MXPA01009374A - Control de un vehiculo personal equilibrante - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un vehículo para transportar una cargaútil sobre una superficie que puede ser irregular y puede incluir escaleras, dicho vehículo estando caracterizado porque comprende:a. un soporte para soportar la cargaútil;b. por lo menos un elemento que hace contacto con el suelo movible con respecto a un eje local, el eje local es girable alrededor de un segundo eje que tiene una relación definida con respecto al soporte, en donde todos los elementos que hacen contacto con el suelo son girables alrededor del segundo eje;c. una disposición impulsora motorizada que tiene un modo funcional para movimiento contable del elemento que hace contacto con el suelo con respecto al eje local, de manera que el eje local se mueve con respecto al segundo eje a fin de operar en una condición de operación que es siempre inestable con respecto a la inclinación en por lo menos un plano longitudinal cuando no se ha suministrado energía a la disposición impulsora motorizada;y d. un dispositivo de entrada para recibir una indicación por parte de un usuario de una configuración especificada del vehículo.

Description

CONTROL DE UN VEHÍCULO PERSONAL EQUILIBRANTE CAMPO TÉCNICO La presente invención pertenece a métodos para el control de la configuración y movimiento de un vehículo personal, equipado con una o más ruedas u otros miembros que hacen contacto con el suelo, por una persona conducida en el vehículo o por un asistente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los vehículos personales (los usados por personas discapacitadas, por ejemplo) pueden requerir estabilización en uno o más de los planos longitudinal o de izquierda-derecha, como cuando no hay más de dos ruedas en contacto con el suelo al mismo tiempo. Los vehículos de este tipo pueden ser operados más eficiente y seguramente empleando modos de control suplementarios a los descritos en la técnica anterior. Un vehículo personal puede ser denominado en esta descripción, de manera intercambiable, como un "transportador".

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, se provee un vehículo para transportar una carga útil sobre una superficie que puede ser irregular y puede incluir escaleras. El vehículo tiene un soporte para soportar la carga útil y un elemento movible que hace contacto con el suelo con respecto a un eje local, en donde el eje local puede ser movido con respecto a un segundo eje que tiene una relación definida con respecto al soporte. El vehículo también tiene una disposición impulsora motorizada para permitir el movimiento controlable del elemento que hace contacto con el suelo para operar en una condición de operación que es inestable con respecto a la inclinación en por lo menos un plano longitudinal cuando la disposición impulsora motorizada no está energizada. El vehículo también tiene un dispositivo de entrada para recibir una indicación de un asistente que no está dispuesto sobre el vehículo de una dirección de movimiento deseado del vehículo. De acuerdo con otras modalidades de la invención, el dispositivo de entrada para recibir una indicación de un asistente puede ser un manubrio acoplado al soporte, y el manubrio puede ser extendible. Un dispositivo de entrada puede ser provisto para recibir una indicación de un usuario que especifique una configuración del vehículo, la configuración especificada incluyendo por lo menos uno de altura del asiento, inclinación del vehículo, dirección del vehículo y velocidad del vehículo. El dispositivo de entrada adicionalmente puede incluir un dispositivo de comando del usuario para recibir una indicación del usuario de por lo menos uno de un movimiento deseado y una configuración deseada del ensamble.

De acuerdo con modalidades alternas adicionales de la invención, el vehículo también puede incluir una anulación del asistente para incapacitar el dispositivo de comando del usuario mientras el vehículo es controlado por un asistente. El dispositivo de comando del usuario puede incluir una palanca de mando. De acuerdo con otro aspecto de la invención, de acuerdo con las modalidades preferidas, se provee un método que permite a un sujeto ascender y descender escaleras con asistencia de un asistente. El método tiene una primera etapa de proveer un dispositivo que tiene un soporte para soportar al sujeto, un elemento que hace contacto con el suelo movible con respecto a un eje local, siendo movible el eje local con respecto a un segundo eje que tiene una relación definida con respecto al soporte, y una disposición impulsora motorizada para permitir el movimiento controlable del elemento que hace contacto con el suelo para operar en una condición de operación que es inestable con respecto a la inclinación en por lo menos el plano longitudinal cuando la disposición impulsora motorizada no es operativa. El método tiene etapas subsecuentes de mantener el par de torsión de la rueda contra cada contraescalón sucesivamente y de cambiar la relación del eje local con respecto al soporte para mantener el centro de gravedad del dispositivo y el sujeto entre límites especificados en las direcciones de rotación hacia delante y hacia atrás del dispositivo. De acuerdo con otras modalidades de la presente invención se provee una entrada del usuario para controlar la aceleración de un vehículo.

La entrada del usuario tiene un miembro movible capaz de deflexión por un usuario para que un grado de deflexión corresponda a una velocidad especificada comandada por el usuario. La correspondencia entre el grado de deflexión y la velocidad especificada puede incluir una pluralidad de zonas, caracterizada cada zona por una sensibilidad distinta. La entrada del usuario también puede incluir una posición neutral del miembro movible, en donde un movimiento sustancialmente súbito del miembro movible a la posición neutral provoca una desaceleración virada del vehículo. La velocidad especificada puede tener componentes longitudinal y lateral. De acuerdo con otras modalidades alternas de la invención, se puede proveer una entrada del usuario que tiene un miembro movible capaz de deflexión por un usuario de manera que un grado de deflexión corresponde a una velocidad especificada comandada por el usuario, la correspondencia entre el grado de deflexión y la velocidad especificada teniendo una pluralidad de zonas, cada zona caracterizada por una sensibilidad distinta, cada zona caracterizada por una sensibilidad distinta. La sensibilidad distinta de cada zona puede ser capaz de especificaciones a la medida por el usuario o para el usuario.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se comprenderá más fácilmente con referencia a la siguiente descripción, tomada con los dibujos anexos, en los cuales: la figura 1 es una vista lateral de un vehículo personal de la técnica anterior del tipo en el cual una modalidad de la invención puede ser empleada ventajosamente; la figura 2 es un diagrama de componentes típicos de un vehículo personal del tipo en el cual una modalidad de la invención puede ser empleada ventajosamente indicando las variables usadas en la descripción de modalidades especificas de la presente invención; la figura 3a es una gráfica de una velocidad comandada de un vehículo como una función del desplazamiento de una palanca de mando u otra entrada del usuario, mostrando un control de entrada de transmisión variable de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 3b es una gráfica de una aceleración comandada como una función de tiempo que muestra discontinuidades correspondientes a regiones de banda muerta; la figura 3c es una gráfica de la aceleración efectiva en respuesta a la aceleración comandada de la figura 4b, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 4 es una vista posterior del transportador personal de la figura 1 , mostrando un manubrio extendible usado en un modo asistido del control del vehículo de acuerdo con una modalidad de la invención; la figura 5 es una vista lateral de un transportador de personal indicando el uso de un modo asistido de control del vehículo de acuerdo con una modalidad de la invención; la figura 6A-6D muestran etapas sucesivas en la secuencia de subir escaleras con la ayuda de un transportador de personal operado en un modo asistido de control del vehículo de acuerdo con una modalidad de la invención; y la figura 7 es una vista lateral de un transportador de personal empleando una configuración de extremidades en grupo individuales de acuerdo con una modalidad alterna de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES ESPECIFICAS Los vehículos personales diseñados para maniobrabilidad y seguridad mejoradas pueden incluir uno o más grupos de ruedas, donde el grupo y las ruedas en cada grupo tienen la capacidad ser impulsadas por motor independientemente una de la otra. Esos vehículos se describen en la patente de E.U.A. Nos. 5,701 ,965 y 5,971 ,091 , y en las solicitudes de patente de E.U.A. copendientes Nos. de Ser. 09/325,976, 09/325,978, 09/428,007, 09/321 ,401 y 09/322,431 , las cuales, patentes y solicitudes, se incorporan aquí como referencia. En referencia a la figura 1 , el vehículo personal, denominado generalmente por el número 10 puede ser descrito en términos de dos componentes estructurales fundamentales; un soporte 12 para conducir un pasajero 14 u otra carga, y un módulo 16 que hace contacto con el suelo que provee transportación del soporte 12 a través del suelo, o, equivalentemente, a través de cualquier otra superficie. El pasajero u otra carga se puede denominar aquí y en las reivindicaciones anexas como una "carga útil". Como se usó en esta descripción y en las reivindicaciones anexas, se debe entender que el término "suelo" comprende todas las superficies sobre las cuales el vehículo es soportado. Con referencia adicional a la figura 1 , los modos de operación descritos aquí se aplican a vehículos que tienen uno o más elementos 18 que hacen contacto con el suelo, en donde cada elemento que hace contacto con el suelo es movible alrededor de un eje 20 y en donde el eje correspondiente a un miembro que hace contacto con el suelo puede el mismo ser movido. Por ejemplo, un elemento 18 que hace contacto con el suelo puede ser una rueda, como se muestra, en cuyo caso el eje 20 corresponde a un árbol alrededor del cual la rueda gira. El movimiento de los ejes 20 de los respectivos elementos que hacen contacto con el suelo se denomina en esta descripción y en las reivindicaciones anexas como "movimiento de grupo". Las ruedas 18 pueden ser movibles en conjuntos, siendo denominado el ensamble de movimiento como un grupo 36. El movimiento del grupo se define con respecto a un segundo eje 22, denominado por otra parte como una "unión de grupo". Se pueden proveer grados adicionales de libertad impulsados, como movimiento del segundo eje alrededor de uno o más pivotes que pueden, a su vez, permitir que la altura del asiento 28 varíe con respecto al suelo. Alternativamente, la altura del asiento puede ser variada por medio de una barra telescópica, o por medio de cualquier otro artificio mecánico. El pivote 26 (que se muestra en la figura 2) también se puede denominar aquí como una "unión de rodilla". Un accionador (no se muestra) puede ser asociado con cada grado de libertad impulsado y controlado usando estrategias de control que se explican con detalle abajo. En modalidades preferidas de la invención, los accionadores incluyen servomotores de ruedas y servomotores de grupos, con la corriente suministrada a los respectivos motores por servoamplificadores. Adicionalmente, pueden ser provistas ruedas no impulsadas, como rodetes 30 acoplados a los descansos 32 de pies o de otra manera al soporte12. Para propósitos de la siguiente descripción, las variables que describen la orientación y configuración del vehículo 10 personal se muestran esquemáticamente en la figura 2. Se debe entender que la configuración de la figura 2 se muestra a modo de ejemplo y no a modo de limitación. La configuración de la figura 2 incluye una unión 34 adicional entre el segundo eje 22 y el soporte 12, en donde la unión 34 también se puede denominar aquí como "pantorrilla". Como se muestra en la figura 2: bastidor_paso es el ángulo, medido desde el centro de gravedad CG al eje vertical, denominado g. En el modo de equilibrio (vea abajo) el paso de bastidor se mide entre el CG y el punto de contacto en el suelo. En los modos de cuatro ruedas, el paso de bastidor típicamente es el ángulo del CG con respecto a la unión 22 de grupo y puede ser derivado de una medición de teta_pantorrilla (vea abajo) y el conocimiento de la configuración de la máquina. Teta_pantorrilla es el ángulo de la pantorrilla 34 con respecto a la gravedad. PosRelGrupo es la posición del grupo 36 con relación a la pantorrilla 34. fiC es el ángulo del grupo 36 con respecto a la gravedad, que puede ser obtenido añadiendo thta_pantorrilla a PosRelGrupo. Se pueden derivar otras variables para propósitos de algoritmos n y control: teta_ref_4_ruedas es el ángulo de la pantorrilla 34 con respecto a la gravedad que podría colocar el CG estimado directamente sobre la unión 22 de grupo. Este ángulo cambia cuando cambia la altura del asiento ya que la pantorrilla 34 se puede mover con objeto de mantener el CG sobre la unión 22 de grupo. Teta_equilibrio es el ángulo de equilibrio, y es igual al ángulo de pantorrilla (teta_pantorrilla) requerido para colocar el CG estimado sobre una rueda. Puede haber dos ángulos de equilibrio para algunas orientaciones de grupo, como cuando las cuatro ruedas se encuentran sobre el suelo. Teta_des_usuario es la corrección aplicada al lazo de control para acomodar un cambio comandado por el usuario en el CG o paso.

PosRelGrupo_punto es la velocidad del grupo con relación a la pantorrilla. Generalmente, "_punto" se refiere al tiempo al tiempo- velocidad-del-cambio de una variable, y "-sombrero" se refiere a una variable filtrada. La entrada de las instrucciones del usuario, sea de una persona que es transportada por el vehículo personal o de un ayudante, puede ser provista por medio de un dispositivo 8 de entrada (que se muestra en la figura 1 ) como una palanca de mando u otro dispositivo para control direccional, y botones o conmutadores para otros comandos. Las instrucciones del usuario ingresadas por medio del dispositivo de entrada pueden incluir comandos con respecto al movimiento del vehículo, como su dirección y velocidad, así como comandos con respecto a la configuración del vehículo, el modo operacional, la altura del asiento del vehículo o el ángulo de inclinación del asiento. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el dispositivo de entrada puede ser una palanca de mando que puede montarse en el vehículo, o puede ser separable, como se describió en la Solicitud de los E.U.A. copendiente No. de Ser. 09/325,463. Alternativamente, el dispositivo de entrada puede ser un manubrio de fuerza que provee control del vehículo por una persona que en ese momento está desmontada del vehículo, como una persona que se prepara para transferirse al vehículo desde un automóvil, por ejemplo.

Procesamiento de la palanca de mando El preprocesamiento de los comandos provistos por un usuario para el control de un vehículo por medio de un dispositivo de entrada de control se explican ahora con referencia a las figuras 3a-3c. Esos comandos pueden ser aplicables en cualquiera de los diversos modos de operación de un vehículo mecanizado. La descripción con respecto a una "palanca de mando" es a manera de ejemplo únicamente, sin embargo, otros dispositivos de entrada se encuentran dentro del alcance de la presente invención como se describe aquí y se reclama en las reivindicaciones anexas. Con referencia a la figura 3a, se gráfica una velocidad 40 comandada como una función de desplazamiento x como se describió a lo largo del eje horizontal de la gráfica 42. El control provisto por una entrada de control está bien definido en tanto cada desplazamiento de un miembro que puede ser variado por el usuario sea mapeado hasta una velocidad comandada única. De hecho, se puede proveer una ley más general de desplazamiento-contra-velocidad comandada en la cual la histéresis es permitida y la correspondencia de una velocidad comandada al desplazamiento del miembro depende de la historia anterior del desplazamiento día palanca de mando, x(t), en donde t es el tiempo. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la velocidad comandada puede ser implementada por el vehículo en el tiempo, y la aceleración virada dentro de los confines de límites especificados, como lo saben las personas expertas en las técnicas de control. Dicho giro elimina ventajosamente la necesidad de amortiguación del temblor del vehículo. De acuerdo con la ley de control descrita en la gráfica 42, se muestran tres regiones de leyes de mapeo lineal distintas. En las regiones 44 y 46, la velocidad 40 comandada varía como una más rápida función de desplazamiento de la palanca de mando o miembro movible, mientras que en la región 48 central, la velocidad comandada varía más lentamente con el desplazamiento de la palanca de mando, permitiendo así un control mejorado del vehículo en ambientes más estrechos. Por lo cual, la palanca de mando exhibe una relación de transmisión efectivamente variable, con la relación configurable por el usuario, por ejemplo, operando parámetros a la medida para operación en interiores y exteriores. Similarmente, todos los modos de palanca de mando descritos aquí se pueden hacer a la medida separadamente para operación diferente en los varios modos de control de un vehículo. La ley de control puede ser cualquier relación funcional especificada dentro del alcance de la presente invención. Con referencia a la figura 3b, en la cual se muestra la aceleración 50 comandada para una tiempo-secuencia típica de movimiento de la palanca de mando, las regiones 52 corresponden a una banda muerta en la cual el desplazamiento de la palanca de mando ocurre y no se produce salida de la palanca de mando. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la región 52 de banda muerta es removida del comando de la palanca de mando para que sean producidas transmisiones tersas hacia fuera 3 del área de banda muerta, como se muestra en la figura 3c. Por lo cual, por ejemplo, si la región de banda muerta es de 20 unidades, un comando de palanca de mando requerido de 30 unidades produce una aceleración igual a 10 unidades. El desplazamiento de la palanca de mando puede ocurrir en las direcciones longitudinal (x) y lateral (y), produciendo componentes correspondientes de una velocidad y/o aceleración comandadas. De acuerdo con una modalidad de la invención, los componentes x y y comandados se pueden acoplar para limitar el componente x basado en el componente y actual, por ejemplo. Por lo cual, la velocidad puede ser limitada durante los giros agudos. De acuerdo con otras modalidades de la invención, los desplazamientos de entrada del usuario pueden ser anulados y las velocidades comandadas limitadas, por medio de un software u otro, sobre la base de parámetros del vehículo especificados. Por lo cual, por ejemplo, la velocidad comandada puede ser limitada sobre la base del voltaje de batería, altura del asiento, ángulo del bastidor, u otros parámetros. De manera similar, el regreso de la palanca de mando a una posición neutral puede ser programada para que produzca un frenado gradual del vehículo, en tanto que se puede conseguir un frenado brusco mediante deflexión de la palanca de mando hacia atrás de vuelta a la posición neutral.

Modo remoto Se usa un modo remoto para facilitar la transferencia del usuario hacia y desde el vehículo. El vehículo es controlado, por medio de un dispositivo de control remoto, sin que el usuario esté sentado en el vehículo. De acuerdo con modalidades preferidas de la invención, el dispositivo remoto es la ¡nterfaz 8 de control del usuario misma, que puede ser desacoplada mecánicamente del vehículo como se describió en detalle en la Solicitud de los E.U.A. copendiente No. de Ser. 09/325,463. La comunicación de los datos entre la interfaz 8 de control del usuario y el vehículo 10 puede ser por medio de un cable extendible, por ejemplo. Alternativamente, la comunicación de los datos puede ser por medio de ondas electromagnéticas sin cable, incluyendo ondas de radio o infrarrojas, por ejemplo. En una modalidad preferida de la invención, la interfaz 8 de comando del usuario se desconecta fácilmente del descanso de brazo del vehículo por medio de un mecanismo de desconexión asimétrico rápido. Se puede usar un sensor para verificar que el usuario no está sentado en el vehículo. En el modo remoto, el controlador recoloca la ganancia a un valor muy bajo y recoloca los parámetros de configuración como la velocidad máxima y la aceleración hasta valores inferiores que los valores de omisión. Las ganancias menores permiten que el vehículo se mueva y coloque con menos fuerza de lo que se requeriría si las ganancias se pusieran en sus valores de omisión. El dispositivo de control remoto adicionalmente puede requerir la activación de un dispositivo a prueba de fallas como la depresión de un botón especificado, que puede estar dispuesto en el dispositivo de control, con objeto de que el comando sea aceptado por el controlador mientras está en modo remoto.

Modo de escaleras asistido El modo de escaleras permite a un usuario subir escaleras independientemente como se describió en detalle en la Solicitud de los E.U.A copendiente No. de Serie 09/428,007 o con la asistencia de una persona capaz. El ascenso se puede controlar mediante la inclinación y/o el tiro del usuario en un pasamanos, y el usuario puede especificar la altura del asiento y el ángulo de inclinación del vehículo de soporte. La rotación del grupo es controlada sobre la base de la posición del CG, sea gobernado por acción del usuario o de un asistente. En el modo de escaleras, el servolazo de rueda y el servolazo de grupo están sustancialmente desacoplados. La finalidad del lazo de rueda es impulsar la rueda de nuevo contra los contraescalónes sin par de torsión excesivo, manteniendo el transportador en posición mientras se evita que el motor o el amplificador se sobrecalienten. La finalidad del lazo de grupo, de acuerdo con esta modalidad, es mantener el centro de gravedad del vehículo, incluyendo al usuario entre las ruedas frontales y traseras en todo momento. Una finalidad adicional, subsidiaria a la de la estabilización, es reducir la fuerza que el usuario necesita para subir y bajar escaleras.

La ley de control aplicada por ambos controles de rueda y grupo en el modo de escaleras usa un servolazo de alta banda de anchura modificada por entradas de frecuencias menores. Esto asegura que el controlador continúe estable en la presencia de varias alteraciones del ambiente. Adicionalmente, se pueden desacoplar la dinámica de las ruedas y grupos, para propósitos de control, en un número de configuraciones identificables, y se pueden aplicar términos de corrección apropiados a la ley de control dentro del alcance de la invención, para proveer ejecución mejorada en varias condiciones de operación. Ahora se describe la operación del controlador de grupo con referencia al modo de subir escaleras. La fuerza requerida para realizar la subida de escaleras se relaciona con qué tanto puede poner el usuario el centro de gravedad total del transportador y usuario sobre la rueda que actualmente está estacionaria o que conduce a la dirección deseada de trayectoria. Si el usuario puede mantener el CG sobre esta rueda (sea por inclinación del tronco o deflexión del grupo) entonces las fuerzas requeridas son menores. El acto de subir se puede ver como una marcha con cuatro fases dinámicas distintas: Inicio, Giro, Relajación y Colocación. Durante el Inicio se inicia la subida de escaleras. En primer lugar, el transportador tiene cuatro ruedas sobre la superficie. Cuando el grupo empieza a girar, un par de ruedas deja la superficie, definiendo el Inicio.

El Giro es la fase de subir escaleras en donde el grupo gira en la primera mitad de su trayectoria, es decir, entre pisar el peldaño y la posición vertical del grupo, de modo que al ascender escaleras, se incrementa la energía potencial. Comienza en el Inicio y termina cuando el grupo está vertical. La energía potencial disminuye durante la Relajación-entre el punto en el cual grupo está vertical y el punto en el cual las cuatro ruedas nuevamente hacen contacto con las escaleras. Durante la Colocación, las cuatro ruedas se encuentran en las escaleras, y el bastidor del transportador está siendo reposicionado para empezar otro paso. La ley de control de grupos básica. Voltaje del Grupo = Kp*Error de Paso-Kd*Velocidad del Grupo se modifica, de acuerdo con una modalidad preferida del modo de subir escaleras, para responder a los siguientes aspectos: a. El CG del usuario necesita ser mantenido sobre la rueda posterior mientras el transportador está ascendiendo. b. De manera similar, el usuario (o asistente), al descender, necesita colocar el bastidor en la dirección suficientemente hacia delante para mover el CG sobre la rueda delantera. c. Se prefiere un modo único para ascender y descender. d. Puede proveerse compensación de fricción para reducir el efecto del traqueteo del deslizamiento de la palanca en la transmisión del grupo.

La ley de control aumentada, de conformidad con una modalidad preferida de la invención, es: Voltaje del Grupo=Kp*Error de Paso-Kc Velocidad del Grupo + Kp| *ErrorPosterior + Kp|*Error Frontal, en donde Error Posterior y Error Frontal son cero cuando el CG se encuentra entre los límites de ángulo frontal y posterior, los cuales se muestran en la figura 8. ErrorPosterior y ErrorFrontal se convierten en no cero cuando el ángulo de paso del CG cruza cualquier límite de ángulo. La ganancia de paso, Kp|, para los errores de límite es mucho mayor que la ganancia de paso ordinaria Kp. Por lo cual, en efecto, el resorte que mantiene el bastidor parado se vuelve mucho más rígido cuando se cruza uno de los límites de ángulo.

Esto provoca que el grupo gire. Moviendo los límites de ángulo frontal y posterior como una función de la posición de grupo, se puede controlar la colocación del CG. Cuando se juntan el límite posterior y el límite frontal, entonces el grupo se mueve hasta un lugar preciso basado en el ángulo de pantorrilla. Cuando los ángulos límite están más separados, el grupo se vuelve más pasivo y el sistema es más disipador. Con respecto al controlador de ruedas en el modo de escaleras, el controlador de ruedas actúa como un embrague de una sola dirección, o, alternativamente, como un trinquete electrónico, con una banda muerta que previene que se desarrolle un par de torsión excesivo contra los sucesivos contraescalones.

En un modo de escaleras asistido, un vehículo personal puede ser controlado por un asistente que puede aplicar señales de guía externas, suplantando de esta manera el papel de la entrada provista por un sujeto que es transportado por el vehículo. El modo de operación se ha descrito con referencia al modo de escaleras con el cual el modo asistido es idéntico, siendo provista una entrada de inclinación por el asistente. En el modo asistido, las ganancias usadas en el modo aumentado se reducen y los parámetros de configuración como velocidad máxima y aceleración disminuyen. Esto permite que el vehículo se mueva y se colocar con menos fuerza desde el asistente o el cabalgador. Además, puede ser provisto un dispositivo de seguridad de modo asistido (como un conmutador eléctrico) de manera que el dispositivo de seguridad debe ser activado por el asistente antes de que el modo pueda ser ingresado. El dispositivo de seguridad puede ser, por ejemplo, un botón 96 (se muestra en la figura 4) dispuesto en la porción posterior del descanso trasero del asiento de manera que el asistente puede presionar fácilmente el botón y activar el modo, mientras hace difícil que el cabalgador haga lo mismo. En otra modalidad, el botón puede ser colocado en un manubrio de asiento del asistente. Un asistente puede, por ejemplo, guiar a una persona, sentado en un vehículo personal, arriba o abajo de un trayecto de escaleras. Refiriéndonos ahora a la figura 4, la entrada de un asistente puede ser por medio de una guía mecánica del vehículo, como por medio de un manubrio 90 extendible acoplado al soporte 12. El manubrio 90 se muestra en una posición 92 retraída y en posición 94 extendida como lo señalan las líneas de rayas. En la figura 5 se muestra una vista lateral del vehículo 10 personal después que el asistente 100 ha elevado el manubrio 90 extendible hasta un nivel confortable, en preparación para la las etapas 102 de ascensión. La secuencia de la ascensión de escaleras asistida de acuerdo con una modalidad preferida de la invención se explica ahora con referencia a las figuras 6A-6D. En la figura 6A, se muestra al asistente 100 aplicando una presión hacia atrás al manubrio 90 para mover el centro de gravedad (CG) del vehículo 10, incluyendo al sujeto 14, hasta una posición sobre o de popa del punto de contacto 110 entre la rueda 112 posterior y la superficie 114 (que se puede denominar aquí y en las reivindicaciones anexas como el "suelo"). Con referencia ahora a la figura 6B, el vehículo 10 responde a la inclinación del CG a una posición por arriba o de popa del punto 110 de contacto, donde el vehículo gira el grupo 36 en una dirección (en la dirección de las manecillas del reloj en la figura) para ascender al peldaño 102. En la figura 6C se muestra al asistente 100 aplicando una fuerza hacia delante sobre el vehículo 10 por medio del manubrio 90 para mover el CG del vehículo en una dirección hacia delante. En la 6D se muestra la rueda 116 en contacto con el peldaño 102, sobre el cual se puede repetir el procedimiento para ascender peldaños subsecuentes.

Extremidades de grupos individuales Refiriéndonos ahora a la figura 7, se muestra una modalidad alterna de un vehículo personal de una clase que puede ser controlado por los modos de control descritos aquí. De acuerdo con esta modalidad, las ruedas 120 y 122 no se giran conjuntamente alrededor de una unión de grupo, pero en su lugar pueden ser montadas en miembros 124 girables individualmente alrededor de uno o más ejes en uno o más pivotes 126 que pueden estar fijos con respecto al soporte 12. Las funcionalidades descritas aquí, y en las solicitudes de patente de transportador precedentes incorporadas aquí como referencia, con respecto al movimiento de grupos, se puede lograr, alternativamente, mediante un lazo que controla la acción de tijera de los miembros 124 de soporte de rueda. Se intenta que las modalidades descritas de la invención sean solamente ejemplares y numerosas variantes y modificaciones serán evidentes a los expertos en la técnica. Se considera que todas esas variaciones y modificaciones se encuentran dentro del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un vehículo para transportar una carga útil sobre una superficie que puede ser irregular y puede incluir escaleras, el vehículo comprendiendo: a. un soporte para soportar la carga útil; b un elemento que hace contacto con el suelo movible con respecto a un eje local, siendo el eje local movible con respecto a un segundo eje que tiene una relación definida con respecto al soporte; c una disposición impulsora motorizada para permitir el movimiento controlable del elemento que hace contacto con el suelo para operar en una condición de operación que es inestable con respecto a la inclinación en por lo menos un plano longitudinal cuando la disposición impulsora motorizada no está energizada; y d. un dispositivo de entrada para recibir una indicación de un asistente, el asistente no está dispuesto sobre el vehículo, en una dirección de movimiento deseado del vehículo.

2.- El vehículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo de entrada para recibir una indicación de un asistente es un manubrio acoplado al soporte.

3.- El vehículo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el dispositivo de entrada para recibir una indicación de un asistente es un manubrio extendible.

4.- Un vehículo para transportar una carga útil sobre una superficie que puede ser irregular y puede incluir escaleras, el vehículo comprendiendo: a. un soporte para soportar la carga útil; b un elemento que hace contacto con el suelo movible con respecto a un eje local, siendo el eje local movible con respecto a un segundo eje que tiene una relación definida con respecto al soporte; c una disposición impulsora motorizada para permitir el movimiento controlable del elemento que hace contacto con el suelo con respecto al eje local, de manera que el eje local se mueve con respecto al segundo eje para operar en una condición de operación que es inestable con respecto a la inclinación en por lo menos un plano longitudinal cuando la disposición impulsora motorizada no está energizada; y d. un dispositivo de entrada para recibir una indicación de usuario de una configuración especificada del vehículo.

5.-. El vehículo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la configuración especificada incluye por lo menos uno de altura de asiento, inclinación del vehículo, dirección del vehículo y velocidad del vehículo.

6.- El vehículo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el dispositivo de entrada incluye adicionalmente un dispositivo de comando del usuario para recibir una indicación de parte del usuario de por lo menos uno de un movimiento deseado y una configuración deseada del ensamble.

7.- El vehículo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque incluye una anulación del asistente para incapacitar al dispositivo de comando del usuario mientras el vehículo es controlado por un asistente.

8.- El vehículo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el dispositivo del comando del usuario incluye una palanca de mando.

9.- Un método para capacitar a un sujeto para ascender y descender escaleras con ayuda de un asistente, cada peldaño teniendo un contraescalón, el método comprendiendo: a. proveer un dispositivo, el dispositivo comprendiendo: i. un soporte para soportar el sujeto; ii. un elemento que hace contacto con el suelo movible con respecto a un eje local, siendo movible el eje local con respecto a un segundo eje que tiene una relación definida con el soporte; iii. una disposición impulsora motorizada para permitir el movimiento controlable del elemento que hace contacto con el suelo con respecto al eje local de manera que el eje local se mueve con respecto al segundo eje para operar en una condición de operación que es inestable con respecto a la inclinación en por lo menos un piano longitudinal cuando la disposición impulsora motorizada no está energizada; y b mantener el par de torsión de la rueda contra cada contraescalón sucesivamente; y c cambiar la relación del eje local con respecto al soporte con objeto de mantener el centro de gravedad del dispositivo y el sujeto entre límites especificados en direcciones hacia delante y hacia atrás de rotación del dispositivo.

10.- Una entrada del usuario para controlar la aceleración de un vehículo, la entrada del usuario comprendiendo: un miembro movible capaz de deflexión por un usuario, de modo que un grado de deflexión corresponde a una velocidad especificada comandada por el usuario.

11.- La entrada del usuario de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque la correspondencia entre el grado de deflexión y la velocidad especificada incluye una pluralidad de zonas, cada zona caracterizada por una sensibilidad distinta.

12.- La entrada del usuario de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque incluye adicionalmente una posición neutral del miembro movible, en donde un movimiento sustancialmente súbito del miembro movible a la posición neutral provoca una desaceleración virada del vehículo.

13.- La entrada del usuario de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque la velocidad especificada tiene componentes longitudinal y lateral.

14.- Una entrada del usuario para controlar la aceleración de un vehículo, la entrada del usuario comprendiendo: un miembro movible capaz de deflexión por un usuario de modo que un grado de deflexión corresponde a una velocidad especificada comandada por el usuario, la correspondencia entre el grado de deflexión y la velocidad especificada teniendo una pluralidad de zonas, cada zona caracterizada por una sensibilidad distinta.

15.- La entrada del usuario de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque la sensibilidad distinta de cada zona es capaz de especificación a la medida por el usuario.

16.- La entrada del usuario de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque la sensibilidad distinta de cada zona es capaz de especificación a la medida por un usuario especificado.