TW202042769A - 自平衡輔助行動車架及其自平衡輔助行動車 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種自平衡輔助行動車架，包括有一對支撐架、前輪架、後輪架、一對平衡架以及座架。該對支撐架，具有一曲率半徑，該對支撐架之間相距一距離。該前輪架，與該支撐架的第一端相連接，該前輪架用以提供連接一對前輪組。該後輪架，與該支撐架的第二端相連接，該後輪架用以提供連接一對後輪組。該對平衡架，與該前輪架以及該後輪架相靠接，該對平衡架之間具有一轉軸，轉軸的兩端分別連接該對平衡架。該座架，設置於該對支撐架之間，該座架一端與該轉軸連接，另一端具有一坐墊。該行動車架與操控裝置結合，可以形成不需要油電的輔助行動車輛。

Description

自平衡輔助行動車架及其自平衡輔助行動車

本發明為一綠能車輛技術，特別是指一種具有自平衡輔助行動車架及其自平衡輔助行動車。

關懷弱勢的發明或創作，在現今的科技高度發達的社會，已經有相關的技術存在於市場。對於行動不便者的人員來說，其車輛工具最重要的兩個關鍵就是動力來源，另一個就是能否跨越障礙的設計。

就動力來源來看，一般來說輔助身障者或行動不便之人的載具(如：輪椅)一般可分為手動與電動兩大類。以電動為動力來源的車輛，主要就是涉及到續行力、環保以及成本的問題。而手動的動力來源雖然可能沒有環保與成本的問題，但是要如何能夠維持續行力，考驗使用者的體力。

至於跨越障礙的部分，是行動不便者很需要的功能設計。如果行動不便者使用的車輛具有障礙跨越的功能，將可以增加其移動的機動性。雖然如此，但是具有跨越障礙(如階梯)功能的載具在市面上卻不常見，推其原因，應該是在於習用之裝置具有體積過大、設計複雜所造成的製造成本昂貴、安全性不足或者所需馬達扭力大的原因等。

在習用技術中，例如在中華民國專利公告M477266號電動代步車偵測裝置，主要係包含車架、設於車架之座椅及操控單元，以及傳動單元。於車架的前後緣兩側係分別設有叉輪單元，使各叉輪單元由中心向外延伸且在圓周方向相隔的複數支夾臂，於各夾臂端部設有副輪。藉由操控單元的操控，使傳動單元帶動叉輪單元之副輪的轉動，進而使電動代步車得以於平坦路面行走。其中，該車架係於前後緣分別設有雷達偵測件，並於車架適當位置設有震動偵測件及平衡偵測件，俾藉由雷達偵測件於偵測到路面障礙，或震動偵測件偵測到不平地面時，配合平衡偵測件，經由微處理單元驅使傳動單元帶動叉輪單元之夾臂轉動，進而使電動代步車得以構成爬坡或攀爬樓梯之功能。

又如，中華民國專利公告第I355927也教導一種跨障礙輔助裝置，其係具有一載具本體、一輔助機構以及一感測驅動裝置。該輔助機構係設置於該載具本體之一側，該輔助機構之一端具有一墊塊，該輔助機構係可藉由一調整動作使該墊塊介於該載具本體與一障礙物間，以分段減少該障礙物相對於該載具本體跨越之段差。感測驅動裝置係與該輔助機構相耦接，該感測驅動裝置係藉由感測障礙物是否存在以決定是否驅動該輔助機構產生該調整動作。利用本發明之機制可以分段縮短障礙物之段差高度，使得載具本體得以分段越過障礙物。

本發明提供一種自平衡輔助行動車架，透過椅座架和平衡架的組合，藉由力學平衡的原理，可以讓椅座架自動調整維持平衡的位置。如此可以簡化機構的設計，一來可以降低成本，再者也可以減少零件維修的問題。

本發明提供一種自平衡輔助行動車，除了可以利用使用者與車體本身慣性產生自主動力之外，更可以產生跨越障礙的功能，提供行動不便者一個可以移動與產跨越障礙的便利操控移動載具。

在一實施例中，本發明提供一種自平衡輔助行動車架，包括有一對支撐架、前輪架、後輪架、一對平衡架以及座架。該對支撐架，具有一曲率半徑，該對支撐架之間相距一距離。該前輪架，與該支撐架的第一端相連接，該前輪架用以提供連接一對前輪組，該前輪架更具有一第一板架以及一對輪架，該第一板架，其係與該對支撐架之第一端連接，該對輪架，其係分別與該第一板架之兩端轉動連接在一起，使得每一輪架以第一板架長度方向為軸進行360度的轉動，該前輪組具有複數個輪體，與該輪架轉動連接，以相對於該輪架進行360度的轉動。該後輪架，與該支撐架的第二端相連接，該後輪架用以提供連接一對後輪組。該對平衡架，與該前輪架以及該後輪架相靠接，該對平衡架之間具有一轉軸，轉軸的兩端分別連接該對平衡架。該座架，設置於該對支撐架之間，該座架一端與該轉軸連接，另一端具有一坐墊。

在另一實施例中，本發明提供一種自平衡輔助行動車，包括有一對支撐架、一前輪架、一後輪架、一對平衡架、一座架、一操控架以及一爬階模式切換機構。該對支撐架，具有一曲率半徑，該對支撐架之間相距一距離。該前輪架，與該支撐架的第一端相連接，該前輪架用以提供連接一對前輪組，該前輪架更具有一第一板架以及一對輪架，該第一板架，其係與該對支撐架之第一端連接，該對輪架，其係分別與該第一板架之兩端轉動連接在一起，使得每一輪架以第一板架長度方向為軸進行360度的轉動，該前輪組具有複數個輪體，與該輪架轉動連接，以相對於該輪架進行360度的轉動。該後輪架，與該支撐架的第二端相連接，該後輪架用以提供連接一對後輪組。該對平衡架，與該前輪架以及該後輪架相靠接，該對平衡架之間具有一轉軸，轉軸的兩端分別連接該對平衡架。該座架，設置於該對支撐架之間，該座架一端與該轉軸連接，另一端具有一坐墊，其中，該座架連接該坐墊之端部上更連接有具有曲度的一弧形架。該操控架，與該座架連接，該操控架用以操控該自平衡輔助行動車之移動。該爬階模式切換機構，與該座架耦接，用以使該自平衡輔助行動車於移動模式或者是爬階模式之間切換。

在一實施例中，該對平衡架設置於該前輪架與該後輪架之下方，該對平衡架的一前段部抵靠於該前輪架之下側，該對平衡架的一後段部抵靠於該後輪架之下側。

在一實施例中，該對平衡架更包括有一對內架，其一端部與該轉軸樞接，該對內架之另一端靠接於該前輪架上，以及一對外架，分別設置於該對內架的外側，而與該轉軸相連接，該對外架之一前段部抵靠於該前輪架之下側，且其一後段部靠接於該後輪架之下側。

在下文將參考隨附圖式，可更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。類似數字始終指示類似元件。以下將以多種實施例配合圖式來說明所述自平衡輔助行動車架及其自平衡輔助行動車，然而，下述實施例並非用以限制本發明。

請參閱圖1A所示，該圖為本發明之自平衡輔助行動車架示意圖。本實施例中，該自平衡輔助行動車架2包括有一對支撐架20、前輪架21、後輪架22、一對平衡架23以及座架24。該對支撐架20，具有一曲率半徑，使每一支撐架20具有弧狀的外型，該對支撐架20之間相距一距離D。該前輪架21，與該支撐架20的第一端相連接，該前輪架21用以提供連接一對前輪組210，分別連接在該前輪架21的兩端。要說明的是，該前輪架21可以用焊接或者是螺接、鉚接或者是其他可以固定的方式和該對支撐架20的第一端連接。該後輪架22，與該支撐架20的第二端相連接，該後輪架22用以提供連接一對後輪組220，分別連接在該後輪架22的兩端。要說明的是，該後輪架22可以用焊接或者是螺接、鉚接或者是其他可以固定的方式和該對支撐架20的第二端連接。

本實施例中，該前輪架21更具有一第一板架211以及一對輪架212。該第一板架211，其係與該對支撐架20之第一端連接，該對平衡架23之前段部抵靠在該第一板架211之下側表面。該對輪架212，其係分別與該第一板架211之兩端轉動耦接在一起，也就是說，每一輪架212係以第一板架211長度方向為軸可以360度的轉動。本實施例中，輪架212為一桿件，其中心與該第一板架211轉動連接。該前輪組210具有複數個輪體，本實施例為三個，與該輪架212轉動連接，也就是可以相對於該輪架212進行360度的轉動。該後輪架22更具有一第二板架221以及一對輪架222。該第二板架221，其係與該對支撐架22之第二端連接，該對平衡架23之後段部抵靠在該第二板架221之下側表面。該對輪架222，其係分別與該第二板架221之兩端轉動耦接在一起。每一輪架222可以和第二板架221耦接處為軸進行轉動。該對輪架222之間具有連接桿223，透過連接桿223可以讓該對輪架進行同步的轉動。

該對平衡架23，在本實施例中，設置於該前輪架21以及後輪架22之下方，且與該前輪架21以及該後輪架22相靠接，該對平衡架23之間具有一轉軸230，轉軸230的兩端分別連接該對平衡架23，使該對平衡架23與該轉軸230形成工字型的結構。在本實施例中，該對平衡架23與該前輪架21靠接的端部更延伸出一段結構，其上分別設置有一踏板231。該座架24，設置於該對支撐架20之間，該座架24一端與該轉軸230連接，另一端具有一坐墊25。本實施中，該座架24更具有弧形架240、主支架241以及一對輔助支架242，其中弧形架240位於該對支撐架20之間的間距內。主支架241的一端連接弧形架240，另一端則與該平衡架23的轉軸230樞接一起，使得該主支架241可以該轉軸230為轉動軸心進行轉動，進而帶動該弧形架240移動，而改變弧形架240在該對支撐架22之間的位置。該對輔助支架242分別設置在該主支架241的兩側，其一端與該弧形架240連接，另一端則和該主支架241連接。

為了方便坐在座墊25上的使用者可以靠背而坐，本實施例中，該自平衡輔助行動車架2更具有一椅背支撐架26，包括有一位置調整架260以及一角度調整架261。該位置調整架260，其係與該座架24連接，該位置調整架260上具有複數個溝槽262。該角度調整架261，其係具有一轉動架263以及一定位架264，該轉動架263係與該位置調整架260轉動連接，且靠近座墊25那一側具有背墊265，因此使用者可以倚靠在背墊265上。該定位架264之一端與該轉動架263轉動連接，以一定位端266選擇抵靠在該複數個溝槽262其中之一。透過定位端266在溝槽262的不同位置，可以改變該椅背支撐架26的角度。

請參閱圖1B所示，該圖為本發明之弧形架與支撐架連接關係另一實施例示意圖。本實施例中，弧形架240之前後端部兩側分別具有一導輪243。而每一支撐架20鄰近該弧形架240更具有弧形導軌201，使得導輪243可以靠接在弧形導軌201上。

請參閱圖2所示，該圖為本發明之自平衡輔助行動車架另一實施例示意圖。本實施例的自平衡輔助行動車架2a，基本上與圖1相似，差異的是本實施例的平衡架23a的結構與圖1的實施例不同。在本實施例中，該平衡架23a包括有一對內架232以及一對外架233。該對內架232，其一端部與該轉軸230樞接，該對內架232之另一端靠接於該前輪架211上。該對外架233，分別設置於該對內架232的外側，而與該轉軸230相連接，該對外架233之一前段部抵靠於該前輪架21之下側，且其一後段部靠接於該後輪架22之下側。在本實施例中，在每一內架232與外架233之前段，靠近該前輪架21之位置，更具有一踏板位置調整結構234，其係具有一軸座235、一內桿236、一外桿237、一定位座238以及一定位柱239。該軸座235設置於該外架233上，該內桿236與該軸座235轉動連接，該外桿237套設在該內桿236上，可以在該內桿236上滑動。該定位座238設置在內架232上鄰近於該外桿237，定位座238上具有定位槽238a，該外桿237上連接有定位柱239。踏板231與該外桿237連接在一起。定位柱239連接於外桿237上，透過外桿237滑動調整位置，並藉由定位柱239與定位槽238a的結合來定位，進而可以調整踏板231的位置。

請參閱圖3所示，該圖為本發明利用圖1所示的自平衡輔助行動車架所形成的自平衡輔助行動車實施例示意圖。在本實施例中，該自平衡輔助行動車3除了具有圖1所示的車架2之外更具有，一操控架30，以及一爬階模式切換機構31。該操控架30與該座架24連接，該操控架30用以操控該自平衡輔助行動車之移動。本實施例中該操控架30，更具有一連接框架301、一對操控桿302、一對腳架303以及一對抵靠板304。該連接框架301，其係以轉軸305轉動連接於該座架24上。該對操控桿302，可調整地連接於該連接框架301上。本實施例中，該連接框架301的一對桿體上分別具有複數個不同位置的連接座306，提供每一操控桿302可以插入定位，以讓使用者可以根據其手部的長短需求調整操控桿302的位置。該對腳架303，透過轉軸307與該連接框架301轉動連接。轉軸307設置於該連接框架301之兩端部上，該對腳架303分別由該端部上的轉軸307向地面延伸。該對抵靠板304，透過轉軸308與該腳架303之端部轉動連接。使用者可以透過握住操控桿302的前後往復擺動90，使該對抵靠板304抵靠於地面上產生摩擦力，盡而產生提供車輛移動所需要的動力或者是向上爬升的支撐力。

該爬階模式切換機構31，與該座架24耦接，用以使該自平衡輔助行動車3於移動模式或者是爬階模式之間切換。在一實施例中，該爬階模式切換機構31更具有一軸桿310、一連接架311、一對撓性體312以及一對切換桿313。該軸桿310，連接於該弧形架240上。該連接架311，轉動連接於該軸桿310上。如圖4所示該連接架311具有一對凹槽架314，分別連接於該軸桿310之兩端。該對撓性體312，分別連接於該對凹槽架314之一端，撓性體312之一部分可以容置於凹槽架314內，撓性體一之部分抵靠 在第一板架211上的滑輪315上。一對切換桿313，設置於該座架24上，該切換桿313之端部與該撓性體312連接。

如圖3與圖5所示，其中，圖5為切換至爬階模式下的爬階模式切換機構動作狀態示意圖。在圖3中，尚未切在爬階模式，所以連接架311轉動在軸桿310之前側。當要切換到爬階模式時，如圖6A至6D所示，首先要先將切換桿313進行切換，使用者可以用手部抓住切換桿313的桿頭313a，向上提起，使得切換桿313的桿體313b上移。切管桿313更具有一槽座313c，上具有十字型的開槽313e與313f。切換桿313b上具有兩凸柱313d，分別位在桿體313b的兩側，呈現180度的排列。凸柱313d在還沒有進入爬階模式時，是嵌入在開槽313e。當桿體313b上移之後，凸柱313d移出開槽313e，使用者將桿體313b轉90度，如圖6C所示，使凸柱313d嵌入至開槽313f中，如圖6D所示的狀態。如圖5所示，再將連接架311翻轉到軸桿310之後側，此時撓性體會被繃緊。在此狀態下，使用者可以操作操控架30來控制行動車進行爬階。

請參閱圖7A至圖7D所示，該圖本發明之自平衡輔助行動車爬階動作示意圖。圖7A顯示出行動車的示意圖，當行動車3遇到階梯或障礙物的時候，本實施例以階梯來說明，前輪組210會先觸碰到階梯L邊緣，由於輪架212是轉動連接在第一板架211上，因此受到階梯L邊緣的處碰而受力，對該輪架212產生一力矩，使得該輪架212順時針轉動，以形成如圖7B所示的狀態。隨著輪架212順時針轉動，由於輪架212為桿體結構具有長度，因此當其轉動時，以轉動軸心為圓心，輪件212的一部分會作為支臂撐起行動車3的車體。此時，坐在上面的使用者可以透過操作操控桿302推動操控架30產生順時針轉動CC，由於操控架30之底端轉動連接有抵靠板304，其抵靠於地面上產生一向下以及向後的作用力，使得向上的反作用力以及向前的反作用力作用於行動車3的車架上，而使得行動車3以其後輪組為之點逆時針轉動，也就是讓行動車3的前端向上抬高一段距離，以及向階梯方向移動。

如圖7C所示，當使用者持續推動操控桿302以讓操控架30順時針轉動的同時，車輛持續向前移動以及抬高，高度在於輪架212的中心至輪組與地面接觸的輪體邊緣的距離時，達到最高點。如圖7D所示，使用者持續推動操控桿302以讓操控架30順時針轉動的同時，輪架212持續轉動。此時，當操控桿302將操控架30推到一定位置之後，使用者可以透過讓操控桿302逆時針轉動CCW以讓操控架30也同時逆針轉動。之後，藉由讓操控桿302再如圖7A至圖7D的擺動，以持續讓行動車3攀爬上階梯L。

以上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

2、2a:自平衡輔助行動車架20:支撐架200:201:弧形導軌21:前輪架210:前輪組211:第一板架212:輪架22:後輪架220:後輪組221:第二板架222:輪架223:連接桿23、23a:平衡架230:轉軸231:踏板232:內架233:外架234:踏板位置調整結構235:軸座236:內桿237:外桿238:定位座238a:定位槽239:定位柱24:座架240:弧形架241:主支架242:輔助支架243:導輪25:坐墊26:椅背支撐架260:位置調整架261:角度調整架262:溝槽263:轉動架264:定位架265:背墊266:定位端3:自平衡輔助行動車30:操控架301:連接框架302:操控桿303:對腳架304:抵靠板305:轉軸306:連接座307:轉軸308:轉軸31:爬階模式切換機構310:軸桿311:連接架312:對撓性體313:對切換桿313a:桿頭313b:桿體313c:槽座313d:凸柱313e、313f:開槽314:凹槽架315:滑輪

圖1A為本發明之自平衡輔助行動車架之一實施例示意圖。 圖1B為本發明之弧形架與支撐架連接關係示意圖。 圖2為本發明之自平衡輔助行動車架另一實施例示意圖。 圖3為本發明之自平衡輔助行動車實施例示意圖。 圖4為本發明之爬階模式切換機構之連接架實施例示意圖。 圖5為本發明切換至爬階模式下的爬階模式切換機構動作狀態示意圖。 圖6A至圖6D為本發明之爬階模式切換機構之操控桿操控動作示意圖。 圖7A與圖7B為本發明之自平衡輔助行動車爬階動作示意圖。

2:自平衡輔助行動車架

20:支撐架

21:前輪架

210:前輪組

211:第一板架

212:輪架

22:後輪架

220:後輪組

221:第二板架

222:輪架

23:平衡架

230:轉軸

231:踏板

24:座架

240:弧形架

241:主支架

242:輔助支架

25:坐墊

26:椅背支撐架

260:位置調整架

261:角度調整架

262:溝槽

263:轉動架

264:定位架

265:背墊

266:定位端

Claims (10)

1. 一種自平衡輔助行動車架，包括： 一對支撐架，具有一曲率半徑，該對支撐架之間相距一距離； 一前輪架，與該支撐架的第一端相連接，該前輪架用以提供連接一對前輪組，該前輪架更具有一第一板架以及一對輪架，該第一板架，其係與該對支撐架之第一端連接，該對輪架，其係分別與該第一板架之兩端轉動連接在一起，使得每一輪架以第一板架長度方向為軸進行360度的轉動，該前輪組具有複數個輪體，與該輪架轉動連接，以相對於該輪架進行360度的轉動； 一後輪架，與該支撐架的第二端相連接，該後輪架用以提供連接一對後輪組； 一對平衡架，與該前輪架以及該後輪架相靠接，該對平衡架之間具有一轉軸，轉軸的兩端分別連接該對平衡架；以及 一座架，設置於該對支撐架之間，該座架一端與該轉軸連接，另一端具有一坐墊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自平衡輔助行動車架，其更具有一椅背支撐架，包括有： 一位置調整架，其係與該座架連接，該位置調整架上具有複數個溝槽；以及 一角度調整架，其係具有一轉動架以及一定位架，該轉動架係與該位置調整架轉動連接，該定位架之一端與該轉動架轉動連接，另一端則選擇抵靠在該複數個溝槽其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自平衡輔助行動車架，其中該對平衡架設置於該前輪架與該後輪架之下方，該對平衡架的一前段部抵靠於該前輪架之下側，該對平衡架的一後段部抵靠於該後輪架之下側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自平衡輔助行動車架，其中該對平衡架更包括有： 一對內架，其一端部與該轉軸樞接，該對內架之另一端靠接於該前輪架；以及 一對外架，分別設置於該對內架的外側，而與該轉軸轉動連接，該對外架之一前段部抵靠於該前輪架之下側，且其一後段部靠接於該後輪架之下側。
5. 一種自平衡輔助行動車，包括： 一對支撐架，具有一曲率半徑，該對支撐架之間相距一距離； 一前輪架，與該支撐架的第一端相連接，該前輪架用以提供連接一對前輪組，該前輪架更具有一第一板架以及一對輪架，該第一板架，其係與該對支撐架之第一端連接，該對輪架，其係分別與該第一板架之兩端轉動連接在一起，使得每一輪架以第一板架長度方向為軸進行360度的轉動，該前輪組具有複數個輪體，與該輪架轉動連接，以相對於該輪架進行360度的轉動； 一後輪架，與該支撐架的第二端相連接，該後輪架用以提供連接一對後輪組； 一對平衡架，與該前輪架以及該後輪架相靠接，該對平衡架之間具有一轉軸，轉軸的兩端分別連接該對平衡架； 一座架，設置於該對支撐架之間，該座架一端與該轉軸連接，另一端具有一坐墊，其中，該座架連接該坐墊之端部上更連接有具有曲度的一弧形架； 一操控架，與該座架連接，該操控架用以操控該自平衡輔助行動車之移動；以及 一爬階模式切換機構，與該座架耦接，用以使該自平衡輔助行動車於移動模式或者是爬階模式之間切換。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自平衡輔助行動車，其中該操控架更具有： 一連接框架，轉動連接於該座架上； 一對操控桿，可調整地連接於該連接框架上； 一對腳架，與該連接框架轉動連接；以及 一對抵靠板，與該腳架之端部轉動連接。
7. 如申請專利範圍第5項所述之自平衡輔助行動車，其中爬階模式切換機構更具有： 一軸桿，連接於該弧形架上； 一連接架，轉動連接於該軸桿上，該連接架具有一對凹槽架，分別連接於該軸桿之兩端； 一對撓性體，分別連接於該對凹槽架之一端；以及 一對切換桿，設置於該座架上，該切換桿之端部與該撓性體連接。
8. 如申請專利範圍第5項所述之自平衡輔助行動車，其中該對平衡架設置於該前輪架與該後輪架之下方，該對平衡架的一前段部抵靠於該前輪架之下側，該對平衡架的一後段部抵靠於該後輪架之下側。
9. 如申請專利範圍第5項所述之自平衡輔助行動車，其更具有一椅背支撐架，包括有： 一位置調整架，其係與該座架連接，該位置調整架上具有複數個溝槽；以及 一角度調整架，其係具有一轉動架以及一定位架，該轉動架係與該位置調整架轉動連接，該定位架之一端與該轉動架轉動連接，另一端則選擇抵靠在該複數個溝槽之其中之一。
10. 如申請專利範圍第5項所述之自平衡輔助行動車，其中該對平衡架更包括有： 一對內架，其一端部與該轉軸樞接，該對內架之另一端靠接於該前輪架；以及 一對外架，分別設置於該對內架的外側，而與該轉軸轉動連接，該對外架之一前段部抵靠於該前輪架之下側，且其一後段部靠接於該後輪架之下側。

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