JP5099772B2 - Wheelchair drive device - Google Patents

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Description

この発明は手動車いすを、小型の装置により簡単に電動で移動できるようにするとともに、荷物運び及び人間の移動も可能とした車いす駆動装置に関する。   The present invention relates to a wheelchair drive device that enables a manual wheelchair to be easily and electrically moved by a small device, and also enables carrying of goods and movement of a person.

現在病院や福祉施設等で使用されている車いすはほとんどが手動車いすである。これは電動車いすが高価であることや、誤操作による院内での事故の危険性が高いことなどが原因であると考えられる。しかし、院内や施設内の移動において一時的にでも手動車いすが電動化されれば、利用者の利便性向上につながると共に、介護者の肉体的負担軽減につながるものと考えられる。   Most wheelchairs currently used in hospitals and welfare facilities are manual wheelchairs. This is thought to be due to the high price of electric wheelchairs and the high risk of accidents in the hospital due to misoperation. However, it is considered that if a manual wheelchair is electrified even temporarily during movement in a hospital or facility, it will lead to improvement of convenience for the user and reduction of the physical burden of the caregiver.

一方、在宅の高齢者等は電動車いすを使用している場合があり、スクーターのような電動車いすや手動車いすに駆動ユニットを取り付けた簡易型電動車いすなどが代表例であるが、手動車いすを簡単に電動化するための機器もさまざまな形態のものが開発されている。   On the other hand, elderly people at home may use electric wheelchairs, and typical examples are electric wheelchairs such as scooters and simple electric wheelchairs with a drive unit attached to a manual wheelchair. Various types of devices have been developed for electrification.

例えば、(1)手動車いすの前方のフレーム部に取り付けるためのオートバイのようなハンドルで操作する駆動ユニット(特開2002−165843、特開2004−201807、特開2003−19165、特開2001−70358、特開2000−175970、特開平10−99381)、(2)前方キャスター車輪部に取り付ける駆動ユニット(特開2006−187472、特開2003−116930、特開2001−286510)、(3)車いす後部に取り付ける駆動ユニット(特開平10−328246、実開平6−26838)、(4)車いす車輪をローラ等による接触で駆動するユニット(特開平10−295737、特開平10−295732、特開平9−122185、特開平8−56993、特開平6−86790)、(5)車いす全体がオートバイのような台に乗り込む装置(特開2003−88556)などが提案されている。   For example, (1) a drive unit that is operated by a handle like a motorcycle for mounting on a front frame portion of a manual wheelchair (JP 2002-165843, JP 2004-201807, JP 2003-19165, JP 2001-70358). , JP 2000-175970, JP 10-99381), (2) Drive unit mounted on the front caster wheel (JP 2006-187472, JP 2003-116930, JP 2001-286510), (3) Wheelchair rear part (4) Units for driving wheelchair wheels by contact with rollers or the like (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-295737, 10-295732, and 9-122185) JP-A-8-56993, JP-A-6-56993 6790), has been proposed and (5) devices entire wheelchair boarding the platform, such as a motorcycle (JP 2003-88556).

上記のような従来の各種の装置において、(1)〜(4)は、ユニットを手動車いすに取り付ける作業が必要になるため、交換に時間がかかることや車いすの形態に合わせて調整が必要になることなどの問題がある。また(5)は車いす全体が乗り込む機構であることから、車いす以上の大きさが必要になり、小回りが利かず大きな場所を占有するという問題がある。
特開2002−165843号公報 特開2004−201807号公報 特開2003−19165号公報 特開2001−70358号公報 特開2000−175970号公報 特開平10−99381号公報 特開2006−18747号公報 特開2003−116930号公報 特開2001−286510号公報 特開平10−328246号公報 実開平6−26838号公報 特開平10−295737号公報 特開平10−295732号公報 特開平9−122185号公報 特開平8−56993号公報 特開平6−86790号公報 特開2003−88556号公報
In various conventional devices as described above, (1) to (4) require a work to attach the unit to a manual wheelchair, so it takes time to replace the unit and it is necessary to adjust it according to the form of the wheelchair. There are problems such as becoming. In addition, since (5) is a mechanism in which the entire wheelchair gets in, a size larger than that of the wheelchair is required, and there is a problem that a small space is not used and a large space is occupied.
JP 2002-165843 A JP 2004-201807 A JP 2003-19165 A JP 2001-70358 A JP 2000-175970 A JP-A-10-99381 JP 2006-18747 A JP 2003-116930 A JP 2001-286510 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-328246 Japanese Utility Model Publication No. 6-26838 Japanese Patent Laid-Open No. 10-295737 JP-A-10-295732 JP-A-9-122185 JP-A-8-56993 JP-A-6-86790 JP 2003-88556 A

このように、これまで開発されてきた手動車いすを電動化するユニットは、取り付けや取り外しが一般に複雑で時間がかかること、車いす全体を乗せるものは占有面積が大きくなること、などの問題がある。   As described above, the units that have been developed so far to electrically drive manual wheelchairs have problems such as being generally complicated and time consuming to attach and remove, and those that carry the whole wheelchair have a large occupied area.

したがって本発明は、手動車いすに手を加えることなく単に車いすを乗せるだけで機能し、しかも占有面積の小さな電動化ユニットを提供することを主たる目的とする。また、特にバリアフリー化の進んだ病院、福祉施設等での使用することを考慮し、車いす車輪の搭乗台部を低く設計できるようにし、車いすの乗り上げを容易にする。また、それらの施設内において車いすを電動化するためだけでなく、例えば外界センサを付けて目的地まで自動走行できるようにし、また車いすではなく荷物搬送用に使用することもでき、人間を乗せることにより小型の車両としても利用できる車いす駆動装置を提供することを目的とする。   Therefore, the main object of the present invention is to provide a motorized unit that functions by simply placing a wheelchair without changing the manual wheelchair and has a small occupation area. In addition, considering the use in hospitals and welfare facilities where barrier-free has advanced, the wheelchair wheel platform can be designed to be low so that the wheelchair can be easily mounted. In addition to electrifying wheelchairs in those facilities, for example, it is possible to automatically drive to the destination by attaching an external sensor, and it can also be used for baggage transport instead of wheelchairs, to carry people An object of the present invention is to provide a wheelchair drive device that can be used as a small vehicle.

本発明で提案する車いす駆動装置は、手動車いすの車輪部のみを乗せる電動台車であり、中央部左右に駆動車輪、前方、後方に受動オムニホイールを持つ6輪のシステムである。台車上に手動車いすの車輪のみを乗せ車いすのハンドブレーキをかけ、台車の左右駆動輪を計算機制御することで、(1)ジョイスティック等での走行・操舵制御、(2)台車の自律走行による軌道追従制御、(3)外界センサ情報による人などへの追従制御などが可能となる。また、車いすだけでなく、荷物の搬送や人間の移動にも使用可能であり、多様な使用法が想定できる。   The wheelchair drive device proposed in the present invention is an electric cart that carries only the wheel portion of a manual wheelchair, and is a six-wheel system having a drive wheel on the left and right of the central portion and passive omni wheels on the front and rear. (1) Travel / steering control with a joystick, etc., (2) Trajectory by autonomous travel of the bogie Follow-up control and (3) follow-up control for people and the like by external sensor information are possible. Moreover, it can be used not only for wheelchairs but also for transporting luggage and moving people, and can be used in various ways.

本発明は、手動車いすを電動化するためのユニットであるが、手動車いすをユニット上に乗せ手動ブレーキをかけるだけで容易に電動化できる。また、ユニット上には手動車いすの車輪のみを乗せれば良いため前後の長さが短くでき、車いす全体を乗せるタイプとは違い、占有面積を大幅に小さくすることができる。そのため、走行中も邪魔にならず、収納性にも優れている。さらに、外界センサを取り付けることで自動走行が可能になることや、荷物や人の運搬も可能になるため、多目的な利用が可能である。   Although the present invention is a unit for electrifying a manual wheelchair, it can be easily electrified simply by placing the manual wheelchair on the unit and applying a manual brake. Further, since only the wheel of the manual wheelchair needs to be placed on the unit, the front and rear length can be shortened, and the occupation area can be greatly reduced unlike the type in which the entire wheelchair is placed. Therefore, it does not get in the way while traveling and has excellent storage properties. Furthermore, since it is possible to run automatically by attaching an external sensor, and to carry luggage and people, it can be used for various purposes.

本発明に係る車いす駆動装置は、前記課題を解決するため、手動車いすに手を加えることなく単に車いすを乗せるだけで機能し、しかも占有面積の小さな電動化ユニットとするという課題を、車いすの手動動輪である後輪のみを載せ、該後輪を固定する手段を備えた台車と、前記台車の左右両側中心部に設けた、各々独立して制御可能なモータによって駆動する駆動車輪と、前記台車の前後端部に配置され、サスペンションにより上下動可能な従動車輪と、前記左右の車輪を駆動する各モータを各々独立して制御可能な制御装置とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the wheelchair drive device according to the present invention functions as a motorized unit having a small occupation area that functions simply by placing a wheelchair without adding a hand to the manual wheelchair. A carriage equipped with means for fixing only the rear wheel, which is a moving wheel, and fixing the rear wheel, driving wheels provided at the left and right center portions of the carriage, each driven by an independently controllable motor, and the carriage And a driven wheel that can be moved up and down by a suspension, and a controller that can independently control each motor that drives the left and right wheels.

本発明に係る他の車いす駆動装置は、前記車いす駆動装置において、前記制御装置は、リモコン操作による指示に対応して制御を行うことを特徴とする。   Another wheelchair drive device according to the present invention is characterized in that in the wheelchair drive device, the control device performs control in response to an instruction by a remote control operation.

本発明に係る他の車いす駆動装置は、前記車いす駆動装置において、前記制御装置は、自動走行制御を行うことを特徴とする。   Another wheelchair drive device according to the present invention is characterized in that in the wheelchair drive device, the control device performs automatic traveling control.

本発明に係る他の車いす駆動装置は、前記車いす駆動装置において、前記従動車輪はオムニホイールであることを特徴とする。   Another wheelchair drive device according to the present invention is characterized in that in the wheelchair drive device, the driven wheel is an omni wheel.

本発明に係る他の車いす駆動装置は、前記車いす駆動装置において、前記台車には車いす以外に、荷物、或いは人を載せることを特徴とする。   Another wheelchair drive device according to the present invention is characterized in that in the wheelchair drive device, a load or a person is placed on the carriage in addition to the wheelchair.

本発明の実施例を図面に沿って説明する。図1は本発明の車いす駆動装置1と、この車いす駆動装置1に載せる手動車いす2との関係を示す斜視図である。車いす駆動装置1は平板状の台車3の両側に車輪支持フレーム4をそれぞれ設け、台車3の両側の中心に設ける駆動車輪5を2個それぞれ支持している。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a relationship between a wheelchair drive device 1 of the present invention and a manual wheelchair 2 mounted on the wheelchair drive device 1. The wheelchair drive device 1 is provided with wheel support frames 4 on both sides of a flat carriage 3 and supports two drive wheels 5 provided at the centers on both sides of the carriage 3.

また、図示の例ではこの車輪支持フレーム4に、台車の四隅に配置する受動オムニホイール6を4個、それぞれ支持している。このように駆動車輪5及び受動オムニホイール6は車輪支持フレーム4に支持しているので、例えば図2(b)の正面図、及び同図(c)の側面図に示すように、駆動車輪5の大きさ及び受動オムニホイール6の支持にかかわらず、台車3を充分低く設定することができ、後述するようにこの台車3への車いすの乗り降りを容易にし、且つ台車に車いすが乗っているときの安定性を高めることができる。なお、受動オムニホイール6は前後に1個ずつ、合計2個設けるようにしても良い。 In the illustrated example, the wheel support frame 4 supports four passive omni wheels 6 arranged at the four corners of the carriage. Thus, since the drive wheel 5 and the passive omni wheel 6 are supported by the wheel support frame 4, for example, as shown in the front view of FIG. 2B and the side view of FIG. Regardless of the size of the wheel and the support of the passive omni wheel 6, the carriage 3 can be set sufficiently low to facilitate getting on and off the wheelchair 3 as will be described later, and when the wheelchair is on the carriage Can improve the stability. Incidentally, the passive Omunihoi Le 6 may be one by one back and forth, providing a total of two.

駆動車輪5は例えば図2(a)の平面図に略示するように、各車輪支持フレーム4に内装しているモータ7及び減速ギヤ等によってそれぞれ独立して駆動できるようにしており、それにより両車輪の駆動回転数調節によって、任意の方向に移動できるようにしている。台車3の4隅に設けた受動オムニホイールは、周知の構造のものを使用することができ、両側の駆動車輪5の回転数調節によって移動方向を変更するとき、それに対して自由に追従することにより、X−Y平面上を自由に移動可能である。なお、この受動オムニホイールの代わりにキャスター車輪を用いても同様に機能させることができるが、受動オムニホイールの方がよりスムーズな移動が可能となる。   For example, as schematically shown in the plan view of FIG. 2A, the drive wheels 5 can be independently driven by motors 7 and reduction gears or the like built in each wheel support frame 4, thereby It can be moved in any direction by adjusting the drive speed of both wheels. The passive omni wheels provided at the four corners of the carriage 3 can be of a known structure, and when the moving direction is changed by adjusting the number of rotations of the drive wheels 5 on both sides, the passive omni wheels follow freely. Thus, it can move freely on the XY plane. In addition, although it can be made to function similarly even if it uses a caster wheel instead of this passive omni wheel, the passive omni wheel can move more smoothly.

4個の従動オムニホイール6はそれぞれバネ等のサスペンション8で上下方向に伸縮自在に支持しており、後述するようにこの台車3に車いす2を乗り込ませるときには、車いす及び搭乗者の重量によって沈み込んで、乗り込みを容易にする。台車3の前後の端部にはその上面が傾斜している乗降ガイド9を設けている。   Each of the four driven omni wheels 6 is supported by a suspension 8 such as a spring so as to be able to expand and contract in the vertical direction. When the wheelchair 2 is put on the carriage 3 as described later, it sinks due to the weight of the wheelchair and the passenger. So getting on is easy. On the front and rear ends of the carriage 3, a boarding / alighting guide 9 having an inclined upper surface is provided.

車輪支持フレーム4には図示されないCPUを備え、図1に示す車輪支持フレーム4の一部に固定できるようにしたコントローラ10を引き出すことにより操作可能とし、利用者によるジョイスティック型操作部も用いた前後進、走行速度、走行方向等の指示によって、車いす駆動装置1を自由に駆動可能とする。車輪支持フレーム4内には更に図示されていないがバッテリーを備え、駆動車輪5を駆動するモータの電源とし、また、制御装置、更にはこの車いす駆動装置にライトを備えているときにはその電源として使用する。   The wheel support frame 4 includes a CPU (not shown) and can be operated by pulling out a controller 10 that can be fixed to a part of the wheel support frame 4 shown in FIG. The wheelchair drive device 1 can be freely driven by an instruction such as advance, travel speed, and travel direction. Although not shown in the wheel support frame 4, a battery is provided to serve as a power source for the motor that drives the drive wheel 5, and also used as a power source for the control device and further to the wheelchair drive device provided with a light. To do.

台車3の上面には、車いす2の手動動輪である大径の後輪11が安定して乗ることができるように、台車3の上面から窪んだ車輪受12を左右に設けており、更にこの車輪受12の前方及び後方に上方に突出可能なストッパ13を設けている。それにより、車輪受12に載った車いすがハンドブレーキをかけた状態でも、台車の加減速や振動等で台車から飛び出すことがないようにしている。この車輪受け12或いは車輪受けを設けないときの台車の上面には、適宜滑り止めテープを貼るようにしても良い。   On the upper surface of the carriage 3, wheel receivers 12 that are recessed from the upper surface of the carriage 3 are provided on the left and right sides so that a large-diameter rear wheel 11 that is a manual driving wheel of the wheelchair 2 can stably ride. A stopper 13 that can protrude upward is provided in front and rear of the wheel receiver 12. This prevents the wheelchair mounted on the wheel receiver 12 from jumping out of the cart due to acceleration / deceleration or vibration of the cart even when the hand brake is applied. An anti-slip tape may be appropriately attached to the upper surface of the carriage when the wheel receiver 12 or the wheel receiver is not provided.

なお、図1に示す例においては車輪支持フレーム4の前端部及び後端部に、車いす駆動装置1の走行方向の障害物を監視するため、電磁波を放射してレーダー式に物体からの反射波を受信する周囲物体監視装置の電磁波送受信部14、及び進行方向を監視するカメラ15を設け、更に必要に応じて周囲の磁気を検出する磁気センサを設ける。また、左右の車輪の回転をそれぞれロータリエンコーダで監視し、走行操舵時にフィードバック信号として出力する。また、モータを含む車輪駆動系統、或いは外部にブレーキを設け、利用者の指示により、或いは自動的なブレーキ制御も行う。   In the example shown in FIG. 1, in order to monitor obstacles in the traveling direction of the wheelchair driving device 1 at the front and rear ends of the wheel support frame 4, electromagnetic waves are emitted and the reflected waves from the object are radar-type. Are provided with an electromagnetic wave transmission / reception unit 14 of a surrounding object monitoring device and a camera 15 for monitoring the traveling direction, and a magnetic sensor for detecting ambient magnetism is provided as necessary. Also, the rotation of the left and right wheels is monitored by a rotary encoder, and is output as a feedback signal during traveling steering. In addition, a wheel drive system including a motor, or an external brake is provided, and automatic brake control is also performed according to a user instruction.

それにより、電磁波により、またカメラによって車いす駆動装置1の走行時に障害物を自動的に監視して停車可能とするほか、利用者による設定によって前方の人に追従して走行することも可能とする。また、床面等に白線等の走行案内ラインを引き、或いは磁気テープ等を貼ってガイド用ラインを形成しているとき、そのラインに従って目的地まで案内する走行も行うことができるようにする。その機能は台車上に車いすを載せて走行するとき以外に、台車上に椅子を固定し、利用者が乗って走行するときも有効に利用可能である。なお、前記のような種々の制御装置は、必要に応じて任意に選択して設置し、利用することができる。   Accordingly, the vehicle can be stopped by automatically monitoring obstacles during traveling of the wheelchair drive device 1 by electromagnetic waves and by a camera, and it is also possible to travel following a person in front by setting by a user. . Further, when a guide line is formed by drawing a travel guide line such as a white line on the floor or the like, or by sticking a magnetic tape or the like, it is also possible to perform travel that guides to a destination according to the line. The function can be effectively used not only when a wheelchair is placed on a carriage but also when a user rides with a chair fixed on the carriage. The various control devices as described above can be arbitrarily selected and installed as required.

前記のような各種装置を利用した本発明の車いす駆動装置は、例えば図5に示すような制御システムによって実施することができる。図示の制御システムにおいては、CPU及びI/O21、操作部22、センサ23、車輪駆動系24に機能を大別しており、CPU及びI/O21には演算を行うCPU、デジタル信号を入力するデジタル入力部26、AD変換を行うAD変換部27、後述する車輪のエンコーダの信号を入力してカウントするカウンタ28、主としてモータブレーキに信号をデジタル信号を出力するデジタル出力部29、主としてモータドライバにアナログ信号を出力するためにDA変換を行うDA変換器30を備えている。   The wheelchair drive device of the present invention using the various devices as described above can be implemented by a control system as shown in FIG. 5, for example. In the illustrated control system, the functions are roughly divided into a CPU and I / O 21, an operation unit 22, a sensor 23, and a wheel drive system 24. The CPU and the I / O 21 have a CPU for performing computation and a digital input for inputting a digital signal. Unit 26, AD conversion unit 27 that performs AD conversion, a counter 28 that receives and counts signals from a wheel encoder, which will be described later, a digital output unit 29 that mainly outputs a digital signal to a motor brake, and an analog signal mainly to a motor driver Is provided with a DA converter 30 for performing DA conversion.

操作部22にはこの車いす駆動装置を、前記のように車いすを載せて走行する通常の態様のほか、荷物を載せて走行する態様、更には車いすではなく椅子を固定して利用者を乗せて走行する態様等の種々の態様で使用するためにモードを切り替えるモード切替ボタン31、ジョイスティック等により車速を指令する車速指令部32を備えている。この操作部22には更に利用者が必要なものを指示するための各種信号入力用の操作部を備えることができる。   In addition to the normal mode of traveling with a wheelchair as described above, the operation unit 22 has a mode of traveling with a load on the wheelchair, and a chair mounted on the chair instead of the wheelchair. A mode switching button 31 for switching modes for use in various modes such as traveling mode, and a vehicle speed command unit 32 for commanding the vehicle speed by a joystick or the like are provided. The operation unit 22 may further include various signal input operation units for instructing what the user needs.

図5に示すセンサ23には、床面に設けた磁性テープ等を検出する磁気式ガイドセンサ33、各種回転部分及び移動部の位置を検出する磁気式ポジションセンサ34、右車輪エンコーダ35、左車輪エンコーダ36を備えた例を示しているが、そのほか必要に応じて種々のセンサを用いることができる。   The sensor 23 shown in FIG. 5 includes a magnetic guide sensor 33 that detects a magnetic tape or the like provided on the floor surface, a magnetic position sensor 34 that detects positions of various rotating parts and moving parts, a right wheel encoder 35, and a left wheel. Although an example including the encoder 36 is shown, various sensors can be used as necessary.

車輪駆動系24には、右車輪モータの駆動制御を行う右車輪モータドライバ37と、左車輪モータの駆動制御を行う左車輪モータドライバ38とを備え、それぞれ右車輪モータ39及び左車輪モータ40を駆動している。これらのモータにはモータブレーキを備え、前記デジタル出力部29から右車輪モータブレーキ41及び左車輪モータブレーキ42の制御を行っている。なお、自律走行を行わないジョイスティックのみの操縦であれば、計算機を用いることなく、単に両輪モータの電圧値をジョイスティックで独立に制御する方法でも良い。   The wheel drive system 24 includes a right wheel motor driver 37 that controls the drive of the right wheel motor and a left wheel motor driver 38 that controls the drive of the left wheel motor, and includes a right wheel motor 39 and a left wheel motor 40, respectively. Driving. These motors are provided with motor brakes, and the right wheel motor brake 41 and the left wheel motor brake 42 are controlled from the digital output unit 29. In addition, if only a joystick that does not perform autonomous traveling is used, a method of independently controlling the voltage values of the two-wheel motors independently using a joystick without using a computer may be used.

このような左右駆動車輪については、下記のような制御を行うことで、独立に回転数の制御を行う。なお、各速度目標値はジョイスティック等の入力装置を介して使用者の意図により随時変更される。

Figure 0005099772
、T:右車輪及び左車輪の駆動トルク
VR、KVL:右車輪及び左車輪の角速度フィードバックゲイン
PR、KPL:右車輪及び左車輪の角度フィードバックゲイン
θ、θ:右車輪及び左車輪の回転角度
Figure 0005099772
:右車輪及び左車輪の角速度目標値(ジョイスティック等により入力)
なお、前述のように、自律走行を行わないジョイスティックのみの操縦であれば、式(1)、(2)を用いず、単に両輪モータの電圧値をジョイスティックからのアナログ出力で独立に制御する方法でも良い。 About such a left-right drive wheel, the number of rotations is controlled independently by performing the following control. Each speed target value is changed at any time according to the user's intention through an input device such as a joystick.
Figure 0005099772
T R , T L : Driving torque of right wheel and left wheel
K VR , K VL : Angular velocity feedback gain of right wheel and left wheel
K PR , K PL : Angle feedback gain of right wheel and left wheel
θ R , θ L : rotation angle of right wheel and left wheel
Figure 0005099772
: Angular velocity target value of right wheel and left wheel (input with joystick etc.)
Note that, as described above, if only a joystick that is not autonomously operated is operated, the voltage values of the two-wheel motors are simply controlled independently by analog output from the joystick without using the equations (1) and (2). But it ’s okay.

図3には本発明による車いす駆動装置を本来の目的である車いすを載せて走行する態様である、手動車いすの電動化ユニットとしての使用法を示している。同図(a)は車いす駆動装置1上に手動車いす車輪部を乗せる際、手動車いすを前進させて載せるときにシーケンスを示している。最初同図(a−1)のように利用者が座っている手動車いす2の前に車いす駆動装置1を置き、手動車いすを前進させると、同図(aー2)のように手動車いすの前輪15が車いす駆動装置の台車における前後の端部に設けた上面が傾斜している乗降ガイド9に乗り上げ、それにより乗降ガイド9の先端が床面側に押しつけられる。   FIG. 3 shows how a wheelchair drive device according to the present invention is used as an electric unit for a manual wheelchair, which is a mode in which a wheelchair, which is the original purpose, is mounted. FIG. 2A shows a sequence when the manual wheelchair wheel unit is placed on the wheelchair drive device 1 while the manual wheelchair is moved forward. First, when the wheelchair drive device 1 is placed in front of the manual wheelchair 2 on which the user is sitting as shown in Fig. 1 (a-1) and the manual wheelchair is moved forward, the manual wheelchair is shown in Fig. 2 (a-2). The front wheel 15 rides on the boarding / alighting guide 9 provided on the front and rear ends of the carriage of the wheelchair drive device, and the top surface of the boarding / alighting guide 9 is inclined.

そのときこの乗降ガイド9に近接している受動オムニホイール6は台車によって同様に床面側に押しつけられ、そのときの力によってサスペンション8が縮み、それにより乗降ガイド9の先端は床面に接する。この状態では乗降ガイド9の先端と、受動オムニホイール15と、駆動車輪5が接地する。この状態で手動車いす2を更に前進させると、同図(a−3)に示すように車いすの前輪15が台車3を乗り越える。このとき手動車いすの後輪11が台車3上における駆動車輪5の軸線とほぼ一致する位置で、前記のような車輪受12の位置に載置され、ここで手動車いす2にブレーキをかけて、更に必要に応じてストッパにより後輪11を台車に固定する。   At this time, the passive omni wheel 6 adjacent to the getting-on / off guide 9 is similarly pressed against the floor surface by the carriage, and the suspension 8 is contracted by the force at that time, whereby the tip of the getting-on / off guide 9 is in contact with the floor surface. In this state, the tip of the getting-on / off guide 9, the passive omni wheel 15, and the drive wheel 5 are grounded. When the manual wheelchair 2 is further advanced in this state, the front wheel 15 of the wheelchair gets over the carriage 3 as shown in FIG. At this time, the rear wheel 11 of the manual wheelchair is placed at the position of the wheel receiver 12 as described above at a position substantially coincident with the axis of the drive wheel 5 on the carriage 3, where the manual wheelchair 2 is braked, Further, the rear wheel 11 is fixed to the carriage with a stopper as required.

以降は利用者が操作するリモコン操作、或いは自動走行によって台車は自由に移動し、手動車いすは電動車いすと同様に作動する。更に手動車いす2を車いす駆動装置1から降ろすときには、適宜車いす駆動装置にブレーキをかけ、手動車いすを前進させることにより容易に降ろすことができる。このように車いす駆動装置1は最低限後輪を載せるだけでよいので、その前後方向の長さは小さくすることができ、全体を小型の装置とすることができる。   Thereafter, the cart freely moves by a remote control operated by the user or automatic traveling, and the manual wheelchair operates in the same manner as an electric wheelchair. Further, when the manual wheelchair 2 is lowered from the wheelchair drive device 1, it can be easily lowered by applying a brake to the wheelchair drive device as appropriate and moving the manual wheelchair forward. Thus, since the wheelchair drive device 1 only needs to mount a rear wheel at a minimum, the length in the front-rear direction can be reduced, and the entire device can be made small.

前記図3(a)には手動車いす2を前進させて車いす駆動装置1に載せる例を示したが、同図(b)に示すように手動車いす2を後退させて車いす駆動装置1に載せるようにしても、前記とほぼ同様に、同図(b−1)、(b−2)、(b−3)の順に作動して、最終的に前記図(a−3)と同じく車いす駆動装置1に載せることができる。その後手動車いす2を車いす駆動装置1から降ろすときには手動車いすを前進させることにより、前記と同様に降ろすことができる。   Although FIG. 3A shows an example in which the manual wheelchair 2 is moved forward and placed on the wheelchair drive device 1, the manual wheelchair 2 is moved backward and placed on the wheelchair drive device 1 as shown in FIG. However, in substantially the same manner as described above, the wheelchair drive device operates in the order of (b-1), (b-2), and (b-3) in the figure, and finally the same as in FIG. (A-3). 1 can be placed. Thereafter, when the manual wheelchair 2 is lowered from the wheelchair drive device 1, the manual wheelchair can be lowered in the same manner as described above.

このように手動車いすを後退して台車上に載せ、前進して降ろすときには、手動車いす2の左右の後輪11の間には大きなスペースが存在するため、この部分に大型のバッテリーを搭載する等、この空間を有効利用することができる。なお、同図(a)のように前進して乗車するときには、特に足乗せ台部分が邪魔になり、前記のようなスペースは利用できない。   Thus, when the manual wheelchair is moved backward and placed on the carriage and moved forward and lowered, there is a large space between the left and right rear wheels 11 of the manual wheelchair 2, so a large battery is mounted on this portion, etc. This space can be used effectively. Note that when riding forward as shown in FIG. 5A, the footrest part is particularly disturbing, and the above space cannot be used.

本発明による車いす駆動装置1は種々の態様で実施することができ、それらの態様を図4に示している。即ち、同図(a)は前記の最も基本的な態様を示しており、図示の例では利用者が車いす駆動装置1のリモコン10を操作することにより移動する例を示している。このとき、図示する以外に、介護者がこのリモコン10を操作して、任意の場所に移動しても良い。このリモコンは図示するような有線のコードで車いす駆動装置1と連結する以外に、無線式、或いは車いす駆動装置1に収納でき、また立設することができる操作ハンドルとすることもでき、その際には折りたたみ式操作ハンドルとしても良い。   The wheelchair drive device 1 according to the invention can be implemented in various ways, which are shown in FIG. That is, FIG. 5A shows the most basic aspect, and in the illustrated example, the user moves by operating the remote controller 10 of the wheelchair drive device 1. At this time, in addition to the illustration, the caregiver may operate the remote controller 10 to move to an arbitrary location. In addition to being connected to the wheelchair drive device 1 by a wired cord as shown in the figure, this remote control can be a wireless or an operation handle that can be stored in the wheelchair drive device 1 and can be erected. There may be a folding operation handle.

なお、車いす駆動装置1の台車上に手動車いす2を載せるときには、前記図3に示したように手動車いすに利用者が乗った状態で手動車いすを台車上に載せる以外に、空の手動車いす2を予め台車に乗せた後、利用者がその手動車いすに乗って利用することもできる。その際には台車3の位置が極めて低い位置にあるので、利用者は容易にこの台車上の車いすに乗ることができる。   When the manual wheelchair 2 is placed on the carriage of the wheelchair drive device 1, an empty manual wheelchair 2 is used in addition to placing the manual wheelchair on the carriage while the user is on the manual wheelchair as shown in FIG. Can be used on a manual wheelchair after the vehicle is placed on the cart in advance. At that time, since the position of the carriage 3 is extremely low, the user can easily get on the wheelchair on the carriage.

同図(b)には、この車いす駆動装置1の台車3上に荷物17を載せ、利用者が車いす駆動装置1のリモコン10を操作して搬送する例を示している。なお、このような荷物の搬送に際しても、前記のような利用者がリモコンで操作する以外に、先の態様と同様に自動走行も可能である。   FIG. 2B shows an example in which a load 17 is placed on the carriage 3 of the wheelchair drive device 1 and the user operates the remote controller 10 of the wheelchair drive device 1 to carry it. It should be noted that when carrying such a package, automatic traveling is also possible in the same manner as in the previous embodiment, except that the user operates with the remote control as described above.

図4(c)には前記車いす駆動装置1の台車3部分に椅子18を固定し、この椅子に利用者が座り、同図(a)と同様に利用者がリモコン10を操作することによって任意の場所に移動することができるようにした例を示している。このような使用態様は、利用者が車いすを利用する程は足が不自由ではないときに、容易に移動する手段としてこの車いす駆動装置1を用いる際の態様となる。このような椅子を台車3上に乗せるために、台車3上に予め椅子固定用部材を設けておくこともできる。この使用態様においても、自動走行を行わせることもできる。   In FIG. 4 (c), a chair 18 is fixed to the carriage 3 portion of the wheelchair drive device 1, and a user sits on this chair, and the user operates the remote controller 10 in the same manner as in FIG. An example of being able to move to a location is shown. Such a use mode is a mode in which the wheelchair drive device 1 is used as a means for easily moving when the user is not so lame as to use the wheelchair. In order to put such a chair on the carriage 3, a chair fixing member may be provided on the carriage 3 in advance. In this mode of use, automatic running can also be performed.

本発明は病院や福祉施設等の施設内で使用する手動車いすの電動化ユニットとして利用することができ、更に荷物搬送ユニットや人間の移動手段としても利用できる。   The present invention can be used as a motorized unit for a manual wheelchair used in a facility such as a hospital or welfare facility, and can also be used as a luggage transport unit or a human moving means.

本発明の実施例を手動車いすと共に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the Example of this invention with a manual wheelchair. 同実施例の図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。It is a figure of the Example, (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view. 同実施例の実施態様を示す図であり、(a)は車いす駆動装置に車いすを前進により載せるときの態様であり、(b)は同後退により載せるときの態様を示す。It is a figure which shows the embodiment of the Example, (a) is a mode when mounting a wheelchair to a wheelchair drive device by advance, (b) shows the mode when mounting by the back. 本発明の各種使用態様を示す図であり、(a)は通常の使用態様であり、(b)は同装置を荷物の搬送に用いる使用態様を示し、(c)は車いすを載せずに人を搬送する使用態様を示す。It is a figure which shows the various use aspects of this invention, (a) is a normal use aspect, (b) shows the use aspect which uses the apparatus for conveyance of goods, (c) is a person without putting a wheelchair. The usage mode which conveys is shown. 本発明の制御システムの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control system of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車いす駆動装置
2 手動車いす
3 台車
4 車輪支持フレーム
5 駆動車輪
6 受動オムニホイール
7 モータ
8 サスペンション
9 乗降ガイド
10 コントローラ
11 後輪
12 車輪受け
13 ストッパ
14 電磁波送受信部
15 カメラ
16 前輪
17 荷物
18 椅子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheelchair drive device 2 Manual wheelchair 3 Bogie 4 Wheel support frame 5 Drive wheel 6 Passive omni wheel 7 Motor 8 Suspension 9 Getting on / off guide 10 Controller 11 Rear wheel 12 Wheel receiver 13 Stopper 14 Electromagnetic wave transmission / reception part 15 Camera 16 Front wheel 17 Luggage 18 Chair

Claims (4)

車いすの手動動輪である後輪のみを載せ、該後輪を固定する手段を備えた台車と、
前記台車の左右両側中心部に設けた、各々独立して制御可能なモータによって駆動する駆動車輪と、
前記台車の前後端部に配置され、サスペンションにより上下動可能な従動車輪と、
前記左右の車輪を駆動する各モータを各々独立して制御可能な制御装置とを備えたことを特徴とする車いす駆動装置。
A carriage equipped with means for fixing only the rear wheel, which is a manual wheel of a wheelchair, and fixing the rear wheel ;
Drive wheels that are provided at the left and right sides of the carriage and are driven by independently controllable motors,
A driven wheel that is disposed at the front and rear ends of the carriage and is movable up and down by a suspension;
A wheelchair drive device comprising: a control device capable of independently controlling each motor driving the left and right wheels.
前記制御装置は、リモコン操作による指示に対応して制御を行うことを特徴とする請求項1記載の車いす駆動装置。   The wheelchair drive device according to claim 1, wherein the control device performs control in response to an instruction by a remote control operation. 前記制御装置は、自動走行制御を行うことを特徴とする請求項1記載の車いす駆動装置。   The wheelchair drive device according to claim 1, wherein the control device performs automatic traveling control. 前記従動車輪はオムニホイールであることを特徴とする請求項1記載の車いす駆動装置。   The wheelchair drive device according to claim 1, wherein the driven wheel is an omni wheel.
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