JPH1099380A - Wheelchair with auxiliary driving power - Google Patents

Wheelchair with auxiliary driving power

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Publication number
JPH1099380A
JPH1099380A JP8256938A JP25693896A JPH1099380A JP H1099380 A JPH1099380 A JP H1099380A JP 8256938 A JP8256938 A JP 8256938A JP 25693896 A JP25693896 A JP 25693896A JP H1099380 A JPH1099380 A JP H1099380A
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JP
Japan
Prior art keywords
power
auxiliary power
dead zone
human power
human
Prior art date
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Pending
Application number
JP8256938A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Ogata
宏彰 尾方
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
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Publication of JPH1099380A publication Critical patent/JPH1099380A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform the supply start of optimum auxiliary driving power when human power to either left or right driving wheel exceeds a prescribed dead zone width by outputting the auxiliary driving power to the other or both driving wheels. SOLUTION: The dead zone width is set based on the history of the human power added to left and right wheel hand rims in a dead zone width setting function 101. Also, a target current required by a motor 31 to generate target torque is obtained in a current limiter 106, a correction amount is obtained in a PID control circuit 107 based on the difference of a target value and a current detected in a current detection sensor 110, control signals are converted to the current in a bipolar power amplifier 109 and an auxiliary current is supplied to the motor 31. In this case, when the human power to either left or right driving wheel exceeds the prescribed dead zone width, the auxiliary driving power is outputted to the other or both driving wheels. Thus, the supply start of the optimum auxiliary driving power is performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、左,右の駆動輪に間欠
的に加えられる人力と、該人力の大きさに応じた補助動
力との合成力によって前後進及び旋回動作を行うように
した補助動力付き車椅子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle in which forward and backward movements and turning operations are performed by a combined force of human power intermittently applied to left and right driving wheels and auxiliary power corresponding to the magnitude of the human power. Related to a wheelchair with auxiliary power.

【0002】[0002]

【従来の技術】手動車椅子と電動車椅子との中間的な存
在として補助動力付き車椅子が提案されている。この補
助動力付き車椅子は、左,右の駆動輪に間欠的に加えら
れる人力を検出し、該検出された人力に応じた補助動力
を左,右の駆動輪に加えることによって歩行の不自由な
使用者の肉体的な負担を軽減するものであり、使用者は
手動車椅子の感覚で操作することができ、精神的苦痛も
緩和される。
2. Description of the Related Art A wheelchair with auxiliary power has been proposed as an intermediate between a manual wheelchair and an electric wheelchair. This wheelchair with auxiliary power detects a human power intermittently applied to the left and right driving wheels, and applies an auxiliary power corresponding to the detected human power to the left and right driving wheels to make the wheelchair unable to walk. This reduces the physical burden on the user, allows the user to operate it as if a manual wheelchair, and alleviates mental distress.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記補助動力
付き車椅子は、人力に応じて補助動力を供給するもので
あるが、人力が加わると直ちに補助動力の供給を開始す
るように構成した場合は、使用者の意志に必ずしも正確
に従っているとは言えない場合が懸念される。これは主
として人力検出装置の精度上のばらつきに起因するもの
である。
The wheelchair with the auxiliary power supplies the auxiliary power in accordance with the human power. However, in the case where the supply of the auxiliary power is started immediately when the human power is applied, There is a concern that a user may not always follow the user's will exactly. This is mainly due to the variation in accuracy of the human power detection device.

【0004】そこで上記問題を回避するために、人力−
補助動力特性において、人力が供給されても補助動力を
供給しないいわゆる不感帯幅を持たせることが提案され
ている。ところが、左,右一対の駆動輪のそれぞれに,
又は一方のみに補助動力用モータを備えた車椅子の場合
には、補助力の供給開始条件を、何れの側の人力が上記
不感帯幅を越え場合とするか等が問題となると考えられ
る。
[0004] In order to avoid the above-mentioned problem, human power is
It has been proposed to provide a so-called dead zone width in which auxiliary power is not supplied even when human power is supplied in the auxiliary power characteristic. However, for each of the pair of left and right drive wheels,
Alternatively, in the case of a wheelchair provided with an auxiliary power motor only on one side, it is considered that there is a problem in that the supply start condition of the auxiliary force is determined on the side where the human power exceeds the dead zone width.

【0005】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、左,右の駆動輪のそれぞれに、又は一方のみに補助
動力用モータを備えている場合に、最適な補助動力の供
給開始を行うことができる補助動力付き車椅子を提供す
ることを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in a case where each of the left and right driving wheels or only one of them is provided with an auxiliary power motor, optimal supply of auxiliary power is started. It is an object to provide a wheelchair with auxiliary power that can be performed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、車両
の進行方向に向かって左右に配置された二つの駆動輪の
何れか一方又は両方に加えられた人力と、該人力に基づ
いて求めた補助動力との合成力により車両の前後進及び
旋回動作を行うようにした補助動力付き車椅子におい
て、上記各駆動輪に加えられた人力を検出する人力検出
手段と、補助動力を発生する補助動力源と、左,右何れ
か一方の駆動輪への人力が所定の不感帯幅を越えたとき
他方又は両方の駆動輪に上記補助動力を出力するよう上
記補助動力源を制御する補助動力制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, a human power applied to one or both of two driving wheels disposed on the left and right sides in a traveling direction of a vehicle is determined based on the human power. In a wheelchair with auxiliary power, which performs forward and backward and turning operations of the vehicle by a combined force with the obtained auxiliary power, a human power detecting means for detecting human power applied to each of the drive wheels, and an auxiliary for generating auxiliary power Power source and auxiliary power control means for controlling the auxiliary power source so as to output the auxiliary power to the other or both drive wheels when human power to one of the left and right drive wheels exceeds a predetermined dead zone width. It is characterized by having.

【0007】請求項2の発明は、請求項1と同様の補助
動力付き車椅子において、上記各駆動輪に加えられた人
力を検出する人力検出手段と、補助動力を発生する補助
動力源と、左,右の駆動輪への人力の合力が所定の不感
帯幅を越えたとき一方又は両方の駆動輪に上記補助動力
を出力するよう上記補助動力源を制御する補助動力制御
手段とを備えたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a wheelchair with auxiliary power similar to the first aspect, wherein human power detection means for detecting human power applied to each of the driving wheels, an auxiliary power source for generating auxiliary power, and And auxiliary power control means for controlling the auxiliary power source so as to output the auxiliary power to one or both of the driving wheels when the resultant force of the human power to the right driving wheel exceeds a predetermined dead zone width. Features.

【0008】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、上記不感帯幅を変化させる不感帯幅制御手段を備え
たことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a dead zone width control means for changing the dead zone width is provided.

【0009】請求項4の発明は、請求項3において、上
記不感帯幅制御手段は、不感帯幅を、電源投入時及び所
定時間人力の入力がなかった場合のアシスト待ち時幅N
1と、アシスト時幅N2とし、かつN1〉N2としたこ
とを特徴とている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the dead zone width control means sets the dead zone width to an assist waiting width N when the power is turned on and when no human power is input for a predetermined time.
1 and an assist width N2, and N1> N2.

【0010】[0010]

【発明の作用効果】請求項1の発明によれば、左,右何
れか一方の駆動輪への人力が所定の不感帯幅を越えたと
きに両方の駆動輪に補助動力を出力するようにした場合
には、左,右の駆動輪への補助動力を同時かつ円滑に供
給開始でき、駆動力を加えたことにより旋回し易くなる
といった問題を回避できる。
According to the first aspect of the present invention, when the human power to one of the left and right driving wheels exceeds a predetermined dead zone width, auxiliary power is output to both driving wheels. In this case, the auxiliary power to the left and right driving wheels can be simultaneously and smoothly supplied, and the problem that the vehicle is easily turned by applying the driving force can be avoided.

【0011】また左,右何れか一方の駆動輪への人力が
所定の不感帯幅を越えたときに他方の駆動輪に補助動力
を出力するようにした場合には、片側のみに駆動用モー
タを備えた機種を片側の腕に障害を有する使用者が利用
する場合にも、補助力供給開始を円滑に行うことができ
る効果がある。
In the case where the auxiliary power is output to the other drive wheel when the human power to one of the left and right drive wheels exceeds a predetermined dead zone width, the drive motor is provided only on one side. Even when a user with a disability in one arm uses the equipped model, there is an effect that the supply of assisting force can be started smoothly.

【0012】請求項2の発明によれば、左,右の駆動輪
への人力の合力が所定の不感帯幅を越えたとき一方又は
両方の駆動輪に上記補助動力を出力するようにしたの
で、使用者の障害の程度にかかわらず常に左,右車輪に
同時に補助動力の供給を開始でき、補助動力の供給によ
り車椅子が旋回し易くなるといった問題を回避できる。
According to the second aspect of the present invention, the auxiliary power is output to one or both of the driving wheels when the resultant force of the human power to the left and right driving wheels exceeds a predetermined dead zone width. The supply of auxiliary power to the left and right wheels can always be started simultaneously irrespective of the degree of user's obstacle, and the problem that the wheelchair is easily turned by the supply of auxiliary power can be avoided.

【0013】請求項3の発明によれば、上記不感帯幅を
変化させる不感帯幅制御手段を備えたので、使用者の障
害の程度に応じた不感帯幅の設定ができ、補助動力の供
給ををより円滑に開始することができる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, since the dead zone width control means for changing the dead zone width is provided, the dead zone width can be set according to the degree of the obstacle to the user, and the supply of the auxiliary power can be further reduced. There is an effect that can be started smoothly.

【0014】請求項4の発明によれば、不感帯幅を、電
源投入時及び所定時間人力の入力が無かった場合にはア
シスト待ち時幅N1とし、人力が一旦アスト待ち時幅N
1を越えるとアシスト時幅N2とし、かつN1〉N2と
したので、電源投入時等には、使用者が比較的大きく設
定されたN1を越える人力を加えた場合にのみ補助動力
が供給開始され、補助動力を必要としているという使用
者の意志を確認することができ、不用意に補助動力が発
生するのを防止できる効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the dead zone width is set to the assist waiting width N1 when the power is turned on and when there is no input of human power for a predetermined time, and the human power is temporarily reduced to the ast waiting width N1.
When the power exceeds 1, the assist width N2 is set, and N1> N2. Therefore, when the power is turned on, the assist power is started to be supplied only when the user applies human power exceeding the relatively large set N1. Thus, it is possible to confirm the user's intention that the auxiliary power is required, and it is possible to prevent the auxiliary power from being generated carelessly.

【0015】そして一旦アシスト待ち時幅N1を越える
人力が入力された後に選択されるアシトス時幅N2を小
さく設定したので、入力の履歴状態により円滑な補助動
作を行うことができる効果がある。
Since the assist width N2 selected after a human input exceeding the assist wait width N1 is once input is set small, there is an effect that a smooth assist operation can be performed depending on the input history state.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図1ないし図13は本発明の第
1実施形態による補助動力付き車椅子を説明するための
図であり、図1は上記車椅子の側面図、図2は該車椅子
の平面図、図3は上記車椅子の背面図、図4は上記車椅
子の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正
面図、図5は図4のV−V線断面図、図6〜図9は回転
トランスを示す図、図10は補助動力制御装置のシステ
ム構成図、図11〜図13は制御動作を説明するための
特性図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 13 are views for explaining a wheelchair with auxiliary power according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of the wheelchair, FIG. 2 is a plan view of the wheelchair, and FIG. FIG. 4 is a front view showing a state in which a cover of a hub portion of the wheelchair of the wheelchair is removed, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4, and FIGS. FIG. 10 is a system configuration diagram of the auxiliary power control device, and FIGS. 11 to 13 are characteristic diagrams for explaining the control operation.

【0017】本実施形態に係る補助動力付車椅子1は、
既存の折り畳み式手動車椅子に補助動力装置(Power Ass
ist System) を組み付けたものである。この車椅子1は
車体の左右に駆動輪である車輪2を着脱自在に取り付け
て構成され、これのパイプ枠状のフレーム3の前後部は
左右一対のキャスタ4と車輪2によって移動自在に支持
されている。
The wheelchair with auxiliary power 1 according to the present embodiment comprises:
The existing folding manual wheelchair has an auxiliary power unit (Power Ass
ist System). The wheelchair 1 is configured such that wheels 2 as driving wheels are detachably attached to left and right sides of a vehicle body, and front and rear portions of a pipe frame-shaped frame 3 are movably supported by a pair of left and right casters 4 and wheels 2. I have.

【0018】又、上記フレーム3の中央部には、乗員が
着座すべき布製のシート5(図2及び図3参照)が張設
されている。尚、フレーム3は図3に示すように前後一
対のクロス部材3aを有しており、X字状を成す2本の
クロス部材3aはその交点を軸6によって枢着されてい
る。
At the center of the frame 3, a cloth seat 5 (see FIGS. 2 and 3) on which an occupant sits is stretched. As shown in FIG. 3, the frame 3 has a pair of front and rear cross members 3a, and the two X-shaped cross members 3a are pivotally connected at their intersections by a shaft 6.

【0019】更に、フレーム3の後部には左右一対のハ
ンドルアーム3bが立設されており、各ハンドルアーム
3bの上端部は後方に折曲され、その折曲部には介助者
用のグリップ7が取り付けられている。
Further, a pair of left and right handle arms 3b is provided upright at a rear portion of the frame 3, and the upper end of each handle arm 3b is bent rearward, and the bent portion has a grip 7 for an assistant. Is attached.

【0020】又、フレーム3の上記ハンドルアーム3b
の中間高さ位置から車体前方に水平に延びる左右一対の
アーム3cはその前端部が略直角に折り曲げられて垂直
下方に延び、その下端部に前記キャスタ4が回転自在に
支持されている。右側(シート5に着座した乗員にとっ
て右側)のアーム3cの直角に折り曲げられた部分(垂
直部分の上部)にメインスイッチ8が取り付けられてい
る。そして、上記アーム3cの下方に配された左右一対
のアーム3dの前側部分は車体前方に向かって斜め下方
に延出されており、その延出端(前端部)には左右一対
のステップ9が取り付けられている。
The handle arm 3b of the frame 3
A pair of left and right arms 3c extending horizontally from the intermediate height position to the front of the vehicle body have their front ends bent at substantially right angles and extend vertically downward, and the casters 4 are rotatably supported at their lower ends. The main switch 8 is attached to a part (upper part of the vertical part) of the right side (right side for the occupant seated in the seat 5) of the arm 3c. The front portions of a pair of left and right arms 3d disposed below the arm 3c extend obliquely downward toward the front of the vehicle body, and a pair of left and right steps 9 is provided at the extension end (front end). Installed.

【0021】上記車輪2は、使用者の手によって回転力
(人力)が加えられるハンドリム組立体70と、該ハン
ドリム組立体70から入力された人力に応じたモータ駆
動力(補助動力)を出力する駆動部20とをな備えてい
る。
The wheel 2 outputs a hand rim assembly 70 to which a rotational force (manpower) is applied by a user's hand and a motor driving force (auxiliary power) corresponding to the manpower input from the hand rim assembly 70. And a drive unit 20.

【0022】そして上記フレーム3の車輪中心部にはボ
ス11が螺挿され、該ボス11の軸芯部には車軸22が
嵌合挿入され、ナット22aにより締め付け固定されて
いる。該車軸22は中空状のもので、その軸芯部にはシ
ャフト23が軸方向へ移動可能に挿入されている。該シ
ャフト23の両端部には他の部分よりも大径な頭部23
a,23bがそれぞれ形成されている。右側の頭部23
aの内側にはコイルバネ24が配置され、該シャフト2
3を車軸22に対して右側へ付勢している。また、車軸
22には、複数のボール25,・・・が外周側に抜け出
ないようかつ半径方向に移動可能に収容されている。各
ボール25は、シャフト23の頭部23aの大径部分に
よって押し拡げられることにより車軸22の外周から僅
かに突出し、これにより、車軸22は、ボス11から抜
けないようになっている。また、シャフト23を車軸2
2に対して図中左側へ相対的に移動させることにより、
頭部23aの小径部分がボール25の位置に移動し、ボ
ール25が内側へ移動できる状態となる。これにより、
車軸22をボス11から図2中右側へ抜き出すことがで
きる。
A boss 11 is screwed into the center of the wheel of the frame 3, and an axle 22 is fitted and inserted into the shaft of the boss 11, and is fixedly fastened by a nut 22a. The axle 22 has a hollow shape, and a shaft 23 is inserted into the shaft core so as to be movable in the axial direction. Both ends of the shaft 23 have a larger head 23 than the other parts.
a and 23b are respectively formed. Right head 23
a, a coil spring 24 is disposed inside the shaft 2.
3 is urged to the right with respect to the axle 22. Are accommodated in the axle 22 such that the balls 25,. Each ball 25 is slightly expanded from the outer periphery of the axle 22 by being pushed and expanded by the large diameter portion of the head 23 a of the shaft 23, so that the axle 22 does not come off the boss 11. Further, the shaft 23 is connected to the axle 2
By moving relatively to the left in the figure with respect to 2,
The small-diameter portion of the head 23a moves to the position of the ball 25, so that the ball 25 can move inward. This allows
The axle 22 can be pulled out of the boss 11 to the right in FIG.

【0023】上記車軸22は、略有底円筒状をなす固定
プレート30の中心部を貫通してこれを支持しており、
該固定プレート30には、図示しない回り止め部材が取
り付けられている。回り止め部材は、フレーム3と係合
することにより、固定プレート30がフレーム3に対し
て回転するのを阻止している。
The axle 22 penetrates and supports the center of a fixed plate 30 having a substantially bottomed cylindrical shape.
A detent member (not shown) is attached to the fixing plate 30. The detent member prevents the fixed plate 30 from rotating with respect to the frame 3 by engaging with the frame 3.

【0024】また、上記車軸22により、略有底円筒状
をなす回転側部材としてのハブ50が軸受51を介して
回転自在に支持されている。このハブ50の内面には内
歯ギヤ52が固定されており、該内歯ギヤ52には中間
軸36に一体形成された中間ギヤ36aが噛合してお
り、該中間軸36は固定側部材としての固定プレート3
0の底面に回転自在に支持されている。該中間軸36
は、これに固着された中間プーリ33,及びベルトを介
して上記固定プレート30に取り付けられた駆動用モー
タ31(図10参照)により回転駆動され、その結果上
記ハブ50が回転する。
The axle 22 supports a hub 50 as a rotating member having a substantially cylindrical shape with a bottom through a bearing 51 so as to be rotatable. An internal gear 52 is fixed to the inner surface of the hub 50. An intermediate gear 36a integrally formed with the intermediate shaft 36 meshes with the internal gear 52, and the intermediate shaft 36 serves as a fixed member. Fixing plate 3
0 is rotatably supported on the bottom surface. The intermediate shaft 36
Is driven to rotate by a driving motor 31 (see FIG. 10) attached to the fixed plate 30 via an intermediate pulley 33 fixed thereto and a belt, and as a result, the hub 50 rotates.

【0025】上記ハブ50には、上記ハンドリム組立体
70が所定角度だけ相対回転可能に支持されている。こ
のハンドリム組立体70は、使用者がハンドリム13に
加える回転力をハブ50に伝達するとともに、加えられ
る回転力を検出する機能を有している。以下、使用者が
加える回転力を検出する構成について説明する。
On the hub 50, the hand rim assembly 70 is supported so as to be relatively rotatable by a predetermined angle. The hand rim assembly 70 has a function of transmitting the rotational force applied by the user to the hand rim 13 to the hub 50 and detecting the applied rotational force. Hereinafter, a configuration for detecting the rotational force applied by the user will be described.

【0026】図4及び図5において符号71は、ハンド
リム組立体70の中心部を構成するディスクであり、該
ディスク71は、内輪部71aと外輪部71bとを3本
のスポーク部71cで連結した構造を有し、3本のスポ
ークパイプ15によりハンドリム13に結合されてい
る。また上記ディスク71はブッシュ55を介して上記
ハブ50のボス部50aにより相対回転可能に支持され
ている。
In FIGS. 4 and 5, reference numeral 71 denotes a disk constituting a central portion of the hand rim assembly 70. The disk 71 has an inner ring 71a and an outer ring 71b connected by three spokes 71c. It has a structure and is connected to the hand rim 13 by three spoke pipes 15. The disk 71 is supported by a boss 50a of the hub 50 via a bush 55 so as to be relatively rotatable.

【0027】上記ディスク71のスポーク部71c,7
1c間には、ポテンショメータ72が配置され、上記ハ
ブ50の底部50bの外面に半径方向の位置調整可能に
取り付けられている。該ポテンショメータ72の入力軸
72aは上記底部50bの内面に突出し、該突出部に長
孔73aを有するレバー73が取り付けられている。該
レバー73の長孔73aには、ディスク71に固定され
たピン53が挿入されている。この構成のもとに、ハブ
50とハンドリム組立体70との相対角度が基準位置か
ら変化すると、ポテンショメータ72の入力軸72aが
回転し、そのインピーダンスが回転角度に応じて変化す
る。
The spokes 71c, 7 of the disk 71
Between 1c, a potentiometer 72 is arranged, and is attached to the outer surface of the bottom portion 50b of the hub 50 so that the position in the radial direction can be adjusted. The input shaft 72a of the potentiometer 72 protrudes from the inner surface of the bottom portion 50b, and a lever 73 having a long hole 73a is attached to the protruding portion. The pin 53 fixed to the disk 71 is inserted into the long hole 73a of the lever 73. Under this configuration, when the relative angle between the hub 50 and the hand rim assembly 70 changes from the reference position, the input shaft 72a of the potentiometer 72 rotates, and the impedance changes according to the rotation angle.

【0028】上記スポーク部71cに形成された矩形孔
71d内にはバネガイド54が配置され、上記ハブ50
の底部50bにボルト締め固定されており、該バネガイ
ド54内にはコイルバネ56が収容配置されている。該
コイルバネ56の両端部はスライダ57を介してスポー
ク部71cの矩形孔71dの内縁に当接している。この
構成のもとに、ハンドリム組立体70を車輪2に対して
相対回転させると、この相対回転角度が後述する人力検
出装置によって検出される。
A spring guide 54 is disposed in a rectangular hole 71d formed in the spoke portion 71c.
A coil spring 56 is accommodated and arranged in the spring guide 54. Both ends of the coil spring 56 are in contact with the inner edge of the rectangular hole 71d of the spoke portion 71c via the slider 57. When the hand rim assembly 70 is rotated relative to the wheel 2 with this configuration, the relative rotation angle is detected by a human power detection device described later.

【0029】また符号58はハブ50とディスク71と
の間のガタ止めとして機能する樹脂製のダンパ部材であ
る。このダンパ部材58は上記バネガイド54に形成さ
れた凸部54aの内側に装着されて上記ディスク71の
外輪部71bに対向しており、ボルト58aを締め込む
ことにより上記外輪部71bに摺接し、ハブ50とディ
スク71間のガタを防止する。なお、符号71eは上記
ポテンショメータ72等を覆うカバーであり、図4はこ
のカバー71eを取り外した状態を示している。
Reference numeral 58 denotes a resin damper member that functions as a play between the hub 50 and the disk 71. The damper member 58 is mounted inside the convex portion 54a formed on the spring guide 54, faces the outer ring portion 71b of the disk 71, and comes into sliding contact with the outer ring portion 71b by tightening a bolt 58a. The play between the disk 50 and the disk 71 is prevented. Reference numeral 71e denotes a cover that covers the potentiometer 72 and the like, and FIG. 4 shows a state where the cover 71e is removed.

【0030】また符号100は後述するコントローラで
あり、これは上記固定プレート30の底部30bの内面
に配設されている。
Reference numeral 100 denotes a controller to be described later, which is disposed on the inner surface of the bottom 30b of the fixing plate 30.

【0031】次に、人力検出装置の構成を説明する。符
号80は差動回転トランスであり、これは固定プレート
30の中心のボス部30aに取り付けられたアウタート
ランス81と、可動プレート50の中心のボス部50a
に取り付けられたインナートランス82とから構成され
ている。
Next, the configuration of the human power detection device will be described. Reference numeral 80 denotes a differential rotary transformer, which includes an outer transformer 81 attached to the boss 30a at the center of the fixed plate 30 and a boss 50a at the center of the movable plate 50.
And an inner transformer 82 attached to the main body.

【0032】上記アウタートランス81は、非磁性体か
つ絶縁体の樹脂からなる円筒状のボビン83の外周面に
2条の巻溝83a,83bを凹設し、各巻溝83a,8
3bに1次コイル84a,84bを巻回して構成されて
いる。
In the outer transformer 81, two winding grooves 83a and 83b are recessed on the outer peripheral surface of a cylindrical bobbin 83 made of a non-magnetic material and an insulating resin.
The primary coils 84a and 84b are wound around 3b.

【0033】また、上記インナートランス82は、磁性
体(例えば軟鉄等の金属)からなる円筒状のコア85の
外周面に2条の保持溝85a,85bを凹設し、該保持
溝85a,85b内に、樹脂製で外周面に凹設された巻
溝86a,87aに2次コイル89a,89bが巻回さ
れたボビン86,87を装着して構成されている。
In the inner transformer 82, two holding grooves 85a and 85b are formed on the outer peripheral surface of a cylindrical core 85 made of a magnetic material (for example, metal such as soft iron), and the holding grooves 85a and 85b are formed. Inside, bobbins 86 and 87 around which secondary coils 89a and 89b are wound are attached to winding grooves 86a and 87a made of resin and formed on the outer peripheral surface thereof.

【0034】なお、86b,87bはボビン86,87
に形成されたスリット、90はターミナルであり、各2
次コイル89a,89bの端部89a′,89b′は上
記スリット86b,87bを通って外部に引き出され、
上記ターミナル90に巻き付けられる。
The bobbins 86, 87b are 86b, 87b.
The slits 90 are terminals and 90 is a terminal.
The ends 89a ', 89b' of the next coils 89a, 89b are drawn out through the slits 86b, 87b,
It is wound around the terminal 90.

【0035】ここで上記アウタートランス81は、外部
磁界を遮断する機能を有する磁性体製のコアを備えてい
ないので、外部金属の影響による磁気的アンバランスを
抑制できるように配置することが望ましい。本実施形態
では、1次コイル84aからハブ50の底部50bまで
の磁気的距離(磁気的影響を考慮した場合の距離)と、
1次コイル84bから固定プレート30の底部30bま
での磁気的距離をできる限り均等にするために、該アウ
タートランス81の幅方向中心線Dを車輪の幅方向中心
線Bに対し固定プレート30側に寸法Cだけ偏位させて
いる。
Since the outer transformer 81 does not have a core made of a magnetic material having a function of blocking an external magnetic field, it is desirable to arrange the outer transformer 81 so as to suppress magnetic imbalance caused by an external metal. In the present embodiment, the magnetic distance from the primary coil 84a to the bottom 50b of the hub 50 (the distance when magnetic effects are taken into account),
In order to make the magnetic distance from the primary coil 84b to the bottom 30b of the fixed plate 30 as uniform as possible, the center line D in the width direction of the outer transformer 81 is positioned on the fixed plate 30 side with respect to the center line B in the wheel width direction. It is displaced by the dimension C.

【0036】即ち、一般的にはアウタートランス81の
幅方向中心Dを車輪幅方向中心Bと一致させるのである
が、このようにすると1次コイル84aからハブ50の
底部50bまでの距離と、1次コイル84bから固定プ
レート30の底部30bまでの距離との差が拡大してし
まう。
That is, generally, the center D in the width direction of the outer transformer 81 is made coincident with the center B in the wheel width direction. In this case, the distance from the primary coil 84a to the bottom 50b of the hub 50 is reduced by one. The difference from the distance from the next coil 84b to the bottom 30b of the fixed plate 30 increases.

【0037】上記左,右のポテンショメータ72,72
により検出された左,右輪2,2への人力は左,右の回
転トランス80,80を介して上記コントローラ100
に入力され、該コントローラ100は所定の処理手順に
従って上記人力に応じた補助動力が得られるよう上記モ
ータ31への供給電力を制御する。
The left and right potentiometers 72, 72
The human power to the left and right wheels 2, 2 detected by the controller 100 is transmitted via the left and right rotary transformers 80, 80 to the controller 100.
The controller 100 controls power supplied to the motor 31 according to a predetermined processing procedure so that auxiliary power corresponding to the human power is obtained.

【0038】次に、図10〜図13に基づいて、コント
ローラ100による補助動力の制御動作を説明する。こ
こで図10は左側の車輪2における制御動作を示してい
る。また本実施形態装置補助動力制御は、トルク制御、
即ち電流制御方式であり、電流制御ループ内においてデ
ューティ比に制限を設けることによりモータからの補助
動力を定電圧特性に沿って制限する方式を採用してい
る。なおモータの定電圧特性は回転数に対して負の傾き
を有する。
Next, the control operation of the auxiliary power by the controller 100 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 10 shows a control operation of the left wheel 2. In addition, the present embodiment device auxiliary power control includes torque control,
That is, a current control method is adopted, in which a duty ratio is limited in a current control loop to limit the auxiliary power from the motor along the constant voltage characteristic. The constant voltage characteristic of the motor has a negative slope with respect to the rotation speed.

【0039】先ず、不感帯幅設定機能101により、
左,右の車輪2,2のハンドリム13,13に加えられ
た人力FL,FR(入力)の履歴に基づいて不感帯幅が
設定される。なお、不感帯幅とは、人力の入力があって
も補助動力が出力されない人力幅であり、主として上記
人力検出装置における感度のばらつきを吸収する目的を
有する。
First, the dead zone width setting function 101
The dead zone width is set based on the history of human power FL, FR (input) applied to the hand rims 13, 13 of the left and right wheels 2, 2. Note that the dead zone width is a human power width in which no auxiliary power is output even when a human power is input, and has a main purpose of absorbing a variation in sensitivity in the human power detection device.

【0040】本実施形態では、図11に示すように、上
記不感帯幅として、上記不感帯設定機能101により、
電源投入時及び所定時間人力の入力が無かった場合には
アシスト待ち時幅N1が選択され、人力が一旦アスト待
ち時幅N1を越えると、これより小さい値のアシスト時
幅N2が選択される。ここでアシスト待ち時幅N1を大
きく設定したのは、補助動力を必要とするという使用者
の意志を確認するためであり、不用意に補助動力が発生
するのを防止している。そして一旦アシスト待ち時幅N
1を越える人力が入力された後は、アシスト時幅N2が
選択されるが、このアシトス時幅N2を小さく設定した
のは、円滑な補助動作が行われるようにするためであ
る。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the dead zone width is set by the dead zone setting function 101 as the dead zone width.
When the power is turned on and there is no input of human power for a predetermined time, the assist waiting width N1 is selected, and once the human power exceeds the ast waiting width N1, an assist width N2 having a smaller value is selected. Here, the reason why the assist waiting width N1 is set to be large is to confirm the user's will to require the auxiliary power, thereby preventing careless generation of the auxiliary power. And once the waiting time width N
After a human power exceeding 1 is input, the assisting width N2 is selected. The reason for setting the assisting width N2 to a small value is to ensure that a smooth assisting operation is performed.

【0041】ここで上記不感帯幅を越えた人力の入力に
より補助動力を発生する場合の態様には各種あり、例え
ば左,右何れか一方の車輪への人力が不感帯幅を越え
た場合に、該左,右何れか一方又は他方あるいは両方の
車輪への補助動力を発生する、両方の車輪への人力の
合力が不感帯幅を越えたとき、左,右何れか一方又は他
方あるいは両方の車輪への補助動力を発生する。
Here, there are various modes in which the auxiliary power is generated by the input of the human power exceeding the dead zone width. For example, when the human power to one of the left and right wheels exceeds the dead zone width, the power is generated. When the combined force of human power on both wheels exceeds the dead band width, generating auxiliary power to one or the other, or both, the left and right wheels. Generates auxiliary power.

【0042】また上記不感帯幅の設定態様については、
2段階に限定されるものではなく、多段階に選択可能に
しても良いのは勿論であり、また使用者の手動操作等に
よりその大きさを変えるための切換スイッチ,調整つま
み等を設けることもできる。
Regarding the setting mode of the dead zone width,
The present invention is not limited to two stages, and may be selectable in multiple stages. It is also possible to provide a changeover switch, an adjustment knob, and the like for changing the size by manual operation of the user. it can.

【0043】次に、増幅比率(補助比)設定機能103
により、使用者の障害の程度等に応じて設定されたアシ
スト比KL(図11参照)が選択される。そして、旋回
成分設定機能104により、左側人力FLと上記アシス
ト比KLとの積から旋回運動を生じる成分としての旋回
トルクiLが求められる。なお、上記アシスト比は、使
用者の左,右の腕力の差異等に基づいて、左,右で異な
る値が選択される場合がある。
Next, an amplification ratio (auxiliary ratio) setting function 103
Thus, the assist ratio KL (see FIG. 11) set according to the degree of the user's obstacle or the like is selected. Then, the turning component setting function 104 obtains a turning torque iL as a component that generates a turning motion from the product of the left-hand human power FL and the assist ratio KL. Note that different values may be selected for the assist ratio between the left and right based on the difference between the left and right arm strengths of the user, and the like.

【0044】また重心成分設定機能105により、左側
人力FLと右側人力FRの所定の合成率による合力と上
記アシスト比KLとの積から直進運動を生じる成分とし
ての重心トルクiGが求められる。
The center-of-gravity component setting function 105 obtains a center-of-gravity torque iG as a component that causes a straight-line motion from the product of the resultant force of the predetermined combined rate of the left human force FL and the right human force FR and the assist ratio KL.

【0045】上記旋回トルクiLと重心トルクiGとを
加算することにより目標トルクiRが求められる。そし
て電流リミッタ106により上記モータ31において上
記目標トルクiRを発生するのに必要な目標電流iRE
Fが求められ、該目標値iREFと電流検出センサ11
0で検出された実際に流れている電流iFBとの差に基
づいてPID制御回路107により補正量が求められ、
またデューティリミッタ108により後述する電圧チェ
ックが行われ、所定のデューティ比が出力される。そし
てバイポーラ電力増幅器109により上記制御信号(デ
ューティ比)が実際の電流に変換され、このようにして
モータ31に補助電流が供給される。
The target torque iR is obtained by adding the turning torque iL and the center-of-gravity torque iG. Then, the target current iRE required to generate the target torque iR in the motor 31 by the current limiter 106
F is obtained, the target value iREF and the current detection sensor 11
The correction amount is obtained by the PID control circuit 107 based on the difference from the current iFB actually flowing detected at 0,
Further, a voltage check described later is performed by the duty limiter 108, and a predetermined duty ratio is output. Then, the control signal (duty ratio) is converted into an actual current by the bipolar power amplifier 109, and the auxiliary current is supplied to the motor 31 in this manner.

【0046】ここで上記補助電流は、人力の大きさに基
づいて設定されるのであるが、人力の供給停止後直ちに
ゼロとなるのではなく、所定時間(例えばt1)の間は
上記人力供給時の補助電流が維持され、その後、徐々に
減少される。
Here, the auxiliary current is set based on the magnitude of the human power, but does not become zero immediately after the supply of the human power is stopped. Is maintained, and then gradually reduced.

【0047】また、本実施形態では、上限電圧設定機能
111及び下限電圧設定機能112により、上限電圧E
1及び下限電圧E2が設定され、上記デューティリミッ
タ108においてデューティ比から求められた電圧が、
上記上限,下限電圧E1,E2内の値に制限されて出力
される。これにより、モータ31の回転速度、即ち、車
速が上限,下限電圧によって制限される。
In the present embodiment, the upper limit voltage E 111 is set by the upper limit voltage setting function 111 and the lower limit voltage setting function 112.
1 and the lower limit voltage E2 are set, and the voltage obtained from the duty ratio in the duty limiter 108 is
The output is limited to values within the upper and lower limit voltages E1 and E2. Thereby, the rotation speed of the motor 31, that is, the vehicle speed is limited by the upper limit voltage and the lower limit voltage.

【0048】上記上限電圧E1,下限電圧E2は上記入
力された人力FL,FRの和が大きいほど大きく(図1
3(a)参照)、小さいほど小さく設定される(同図
(b)参照)。なお、図13において、上限電圧E1は
モータの回転速度即ち車速を規定し、目標電流iREF
はモータトルクを規定することを示している。
The upper limit voltage E1 and the lower limit voltage E2 increase as the sum of the input human power FL, FR increases (see FIG. 1).
3 (a)), the smaller the value, the smaller it is set (see FIG. 3 (b)). In FIG. 13, the upper limit voltage E1 defines the rotation speed of the motor, that is, the vehicle speed, and the target current iREF
Indicates that the motor torque is specified.

【0049】また上記上限電圧E1,下限電圧E2は、
人力の大きさに応じて所定の値(例えば図13(a)に
示す値)に設定されるのであるが、図12に示すよう
に、人力の入力が停止された後の所定時間t1の間は人
力停止時の値(図13(a)の値)が保持され、その後
は時間の経過に伴って例えば図13(b)に示す値に徐
々に減少する。
The upper limit voltage E1 and the lower limit voltage E2 are
A predetermined value (for example, the value shown in FIG. 13A) is set according to the magnitude of the human power. As shown in FIG. 12, for a predetermined time t1 after the input of the human power is stopped, The value at the time of human power stop (the value in FIG. 13A) is held, and thereafter gradually decreases to, for example, the value shown in FIG. 13B over time.

【0050】その結果、本実施形態では、上記モータ3
1から出力される補助動力は、第4設定車速V4から第
1設定車速V1までの状態では、入力された人力に応じ
て設定された目標トルクiREFに保持され、第1設定
車速V1を越えると車速の増加に伴って徐々に減少さ
れ、第2設定車速V2で実質的にゼロとなり、そしてさ
らに該第2設定車速V2を越えるとモータ31が負荷と
して作用する。
As a result, in the present embodiment, the motor 3
In a state from the fourth set vehicle speed V4 to the first set vehicle speed V1, the auxiliary power output from 1 is held at the target torque iREF set according to the input human power, and when the auxiliary power exceeds the first set vehicle speed V1. It gradually decreases as the vehicle speed increases, becomes substantially zero at the second set vehicle speed V2, and when the vehicle speed exceeds the second set vehicle speed V2, the motor 31 acts as a load.

【0051】また上記モータ31から出力される補助動
力は、車速が上記第4設定車速V4を下回ったときに
は、車速の減少に伴って増加される。これは例えば、車
速がV4より低下した場合には入力を停止しても上記所
定時間t1の間は補助動力が増加されるので、車速はV
4に保持され、その後徐々に低下することを示してい
る。
The auxiliary power output from the motor 31 increases as the vehicle speed decreases when the vehicle speed falls below the fourth set vehicle speed V4. This is because, for example, when the vehicle speed is lower than V4, the auxiliary power is increased during the predetermined time t1 even if the input is stopped.
4 and gradually decreased thereafter.

【0052】このように本実施形態では、左,右両方の
車輪への人力の合力が不感帯幅を越えたとき、左,右両
方の車輪への補助動力を発生するようにしたので、使用
者の障害の程度にかかわらず常に左,右車輪に同時に補
助動力の供給を開始でき、補助動力の供給により車椅子
が旋回しすぎるといった問題を回避できる。
As described above, in this embodiment, when the combined force of the human power on both the left and right wheels exceeds the dead zone width, the auxiliary power is generated on both the left and right wheels. Irrespective of the degree of the obstacle, the supply of the auxiliary power to the left and right wheels can always be started at the same time, and the problem that the wheelchair turns too much due to the supply of the auxiliary power can be avoided.

【0053】なお、左,右何れか一方の車輪への人力が
不感帯幅を越えた場合に、該左,右両方の車輪への補助
動力を発生するようにしても良く、このようにしても補
助力供給開始を左,右同時に行うことができ、上記の場
合と同様の効果が得られる。
It should be noted that, when human power to either the left or right wheel exceeds the dead zone width, auxiliary power to both the left and right wheels may be generated. The supply of the auxiliary force can be started simultaneously on the left and right sides, and the same effect as the above case can be obtained.

【0054】また左,右何れか一方の車輪への人力が不
感帯幅を越えた場合に、何れか一方にのみ設けられたモ
ータからの補助動力供給を開始することもできる。
When the human power to one of the left and right wheels exceeds the dead zone width, the supply of the auxiliary power from the motor provided only to one of the wheels can be started.

【0055】さらにまた、本実施形態では、不感帯幅
を、電源投入時及び所定時間人力の入力が無かった場合
にはアシスト待ち時幅N1とし、人力が一旦アスト待ち
時幅N1を越えるとアシスト時幅N2との2段階とし、
かつN1〉N2としたので、電源投入時等には、使用者
が比較的大きく設定されたN1を越える人力を加えた場
合にのみ補助動力が供給開始され、補助動力を必要とし
ているという使用者の意志を確認することができ、不用
意に補助動力が発生するのを防止できる。
Furthermore, in this embodiment, the dead zone width is set to the assist waiting width N1 when the power is turned on and when no human power is input for a predetermined time, and when the human power once exceeds the ast waiting width N1, the assist dead zone is set. With two steps of width N2,
In addition, since N1> N2, when the power is turned on, the auxiliary power is started to be supplied only when the user applies a human power exceeding the relatively large set N1, and the user needs the auxiliary power. Can be confirmed, and careless generation of auxiliary power can be prevented.

【0056】そして一旦アシスト待ち時幅N1を越える
人力が入力された後は、アシスト時幅N2が選択される
が、このアシトス時幅N2を小さく設定したので、入力
の履歴状態により円滑な補助動作を行うことができる。
Once a human power exceeding the assist waiting width N1 is input, the assisting width N2 is selected. However, since the assisting width N2 is set to a small value, a smooth assist operation is performed depending on the input history state. It can be performed.

【0057】また上記不感帯幅を、外部スイッチ,又は
調整つまみ等により使用者が調整するように構成するこ
とも可能であり、このようにすれば、使用者の障害の程
度に応じた不感帯幅の設定ができ、補助動力の供給をを
より円滑に開始することができる効果がある。
The dead zone width can be adjusted by the user using an external switch or an adjustment knob, and in this case, the dead zone width can be adjusted according to the degree of obstacle to the user. There is an effect that the setting can be performed and the supply of the auxiliary power can be started more smoothly.

【0058】また本実施形態では、モータ31に供給さ
れる上限電圧E1を人力に応じた値に制限するようにし
たので、該上限電圧E1により車速が制限され、車速が
出すぎると言った問題を回避できる。また第2設定車速
V2を越えた場合には、モータ31が負荷となるので、
降坂時においても車速が出すぎるといった問題を回避で
きる。
In the present embodiment, the upper limit voltage E1 supplied to the motor 31 is limited to a value corresponding to human power. Therefore, the vehicle speed is limited by the upper limit voltage E1, and the vehicle speed is excessively increased. Can be avoided. When the vehicle speed exceeds the second set vehicle speed V2, the motor 31 becomes a load.
The problem that the vehicle speed is too high even on a downhill can be avoided.

【0059】また、上記目標電流iREF及び上記上限
電圧E1を、人力Fの供給停止後の所定時間t1の間は
人力供給時の大きさに維持し、その後は時間の経過に伴
って小さく制御したので、例えば登坂のような時に、人
力供給停止の途端に急激に減速してしまったり、人力供
給後にモータ駆動系が逆に負荷となる問題を回避でき
る。
Further, the target current iREF and the upper limit voltage E1 are maintained at the magnitude at the time of supplying the manual power for a predetermined time t1 after the supply of the human power F is stopped, and thereafter, are controlled to be small as time passes. Therefore, for example, when climbing a hill, it is possible to avoid a problem that the speed is suddenly decelerated as soon as the supply of the human power is stopped, or that the motor drive system becomes a load after the supply of the human power.

【0060】さらにまた、車速が第4設定車速V4を下
回る場合には、車速の減少に伴って補助動力を増加させ
るようにしたので、例えば人力の供給なしで車椅子を坂
道の途中において停止させることが可能であり、坂道の
途中でサイフを取り出す等、使い勝手を向上できる。な
お、この場合の坂道停止可能時間は、上記上限電圧保持
時間t1の設定次第であり、この時間を経過すると上記
補助動力は徐々に小さくなる。
Further, when the vehicle speed is lower than the fourth set vehicle speed V4, the auxiliary power is increased in accordance with the decrease in the vehicle speed. Therefore, for example, the wheelchair is stopped midway on a slope without supplying human power. It is possible to improve usability, such as taking out a wallet in the middle of a slope. In this case, the time during which the slope can be stopped depends on the setting of the upper limit voltage holding time t1, and when the time elapses, the auxiliary power gradually decreases.

【0061】上記第1実施形態では、モータの上限電圧
E1,下限電圧E2を制限することにより、補助動力を
制限し、結果的に車速を制御するようにしたが、目標車
速を設定し、該目標車速と検出車速との差に基づいて車
速を制御するようにしてもよい。図14はこのようにし
た第2実施形態を示す図であり、図中、図10と同一符
号は同一又は相当部分を示す。
In the first embodiment, the auxiliary power is limited by limiting the upper limit voltage E1 and the lower limit voltage E2 of the motor. As a result, the vehicle speed is controlled. However, the target vehicle speed is set. The vehicle speed may be controlled based on the difference between the target vehicle speed and the detected vehicle speed. FIG. 14 is a diagram showing the second embodiment as described above. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 10 indicate the same or corresponding parts.

【0062】本実施形態では、上限速度設定機能21
1,下限速度設定機能212により、入力された人力F
L,FRに基づいて上限速度ω1,下限速度ω2が設定
される。なお、この上限速度ω1は図13における第2
設定車速V2に対応しており、また下限速度ω2は第4
設定速度V4に対応している。
In this embodiment, the upper limit speed setting function 21
1, the human power F input by the lower limit speed setting function 212
Upper limit speed ω1 and lower limit speed ω2 are set based on L and FR. Note that the upper limit speed ω1 is the second speed ω1 in FIG.
It corresponds to the set vehicle speed V2, and the lower limit speed ω2 is the fourth speed.
It corresponds to the set speed V4.

【0063】また車速演算手段213により、上記デュ
ーティリミッタ108から出力されたデューティ比,及
び電流検出センサ110からの電流,電源特性,及びモ
ータ31の有するモータ定数等に基づいて車輪速度ωL
が演算される。なお、別個に機械式の車速センサを設け
ることもできるが、本実施形態方式の方がコスト,重
量,配置スペース等の点で有利である。
The vehicle speed calculating means 213 determines the wheel speed ωL based on the duty ratio output from the duty limiter 108, the current from the current detection sensor 110, the power supply characteristics, the motor constant of the motor 31, and the like.
Is calculated. Although a mechanical vehicle speed sensor can be separately provided, the system of this embodiment is more advantageous in terms of cost, weight, arrangement space, and the like.

【0064】そして上記左輪速度ωLと右輪速度ωRと
の和を1/2することにより重心速度ωGが求められ、
この重心速度ωGと上記上限速度ω1,下限速度ω2と
が比較される。そしてゲイン付与機能214,215に
より、重心速度ωGが上限速度ω1より大きい場合には
その差分に対応して減少すべき電流−i1が、重心速度
ωGが下限速度ω2より小さい場合はその差分に対応し
て増加すべき電流+i2がそれぞれ求められる。この増
加電流+i2と減少電流−i1とが上記旋回トルク,重
心トルクに対応した求められた電流に加算されて目標電
流iREFが求められる。
Then, the center-of-gravity speed ωG is obtained by halving the sum of the left wheel speed ωL and the right wheel speed ωR.
The center-of-gravity speed ωG is compared with the upper limit speed ω1 and the lower limit speed ω2. When the center-of-gravity speed ωG is higher than the upper limit speed ω1, the current −i1 to be reduced according to the difference is determined by the gain applying functions 214 and 215, and when the center-of-gravity speed ωG is lower than the lower limit speed ω2, the current −i1 corresponds to the difference. Then, a current + i2 to be increased is obtained. The increase current + i2 and the decrease current -i1 are added to the obtained current corresponding to the turning torque and the center-of-gravity torque to obtain the target current iREF.

【0065】本第2実施形態装置においても上記第1実
施形態装置と同様の効果が得られるが、さらにPWM制
御におけるデューティ比の使用可能範囲が広い、システ
ムの異常検出が可能である等の効果がある。
The same effects as those of the first embodiment can be obtained in the second embodiment as well, but furthermore, the usable range of the duty ratio in the PWM control is wide, and the system abnormality can be detected. There is.

【0066】即ち、上記第1実施形態は、デューティ比
を制限する方式であるので全デューティ比の一部(例え
ば70%程度)しか使用できないが、本第2実施形態は
全デューティ比の使用が可能である。また本第2実施形
態では、目標電流値そのものを補正制御する方式である
ので、目標電流値と検出電流値との差が所定値以上であ
る場合には、システム自体が異常であると判断できる。
一方、上記第1実施形態では、上限,下限電圧を設ける
方式であるので、例えば上限電圧E1に制限された運転
状態では目標電流値と検出電流値との間には大きな差が
存在するのを前提としているので、これらの電流値の差
からシステム異常を検出することはできない。
That is, in the first embodiment, since a duty ratio is limited, only a part (for example, about 70%) of the entire duty ratio can be used. However, in the second embodiment, the use of the full duty ratio is not possible. It is possible. Further, in the second embodiment, since the target current value itself is corrected and controlled, if the difference between the target current value and the detected current value is equal to or larger than a predetermined value, it can be determined that the system itself is abnormal. .
On the other hand, in the first embodiment, since the upper limit and lower limit voltages are provided, for example, in an operation state limited to the upper limit voltage E1, there is a large difference between the target current value and the detected current value. Since it is assumed, a system abnormality cannot be detected from the difference between these current values.

【0067】上記第1,第2実施形態では、第2設定車
速V2において補助動力をゼロとし、さらに該第2設定
速度V2を越えて車速が増加する伴ってモータ31を負
荷として作用させるようにしたが、図15,16は第2
設定車速V2より大きい第3設定車速V3を越えて車速
が増加した場合にモータ31を負荷として作用させるよ
うにした第3実施形態を示す図であり、図中、図10,
図14と同一符号は同一又は相当部分を示す。
In the first and second embodiments, the auxiliary power is set to zero at the second set vehicle speed V2, and the motor 31 acts as a load as the vehicle speed increases beyond the second set vehicle speed V2. However, FIGS. 15 and 16 show the second
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment in which the motor 31 acts as a load when the vehicle speed increases beyond a third set vehicle speed V3 which is higher than the set vehicle speed V2.
14 denote the same or corresponding parts.

【0068】本第3実施形態では、設定車速演算機能2
16により、左,右駆動輪2,2に加えられた人力F
L,FRに基づいて第1〜第4設定車速V1〜V4が演
算される。この場合、上記第1〜第4設定車速V1〜V
4は人力が大きいほど大きく、小さいほど小さく設定さ
れる。
In the third embodiment, the set vehicle speed calculation function 2
16, the human power F applied to the left and right drive wheels 2, 2
First to fourth set vehicle speeds V1 to V4 are calculated based on L and FR. In this case, the first to fourth set vehicle speeds V1 to V
4 is set larger as the human power is larger, and set smaller as the human power is smaller.

【0069】そして重心成分設定機能105により、上
記演算された第1〜第4設定車速V1〜V4と検出され
た重心速度ωGにより重心トルクiGが演算され、目標
電流iREFが決定される。
The center-of-gravity component setting function 105 calculates the center-of-gravity torque iG based on the calculated first to fourth set vehicle speeds V1 to V4 and the detected center-of-gravity speed ωG, and determines the target current iREF.

【0070】この場合、上記目標電流iREFは、上記
重心速度ωGが、第4〜第1設定車速V4〜V1にある
ときは人力に応じた補助動力が得られるように決定さ
れ、第1〜第2設定車速V1〜V2にあるときは車速の
増加に伴って補助動力が小さくなるように決定され、第
2〜第3設定車速V2〜V3にあるときは補助力がゼロ
となるように決定され、さらに第3設定車速V3を越え
て増加するほど徐々に大きな負荷が発生するように決定
される。
In this case, the target current iREF is determined such that when the center of gravity speed ωG is in the fourth to first set vehicle speeds V4 to V1, auxiliary power corresponding to human power is obtained. When the vehicle speed is between the second set vehicle speeds V1 and V2, the assist power is determined to decrease as the vehicle speed increases, and when the vehicle speed is between the second and third set vehicle speeds V2 and V3, the auxiliary force is determined to be zero. It is determined that a larger load is generated as the vehicle speed increases beyond the third set vehicle speed V3.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による補助動力付き車椅
子の側面図である。
FIG. 1 is a side view of a wheelchair with auxiliary power according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記車椅子の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the wheelchair.

【図3】上記車椅子の背面図である。FIG. 3 is a rear view of the wheelchair.

【図4】上記車椅子の車輪のハブ部分のカバーを取り外
した状態を示す正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a state where a cover of a hub portion of a wheel of the wheelchair is removed.

【図5】図4のV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;

【図6】上記車椅子の回転トランス部分の正面図であ
る。
FIG. 6 is a front view of a rotary transformer portion of the wheelchair.

【図7】上記車椅子の回転トランス部分の断面側面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional side view of a rotary transformer portion of the wheelchair.

【図8】上記車椅子の回転トランス部分の側面図であ
る。
FIG. 8 is a side view of a rotary transformer portion of the wheelchair.

【図9】上記車椅子の回転トランス部分の斜視図であ
る。
FIG. 9 is a perspective view of a rotary transformer portion of the wheelchair.

【図10】上記車椅子の補助動力の制御動作を示すシス
テムの構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a system showing a control operation of auxiliary power of the wheelchair.

【図11】上記人力と出力トルクとの特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram of the human power and the output torque.

【図12】上記制御動作における上限電圧の時間的変化
を示す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a temporal change of an upper limit voltage in the control operation.

【図13】上記制御動作における車速−モータトルク特
性図である。
FIG. 13 is a vehicle speed-motor torque characteristic diagram in the control operation.

【図14】本発明の第2実施形態の補助動力の制御動作
を示すシステムの構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a system showing a control operation of an auxiliary power according to a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第3実施形態の補助動力の制御動作
を示すシステムの構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a system showing a control operation of an auxiliary power according to a third embodiment of the present invention.

【図16】上記第3実施形態の制御動作における車速−
モータトルク特性図である。
FIG. 16 shows vehicle speed in the control operation of the third embodiment.
It is a motor torque characteristic diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車椅子 2 車輪(駆動輪) 31 モータ(補助動力源) 72 ポテンショメータ(人力検出手段) 100 コントローラ(補助動力制御手段,不感帯幅制
御手段) N1 アシスト待ち時幅(不感帯幅) N2 アシスト時幅(不感帯幅)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheelchair 2 Wheel (drive wheel) 31 Motor (auxiliary power source) 72 Potentiometer (human power detection means) 100 Controller (auxiliary power control means, dead zone width control means) N1 Assist waiting width (dead zone width) N2 Assist width (dead zone) width)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の進行方向に向かって左右に配置さ
れた二つの駆動輪の何れか一方又は両方に加えられた人
力と、該人力に基づいて求めた補助動力との合成力によ
り車両の前後進及び旋回動作を行うようにした補助動力
付き車椅子において、上記各駆動輪に加えられた人力を
検出する人力検出手段と、補助動力を発生する補助動力
源と、左,右何れか一方の駆動輪への人力が所定の不感
帯幅を越えたとき他方又は両方の駆動輪に上記補助動力
を出力するよう上記補助動力源を制御する補助動力制御
手段とを備えたことを特徴とする補助動力付き車椅子。
1. A vehicle according to claim 1, wherein a combined force of a human power applied to one or both of two driving wheels disposed on the left and right sides in a traveling direction of the vehicle and an auxiliary power obtained based on the human power. In a wheelchair with auxiliary power configured to perform forward and backward and turning operations, a human power detection unit that detects human power applied to each of the drive wheels, an auxiliary power source that generates auxiliary power, and one of left and right Auxiliary power control means for controlling the auxiliary power source so as to output the auxiliary power to the other or both drive wheels when human power to the drive wheels exceeds a predetermined dead zone width. Wheelchair.
【請求項2】 車両の進行方向に向かって左右に配置さ
れた二つの駆動輪の何れか一方又は両方に加えられた人
力と、該人力に基づいて求めた補助動力との合成力によ
り車両の前後進及び旋回動作を行うようにした補助動力
付き車椅子において、上記各駆動輪に加えられた人力を
検出する人力検出手段と、補助動力を発生する補助動力
源と、左,右の駆動輪への人力の合力が所定の不感帯幅
を越えたとき一方又は両方の駆動輪に上記補助動力を出
力するよう上記補助動力源を制御する補助動力制御手段
とを備えたことを特徴とする補助動力付き車椅子。
2. The vehicle according to claim 1, further comprising: a human power applied to one or both of two driving wheels disposed on the left and right sides in a traveling direction of the vehicle, and a combined power of an auxiliary power obtained based on the human power. In a wheelchair with auxiliary power adapted to perform forward and backward and turning operations, a human power detecting means for detecting human power applied to each of the drive wheels, an auxiliary power source for generating auxiliary power, and a left and right drive wheel. Auxiliary power control means for controlling the auxiliary power source so as to output the auxiliary power to one or both drive wheels when the resultant force of the human power exceeds a predetermined dead zone width. wheelchair.
【請求項3】 請求項1又は2において、上記不感帯幅
を変化させる不感帯幅制御手段を備えたことを特徴とす
る補助動力付き車椅子。
3. The wheelchair with auxiliary power according to claim 1, further comprising a dead zone width control means for changing the dead zone width.
【請求項4】 請求項3において、上記不感帯幅制御手
段は、不感帯幅を、電源投入時及び所定時間人力の入力
がなかった場合のアシスト待ち時幅N1と、人力がN1
を越えた後のアシスト時幅N2とし、かつN1〉N2と
したことを特徴とする補助動力付き車椅子。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the dead zone width control means sets the dead zone width to an assist waiting width N1 when the power is turned on and when no human power is input for a predetermined time, and that the human power is N1.
The assisting wheelchair, characterized in that the width at the time of assisting after exceeding N2 is N2 and N1> N2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006008013A (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Sony Corp Traveling device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4599907B2 (en) * 2004-06-28 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 Traveling device

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