JP2009189428A - Walking assisting device - Google Patents

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寛和 ▲高▼島
Hirokazu Takashima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prove an electromotive walking assisting device achieving the enhancement of storability. <P>SOLUTION: The walking assisting device 1 is constituted of main frames 3a and 3b extending downward from a handle 2, sub-frames 4a and 4b extending to the downward rear side from the main frames 3a and 3b, joint parts 5a and 5b for connecting the sub-frames 4a and 4b to the main frames 3a and 3b in a freely revolvable manner, the left and right wheels 7a-7d respectively provided to the lower ends of the main frames 3a and 3b and the sub-frames 4a and 4b, and in-wheel motors 8a-8d for respectively independently rotationally driving the respective wheels 7a-7d. The distance L1 from the joint parts 5a and 5b in the main frames 3a and 3b to the centers of the front wheels 7a and 7b is shorter than the distance L2 from the joint parts 5a and 5b in the sub-frames 4a and 4b to the rear wheels 7c and 7d. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、折り畳み可能な手押し車型の歩行補助装置に関する。   The present invention relates to a foldable handcart type walking assist device.

従来の手押し車型の歩行補助装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、歩行者が望む方向にハンドル部を動かした場合に、ハンドル部に加えられた力を検出し、その検出値と目標値とを比較して車輪の駆動を調整することにより、歩行者の歩行を介助する歩行介助装置が知られている。また、特許文献2に記載されているように、折り畳み可能な歩行補助車もある。
特許3156367号公報 特開2001−224642号公報
As a conventional handcart type walking assist device, for example, as described in Patent Document 1, when a handle is moved in a direction desired by a pedestrian, a force applied to the handle is detected, and the detection is performed. 2. Description of the Related Art A walking assistance device that assists the walking of a pedestrian by adjusting the driving of a wheel by comparing a value with a target value is known. In addition, as described in Patent Document 2, there is a walking assist vehicle that can be folded.
Japanese Patent No. 3156367 JP 2001-224642 A

しかしながら、特許文献1に記載の電動式の手押し車型の歩行補助装置は、各部位が固定された構成であるので、収納しにくいといった問題が生じる。その点、特許文献2に記載の歩行補助車は、折り畳むことでコンパクトに収納できるが、車輪を駆動する駆動部を有していないので、バッテリや制御ユニット等が搭載されることは考慮されていない。そのため、収納性に優れた電動式の歩行補助装置が求められている。   However, since the electric wheelbarrow type walking assist device described in Patent Document 1 has a configuration in which each part is fixed, there is a problem that it is difficult to store. In that respect, the walking auxiliary vehicle described in Patent Document 2 can be compactly stored by folding, but since it does not have a drive unit for driving wheels, it is considered that a battery, a control unit, and the like are mounted. Absent. Therefore, there is a demand for an electric walking assist device that is excellent in storability.

そこで、本発明の目的は、収納性の向上を図ることができる電動式の歩行補助装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric walking assist device capable of improving storage performance.

本発明は、歩行者が握るハンドルと、ハンドルから下方に向けて延びる一対のメインフレームと、各メインフレームから下方後側に向けて延びる一対のサブフレームと、各メインフレームに対して各サブフレームを回動自在に連結する一対のジョイント部と、ジョイント部から吊り下げられて設けられた制御ユニットと、各メインフレームの下端に設けられた一対の前側車輪と、各サブフレームの下端に設けられた一対の後側車輪と、一対の前側車輪及び一対の後側車輪をそれぞれ独立に回転駆動させる複数の駆動部と、を備え、サブフレームがジョイント部を介してメインフレームに対して折り畳み可能となるように、メインフレームにおけるジョイント部から前側車輪の中心部までの距離がサブフレームにおけるジョイント部から後側車輪の中心部までの距離よりも短くなっていることを特徴とする。   The present invention relates to a handle gripped by a pedestrian, a pair of main frames extending downward from the handle, a pair of sub frames extending downward from each main frame, and each sub frame relative to each main frame. A pair of joint portions that are pivotably connected to each other, a control unit that is suspended from the joint portion, a pair of front wheels provided at the lower end of each main frame, and a lower end of each subframe. A pair of rear wheels, and a plurality of drive units that independently rotate and drive the pair of front wheels and the pair of rear wheels, and the subframe can be folded with respect to the main frame via the joint unit. The distance from the joint part in the main frame to the center part of the front wheel is Characterized in that it is shorter than the distance to the center of.

本発明に係わる歩行補助装置においては、メインフレームにおけるジョイント部から前側車輪の中心部までの距離は、サブフレームにおけるジョイント部から後側車輪の中心部までの距離よりも短い構成となっている。これにより、サブフレームをメインフレーム側に折り畳む場合に、例えば駆動部が制御ユニットに干渉することなくコンパクトに収納することが可能となる。また、サブフレームがメインフレームに対して折り畳まれた状態では、後側車輪のみが接地することになり、2輪のみで走行することができる。従って、制御ユニットを備えていても収納性の向上を図ることができると共に、収納場所までの移動を好適に行うことができる。   In the walking assistance device according to the present invention, the distance from the joint part in the main frame to the center part of the front wheel is shorter than the distance from the joint part in the sub frame to the center part of the rear wheel. Thereby, when the sub-frame is folded to the main frame side, for example, the drive unit can be stored compactly without interfering with the control unit. Further, in a state in which the sub frame is folded with respect to the main frame, only the rear wheels are grounded, and it is possible to travel with only two wheels. Therefore, even if the control unit is provided, the storage property can be improved, and the movement to the storage location can be suitably performed.

また、好ましくは、メインフレームに対するサブフレームの折り畳み状態において、前側車輪及び後側車輪の中心間距離が0よりも大きく、且つ前側車輪及び後側車輪の中心間距離と前側車輪の半径との和が制御ユニットの前後方向長さの1/2よりも長い。   Preferably, in the folded state of the subframe with respect to the main frame, the distance between the centers of the front wheels and the rear wheels is greater than 0, and the sum of the distance between the centers of the front wheels and the rear wheels and the radius of the front wheels. Is longer than ½ of the longitudinal length of the control unit.

この場合には、サブフレームをメインフレームに対して折り畳んだ状態であっても、歩行補助装置のバランスが好適に維持されるので、前方への転倒を防止することができる。また、歩行補助装置が万が一転倒しそうになった場合でも、制御ユニットに対する緩衝材となり得る位置に前側車輪があるので、制御ユニットの破損等を防止することができる。   In this case, even when the subframe is folded with respect to the main frame, the balance of the walking assist device is favorably maintained, so that it is possible to prevent the vehicle from falling forward. Further, even if the walking assistance device is likely to fall down, the front wheel is located at a position that can be a cushioning material for the control unit, so that the control unit can be prevented from being damaged.

また、好ましくは、ハンドルに設けられ、直進又は旋回の動作を指示するための左右2つの操作部と、サブフレームがメインフレームに対して折り畳まれたかどうかを判断する判断手段と、判断手段によりサブフレームがメインフレームに対して折り畳まれたと判断されたときに、2つの操作部の操作方向に応じて、各後側車輪に対応する駆動部を制御する手段と、を更に備える。   Preferably, the steering wheel is provided with a left and right operation unit for instructing a straight or turning operation, a determination unit for determining whether the sub frame is folded with respect to the main frame, and a sub unit by the determination unit. And a means for controlling the drive unit corresponding to each rear wheel according to the operation direction of the two operation units when it is determined that the frame is folded with respect to the main frame.

判断手段によってサブフレームがメインフレームに対して折り畳まれたと判断された場合には、2つの操作部の操作方向に応じて後側車輪に対応する駆動部を制御する。例えば右側の操作部が押し操作された場合には、右側の後側車輪の駆動力を強めることで左側へ旋回する。従って、歩行者の意図する方向への移動を確実に補助することができる。また、サブフレームの折り畳み時は、後側車輪のみを駆動させ、前側車輪は駆動させないので、消費電力を抑制することができる。   When it is determined by the determining means that the sub-frame is folded with respect to the main frame, the drive unit corresponding to the rear wheel is controlled according to the operation directions of the two operation units. For example, when the right operation unit is pushed, the vehicle turns to the left by increasing the driving force of the right rear wheel. Therefore, the movement to the direction which a pedestrian intends can be assisted reliably. Further, when the subframe is folded, only the rear wheels are driven and the front wheels are not driven, so that power consumption can be suppressed.

また、好ましくは、ジョイント部の回動角度を検出する角度検出手段と、角度検出手段によって検出されたジョイント部の回動角度に基づいて、前側車輪及び後側車輪の荷重を推定する荷重推定手段と、判断手段によりサブフレームがメインフレームに対して折り畳まれていないと判断されたときに、荷重推定手段で推定された前側車輪及び後側車輪の荷重に基づいて、各駆動部を制御する手段と、を更に備える。   Preferably, the angle detection means for detecting the rotation angle of the joint portion, and the load estimation means for estimating the load of the front wheel and the rear wheel based on the rotation angle of the joint portion detected by the angle detection means. And means for controlling each drive unit based on the loads on the front wheels and the rear wheels estimated by the load estimating means when the judging means judges that the subframe is not folded with respect to the main frame. And further comprising.

判断手段によってサブフレームがメインフレームに対して折り畳まれていないと判断された場合には、ジョイント部の回動角度に基づき推定された前側車輪及び後側車輪の荷重に基づいて、各駆動部に与える駆動力を決定し、車輪毎に駆動力を分配することで、駆動効率を高め消費電力を抑制することができる。   When it is determined by the determining means that the subframe is not folded with respect to the main frame, each drive unit is assigned to each drive unit based on the front wheel and rear wheel loads estimated based on the rotation angle of the joint unit. By determining the driving force to be applied and distributing the driving force for each wheel, driving efficiency can be increased and power consumption can be suppressed.

本発明の歩行補助装置によれば、収納性の向上を図ることができる。これにより、歩行者の利便性を向上させることができる。   According to the walking assist device of the present invention, it is possible to improve the storage property. Thereby, the convenience of a pedestrian can be improved.

以下に、本発明に係わる歩行補助装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a walking assistance device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係わる歩行補助装置の一実施形態の外観を示す斜視図である。同図において、歩行補助装置1は、歩行者の歩行を補助する折り畳み可能な電動手押し車である。歩行補助装置1は、歩行者が握るハンドル2と、メインフレーム3a,3bと、サブフレーム4a,4bと、ジョイント部5a,5bと、制御ユニット6と、メインフレーム3a,3b及びサブフレーム4a,4bに取り付けられた左右の車輪7a〜7dと、各車輪7a〜7dをそれぞれ独立に回転駆動させるインホイールモータ8a〜8dと、ハンドル2に設けられた右コントローラーバー9a及び左コントローラーバー9bとから構成されている。   FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an embodiment of a walking assistance device according to the present invention. In the figure, a walking assist device 1 is a foldable electric wheelbarrow that assists a pedestrian to walk. The walking assist device 1 includes a handle 2 held by a pedestrian, main frames 3a and 3b, subframes 4a and 4b, joint portions 5a and 5b, a control unit 6, main frames 3a and 3b, and subframes 4a, Left and right wheels 7a to 7d attached to 4b, in-wheel motors 8a to 8d for independently rotating and driving the wheels 7a to 7d, and a right controller bar 9a and a left controller bar 9b provided on the handle 2 It is configured.

図2に示すように、ハンドル2には、歩行補助装置1の直進動作及び旋回動作を指示操作するための上記2つのコントローラーバー9a,9bが前後方向に押し操作可能に設けられている。また、ハンドル2には、モード設定スイッチ11(図5参照)が設けられている。右コントローラーバー9aと左コントローラーバー9bとの間の領域Rは、不感帯となっており、例えば歩行者が片手で操作する場合に直進を維持することが可能となっている。   As shown in FIG. 2, the handle 2 is provided with the two controller bars 9a and 9b for instructing and operating the straight movement operation and the turning operation of the walking assist device 1 so that they can be pushed in the front-rear direction. The handle 2 is provided with a mode setting switch 11 (see FIG. 5). A region R between the right controller bar 9a and the left controller bar 9b is a dead zone, and for example, when a pedestrian operates with one hand, the vehicle can keep going straight.

一対のメインフレーム3a,3bは、ハンドル2の両端から前側の斜め下方に向けて延びている。各メインフレーム3a,3bの先端(下端)には、一対の前側車輪7a,7bが回転自在に取り付けられている。   The pair of main frames 3 a and 3 b extend from both ends of the handle 2 obliquely downward on the front side. A pair of front wheels 7a and 7b are rotatably attached to the tips (lower ends) of the main frames 3a and 3b.

一対のサブフレーム4a,4bは、各メインフレーム3a,3bの略中央部分に設けられた各ジョイント部5a,5bから下方後側に向けて延びている。各サブフレーム4a,4bの先端(下端)には、一対の後側車輪7c、7dが回転自在に取り付けられている。   The pair of sub-frames 4a and 4b extend from the joint portions 5a and 5b provided at substantially the center portions of the main frames 3a and 3b toward the lower rear side. A pair of rear wheels 7c and 7d are rotatably attached to the tips (lower ends) of the sub-frames 4a and 4b.

一対のジョイント部5a,5bは、各メインフレーム3a,3bに対して各サブフレーム4a,4bを回動自在に連結している。各ジョイント部5a,5bには、各サブフレーム4a,4bをメインフレーム3a,3bに対して回動(開閉)させるための回動モータ13a,13b(図5参照)と、各ジョイント部5a,5bの回動角度を検出する角度センサ12(図5参照)と、ジョイント部5a,5bにおける回転方向の衝撃を減衰する振動減衰手段としての回転ダンパ(図示せず)とが設けられている。   The pair of joint portions 5a and 5b rotatably connect the sub frames 4a and 4b to the main frames 3a and 3b. The joint portions 5a and 5b include rotation motors 13a and 13b (see FIG. 5) for rotating (opening and closing) the sub-frames 4a and 4b with respect to the main frames 3a and 3b, and the joint portions 5a and 5b, An angle sensor 12 (see FIG. 5) for detecting the rotation angle of 5b and a rotation damper (not shown) as vibration damping means for attenuating the impact in the rotation direction at the joint portions 5a and 5b are provided.

回転ダンパは、ジョイント部5a,5bの衝撃を減衰させることで、角度センサ12の検出精度を向上させるものである。また、回転ダンパは、ジョイント部5a,5bに吊り下げられる制御ユニット6の振動を抑制し、走行安定性を向上させることができる。   The rotary damper improves the detection accuracy of the angle sensor 12 by attenuating the impact of the joint portions 5a and 5b. Further, the rotary damper can suppress the vibration of the control unit 6 suspended from the joint portions 5a and 5b, and can improve the running stability.

制御ユニット6の内部には、ECU14及び電源部15(図5参照)が設けられている。また、制御ユニット6は、荷物を収納するため荷室を兼ね備えている。なお、制御ユニット6の中心は、ジョイント部5a,5bの中心と同一直線上にある。   An ECU 14 and a power supply unit 15 (see FIG. 5) are provided inside the control unit 6. The control unit 6 also has a luggage compartment for storing luggage. The center of the control unit 6 is on the same straight line as the centers of the joint portions 5a and 5b.

続いて、図3及び図4を参照して、歩行補助装置1の寸法について詳細に説明する。図3は、サブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して開いた通常走行状態において、歩行補助装置1の各部の寸法を示す側面図である。図4は、サブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して閉じた(折り畳まれた)状態において、歩行補助装置1の各部の寸法を示す側面図である。以下に、各部の寸法を示す。   Then, with reference to FIG.3 and FIG.4, the dimension of the walking assistance apparatus 1 is demonstrated in detail. FIG. 3 is a side view showing dimensions of each part of the walking assist device 1 in a normal running state in which the sub frames 4a and 4b are opened with respect to the main frames 3a and 3b. FIG. 4 is a side view showing dimensions of each part of the walking assistance device 1 in a state where the sub frames 4a and 4b are closed (folded) with respect to the main frames 3a and 3b. Below, the dimension of each part is shown.

L1…メインフレーム3a,3bにおけるジョイント部5a,5bの中心から前側車輪7a,7bの中心までの距離
L2…サブフレーム4a,4bにおけるジョイント部5a,5bの中心から後側車輪7c,7dの中心までの距離
WB…歩行補助装置1の通常走行時における前側車輪7a,7b及び後側車輪7c,7dの中心間距離
Rf…前側車輪7a,7bの半径
Lo…制御ユニット6の前後方向の水平距離
θ…ジョイント部5a,5bの中心及び制御ユニット6の中心を通る直線とサブフレーム4a,4bとがなす回動角度
WB‘…歩行補助装置1の折り畳み時における前側車輪7a,7b及び後側車輪7c,7dの中心間距離
L1: Distance from the center of the joints 5a, 5b to the center of the front wheels 7a, 7b in the main frames 3a, 3b L2: The center of the rear wheels 7c, 7d from the center of the joints 5a, 5b in the subframes 4a, 4b WB: Distance between the centers of the front wheels 7a, 7b and the rear wheels 7c, 7d during normal travel of the walking assist device 1 Rf: Radius of the front wheels 7a, 7b Lo: Horizontal distance in the front-rear direction of the control unit 6 θ: rotation angle formed by the straight lines passing through the centers of the joint portions 5a, 5b and the center of the control unit 6 and the sub frames 4a, 4b WB ′: front wheels 7a, 7b and rear wheels when the walking assist device 1 is folded Center distance between 7c and 7d

図4に示す歩行補助装置1の各部の寸法は、以下(1)〜(4)の条件を満たしている。
L1<L2 …(1)
WB‘>0 …(2)
WB‘+Rf>Lo/2 …(3)
θ=0 …(4)
なお、(4)の条件においては、ジョイント部5a,5bが回動モータ13a,13bによって回動しないように固定される。
The dimensions of each part of the walking assist device 1 shown in FIG. 4 satisfy the following conditions (1) to (4).
L1 <L2 (1)
WB '> 0 (2)
WB '+ Rf> Lo / 2 (3)
θ = 0 (4)
In the condition (4), the joint portions 5a and 5b are fixed so as not to rotate by the rotation motors 13a and 13b.

図5は、インホイールモータ8a〜8dを制御する制御系を示すブロック図である。図5において、歩行補助装置1は、右押し力センサ10aと、左押し力センサ10bと、モード設定スイッチ11と、角度センサ12と、回動モータ13a,13bと、ECU(Electronic Control Unit)14と、電源部15とを備えている。   FIG. 5 is a block diagram showing a control system for controlling the in-wheel motors 8a to 8d. In FIG. 5, the walking assist device 1 includes a right pushing force sensor 10a, a left pushing force sensor 10b, a mode setting switch 11, an angle sensor 12, rotation motors 13a and 13b, and an ECU (Electronic Control Unit) 14. And a power supply unit 15.

右押し力センサ10a及び左押し力センサ10bは、歩行者によって押し操作されたコントローラーバー9a,9bの前後押し力をそれぞれ検出するセンサである。右押し力センサ10a、及び左押し力センサ10bの検出信号(押し力信号)はECU14に送出される。   The right pushing force sensor 10a and the left pushing force sensor 10b are sensors that respectively detect front and back pushing forces of the controller bars 9a and 9b pushed by a pedestrian. Detection signals (pressing force signals) from the right pressing force sensor 10a and the left pressing force sensor 10b are sent to the ECU 14.

モード設定スイッチ11は、通常走行モードと折り畳みモードとを設定するスイッチである。通常走行モードとは、歩行補助装置1が4輪で走行するモードである。また、折り畳みモードとは、歩行補助装置1が後側2輪で走行するモードである。モード設定スイッチ11のモード切替信号はECU14に送出される。   The mode setting switch 11 is a switch for setting a normal traveling mode and a folding mode. The normal travel mode is a mode in which the walking assist device 1 travels with four wheels. The folding mode is a mode in which the walking assist device 1 travels on the rear two wheels. A mode switching signal of the mode setting switch 11 is sent to the ECU 14.

図6に、折り畳みモードで走行する歩行補助装置1の側面図を示す。折り畳みモードでは、後側車輪7c,7dのみが接地しているので、インホイールモータ8c,8dが駆動され、前側車輪7a,7bに対応するインホイールモータ8a,8bは駆動されない。折り畳みモードでは、通常走行モード時よりも制御ユニット6の位置が高くなるので、階段の乗り越え等を補助することができる。歩行補助装置1は、折り畳みモードにおいても通常走行モードと同様に、コントローラーバー9a,9bを操作することで、歩行者が意図する方向(矢印方向)への移動を補助する。   FIG. 6 shows a side view of the walking assist device 1 that travels in the folding mode. In the folding mode, since only the rear wheels 7c and 7d are grounded, the in-wheel motors 8c and 8d are driven, and the in-wheel motors 8a and 8b corresponding to the front wheels 7a and 7b are not driven. In the folding mode, the position of the control unit 6 is higher than that in the normal traveling mode, so that it is possible to assist over the stairs. In the folding mode, the walking assist device 1 assists the movement in the direction (arrow direction) intended by the pedestrian by operating the controller bars 9a and 9b as in the normal travel mode.

角度センサ12は、ジョイント部5a,5bにおいて、サブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,4b側に折り畳まれた回動角度を検出するセンサである。角度センサ12の検出信号(角度信号)はECU14に送出される。   The angle sensor 12 is a sensor that detects a rotation angle at which the sub frames 4a and 4b are folded toward the main frames 3a and 4b in the joint portions 5a and 5b. A detection signal (angle signal) of the angle sensor 12 is sent to the ECU 14.

回動モータ13a,13bは、各サブフレーム4a,4bを回動させるためのモータである。回動モータ13a,13bは、ジョイント部5a,5bに設けられ、ECU14から送出されたモード切替信号に基づいて、サブフレーム4a,4bをメインフレーム3a,3bに対して折り畳み、歩行補助装置1を折り畳みモードにする。また、回動モータ13a,13bは、ECU14から送出されたモード切替信号に基づいて、歩行補助装置1を折り畳みモードから通常走行モードに戻す。   The rotation motors 13a and 13b are motors for rotating the sub frames 4a and 4b. The rotation motors 13a and 13b are provided in the joint portions 5a and 5b, and fold the sub-frames 4a and 4b with respect to the main frames 3a and 3b based on the mode switching signal sent from the ECU 14 to Set to folding mode. Moreover, based on the mode switching signal sent from ECU14, rotation motor 13a, 13b returns the walk assistance apparatus 1 from folding mode to normal driving mode.

ECU14は、モード設定スイッチ11から送出されたモード切替信号に基づいて、サブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して折り畳まれかどうかを判断し、その結果に応じてインホイールモータ8a〜8dを制御する。   The ECU 14 determines whether or not the subframes 4a and 4b are folded with respect to the main frames 3a and 3b based on the mode switching signal sent from the mode setting switch 11, and the in-wheel motors 8a to 8b are determined according to the result. 8d is controlled.

また、ECU14は、角度センサ12から送出された角度信号に基づいて、前後車輪7a〜7dの荷重を推定し、インホイールモータ8a〜8dに与える駆動力を決定して、各車輪7a〜7bの駆動力を配分するように制御する。具体的には、インホイールモータ8a〜8dの駆動力は、前側車輪7a,7bのトルクをTf、後側車輪7c,7dのトルクをTrとすると、以下の式(5)で求められる。
Tf/Tr=1/(1+θ−θa) …(5)
よって、水平時にはθ=θaとなるため、歩行補助装置1の定速走行時には、Tf/Tr=1となる。また、歩行補助装置1の折り畳み時には、Tf:Tr=0:1となる。
Moreover, ECU14 estimates the load of front-and-rear wheels 7a-7d based on the angle signal sent from the angle sensor 12, determines the driving force given to the in-wheel motors 8a-8d, and determines each wheel 7a-7b. Control to distribute the driving force. Specifically, the driving force of the in-wheel motors 8a to 8d is obtained by the following equation (5), where Tf is the torque of the front wheels 7a and 7b and Tr is the torque of the rear wheels 7c and 7d.
Tf / Tr = 1 / (1 + θ−θa) (5)
Therefore, θ = θa when horizontal, and therefore Tf / Tr = 1 when the walking assist device 1 travels at a constant speed. Further, when the walking assist device 1 is folded, Tf: Tr = 0: 1.

図7は、ECU14により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing details of a processing procedure executed by the ECU 14.

図7において、まずモード設定スイッチ11に基づいて歩行補助装置1が折り畳まれていないかを判断する(手順S01)。歩行補助装置1が折り畳まれていないと判断された場合には、手順S02に進む。一方、歩行補助装置1が折り畳まれていると判断された場合には、手順S07に進む。   In FIG. 7, first, it is determined whether the walking assistance device 1 is not folded based on the mode setting switch 11 (step S01). If it is determined that the walking assist device 1 is not folded, the process proceeds to step S02. On the other hand, if it is determined that the walking assist device 1 is folded, the process proceeds to step S07.

手順S01において歩行補助装置1が折り畳まれていないと判断されたときは、角度センサ12から角度信号が入力される(手順S02)。続いて、角度センサ12からの角度信号に基づいて、前後車輪7a〜7dの荷重をそれぞれ推定する(手順S03)。前後車輪7a〜7dの荷重が推定されると、押し力センサ10a,10bからの押し力信号が入力される(手順S04)。そして、推定された荷重及び押し力信号に基づいて、インホイールモータ8a〜8dに対する駆動力を配分比を考慮して歩行補助装置1を直進又は旋回させるような回転トルク指令値を求め(手順S05)、手順S06に進む。   When it is determined in step S01 that the walking assist device 1 is not folded, an angle signal is input from the angle sensor 12 (step S02). Subsequently, the loads on the front and rear wheels 7a to 7d are estimated based on the angle signal from the angle sensor 12 (step S03). When the loads on the front and rear wheels 7a to 7d are estimated, push force signals from the push force sensors 10a and 10b are input (step S04). Then, based on the estimated load and push force signals, a rotational torque command value is calculated so as to cause the walking assist device 1 to go straight or turn in consideration of the distribution ratio of the driving force for the in-wheel motors 8a to 8d (procedure S05). ), The process proceeds to step S06.

手順S06では、手順S05求められた回転トルク指令値に応じたインホイールモータ駆動信号をインホイールモータ8a〜8dに送出し、インホイールモータ8a〜8dの駆動を制御する。   In step S06, an in-wheel motor drive signal corresponding to the rotational torque command value obtained in step S05 is sent to the in-wheel motors 8a to 8d to control driving of the in-wheel motors 8a to 8d.

一方、手順S01において、歩行補助装置1が折り畳まれていると判断されたときは、押し力センサ10a,10bからの押し力信号が入力される(手順S07)。続いて、押し力センサ10a,10bからの押し力信号に基づいて、歩行補助装置1を直進又は旋回させるような回転トルク指令値を求め(手順S08)、手順S09に進む。   On the other hand, when it is determined in step S01 that the walking assistance device 1 is folded, the push force signals from the push force sensors 10a and 10b are input (step S07). Subsequently, based on the pressing force signals from the pressing force sensors 10a and 10b, a rotation torque command value for causing the walking assist device 1 to go straight or turn is obtained (step S08), and the process proceeds to step S09.

手順S09では、手順S08で求められた回転トルク指令値に応じたインホイールモータ駆動信号を後側のインホイールモータ8c,8dに送出し、インホイールモータ8c,8dの駆動を制御する。   In step S09, an in-wheel motor drive signal corresponding to the rotational torque command value obtained in step S08 is sent to the rear in-wheel motors 8c and 8d to control driving of the in-wheel motors 8c and 8d.

以上において、インホイールモータ8a〜8dは、各車輪7a〜7dをそれぞれ独立に回転駆動させる複数の駆動部を構成する。コントローラーバー9a,9bは、ハンドル2に設けられ、直進又は旋回の動作を指示するための左右2つの操作部を構成する。モード設定スイッチ11とECU14の手順S01とは、サブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して折り畳まれたかどうかを判断する判断手段を構成する。ECU14の手順S08、09は、判断手段によりサブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して折り畳まれたと判断されたときに、2つのコントローラーバー9a,9bの操作方向に応じて、各後側車輪7c,7dに対応するインホイールモータ8c,8dを制御する手段を構成している。角度センサ12は、ジョイント部5a,5bの回動角度を検出する角度検出手段を構成する。ECU14の手順S02、03は、角度センサ12によって検出されたジョイント部5a,5bの回動角度に基づいて、前側車輪7a,7b及び後側車輪7c,7dの荷重を推定する荷重推定手段を構成している。ECU14の手順S05、06は、判断手段によりサブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して折り畳まれていないと判断されたときに、荷重推定手段で推定された前側車輪7a,7b及び後側車輪7c,7dの荷重に基づいて、インホイールモータ8a〜8dを制御する手段を構成している。   In the above, the in-wheel motors 8a to 8d constitute a plurality of drive units that respectively rotate and drive the wheels 7a to 7d independently. The controller bars 9a and 9b are provided on the handle 2 and constitute two left and right operation units for instructing a straight traveling or turning operation. The mode setting switch 11 and the procedure S01 of the ECU 14 constitute determination means for determining whether or not the sub frames 4a and 4b are folded with respect to the main frames 3a and 3b. Steps S08 and 09 of the ECU 14 are performed in accordance with the operation directions of the two controller bars 9a and 9b when the determination unit determines that the subframes 4a and 4b are folded with respect to the main frames 3a and 3b. A means for controlling the in-wheel motors 8c and 8d corresponding to the side wheels 7c and 7d is configured. The angle sensor 12 constitutes angle detection means for detecting the rotation angle of the joint portions 5a and 5b. Steps S02 and 03 of the ECU 14 constitute load estimation means for estimating the loads on the front wheels 7a and 7b and the rear wheels 7c and 7d based on the rotation angles of the joint portions 5a and 5b detected by the angle sensor 12. is doing. In steps S05 and 06 of the ECU 14, the front wheels 7a and 7b and the rear wheels estimated by the load estimation unit when the determination unit determines that the sub frames 4a and 4b are not folded with respect to the main frames 3a and 3b. A means for controlling the in-wheel motors 8a to 8d is configured based on the loads of the side wheels 7c and 7d.

以上のように本実施形態の歩行補助装置1にあっては、メインフレーム3a,3bにおけるジョイント部5a,5bの中心から前側車輪7a,7bの中心までの距離L1が、サブフレーム4a,4bにおけるジョイント部5a,5bの中心から後側車輪7c,7dの中心までの距離L2よりも短い構成(L1<L2)となっている。これにより、サブフレーム4a,4bをメインフレーム3a,3b側に折り畳むときに、制御ユニット6にインホイールモータ8a〜8d等が干渉することなくコンパクトに収納することが可能となる。従って、制御ユニット6を備えていても収納性の向上を図ることができる。   As described above, in the walking assist device 1 of the present embodiment, the distance L1 from the center of the joint portions 5a and 5b to the center of the front wheels 7a and 7b in the main frames 3a and 3b is the same in the subframes 4a and 4b. The configuration is shorter than the distance L2 from the center of the joint portions 5a and 5b to the center of the rear wheels 7c and 7d (L1 <L2). Thereby, when the sub-frames 4a and 4b are folded toward the main frames 3a and 3b, the in-wheel motors 8a to 8d and the like can be stored compactly without interfering with the control unit 6. Therefore, even if the control unit 6 is provided, the storage property can be improved.

また、サブフレーム4a,4bがメインフレーム3a,3bに対して折り畳まれた状態では、後側車輪7c,7dのみが接地することになり、2輪のみで走行することができる。このとき、サブフレーム4a,4bがジョイント部5a,5bで固定されるので、2輪走行の安定性を高めることができると共に、後側車輪7c,7dの荷重を安定させることができる。従って、収納場所までの移動を好適に行うことができる。   In addition, in a state where the sub frames 4a and 4b are folded with respect to the main frames 3a and 3b, only the rear wheels 7c and 7d are grounded, and the vehicle can travel with only two wheels. At this time, since the sub-frames 4a and 4b are fixed by the joint portions 5a and 5b, the stability of the two-wheel running can be improved and the loads on the rear wheels 7c and 7d can be stabilized. Therefore, the movement to a storage place can be performed suitably.

また、サブフレーム4a,4bが折り畳まれた状態では、コントローラーバー9a,9bの操作方向に応じて後側車輪7c,7dに対応するインホイールモータ8c,8dを制御する。これにより、歩行者の意図する方向への移動を確実に補助することができる。   Further, in a state where the subframes 4a and 4b are folded, the in-wheel motors 8c and 8d corresponding to the rear wheels 7c and 7d are controlled according to the operation direction of the controller bars 9a and 9b. Thereby, the movement to the direction which a pedestrian intends can be assisted reliably.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、モード設定スイッチ11のモード切替信号によって回動モータ13a,13bを制御し、歩行補助装置1を折り畳む構成としているが、モード設定スイッチ11及び回動モータ13a,13bを設けずに、例えば前側車輪7a,7bを後進方向に回転させるか停止させ、後側車輪7c,7dを前進方向に回転させることにより、サブフレーム4a,4bをメインフレーム3a,3bに対して折り畳む構成としてもよい。この場合には、例えば機械的なロック機構により、ジョイント部5a,5bにおいてサブフレーム4a,4bを固定する。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the rotation motors 13a and 13b are controlled by the mode switching signal of the mode setting switch 11 and the walking assist device 1 is folded, but the mode setting switch 11 and the rotation motors 13a and 13b are not provided. For example, the sub-frames 4a and 4b are folded with respect to the main frames 3a and 3b by rotating or stopping the front wheels 7a and 7b in the backward direction and rotating the rear wheels 7c and 7d in the forward direction. Also good. In this case, the subframes 4a and 4b are fixed at the joint portions 5a and 5b by, for example, a mechanical lock mechanism.

本発明に係わる歩行補助装置の一実施形態の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of one Embodiment of the walk assistance apparatus concerning this invention. ハンドルの詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a handle. 歩行補助装置の各部の寸法を示す側面図である。It is a side view which shows the dimension of each part of a walking assistance apparatus. 歩行補助装置の折り畳まれた状態の各部の寸法を示す側面図である。It is a side view which shows the dimension of each part of the state by which the walking auxiliary device was folded. インホイールモータを制御する制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system which controls an in-wheel motor. 折り畳みモードで走行する歩行補助装置を示す側面図である。It is a side view which shows the walk assistance apparatus which drive | works in folding mode. ECUにより実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the process sequence performed by ECU.

符号の説明Explanation of symbols

1…歩行補助装置、2…ハンドル、3a,3b…メインフレーム、4a,4b…サブフレーム、5a,5b…ジョイント部、6…制御ユニット、7a〜7d…車輪(前側車輪、後側車輪)、8a〜8d…インホイールモータ(駆動部)、9a,9b…コントロールバー(操作部)、12…角度センサ(角度検出手段)、14…ECU(判断手段、荷重推定手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Walking assistance apparatus, 2 ... Handle, 3a, 3b ... Main frame, 4a, 4b ... Sub-frame, 5a, 5b ... Joint part, 6 ... Control unit, 7a-7d ... Wheel (front wheel, rear wheel), 8a to 8d: in-wheel motor (drive unit), 9a, 9b: control bar (operation unit), 12: angle sensor (angle detection unit), 14: ECU (determination unit, load estimation unit).

Claims (4)

歩行者が握るハンドルと、
前記ハンドルから下方に向けて延びる一対のメインフレームと、
前記各メインフレームから下方後側に向けて延びる一対のサブフレームと、
前記各メインフレームに対して前記各サブフレームを回動自在に連結する一対のジョイント部と、
前記ジョイント部から吊り下げられて設けられた制御ユニットと、
前記各メインフレームの下端に設けられた一対の前側車輪と、
前記各サブフレームの下端に設けられた一対の後側車輪と、
前記一対の前側車輪及び前記一対の後側車輪をそれぞれ独立に回転駆動させる複数の駆動部と、
を備え、
前記サブフレームが前記ジョイント部を介して前記メインフレームに対して折り畳み可能となるように、前記メインフレームにおける前記ジョイント部から前記前側車輪の中心部までの距離が前記サブフレームにおける前記ジョイント部から前記後側車輪の中心部までの距離よりも短くなっていることを特徴とする歩行補助装置。
A handle that a pedestrian grips,
A pair of main frames extending downward from the handle;
A pair of subframes extending from each main frame toward the lower rear side;
A pair of joint portions that rotatably connect the sub-frames to the main frames;
A control unit provided suspended from the joint part;
A pair of front wheels provided at the lower end of each main frame;
A pair of rear wheels provided at the lower end of each subframe;
A plurality of drive units for independently rotating and driving the pair of front wheels and the pair of rear wheels;
With
The distance from the joint portion in the main frame to the center portion of the front wheel is from the joint portion in the subframe so that the subframe can be folded with respect to the main frame via the joint portion. A walking assist device characterized by being shorter than the distance to the center of the rear wheel.
前記メインフレームに対する前記サブフレームの折り畳み状態において、前記前側車輪及び前記後側車輪の中心間距離が0よりも大きく、且つ前記前側車輪及び前記後側車輪の中心間距離と前記前側車輪の半径との和が前記制御ユニットの前後方向長さの1/2よりも長いことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。   In the folded state of the sub-frame with respect to the main frame, the center distance between the front wheel and the rear wheel is greater than 0, and the center distance between the front wheel and the rear wheel and the radius of the front wheel, The walking assist device according to claim 1, wherein the sum is longer than ½ of the longitudinal length of the control unit. 前記ハンドルに設けられ、直進又は旋回の動作を指示するための左右2つの操作部と、
前記サブフレームが前記メインフレームに対して折り畳まれたかどうかを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記サブフレームが前記メインフレームに対して折り畳まれたと判断されたときに、前記2つの操作部の操作方向に応じて、前記各後側車輪に対応する前記駆動部を制御する手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の歩行補助装置。
Two left and right operation units provided on the handle for instructing a straight or turning operation;
Determining means for determining whether the sub-frame is folded with respect to the main frame;
Means for controlling the drive unit corresponding to each of the rear wheels according to the operation direction of the two operation units when the determination unit determines that the sub-frame is folded with respect to the main frame. When,
The walking assist device according to claim 1, further comprising:
前記ジョイント部の回動角度を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段によって検出された前記ジョイント部の回動角度に基づいて、前記前側車輪及び前記後側車輪の荷重を推定する荷重推定手段と、
前記判断手段により前記サブフレームが前記メインフレームに対して折り畳まれていないと判断されたときに、前記荷重推定手段で推定された前記前側車輪及び前記後側車輪の荷重に基づいて、前記各駆動部を制御する手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項3に記載の歩行補助装置。
Angle detection means for detecting the rotation angle of the joint part;
Load estimating means for estimating the loads of the front wheel and the rear wheel based on the rotation angle of the joint part detected by the angle detecting means;
When the determining means determines that the sub-frame is not folded with respect to the main frame, the driving is performed based on the loads of the front wheels and the rear wheels estimated by the load estimating means. Means for controlling the unit,
The walking assist device according to claim 3, further comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016010464A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 シャープ株式会社 Walking aid apparatus
CN112618182A (en) * 2020-12-30 2021-04-09 广东博方众济医疗科技有限公司 Wheelchair walking aid

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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