JPH11313857A - Small riding vehicle - Google Patents

Small riding vehicle

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JPH11313857A
JPH11313857A JP10123516A JP12351698A JPH11313857A JP H11313857 A JPH11313857 A JP H11313857A JP 10123516 A JP10123516 A JP 10123516A JP 12351698 A JP12351698 A JP 12351698A JP H11313857 A JPH11313857 A JP H11313857A
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Japan
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small vehicle
motor
electric motor
wheel
speed
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JP10123516A
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Toshihiko Sasaki
俊彦 佐々木
Toshinori Fujii
利宣 藤井
Akihito Watanabe
昭仁 渡辺
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WAKO GIKEN KK
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WAKO GIKEN KK
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve maintenance and running characteristics by using outer rotor motors as motors for driving two running wheels independently, engaging a fitted part of running wheel with an engaging part disposed at the rotor of each motor, and connecting it thereto by a connection member so as to be detachable. SOLUTION: In the case where this small riding vehicle is applied to a bendable wheelchair, to both side surfaces of a riding vehicle frame 2, tires 10 are respectively fitted. The tire 10 is integrally constructed with a brushless direct drive motor 4 of an outer rotor permanent magnet type. Below a wheelchair seat, a storage battery is disposed so that it may be installed in a battery case integrated with a controller so as to be removable and it can supply a current to the motor 4. To the motor 4, an outer wheel fitting part for mounting it, is attached, by which the outer wheel integrated with the tire 10 is fixed by fitting. The motor 4 is connected to the tire 10 by threadedly fitting a bolt to be inserted in each of bolt fitting holes formed on the part 6 into a nut 6 disposed at a corresponding position of the wheel 14.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、それぞれが電動
機によって駆動可能である、少なくとも2つの走行輪を
具えた椅子架台を持つ小型乗物、特に電動車椅子及びこ
れに準じた乗物の保守性、走行性能、及び/又は使用方
法の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small vehicle having a chair mount provided with at least two running wheels, each of which can be driven by an electric motor, and more particularly to a motorized wheelchair and a vehicle having the same maintainability and running performance. And / or improvement of the method of use.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動機により駆動され、かつ再充電可能
な電池を備えた小型乗物は公知であり、電動機により駆
動される車椅子も公知である。また、電動車椅子は従来
は手動式の車椅子と異なり自動車のトランクに入れて運
搬できる形状には仕上げられていなかった。更に電動機
は一般に走行軸面から椅子架台の内側へ突き出た位置に
配置され、架台が折り畳めない構造で製作され、特別に
設計された走行輪用支持架台により架台に固定されるよ
うになっていた。かかる不便を解消するため運搬時に容
易に個別部品に分解可能な構造にした車椅子が米国特許
USP5246082号に紹介されている。
2. Description of the Related Art Small vehicles that are driven by a motor and have rechargeable batteries are known, and wheelchairs driven by a motor are also known. Conventionally, unlike a manual wheelchair, an electric wheelchair has not been finished in a shape that can be carried in a trunk of an automobile. Furthermore, the electric motor is generally arranged at a position protruding from the running shaft surface to the inside of the chair mount, is manufactured in a structure in which the mount is not foldable, and is fixed to the mount by a specially designed running wheel support mount. . In order to eliminate such inconvenience, a wheelchair having a structure that can be easily disassembled into individual parts during transportation is introduced in US Pat. No. 5,246,082.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動車椅子では、車輪のホイール部と内側のモータ収納
部とが一体となって構成されていた。このため、屋外使
用時に泥等で外輪の走行タイヤ部が汚れたり、空気式の
タイヤがパンクしたりした場合、車輪全体を交換しなけ
ればならず、交換作業が架台から車輪全体をはずして取
付け直すという大変複雑な作業で、しかも各メーカの機
種毎に作業内容が異なるという問題点があった。又、上
述の車輪に電動駆動部を一体化して収納した電動車椅子
ではスペアタイヤ等を利用者が用意する場合、高価な車
輪を複数個購入しなければならず、利用者の経済的負担
が激増するといった問題点もあった。更に、電動駆動部
を車輪内部に配置した構造の小型乗物では、従来、電動
機の出力トルクが小さかったので、一般に、遊星歯車や
平歯車等の減速機を利用して車輪の出力を増力してい
た。そして、この電動車輪を手動で回転させる場合に
は、モータ静止摩擦トルクにギヤ比を掛けた余分な力を
必要とし、また、減速機を逆方向から回すことになりロ
ストルクも大きくなるため、一般に減速機と車輪との間
に継手を配置して車輪を切り離して手で回転させる構造
となっていた。従って、電動機で発生させたトルクが減
速機及び継手での伝達損失分だけ削減され、駆動効率の
低下及び電池容量の増加原因となっていた。また、減速
機や通常使用されていた直流電動機のモータブラシでの
騒音は寝ている人に対する深夜の屋内騒音やテレビ/ラ
ジオ等への電波ノイズの原因でもあった。更にまた、減
速機のバックラッシュと継手の遊びが合成され、走行車
両のガタツキが3〜6度以上もあったり運転指令に対す
る応答も悪かったために特に車輪径の大きい小型乗物で
は走行時の運転特性が不安定となり、走行幅90cm以
内の狭い室内の通路の走行や、トイレ、エレベータなど
の狭い空間での進行方向の変更などが小型乗物の利用者
1人では困難であるという問題点もあった。また、継手
を坂道の途中で解放した場合、車輪が空転状態となりブ
レーキがかけられなくなるという危険もあった。また、
片流れ路面の走行や砂利道の走行等では、電動機の出力
トルクが小さかったり駆動系にガタツキがあると、乗物
の車体が不規則に左右にゆれ、操縦が困難になり、非常
に乗り心地も悪くなったり、小出力トルクのため小さな
障害物を乗り越えられないといった問題があると共に、
出力の大きな電動機を採用した車椅子では加減速時の衝
撃が激しく誰でも手軽に運転できる乗物とは言い難たか
った。この発明は上述のような事情に鑑みて成されたも
のであり、この発明の目的は電動機によって駆動可能で
ある少なくとも2つの走行輪を具えた架台を持つ小型乗
物において、電動機をギヤレス、クラッチレスかつアウ
ターロータ型直接駆動電動機で構成し、小型乗物の位置
及び進行方向の制御を正確に実行すると共に、電動機と
走行輪ホイールとの間で両者を着脱可能とし、乗物の保
守性や走行性能を高めると共に、安全性を向上させた乗
物を提供することにある。
However, in the conventional electric wheelchair, the wheel portion of the wheel and the inner motor housing are integrally formed. For this reason, if the running tire portion of the outer wheel becomes dirty with mud or the like or the pneumatic tire gets punctured during outdoor use, the entire wheel must be replaced. There was a problem that the work was very complicated, and the contents of the work were different for each model of each manufacturer. Also, in the case of an electric wheelchair in which the above-mentioned wheels are integrated with the electric driving unit and housed therein, when the user prepares spare tires and the like, it is necessary to purchase a plurality of expensive wheels, and the economic burden on the user increases sharply. There was also a problem of doing. Further, in a small vehicle having a structure in which the electric drive unit is disposed inside the wheel, the output torque of the motor has conventionally been small. Therefore, generally, the output of the wheel is increased by using a speed reducer such as a planetary gear or a spur gear. Was. In order to rotate the electric wheel manually, an extra force obtained by multiplying the motor static friction torque by the gear ratio is required, and since the reduction gear is rotated from the opposite direction, the loss torque increases. The joint was arranged between the reduction gear and the wheel, and the wheel was separated and rotated by hand. Therefore, the torque generated by the electric motor is reduced by the transmission loss at the speed reducer and the joint, which causes a reduction in drive efficiency and an increase in battery capacity. In addition, noise from the speed reducer or the motor brush of a DC motor that is normally used is a cause of late-night indoor noise for a sleeping person and radio wave noise to a television / radio. Furthermore, the backlash of the speed reducer and the play of the joint are combined, and the running characteristics of the traveling vehicle during traveling are particularly large in a small vehicle having a large wheel diameter because the backlash of the traveling vehicle is 3 to 6 degrees or more and the response to the driving command is poor. The passengers of a small vehicle may become unstable due to traveling in narrow indoor passages with a traveling width of 90 cm or less, or changing the traveling direction in narrow spaces such as toilets and elevators.
There was also a problem that it was difficult alone. Further, when the joint is released in the middle of the slope, there is a danger that the wheels are idle and braking cannot be applied. Also,
When traveling on a one-way road surface or on a gravel road, if the output torque of the motor is small or the drive system is rattled, the vehicle body will shake irregularly to the left and right, making it difficult to maneuver and very poor ride comfort. And the small output torque makes it impossible to overcome small obstacles,
A wheelchair using a motor with a large output had a strong impact during acceleration and deceleration, making it difficult for anyone to drive easily. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a small vehicle having a gantry having at least two traveling wheels that can be driven by an electric motor, in which the electric motor is provided with a gearless and clutchless motor. In addition, it is composed of an outer rotor type direct drive motor, which accurately controls the position and traveling direction of a small vehicle, and makes it possible to attach and detach both between the motor and the traveling wheel to improve maintainability and traveling performance of the vehicle. It is an object of the present invention to provide a vehicle with enhanced safety.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれが
電動機によって駆動可能である、少なくとも2つの走行
輪を具えた架台を持つ小型乗物に関し、この発明の上記
目的は前記電動機をアウターロータ型電動機で構成し、
各電動機の回転子側に走行輪ホイールの係止部を設け、
この係止部に係止される装着部が設けられた走行輪ホイ
ールと前記係止部とを、着脱可能に連結部材により連結
して走行輪ホイールと電動機とを分離できるようにする
ことによって達成される。またこの発明はそれぞれが電
動機によって駆動可能である、少なくとも2つの走行輪
を具えた架台を持つ小型乗物にも関し、この発明の上記
目的は前記電動機をギヤレスかつアウターロータ型直接
駆動電動機で構成すると共に、各電動機の回転子位置及
び回転数を128パルス/回転以上の計測精度で検出す
る回転位置センサにより計測することによっても達成さ
れる。更にまた、この発明はそれぞれが車輪ボスの範囲
に配置された電動機によって直接駆動可能である少なく
とも2つの走行輪を具えた架台を持つ小型乗物に関し、
この発明の上記目的は走行輪が架台に着脱可能に固定で
きる差込み軸を具えた着脱可能な車輪として構成されて
おり、各電動機がギヤレスかつ突出部なしに直接駆動可
能な構造で車輪ボスの内部に配置されており、各電動機
の固定子が支持部材を介して着脱可能に架台に固定でき
ると共に、各電動機の固定子の内側に中空部を設け、こ
の中空部に電動機の回転位置センサ、駆動制御装置、放
熱器、電気ケーブル、電気接続コネクタ、継手、及び/
又はブレーキを配置することによっても達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a small vehicle having a platform with at least two running wheels, each of which can be driven by an electric motor. Composed of
Provide a locking portion for the running wheel on the rotor side of each motor,
Achieved by detachably connecting the traveling wheel and the electric motor with the traveling wheel provided with the mounting portion engaged with the retaining portion and the retaining portion by a connecting member. Is done. The invention also relates to a small vehicle having a gantry with at least two running wheels, each drivable by an electric motor. The object of the invention is to configure the electric motor as a gearless, outer rotor type direct drive electric motor. At the same time, it can also be achieved by measuring the rotor position and the number of rotations of each electric motor with a rotation position sensor that detects with a measurement accuracy of 128 pulses / revolution or more. Furthermore, the invention relates to a miniature vehicle having a platform with at least two running wheels each of which can be driven directly by an electric motor located in the region of a wheel boss,
The above object of the present invention is configured as a detachable wheel having an insertion shaft on which a traveling wheel can be detachably fixed to a gantry. The stator of each motor can be detachably fixed to the gantry via a support member, and a hollow portion is provided inside the stator of each motor, and the rotation position sensor of the motor and the drive are provided in the hollow portion. Control devices, radiators, electrical cables, electrical connectors, fittings, and / or
Alternatively, it can be achieved by disposing a brake.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、この発明
の好適な実施例について詳細に説明する。図1は、この
発明の小型乗物を折畳み可能な車椅子に適用した場合の
斜視図であり、車輪駆動部が全て突出部なしで車輪ボス
の内部に収められているので、電動機なしの折畳み可能
な手動車椅子から周知のように、走行輪のタイヤ、又は
タイヤ及び電動機を簡単な操作により乗物架台から取外
すことができる構造となっている。すなわち、中空パイ
プ等で構成された乗物架台2の両側面に、アウターロー
タ型永久磁石式ブラシレス直接駆動電動機4i(以下、
左右両輪を特定しないで示すため、添字iを使用し、i
=a,bは略す)と一体になったタイヤ10iがそれぞ
れ装着され、シート1の下方には電動機用の蓄電池13
が後述する制御装置60(以後制御装置のソフトウェア
的動作を重視する場合は制御部と呼ぶ)と一体化された
電池ケース11に収納されて、架台2に取り外し可能な
状態で固定されている。また、タイヤ10iの前方には
補助輪20iが取付けられ、その前方にフットレスト2
2iが折畳み可能に取付けられ、更に、タイヤ10iに
は後述する外付制動ユニット70iがそれぞれ並設され
ると共に、ジョイスティック等の操縦手段25を装備し
た操作箱24がひじ掛けアームの上に取付けられるよう
になっている。しかして、電動機4iの外周にはタイヤ
10iと一体となったアウターホイール14iを嵌合さ
せて固定するための車輪装着用係止部5iが設けられ、
複数のボルト装着用孔6a〜6nが穿設されている。ま
た、ホイール14iには連結部材を構成するボルト8a
〜8nを固定するナット部16a〜16nが設けられて
いる。従って、ボルト8a〜8nを着脱するだけで、簡
単に電動機4iからタイヤ10iを着脱することができ
る構成になっていると共に、後述するように、電動機4
iも乗物架台2から着脱可能な構造となっている。尚、
上述のナット部16a〜16nは電動機係止部5i側に
穿設し、ホイール14i側にボルト装着用孔6a〜6n
を穿設するようにしても良い。また、係止部5iは後述
するロータブラケット50の表面に設けるようにしても
良い。ところで、図2(A)はアウターホイール14と
一体となった手押し可能な比較的直径の大きなタイヤ1
0を、並設して取付けられた手動リム18と共に電動機
4から取外した状態の縦断面図であり、図2(B)はタ
イヤを取外した状態の電動機4の縦断面図であり、図2
(C)はタイヤ10を電動機4に装着した状態を示す縦
断面図である。更に、図2(D)は室外走行時に安定し
た走行を可能とする比較的直径が小さくタイヤ幅の広い
タイヤ10xを電動機4に装着した状態の縦断面図であ
り、図3は図2(B)の電動機4の内部を拡大した縦断
面図であり、図4はアウターロータ型ブラシレス直接駆
動電動機の固定子と回転子との配置関係を示す部分拡大
断面図である。そして、上述の図2(C)及び(D)よ
り、この発明の小型乗物では同一の乗物架台2に対し
て、室内走行タイヤ10i及び室外走行タイヤ10xを
適宜選択できるので、架台及び電動機は同一のものを使
用しても、簡単にタイヤ部だけを交換して使用すること
が可能となり、室内で手押し運転したり、室外で長時間
活動する場合には、それぞれの運転状態に対応した運転
者の操縦し易い最適のタイヤを選択して装着することが
できる。尚、この発明の小型乗物では後述するように電
動機4も架台2に対し装着可能な構造となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a case where the small vehicle of the present invention is applied to a foldable wheelchair. Since all the wheel drive units are housed inside the wheel boss without any protruding portions, the vehicle can be folded without an electric motor. As is well known from a manual wheelchair, the structure is such that the tires of the running wheels or the tires and the electric motor can be removed from the vehicle mount by a simple operation. That is, an outer rotor type permanent magnet type brushless direct drive motor 4i (hereinafter, referred to as an outer rotor type) is provided on both sides of the vehicle mount 2 formed of a hollow pipe or the like.
The subscript i is used to indicate the left and right wheels without specifying them.
= A, b are abbreviated), and a tire 10i integrated with each is mounted, and a storage battery 13 for an electric motor is provided below the seat 1.
Are housed in a battery case 11 integrated with a control device 60 (hereinafter, referred to as a control unit when the software operation of the control device is emphasized), and fixed to the gantry 2 in a detachable manner. An auxiliary wheel 20i is mounted in front of the tire 10i, and a footrest 2 is mounted in front of the auxiliary wheel 20i.
2i is foldably mounted, and an external braking unit 70i, which will be described later, is arranged in parallel with the tire 10i, and an operation box 24 equipped with a control means 25 such as a joystick is mounted on an armrest arm. It has become. The outer periphery of the electric motor 4i is provided with a wheel mounting locking portion 5i for fitting and fixing the outer wheel 14i integrated with the tire 10i,
A plurality of bolt mounting holes 6a to 6n are formed. Further, a bolt 8a constituting a connecting member is provided on the wheel 14i.
To 8n are provided with nut portions 16a to 16n. Therefore, the tire 10i can be easily attached to and detached from the electric motor 4i simply by attaching and detaching the bolts 8a to 8n.
i also has a structure detachable from the vehicle mount 2. still,
The nuts 16a to 16n are drilled on the motor locking portion 5i side, and the bolt mounting holes 6a to 6n are formed on the wheel 14i side.
May be bored. Further, the locking portion 5i may be provided on a surface of a rotor bracket 50 described later. FIG. 2A shows a tire 1 having a relatively large diameter that can be pushed by hand and is integrated with the outer wheel 14.
FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the motor 4 with the manual rim 18 mounted side by side removed from the electric motor 4, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the electric motor 4 with the tire removed.
(C) is a longitudinal sectional view showing a state where the tire 10 is mounted on the electric motor 4. FIG. 2D is a longitudinal sectional view showing a state in which a tire 10x having a relatively small diameter and a wide tire width, which enables stable running during outdoor running, is mounted on the electric motor 4, and FIG. 4) is an enlarged longitudinal sectional view of the inside of the motor 4), and FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing an arrangement relationship between a stator and a rotor of the outer rotor type brushless direct drive motor. From FIGS. 2C and 2D described above, in the small vehicle of the present invention, the indoor running tire 10i and the outdoor running tire 10x can be appropriately selected for the same vehicle mount 2, so that the mount and the electric motor are the same. It is possible to easily replace and use only the tire part, even if you use it, and if you drive manually in the room or stay outdoors for a long time, the driver corresponding to each driving condition It is possible to select and install an optimal tire that is easy to steer. In the small vehicle according to the present invention, the electric motor 4 has a structure that can be mounted on the gantry 2 as described later.

【0006】次に図2(B)及び図3を参照してこの発
明の電動機4を含む駆動部の更に詳細な構造を説明する
と、すべての駆動部が走行輪の車軸ボス4の内部に突出
部なしで配置されており、この車輪ボス4は電動機4の
アウターロータ部を構成すると共に、その外周又はロー
タブラケット50には上述の車輪装着用係止部5が設け
られ、中央の中空部59に埋設された中空軸52及び玉
軸受48a/48bを介して電動機の固定子支持体に支
持されている。また、駆動部の固定部分には架台取付の
ための差込み軸30が固定用ブラケット45の回転中心
部に埋設され、この差込み軸はアダプタースリーブ3へ
差込み可能であり、このアダプタースリーブは乗物架台
2に取付けられている。差込み軸30は中空軸52を貫
通するプッシュロッド34を介してアダプタスリーブ3
から移動可能な周知のバネ機構によって係合解除可能で
ある。また、車輪ボス4の内壁には、ヨーク42を介し
てサマリウムコバルト磁石、ネオジウム・ボロン磁石等
の希土類永久磁石40が配設され、磁石40の対面には
ギャップを介して電動機4の固定子44が配設され所定
の磁路を形成すると共に、その同心円状の配置状態が図
4の断面図に示されている。そして、この発明の駆動部
では小型軽量化を計ると共に乗物の運転走行特性を向上
させるため減速機等を一切使用せず、直接、磁石と固定
子巻線43に流れる電流とで乗物の駆動に必要な大きな
トルクを発生させるようにしている。すなわち、ギヤを
使用せず電動機だけで直接大きな駆動力を得るために
は、図4に示す磁石40の個数、すなわち極数を多く
し、かつ強力な磁石を使用して電磁作用力を高める必要
がある。例えば、室外走行時に45mm以上の段差を体
重75kgの人が車体重量45kg前後の乗物に乗った
状態で乗り越えて走行するには、実験によると磁極の数
は12極以上が好ましく、図4に示すように16極以上
の多極構造であると充分実用できることが分かった。更
にまたアウターロータ型の電動機では図4に示すように
固定子44のトルク発生に寄与する部分は磁石40の近
傍空間だけであるので、固定子の回転中心部59は中空
構造とすることが可能であり、この中空部に上述の玉軸
受48や、電動機の回転位置センサ54、その他場合に
よっては駆動制御装置、放熱器、電気ケーブル、電気接
続コネクタ、ブレーキ及び/又は継手等を内蔵させるこ
とができる。そして、上述の回転位置センサ54として
は、ブラシレスレゾルバ、光学式/磁気式ロータリーエ
ンコーダ、ホール素子等が利用できるが、図3の例では
構造が堅固で対衝撃性に優れたブラシレス・レゾルバが
特に望ましく、回転角の検出精度は後述するように12
8パルス/回転以上が好ましく、例えば、512パルス
/回転以上あると、後述する片流れ路面走行時のふらつ
き防止運転や、ティーチングプレイバック運転、及び/
又はスポットターン制御等が非常に精度良く、かつ、滑
らかに実行できることが分かった。ところで、固定子4
4の支持体に結合された固定用ブラケット45の周囲個
所には、コネクタ又は中空部36が埋設して取付けられ
ており、このコネクタは電動機4を架台に差込む際に、
予め乗物架台の固定具に取付けられた受け側コネクタ又
はアダプタスリーブ7へ差込み可能である。駆動部のコ
ネクタ36と受け側コネクタ7とが嵌合するとそれぞれ
のコネクタのシェル部を介して駆動部の固定部分が機械
的に固定されると共に、このコネクタ36を介して接続
導線46が電動機の固定子巻線43及び回転位置センサ
54やその他ブレーキ、制御装置等を中空部へ収納した
場合はこれらの装置へ延ばして接続されており、このコ
ネクタ36は乗物架台に固定されたコネクタ7を介して
蓄電池13及び後述する制御部60に接続されるように
なっている。また、電動機の回転子4はロータブラケッ
ト50を介して中空軸52と結合されており、この中空
軸は玉軸受48bを介して回転子4の回転角を回転位置
センサ54に伝動するようになっている。
Next, a more detailed structure of the drive unit including the electric motor 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2B and 3. All the drive units project inside the axle boss 4 of the traveling wheel. The wheel boss 4 constitutes an outer rotor portion of the electric motor 4, and the outer periphery or the rotor bracket 50 is provided with the above-mentioned wheel mounting locking portion 5, and a central hollow portion 59 is provided. Are supported by a stator support of the electric motor via a hollow shaft 52 embedded in the motor and ball bearings 48a / 48b. An insertion shaft 30 for mounting the gantry is embedded in the rotation center of the fixing bracket 45 in the fixed portion of the drive unit, and this insertion shaft can be inserted into the adapter sleeve 3. Mounted on The plug-in shaft 30 is connected to the adapter sleeve 3 via a push rod 34 passing through the hollow shaft 52.
The engagement can be released by a well-known spring mechanism that can be moved from the main body. A rare-earth permanent magnet 40 such as a samarium-cobalt magnet or a neodymium-boron magnet is disposed on an inner wall of the wheel boss 4 via a yoke 42, and a stator 44 of the electric motor 4 is opposed to the magnet 40 via a gap. Are arranged to form a predetermined magnetic path, and the concentric arrangement thereof is shown in the cross-sectional view of FIG. In the drive unit of the present invention, the size and weight of the drive unit are reduced, and at the same time, a reduction gear is not used at all in order to improve the driving characteristics of the vehicle. The necessary large torque is generated. That is, in order to directly obtain a large driving force only by the electric motor without using the gears, it is necessary to increase the number of magnets 40 shown in FIG. 4, that is, the number of poles, and to increase the electromagnetic force by using a strong magnet. There is. For example, in order to travel over a step of 45 mm or more when traveling outdoors while a person weighing 75 kg rides on a vehicle having a vehicle weight of about 45 kg, the number of magnetic poles is preferably 12 or more according to experiments, as shown in FIG. As described above, it was found that a multi-pole structure having 16 or more poles can be used sufficiently. Further, as shown in FIG. 4, in the outer rotor type electric motor, the portion contributing to the torque generation of the stator 44 is only the space in the vicinity of the magnet 40, so that the rotation center portion 59 of the stator can have a hollow structure. In this hollow portion, the above-described ball bearing 48, the rotational position sensor 54 of the electric motor, and in some cases, a drive control device, a radiator, an electric cable, an electric connector, a brake and / or a joint, or the like may be incorporated. it can. As the rotational position sensor 54, a brushless resolver, an optical / magnetic rotary encoder, a Hall element, or the like can be used. In the example of FIG. 3, a brushless resolver having a solid structure and excellent in impact resistance is particularly used. Desirably, the rotation angle detection accuracy is 12
It is preferably 8 pulses / rotation or more. For example, when it is 512 pulses / rotation or more, a wobble prevention operation at the time of traveling on a one-way road surface described later, a teaching playback operation, and / or
Or it turned out that spot turn control etc. can be performed very accurately and smoothly. By the way, the stator 4
A connector or hollow portion 36 is buried and mounted around the fixing bracket 45 connected to the support of the motor 4, and this connector is used when the motor 4 is inserted into the base.
It can be plugged into a receiving connector or adapter sleeve 7 previously mounted on a fixture in the vehicle gantry. When the connector 36 of the drive unit and the receiving-side connector 7 are fitted, the fixed portion of the drive unit is mechanically fixed via the shell portion of each connector, and the connection lead 46 is connected to the electric motor via the connector 36. When the stator winding 43, the rotational position sensor 54, the other brakes, the control device, and the like are housed in the hollow portion, they are extended and connected to these devices, and the connector 36 is connected via the connector 7 fixed to the vehicle mount. Connected to the storage battery 13 and a control unit 60 described later. Further, the rotor 4 of the electric motor is connected to a hollow shaft 52 via a rotor bracket 50, and the hollow shaft transmits the rotation angle of the rotor 4 to a rotation position sensor 54 via a ball bearing 48b. ing.

【0007】次に、この発明の小型乗物の電気接続系
を、図5及び図6を参照して説明すると、電動機4i
(i=a,b)はコネクタ36i及びケーブルc1/c
2を介して電池ケース11内のコネクタ17iにそれぞ
れ接続され、コネクタ17iは制御部60内のインバー
タ88i及びサーボ制御部90iに接続されると共に、
インバータ88iの電力スイッチング素子はケース11
の側壁を構成する放熱器19を介して冷却され、また、
ケース11の上面は把手15により開閉可能となってい
る。一方、操作箱24には直交又は3自由度の可動部を
具えたジョイスティック等の操縦手段25や、テンキー
/押しボタンスイッチ等の入力手段26及び液晶パネル
等の表示手段27が設けられると共に後述する外付制動
ユニット70iの導線も接続され、これらの接続導線が
ケーブルc3及びコネクタ17cを介して制御部60に
接続されている。更に蓄電池13はインバータ兼コンバ
ータ88iに接続されると共に制御部60に電力を供給
し、コネクタ17dを介して外部から充電されるように
なっている。次に制御部60の構成を、図6及び図7を
参照して更に詳しく説明すると、この発明の小型乗物に
は、上述の操縦手段25から運転者の手動により進行方
向や移動速度が指示される操縦モードと、左右の車輪の
現在位置を順次記憶する教示モードと、教示された車輪
位置へ小型乗物を順次自動運転で移動させる再生モード
との3種類の動作モードがあり、これらの動作モードは
入力手段26の教示ボタン261や再生ボタン262及
び後述する手動杆71iの指示位置及び運転状況に応じ
て適宜、運転制御部61により切換えられるようになっ
ている。また、操縦手段25や運転指令記憶/生成部6
2から出力された運転指令は、運転指令補正/出力部6
3に入力され、運転状態監視部64から出力される各車
輪の現在位置データθi、現在速度ωi、現在の電動機
トルクTi(i=a,b)と比較され、各運転指令と現
在値との偏差が所定の範囲外の場合には、後述する補正
処理により運転指令が適宜変更され、左右の車輪のサー
ボ制御部90iにそれぞれ出力されると共に、通信部6
8は通信回線又は携帯電話等を介して図示しないパーソ
ナルコンピュータ等と接続され、後述するサーボ制御用
パラメータや教示データをダウンロードしたりアップロ
ードしたりできるようになっている。更に、運転状態監
視部64には図示しない超音波センサ等の非接触距離計
を結合し、小型乗物の現在位置等をキャリブレーション
補正することもできる。
Next, an electric connection system for a small vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(I = a, b) indicates the connector 36i and the cable c1 / c.
2, the connector 17i is connected to the connector 17i in the battery case 11, and the connector 17i is connected to the inverter 88i and the servo control unit 90i in the control unit 60,
The power switching element of the inverter 88i is the case 11
Is cooled through a radiator 19 forming the side wall of
The upper surface of the case 11 can be opened and closed by a handle 15. On the other hand, the operation box 24 is provided with a control means 25 such as a joystick having a movable part having orthogonal or three degrees of freedom, an input means 26 such as a numeric keypad / push button switch, and a display means 27 such as a liquid crystal panel, which will be described later. The wires of the external braking unit 70i are also connected, and these connection wires are connected to the control unit 60 via the cable c3 and the connector 17c. Further, the storage battery 13 is connected to the inverter / converter 88i, supplies power to the control unit 60, and is externally charged via the connector 17d. Next, the configuration of the control unit 60 will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7. In the small vehicle of the present invention, the traveling direction and the moving speed are manually instructed by the driver from the above-mentioned steering means 25. There are three types of operation modes: a steering mode, a teaching mode in which current positions of left and right wheels are sequentially stored, and a reproduction mode in which a small vehicle is sequentially moved to the taught wheel position by automatic operation. Is switched by the operation control unit 61 as appropriate in accordance with the instruction position and the operation state of the teaching button 261 and the reproduction button 262 of the input means 26 and the manual rod 71i described later. The control means 25 and the operation command storage / generation unit 6
The operation command output from the control unit 2 is output from the operation command correction / output unit 6.
3 is compared with the current position data θi, the current speed ωi, and the current motor torque Ti (i = a, b) of each wheel output from the operation state monitoring unit 64, and each operation command and the current value are compared. When the deviation is out of the predetermined range, the operation command is appropriately changed by a correction process described later, and is output to the servo control units 90i of the left and right wheels, respectively.
Reference numeral 8 is connected to a personal computer or the like (not shown) via a communication line or a mobile phone so that servo control parameters and teaching data described later can be downloaded and uploaded. Further, a non-contact distance meter such as an ultrasonic sensor (not shown) may be connected to the operation state monitoring unit 64 to calibrate the current position of the small vehicle or the like.

【0008】次に、図7を参照してサーボ制御部90i
の構成を説明すると、サーボ制御部90iには位置制御
部91i、速度制御部92i及び電流制御部93iがそ
れぞれカスケード接続されており、電流制御部93iの
出力はPWMドライバ94i及びPWMインバータ88
iを介して電動機4iを制御すると共に、電動機の回転
角がロータブラケット50及び中空軸52を介して回転
位置センサ54に伝動され、その出力が位置検出部95
i及び速度検出部96iに入力されるようになってい
る。しかして、位置検出部95iの出力である電動機4
iの電気角現在位置データθiはu、v相電流をd、q
軸電流値に変換する座標変換部932及びd、q軸電圧
指令をu、v、w相電圧指令に変換する座標変換部93
6に入力されると共に、運転状態監視部64に出力さ
れ、更に位置制御部91iの加減算器910にフィード
バックされるようになっている。また、q軸電流iqは
乗算器938によりトルク定数KT倍されて状態監視部
64へ出力されるようになっている。ところで、各車輪
の位置制御部91iには運転指令補正/出力部63から
位置指令θi*が出力され、現在位置θiとの偏差Δが
後述する再生モードにおいて所定の値以内(Δ<lre
q又はΔ<θreq)となった場合次指令読込要求信号
を出力する読込要求信号生成部912に入力され、ま
た、位置指令に現在位置が等しくなった場合(Δ=
0)、速度指令を更新する更新要求信号生成部914に
も入力され、運転指令補正/出力部63からは後述する
補正済みの速度指令ωi*が直接、速度制御部92iに
出力され、速度検出部96iの出力である電動機4iの
現在速度ωiとの偏差が加減算器920により演算さ
れ、その出力がPI補償器922及びリミッタ924に
より補償されq軸電流指令iq*として電流制御部93
iに入力されるようになっている。更に、現在のq軸電
流値や現在速度ωiがd軸電流指令演算部926に入力
され、その出力であるd軸電流指令id*も上述の電流
指令iq*と共に非干渉電流制御部930に入力される
ようになっている。かくして、電流制御部93i内の非
干渉電流制御部930では電流偏差(id*−id)及
び(iq*−iq)がPI補償されると共に、干渉項と
電機子鎖交磁束に基づく逆起電力も補償され、その後
d、q軸電圧指令ベクトル(vd*、vq*)が演算さ
れ、電圧ベクトル補正部934に出力され、ベクトル補
正部934では電圧余裕の少ない弱め界磁運転領域で電
動機4iを制御した場合発生し易い飽和電圧ベクトル指
令値を飽和しない方向に補正し、補正されたd、q軸電
圧指令が座標変換部936によりuvw相電圧指令に変
換されてPWMドライバ94iへ出力される構成になっ
ている。尚、PWMインバータ88iは減速運転中や坂
道下降中はコンバータとして運転でき、回生した電力を
蓄電池13へ充電することが可能であり、この発明の車
輪ではタイヤ10iと電動機4iとが直結していて継手
や減速機等を使用していないので、機械的エネルギーの
伝動損失が一切なく静かで非常に効率の良い回生エネル
ギーの充電が行える。
Next, referring to FIG. 7, a servo control unit 90i
To describe the configuration of the servo control unit 90i, a position control unit 91i, a speed control unit 92i, and a current control unit 93i are cascade-connected to each other, and the output of the current control unit 93i is a PWM driver 94i and a PWM inverter 88i.
i, the rotation angle of the motor is transmitted to the rotation position sensor 54 via the rotor bracket 50 and the hollow shaft 52, and the output is transmitted to the position detection unit 95.
i and the speed detection unit 96i. Thus, the electric motor 4 which is the output of the position detector 95i
The electric angle current position data θi of i is u, v phase current d, q
A coordinate converter 932 for converting the axis current value and a coordinate converter 93 for converting the d- and q-axis voltage commands into u, v, w-phase voltage commands.
6 and output to the operating state monitoring unit 64 and further fed back to the adder / subtractor 910 of the position control unit 91i. The q-axis current iq is multiplied by a torque constant KT by a multiplier 938 and output to the state monitoring unit 64. By the way, a position command θi * is output from the operation command correction / output unit 63 to the position control unit 91i of each wheel, and a deviation Δ from the current position θi is within a predetermined value (Δ <lre
q or Δ <θreq) is input to the read request signal generation unit 912 that outputs the next command read request signal, and if the current position is equal to the position command (Δ =
0), the speed command is also input to an update request signal generation unit 914 for updating the speed command, and a corrected speed command ωi * to be described later is directly output from the operation command correction / output unit 63 to the speed control unit 92i, and the speed detection is performed. The deviation from the current speed ωi of the electric motor 4i, which is the output of the unit 96i, is calculated by the adder / subtractor 920, and the output is compensated by the PI compensator 922 and the limiter 924 to obtain the current control unit 93 as the q-axis current command iq *.
i. Further, the current q-axis current value and the current speed ωi are input to the d-axis current command calculation unit 926, and the output d-axis current command id * is also input to the non-interference current control unit 930 together with the above-described current command iq *. It is supposed to be. Thus, in the non-interference current control unit 930 in the current control unit 93i, the current deviations (id * -id) and (iq * -iq) are PI-compensated, and the back electromotive force based on the interference term and the armature interlinkage magnetic flux. Then, d and q axis voltage command vectors (vd *, vq *) are calculated and output to the voltage vector correction unit 934. The vector correction unit 934 controls the motor 4i in the field weakening operation region where the voltage margin is small. A configuration in which a saturated voltage vector command value that is likely to be generated when controlled is corrected in a direction that does not saturate, and the corrected d and q axis voltage commands are converted into a uvw phase voltage command by a coordinate conversion unit 936 and output to the PWM driver 94i. It has become. The PWM inverter 88i can operate as a converter during a deceleration operation or a descent on a slope, and can charge the regenerated power to the storage battery 13. In the wheels of the present invention, the tire 10i and the electric motor 4i are directly connected. Since no joints, reduction gears, etc. are used, there is no transmission loss of mechanical energy and quiet and very efficient charging of regenerative energy can be performed.

【0009】かかる構成において、その動作を次に説明
する。ところで、電動機を使用した従来の小型乗物で
は、一般的に安全のためや乗り降りのときに乗物自体が
ふらふらせずに乗りやすくするために無励磁作動のブレ
ーキを具えているが、乗物が停止する毎にブレーキが作
動するため耳障りな作動音がしたり、運転中はブレーキ
を解除している必要があるためブレーキコイルが通電し
たままとなり蓄電池のエネルギーを浪費する等の問題が
あった。すなわち、従来の無励磁作動のブレーキはバネ
の力で機械的に押し付けられているブレーキ板を電磁力
で吸引してブレーキを解放する構造となっているので、
電力消費が8〜10W程度と比較的消費電力が多かっ
た。そこでこの発明の小型乗物では駐車中の制動保持力
が十分強力であり、かつ、消費電力が非常に少なくて済
むと共に、蓄電池の電圧低下や制御部60の故障等に基
づく非常停止時に、乗物を自動停止させ、かつ、停止状
態を保持することの可能な外付制動ユニット70を採用
しており、その構成を図8を参照して説明すると、先
ず、手動杆71は図示しないベース板に支点72を中心
として回動可能に取付けられ、駐車(Park)/電動
(Motor)/介護(Aid)の3箇所に移動できる
ようになっており、手動杆71の下端A点はリンク74
を介してL字形アーム76に回転可能に連結され、アー
ム76は支点73を中心として回動可能に上述のベース
板に取付けられ、その一端は引きバネ77で付勢されて
ブレーキ部材78がタイヤ10を圧接して停止させるよ
うになっている。また、アーム76の他端にはリンクを
介して吸着板75が連結され、この吸着板75は電動位
置に移動されるとこの位置がスイッチ69により制御部
60に入力されると共に、吸着板75と電磁手段79と
で形成され磁路が閉路となるように配置され、大きな吸
着力は必要とせず小さな保持力だけで電磁手段79に保
持され更に、ブレーキ部材78をタイヤ10から離脱さ
せた状態に保っている。従って、アーム76の2つの腕
の長さの比に反比例した少しの電磁保持力でバネ77の
力に抗してブレーキ部材78をタイヤ10から離脱させ
た状態を保つことができる。次に、図8の例では手動杆
71が最も手元に引寄せられた位置が手動ブレーキのか
かった駐車位置であり、この位置から手動杆71が前方
に押出されて中央の電動位置まで回転すると、スイッチ
69が作動し、吸着板75と電磁手段79が密着し、ブ
レーキ部材78がタイヤ10から離脱する構造となって
いる。左右車輪の外付制動ユニット70iが両方とも電
動位置にあることをスイッチ69iで判断し、上述の制
御部60に電源が供給され、電動運転が可能な状態とな
る。又、この時、電磁手段79iも同時に通電されて吸
着板75iが吸着固定されることにより、ブレーキ部材
78iがタイヤ10iから離脱したままの状態で固定さ
れる。この電磁手段79、例えばDCソレノイドは、前
にも述べたテコの原理で大きな吸着力を必要とせず、ま
た、吸着板75が密着した磁路が閉路の状態でこのDC
ソレノイドが通電されるため、保持力のみで大きな吸引
力を必要としないこともあり、2〜3W程度の低消費電
力の電磁手段でも充分であることが実験で分かった。更
に手動杆71が押出されて上述の下端A点が手動杆71
の死点境界線l70を越え、介護位置まで押出されてス
トッパ80により停止すると、電磁手段79に通電せず
にリンク74及びアーム76と協動して機械的にブレー
キ部材78をタイヤ10から離脱させることができるよ
うになっている。更にまた、小型乗物2の後方に取付け
られた介護者用ハンドルにはブレーキレバー83が取付
けられ、ワイヤストッパ82を介してワイヤ81が手動
杆71に接続されている。尚、スイッチ69、バネ7
7、電磁手段79、ストッパ80及びワイヤストッパ8
2も上述のベース板に取付けられ、このベース板が乗物
2の左右の車輪毎に乗物架台に取付けられるようになっ
ている。
The operation of the above configuration will be described below. By the way, a conventional small vehicle using an electric motor generally has a non-excited operation brake for safety and to make it easier to get on and off when getting on and off, but the vehicle stops. Each time the brake is actuated, there is a problem such as an unpleasant operation noise, and the need to release the brake during operation, and the brake coil remains energized, thereby wasting energy of the storage battery. In other words, the conventional non-excited operation brake has a structure in which the brake plate mechanically pressed by the spring force is attracted by the electromagnetic force to release the brake,
The power consumption was relatively high, about 8 to 10 W. Therefore, in the small vehicle of the present invention, the braking holding force during parking is sufficiently strong and the power consumption is very small, and at the time of an emergency stop due to a voltage drop of the storage battery or a failure of the control unit 60, the vehicle is stopped. An external brake unit 70 capable of automatically stopping and maintaining a stopped state is employed. The configuration of the external brake unit 70 will be described with reference to FIG. It is attached so as to be rotatable about 72 and can be moved to three places of parking (Park) / motor (Motor) / nursing care (Aid).
The arm 76 is rotatably connected to an L-shaped arm 76 via a fulcrum 73. The arm 76 is rotatably mounted on the above-mentioned base plate around a fulcrum 73. One end of the arm 76 is urged by a tension spring 77 so that the brake member 78 10 is pressed to stop. A suction plate 75 is connected to the other end of the arm 76 via a link. When the suction plate 75 is moved to the electric position, this position is input to the control unit 60 by the switch 69 and the suction plate 75 And the magnetic means 79 are arranged so that the magnetic path is closed. The magnetic means 79 is held by the electromagnetic means 79 with only a small holding force without a large attraction force, and the brake member 78 is detached from the tire 10. I keep it. Therefore, the state in which the brake member 78 is detached from the tire 10 against the force of the spring 77 can be maintained with a small electromagnetic holding force inversely proportional to the ratio of the lengths of the two arms of the arm 76. Next, in the example of FIG. 8, the position where the manual rod 71 is pulled closest to the hand is the parking position where the manual brake is applied. From this position, when the manual rod 71 is pushed forward and rotated to the central electric position. , The switch 69 is operated, the suction plate 75 and the electromagnetic means 79 are brought into close contact with each other, and the brake member 78 is separated from the tire 10. The switch 69i determines that both of the external braking units 70i of the left and right wheels are in the electric position, and the power is supplied to the control unit 60, so that the electric operation is enabled. At this time, the electromagnetic means 79i is also energized at the same time, and the suction plate 75i is suction-fixed, so that the brake member 78i is fixed in a state of being detached from the tire 10i. The electromagnetic means 79, for example, a DC solenoid, does not require a large attraction force according to the lever principle described above, and the DC power is applied when the magnetic path to which the attraction plate 75 is in close contact is closed.
Since the solenoid is energized, the holding force alone may not require a large suction force, and experiments have shown that low power consumption electromagnetic means of about 2 to 3 W is sufficient. Further, the manual rod 71 is pushed out, and the lower end point A is
Is pushed to the nursing position and stopped by the stopper 80, the brake member 78 is mechanically disengaged from the tire 10 in cooperation with the link 74 and the arm 76 without energizing the electromagnetic means 79. It can be made to be. Furthermore, a brake lever 83 is attached to a caregiver handle attached to the rear of the small vehicle 2, and a wire 81 is connected to the manual rod 71 via a wire stopper 82. The switch 69, the spring 7
7, electromagnetic means 79, stopper 80 and wire stopper 8
2 is also attached to the above-mentioned base plate, and this base plate is attached to the vehicle mount for each of the left and right wheels of the vehicle 2.

【0010】かかる構成においてその動作を次に説明す
る。先ず、図8を参照して上述の制動ユニット70の動
作を説明すると、乗り降りや一時停止のため手動杆71
を駐車位置まで引寄せた場合には図8(A)の実線で示
す位置に手動杆71が移動し、吸着板75は電磁手段7
9から離脱し、スイッチ69が開状態となると共に、ア
ーム76がバネ77により引寄せられ、ブレーキ部材7
8がタイヤ10に圧接されて、いわゆるブレーキのかか
った状態となる。従ってこの駐車状態では電動機4iや
電磁手段79iへの給電を停止することができると共
に、バネ及びリンク機構によりブレーキ部材78をタイ
ヤ10にしっかり圧接しているので、乗物の片側だけを
片手で引寄せた場合にも、乗物は地面にしっかり固定さ
れており乗物架台がふらつくことなく片手でも安全に小
型乗物に乗り降りすることができる。次に、手動杆71
を図8(B)に実線で示す電動位置に移動させると、吸
着板75が電磁手段79iに充分密着しこの間に形成さ
れた磁路が閉路の状態で手動杆71が止まり、スイッチ
69が閉状態となり制御部60に操縦手段25による電
動運転が可能となったことが通知される。そこで、制御
部60の自己診断及び蓄電池13の容量チェックを行っ
て全て正常であれば左右の電動機4iにサーボロックを
かけた後電磁手段79iに通電すると、吸着板75iが
電磁手段79iの保持力だけで吸着され続け、この位置
で保持されると共にアーム76が支点73を中心として
反時計方向に回転し、ブレーキ部材78iがタイヤ10
iから離脱する。すなわち、操縦手段25による運転状
態(後述する操縦モード)に入り、所望の位置/場所へ小
型乗物2を運転していくことができる。しかして、例え
ば坂道を登っていく途中で蓄電池13の容量が低下した
り、制御部60に故障が発生して運転が続行できなくな
った場合には、電磁手段79iへの給電を停止すると、
吸着板75iがフリーとなりバネ77iの引張り力によ
ってブレーキ部材78iがタイヤ10iに圧接され安全
にブレーキをかけることができる。更に手動杆71を図
8(C)に破線で示す介護位置に移動させると、手動杆
71の下端のA点が死点境界線l70より同図の左側に
移動した時点でバネ77の引張り力がアーム76を介し
て手動杆71をストッパ80に押当てる方向に働き、ブ
レーキ部材78はタイヤ10から離脱した状態で機械的
なブレーキ解放状態に保持される。かかる機能は上述の
坂道の途中で蓄電池の容量低下等により停止中の小型乗
物を介護者等が人手により所定の場所まで移動させる場
合等に有効である。次に、図8(A)に示すブレーキレ
バー83の動作を説明すると、手動杆71を駐車位置に
引寄せて小型乗物2を停止させたままの状態において介
護者がブレーキレバー83を握ると、同図破線の位置に
手動杆71が移動し、リンク74を介してアーム76が
同じく破線の位置に回転するのでブレーキ部材78がタ
イヤ10から離脱する。従って、介護者はブレーキレバ
ー83を握り続けている期間だけ小型乗物を人力により
移動させることができ、坂道等で不意にブレーキレバー
83から手を離してしまっても、小型乗物はバネ77の
力で機械的に停止させることができ安全である。また、
介護者が手動杆71を介護位置まで移動させなくてもブ
レーキ解除レバー83を握るだけで簡単に、ブレーキを
かけて停止中の小型乗物を人力により移動させることが
可能である。従って、電車やバス等の公共の大型乗物に
乗降する場合、介護者が安全に短時間で小型乗物を大型
乗物に乗せたり、降ろしたりすることができる。尚、手
動杆71をL字形アーム76に兼用させ、ワイヤ81を
アーム76の吸着板側に係合させると駐車/電動の2指
示位置形の手動杆として構成することもできる。また、
2指示位置形の制動ユニットは手動車椅子にも適用可能
であり、加齢での体力低下やぼけ等で確実に駐車位置に
まで手動杆を引寄せられない運転者にも確実な車輪の停
止手段を提供することができる。
The operation of the above configuration will be described below. First, the operation of the above-described brake unit 70 will be described with reference to FIG.
Is pulled to the parking position, the manual rod 71 moves to the position shown by the solid line in FIG.
9, the switch 69 is opened, the arm 76 is pulled by the spring 77, and the brake member 7 is released.
8 is pressed against the tire 10 and a so-called brake is applied. Therefore, in this parking state, the power supply to the electric motor 4i and the electromagnetic means 79i can be stopped, and the brake member 78 is firmly pressed against the tire 10 by the spring and the link mechanism, so that only one side of the vehicle is pulled with one hand. In such a case, the vehicle is firmly fixed to the ground, and the vehicle mount can be safely entered and exited by a small vehicle with one hand without wobbling. Next, the manual rod 71
8B is moved to the electric position shown by the solid line in FIG. 8B, the suction plate 75 is sufficiently adhered to the electromagnetic means 79i, and the manual rod 71 stops while the magnetic path formed therebetween is closed, and the switch 69 is closed. The control unit 60 is notified that the electric operation by the control means 25 is enabled. Then, the self-diagnosis of the control unit 60 and the capacity check of the storage battery 13 are performed, and if everything is normal, the left and right electric motors 4i are servo-locked and then energized to the electromagnetic means 79i. The arm 76 rotates counterclockwise around the fulcrum 73, and the brake member 78i
Leave i. That is, the small vehicle 2 can be driven to a desired position / place by entering a driving state (a driving mode described later) by the control means 25. Thus, for example, when the capacity of the storage battery 13 decreases during the climbing of a hill or when the control unit 60 fails and the operation cannot be continued, the power supply to the electromagnetic means 79i is stopped.
The suction plate 75i becomes free, and the brake member 78i is pressed against the tire 10i by the tensile force of the spring 77i, so that the brake can be applied safely. Further, when the manual rod 71 is moved to the care position shown by the broken line in FIG. 8C, when the point A at the lower end of the manual rod 71 moves to the left side of the dead center boundary line 170 in FIG. Works in the direction in which the manual rod 71 is pressed against the stopper 80 via the arm 76, and the brake member 78 is kept in a mechanical brake released state while being separated from the tire 10. This function is effective, for example, when a caregiver or the like manually moves a small vehicle that is stopped due to a decrease in the capacity of a storage battery or the like to a predetermined location in the middle of a slope. Next, the operation of the brake lever 83 shown in FIG. 8A will be described. When the caregiver grips the brake lever 83 in a state where the manual rod 71 is pulled to the parking position and the small vehicle 2 is stopped, The manual rod 71 moves to the position shown by the dashed line in the figure, and the arm 76 also rotates to the position shown by the dashed line via the link 74, so that the brake member 78 separates from the tire 10. Therefore, the caregiver can manually move the small vehicle only while the brake lever 83 is being held, and even if the hand is suddenly released from the brake lever 83 on a slope or the like, the small vehicle will not be affected by the force of the spring 77. It can be stopped mechanically and is safe. Also,
Even if the caregiver does not move the manual rod 71 to the care position, it is possible to easily move the stopped small vehicle by applying the brake simply by grasping the brake release lever 83. Therefore, when getting on or off a public large vehicle such as a train or a bus, a caregiver can safely put a small vehicle on a large vehicle or drop it off in a short time. When the manual rod 71 is also used as the L-shaped arm 76 and the wire 81 is engaged with the suction plate side of the arm 76, the manual rod can be configured as a parking / electric two-position position manual rod. Also,
The two-point position type braking unit can be applied to a manual wheelchair, and a wheel stopping means that can be securely stopped even for a driver who cannot pull the manual rod to the parking position due to deterioration of physical strength due to aging or blur. Can be provided.

【0011】次に電動運転中の制御部60の動作に関し
て説明する。ここで従来の車椅子等に使用されている電
動機の回転位置/速度の制御方法を検討してみると、従
来のブラシレス直流電動機の制御方法では一般にホール
素子等の回転位置センサにより磁石の回転位置を検出す
るだけなので、位置検出精度としては、例えば8極の3
相ブラシレス直流電動機では24パルス/回転と非常に
粗かったが、上述した減速機のバックラッシュや継手の
遊び等もあり、回転位置センサの検出精度を上げても乗
物全体の位置決め精度は向上しなかった。しかしなが
ら、この発明の小型乗物ではギヤレスかつ継手も使用せ
ず直接駆動形の電動機で車輪を回転させているので、小
型乗物全体の位置決め精度は左右の電動機4iの回転位
置センサ54iの検出精度とほぼ等しくなり、例えば外
径22インチの車輪を使用すると、128、256、…
…、1024パルス/回転のセンサで、それぞれ13.
7、6.85、…、1.7mmの位置決め精度が確保で
きる。従って室内を10m移動しても最大13.7mm
前後のずれしか発生しないので、非常に高精度な位置決
めが実現できると共に、高精度の位置計測が行えるの
で、乗物が移動中は非常に細かく速度指令を調整でき、
滑らかな乗物の速度制御が実現できる。また、直接駆動
形の電動車輪なので車輪が小石や段差のある場所に当た
った場合、車輪のトルク変動を精度良く検出することが
できる。そこで、滑らかな速度/トルク制御に基づいた
走行中ふらつきやがたつきのない安定運転の可能な制御
部60の動作を次に説明する。先ず、図6及び図7に示
す運転制御部61には上述したように操縦/教示/再生
の3種類の動作モードがあるが、これらのモードは通
常、図8に示す電動位置に左右の手動杆71iを移動さ
せた状態で使用可能となり、また、旋回半径0でこの発
明の乗物はスポットターンができるので、操縦手段25
にはXY指令用操作レバーの頂上部に回転ツマミの増設
されたXYθ入力の可能なジョイスティック等を使用す
ると、運転者が非常に乗物を運転し易くなる。そこで、
XYθ入力式操縦手段25を使用した操縦モードの動作
を次に説明すると、このモードでは先ず、図7に示すブ
ロック図で操縦手段25から単位時間当りの乗物2の移
動量△x*、△y*、△θ*が運転指令補正/出力部6
3に出力され、補正部63内では上述の移動量が左右各
車輪毎の指令変化量にそれぞれ変換される。並行して各
電動機4i及びセンサ54iから車輪毎の現在の出力ト
ルクTi及び速度ωiがサーボ制御部90iを介して補
正/出力部63並びに状態監視部64にそれぞれ読込ま
れ、補正/出力部63では上述の指令変化量が現在速度
に加算されて新しい運転指令が生成される。この新しい
運転指令の生成動作は通常の車椅子等の運転制御と同様
であり、従来の運転制御では上述の新しい運転指令をそ
のまま各サーボ制御部等へ出力していた。しかしなが
ら、この発明の運転制御では上述の新しい運転指令を直
接出力せず、左右の各車輪に対しそれぞれフィードバッ
クループ中の速度偏差及び/又はトルク偏差の大きさを
チェックし、これらの値が所定の値以上である場合には
補正/出力部63で、手動により操縦手段25から指示
入力された最初の運転指令を修正し、ふらつきや意図し
ない急激な旋回運転が発生しないように運転指令を修正
して、この修正された運転指令を各車輪のサーボ制御部
90iに出力するようになっている。
Next, the operation of the controller 60 during the electric operation will be described. Here, when examining a method of controlling the rotational position / speed of a motor used in a conventional wheelchair or the like, in the conventional method of controlling a brushless DC motor, the rotational position of a magnet is generally determined by a rotational position sensor such as a Hall element. Since only the position is detected, the position detection accuracy is, for example, 3 of 8 poles.
The phase brushless DC motor was very coarse at 24 pulses / rotation, but due to the backlash of the reducer and play of the joints mentioned above, even if the detection accuracy of the rotational position sensor was increased, the positioning accuracy of the entire vehicle could be improved. Did not. However, in the small vehicle of the present invention, since the wheels are rotated by a direct drive type motor without using a gear and without using a joint, the positioning accuracy of the entire small vehicle is substantially equal to the detection accuracy of the rotational position sensor 54i of the left and right motors 4i. Equivalent, for example, using wheels with an outer diameter of 22 inches, 128, 256,.
.., 1024 pulses / rotation sensor, 13.
The positioning accuracy of 7, 6.85,..., 1.7 mm can be ensured. Therefore, even if it moves 10m in the room, the maximum is 13.7mm
Since only the front and rear displacement occurs, very high-precision positioning can be realized, and high-precision position measurement can be performed, so that the speed command can be adjusted very finely while the vehicle is moving,
Smooth vehicle speed control can be realized. In addition, since the wheels are direct drive type electric wheels, when the wheels hit a pebble or a place having a step, torque fluctuation of the wheels can be detected with high accuracy. Therefore, the operation of the control unit 60 capable of performing a stable operation without fluctuation or rattling during running based on smooth speed / torque control will be described below. First, the operation control unit 61 shown in FIGS. 6 and 7 has the three types of operation modes of steering / teaching / reproduction as described above. The vehicle can be used with the rod 71i moved, and the vehicle of the present invention can make a spot turn at a turning radius of 0.
When a joystick or the like capable of inputting XYθ with an additional rotary knob provided at the top of the XY command operation lever is used for the driver, it becomes very easy for the driver to drive the vehicle. Therefore,
The operation in the control mode using the XYθ input control means 25 will now be described. In this mode, first, the movement amounts △ x *, △ y of the vehicle 2 per unit time from the control means 25 in the block diagram shown in FIG. *, △ θ * is the operation command correction / output unit 6
3 and is converted into the command change amount for each of the left and right wheels in the correction unit 63. At the same time, the current output torque Ti and speed ωi of each wheel are read from the motors 4i and the sensors 54i into the correction / output unit 63 and the state monitoring unit 64 via the servo control unit 90i, respectively. The above command change amount is added to the current speed to generate a new operation command. The operation of generating the new operation command is the same as the operation control of a normal wheelchair or the like. In the conventional operation control, the above-described new operation command is output to each servo control unit or the like as it is. However, the operation control according to the present invention does not directly output the above-mentioned new operation command, but checks the magnitudes of the speed deviation and / or the torque deviation in the feedback loop for each of the left and right wheels. If the value is equal to or greater than the value, the correction / output unit 63 corrects the first operation command manually input from the control means 25, and corrects the operation command so as not to cause wobble or unintended sudden turning operation. Thus, the corrected operation command is output to the servo control unit 90i of each wheel.

【0012】次に、この発明の高精度位置決め制御の一
例を紹介すると、車輪の回転位置センサ54iに512
パルス/回転のセンサを内蔵し、外径22インチの車輪
を使用した場合、位置決め精度は3.4mmとなるが、
この状態で操縦手段25のXYレバーは倒さず、上述の
θツマミだけを操作して、例えば時計方向に△θだけ回
転させると、△x*=0、△y*=0、△θ*=△θの
運転指令が操縦手段25から補正/出力部63に出力さ
れ、補正/出力部63内では各車輪毎の運転指令に変更
された後、左右の電動機4iの出力トルク間又は現在速
度間に後述するアンバランスがなければ、上述の変換さ
れた車輪毎の運転指令が、例えば車輪毎の速度指令の形
で所定のサーボ指令出力周期毎に(例えば5msec毎
に)、サーボ制御部90iに出力される。すると、速度
制御部92i及び電流制御部93iでは例えば100μ
secの周期で現在の回転位置θi及び現在の回転速度
ωiが回転位置センサ54iの出力を基に演算され、電
流制御フィードバックループ及び速度制御フィードバッ
クループがDSP(Digital SignalPr
ocessor)等を使用したソフトウェア演算により
実行される。通常、スポットターン指令では右車輪と左
車輪に対して、互いに反対方向の回転指令が出力される
が、機械的バックラッシュや遊び要素が一切介在しない
ので、旋回半径10mm以内のスポットターンが実現で
きることが実験により確認できた。また、サーボ指令や
フィードバックループも非常に高速に演算されているの
で、その動きは非常に滑らかかつ静かである。従って、
この発明の小型乗物では通路幅が90cm以下の狭い事
務所内や、狭いトイレ、狭いエレベータ等の生活空間に
おいても、通路の側壁やエレベータの壁に衝突すること
なく運転者が1人で滑らかに方向転換できるので、小型
乗物を利用した生活空間の活動範囲を飛躍的に拡大する
ことができる。また、通常通路等は90°の角度で左右
に曲がる設計が多く、トイレやエレベータ等では180
°の旋回が必要とされるので、これらの機能を後述する
ようにプログラム化して記憶/生成部62に記憶してお
くと容易に乗物の方向転換ができる。
Next, an example of the high-precision positioning control of the present invention will be described.
When a pulse / rotation sensor is built in and a wheel with an outer diameter of 22 inches is used, the positioning accuracy is 3.4 mm,
In this state, if the XY lever of the control means 25 is not tilted and only the above-mentioned θ knob is operated, for example, is rotated clockwise by Δθ, Δx * = 0, Δy * = 0, Δθ * = The operation command of Δθ is output from the control means 25 to the correction / output unit 63, and after being changed to the operation command for each wheel in the correction / output unit 63, between the output torques of the left and right electric motors 4 i or between the current speeds. If there is no unbalance described later, the above-described converted operation command for each wheel is sent to the servo control unit 90i at every predetermined servo command output cycle (for example, every 5 msec) in the form of, for example, a speed command for each wheel. Is output. Then, in the speed control unit 92i and the current control unit 93i, for example, 100 μm
The current rotation position θi and the current rotation speed ωi are calculated based on the output of the rotation position sensor 54i at a cycle of sec, and the current control feedback loop and the speed control feedback loop are processed by the DSP (Digital Signal Pr).
The processing is executed by software calculation using a processor or the like. Normally, in the spot turn command, rotation commands in opposite directions are output to the right wheel and the left wheel, but since there is no mechanical backlash or play element, a spot turn within a turning radius of 10 mm can be realized. Was confirmed by experiments. Also, since the servo command and the feedback loop are calculated at a very high speed, the movement is very smooth and quiet. Therefore,
In the small vehicle according to the present invention, even in a narrow office having a passage width of 90 cm or less, a living room such as a narrow toilet and a narrow elevator, a single driver can smoothly drive in a direction without colliding with a side wall of the passage or an elevator wall. Since the vehicle can be converted, the range of activities in a living space using a small vehicle can be dramatically expanded. In addition, there are many designs where a normal passage or the like bends right and left at an angle of 90 °.
Since the turning of the vehicle is required, it is possible to easily change the direction of the vehicle if these functions are programmed and stored in the storage / generation unit 62 as described later.

【0013】次に、補正/出力部63における運転指令
の補正動作に関して説明する。この補正動作は、上述の
操縦モード又は再生モードの中で実行され、走行中、片
車輪だけ又は車輪が両方とも段差のある凹凸部や小石等
の障害物に当ったりした場合、乗物の運転の安定性/安
全性を高めるためのもので、かかる補正のない従来の小
型乗物の運転制御では、操縦手段からの指令値を補正な
しで各電動機の駆動部へ出力していた。このため、障害
物に当った方の車輪は回転速度が遅くなり、当らなかっ
た方の車輪は指令値に従って相対的に速く回転する現象
が発生するので、障害物を中心として乗物が急旋回する
こととなり、意図しない進路変更や車体のふらつきが発
生し、平らな平面状の路面以外は運転者は運転中気が抜
けず、絶えず細心の注意をしていなければならなかっ
た。しかしながら、本願発明の補正/出力部63では、
以下のように車輪の現在速度の連続性が保たれるように
電動機の出力トルク等を参照しながら速度指令等の補正
処理を行い、上述の急旋回や車体のふらつきを防止す
る。すなわち、図9(C)に示すように、例えば、時点
t1において車輪10aが段差部に当り、図7の電流制
御部93aから出力される電動機4aの出力トルクTa
(t)が予め設定してあるトルク制限値Tathに達し
て飽和すると、サーボ制御部90a内の速度制御部92
aに対する速度指令ωa*(t)は図9(A)に示すよ
うに変化しないが、電動機4aの現在速度ωa(t)は
時点t1直後の時点t2から低下し始める。一方、電動
機4bは時点t2においても車輪10bが障害物等に当
っていないので、速度指令ωb*(t)と現在速度ωb
(t)とは速度フィードバック制御によりほとんど等し
く、かつ、出力トルクTb(t)にも急激な変化は現わ
れていない。すなわち、左右の電動機4iの中で一方の
出力トルクTi(t)がトルク制限値に達し、回転速度
が低下すると共に、他方の電動機4jの出力トルクTj
(t)がトルク制限値に達していないことが確認できる
と、補正/出力部63ではトルク制限値に達した電動機
4iの速度指令は変更せず、時点t1及びt2と同じ値
を出力し、トルク制限値に達しない電動機4iの速度指
令は演算ωj*(t2)=ωj*(t1)×ωi(t
2)/ωi(t1)より電動機4iの現在速度の低下し
た比率だけ、速度指令ωj*(t1)の値を低下させて
出力するようにする。かかる電動機4jの速度指令の修
正はt2<t<t10の期間すなわち、車輪10aが障
害物を乗り越えて電動機4iの出力トルクがトルク制限
値以内となる迄続く(図9(D))。次に、時点t10
において電動機4iの出力トルクがトルク制限値以内と
なると、補正/出力部63では直ちに電動機4iの速度
指令ωi*(t)を現在速度のωi(t10)に変更す
る(図9(A))。これは、電動機4iの急加速を避け
るためである。その後、所定の期間(t12−t11)
をかけて、電動機4i(i=a,b)の速度指令をωi
(t10)からωi*(t1)に所望の特性(例えば、
リニア特性、S字特性等)曲線で復帰させる。(図9
(A),(D))。続いて、時点t20において車輪1
0bが障害物に当り、少し遅れて時点t22において車
輪10aが障害物に当った場合の補正動作を説明する。
この時点では車輪10bに当った障害物の方が車輪10
aに当った障害物よりも傾斜が急であるが、乗り越えに
要する期間は短いとして以下、補正/出力部63の動作
を説明すると、上述と同様にして時点t20において電
動機4bの出力トルクTb(t)がトルク制限値Tbt
hに達して飽和すると、速度制御部92bに対する速度
指令ωb*(t)は図9(D)に示すように変化しない
が、電動機4bの現在速度ωb(t)は低下し始め、こ
の速度低下に応答した比率で電動機4aの速度指令ωa
*(t)も低下させる(図9(A)及び(E)の時点t
21)。その後、時点t22において、車輪10aも障
害物に当り電動機4aの出力トルクもトルク制限値に達
して飽和すると、障害物により電動機4aの現在速度ω
a(t)は自動的に低下するので、時点t23以後は、
電動機4aの速度指令ωa*(t)は変化させず、現在
速度ωa(t)の変化率及び電動機4bの現在速度ωb
(t)を監視して、それぞれの車輪毎に大きな速度差の
発生しないように各速度指令を切換える。図9の例では
車輪10bの傾斜の方が車輪10aより大きいので、電
動機4bの回転速度に電動機4aの回転速度を追従させ
るように時点t23〜t30迄制御している。しかし
て、時点t30において車輪10bが障害物を乗り越え
ると、電動機4bの出力トルクが急低下しトルク制御値
以内となるので、各電動機の速度偏差及び出力トルクを
チェックし、この場合、電動機4aはトルク制御値一杯
の出力を出して回転中なので、電動機4bの速度指令ω
b*(t)だけを現在速度ωb(t30)に更新し、速
度制御部92bへ出力する(時点t31)。更に時間が
経過し、時点t40において車輪10aも障害物を乗り
越えると、電動機4aの出力トルクも急低下しトルク制
御値以内となるので、各電動機の速度偏差及び出力トル
クをチェックし、上述と同様に電動機4aの速度指令ω
a*(t)を現在速度ωa(t40)に変更する(時点
t41)と共に、所定の期間(t43−t41)をかけ
て、各電動機4i(i=a,b)の速度指令を所望の値
に復帰させる。上述のような速度指令の切換え及び修正
処理により図9(B)及び(E)に示すように電動機4
a及び4bの速度間に急激な変化や急激な加速/減速期
間がなくなり、小型乗物の乗り心地が非常に安定化する
と共に滑らかとなる。
Next, the operation of correcting the operation command in the correction / output unit 63 will be described. This correction operation is performed in the above-described maneuvering mode or the regeneration mode.During traveling, when only one wheel or both wheels hit an obstacle such as a bumpy portion or a pebble having a step, the vehicle operation is stopped. In order to improve the stability / safety, in the conventional operation control of a small vehicle without such correction, the command value from the steering means is output to the drive unit of each electric motor without correction. For this reason, the rotation speed of the wheel that hits the obstacle becomes slow, and the phenomenon that the wheel that does not hit relatively quickly rotates according to the command value occurs, so that the vehicle turns sharply around the obstacle. As a result, unintended course changes and wobbling of the vehicle body occurred, and the driver had to stay alert during driving, except on a flat, flat road surface, and had to be constantly careful. However, in the correction / output unit 63 of the present invention,
As described below, a correction process of a speed command or the like is performed with reference to the output torque of the electric motor or the like so that the continuity of the current speed of the wheels is maintained, thereby preventing the above-described sharp turning and the body wobble. That is, as shown in FIG. 9C, for example, at time t1, the wheel 10a hits the step, and the output torque Ta of the electric motor 4a output from the current control unit 93a in FIG.
When (t) reaches a preset torque limit value Tath and saturates, the speed control unit 92 in the servo control unit 90a
Although the speed command ωa * (t) for a does not change as shown in FIG. 9A, the current speed ωa (t) of the electric motor 4a starts to decrease from time t2 immediately after time t1. On the other hand, since the wheel 10b does not hit an obstacle or the like even at the time point t2, the speed command ωb * (t) and the current speed ωb
This is almost equal to (t) due to the speed feedback control, and no rapid change appears in the output torque Tb (t). That is, the output torque Ti (t) of one of the left and right motors 4i reaches the torque limit value, the rotation speed decreases, and the output torque Tj of the other motor 4j.
When it is confirmed that (t) has not reached the torque limit value, the correction / output unit 63 does not change the speed command of the electric motor 4i that has reached the torque limit value, and outputs the same value as the time points t1 and t2, The speed command of the electric motor 4i that does not reach the torque limit value is calculated ωj * (t2) = ωj * (t1) × ωi (t
2) The value of the speed command ωj * (t1) is reduced by the ratio of the current speed of the electric motor 4i from / ωi (t1) to be output. The correction of the speed command of the electric motor 4j continues during a period of t2 <t <t10, that is, until the output torque of the electric motor 4i falls within the torque limit value when the wheel 10a passes over the obstacle (FIG. 9D). Next, at time t10
When the output torque of the motor 4i falls within the torque limit value, the correction / output unit 63 immediately changes the speed command ωi * (t) of the motor 4i to the current speed ωi (t10) (FIG. 9A). This is to avoid sudden acceleration of the electric motor 4i. Then, for a predetermined period (t12-t11)
To change the speed command of the electric motor 4i (i = a, b) to ωi
From (t10) to ωi * (t1), desired characteristics (for example,
(Linear characteristics, S-shaped characteristics, etc.) (FIG. 9
(A), (D)). Subsequently, at time t20, the wheel 1
A correction operation in the case where 0b hits an obstacle and the wheel 10a hits the obstacle at a time t22 with a slight delay will be described.
At this time, the obstacle hitting the wheel 10b is
The operation of the correction / output unit 63 will be described below assuming that the inclination is steeper than the obstacle hitting a, but the period required for overcoming is short. The output torque Tb ( t) is the torque limit value Tbt
When the speed reaches h, the speed command ωb * (t) to the speed control unit 92b does not change as shown in FIG. 9D, but the current speed ωb (t) of the electric motor 4b starts to decrease, and this speed decreases. The speed command ωa of the electric motor 4a at a ratio corresponding to
* (T) is also reduced (at time t in FIGS. 9A and 9E).
21). Thereafter, at time t22, when the wheel 10a also hits an obstacle and the output torque of the electric motor 4a reaches the torque limit value and saturates, the current speed ω of the electric motor 4a is reduced by the obstacle.
Since a (t) automatically decreases, after time t23,
The speed command ωa * (t) of the motor 4a is not changed, and the rate of change of the current speed ωa (t) and the current speed ωb of the motor 4b are not changed.
(T) is monitored, and each speed command is switched so that a large speed difference does not occur for each wheel. In the example of FIG. 9, since the inclination of the wheel 10b is larger than that of the wheel 10a, the control is performed from time t23 to t30 so that the rotation speed of the electric motor 4a follows the rotation speed of the electric motor 4b. When the wheel 10b passes over the obstacle at the time point t30, the output torque of the electric motor 4b sharply drops and falls within the torque control value. Therefore, the speed deviation and the output torque of each electric motor are checked. In this case, the electric motor 4a Since the motor is rotating after outputting the full torque control value, the speed command ω of the electric motor 4b is output.
Only b * (t) is updated to the current speed ωb (t30) and output to the speed control unit 92b (time t31). When the time further elapses and the wheel 10a also gets over the obstacle at the time t40, the output torque of the electric motor 4a also sharply drops and falls within the torque control value. Therefore, the speed deviation and the output torque of each electric motor are checked, and Speed command ω of the electric motor 4a
a * (t) is changed to the current speed ωa (t40) (time t41), and a predetermined time period (t43-t41) is applied to change the speed command of each electric motor 4i (i = a, b) to a desired value. To return to. As shown in FIGS. 9B and 9E, the motor 4 is switched by the speed command switching and correction processing as described above.
There is no sudden change or rapid acceleration / deceleration period between the speeds a and 4b, and the riding comfort of the small vehicle is very stable and smooth.

【0014】次に、この発明の小型乗物の教示動作に関
して説明する。初めに、この発明の教示動作の背景を説
明すると、一般に、人が乗って運転する乗物には距離計
は付設されることがあるが、位置計測手段は何も用意さ
れておらず、又運転者が空間的に移動量をデジタル的に
計測することは不可能であるので、乗物以外に特別なセ
ンサを追加することなく、乗物を家庭内やその周囲のい
わゆる生活空間内で、かつ人が乗った状態で、自動運転
させて目的とする移動場所へ自動移動させるということ
は従来は、ほとんど考えられていなかった。しかるに、
この発明の小型乗物ではギヤレスかつ継手も無く、更に
上述のように高精度な位置計測手段が電動機制御のため
内蔵されており、特別な位置センサを床、壁、天井工事
等により敷設する作業は一切行わなくても高精度な位置
計測が行えると共に、位置再現精度も非常に高いことが
分かった。他方で、小型乗物を生活必需品として使用す
る場合を考えてみると、家庭内ではベッドとトイレの間
の移動、ベッドと食堂の間の移動があり、更に病院内で
はベッドと治療室の間の移動等、物理的に固定された2
地点間〜数地点間を往復移動することが非常に多い。更
に身障者及びその介護者にとっては物理的に自力で場所
を移動すること自体が大変な重労働となる。そこで、本
願発明者はベッドとトイレの間の移動を行う場合にも、
小型乗物に乗ったり降りたりするのは人力作業で行う
が、途中の空間移動は一度移動経路を教示して乗物に記
憶させれば、以後は乗物が自動運転で運転者や乗客を所
望の場所へ移動させてくれるだけでも大変利点のあるこ
とに気付いた。かかる背景のもとに、この発明の乗物の
自動運転のための教示動作を図10の地図を参照しなが
らベッドとトイレの間の移動を例に説明すると、同図は
家の一部断面であり、居間100とトイレ101とは壁
106で仕切られていて、居間100内にはベッド10
2が据えられ、補助アーム103がベッドの直角方向に
取付けられ、発着点p1の床には運転者の目印となるラ
ンドマーク104aが印刷されたシート等に描かれて敷
かれている。また、トイレ101内には便器110に付
設して補助アーム108が側壁に取付けられ、発着点p
4の床には上述と同様のランドマークシート104b等
が敷かれている。かかる状況のもとに、小型乗物2の運
転者は上述の操縦モードで操縦手段25を操作して、ラ
ンドマーク104aの描かれている発着点p1まで乗物
2を操縦して行き、地点p1で停止すると、入力手段2
6の教示ボタン261を押す。すると、図6及び図7に
示す車輪10i(i=a,b)に内蔵された回転位置セ
ンサ54iから位置検出器95iを介して車輪の現在位
置θp1iが運転制御部61に読込まれ、運転指令記憶
/生成部62のフラッシュメモリ、バッテリバックアッ
プRAM等の記憶手段に図11の列cm1に示すように
書込まれる。続いて、操縦手段25のXYレバーを前方
に倒して前進し、図10の地点p2に移動したら小型乗
物2を停止させ、上述の教示ボタン261を押し、車輪
の現在位置θp2iを記憶/生成部62に書込む(図1
1のrw2)。次に、地点p2で乗物の方向を変えるた
め操縦手段25のθツマミを時計方向に角度θ23(図
10の例では90゜)だけ回転させ、スポットターンが
終了した時点で教示ボタン261を押し、スポットター
ン後の現在位置θp2irを記憶/生成部62に書込む
(図11のrw3)。続いて、操縦手段25のXYレバ
ーを前方に倒して前進し、図10の地点p3に移動した
ら小型乗物2を停止させ、教示ボタン261を押し車輪
の現在位置θp3iを記憶する(図11のrw4)。次
に、地点p3で乗物の方向を変えるためθツマミを時計
方向に回転させ、スポットターンが終了した時点で現在
位置θp3irを記憶する(図11のrw5)。その
後、XYレバーを前方に倒して前進し、図10の地点p
4に移動したら小型乗物2を停止させ、車輪の現在位置
θp4iを記憶する(図11のrw6)。最後に教示モ
ードの終了を運転指令記憶/生成部62に知らせるた
め、教示ボタン261を押し2回目の地点p4の現在位
置θp4iを記憶すると(図11のrw7)、記憶/生
成部62内では座標入力処理が終了したと判定し、続い
て移動経路生成処理を実行する。
Next, the teaching operation of the small vehicle according to the present invention will be described. First, the background of the teaching operation of the present invention will be described. Generally, a vehicle driven by a person may be provided with a distance meter, but no position measuring means is provided. Since it is impossible for a person to spatially measure the amount of movement spatially, the vehicle can be moved in the home or in the so-called living space around the home without adding a special sensor other than the vehicle. Conventionally, it has hardly been considered that the vehicle is automatically driven and automatically moved to a target moving place while riding. However,
In the small vehicle of the present invention, there is no gearless and no joint, and the high-precision position measuring means is built in for controlling the electric motor as described above, and the work of laying a special position sensor on the floor, wall, ceiling work or the like is not necessary. It was found that high-precision position measurement can be performed without any operation, and that the position reproduction accuracy is very high. On the other hand, considering the use of small vehicles as daily necessities, there is movement between a bed and a toilet in a home, movement between a bed and a dining room, and furthermore, between a bed and a treatment room in a hospital. Physically fixed 2 such as moving
Very often, it reciprocates between points and several points. In addition, physically disabled persons and their caregivers are physically involved in physically moving themselves. Therefore, the inventor of the present application also moves between the bed and the toilet,
Riding and getting off a small vehicle is done manually, but in the middle of the space movement, once the movement route is taught and stored in the vehicle, the vehicle will automatically drive and the driver or passenger will move to the desired location. I realized that there was a great advantage to just moving me to. Against this background, the teaching operation for the automatic driving of the vehicle according to the present invention will be described with reference to the map of FIG. 10 as an example of the movement between the bed and the toilet. The living room 100 and the toilet 101 are separated by a wall 106, and the living room 100 has a bed 10.
The auxiliary arm 103 is mounted in a direction perpendicular to the bed, and a landmark 104a serving as a mark of a driver is laid on a floor or the like printed on a sheet or the like on the floor at the departure / arrival point p1. In the toilet 101, an auxiliary arm 108 is attached to a toilet 110 and attached to a side wall.
On the floor of No. 4, a landmark sheet 104b similar to the above is laid. Under such circumstances, the driver of the small vehicle 2 operates the control means 25 in the above-described control mode to drive the vehicle 2 to the departure point p1 on which the landmark 104a is drawn, and at the point p1. When stopped, input means 2
The 6 teaching button 261 is pressed. Then, the current position θp1i of the wheel is read from the rotational position sensor 54i incorporated in the wheel 10i (i = a, b) shown in FIG. 6 and FIG. The data is written in the storage means such as the flash memory and the battery backup RAM of the storage / generation unit 62 as shown in the column cm1 in FIG. Subsequently, the XY lever of the control means 25 is tilted forward to move forward, and when it moves to the point p2 in FIG. 10, the small vehicle 2 is stopped, the teaching button 261 is pressed, and the current wheel position θp2i is stored / generated. 62 (FIG. 1)
1 rw2). Next, in order to change the direction of the vehicle at the point p2, the θ knob of the control means 25 is rotated clockwise by an angle θ23 (90 ° in the example of FIG. 10), and the teaching button 261 is pressed when the spot turn is completed. The current position θp2ir after the spot turn is written in the storage / generation unit 62 (rw3 in FIG. 11). Subsequently, the XY lever of the control means 25 is tilted forward to move forward, and when it moves to the point p3 in FIG. 10, the small vehicle 2 is stopped, the teach button 261 is pressed, and the current wheel position θp3i is stored (rw4 in FIG. 11). ). Next, the θ knob is rotated clockwise to change the direction of the vehicle at the point p3, and the current position θp3ir is stored when the spot turn is completed (rw5 in FIG. 11). Thereafter, the XY lever is moved forward by tilting the lever forward, and the point p in FIG.
4, the small vehicle 2 is stopped, and the current wheel position θp4i is stored (rw6 in FIG. 11). Finally, in order to inform the operation command storage / generation unit 62 of the end of the teaching mode, the teaching button 261 is pressed and the current position θp4i of the second point p4 is stored (rw7 in FIG. 11). It is determined that the input process has been completed, and subsequently, a movement route generation process is executed.

【0015】この移動経路生成処理は記憶/生成部62
内で座標入力後自動的に実行され、図11及び図12を
参照して経路生成過程を説明すると、先ず、各車輪の現
在回転位置データθpjiから各地点pj毎にX、Y座
標(xpj,ypj)及び進行方向θpjを図11の列
cm2に示すように求める。次に地点pjとpj+1と
の間で相対変位ベクトルを図11の列cm3に示すよう
にXY座標ベクトル成分lj(j+1)と角度成分θj
(j+1)とに分けて演算する。かくして、相対変位ベ
クトルが求まると自動運転用経路データを図12のよう
に順次求めて生成していく。すなわち、各教示点pjに
対し、次の教示点pj+1との間で角度成分θj(j+
1)の絶対値だけが所定の角度用閾値θTHより小さい
場合にはシフト動作と判定し、所定の距離laccだけ
相対変位ベクトル方向に加速運転し、その後等速移動制
御に移り、教示点pj+1の手前の所定距離ldecか
ら減速制御に移行する。また、各教示点の間で相対変位
ベクトルのXY座標成分の絶対値の和だけが所定の距離
用閾値lDSTより小さい場合にはスポットターンの回
転動作と判定し、回転方向が時計回りか反時計回りか判
定した後、変位ベクトルで演算された回転角を3つの制
御区間に分け、回転加速制御、等速回転制御、回転減速
制御を行う。尚、回転加速制御の範囲はそれぞれ予め設
定されたθacc、θdecの角度範囲で行い、残りの
中間区間を等速回転制御する。この様子を図12の点p
1から点p4への移動で説明すると、教示点p1では相
対変位ベクトルの角度成分θ12はほぼ0度となり値θ
THより小さいのでシフト制御となり(図11の行rw
1、列cm5)、点p1から点p2のベクトルl12の
方向に距離laccだけ加速シフト制御する(図11の
行rw1、列cm6、cm7)。次に等速移動制御に移
り移動方向は同一で、距離l12−lacc−ldec
の間等速移動を行う。その後、距離ldecの間減速シ
フト制御すると地点p2に到着して停止する(図11の
行rw1、列cm6、cm7)。続いて、教示点p2で
は相対変位ベクトルの距離成分l22rはほぼ0とな
り、値lDSTより小さいので回転制御となり(図11
の行rw2、列cm5)、ベクトルl12からl23の
時計回り方向に角度θ22rだけスポットターン制御す
る。この回転制御でも最初の角度θaccの範囲は回転
加速制御し、次のθ23mの区間は等速回転制御を行
い、最後の角度θdecの範囲は回転減速制御を行う
(図11の行rw2、列cm6、cm7)。以下、同様
にして教示点p2rではベクトルl23のシフト制御を
行い、教示点p3では角度θ33rの時計回り回転制御
を行い、教示点p3rでベクトルl34のシフト制御を
行うと、教示点p4で変位ベクトルl44及び角度θ4
4が共にそれぞれの閾値よりも小さくなるので、地点p
1から地点p4への自動運転経路生成処理を終了する。
続いて運転指令記憶/生成部62では地点p4から地点
p1への戻りの自動運転経路生成処理を行う。この戻り
経路生成処理に必要な座標データは全て記憶/生成部6
2に用意されているので、操縦手段25による教示動作
は不要である。しかして、地点p4から地点p1への戻
り経路生成処理では、先ず、図11の列cm1に示す教
示データを最後の点p4から最初の点p1に向って記憶
装置の別の場所へ図13の列cm1に示す如く、順次コ
ピーする。最後に地点p1の座標を2回書込むと、次
に、図11の列cm2で示すXYθ座標の演算処理を行
う。更に、隣接する各教示地点pj、pj+1の間で上
述と同様にして図11の列cm3に示すような相対変位
ベクトルを順次計算する。かくして相対変位ベクトルの
演算が終了すると、上述と同様にして相対変位ベクトル
の角度成分の絶対値だけが所定値θTHより小さけれ
ば、シフト動作と判定し、変位ベクトルのXY成分間を
3つの制御区間に分け、加速移動制御、等速移動制御、
減速移動制御を行う。尚、戻り経路は大きさが等しく進
行方向が180゜反転したシフト制御である。(図13
の行rw1、列cm5〜cm7)。また、相対変位ベク
トルのxy座標成分の絶対値の和だけが所定値lDST
より小さければ、回転動作と判定し、回転方向が時計回
りか反時計回りか判定した後、変位ベクトルの角度成分
を3つの制御区間に分け、上述と同様に回転加速制御、
回転等速制御、回転減速制御を行う。尚、戻り経路の回
転角制御の方向は教示したデータが時計回りであると戻
り角は反時計回りであり、教示データが反時計回りであ
ると戻り角は時計回りであり、その絶対値は等しい角度
となる(図13の行rw2、rw4)。以後、上述と同
様の処理を繰り返すと戻り経路の運転指令が自動的に生
成できる。尚、この教示モードは実際に小型乗物2を操
縦して動かさなくても外部の図示しないパーソナルコン
ピュータ等でシミュレーション移動により教示データ及
び移動経路データをオフラインで予め作成しておくこと
ができ、通信回線及び通信部68を介して記憶/生成部
62の所定の記憶手段へダウンロードすることが可能で
ある。
This movement route generation processing is performed by the storage / generation unit 62.
The path generation process will be described automatically with reference to FIG. 11 and FIG. 12. First, the X, Y coordinates (xpj, xpj, ypj) and the traveling direction θpj are obtained as shown in the column cm2 of FIG. Next, the relative displacement vector between the points pj and pj + 1 is represented by the XY coordinate vector component lj (j + 1) and the angle component θj as shown in the column cm3 of FIG.
(J + 1). Thus, when the relative displacement vector is obtained, the automatic driving route data is sequentially obtained and generated as shown in FIG. That is, the angle component θj (j + j) between each teaching point pj and the next teaching point pj + 1.
If only the absolute value of 1) is smaller than the predetermined angle threshold value θTH, it is determined that the operation is a shift operation, the vehicle is accelerated by a predetermined distance lacc in the direction of the relative displacement vector, and thereafter, the control is moved to the constant velocity movement control. The process shifts to deceleration control from a predetermined distance ldec before the vehicle. If only the sum of the absolute values of the XY coordinate components of the relative displacement vector between the teaching points is smaller than the predetermined distance threshold IDST, the rotation is determined to be a spot turn rotation, and the rotation direction is clockwise or counterclockwise. After determining whether the vehicle is turning, the rotation angle calculated by the displacement vector is divided into three control sections, and rotation acceleration control, constant speed rotation control, and rotation deceleration control are performed. The rotation acceleration control is performed in a predetermined angle range of θacc and θdec, respectively, and the remaining intermediate section is controlled to rotate at a constant speed. This situation is represented by a point p in FIG.
To explain from the movement from 1 to the point p4, at the teaching point p1, the angle component θ12 of the relative displacement vector becomes almost 0 degree and the value θ
Since it is smaller than TH, shift control is performed (row rw in FIG. 11).
(1, column cm5), acceleration shift control is performed by a distance lacc in the direction of the vector l12 from the point p1 to the point p2 (row rw1, column cm6, cm7 in FIG. 11). Next, the control moves to the constant-speed movement control, and the movement direction is the same, and the distance is 112-lacc-ldec.
And move at a constant speed. Thereafter, when deceleration shift control is performed for the distance ldec, the vehicle arrives at the point p2 and stops (row rw1, column cm6, cm7 in FIG. 11). Subsequently, at the teaching point p2, the distance component 122r of the relative displacement vector becomes almost 0, and is smaller than the value IDST, so that rotation control is performed (FIG. 11).
Row rw2, column cm5), and the spot turn control is performed by the angle θ22r in the clockwise direction of the vectors l12 to 123. Also in this rotation control, rotation acceleration control is performed in the first angle θacc range, constant speed rotation control is performed in the next θ23 m section, and rotation deceleration control is performed in the last angle θdec range (row rw2, column cm6 in FIG. 11). , Cm7). Hereinafter, similarly, shift control of the vector 123 is performed at the teaching point p2r, clockwise rotation control of the angle θ33r is performed at the teaching point p3, and shift control of the vector 134 is performed at the teaching point p3r. 144 and angle θ4
4 are both smaller than the respective thresholds, the point p
The automatic driving route generation processing from 1 to the point p4 ends.
Subsequently, the driving command storage / generation unit 62 performs an automatic driving route generation process of returning from the point p4 to the point p1. All coordinate data necessary for the return route generation processing is stored / generated by the storage / generation unit 6.
2, the teaching operation by the control means 25 is unnecessary. In the return route generation process from the point p4 to the point p1, first, the teaching data shown in the column cm1 in FIG. 11 is moved from the last point p4 to the first point p1 to another place in the storage device in FIG. Copies are made sequentially as shown in column cm1. Finally, when the coordinates of the point p1 are written twice, the calculation processing of the XYθ coordinates indicated by the column cm2 in FIG. 11 is performed. Further, a relative displacement vector as shown in the column cm3 of FIG. 11 is sequentially calculated between the adjacent teaching points pj and pj + 1 in the same manner as described above. When the calculation of the relative displacement vector is completed, if only the absolute value of the angle component of the relative displacement vector is smaller than the predetermined value θTH in the same manner as described above, it is determined that a shift operation is to be performed, and the three control intervals between the XY components of the displacement vector are determined. Divided into acceleration movement control, constant velocity movement control,
Perform deceleration movement control. The return path is a shift control in which the traveling directions are equal in size and the traveling direction is reversed by 180 °. (FIG. 13
Row rw1, columns cm5 to cm7). Further, only the sum of the absolute values of the xy coordinate components of the relative displacement vector is the predetermined value IDST.
If it is smaller, it is determined that the operation is a rotation operation, and it is determined whether the rotation direction is clockwise or counterclockwise. Then, the angular component of the displacement vector is divided into three control sections, and rotation acceleration control is performed as described above.
Performs constant rotation speed control and rotation deceleration control. The direction of rotation angle control of the return path is counterclockwise if the taught data is clockwise, and the return angle is clockwise if the taught data is counterclockwise, and its absolute value is The angles are equal (rows rw2, rw4 in FIG. 13). Thereafter, by repeating the same processing as described above, a return route operation command can be automatically generated. In this teaching mode, the teaching data and the movement route data can be prepared in advance offline by simulation movement using an external personal computer (not shown) without actually manipulating and moving the small vehicle 2. It is possible to download to a predetermined storage means of the storage / generation unit 62 via the communication unit 68.

【0016】次に、この発明の再生動作に関して説明す
る。この再生動作では教示動作又は通信回線からのダウ
ンロードにより記憶/生成部62の所定の記憶手段へ自
動運転の移動経路データが図11又は図13に示すよう
な形式で既に格納してあるものとする。かかる状態にお
いて運転者は、例えばトイレに行きたい場合、図10の
ベッド102から小型乗物2に乗り移ると操縦手段25
を操作して時計回りに所定の角度スポットターンした
後、XYレバーを前方へ倒してランドマーク104a内
の中心へ移動する。その後、入力手段26の再生ボタン
262を押すと、表示手段27に登録してある自動運転
用移動経路の出発点−目的地の一覧表が表示されるの
で、操縦手段25等を表示手段のポインティングデバイ
スモードに切換えて所望の出発点−目的地経路を選択し
た後、表示手段27に表示されている自動運転開始ボタ
ンをクリックする。かくして、再生モードにおける自動
運転が開始されると、運転指令補正/出力部63により
運転指令記憶/生成部62から最初の自動運転指令が図
11の列cm4の1行目のように読出され、左右の車輪
の目標位置θ(lacc:p1−p2)i*(i=a,
b)が演算され、各サーボ制御部90iの位置制御部9
1iにそれぞれ位置指令として出力されると共に、補正
/出力部63に予め登録されているシフト移動加速用指
令パターンメモリより順次速度指令ωi*が読出され、
速度制御部92iにそれぞれの車輪の速度指令に変換さ
れて出力される。かかる速度制御が開始されると上述の
段落0013で既述した運転指令の補正動作も同時に並
行して開始される。この運転指令の補正処理では図9で
紹介したように車輪の現在速度の連続性が保たれるよう
に電動機の出力トルクを参照しながら速度指令を適宜切
換え、障害物に車輪が当ったり、現在速度が急変した場
合には現在速度が遅い方の車輪の回転速度に適合するよ
うに現在速度が速い方の車輪の回転速度を所定の比率で
低下するように速度指令を調整することが基本となって
いる。従って、産業用ロボット等の制御で実施されてい
るように位置偏差が大きくなった場合、速度指令を大き
くして目標地点に早く到達させようとする時間短縮制御
は安全性の面から行わない。位置制御部91iは目標点
の近傍(距離lreqの範囲内)に移動した場合、次の
移動指令を記憶/生成部62から読出すように要求する
信号ndata−reqの出力処理、速度指令の更新処
理、及び、目標点に到着したら乗物がふらつかないよう
に位置を固定する処理に使用され、図11の列cm4の
例ではシフト加速期間中、車輪等が障害物に当らなけれ
ば小型乗物2が距離lacc−lreqだけ加速しなが
らシフト移動すると、次の目標値のデータ読出要求信号
が位置制御部91iから運転指令補正/出力部63に出
力され、補正/出力部63では図11の列cm4の2行
目のデータを記憶/生成部62から読出して読込FIF
O等へ記憶しておく。
Next, the reproducing operation of the present invention will be described. In this reproducing operation, it is assumed that the movement route data of the automatic driving is already stored in a predetermined storage means of the storage / generation unit 62 in a format as shown in FIG. 11 or 13 by a teaching operation or download from a communication line. . In this state, if the driver wants to go to a toilet, for example, he or she transfers from the bed 102 in FIG.
Is operated, and the XY lever is tilted forward to move to the center within the landmark 104a. Thereafter, when a play button 262 of the input means 26 is pressed, a list of the starting point and the destination of the automatic driving movement route registered in the display means 27 is displayed, so that the control means 25 and the like are pointed at the display means. After switching to the device mode and selecting a desired starting point-destination route, the automatic driving start button displayed on the display means 27 is clicked. Thus, when the automatic operation in the regeneration mode is started, the first automatic operation command is read from the operation command storage / generation unit 62 by the operation command correction / output unit 63 as shown in the first row of the column cm4 in FIG. Target position θ (lacc: p1−p2) i * (i = a,
b) is calculated, and the position control unit 9 of each servo control unit 90i is calculated.
1i is output as a position command, and a speed command ωi * is sequentially read from a shift movement acceleration command pattern memory registered in advance in the correction / output unit 63.
The signals are converted into speed commands for the respective wheels and output to the speed control unit 92i. When the speed control is started, the operation command correction operation described in the above paragraph 0013 is also started at the same time. In the correction process of the operation command, as shown in FIG. 9, the speed command is appropriately switched while referring to the output torque of the motor so that the continuity of the current speed of the wheel is maintained. If the speed changes suddenly, it is basically necessary to adjust the speed command so that the rotation speed of the wheel with the higher current speed is reduced at a predetermined ratio so as to match the rotation speed of the wheel with the lower current speed. Has become. Therefore, when the position deviation increases as performed in the control of an industrial robot or the like, time reduction control for increasing the speed command to quickly reach the target point is not performed in terms of safety. When moving to the vicinity of the target point (within the range of the distance lreq), the position control section 91i outputs a signal ndata-req requesting that the next movement command be read from the storage / generation section 62, and updates the speed command. It is used for processing and for fixing the position so that the vehicle does not fluctuate when it arrives at the target point. In the example of the column cm4 in FIG. When the shift movement is performed while accelerating by the distance lacc-lreq, a data read request signal of the next target value is output from the position control unit 91i to the operation command correction / output unit 63. The data in the second row is read from the storage / generation unit 62 and read
It is stored in O or the like.

【0017】かくして小型乗物2がlaccだけ移動す
ると目標値の更新処理が行われ、図11の例では上述の
FIFOから次の指令データが読出され等速移動制御運
転期間に移り、別途変更可能な所定の移動速度で距離l
12mだけ自動運転でベクトルl12方向へ進む。尚、
この間、床等に落ちている小さな障害物に車輪が当ると
図9(A)、(D)に示すように障害物に当った方の車
輪の速度指令は変更されず、障害物が当らなかった方の
車輪の速度は所定の比率で低下される運転指令の補正処
理が段落0013と同様に実行される。続いて小型乗物
2が距離l12m−lreqだけ移動すると、次の経路
データ読出要求信号が再び位置制御部91iから補正/
出力部63に出力され、図11の列cm4の3行目のデ
ータが記憶/生成部62から読出され、上述の読込FI
FO等へ書込まれる。次に、小型乗物2がl12mだけ
移動すると、運転指令の更新処理が行われ、図11の例
ではシフト減速期間に移り、予め別途登録されているシ
フト減速用速度指令パターンメモリより順次減速指令が
読出され、速度制御部92iにそれぞれの車輪の速度指
令に変換されて出力される。この減速期間中における移
動距離ldecは図12の例では加速期間中の移動距離
laccより長距離に設定されており、小型乗物2がl
dec−lreqだけ移動すると、次の経路データ読出
要求信号が補正/出力部63に出力され、図11の列c
m4の4行目のデータが記憶/生成部62から読出さ
れ、上述の読込FIFO等へ書込まれる。かくして小型
乗物2がldecだけ移動すると小型乗物2は地点p2
に到達すると共に、運転指令の更新処理が上述のFIF
Oを介して行われ、図11の例ではスポットターンの回
転加速期間に移り、予め別途登録されている時計回りの
回転加速用速度指令パターンメモリより順次回転加速指
令が読出され、速度制御部92iにそれぞれの車輪の速
度指令に変換されて出力される。この回転加速期間中に
おける回転角度はθaccであり、小型乗物2が目標点
の近傍(角度θreqの範囲内)まで回転すると、次の
経路データ読出要求信号が位置制御部91iから補正/
出力部63に出力され、図11の列cm4の5行目のデ
ータが記憶/生成部62から読出され、上述の読込FI
FO等へ書込まれる。続いて小型乗物2がθaccだけ
回転すると、運転指令の更新処理が行われ、図11の例
では等速回転期間に移り、予め別途登録されている所定
の回転速度で時計回りに回転する。尚、この回転期間中
においてもシフト制御期間中と同様に上述の速度指令の
補正処理は実行され、回転中に車輪の現在速度が低下し
た場合には現在速度が低下しない方の車輪はその速度指
令が現在速度の低下した車輪の低下比率に応じて適宜調
整される。続いて小型乗物2がθ23m−θreqだけ
回転すると、次の経路データ読出要求信号が位置制御部
91iから補正/出力部63に出力され、図11の列c
m4の6行目のデータが記憶/生成部62から読出さ
れ、上述の読込FIFO等へ書込まれる。次に、小型乗
物2がθ23mだけ回転すると運転指令の更新処理が行
われ、図11の例では回転減速期間に移り、予め別途登
録されている時計回りの回転減速用速度指令パターンメ
モリより順次回転減速指令が読出され、速度制御部92
iにそれぞれの車輪の速度指令に変換されて出力され
る。この減速回転期間中における回転角度θdecは、
図11の例では加速中の回転角度θaccよりも大きく
設定されており、小型乗物2がθdec−θreqだけ
回転すると次の経路データ読出要求信号が出力され、図
11の列cm4の7行目のデータが上述の読込FIFO
等へ書込まれる。更に小型乗物2がθdecだけ回転す
ると、小型乗物2は地点p2におけるスポットターンの
再生処理を終了し、地点p2から地点p3へのシフト移
動再生処理に移る。以後、同様にして地点p3における
スポットターン再生処理を終了すると、再び地点p3か
ら地点p4へのシフト移動再生処理に移り、地点p4の
ランドマーク104bに到達すると地点p1から地点p
4への再生処理は終了する。かくして、地点p1から地
点p4への再生処理が終了すると運転制御部61は通常
操縦モードで待機しているので、操縦手段25を操作し
て運転者は容易に所期の目的を達成することができる。
また、トイレ101から別の場所へ移動するには操縦手
段25のθツマミを操作して旋回半径10mm以内で手
動スポットターンを行った後、再びランドマーク104
bの中心に移動したら、入力手段26の再生ボタン26
2を押すと、表示手段27に上述と同様にして登録して
ある移動経路の一覧表が表示されるので、所望の出発点
−目的地経路を選択した後、表示手段27に表示されて
いる自動運転開始ボタンをクリックすると良い。尚、上
述の再生モードで図11の行rw2の相対変位ベクトル
の角度成分θ22rをθ22r=90゜、180゜又は
−90゜、−180゜として自動運転用経路データを作
成し、時計回り90゜スポットターン、時計回り180
゜スポットターン、反時計回り90゜スポットターン、
反時計回り180゜スポットターン指令として上述の移
動経路一覧表に予め登録しておくと、θツマミの操作を
行わなくても安全確実に指定角度のスポットターンが再
生運転できるので、5本の指が自由に動かせないような
運転者には大変便利である。また、上述の説明では次指
令読込要求信号生成部912や速度指令更新要求信号生
成部914は位置制御部91i内に設けたが、運転状態
監視部64や運転指令補正/出力部63内に設けること
も可能である。
Thus, when the small vehicle 2 moves by the amount of lacc, the target value is updated. In the example of FIG. 11, the next command data is read out from the above-mentioned FIFO, and the operation proceeds to the constant speed movement control operation period, which can be changed separately. Distance l at a given travel speed
The vehicle travels in the direction of the vector 112 by automatic operation by 12 m. still,
During this time, if the wheel hits a small obstacle falling on the floor or the like, the speed command of the wheel hitting the obstacle is not changed and the obstacle does not hit as shown in FIGS. The correction process of the operation command in which the speed of the other wheel is reduced at a predetermined ratio is executed in the same manner as in paragraph 0013. Subsequently, when the small vehicle 2 moves by the distance 112m-lreq, the next route data read request signal is again corrected /
The data is output to the output unit 63, the data in the third row of the column cm4 in FIG. 11 is read from the storage / generation unit 62, and the above-described read FI
Written to FO etc. Next, when the small vehicle 2 moves by 112 m, the operation command updating process is performed. In the example of FIG. 11, the process shifts to the shift deceleration period, and a deceleration command is sequentially issued from a previously-registered speed reduction pattern memory for shift deceleration. It is read and converted into speed commands for the respective wheels and output to the speed control unit 92i. The moving distance ldec during the deceleration period is set to be longer than the moving distance lacc during the acceleration period in the example of FIG.
After moving by dec-lreq, the next path data read request signal is output to the correction / output unit 63, and the column c in FIG.
The data in the fourth row of m4 is read from the storage / generation unit 62 and written into the above-described read FIFO or the like. Thus, when the small vehicle 2 moves by ldec, the small vehicle 2 moves to the point p2.
, And the operation command update processing
In the example shown in FIG. 11, the operation proceeds to the rotation acceleration period of the spot turn, and the rotation acceleration command is sequentially read out from the clockwise rotation acceleration speed instruction pattern memory that is separately registered in advance. Are converted into speed commands for the respective wheels and output. The rotation angle during this rotation acceleration period is θacc, and when the small vehicle 2 rotates near the target point (within the range of the angle θreq), the next route data read request signal is corrected by the position control unit 91i.
The data is output to the output unit 63, and the data in the fifth row of the column cm4 in FIG.
Written to FO etc. Subsequently, when the small vehicle 2 rotates by θacc, an operation command update process is performed, and in the example of FIG. 11, the process proceeds to a constant-speed rotation period, and rotates clockwise at a predetermined rotation speed separately registered in advance. During the rotation period, the above-described speed command correction process is executed in the same manner as during the shift control period. If the current speed of the wheel decreases during rotation, the wheel whose current speed does not decrease is set to the speed. The command is appropriately adjusted according to the reduction ratio of the wheel whose current speed has decreased. Subsequently, when the small vehicle 2 rotates by θ23m−θreq, the next route data read request signal is output from the position control unit 91i to the correction / output unit 63, and the column c in FIG.
The data in the sixth row of m4 is read from the storage / generation unit 62 and written into the above-described read FIFO or the like. Next, when the small vehicle 2 rotates by θ23m, the operation command updating process is performed. In the example of FIG. 11, the process proceeds to the rotation deceleration period, and the rotation is sequentially performed from the clockwise rotation deceleration speed command pattern memory separately registered in advance. The deceleration command is read and the speed control unit 92
i is converted into a speed command for each wheel and output. The rotation angle θdec during this deceleration rotation period is
In the example of FIG. 11, the rotation angle θacc is set to be larger than the accelerating rotation angle θacc. When the small vehicle 2 rotates by θdec−θreq, the next path data read request signal is output, and the seventh row of the column cm4 in FIG. Data is read FIFO as described above
Etc. are written. When the small vehicle 2 further rotates by θdec, the small vehicle 2 ends the reproduction process of the spot turn at the point p2, and shifts to the shift movement reproduction process from the point p2 to the point p3. Thereafter, similarly, when the spot turn reproduction process at the point p3 is completed, the process shifts to the shift movement reproduction process from the point p3 to the point p4. When the landmark 104b at the point p4 is reached, the point p1 changes to the point p.
The reproduction process for No. 4 ends. Thus, when the reproduction process from the point p1 to the point p4 is completed, the operation control unit 61 is in the normal operation mode and stands by, so that the driver can easily achieve the intended purpose by operating the operation means 25. it can.
In order to move from the toilet 101 to another place, the user operates the θ knob of the control means 25 to perform a manual spot turn within a turning radius of 10 mm, and then performs the landmark 104 again.
b, the playback button 26 of the input means 26
When the user presses 2, a list of the travel routes registered in the display unit 27 in the same manner as described above is displayed. After selecting a desired starting point-destination route, the list is displayed on the display unit 27. Click the automatic operation start button. Note that in the above-described reproduction mode, the automatic driving route data is created by setting the angle component θ22r of the relative displacement vector of the row rw2 in FIG. 11 to θ22r = 90 °, 180 ° or −90 °, −180 °, and clockwise 90 °. Spot turn, clockwise 180
゜ Spot turn, counterclockwise 90 ゜ spot turn,
If the counterclockwise 180 ° spot-turn command is registered in advance in the above-mentioned travel route list, the spot-turn at the specified angle can be safely and reliably regenerated without operating the θ knob. It is very convenient for drivers who cannot move freely. In the above description, the next command read request signal generation unit 912 and the speed command update request signal generation unit 914 are provided in the position control unit 91i, but are provided in the operation state monitoring unit 64 and the operation command correction / output unit 63. It is also possible.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の小型乗物
によればギヤレスかつ継手なしでアウターロータ型直接
駆動電動機を車輪ボスの内部に収納しているので、高精
度な位置決めができると共に、各電動機の速度制御が、
急激な加減速を避けて連続かつ滑らかに実行できるの
で、走行時の車体のふらつきや急旋回等を防止すること
ができる。また、高精度な回転位置センサを内蔵してい
るので、旋回半径10mm以内のスポットターンも可能
となり道幅90cm以内の狭いトイレやエレベータの中
でも安定した進行方向の変更操作が行える。更に、電動
機とタイヤとを簡単に着脱できるのでパンクや泥で汚れ
た場合、タイヤ交換が誰でも簡単にできると共に、スペ
ヤタイヤの用意にもお金がかからず経済的である。また
タイヤに付設される外付制動ユニットは蓄電池の容量切
れや制御部の故障の際、確実に小型乗物を停止できるの
で安全である。更に、電車、バス等に介護者が小型乗物
を乗降させる場合、ブレーキ解除レバーを操作すると安
全かつ短時間で素早く小型乗物の乗降作業が行える。更
にまた、この発明の小型乗物の教示/再生機能を利用す
れば従来の乗物では全く実用になっていなかった乗物の
自動運転が経済的に実現でき、モノレール型の移動リフ
トや大型の移動手段は不要となり、身障者や体力の衰え
た人の生活活動範囲を飛躍的に拡大することができる。
また、この発明の電動機ではギヤ及び継手でのエレルギ
ー損失がないので、回生発電により効率良く運動エネル
ギーを電気エネルギーに変換でき、蓄電池の充電間隔を
延期することができると共に、電池容量も小さくて済
み、装置全体の重量を軽量化することができる。
As described above, according to the small vehicle of the present invention, the outer rotor type direct drive motor is housed inside the wheel boss without gears and without any joint, so that high-precision positioning can be performed, and Motor speed control
Since the vehicle can be continuously and smoothly executed while avoiding sudden acceleration / deceleration, it is possible to prevent the vehicle body from swaying or turning suddenly during traveling. In addition, since a high-precision rotation position sensor is built in, a spot turn with a turning radius of 10 mm or less is possible, and a stable operation of changing the traveling direction can be performed even in a narrow toilet or elevator with a road width of 90 cm or less. Furthermore, since the motor and the tire can be easily attached and detached, anyone can easily replace the tire if it gets dirty with puncture or mud, and it is economical to prepare a spare tire without spending money. Also, the external braking unit attached to the tire can safely stop the small vehicle when the capacity of the storage battery runs out or the control unit breaks down, so that it is safe. In addition, when a caregiver gets on and off a small vehicle on a train, a bus, or the like, operating the brake release lever enables quick and easy operation of getting on and off the small vehicle in a short time. Furthermore, if the teaching / reproducing function of a small vehicle according to the present invention is used, the automatic operation of the vehicle, which has never been practically used in the conventional vehicle, can be economically realized. It becomes unnecessary, and can greatly expand the range of daily activities for the handicapped and those with reduced physical strength.
Further, in the electric motor of the present invention, since there is no energy loss in the gears and the joints, kinetic energy can be efficiently converted to electric energy by regenerative power generation, the charging interval of the storage battery can be extended, and the battery capacity can be small. Thus, the weight of the entire apparatus can be reduced.

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

【図1】この発明の小型乗物の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a small vehicle according to the present invention.

【図2】この発明の車輪タイヤ部と電動機との着脱状態
を説明する縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining a detached state of a wheel tire unit and an electric motor according to the present invention.

【図3】この発明の直接駆動電動機の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the direct drive motor of the present invention.

【図4】その磁気回路を説明するための横断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the magnetic circuit.

【図5】この発明の小型乗物の電気接続系を示す配線図
である。
FIG. 5 is a wiring diagram showing an electric connection system of the small vehicle according to the present invention.

【図6】この発明の小型乗物の電気的機能ブロック図で
ある。
FIG. 6 is an electric functional block diagram of the small vehicle according to the present invention.

【図7】この発明の電動機制御系を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a motor control system of the present invention.

【図8】この発明の制動ユニットの動作を説明する図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the braking unit of the present invention.

【図9】この発明の電動機の速度制御の様子を示すタイ
ムチャートである。
FIG. 9 is a time chart showing a state of speed control of the electric motor of the present invention.

【図10】この発明の小型乗物の教示動作を説明するた
めの建物のレイアウト図である。
FIG. 10 is a layout diagram of a building for explaining a teaching operation of a small vehicle according to the present invention.

【図11】この発明の教示モードで実行される経路デー
タ自動生成過程を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a path data automatic generation process executed in the teaching mode according to the present invention.

【図12】この発明の教示/再生モードで使用する経路
データを地図へ展開した図である。
FIG. 12 is a diagram in which route data used in the teaching / reproduction mode of the present invention is developed on a map.

【図13】この発明の復路データ自動生成過程を説明す
る図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a return path data automatic generation process according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 乗物架台 4 電動機 5 係止部 7、17、36 コネクタ 8 連結部材 10、10x タイヤ 11 電池ケース 12 リム 13 蓄電池 19 放熱器 24 操作箱 25 操縦手段 26 入力手段 27 表示手段 30 差込軸 34 プッシュロッド 40 磁石 42 ヨーク 43 巻線 44 固定子 45、50 ブラケット 48a、48b 玉軸受 52 中空軸 54 回転位置センサ 59 中空部 60 制御部 61 運転制御部 62 運転指令記憶/生成部 63 運転指令補正/出力部 64 運転状態監視部 68 通信部 69 スイッチ 70a、70b 制動ユニット 71 手動杆 75 吸着板 76 アーム 77 バネ 78 ブレーキ 79 電磁手段 81 ワイヤ 83 ブレーキレバー 88a、88b PWMインバータ/コンバータ 90a、90b サーボ制御部 91a、91b 位置制御部 92a、92b 速度制御部 93a、93b 電流制御部 95a、95b 位置検出部 96a、96b 速度検出部 101 トイレ 102 ベッド 104a、104b ランドマーク 2 Vehicle mount 4 Electric motor 5 Locking part 7, 17, 36 Connector 8 Connecting member 10, 10x Tire 11 Battery case 12 Rim 13 Storage battery 19 Heat radiator 24 Operation box 25 Operating means 26 Input means 27 Display means 30 Insertion shaft 34 Push Rod 40 Magnet 42 Yoke 43 Winding 44 Stator 45, 50 Bracket 48a, 48b Ball bearing 52 Hollow shaft 54 Rotational position sensor 59 Hollow 60 Control unit 61 Operation control unit 62 Operation command storage / generation unit 63 Operation command correction / output Unit 64 operating state monitoring unit 68 communication unit 69 switch 70a, 70b braking unit 71 manual rod 75 suction plate 76 arm 77 spring 78 brake 79 electromagnetic means 81 wire 83 brake lever 88a, 88b PWM inverter / converter 90a, 90b servo control unit 91a 91b position control unit 92a, 92b speed controller 93a, 93 b the current control unit 95a, 95b position detection unit 96a, 96b speed detector 101 Toilet 102 bed 104a, 104b landmarks

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年7月15日[Submission date] July 15, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項8[Correction target item name] Claim 8

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項23[Correction target item name] Claim 23

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項29[Correction target item name] Claim 29

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0002[Correction target item name] 0002

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0002】[0002]

【従来の技術】電動機により駆動され、かつ再充電可能
な電池を備えた小型乗物は公知であり、電動機により駆
動される車椅子も公知である。また、電動車椅子は従来
は手動式の車椅子と異なり自動車のトランクに入れて運
搬できる形状には仕上げられていなかった。更に電動機
は一般に走行面から椅子架台の内側へ突き出た位置に
配置され、架台が折り畳めない構造で製作され、特別に
設計された走行輪用支持架台により架台に固定されるよ
うになっていた。かかる不便を解消するため運搬時に容
易に個別部品に分解可能な構造にした車椅子が米国特許
USP5246082号に紹介されている。
2. Description of the Related Art Small vehicles that are driven by a motor and have rechargeable batteries are known, and wheelchairs driven by a motor are also known. Conventionally, unlike a manual wheelchair, an electric wheelchair has not been finished in a shape that can be carried in a trunk of an automobile. Furthermore, the electric motor is generally arranged at a position protruding from the running wheel surface to the inside of the chair mount, and the mount is manufactured in a structure that cannot be folded, and is fixed to the mount by a specially designed running wheel support base. . In order to eliminate such inconvenience, a wheelchair having a structure that can be easily disassembled into individual parts during transportation is introduced in US Pat. No. 5,246,082.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Correction target item name] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動車椅子では、車輪のホイール部と内側のモータ収納
部とが一体となって構成されていた。このため、屋外使
用時に泥等で外輪の走行タイヤ部が汚れたり、空気式の
タイヤがパンクしたりした場合、車輪全体を交換しなけ
ればならず、交換作業が架台から車輪全体をはずして取
付け直すという大変複雑な作業で、しかも各メーカの機
種毎に作業内容が異なるという問題点があった。又、上
述の車輪に電動駆動部を一体化して収納した電動車椅子
ではスペアタイヤ等を利用者が用意する場合、高価な車
輪を複数個購入しなければならず、利用者の経済的負担
が激増するといった問題点もあった。更に、電動駆動部
を車輪内部に配置した構造の小型乗物では、従来、電動
機の出力トルクが小さかったので、一般に、遊星歯車や
平歯車等の減速機を利用して車輪の出力を増力してい
た。そして、この電動車輪を手動で回転させる場合に
は、モータ静止摩擦トルクにギヤ比を掛けた余分な力を
必要とし、また、減速機を逆方向から回すことになりロ
ストルクも大きくなるため、一般に減速機と車輪との間
に継手を配置して車輪を切り離して手で回転させる構造
となっていた。従って、電動機で発生させたトルクが減
速機及び継手での伝達損失分だけ削減され、駆動効率の
低下及び電池容量の増加原因となっていた。また、減速
機や通常使用されていた直流電動機のモータブラシでの
騒音は寝ている人に対する深夜の屋内騒音やテレビ/ラ
ジオ等への電波ノイズの原因でもあった。更にまた、減
速機のバックラッシュと継手の遊びが合成され、走行車
のガタツキが3〜6度以上もあったり運転指令に対す
る応答も悪かったために特に車輪径の大きい小型乗物で
は走行時の運転特性が不安定となり、走行幅90cm以
内の狭い室内の通路の走行や、トイレ、エレベータなど
の狭い空間での進行方向の変更などが小型乗物の利用者
1 人では困難であるという問題点もあった。また、継手
を坂道の途中で解放した場合、車輪が空転状態となりブ
レーキがかけられなくなるという危険もあった。また、
片流れ路面の走行や砂利道の走行等では、電動機の出力
トルクが小さかったり駆動系にガタツキがあると、乗物
の車体が不規則に左右にゆれ、操縦が困難になり、非常
に乗り心地も悪くなったり、小出力トルクのため小さな
障害物を乗り越えられないといった問題があると共に、
出力の大きな電動機を採用した車椅子では加減速時の衝
撃が激しく誰でも手軽に運転できる乗物とは言い難たか
った。この発明は上述のような事情に鑑みて成されたも
のであり、この発明の目的は電動機によって駆動可能で
ある少なくとも2つの走行輪を具えた架台を持つ小型乗
物において、電動機をギヤレス、クラッチレスかつアウ
ターロータ型直接駆動電動機で構成し、小型乗物の位置
及び進行方向の制御を正確に実行すると共に、電動機と
走行輪ホイールとの間で両者を着脱可能とし、乗物の保
守性や走行性能を高めると共に、安全性を向上させた乗
物を提供することにある。
However, in the conventional electric wheelchair, the wheel portion of the wheel and the inner motor housing are integrally formed. For this reason, if the running tire portion of the outer wheel becomes dirty with mud or the like or the pneumatic tire gets punctured during outdoor use, the entire wheel must be replaced. There was a problem that the work was very complicated, and the contents of the work were different for each model of each manufacturer. Also, in the case of an electric wheelchair in which the above-mentioned wheels are integrated with the electric driving unit and housed therein, when the user prepares spare tires and the like, it is necessary to purchase a plurality of expensive wheels, and the economic burden on the user increases sharply. There was also a problem of doing. Further, in a small vehicle having a structure in which the electric drive unit is disposed inside the wheel, the output torque of the motor has conventionally been small. Therefore, generally, the output of the wheel is increased by using a speed reducer such as a planetary gear or a spur gear. Was. In order to rotate the electric wheel manually, an extra force obtained by multiplying the motor static friction torque by the gear ratio is required, and since the reduction gear is rotated from the opposite direction, the loss torque increases. The joint was arranged between the reduction gear and the wheel, and the wheel was separated and rotated by hand. Therefore, the torque generated by the electric motor is reduced by the transmission loss at the speed reducer and the joint, which causes a reduction in drive efficiency and an increase in battery capacity. In addition, noise from the speed reducer or the motor brush of a DC motor that is normally used is a cause of late-night indoor noise for a sleeping person and radio wave noise to a television / radio. Furthermore, the backlash of the reducer and the play of the joint are combined,
Since the rattling of the wheels was 3 to 6 degrees or more and the response to the driving command was poor, especially in a small vehicle having a large wheel diameter, the driving characteristics at the time of running became unstable, such as when traveling in a narrow indoor passage with a running width of 90 cm or less. Changing the direction of travel in narrow spaces such as bathrooms, toilets, elevators, etc.
There was also a problem that it was difficult alone. Further, when the joint is released in the middle of the slope, there is a danger that the wheels are idle and braking cannot be applied. Also,
When traveling on a one-way road surface or on a gravel road, if the output torque of the motor is small or the drive system is rattled, the vehicle body will shake irregularly to the left and right, making it difficult to maneuver and very poor ride comfort. And the small output torque makes it impossible to overcome small obstacles,
A wheelchair using a motor with a large output had a strong impact during acceleration and deceleration, making it difficult for anyone to drive easily. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a small vehicle having a gantry having at least two traveling wheels that can be driven by an electric motor, in which the electric motor is provided with a gearless and clutchless motor. In addition, it is composed of an outer rotor type direct drive motor, which accurately controls the position and traveling direction of a small vehicle, and makes it possible to attach and detach both between the motor and the traveling wheel to improve maintainability and traveling performance of the vehicle. It is an object of the present invention to provide a vehicle with enhanced safety.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】かかる構成において、その動作を次に説明
する。ところで、電動機を使用した従来の小型乗物で
は、一般的に安全のためや乗り降りのときに乗物自体が
ふらふらせずに乗りやすくするために無励磁作動のブレ
ーキを具えているが、乗物が停止する毎にブレーキが作
動するため耳障りな作動音がしたり、運転中はブレーキ
を解除している必要があるためブレーキコイルが通電し
たままとなり蓄電池のエネルギーを浪費する等の問題が
あった。すなわち、従来の無励磁作動のブレーキはバネ
の力で機械的に押し付けられているブレーキ板を電磁力
で吸引してブレーキを解放する構造となっているので、
電力消費が8〜10W程度と比較的消費電力が多かっ
た。そこでこの発明の小型乗物では駐車中の制動保持力
が十分強力であり、かつ、消費電力が非常に少なくて済
むと共に、蓄電池の電圧低下や制御部60の故障等に基
づく非常停止時に、乗物を自動停止させ、かつ、停止状
態を保持することの可能な外付制動ユニット70を採用
しており、その構成を図8を参照して説明すると、先
ず、手動杆71は図示しないベース板に支点72を中心
として回動可能に取付けられ、駐車(Park)/電動
(Motor)/介護(Aid)の3箇所に移動できる
ようになっており、手動杆71の下端A点はリンク74
を介してL字形アーム76に回転可能に連結され、アー
ム76は支点73を中心として回動可能に上述のベース
板に取付けられ、その一端は引きバネ77で付勢されて
ブレーキ部材78がタイヤ10を圧接して停止させるよ
うになっている。また、アーム76の他端にはリンクを
介して吸着板75が連結され、この吸着板75は電動位
置に移動されるとこの位置がスイッチ69により制御部
60に入力されると共に、吸着板75と電磁手段79と
で形成され磁路が閉路となるように配置され、大きな
吸着力は必要とせず小さな保持力だけで電磁手段79に
保持され更に、ブレーキ部材78をタイヤ10から離脱
させた状態保っている。従って、アーム76の2つの
腕の長さの比に反比例した少しの電磁保持力でバネ77
の力に抗してブレーキ部材78をタイヤ10から離脱さ
せた状態保つことができる。次に、図8の例では手動
杆71が最も手元に引寄せられた位置が手動ブレーキの
かかった駐車位置であり、この位置から手動杆71が前
方に押出されて中央の電動位置まで回転すると、スイッ
チ69が作動し、吸着板75と電磁手段79が密着し、
ブレーキ部材78がタイヤ10から離脱する構造となっ
ている。左右車輪の外付制動ユニット70iが両方とも
電動位置にあることをスイッチ69iで判断し、上述の
制御部60に電源が供給され、電動運転が可能な状態と
なる。又、この時、電磁手段79iも同時に通電されて
吸着板75iが吸着固定されることにより、ブレーキ部
材78iがタイヤ10iから離脱したままの状態で固定
される。この電磁手段79、例えばDCソレノイドは、
前にも述べたテコの原理で大きな吸着力を必要とせず、
また、吸着板75が密着した磁路が閉路の状態でこのD
Cソレノイドが通電されるため、保持力のみで大きな吸
引力を必要としないこともあり、2〜3W程度の低消費
電力の電磁手段でも充分であることが実験で分かった。
更に手動杆71が押出されて上述の下端A点が手動杆7
1の死点境界線l70を越え、介護位置まで押出されて
ストッパ80により停止すると、電磁手段79に通電せ
ずにリンク74及びアーム76と協動して機械的にブレ
ーキ部材78をタイヤ10から離脱させることができる
ようになっている。更にまた、小型乗物2の後方に取付
けられた介護者用ハンドルにはブレーキ解除レバー83
が取付けられ、ワイヤストッパ82を介してワイヤ81
が手動杆71に接続されている。尚、スイッチ69、バ
ネ77、電磁手段79、ストッパ80及びワイヤストッ
パ82も上述のベース板に取付けられ、このベース板が
乗物2の左右の車輪毎に乗物架台に取付けられるように
なっている。
The operation of the above configuration will be described below. By the way, a conventional small vehicle using an electric motor generally has a non-excited operation brake for safety and to make it easier to get on and off when getting on and off, but the vehicle stops. Each time the brake is actuated, there is a problem such as an unpleasant operation noise, and the need to release the brake during operation, and the brake coil remains energized, thereby wasting energy of the storage battery. In other words, the conventional non-excited operation brake has a structure in which the brake plate mechanically pressed by the spring force is attracted by the electromagnetic force to release the brake,
The power consumption was relatively high, about 8 to 10 W. Therefore, in the small vehicle of the present invention, the braking holding force during parking is sufficiently strong and the power consumption is very small, and at the time of an emergency stop due to a voltage drop of the storage battery or a failure of the control unit 60, the vehicle is stopped. An external brake unit 70 capable of automatically stopping and maintaining a stopped state is employed. The configuration of the external brake unit 70 will be described with reference to FIG. It is attached so as to be rotatable about 72 and can be moved to three places of parking (Park) / motor (Motor) / nursing care (Aid).
The arm 76 is rotatably connected to an L-shaped arm 76 via a fulcrum 73. The arm 76 is rotatably mounted on the above-mentioned base plate around a fulcrum 73. One end of the arm 76 is urged by a tension spring 77 so that the brake member 78 10 is pressed to stop. A suction plate 75 is connected to the other end of the arm 76 via a link. When the suction plate 75 is moved to the electric position, this position is input to the control unit 60 by the switch 69, and the suction plate 75 a magnetic path formed by the electromagnetic means 79 are arranged such that the closed, further held to the electromagnetic means 79 by only a small holding force without large attraction force is required, and is disengaged the brake member 78 from the tire 10 and I keep it in a state. Therefore, the spring 77 can be controlled with a small electromagnetic holding force inversely proportional to the ratio of the lengths of the two arms of the arm 76.
, The brake member 78 can be kept in a state of being separated from the tire 10. Next, in the example of FIG. 8, the position where the manual rod 71 is pulled closest to the hand is the parking position where the manual brake is applied, and from this position the manual rod 71 is pushed forward and rotates to the central electric position. , The switch 69 is operated, and the suction plate 75 and the electromagnetic means 79 come into close contact with each other,
The structure is such that the brake member 78 is separated from the tire 10. The switch 69i determines that both of the external braking units 70i of the left and right wheels are in the electric position, and the power is supplied to the control unit 60, so that the electric operation is enabled. At this time, the electromagnetic means 79i is also energized at the same time, and the suction plate 75i is suction-fixed, so that the brake member 78i is fixed in a state of being detached from the tire 10i. The electromagnetic means 79, for example, a DC solenoid,
It does not require a large suction force according to the lever principle described earlier,
When the magnetic path to which the suction plate 75 is in close contact is closed,
Since the C solenoid is energized, the holding force alone may not require a large suction force, and experiments have shown that low power consumption electromagnetic means of about 2 to 3 W is sufficient.
Further, the manual rod 71 is pushed out and the above-mentioned lower end point A is
When it is pushed beyond the dead center boundary line 170 and pushed to the nursing position and stopped by the stopper 80, the electromagnetic means 79 is not energized and the brake member 78 is mechanically moved from the tire 10 in cooperation with the link 74 and the arm 76. It can be removed. Furthermore, a caregiver handle attached to the rear of the small vehicle 2 has a brake release lever 83.
Is attached, and the wire 81 is connected via a wire stopper 82.
Is connected to the manual rod 71. The switch 69, the spring 77, the electromagnetic means 79, the stopper 80, and the wire stopper 82 are also mounted on the above-mentioned base plate, and this base plate is mounted on the vehicle mount for each of the left and right wheels of the vehicle 2.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】次に、補正/出力部63における運転指令
の補正動作に関して説明する。この補正動作は、上述の
操縦モード又は再生モードの中で実行され、走行中、片
車輪だけ又は車輪が両方とも段差のある凹凸部や小石等
の障害物に当ったりした場合、乗物の運転の安定性/安
全性を高めるためのもので、かかる補正のない従来の小
型乗物の運転制御では、操縦手段からの指令値を補正な
しで各電動機の駆動部へ出力していた。このため、障害
物に当った方の車輪は回転速度が遅くなり、当らなかっ
た方の車輪は指令値に従って相対的に速く回転する現象
が発生するので、障害物を中心として乗物が急旋回する
こととなり、意図しない進路変更や車体のふらつきが発
生し、平らな平面状の路面以外は運転者は運転中気が抜
けず、絶えず細心の注意をしていなければならなかっ
た。しかしながら、本願発明の補正/出力部63では、
以下のように車輪の現在速度の連続性が保たれるように
電動機の出力トルク等を参照しながら速度指令等の補正
処理を行い、上述の急旋回や車体のふらつきを防止す
る。すなわち、図9(C)に示すように、例えば、時点
t1において車輪10aが段差部に当り、図7の電流制
御部93aから出力される電動機4aの出力トルクTa
(t)が予め設定してあるトルク制限値Tathに達し
て飽和すると、サーボ制御部90a内の速度制御部92
aに対する速度指令ωa*(t)は図9(A)に示すよ
うに変化しないが、電動機4aの現在速度ωa(t)は
時点t1直後の時点t2から低下し始める。一方、電動
機4bは時点t2においても車輪10bが障害物等に当
っていないので、速度指令ωb*(t)と現在速度ωb
(t)とは速度フィードバック制御によりほとんど等し
く、かつ、出力トルクTb(t)にも急激な変化は現わ
れていない。すなわち、左右の電動機4iの中で一方の
出力トルクTi(t)がトルク制限値に達し、回転速度
が低下すると共に、他方の電動機4jの出力トルクTj
(t)がトルク制限値に達していないことが確認できる
と、補正/出力部63ではトルク制限値に達した電動機
4iの速度指令は変更せず、時点t1及びt2と同じ値
を出力し、トルク制限値に達しない電動機4の速度指
令は演算ωj*(t2)=ωj*(t1)×ωi(t
2)/ωi(t1)より電動機4iの現在速度の低下し
た比率だけ、速度指令ωj*(t1)の値を低下させて
出力するようにする。かかる電動機4jの速度指令の修
正はt2<t<t10の期間すなわち、車輪10aが障
害物を乗り越えて電動機4iの出力トルクがトルク制限
値以内となる迄続く(図9(D))。次に、時点t10
において電動機4iの出力トルクがトルク制限値以内と
なると、補正/出力部63では直ちに電動機4iの速度
指令ωi*(t)を現在速度のωi(t10)に変更す
る(図9(A))。これは、電動機4iの急加速を避け
るためである。その後、所定の期間(t12−t11)
をかけて、電動機4i(i=a,b)の速度指令をωi
(t10)からωi*(t1)に所望の特性(例えば、
リニア特性、S字特性等)曲線で復帰させる。(図9
(A),(D))。続いて、時点t20において車輪1
0bが障害物に当り、少し遅れて時点t22において車
輪10aが障害物に当った場合の補正動作を説明する。
この時点では車輪10bに当った障害物の方が車輪10
aに当った障害物よりも傾斜が急であるが、乗り越えに
要する期間は短いとして以下、補正/出力部63の動作
を説明すると、上述と同様にして時点t20において電
動機4bの出力トルクTb(t)がトルク制限値Tbt
hに達して飽和すると、速度制御部92bに対する速度
指令ωb*(t)は図9(D)に示すように変化しない
が、電動機4bの現在速度ωb(t)は低下し始め、こ
の速度低下に応答した比率で電動機4aの速度指令ωa
*(t)も低下させる(図9(A)及び(E)の時点t
21)。その後、時点t22において、車輪10aも障
害物に当り電動機4aの出力トルクもトルク制限値に達
して飽和すると、障害物により電動機4aの現在速度ω
a(t)は自動的に低下するので、時点t23以後は、
電動機4aの速度指令ωa*(t)は変化させず、現在
速度ωa(t)の変化率及び電動機4bの現在速度ωb
(t)を監視して、それぞれの車輪毎に大きな速度差の
発生しないように各速度指令を切換える。図9の例では
車輪10bの傾斜の方が車輪10aより大きいので、電
動機4bの回転速度に電動機4aの回転速度を追従させ
るように時点t23〜t30迄制御している。しかし
て、時点t30において車輪10bが障害物を乗り越え
ると、電動機4bの出力トルクが急低下しトルク制御値
以内となるので、各電動機の速度偏差及び出力トルクを
チェックし、この場合、電動機4aはトルク制御値一杯
の出力を出して回転中なので、電動機4bの速度指令ω
b*(t)だけを現在速度ωb(t30)に更新し、速
度制御部92bへ出力する(時点t31)。更に時間が
経過し、時点t40において車輪10aも障害物を乗り
越えると、電動機4aの出力トルクも急低下しトルク制
御値以内となるので、各電動機の速度偏差及び出力トル
クをチェックし、上述と同様に電動機4aの速度指令ω
a*(t)を現在速度ωa(t40)に変更する(時点
t41)と共に、所定の期間(t43−t41)をかけ
て、各電動機4i(i=a,b)の速度指令を所望の値
に復帰させる。上述のような速度指令の切換え及び修正
処理により図9(B)及び(E)に示すように電動機4
a及び4bの速度間に急激な変化や急激な加速/減速期
間がなくなり、小型乗物の乗り心地が非常に安定化する
と共に滑らかとなる。 ─────────────────────────────────────────────────────
Next, the operation of correcting the operation command in the correction / output unit 63 will be described. This correction operation is performed in the above-described maneuvering mode or the regeneration mode.During traveling, when only one wheel or both wheels hit an obstacle such as a bumpy portion or a pebble having a step, the vehicle operation is stopped. In order to improve the stability / safety, in the conventional operation control of a small vehicle without such correction, the command value from the steering means is output to the drive unit of each electric motor without correction. For this reason, the rotation speed of the wheel that hits the obstacle becomes slow, and the phenomenon that the wheel that does not hit relatively quickly rotates according to the command value occurs, so that the vehicle turns sharply around the obstacle. As a result, unintended course changes and wobbling of the vehicle body occurred, and the driver had to stay alert during driving, except on a flat, flat road surface, and had to be constantly careful. However, in the correction / output unit 63 of the present invention,
As described below, a correction process of a speed command or the like is performed with reference to the output torque of the electric motor or the like so that the continuity of the current speed of the wheels is maintained, thereby preventing the above-described sharp turning and the body wobble. That is, as shown in FIG. 9C, for example, at time t1, the wheel 10a hits the step, and the output torque Ta of the electric motor 4a output from the current control unit 93a in FIG.
When (t) reaches a preset torque limit value Tath and saturates, the speed control unit 92 in the servo control unit 90a
Although the speed command ωa * (t) for a does not change as shown in FIG. 9A, the current speed ωa (t) of the electric motor 4a starts to decrease from time t2 immediately after time t1. On the other hand, since the wheel 10b does not hit an obstacle or the like even at the time point t2, the speed command ωb * (t) and the current speed ωb
This is almost equal to (t) due to the speed feedback control, and no rapid change appears in the output torque Tb (t). That is, the output torque Ti (t) of one of the left and right motors 4i reaches the torque limit value, the rotation speed decreases, and the output torque Tj of the other motor 4j.
When it is confirmed that (t) has not reached the torque limit value, the correction / output unit 63 does not change the speed command of the electric motor 4i that has reached the torque limit value, and outputs the same value as the time points t1 and t2. speed command of the electric motor 4 j does not reach the torque limit value calculating ωj * (t2) = ωj * (t1) × ωi (t
2) The value of the speed command ωj * (t1) is reduced by the ratio of the current speed of the electric motor 4i from / ωi (t1) to be output. The correction of the speed command of the electric motor 4j continues during a period of t2 <t <t10, that is, until the output torque of the electric motor 4i falls within the torque limit value when the wheel 10a passes over the obstacle (FIG. 9D). Next, at time t10
When the output torque of the motor 4i falls within the torque limit value, the correction / output unit 63 immediately changes the speed command ωi * (t) of the motor 4i to the current speed ωi (t10) (FIG. 9A). This is to avoid sudden acceleration of the electric motor 4i. Then, for a predetermined period (t12-t11)
To change the speed command of the electric motor 4i (i = a, b) to ωi
From (t10) to ωi * (t1), desired characteristics (for example,
(Linear characteristics, S-shaped characteristics, etc.) (FIG. 9
(A), (D)). Subsequently, at time t20, the wheel 1
A correction operation in the case where 0b hits an obstacle and the wheel 10a hits the obstacle at a time t22 with a slight delay will be described.
At this time, the obstacle hitting the wheel 10b is
The operation of the correction / output unit 63 will be described below assuming that the inclination is steeper than the obstacle hitting a, but the period required for overcoming is short. The output torque Tb ( t) is the torque limit value Tbt
When the speed reaches h, the speed command ωb * (t) to the speed control unit 92b does not change as shown in FIG. 9D, but the current speed ωb (t) of the electric motor 4b starts to decrease, and this speed decreases. The speed command ωa of the electric motor 4a at a ratio corresponding to
* (T) is also reduced (at time t in FIGS. 9A and 9E).
21). Thereafter, at time t22, when the wheel 10a also hits an obstacle and the output torque of the electric motor 4a reaches the torque limit value and saturates, the current speed ω of the electric motor 4a is reduced by the obstacle.
Since a (t) automatically decreases, after time t23,
The speed command ωa * (t) of the motor 4a is not changed, and the rate of change of the current speed ωa (t) and the current speed ωb of the motor 4b are not changed.
(T) is monitored, and each speed command is switched so that a large speed difference does not occur for each wheel. In the example of FIG. 9, since the inclination of the wheel 10b is larger than that of the wheel 10a, the control is performed from time t23 to t30 so that the rotation speed of the electric motor 4a follows the rotation speed of the electric motor 4b. When the wheel 10b passes over the obstacle at the time point t30, the output torque of the electric motor 4b sharply drops and falls within the torque control value. Therefore, the speed deviation and the output torque of each electric motor are checked. In this case, the electric motor 4a Since the motor is rotating after outputting the full torque control value, the speed command ω of the electric motor 4b is output.
Only b * (t) is updated to the current speed ωb (t30) and output to the speed control unit 92b (time t31). When the time further elapses and the wheel 10a also gets over the obstacle at the time t40, the output torque of the electric motor 4a also sharply drops and falls within the torque control value. Therefore, the speed deviation and the output torque of each electric motor are checked, and Speed command ω of the electric motor 4a
a * (t) is changed to the current speed ωa (t40) (time t41), and a predetermined time period (t43-t41) is applied to change the speed command of each electric motor 4i (i = a, b) to a desired value. To return to. As shown in FIGS. 9B and 9E, the motor 4 is switched by the speed command switching and correction processing as described above.
There is no sudden change or rapid acceleration / deceleration period between the speeds a and 4b, and the riding comfort of the small vehicle is very stable and smooth. ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年3月15日[Submission date] March 15, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 小型乗物[Title of the Invention] Small vehicle

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれが
電動機によって駆動可能である、少なくとも2つの走行
輪を具えた架台を持つ小型乗物に関し、この発明の上記
目的は前記電動機をギヤレスかつアウターロータ型直接
駆動電動機で構成すると共に、各電動機の回転子位置及
び回転数を128パルス/回転以上の計測精度で検出す
る回転位置センサと、これらの回転位置センサ及び前記
電動機に結合された制御部を具え、前記制御部により前
記電動機の位置制御及び/又は速度制御及び/又はトル
ク制御をサーボ制御することによって達成される。ま
た、この発明はそれぞれが車輪ボスの範囲に配置された
電動機によって直接駆動可能である少なくとも2つの走
行輪を具えた架台を持つ小型乗物にも関し、この発明の
上記目的は走行輪が架台に着脱可能に固定できる差込み
軸を具えた着脱可能な車輪として構成されており、各電
動機がギヤレスかつ突出部なしに直接駆動可能な構造で
車輪ボスの内部に配置されており、各電動機の固定子が
支持部材を介して着脱可能に架台に固定できると共に、
各電動機の固定子の内側に中空部を設け、この中空部に
電動機の回転位置センサ、駆動制御装置、放熱器、電気
ケーブル、電気接続コネクタ、継手、及び/又はブレー
キを配置し、更に、前記回転位置センサ及び前記電動機
に結合された制御部を具え、前記制御部により前記電動
機の位置制御及び/又は速度制御及び/又はトルク制御
をサーボ制御することによっても達成される。 ─────────────────────────────────────────────────────
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a small vehicle having a platform with at least two running wheels, each of which can be driven by an electric motor. together constitute a type direct drive motor, and a rotational position sensor for detecting the rotor position and the rotational speed of the electric motor 128 pulses / rotation or more measurement accuracy, these rotational position sensor and the
A control unit coupled to the motor, the control unit
Motor position control and / or speed control and / or torque
This is achieved by servo-controlling the clock control . The invention also relates to a small vehicle having a gantry with at least two running wheels each of which can be driven directly by an electric motor arranged in the region of the wheel boss, the above-mentioned object of the invention being that the running wheels are mounted on the gantry. The motor is configured as a detachable wheel with an insertable shaft that can be fixed detachably, and each motor is arranged inside the wheel boss in a structure that can be driven directly without gears and without protrusions, and the stator of each motor is Can be detachably fixed to the gantry via the support member,
A hollow portion is provided inside the stator of each electric motor, and a rotational position sensor, a drive control device, a radiator, an electric cable, an electric connector, a joint, and / or a brake of the electric motor are arranged in the hollow portion. Rotational position sensor and electric motor
A control unit coupled to the
Machine position and / or speed and / or torque control
Is also achieved by servo-controlling . ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年8月9日[Submission date] August 9, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれが
電動機によって駆動可能である、少なくとも2つの走行
輪を具えた架台を持ち、スポットターンすることの可能
な小型乗物に関し、この発明の上記目的は、前記小型乗
物の制御部で、手動操縦モードと、自動運転再生モード
とが実行可能であり、かつ、前記自動運転再生モード
で、前記小型乗物のシフト動作と、スポットターンの回
転動作とを、自動判定して実行することによって達成さ
れる。また、この発明は、それぞれが電動機によって駆
動可能である、少なくとも2つの走行輪を具えた架台を
持ち、スポットターンすることの可能な小型乗物にも関
し、この発明の上記目的は、前記各電動機が、それぞれ
回転子位置及び回転数を128パルス/回転以上の計測
精度で検出する回転位置センサと、各電動機の速度及び
/又はトルクを制御する速度制御部/電流制御部と、こ
れらに結合されたサーボ制御部とを具え、前記サーボ制
御部により、前記各電動機の速度制御フィードバック及
び/又は電流制御フィードバックをソフトウエア演算に
より実行することによっても達成される。さらに、この
発明は、それぞれが電動機によって駆動可能である、少
なくとも2つの走行輪を具えた架台を持ち、スポットタ
ーンすることの可能な小型乗物に関し、この発明の上記
目的は、前記各走行輪を駆動する電動機を、ギヤレスか
つアウターロータ型直接駆動電動機で構成すると共に、
前記各電動機の回転子位置及び回転数を128パルス/
回転以上の計測精度で検出する回転位置センサを設け、
前記小型乗物の制御部により、前記各走行輪の回転位置
を、前記各電動機の回転位置センサから直接入力して、
前記小型乗物のシフト動作と、スポットターンの回転動
作とを制御することによっても達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is capable of spot-turning with a mount having at least two running wheels, each of which can be driven by an electric motor.
Relates, such small vehicles, the object of the present invention, the small-ride
Manual control mode and automatic operation regeneration mode
And the automatic driving regeneration mode
The shift operation of the small vehicle and the turn of the spot turn
The rolling operation is automatically determined and executed . In addition, the present invention provides a motor driven by an electric motor.
A gantry with at least two running wheels that is movable
The object of the present invention also relates to a small vehicle that can be carried and spot-turned ,
Measurement of rotor position and number of rotations over 128 pulses / revolution
A rotational position sensor that detects with accuracy, the speed of each motor and
And / or a speed controller / current controller for controlling torque.
And a servo control unit coupled thereto.
The controller controls the speed control feedback and
And / or current control feedback to software operation
It is also achieved by doing more . Furthermore, this
The invention provides a small number of devices, each of which can be driven by an electric motor.
Hold a stand with at least two wheels,
The invention relates to a small vehicle capable of driving
The purpose is to make the motor driving each running wheel
One outer rotor type direct drive motor and
The rotor position and the number of rotations of each of the motors are set to 128 pulses /
Provide a rotation position sensor that detects with a measurement accuracy of more than rotation,
The rotational position of each running wheel is controlled by the control unit of the small vehicle.
Is directly input from the rotation position sensor of each of the electric motors,
Shift operation of the small vehicle and rotation of the spot turn
It is also achieved by controlling the crop.

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれが電動機によって駆動可能であ
る、少なくとも2つの走行輪を具えた架台を持つ小型乗
物において、前記電動機をアウターロータ型電動機で構
成し、各電動機の回転子側に走行輪ホイールの係止部を
設け、この係止部に係止される装着部が設けられた走行
輪ホイールと前記係止部とを、着脱可能に連結部材によ
り連結して走行輪ホイールと電動機とを分離できるよう
にしたことを特徴とする小型乗物。
1. A small vehicle having a mount having at least two traveling wheels, each of which can be driven by an electric motor, wherein the electric motor is constituted by an outer rotor type electric motor, and a traveling wheel is provided on a rotor side of each electric motor. The running wheel provided with the mounting portion to be locked to the locking portion and the running portion are detachably connected to each other by a connecting member to separate the running wheel from the electric motor. A small vehicle characterized by being made possible.
【請求項2】 前記係止部を電動機のロータブラケット
に設けるようにした請求項1に記載の小型乗物。
2. The small vehicle according to claim 1, wherein the locking portion is provided on a rotor bracket of the electric motor.
【請求項3】 室内又は室外短時間走行用には前記電動
機に手動リムが結合された直径が大きくタイヤ幅の狭い
走行輪ホイールを装着し、室外長時間走行用には前記電
動機に直径が小さく、タイヤ幅の広い走行輪ホイールを
装着するようにした請求項1又は2に記載の小型乗物。
3. A running wheel having a large diameter and a narrow tire width, to which a manual rim is connected, is attached to the electric motor for short running indoors or outdoors. For a long running outdoors, the motor has a small diameter. 3. The small vehicle according to claim 1, wherein a running wheel having a wide tire width is mounted.
【請求項4】 前記電動機が永久磁石式ブラシレス直流
電動機であり、かつ、この電動機をギヤレスかつ突出部
なしに直接駆動可能な構造で車輪ボスの内部に配置する
ようにした請求項1乃至3のいずれか1項に記載の小型
乗物。
4. A motor according to claim 1, wherein said motor is a permanent magnet type brushless DC motor, and said motor is arranged inside a wheel boss in a gearless and directly drivable structure without protrusions. A small vehicle according to any one of the preceding claims.
【請求項5】 前記電動機の固定子の内側に中空部を設
け、この中空部に電動機の回転位置センサ、駆動制御装
置、放熱器、電気ケーブル、電気接続コネクタ、継手、
及び/又はブレーキを配置するようにした請求項1乃至
4のいずれか1項に記載の小型乗物。
5. A hollow portion is provided inside a stator of the electric motor, and a rotational position sensor, a drive control device, a radiator, an electric cable, an electric connector, a joint, and a rotational position sensor of the electric motor are provided in the hollow portion.
The small vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a brake is arranged.
【請求項6】 それぞれが電動機によって駆動可能であ
る、少なくとも2つの走行輪を具えた架台を持つ小型乗
物において、前記電動機をギヤレスかつアウターロータ
型直接駆動電動機で構成すると共に、各電動機の回転子
位置及び回転数を128パルス/回転以上の計測精度で
検出する回転位置センサにより計測するようにしたこと
を特徴とする小型乗物。
6. A small vehicle having a mount having at least two running wheels, each of which can be driven by an electric motor, wherein said electric motor is constituted by a gearless and outer rotor type direct drive electric motor, and a rotor of each electric motor is provided. A small vehicle characterized in that the position and the number of rotations are measured by a rotation position sensor that detects the position and the number of rotations with a measurement accuracy of 128 pulses / revolution or more.
【請求項7】 左右の走行輪の回転位置センサによる検
出角度を比較して、旋回半径0で予め設定した所定の角
度だけスポットターンする制御装置を更に具えた請求項
5又は6に記載の小型乗物。
7. The compact device according to claim 5, further comprising a control device for comparing the angles detected by the rotational position sensors of the left and right running wheels and performing a spot turn by a predetermined angle set in advance at a turning radius of 0. vehicle.
【請求項8】 前記所定の角度が時計回りに90゜及び
/又は180°、及び/又は反時計回りに90゜及び/
又は180°である請求項7に記載の小型乗物機。
8. The method according to claim 1, wherein the predetermined angle is 90 ° and / or 180 ° clockwise and / or 90 ° and / or counterclockwise.
The small vehicle according to claim 7, wherein the angle is 180 °.
【請求項9】 左右の走行輪の回転数及び回転位置から
当該小型乗物の現在位置を演算すると共に記憶する制御
部を更に具えた請求項5乃至8のいずれか1項に記載の
小型乗物。
9. The small vehicle according to claim 5, further comprising a control unit that calculates and stores the current position of the small vehicle from the rotational speeds and rotational positions of the left and right running wheels.
【請求項10】 予め当該小型乗物の移動経路及び/又
は速度制御データを作成すると共に記憶しておき、左右
の走行輪の回転数及び回転位置から演算した当該小型乗
物の現在位置を前記移動経路/速度制御データに応答し
て自動的に変化させる制御装置を更に具えた請求項5乃
至9のいずれか1項に記載の小型乗物。
10. The movement path and / or speed control data of the small vehicle is created and stored in advance, and the current position of the small vehicle calculated from the rotational speeds and the rotational positions of the left and right running wheels is calculated based on the movement path. The small vehicle according to any one of claims 5 to 9, further comprising a control device that automatically changes in response to the speed control data.
【請求項11】 前記制御装置に前記移動経路を作成す
るティーチング動作モードを更に追加した請求項10に
記載の小型乗物。
11. The small vehicle according to claim 10, further comprising a teaching operation mode for creating the movement route in the control device.
【請求項12】 それぞれが車輪ボスの範囲に配置され
た電動機によって直接駆動可能である少なくとも2つの
走行輪を具えた架台を持つ小型乗物であって、走行輪が
架台に着脱可能に固定できる差込み軸を具えた着脱可能
な車輪として構成されており、各電動機がギヤレスかつ
突出部なしに直接駆動可能な構造で車輪ボスの内部に配
置されており、各電動機の固定子が支持部材を介して着
脱可能に架台に固定できると共に、各電動機の固定子の
内側に中空部を設け、この中空部に電動機の回転位置セ
ンサ、駆動制御装置、放熱器、電気ケーブル、電気接続
コネクタ、継手、及び/又はブレーキを配置するように
したことを特徴とする小型乗物。
12. A small vehicle having a gantry with at least two running wheels each of which can be driven directly by an electric motor arranged in the region of a wheel boss, wherein the running wheels are detachably fixed to the gantry. It is configured as a detachable wheel with a shaft, each motor is arranged inside the wheel boss in a structure that can be driven directly without gears and without protrusions, and the stator of each motor is supported via a support member In addition to being detachably fixed to the gantry, a hollow portion is provided inside the stator of each motor, and a rotational position sensor, a drive control device, a radiator, an electric cable, an electric connector, a joint, and / or a rotational position sensor of the motor are provided in the hollow portion. Or a small vehicle characterized by disposing a brake.
【請求項13】 前記電動機が永久磁石回転子を持った
電子的整流手段によりスイッチングされる多極ブラシレ
ス直流電動機である請求項1乃至12のいずれか1項に
記載の小型乗物。
13. The small vehicle according to claim 1, wherein the motor is a multi-pole brushless DC motor switched by an electronic rectifier having a permanent magnet rotor.
【請求項14】 前記永久磁石がサマリウム・コバルト
磁石、ネオジウム・ボロン磁石等の希土類永久磁石で構
成されている請求項13に記載の小型乗物。
14. The small vehicle according to claim 13, wherein the permanent magnet is made of a rare earth permanent magnet such as a samarium-cobalt magnet or a neodymium-boron magnet.
【請求項15】 前記電動機の極数を12極以上とした
請求項13又は14に記載の小型乗物。
15. The small vehicle according to claim 13, wherein the number of poles of the electric motor is 12 or more.
【請求項16】 前記小型乗物の減速及び/又は下り坂
運転時の回生エネルギーを前記電子的整流手段により蓄
電池に戻すようにした請求項13乃至15に記載の小型
乗物。
16. The small vehicle according to claim 13, wherein regenerative energy during deceleration and / or downhill driving of the small vehicle is returned to the storage battery by the electronic rectification means.
【請求項17】 前記回転位置センサにより128パル
ス/回転以上の精度で電動機の回転子位置を計測するよ
うにした請求項5乃至16のいずれか1項に記載の小型
乗物。
17. The small vehicle according to claim 5, wherein the rotational position sensor measures the rotor position of the electric motor with an accuracy of 128 pulses / revolution or more.
【請求項18】 前記回転位置センサが、ブラシレスレ
ゾルバ、光学式ロータリーエンコーダ及び/又は磁気式
ロータリーエンコーダである請求項5乃至17のいずれ
か1項に記載の小型乗物。
18. The small vehicle according to claim 5, wherein the rotation position sensor is a brushless resolver, an optical rotary encoder, and / or a magnetic rotary encoder.
【請求項19】 前記架台が折り畳み可能である請求項
1乃至18のいずれか1項に記載の小型乗物。
19. The small vehicle according to claim 1, wherein the gantry is foldable.
【請求項20】 小型乗物の制動ユニットにおいて、駐
車/電動の少なくとも2つの指示位置を有する手動杆
と、この手動杆の一端に取付けられたブレーキ部材と、
このブレーキ部材をタイヤへ圧接するためのバネと、前
記手動杆の他端に取付けられた吸着板と、この吸着板を
着脱する電磁手段とを具え、前記手動杆を電動位置に移
動させた場合、前記吸着板と電磁手段との間で形成され
る磁路が閉路となるように前記電磁手段を配設すると共
に、電磁手段の励磁作用によりブレーキ解除状態を保持
するようにしたことを特徴とする小型乗物の制動ユニッ
ト。
20. A brake unit for a small vehicle, comprising: a manual rod having at least two parking / electrical indicating positions; a brake member attached to one end of the manual rod;
A spring for pressing the brake member against the tire, a suction plate attached to the other end of the manual rod, and electromagnetic means for attaching and detaching the suction plate, wherein the manual rod is moved to an electric position. The electromagnetic means is disposed so that a magnetic path formed between the suction plate and the electromagnetic means is closed, and the brake release state is maintained by an exciting action of the electromagnetic means. Braking unit for small vehicles.
【請求項21】 前記手動杆にワイヤを係合させてブレ
ーキ解除レバーと連動させ、このレバーを握った状態で
は駐車位置にあったブレーキ部材をタイヤから離脱せし
めることの可能な請求項20に記載の小型乗物の制動ユ
ニット。
21. The brake device according to claim 20, wherein a wire is engaged with said manual rod and is interlocked with a brake release lever, so that the brake member at the parking position can be released from the tire when the lever is held. Braking unit for small vehicles.
【請求項22】 小型乗物の制動ユニットであって、駐
車/電動/介護の少なくとも3つの指示位置を有する手
動杆を具えたことを特徴とする小型乗物の制動ユニッ
ト。
22. A braking unit for a small vehicle, comprising a manual rod having at least three indication positions of parking / electric / care.
【請求項23】 前記制動ユニットを、前記手動杆にリ
ンク機構を介して連結されたアームと、このアームの一
端に取付けられたブレーキ部材と、前記アームの他端に
取付けられた吸着板と、この吸着板と着脱する電磁手段
と、前記ブレーキ部材を手動杆が駐車位置にある場合に
タイヤに圧接するバネとを具え、前記手動杆が介護位置
にある場合には前記バネとリンク機構とにより前記ブレ
ーキ部材をタイヤから離脱させた状態を保持するように
した請求項22に記載の小型乗物の制動ユニット。
23. An arm connected to the manual rod via a link mechanism, a brake member attached to one end of the arm, and a suction plate attached to the other end of the arm. An electromagnetic means for attaching and detaching the suction plate, and a spring for pressing the brake member against the tire when the manual rod is at the parking position, and the spring and the link mechanism when the manual rod is at the care position. 23. The braking unit for a small vehicle according to claim 22, wherein the brake member is kept in a state of being detached from the tire.
【請求項24】 前記電動位置をスイッチ手段により検
出し制御装置へ入力するようにした請求項20乃至23
に記載の小型乗物の制動ユニット。
24. The apparatus according to claim 20, wherein said motorized position is detected by a switch means and input to a control device.
A braking unit for a small vehicle according to claim 1.
【請求項25】 前記電動位置では吸着板と電磁手段と
で形成される磁路が閉路となるように前記電磁手段を配
設すると共に、電磁手段の励磁作用によりブレーキ解除
状態を保持するようにした請求項23又は24に記載の
小型乗物の制動ユニット。
25. In the electric position, the electromagnetic means is disposed so that a magnetic path formed by the suction plate and the electromagnetic means is closed, and the brake release state is maintained by the exciting action of the electromagnetic means. The braking unit for a small vehicle according to claim 23 or 24.
【請求項26】 前記手動杆にワイヤを係合させてブレ
ーキ解除レバーと連動させ、このレバーを握った状態で
は駐車位置にあったブレーキ部材をタイヤから離脱せし
めることの可能な請求項22乃至25のいずれか1項に
記載の小型乗物の制動ユニット。
26. A brake member, which has been in a parking position when the lever is squeezed, can be disengaged from the tire by engaging a wire with the manual rod and interlocking with a brake release lever. The braking unit for a small vehicle according to any one of the preceding claims.
【請求項27】 それぞれが電動機によって駆動可能で
ある、少なくとも2つの走行輪を具えた小型乗物の制御
装置であって、人手により前記小型乗物を所望の場所へ
移動させる操縦モードと、人手を介さず自動運転により
前記小型乗物を所望の場所へ移動させる再生モードとを
具えたことを特徴とする小型乗物の制御装置。
27. A control device for a small vehicle, comprising at least two running wheels, each drivable by an electric motor, comprising: a maneuver mode for manually moving the small vehicle to a desired location; A control mode for automatically moving the small vehicle to a desired location.
【請求項28】 前記自動運転する経路データを人手に
より教示する教示モードを更に具えた請求項27に記載
の小型乗物の制御装置。
28. The small vehicle control device according to claim 27, further comprising a teaching mode for manually teaching the route data for the automatic driving.
【請求項29】 前記自動運転する経路データを外部か
ら又は外部へ通信部を介してダウンロード/アップルロ
ードするようにした請求項27又は28に記載の小型乗
物の制御装置。
29. The small vehicle control device according to claim 27, wherein the route data for automatic driving is downloaded / apple-loaded from outside or outside via a communication unit.
【請求項30】 前記電動機の速度制御中は、各電動機
の出力トルクを監視し、出力トルクがトルク制限値に達
した電動機がある場合には、トルク制限値に達しない電
動機の速度指令を所定の比率で低下させるようにした請
求項29に記載の小型乗物の制御装置。
30. During the speed control of the motors, the output torque of each motor is monitored, and if there is a motor whose output torque has reached the torque limit value, a speed command of the motor that does not reach the torque limit value is determined. 30. The control device for a small vehicle according to claim 29, wherein the control device is configured to decrease the ratio by a ratio of:
【請求項31】 前記トルク制限値に達した電動機の出
力トルクがトルク制限値以下に低下した場合には当該電
動機の速度指令を現在速度に一度低下させ、その後、所
定の加速特性に応じて速度指令を増加させるようにした
請求項30に記載の小型乗物の制御装置。
31. When the output torque of the motor that has reached the torque limit value falls below the torque limit value, the speed command of the motor is once reduced to the current speed, and then the speed is adjusted according to a predetermined acceleration characteristic. 31. The small vehicle control device according to claim 30, wherein the command is increased.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001015588A1 (en) * 1999-08-30 2001-03-08 Stuart Earl Crispin Miller Adjustable elevating toilet seat
JP2007301071A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 Toyota Motor Corp Walking assisting device
WO2012046395A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-12 ナブテスコ株式会社 Electric wheelchair and electric unit
JP2013533822A (en) * 2010-06-03 2013-08-29 ノルディクト・アクティーゼルスカブ Wheel with electric unit
JP2019034148A (en) * 2017-08-18 2019-03-07 Cyberdyne株式会社 Electric wheelchair

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101347222B1 (en) * 2013-05-20 2014-01-03 남영호 Encorder controlled in-wheel type driving part and transporting vehicle device having the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001015588A1 (en) * 1999-08-30 2001-03-08 Stuart Earl Crispin Miller Adjustable elevating toilet seat
JP2007301071A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 Toyota Motor Corp Walking assisting device
JP2013533822A (en) * 2010-06-03 2013-08-29 ノルディクト・アクティーゼルスカブ Wheel with electric unit
WO2012046395A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-12 ナブテスコ株式会社 Electric wheelchair and electric unit
JP2019034148A (en) * 2017-08-18 2019-03-07 Cyberdyne株式会社 Electric wheelchair

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