JP2016007914A - Manual propulsion vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手動推進車両(歩行補助車、ベビーカー、台車、車椅子など)に関する。 The present invention relates to a manually propelled vehicle (walking assist vehicle, stroller, carriage, wheelchair, etc.).
近年、手動推進車両(特に、足腰の弱った高齢者や歩行に不安を抱える人の外出をサポートするための歩行補助車)に人力補助機能(いわゆる電動アシスト機能)を搭載することが検討されている。 In recent years, it has been considered to install a human power assist function (so-called electric assist function) in a manually propelled vehicle (especially a walking assist vehicle for supporting the going out of elderly people with weak legs and those who are worried about walking). Yes.
そのような手動推進車両は、一般的に、使用者により操作されるハンドルと、車輪と、使用者によるハンドル操作を検知するセンサと、センサの出力に基づいて車輪を駆動する駆動部とを備える。 Such a manually propelled vehicle generally includes a handle that is operated by a user, a wheel, a sensor that detects a handle operation by the user, and a drive unit that drives the wheel based on the output of the sensor. .
例えば特許文献1では、ハンドルを板バネで支持し、ハンドルを前後、左右、回動方向に動かした際の変位量を非接触式距離センサーで測定し、使用者の意思(進行方向)を特定し、使用者の意思に応じた人力補助を行うことが記載されている。
For example, in
特許文献1によれば、ハンドルの変位量を測定することで使用者の意思を把握することが可能であるが、ハンドルが大きく変位することは使用者に不快感を与え、また、もたれかかった場合などにハンドルが変位して姿勢が崩れ、転倒する危険がある。
According to
本発明は、上記課題に鑑み、使用者に不快感を与えるようなハンドルの変位を要さずに、使用者の意図を把握可能な手動推進車両を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a manually propelled vehicle that can grasp the user's intention without requiring a displacement of the handle that causes discomfort to the user.
上記目的を達成するために、本発明に係る手動推進車両は、ハンドル部と、前記ハンドル部と剛結合される保持部と、前記保持部に取り付けられて前記ハンドル部の微小変形を検出する検出部と、前記ハンドル部に対して当接するように前記検出部に取り付けられる接触部と、を備え、前記検出部は前記接触部を介して前記把持部の微小変形を検出することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a manual propulsion vehicle according to the present invention includes a handle portion, a holding portion that is rigidly coupled to the handle portion, and a detection that is attached to the holding portion and detects minute deformation of the handle portion. And a contact part attached to the detection part so as to come into contact with the handle part, and the detection part detects minute deformation of the grip part via the contact part. .
上記構成の手動推進車両において、前記接触部と前記ハンドル部とは線接触又は点接触により当接することが望ましい。 In the manual propulsion vehicle configured as described above, it is desirable that the contact portion and the handle portion are in contact with each other by line contact or point contact.
上記構成の手動推進車両において、前記ハンドル部の外周面は凸の曲面部を有し、前記接触部は前記曲面部に当接するものであって、前記接触部において前記曲面部との当接部は平面であることが望ましい。 In the manual propulsion vehicle configured as described above, an outer peripheral surface of the handle portion has a convex curved surface portion, and the contact portion is in contact with the curved surface portion, and the contact portion is in contact with the curved surface portion. Is preferably flat.
上記構成の手動推進車両において、前記検出部に対する前記接触部の取付位置を調整可能な位置調整部を有することが望ましい。 In the manual propulsion vehicle having the above-described configuration, it is desirable that the manual propulsion vehicle includes a position adjusting unit that can adjust an attachment position of the contact unit with respect to the detection unit.
上記構成の手動推進車両において、前記接触部と前記検出部との間には緩み防止部材が配されることが望ましい。 In the manual propulsion vehicle configured as described above, it is desirable that a loosening prevention member is disposed between the contact portion and the detection portion.
本発明によれば、検出部にはハンドル部に当接する接触部が設けられ、検出部は当該接触部を介してハンドル部の微小変形を検出する。当該構成により、使用者に不快感を与えないハンドル部の微小変形に基づいて使用者の意図を把握することができる。 According to the present invention, the detection unit is provided with the contact part that contacts the handle part, and the detection part detects minute deformation of the handle part via the contact part. With this configuration, it is possible to grasp the user's intention based on the minute deformation of the handle portion that does not cause discomfort to the user.
<第1実施形態>
図1A〜図1Fは、それぞれ、歩行補助車の全体像を示す外観図(正面図、背面図、左側面図、右側面図、平面図、及び、底面図)である。また、図2は、歩行補助車の機能ブロック図である。以下では、各図を適宜参照しながら、歩行補助車の第1実施形態について詳細な説明を行う。
<First Embodiment>
1A to 1F are external views (a front view, a rear view, a left side view, a right side view, a plan view, and a bottom view) showing an overall image of a walking assistance vehicle, respectively. FIG. 2 is a functional block diagram of the walking assistance vehicle. Hereinafter, the first embodiment of the walking assistance vehicle will be described in detail with reference to each drawing as appropriate.
なお、以下の説明において図1Bの紙面に対向する観察者の上側を「上」、下側を「下」、左手側を「左」、右手側を「右」とし、また、図1Cの紙面に対向する観察者の左手側を「前」、右手側を「背」又は「後」として説明する。 In the following description, the upper side of the observer facing the paper surface of FIG. 1B is “upper”, the lower side is “lower”, the left hand side is “left”, the right hand side is “right”, and the paper surface of FIG. The left-hand side of the observer facing the front is described as “front”, and the right-hand side is described as “back” or “rear”.
歩行補助車1は、使用者(主に足腰の衰えた高齢者)の歩行を補助すると共に、荷物運搬用のカゴや休憩用の椅子としても利用される手動推進車両(いわゆるシルバーカー)であり、車体部10と、ハンドル部20と、車輪部30と、荷物室部40と、背もたれ部50と、ユーザインタフェイス部60と、センサ部70と、制御部80と、電動機構部90と、電源部100と、を有する。
The
車体部10は、歩行補助車1のシャーシ(枠組み)であり、先に挙げた構成要素20〜100が取り付けられている。なお、車体部10を形成するフレームの素材としては、ステンレス鋼やアルミニウム合金などを用いることができる。
The
車体部10は車体部前部10aと車体部後部10bとから構成される。車体部前部10aには荷物室部40が形成される。車体部後部10bは、略直方体状の箱部材であり、少なくとも電動機構部90が内蔵される。車体部後部10bの上部には幅広の板部材である支柱部材11が取り付けられる。車体部後部10b及び支柱部材11は、歩行補助車1の使用者が立位状態においてハンドル部20を操作しやすいように、ハンドル部20を歩行補助車1の走行面に対して高い位置に支持する役割を果たす。
The
ハンドル部20はハンドル部本体20aと、ハンドルバー21とを備える。ハンドル部本体20aは支柱部材11の上端部に連結される中空の箱部材である。ハンドルバー21は使用者が歩行時に把持するための棒状部材である。ハンドルバー21の外周面は使用者が握りやすいようにハンドルバー21の軸方向に垂直な方向に凸の曲面を有する形状(例えば円柱状又は円筒状など)に形成される。使用者はハンドルバー21の左端部及び右端部を両手で握って人力を加えることにより、歩行補助車1を前進、後退、制動、及び、左右旋回させることができる。
The
ハンドル部本体20aの左側面及び右側面には夫々円形の貫通孔が形成される。両貫通孔の直径はハンドルバー21の直径よりも長く設定される。これによりハンドル部20を組み立てた際に、ハンドルバー21の左端部及び右端部がハンドル部本体20aから左方向及び右方向に突出し、ハンドルバー21の中央部はハンドル部本体20a内に配置される。
Circular through holes are formed in the left side surface and the right side surface of the handle portion
ハンドル部本体20aの上面にはユーザインタフェイス部60が設けられる。ユーザインタフェイス部60は歩行補助車1の後方に立った使用者が操作しやすいように後方に向かって傾斜させて設けられる。ハンドル部本体20a内にはハンドルバー21に対する操作力(使用者が歩行補助車1を所定の方向に移動させるためにハンドルバー21に対して加える力)を後述するハンドルセンサ71に検出させる操作力検出構造が組み込まれるが、詳細は後述する。
A
車輪部30は車体部10の前方、すなわち、車体部前部10aの下面の左端部及び右端部に取り付けられる前方キャスタ31(左前方キャスタ31L及び右前方キャスタ31R)と、車体部10の後方、すなわち、車体部後部10bの下面の左端部及び右端部に取り付けられる後方車輪部32(左後方車輪32L及び右後方車輪32R)とを有する。
The
前方キャスタ31は方向転換用のキャスタである。左前方キャスタ31L及び右前方キャスタ31Rは夫々車体部前部10aに固定的に取り付けられる取付部311(左取付部311L及び右取付部311R)と、取付部311によって回転可能且つ水平方向に旋回可能に支持される前輪312(左前輪312L及び右前輪312R)を備える(図1C及び図1D参照)。左後方車輪部32L及び右後方車輪部32Rは夫々、人力(または補助動力)によって車軸中心で回転される後輪321(左後輪321L及び右後輪321R)と、車軸を支持すると共に車軸及び後輪321の上部を覆って車体部後部10bに取り付けられるカバー部材322(左カバー部材322L及び右カバー部材322R)を備える(図1C及び図1D参照)。なお、カバー部材322は車体部後部10bと一体に形成されるものであってもよい。
The
左後輪321L及び右後輪321Rは、各々に対応した車輪駆動機構部91L及び91Rによって、各々の回転方向や回転速度が独立に駆動制御される。
The left
左カバー部材322L及び右カバー部材322Rの内側側面(左後輪321L及び右後輪321Rの内輪側の側面)には後傾基点部33(左後傾基点部33L及び右後傾基点部33R)が設けられる。図5は右カバー部材322Rに設けられる後傾基点部33Rを示す図である。後傾基点部33Rはカバー部材322Rから下方に向かって突出して設けられ、その後面33aは垂直方向に伸びる平坦面を有しており、後面33aの下部には滑り止め部材331が設けられる。後傾基点部33の下面33bは走行時及び後傾時(後述する車体部10が後傾姿勢である場合)において走行面に接触しないように走行面に対して所定の間隙(例えば2cm程度)を有するように設けられる。
On the inner side surfaces of the
後傾基点部33は車体部10を通常姿勢(四輪(前輪312及び後輪321)全てが走行面に接触している状態)と後傾姿勢(前輪312が浮き上がり、後輪321のみが走行面に接触している状態)との間で移動させるための基点部である。例えば右後傾基点部33Rを用いて車体部10を後傾させる場合に使用者は、右脚を右後輪321Rの内輪付近に移動させ、足裏を走行面に接触させたまま爪先(後進阻止体の一例)を右後傾基点部33Rに接触させる。その際、右後傾基点部33Rの後面33aに形成された滑り止め部材331と爪先とを接触させることで以後の動作を行った場合において、爪先が後面33aを滑ることが防がれる。
The rear tilt base point 33 moves the
爪先を右後傾基点部33Rに接触させることにより歩行補助車1の後方に障害物が存在するのと同様の効果を奏する(歩行補助車1の後方への移動が制限される)ため、この状態で使用者がハンドルバー21を操作して歩行補助車1を後方に移動させようとすると、当該操作力が右後傾基点部33Rを基点として車体部10を後傾させる回転力に変換され、前輪312が上方に持ち上げられる。
By bringing the tip of the toe into contact with the right rearward
なお、車体部10を後傾させるにあたって、作用点、支点、力点は夫々車体部10の重心位置、後傾基点部33と後退阻止体との接触位置、使用者の手とハンドルバー21の接触位置である。上述したようにハンドル部20は車体部後部10b及び支柱部材11により、歩行補助車1の走行面に対して高い位置に支持されている。従って、力点から支点までの距離が、作用点から支点までの距離に比べて極めて長く、小さな力で車体部10を後傾させることができる。
When the
使用者は進行方向前方に段差があり、前輪312が段差に接触して前進困難となった場合に、上述したように車体部10を後傾姿勢に移動させることで前輪312を浮かし、これによって段差を乗り越えて前進することが可能になる。
When the user has a step in the forward direction and the front wheel 312 comes into contact with the step and it becomes difficult to move forward, the
荷物室部40は、その内部に荷物を収納することのできる箱状部材である。荷物室部40の上部蓋にはクッション部材が貼り付けられており、使用者が着座時に腰を下ろすための着座面として機能する。
The
背もたれ部50は、使用者が着座時に背を預けるための板状部材である。なお、本実施形態では、比較的幅広に設計された車体部後部10bや支柱部材11が背もたれ部50として機能する。
The
ユーザインタフェイス部60は、使用者と制御部80との間で情報のやり取りを行うための手段であり、例えば、手動操作部61(電動アシスト機能のオン/オフ切替ボタンなど)や報知部62(スピーカ、発光ダイオード、液晶表示パネルなど)を含む。
The
センサ部70は、歩行補助車1の周囲状況や使用状況、ないしは、使用者の歩行姿勢などを監視する手段であり、ハンドルバー21の微小変形を検出するハンドルセンサ71と、後傾基点部33に対して後退接触体が接触したことを検知する後傾基点センサ72とを含む。
The
ハンドルセンサ71はハンドルバー21に対する操作力に起因するハンドルバー21の微小変形に基づいて自身に生ずる歪みを検出してハンドルバー21の微小変形を検出するセンサであり、4個のハンドルセンサ71a〜71dを有する。ハンドルセンサ71の構成や動作については後述する。
The
後傾基点センサ72は左後傾基点部33Lに後進阻止体が接触していることを検出する後傾基点センサ72aと、右後傾基点部33Rに後進阻止体が接触していることを検出する後傾基点センサ72bと、を有する。ハンドルセンサ72の動作については後述する。
The backward tilt
ハンドルセンサ71及び後傾基点センサ72は、圧力の変化を電気抵抗の変化に変換する感圧導電性素子である。ただし、感圧導電性素子に限らず、例えば、メカ的なスイッチを用いてもよい。
The
制御部80は、ユーザインタフェイス部60、センサ部70、及び、電動機構部90を統括的に制御する論理回路(マイコンなど)である。特に、制御部80は、ハンドルセンサ71の出力に応じて車輪駆動機構部91の各種パラメータ(モータの回転方向、回転速度、及び、回転トルクの各目標値など)を設定することにより、使用者の意思に応じた人力補助を実現するための機能ブロックとして、処理部81と車輪駆動制御部82を含む。処理部81は、ハンドルセンサ71の出力に応じて左右の後輪321L及び321Rの駆動目標値を決定する。車輪駆動制御部82は、上記の駆動目標値に応じて左右の後輪321L及び321Rの回転方向と回転速度、及び回転トルクを各々個別に制御する。
The
また、制御部80は、後傾基点センサ72の出力にも応じて車輪駆動機構部91の各種パラメータを設定することにより、車体部10を容易に後傾姿勢に移動させるための人力補助を実現する。なお、制御部80は後傾基点センサ72の出力に基づく制御(乗越支援)を、ハンドルセンサ71の出力に基づく制御(走行支援)よりも優先して実行する。
Further, the
電動機構部90は、制御部80からの指示に応じて歩行補助車1の各部を電動で駆動する手段であり、本実施形態では、制御部80からの指示に応じて後輪321を電動駆動する車輪駆動機構部91を含む。車輪駆動機構部91は、左右の後輪321L及び321Rを各々独立に制御すべく、左右の車輪駆動機構部91L及び91Rが個別に設けられている。
The
電源部100は、ユーザインタフェイス部60、ハンドルセンサ71、制御部80、及び、電動機構部90に電力供給を行う手段である。なお、電源部100としては、車体部10に着脱可能な二次電池(リチウムイオン電池やニッケル水素電池など)を用いればよい。
The
<操作力検出構造>
ハンドル部本体20a内に備えられる操作力検出構造は、ハンドルバー21に対する操作力(使用者が歩行補助車1を所定の方向に移動させるためにハンドルバー21に対して加える力)をハンドルセンサ71に検出させる手段である。図6〜図8は、夫々、操作力検出構造を示す外観図(斜視図、平面図、及び、右側面図)である。図9は図7のA−Aの断面図である。
<Operation force detection structure>
The operating force detection structure provided in the handle portion
操作力検出構造はハンドルバー21の中央部を保持するハンドルホルダ(保持部)22を有する。ハンドルホルダ22の略中央部には側面視で上部が開放された半円弧状の上面を有する第1の固定部材22aが設けられ、第1の固定部材22a上にハンドルバー21が配された状態で、側面視で下部が開放された半円弧状の第2の固定部材23がハンドルバー21に被せられる(図8参照)。
The operating force detection structure has a handle holder (holding portion) 22 that holds the center portion of the
ハンドルホルダ22(第1の固定部材22aを含む)、ハンドルバー21及び第2の固定部材23の略中心部には上下に貫通するネジ孔が設けられ、また、支柱部材11においてハンドルホルダ22のネジ孔に対応する位置にもネジ孔が設けられる。そして、第2の固定部材23のネジ孔、ハンドルバー21のネジ孔、ハンドルホルダ22のネジ孔、支柱部材11の雌螺旋に、この順にボルト24を螺合することで、ハンドルバー21がハンドルホルダ22に対して剛結合される。
The handle holder 22 (including the first fixing
ハンドルホルダ22は、前壁部22b及び後壁部22cを有し、各壁部22b、22cの内壁面にはハンドルバー21の微小変形を検出するハンドルセンサ71が2個ずつ、ボルト25(図中では25a〜25d)によって固定的に取り付けられる。各ハンドルセンサ71は進行方向に対応するハンドルバー21の微小変形が検出可能となるようにハンドルバー21の中心部を取り囲み、また、ハンドルバー21の微小変形を高精度に検出可能となるようにハンドルバー21の中心部から離れた位置に設けられる。なお、ハンドルバー21の中心部と各ハンドルセンサ71までの距離は略同距離に設定される。
The
本実施形態では前壁部22bの左部に取り付けられるハンドルセンサ71をハンドルセンサ71a、右部に取り付けられるハンドルセンサをハンドルセンサ71b、後壁部22cの左部に取り付けられるハンドルセンサ71をハンドルセンサ71c、右部に取り付けられるハンドルセンサをハンドルセンサ71dと称する。
In the present embodiment, the
ハンドルセンサ71は直方体状に形成されて、ハンドルバー21の軸方向とハンドルセンサ71の長手方向が平行となるように配される。ハンドルセンサ71においてハンドルバー21の中心部に近い部分には雌螺旋が形成されてボルト25が挿通され、前壁部22b及び後壁部22cに取り付けられる。ハンドルセンサ71のハンドルバー21の中心部から遠い部分には貫通孔が設けられ、当該貫通孔には接触部26(図中では26a〜26d)が取り付けられる。接触部26は接着剤によりハンドルセンサ71に固定される。
The
ハンドルバー21とハンドルホルダ22とハンドルセンサ71とが組み立てられた状態において、ハンドルバー21とハンドルセンサ71とは所定の間隔G1離間して非接触とされるのに対して(図7参照)、ハンドルバー21と接触部26とは当接する。より詳説すると、接触部26の長さは、ハンドルセンサ71の厚さよりも長く設定され、ハンドルセンサ71に取り付けられた状態において接触部26の一部が貫通孔からハンドルバー21に向かって突出する。当該突出部分の長さは上述した所定の間隔G1と略同じ長さに設定される。突出部分の突出端は平坦面とされ、上記構成により、当該平坦面とハンドルバー21の外周面とが当接する。
In a state where the
接触部26の突出部分の突出端は平坦面とされ、当該平坦面内においてハンドルバー21の外周面(曲面)が接触部26に線接触するので、接触部26とハンドルバー21の取付誤差に起因して、一方の部材が他方の部材に乗り上げることが防がれる。
The protruding end of the protruding portion of the contact portion 26 is a flat surface, and the outer peripheral surface (curved surface) of the
上述したように、使用者がハンドルバー21を操作した場合には、ハンドルバー21に微小変形が生じ、当該微小変形により接触部26が押されてハンドルセンサ71に歪みが生じる。ハンドルセンサ71は当該歪みを検出する。例えば、ハンドルバー21が前方方向に微小変形した場合には、接触部26a及び26bを介してハンドルセンサ71a及び71bが微小変形を検出し、ハンドルバー21が後方方向に微小変形した場合には接触部26c及び26dを介してハンドルセンサ71c及び71dが微小変形を検出する。以下、ハンドルバー21の操作状態とハンドルセンサ71の検出状態及びこれに基づくモータ駆動状態について説明する。
As described above, when the user operates the
図10は、ハンドルバーの操作状態、センサ検出状態、及び、モータ駆動状態の相関図であり、紙面の上側から順に、(A)静止時、(B)前進時、(C)後退時、(D)右旋回時、及び、(E)左旋回時の様子が示されている。 FIG. 10 is a correlation diagram of the operation state of the handlebar, the sensor detection state, and the motor drive state, and in order from the upper side of the page, (A) when stationary, (B) forward, (C) backward, A state of D) turning right and (E) turning left is shown.
歩行補助車1の静止時(A)においてハンドルセンサ71a〜71dはハンドルバー21の微小変形に基づく力を検出しない(ハンドルセンサ71a〜71dは非検出状態「×」である)。このとき、制御部80は、歩行補助車1が減速または停止するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。なお、接触部26は歩行補助車1の静止時(A)においてもハンドルバー21に当接しており、ハンドルバー21に対して僅かな圧力を持って当接している可能性がある。そこでハンドルセンサ71が検出する力に閾値を設けて、当該閾値を下回る力(すなわち、静止時(A)の接触部26とハンドルバー21の当接に基づく力)は検出されないように設定される。
When the walking
歩行補助車1の前進時(B)には、ハンドルバー21が使用者によって前進方向に押されることにより、ハンドルバー21が微小変形し、接触部26a及び26bが押されて、ハンドルセンサ71a及び71bが夫々ハンドルセンサ71a及び71bの歪みを検出する(ハンドルセンサ71a及び71bは検出状態「○」であり、ハンドルセンサ71c及び71dは非検出状態「×」である)。このとき、制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車1を前進することが可能となる。
When the walking
歩行補助車1の後退時(C)には、ハンドルバー21が使用者によって後進方向に引かれることにより、ハンドルバー21が微小変形し、接触部26c及び26dが押されて、ハンドルセンサ71c及び71dが夫々ハンドルセンサ71c及び71dの歪みを検出する(ハンドルセンサ71c及び71dは検出状態「○」であり、ハンドルセンサ71a及び71bは非検出状態「×」である)。このとき、制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、同一の後退トルクを付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車1を後退することが可能となる。
When the walking assist
歩行補助車1の右旋回時(D)には、ハンドルバー21が使用者によって右旋回方向に捻られることにより、ハンドルバー21が微小変形し、接触部26a及び26dが押されて、ハンドルセンサ71a及び71dが夫々ハンドルセンサ71a及び71dの歪みを検出する(ハンドルセンサ71a及び71dは検出状態「○」であり、ハンドルセンサ71b及び71cは非検出状態「×」である)。このとき、制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、異なる前進トルク(DL>DR)を付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車1を右旋回させることが可能となる。
When the walking assist
歩行補助車1の左旋回時(E)には、ハンドルバー21が使用者によって左旋回方向に捻られることにより、ハンドルバー21が微小変形し、接触部26b及び26cが押されて、ハンドルセンサ71b及び71cが夫々ハンドルセンサ71b及び71cの歪みを検出する(ハンドルセンサ71b及び71cは検出状態「○」であり、ハンドルセンサ71a及び71dは非検出状態「×」である)。このとき、制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、異なる前進トルク(DL<DR)を付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車1を左旋回させることが可能となる。
When the walking
なお、ハンドルセンサ71として、2次元的な圧力分布を検出する圧力分布センサを用い、ハンドルバー21の長手方向における圧力分布からハンドルバー21の変位状態を検出する構成としても構わない。
Note that a pressure distribution sensor that detects a two-dimensional pressure distribution may be used as the
また、ハンドルセンサ71として、4つのセンサ(ハンドルセンサ71a〜71d)を用いた構成を例示したが、センサ数の削減を優先するのであれば、ハンドルセンサ71cとハンドルセンサ71dのいずれか一方(ないしはハンドルセンサ71aとハンドルセンサ71bのいずれか一方)を省略し、センサ数を3つに削減することも可能である。また、別途の把持センサなどを用いて歩行補助車1の静止状態を判定し得る場合には、ハンドルセンサ71のセンサ数を2つ(ハンドルセンサ71aとハンドルセンサ71b、ないしは、ハンドルセンサ71cとハンドルセンサ71d、ないしは、ハンドルセンサ71aとハンドルセンサ71d、ないしは、ハンドルセンサ71bとハンドルセンサ71c)まで削減することも可能である。
In addition, the configuration using four sensors (handle
前述、検出状態「○」と非検出状態「×」は、ハンドルセンサ71の検出量の増加を「○」、検出量の減少を「×」としてもよい。
As described above, in the detection state “◯” and the non-detection state “×”, the increase in the detection amount of the
次に、後傾基点部33の使用状態と後傾基点センサ72の検出状態及びこれに基づくモータ駆動状態について説明する。図11は、後傾基点部の使用状態、センサの検出状態、及び、モータ駆動状態の相関図であり、紙面の上側から順に、(A)非使用時、(B)右後傾基点部使用時、(C)左後傾基点部使用時の様子が示されている。
Next, the usage state of the backward tilt base point portion 33, the detection state of the backward tilt
後傾基点部33の(A)非使用時において、後傾基点センサ72a及び72bは後進阻止体を検出しない(後傾基点センサ72a及び72bは非検出状態「×」である)。車体部10を後傾姿勢に移動させるための人力補助を行う必要がないので、後傾基点センサ72に基づく制御は行わず、図10に示すハンドルバーの操作状態に基づいて車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。
When (A) the back tilt base point portion 33 is not used, the back tilt
右後傾基点部33Rの使用時(B)には、後傾基点センサ72bが後進阻止体を検出する(後傾基点センサ72bは検出状態「○」であり、後傾基点センサ72aは非検出状態「×」である。)このとき、制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者が、車体部10を後傾姿勢に移動した後に、歩行補助車1が前進して軽快かつ安全に段差を乗り越えることが可能となる。
When the right rearward
左後傾基点部33Lの使用時(C)には、後傾基点センサ72aが後進阻止体を検出する(後傾基点センサ72aは検出状態「○」であり、後傾基点センサ72bは非検出状態「×」である。)このとき、制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者が、車体部10を後傾姿勢に移動した後に、歩行補助車1が前進して軽快かつ安全に段差を乗り越えることが可能となる。
When the left rear tilt
なお、車体部10を後傾姿勢に移動させる際には左後傾基点部33L及び右後傾基点部33Rのいずれか一方を使用すると考えられるため、図11において後傾基点センサ72a及び72bが共に後進阻止体を検出した場合について示していないが、その場合ににも制御部80が車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定することとしてもよい。その場合の制御としては、右後傾基点部33Rの使用時(B)及び左後傾基点部33Lの使用時(C)と同様に、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定することとしてもよい。
Since it is considered that one of the left rearward tilt
或いは、車体部10を後傾姿勢に移動させる際に左後傾基点部33L及び右後傾基点部33Rの双方が使用されることは考えにくいことから、制御部80は、歩行補助車1が減速または停止するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定することとしてもよい。
Alternatively, since it is unlikely that both the left rear tilt
また、乗越支援として制御部80は、左後輪321L及び右後輪321Rの駆動力DL及びDRとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定することとしたが、これに限られるものではない。例えば、制御部80は、歩行補助車1が減速または停止するように、車輪駆動機構部91L及び91Rの各種パラメータを設定することとして、後傾姿勢状態で歩行補助車1が前進することを防ぐこととしてもよい。
In addition, as the overpass support, the
本実施形態によれば、ハンドルバーとハンドルホルダが剛結合されることにより、ハンドルバーには微小変形しか生じない。一方、ハンドルホルダにはハンドルバーと非接触なハンドルセンサが取り付けられ、ハンドルセンサにはハンドルバーに当接する接触部が取り付けられる。当該構成においてハンドルバーが微小変形すると、接触部が押され、ハンドルセンサに歪みが生じ、これによってハンドルバーの微小変形が検出される。そしてハンドルセンサの検出結果に基づいて使用者の意図が把握され、適切な人力補助が実現される。 According to the present embodiment, the handlebar and the handle holder are rigidly coupled, so that only a slight deformation occurs in the handlebar. On the other hand, a handle sensor that is not in contact with the handle bar is attached to the handle holder, and a contact portion that contacts the handle bar is attached to the handle sensor. When the handlebar is slightly deformed in this configuration, the contact portion is pushed, and the handle sensor is distorted, thereby detecting the minute deformation of the handlebar. The user's intention is grasped based on the detection result of the handle sensor, and appropriate human power assistance is realized.
また、ハンドルバーの外周面は凸の曲面部を有し、また、接触部において検出部からハンドルバーに向かって突出する突出部の突出端が平面であり、両者は当該曲面部と平面とが接触する線接触により当接する。これにより、一方の部材が他方の部材に乗り上げることにより使用者の意図と関係なくハンドルバーが微小変形することを防ぐことができる。 In addition, the outer peripheral surface of the handle bar has a convex curved surface portion, and the protruding end of the protruding portion that protrudes from the detecting portion toward the handle bar at the contact portion is a flat surface. Abut by line contact. Accordingly, it is possible to prevent the handlebar from being deformed minutely regardless of the user's intention as one member rides on the other member.
なお、本実施形態では接触部とハンドルバーとが線接触することとしたが、例えば接触部の突出端を一点に収束させることで接触部とハンドルバーとを点接触させることとしてもよい。 In the present embodiment, the contact portion and the handle bar are in line contact. However, for example, the contact portion and the handle bar may be brought into point contact by converging the protruding end of the contact portion at one point.
<第2実施形態>
第1実施形態において接触部26は接着剤によりハンドルセンサ71に固定的に取り付けられることとしたが、これに限られるものではない。すなわち、部品の機械的精度や組立精度に応じてハンドルバー21とハンドルセンサ71との位置関係に誤差が生じた場合などに適宜、接触部26がハンドルバー21に当接するように、ハンドルセンサ71に対する接触部26の位置を調整可能としてもよい。
Second Embodiment
In the first embodiment, the contact portion 26 is fixedly attached to the
図12は本実施形態に係るハンドル部の内部構造を示す平面図であり、図13は第1の変形例に係るハンドル部の内部構造を示す右側面図である。 FIG. 12 is a plan view showing the internal structure of the handle portion according to the present embodiment, and FIG. 13 is a right side view showing the internal structure of the handle portion according to the first modification.
第1実施形態における操作力検出構造との差異は、接触部26とハンドルセンサ71の取り付け構造であり、その他の構成は第1実施形態と同様である。
The difference from the operation force detection structure in the first embodiment is the attachment structure of the contact portion 26 and the
第1実施形態においてハンドルセンサ71のハンドルバー21の中心部から遠い部分には貫通孔が設けられ、当該貫通孔に接触部26が接着剤により固定されることとした。これに対して本実施形態においてハンドルセンサ71のハンドルバー21の中心部から遠い部分には雌螺旋が形成される。
In the first embodiment, a through hole is provided in a portion of the
また、接触部26はハンドルセンサ71の雌螺旋に螺合されるネジ部材である。接触部26においてハンドルバー21と当接する端部とは反対側の端部は、使用者が指で掴みやすいように太く(径が長く)形成されると共に、外周面がローレット加工されることにより、指で掴んで接触部26を回しやすくされる。
The contact portion 26 is a screw member that is screwed into the female spiral of the
本実施形態によれば第1実施形態と同様の効果を奏する。加えて、ハンドルバーとハンドルセンサの位置関係に合わせて適宜、接触部の位置を調整することができる。 According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, the position of the contact portion can be adjusted as appropriate in accordance with the positional relationship between the handle bar and the handle sensor.
<第3実施形態>
図14は本実施形態に係るハンドル部の内部構造を示す平面図であり、図15は本実施形態に係るハンドル部の内部構造を示す右側面図である。本実施形態は第2実施形態の構成に加えて、接触部26においてハンドルバー21と当接する端部とは反対側の端部とハンドルセンサ71との間に緩み止め部材としてワッシャーWを配する。
<Third Embodiment>
FIG. 14 is a plan view showing the internal structure of the handle portion according to this embodiment, and FIG. 15 is a right side view showing the internal structure of the handle portion according to this embodiment. In this embodiment, in addition to the configuration of the second embodiment, a washer W is disposed as a locking member between the end of the contact portion 26 opposite to the end contacting the
本実施形態によれば第2実施形態と同様の効果を奏する。加えて、経年劣化や振動により、ハンドルセンサに対する接触部の取付が緩み、ハンドルバーと接触部との当接精度が変わることを防ぐことができる。 According to the present embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained. In addition, it is possible to prevent the contact portion between the handle bar and the contact portion from being loosened due to aged deterioration or vibration, and the contact accuracy between the handle bar and the contact portion from being changed.
<その他の変形例>
なお、上記の実施形態では、歩行補助車を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、その他の手動推進車両(ベビーカー、台車、車椅子など)にも広く適用することが可能である。
<Other variations>
In the above embodiment, the walking assistance vehicle has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and other manual propulsion vehicles (strollers, carts, wheelchairs, etc.) It is also possible to apply widely.
また、上記の実施形態では、ストレート型(T字型)のハンドルバーを例に挙げたが、使用者にとって操作しやすい形状であれば、いかなる形状(U字型やドロップ型など)を採用しても構わない(図16を参照)。 In the above embodiment, a straight type (T-shaped) handlebar is taken as an example, but any shape (U-shaped, drop-shaped, etc.) can be adopted as long as it is easy for the user to operate. It does not matter (see FIG. 16).
このように、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 As described above, various technical features disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the technical creation in addition to the above-described embodiment. That is, the above-described embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the technical scope of the present invention is indicated not by the description of the above-described embodiment but by the scope of the claims. It should be understood that all modifications that fall within the meaning and range equivalent to the terms of the claims are included.
1 歩行補助車(手動推進車両)
10 車体部
11 支柱部材
20 ハンドル部
21 ハンドルバー
30 車輪部
31(31L、31R) 前方キャスタ(左、右)
32(32L、32R) 後方車輪部(左、右)
33 後傾基点部
40 荷物室部
50 背もたれ部
60 ユーザインタフェイス部
70 センサ部
71 ハンドルセンサ
72 後傾基点センサ
80 制御部
81 処理部
82 車輪駆動制御部
90 電動機構部
100 電源部
1 walking assistance vehicle (manual propulsion vehicle)
DESCRIPTION OF
32 (32L, 32R) Rear wheel (left, right)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 33 Back
Claims (5)
前記ハンドル部と剛結合される保持部と、
前記保持部に取り付けられて前記ハンドル部の微小変形を検出する検出部と、
前記ハンドル部に対して当接するように前記検出部に取り付けられる接触部と、
を備え、
前記検出部は前記接触部を介して前記把持部の微小変形を検出する手動推進車両。 A handle,
A holding portion rigidly coupled to the handle portion;
A detection unit attached to the holding unit to detect minute deformation of the handle unit;
A contact part attached to the detection part so as to abut against the handle part;
With
The detection unit is a manually propelled vehicle that detects minute deformation of the gripping unit via the contact unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014129176A JP2016007914A (en) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Manual propulsion vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014129176A JP2016007914A (en) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Manual propulsion vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016007914A true JP2016007914A (en) | 2016-01-18 |
Family
ID=55225792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014129176A Pending JP2016007914A (en) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Manual propulsion vehicle |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016007914A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114275029A (en) * | 2022-01-07 | 2022-04-05 | 北京科技大学 | Multi-dimensional force detection man-machine interaction handle and power-assisted trolley |
-
2014
- 2014-06-24 JP JP2014129176A patent/JP2016007914A/en active Pending
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