JP2004209056A - Carriage - Google Patents

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JP2004209056A
JP2004209056A JP2003000868A JP2003000868A JP2004209056A JP 2004209056 A JP2004209056 A JP 2004209056A JP 2003000868 A JP2003000868 A JP 2003000868A JP 2003000868 A JP2003000868 A JP 2003000868A JP 2004209056 A JP2004209056 A JP 2004209056A
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carriage
wheels
distance
connecting member
shaft portions
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Pending
Application number
JP2003000868A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Miya
康弘 宮
Yukio Tada
幸生 多田
Ichiro Kitayama
一郎 北山
Miyoshi Miyanaga
実善 宮永
Kazuyuki Nakakoshi
一之 中越
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HYOGO PREFECTURE SOCIAL WELFARE CORP
MTK KK
Original Assignee
HYOGO PREFECTURE SOCIAL WELFARE CORP
MTK KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carriage for preventing, through the use of a simply structured mechanism, wheels from being lifted up in climbing a slope. <P>SOLUTION: A front half carriage part (20) having left and right front wheels (25) is connected to a rear half carriage part (30) having rear wheels (34) by a connection member (40). The connection member includes at least a pair of left and right axial parts (41) extending mutually in parallel in front and rear directions on the same horizontal plane. The front end parts of the left and right axial parts are supported by the front half carriage part, and the rear end parts of them by the rear half carriage part. The left and right axial parts of the connection member are twisted around the center axial line between the axial parts, so that the left and right front and rear wheels follow the change of the surface of a travelling road. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は台車に関し、例えば4輪自走式の車椅子や荷物搬送車等に用いられ、傾斜路を斜めに円滑に登坂することのできるようにした台車に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自力歩行の難しい老人や病人(以下、要介助者ともいう)の場合、屋外ばかりでなく、室内においてもその移動に車椅子を利用することが多い。
【0003】
最近、車椅子の利用者の便宜を考慮して道路や階段等の段差にスロープを設け、車椅子が円滑に通行できるようにした、いわゆるバリアフリーの考え方が次第に普及する傾向にあるが、屋外においては依然として歩道等の段差が問題になり、車椅子が円滑に通行できないことが多い。
【0004】
他方、室内においては老人や病人の自力歩行が困難になった時にドア等の段差を解消する工事を行うことが行われているが、ドア等の段差のある箇所に簡易なスロープを設置することも行われている。
【0005】
しかし、簡易スロープを設置する場合、室内においてはスペース的に車椅子が自由に旋回できないことがあり、車椅子を簡易スロープの傾斜方向に真っ直ぐに乗り越えさせることができず、簡易スロープの傾斜方向に対して斜めに乗り越えねばならず、車椅子の車輪が床面から浮き上がってしまうことがある。
【0006】
ところで、要介助者が自力で車輪を操作できない場合や第三者の介助が期待できない場合を考慮して4輪自走式の車椅子が種々開発され実用化されている。かかる自走式の車椅子では駆動輪の1つが床面から浮き上がってしまうと、身動きがとれなくなってしまう。
【0007】
他方、前後の車輪をリンク機構で連結し、前後の車輪が上下に変位できるようにした台車(特許文献1、参照)、左右の前輪を有する台車前半部と左右の後輪を有する台車後半部とを水平蛇行及びねじれ揺動可能に連結し、前後の車輪が上下に変位できるようにした自走式の台車(特許文献2、参照)、等が提案されている。
【0008】
【特許文献1】特開平04−356271号公報
【特許文献2】特開昭62−152983号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来公報記載の台車はいずれも産業用の用途等に採用される機構であって非常に複雑であり、コスト高を招来し、構造のシンプル性及び軽量性、さらには適正なコストが要求される車椅子には到底採用しにくい。
【0010】
本発明は、かかる問題点に鑑み、構造簡単な機構によって車輪の浮き上がりを防止できるようにした台車を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る台車は、前後左右の車輪を有し、車輪を浮き上がらせることなく傾斜路を斜めに登坂することのできる台車であって、左右の前輪を有する台車前半部と、該台車前半部との間に間隔をあけて設けられ、左右の後輪を有する台車後半部と、同一の水平平面内において前後方向に相互に平行に延びる左右一対の軸部を少なくとも有し、左右の軸部の前端部が上記台車前半部に支持され、後端部が上記台車後半部に支持され、上記左右の軸部がその間の中心軸線の廻りにねじれることによって上記左右の前輪及び後輪を走行路の路面変化に対して追従させることのできる連結部材と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
本発明の特徴の1つは連結部材の左右一対の軸部によって台車前半部と台車後半部を連結し、左右一対の軸部の間の中心軸線の廻りに左右の軸部の捩じれを利用して前後の車輪を走行路の変化に追従させるようにした点にある。
【0013】
これにより、傾斜路を斜めに登坂する時にも車輪が浮き上がることはなく、台車は円滑に登坂することができる。左右の軸部の間の中心軸線とは軸部と同一水平平面内に存在し、左右の軸部の幅方向の中央において軸部と平行に延びる軸線をいう。
【0014】
ここで、本発明に係る台車における連結部材の挙動を力学的モデルを例に説明する。連結部材については図10の(a)に示される力学モデルを想定できるが、軸部の挙動を検討する場合には図10の(b)に示されるようにABの中点Cで切断したモデルを考える必要がある。図10の(b)において、X、Yは不静定力としての剪断力及びねじりモーメントである。
【0015】
今、軸部として,外径22mm,内径19mm、長さAB=2×L1=170mm、長さAD=L2=730mmとすると、断面二次モーメントI=5102mm、断面二次極モーメントJ=10204mmとなる。荷物の荷重200kgが四輪に均等に加わっているとし、車輪の幅方向の間隔を450mmとすると、点Aに加わる荷重P=50kgf×450mm/170mm=132.4kgfとなる。縦弾性係数E=21000kgf/mm、横弾性係数G=8000kgf/mmとする。
【0016】
【式1】

Figure 2004209056
【0017】
上記式を解くと、不静定力X=114.4kgf、Y=5695kgf・mmとなる。
【0018】
また、図11の(a)に示される剪断力Xによるたわみδ1を求めると、
δ1=(X−P)L2/3EI=−21.8mm
となる。
【0019】
図11の(b)に示されるねじりモーメントYによるたわみδ2を求めると、
δ2=YL2/2EI=14.2mm
となる。よって、点Aのたわみδ=δ1+δ2=−7.6mmとなる
【0020】
よって、点Aのたわみ=2δ=−15.2mmとなる。これを車輪の高低差Hに換算すると、H=15.2mm×450mm/170mm=約40mmとなる。
【0021】
図12に示されるように、傾斜10°の傾斜路に対して台車が斜め30°の方向から登坂する場合を考えると、台車の右前輪は右後輪に対して約20mm上、左前輪は左後輪に対して約20mm下になり、上述の力学モデルから明らかなように、前輪が後輪に対して約40mmだけ捩じれると、車輪を浮き上がらせることなく登坂できることとなる。
【0022】
また、パイプの強度を検討すると、パイプに作用する曲げモーメントM及びねじりモーメントTは、
M=(X−P)L2+Y=−7436kgf・mm
T=XL1=9721kgf・mm
となることから、相当曲げモーメントMe及び相当ねじりモーメントTeは
Me=M/2+1/2・√(M+T)=9837kgf・mm
Te=√(M+T)=12239kgf・mm
となり、パイプの断面係数Z=463.8mm、極断面係数Zp=927.6mmから、最大曲げ応力σ=Me/Z=21.2kgf/mm、最大ねじり応力τ=Te/Zp=13.2kgf/mmとなる。したがって、強度的にも成立することとなる。
【0023】
台車前半部及び台車後半部は左右の車輪を有するものであればどのような構造でもよいが、車椅子や荷物搬送車の用途に用いることを考慮すると、台車前半部及び台車後半部の上に車椅子用の椅子や荷物を搭載できるように上面が平坦になっているのがよい。
【0024】
連結部材は相互に平行に前後方向に延びる左右一対の軸部を少なくとも有していればよく、例えばU字状の部材でもよく、二本のシャフト状の部材でもよい。連結部材の軸部は中実の部材でもよいが、軽量化という点からはパイプが好ましい。軸部の材質は特に限定されず、金属材料や合成樹脂材料等を用いることができる。
【0025】
台車は手押し式としてもよく、自走式としてもよい。自走式とする場合には 台車後半部には後輪を回転駆動する駆動モータ、電源から駆動モータに通電する通電回路、及び駆動モータへの通電を制御する制御装置を搭載するのがよい。制御装置は例えばマイクロコンピュータによって構成することができる。また、制御装置は有線信号によって操作してもよく、無線信号によって遠隔操作をするようにしてもよい。
【0026】
部屋の出入口等、狭い所を通過する時には台車の操舵が難しいことが多い。そこで、所定の箇所の手前の所定距離になると、自動操縦に切り換わって予め定められた経路を走行させ、狭い箇所の幅方向の中央を通過できるようにするのがよい。
【0027】
即ち、台車前半部には所定の箇所からの距離を検知する距離センサーを設け、制御装置は距離センサーの信号を受け、所定の箇所の所定距離の手前から予め設定された経路に沿って走行するように駆動モータへの通電を制御するように構成するのがよい。所定箇所には例えば傾斜路を挙げることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体例に基づいて詳細に説明する。図1ないし図6は本発明に係る台車の好ましい実施形態を示す。本例の台車10は基本的には台車前半部20、台車後半部30及び連結部材40から構成されている。
【0029】
台車前半部20には前部フレーム21が設けられ、前部フレーム21は平面四角形状のアルミ板又は木板を用いて製作され、前部フレーム21の上には平面四角形状のバランスプレート22が搭載され、前部フレーム21とバランスプレート22とはその幅方向の中央の前部及び後部において蝶番23によって相互に連結されている。
【0030】
また、前部フレーム21には超音波受信機(距離センサー)70A、70Bが取付けられ、又前部フレーム21とバランスプレート22との間には幅方向の両側においてスポンジゴム24が介在されてバランスプレート22の平衡が保たれ、又前部フレーム21の下面両側には自在キャスター(前輪)25が設けられている。なお、超音波受信機に代え、赤外線受信機、電波受信機等を採用することもできる。
【0031】
他方、台車後半部30には後部フレーム31が設けられ、後部フレーム31は平面四角形状のアルミ板又は木板を用いて製作され、後部フレーム31の下面両側には取付けブラケット32によって車軸33が回転自在に取付けられ、車軸33の外側端部にはゴム車輪(後輪)34が固定され、車軸33の内側端部にはプーリ35が固定されている。
【0032】
また、後部フレーム31の下面両側には取付けブラケット32の前方に駆動モータ36が取付けられ、駆動モータ36の回転軸にはプーリ37が固定され、駆動モータ36のプーリ37と車軸33のプーリ35との間はタイミングベルト38が掛けわたされている。
【0033】
さらに、後部フレーム31の上面にはほぼ逆U字状をなす手すり39が起立して取付けられ、手すり39には操作ボックス310が設けられ、該操作ボックス310には台車10を操舵するためのボタン類(図示せず)が設けられている。なお、遠隔操作を行う場合には操作ボックス310内に無線信号を受信する受信機を内蔵するのがよい。
【0034】
また、前部フレーム21の下面にはバッテリ61が搭載される一方、後部フレーム31の下面にはバッテリ61から駆動モータ36に通電する通電回路60、通電回路60を制御する制御装置50が搭載され、制御装置50は操作ボックス310と電気的に接続されている。なお、電気的な接続方法は公知の方法であるので、その詳細な説明は省略する。
【0035】
連結部材40はパイプを用い、左右一対の軸部41を有するようにほぼU字状に製作され、連結部材40の左右の軸部41の前端部分はパイプクランプ42によって前部フレーム21の下面に取付けられ、左右の軸部41の後端部分はパイプホルダー43によって後部フレーム31の下面に取付けられている。
【0036】
制御装置50は基本的にはマイクロコンピュータによって実現され、機能的には図5に示されるように、距離演算手段51A、51B、位置演算手段52、走行経路記憶手段53及び駆動制御手段54から構成されてる。
【0037】
距離演算手段51A、51Bはマイクロコンピュータ内のCPUによって実現される機能手段であって、超音波受信機70A、70Bの信号を受け、超音波送信機70C、70Dとの間の距離を演算するようになっている。
【0038】
位置演算手段52はマイクロコンピュータ内のCPUによって実現される機能手段であって、距離演算手段51A、51Bの信号を受け、図6に示されるように超音波送信機70C、70Dを中心とする仮想円の2つの交点、つまり超音波受信機70A、70Bの中間の実位置と実位置と対称に現れる虚位置Cを求め、台車10の動きによる距離の変化によって、超音波送信機70C、70Dからの台車10の実位置を求めるようになっている。
【0039】
走行経路記憶手段53はマイクロコンピュータ内のメモリやハードディスク、その他の公知の記憶装置によって実現される機能手段であって、台車10の所定の走行経路を記憶している。この走行経路はパーソナルコンピュータ等で台車10の最適な走行をシミュレートし、その走行経路を記憶させるようにしてもよく、又台車10を手押しによって実際に走行させることによって最適な走行経路を学習させ、記憶させるようにしてもよい。
【0040】
駆動制御手段54はマイクロコンピュータ内のCPUによって実現される機能手段であって、位置演算手段52の信号と走行経路記憶手段53の信号とによって超音波送信機70A、70Bから所定の距離になった時に台車10が所定の走行経路を走行するように左右の後輪34の駆動モータ36の通電回路50を制御するようになっている。
【0041】
図7は簡易スロープ80の1例を示す。図において、簡易スロープ80は上下のプレート81、82の一端縁を蝶番83で枢支し、プレート81、82の他端側に厚さの異なるスペーサ84〜86の1つを選択して介在させて構成されている。また、上プレート81の左右の両側には超音波送信機70C、70Dが取付けられている。台車10に赤外線受信機や無線受信機を搭載する場合には超音波送信機に代え、赤外線送信機や無線送信機等を用いる。
【0042】
例えば、本例の台車10を荷物搬送車として利用する場合、走行経路の途中に段差がある箇所には図7に示される簡易スロープ80を設置する。そして、台車10のバランスプレート22及び後部フレーム31の上に荷物Wを載せ、手すり39を手で持ち、操作ボックス310を手操作又は遠隔操作し、左右の後輪34の駆動モータ36への通電を制御し、台車10を所望の経路で走行させる。
【0043】
台車10が簡易スロープ80の近くまでくると、簡易スロープ80の超音波送信機70C、70Dから超音波信号が発せられており、超音波信号が台車10の超音波受信機70A、70Bで受信され、制御装置50で超音波送信機70C、70Dからの台車10の位置が求められている。
【0044】
台車10が超音波送信機70C、70Dから所定の距離になると、制御装置50は操作ボックス310による制御から自動制御に切り換わり、予め定められた走行経路Eに沿って台車10を走行させ、簡易スロープ80を登坂させ、段差を乗り越えさせる。
【0045】
他方、図11に示されるように台車10が簡易スロープ80を斜めに登坂する場合、台車10の重量及び荷物Wの重量に起因し、連結部材40の左右の軸部41の幅方向中央を中心軸線とし、左右の軸部41にその中心軸線の廻りにねじれが起こるので、左右の前輪25及び左右の後輪34が簡易スロープ80の斜面の変化に追従して上下に変位し、前後左右の車輪25、34が浮き上がることなく台車10は簡易スロープ80を登坂する。
【0046】
図8及び図9は荷物Wがゴムシート等、柔軟性をもつ場合の第2の実施形態を示し、図において図1ないし図6と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では連結部材40は2本のパイプ(軸部)41から構成され、パイプ41の前端部分及び後端部分は各々2つのパイプホルダー42、43によって台車前半部20の前部フレーム21及び台車後半部30の後部フレーム31の下面に支持され、又前部フレーム21及び後部フレーム31の2つのパイプホルダー42,43のうちの各1つにはセットカラー45が設けられてパイプ41が抜け止めされている。
【0047】
このように、連結部材40を2本の軸部41によって構成しても第1の実施形態と同様の作用効果を奏するばかりでなく、パランスプレート22が省略できるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。
【0048】
また、第1の実施形態では超音波受信機70A、70Bを設け、自動制御を行うようにしたが、本例でも同様に超音波受信機70A、70Bを取り付けて、自動制御を行うことも出来る。
【0049】
なお、上記実施の形態では荷物搬送車を例に説明したが、荷物Wに代え、車椅子用の椅子を搭載するようにすると、車椅子として用いることもできる。また、操作ボックス310に無線信号の受信機能を設け、遠隔操作できるように構成してもよい。また、手すり39は必ずしも設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る台車の好ましい実施形態を示す平面構成図である。
【図2】上記実施形態を示す側面構成図である。
【図3】上記実施形態を示す正面構成図である。
【図4】上記実施形態を示す背面構成図である。
【図5】上記実施形態における制御装置を示す機能ブロック図である。
【図6】上記実施形態における台車位置を求める方法を説明するための図である。
【図7】上記実施形態において用いる簡易スロープを示す図である。
【図8】第2の実施形態を示す平面構成図である。
【図9】上記実施形態を示す側面構成図である。
【図10】課題を解決するための手段を説明するための力学モデルを示す図である。
【図11】課題を解決するための手段を説明するための図である。
【図12】課題を解決するための手段を説明するための図である。
【符号の説明】
10 台車
20 台車前半部
25 自在キャスター(前輪)
30 台車後半部
34 ゴム車輪(後輪)
36 駆動モータ
40 連結部材
41 軸部
50 制御装置
60 通電回路
61 電源
70A、70B 超音波受信機(距離センサー)
80 簡易スロープ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carriage, for example, a four-wheel self-propelled wheelchair, a luggage carrier, and the like, and relates to a carriage capable of smoothly and smoothly climbing an inclined road.
[0002]
[Prior art]
For example, in the case of an elderly person or a sick person who is difficult to walk on their own (hereinafter also referred to as a person who needs assistance), a wheelchair is often used for the movement not only outdoors but also indoors.
[0003]
Recently, in consideration of the convenience of wheelchair users, the so-called barrier-free concept of providing slopes on steps such as roads and stairs so that wheelchairs can pass smoothly is becoming increasingly popular. Steps such as sidewalks still remain a problem, and wheelchairs often cannot pass smoothly.
[0004]
On the other hand, work is being done to eliminate steps such as doors when it is difficult for elderly people or sick people to walk on their own, but a simple slope should be installed in places with steps such as doors. Has also been done.
[0005]
However, when a simple slope is installed, the wheelchair may not be able to turn freely because of space in the room, and the wheelchair cannot be moved straight over the inclination direction of the simple slope. The wheelchair's wheels may be lifted off the floor.
[0006]
By the way, in consideration of the case where a person requiring assistance cannot operate the wheel by himself or the case where assistance from a third party cannot be expected, various four-wheel self-propelled wheelchairs have been developed and put into practical use. In such a self-propelled wheelchair, if one of the driving wheels is lifted off the floor, it cannot move.
[0007]
On the other hand, a front and rear wheels are connected by a link mechanism so that the front and rear wheels can be displaced up and down (refer to Patent Document 1), a front half of a truck having left and right front wheels, and a rear half of a truck having left and right rear wheels. Have been proposed so that the front and rear wheels can be displaced up and down, and so on (see Patent Document 2, for example).
[0008]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-356271 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-152983
[Problems to be solved by the invention]
However, any of the carts described in the above-mentioned conventional publications is a mechanism that is employed for industrial applications and the like, and is very complicated, resulting in high costs, simple structure, light weight, and appropriate cost. It is hard to adopt to the required wheelchair.
[0010]
This invention makes it a subject to provide the trolley | bogie which made it possible to prevent the lift of a wheel with a simple structure mechanism in view of this problem.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the carriage according to the present invention is a carriage that has front, rear, left, and right wheels, and that can be climbed obliquely on the ramp without raising the wheels, and the carriage first half having left and right front wheels, and the carriage The rear half of the carriage having left and right rear wheels provided at a distance from the front half and at least a pair of left and right shafts extending in parallel in the front-rear direction in the same horizontal plane, The front end of the shaft is supported by the front half of the carriage, the rear end is supported by the rear half of the carriage, and the left and right shafts are twisted around the central axis between them, thereby moving the left and right front wheels and rear wheels together. And a connecting member capable of following the road surface change of the traveling road.
[0012]
One of the features of the present invention is that the front half of the carriage and the rear half of the carriage are connected by a pair of left and right shaft portions of the connecting member, and the twist of the left and right shaft portions is utilized around the central axis between the pair of left and right shaft portions. This is because the front and rear wheels are made to follow changes in the travel path.
[0013]
As a result, the wheel does not lift even when climbing the slope at an angle, and the carriage can climb smoothly. The central axis line between the left and right shaft portions is an axis that exists in the same horizontal plane as the shaft portions and extends parallel to the shaft portions at the center in the width direction of the left and right shaft portions.
[0014]
Here, the behavior of the connecting member in the cart according to the present invention will be described using a mechanical model as an example. As for the connecting member, the mechanical model shown in FIG. 10A can be assumed, but when examining the behavior of the shaft portion, a model cut at the midpoint C of AB as shown in FIG. 10B. Need to think about. In FIG. 10B, X and Y are the shearing force and the torsional moment as the statically indefinite force.
[0015]
Assuming that the shaft portion has an outer diameter of 22 mm, an inner diameter of 19 mm, a length AB = 2 × L1 = 170 mm, and a length AD = L2 = 730 mm, the sectional secondary moment I = 5102 mm 4 and the sectional secondary pole moment J = 10204 mm. 4 Assuming that a load of 200 kg of luggage is applied evenly to the four wheels, and assuming that the distance in the width direction of the wheels is 450 mm, the load applied to the point A is P = 50 kgf × 450 mm / 170 mm = 132.4 kgf. The longitudinal elastic modulus E = 21000 kgf / mm 2 and the lateral elastic modulus G = 8000 kgf / mm 2 .
[0016]
[Formula 1]
Figure 2004209056
[0017]
When the above equation is solved, the static instability force X = 114.4 kgf and Y = 5695 kgf · mm.
[0018]
Further, when the deflection δ1 due to the shearing force X shown in FIG.
δ1 = (X−P) L2 3 /3EI=−21.8 mm
It becomes.
[0019]
When the deflection δ2 due to the torsional moment Y shown in FIG.
δ2 = YL2 2 /2EI=14.2 mm
It becomes. Therefore, the deflection at point A is δ = δ1 + δ2 = −7.6 mm.
Therefore, the deflection at the point A = 2δ = −15.2 mm. When this is converted into a wheel height difference H, H = 15.2 mm × 450 mm / 170 mm = about 40 mm.
[0021]
As shown in FIG. 12, when considering a case where the carriage climbs from an oblique direction of 30 ° with respect to an inclined road having an inclination of 10 °, the right front wheel of the carriage is about 20 mm above the right rear wheel, and the left front wheel is If the front wheel is twisted by about 40 mm with respect to the rear wheel, as will be clear from the left rear wheel and about 20 mm below the above-mentioned dynamic model, the vehicle can climb up without raising the wheel.
[0022]
Also, when considering the strength of the pipe, the bending moment M and torsion moment T acting on the pipe are:
M = (X−P) L2 + Y = −7436 kgf · mm
T = XL1 = 9721 kgf · mm
Therefore, the equivalent bending moment Me and the equivalent torsional moment Te are Me = M / 2 + 1/2 · √ (M 2 + T 2 ) = 9837 kgf · mm.
Te = √ (M 2 + T 2 ) = 12239 kgf · mm
From the section modulus of the pipe Z = 463.8 mm 3 and the pole section coefficient Zp = 927.6 mm 3 , the maximum bending stress σ = Me / Z = 21.2 kgf / mm 2 and the maximum torsional stress τ = Te / Zp = 13 2 kgf / mm 2 . Therefore, the strength is also established.
[0023]
The front half of the carriage and the rear half of the carriage may have any structure as long as it has left and right wheels, but considering use in a wheelchair or a load carrier vehicle, the wheelchair is placed on the front half of the carriage and the latter half of the carriage. The upper surface should be flat so that chairs and luggage can be loaded.
[0024]
The connecting member only needs to have at least a pair of left and right shaft portions extending in the front-rear direction in parallel to each other, and may be, for example, a U-shaped member or two shaft-shaped members. The shaft portion of the connecting member may be a solid member, but a pipe is preferable in terms of weight reduction. The material of the shaft portion is not particularly limited, and a metal material, a synthetic resin material, or the like can be used.
[0025]
The trolley may be hand-held or self-propelled. In the case of the self-propelled type, it is preferable to mount a drive motor that rotates the rear wheels, an energization circuit that energizes the drive motor from the power source, and a control device that controls energization of the drive motor in the rear half of the carriage. The control device can be configured by a microcomputer, for example. Further, the control device may be operated by a wired signal or may be remotely operated by a wireless signal.
[0026]
It is often difficult to steer a cart when passing through a narrow space such as a room entrance. Therefore, when it becomes a predetermined distance before a predetermined location, it is preferable to switch to automatic steering and travel along a predetermined route so that it can pass through the center in the width direction of a narrow location.
[0027]
That is, a distance sensor for detecting a distance from a predetermined location is provided in the first half of the carriage, and the control device receives a signal from the distance sensor and travels along a predetermined route from a predetermined distance before the predetermined location. In this way, it is preferable to control the energization of the drive motor. An example of the predetermined location is a ramp.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples. 1 to 6 show a preferred embodiment of a carriage according to the present invention. The cart 10 of this example is basically composed of a cart first half 20, a cart second half 30 and a connecting member 40.
[0029]
A front frame 21 is provided in the front half 20 of the carriage, and the front frame 21 is manufactured using a flat rectangular aluminum plate or a wooden board, and a flat rectangular balance plate 22 is mounted on the front frame 21. The front frame 21 and the balance plate 22 are connected to each other by a hinge 23 at the front portion and the rear portion in the center in the width direction.
[0030]
In addition, ultrasonic receivers (distance sensors) 70A and 70B are attached to the front frame 21, and sponge rubber 24 is interposed between the front frame 21 and the balance plate 22 on both sides in the width direction for balancing. The plate 22 is kept in balance, and free casters (front wheels) 25 are provided on both sides of the lower surface of the front frame 21. In place of the ultrasonic receiver, an infrared receiver, a radio wave receiver, or the like may be employed.
[0031]
On the other hand, a rear frame 31 is provided in the rear half 30 of the carriage, and the rear frame 31 is manufactured by using a flat quadrangular aluminum plate or wood board, and an axle 33 is freely rotatable by mounting brackets 32 on both sides of the lower surface of the rear frame 31. A rubber wheel (rear wheel) 34 is fixed to the outer end of the axle 33, and a pulley 35 is fixed to the inner end of the axle 33.
[0032]
In addition, a drive motor 36 is attached to the front side of the mounting bracket 32 on both sides of the lower surface of the rear frame 31, and a pulley 37 is fixed to the rotating shaft of the drive motor 36, and the pulley 37 of the drive motor 36 and the pulley 35 of the axle 33. Between them, a timing belt 38 is hung.
[0033]
Further, a handrail 39 having a substantially inverted U shape is erected and attached to the upper surface of the rear frame 31, and an operation box 310 is provided on the handrail 39, and a button for steering the carriage 10 is provided on the operation box 310. A class (not shown) is provided. In the case of performing a remote operation, it is preferable to incorporate a receiver for receiving a radio signal in the operation box 310.
[0034]
A battery 61 is mounted on the lower surface of the front frame 21, while an energization circuit 60 for energizing the drive motor 36 from the battery 61 and a control device 50 for controlling the energization circuit 60 are mounted on the lower surface of the rear frame 31. The control device 50 is electrically connected to the operation box 310. In addition, since the electrical connection method is a well-known method, the detailed description is abbreviate | omitted.
[0035]
The connecting member 40 uses a pipe and is manufactured in a substantially U shape so as to have a pair of left and right shaft portions 41, and the front end portions of the left and right shaft portions 41 of the connecting member 40 are attached to the lower surface of the front frame 21 by a pipe clamp 42. The rear end portions of the left and right shaft portions 41 are attached to the lower surface of the rear frame 31 by the pipe holder 43.
[0036]
The control device 50 is basically realized by a microcomputer and functionally comprises distance calculating means 51A, 51B, position calculating means 52, travel route storage means 53, and drive control means 54 as shown in FIG. It has been done.
[0037]
The distance calculation means 51A and 51B are functional means realized by the CPU in the microcomputer, and receive signals from the ultrasonic receivers 70A and 70B and calculate the distances between the ultrasonic transmitters 70C and 70D. It has become.
[0038]
The position calculation means 52 is a functional means realized by a CPU in the microcomputer. The position calculation means 52 receives signals from the distance calculation means 51A and 51B, and as shown in FIG. 6, a virtual operation centered on the ultrasonic transmitters 70C and 70D. Two intersections of the circles, that is, an intermediate real position between the ultrasonic receivers 70A and 70B and an imaginary position C appearing symmetrically with the real position are obtained, and the ultrasonic transmitters 70C and 70D The actual position of the cart 10 is obtained.
[0039]
The travel route storage means 53 is a functional means realized by a memory, a hard disk, or other known storage device in the microcomputer, and stores a predetermined travel route of the carriage 10. This travel route may simulate the optimum travel of the carriage 10 with a personal computer or the like, and the travel route may be stored, or the optimum travel route is learned by actually running the carriage 10 by hand. You may make it memorize.
[0040]
The drive control means 54 is a functional means realized by a CPU in the microcomputer, and has become a predetermined distance from the ultrasonic transmitters 70A and 70B by the signal of the position calculation means 52 and the signal of the travel route storage means 53. Sometimes, the energization circuit 50 of the drive motor 36 of the left and right rear wheels 34 is controlled so that the carriage 10 travels along a predetermined travel route.
[0041]
FIG. 7 shows an example of the simple slope 80. In the figure, a simple slope 80 pivotally supports one end edge of the upper and lower plates 81 and 82 with a hinge 83, and selects and interposes one of spacers 84 to 86 having different thicknesses on the other end side of the plates 81 and 82. Configured. In addition, ultrasonic transmitters 70 </ b> C and 70 </ b> D are attached to the left and right sides of the upper plate 81. When an infrared receiver or a wireless receiver is mounted on the carriage 10, an infrared transmitter or a wireless transmitter is used instead of the ultrasonic transmitter.
[0042]
For example, when the cart 10 of this example is used as a load transport vehicle, a simple slope 80 shown in FIG. Then, the load W is placed on the balance plate 22 and the rear frame 31 of the carriage 10, the handrail 39 is held by hand, the operation box 310 is operated manually or remotely, and the drive motor 36 for the left and right rear wheels 34 is energized. To control the carriage 10 to travel along a desired route.
[0043]
When the carriage 10 comes close to the simple slope 80, ultrasonic signals are emitted from the ultrasonic transmitters 70C and 70D of the simple slope 80, and the ultrasonic signals are received by the ultrasonic receivers 70A and 70B of the carriage 10. The position of the carriage 10 from the ultrasonic transmitters 70C and 70D is determined by the control device 50.
[0044]
When the cart 10 reaches a predetermined distance from the ultrasonic transmitters 70C and 70D, the control device 50 switches from the control by the operation box 310 to the automatic control, runs the cart 10 along a predetermined travel route E, and is simplified. Climb slope 80 and get over the step.
[0045]
On the other hand, as shown in FIG. 11, when the carriage 10 climbs the simple slope 80 obliquely, the center of the left and right shaft portions 41 of the connecting member 40 is centered in the width direction due to the weight of the carriage 10 and the weight of the load W. Since the left and right shaft portions 41 are twisted around the central axis, the left and right front wheels 25 and the left and right rear wheels 34 are displaced up and down following the change in the slope of the simple slope 80, and The carriage 10 climbs the simple slope 80 without the wheels 25 and 34 being lifted.
[0046]
8 and 9 show a second embodiment in the case where the load W is flexible, such as a rubber sheet, in which the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 6 denote the same or corresponding parts. In this example, the connecting member 40 is composed of two pipes (shaft portions) 41, and the front end portion and the rear end portion of the pipe 41 are respectively connected to the front frame 21 and the carriage of the carriage front half 20 by two pipe holders 42 and 43. The rear frame 30 is supported on the lower surface of the rear frame 31, and one of the two pipe holders 42, 43 of the front frame 21 and the rear frame 31 is provided with a set collar 45 to prevent the pipe 41 from coming off. Has been.
[0047]
Thus, even if it comprises the connection member 40 by the two axial parts 41, not only the same effect as 1st Embodiment is produced, but the balance plate 22 can be abbreviate | omitted, Therefore A cost reduction and weight reduction are achieved. Can be planned.
[0048]
In the first embodiment, the ultrasonic receivers 70A and 70B are provided to perform automatic control. However, in this example as well, the ultrasonic receivers 70A and 70B can be similarly attached to perform automatic control. .
[0049]
In the above embodiment, the baggage transport vehicle has been described as an example. However, if a chair for a wheelchair is mounted instead of the baggage W, it can be used as a wheelchair. The operation box 310 may be provided with a wireless signal reception function so that it can be operated remotely. Further, the handrail 39 is not necessarily provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a preferred embodiment of a carriage according to the present invention.
FIG. 2 is a side configuration diagram showing the embodiment.
FIG. 3 is a front configuration diagram showing the embodiment.
FIG. 4 is a rear configuration diagram showing the embodiment.
FIG. 5 is a functional block diagram showing a control device in the embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for obtaining a carriage position in the embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a simple slope used in the embodiment.
FIG. 8 is a plan configuration diagram showing a second embodiment;
FIG. 9 is a side configuration diagram showing the embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a dynamic model for explaining means for solving the problem.
FIG. 11 is a diagram for explaining means for solving the problem.
FIG. 12 is a diagram for explaining means for solving the problem.
[Explanation of symbols]
10 trolley 20 trolley front half 25 free caster (front wheel)
30 Second half of carriage 34 Rubber wheel (rear wheel)
36 Drive motor 40 Connecting member 41 Shaft 50 Control device 60 Energizing circuit 61 Power supply 70A, 70B Ultrasonic receiver (distance sensor)
80 Simple slope

Claims (5)

前後左右の車輪を有し、車輪を浮き上がらせることなく傾斜路を斜めに登坂することのできる台車であって、
左右の前輪を有する台車前半部と、
該台車前半部との間に間隔をあけて設けられ、左右の後輪を有する台車後半部と、
同一の水平平面内において前後方向に相互に平行に延びる左右一対の軸部を少なくとも有し、左右の軸部の前端部が上記台車前半部に支持され、後端部が上記台車後半部に支持され、上記左右の軸部がその間の中心軸線の廻りにねじれることによって上記左右の前輪及び後輪を走行路の路面変化に対して追従させることのできる連結部材と、
を備えたことを特徴とする台車。
A carriage that has front, rear, left and right wheels, and can climb up an inclined slope without raising the wheels,
A front half of the carriage having left and right front wheels;
A rear half of the carriage having left and right rear wheels, spaced from the front half of the carriage;
It has at least a pair of left and right shafts extending in parallel in the front-rear direction in the same horizontal plane, the front ends of the left and right shafts are supported by the front half of the carriage, and the rear ends are supported by the rear half of the carriage A connecting member capable of causing the left and right front wheels and the rear wheels to follow a change in the road surface by twisting the left and right shaft portions around a central axis therebetween,
A cart characterized by comprising
上記台車後半部には、上記後輪を回転駆動する駆動モータ、電源から駆動モータに通電する通電回路、及び駆動モータへの通電を制御する制御装置が搭載されている請求項1記載の台車。2. The carriage according to claim 1, wherein a driving motor for rotationally driving the rear wheel, an energizing circuit for energizing the driving motor from a power source, and a control device for controlling energization to the driving motor are mounted in the rear half of the carriage. 上記台車前半部には所定の箇所からの距離を検知する距離センサーが設けられ、上記制御装置は上記距離センサーの信号を受け、上記所定の箇所の所定距離手前から予め設定された経路に沿って走行するように上記駆動モータへの通電を制御するようになっている請求項2記載の台車。The first half of the carriage is provided with a distance sensor that detects a distance from a predetermined location, and the control device receives a signal from the distance sensor and follows a predetermined route from a predetermined distance before the predetermined location. The cart according to claim 2, wherein energization of the drive motor is controlled so as to run. 上記距離センサーが上記傾斜路からの距離を検知するようになっている請求項3記載の台車。4. The carriage according to claim 3, wherein the distance sensor is adapted to detect a distance from the ramp. 上記連結部材の左右の軸部がパイプからなる請求項1記載の台車。The cart according to claim 1, wherein the left and right shaft portions of the connecting member are pipes.
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