SE520767C2 - Elektriskt drivet fordon - Google Patents

Description

25 30 35 520 767 2 Vid 25 cm hjul förordas i normalfallet motorer med ett maximalt varvtal om 150 rpm. Då uppnås en maximal fart av drygt 7 km/h, vilket motsvarar rask promenadtakt. Då fordonet är avsett att brukas utomhus bör den samlade motoreffekten uppgå till ca 150 W och det samlade maximala vridmomentet uppgå till ca 50 Nm, vilket medför att fordonet klarar lutningar upp till ca 20 % med en person.

Motorerna drivs av ett batteri lämpligen placerat över den tänkta främre hjulaxeln vilket bidrar till en jämn viktfördelning samt god balans och stabilitet. Med ett 24 V / 12 Ah batteri blir aktionsradien upp till 15 km med ovan angivna förutsättningar.

Fordonet manövreras genom att föraren via ett handtag påverkar resistiva givare, vilka via en elektronisk enhet individuellt reglerar motorernas rotationsriktning och hastighet och därmed fordonets färdriktning och hastighet. Här föredras nu att såväl fart som riktning regleras genom den pressande eller dragande kraft föraren med hjälp av sin kroppsvikt och muskelkraft utövar på handtaget, krav 8. I ett idealt trafikförhàllande regleras farten då enbart genom att föraren lutar sig lätt mot handtaget och en fördelning av tyngden på höger respektive vänster sida anger riktningen. Normal inbromsning uppnås genom att minska belastningen på handtaget och bromsverkan bringas att tillta genom att föraren drar i handtaget.

Naturligtvis kan man även tänka sig ett utförande med två vanliga handtag försedda med rullhandtag för fartreglering och draghandtag för reglering av bromsverkan, eller manövrering med så kallad joystick, vilket är vanligt vid manövrering av eldrivna rullstolar. l och med att motorerna är individuellt reglerbara kan de bringas att rotera åt olika håll.

Detta aktualiseras då fordonet är i princip stillastående och en minimal svängradie eftersträvas. Fordonet kan då förmås att rotera runt en tänkt vertikal axel belägen mellan drivhjulen. En sådan manöver möjliggörs av de tidigare nämnda främre länkhjulen.

Normal inbromsning av fordonet sker genom regenerativ bromsning varvid motorerna bringas att under bromsfasen ändra funktion till generatorer varvid den upparbetade rörelseenergin tillvaratas och tillförs batteriet. Är fordonets motorer hydrauliska bringas de att under bromsfasen ändra funktion till hydraulpumpar som verkar för att lagra den tillvaratagna energin t ex genom tryckhöjning i en gasackumulator ingående i hydraulsystemet. Den lagrade energin kan därvid användas t ex för att förbättra accelerationen efter en inbromsning. 10 15 20 25 30 35 520 767 5 För hastig inbromsning och parkeringsbroms år fordonet även utrustat med konventionella bromsar av t ex trum- eller skivtyp vilka manövreras elektriskt, hydrauliskt eller mekaniskt.

För manuell hantering finns alltid ett bromssystem som fungerar oberoende av elektricitet. l normalfallet står föraren på två fällbara plattformar, ståplattor, och färdas således med fordonet, fig. 2. Om föraren föredrar att gå, fig. 3, kan ståplattorna fällas upp och fordonets motorer ändå nyttjas för att driva fordonet och omkoppling mellan de olika driftssätten sker med fördel genom en sensor som avläser ståplattornas läge. l uppfällt läge väljs då ett program i elektroniken som strävar efter att hålla den kraft som fordonet via handtaget utövar på föraren, då denne går framåt och håller i handtaget, inom ett förinställt intervall, innebärande att då kraften ökar tillförs motorerna mer energi för att minska trycket på föraren och då kraften minskar reduceras energitillförseln för att helt upphöra vid stillastående. Då kraften i utförslut övergår till att vara dragande initieras ovan beskriven funktionsändring av motorerna samt eventuellt även aktiv inbromsning, krav 9. Är batteriet urladdat, eller om föraren så föredrar, kan motorerna helt frikopplas från drivhjulen och fordonet fungerar som en vanlig rollator.

Säkerhet För förarens och omgivningens säkerhet anvisar de osjälvständiga patentkraven ett antal säkerhetsbefrämjande utföranden.

Krav 6 anvisar ett utförande där ståplattornas övre kant är i höjd med eller under centrum på de bakre hjulen. Detta utförande reducerar den tippningsrisk bakåt som annars ligger i ståplattornas hävstångseffekt relativt hjulaxlarna i kombination med den framåtriktade kraft som ansätts fordonet om ståplattorna belastas överhjulaxlarna och med tyngdpunkten bakom hjulaxlarna.

Krav 7 anvisar ett utförande där ståplattorna måste belastas med angiven kraft för att fordonet skall kunna sättas i rörelse av motorerna. Detta utförs lämpligen med en till vardera plattan kopplad enkel kontakt alternativt en sensor vars signal kan jämföras med inställt värde. Om plattornas belastning signaleras individuellt vinns fördelen att körning kan medges beroende på värdet för vänster respektive höger platta, eller för båda. 10 15 20 25 30 35 520 767 4 Krav 10 anvisar ett utförande där fordonets bromsar är blockerade om föraren inte greppar manöverorganet. En sådan blockering kan åstadkommas inom ramen för det arbetande signalsystemet då fordonet är aktiverat för motordrift, t ex genom att en för fordonets vikt avpassad bromsverkan alltid ansätts då manöverorganet är obelastat och hjulen stillastående (hjulen kan således inte blockeras under färd om föraren av någon anledning skulle släppa manöverorganet) alternativt medelst ett fjäderbelastat organ som aktiverar en bromsfunktion om föraren inte övervinner fjäderkraften vid manövrering utan motordrift.

Krav 11 anvisar ett utförande där länkhjul som fordonet är försett med är dämpade. Hjul som tillåts rotera i godtycklig riktning i förhållande till fordonet, inte endast i fordonets längdriktning, är en förutsättning för maximal manöverförmåga vid låg hastighet. Vid färd kan emellertid en sådan hjulkonstruktion ge upphov till instabilitet t ex vid påkörning av mindre föremål eller genom självsvängning, hjulen börjar "wobbla”. Sagda dämpning utförs medelst en anordning begränsning av rörligheten i den horisontellt svängbara delen av hjulkonstruktionen. l ett fördelaktigt utförande förses den svängbara delen med en tapp som sträcker sig upp i ramen. Tappens övre del är koniskt formad och över denna del är en hylsa anbringad. Hylsan har ett mot tappens konform svarande hålrum med ett ytskikt med hög friktionskoefficient och är förhindrad att vrida sig horisontellt. Vid tilltagande fart pressas hylsan ned mot tappen varvid tappens och därmed den rörliga delen av hjulkonstruktionens horisontella rörlighet begränsas genom friktionen mellan tappen och hylsan. Hylsans presskraft vid olika hastigheter regleras av elektroniken och erforderlig energi tillförs elektriskt eller hydrauliskt.

Krav 12 anvisar ett utförande där elektronikenheten är så utformad att fordonets egenskaper enkelt låter sig anpassas till föreliggande användningsområde eller förarens förutsättningar, t ex medelst programmerbara kretsar, trimpotentiometrar och byglingar.

Det kan exempelvis finnas anledning att begränsa fordonets maximala hastighet och/eller att blockera möjligheten att backa.

Alternativa utföranden I vissa situationer kan det vara önskvärt eller nödvändigt att varaktigt eller tillfälligt anpassa fordonet till ett givet ändamål. Den vanligast förekommande anpassningen torde vara att förse fordonet med någon form av korg eller liknande för transport av personliga 10 15 20 25 30 35 ,52o 767 5 tillhörigheter och inhandlade varor samt med en sittplats för vila. Många manuella rollatorer för utomhusbruk är utrustade på detta sätt. Härutöver kan man tänka sig ett antal mer avancerade anpassningar varav några anvisas i de osjälvständiga patentkraven Krav 13 anvisar ett utförande där fordonet är försett med tillsats för transport av mindre barn. Fördelaktiga utföranden visas i fig. 4 och 5. Lämpligen utförs dessa tillsatser så att de enkelt kan kopplas till ramkonstruktionen. Permanenta anpassningar av detta slag torde bli mindre vanligt förekommande men kan naturligtvis aktualiseras vid vårdinrättningar, barndaghem och liknande inrättningar.

Krav 14 anvisar ett utförande där fordonet är försett med en främre sittplats för en passagerare. Ett fördelaktigt utförande visas i fig. 6. Såväl permanenta som tillfälliga anpassningar torde aktualiseras men i båda fallen bör fordonets motorstyrka ökas, utifrån ovan angivna data, genom fler eller kraftigare motorer. För god manöverbarhet kan främre det hjulparet tilldelas styrande och drivande funktion.

Krav 15 anvisar ett utförande där fordonet är försett med en anordning för sammankoppling med en rullstol varvid fordonets motorer även bringas att skjuta på rullstolen, fig.7. Anordningen är ledad och utförd med två kommunicerande elektriskt eller hydrauliskt styrda linjära don med dragande och skjutande förmåga på höger respektive vänster sida om leden. Vid svängande manöver bringas det mot kurvans centrum lokaliserade donet att dra rullstolen mot fordonet varvid det mot kurvans periferi lokaliserade donet utövar motsvarande press på rullstolen. För fordonets användning som påskjutande enhet enligt vad nu beskrivits bör fordonets motorstyrka ökas, utifrån ovan angivna data, genom fler eller kraftigare motorer.

Krav 16 anvisar ett utförande där fordonet är försett med flak eller behållare för varor. l sådant utförande tjänstgör fordonet sannolikt som någon typ av arbetsfordon och såväl permanenta som lösningar som till fordonet kopplade utrustningar kan aktualiseras, eventuellt i kombination med ytterligare drivhjul. Som visas i fig. 8 kan fordonet enligt detta krav också vara försett med en enkel hållare för personlig utrustning.

Krav 18 anvisar ett utförande där fordonet är försett med en sittplats för vila eller sittande körning. En sådan sittplats kan arrangeras på en mängd olika sätt men för att bibehålla möjligheten till gående manövrering utan störande inverkan av sittplatsen förordas en konstruktion bestående av en sittplatta vilande på fyra stödben, två på varje sida, som är 10 15 520 767 e ,,. f. ledat fastsatta på sittbrädans undersida. På ena sidan är stödbenen fast anbringade baktill på det ena ramelementet och på andra sidan inpassas stödbenen i därför avsedda hållare på det andra ramelementet. För förarens komfort och säkerhet bör fotstöd anbringas. Före sittande körning sänks det justerbara handtaget till lämplig nivà. Då sittplatsen inte längre önskas, lossas de båda rörliga stödbenen ur sina hållare och fälls upp under sittplattan som i sin tur fälls ned längs de fasta stödbenen och fixeras.

Sittanordningen är då huvudsakligen lokaliserad över det ena ramelementet och utgör inget hinder för gående manövrering.

Beroende på sittplatsens utformning kan hjulbasen behöva förlängas för att eliminera en ökad tippningsrisk. Detta ske genom att de bakre elementen förlängs och befintliga hjul flyttas bakåt, eller genom att ytterligare ett hjulpar med stödjande funktion anbringas bakom de befintliga hjulen.

Härutöver kommer naturligtvis att fordonet kan förses med en mängd tillbehör. Specifikt för här beskrivet fordon är t ex dubbdäck eller snökedjor, belysning, signalanordning och låsbar huvudströmbrytare. Utrustning för rollatorer allmänhet utgörs t ex av hållare för käpp eller krycka, hållare för syrgastub, reflexer, lås och stöldskyddsmärkning.

Claims (20)

1. 0 15 20 25 30 35 »szo 767 yg¿v;¿;;ç; 'i

2. Patentkrav

3. Elektriskt drivet fordon för persontransport och annan transport, såväl inomhus som utomhus, med en baktill öppen ramkonstruktion utmynnande i två bakre ramelement vilken konstruktion medger att fordonet manövreras av en förare stående på fordonet eller gående mellan de bakre ramelementen; kännetecknat av ø att fordonet är försett med åtminstone fyra hjul av vilka två eller fler har drivande funktion (drivhjul), varvid varje sådant hjul är ~ direktdrivet av en i hjulets nav integrerad làgvarvig motor, exempelvis av ytterrotortyp eller skivrotortyp, vars rotor är direkt förenad med eller utgör del av hjulet; eller ø drivet av en i hjulets nav integrerad motor som är förenad med hjulet via mellanliggande växelanordning och/eller transmission; samt 0 att vart och ett av de bakre ramelementen är försett med en fäll- eller svängbar plattform, vilket medger föraren att manövrera fordonet stående på plattformarna eller gående, med plattformarna bringade i en icke hindrande position.

4. Fordon enligt krav 1, kännetecknat av att de i drivhjulen anbringade motorerna är elektriskt drivna.

5. Fordon enligt krav 1, kännetecknat av att de i drivhjulen anbringade motorerna är hydrauliskt drivna via en elektriskt driven hydraulpump.

6. Fordon enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknat av att fordonet styrs medelst individuell reglering av varje motors varvtal och/eller rotationsriktning.

7. Fordon enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknat av att fordonet styrs medelst manövrering av två i fordonets främre del lokaliserade hjul.

8. . Fordon enligt något av kraven 1 - 5, kännetecknat av att plattformarna för stående manövrering är anbringade i höjd med eller under hjulcentrum på de bakre hjulen

9. . Fordon enligt något av kraven 1 - 6, kännetecknat av att plattformarna för stående manövrering, i operativt läge måste belastas med angiven kraft för att fordonet skall 10 15 20 25 30 35

10.

11.

12.

13.

14.

15. 5-2 O .7 6.7 3 i Q . . .- bringas i rörelse av motorerna och i passivt läge kan bringa drivhjulen att frikopplas så att fordonet låter sig manövreras utan bromsande inverkan från drivhjulens motorer. Fordon enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknat av att reglering av fart och riktning med föraren åkande pà fordonet åstadkommes genom den kraft föraren utövar på manöverorganet, relativt ett obelastat utgångsläge där fordonet är stillastående, genom fördelning av kroppsvikten och/eller genom rörelser. Fordon enligt något av kraven 1 - 8, kännetecknat av att reglering av den drivande eller bromsande kraft som överförs till drivhjulen vid gående manövrering anpassas så, inom ramen för tillgänglig kapacitet, att den skjutande eller dragande kraft fordonet utövar på föraren via manöverorganet hålls inom ett angivet intervall. Fordon enligt något av kraven 1 - 9, kännetecknat av att åtminstone ett av fordonets hjul är till blockering bromsat då föraren inte greppar manöverorganet. Fordon enligt något av kraven 1 - 10, kännetecknat av att fritt rullande hjul år anbringade på fordonet medelst en fästanordning som tillåts rotera fritt horisontellt runt en fysisk eller tänkt axel (länkhjul), varvid fästanordningen kan förses med en svängningsdämpande anordning vars dämpande kraft tilltar med fordonets fart. Fordon enligt något av kraven 1 - 11, kännetecknat av att motorer samt förekommande styr-, broms- och dämpningsanordningar är elektroniskt reglerade, varvid inställning av reglerande signaler och gränsvärden låter sig anpassas till fordonets användningsområde samt förarens färdigheter och fysiska egenskaper. Fordon enligt något av kraven 1 - 12, kännetecknat av att fordonet är försett med barnvagnstillsats för transport av mindre barn i liggande eller sittande ställning, alternativt är utformat så att det vid behov kan förses med sådan insats. Fordon enligt något av kraven 1 - 13, kännetecknat av att fordonet är försett med en främre sittplats för en passagerare, alternativt är utformat så att det vid behov kan forses med sådan sittplats. Fordon enligt något av kraven 1 - 14, kännetecknat av att fordonet är så utformat att det kan sammankopplas med en rullstol varvid fordonets drivkraft kan nyttjas för 10 15 20

16.

17.

18.

19.

20. 520 767 Öl påskjutning av rullstolen, varvid kopplingsanordningen även kan förses med en ..s.*._. styrande funktion i syfte att åstadkomma en mindre svängradie. Fordon enligt något av kraven 1 - 15, kännetecknat av att fordonet är försett med flak, behållare eller hållare för annan transport än persontransport, alternativt är utformat så att det vid behov kan förses med sådant flak , sådan behållare eller sådan hållare. Fordon enligt något av kraven 1 - 16, kännetecknat av att fordonet kan förses med ytterligare drivhjul i tandem- eller dubbelarrangemang. Fordon enligt något av kraven 1 - 17, kännetecknat av att fordonet kan förses med sittplats för vila och/eller sittande körning samt att fordonets hjulbas därvid kan förlängas genom att avståndet mellan befintliga hjul ökas eller genom att ytterligare ett hjulpar anbringas bakom befintliga hjul. Fordon enligt något av kraven 1 - 18, kännetecknat av att bromsverkan huvudsakligen åstadkommes genom regenerativ bromsning av motorerna varvid upparbetad rörelseenergi återförs till systemet och ackumuleras i en elektrisk ackumulator alternativt en ackumulator för hydrauliska system. Fordon enligt något av kraven 1 - 19, kännetecknat av att fordonet låter sig komprimeras för transport och förvaring medelst ett eller flera av momenten sammanfällning, sammanskjutning eller demontering.