RU2215510C2

RU2215510C2 - Transport vehicle and method of its moving upstairs

Info

Publication number: RU2215510C2
Application number: RU2001123172/28A
Authority: RU
Inventors: О.В. Бойко (RU); О.В. Бойко; А.Д. Элизов (RU); А.Д. Элизов; А.Д. Самойлов (RU); А.Д. Самойлов; А.А. Красильников (RU); А.А. Красильников; С.А. Келеман (RU); С.А. Келеман; А.Г. Семёнов (RU); А.Г. Семёнов
Original assignee: Пендэйл Вентурес Лимитед
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: invention relates to devices facilitating movement upstairs. Proposed vehicle has three driving wheels, with front wheel 4 being furnished with steering column 25 with handlebar 26 installed for adjusting in length and locking at required of tilting. Telescopic frame is provided with release stop 12. Rear wheels 5 are installed on turnable levers 13. Telescopic frame and turnable levers 13 provide changing and fixing of wheel base. Seat adjuster 16 moves if along vehicle. Seat configuration adjuster 22 let user sit vertically with possibility of lowering footrests to contact with support surface at side of front wheel 4. Method of upstairs movement uses support of footrest on steps and change of wheel base at extreme front vertical position of chair with user in vertical position. EFFECT: improved stability and safety when moving upstairs. 7 cl, 9 dwg

Description

Заявляемая группа изобретений относится к области наземного безрельсового транспорта, а более конкретно к двухколейным персональным колесным транспортным средствам с электроприводом и к способам преодоления ими лестничных маршей. The claimed group of inventions relates to the field of land rail transport, and more particularly to a double-track personal wheeled vehicles with electric drive and to methods for overcoming flights of stairs.

Двухколейные персональные транспортные средства, такие как инвалидные кресла-коляски, персональные электромобили (пермобили) и электроскутеры, имеют, как правило, недостаточную универсальность. Double-track personal vehicles, such as wheelchairs, personal electric cars (permobiles) and electric scooters, usually have insufficient versatility.

Известно персональное транспортное средство Chairman Mini Stander, содержащее раму с колесами, приводы вращения колес, кресло с сиденьем, спинкой и опорами для ног, снабженными подпятниками, устройство изменения положения кресла с приводами и систему управления приводами, при этом колеса в количестве четырех (передние ведомые поворотные и задние неповоротные большего диаметра) установлены без возможности изменения колесной базы, подпятники расположены между левым и правым передними колесами, кресло выполнено с шарнирным сочленением сиденья, спинки и рычага опор для ног, а устройство изменения положения кресла - с возможностью поворота спинки и рычага относительно сиденья, с возможностью вертикального положения водителя-пользователя (или пациента), при этом подпятники могут опираться на опорную поверхность на уровне пятен контакта передних колес [1]. Known personal vehicle Chairman Mini Stander, containing a frame with wheels, wheel rotation drives, a chair with a seat, back and foot supports equipped with thrust bearings, a device for changing the position of a chair with drives and a drive control system, with four wheels (front driven swivel and rear non-swivel larger diameter) are installed without the possibility of changing the wheelbase, thrust bearings are located between the left and right front wheels, the seat is made with a hinged seat, sp nki and the lever of the foot supports, and the device for changing the position of the chair - with the possibility of rotation of the back and lever relative to the seat, with the possibility of vertical position of the driver-user (or patient), while the thrust bearings can rest on the supporting surface at the level of the contact spots of the front wheels [1 ].

Конструкция известного транспортного средства является трансформируемой, что позволяет его использовать для передвижения как в уличных, так и в домашних условиях, в частности, путем перевода водителя-пользователя в вертикальное положение (для общения с окружающими на уровне глаз собеседника, для работы с книгами на стеллажах, для нагрузки суставов и т.д.). Однако транспортное средство тихоходно, не отличается высокой маневренностью и проходимостью, а главное - не способно самостоятельно преодолевать лестничные марши. The design of the known vehicle is transformable, which allows it to be used for transportation both in the street and at home, in particular by moving the driver-user to a vertical position (for communicating with others at the eye level of the interlocutor, for working with books on shelves , for the load of joints, etc.). However, the vehicle is slow, does not differ in high maneuverability and passability, and most importantly - it is not able to independently overcome staircases.

Известен также ряд четырехколесных транспортных средств рассматриваемого класса, способных самостоятельно преодолевать лестничные марши за счет вращения колес и изменения колесной базы [2-5]. A number of four-wheeled vehicles of this class are also known, capable of independently climbing staircases due to wheel rotation and changing the wheelbase [2-5].

Однако их технико-эксплуатационные возможности недостаточно высоки. В частности, не предусмотрено вертикальное положение водителя-пользователя, четырехколесная схема уступает трехколесной по маневренности и простоте конструкции, дискретность периферийных упругих элементов (роликов) снижает в сравнении с пневматическими шинами плавность хода и скоростные возможности вне лестничных маршей, при низких коэффициентах трения "колесо-ступень" возможны срывы колес со ступеней из-за недостаточности сцепления. However, their technical and operational capabilities are not high enough. In particular, the vertical position of the driver-user is not provided, the four-wheel arrangement is inferior to the three-wheeled one in terms of maneuverability and simplicity of design, the discreteness of peripheral elastic elements (rollers) reduces the ride and speed outside the flights of stairs in comparison with pneumatic tires, at low friction coefficients step "wheel breakdowns from steps are possible due to insufficient traction.

Наиболее близким аналогом заявляемого транспортного средства, совпадающим с ним по наибольшему числу существенных признаков и принятым за устройство-прототип, является транспортное средство, содержащее раму с колесами, приводы вращения колес, устройство изменения и фиксации колесной базы в диапазоне, по меньшей мере, от меньшего до большего ее значений, снабженное приводом, кресло с сиденьем и спинкой, устройство изменения положения кресла с приводом и систему управления приводами [6]. The closest analogue of the claimed vehicle, matching it for the largest number of essential features and adopted for the prototype device, is a vehicle containing a frame with wheels, wheel rotation drives, a device for changing and fixing the wheelbase in the range of at least from a smaller to its larger values, equipped with a drive, a chair with a seat and back, a device for changing the position of a chair with a drive, and a drive control system [6].

В нем рама выполнена в виде телескопически взаимосвязанных передней и задней частей с отключаемым стопором, несущих соответственно два передних и два задних колеса, снабженных упругими шинами, и входит в состав устройства изменения и фиксации колесной базы, при этом оси колес установлены в частях рамы неподвижно. Привод устройства изменения и фиксации колесной базы конструктивно совмещен с упомянутым стопором и выполнен в виде привода поступательного движения, неподвижное и подвижное звенья которого соединены с передней и задней частями рамы соответственно (или наоборот). In it, the frame is made in the form of telescopically interconnected front and rear parts with a detachable stopper, respectively carrying two front and two rear wheels equipped with elastic tires, and is part of the device for changing and fixing the wheelbase, while the axles of the wheels are fixed in the frame parts. The drive of the device for changing and fixing the wheelbase is structurally aligned with the said stopper and is made in the form of a translational drive, the fixed and movable links of which are connected to the front and rear parts of the frame, respectively (or vice versa).

Однако известное транспортное средство имеет ряд недостатков. Во-первых, четырехколесная схема уступает трехколесной по маневренности в кинематическом повороте, являющемся предпочтительным при эксплуатации скутеров, пермобилей и самоходных кресел. Во-вторых, смещение центра масс транспортного средства (развесовка по осям колес) за счет поворота кресла в вертикальной плоскости и выдвижения задней (по ходу на лестничном марше) части рамы недостаточно для реализации необходимой тяги по сцеплению переднего колеса. Для уверенного подъема (въезда с попаданием в угол трения) задних колес на очередную ступень требуется существенное смещение кресла вперед. Вместе с тем, при одной лишь замене двух передних колес на одно значительно снизится устойчивость на лестничном марше: при курсовом отклонении (рыскании) транспортного средства опора на одно переднее и одно заднее колеса приводит к "заваливанию" транспортного средства набок вплоть до аварийной ситуации. В-третьих, известное транспортное средство имеет узкое функциональное назначение. В частности, не предусмотрено вертикальное положение пользователя в кресле. В-четвертых, имеют место большие потребные хода подвижного звена привода устройства изменения и фиксации колесной базы. В-пятых, постоянство дорожного просвета и невозможность низкой посадки водителя-пользователя в кресле затрудняют размещение в автомобиле (особенно за рулем) и в других носителях. Все это обусловливает недостаточно высокие технико-эксплуатационные характеристики транспортного средства-прототипа. However, the known vehicle has several disadvantages. Firstly, the four-wheeled scheme is inferior to the three-wheeled in terms of maneuverability in the kinematic rotation, which is preferred when operating scooters, permobiles and self-propelled seats. Secondly, the displacement of the center of mass of the vehicle (weight distribution along the axles of the wheels) due to the rotation of the chair in a vertical plane and the extension of the rear (along the flight of stairs) part of the frame is not enough to realize the necessary traction for coupling the front wheel. For a confident lift (entry with getting into the angle of friction) of the rear wheels to the next stage, a significant shift of the seat forward is required. At the same time, with the mere replacement of two front wheels with one, stability on the flight of stairs will significantly decrease: with a course deviation (yaw) of the vehicle, the support on one front and one rear wheels will cause the vehicle to “roll over” on its side to the point of an emergency. Thirdly, the known vehicle has a narrow functional purpose. In particular, the vertical position of the user in the chair is not provided. Fourth, there are large demands on the movement of the movable link of the drive of the device for changing and fixing the wheelbase. Fifthly, the constancy of the ground clearance and the impossibility of a low landing of the driver-user in the chair make it difficult to place in the car (especially behind the wheel) and in other carriers. All this leads to insufficiently high technical and operational characteristics of the prototype vehicle.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа по совокупности существенных признаков, принятый за способ-прототип, является способ подъема описанного выше транспортного средства по лестничным маршам, включающий изменение продольного положения центра масс транспортного средства и вращение переднего и задних колес при переменной колесной базе [6]. The closest analogue of the proposed method for the combination of essential features adopted for the prototype method is a method of lifting the vehicle described above by flights of stairs, including changing the longitudinal position of the center of mass of the vehicle and rotating the front and rear wheels with a variable wheelbase [6].

Изменение продольного положения центра масс получается "автоматически", как следствие наклона кресла (в компенсацию угла подъема лестничного марша) и увеличения колесной базы, и соответственно невелико. Въезд ("подтягивание") нижестоящих колес на очередную ступень осуществляется в значительной степени за счет силового действия привода устройства изменения и фиксации колесной базы при условии достаточности сцепления вышестоящих колес в угле трения на соответствующей ступени. Changing the longitudinal position of the center of mass is obtained "automatically", as a result of the chair tilting (to compensate for the angle of elevation of the flight of stairs) and increasing the wheelbase, and therefore small. The entry ("pulling") of the lower wheels to the next stage is largely due to the force action of the drive of the device for changing and fixing the wheelbase, provided that the higher wheels clutch in the friction angle at the corresponding stage is sufficient.

Однако неоптимальность развесовки и неразвитость пятен контакта вышестоящих колес с опорной поверхностью приводят к ситуациям (особенно при низком коэффициенте трения), когда подъем невозможен или наблюдаются срывы транспортного средства со ступеней из-за соскальзывания вышестоящих колес. However, the non-optimal weight distribution and the underdevelopment of the contact spots of the higher wheels with the supporting surface lead to situations (especially with a low coefficient of friction) when lifting is not possible or vehicle breakdowns from the steps due to slipping of the higher wheels are observed.

Задачей являлась разработка такой конструкции персонального транспортного средства и способа преодоления им лестничных маршей, которые бы обеспечивали расширение технико-эксплуатационных возможностей персональных транспортных средств, преимущественно скутеров и самоходных кресел, за счет оперативной их трансформации (с минимальными трудозатратами пользователя) при сопутствующем повышении маневренности, профильной проходимости и безопасности при перемещении по лестничным маршам. The task was to develop such a design of a personal vehicle and a method for overcoming flights of stairs that would expand the technical and operational capabilities of personal vehicles, mainly scooters and self-propelled seats, by quickly transforming them (with minimal user effort) with a concomitant increase in maneuverability and profile patency and safety when moving along flights of stairs.

Решение поставленной задачи достигается группой изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, а именно тем, что в транспортном средстве, содержащем раму с колесами, приводы вращения колес, устройство изменения и фиксации колесной базы, снабженное приводом, кресло с сиденьем и спинкой, устройство изменения положения кресла с приводом и систему управления приводами, предусмотрено три колеса, одно из которых переднее с рулевым приводом, снабженным рулевой колонкой с рулем, установленной с возможностью изменения и фиксации ее длины и положения по углу наклона, кресло снабжено опорами для ног в виде рычагов с подпятниками слева и справа от переднего колеса, опоры для ног выполнены с возможностью изменения длины рычагов, кресло выполнено с шарнирным сочленением сиденья, спинки и опоры для ног и снабжено приводом, обеспечивающим возможность поворота спинки и рычагов относительно сыденья, с возможностью вертикального положения водителя-пользователя, при этом имеется возможность опускания подпятников до силового контакта с опорной поверхностью слева и справа от пятна контакта переднего колеса. The solution to this problem is achieved by a group of inventions, united by a single inventive concept, namely, that in a vehicle containing a frame with wheels, wheel rotation drives, a wheel base changing and fixing device equipped with a drive, a seat with a seat and a back, a seat position changing device with a drive and a drive control system, three wheels are provided, one of which is front with a steering gear, equipped with a steering column with a steering wheel mounted with the possibility of changing and fixing e the length and position of the angle of inclination, the chair is equipped with leg supports in the form of levers with thrust bearings to the left and right of the front wheel, leg supports are made with the possibility of changing the length of the levers, the chair is made with an articulated joint of the seat, back and leg support and is equipped with a drive, providing the ability to turn the backrest and levers relative to the seat, with the possibility of the vertical position of the driver-user, while there is the possibility of lowering the thrust bearings to force contact with the supporting surface on the left and right contact patch of the front wheel.

Тыльная поверхность подпятников опор для ног может быть выполнена фрикционной из условия повышенного коэффициента трения с материалом ступеней лестничных маршей. The back surface of the foot supports of the legs can be made frictional from the condition of an increased coefficient of friction with the material of the steps of the flights of stairs.

Рама может быть выполнена в виде телескопически взаимосвязанных неподвижной и, по крайней мере, одной подвижной частей с отключаемым стопором, несущих соответственно переднее и задние колеса, и входить в состав устройства изменения и фиксации колесной базы, при этом задние колеса установлены на концах рычагов, прикрепленных к подвижному звену установленного на задней части рамы привода их реверсивного поворота в продольных вертикальных плоскостях в секторе, расположенном по обе стороны от их нижнего вертикального положения, а рычаги и привод их поворота совместно образуют упомянутый привод устройства изменения и фиксации колесной базы. The frame can be made in the form of telescopically interconnected fixed and at least one movable parts with a detachable stopper, carrying front and rear wheels, respectively, and be part of the device for changing and fixing the wheelbase, while the rear wheels are mounted on the ends of the levers attached to the movable link mounted on the rear of the frame of the drive of their reverse rotation in longitudinal vertical planes in a sector located on both sides of their lower vertical position, and the levers and the drive of their rotation together form the aforementioned drive device for changing and fixing the wheelbase.

Рычаги с задними колесами могут быть установлены с возможностью отклонения назад от нижнего положения на угол β не менее величины
β = α+arcsin((R-δ-h)/R),
где α - угол подъема лестничного марша, град;
R - радиус колеса, см;
δ - вертикальная деформация колеса, см;
h - высота ступени лестничного марша, см.Levers with rear wheels can be installed with the possibility of deviation back from a lower position by an angle β of not less than
β = α + arcsin ((R-δ-h) / R),
where α is the angle of elevation of the flight of stairs, degrees;
R is the radius of the wheel, cm;
δ is the vertical deformation of the wheel, cm;
h - the height of the stairs, see

Решение поставленной задачи достигается также тем, что в способе подъема транспортного средства, характеризуемого указанной выше совокупностью основных конструктивных признаков, по лестничным маршам за счет изменения продольного положения центра масс транспортного средства и вращения переднего и задних колес при переменной колесной базе кресло переводят посредством приводов изменения его положения и конфигурации в крайнее переднее вертикальное положение с вертикальным положением водителя-пользователя, въезжают передним колесом за счет приводов вращения колес на ступень лестничного марша согласно упору задних колес в кромку первой ступени, выключают приводы вращения задних колес, въезжают передним колесом на последующую вышестоящую ступень за счет приводов вращения переднего колеса и изменения колесной базы в сторону ее увеличения, выключают привод вращения переднего колеса, опускают подпятники опор для ног до силового контакта с опорной поверхностью слева и справа от пятна контакта переднего колеса, въезжают задними колесами на первую ступень за счет приводов вращения задних колес и изменения колесной базы в сторону ее уменьшения, выключают приводы вращения задних колес, поднимают подпятники, включают привод вращения переднего колеса и воспроизводят указанную последовательность операций вплоть до силового контакта подпятников с поверхностью последней ступени лестничного марша и уменьшения колесной базы, после чего поднимают подпятники, включают привод вращения переднего колеса и въезжают задними колесами на оставшиеся последующие ступени, включая последнюю, при этом на протяжении всего подъема на лестничном марше стабилизируют вертикальное положение кресла посредством привода изменения его положения. The solution to this problem is also achieved by the fact that in the method of lifting a vehicle, characterized by the above set of basic design features, by flight of stairs by changing the longitudinal position of the center of mass of the vehicle and rotating the front and rear wheels with a variable wheel base, the chair is translated by means of its change drives positions and configurations in the extreme front vertical position with the vertical position of the driver-user, enter the front wheel and due to the drives of rotation of the wheels on the step of the flight of stairs according to the emphasis of the rear wheels on the edge of the first step, the drives of rotation of the rear wheels are turned off, the front wheel drives to the next higher step due to the drives of rotation of the front wheel and the wheelbase changes upwards, the drive of rotation of the front wheel is turned off wheels, lower the thrust bearings of the foot supports to force contact with the supporting surface to the left and to the right of the contact spot of the front wheel, drive the rear wheels to the first stage due to the drive in the rotation of the rear wheels and changing the wheelbase towards its decrease, turn off the rear wheel rotation drives, raise the thrust bearings, turn on the front wheel rotation drive and reproduce the indicated sequence of operations up to the force contact of the thrust bearings with the surface of the last step of the flight of stairs and reduce the wheelbase, after which raise the thrust bearings, turn on the front wheel rotation drive and drive the rear wheels into the remaining subsequent steps, including the last one, while throughout lifting of a flight of stairs stabilize vertical position of the seat by an actuator changes its position.

В частном случае выполнения способа въезд задними колесами на предпоследнюю и последнюю ступени осуществляют при уменьшенной колесной базе. Кроме того, подпятники могут опускать в крайнее нижнее положение до неполного вывешивания переднего колеса. In the particular case of the method, the rear wheels enter the penultimate and last steps with a reduced wheelbase. In addition, the thrust bearings can be lowered to the lowest position until the front wheel is partially hung.

Таким образом, основная идея изобретения состоит в том, что транспортное средство въезжает задними колесами на нижестоящую ступень за счет совместной работы приводов их вращения и привода изменения колесной базы в сторону ее уменьшения при опущенных подпятниках (до их силового контакта с вышестоящей ступенью). При этом водитель-пользователь через подпятники опирается на вышестоящую ступень слева и справа от переднего колеса, обеспечивая устойчивость трехколесного транспортного средства и, одновременно, существенно увеличивает силу трения покоя (расширяя угол трения), а подвижная (задняя) часть рамы прижимают задние колеса к кромке ступени, увеличивая сцепление. Thus, the main idea of the invention is that the vehicle enters the lower wheels with the rear wheels due to the joint operation of their rotation drives and the drive of changing the wheelbase towards its decrease with the thrust bearings lowered (until they force contact with the higher stage). At the same time, the driver-user relies on the upper stage to the left and right of the front wheel through the thrust bearings, ensuring stability of the three-wheeled vehicle and, at the same time, significantly increases the static friction force (expanding the angle of friction), and the movable (rear) part of the frame presses the rear wheels to the edge steps, increasing grip.

Среди известных устройств и способов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной. В то же время, именно за счет последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей: расширение технико-эксплуатационных возможностей персональных транспортных средств, преимущественно скутеров и самоходных кресел, за счет оперативной их трансформации (с минимальными трудозатратами пользователя) при сопутствующем повышении маневренности, профильной проходимости и безопасности при перемещении по лестничным маршам. Among the known devices and methods, no such combination of essential features would coincide with the declared one. At the same time, it is due to the latter that a new technical result is achieved in accordance with the task: expanding the technical and operational capabilities of personal vehicles, mainly scooters and self-propelled seats, due to their rapid transformation (with minimal user effort) with a concomitant increase in maneuverability, cross-country ability and safety when moving along flights of stairs.

Заявляемое транспортное средство изображено на чертежах, где:
на фиг.1 показано транспортное средство, общий вид (в аксонометрии);
на фиг. 2 - транспортное средство в случае удлиненной колесной базы (конфигурация "скутер" для движения в уличных условиях), вид сбоку;
на фиг. 3 - транспортное средство в случае укороченной колесной базы (конфигурация "кресло" для движения в условиях помещения), вид сбоку;
на фиг.4 - схема подвески задних колес, вид сзади;
на фиг.5 - схема размещения приводов;
на фиг. 6 схематически изображено транспортное средство с водителем-пользователем в конфигурации "компакт-вертикаль";
на фиг. 7 изображена схема взаимодействия колес и подпятников опор для ног со ступенями лестничного марша;
на фиг. 8 схематически изображено транспортное средство с водителем-пользователем при подъеме по лестничному маршу, процесс въезда задними колесами на первую ступень;
на фиг. 9 - то же, процесс въезда передним колесом на последующую ступень.The inventive vehicle is shown in the drawings, where:
figure 1 shows a vehicle, a General view (in a perspective view);
in FIG. 2 - vehicle in case of an extended wheelbase (configuration "scooter" for driving in street conditions), side view;
in FIG. 3 - vehicle in the case of a shortened wheelbase (configuration "chair" for movement in a room), side view;
figure 4 - diagram of the suspension of the rear wheels, rear view;
figure 5 - layout of the drives;
in FIG. 6 schematically shows a vehicle with a driver-user in a compact-vertical configuration;
in FIG. 7 shows a diagram of the interaction of the wheels and thrust bearings of the foot supports with steps of the flight of stairs;
in FIG. 8 schematically depicts a vehicle with a driver-user when climbing a flight of stairs, the process of driving the rear wheels to the first stage;
in FIG. 9 - the same, the process of entering the front wheel to the next step.

Заявленное транспортное средство в предпочтительном исполнении содержит (см. фиг. 1-3) раму, состоящую из частей 1, 2, 3. Рама 1-3 выполнена в виде телескопического устройства (с двумя "телескопами") с возможностью независимого друг от друга продольного перемещения его штоков - подвижных рамных частей 2 и 3 относительно корпуса "телескопа" - неподвижной рамной части 1. На передней рамной части 2 установлено управляемое (ведущее) колесо 4, а на задней рамной части 3 - пара управляемых (ведущих) колес 5, 6. Все колеса снабжены пневматическими или иными упругими шинами 7. Предусмотрены приводы 8 и 9, 10 (см. фиг.5) независимого друг от друга вращения всех колес 4 и 5, 6 соответственно (не исключена схема с общим для задних колес 9, 10 приводом; рекомендуется использование мотор-колес). Таким образом, рамная часть 2 с управляемым колесом 4 образует передний колесный мост, а рамная часть 3 с управляемыми колесами 5, 6 - задний колесный мост. Не исключен вариант конструкции с двумя рамными частями (часть 1 совмещена с частью 2 или частью 3), т.е. рамная конструкция с одним "телескопом". Каждый "телескоп" снабжен отключаемым стопором 11 и 12 (см. фиг.5). The claimed vehicle in the preferred embodiment contains (see Fig. 1-3) a frame consisting of parts 1, 2, 3. Frame 1-3 is made in the form of a telescopic device (with two "telescopes") with the possibility of independent longitudinal displacements of its rods - movable frame parts 2 and 3 relative to the “telescope” body - fixed frame part 1. A steered (driving) wheel 4 is installed on the front frame part 2, and a pair of steered (driving) wheels 5, 6 are installed on the rear frame part 3 All wheels are equipped with pneumatic or other controls. with their tires 7. Drives 8 and 9, 10 (see Fig. 5) of independent rotation of all wheels 4 and 5, 6, respectively, are provided (a circuit with a common drive for rear wheels 9, 10 is not excluded; use of motor wheels is recommended ) Thus, the frame part 2 with the steered wheel 4 forms the front wheel axle, and the frame part 3 with the steered wheels 5, 6 forms the rear wheel axle. A design variant with two frame parts is not excluded (part 1 is combined with part 2 or part 3), i.e. frame construction with one "telescope". Each "telescope" is equipped with a detachable stopper 11 and 12 (see figure 5).

Задние колеса 5 (6) установлены на концах рычагов 13 (см. фиг.2-4). Последние противоположными своими концами прикреплены к подвижному звену 14 реверсивного привода 15 их поворота (соответственно реверсивного поворота) в продольных вертикальных плоскостях в секторе, расположенном по обе стороны от их нижнего вертикального положения (см. фиг.14). При этом привод 15 установлен на рамной части 3. В частном случае исполнения рычаги с задними колесами установлены с возможностью отклонения назад от нижнего положения на угол β не менее величины
β = α+arcsin((R-δ-h)/R),
где α - угол подъема лестничного марша, град;
R - радиус колеса, см;
δ - вертикальная деформация колеса, см;
h - высота ступени лестничного марша, см.The rear wheels 5 (6) are mounted at the ends of the levers 13 (see FIGS. 2-4). The latter with their opposite ends attached to the movable link 14 of the reverse drive 15 of their rotation (respectively, reverse rotation) in longitudinal vertical planes in a sector located on both sides of their lower vertical position (see Fig. 14). In this case, the drive 15 is mounted on the frame part 3. In the particular case of execution, the levers with the rear wheels are mounted with the possibility of deviating back from the lower position by an angle β of not less than
β = α + arcsin ((R-δ-h) / R),
where α is the angle of elevation of the flight of stairs, degrees;
R is the radius of the wheel, cm;
δ is the vertical deformation of the wheel, cm;
h - the height of the stairs, see

Телескопическая рама 1-3, стопоры 11, 12, колеса 4-6, приводы 8-10 и привод 15 с рычагами 13 совместно образуют устройство изменения и фиксации колесной базы L в широком диапазоне потребных значений от L_min до L_max.The telescopic frame 1-3, stops 11, 12, wheels 4-6, drives 8-10 and drive 15 with levers 13 together form a device for changing and fixing the wheel base L in a wide range of required values from L _min to L _max .

На рамной части 1 установлено кресло (обозначено позициями поэлементно) с устройством 16 изменения его положения в продольной вертикальной плоскости (с приводом), регулируемое для эргономической адаптации пользователя. Кресло включает в себя шарнирно сочлененные сиденье 17, спинку 18 и опоры для ног с рычагом (двумя спаренными рычагами) 19 и подпятниками 20, 21. Предусмотрен привод (система приводов) 22 изменения конфигурации кресла 17-21, обеспечивающий возможность поворота спинки 18 и рычага (рычагов) 19 относительно сиденья 17, а также изменения (увеличения-уменьшения) длины рычага (рычагов) 19, т. е. расстояния между подпятниками 20, 21 с одной стороны и основанием рычага 19 с другой. Тыльная поверхность подпятников 20, 21 (т.е. обращенная к опорной поверхности) может быть выполнена (как рекомендация) фрикционной из условия повышенного коэффициента трения с материалом ступеней лестничных маршей, например в виде накладок. On the frame part 1, a chair is installed (indicated by the elements one by one) with a device 16 for changing its position in the longitudinal vertical plane (with drive), adjustable for ergonomic adaptation of the user. The seat includes an articulated seat 17, a back 18, and leg supports with a lever (two paired levers) 19 and thrust bearings 20, 21. A drive (drive system) 22 for reconfiguring the seat 17-21 is provided, which allows the backrest 18 and the lever to be rotated (levers) 19 relative to the seat 17, as well as changes (increase-decrease) in the length of the lever (levers) 19, i.e., the distance between the thrust bearings 20, 21 on the one hand and the base of the lever 19 on the other. The back surface of the thrust bearings 20, 21 (i.e. facing the supporting surface) can be made (as a recommendation) frictional from the condition of an increased coefficient of friction with the material of the steps of the flights of stairs, for example, in the form of overlays.

С тыльной стороны сиденья 17 установлен автономный источник энергии 23 в виде блоков аккумуляторных, конденсаторных или иных батарей. On the back of the seat 17 is installed an autonomous energy source 23 in the form of blocks of rechargeable, capacitor or other batteries.

Предусмотрен рулевой привод 24, выполненный с возможностью поворота колеса 4. Он снабжен рулевой колонкой 25 с рулем 26 мотоциклетного или иного типа. Колонка 25 установлена перед креслом 17-21 на рамной части 2 (на переднем колесном мосту) с возможностью изменения и фиксации положения по углу наклона в продольной вертикальной плоскости и уровню расположения руля 26, включая сложенное положение. Кроме того, она установлена с возможностью наклона и фиксации в рабочем состоянии в любом продольном направлении (вперед-назад) относительно своего вертикального положения. A steering drive 24 is provided, configured to rotate the wheel 4. It is equipped with a steering column 25 with a steering wheel 26 of a motorcycle or other type. Column 25 is installed in front of the seat 17-21 on the frame part 2 (on the front wheel axle) with the possibility of changing and fixing the position along the angle of inclination in the longitudinal vertical plane and the level of the rudder 26, including the folded position. In addition, it is installed with the possibility of tilting and fixing in working condition in any longitudinal direction (back and forth) relative to its vertical position.

В состав транспортного средства входит система управления всеми приводами, включающая в себя органы управления (руль 26 и панель управления 27 на колонке 25, не исключено дублирование от ручного пульта типа "джойстик" или аналогичных систем) и предпочтительно устройство гиростабилизации (не показана). The vehicle includes a control system for all drives, which includes controls (steering wheel 26 and control panel 27 on column 25, duplication from a hand-held remote control of the joystick type or similar systems is not excluded), and preferably a gyro stabilization device (not shown).

Изложенные выше примеры конструкции не исключают другие возможные варианты в рамках заявленной совокупности существенных конструктивных признаков. The above design examples do not exclude other possible options within the claimed combination of essential design features.

Транспортное средство работает следующим образом. The vehicle operates as follows.

Для эксплуатации транспортного средства в любом из возможных режимов его сначала соответствующим образом трансформируют (на фиг.1-3, 6, 8, 9 представлена лишь часть возможных конфигураций и соответственно режимов). To operate the vehicle in any of the possible modes, it is first transformed accordingly (Figs. 1-3, 6, 8, 9 show only a part of the possible configurations and, accordingly, the modes).

При использовании транспортного средства для скоростного движения в уличных условиях (см. фиг. 2) задают посредством приводов 8-10 при отключенном соответствующем стопоре 11, 12 увеличенное фиксированное значение L вплоть до максимального (L_max) или близкого к максимальному. В конце трансформации фиксаторы 11, 12 должны быть включены. При этом остается возможность оперативной корректировки колесной базы работой привода 15. Кресло 17-21 устанавливают в общем случае посредством приводов 16-22 в удобное для пользователя положение. Колонку 25 и руль 26 устанавливают в удобное для пользователя рабочее фиксированное угловое положение. Отключают при необходимости приводы 9, 10, переводя тем самым задние колеса 5, 6 в ведомый режим. В описанном положении транспортное средство по своим технико-эксплуатационным характеристикам соответствует скутеру и передвигается обычным для него образом. При этом кинематический поворот осуществляют за счет поворота переднего колеса 4 рулем 26.When using a vehicle for high-speed driving in street conditions (see Fig. 2), by means of drives 8-10, the corresponding fixed stopper 11, 12 is set to increase the fixed L value up to the maximum (L _max ) or close to the maximum. At the end of the transformation, the latches 11, 12 should be included. At the same time, it remains possible to quickly adjust the wheelbase by the operation of the drive 15. The seat 17-21 is installed in the general case by means of the drives 16-22 in a position convenient for the user. Column 25 and steering wheel 26 are set to a user-friendly working fixed angular position. If necessary, the drives 9, 10 are switched off, thereby translating the rear wheels 5, 6 into the driven mode. In the described position, the vehicle according to its technical and operational characteristics corresponds to a scooter and moves in the usual way for it. When this kinematic rotation is carried out by turning the front wheel 4 of the wheel 26.

Для использования транспортного средства в режиме "кресло", т.е. в комнатных условиях (см. фиг. 3), задают описанным выше способом минимальное (L_min) или близкое к минимальному фиксированное значение L, а колонку 25 устанавливают в удобное рабочее или нерабочее (сложенное) положение. В описанном трансформированном состоянии транспортное средство по своим технико-эксплуатационным характеристикам соответствует маневренным транспортным средствам: "самоходное кресло", "пермобиль", и передвигается обычным для них образом.To use the vehicle in the "chair" mode, i.e. in room conditions (see Fig. 3), the minimum value (L _min ) or close to the minimum fixed value L is set as described above, and column 25 is set to a convenient working or inoperative (folded) position. In the described transformed state, the vehicle according to its technical and operational characteristics corresponds to maneuverable vehicles: "self-propelled seat", "permobile", and moves in the usual way for them.

Возможно перемещение и в режиме "компакт-вертикаль" (см. фиг.6) при вертикальном положении водителя-пользователя. It is possible to move in the compact vertical mode (see Fig.6) with the vertical position of the driver-user.

Для преодоления лестничного марша своим передним ходом непосредственно перед преодолением задают определенное в каждом конкретном случае (в зависимости от эксплуатационных условий) значение колесной базы за счет работы приводов 8, 10. В дополнение к "автоматическому" перераспределению вертикальной нагрузки на оси колес 5, 6 вследствие изменения взаимного положения рамных частей 1-3 кресло 17-21 переводят в упомянутое в описании устройства вертикальное положение посредством устройств 16, 22. Тем самым существенно смещают центр масс транспортного средства в сторону подъема лестничного марша до преимущественно равной вертикальной нагрузки на оси (развесовки по осям) нижних 5, 6 и верхнего 4 колес (см. фиг.8). Делают это одновременно, или с некоторой временной задержкой, или наоборот упреждением по отношению к установке колесной базы. Колонку 25 устанавливают в характерное для вертикального положения пользователя рабочее положение с ее наклоном вперед от вертикали и возможностью опоры на нее руками. To overcome the flight of stairs with their forward stroke, just before the climb, they set the wheelbase value determined in each particular case (depending on operating conditions) due to the operation of the drives 8, 10. In addition to the “automatic” redistribution of the vertical load on the axles of the wheels 5, 6 due to changes in the relative position of the frame parts 1-3, the chair 17-21 is transferred to the vertical position mentioned in the device description by means of the devices 16, 22. Thereby, the center of mass of the transport second means in the direction of lifting up the flight of stairs preferably equal to the vertical load on the axle (weight distribution) of the lower 5, 6 and the upper wheels 4 (see. Figure 8). They do this at the same time, or with a certain time delay, or vice versa with a lead in relation to the installation of the wheelbase. Column 25 is set to the operating position characteristic of the vertical position of the user with its inclination forward from the vertical and the possibility of supporting it with hands.

Собственно передвижение на лестничном марше (регулярный режим его преодоления) осуществляют согласно данному изобретению в указанной конфигурации следующим способом (см. фиг.8, 9). Actually movement on the flight of stairs (regular mode of overcoming it) is carried out according to this invention in the specified configuration in the following way (see Fig. 8, 9).

Въезжают колесом 4 посредством приводов 8-10 при постоянном значении колесной базы (например, при L₁) на одну из ступеней лестничного марша (в данном примере - на вторую ступень) до упора колес 5, 6 в кромку первой ступени (иначе говоря, на ступень лестничного марша согласно упору задних колес в первую ступень). Выключают приводы 9, 10. Въезжают колесом 4 посредством привода 8 и привода 15 изменения колесной базы в сторону ее увеличения до L₂ на последующую вышестоящую ступень (в данном примере - на третью). Выключают привод 8. Опускают посредством привода (системы приводов) 22 подпятники 20, 21 до силового контакта с опорной поверхностью (поверхностью третьей ступени) слева и справа от пятна контакта колеса 4 (см. фиг.8). При этом подпятники 20, 21 рекомендуется опускать в крайнее нижнее положение до неполного вывешивания колеса 4. Затем въезжают колесами 5, 6 (синхронно) на первую ступень за счет приводов 9, 10 и привода 15 изменения колесной базы в сторону ее уменьшения до L₁ (см. фиг.7). Выключают приводы 9, 10. Поднимают посредством привода (системы приводов) 22 подпятники 20, 21 и включают привод 8 (см. фиг.9). Воспроизводят указанную последовательность операций вплоть до силового контакта подпятников 20, 21 с поверхностью последней ступени лестничного марша и уменьшения колесной базы до L₁. Поднимают подпятники 20, 21, включают привод 8 и въезжают колесами 5,6 на оставшиеся последующие ступени, включая последнюю.They enter wheel 4 by means of drives 8-10 with a constant wheelbase (for example, when L ₁ ) on one of the steps of the flight of stairs (in this example, on the second stage) until the wheels 5, 6 rest against the edge of the first stage (in other words, on step of the flight of stairs according to the emphasis of the rear wheels in the first step). The drives 9, 10 are turned off. Drive by the wheel 4 by means of the drive 8 and the drive 15 changing the wheelbase upwards to L ₂ to the next higher step (in this example, to the third). Turn off the drive 8. Lower the thrust bearings 20, 21 by means of the drive (drive system) 22 to force contact with the support surface (surface of the third stage) to the left and right of the contact spot of the wheel 4 (see Fig. 8). In this case, it is recommended that the thrust bearings 20, 21 be lowered to the lowermost position until the wheel 4 is completely hung out. Then they drive the wheels 5, 6 (synchronously) to the first stage due to the drives 9, 10 and drive 15 changing the wheelbase towards decreasing it to L ₁ ( see Fig. 7). The drives 9, 10 are turned off. The thrust bearings 20, 21 are lifted by the drive (drive system) 22 and the drive 8 is turned on (see Fig. 9). Reproduce the specified sequence of operations up to the power contact of the bearings 20, 21 with the surface of the last step of the flight of stairs and reduce the wheelbase to L ₁ . The thrust bearings 20, 21 are lifted, the drive 8 is turned on and the wheels 5.6 drive into the remaining subsequent steps, including the last.

Преодоление двух последних ступеней рекомендуется осуществлять при уменьшенной колесной базе (L₁) и неработающем приводе 15.Overcoming the last two steps is recommended to be carried out with a reduced wheelbase (L ₁ ) and idle drive 15.

На протяжении всего подъема на лестничном марше стабилизируют вертикальное положение кресла 17-21 посредством привода 22 и устройства гиростабилизации. Throughout the climb on the flight of stairs stabilize the vertical position of the chair 17-21 through the drive 22 and the gyro stabilization device.

Использование изобретения позволяет, таким образом, расширить технико-эксплуатационные возможности персональных транспортных средств, преимущественно скутеров и самоходных кресел, при сопутствующем повышении маневренности, профильной проходимости и безопасности при перемещении по лестничным маршам. The use of the invention thus allows to expand the technical and operational capabilities of personal vehicles, mainly scooters and self-propelled seats, with a concomitant increase in maneuverability, profile maneuverability and safety when moving along staircases.

Источники информации
1. Chairman Mini Stander (Permobil): Permobil, lnc., 6B Gill Street, Woburn, M 01801 1-888-PERMOBIL, Switzerland.Sources of information
1. Chairman Mini Stander (Permobil): Permobil, lnc., 6B Gill Street, Woburn, M 01801 1-888-PERMOBIL, Switzerland.

2. Патент РФ 2058766, кл. А 61 G 5/06, опубликован 27.04.1996. 2. RF patent 2058766, cl. A 61 G 5/06, published 04/27/1996.

3. Патент РФ 2116061, кл. A 61 G 5/06, опубликован 27.07.1998. 3. RF patent 2116061, cl. A 61 G 5/06, published July 27, 1998.

4. Самойлов А. Д., Семенов А.Г., Элизов А.Д. Разработка концепции универсального малогабаритного шасси высокой проходимости/ /Известия ВУЗов. Машиностроение, 1998, 1-3. - С.88-94. 4. Samoilov A. D., Semenov A. G., Elizov A. D. Development of the concept of a universal small-sized chassis of high cross-country ability / / News of universities. Engineering, 1998, 1-3. - S.88-94.

5. Волков Ю.П., Самойлов А.Д., Семенов А.Г, Элизов А.Д. Самоходные инвалидные кресла-коляски второго поколения: концепция и перспективы производства/ /Медицинская техника, 1999, 2. - С.34-36. 5. Volkov Yu.P., Samoilov A.D., Semenov A.G., Elizov A.D. Second-generation self-propelled wheelchairs: concept and production prospects / / Medical Technology, 1999, 2. - P.34-36.

6. Патент РФ 2115401, кл. А 61 G 5/06, опубликован 20.07.1998 (прототип). 6. RF patent 2115401, cl. A 61 G 5/06, published on July 20, 1998 (prototype).

Claims

1. A vehicle comprising a frame with wheels, wheel rotation drives, a wheelbase changing and fixing device, equipped with a drive, a chair with a seat and a back, a chair changing position with a drive and a drive control system, characterized in that it has three wheels , one of which is front, with a steering gear, equipped with a steering column with a steering wheel, mounted with the possibility of changing and fixing its length and position along the angle of inclination, the chair is equipped with leg supports in the form of levers with thrust bearings wa and to the right of the front wheel, leg supports are made with the possibility of changing the length of the levers, the chair is made with a hinged seat, back and leg supports and is equipped with a drive that allows the back and levers to rotate relative to the seat, with the possibility of a vertical position of the driver-user, at the same time, it is possible to lower the thrust bearings to force contact with the supporting surface to the left and to the right of the contact spot of the front wheel.

2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the rear surface of the thrust bearings of the foot supports is made friction from the condition of an increased coefficient of friction with the material of the steps of the flights of stairs.

3. The vehicle according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of telescopically interconnected fixed and at least one movable parts with a detachable stopper, carrying, respectively, front and rear wheels, and is part of the device for changing and fixing wheelbase, the rear wheels are mounted on the ends of the levers attached to the movable link mounted on the rear of the drive frame of their reverse rotation in longitudinal vertical planes in a sector located on both sides of their lower tikalnogo position, the levers rotate and drive them jointly form the said drive device change and fixing the wheelbase.

4. The vehicle according to claim 1, characterized in that the levers with rear wheels are mounted with the possibility of deviation back from a lower position by an angle β of not less than
β = α + arcsin ((R-δ-h) / R),
where α is the angle of elevation of the flight of stairs, degrees;
R is the radius of the wheel, cm;
δ is the vertical deformation of the wheel, cm;
h - the height of the stairs, see

5. The method of lifting the vehicle according to claim 1 along the flights of stairs, including changing the longitudinal position of the center of mass of the vehicle and rotating the front and rear wheels with a variable wheelbase, the seat being translated by means of actuators changing its position and turning the backrest and levers relative to the seat in extreme front vertical position with the vertical position of the driver-user, enter the front wheel due to wheel rotation drives to the flight of stairs according to the rear axle stop c to the edge of the first stage, turn off the rear wheel rotation drives, drive the front wheel to the next higher stage due to the front wheel rotation drives and change the wheelbase upwards, turn off the front wheel rotation drive, lower the foot bearings to force contact with the support surface to the left and to the right of the contact spot of the front wheel, drive the rear wheels to the first stage due to the drives of rotation of the rear wheels and changing the wheelbase towards its decrease, turn off rear wheel rotation drives, raise the thrust bearings, turn on the front wheel rotation drive and reproduce the indicated sequence of operations until the thrust bearings force contact with the surface of the last step of the flight of stairs and reduce the wheelbase, then raise the thrust bearings, turn on the front wheel rotation drive and drive the remaining wheels back onto the remaining subsequent steps, including the last, while stabilizing the vertical position of the chair throughout the entire climb on the flight of stairs m drive changes its position.

6. The method according to p. 5, characterized in that the rear wheels enter the penultimate and last steps with a reduced wheelbase.

7. The method according to p. 5, characterized in that the thrust bearings are lowered to the lowest position until the front wheel is partially hung out.