WO2015186412A1 - 移動体 - Google Patents

移動体 Download PDF

Info

Publication number
WO2015186412A1
WO2015186412A1 PCT/JP2015/059308 JP2015059308W WO2015186412A1 WO 2015186412 A1 WO2015186412 A1 WO 2015186412A1 JP 2015059308 W JP2015059308 W JP 2015059308W WO 2015186412 A1 WO2015186412 A1 WO 2015186412A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
motor
wheel
moving body
wheels
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/059308
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
近藤靖浩
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2015186412A1 publication Critical patent/WO2015186412A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B3/00—Hand carts having more than one axis carrying transport wheels; Steering devices therefor; Equipment therefor
    • B62B3/02—Hand carts having more than one axis carrying transport wheels; Steering devices therefor; Equipment therefor involving parts being adjustable, collapsible, attachable, detachable or convertible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00—Accessories or details specially adapted for hand carts

Definitions

  • the present invention relates to a moving body including a plurality of wheels including a free wheel.
  • a carriage has been used as a moving body including a plurality of wheels including a free wheel.
  • Some carts use a free wheel as a front wheel or a rear wheel in order to improve turning performance in the yaw direction.
  • a wheel that does not have a ground contact point on the extension line of the turning shaft in the yaw direction and the wheel can rotate around the turning shaft is referred to as a universal wheel.
  • those that do not turn in the yaw direction are called fixed wheels.
  • Patent Document 1 describes a cart in which the front wheels are universal wheels and the pair of rear wheels are fixed wheels.
  • the cart described in Patent Document 1 keeps the riding section horizontal using two sets of link mechanisms in order to improve the comfort of the user.
  • an object of the present invention is to provide a moving body with improved turning performance regardless of the slope of the road surface.
  • the movable body of the present invention has a swivel shaft that rotates in the yaw direction, and is arranged in a free wheel that is rotatable around the swivel shaft, and a back direction that is opposite to the traveling direction from the free wheel.
  • a movable body including a pair of fixed wheels, and an angle adjustment mechanism that rotates the pivot shaft in a roll direction and holds the universal wheel in a vertical direction.
  • the moving body is, for example, a carriage that is pushed and moved by the user, a wheelbarrow, or a wheelchair on which the user rides.
  • the universal wheel operates following the movement of the swivel axis due to its structure. For example, when the swing axis is tilted in the roll direction, the universal wheel is pulled so that the swing axis is pulled toward the lower side of the slope by gravity, so that the ground contact point is turned higher. Accordingly, the moving body advances in the direction in which the turning axis is inclined.
  • the moving body of the present invention maintains the grounding point on the extension line of the turning shaft as viewed from the traveling direction by preventing the turning shaft from being inclined in the roll direction by the angle adjusting mechanism (holding in the vertical direction). Thereby, the mobile body of the present invention prevents the free wheel from turning so that the lower slope is the traveling direction against the user's intention. Therefore, the mobile body of the present invention can turn as intended by the user regardless of the slope.
  • the angle adjustment mechanism includes a drive unit that rotates the turning shaft with a driving force, and detects an inclination angle of the turning axis in the roll direction and the inclination angle detected by the angle sensor. And a control unit that controls driving of the driving unit.
  • a steering drive unit that rotates the turning shaft in the yaw direction may be further provided.
  • an electric system and a hydraulic system can be used as the steering drive unit. If the rotation of the swivel axis in the yaw direction can be controlled, it can be kept straight, but the movable body does not turn freely even if it is located on the slope, so the steering drive unit Requires less force.
  • the universal wheel may include two or more wheels, and a plurality of the angle adjusting mechanisms may be provided for each of the universal wheels.
  • the movable body does not have to include a plurality of angle adjustment mechanisms for each of the free wheels.
  • the angle adjustment mechanism rolls each swivel axis via a parallel link that connects the swivel axes of each free wheel with a link. It may be rotated in the direction and each universal wheel may be held in the vertical direction.
  • the angle adjustment mechanism prevents the turning shaft from tilting in the roll direction, so that the free wheel turns so that the lower slope becomes the traveling direction. It can be turned as intended by the user.
  • FIG. (A) is a side view of the trolley
  • (B) is a front view of the said trolley
  • (C) is a top view of the said trolley
  • FIG. (A) is a front view of the carriage at the timing of entering the slope
  • (B) is a front view of the carriage after the timing of entering the slope.
  • (A) is a front view of the trolley
  • (B) is a top view of the said trolley
  • (A) is a front view of the carriage at the timing of entering the slope
  • (B) is a front view of the carriage after the timing of entering the slope. It is a side view of the electric wheelchair which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1A is a side view of the carriage 100
  • FIG. 1B is a front view of the carriage 100
  • FIG. 1C is a top view of the carriage 100
  • FIG. 2 is a block diagram showing a part of the configuration of the carriage 100.
  • bogie 100 along the depth direction is made into a front view
  • bogie 100 along the direction opposite to a depth direction is demonstrated as a rear view below.
  • the carriage 100 is movable in the depth direction and the opposite direction.
  • the carriage 100 includes a front wheel 1, a pair of rear wheels 2, a mounting base 5, and a gripping portion 6, as shown in FIGS. 1 (A), 1 (B), and 1 (C).
  • the mounting table 5 has a mounting surface parallel to the depth direction and the width direction. Luggage is mounted on the mounting surface.
  • the grip 6 is fixed to the mounting table 5 at the lower end. The user moves the carriage 100 in the front direction and the back direction by applying force while holding the grip portion 6.
  • the pair of rear wheels 2 are held via the clamping portions 4 in the vicinity of the end portions of the mounting base 5 in the depth direction.
  • Each clamping part 4 pivotally supports each rear wheel 2 with an axis parallel to the width direction.
  • Each rear wheel 2 is a fixed wheel that does not turn in the yaw direction.
  • the rear wheel 2 is not limited to two wheels, and there may be three or more wheels. If all the wheels including the rear wheel 2 are freewheels, all the wheels move around the turning axis so that all the wheels move in the direction of the valley of the slope due to the influence of gravity on the entire carriage 100 on the slope. It turns. Therefore, the rear wheel 2 needs to be a fixed wheel.
  • the front wheel 1 is arranged on the side opposite to the depth direction of the mounting base 5.
  • the front wheel 1 is a free wheel. That is, as shown in FIG. 1 (A), the front wheel 1 is located in the depth direction from the point (trailing point) where the actual contact point intersects the road surface of the extension line of the turning shaft 3, and the turning shaft 1 It is freely rotatable around 3 axes. As shown in FIG. 1A, the turning shaft 3 is inclined from the vertically upward direction to the depth direction.
  • the front wheel 1 may be a free wheel that can rotate around the axis of the turning shaft 3, and the actual grounding point is in the direction opposite to the depth direction from the point of the extension line of the turning shaft 3 that intersects the road surface. It does not matter if it is located.
  • the front wheel 1 is held below the revolving shaft 3 via a clamping part 30 as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B).
  • the clamping unit 30 pivotally supports the front wheel 1 with an axis parallel to the width direction.
  • the turning shaft 3 includes a first shaft 31, a second shaft 32, and a third shaft 33.
  • the first shaft 31, the second shaft 32, and the third shaft 33 are arranged in order in the height direction.
  • the first shaft 31 is connected to the clamping unit 30.
  • the carriage 100 includes a motor 13 for turning in the yaw direction. As shown in FIG. 1C, the motor 13 rotates the third shaft 33 around the axis, thereby rotating the turning shaft 3 around the axis and turning the front wheel 1 in the yaw direction. However, the cart 100 does not need to include the motor 13 in order to turn the front wheel 1 in the yaw direction. When the cart 100 does not include the motor 13, the user rotates the front wheel 1 in the yaw direction by turning or pulling the cart 100 to turn the cart 100 in the yaw direction. The motor 13 is driven and controlled based on the operation input received from the user, the detection result of the rotation sensor 17 that is provided, for example, in the grip 6 and detects the rotation of the carriage 100 in the yaw direction. .
  • the cart 100 includes a motor 11 for rotating the turning shaft 3 in the roll direction (the direction indicated by the white arrow in FIG. 1B).
  • the motor 11 is disposed on the mounting base 5 so that the direction of the rotating shaft 12 is parallel to the depth direction.
  • the motor 11 is a DC motor, for example, and can be rotated forward and backward depending on the polarity of a given drive signal.
  • the motor 11 is not limited to a DC motor, and may be a three-phase AC motor as long as it can rotate forward and reverse.
  • the rotary shaft 12 is fixed to the second shaft 32. Accordingly, the second shaft 32 can be rotated in the roll direction by the rotation of the motor 11. As a result, as shown in FIG. 1B, the entire turning shaft 3 can be rotated in the roll direction.
  • the carriage 100 includes an inclination angle sensor 14 in order to detect the inclination angle of the turning shaft 3 in the roll direction.
  • the tilt angle sensor 14 is disposed at a connection portion between the sandwiching portion 30 and the first shaft 31.
  • the inclination angle sensor 14 only needs to detect the inclination angle of the turning shaft 3 in the roll direction, and may be disposed at any position of the sandwiching portion 30 and the turning shaft 3, for example.
  • the tilt angle sensor 14 is mounted in such a manner that the tilt angle with respect to the vertical upward direction is 0 ° or substantially 0 ° when the turning shaft 3 is parallel to the vertical upward direction when the cart 100 is viewed from the front. Has been adjusted.
  • the tilt angle sensor 14 detects the tilt angle of the roll direction with respect to the vertical upward direction, and outputs a signal indicating the tilt angle.
  • the motor 11, the motor 13, and the tilt angle sensor 14 are connected to the BUS as shown in FIG.
  • a CPU 15 and a ROM 16 are also connected to this BUS. By being connected in this way, the CPU 15 can read the signal from the tilt angle sensor 14 and control the motor 11. Further, the CPU 15 can read the signal from the rotation sensor 17 and control the motor 13.
  • the CPU 15 reads the program stored in the ROM 16 and develops it in a RAM (not shown) to execute the read program.
  • the CPU 15 performs angle adjustment processing by executing this program.
  • the CPU 15 and the ROM 16 are not shown in FIGS. 1A and 1B, but are mounted on the mounting base 5 of the cart 5, for example.
  • a universal wheel is a wheel in which the point that intersects the road surface (trailing point) of the extension line of the swing axis and the actual grounding point are misaligned, and the wheel can freely rotate around the swing axis. It is what is. As a result, the free wheel turns following the movement of the turning axis.
  • the cart 100 performs an angle adjustment process and maintains the turning shaft 3 in the vertical direction even when entering the slope, thereby preventing the front wheel 1 that is a free wheel from turning freely. . More specifically, the cart 100 detects the tilt angle ⁇ of the revolving shaft 3 in the roll direction with the tilt angle sensor 14. Then, the carriage 100 drives the motor 11 so that the detected inclination angle ⁇ is 0 °, thereby rotating the turning shaft 3 in the direction opposite to the inclined direction, thereby tilting the turning shaft 3 in the roll direction. By offsetting, the axial direction of the turning shaft 3 in the front view is maintained in the vertically upward direction. In other words, the carriage 100 cancels the amount of movement of the turning shaft 3 due to the inclination angle of the slope with the amount of rotation by the motor 11, and prevents the turning shaft 3 from moving due to the inclination angle of the slope.
  • FIG. 3A is a front view of the carriage at the timing of entering the slope
  • FIG. 3B is a front view of the carriage after the timing of entering the slope.
  • FIGS. 3A and 3B show a slope inclined in the width direction of the carriage 100.
  • the tilt angle sensor 14 outputs a signal indicating the tilt angle ⁇ to the CPU 15 when the carriage 100 enters a road surface that becomes a downhill at an angle ⁇ in the width direction.
  • T k ⁇ ⁇ That is, the time T is obtained by multiplying the predetermined coefficient k and the inclination angle ⁇ .
  • the CPU 15 determines the polarity of the drive signal to be given to the motor 11 based on whether the inclination angle ⁇ is positive or negative. For example, the CPU 15 reversely rotates the motor 11 when the inclination angle ⁇ is a positive value. However, the inclination angle ⁇ assumes a positive value when the turning shaft 3 rotates clockwise from the vertically upward direction in the front view of FIG. 3A, and the clockwise rotation is assumed to be the normal rotation of the motor 11. To do.
  • the turning shaft 3 rotates around the second shaft 32 in the roll direction (the direction indicated by the white arrow in FIG. 3A).
  • the axial direction of the turning shaft 3 is parallel to the vertically upward direction.
  • the cart 100 maintains the axial direction of the turning shaft 3 in the front view in the vertically upward direction by offsetting the inclination of the turning shaft 3 in the width direction due to the inclination of the slope by the rotation by the motor 11. . Therefore, the front wheel 1 which is a free wheel can follow the movement of the turning shaft 3 toward the lower slope and does not turn against the user's intention, thereby improving the turning performance.
  • the cart 100 Since the front wheel 1 does not turn against the user's intention, the cart 100 has little force to turn as intended by the user even if it is located on the slope inclined in the width direction. That's it. Therefore, the carriage 100 can be turned by the smaller motor 13 even if it is located on the slope inclined in the width direction.
  • the front wheel 1 only needs to be rotatable around the turning shaft 3, and may be turned according to the direction of the force in which the user pushes or pulls the carriage 100 via the grip portion 6.
  • FIGS. 4 (A) and 4 (B) a cart 100A according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).
  • 4A is a front view of the cart 100A
  • FIG. 4B is a top view of the cart 100A.
  • the cart 100A has a point in which the turning shaft 3A includes only the first shaft 31, a point including two sets of the front wheel 1, which is a free wheel, the sandwiching portion 30, and the first shaft 31, and each first shaft 31 has a parallel link 20.
  • the motor 24 is maintained parallel to each other and the motor 24 maintains the axial direction of each turning shaft 3 ⁇ / b> A in front view vertically through the parallel link 20.
  • a description of the same configuration as the cart 100 is omitted.
  • the parallel link 20 includes a pair of first links 21 that are parallel to each other, and a second link 22A and a second link 22B that are parallel to each other.
  • the second link 22A is located above the second link 22B.
  • Each first link 21 is connected to each first shaft 31 such that the link direction is parallel to the axial direction of each first shaft 31.
  • the motor 24 is arranged on the upper surface of the mounting base 5 so that the rotating shaft 24A is parallel to the depth direction.
  • a pinion gear 25 is fixed to the rotary shaft 24A.
  • the pinion gear 25 and the rack gear 23 arranged on the upper surface of the second link 22A constitute a rack and pinion mechanism.
  • the rack-and-pinion mechanism is not limited to the upper surface of the second link 22A, and may be configured by engaging the pinion gear 25 and the rack gear 23 on the lower surface of the second link 22A.
  • the tilt angle sensor 14 is disposed on the turning shaft 3A in the direction opposite to the width direction. However, the inclination angle sensor 14 may be disposed on the turning shaft 3 ⁇ / b> A in the width direction, or may be disposed on any one of the first links 21.
  • FIG. 5A is a front view of the carriage 100A at the timing of entering the slope
  • FIG. 5B is a front view of the carriage 100A after the timing of entering the slope.
  • FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B) show a slope inclined in the width direction of the carriage 100A.
  • the carriage 100A cancels the inclination angle of each turning shaft 3A due to the inclination angle of the slope with the amount of rotation by the motor 24, and prevents each turning axis 3A from moving due to the inclination of the slope, so that each front wheel 1 is a free wheel. Prevents turning against the user's intention.
  • the inclination angle sensor 14 is a signal indicating the inclination angle ⁇ when the carriage 100A enters a road surface that is downhill at an inclination angle ⁇ in the width direction. Is output to the CPU 15.
  • the CPU 15 gives a drive signal to the motor 24 at a time corresponding to the inclination angle ⁇ .
  • the CPU 15 determines the polarity of the drive signal applied to the motor 24 based on the sign of the inclination angle ⁇ .
  • the CPU 15 causes the motor 24 to rotate forward because the inclination angle ⁇ is a positive value.
  • the inclination angle ⁇ assumes a positive value when each turning shaft 3A rotates clockwise from the vertically upward direction, and the clockwise rotation is the forward rotation of the motor 24.
  • each first link 21 rotates in the roll direction (the direction indicated by the white arrow in FIG. 5A) when the second link 22A moves in the direction opposite to the width direction, as shown in FIG. 5B.
  • the link direction is parallel to the vertically upward direction.
  • each turning shaft 3A is also parallel to the vertically upward direction.
  • Each front wheel 1 is also parallel to a vertical plane passing through the depth direction with the rotation of each turning shaft 3A.
  • the cart 100A may include two sets of the motor 11 and the second shaft 32 according to the first embodiment instead of the parallel link 20, and each of the pivot shafts 3A may be rotated independently.
  • the cart 100A since the cart 100A includes the parallel link 20, only one drive unit (motor 24) is required, and thus the configuration is simple.
  • the cart 100A need not include the motor 24 and the rack and pinion mechanism.
  • the cart 100A does not include the motor 24 and the rack and pinion mechanism, for example, the user operates the parallel link 20 via a lever or the like. In this case, an electrical configuration for making the pair of front wheels 1 parallel to each other along the vertical direction becomes unnecessary.
  • the cart 100A may include three or more front wheels 1 that are parallel to each other by parallel links.
  • FIG. 6 is a side view of the electric wheelchair 100B according to the third embodiment.
  • the electric wheelchair 100B moves electrically while the user 900 is sitting on the seat 5B.
  • the rear wheel 2B is rotated around an axis parallel to the width direction by the driving force of the motor 26.
  • a pair of front wheels 1B which are universal wheels, are provided and are respectively held below the turning shaft 3B.
  • Each swivel shaft 3B rotates in the roll direction while maintaining a parallel relationship by converting the rotational movement by the motor 24 into parallel movement in the width direction by the rack and pinion mechanism (rack gear 23 and pinion gear 25). To do. Thereby, the electric wheelchair 100B can offset the inclination of the turning shaft 3B due to the inclination of the slope by the rotation in the roll direction, and can prevent the user from turning freely against the intention of the user.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

　台車（１００）は、旋回軸（３）のロール方向の傾斜角θを傾斜角センサ（１４）で検出する。そして、台車（１００）は、検出した傾斜角θを０°とするようにモータ（１１）を駆動することで旋回軸（３）を傾斜した方向と逆方向に回転させることにより、旋回軸（３）のロール方向の傾斜を相殺して、正面視における旋回軸（３）の軸方向を鉛直上方向に維持する。

Description

移動体
　本発明は、自在輪を含む車輪を複数備えた移動体に関する。
　従来より、自在輪を含む車輪を複数備えた移動体として、例えば、台車が用いられてきた。台車の中には、ヨー方向への旋回性をよくするために、前輪又は後輪に自在輪を用いているものがある。ただし、本願では、ヨー方向の旋回軸の延長線上に車輪の接地点が存在せず、かつ車輪が旋回軸周りに回転自在であるものを自在輪と称す。これに対し、ヨー方向に旋回しないものを固定輪と称す。
　例えば、特許文献１には、前輪が自在輪であり、１対の後輪が固定輪である台車が記載されている。特許文献１に記載の台車は、利用者の快適性向上のために、２組のリンク機構を用いて搭乗部を水平に保っている。
特開２０１０－３５９６６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の台車は、例えば進行方向に対して横方向に傾いた斜面を進行する場合、重力の影響により斜面の低い方が進行方向となるように自在輪が勝手に旋回してしまい、斜面の低い方に移動してしまう。
　そこで、本発明の目的は、路面の傾斜によらず、旋回性を向上させた移動体を提供することにある。
　本発明の移動体は、ヨー方向に回転する旋回軸を有し、かつ前記旋回軸周りに回転自在である自在輪と、前記自在輪より進行方向とは反対方向である背面方向に配置される１対の固定輪と、を備えた移動体であって、前記旋回軸をロール方向に回転させ、前記自在輪を鉛直方向に保持させる角度調整機構を備える。
　移動体とは、例えば利用者が押して移動させる台車、若しくは手押し車、又は利用者が乗る車椅子である。
　自在輪は、その構造により、旋回軸の移動に追従して動作する。例えば、自在輪は、旋回軸がロール方向に傾くと、旋回軸が重力によって斜面の低い方に引かれるため、接地点が斜面の高い方になるように旋回する。従って、移動体は、旋回軸が傾いた方向に向かって進む。
　本発明の移動体は、角度調整機構によって旋回軸をロール方向に傾かないようにする（鉛直方向に保持）ことにより、進行方向から視て接地点を旋回軸の延長線上に維持する。これにより、本発明の移動体は、利用者の意図に反して斜面の低い方が進行方向となるように自在輪が旋回してしまうことを防止する。従って、本発明の移動体は、斜面によらず、利用者の意図通りに旋回することができる。
　また、前記角度調整機構は、駆動力で前記旋回軸を回転させる駆動部を備え、前記旋回軸のロール方向の傾斜角度を検出する角度センサと、前記角度センサが検出した傾斜角度に基づいて前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を備えてもよい。
　この構成では、移動体が自在輪の旋回軸をロール方向に傾かないようにするため、利用者は、自在輪の旋回軸をロール方向に傾かないように維持する操作をしなくてもよい。
　また、前記旋回軸をヨー方向に回転させるステアリング駆動部をさらに備えてもよい。
　ステアリング駆動部として、例えば、電動方式及び油圧方式を用いることができる。旋回軸のヨー方向の回転を制御可能な場合、直進に保持することが可能だが、移動体は、斜面に位置していても自在輪が勝手に旋回してしまうことがないため、ステアリング駆動部が必要とする力がより小さくて済むようになる。
　また、前記自在輪は、２輪以上からなり、前記角度調整機構は、前記自在輪毎に複数備えられてもよい。
　これにより、移動体は、より多くの自在輪を正面側に備えるため、正面側の姿勢がより安定するようになる。
　ただし、移動体は、自在輪毎に角度調整機構を複数備えなくてもよく、例えば、前記角度調整機構は、各自在輪の旋回軸をリンクで連結する平行リンクを介して各旋回軸をロール方向に回転させ、各自在輪を鉛直方向に保持させてもよい。
　平行リンクを用いることにより、１つの角度調整機構により各自在輪を鉛直方向に保持させることを実現することができる。
　この発明の移動体は、斜面に位置していても、角度調整機構によって旋回軸がロール方向に傾かないようにすることにより、斜面の低い方が進行方向となるように自在輪が旋回してしまうことがなく、利用者の意図通りに旋回することができる。
（Ａ）は、実施形態１に係る台車の側面図であり、（Ｂ）は、当該台車の正面図であり、（Ｃ）は、当該台車の上面図である。 実施形態１に係る台車の構成の一部を示すブロック図である。 （Ａ）は、斜面に突入したタイミングにおける台車の正面図であり、（Ｂ）は、斜面に突入したタイミング後における台車の正面図である。 （Ａ）は、実施形態２に係る台車の正面図であり、（Ｂ）は、当該台車の上面図である。 （Ａ）は、斜面に突入したタイミングにおける台車の正面図であり、（Ｂ）は、斜面に突入したタイミング後における台車の正面図である。 実施形態３に係る電動車椅子の側面図である。
　実施形態１に係る台車１００について図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）、及び図２を用いて説明する。図１（Ａ）は、台車１００の側面図であり、図１（Ｂ）は、台車１００の正面図である。図１（Ｃ）は、台車１００の上面図である。図２は、台車１００の構成の一部を示すブロック図である。なお、図１（Ａ）において、奥行方向に沿って台車１００を視た図を正面図とし、奥行方向と反対方向に沿って台車１００を視た図を背面図として、以下、説明する。また、台車１００は、奥行方向及びその反対方向に移動自在である。
　台車１００は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）に示すように、前輪１、１対の後輪２、搭載台５、及び把持部６を備えている。
　搭載台５は、奥行方向及び幅方向に平行な搭載面を備えている。搭載面には、荷物が搭載される。把持部６は、下端で搭載台５に固定される。利用者は、把持部６を把持したまま力を与えることにより、台車１００を正面方向及び背面方向に移動させる。
　１対の後輪２は、それぞれ搭載台５の奥行方向の端部付近において挟持部４を介して保持されている。各挟持部４は、幅方向に平行な軸で各後輪２を軸支している。各後輪２は、ヨー方向に旋回しない固定輪である。ただし、後輪２は、２輪に限らず、３輪以上存在してもよい。仮に、後輪２も含め、全ての車輪が自在輪であった場合は、斜面において台車１００全体にかかる重力の影響により、全ての車輪が斜面の谷方向に向かって進むように旋回軸周りに旋回してしまう。よって、後輪２は固定輪であることが必要である。
　前輪１は、搭載台５の奥行方向と反対方向側に配置されている。前輪１は、自在輪である。すなわち、前輪１は、図１（Ａ）に示すように、実際の接地点が、旋回軸３の延長線のうち路面に交差する点（トレールポイント）よりも奥行方向に位置し、かつ旋回軸３の軸周りに回転自在である。旋回軸３は、図１（Ａ）に示すように、鉛直上方向から奥行方向に傾斜している。ただし、前輪１は、旋回軸３の軸周りに回転自在な自在輪であればよく、実際の接地点が、旋回軸３の延長線のうち路面に交差する点よりも奥行方向と反対方向に位置していても構わない。
　前輪１は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、挟持部３０を介して旋回軸３の下方に保持されている。挟持部３０は、幅方向に平行な軸で前輪１を軸支している。
　旋回軸３は、第１軸３１、第２軸３２、及び第３軸３３からなる。第１軸３１、第２軸３２、及び第３軸３３は、高さ方向に向かって順に並んでいる。第１軸３１は、挟持部３０に接続されている。
　台車１００は、ヨー方向に旋回するために、モータ１３を備えている。モータ１３は、図１（Ｃ）に示すように、第３軸３３を軸周りに回転させることにより、旋回軸３を軸周りに回転させて前輪１をヨー方向に旋回させる。ただし、台車１００は、前輪１をヨー方向に旋回するためにモータ１３を備える必要はない。利用者は、台車１００がモータ１３を備えない場合、台車１００を押す又は引く力の向きを変えることによって、前輪１をヨー方向に回転させて台車１００をヨー方向に旋回させる。なお、モータ１３は、利用者から受け付けた操作入力、及び、例えば把持部６に設けられ、かつ台車１００のヨー方向の回転を検出する回転センサ１７の検出結果、等に基づいて駆動制御される。
　台車１００は、旋回軸３をロール方向（図１（Ｂ）の白抜き矢印に示す方向）に回転させるためにモータ１１を備えている。モータ１１は、回転軸１２の方向が奥行方向と平行になるように搭載台５の上に配置されている。モータ１１は、例えばＤＣモータであり、与えられる駆動信号の極性によって、正転及び逆転可能である。ただし、モータ１１は、ＤＣモータに限らず、正転及び逆転可能であれば、三相ＡＣモータであってもよい。
　回転軸１２は、第２軸３２を軸止している。これにより、第２軸３２は、モータ１１の回転によって、ロール方向に回転可能となる。これにより、旋回軸３は、図１（Ｂ）に示すように、全体がロール方向に回転可能となる。
　台車１００は、旋回軸３のロール方向の傾斜角を検出するために、傾斜角センサ１４を備えている。傾斜角センサ１４は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）に示すように、挟持部３０と第１軸３１との接続部に配置されている。ただし、傾斜角センサ１４は、旋回軸３のロール方向の傾斜角を検出すればよく、例えば、挟持部３０及び旋回軸３のいずれの位置に配置されてもよい。
　傾斜角センサ１４は、台車１００を正面視して、旋回軸３が鉛直上方向に平行となる場合に、鉛直上方向に対する傾斜角が０°または実質的に０°となるように、取り付け角度が調整されている。傾斜角センサ１４は、鉛直上方向に対するロール方向の傾斜角を検出し、傾斜角を示す信号を出力する。
　モータ１１、モータ１３、及び傾斜角センサ１４は、図２に示すように、ＢＵＳに接続されている。このＢＵＳには、ＣＰＵ１５、及びＲＯＭ１６も接続されている。このように接続されていることによって、ＣＰＵ１５は傾斜角センサ１４からの信号を読み取ってモータ１１を制御することができる。また、ＣＰＵ１５は回転センサ１７からの信号を読み取ってモータ１３を制御することができる。
　ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されたプログラムを読み出して、ＲＡＭ（不図示）に展開することにより、読み出したプログラムを実行する。ＣＰＵ１５は、このプログラムを実行することにより、角度調整処理を行う。ＣＰＵ１５およびＲＯＭ１６は図１（Ａ）、図１（Ｂ）には図示されていないが、例えば台車５の搭載台５上に搭載されている。
　ここで、自在輪の動作について説明する。上述のように、自在輪とは、旋回軸の延長線のうち路面に交差する点（トレールポイント）と、実際の接地点とがズレている車輪であり、かつ車輪が旋回軸周りに回転自在であるものである。これにより、自在輪は、旋回軸の移動に追従して旋回する。
　旋回軸は、台車が幅方向に傾斜した斜面に突入すると、斜面の傾きによって幅方向に傾斜する。すなわち、旋回軸は、重力によって幅方向に斜面の低い方に引かれる。すると、自在輪の接地点は、斜面の高い方に位置するように旋回する。これにより、台車は、直進させるという利用者の意図に反して斜面の低い方に進むことがある。
　そこで、本実施形態に係る台車１００は、角度調整処理を実行し、斜面に突入しても旋回軸３を鉛直方向に維持することにより、自在輪である前輪１が勝手に旋回することを防ぐ。より具体的には、台車１００は、旋回軸３のロール方向の傾斜角θを傾斜角センサ１４で検出する。そして、台車１００は、検出した傾斜角θを０°とするようにモータ１１を駆動することで旋回軸３を傾斜した方向と逆方向に回転させることにより、旋回軸３のロール方向の傾斜を相殺して、正面視における旋回軸３の軸方向を鉛直上方向に維持する。換言すれば、台車１００は、斜面の傾斜角による旋回軸３の移動量をモータ１１による回転量で相殺して、斜面の傾斜角によって旋回軸３が移動することを防ぐ。
　台車１００の角度調整処理について、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）は、斜面に突入したタイミングにおける台車の正面図であり、図３（Ｂ）は、斜面に突入したタイミング後における台車の正面図である。ただし、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、台車１００の幅方向に傾斜した斜面を示している。
　図３（Ａ）の正面図に示すように、傾斜角センサ１４は、台車１００が幅方向に角度θで下り坂となる路面に突入すると、傾斜角θを示す信号をＣＰＵ１５に出力する。
　そして、ＣＰＵ１５は、以下の式よって求められる時間Ｔで駆動信号をモータ１１に与える。
　Ｔ　＝　ｋ　×　θ
　すなわち、時間Ｔは、所定係数ｋと傾斜角θとを乗じたものである。
　ＣＰＵ１５は、傾斜角θの正負によって、モータ１１に与える駆動信号の極性を決定する。例えば、ＣＰＵ１５は、傾斜角θが正の値の場合、モータ１１を逆転させる。ただし、傾斜角θは、図３（Ａ）の正面図において、旋回軸３が鉛直上方向から時計回りに回転すると、正の値を取るものとし、時計回りの回転をモータ１１の正転とする。
　すると、旋回軸３は、第２軸３２を中心にロール方向（図３（Ａ）の白抜き矢印に示す方向）に回転する。その結果、旋回軸３は、図３（Ｂ）の正面図に示すように、軸方向が鉛直上方向に平行となる。
　本実施形態に係る台車１００は、斜面の傾斜による旋回軸３の幅方向への傾斜を、モータ１１による回転で相殺することにより、正面視における旋回軸３の軸方向を鉛直上方向に維持する。従って、自在輪である前輪１は、斜面の低い方への旋回軸３の移動に追従して、利用者の意図に反して旋回してしまうことがなく、旋回性を向上することができる。
　台車１００は、前輪１が利用者の意図に反して旋回してしまうことがないため、幅方向に傾斜する斜面に位置していても、利用者の意図通りに旋回するための力が少なくて済む。従って、台車１００は、幅方向に傾斜する斜面に位置しても、より小型のモータ１３で旋回することができる。
　ただし、本実施形態において、モータ１３を備えることは必須ではない。前輪１は、旋回軸３周りに回転自在であればよく、利用者が把持部６を介して台車１００を押す又は引く力の向きによって旋回すればよい。
　また、本実施形態において、モータ１１を備えることは必須ではない。
　次に、実施形態２に係る台車１００Ａについて図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、台車１００Ａの正面図であり、図４（Ｂ）は、台車１００Ａの上面図である。
　台車１００Ａは、旋回軸３Ａが第１軸３１のみからなる点、自在輪である前輪１、挟持部３０、及び第１軸３１の組を２組備える点、各第１軸３１が平行リンク２０によって互いに平行に維持される点、並びにモータ２４が平行リンク２０を介して各旋回軸３Ａの正面視の軸方向を鉛直上方向に維持する点において台車１００と相違する。台車１００と重複する構成の説明は省略する。
　平行リンク２０は、互いに平行な１対の第１リンク２１、並びに互いに平行な第２リンク２２Ａ及び第２リンク２２Ｂからなる。第２リンク２２Ａは、第２リンク２２Ｂより上方に位置している。
　各第１リンク２１は、リンク方向が各第１軸３１の軸方向と平行になるように、各第１軸３１に連結されている。
　搭載台５の上面には、回転軸２４Ａが奥行方向に平行となるように、モータ２４が配置されている。回転軸２４Ａには、ピニオンギア２５が軸止されている。このピニオンギア２５と、第２リンク２２Ａの上面に配置されるラックギア２３とで、ラックアンドピニオン機構が構成されている。これにより、回転軸２４Ａのロール方向の回転運動は、このラックアンドピニオン機構によって、第２リンク２２Ａの幅方向の平行移動に変換される。ただし、このラックアンドピニオン機構は、第２リンク２２Ａの上面に限らず、第２リンク２２Ａの下面でピニオンギア２５とラックギア２３とが係合することにより構成されてもよい。
　傾斜角センサ１４は、幅方向と反対方向の旋回軸３Ａに配置されている。ただし、傾斜角センサ１４は、幅方向の旋回軸３Ａに配置されてもよいし、いずれかの第１リンク２１に配置されてもよい。
　台車１００Ａの角度調整処理について図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ａ）は、斜面に突入したタイミングにおける台車１００Ａの正面図であり、図５（Ｂ）は、斜面に突入したタイミング後における台車１００Ａの正面図である。ただし、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、台車１００Ａの幅方向に傾斜した斜面を示している。
　台車１００Ａは、斜面の傾斜角による各旋回軸３Ａの傾斜角をモータ２４による回転量で相殺して、斜面の傾斜によって各旋回軸３Ａが移動することを防いで、自在輪である各前輪１が利用者の意図に反して旋回してしまうことを防ぐ。
　より具体的には、図５（Ａ）の正面図に示すように、傾斜角センサ１４は、台車１００Ａが幅方向に傾斜角θで下り坂となる路面に突入すると、傾斜角θを示す信号をＣＰＵ１５に出力する。
　そして、ＣＰＵ１５は、傾斜角θに応じた時間で駆動信号をモータ２４に与える。ＣＰＵ１５は、傾斜角θの正負によって、モータ２４に与える駆動信号の極性を決定する。
　図５（Ａ）に示す例において、ＣＰＵ１５は、傾斜角θが正の値であるため、モータ２４を正転させる。ただし、傾斜角θは、図５（Ａ）の正面図において、各旋回軸３Ａが鉛直上方向から時計回りに回転すると、正の値を取るものとし、時計回りの回転をモータ２４の正転とする。
　すると、ラックギア２３が上面に配置された第２リンク２２Ａは、幅方向と反対方向に移動する。各第１リンク２１は、第２リンク２２Ａが幅方向と反対方向に移動すると、ロール方向（図５（Ａ）の白抜き矢印に示す方向）に回転し、図５（Ｂ）に示すように、リンク方向が鉛直上方向に平行になる。各旋回軸３Ａも、図５（Ｂ）に示すように、鉛直上方向に平行になる。各前輪１も、各旋回軸３Ａの回転に伴って奥行方向を通る鉛直面に平行となる。これにより、台車１００Ａは、幅方向に傾斜する斜面に位置しても、利用者の意図に反して旋回してしまうことを防ぐことができる。
　なお、台車１００Ａは、平行リンク２０の代わりに、実施形態１に係るモータ１１及び第２軸３２の組を２組備えて、各旋回軸３Ａをそれぞれ独立に回転させる態様であっても構わない。ただし、台車１００Ａは、平行リンク２０を備えることにより、駆動部（モータ２４）が１つのみで済むため、構成が簡素である。
　また、台車１００Ａは、モータ２４及びラックアンドピニオン機構を備える必要はない。台車１００Ａは、モータ２４及びラックアンドピニオン機構を備えない場合、例えば、レバー等を介して利用者が平行リンク２０を操作する。この場合、１対の前輪１を互いに鉛直方向に沿って平行にするための電気的構成が不要となる。
　また、台車１００Ａは、平行リンクによって互いに平行となる３輪以上の前輪１を備えてもよい。
　次に、図６は、実施形態３にかかる電動車椅子１００Ｂの側面図である。電動車椅子１００Ｂは、シート５Ｂに利用者９００が座ったままの状態で、電動で移動するものである。
　電動車椅子１００Ｂは、後輪２Ｂがモータ２６の駆動力によって幅方向に平行な軸周りに回転する。自在輪である前輪１Ｂは、１対備えられ、それぞれ旋回軸３Ｂの下方に保持されている。
　各旋回軸３Ｂは、モータ２４による回転運動がラックアンドピニオン機構（ラックギア２３及びピニオンギア２５）で幅方向の平行移動に変換されることにより、互いに平行な関係を維持しつつ、ロール方向に回転する。これにより、電動車椅子１００Ｂは、斜面の傾斜による旋回軸３Ｂの傾斜を、このロール方向の回転で相殺し、利用者の意図に反して勝手に旋回してしまうことを防ぐことができる。
１，１Ｂ…前輪
２，２Ｂ…後輪
３，３Ｂ…旋回軸
４…挟持部
５…搭載台
１１…モータ
１２…回転軸
１３…モータ
１４…傾斜角センサ
１５…ＣＰＵ
１６…ＲＯＭ
２０…平行リンク
２１…第１リンク
２２Ａ，２２Ｂ…第２リンク
２３…ラックギア
２４…モータ
２４Ａ…回転軸
２５…ピニオンギア
２６…モータ
３０…挟持部
３１…軸
３１…第１軸
３２…第２軸
３３…第３軸
１００…台車
１００Ａ…台車
１００Ｂ…電動車椅子

Claims (5)

  1. 　ヨー方向に回転する旋回軸を有し、かつ前記旋回軸周りに回転自在である自在輪と、
    　前記自在輪より進行方向とは反対方向である背面方向に配置される１対の固定輪と、
    　を備えた移動体であって、
    　前記旋回軸をロール方向に回転させ、前記自在輪を鉛直方向に保持させる角度調整機構を備える、
    　移動体。
  2. 　前記角度調整機構は、駆動力で前記旋回軸を回転させる駆動部を備え、
    　前記旋回軸のロール方向の傾斜角度を検出する角度センサと、
    　前記角度センサが検出した傾斜角度に基づいて前記駆動部の駆動を制御する制御部と、
    　を備える、
    　請求項１に記載の移動体。
  3. 　前記旋回軸をヨー方向に回転させるステアリング駆動部をさらに備える、
    　請求項１又は請求項２に記載の移動体。
  4. 　前記自在輪は、２輪以上からなり、
    　前記角度調整機構は、前記自在輪毎に複数備えられる、
    　請求項１乃至３のいずれかに記載の移動体。
  5. 　前記自在輪は、２輪以上からなり、
    　前記角度調整機構は、各自在輪の旋回軸をリンクで連結する平行リンクを介して各旋回軸をロール方向に回転させ、各自在輪を鉛直方向に保持させる、
    　請求項１乃至３のいずれかに記載の移動体。
PCT/JP2015/059308 2014-06-02 2015-03-26 移動体 WO2015186412A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-113747 2014-06-02
JP2014113747 2014-06-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015186412A1 true WO2015186412A1 (ja) 2015-12-10

Family

ID=54766493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/059308 WO2015186412A1 (ja) 2014-06-02 2015-03-26 移動体

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015186412A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113247071A (zh) * 2020-01-28 2021-08-13 Lg电子株式会社 运输车及该运输车的操作方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61130223U (ja) * 1984-10-12 1986-08-14
JPH08308028A (ja) * 1995-05-10 1996-11-22 Shinko Electric Co Ltd 電動式運搬車
JPH11363A (ja) * 1997-06-10 1999-01-06 Maruishi Jitensha Kk 車椅子
JPH11206817A (ja) * 1998-01-27 1999-08-03 Mitsuboshi Belting Ltd 車椅子用キャスタ
JP2009226070A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Suzuki Motor Corp 電動車椅子
JP2010035966A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp 小型車両
JP2013009849A (ja) * 2011-05-31 2013-01-17 Imasen Electric Ind Co Ltd 車椅子に備える姿勢制御機構

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61130223U (ja) * 1984-10-12 1986-08-14
JPH08308028A (ja) * 1995-05-10 1996-11-22 Shinko Electric Co Ltd 電動式運搬車
JPH11363A (ja) * 1997-06-10 1999-01-06 Maruishi Jitensha Kk 車椅子
JPH11206817A (ja) * 1998-01-27 1999-08-03 Mitsuboshi Belting Ltd 車椅子用キャスタ
JP2009226070A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Suzuki Motor Corp 電動車椅子
JP2010035966A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp 小型車両
JP2013009849A (ja) * 2011-05-31 2013-01-17 Imasen Electric Ind Co Ltd 車椅子に備える姿勢制御機構

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113247071A (zh) * 2020-01-28 2021-08-13 Lg电子株式会社 运输车及该运输车的操作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6651015B2 (ja) 無人搬送車の牽引装置およびこれを備える無人搬送車
EP3251930B1 (en) Electric-powered vehicle
JP6123906B2 (ja) 手押し車
JP6164300B2 (ja) 手押し車
JP6970456B2 (ja) 車輪付物体を移動させるための搬送台
JP2011148330A (ja) 電動台車
JP6548735B2 (ja) 電動アシスト車椅子および電動アシスト車椅子の制御方法
JP2008001273A (ja) 走行台車の操向装置
JP5127219B2 (ja) 搬送車両の車輪装置
JP6155066B2 (ja) 台車の駆動アシストユニット
WO2015186412A1 (ja) 移動体
TWI749117B (zh) 具有兩個前轉向輪及具有可變轉向傳動比之駕駛手把的機車
KR102299340B1 (ko) 주행 모드 변경이 가능한 소형 모빌리티
JP2014104191A (ja) 足漕ぎ式車椅子
JP2009012510A (ja) 台車
JP6337376B2 (ja) 操作装置及び移動体
JP2010241280A (ja) 同軸二輪車
JP6467175B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP5751130B2 (ja) 移乗装置及び移乗装置制御方法
JP6494489B2 (ja) 電動車椅子
JP2011162036A (ja) 電動補助力付小型車両
JP2015009601A (ja) 手押し運搬車
JP2011063182A (ja) 倒立振子型移動体
JP2017178186A (ja) 車両
JP2010111285A (ja) 車両ステアリング制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15803909

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15803909

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1