TW555554B - Power-assisted wheelchair - Google Patents

Description

555554 _案號 91132818_年月日__ 五、發明說明（1) 本發明係有關於一種輪椅之設計，尤指一種可切換為 單手操縱以同時驅動兩驅動輪之動力輔助式輪椅。 按，一般不能步行的住院病患、神經肌肉病變之中重 _ 度功能性障礙者、老年人或慢性病患主要的生活行動輔具 多採用手動輪椅或電動輪椅為之代步，而先進國家約有四 -分之一的輪椅使用者使用電動輪椅，以讓使用者用以代步 時較不費力且不易疲勞。 前述電動輪椅常見如公告第3 6 4 8 4 4號發明專利 、公告第3 7 2 8 6 9號發明專利、公告第4 0 0 2 2 9 號發明專利以及公告第4 4 1 3 5 5號新型專利等案中所 揭示者。 公告第3 6 4 8 4 4號案中揭露一種於控制部設置因 應驅動輪之人為驅動力而設定輔助驅動力輸出比之輸出比 設定部，依設定之輸出比控制馬達的電動輪椅；公告第3 7 2 8 6 9號案中揭露一種輪椅，其在把手加裝把手驅動 力偵測部以根據該把手驅動力偵測部之偵測結果對驅動輪 附加一定之輔助驅動力而控制馬達的控制部；公告第4 0 0 2 2 9號案中揭露一種因應人力或電動驅動而提供輔助 驅動力以行駛之輪椅，其係由馬達控制部依據行駛切換部 之切換輸出以對應人力扭矩檢出部之檢出輸出，而在電動 驅動部產生輔助驅動力，又在電動行駛時對應於行駛速度 設定部之設定輸出而控制馬達速度者；公告第4 4 1 3 5 5號新型專利係於輪椅中設置與搖桿、驅動器、馬達等形 成信號連通之微電腦，而該微電腦復與障礙物顯示器、障

第6頁 555554 案號 91132818 曰 修正 五、發明說明（2) 礙物偵測器、定位儀信號收發器以及 連通，令輪椅具有模擬繪製環境之障 惟上述裝置及方法均須以雙手控 而由於雙手同時作動之時間及力量不 操作上往往不易確實控制輪椅之直線 必須同時操作把手或輪圈，因而當行 者雙手感到疲憊時，更是難以平衡控 行駛時亦無法以其中一隻手來進行其 物品、揮手招呼、阻擋靠近身體的異 單手之殘障者而言則更加難以操控， 知雙手操作之功能外，亦加入單手操 再者，當輪椅中的部件出現故障 例如行駛速度過快（可依需求設定速 定電流不穩或過載等情況時，上述裝 椅均無法因應此等狀況作保護及控制 需停止行駛時，上述裝置及方法所製 停止輪椅之前進，導致其安全性不佳 因此，依上述裝置及方法所製造 ，並且因無法單手操作而於使用者疲 行，又因為缺乏異常保護控制，而嚴 車輪 礙物 制輪椅之驅 能保持一致 轉速檢 的功能 行駛 駛一 制直 他的 物等 因此 作之 或失 限） 置及 ，而 造之 ；而且 段時間 線行駛 動作（ )，而 本發明 功能。 靈的狀 、電壓 方法所 且如於 輪椅亦 測單 者。 動力 ，因 因為 後， ；同 如為 對於 除具 況而 不足 製造 緊急 無法 位等 ， 缺 此於 雙手 使用 時當 握持 僅有 有習 造成 、額 之輪 狀況 緊急 之輪椅不僅不易操控 累時更加難以控制直 重影響使用者之安全 鑑於上述裝置及方法所製造之輪椅之缺點，皆未能提 供適切的需求，尤其安全性、操控性不佳更是一大缺憾， 難以符合產業、消費者需求。為此，本發明人幾經分析研

555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（3) 究後所得一種極為可行、並可解決上述問題的之設計理念 。即試圖以單手切換動力以驅動驅動輪之動力，以令使用 者可單手操作；且提供異常保護控制，可避免發生異常狀 況時之危險，以維使用者安全，藉此可得符合產業、消費 者需求之動力輔助式輪椅。 發明目的 因此，本發明之主要目的，即在提供一種動力輔助式 輪椅，其可切換為以單手同步操作二驅動輪。 本發明之另一目的，係在提供一種具異常保護控制且 可單手操作之動力輔助式輪椅。 本發明之又一目的，係在提供一種可易於操作使動力 輔助式輪椅直行之控制方法。 發明概述 為達上述目的，本發明是這樣實現的：一種動力輔助 式輪椅，係包含在輪椅上設有： 藉人力推動且分別安裝於二驅動輪之二手推輪圈； 用於分別對二驅動輪附加輔助驅動力之二馬達； 分別偵測施加於二手推輪圈之人力的二感測單元； 供應二馬達電源之電池部； 根據二感測單元之感測結果，而控制二馬達以賦予驅動輪 對應輔助驅動力之控制裝置；以及 用於切換至根據其一感測單元之感測結果，而同步控制二

555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（4) 馬達以輸出對應且相等輔助驅動力於二驅動輪之單手模式 切換裝置為其特徵者。 其中，該驅動輪與該手推輪圈係同心設置者，只要能 為人為驅動力所驅動者即可。而該單手模式切換裝置可透 過外接之切換開關而觸發一單手信號優先順序觸發選擇單 元，由於該單手信號優先順序觸發選擇單元係利用二感測 器之時間差來自動選擇左手或右手操作，可避免當二感測 器同時有信號輸出時無法自動判定左手或右手操作。設若 二感測器僅有一信號輸出，則自動選擇為相對應的左手或 右手之單手操作。以上設計可令使用者毋需再選擇單手操 作為左手或右手，即可同步驅動該左、右驅動輪，藉以增 加其使用便利性。 同時，本發明之動力輔助式輪椅復可包括或取代為藉 人力推動以驅動二驅動輪之二把手，以及分別偵測施加於 二把手之人力的二感測單元，則單手模式控制裝置需依把 手或手推輪圈上之感測單元之依優先者為控制信號。另可 增設把手/人力切換單元，以將來自該其感測單元之信號 作切換，而可選擇由該手推輪圈或該把手之人為驅動力分 別驅動該驅動輪。 再者，該控制裝置復包括運算部以及控制程式部，該 運算部可處理來自該第一感測單元與該第二感測單元之信 號，可作信號處理、扭力計算、S曲線輔助力、平滑輔助 時間、單手信號優先順序觸發等信號、防倒退補償以及單 手模式直線行徑之計算，並將經過運算後之信號透過該控

555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（5) 制程式部將信號輸出至煞車驅動器，並透過該控制程式部 經由脈波調節（P W Μ )產生器之調節信號後，而將調節 後之信號輸出至該馬達驅動器，藉此驅動該馬達及/或該 煞車，同時，亦可驅動顯示/指示裝置以顯示使用及/或 指示狀態；而該控制程式部中包含控制單元及異常保護控 制單元，該控制單元儲存有單手模式直線行徑、防倒退補 償計算、異常保護控制、扭力計算、行駛速限、電壓及電 流等預定值/對比值資料庫與控制程式，藉此提供該運算 部依預定值/對比值做處理及運算，由此控制驅動扭力之 一致，並由該異常保護控制單元接收異常信號以將信號輸 出而令裝置作保護動作，並分別透過該脈波調節產生器之 調節後，而將信號輸出至該馬達驅動器及/或該煞車驅動 器以驅動該馬達及/或該煞車，而由此驅動該馬達及/或 該煞車之電路。 此外，該馬達收到來自該馬達/煞車驅動器之信號後 透過電流回饋感測器及電流回饋感測器而將回饋信號輸出 至該控制裝置，用以與該控制裝置中預設的控制程式作比 對而作調整及/或異常保護控制。 因此，即使於輪椅中的部件出現故障或失靈的狀況而 造成例如行駛速度過快、電壓不足、額定電流不穩或過載 以及必須緊急停止行進等情況時，由於該控制裝置中之異 常保護控制單元可控制並因應此等狀況而及時作適當保護 及控制或緊急停止，提供可單手操作並可切換左右手、同 時具備異常保護控制之驅動方法，因此可確保使用者之安

第10頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（6) 全。 而動力輔助式輪椅之直行控制方法，係應用在具有前 述單手模式切換裝置之輔助式輪椅，其包含以下步驟·· (a)切換至代表直行輔助驅動力之單手模式； (b )利用感測單元感測其一受力把手或驅動輪之人力驅動 力； (c )根據前述感測單元之測量結果，輸出對應且相等之驅 動訊號至二馬達； (d )二馬達以相等轉速同步驅動二驅動輪，使輪椅以直行 模式前進或後退。 其中，步驟（b )係利用其一感測單元感測最優先受力 之把手或驅動輪之人力驅動力，藉此以時間差自動選擇左 手或右手操作為主之單手模式，可避免複數感測單元同時 有信號輸出時無法自動判定左手或右手操作。 為使 貴審查委員瞭解本發明之目的、特徵及功效， 茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明 做一詳細說明，說明如后： 發明較佳實施例說明 第1圖係表示本發明之構成的基本方塊圖，如圖所示 ，本發明之動力輔助式輪椅其特徵為包括手推輪圈1 0 1 a及101b 、第一感測單元102a及102b 、把手 103a及l〇3b 、第二感測單元104a及l〇4b 、單手模式切換裝置1 0 5 、馬達1 0 6 、電池部1 0 7 、煞車1 0 8 a及1 0 8 b以及控制裝置1 0 9 。

第11頁 555554 案號91132818 年月日 修正 說如 明 發 分 係 b IX ο IX 及 a 1 ο IX 圈 輪 推 手 該 示 所 圖 7)2 /IV 明 第 ，b 上1 b ^—_ IX ΊΧ 1及 T—Ia 及r-H 3 1± IX IX IX 1動 輪驅 動該 驅動 之驅 ο力 1動 1驅 體為 架人 框之 在者 裝用 安使 J5»由 裝ο 安T—_ 係及 \ly 3 示1 圖ο 未 ^—_ C圈 b輪 2推 ο手 1該 及測 a ^ 2及 ο分 1 以 元ο S早 r-H 測1 感體 一架 第框 亥亥 =口=口 •，於 裝分1—_ 安力元 係動單 b驅測 3為感 ο人二 1—^之第 及者該 a 用； 3使b 由 τ—H J IX 手 供 1± 把兩及 該右a 而左 ^_ ;之^—_ 力ο 1 勤1輪 Ja\— 為體驅 人架該 之框動 b該驅 1 於別 巴 才 該 測 伯 以 ο IX IX 體。 架力 框動 該驅 於為 裝人 安之 係b 00 bo 4 1 ο及 IXa 及3 a〇 4 1 ο手 ^ ^ ·， 1—lb IX IX 體1 加木1 框及 該a 於1 裝1 安 ^--_ 係輪 5動 ο驅 1該 置控 裝操 換手 切單 式換 模切 手者 單用 該使 由 1裝ο 1 安 1 輪係車 動7煞 驅ο該 該1 ·， 對部源 以池電 1 電 6 1該ο t-Η ·， IX 體力達 架動馬 框驅該 該助應 於輔供 裝加以 安附ο 係b 1 0〇 1± CZ> T—I 體 1 1 加木 達及框 馬a該 該1於 以體及 b架號 1框信 1該之 1於件 及裝部 a安該 1 係各 1 9Λ-Α-异 1 ο運 輪1與 動置理 驅裝處 該制以 於控件 裝該部 安·，述 係止前 b停接 8或連 ο進電 1行而 及其ο a 制 1—_ 8控1 8 ο 1± 及 a 8 ο τ—I 一&一 煞 及 6 ο r—Η 達 馬 該 制 控 以 號 信 常 ο 異b ^"•驅 圈為 輪人 推為 手能 該要 與只 b ， 1者 1置 ^--1 設 及心 a同 1為 1—|別 1—I分 輪係 動 b 驅1 該ο ? IX 中及 其 a ο 過2 透1 可 1 5元 ο單 1擇 置選 裝發 換觸 切序 式順 模先 手優 單號 該信 而手 •，單 可其 即發 者觸 動而 區哥 馬 所開 力換 動切 第12頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（8) ，由使用者選擇切換為左手操作或右手操作，而可同步驅 動該手推輪圈101a及l〇lb ，藉此，使用者可僅以 單手操控輪椅，再者，於感覺疲憊時可選擇另外一隻手或 並回復以雙手來控制之。 同時，本發明之動力輔助式輪椅復包括把手/人力切 換單元1 1 3 ，以將來自該第一感測單元1 0 2 a及1 0 2 b與該第二感測單元1 0 4 a及1 0 4 b之信號作切換 ，而可選擇由該手推輪圈1 0 1 a及1 0 1 b或該把手1 0 3 a及1 0 3 b之人為驅動力分別驅動該驅動輪1 1 1 a 及 1 1 1 b。 其中，本實施例中雖然分別以兩個第一感測單元1 0 2 a及1 0 2b與該第二感測單元1 04a及1 04b分 別作該手推輪圈1 0 1 a及1 〇 1 b或該把手1 0 3 a及 1 0 3 b之偵測動作，但其亦可以一個或更多個感測單元 來作彳貞測動作。 再者，該控制裝置1 0 9復包括運算部1 1 4以及控 制程式部1 1 5 ，該運算部1 1 4可處理來自該第一感測 單元1 0 2 a及1 〇2b與該第二感測單元1 04a及1 0 4 b之信號，可作信號處理、扭力計算、S曲線輔助力 、平滑輔助時間、單手信號優先順序觸發等信號、防倒退 補償以及單手模式直線行徑之計算（容後陳述），並將經 過運算後之信號透過該控制程式部1 1 5將信號輸出至煞 車驅動器1 1 7 ，並透過該控制程式部1 1 5經由脈波調 節（P W Μ )產生器1 1 6之調節信號後，而將調節後之

第13頁 555554 _案號91132818_年月日_iMz_ 五、發明說明（9) 信號輸出至該馬達驅動器1 1 8 ，藉此驅動該馬達1 0 6 及/或該煞車1 0 8 a 、b ，同時，亦可驅動顯示/指示 裝置1 1 9以顯示使用及/或指示狀態，如第3圖所示； 而該控制程式部1 1 5中包含控制單元1 2 0及異常保護 控制單元1 2 1 ，該控制單元1 2 0儲存有單手模式直線 行徑、防倒退補償、異常保護控制、扭力計算、行駛速限 、電壓及電流等預定值/對比值資料庫與控制程式，藉此 提供該運算部1 1 4依預定值/對比值做處理及運算，由 此控制驅動扭力之一致，並由該異常保護控制單元1 2 1 接收異常信號以將信號輸出而令裝置作保護動作，並分別 透過該脈波調節產生器1 1 6之調節後，而將信號輸出至 該馬達驅動器1 1 8及/或該煞車驅動器1 1 7以驅動該 馬達1 0 6及/或該煞車1 0 8 a 、b ，而由此驅動該馬 達106及/或該煞車108a 、b之電路。 此外，如第4圖所示，該馬達1 0 6及/或該煞車1 0 8 a 、b收到來自該馬達驅動器1 1 8及/或該煞車驅 動器1 1 7之信號後透過電流回饋感測器1 2 2及速度回 饋感測器1 2 3而將回饋信號輸出至該控制裝置1 0 9 ， 用以與該控制裝置1 0 9中預設的控制程式作比對而作調 整及/或異常保護控制。 其中，於本實施例中之該電流回饋感測器1 2 2及該速度 回饋感測器1 2 3係以分流電阻及霍爾效應元件構成，而 該馬達1 0 6係由該脈波調節產生器1 1 6所控制而藉由 於其中設置之檢側馬達輸出的反電動勢回路，以作為馬達

第14頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（10) 轉速偵測之用；惟本發明亦可採用其他如電位器、光電感 測器之等效元件而不以此為限。 如第4圖所示，該控制裝置1 0 9可接收來自該單手 模式切換裝置1 0 5之觸發信號而決定以左側或右側之手 推輪圈或把手，亦可於未選定左側或右側設定為由例如右 側為施加人為驅動力；而如扭力調整1 2 4、S曲線輔助 力調整1 2 5 、平滑輔助時間調整1 2 6 、（防倒退補償 、單手模式直線行徑計算、信號處理、扭力計算）等亦由 該控制裝置1 0 9分別加以調整及計算之，藉此對輪椅之 直進、迴轉、速度及可能發生的故障或失靈作控制及處理 ，並將信號經由該馬達驅動器1 1 8及/或該煞車驅動器 1 1 7輸出以相對應地驅動該馬達1 0 6及/或該煞車1 0 8 a 、b作適當的驅動力輔助及調整。 其中，如第5A、第5B 、第6A及第6B圖所示， 當該人為驅動力隨時間而因使用者之間斷驅動產生如5 A 圖所示之半圓弧曲線，致使人為驅動力之數值為0而行駛 速度亦呈現出緩慢降低時，顯示使用者已感覺疲憊，可由 該控制裝置1 0 9處理來自該等感測單元之信號，而調整 扭力、S曲線輔助力、平滑輔助時間並補償驅動力以維持 輪椅之行進並減輕使用者之負荷；而如使用者已相當疲憊 或於上坡路段而產生如6 A圖所示之間斷的半圓弧曲線時 ，則將經過運算後提供較大之輔助力以協助使用者繼續行 進之。 同時，當將經過運算後由該控制裝置1 0 9輸出提供

第15頁 555554 _案號91132818_年月日_iMz_ 五、發明說明（11) 較大輔助力之信號時，如第7 A及第7 B圖所示，使用者 之人為驅動力不須加大便可經由提高之電壓而提高S曲線 輔助力，因此可因應使用者之體力而於例如長距離行進時 提供適當之輔助力。 第8圖係顯示輔助力之輸出特性規範，如圖所示，如 在行駛速度（行進速度）為每小時4公里以下時，S曲線 輔助力與人為輔助力之比率為1 ，即為一定數；而當行駛 速度（行進速度）為每小時4公里至6公里之間時，S曲 線輔助力等速減少，並於行駛速度（行進速度）達到每小 時6公里時停止S曲線輔助力之提供。惟此實施態樣並非 輔助力輸出特性之唯一，舉凡因應不同國別相關規範或用 途（如代步車規範上限為時速十五公里），均可調整設計 為對應需求之輔助力曲線。 其中，即使施加較大之人為輔助力，亦可由該控制裝 置1 0 9控制該人為輔助力而緩慢輸出，以穩定地輔助驅 動；而且，即使該使用者採用單手操作時，仍可因應使用 者之體力，而於行進時提供適當且相當之輔助力。 同時，由於該控制裝置1 0 9中之異常保護控制單元 1 2 1可控制於輪椅中的部件出現故障或失靈的狀況而造 成例如行駛速度過快、電壓不足、額定電流不穩或過載以 及必須緊急停止行進等情況時，並因應此等狀況而及時作 適當保護及控制或緊急停止，因此可確保使用者之安全。 本發明用以驅動輔助式輪椅之方法，係應用於對輪椅 提供可單手操作並可自動切換左右手、同時具備異常保護

第16頁 555554 案號91132818 年月日 修正 五、發明說明（12) 控制之驅動方法。其中，由於一 前進、後退、左右轉彎）之操控 不另為文贅述，僅就本發明之特 茲配合第9A及第9B圖之 種驅動輔助式輪椅之方法，係包 (a )提供二組不同之人為驅動力 元1 0 2 a偵測之手動推輪與採 〇 4 a偵測之把手以及採該第一 手動推輪以及採來自與該第.二感 手，並分別與該把手/人力切換 (b )將步驟（a )中之控制信號分另] 1 3 2並由該平滑化輔助時間調 別由S曲線輔助力計算1 3 3 、 力調整1 2 5將前述處理信號輸 1 0 5作控制，其中，於本步驟 過該單手信號優先順序觸發選擇 模式切換裝置1 0 5 ; (c)將經該單手模式切換裝置1 直接輸出至該單手模式切換裝置 135、136及扭力調整12 別輸出至該驅動輪1 1 1 a之輔 輪1 1 1 b之輔助力限制1 3 8 a之輔助力限制1 3 7及該驅動 1 3 8亦得分別接收來自該單手 般電動輪椅的基本行為（ 及運作乃為習知，故在此 徵加以說明。 具體實施例詳細說明。一 含： ，分別為採該第一感測單 來自與該第二感測單元1 感測單元1 0 2 b偵測之 測單元1 0 4 b偵測之把 單元1 1 3作控制； 作信號平滑計算1 3 1 、 整1 2 6處理信號，且分 1 3 4以及該S曲線輔助 出至該單手模式切換裝置 中亦可將前述處理信號透 單元而直接輸出至該單手 ^算分動1制8 h計號驅1限2 f!力信該1力1 d扭將及輪助算 W作後7動輔計 t號制3驅之徑 彳信控1該b行 $#之作制時1線 彳5在限此1直 作 7 、 ο ，力而一•式 5 1 4助，輪模

第17頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（13) 與該驅動輪1 1 1 a之速度回饋計算1 3 9及該驅動輪1 1 1 b之速度回饋計算1 4 0作比對及控制之信號，或於 單手操作模式下由該單手模式直線行徑計算1 2 8直接作 比對及控制之信號； (d) 將上述二組信號分別與該驅動輪1 1 1 a之馬達電流 回饋扭力計算1 4 1及該驅動輪1 1 1 b之馬達電流回饋 扭力計算1 4 2作比對，然後將比對後之信號分別與該防 倒退補償計算1 2 7作比對之後輸出至該驅動輪1 1 1 a 之P I D扭力補償1 4 3及該驅動輪1 1 1 b之P I D扭 力補償1 4 4 ，或於單手操作模式下可直接輸出至該防倒 退補償計算1 2 7作比對而輸出至該驅動輪1 1 1 a之P I D扭力補償1 4 3及該驅動輪1 1 1 b之P I D扭力補 償 1 4 4 ; (e) 該驅動輪1 1 1 a之P I D扭力補償1 4 3及該驅動 輪1 1 1 b之P I D扭力補償1 4 4分別將信號透過該驅 動輪1 1 1 a之PWM產生器1 16a及該驅動輪1 1 1 b之P W Μ產生器1 1 6 b 、該驅動輪1 1 1 a之閘極驅 動電路1 4 5及該驅動輪1 1 1 b之閘極驅動電路1 4 6 與功率放大器1 4 7 、1 4 8而分別輸出至該驅動輪1 1 1 a之馬達1 18a/煞車1 17a及該驅動輪1 1 lb 之馬達1 1 8 b /煞車1 1 7 b ; (f) 該驅動輪11 la之馬達118a/煞車117a及 該驅動輪1 1 1 b之馬達1 1 8 b /煞車1 1 7 b根據該 異常保護單元1 2 1接收來自速度149 、電壓1 50 、

第18頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（14) 電流1 5 1及/或緊急停止1 5 2之信號而經由煞車驅動 控制電路1 5 3將控制信號輸送出之信號作該驅動輪1 1 1 a之馬達轉向判斷1 5 4及該驅動輪1 1 1 b之馬達轉 向判斷1 5 5 ，並且將信號分別輸出至該防倒退補償計算 1 2 7作比對而輸出至該驅動輪1 1 1 a之P I D扭力補 償1 4 3及該驅動輪1 1 1 b之P I D扭力補償1 4 4， 然後重覆步驟（e )以符合預定值/對比值及/或採取異常 保護控制； (g)於輸出至該防倒退補償計算1 2 7作比對而輸出至該 驅動輪1 1 1 a之P I D扭力補償1 4 3及該驅動輪1 1 1 b之P I D扭力補償1 4 4之信號與預定值/對比值及 /或產生異常信號時，可直接經由該煞車驅動控制繫電路 將該信號輸出至該驅動輪1 1 1 a之馬達轉向判斷1 5 4 及該驅動輪1 1 1 b之馬達轉向判斷1 5 5 ，並且再將信 號分別輸出至該防倒退補償計算1 2 7作比對而輸出至該 驅動輪1 1 1 a之P I D扭力補償1 4 3及該驅動輪1 1 1 b之P I D扭力補償1 4 4 ，然後重覆步驟（e)直到符 合預定值/對比值及/或採取異常保護控制。 藉由前述方法，使用者可切換自如地選擇以單手操縱 而同時驅動兩驅動輪，並且可以該控制裝置作異常保護控 制，可使驅動輪同步運動，且當產生異常信號時得採取適 當的反應，藉此可而提昇動力輔助式輪椅之安全性。當然 ，因應使用者的體力初始所提供輔助驅動力程度差異可調 整不同狀態加以調整對應驅動之電壓、速度以及電流，藉

第19頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 五、發明說明（15) 以符合最佳的經濟效益。因此，舉凡對於電壓、速度以及 電流之變化及比率，或者是其他相關於緊急停止之異常保 護控制之可能情況及變化等，皆不脫離本發明之技術範疇 ，在此不予針對各種實施例變化多行贅述。 針對把手/人力切換操作中，已例如驅動力偵測部用 以偵測相應加在把手及手推輪圈之任一方之人為驅動力， 而對驅動輪附加輔助驅動力之構成並非本發明之特色，為 求實施之可行性，業已出現在前述公告第4 0 0 2 2 9號 發明專利中，在此亦不予贅述。 另，透過該單手模式切換裝置之切換開關可由使用者 自由選擇切換至單手操作模式，則不論雙手或單手推動手 推輪圈或把手，均可呈現平衡的直行狀態。俾使用者可僅 以單手操控輪椅，並且，即使該使用者採用單手操作時， 仍可因應使用者之體力，而於行進時提供適當且相當之輔 助力，實為極佳之發明典範。 依上述實施方法可得以單手操縱而同步驅動兩驅動輪，並 且兼具異常保護控制動力輔助式輪椅，因此使用者之人為 驅動力不須加大便可經由提高之電壓而提高S曲線輔助力 。因此，可因應使用者之體力而於行進時提供適當之輔助 力，而且施加較大之人為輔助力，亦可由該控制裝置控制 該人為輔助力而緩慢輸出，以穩定地輔助驅動，即使該使 用者採用單手操作時，仍可因應使用者之體力而於行進時 提供適當且相當之輔助力。 綜前所述，本發明之動力輔助式輪椅以及驅動動力輔

第20頁 555554 _案號91132818_年月日__ 五、發明說明（16) 助式輪椅之方法，確實可得到可切換為單手操縱、且同步 驅動兩驅動輪之動力輔助式輪椅，確實改善動力輔助式輪 椅技術之缺失，已然具有產業上之利用性、新穎性及進步 性無疑。 惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並 非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範 圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

第21頁 555554 案號 91132818 曰 修正 圖式簡單說明 第1圖係本發明之構成的基本方塊圖。 第2圖係本發明較佳實施例之外觀示意圖。 第3圖係本發明較佳實施例之控制輪椅之方塊圖。 第4圖係本發明之輪椅控制器之方塊圖。 第5 Α及5 Β圖係本發明所採平滑化輔助力之示意圖。 第6 A及6 B圖係本發明所採平滑化輔助力之另一示意圖 〇 第7 A及7 B圖係本發明所採S曲線輔助之示意圖。 第8圖係顯示輔助力之輸出特性之示意圖。 第9 A及第9 B圖係本發明用以驅動輔助式輪椅之較佳實 施例之電路方塊示意圖。 圖號之簡單說明： 101a 、b..........手推輪圈 1 0 2 a 、1 0 2 b.....第一感測單元 103a>103b.........把手 1 0 4 a 、1 〇 4 b.....第二感測單元 10 5.........單手模式切換裝置 10 6...............馬達 10 7..............電池部 108a、l〇8b.........煞車 10 9.............控制裝置 110..............框架體

第22頁 555554 案號 91132818 曰 修正 圖式簡單說明 a b 2 4 6 a 7 · 8 · 1 b 2 Ο 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 3 2 4 .......驅動輪 ......選擇單元 ......切換單元 .......運算部 .....控制程式部 • · •脈波調節產生器 • · · · P W Μ產生器 .....煞車驅動器 .....馬達驅動器 • · •顯示/指示裝置 ......控制單元 • •異常保護控制單元 • · •電流回饋感測器 • · •速度回饋感測器 ......扭力調整 • · S曲線輔助力調整 • •平滑輔助時間調整 • ••防倒退補償計算 單手模式直線行徑計算 ......信號處理 ......扭力計算 • · ••信號平滑計算 • · S曲線輔助力計算 ......扭力計算

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Claims (1)

1. 555554 _案號91132818_年月日__ 六、申請專利範圍 1 · 一種動力輔助式輪椅，係包含在輪椅上設有： 藉人力推動且分別安裝於二驅動輪之二手推輪圈； 用於分別對二驅動輪附加輔助驅動力之二馬達； 分別偵測施加於二手推輪圈之人力的二感測單元； 供應二馬達電源之電池部； 根據二感測單元之感測結果，而控制二馬達以賦予驅動 輪對應輔助驅動力之控制裝置；以及 用於切換至根據其一感測單元之感測結果，而同步控制 二馬達以輸出對應且相等輔助驅動力於二驅動輪之單手 模式切換裝置為其特徵者。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之動力輔助式輪椅，其中 ，該單手模式切換裝置更包含外接一切換開關，用以切 換至單手模式者。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之動力輔助式輪椅，其中 ，該單手模式切換裝置係根據優先訊號之感測單元之感 測結果，而同步控制二馬達以輸出對應且相等輔助驅動 力於二驅動輪者。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之動力輔助式輪椅，其中 ，更包含安裝於該驅動輪以控制其行進或停止之煞車裝 置者。 5 ·如申請專利範圍第1至第4項中任一項所述之動力輔 助式輪椅，其中，該控制裝置更包含一根據異常信號而 停止輸出輔助驅動力或同時啟動煞車裝置之異常保護控 制單元。

   第25頁 555554 _案號91132818_年月日_Hi_ 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第5項所述之動力輔助式輪椅，其中 ，該異常信號至少包含超速之速度信號、異常電壓值之 電壓信號、異常電流量之電流信號或停止按鈕之緊急停 止信號之一者。 7 · —種動力輔助式輪椅，係包含在輪椅上設有： 藉人力推動以驅動二驅動輪之二把手； 用於分別對二驅動輪附加輔助驅動力之二馬達； 分別偵測施加於二把手之人力的二感測單元； 供應二馬達電源之電池部； 根據二感測單元之感測結果，而控制二馬達以賦予驅動 輪對應輔助驅動力之控制裝置；以及 用於切換至根據其一感測單元之感測結果，而同步控制 二馬達以輸出對應且相等輔助驅動力於二驅動輪之單手 模式切換裝置為其特徵者。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之動力輔助式輪椅，其中 ，該單手模式切換裝置更包含外接一切換開關，用以切 換至單手模式者。 9 ·如申請專利範圍第7項所述之動力輔助式輪椅，其中 ，該單手模式切換裝置係根據優先訊號之感測單元之感 測結果，而同步控制二馬達以輸出對應且相等輔助驅動 力於二驅動輪者。 1 0 ·如申請專利範圍第7項所述之動力輔助式輪椅，其 中，更包含安裝於該驅動輪以控制其行進或停止之煞車 裝置者。

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   第27頁 555554 _案號91132818_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 其中，該單手模式切換裝置係根據優先訊號之感測單元 之感測結果，而同步控制二馬達以輸出對應且相等輔助 驅動力於二驅動輪者。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項所述之動力輔助式輪椅， 其中，更包含安裝於該驅動輪以控制其行進或停止之煞 車裝置者。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3至第1 6項中任一項所述之 動力輔助式輪椅，其中，該控制裝置更包含一根據異常 信號而停止輸出輔助驅動力或同時啟動煞車裝置之異常 保護控制單元。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述之動力輔助式輪椅， 其中，該異常信號至少包含超速之速度信號、異常電壓 值之電壓信號、異常電流量之電流信號或停止按鈕之緊 急停止信號之一者。 1 9 · 一種動力輔助式輪椅之直行控制方法，係應用在具 有單手模式切換裝置之輔助式輪椅，其包含以下步驟： (a)切換至代表直行輔助驅動力之單手模式； (b )利用感測單元感測其一受力驅動輪之人力驅動力； (c )根據前述感測單元之測量結果，輸出對應且相等之驅 動訊號至二馬達； (d )二馬達以相等轉速同步驅動二驅動輪，使輪椅以直行 模式前進或後退。 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述之直行控制方法，其 中，步驟（b)係利用其一感測單元感測優先受力驅動輪

   第28頁 555554 _案號91132818_年月日__ 六、申請專利範圍 之人力驅動力。 2 1 · —種動力辅助式輪椅之直行控制方法，係應用在具 有單手模式切換裝置之輔助式輪椅，其包含以下步驟： (e )切換至代表直行輔助驅動力之單手模式； (f )利用感測單元感測其一受力把手之人力驅動力； (g)根據前述感測單元之測量結果，輸出對應且相等之驅 動訊號至二馬達； (h )二馬達以相等轉速同步驅動二驅動輪，使輪椅以直行 模式前進或後退。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項所述之直行控制方法，其 中，步驟（b)係利用其一感測單元感測優先受力把手之 人力驅動力。

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