得使用者可以抓握并旋转转盘部，

车辆操作方法包括：

检测轴部的倾斜量、移动量、相对于参考点的位置、倾斜转矩和/或移动力的步骤；

检测转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩的步骤；以及

通过将检测到的轴部的倾斜量、移动量、相对于参考点的位置、倾斜转矩和/或移动力与电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将检测到的转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅的行驶运动的步骤。

根据本公开，能够提供一种能够减轻使用者的操作负荷的电动轮椅操作装置及其车辆操作方法。

本公开的以上及其他目的、特征和优点将通过下文给出的详细说明以及附图而变得被更充分地理解，附图仅通过说明的方式给出并且因此不被认为是限制本公开。

附图说明

图1A是示出了根据本公开的第一实施方式的电动轮椅的示意性构造的侧视图；

图1B是示出了根据本公开的第一实施方式的电动轮椅的示意性构造的正视图；

图2是示出了根据本公开的第一实施方式的电动轮椅的示意性系统配置的框图；

图3是示出了根据本公开的第一实施方式的电动轮椅操作装置的示意性系统配置的框图；

图4A是示出了扶手部和滑动部的侧视图；

图4B是示出了扶手部和滑动部的俯视图；

图5示出了滑动部的构造；

图6示出了在扶手部的滑动表面上形成台阶部的构造；

图7示出了预定角度的示例；

图8示出了转盘部在车辆前后方向上沿直线相对移动的构造；

图9示出了转盘部在车辆前后方向上以弧线模式相对移动的构造；

图10A是示出了转盘部的构造的立体图；

图10B是沿方向A观察图10A所示的转盘部时的局部立体图；

图11是示出了根据本公开的第一实施方式的电动轮椅操作装置的车辆操作方法的流程的流程图；

图12是示出了根据本公开的第二实施方式的电动轮椅操作装置的示意性系统配置的框图；

图13示出了轴部和滑动部；

图14是示出了根据第三实施方式的电动轮椅操作装置的示意性构造的立体图；以及

图15示出了轴部处于中立位置并且沿前后方向倾斜的构造的示例。

具体实施方式

第一实施方式

在下文中，参照附图说明根据本公开的实施方式。

根据本公开的第一实施方式的电动轮椅操作装置被安装在电动轮椅中并且操作电动轮椅使其执行前后运动以及转向运动。

图1A和图1B分别是示出了根据第一实施方式的电动轮椅的示意性构造的侧视图和正视图。电动轮椅1包括轮椅主体2和安装至轮椅主体2的一对左右驱动轮3和一对左右从动轮4。

轮椅主体2包括使用者坐在其上的座部21和使用者放置他/她的前臂的沿车辆前后方向延伸的扶手部22。

应当指出的是，当使用者通过使用普通的控制杆来操作电动轮椅时，他/她需要以协调的方式执行他/她的手腕的内转动作和外转动作以及他/她的手指的动作。通常，当人执行他/她的手腕的内转动作或外转动作时，他/她使用诸如旋前方肌、旋前圆肌、二头肌等的肌肉。因此，这样的动作使得使用者相当疲劳并且使得精细的操作非常难以执行。

因此，例如，当使用者长时间操作控制杆时，使用者的操作负荷增加。此外，当使用者以协调的方式执行他/她的手腕的内转动作和外转动作以及他/她的手指的动作时，他/她很难执行精细的杆操作。

为了解决该问题，在根据第一实施方式的电动轮椅操作装置中，使用者可以通过使他/她的前臂沿前后方向移动而使电动轮椅1沿前后方向移动，并且可以通过执行他/她的手腕的桡骨侧弯曲或尺骨侧弯曲以及使用五个手指的旋转动作而使电动轮椅1左转或右转。由于使用者通过以如上所述的分开的方式进行由他/她的手臂执行的操作以及由他/她的手腕和手指执行的操作来高效地操作电动轮椅操作装置，所以不需要以协调的方式执行涉及较大的操作负荷的手腕的内转动作和外转动作以及手指的动作。因此，可以显著地降低使用者的操作负荷。此外，由于不需要以协调的方式执行手腕的内转动作和外转动作以及手指的动作，因此使用者可以容易地对电动轮椅1执行精细的操作。

图2是示出了根据第一实施方式的电动轮椅的示意性系统配置的框图。

电动轮椅1包括：一对马达5，该对马达5驱动一对驱动轮3；以及电动轮椅操作装置10，电动轮椅操作装置10通过控制每个马达5来操作(即，使使用者能够操作)电动轮椅1。

图3是示出了根据第一实施方式的电动轮椅操作装置的示意性系统配置的框图。根据第一实施方式的电动轮椅操作装置10包括：滑动部11，滑动部11设置在扶手部22中，使得滑动部11可以相对于扶手部22沿车辆前后方向移动；转盘部12，使用者可以抓握并旋转该转盘部12；第一传感器13，第一传感器13检测滑动部11沿车辆前后方向的移动；第二传感器14，第二传感器14检测转盘部12的旋转；以及电动轮椅驱动控制单元15，电动轮椅驱动控制单元15控制电动轮椅1沿前后方向的移动以及电动轮椅1沿左右方向的转向运动。

图4A和图4B分别是示出了扶手部和滑动部的侧视图和俯视图。滑动部11被设置成使电动轮椅1沿车辆前后方向移动(即，使使用者能够使电动轮椅1沿车辆前后方向移动)。滑动部11设置在扶手部22内。使用者将他/她的前臂放置在滑动部11上，并且使滑动部11相对于扶手部22在车辆前后方向上沿直线移动。

图5示出了滑动部的构造。滑动部11包括设置在扶手部22内的滑杆111、推动(即，按压)滑杆111的一对弹簧112以及连接至滑杆111并与使用者的前臂接触的接触部113(图4A和图4B)。

一对弹簧112将滑杆111支承在中立位置，使得一对弹簧112将滑杆111的中间部114夹置在该对弹簧之间。当使用者向前滑动他/她的前臂时，由于前臂的滑动，滑动部11的滑杆111从中立位置向前移动。设置在前侧的弹簧112被压缩并且其弹力增加了滑杆111的负载，使得滑杆111的向前移动更加困难。相反地，当使用者向后滑动他/她的前臂时，滑动部11的滑杆111从中立位置向后移动。设置在后侧的弹簧112被压缩并且其弹力增加了滑杆111的负载，使得滑杆111的向后移动更加困难。

如上所述，滑杆111被构造成使得滑杆111从中立位置移动得越远，对滑杆111的负载变得越大，使得滑杆111的移动更加困难。通过这种方式，能够防止滑动部11被突然操作，从而防止电动轮椅1进行突然移动，因此提高了电动轮椅1的安全性。此外，当使用者放松他/她的前臂时，滑动部11的滑杆111自动返回至中立位置。因此，使用者可以容易地将滑动部11的滑杆111返回至中立位置，因此最终减轻了使用者的操作负荷。

阻尼器115可以设置在滑杆111的端部处。该阻尼器115进一步防止滑杆111被突然操作。因此，能够防止滑动部11被突然操作，从而更可靠地防止电动轮椅1进行突然移动。

滑杆111的中间部114沿着扶手部22的滑动表面在车辆前后方向上移动。如图6所示，扶手部22可以被构造成使得在滑动表面上的滑杆111的中立位置处形成有台阶部。

滑动表面呈凸轮形状，其中，前侧的高度相对于台阶部较低并且后侧的高度相对于台阶部较高。因此，当滑杆111的中间部114越过台阶部并进入后侧时，滑杆111和接触部113升高，因此使用者的前臂升高。当滑杆111的中间部114相对于台阶部位于后侧时，即，相对于中立位置位于后侧时，电动轮椅1处于向后移动状态(将随后对其进行说明)。因此，由于使用者的前臂升高，他/她可以容易地识别电动轮椅1处于向后移动状态。

转盘部12被设置成使(即，使使用者能够使)电动轮椅1左转或右转。如图4A和图4B所示，转盘部12设置在扶手部22的端部侧，并且与滑动部11一起相对于扶手部22在车辆前后方向上沿直线移动。转盘部12连接至滑动部11的滑杆111的端部。通过该构造，即使在使用者使他/她的前臂相对于扶手部22沿车辆前后方向移动并由此使滑动部11沿车辆前后方向移动时，前臂与转盘部12之间的相对位置关系也不会改变。因此，转盘部12的可操作性不会改变，从而能够实现稳定的操作。

转盘部12形成为具有大致盘状的形状，使得使用者可以容易地抓握转盘部。使用者可以抓握转盘部12并且使其沿顺时针方向(右方向)和逆时针方向(左方向)旋转。上述旋转操作中的左右方向被限定为使得当人(即，使用者)旋转他/她的手腕时所施加的负载被最小化。

应当指出的是，当使用者将他/她的前臂放在扶手部22上时，前臂在自然状态下向使用者的外侧(即，向小指侧)扭转。因此，为了使转盘部12符合前臂的这种扭转，转盘部12的旋转轴线从竖直轴线向使用者的外侧倾斜预定角度(大约0度至90度)。

通过这种方式，使用者可以以自然的姿势(例如，放松的姿势)抓握并操作转盘部12，而不用强制地扭转他/她的前臂。因此，可以减轻使用者的操作负荷。此外，通过将转盘部12设置成处于倾斜状态，使用者可以清楚地识别转盘部12的旋转方向并且提高其可视性。因此，使用者可以使电动轮椅1更精确地执行转向运动。

例如，如图7所示，预定角度被设定为约17度(大约15度)。根据需要，转盘部12的预定角度可以根据使用者的前臂的扭转状态而调整。通过这种方式，每个单独的使用者可以以对于该使用者最佳的操作姿势来操作电动轮椅1。

如图8所示，例如，转盘部12可以被构造成使其与滑动部11一起相对于扶手部22在车辆前后方向上沿直线移动。然而，转盘部12的构造不限于该示例。例如，如图9所示，转盘部12可以被构造成使其相对于扶手部22沿车辆前后方向以弧线模式移动。

该弧线轨迹(即，弧线模式)例如基于人(即，使用者)可以进行他/她的手腕的桡骨侧弯曲(约25°)和尺骨侧弯曲(约45°)的可旋转范围而被限定。通过这种方式，使用者通过仅进行使用者的操作负荷较小的桡骨侧弯曲和尺骨侧弯曲，就可以使转盘部12沿车辆前后方向相对移动。因此，可以减轻使用者的操作负荷。

如图10A和图10B所示，转盘部12包括例如支承部122和使用者抓握的抓握部121，支承部122容纳在扶手部22内并可旋转地支承抓握部121。

一对弹簧123将抓握部121支承在中立位置，使得该对弹簧123将支承部122的中间部124夹置在该对弹簧之间。当使用者旋转抓握部121时，一对弹簧123中的一个弹簧被压缩，并且其弹力增加了抓握部121的负载。如上所述，抓握部121被构造成使得抓握部121从中立位置旋转越多，则对抓握部121的负载变得越大，从而使得抓握部121的旋转更困难。通过这种方式，能够防止转盘部12被突然操作，从而防止电动轮椅1进行突然移动，因此提高了电动轮椅1的安全性。

应当指出的是，电动轮椅1有时可以移动成例如使其扶手部22移动到桌子等的下方的空间内。在这种情况下，需要在扶手部22的上方(即，在桌子与扶手部22之间)存在一定的空间。为了应对这样的情况，滑动部11和转盘部12被构造成使其高度(即，其顶部)不超过根据第一实施方式的电动轮椅操作装置10中的扶手部22的高度(即，顶部)。此外，使用者将他/她的前臂放在扶手部22上，并且在上述高度范围内沿前后方向操作滑动部11或者沿左右方向操作转盘部12。因此，只需确保与放置在扶手部22上的使用者的前臂的高度对应的小空间。因此，例如，使用者可以将电动轮椅1平稳地移动到桌子下方的空间中。

第一传感器13检测滑动部11的滑杆111沿车辆前后方向的移动量和移动方向。第一传感器13设置在例如滑动部11的滑杆111中。第一传感器13通过使用接触式线性位置传感器、霍尔IC非接触式行程传感器、磁致伸缩线性传感器等而构成。

例如，当通过使用磁致伸缩线性传感器构造第一传感器13时，在滑杆111内设置磁体。第一传感器13将滑动部11的滑杆111沿车辆前后方向的移动量以及移动方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。

第二传感器14检测转盘部12的旋转量和旋转方向。第二传感器14设置在转盘部12中。第二传感器14例如通过使用接触式旋转编码器或非接触式旋转编码器(例如霍尔IC旋转角度传感器、光学旋转编码器、磁性旋转编码器或电磁耦合旋转编码器)而构成。第二传感器14将检测到的转盘部12的旋转量和旋转方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。

通过将由第一传感器13检测到的滑动部沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部相对于参考点的移动位置与电动轮椅1沿前后方向的行驶运动相关联来控制电动轮椅1的行驶运动。例如，电动轮椅驱动控制单元15基于由第一传感器13检测到的滑动部11沿车辆前后方向的移动量和移动方向来控制电动轮椅1沿前后方向的移动。

应当指出的是，电动轮椅驱动控制单元15例如可以由主要使用微型计算机的硬件形成，该微型计算机包括CPU(中央处理单元)151、存储器152以及接口单元(I/F)153，其中，CPU(中央处理单元)151执行控制处理、运算处理等，存储器152包括存储待由CPU 151执行的控制程序、运算程序等的ROM(只读存储器)和/或RAM(随机存取存储器)，接口单元(I/F)153从外部接收信号并输出信号。CPU 151、存储器152和接口单元153通过数据总线等彼此连接。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第一传感器13检测到的滑动部11沿车辆前方方向的移动来控制每个马达5并且使电动轮椅1向前移动。电动轮椅驱动控制单元15基于由第一传感器13检测到的滑动部11沿车辆后方方向的移动来控制每个马达5并且使电动轮椅1向后移动。此外，电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第一传感器13检测到的滑动部11沿车辆前后方向的移动量越大，则使电动轮椅1沿前后方向的移动速度增加越多。

通过将由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅1沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅1的行驶运动。例如，电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量和旋转方向来控制电动轮椅1的转向运动。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12沿右方向(即，顺时针方向)的旋转来控制每个马达5并且使电动轮椅1右转。电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12沿左方向(即，逆时针方向)的旋转来控制每个马达5并且使电动轮椅1左转。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第二传感器14检测到的转盘部12沿左右方向的旋转量越大，则使电动轮椅1沿左右方向的转向速度增加越多。

第二传感器14可以是检测转盘部12的旋转转矩和旋转方向的转矩传感器。在这种情况下，转盘部12可以被构造成使得转盘部12几乎不可旋转。转矩传感器例如是三轴触觉传感器。第二传感器14将检测到的转盘部12的旋转转矩和旋转方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转转矩和旋转方向来控制电动轮椅1的转向运动。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第二传感器14检测到的转盘部12沿左右方向的旋转转矩越大，则使电动轮椅1沿左右方向的转向速度增加越多。

如上所述，使用者通过使他/她的前臂沿车辆前后方向相对移动，并由此使滑动部11沿车辆前后方向移动，从而使电动轮椅1沿车辆前后方向移动。此外，使用者通过使转盘部12沿左右方向旋转来使电动轮椅1左转或右转。如上所述，根据第一实施方式的电动轮椅操作装置10被构造成使其操作电动轮椅1，同时使电动轮椅1沿车辆前后方向的操作与电动轮椅1沿左右方向的转向操作明确地彼此独立。因此，使用者可以清楚地识别操作的方向，从而防止操作错误。

图11是示出了根据第一实施方式的电动轮椅操作装置的车辆操作方法的流程的流程图。图11所示的处理流程例如可以以预定的时间间隔重复执行。

当使用者使滑动部11的滑杆111沿车辆前后方向移动时，第一传感器13检测滑动部11的滑杆111沿车辆前后方向的移动量和移动方向，并且将检测到的滑动部11的移动量和移动方向输出至电动轮椅驱动控制单元15(步骤S101)。

当使用者沿左右方向旋转转盘部12时，第二传感器14检测转盘部12的旋转量和旋转方向，并且将检测到的转盘部12的旋转量和旋转方向输出至电动轮椅驱动控制单元15(步骤S102)。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第一传感器13检测到的滑动部11沿车辆前后方向的移动量和移动方向来控制每个马达5并使电动轮椅1沿前后方向移动(步骤S103)。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量和旋转方向来控制每个马达5并使电动轮椅1左转或右转(步骤S104)。上述步骤S101和步骤S103可以分别与步骤S102和步骤S104同时且并行地执行。

如上所述，根据第一实施方式的电动轮椅操作装置10包括：滑动部11，滑动部11设置在扶手部22中，使得滑动部11可以相对于扶手部22沿车辆前后方向移动；转盘部12，转盘部12设置在扶手部22的端部侧，转盘部12设置成使其可以与滑动部11一起相对于扶手部22沿车辆前后方向移动，并且构造成使得使用者可以抓握并旋转转盘部12；第一传感器13，第一传感器13配置成检测滑动部11沿车辆前后方向的移动；第二传感器14，第二传感器14配置成检测转盘部12的旋转；以及电动轮椅驱动控制单元15，电动轮椅驱动控制单元15配置成通过将由第一传感器13检测到的滑动部11沿车辆前后方向的移动量和/或滑动部11相对于参考点的移动位置与电动轮椅1沿前后方向的行驶运动相关联并且将由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩与电动轮椅1沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅1的行驶运动。

使用者可以通过使他/她的前臂沿前后方向移动来使电动轮椅1沿前后方向移动，并且可以通过执行他/她的手腕的桡骨侧弯曲或尺骨侧弯曲以及使用五个手指的旋转动作来使电动轮椅1左转或右转。因此，不需要以协调的方式执行涉及较大的操作负荷的手腕的内转动作和外转动作以及手指的动作。因此，可以显著地降低使用者的操作负荷。

第二实施方式

图12是示出了根据本公开的第二实施方式的电动轮椅操作装置的示意性系统配置的框图。根据第二实施方式的电动轮椅操作装置30包括：轴部31，轴部31设置在扶手部22的端部侧使得轴部31可以沿车辆前后方向倾斜；转盘部12，使用者可以抓握并旋转转盘部12；第三传感器32，第三传感器32检测轴部31沿车辆前后方向的倾斜；第二传感器14，第二传感器14检测转盘部12的旋转；以及电动轮椅驱动控制单元15，电动轮椅驱动控制单元15控制电动轮椅1沿前后方向的移动以及电动轮椅1沿左右方向的转向运动。

在根据第二实施方式的电动轮椅操作装置30中，使用者可以通过使轴部31沿前后方向倾斜而使电动轮椅1沿前后方向移动，并且通过使转盘部12沿左右方向旋转而使电动轮椅1左转或右转。由于不需要以协调的方式执行涉及较大的操作负荷的手腕的内转动作和外转动作以及手指的动作，因此，可以显著地降低使用者的操作负荷。

图13示出了轴部和滑动部。轴部31设置成使电动轮椅1沿车辆前后方向移动(即，使使用者能够使电动轮椅1沿车辆前后方向移动)。轴部31通过倾动机构等连接至扶手部22的端部，并且设置成沿竖直方向处于立位。轴部31的长度是可调节的。通过调节该轴部31的长度，使用者可以调节转盘部12的高度，以便使用者可以容易地操纵转盘部12。

当轴部31定位成处于竖直方向时，轴部31处于中立状态。此外，轴部31可以从中立状态向前倾斜和向后倾斜。当轴部31的位置被从前倾位置改变至后倾位置或从后倾位置改变至前倾位置时，使用者感受到点击感。因此，使用者可以感知并识别前后方向之间的切换。此外，轴部31构造成使得当使用者停止向轴部31施加向前或向后的力时，轴部31通过弹簧等的回复力返回至中立位置。

转盘部12设置成使(即，使使用者能够使)电动轮椅1左转或右转。转盘部12以转盘部12可以被旋转的方式设置在轴部31的端部。转盘部12形成为具有大致盘状的形状，并且使用者可以抓握转盘部12并使其沿左右方向旋转。

为了使转盘部12符合使用者的前臂的扭转，转盘部12的旋转轴线从竖直轴线向外侧倾斜预定角度。通过这种方式，使用者可以以自然的姿势(例如，放松的姿势)抓握并操作转盘部12，而不用强制地扭转他/她的前臂。

第三传感器32检测轴部31沿车辆前后方向的倾斜。第三传感器32检测轴部31的倾斜量(即，倾斜角度)以及轴部31的倾斜方向。第三传感器32设置在轴部31中。第三传感器32例如通过使用角度传感器构成。第三传感器32将检测到的轴部31的倾斜量和倾斜方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。

第二传感器14检测转盘部12的旋转量和旋转方向。第二传感器14设置在转盘部12中。第二传感器14将检测到的转盘部12的旋转量和检测到的旋转方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。

通过将由第三传感器32检测到的轴部31的倾斜量与电动轮椅1沿前后方向的行驶运动相关联来控制电动轮椅1的行驶运动。例如，电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31的倾斜量以及轴部31的倾斜方向来控制电动轮椅1沿前后方向的移动。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆前方方向的倾斜来控制每个马达5并且使电动轮椅1向前移动。电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆后方方向的倾斜来控制每个马达5并且使电动轮椅1向后移动。此外，电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆前后方向的倾斜量越大，则使电动轮椅1沿前后方向的移动速度增加越多。

通过将由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量和/或旋转位置与电动轮椅1沿左右方向的转向运动相关联来控制电动轮椅1的行驶运动。例如，电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量和旋转方向来控制电动轮椅1的转向运动。电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12沿右方向的旋转来控制每个马达5并且使电动轮椅1右转。电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12沿左方向的旋转来控制每个马达5并且使电动轮椅1左转。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第二传感器14检测到的转盘部12沿左右方向的旋转量越大，则使电动轮椅1沿左右方向的转向速度增加越多。

第三传感器32可以是检测轴部31的倾斜转矩及其方向的转矩传感器。在这种情况下，轴部31可以被构造成使得轴部31几乎不可倾斜。转矩传感器例如是三轴触觉传感器。第三传感器32将检测到的轴部31的倾斜转矩及其方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31的倾斜转矩及其方向来控制每个马达5并由此控制电动轮椅1沿前后方向的移动。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第三传感器32检测到的轴部31的倾斜转矩越大，则使电动轮椅1沿前后方向的移动速度增加越多。

类似地，第二传感器14可以是检测转盘部12的旋转转矩和旋转方向的转矩传感器。第二传感器14将检测到的转盘部12的旋转转矩和旋转方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转转矩和旋转方向来控制电动轮椅1的转向运动。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第二传感器14检测到的转盘部12沿左右方向的旋转转矩越大，则使电动轮椅1沿左右方向的转向速度增加越多。

当电动轮椅1向后移动(或者开始向后移动)时，电动轮椅驱动控制单元15可以通过使用报告装置33向使用者报告后向移动状态。通过这种方式，使用者可以清楚地识别电动轮椅1的向后移动并且因此提高了安全性。报告装置33例如是：使与使用者接触的诸如座部21或扶手部22的部分振动的振动装置；作为警示灯打开(或者闪烁)的灯；发出警报的扬声器等。此外，当电动轮椅驱动控制单元15检测到电动轮椅1的周围存在障碍时，电动轮椅驱动控制单元15可以通过使用报告装置33来向使用者报告检测到障碍。

第三实施方式

根据本公开的第三实施方式的电动轮椅操作装置30根据轴部31沿车辆上下方向的移动而使电动轮椅1沿前后方向移动。轴部31以轴部31可以沿车辆上下方向移动的方式设置在扶手部22的端部侧(图14)。

应当指出的是，虽然轴部31在中立位置沿竖直方向定向，但是轴部31也可以在中立位置沿前后方向倾斜(图15)。该轴部31的倾斜角度可以根据使用者的操作姿势进行调节。通过这种方式，使用者可以以更优化的姿势操作转盘部12。

第三传感器32检测轴部31沿车辆上下方向的移动。第三传感器32检测轴部31沿车辆上下方向的移动量和移动方向。第三传感器32将检测到的轴部31沿车辆上下方向的移动量和移动方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆上下方向的移动量和移动方向来控制电动轮椅1沿前后方向的移动。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆向下方向的移动来控制每个马达5并且使电动轮椅1向前移动。电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆向上方向的移动来控制每个马达5并且使电动轮椅1向后移动。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆上下方向的移动量越大，则使电动轮椅1沿前后方向的移动速度增加越多。应当指出的是，电动轮椅驱动控制单元15可以基于轴部31沿车辆向下方向的移动使电动轮椅1向后移动，并且基于轴部31沿车辆向上方向的移动使电动轮椅1向前移动。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第二传感器14检测到的转盘部12的旋转量和旋转方向来控制电动轮椅1的转向运动。

在根据第三实施方式的电动轮椅操作装置30中，使用者可以通过使轴部31沿上下方向移动而使电动轮椅1沿前后方向移动，并且通过使转盘部12沿左右方向旋转而使电动轮椅1左转或右转。由于不需要以协调的方式执行涉及较大的操作负荷的手腕的内转动作和外转动作以及手指的动作，因此，可以显著地降低使用者的操作负荷。

应当指出的是，第三传感器32可以是检测轴部31的沿车辆上下方向的移动力的大小和移动力的方向的触觉传感器。在这种情况下，轴部31可以被构造成使得轴部31沿车辆上下方向几乎不可移动。第三传感器32将检测到的轴部31的沿车辆上下方向的移动力的大小及其方向输出至电动轮椅驱动控制单元15。

电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31的沿车辆上下方向的移动力的大小及其方向来控制每个马达5并由此控制电动轮椅1沿前后方向的移动。电动轮椅驱动控制单元15控制每个马达5使得由第三传感器32检测到的轴部31的移动力越大，则使电动轮椅1沿前后方向的移动速度增加越多。

此外，电动轮椅驱动控制单元15基于由第三传感器32检测到的轴部31沿车辆上下方向的移动和轴部31沿车辆前后方向的倾斜来控制每个马达5并由此控制电动轮椅1沿前后方向的移动。例如，电动轮椅驱动控制单元15可以基于轴部31沿车辆向下方向的移动使电动轮椅1向前移动，并且基于轴部31沿车辆后方方向的倾斜使电动轮椅1向后移动。

在第三实施方式中，与上述第一实施方式和第二实施方式中的附图标记相同的附图标记用于与上述第一实施方式和第二实施方式中的部件/结构相同的部件/结构，并且省略其详细说明。

应当指出的是，本公开不限于上述实施方式，并且可以在不背离本公开的主旨和范围的情况下进行各种改型。例如，上述实施方式的构型可以以任意方式彼此组合。

根据由此所描述的本公开，将明显的是，本公开的实施方式可以以许多方式进行变型。这些变型不被认为是背离本公开的主旨和范围，并且对于本领域技术人员而言明显的所有这些改型都旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种电动轮椅操作装置，所述电动轮椅操作装置构造成操作电动轮椅使得所述电动轮椅执行前后运动以及转向运动，所述电动轮椅操作装置包括：

扶手部，所述扶手部沿车辆前后方向延伸，所述扶手部构造成使得使用者能够将所述使用者的前臂放置在所述扶手部上；

滑动部，所述滑动部设置在所述扶手部中，所述滑动部设置成使得所述滑动部能够相对于所述扶手部沿所述车辆前后方向移动；

转盘部，所述转盘部设置在所述扶手部的端部侧，所述转盘部设置成使得所述转盘部能够与所述滑动部一起相对于所述扶手部沿所述车辆前后方向移动，并且所述转盘部构造成使得使用者能够抓握并旋转所述转盘部；

第一传感器，所述第一传感器配置成检测所述滑动部沿所述车辆前后方向的移动量和/或所述滑动部相对于参考点的位置；

第二传感器，所述第二传感器配置成检测所述转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩；以及

电动轮椅驱动控制单元，所述电动轮椅驱动控制单元配置成：通过将由所述第一传感器检测到的所述滑动部沿所述车辆前后方向的所述移动量和/或所述滑动部相对于所述参考点的移动位置与所述电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将由所述第二传感器检测到的所述转盘部的所述旋转量、所述旋转位置和/或所述旋转转矩与所述电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联，来控制所述电动轮椅的行驶运动，

其中，所述转盘部的旋转轴线从竖直轴线向使用者的外侧倾斜预定角度。

2.一种电动轮椅操作装置，所述电动轮椅操作装置构造成操作电动轮椅使得所述电动轮椅执行前后运动以及转向运动，所述电动轮椅操作装置包括：

扶手部，所述扶手部沿车辆前后方向延伸，所述扶手部构造成使得使用者能够将所述使用者的前臂放置在所述扶手部上；

轴部，所述轴部设置在所述扶手部的端部侧，使得所述轴部能够沿所述车辆前后方向和车辆上下方向中的至少一者移动；

转盘部，所述转盘部设置在所述轴部的端部并且构造成使得使用者能够抓握并旋转所述转盘部；

第三传感器，所述第三传感器配置成检测所述轴部的倾斜量、移动量、相对于参考点的位置、倾斜转矩和/或移动力；

第二传感器，所述第二传感器配置成检测所述转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩；以及

电动轮椅驱动控制单元，所述电动轮椅驱动控制单元配置成：通过将由所述第三传感器检测到的所述轴部的所述倾斜量、所述移动量、相对于所述参考点的所述位置、所述倾斜转矩和/或所述移动力与所述电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将由所述第二传感器检测到的所述转盘部的所述旋转量、所述旋转位置和/或所述旋转转矩与所述电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联，来控制所述电动轮椅的行驶运动，

其中，所述转盘部的旋转轴线从竖直轴线向使用者的外侧倾斜预定角度。

3.一种用于电动轮椅操作装置的车辆操作方法，所述电动轮椅操作装置包括：

扶手部，所述扶手部沿车辆前后方向延伸，所述扶手部构造成使得使用者能够将所述使用者的前臂放置在所述扶手部上；

滑动部，所述滑动部设置在所述扶手部中，所述滑动部设置成使得所述滑动部能够相对于所述扶手部沿所述车辆前后方向移动；以及

转盘部，所述转盘部设置在所述扶手部的端部侧，所述转盘部设置成使得所述转盘部能够与所述滑动部一起相对于所述扶手部沿所述车辆前后方向移动，并且所述转盘部构造成使得使用者能够抓握并旋转所述转盘部，

所述车辆操作方法包括：

检测所述滑动部沿所述车辆前后方向的移动量和/或所述滑动部相对于参考点的位置的步骤；

检测所述转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩的步骤；以及

通过将检测到的所述滑动部沿所述车辆前后方向的所述移动量和/或所述滑动部相对于所述参考点的移动位置与所述电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将检测到的所述转盘部的所述旋转量、所述旋转位置和/或所述旋转转矩与所述电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制所述电动轮椅的行驶运动的步骤，

其中，所述转盘部的旋转轴线从竖直轴线向使用者的外侧倾斜预定角度。

4.一种用于电动轮椅操作装置的车辆操作方法，所述电动轮椅操作装置包括：

扶手部，所述扶手部沿车辆前后方向延伸，所述扶手部构造成使得使用者能够将所述使用者的前臂放置在所述扶手部上；

轴部，所述轴部设置在所述扶手部的端部侧，使得所述轴部能够沿所述车辆前后方向和车辆上下方向中的至少一者移动；以及

转盘部，所述转盘部设置在所述轴部的端部并且构造成使得使用者能够抓握并旋转所述转盘部，

所述车辆操作方法包括：

检测所述轴部的倾斜量、移动量、相对于参考点的位置、倾斜转矩和/或移动力的步骤；

检测所述转盘部的旋转量、旋转位置和/或旋转转矩的步骤；以及

通过将检测到的所述轴部的所述倾斜量、所述移动量、相对于所述参考点的所述位置、所述倾斜转矩和/或所述移动力与所述电动轮椅沿前后方向的行驶运动相关联并且将检测到的所述转盘部的所述旋转量、所述旋转位置和/或所述旋转转矩与所述电动轮椅沿左右方向的转向运动相关联来控制所述电动轮椅的行驶运动的步骤，

其中，所述转盘部的旋转轴线从竖直轴线向使用者的外侧倾斜预定角度。

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