JP5719606B2 - Electric assist cart and electric assist unit for cart - Google Patents
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Description
本発明は、駆動力が電動モータによってアシストされる電動アシスト台車、及び台車の電動アシストユニットに関するものである。 The present invention relates to an electric assist cart whose driving force is assisted by an electric motor, and an electric assist unit of the cart.
一般に、工場などで使用される台車に重量のある荷物が載せられると、作業者は運搬開始時に大きな力で台車を押す必要があるため、重労働となっていた。 Generally, when a heavy load is placed on a cart used in a factory or the like, an operator needs to push the cart with a large force at the start of transportation, which is a heavy labor.
この対策として、特許文献1には、台車を押す作業者の力を検出し、電動モータによって人力に応じた補助動力が与えられる電動アシスト手押し台車が提案されている。この電動アシスト手押し台車では、作業者による手押し枠体の操作に応じて前進時及び後進時における作業者の押す力をアシストしている。
As a countermeasure against this,
しかしながら、特許文献1に記載の電動アシスト手押し台車では、前進及び後進のアシストのみを行うため、旋回する場合などに、作業者の操作に対して違和感が生じるおそれがあった。
However, since the electric assist hand cart described in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力がアシストされる電動アシスト台車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electric assist cart in which a driving force is assisted without a sense of incongruity according to an operation of an operator.
本発明は、荷台を介して荷物を載置可能な車体フレームと、作業者によって押圧操作され、前記車体フレームの左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部と、前記車体フレームの下部に配設され、前記操作部の押圧操作に応じてアシスト力を付与する電動アシストユニットと、を備える電動アシスト台車であって、前記電動アシストユニットは、前記車体フレームの下面に取り付けられる平板部と前記平板部から前記一対の駆動輪の間に向けて突出して形成される突出部とを有する本体部と、前記平板部の下部に車軸を中心に回転可能に取り付けられ、左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪と、前記操作部に連結されるとともに前記平板部の下面に取り付けられ、前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームの左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部と、前記突出部に収装され、前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じて各々の前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、前記突出部に取り付けられ、前記コントローラによって演算されたアシスト力を各々の前記駆動輪に付与する一対の電動モータと、を備えることを特徴とする。 The present invention includes a vehicle body frame on which a load can be placed via a loading platform, an operation unit that can be pressed by an operator and capable of inputting driving force from two left and right sides of the vehicle body frame, and a lower portion of the vehicle body frame. An electric assist cart provided with an electric assist unit according to a pressing operation of the operation unit, wherein the electric assist unit includes a flat plate portion and the flat plate attached to a lower surface of the vehicle body frame. a body portion that having a a protruding portion formed to protrude toward between the pair of driving wheels from parts, rotatably mounted around the axle at the bottom of said plate, at intervals in the left-right a pair of drive wheels provided, attached to a lower surface of said plate while being connected to the operating unit, Nica left of the vehicle body frame by the operation portion is pressed A pair of torque detection unit that detects a driving torque applied to each, are accommodated in the projecting portion, the assist force applied to the drive wheel of each in accordance with the detected driving torque by the torque detecting unit A controller for calculating, and a pair of electric motors attached to the projecting portion and applying an assist force calculated by the controller to each of the drive wheels.
本発明では、作業者によって操作部が押圧操作されると、車体フレームの左右二箇所に作用する駆動トルクを検出し、検出した駆動トルクに応じて左右の駆動輪にアシスト力を付与する。よって、例えば、操作部から入力される左右の駆動力が相違し、旋回するような場合には、入力される駆動力に応じて、左右の駆動輪に付与するアシスト力を相違させることができる。したがって、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力をアシストすることができる。 In the present invention, when the operator presses the operating portion, the driving torque acting on the left and right portions of the body frame is detected, and the assisting force is applied to the left and right driving wheels according to the detected driving torque. Therefore, for example, when the left and right driving force input from the operation unit is different and the vehicle turns, the assist force applied to the left and right driving wheels can be made different according to the input driving force. . Therefore, the driving force can be assisted without a sense of incongruity according to the operation of the operator.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電動アシスト台車100について説明する。
Hereinafter, an
まず、図1から図4を参照して、電動アシスト台車100の構成について説明する。
First, the configuration of the
電動アシスト台車100は、例えば工場などにて、重量物を運搬するのに使用される。電動アシスト台車100は、作業者によって付与される駆動力に、後述する電動モータ15の回転によるアシスト力が付与されて走行するものである。
The
電動アシスト台車100は、上面に荷台3が形成される車体フレーム1と、車体フレーム1の左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部としての操作ハンドル5と、車体フレーム1に装着される一対の自在輪12と、作業者によって付与される駆動力に電動モータ15のアシスト力を付与するための電動アシストユニット50とを備える。
The
車体フレーム1は、矩形の平板状に形成され、その上面が荷台3を構成する。車体フレーム1は、通常の手押し台車のフレームをそのまま流用することが可能である。車体フレーム1は、前後方向に長く形成され操作ハンドル5が挿通する一対の長穴1dを有する。
The
長穴1dは、操作ハンドル5が基端を中心に前後方向に回動するのに伴って前後方向に長く形成される。長穴1dは、通常の手動台車のフレームに追加工を施すことによって形成される。
The
長穴1dは、操作ハンドル5が回動可能な間隔をもった形状の貫通穴であれば、長穴形状でなくてもよい。長穴1dを形成するのではなく、操作ハンドル5の径を小さいものに変更して、操作ハンドル5が回動できるようにしてもよい。また、長穴1dを形成せずに、操作ハンドル5をL字状に形成し、操作ハンドル5が車体フレーム1の後方を通って立設するように構成してもよい。
The
操作ハンドル5は、作業者によって押圧操作される逆U字型のハンドルである。操作ハンドル5は、その左右の両端が、後述するトルクセンサ6を介して車体フレーム1に連結される。これにより、作業者が操作ハンドル5を操作することによって入力される駆動力が、車体フレーム1に伝達される。操作ハンドル5は、作業者の押圧操作によって、トルクセンサ6を介して前後方向に回動可能に設けられる。
The
自在輪12は、走行時に常に進行方向を向く小型の車輪である。自在輪12は、路面との間の摩擦抵抗によって旋回し、進行方向を向くように操舵される。自在輪12は、電動アシスト台車100の前輪を構成する。
The
電動アシストユニット50は、車体フレーム1の下面に取り付けられる本体部20と、車体フレーム1の左右に間隔をあけて設けられ後輪を構成する一対の駆動輪11と、操作ハンドル5が押圧操作されることによって車体フレーム1の左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部としてのトルクセンサ6と、トルクセンサ6によって検出された駆動トルクに応じて各々の駆動輪11に付与するアシスト力を演算するコントローラ30と、コントローラ30によって演算されたアシスト力を各々の駆動輪11に付与する一対の電動モータ15とを備える。
The
電動アシストユニット50は、一体に形成されて車体フレーム1の下面に固定される。これにより、通常の手動台車の後輪を取り外して電動アシストユニット50を取り付けるだけで、台車の電動アシスト化が可能となる。よって、既存の手動台車を容易に電動アシスト化することができるため、コストを抑制することが可能である。
The
本体部20は、車体フレーム1の下面に固定される平板部21と、平板部21から一対の駆動輪11の間に向けて突出して形成される突出部22とを備える。
The
平板部21は、上面が車体フレーム1の下面と当接した状態で固定される略矩形の平板である。平板部21の下面には、一対のブラケット21aを介して左右のトルクセンサ6が固定される。
The
平板部21には、車体フレーム1と同様に、前後方向に長く形成され操作ハンドル5が挿通する一対の長穴21dが、車体フレーム1の長穴1dと同じ形状に連続して形成される。
Like the
突出部22は、車体フレーム1の前後方向に沿って平板部21の中央に突設される箱状のケースである。突出部22の内部には、コントローラ30が収装される。突出部22の左右両面には、一対の電動モータ15が固定され、電動モータ15を介して左右の駆動輪11が取り付けられる。電動モータ15は、突出部22に対して回転不能に固定されるため、電動モータ15が、その駆動力によって自ら回転することが防止され、駆動力を駆動輪11に確実に伝達できる。
The protruding
駆動輪11は、車体フレーム1の前後方向を向いて転舵不能に設けられる小型の車輪である。駆動輪11は、車体フレーム1の後端部近傍に一対設けられる。駆動輪11は、一対の自在輪12の後方に設けられ、電動アシスト台車100の後輪を構成する。
The
駆動輪11は、本体部20における平板部21の下部に、一対のブラケット21bを介して各々固定される。これにより、車体フレーム1の重量及び荷台3上に搭載された荷物の重量は、ブラケット21bを介して駆動輪11によって支持される。
The
このように、車体フレーム1は、ブラケット21bを介して駆動輪11によって支持されるため、車体フレーム1及び荷台3上の荷物の重量が電動モータ15に伝達されることはない。
Thus, since the
電動モータ15は、コントローラ30に電気的に接続され、コントローラ30から入力される電気信号に応じて回転する。電動モータ15は、その回転軸が駆動輪11の進行方向を向くように配設される。電動モータ15は、回転を減速するとともに回転方向を変換して駆動輪11に伝達する変速機16を備える。
The
変速機16は、図4に示すように、電動モータ15の回転によって回転するウォーム16aと、ウォーム16aと噛合して駆動輪11に固定されるウォームホイール16bとを備える。変速機16は、電動モータ15の回転を減速するとともに回転方向を垂直に変換して出力する。
As shown in FIG. 4, the
ここで、電動モータ15を、その回転軸が車体フレーム1の左右方向を向くように直列に設け、一対の駆動輪11の間に配設する場合には、電動モータ15の全長が長いと、駆動輪11間の距離が大きくなり、電動アシスト台車100の小型化が困難である。
Here, when the
これに対して、電動アシスト台車100では、電動モータ15の回転軸が駆動輪11の進行方向を向くように配設されることによって、電動モータ15の全長と関係なく一対の駆動輪11間の距離を設定することができる。よって、電動アシスト台車100を小型化することが可能である。
On the other hand, in the
トルクセンサ6は、コントローラ30に電気的に接続され、検出した駆動トルクに応じた電気信号をコントローラ30に出力する。トルクセンサ6は、操作ハンドル5と車体フレーム1とを連結して操作部から入力される駆動力によって捩れるとともに駆動力を車体フレーム1に伝達するトーションバー(図示省略)と、トーションバーの捩れに応じた電気信号を出力するポテンショメータ(図示省略)とを備え、トーションバーの捩れに基づいて駆動トルクを検出する。
The
具体的には、トルクセンサ6は、操作ハンドル5と一体に設けられる入力シャフト(図示省略)と、車体フレーム1に固定される出力シャフト(図示省略)とを備える。トルクセンサ6では、出力シャフトに対して入力シャフトが相対回転すると、ヘリカルスプライン機構(図示省略)によって回転が直動に変換され、トーションバーの外周に設けられる円筒状のスリーブ(図示省略)が軸方向に変位する。このスリーブの外周には、ポテンショメータのレバーが係合する。
Specifically, the
トルクセンサ6は、ポテンショメータのレバーが、スリーブの変位に伴って動かされることで、ポテンショメータから出力される電圧信号の大きさが変化するものである。これにより、トルクセンサ6は、トーションバーの捩れに応じた電圧信号、即ち駆動トルクの大きさに応じた電圧信号を出力可能としている。
The
コントローラ30は、電源装置や他の電子機器とともに本体部20における突出部22に搭載される。コントローラ30は、電動アシスト台車100の制御を行うものであり、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、及びI/Oインターフェース(入出力インターフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。RAMはCPUの処理におけるデータを記憶し、ROMはCPUの制御プログラム等を予め記憶し、I/Oインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。CPUやRAMなどをROMに格納されたプログラムに従って動作させることによって電動アシスト台車100の制御が実現される。
The
コントローラ30は、左右のトルクセンサ6によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を左右の電動モータ15にそれぞれ発生させる制御を行い、電動アシスト台車100を前進または後退させるとともに、直進、旋回、曲折させるアシスト力を付与する。
The
以下、電動アシスト台車100の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the
まず、電動アシスト台車100を真っ直ぐ前進又は後退させる場合について説明する。
First, a case where the
作業者が操作ハンドル5を両手で平行に押した場合には、電動アシスト台車100は、真っ直ぐ前進することとなる。この場合、操作ハンドル5が押されることによって車体フレーム1に入力される駆動力は操作ハンドル5の左右両端で略同一である。よって、左右のトルクセンサ6によって検出される駆動トルクは、略同一となる。
When the operator pushes the operation handle 5 with both hands in parallel, the
左右のトルクセンサ6が同一の駆動トルクを検出すると、コントローラ30は、左右の電動モータ15から左右の駆動輪11に同一のアシスト力を付与するように指令する。これにより、左右の駆動輪11には、同一のアシスト力が付与される。
When the left and
したがって、電動アシスト台車100は、作業者によって付与される駆動力に、電動モータ15のアシスト力が付与されて真っ直ぐ前進することとなる。
Therefore, the
なお、電動アシスト台車100を真っ直ぐ後退させる場合には、操作ハンドル5が押される方向が逆になり、電動モータ15の回転方向が逆になるだけで、その他の作用は真っ直ぐ前進する場合と同様である。
When the
次に、電動アシスト台車100を旋回走行させる場合について説明する。
Next, the case where the
作業者が操作ハンドル5を押す左右の力を相違させた場合には、電動アシスト台車100は、左又は右に旋回走行することとなる。このとき、左右の駆動輪11に付与されるアシスト力は、左右の電動モータ15で相違する。
When the left and right forces pushing the operation handle 5 are made different by the operator, the
具体的には、例えば電動アシスト台車100を左方向に旋回させる場合、作業者が右手で操作ハンドル5を押す力は、左手で操作ハンドル5を押す力と比較して大きくなる。よって、右側のトルクセンサ6が検出する駆動トルクは、左側のトルクセンサ6が検出する駆動トルクと比較して大きくなる。
Specifically, for example, when the
これにより、コントローラ30は、右側の電動モータ15から駆動輪11に付与するアシスト力が、左側の電動モータ15から駆動輪11に付与するアシスト力と比較して大きくなるように指令する。これにより、右側の駆動輪11に付与されるアシスト力は、左側の駆動輪11に付与されるアシスト力と比較して大きくなる。
Thereby, the
なお、左右のトルクセンサ6は、駆動トルクを無段階に検出可能であるため、作業者が操作ハンドル5を押圧操作する力に応じてアシスト力の大きさをコントロールすることができる。
Since the left and
以上より、作業者によって操作ハンドル5から入力される左右の駆動力が相違し、電動アシスト台車100が旋回するような場合には、入力される駆動力に応じて、左右の駆動輪11に付与するアシスト力を相違させることができる。したがって、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力をアシストすることができる。
As described above, when the left and right driving force input from the operation handle 5 differs by the operator and the
これにより、電動アシスト台車100は、操作ハンドル5を操作するだけで、前進及び後退の直進時だけでなく、旋回時においても作業者の操作をアシストすることができる。そのため、作業者は、電動アシスト台車100を、通常の手動台車と同じ感覚で、直感的に操作することが可能である。よって、作業者は、電動アシスト台車100を操作するために特別なトレーニングを実施する必要がない。また、操作に慣れていない作業者であっても、電動アシスト台車100を容易に操作することが可能である。
Thus, the
このように、電動アシスト台車100は、作業者の意思に対して忠実な動作が可能であるため、作業者の意図しない動作をすることがなく、安全性に優れている。また、電動アシスト台車100は、電動モータ15によるアシスト力が必要なときにだけ電力を消費するため、省エネルギー性能に優れている。
Thus, since the
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are obtained.
作業者によって操作ハンドル5が押圧操作されると、車体フレーム1の左右二箇所に作用する駆動トルクをトルクセンサ6によって検出し、検出した駆動トルクに応じて左右の駆動輪11にアシスト力を付与する。よって、例えば、操作ハンドル5から入力される左右の駆動力が相違し、旋回するような場合には、作業者によって入力される駆動力に応じて、左右の駆動輪11に付与するアシスト力を相違させることができる。したがって、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力をアシストすることができる。
When the operation handle 5 is pressed by the operator, the drive torque acting on the left and right portions of the
また、一体に形成されて車体フレーム1の下面に固定される電動アシストユニット50を備えることによって、通常の手動台車の後輪を取り外して電動アシストユニット50を取り付けるだけで、台車の電動アシスト化が可能となる。よって、既存の手動台車を容易に電動アシスト化することができるため、コストを抑制することが可能である。
In addition, by providing the
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明に係る電動アシスト台車は、荷物を運搬するための台車として利用することができる。 The electric assist cart according to the present invention can be used as a cart for carrying luggage.
100 電動アシスト台車
50 電動アシストユニット
1 車体フレーム
1d 長穴
5 操作ハンドル(操作部)
6 トルクセンサ(トルク検出部)
11 駆動輪
12 自在輪
15 電動モータ
16 変速機
20 本体部
21 平板部
22 突出部
30 コントローラ
100
6 Torque sensor (torque detector)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
作業者によって押圧操作され、前記車体フレームの左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部と、
前記車体フレームの下部に配設され、前記操作部の押圧操作に応じてアシスト力を付与する電動アシストユニットと、を備える電動アシスト台車であって、
前記電動アシストユニットは、
前記車体フレームの下面に取り付けられる平板部と前記平板部から前記一対の駆動輪の間に向けて突出して形成される突出部とを有する本体部と、
前記平板部の下部に車軸を中心に回転可能に取り付けられ、左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪と、
前記操作部に連結されるとともに前記平板部の下面に取り付けられ、前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームの左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部と、
前記突出部に収装され、前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じて各々の前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、
前記突出部に取り付けられ、前記コントローラによって演算されたアシスト力を各々の前記駆動輪に付与する一対の電動モータと、を備えることを特徴とする電動アシスト台車。 A body frame on which luggage can be placed via a loading platform;
An operation unit that is pressed by an operator and capable of inputting a driving force from two places on the left and right of the body frame;
An electric assist cart provided at a lower portion of the vehicle body frame, and an electric assist unit that applies an assist force in response to a pressing operation of the operation unit,
The electric assist unit is
A body portion that having a a protruding portion formed to protrude toward between the pair of driving wheels from said plate a flat plate portion attached to the underside of the body frame,
A pair of drive wheels attached to the lower portion of the flat plate portion so as to be rotatable around an axle, and provided with a left and right spacing;
A pair of torque detectors connected to the operation unit and attached to the lower surface of the flat plate part, and detecting a driving torque acting on each of the two left and right parts of the vehicle body frame when the operation unit is pressed; ,
A controller for calculating an assist force to be applied to each of the driving wheels according to the driving torque that is housed in the protruding portion and detected by the torque detecting unit;
An electric assist cart comprising: a pair of electric motors attached to the protrusions and applying an assist force calculated by the controller to each of the drive wheels.
前記車体フレームは、前記操作部が回動可能な間隔をもって形成される貫通穴を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動アシスト台車。 The operation unit is provided so as to be rotatable in the front-rear direction by an operator's pressing operation,
3. The electric assist cart according to claim 1, wherein the vehicle body frame has through holes formed at intervals at which the operation portion is rotatable.
前記電動モータの回転を減速するとともに回転方向を変換して前記駆動輪に伝達する変速機を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の電動アシスト台車。 The electric motor is disposed such that its rotating shaft faces the traveling direction of the drive wheel,
The electric assist cart according to any one of claims 1 to 3, further comprising a transmission that decelerates the rotation of the electric motor and converts a rotation direction to transmit the rotation to the drive wheels.
前記車体フレームに装着され前記駆動輪の前方に設けられる一対の自在輪を更に備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の電動アシスト台車。 The drive wheel is provided so as not to be steered,
The electric assist cart according to any one of claims 1 to 4, further comprising a pair of universal wheels mounted on the vehicle body frame and provided in front of the drive wheels.
前記車体フレームの下面に取り付けられる平板部と前記平板部から前記一対の駆動輪の間に向けて突出して形成される突出部とを有する本体部と、
前記平板部の下部に車軸を中心に回転可能に取り付けられ、左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪と、
前記操作部に連結されるとともに前記平板部の下面に取り付けられ、前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームの左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部と、
前記突出部に収装され、前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じて各々の前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、
前記突出部に取り付けられ、前記コントローラによって演算されたアシスト力を各々の前記駆動輪に付与する一対の電動モータと、を備えることを特徴とする台車の電動アシストユニット。 Used in a carriage having a vehicle body frame on which a load can be placed via a loading platform, and an operation unit that can be pressed by an operator and can input a driving force from two places on the left and right of the vehicle body frame. An electric assist unit for applying an assist force according to an operation,
A body portion that having a a protruding portion formed to protrude toward between the pair of driving wheels from said plate a flat plate portion attached to the underside of the body frame,
A pair of drive wheels attached to the lower portion of the flat plate portion so as to be rotatable around an axle, and provided with a left and right spacing;
A pair of torque detectors connected to the operation unit and attached to the lower surface of the flat plate part, and detecting a driving torque acting on each of the two left and right parts of the vehicle body frame when the operation unit is pressed; ,
A controller for calculating an assist force to be applied to each of the driving wheels according to the driving torque that is housed in the protruding portion and detected by the torque detecting unit;
An electric assist unit for a carriage, comprising: a pair of electric motors attached to the protrusions and applying an assist force calculated by the controller to each of the drive wheels.
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