JP2019163034A - 補助推進システム、方法およびシャーシ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補助推進システムを有するシャーシおよび補助推進システム、ならびに箱、人、動物、および同等物等のペイロードの移動等の手動輸送動作において補助推進力を提供することにおける使用に特に適用可能な方法に関する。
ペイロード輸送システムは、サイズ、ペイロード容量および複雑性において大きく変動する。手動で操作されるペイロード輸送システムは、一般に、使用が簡単、制御可能、かつ応答性であるように設計される。しかしながら、特定の環境において意図されるペイロードを運搬し得るシステムにおいてこれらの要望のバランスをとることは、多くの場合、困難である。
本発明の一側面によれば、駆動部を介して表面に沿って車輪付きシャーシに推進力を提供する方法であって、
駆動部の動作を監視するステップと、
駆動部の動作から、表面の1つ以上の特性を決定するステップと、
該決定された1つ以上の特性に依存して、駆動部の動作を制御するステップと、
を含む、方法が提供される。
複数の表面型特徴をコードするデータレポジトリにアクセスするステップであって、各表面型特徴は、該表面型上での動作時の駆動部の加速度に関するデータを含む、ステップと、
該表面型特徴に依存して、加速度を分類するステップと、
動作を制御するステップのために、表面型特徴分類に関連した該1つ以上の動作パラメータを特定するステップと、
をさらに含んでもよい。
該監視された特性から、表面の1つ以上の特性を決定するステップと、をさらに含む。
表面上のシャーシを支持するための、シャーシの周りに配置される複数の車輪と、
表面に沿ってシャーシに少なくとも補助推進力を提供するように配列される駆動部と、
駆動部の動作を監視するように配列されるセンサと、
駆動部の動作に関するセンサからのデータから、表面の1つ以上の特性を決定し、該決定された1つ以上の特性に依存して、駆動部の動作を制御するように配列されるコントローラと、を備える、シャーシが提供される。
駆動部の動作を制御するように配列されるコントローラと、
駆動部の少なくとも一部の加速度を監視し、該加速度に関するデータをコントローラに伝えるように配列されるセンサと、
を備え、コントローラは、センサから受信したデータに依存して、駆動部の動作を制御するように配列される、補助推進システムが、提供される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
駆動部を通じて表面に沿って車輪付きシャーシに推進力を提供する方法であって、
前記駆動部の動作を監視するステップと、
前記駆動部の動作から、前記表面の1つ以上の特性を決定するステップと、
前記決定された1つ以上の特性に依存して、前記駆動部の動作を制御するステップと、
を含む、方法。
(項目2)
前記動作を監視するステップは、前記表面上を通過するときの前記駆動部の少なくとも一部の加速度を監視するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
複数の表面型の特徴をコードするデータレポジトリにアクセスするステップであって、各表面型の特徴は、前記表面型上で動作するときの駆動部の加速度に関するデータを含む、ステップと、
前記表面型の特徴に依存して、前記加速度を分類するステップと、
前記動作を制御するステップのために、前記表面型の特徴の分類に関連した1つ以上の前記動作のパラメータを識別するステップと、
をさらに含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記駆動部は、前記シャーシが前記表面に沿って推進するとき、前記表面を横切って移動する要素を含み、前記要素は、前記表面の硬度特性に依存して前記駆動部の少なくとも一部の前記加速度の変化をもたらし、前記方法はさらに、前記要素によりもたらされた前記加速度を決定し、前記要素によりもたらされた決定された加速度に依存して、前記表面の硬度特性を決定するステップを含む、項目1、2、または3のいずれか1項に記載の方法。
(項目5)
サンプリング頻度において加速度計をサンプリングし、前記加速度を決定するステップをさらに含む、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記駆動部に印加される動力の移動平均により前記加速度を平均するステップと、それぞれが表面型の特徴に対応する所定の振幅範囲を有するデータレポジトリに対して、検出された振幅を関連付けるステップとをさらに含む、項目4または5に記載の方法。
(項目7)
前記駆動部の角速度、測定の瞬間の前記駆動部のモータへの印加電力、前記シャーシの負荷、前記シャーシの上り傾斜角度、前記シャーシの下り傾斜角度、および周囲温度を含むセットから選択される1つ以上の特性を監視するステップと、
前記監視された特性から、前記表面の1つ以上の特性を決定するステップと、
をさらに含む、項目4、5、または6のいずれか1項に記載の方法。
(項目8)
表面に沿ってペイロードを運搬するためのシャーシであって、
前記表面上の前記シャーシを支持するための、前記シャーシの周りに配置される複数の車輪と、
前記表面に沿って前記シャーシに少なくとも補助推進力を提供するように配列される駆動部と、
前記駆動部の動作を監視するように配列されるセンサと、
前記駆動部の動作に関する前記センサからのデータから、前記表面の1つ以上の特性を決定し、前記決定された1つ以上の特性に依存して、前記駆動部の動作を制御するように配列されるコントローラと、
を備える、シャーシ。
(項目9)
前記駆動部は、駆動部分を含み、前記駆動部の少なくとも前記駆動部分は、弾性ばね連結部を有するマウントを通じて前記シャーシに接続され、前記駆動部の少なくとも前記駆動部分は、固定された配向を有し、そして前記シャーシおよび前記複数の車輪とは独立して前記表面に向かう方向に移動可能であり、前記弾性ばね連結部は、前記補助推進力を提供する間に、前記駆動部の少なくとも前記駆動部分を前記表面上に方向付けるように配列される、項目8に記載のシャーシ。
(項目10)
前記駆動部は、前記駆動部分が前記表面に沿って前記シャーシを推進するとき、前記表面を横切って移動し、そして前記表面の硬度特性に依存して前記駆動部の前記加速度における変化をもたらす要素を含み、前記センサは、前記要素の動作を監視するように配列され、前記プロセッサはさらに、前記要素によりもたらされた前記加速度を決定するため、および前記要素によりもたらされた決定された加速度に依存して、前記表面の硬度特性を決定するためのコンピュータプログラムコードを実行するように構成される、項目9に記載のシャーシ。
(項目11)
前記駆動部は、前記駆動部分とは別個であって、前記駆動部分が前記表面に沿って前記シャーシを推進するとき、前記表面を横切って移動する要素を含み、前記要素は、前記表面の硬度特性に依存して加速度の変化を受け、前記センサは、前記要素の動作を監視するように配列され、前記プロセッサはさらに、前記要素によりもたらされた前記加速度を決定するため、および前記要素の決定された加速度に依存して、前記表面の硬度特性を決定するためのコンピュータプログラムコードを実行するように構成される、項目9に記載のシャーシ。
(項目12)
前記コントローラは、前記加速度に関するデータに依存して、前記表面の1つ以上の特性を決定するためのコンピュータプログラムコードを実行するように構成されるプロセッサを含み、前記コントローラは、前記表面の前記特性に依存して、前記駆動部の動作を制御するように配列される、項目10または11に記載のシャーシ。
(項目13)
複数の表面型の特徴をコードするデータレポジトリをさらに備え、各表面型の特徴は、前記表面型に対する加速度に関するデータを含む、項目12に記載のシャーシ。
(項目14)
各表面型の特徴は、前記データレポジトリにおいて、前記コントローラの1つ以上の動作パラメータと関連し、前記プロセッサは、前記データレポジトリにアクセスし、前記表面型の特徴に依存して、前記センサから受信した前記加速度に関するデータを分類し、表面型の特徴分類に関連した前記コントローラの前記1つ以上の動作パラメータを識別するようにコンピュータプログラムコードを実行するように構成され、前記プロセッサはさらに、前記1つ以上の動作パラメータを前記コントローラに伝えて前記駆動部の動作を制御するための、コンピュータプログラムコードを実行するようにさらに構成される、項目13に記載のシャーシ。
(項目15)
前記要素は、前記駆動部分が前記表面に沿って前記シャーシを推進するとき、前記要素が前記表面上を通過する際、加速度における変化をもたらす不均一部を備える、項目10から14のいずれか1項に記載のシャーシ。
(項目16)
前記駆動部分は、複数の前記要素を備える、項目10または15に記載のシャーシ。
(項目17)
前記センサは、加速度計、MEMS加速度計、歪みゲージ素子、光学センサ、電気センサ、多方向駆動部に動力供給するモータを監視するシステム、および変位検出器の1つ以上を含む、項目5から16のいずれか1項に記載のシャーシ。
(項目18)
前記コントローラは、前記シャーシの操作者から制御入力を受信するように配列され、前記制御入力および前記センサから受信したデータに依存して、前記駆動部の動作を制御するように配列される、項目5から17のいずれか1項に記載のシャーシ。
(項目19)
前記コントローラは、前記制御入力からの前記駆動部の速度および/または加速度への変更を決定するように配列され、前記制御入力および前記センサから受信した前記データに依存して、前記変更の大きさを決定するように配列される、項目18に記載のシャーシ。(項目20)
一対の駆動部を備え、前記一対の駆動部は、前記表面に実質的に平行な平面内で互いに離間し、かつ互いに独立している、項目5から19のいずれか1項に記載のシャーシ。
(項目21)
前記マウントは、前記駆動部分から前記シャーシに、実質的に前記表面に向かうか、またはそこから離れる方向を除く全ての方向に力を伝達するように配列され、前記弾性ばね連結部は、実質的に前記表面に向かうか、またはそこから離れる前記方向における前記駆動部分からの力に対する減衰効果を付与するように構成される、項目5から20のいずれか1項に記載のシャーシ。
(項目22)
前記弾性ばね連結部は、ガスばね、圧縮ばね、引張ばね、能動的制御圧力圧縮空気シリンダの1つ以上を備える、項目21に記載のシャーシ。
(項目23)
項目5から22のいずれか1項に記載のシャーシを組み込んだ、患者取り扱い機器。
(項目24)
車輪付きベッド、トロリー、可動式スリングリフト、ホイスト、可動性フレーム、起立補助デバイス、受動的患者リフタ、能動的患者リフタ、または衛生椅子から選択される1つを備える、項目23に記載の患者取り扱い機器。
(項目25)
表面に沿って移動可能な車輪付きシャーシのための補助推進システムであって、
マウントを通じて前記シャーシに連結可能であり、そして前記表面に沿って前記シャーシに補助推進力を提供するように配列される駆動部であって、前記マウントは、前記表面に対して実質的に垂直な方向に、前記駆動部の少なくとも駆動部分を前記シャーシから実質的に切り離し、前記補助推進力を提供する間に、前記駆動部の少なくとも前記駆動部分を前記表面上に方向付けるための弾性ばね力を印加するように配列される、駆動部と、
前記駆動部の動作を制御するように配列されるコントローラと、
前記駆動部の少なくとも一部の加速度を監視し、前記加速度に関するデータを前記コントローラに伝えるように配列されるセンサと、
を備え、前記コントローラは、前記センサから受信した前記データに依存して、前記駆動部の動作を制御するように配列される、補助推進システム。
(項目26)
前記コントローラは、前記加速度に関するデータに依存して、前記表面の1つ以上の特性を決定するためのコンピュータプログラムコードを実行するように構成されるプロセッサを含み、前記コントローラは、前記表面の前記特性に依存して、前記駆動部の動作を制御するように配列される、項目25に記載の補助推進システム。
(項目27)
複数の表面型の特徴をコードするデータレポジトリをさらに備え、各表面型の特徴は、前記表面型上で動作するときの駆動部の加速度に関するデータを含む、項目26に記載の補助推進システム。
(項目28)
各表面型の特徴は、前記データレポジトリにおいて、前記コントローラの1つ以上の動作パラメータと関連し、前記プロセッサは、前記データレポジトリにアクセスし、前記表面型の特徴に依存して、前記センサから受信した前記加速度に関するデータを分類し、表面型の特徴の分類に関連した前記コントローラの前記1つ以上の動作パラメータを識別するようにコンピュータプログラムコードを実行するように構成され、前記プロセッサはさらに、前記1つ以上の動作パラメータを前記コントローラに伝えて前記駆動部の動作を制御するための、コンピュータプログラムコードを実行するように構成される、項目27に記載の補助推進システム。
(項目29)
前記駆動部分は、前記駆動部分が前記表面に沿って前記シャーシを推進させるにつれて、前記表面にわたり移動し、前記表面の硬度特性に依存して前記駆動部の前記加速度の変化をもたらす要素を含み、前記プロセッサはさらに、前記要素によりもたらされた前記加速度を決定するため、および前記要素によりもたらされた決定された加速度に依存して、前記表面の硬度特性を決定するためのコンピュータプログラムコードを実行するように構成される、項目25、26、27、または28に記載の補助推進システム。
(項目30)
前記駆動部は、前記駆動部分が前記表面に沿って前記シャーシを推進するとき、前記表面を横切って移動する、前記駆動部分とは別個である要素を含み、前記要素は、前記表面の硬度特性に依存して加速度の変化を受け、前記センサは、前記要素の動作を監視するように配列され、前記プロセッサはさらに、前記要素によりもたらされた前記加速度を決定するため、および前記要素の決定された加速度に依存して、前記表面の硬度特性を決定するためのコンピュータプログラムコードを実行するように構成される、項目25、26、27、または28に記載の補助推進システム。
(項目31)
前記要素は、前記駆動部分が前記表面に沿って前記シャーシを推進するとき、前記表面上を通過する不均一部を備える、項目29または30に記載の補助推進システム。
(項目32)
複数の前記要素をさらに備える、項目29、30、または31に記載の補助推進システム。
(項目33)
前記センサは、加速度計、MEMS加速度計、歪みゲージ素子、光学センサ、電気センサ、多方向駆動部に動力供給するモータを監視するシステム、および変位検出器の1つ以上を含む、項目25から32のいずれか1項に記載の補助推進システム。
(項目34)
前記コントローラは、前記シャーシの操作者から制御入力を受信するように配列され、前記制御入力および前記センサから受信したデータに依存して、前記多方向駆動部の動作を制御するように配列される、項目25から33のいずれか1項に記載の補助推進システム。
(項目35)
前記コントローラは、前記制御入力からの前記多方向駆動部の速度および/または加速度への変更を決定するように配列され、前記制御入力および前記センサから受信した前記データに依存して、前記変更の大きさを決定するように配列される、項目34に記載の補助推進システム。
(項目36)
マウントを通じて前記シャーシに連結可能である一対の駆動部を備え、前記一対の駆動部のそれぞれの前記駆動部分は、前記表面に実質的に平行な平面内で互いに離間し、かつ独立して動作可能であり、そして前記表面に対して実質的に垂直な方向に前記シャーシから独立して切り離される、項目25から35のいずれか1項に記載の補助推進システム。
(項目37)
前記駆動部分は、前記駆動部分から前記マウントに、前記表面に向かうか、またはそこから離れる方向を除く全ての方向に力を伝達するために、前記マウントに実質的に固定されて接続され、それにより、前記切り離しは、前記駆動部分を、前記弾性ばね力下で、実質的に前記表面に向かうか、またはそこから離れる力の方向を実質的に吸収するように移動させるように構成される、項目28から36のいずれか1項に記載の補助推進システム。(項目38)
前記マウントは、前記弾性ばね力を提供するための弾性ばね連結部を含み、前記弾性ばね連結部は、ガスばね、圧縮ばね、引張ばね、能動的制御圧力圧縮空気シリンダの1つ以上を備える、項目37に記載の補助推進システム。
図1は、本発明の実施形態による車輪付きシャーシ用の補助推進システムの概略図である。補助推進システム10は、図2および3a−3cに示されるように、マウント30を介してシャーシに連結可能である駆動部20を含む。補助推進システム10は、表面Sに沿ってシャーシに補助推進力を提供するように配列される。
付記1.表面に沿ってペイロードを運搬するためのシャーシであって、
表面上のシャーシを支持するための、シャーシの周りに配置される複数の車輪と、
多方向駆動部であって、該多方向の1つ以上のいずれかにおいて、表面に沿ってシャーシに少なくとも補助推進力を提供するように構成される、多方向駆動部と、
を備え、多方向駆動部の少なくとも駆動部分は、弾性ばね連結部を有するマウントを介してシャーシに接続され、多方向駆動部の少なくとも駆動部分は、固定された配向を有し、シャーシおよび複数の車輪とは独立して表面に向かう方向に移動可能であり、弾性ばね連結部は、該補助推進力を提供する間に、多方向駆動部の少なくとも駆動部分を表面上に方向付けるように構成される、シャーシ。
多方向駆動部の動作を制御するように配列されるコントローラと、
多方向駆動部の加速度を監視し、該加速度に関するデータをコントローラに伝えるように配列されるセンサをさらに備え、
コントローラは、センサから受信したデータに依存して、多方向駆動部の動作を制御するように配列される、付記1に記載のシャーシ。
実質的に第1の半球内の点で表面に接触するように構成される、実質的に球状の車輪と、第1の半球とは反対の第2の半球の周りに配置され、球状車輪に接触して球状車輪とともに回転するように構成される、3つ以上の回転可能な要素とを備える、付記19に記載のシャーシ。
多方向駆動部であって、マウントを介してシャーシに結合可能であり、該多方向の1つ以上のもののいずれかにおいて、表面に沿ってシャーシに補助推進力を提供するように構成される、多方向駆動部を備え、
マウントは、表面に対して実質的に垂直な方向に、多方向駆動部の少なくとも駆動部分をシャーシから実質的に切り離し、該補助推進力を提供する間に、多方向駆動部の少なくとも駆動部分を表面上に方向付けるための弾性ばね力を印加するように構成される、補助推進システム。
多方向駆動部の動作を制御するように構成されるコントローラと、
多方向駆動部の加速度を監視し、該加速度に関するデータをコントローラに伝えるように構成されるセンサをさらに備え、
コントローラは、センサから受信したデータに依存して、多方向駆動部の動作を制御するように構成される、付記28に記載の補助推進システム。
実質的に第1の半球内の点で表面に接触するように構成される、実質的に球状の車輪と、第1の半球とは反対の第2の半球の周りに配置され、球状車輪に接触して球状車輪とともに回転するように構成される、3つ以上の回転可能な要素とを備える、付記42に記載の補助推進システム。
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