TWI737766B - 搖臂轉向架機構及行走裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種兼具強度及對於階差的突破性之薄型搖臂轉向架機構。

一種搖臂轉向架機構，係具有設置中央框架，並將獨立行走的一對搖臂轉向架配置於中央框架的兩側的構造，各搖臂轉向架，係具有構成其之搖臂框架被軸支於中央框架且能夠轉動，並且基本上朝向水平方向延伸的構造。以該搖臂轉向架機構作為台車，於中央框架搭載本體而作為行走裝置。

Description

搖臂轉向架機構及行走裝置

本發明係關於搖臂轉向架機構，特別是關於適合於使人乘坐的行走裝置的搖臂轉向架機構。

目前受到廣為使用的電動代步車(electric cart)，多有在階差處因4輪之任一者無法接地而浮起，導致無法移動或翻覆的事故。另外，尚有因無法當場迴旋而難以在狹窄的道路變更路線等問題。

另一方面，在機器人等自動車輛的領域中，作為在有凹凸的不規則地面行走的裝置，係採用搖臂轉向架機構(例如專利文獻1)。搖臂轉向架機構，係具有將2個連桿(搖臂及轉向架)連結為能夠彼此彎曲，且在各個連桿的下端連結有車輪單元的構造。於專利文獻1中，係記載有一種全方向移動車，其係使構成搖臂轉向架機構的2個連桿分別為矩形，並在相對向的2邊安裝車輪單元，而以合計6個驅動輪行走。

搖臂轉向架機構，係藉由如此構造，在例如連結在位於行走方向的前方之轉向架的車輪上階差(凸部)的情形或是落入階差(凹部)的情形，亦能夠藉由搖 臂及轉向架的彎曲，保持在所有的車輪都接觸地面的狀態，而能夠確保行走於階差時的穩定性。

另外，於專利文獻2，係提案有一種構造，其係在驅動輪的前後設置腳輪的輪椅中，將後腳輪固定於椅子部分，並使驅動輪及前腳輪能夠對於椅子部分擺動。藉由該構造，使對於階差的上下或是以驅動輪為中心作迴旋等成為可能。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2001-253364號公報

[專利文獻2]日本特開2000-24043號公報

如專利文獻1所記載般之使用以往的搖臂轉向架機構的行走車，係具有位於其左右方向的中心的框架(連桿)本身進行彎曲的構造。如此般之構造對於不載人的行走車而言問題較少，然而在將用以載人的座部等固定於框架的情形下，無法保持座部的水平性。亦即，載於座部的人於越過階差之際會受到前後搖晃，穩定性極差。

另外，就如專利文獻2所記載之機構而言，因後腳輪係固定於椅子部分，故當後腳輪越過階差時或是從階差下降時，其衝擊會直接傳遞至椅子部分，乘坐感並不 舒適。另外，難以保持座部的水平性。為了保持行走車(輪椅)的乘坐感或水平性，亦考慮使緩衝裝置中介存在，然而在該情形下會使至座面的高度較高，而不適用於高度受到限制的行走車。另外，高度的增加會損害姿勢的穩定性。

本發明，係以提供一種兼具強度及對於階差的突破性之薄型搖臂轉向架機構為課題。另外，以提供一種藉由運用如此般之薄型搖臂轉向架機構而能兼顧乘坐性及操作性之新穎的行走裝置。

為解決前述課題，本發明之搖臂轉向架機構，係具有設置中央框架，並將獨立行走的一對搖臂轉向架配置於中央框架的兩側的構造。另外，各搖臂轉向架，係具有構成其之搖臂框架被軸支於中央框架且能夠轉動，並且基本上朝向水平方向延伸的構造。

另外，本發明之行走車，係具備本體及台車，台車係具有前述之搖臂轉向架機構。本體係固定於中央框架。

藉由對於中央框架在兩側軸支一對搖臂轉向架機構的構造，在一方之搖臂轉向架機構在越過或上下階差之際亦能夠保持穩定的姿勢而行走，另外，在藉由搖臂 轉向架機構越過或上下階差時亦能夠保持中央框架本身的水平性。進而，藉由使構成搖臂轉向架機構的搖臂框架所延伸的方向為水平方向，能夠抑制整體高度的增加。藉此，在運用於人所乘坐的行走裝置時，能夠確保穩定的行走性。

本發明之搖臂轉向架機構及行走車所具備之其他特徴及效果，係於以下實施形態中進行說明。

1‧‧‧搖臂轉向架機構

100‧‧‧中央框架

115‧‧‧中央軸承部

200A、200B‧‧‧行走部

210‧‧‧搖臂框架

211‧‧‧第一端部

212‧‧‧第二端部

215‧‧‧第一轉向架軸承部

216‧‧‧框架部

217‧‧‧框架部

218‧‧‧第一轉向架軸承部

220‧‧‧轉向架框架

225‧‧‧第二轉向架軸承部

226‧‧‧框架部

227‧‧‧框架部

310‧‧‧第一車輪(後輪)

320‧‧‧第二車輪(驅動輪)

330‧‧‧第三車輪(前輪)

400、480‧‧‧穩定器

410‧‧‧支承構件

420‧‧‧擺動構件

430‧‧‧保持支架

450‧‧‧棒狀構件

500‧‧‧主軸

600‧‧‧驅動源(馬達)

700‧‧‧支柱

750‧‧‧把手

[第1圖]第一實施形態之搖臂轉向架機構的立體圖。

[第2圖]第1圖之搖臂轉向架機構的俯視圖。

[第3圖]第1圖之搖臂轉向架機構的側視圖。

[第4圖]固定有車輪的搖臂框架的立體圖。

[第5圖]轉向架框架的分解立體圖。

[第6圖](a)、(b)係分別為表示車輪的變更例的圖。

[第7圖]係表示第1圖的特取部分(穩定器部)的立體圖。

[第8圖](a-1)~(g-2)，係說明第一實施形態之搖臂轉向架機構的動作的圖。

[第9圖](a)係表示第二實施形態之搖臂轉向架機構的圖，(b)係表示變更例的圖。

[第10圖](a)、(b)係說明第二實施形態之搖臂轉 向架機構的功能的圖。

[第11圖]係說明第二實施形態之搖臂轉向架機構的變更例的圖。

[第12圖]係表示行走裝置之實施形態的圖。

首先，係說明本發明之搖臂轉向架機構的實施形態。

<第一實施形態>

本實施形態之搖臂轉向架機構，係具有中央框架、對於前述中央框架對稱安裝的一對行走部。一對行走部，係分別在中央框架藉由軸所支承的搖臂框架、被軸支於搖臂框架的一方的端部(第一端部)的轉向架框架、搖臂框架的另一方的端部(第二端部)及轉向架框架的2個端部，各自具備受到軸支的第一車輪、第二車輪及第三車輪。

一對行走部的各搖臂框架，係具有於水平方向延伸的框架部。亦即，各搖臂框架，對於被軸支於框架的位置，各第一端部間及各第二端部間，係分別具有以於水平方向分離的方式彎曲的2個框架部。

以下，係參照圖式具體說明本實施形態之搖臂轉向架機構。又，於以下之說明中，驅動輪的正旋轉所致之搖臂轉向架機構所移動的方向稱為行走方向或前後方向，與行走方向正交的水平方向稱為左右方向。另外，以 車輪接觸地面之側為下，並以其相反側為上。

如第1圖及第2圖所示，本實施形態之搖臂轉向架機構1，係具有中央框架100、安裝於中央框架100的左右兩側的一對行走部200A、200B。左右之行走部200A、200B的構造係對於中央框架100為對稱，於以下說明中在不特別區分的情形，係使用省略兩者及構成其之各要素的符號的末段之A、B的數字。

中央框架100，係由以行走方向為長度方向的構件所成，並作為本實施形態之搖臂轉向架機構1的龍骨發揮功能。於中央框架100的長度方向的幾乎中央，係形成有中央軸承部115，於該中央軸承部115固定有用以安裝行走部200A、200B的主軸500。

行走部200A、200B，係其本身形成搖臂轉向架機構，並分別在被軸支於主軸500的搖臂框架210、被軸支於搖臂框架的一方之端部(第一端部)211的轉向架框架220、搖臂框架210的另一方之端部(第二端部)212及轉向架框架220的2個端部221、222，各自具備受到軸支的3個車輪(第一車輪310、第二車輪320及第三車輪330)。亦即，本實施形態之搖臂轉向架機構，係具有對於中央框架100將一對搖臂轉向架機構以面對稱的方式配置的構造。行走部200A、200B，係各搖臂框架210A、210B分別對於中央框架100受到軸支，故能夠獨立轉動。藉此，能使行走部僅其中一方上階差或下階差。

另外，各自成一對的第一車輪310、第二車輪 320及第三車輪330在接觸平坦面(水平面)的狀態下，搖臂框架210A及210B，係具有對於水平面大致平行且在大致水平面內彎曲的形狀。亦即，如第3圖所示，將搖臂框架210A的第一端部211A、第二端部212A、被連結於中央框架100的部分(稱為中間部)213A作連結的多角形，以及將搖臂框架210B的第一端部211B、第二端部212B、中間部213B作連結的多角形，係與平坦的接地面大致平行。藉此，能夠實現高度低且具有穩定性的搖臂轉向架機構。

於本實施形態之搖臂轉向架機構1中，被軸支於轉向架框架220的一端，3個車輪當中位於中央的第二車輪320係驅動輪，被軸支於轉向架框架220的第三車輪330及被軸支於搖臂框架210的第一車輪310係從動輪，前者為前輪，後者為後輪。因此，在轉向架框架220，係設有用以搭載作為驅動輪的第二車輪320的驅動源例如馬達的驅動源安裝部。

進而，本實施形態之搖臂轉向架機構1，係在行走部200A與200B之間，設置1至複數個穩定器400。穩定器400，係具有使能夠對於中央框架100獨立轉動的行走部200A及200B的動作穩定的功能。

依循前述之搖臂轉向架機構的概略，於以下將構成本實施形態之搖臂轉向架機構1的各部分之細節參照第1圖~第6圖進行說明。

中央框架100，係如第1圖及第2圖所示，是以行走方向作為長度方向的長方體狀的構件。構件的長度方 向的長度，雖未受到限定，然而前輪與後輪的間隔係幾乎一致。另外，於中央框架100的長度方向的幾乎中央，係固定有作為用以軸支搖臂框架210A、210B的主軸500之軸承的中央軸承部115。另外，於中央框架100的上面，在中央軸承部115與兩端之間的2個部位，係固定有用以支承穩定器400的支承構件410。針對支承構件410的構造，係於後敘述。

搖臂框架210係如第4圖所示，作為主要的構成零件，係具備：搖臂軸承部215、分別被固定於搖臂軸承部215的前後方向的兩側(前側及後側)的框架部216、217。另外，於前側的框架部216的端部(搖臂框架210的第一端部211)，固定有與後述之轉向架框架側的轉向架軸承部組合的搖臂框架側轉向架軸承部218。在此，將搖臂框架側轉向架軸承部218稱為第一轉向架軸承部，將轉向架框架側的轉向架軸承部稱為第二轉向架軸承部。並且，在後側之框架部217的端部(搖臂框架210的第二端部212)設置有用以安裝第一車輪310的構造。

行走部200A、200B的各搖臂框架210A、210B，係以搖臂軸承部215A、215B夾住中央框架100的中央軸承部115的方式，對於中央框架100進行配置，並使主軸500貫穿各軸承部215A、115、215B而固定，藉此被軸支於中央框架100。

框架部216、217係由圓筒狀的構件所成，並具有在2部位彎曲的構造。框架部216，係圓筒的軸以成為 與主軸500正交的方向固定在搖臂軸承部215，並在該固定端部的附近朝向斜前方彎曲，並且在轉向架軸承部225受到固定的附近朝向前方(與前後方向平行的方向)彎曲。框架部217，同樣地，係圓筒的軸以成為與主軸500正交的方向固定在搖臂軸承部215，並在該固定端部的附近朝向斜後方彎曲，在第一車輪310受到安裝的端部附近朝向後方(與前後方向平行的方向)彎曲。框架部217，係藉由轉向架框架220所安裝的框架部216，前後方向的長度較長，藉此，固定於轉向架框架220的兩端的2個車輪(前輪330、驅動輪320)及安裝於框架部217端部的第一車輪310之各自的前後方向的間隔幾乎均等。

藉由如此之框架部216、217的形狀，搖臂框架210係使藉由其連結的車輪310及轉向架框架220如第2圖所示般，能夠不增加高度便成為彼此於水平方向分離的配置。

又，搖臂軸承部215與框架部216、217之固定，及框架部216與轉向架軸承部225之固定，能夠使用螺合、螺絲(螺栓)、焊接等週知的手段。

框架部217的端部之用以安裝第一車輪310的構造，係視作為從動輪的第一車輪310的種類而不同，然而於圖示之實施形態中，係顯示採用全方向輪(Omni wheel)的情形的構造。亦即，框架部217的端部，係由將支承全方向輪的軸(全方向軸335)的全方向板作固定的板狀構件219構成。板狀構件219，係與構成框架部217的 圓筒狀構件一體形成亦可，將作為其他零件的板狀構件藉由螺合、螺止、焊接等週知的手段與圓筒狀構件一體化亦可。

轉向架框架220係如第5圖所示，作為主要的構成零件，係具備：轉向架軸承部225(第二轉向架軸承部)、分別被固定於其前後方向的兩側(前側及後側)的框架部226、227。轉向架框架220，係藉由貫穿第二轉向架軸承部225及第一轉向架軸承部215之共通的軸510(第1圖、第2圖)，對於搖臂框架210以能夠轉動的方式受到固定。

前側之框架部226係圓筒狀的構件，且於其端部221，係設置有用以安裝第三車輪(前輪)330的構造。該構造係與搖臂框架210的框架部217端部的構造同樣地能夠對應於所安裝的車輪而採取各種構造，在此係以用以固定全方向輪的角狀構件229構成。另外，後側之框架部227，係形成有彎曲部的圓筒狀構件，並具有：相對於第二轉向架軸承部225，朝向與軸510正交方向延伸的水平部227a以及朝向上方彎曲的彎曲部227b。於彎曲部227b，係設置有安裝作為驅動輪的第二車輪320及其驅動源600的安裝部610。

驅動源600，例如為馬達，於其轉子直接或經由動力傳遞機構固定有第二車輪320的旋轉軸。安裝部610，只要是如此般支承與驅動源600一體構成的第二車輪320並且固定於框架部227的構造，則並無特別限定，在此 係採用藉由固定於框架部227的固定塊611與以能夠卸除的方式固定於固定塊的罩塊612夾住馬達的一部分而固定的構造。又，驅動源600為馬達時，驅動源600係連接於未圖示的電源，並且具備用以將馬達作開關的開關等。

於本實施形態中，第一車輪310及第三車輪330，係採用從動於驅動輪的從動輪，且能夠朝向全方向旋轉的全方向輪(omni wheel)。全方向輪，係已知有具有沿著圓盤狀的車輪的圓周，安裝以圓周方向作為軸而旋轉的複數個旋轉體的構造，且圓盤為一層或複數層者。於所圖示之例中，係採用將兩層的圓盤以配置在各自圓盤的圓周上的旋轉體交錯的方式作重疊的全方向輪。藉由使用全方向輪，能夠為空間利用性及直線穩定性優異的行走裝置。然而，從動輪係不限於全方向輪，亦能夠使用腳輪等。

並且，雖省略圖示，然而設置用以使圓盤的旋轉機械性停止的煞車或止動件等亦可。

又，在此，雖表示左右各3個車輪當中僅中央的車輪(第二車輪320)為驅動輪的情形，然而使所有車輪為驅動輪亦可，使中央的車輪及前輪或後輪任一者為驅動輪亦可。在前輪不是驅動輪的情形下，階差越接近車輪的變形則越難以越過，若為驅動輪，則即使是接近車輪的半徑之階差亦能夠輕易越過。作為使前輪動輪化的方法，採用動輪腳輪或是第6圖(a)所示般之輪內馬達亦可。另外，因前輪330係藉由轉向架框架220而與第二車輪(驅動 輪)320配置在同一線上，故如第6圖(b)所示般，從驅動輪的馬達600以皮帶610或鏈條作連接而藉此動輪化亦可。

接著，針對穩定器400，參照第7圖進行說明。

穩定器400，係用以防止能夠分別獨立運作的左右之行走部200A、200B的各框架扭曲，且確保運作的穩定性的機構，並如第7圖所示，穩定器400係主要由架設在兩個行走部200A、200B之間的棒狀構件450及支承其之機構所成。於第5圖所示之實施形態中，穩定器400係設置在搖臂框架210A、210B的第一端部211A、211B之間以及第二端部212A、212B之間的2個部位，然而其基本構造係相同，以下之說明若非特別定義，則兩者為共通。

棒狀構件450，係以鋼材等金屬製的棒所形成的構件(扭力桿)，其徑雖視搖臂轉向架機構1或是行走車的規模或重量而有所不同，然而具有能夠對應於左右的車輪的高低差撓曲的剛性。於棒狀構件450的長度方向中央部，係固定有塊體(擺動構件)420。

棒狀構件450的支承機構，係由中央框架100側的支承構件(軸支構件)410、搖臂框架210側的支承構件(430)所成。

中央框架100側的支承構件410，係由底面、上面及連結該等之垂直面所成之剖面ㄈ字狀的構件，且底面以螺栓等固定於中央框架100的上面。在如此般之支承 構件410的垂直面的內側，係藉由軸440軸支有固定在棒狀構件450的中央部之擺動構件420。軸支擺動構件420的軸440的方向係對於垂直面正交，藉此擺動構件420係能夠在與垂直面平行的面內旋轉。在此，藉由將擺動構件420的高度(與棒狀構件450正交的方向的尺寸)，設計為比支承構件410的上面與底面的間隔稍小的高度，使擺動構件420的轉動限制在預定的角度範圍，例如±15度。藉由如此般使擺動構件420在受到限制的角度範圍擺動，能夠不對中央框架100造成影響地吸收在左右的車輪產生高低差之際的振動。

另一方面，左右之搖臂框架210A、210B的第一端部211及第二端部212係如第7圖所示，作為棒狀構件450的支承構件，係固定有將棒狀構件450以滑動自如的方式作支承的保持支架430、430。保持支架430，係具有使剖面為L字型的構件上下相反且相對向地組合2個的形狀，在上側的垂直面形成有貫穿孔，並使棒狀構件450貫穿該孔而作支承。藉由該支承構造，即使左右的車輪產生高低差而棒狀構件450撓曲，亦能夠藉由棒狀構件450的端部朝向圖中箭號所示方向偏移，而維持左右的車輪間的寬度。

本實施形態之搖臂轉向架機構係如前述般，以夾住中央框架100的方式配置的一對行走部200A、200B，係以能夠彼此獨立地對於中央框架100轉動的方式受到固定。因此，一方之行走部的一部分(或是全部)的車輪上下階差時，會有框架產生扭曲，或是無法保持車輪 的垂直性而使行走姿勢不穩定的可能性。對此，藉由設置前述構造之穩定器400，防止可獨立轉動的一對行走部200A、200B(車輪)之扭曲，而能夠維持行走時的穩定性。另外，作為穩定器400係採用扭力桿，藉此，不需使用差速齒輪般有重量的機構便能夠藉由簡單且輕量的構造獲得防止扭曲及維持穩定性的效果。

又，於第7圖所示之實施形態中，雖表示將穩定器400設置於搖臂框架的兩個端部間之2部位之例，然而設置穩定器的位置或穩定器的數量不限於該實施形態。

依循以上說明之搖臂轉向架機構的構成，於以下將本實施形態之搖臂轉向架機構的動作參照第8圖進行說明。

第8圖(a-1)至(g-1)，係將以第三車輪330作為前輪而行走的搖臂轉向架機構1上下階差S的狀態，從搖臂轉向架機構1的側面觀察的圖(側視圖)。第8圖(a-2)至(g-2)，係將一對行走部僅一方上下了對應於(a-1)至(g-1)的階差S的狀態，從搖臂轉向架機構1的正面(前側)觀察的圖(正視圖)。

最初，使用第8圖(a-1)至(c-1)，說明搖臂轉向架機構1上了比行走中的行走面G更高的階差S1的情形。

首先，藉由驅動源400使驅動輪320受到驅動，藉此搖臂轉向架機構1朝向圖中箭號所示之前方行走。在搖臂轉向架機構1於平坦面G上行走的狀態下(第8圖(a-1)、 (a-2))，第三車輪(前輪)330、第二車輪(驅動輪)320以及第一車輪(後輪)310之各對，係接觸於平坦面G。在該狀態下，中央框架100及搖臂框架210係保持水平。

如第8圖(b-1)所示，在行走當中若前輪330碰撞階差S1，則藉由驅動輪的推進力，前輪330會上至階差S1。此時，因轉向架框架220係以轉向架軸510作為軸而對於搖臂框架210順時針轉動，故即使前輪330被舉起，驅動輪320亦能夠維持在接觸於平坦面G的狀態。另外，由中央框架100的角度而言，因前輪330與驅動輪320的高低差藉由該轉向架框架220的轉動而受到吸收，故中央框架100的水平性受到保持。

如第8圖(c-1)所示，搖臂轉向架機構1係進一步朝向前方行走，當驅動輪320接著前輪330上至階差S1，則轉向架框架220朝向逆時針轉動，藉此，前輪330及驅動輪320能夠接觸於階差S1。此時，雖於轉向架軸510與後輪310的軸會產生高低差，然而因搖臂框架210以主軸500為軸而對於中央框架100順時針轉動，故即使驅動輪320被舉起，後輪310亦能夠維持接觸於平坦面G的狀態。另外，因轉向架軸510與後輪310的軸之高低差，係藉由搖臂框架210的轉動受到吸收，故在此亦能夠保持中央框架100的水平性。

接著，使用第8圖(d-1)，說明搖臂轉向架機構1應越過的階差S為凸狀，且凸部的寬度相對於前輪 330與驅動輪320之間的間隔較為狹窄的情形進行說明。此時，如藉由第8圖(b-1)所說明般上至階差S1的前輪330，係當驅動輪320上至階差S1(凸部)時，下至位於比凸部更低的平坦面G。此時，藉由逆時針旋轉的轉向架框架220的自如轉動，前輪330能夠不受到驅動輪320的位置上升之影響而設置於平坦面G。另外，即使驅動輪320被舉起，藉由順時針旋轉的搖臂框架210的自如轉動，後輪310亦能夠維持接觸於平坦面G的狀態。於任一狀態中各自產生的車輪之高低差，係藉由轉向架框架220及搖臂框架210的轉動受到吸收，故中央框架100的水平性受到保持。

第8圖(e-1)至第8圖(g-1)，係表示於平坦面G行走當中的搖臂轉向架機構1下至高度比平坦面G更低的階差S2的情形。在該等情形下，與於凸狀的階差S1行走的情形相同，能夠在保持中央框架100的水平性的狀態下降下至或越過階差。

亦即，搖臂轉向架機構1在平坦面G上行走當中，若前輪330從平坦面G接近階差S2，則藉由逆時針旋轉的轉向架框架220的自如轉動，前輪330能夠不浮起地降下至階差S2，而能夠接觸於較低的地面(第8圖(e-1))。

接著，搖臂轉向架機構1係進一步朝向前方行走，驅動輪320接著前輪330降下至階差S2時，藉由順時針旋轉的轉向架框架220的自如轉動，前輪330及驅動輪320能夠不離開地面地下降至階差S2並接觸地面。此時，藉由 逆時針旋轉的搖臂框架210的自如轉動，後輪310亦能夠維持接地於地面G的狀態。(第8圖(f-1))。

另外，如第8圖(g-1)所示，在階差S的間隔比車輪間的寬度更狹窄的凹部行走的情形下，前輪330與驅動輪320所產生的高低差及對應於其之轉向架框架220的轉動，以及驅動輪320與後輪310所產生的高低差及對應於其之搖臂框架210的轉動，係各自與藉由第8圖(b-1)及第8圖(f-1)所說明的情形相同，車輪皆能夠不從地面浮起而維持在接觸地面的狀態作行走。藉此，來自驅動源400的動力能夠效率良好地傳遞至所有的車輪。

於以上之使用第8圖(a-1)至(g-1)的說明中，雖說明行走部200的兩方之車輪上下階差的動作，然而本實施形態之搖臂轉向架機構的左右之行走部200A、200B對於中央框架100基本上為獨立，故即使在僅一方之行走部200的車輪上下階差的情形下，轉向架框架220及搖臂框架210的動作亦與前述之動作相同。然而，在該情形下，係藉由穩定器400保持行走的穩定性。

以下，參照第8圖之右側的圖式(a-2)~(g-2)，針對行走當中的穩定器400的動作進行說明。又，圖中係以右側作為行走部200A，以左側作為行走部200B進行說明。如第8圖(b-1)及(b-2)所示，僅行走部200A的前輪330A上至階差S時，因行走部200A、200B分別獨立動作，故能夠不受阻礙地行走。

接著，如第8圖(c-1)及(c-2)所示，當驅 動輪320A亦上至階差S，則會成為被固定於搖臂框架210A的第一端部211A的保持支架430A相對於左側的行走部200B被舉起的狀態。藉由該保持支架430A的動作，棒狀構件450的一方的端部被朝向上方拉引，伴隨於此，擺動構件420如擺錘般以一定程度傾斜，並且棒狀構件450撓曲，而吸收左右的高低差。藉此，中央框架100，能夠不受左右的高低差影響而保持水平性。另外，棒狀構件450，係藉由其剛性而賦予將驅動輪320A按壓於接地面的力，故能夠防止因驅動輪320A被舉起的力量導致搖臂框架210A的過度旋轉或是左右傾斜導致姿勢不穩定化。

另一方面，如第8圖(e-1)及第8圖(f-1)所示，在行走部200A的前輪330及驅動輪320降至凹部的階差S的情形下，亦會成為被固定於搖臂框架210A的第一端部211A的保持支架430A的位置對於左側的行走部200B的保持支架位置相對下降的狀態，而將棒狀構件450朝向下方拉引。藉此，擺動構件420如擺錘般以一定程度傾斜，並且棒狀構件450朝向下側撓曲，藉此吸收左右的高低差。藉此，中央框架100，能夠不受左右的高低差影響而保持水平性。另外，藉由棒狀構件450，能夠防止搖臂框架210A的過度旋轉或是左右傾斜導致姿勢不穩定化。

以上，根據圖式說明了本實施形態之搖臂轉向架機構，然而本發明之搖臂轉向架機構係以在中央框架的兩側，以搖臂框架軸支由搖臂轉向架機構所成之行走部的構造為特徵，而並不限於前述實施形態，能夠進行將並 非必須之要素作削除或追加，或是構成要素之變形等種種變更。以下，列舉數個變形例。

<第二實施形態>

本實施形態之搖臂轉向架機構，係以第一實施形態之搖臂轉向架機構作為基礎，並進一步設置有用以提高因荷重對於框架施加的扭轉應力之耐性的手段為特徵。其他的構成與第一實施形態相同。以下，係使用第9圖及第10圖，說明本實施形態之搖臂轉向架機構。第9圖係本實施形態之搖臂轉向架機構的俯視圖，第10圖係說明其作用的圖。於本實施形態所參照的圖中，對於與第一實施形態之搖臂轉向架機構相同的要素賦予相同符號，而省略重複之說明。

於本實施形態中，係如第9圖(a)及第10圖(b)所示般，於作為馬達的安裝部之轉向架框架220的框架部227前端，配置穩定器480。於圖示之例中，框架部227的前端係更加彎曲，並利用該構造安裝穩定器480。作為穩定器480，能夠採用與配置在比中央更前方及更後方的穩定器400(450)相同的棒狀構件(張力桿)。又，於圖中雖省略穩定器480的支承構件，然能夠採用與配置於前後的穩定器400相同的構造。

或者，如第9圖(b)所示般，於支承馬達600的轉向架框架220固定補強板490，並以左右的補強板490支承作為棒狀構件的穩定器480。

第一實施形態之搖臂轉向架機構，因搖臂框架及轉向架框架係對於中央框架水平配置，故如第10圖(a)所示，施加在中央框架的荷重會施加於最外側的車輪。特別是施加在位於中央的第二車輪(驅動輪)荷重會最大，故於連接有驅動輪及馬達的框架(搖臂框架之框架部216及轉向架框架之框架部227)會施加有荷重所造成之扭轉應力。因此，安裝於框架部227的馬達之上部會容易倒向內側而使驅動輪320以八字張開。

相對於此，在如本實施形態般於中央配置穩定器480的情形下，係如第10圖(b)所示，當荷重施加於中央框架100，伴隨其位移，穩定器480朝向下方撓曲，而對於支承其兩端的轉向架框架220(框架部227)前端，賦予朝向外側的力。藉此，對抗使馬達倒向內側的力，而能夠防止車輪以八字狀張開。

又，作為提高對於施加在中央框架的荷重所導致之扭轉應力之耐性的機構，取代穩定器，或與穩定器一起，能夠採用使框架本身的徑變粗、增加厚度、追加支撐而補強等手段。

例如，除了第9圖(b)所示之補強板490外，如第11圖所示，在被軸支於中央框架100的部分與各端部211、212之間追加作為拉條(brace)的補強框架或是補強板219等亦可。於該例中，補強板219係被搖臂框架210的搖臂軸承部215及第一轉向架軸承部218所固定，而補強搖臂框架210中最容易承受負荷的部分。進而，將第二轉 向架軸承部225及固定於其兩側的框架部226、227藉由補強板作補強亦可。

依據本實施形態，能夠解決將搖臂框架及轉向架搖臂框架對於中央框架以水平方向安裝所可能產生之構造上的課題，而實現構造堅固的搖臂轉向架機構。

<變更例>

以上，參照圖式說明了本發明之搖臂轉向架機構的實施形態，然而構成搖臂轉向架機構之各框架的形狀為與前述實施形態不同的形狀亦可，亦能夠適當追加用以補強強度的構件。例如，搖臂框架210，雖例示了以具有朝向斜前方及斜後方彎曲的部分之2個框架部216、217所構成的例子，然而亦能夠採用圓弧形的框架，或是對於行走方向垂直地彎曲的框架等。

就轉向架框架220而言，藉由適當變更彎曲方向，能夠改變前輪或驅動輪的間隔。

<行走裝置的實施形態>

本發明之搖臂轉向架機構，係能夠運用於不載人的自走車(機器人)或是載人的電動代步車、輪椅等各種行走裝置，特別是能夠發揮中央框架的水平性受到保持且保持較低的穩定姿勢的機構之特徵，而適合運用於使人乘坐的行走裝置。

於本實施形態中，作為行走裝置之一例，係 舉出在前述搖臂轉向架機構1安裝了人所乘坐的椅子或操作用的把手之電動代步車(電動輪椅)進行說明。於電動輪椅，係具有JIS所制定之規格(全長：1200mm、全寬：700mm、全高：1090mm、跨越階差：40mm)，且搖臂轉向架機構1的尺寸及安裝於其之椅子的尺寸亦係符合該等規格內之尺寸。

從構造上的強度或動作的順暢性的觀點而言，搖臂轉向架機構1的各框架(搖臂框架210及轉向架框架220)，其底面(下端)的位置為驅動輪320的軸(中心)的位置為佳，以自軸的位置至框架厚度左右為容許範圍。若框架的下端比車輪的軸更低，則難以越過比車輪的半徑更高的階差，且下端容易接觸階差。具體而言，標準的步道的高度為200mm，從車道上至步道時的坡道之階差為50mm左右，坡道的中心附近的高度為100mm左右。框架的高度係120mm左右為佳。另一方面，若框架下端的位置比車輪的軸更高，則來自上方的荷重會施加於驅動輪的上側，故會對於框架內側施加扭轉應力。另外，中央框架上的承載物與搖臂框架210或轉向架框架220的間隙變窄，使在越過階差等框架作旋轉時的容許度亦變窄。

將本實施形態之電動代步車之一例顯示於第12圖。如圖示般，在搖臂轉向架機構1的中央框架100之比中央軸承部稍微後方固定有椅子(未圖示)的支柱700，用以在支柱700的上端固定椅子的頂板710，係以能夠將支柱700作為軸旋轉的方式受到固定。另外，於中央框架100 的前側的端部，固定有把手750及其支柱760。在把手750的附近，設置用以操作行走裝置的操作按鈕亦可。作為操作按鈕，例如，能夠為驅動源的開關按鈕、使驅動輪逆向旋轉的後退按鈕、使行走速度能夠變更的按鈕、迴旋按鈕，或是在行走裝置具備燈的情形下為其開燈、關燈按鈕等。另外，在固定有椅子的頂板710，設置能夠改變其高度的上下移動機構亦可，此時，於操作按鈕亦包含頂板710的上下移動機構的操作按鈕。

此時，於將驅動輪320作驅動的驅動源600係具備控制裝置，並對應於該等按鈕操作而控制驅動輪320。例如，當操作後退按鈕，控制裝置使驅動輪逆向旋轉。藉此，行走裝置係朝向行走方向的後方移動。另外，當迴旋按鈕受到操作，則使左右驅動輪之一方正向旋轉，並使另一方以與正向旋轉相同的旋轉量作逆向旋轉。藉此，能夠當場迴旋。

另外，把手750的操作，係能夠透過電訊號或機械性的傳遞機構，傳遞至驅動輪320。使用電訊號時，係藉由檢測把手操作的感測器的輸出，使左右的驅動輪320A、320B的旋轉量變化，而藉此能夠朝向左方向或右方向移動。例如，若將把手750向左旋轉，則相當於該旋轉量的電訊號被送訊至驅動源600的控制裝置，而使右邊的驅動輪的旋轉量相對地增加。

本實施形態之行走裝置，係使用在中央框架的兩側軸支由一對搖臂轉向架機構所成之行走部的構造， 故能夠輕易越過或下至階差且保持姿勢的穩定性。另外，固定有人所乘坐的椅子的中央框架係水平性受到保持，故能夠獲得搖晃少且舒適的乘坐感。

又，雖人所乘坐的座面固定於中央框架為佳，然而具備在中央框架與座面之間設置習知之彈簧等緩衝機構、用以保護座面或確保乘坐感或乘坐時的穩定性之靠背部或靠肘、擱腳台等，亦不在話下。

[產業上之利用可能性]

依據本發明，能夠提供一種能夠在有凹凸的地面行走中確保穩定性及水平性的新穎之搖臂轉向架機構及行走裝置。

100‧‧‧中央框架

210A、210B‧‧‧搖臂框架

215A、215B‧‧‧第一轉向架軸承部

218A‧‧‧搖臂框架側轉向架軸承部

219A‧‧‧板狀構件

220A、220B‧‧‧轉向架框架

225A‧‧‧第二轉向架軸承部

229A‧‧‧角狀構件

310A、310B‧‧‧第一車輪(後輪)

320A、320B‧‧‧第二車輪(驅動輪)

330A、330B‧‧‧第三車輪(前輪)

400‧‧‧穩定器

500‧‧‧主軸

600A、600B‧‧‧驅動源(馬達)

Claims (7)

1. 一種搖臂轉向架機構，係具有：中央框架、對於前述中央框架對稱安裝的一對行走部；前述一對行走部，係分別具備：搖臂框架，係被軸支於前述中央框架；轉向架框架，係被軸支於前述搖臂框架的第一端部；以及第一車輪、第二車輪及第三車輪，係分別在前述搖臂框架的第二端部及前述轉向架框架的2個端部受到軸支；前述一對行走部的各搖臂框架，在各自成一對的第一車輪、第二車輪及第三車輪接觸水平面的狀態下，係具有對於水平面大致平行且在大致水平面內彎曲的形狀，各第一端部間及各第二端部間，係分別具有以對於被軸支於前述中央框架的位置，於水平方向分離的方式彎曲的2個框架部，在前述各第一端部間及前述各第二端部間，分別具備由棒狀構件所成之穩定器。
2. 如請求項1所述之搖臂轉向架機構，其中，前述中央框架，係具備軸支前述棒狀構件的軸支構件，前述一對行走部，係分別具備將前述棒狀構件支承為 滑動自如的支承構件。
3. 如請求項1所述之搖臂轉向架機構，其中，前述第二車輪，係位於行走方向之前述第一車輪與第三車輪之間，前述穩定器，係設置於前述一對行走部之軸支前述第二車輪的前述轉向架框架的框架部之間。
4. 如請求項1所述之搖臂轉向架機構，其中，前述一對行走部的各第二車輪，係彼此獨立的驅動輪，且分別位於前述第一車輪與前述第三車輪之間。
5. 如請求項4所述之搖臂轉向架機構，其中，前述第一車輪及前述第三車輪之至少一方，係朝向全方向旋轉自如的從動輪。
6. 一種行走裝置，係具備本體及台車，其特徵為：作為前述台車，具備請求項1至5中任一項所述之搖臂轉向架機構。
7. 如請求項6所述之行走裝置，其中，前述本體，被固定在前述搖臂轉向架機構的中央框架。

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