CN110709314B - 摇臂转向架机构及行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明的摇臂转向架机构为薄型摇臂转向架机构，其包含有中央框架，以及配置于中央框架的两侧并能独立行走的一对摇臂转向架，各摇臂转向架，具有枢设于中央框架并且基本上沿着水平方向延伸的摇臂框架。利用该摇臂转向架机构作为台车，并于中央框架搭载本体而作为行走装置，兼具有强度及对于阶差的突破性。

Description

摇臂转向架机构及行走装置

技术领域

本发明是关于摇臂转向架机构，特别是关于适合用于载人行走装置上的一种摇臂转向架机构。

背景技术

目前受到广泛使用的四轮电动代步车，在遇到台阶段差时，常因四轮其中一轮悬空无法接触地面，而导致无法移动或翻覆的事故。另外，尚有因无法当场回旋而难以在狭窄的道路变更路线等问题。

另一方面，在机器人等自走车辆的领域中，常采用一种具备有摇臂转向架机构的行走装置(例如专利文献1)用以在有凹凸的不规则地面行走。前述摇臂转向架机构，具有二个互相挠动连结的连杆(摇臂及转向架)，在各个连杆的下端链接有车轮单元。于专利文献1中，记载有一种全方向移动车，其摇臂转向架机构的二个连杆分别为矩形，并在相对的两边安装车轮单元，而以合计六个驱动轮行走。

借助此摇臂转向架机构的构造，在例如，连结于行走方向前方的转向架的车轮爬上段差(凸部)或是落入段差(凹部)的情况下，亦能够通过摇臂及转向架的挠动，使所有的车轮都保持接触地面的状态，进而能够确保行走于台阶段差时的稳定性。

另外，于专利文献2记载一种在驱动轮的前后设置脚轮的轮椅，其将后脚轮固定于椅子部分，并使驱动轮及前脚轮能够对于椅子部分做摆动。通过该构造，使得上下段差或是以驱动轮为中心作回旋等成为可能。

[专利文献1]日本特开2001-253364号公报

[专利文献2]日本特开2000-24043号公报

发明内容

发明概要

发明要解决的课题

如专利文献1所记载般的使用以往的摇臂转向架机构的行走车辆，具有位于其左右方向上的中间位置且本身为能挠动结构的框架(连杆)。这样的构造对于不载人的行走车辆而言问题较少，然而把用以载人的乘座部等固定于框架的情况下，则无法确保乘座部的水平性。亦即，乘坐于乘座部的人在越过台阶段差的时候会受到前后摇晃，其稳定性极差。

另外，就如专利文献2所记载的机构而言，因后脚轮固定于椅子部分，故当后脚轮越过台阶段差或是从台阶段差下降时，其冲击力会直接传递至椅子部分，乘坐感并不舒适，而且难以保持座部的水平性。为了保持行走车辆(轮椅)的乘坐感或水平性，亦能于其中设置缓冲装置，然而在该情况下会使得座面的高度变高，而不适用于高度受到限制的行走车辆。而且高度的增加会损害姿势的稳定性。

本发明，以提供一种兼具强度及对于阶差的突破性的薄型摇臂转向架机构为课题。另外，以提供一种运用此般薄型摇臂转向架机构而能兼顾乘坐性及操作性的新颖的行走装置。

用以解决课题的技术方案

为解决前述课题，本发明的摇臂转向架机构，具有中央框架，并于中央框架的两侧配置一对能独立行走的摇臂转向架。另外，各摇臂转向架，具有能转动地枢设于中央框架，并且基本上沿着水平方向延伸的摇臂框架。

另外，本发明的行走车辆，具备本体及台车，台车具有前述的摇臂转向架机构。本体固定于中央框架。

发明的效果

通过枢设于中央框架两侧的一对摇臂转向架机构的构造，当其中一侧的摇臂转向架机构在越过或上下台阶段差的时候亦能够保持稳定的姿势行走，另外，借助摇臂转向架机构使得越过或上下台阶段差时亦能够保持中央框架本身的水平性。进而，借助构成摇臂转向架机构的摇臂框架为沿着水平方向延伸，故能够抑制整体高度的增加。因此，在运用于载人的行走装置时，能够确保稳定地行走。

本发明的摇臂转向架机构及行走车辆所具备的其他特征及效果，于以下实施形态中进行说明。

附图说明

图1是第一实施形态的摇臂转向架机构的立体图。

图2是图1的摇臂转向架机构的俯视图。

图3是图1的摇臂转向架机构的侧视图。

图4是固定有车轮的摇臂框架的立体图。

图5是转向架框架的分解立体图。

图6(a)、(b)分别为表示车轮的变更例的图。

图7是表示图1的特取部分(稳定器部)的立体图。

图8(a-1)～(g-2)，是说明第一实施形态的摇臂转向架机构的动作的图。

图9(a)是表示第二实施形态的摇臂转向架机构的图，(b)是表示变更例的图。

图10(a)、(b)是说明第二实施形态的摇臂转向架机构的功能的图。

图11是说明第二实施形态的摇臂转向架机构的变更例的图。

图12是表示行走装置的实施形态的图。

符号说明

1：摇臂转向架机构 100：中央框架

115：中央轴承部 200A、200B：行走部

210：摇臂框架 211：第一端部

212：第二端部 213：中间部

215：摇臂轴承部 216：框架部

217：框架部 218：第一转向架轴承部

219：板状构件 220：转向架框架

221：端部 222：端部

225：第二转向架轴承部 226：框架部

227：框架部 229：角状部件

310：第一车轮(后轮) 320：第二车轮(驱动轮)

330：第三车轮(前轮) 335：轴

400、480：稳定器 410：支承构件

420：摆动构件 430：保持支架

440：轴 450：棒状构件

490：补强板 500：主轴

510：轴 600：驱动源(马达)

610：安装部 611：固定块

612：罩块 650：皮带

700：支柱 710：顶板

750：把手 760：支柱

G：平坦面 S、S1、S2：段差

具体实施方式

首先，说明本发明的摇臂转向架机构的实施形态。

第一实施形态

本实施形态的摇臂转向架机构，具有中央框架、以及对称安装于前述中央框架的一对行走部。该一对行走部分别具备有，通过轴杆所支撑固定于中央框架的摇臂框架、被枢设于摇臂框架一端部(第一端部)的转向架框架、分别枢设于摇臂框架的另一端部(第二端部)及转向架框架的两个端部的第一车轮、第二车轮及第三车轮。

一对行走部的各摇臂框架，具有于水平方向延伸的框架部。亦即，各摇臂框架具有两个框架部，该两框架部分别位于第一端部间及第二端部间，且自枢设于前述中央框架的位置于水平方向分离地弯曲。

以下，参照图式具体说明本实施形态的摇臂转向架机构。于以下的说明中，摇臂转向架机构通过驱动轮的正旋转所带动的移动方向称为行走方向或前后方向，与行走方向正交的水平方向称为左右方向。另外，以车轮接触地面的该侧为下，并以其相反侧为上。

如图1及图2所示，本实施形态的摇臂转向架机构1，具有中央框架100、安装于中央框架100左右两侧的一对行走部200A、200B。左右的行走部200A、200B的构造对称于中央框架100的两侧，于以下说明中，在不特别区分两者以及构成两者的各要素的情形下，所使用的标号省略末段的A、B。

中央框架100，由以行走方向为长度方向的部件所构成，并作为本实施形态的摇臂转向架机构1的主结构。大约位于中央框架100的长度方向的中央处，形成有中央轴承部115，于该中央轴承部115固定有用以安装行走部200A、200B的主轴500。

行走部200A、200B，其本身形成了摇臂转向架机构1，并分别具备有枢设于前述主轴500的摇臂框架210、枢设于该摇臂框架210一端部(第一端部)211的转向架框架220、枢设于该摇臂框架210另一端部(第二端部)212及该转向架框架220的两个端部221、222的三个车轮(第一车轮310、第二车轮320及第三车轮330)。亦即，本实施形态的摇臂转向架机构1，由互相对称于中央框架100的一对摇臂转向架机构所构成。行走部200A、200B的各摇臂框架210A、210B因分别枢设于中央框架100，故能够独立枢动。因此，能使行走部仅让其中一方爬上或爬下台阶段差。

另外，各自成一对的第一车轮310、第二车轮320及第三车轮330在接触平坦面(水平面)的状态下，摇臂框架210A及210B呈现与水平面大致平行的状态，也就是说在水平面上呈现约略弯曲的形状。亦即，如图2及图3所示，由摇臂框架210A的第一端部211A、第二端部212A、与被连结于中央框架100的部分(称为中间部)213A连结成的多角形，以及由摇臂框架210B的第一端部211B、第二端部212B、与中间部213B连结成的多角形，与平坦的接地面大致平行。因此，能够实现高度低且具有稳定性的摇臂转向架机构1。

于本实施形态的摇臂转向架机构1中，枢设于转向架框架220的一端，且位于三个车轮中央的第二车轮320为驱动轮，枢设于转向架框架220的第三车轮330及枢设于摇臂框架210的第一车轮310为从动轮，前者为前轮，后者为后轮。为此，在转向架框架220设有驱动源安装部610，其搭载例如马达等，用来驱动作为驱动轮的第二车轮320的驱动源600。

进而，本实施形态的摇臂转向架机构1，在行走部200A与200B之间设置一个至多个稳定器400。该稳定器400，具有稳定相对于中央框架100能够独立枢动的行走部200A及200B的功能。

依循前述摇臂转向架机构的概述，以下配合图式1～6，将对构成本实施形态的摇臂转向架机构1的各部分细节进行说明。

如图1及图2所示，中央框架100以行走方向作为长度方向的长方体状的部件。部件的长度方向的长度，虽未受到限定，然而前轮与后轮的间隔几乎一致。另外，大约位于中央框架100的长度方向的中央处，固定有中央轴承部115，该中央轴承部115为用来枢设摇臂框架210A、210B的主轴500的轴承。另外，于中央框架100的上面，在中央轴承部115与两端之间的两处，固定有用以支撑固定前述稳定器400的支承构件410。针对支承构件410的构造，于后详述。

如图4所示，摇臂框架210作为主要的构成零件，其具备有，摇臂轴承部215、以及分别被固定于摇臂轴承部215的前后方向两侧(前侧及后侧)的框架部216、217。另外，于前侧的框架部216的端部(摇臂框架210的第一端部211)，固定有与后述的转向架框架侧的转向架轴承部相组合的摇臂框架侧的转向架轴承部218。在此，将摇臂框架侧的转向架轴承部218称为第一转向架轴承部，将转向架框架侧的转向架轴承部225称为第二转向架轴承部。并且，在后侧的框架部217的端部(摇臂框架210的第二端部212)设置有用以安装第一车轮310的构造。

行走部200A、200B的各摇臂框架210A、210B，以摇臂轴承部215A、215B夹住中央框架100的中央轴承部115的方式，对称配置于中央框架100，并使主轴500贯穿固定于各轴承部215A、115、215B，因此被枢设于中央框架100。

框架部216、217由圆筒状的部件所构成，并具有二处弯曲的构造。圆筒状的框架部216，沿着其轴心与主轴500正交的方向固定在摇臂轴承部215，并在该固定端部的附近朝向斜前方弯曲，并且在固定于转向架轴承部225的附近朝向前方(与前后方向平行的方向)弯曲。框架部217，同样地，沿着其圆筒部件的轴心与主轴500正交的方向固定在摇臂轴承部215，并在该固定端部的附近朝向斜后方弯曲，并且在安装有第一车轮310的端部附近朝向后方(与前后方向平行的方向)弯曲。框架部217于前后方向的长度，比装设有转向架框架220的框架部216的长度较长，因此，固定于转向架框架220的两端的两个车轮(前轮330、驱动轮320)及安装于框架部217端部的第一车轮310彼此前后方向的间隔大致相同。

通过上述框架部216、217的形状，摇臂框架210上与之连结的第一车轮310及转向架框架220得以如图2所示般，在不增加高度的状况下彼此于水平方向分离地配置。

又，摇臂轴承部215与框架部216、217的固定，以及框架部216与转向架轴承部225的固定，能够使用螺合、螺丝(螺栓)、焊接等习知的固定方式。

用以安装第一车轮310的框架部217的端部的构造，随着作为从动轮的第一车轮310的种类而有所不同，于图所示的实施形态中，显示采用了全方向轮(Omni wheel)构造。亦即，框架部217的端部，由板状构件219构成，该板状构件219上固定有用以支撑固定全方向轮的轴杆(全方向轴335)的全方向板。板状构件219，可以与构成框架部217的圆筒状构件一体形成，亦可为其他形式的板状构件，只要能通过螺合、螺丝锁止、焊接等习知的固定方式与圆筒状构件一体化即可。

转向架框架220如图5所示，作为主要的构成零件，其具备有，转向架轴承部225(第二转向架轴承部)、以及分别被固定于该转向架轴承部225前后方向两侧(前侧及后侧)的框架部226、227。转向架框架220，通过共通贯穿第二转向架轴承部225及第一转向架轴承部218的轴510(参照图1、图2)，能枢动地固定于摇臂框架210。

前侧的框架部226为圆筒状的部件，且于其端部221，设置有用以安装第三车轮(前轮)330的构造。该构造与摇臂框架210的框架部217端部的构造同样地能够对应于所安装的车轮而采取各种构造，此处以用以固定全方向轮的角状部件229所构成。另外，后侧的框架部227，为形成有弯曲部的圆筒状部件，并具有自第二转向架轴承部225，沿着与轴510正交方向延伸的水平部227a以及朝向上方弯曲的弯曲部227b。于弯曲部227b设置有安装部610，该安装部610用来安装作为驱动轮的第二车轮320及其驱动源600。

第二车轮320的旋转轴能直接或经由动力传递机构固定于驱动源600，例如为马达，的转子上。安装部610，只要是能如前述般支撑固定着与驱动源600一体成形的第二车轮320，并且是能固定于框架部227的构造即可，其他并无特别限定，在此采用固定于框架部227的固定块611，以及能拆卸地固定于固定块的罩块612的构造夹住马达的一部分完成固定。又，若驱动源600为马达时，驱动源600连接于未图示的电源，并且具备用以起动或关闭马达的开关等。

于本实施形态中，第一车轮310及第三车轮330，为从动于驱动轮的从动轮，且采用一种能够朝向全方向旋转的全方向轮。全方向轮为一种习知的构造，其具有多个旋转体，该多个旋转体沿着圆盘状车轮的圆周安装，并以圆周方向作为轴而旋转，且该圆盘能为一层或多层的构造。于图所示的例子中，采用两层的圆盘，前述旋转体以交错的方式重叠于各圆盘的圆周上。行走装置通过使用全方向轮，能够获得优异的空间利用性及直线稳定性。然而，从动轮不限于全方向轮，亦能够使用脚轮等。

并且，虽图式中省略了，但是本发明亦能设置以机械方式停止圆盘旋转的刹车或止动件。

又，此处虽指出左右各三个车轮当中仅中央的车轮(第二车轮320)为驱动轮，然而使所有车轮为驱动轮亦可，又或者使中央的车轮搭配前轮或后轮任一者为驱动轮亦可。在前轮不是驱动轮的情形下，台阶段差越接近车轮的半径则越难以越过，若为驱动轮，则即使是接近车轮的半径的台阶段差亦能够轻易越过。使前轮成为驱动轮的方法，能采用动轮脚轮或是图6(a)所示的轮内马达亦可。另外，因前轮330借助转向架框架220而与第二车轮(驱动轮)320配置在同一条线上，故如图6(b)所示般，从驱动轮的马达600以皮带650或链条作连接而成为驱动轮亦可。

接着，参照图7针对稳定器400进行说明。

稳定器400，用以防止分别能够独立运作的左右的行走部200A、200B各框架的扭曲，且确保运作的稳定性的机构，并如图7所示，稳定器400主要由架设在两个行走部200A、200B之间的棒状构件450及支撑固定棒状构件450的机构所构成。于图7所示的实施形态中，稳定器400设置在摇臂框架210A、210B的第一端部211A、211B之间以及第二端部212A、212B之间的两个部位，然而其基本构造相同，以下的说明若非特别定义，则两者为共通。

棒状构件450，以钢材等金属制的棒所形成的构件(扭力杆)，其直径虽视摇臂转向架机构1或是行走车的规模或重量而有所不同，然而其刚性足以应付当左右车轮产生高低差时所发生的挠曲。于棒状构件450的长度方向中央部，固定有块体(摆动构件)420。

棒状构件450的支承机构，由中央框架100侧的支承构件(枢设构件)410、以及摇臂框架210侧的支承构件(430)所构成。

中央框架100侧的支承构件410，由底面、上面，以及连结该等底面与上面的垂直面所构成的剖面为匚字状的构件，且底面以螺栓等固定于中央框架100的上面。固定在棒状构件450的中央部的摆动构件420，通过轴440枢设在前述支承构件410的垂直面的内侧。枢设摆动构件420的轴440的方向正交于垂直面，因此摆动构件420能够在与垂直面平行的面上做旋转。此处通过将摆动构件420的高度(与棒状构件450正交的方向的尺寸)，设计为比支承构件410的上面与底面的间隔稍小的高度，使摆动构件420的转动限制在预定的角度范围，例如±15度。因此使摆动构件420在受到限制的角度范围摆动，能够不对中央框架100造成影响地吸收在左右的车轮产生高低差时的振动。

另一方面，如图7所示，左右的摇臂框架210A、210B的第一端部211及第二端部212上固定有作为棒状构件450的支撑固定部件的保持支架430，棒状构件450能滑动自如地固定于保持支架430上。保持支架430的外形是由二个剖面为L字型的部件上下相反且相对向地组合而成，并于上侧的垂直面形成有贯穿孔，使棒状构件450贯穿且支撑固定于该孔。通过该支撑固定构造，即使当左右的车轮产生高低差而棒状构件450产生挠曲时，亦能够借助棒状构件450的端部朝向图中箭号所示方向偏移，而维持左右的车轮间的宽度。

本实施形态的摇臂转向架机构1如前述般，以夹住中央框架100的方式所配置的一对行走部200A、200B，以能够彼此独立地对于中央框架100转动的方式受到固定。因此，一方的行走部的一部分(或是全部)的车轮上下台阶段差时，有可能会造成框架产生扭曲，或是无法保持车轮的垂直性而使行走姿势变得不稳定。对此，借助设置前述构造的稳定器400，防止能独立转动的一对行走部200A、200B(车轮)的扭曲，维持行走时的稳定性。另外，能采用扭力杆作为稳定器400，就不需使用到差速齿轮那样重量重的机构便能够通过简单且轻量的构造获得防止扭曲及维持稳定性的效果。

又，于图7所示的实施形态中，虽表示将稳定器400设置于摇臂框架210的两个端部间的两部位为例，然而设置稳定器400的位置或稳定器400的数量不限于该实施形态。

依循以上说明的摇臂转向架机构1的构成，以下配合图8，将对本实施形态的摇臂转向架机构1的动作进行说明。

图8(a-1)至(g-1)，从侧面观察摇臂转向架机构1上下段差S的状态图(侧视图)，该摇臂转向架机构1以第三车轮330作为前轮向前行走。图8(a-2)至(g-2)，从正面(前侧)观察摇臂转向架机构1的一对行走部的其中一侧爬上或下降对应于(a-1)至(g-1)的段差S的状态图(正视图)。

起初，配合图8(a-1)至(c-1)，对摇臂转向架机构1于行走时爬上了比平坦面G更高的段差S1的情形进行说明。

首先，驱动源600使驱动轮320受到驱动，因此摇臂转向架机构1朝向图中箭号所示的前方行走。在摇臂转向架机构1于平坦面G上行走的状态下(图8(a-1)、(a-2))，各对第三车轮(前轮)330、第二车轮(驱动轮)320以及第一车轮(后轮)310，接触于平坦面G。在该状态下，中央框架100及摇臂框架210保持水平。

如图8(b-1)所示，在行走当下若前轮330碰到段差S1时，借助驱动轮的推进力，前轮330会爬上段差S1。此时，因转向架框架220以转向架轴510作为轴心对摇臂框架210作顺时针转动，故即使前轮330被举起，驱动轮320亦能够维持接触于平坦面G的状态。另外，由中央框架100的角度而言，因前轮330与驱动轮320的高低差借助该转向架框架220的转动而受到吸收，故能保持中央框架100的水平性。

如图8(c-1)所示，摇臂转向架机构1进一步朝向前方行走，当驱动轮320跟在前轮330之后爬上段差S1时，转向架框架220朝向逆时针转动，因此，前轮330及驱动轮320皆能够接触于段差S1。此时，虽于转向架轴510与后轮310的轴会产生高低差，然而因摇臂框架210以主轴500为轴心而对中央框架100作顺时针转动，故即使驱动轮320被举起，后轮310亦能够维持接触于平坦面G的状态。另外，因转向架轴510与后轮310的轴的高低差，通过摇臂框架210的转动受到吸收，故在此亦能够保持中央框架100的水平性。

接着，配合图8(d-1)，说明摇臂转向架机构1将越过凸状段差S的情形，该凸部的宽度相对窄于前轮330与驱动轮320之间的间隔。此情形下，如图8(b-1)所说明般地爬上了段差S1的前轮330，在驱动轮320爬上了段差S1(凸部)时，将下降至位于比凸部更低的平坦面G。此时，通过转向架框架220自在地逆时针的转动，使前轮330能够不受到驱动轮320位置上升的影响而接触于平坦面G。另外，即使驱动轮320被举起，借助摇臂框架210自在地顺时针的转动，后轮310亦能够维持接触于平坦面G的状态。于任一状态中所产生的车轮高低差，通过转向架框架220及摇臂框架210的转动受到吸收，故能保持中央框架100的水平性。

图8(e-1)至图8(g-1)，说明当摇臂转向架机构1于平坦面G行走时下降至高度比平坦面G更低的阶差S2的情形。在该等情形下，与行走于凸状的段差S1的情形相同，能够在保持中央框架100的水平性的状态中爬下或爬上段差。

亦即，摇臂转向架机构1在平坦面G上行走的当下，若前轮330从平坦面G接近段差S2时，能借助转向架框架220自在地逆时针的转动，使前轮330能够不浮起地从段差S2下降，接触于较低的地面(图8(e-1))。

接着，摇臂转向架机构1进一步朝向前方行走，驱动轮320在前轮330之后从段差S2下降时，借助转向架框架220自在地顺时针的转动，前轮330及驱动轮320能够不离开地面地从段差S2下降并接触地面。此时，通过摇臂框架210自在地逆时针旋转，后轮310亦能够维持接触于平坦面G的状态。(图8(f-1))。

另外，如图8(g-1)所示，行走在段差S的间隔比车轮间的宽度更狭窄的凹部的情形下，转向架框架220对应前轮330与驱动轮320的高低差所发生的转动，以及摇臂框架210对应驱动轮320与后轮310的高低差所发生的转动，各自与图8(b-1)及图8(f-1)所说明的情形相同，车轮皆能够不从地面浮起而维持在接触地面的状态下行走。因此，来自驱动源600的动力能够效率良好地传递至所有的车轮。

上述配合图8(a-1)至(g-1)说明了行走部200两侧的车轮上下台阶段差的动作。本创作的摇臂转向架机构1的左右行走部200A、200B于本实施形态中，对于中央框架100基本上为独立设置的个体，故即使在仅一侧的行走部200的车轮上下台阶段差的情形下，转向架框架220及摇臂框架210的动作亦与前述的动作相同。然而，在此情形下，稳定器400保持行走时的稳定性。

以下，参照图8的右侧的图式(a-2)～(g-2)，针对行走当中的稳定器400的动作进行说明。图中以右侧作为行走部200A，以左侧作为行走部200B进行说明。如图8(b-1)及(b-2)所示，仅行走部200A的前轮330A爬上段差S时，因行走部200A、200B分别独立动作，故能够不受阻碍地行走。

接着，如图8(c-1)及(c-2)所示，当驱动轮320A亦爬上至段差S，被固定于摇臂框架210A的第一端部211A的保持支架430A则会形成对于左侧的行走部200B相对被举起的状态。通过该保持支架430A的动作，棒状构件450单边的端部会被朝向上方拉引，伴随于此，摆动构件420则会如摆锤般地倾斜一定程度，并且棒状构件450会发生挠曲，进而吸收左右的高低差。因此，中央框架100，能够不受左右的高低差影响而保持水平性。另外，棒状构件450，通过其刚性产生了将驱动轮320A下压于接触地面的力，故能够防止驱动轮320A因被举起时产生的冲力导致摇臂框架210A的过度旋转或是左右倾斜导致姿势变得不稳定。

另一方面，如图8(e-1)～图8(f-2)所示，在行走部200A的前轮330及驱动轮320下降至凹部的段差S2的情形下，被固定于摇臂框架210A的第一端部211A的保持支架430A的位置则会形成对于左侧行走部200B的保持支架430B位置相对下降的状态，进而将棒状构件450朝向下方拉引。因此，摆动构件420则会如摆锤般倾斜一定程度，并且棒状构件450会朝向下侧发生挠曲，进而吸收左右的高低差。因此，中央框架100，能够不受左右的高低差影响而保持水平性。另外，通过棒状构件450，能够防止摇臂框架210A的过度旋转或是左右倾斜导致姿势变得不稳定。

以上，根据图式说明了本实施形态的摇臂转向架机构，本发明的摇臂转向架机构把由摇臂转向架机构所构成的行走部，通过摇臂框架枢设在中央框架的两侧的构造为特征，但并不限于前述实施形态，亦能削除或追加非必须的要素，或是变更构成要素的外形等。以下，列举数个变形例。

第二实施形态

本实施形态的摇臂转向架机构，以第一实施形态的摇臂转向架机构作为基础，并进一步设置有用以提高因荷重对于框架施加的扭转应力的耐性的手段为特征。其他的构成与第一实施形态相同。以下，配合图9及图10，说明本实施形态的摇臂转向架机构。图9本实施形态的摇臂转向架机构的俯视图，图10说明其作用的图。于本实施形态所参照的图中，对于与第一实施形态的摇臂转向架机构相同的要素赋予相同符号，而省略重复的说明。

于本实施形态中，如图9(a)及图10(b)所示般，稳定器480配置于作为马达的安装部的转向架框架220的框架部227前端。于图所示的例子中，框架部227的前端更加弯曲，并利用该构造安装稳定器480。稳定器480，能够采用与配置在中央的前方及后方的稳定器400(450)相同的棒状部件(张力杆)。又，于图中虽省略稳定器480的支承构件，然能够采用与配置于前后的稳定器400相同的构造。

或者，如图9(b)所示般，亦能把补强板490固定于支撑固定着马达600的转向架框架220上，以左右的补强板490支撑固定作为棒状部件的稳定器480。

第一实施形态的摇臂转向架机构1，因摇臂框架210及转向架框架220相对于中央框架100水平配置，故如图10(a)所示，施加在中央框架100的荷重会施加于最外侧的车轮。特别是施加在位于中央的第二车轮(驱动轮)320的荷重会最大，故于连接有驱动轮320及马达600的框架(摇臂框架210的框架部216及转向架框架220的框架部227)会产生因荷重所造成的扭转应力。因此，安装于框架部227的马达的上部会容易倒向内侧而使驱动轮320以八字张开。

对此，在本实施形态中，将稳定器480配置于中央框架100的情形下，如图10(b)所示，当荷重施加于中央框架100，伴随其位移，稳定器480朝向下方发生挠曲，对于支撑固定其两端的转向架框架220(框架部227)的前端而言，则产生了朝向外侧的力。通过此配置，能对抗使马达倒向内侧的力，防止车轮以八字状张开。

又，作为提高对于施加在中央框架100的荷重所发生的扭转应力的耐性的机构，能采取置换稳定器480，或把稳定器480与框架本身的直径***、厚度增加、追加支撑补强等手段。

例如，除了图9(b)所示的补强板490外，如图11所示，亦能在枢设于中央框架100的位置与各端部211、212之间追加斜交杆补强框架或是补强板状构件219等。于该例中，补强板状构件219固定于摇臂框架210的摇臂轴承部215以及第一转向架轴承部218，补强了摇臂框架210中最容易承受负荷的部分。更进一步地亦能将借助补强板来补强第二转向架轴承部225及固定于其两侧的框架部226、227。

依据本实施形态，解决了于中央框架100以水平方向安装摇臂框架210及转向架框架220所产生的构造上的课题，进而实现构造坚固的摇臂转向架机构1。

变更例

以上，配合图式说明了本发明的摇臂转向架机构1的实施形态，然而构成摇臂转向架机构1的各框架的形状亦可以与前述实施形态不同，也可以适当追加用以补强强度的构件。例如，实施例中摇臂框架210具备有朝向斜前方及斜后方弯曲的二个框架部216、217，然而亦能够采用圆弧形的框架，或是相对于行走方向垂直地弯曲的框架等。

就转向架框架220而言，通过适当变更弯曲方向，亦能够改变前轮或驱动轮的间隔。

行走装置的实施形态

本发明的摇臂转向架机构1，能够运用于不载人的自走车辆(机器人)或是载人的电动代步车、轮椅等各种行走装置，特别适合运用于使人乘坐的行走装置，使其得以发挥能维持中央框架100的水平性以及保持较低扁的稳定姿势的机构的特征。

于本实施形态中，以作为行走装置为例，对于在前述摇臂转向架机构1安装了人所乘坐的椅子或操作用把手的电动代步车(电动轮椅)进行说明。JIS有制定电动轮椅的相关规格(全长：1200mm、全宽：700mm、全高：1090mm、跨越阶差：40mm)，本摇臂转向架机构1的尺寸以及安装于其上的椅子的尺寸符合该等规格。

从构造上的强度或动作的顺畅性的观点而言，把驱动轮320的轴(中心)设置于摇臂转向架机构1各框架(摇臂框架210及转向架框架220)的底面(下端)的位置为佳，以自轴的位置至框架厚度左右为容许范围。若框架的下端比车轮的轴更低，则难以越过比车轮的半径更高的段差，且下端容易碰触到段差。具体而言，标准的步道的高度为200mm，从车道爬上步道时的坡道的段差为50mm左右，坡道的中心附近的高度为100mm左右。框架的高度120mm左右为佳。另一方面，若框架下端的位置比车轮的轴更高，则来自上方的荷重会施加于驱动轮320的上侧，故会对于框架内侧施加扭转应力。另外，中央框架100上的承载物与摇臂框架210或转向架框架220的间隙会变窄，使得在越过段差的时候框架于旋转中的容许度亦变窄。

将本实施形态的电动代步车的一例显示于图12。如图标般，椅子(未图示)的支柱700固定在摇臂转向架机构1的中央框架100的中央轴承部115稍微后方的地方，用来把椅子固定在支柱700上端的顶板710，能旋转的固定在作为轴旋转的支柱700上。另外，于中央框架100的前侧的端部，固定有把手750及其支柱760。在把手750的附近亦能设置用以操作行走装置的操作按钮。操作按钮可以是，例如，驱动源的开关按钮、使驱动轮逆向转动的后退按钮、变更行走速度的按钮、回旋按钮，或是在行走装置具备灯具的情形下为其开灯、关灯按钮等。另外，亦能在固定有椅子的顶板710，设置能够改变其高度的上下移动机构，此时，操作按钮亦包含顶板710的上下移动机构的操作按钮。

于此情况下，驱动驱动轮320的驱动源600具备有控制装置，并通过操作该等按钮来控制驱动轮320。例如，当操作后退按钮时，控制装置将使驱动轮逆向转动。因此，行走装置即朝向行走方向的后方移动。另外，当操作回旋按钮时，则使左右驱动轮的一方作正向转动，另一方以与正向转动相同的转动量作逆向转动。因此，能够当场回旋。

另外，把手750的操作，能够通过电讯号或机械性的传递机构，传递至驱动轮320。使用电讯号的情况下，通过检测把手操作的传感器的输出，使左右的驱动轮320A、320B的转动量产生变化，因此能够朝向左方向或右方向移动。例如，若将把手750向左转动，使得对应于该转动量所产生的电讯号被发送至驱动源600的控制装置，从而使右边的驱动轮的转动量相对地增加。

本实施形态的行走装置，利用由一对枢设在中央框架两侧的摇臂转向架机构所构成的行走部的构造，够轻易爬越或降下台阶段差同时保持姿势的稳定性。另外，固定有人所乘坐的椅子的中央框架保持有两好的水平性，故能使摇晃减少并获得舒适的乘坐感。

又，虽人所乘坐的座面固定于中央框架为佳，亦能在中央框架与座面之间设置习知的弹簧等缓冲机构、用以保护座面或确保乘坐感或乘坐时的稳定性的靠背部或靠肘、搁脚台等则不加以赘述。

产业上利用的可能性

通过本发明，提供一种能够在凹凸不平的地面行走时确保其稳定性及水平性的新型摇臂转向架机构及行走装置。

Claims (8)

1.一种摇臂转向架机构，包含：

中央框架、以及对称安装于前述中央框架的一对行走部；

前述一对行走部，分别具备：

摇臂框架，其枢设于前述中央框架，且摇臂框架呈现与水平面平行的状态；

转向架框架，其枢设于前述摇臂框架的第一端部；以及

第一车轮、第二车轮及第三车轮，分别枢设在前述摇臂框架的第二端部及前述转向架框架的二个端部；

前述一对行走部的各摇臂框架分别具有二个框架部，该两框架部分别位于第一端部间及第二端部间，且自行走部枢设于前述中央框架的地方于水平方向分离地弯曲；在前述一对行走部之间，具备由棒状构件所形成的稳定器。

2.根据权利要求1所述的摇臂转向架机构，前述中央框架，具备枢设前述棒状构件的枢设构件，前述一对行走部，分别具备能滑动自如地支撑固定前述棒状构件的支承构件。

3.根据权利要求1所述的摇臂转向架机构，前述第二车轮，位于沿着行走方向上的前述第一车轮与第三车轮之间，前述稳定器，设置于前述一对行走部的枢设前述第二车轮的前述转向架框架的框架部之间。

4.根据权利要求1所述的摇臂转向架机构，前述一对行走部的各第二车轮，彼此独立的驱动轮，且分别位于前述第一车轮与前述第三车轮之间。

5.根据权利要求4所述的摇臂转向架机构，前述第一车轮及前述第三车轮的至少一方，朝向全方向旋转自如的从动轮。

6.一种行走装置，具备本体及台车，前述台车，具备权利要求1至5项中任一项所述的摇臂转向架机构。

7.根据权利要求6所述的行走装置，前述本体，被固定在前述摇臂转向架机构的中央框架。

8.一种行走装置，具备多个摇臂转向架机构，该摇臂转向架机构，具有：摇臂框架；被枢设于前述摇臂框架一端部的转向架框架；以及分别被枢设于前述摇臂框架的另一端部及前述转向架框架的二个端部的第一车轮、第二车轮及第三车轮；其特征为：在与行走方向正交的横方向的中央具有中央框架，并在该中央框架的横方向两侧，分别枢设有前述摇臂转向架机构的前述摇臂框架；各摇臂框架呈现与水平面平行的状态，且具有两个框架部，该两框架部自枢设于所述中央框架的位置于水平方向分离地弯曲。

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