DE19821020A1 - Vehicle, especially electronic wheelchair - Google Patents

Abstract

The vehicle (10) has a frame (11) with a rotating part (20) at the front of the vehicle, which is secured to rotate about a vertical rotational axis vertical to the ground (50). First and second wheels are positioned on the rotating part, in rolling contact with the ground. A first motor (31) turns the first wheel (21). A second member turns the second wheel. A control device regulates the speed of the two motors.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rollstuhlartiges Fahrzeug, insbesondere einen Elektrorollstuhl, mit einem neuartigen Lenk- bzw. Steuerungsmechanismus.The present invention relates to a wheelchair-like Vehicle, in particular an electric wheelchair, with a innovative steering and control mechanism.

Es sind zumindest zwei Arten von herkömmlichen Lenk­ verfahren bekannt, welche bei Elektrorollstühlen verwendet wurden. Eine erste Lenkungsart weist einen fahrradartigen Lenkstangenmechanismus auf, bei dem die Bewegung eines mit Radlagerungen verbundenen Lenkers und die Drehung der Lenkstange eine Drehung der Räder um eine im allgemeinen senkrechte Lenkachse in einer entsprechenden Weise ver­ ursacht, um den Rollstuhl zu lenken. Bei einer anderen Len­ kungsart dreht sich eine Lauf- bzw. Schwenkrolle frei in Reaktion auf gesteuerte Ausgleichsbewegungen von linken und rechten Hinterrädern.There are at least two types of conventional steering known process used in electric wheelchairs were. A first type of steering has a bicycle-like one Handlebar mechanism on which the movement of a Wheel bearings connected handlebar and the rotation of the Handlebar a rotation of the wheels around a generally ver vertical steering axis in a corresponding manner caused to steer the wheelchair. Another len type of rotation, a roller or swivel roller rotates freely Reaction to controlled compensatory movements from the left and right rear wheels.

Ein Beispiel der letztgenannten Art eines Elektrorollstuhls ist schematisch in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, ist ein Vorderrad eines Rollstuhls 90 eine Schwenkrolle 91 und der Rollstuhl kann sich vorwärts und rückwärts bewegen und ändert seine Bewegungsrichtung durch Regelung bzw. Steuerung von zwei Motoren 93, welche Hinterräder 92 antreiben. Die Schwenkrolle 91 dreht sich und schwenkt frei um eine Drehachse 91a in Richtung der in Fig. 7 gezeigten Pfeile.An example of the latter type of electric wheelchair is shown schematically in FIGS. 6 and 7. As shown in FIGS. 6 and 7, a front wheel of a wheelchair 90 is a castor 91, and the wheelchair can move forward and backward and change its direction of movement by regulating two motors 93 which drive rear wheels 92 . The caster 91 rotates and pivots freely about an axis of rotation 91 a in the direction of the arrows shown in FIG. 7.

Wenn beim oben erläuterten Rollstuhl 90 unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten für die linken und rechten Hinter­ räder vorgegeben werden, um die Bewegungsrichtung zu än­ dern, vergeht einige Zeit, bis die Schwenkrolle 91 folgt. If, in the wheelchair explained above, 90 different rotational speeds are specified for the left and right rear wheels in order to change the direction of movement, it takes some time until the swivel roller 91 follows.

Daher ist die tatsächliche Bewegung des Rollstuhls 90 in einem gewissen Ausmaß verzögert, wenn eine Person lenkt.Therefore, the actual movement of the wheelchair 90 is delayed to some extent when a person is steering.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein rollstuhl­ artiges Fahrzeug mit einer verbesserten Lenksteuerung zu schaffen, welches keinen herkömmlichen Lenkstangenmechanis­ mus verwendet, der nicht von allen Personen beherrscht wer­ den kann, welche ein derartiges Fahrzeug verwenden könnten.It is an object of the present invention to provide a wheelchair like vehicle with improved steering control create, which does not have a conventional handlebar mechanism mus that is not mastered by everyone who could use such a vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved through the features of Main claim solved. Advantageous further developments are Subject of the subclaims.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein mit Rädern versehenes Fahrzeug, welches entlang einer im wesentlichen horizontalen Grundebene bzw. Untergrunds be­ wegbar ist, einen Fahrzeugrahmen bzw. eine Fahrzeug­ karosserie und einen drehbaren Teil bzw. Körper auf, der in einem vorderen Bereich des Fahrzeugrahmens angeordnet ist. Der drehbare Teil ist am Fahrzeugrahmen für eine generell freie Rotation um eine generell vertikale Drehachse, die im wesentlichen senkrecht zum Untergrund ist, befestigt. Es sind erste und zweite Räder vorgesehen, welche drehbar am drehbaren Teil gelagert sind. Die ersten und zweiten Räder sind derart gestaltet, daß sie mit dem Untergrund in Rollkontakt stehen. Ein erster Motor ist im drehbaren Teil angeordnet, um das erste Rad anzutreiben und ein zweiter Motor ist im drehbaren Teil angeordnet, um das zweite Rad anzutreiben. Weiter ist eine am Fahrzeugrahmen angeordnete Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung mit den ersten und zweiten Motoren verbunden. Die Steuerungs- bzw. Regelungs­ vorrichtung steuert bzw. regelt die Drehgeschwindigkeiten jedes der ersten und zweiten Motoren derart, daß die Steuerung bzw. Regelung der Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Motoren die Bewegungsrichtung des Fahrzeugrahmens bestimmt.According to one aspect of the present invention, a Wheeled vehicle, which along an in essential horizontal ground plane or subsurface is movable, a vehicle frame or a vehicle body and a rotatable part or body on which in a front region of the vehicle frame is arranged. The rotatable part is on the vehicle frame for a general free rotation around a generally vertical axis of rotation, which in the is essentially perpendicular to the ground. It first and second wheels are provided, which are rotatable on rotatable part are stored. The first and second wheels are designed so that they are in with the underground Roll contact stand. A first motor is in the rotatable part arranged to drive the first wheel and a second Motor is arranged in the rotatable part around the second wheel to drive. Next is one arranged on the vehicle frame Control device with the first and second motors connected. The control system device controls or regulates the rotational speeds each of the first and second motors such that the Control or regulation of the rotational speeds of the  first and second motors the direction of movement of the Vehicle frame determined.

Vorzugsweise weist der drehbare Teil weiter eine erste Bremse zur Regulierung der Drehgeschwindigkeit des ersten Rades und eine zweite Bremse zur Regulierung der Drehge­ schwindigkeit des zweiten Rades auf.The rotatable part preferably also has a first one Brake to regulate the speed of rotation of the first Wheel and a second brake to regulate the rotation speed of the second wheel.

In einer günstigen Ausgestaltung sind Hinterräder am Fahr­ zeugrahmen angeordnet, welche sich bezüglich des Fahr­ zeugrahmens frei drehen. Vorteilhaft treibt ein dritter Motor die Hinterräder an.In a favorable embodiment, rear wheels are driving arranged witness frame, which are related to the driving rotate the frame freely. A third is advantageous Motor the rear wheels.

Vorzugsweise sind Kugelübertragungsvorrichtungen (ball transfer mechanisms) an einem hinteren Bereich des Fahr­ zeugrahmens frei beweglich befestigt.Ball transfer devices (ball transfer mechanisms) at a rear area of the drive the frame can be moved freely.

Zur Erfassung der Winkelposition des drehbaren Teils be­ züglich des Fahrzeugrahmens ist vorteilhaft ein Sensor am Fahrzeugrahmen angeordnet, wobei der Sensor mit der Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung verbunden ist.To detect the angular position of the rotatable part a sensor on the vehicle frame is advantageous Vehicle frame arranged, the sensor with the Control device is connected.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Rollen bzw. die Drehung der ersten und zweiten Räder unabhängig voneinander ausgeführt und gesteuert, um das einzige Mittel zur Lenkung des Fahrzeugs bereitzustellen. Der Mechanismus ist einfach und leicht zu steuern bzw. zu regeln und kann durch jede Person benutzt werden, die in der Lage ist, einen Schalter oder einen Knopf zu berühren. Beim Aufbau der vorliegenden Erfindung ist die Stärke bzw. Kraft der bedienenden Person kein Problem. Weiter ist es möglich, die zum Lenk­ mechanismus gehörenden ersten und zweiten Räder direkt anzusprechen bzw. zu betreiben und dementsprechend ist das Ansprechverhalten der Lenkung im Vergleich mit dem Stand der Technik verbessert.According to the present invention, the rolling or Rotation of the first and second wheels independently executed and controlled to be the only means of steering to provide the vehicle. The mechanism is simple and easy to control and regulate and can be used by anyone Person who is able to use a switch or touch a button. When building the present Invention is the strength or power of the operator no problem. It is also possible to use the steering mechanism belonging to the first and second wheels directly to address or operate and accordingly it is  Responsiveness of the steering in comparison with the state technology improved.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeich­ nung ist:The following are exemplary embodiments of the present Invention described with reference to the drawing. In the drawing is:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rollstuhls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung; Figure 1 is a side view of a wheelchair according to a first embodiment of the present inven tion.

Fig. 2 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Vorder­ ansicht, wobei der Teilquerschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 ausgeführt ist; Fig. 2 is a partially cross-sectional front view, the partial cross section along the line II-II of Fig. 1 is executed;

Fig. 3 eine Ansicht von unten des in den Fig. 1 und 2 dar­ gestellten Rollstuhls, die einen Teil eines Lenk­ mechanismus in einer ersten Position zeigt; Fig. 3 is a bottom view of the wheelchair shown in Figures 1 and 2, showing part of a steering mechanism in a first position.

Fig. 4 eine andere Ansicht von unten, ähnlich zu Fig. 3, die den Lenkmechanismus in einer zweiten Position zeigt; Figure 4 is another bottom view, similar to Figure 3, showing the steering mechanism in a second position;

Fig. 5 eine seitliche Querschnittansicht einer Kugelüber­ tragungsvorrichtung, welche gemäß einem alternati­ ven Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Lenkmechanismus der vorliegenden Erfindung ver­ wendet werden kann; Fig. 5 tragungsvorrichtung a side cross sectional view of a ball over which can be aimed in accordance with an alternatively ven embodiment of the present invention in the steering mechanism of the present invention ver;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Rollstuhls gemäß dem Stand der Technik, welcher einen herkömmlichen Lenkmecha­ nismus verwendet; Fig. 6 is a side view of a wheelchair according to the prior art, which uses a conventional Lenkmecha mechanism;

Fig. 7 eine Ansicht von unten des in Fig. 6 dargestellten Rollstuhls gemäß dem Stand der Technik; FIG. 7 is a bottom view of the wheelchair shown in FIG. 6 according to the prior art;

Fig. 8 ein schematisches Diagramm, welches die Verbindung zwischen einer Steuervorrichtung und verschiedenen Bauteilen des in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels darstellt. Fig. 8 is a schematic diagram showing the connection between a control device and various components of the embodiment shown in Figs. 1, 2, 3 and 4.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Elektrorollstuhl 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung. Der Rollstuhl 10 weist einen ersten Fahrzeugaufbau bzw. Fahrzeugrahmen 11, einen Sitz 12, Hinterräder (drehbare Körper) 13, einen Lenk-Antriebsmechanismus (Lenkmechanismus) 14 und eine Bedienungsvorrichtung bzw. ein Bedienfeld 15 auf. Ein Fahrer sitzt auf einem Sitz 12, welcher am Fahrzeugrahmen 11 befestigt ist. Eine Batterie 17 ist im Raum unterhalb des Sitzes 12 angeordnet. Ein Trittbrett 18 ist an beiden Seitenabschnitten des Fahrzeugrahmens 11 befestigt, wodurch das Aufsteigen bzw. Ansteigen vom Rollstuhl 10 vereinfacht wird. Die Hinterräder 13 sind drehbar am Fahrzeugrahmen 11 mittels eines hinteren Radlagers 41 gelagert, welches am hinteren Abschnitt sowie am Grundabschnitt des Fahrzeugrahmens 11 befestigt ist, so daß sie auf dem Untergrund 50 rollen. Der Lenk-Antriebsmechanismus 14 ist ein Mechanismus, um sowohl eine Drehantriebsleistung als auch eine Lenkung für den Rollstuhl 10 bereitzustellen. Der Lenk-Antriebsmechanismus 14 besteht im wesentlichen aus einem Hauptaufbau bzw. Hauptteil 20, ersten und zweiten Rädern 21 und 22, ersten und zweiten Motoren 31 und 32 und ersten und zweiten Getrieben 33 und 34. Figs. 1 and 2 show a power wheelchair 10 according dung to a first embodiment of the present OF INVENTION. The wheelchair 10 has a first vehicle body or vehicle frame 11 , a seat 12 , rear wheels (rotatable bodies) 13 , a steering drive mechanism (steering mechanism) 14 and an operating device or control panel 15 . A driver sits on a seat 12 which is attached to the vehicle frame 11 . A battery 17 is arranged in the room below the seat 12 . A footboard 18 is attached to both side sections of the vehicle frame 11 , which makes it easier to get on or off the wheelchair 10 . The rear wheels 13 are rotatably mounted on the vehicle frame 11 by means of a rear wheel bearing 41 which is fastened to the rear section and to the base section of the vehicle frame 11 so that they roll on the ground 50 . The steering drive mechanism 14 is a mechanism to provide both rotational drive power and steering for the wheelchair 10 . The steering drive mechanism 14 consists essentially of a main structure or main part 20 , first and second wheels 21 and 22 , first and second motors 31 and 32 and first and second transmissions 33 and 34 .

Der Hauptteil 20 weist einen oberen Abschnitt 20a und einen unteren Abschnitt 20b auf. Der Hauptteil 20 ist derart am Fahrzeugrahmen 11 angebracht, daß er um eine Drehachse 0-0 senkrecht zum Untergrund 50 drehbar ist, indem der obere Abschnitt 20a mittels Lagern 43 und 44 am Fahrzeugrahmen 11 angebracht ist. Der obere Abschnitt 20a weist eine zylinderförmige Form auf und der untere Abschnitt 20b weist eine kanal- bzw. rinnenförmige Form oder eine umgekehrte U-Form auf und umfaßt einen Plattenabschnitt 20c parallel zum Untergrund 50 sowie Plattenabschnitte 20d, welche sich von beiden Seitenenden des Plattenabschnitts 20c nach unten erstrecken. Ein Sensor 30 zur Erfassung des Lenkwinkels ist benachbart zum oberen Abschnitt 20a innerhalb des Fahr­ zeugrahmens 11 angeordnet, um einen Drehwinkel des Haupt­ teils 20 bezüglich des Fahrzeugrahmens 11 zu erfassen.The main part 20 has an upper section 20 a and a lower section 20 b. The main part 20 is attached to the vehicle frame 11 in such a way that it can be rotated about an axis of rotation 0-0 perpendicular to the base 50 by the upper section 20 a being attached to the vehicle frame 11 by means of bearings 43 and 44 . The upper section 20 a has a cylindrical shape and the lower section 20 b has a channel or channel shape or an inverted U-shape and comprises a plate section 20 c parallel to the substrate 50 and plate sections 20 d, which are different from both Side ends of the plate portion 20 c extend downward. A sensor 30 for detecting the steering angle is adjacent to the upper section 20 a disposed inside the on-vehicle frame 11, relative to detect a rotation angle of the main body 20 of the vehicle frame. 11

Die ersten und zweiten Räder 21 und 22 sind drehbar an den Plattenabschnitten 20d des unteren Abschnitts 20b des Hauptteils 20 gelagert und können auf dem Untergrund 50 rollen. Die ersten und zweiten Räder 21 und 22 sind jeweils an den linken und rechten Seiten bei Betrachtung entgegen der Fahrtrichtung D1 des Rollstuhls 10 angeordnet. Die Roll- bzw. Drehrichtung des ersten Rades 21 ist die gleiche wie die des zweiten Rades 22. Die ersten und zweiten Moto­ ren 31 und 32 sind am Plattenabschnitt 20c des oberen Abschnitts 20a des Hauptteils 20 befestigt, und weisen Ausgangswellen 31a und 32a auf. Die Drehung der Ausgangs­ wellen 31a und 32a verursacht über die ersten und zweiten Zahnräder 33 und 34 jeweils eine Drehung der ersten und zweiten Räder 21 und 22. Die ersten und zweiten Motoren 31 und 32 weisen interne Bremsen und Kreisläufe zur Regulie­ rung der Geschwindigkeit auf, welche mit einer Steuervor­ richtung (Fig. 8) verbunden sind, welche die Geschwindig­ keitsbedingungen durch Beschleunigung, Verzögerung und Richtungsumkehr in Reaktion auf Signale des Bedienfelds 15 regulieren kann. Das Bedienfeld 15 umfaßt die Steuervor­ richtung und ist am Fahrzeugrahmen 11 mittels einer Halterung 16 befestigt, welche in ihrem Inneren Kabel aufweist, die mit den ersten und zweiten Motoren 31 und 32 verbunden sind. Das Bedienfeld 15 weist einen Hebel sowie einen Hauptschalter zum Lenken auf, und weist ebenfalls einen Hebel, einen Bremsschalter, eine Anzeige und weitere Schalter auf, um den Betrieb des Fahrzeugrahmens 11 zu steuern.The first and second wheels 21 and 22 are rotatably mounted on the plate portions 20 d of the lower portion 20 b of the main portion 20 stored and can roll on the ground 50th The first and second wheels 21 and 22 are respectively arranged on the left and right sides when viewed against the direction of travel D1 of the wheelchair 10 . The rolling direction of the first wheel 21 is the same as that of the second wheel 22 . The first and second motors 31 and 32 are attached to the plate section 20 c of the upper section 20 a of the main part 20 , and have output shafts 31 a and 32 a. The rotation of the output shafts 31 a and 32 a causes rotation of the first and second wheels 21 and 22 via the first and second gears 33 and 34, respectively. The first and second motors 31 and 32 have internal brakes and circuits for regulating the speed, which are connected to a control device ( FIG. 8) which controls the speed conditions by acceleration, deceleration and reversal of direction in response to signals from the control panel 15 can regulate. The control panel 15 includes the Steuerervor direction and is attached to the vehicle frame 11 by means of a bracket 16 which has cables inside which are connected to the first and second motors 31 and 32 . The control panel 15 has a lever and a main switch for steering, and also has a lever, a brake switch, a display and other switches to control the operation of the vehicle frame 11 .

Nachfolgend wird eine Betriebsweise des Rollstuhls 10 beschrieben.An operation of the wheelchair 10 is described below.

Wenn ein Bediener (ein Fahrer) durch Drücken eines geeigne­ ten Steuerorgangs auf dem Bedienfeld 15 möchte, daß der Rollstuhl 10 geradeaus fährt, wird ein Signal an eine in Fig. 8 dargestellte Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung geschickt. Das Signal bewirkt, daß den ersten und zweiten Motoren 31 und 32 Strom zugeführt wird und sich die ersten und zweiten Räder 21 und 22 mit der gleichen Dreh­ geschwindigkeit nach vorne drehen, nachdem, basierend auf die Erfassung durch den Sensor 30, welcher die Richtung des Hauptteils 20 des Lenk-Antriebsmechanismus 14 relativ zum Fahrzeugrahmen 11 angibt, ein Lenkwinkel bestimmt wurde. Insbesondere wird die Rollrichtung der ersten und zweiten Räder 21 und 22 durch den Sensor 30 bestimmt, beispiels­ weise wird die Richtung wie in Fig. 3 gezeigt, bestimmt (wobei die Richtung des Hauptteils 20 mit der Längsrichtung des Fahrzeugrahmens 11 übereinstimmt).When an operator (a driver) wants the wheelchair 10 to drive straight ahead by pressing a suitable control operation on the control panel 15 , a signal is sent to a control device shown in FIG. 8. The signal causes the first and second motors 31 and 32 to be supplied with power and the first and second wheels 21 and 22 to rotate forward at the same rotational speed after, based on the detection by the sensor 30 which detects the direction of the Main part 20 of the steering drive mechanism 14 indicates relative to the vehicle frame 11 , a steering angle was determined. In particular, the rolling direction of the first and second wheels 21 and 22 is determined by the sensor 30 , for example, the direction as shown in FIG. 3 is determined (the direction of the main part 20 coinciding with the longitudinal direction of the vehicle frame 11 ).

Um weiter geradeaus zu fahren, wird ein Modus zur Vorwärtsbewegung ausgewählt. Wenn in diesem Modus die Richtung des Hauptteils 20 von der Fahrtrichtung infolge von Unebenheiten des Untergrunds 50 abweicht, sendet der Lenkwinkelerfassungs-Sensor 30 diese Information an die Steuervorrichtung (Fig. 8) innerhalb des Bedienfelds 15. Die Steuervorrichtung kann dann die Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Motoren 31 und 32 entsprechend dem Abweichwinkel von der Richtung des Teils 20 regulieren, so daß der Rollstuhl 10 weiterhin die gewünschte Richtung beibehalten kann. Mit anderen Worten kompensiert bzw. gleicht die Steuervorrichtung Unebenheiten der Rollfläche durch Beschleunigung oder Verzögerung eines oder des ande­ ren oder beider ersten und zweiten Räder aus, um die ge­ wünschte Fahrtrichtung basierend auf der Rückmeldung bzw. dem Feedback des Sensors 30 beizubehalten.In order to continue straight ahead, a mode for forward movement is selected. In this mode, if the direction of the main body 20 deviates from the driving direction due to the unevenness of the ground 50 , the steering angle detection sensor 30 sends this information to the control device ( FIG. 8) within the control panel 15 . The control device can then regulate the rotational speeds of the first and second motors 31 and 32 according to the deviation angle from the direction of the part 20 , so that the wheelchair 10 can continue to maintain the desired direction. In other words, the control device compensates for unevenness in the rolling surface by accelerating or decelerating one or the other or both first and second wheels in order to maintain the desired direction of travel based on the feedback from the sensor 30 .

Um die Fahrtrichtung des Rollstuhls 10 in einem großen Aus­ maß zu ändern, wird der Rollstuhl 10 zuerst durch Abbremsen der ersten und zweiten Motoren 31 und 32 angehalten. Anschließend werden dann die ersten und zweiten Räder 21 und 22 derart gedreht, daß sie sich in entgegengesetzter Richtung zueinander drehen. Wenn beispielsweise eine Linkskurve ausgeführt werden soll, wird das erste Rad 21 derart gedreht, daß es rückwärts rollt, und andererseits das zweite Rad 22 derart gedreht, daß es vorwärts rollt. Als Ergebnis dreht sich der Hauptteil 20 des Lenk-Antriebs­ mechanismus 14 in Uhrzeigerrichtung, wenn man in einer senkrechten Richtung gegen den Fahrzeugrahmen 11 schaut (siehe Fig. 3 und 4). Dieser Zustand des Rollstuhls 10 ist in Fig. 4 dargestellt (die Unteransicht des Rollstuhls 10). In diesem Zustand gibt es einen vorbestimmten Winkel zwischen der Längsrichtung des Fahrzeugrahmens 11 und der Richtung des Hauptteils 20 und die Richtung des Hauptteils 20 entspricht der Fahrt- bzw. Bewegungsrichtung D2. Wenn anschließend die ersten und zweiten Räder 21 und 22 so angetrieben werden, daß sie mit gleicher Drehge­ schwindigkeit vorwärts rollen, ändert der Fahrzeugrahmen 11 seine Richtung schrittweise bzw. nach und nach, um mit der Fahrtrichtung D2 in Übereinstimmung zu kommen. Schließlich stimmt die Längsrichtung des Fahrzeugrahmens 11 mit der Richtung des Hauptteils 20 überein und der Rollstuhl 10 fährt geradeaus in der Fahrtrichtung D2 weiter.In order to change the direction of travel of the wheelchair 10 to a large extent, the wheelchair 10 is first stopped by braking the first and second motors 31 and 32 . Then the first and second wheels 21 and 22 are then rotated such that they rotate in the opposite direction to each other. For example, when making a left turn, the first wheel 21 is rotated to roll backward, and on the other hand, the second wheel 22 is rotated to roll forward. As a result, the main part 20 of the steering drive mechanism 14 rotates clockwise when looking in a vertical direction against the vehicle frame 11 (see FIGS. 3 and 4). This state of the wheelchair 10 is shown in FIG. 4 (the bottom view of the wheelchair 10 ). In this state, there is a predetermined angle between the longitudinal direction of the vehicle frame 11 and the direction of the main part 20, and the direction of the main part 20 corresponds to the traveling direction D2. Then, when the first and second wheels 21 and 22 are driven so that they roll forward at the same speed, the vehicle frame 11 changes its direction gradually or little by little to match the direction of travel D2. Finally, the longitudinal direction of the vehicle frame 11 coincides with the direction of the main part 20 and the wheelchair 10 continues straight ahead in the direction of travel D2.

Um die Fahrtrichtung des Rollstuhls 10 in einem geringen Ausmaß zu ändern oder die abweichende Richtung des Hauptteils 20 infolge von Unebenheiten des Untergrunds 50 zu korrigieren, werden die Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Räder 21 und 22 reguliert, während die ersten und zweiten Räder 21 und 22 weiterhin vorwärts rollen und den Rollstuhl 10 weiterhin in Geradeausrichtung zu halten.In order to change the direction of travel of the wheelchair 10 to a small extent or to correct the deviating direction of the main part 20 due to unevenness of the ground 50 , the rotational speeds of the first and second wheels 21 and 22 are regulated, while the first and second wheels 21 and 22 continue to roll forward and keep the wheelchair 10 straight ahead.

Wenn beispielsweise eine kleine Linkskurve ausgeführt wird, wird die Drehgeschwindigkeit des ersten Rades 21 derart eingestellt, daß sie etwas kleiner als die des zweiten Rades 22 ist. Alternativ kann die Drehgeschwindigkeit der ersten und zweiten Räder 21 und 22 derart eingestellt wer­ den, daß nur die Drehgeschwindigkeit des ersten Rads 21 durch die interne Bremse angehalten bzw. verringert wird, aber die Drehung des zweiten Rades 22 im ungebremsten Zustand weiter ermöglicht wird.For example, if a small left turn is made, the rotational speed of the first wheel 21 is set to be slightly smaller than that of the second wheel 22 . Alternatively, the rotational speed of the first and second wheels 21 and 22 can be set in such a way that only the rotational speed of the first wheel 21 is stopped or reduced by the internal brake, but the rotation of the second wheel 22 is still made possible in the unbraked state.

Da die das zweite Rad 22 antreibende Rotationskraft größer als die auf das erste Rad 21 wirkende Kraft ist, verlagert sich die Richtung des Hauptteils 20 auf die linke Seite, um die Richtung der Vorwärtsbewegung zu ändern, was somit zu einer Linkskurve des Rollstuhls 10 führt.Since the rotational force driving the second wheel 22 is larger than the force acting on the first wheel 21 , the direction of the main body 20 shifts to the left side to change the direction of the forward movement, thus leading to a left turn of the wheelchair 10 .

Wenn die Richtung des Hauptteils 20 oder die Vor­ wärtsrichtung des Rollstuhls 10 von der gewünschten Rich­ tung des Fahrers aufgrund von Unebenheiten des Untergrunds 50 abweicht, werden die Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Räder 21 und 22 derart eingestellt, daß sie in Übereinstimmung mit dem Betrag der Abweichung von der gewünschten Fahrtrichtung diesen ausgleichen, was zu einer Korrektur der Fahrtrichtung des Rollstuhls 10 führt. Dies wird erreicht, indem die Position des Hauptteils 20 bezüglich des Fahrzeugrahmens 11 mittels des Sensors 30 erfaßt wird.When the direction of the main body 20 or the forward direction of the wheelchair 10 deviates from the driver's desired direction due to the unevenness of the ground 50 , the rotational speeds of the first and second wheels 21 and 22 are set to be in accordance with the amount of Compensate for deviation from the desired direction of travel, which leads to a correction of the direction of travel of the wheelchair 10 . This is achieved in that the position of the main part 20 with respect to the vehicle frame 11 is detected by means of the sensor 30 .

Es sei angemerkt, daß der Sensor 30 ein beliebiger aus einer Vielzahl von Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein optischer Sensor oder ein ähnlicher Positionssensor­ mechanismus, sein kann.It should be noted that the sensor 30 may be any of a variety of devices, such as an optical sensor or similar position sensor mechanism.

Da der Rollstuhl 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen derartigen Aufbau aufweist, daß die Richtung des Hauptteils 20 gesteuert bzw. überwacht werden kann, während die ersten und zweiten Räder 21 und 22 fortlaufend auf dem Untergrund 50 rollen, kann eine Beschädigung des Untergrunds 50 während des Lenkens verringert werden.Since the wheelchair 10 of the present embodiment having such a structure that the direction of the main part 20 can be controlled or monitored, while the first and second wheels 21 and 22 continuously roll on the substrate 50, a damage of the substrate 50 may during steering be reduced.

Nachfolgend wird ein erstes alternatives Ausführungs­ beispiel beschrieben. Das oben erläuterte Ausführungs­ beispiel weist Hinterräder 13 auf, welche in einer Längs­ richtung des Fahrzeugrahmens 11 rollen, und welche den hin­ teren Teil des Fahrzeugrahmens tragen. Dies ermöglicht es, daß sich der Fahrzeugrahmen 11 flach bzw. eben und relativ zum Untergrund 50 bewegt.A first alternative embodiment is described below. The above-described embodiment example has rear wheels 13 which roll in a longitudinal direction of the vehicle frame 11 , and which carry the rear part of the vehicle frame. This enables the vehicle frame 11 to move flat or level and relative to the ground 50 .

Andererseits kann, wie in Fig. 5 gezeigt, anstelle der Hin­ terräder 13 und der Lager 41 der Hinterräder 13 eine Kugelübertragungsvorrichtung (drehbarer Körper) 60 verwen­ det werden. Mit anderen Worten, in der in Fig. 4 darge­ stellten Konfiguration werden die Hinterräder 13 entfernt und jedes durch eine entsprechende Kugelübertragungs­ vorrichtung 60 ersetzt. Somit sind zwei Kugelübertragungs­ vorrichtungen 60 am Fahrzeugrahmen 11 gelagert. Die Kugel­ übertragungsvorrichtung 60 kann sich in jede im allgemeinen horizontale Richtung relativ zum Untergrund 50 bewegen. Die Kugelübertragungsvorrichtung 60 umfaßt kleine Kugeln 62, die derart angeordnet sind, daß sie zwischen einem Rückhal­ teabschnitt 63 und einer großen Kugel 61 in Reaktion auf das Rollen der großen Kugel 61 rollen können. Daher kann die große Kugel 61 in jede Richtung rollen, während sie durch einen Halterungsabschnitt 64, welcher den Rückhalte­ abschnitt 63 einschließt, abgestützt ist.On the other hand, as shown in Fig. 5, the Hin terräder 13 and the bearing 41 is a ball transfer apparatus in place of the rear wheels 13 (rotating body) 60 are det USAGE. In other words, in the configuration shown in FIG. 4, the rear wheels 13 are removed and each is replaced by a corresponding ball transmission device 60 . Thus, two ball transmission devices 60 are mounted on the vehicle frame 11 . The ball transfer device 60 can move in any generally horizontal direction relative to the ground 50 . The ball transfer device 60 includes small balls 62 arranged so that they can roll between a retaining portion 63 and a large ball 61 in response to the rolling of the large ball 61 . Therefore, the large ball 61 can roll in any direction while being supported by a bracket portion 64 including the retention portion 63 .

Im Ausführungsbeispiel mit einer derartigen Kugelübertra­ gungsvorrichtung 60 kann, da die Kugelübertragungsvorrich­ tung 60, anders als das Hinterrad 13, in jede Richtung auf dem Untergrund 50 rollen kann, der Fahrzeugrahmen 11 der Richtung des Hauptteils 20 sanft folgen, wenn dessen Fahrtrichtung geändert wird.In the embodiment with such a Kugelübertra constriction device 60, since the Kugelübertragungsvorrich tung 60, can roll as the rear wheel 13, in each direction on the substrate 50 different 11 20 follow the vehicle frame the direction of the main body smoothly when its direction of travel is changed.

Mit anderen Worten stimmt beim vorher erläuterten Ausfüh­ rungsbeispiel sofort nach der Richtungsänderung zur Fahrtrichtungsänderung die Richtung des Hauptteils 20 nicht mit der Längsrichtung des Fahrzeugrahmens 11 überein, in welche das Hinterrad 13 rollen kann (siehe Fig. 4), und das Hinterrad 13 wird eine Zeitlang in Richtung des Hauptteils 20, in der das Hinterrad 13 nicht rollen kann, mitgeschleift bzw. mitgeschleppt. Dementsprechend werden Nachteile wie ein erhöhter Widerstand gegen das Fortbewegen des Rollstuhls 10 und Beschädigung des Untergrunds 50 aufgrund der Reibung zwischen dem Hinterrad 13 und dem Untergrund 50 in gewissem Umfang verursacht. Im Gegensatz dazu kann die Verwendung der Kugelübertragungsvorrichtung die Verursachung derartiger Nachteile verhindern. Eine Kugelübertragungsvorrichtung ist in der US-Patentanmeldung Nr. 08/985,961 beschrieben, die am 5. Dezember 1997 ein­ gereicht wurde und hiermit unter Bezugnahme auf ihren gesamten Offenbarungsinhalt mit einbezogen ist.In other words, in the above-described embodiment, immediately after the direction change to change the direction of travel, the direction of the main body 20 does not match the longitudinal direction of the vehicle frame 11 in which the rear wheel 13 can roll (see FIG. 4), and the rear wheel 13 becomes for a while dragged or dragged in the direction of the main part 20 , in which the rear wheel 13 cannot roll. Accordingly, disadvantages such as increased resistance to the movement of the wheelchair 10 and damage to the ground 50 due to the friction between the rear wheel 13 and the ground 50 are caused to some extent. In contrast, the use of the ball transfer device can prevent such disadvantages from being caused. A ball transfer device is described in US Patent Application No. 08 / 985,961, which was filed on December 5, 1997, and which is incorporated herein by reference in its entirety.

Nachfolgend wird ein zweites alternatives Ausführungs­ beispiel beschrieben. Gemäß den oben erläuterten Ausfüh­ rungsbeispielen wird der Rollstuhl 10 mittels erster und zweiter Motoren 31 und 32 angetrieben, welche jeweils die ersten und zweiten Räder 21 und 22 antreiben. Mit anderen Worten weisen die ersten und zweiten Motoren eine ausrei­ chende Leistung auf, um den gesamten Rollstuhl 10 inklusive eines Fahrers zu bewegen.A second alternative embodiment is described below. According to the exemplary embodiments explained above, the wheelchair 10 is driven by means of first and second motors 31 and 32 , which drive the first and second wheels 21 and 22 , respectively. In other words, the first and second motors have sufficient power to move the entire wheelchair 10 including a driver.

Im Gegensatz dazu ist es möglich, das oben beschriebene erste Ausführungsbeispiel derart zu modifizieren, daß ein dritter Motor (eine dritte Antriebsvorrichtung) am Fahr­ zeugrahmen 11 zusätzlich zu den ersten und zweiten Motoren 31 und 32 angebracht ist, und das Hinterrad 13 antreiben kann. Bei einem derartigen Aufbau müssen die ersten und zweiten Motoren 31 und 32 nur eine ausreichende Leistung aufweisen, um den Hauptteil 20 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 11 zu bewegen, und müssen keine große Leistung aufweisen, die notwendig ist, um den gesamten Rollstuhl 10 anzu­ treiben. Daher ist es möglich, die ersten und zweiten Moto­ ren geringer auszulegen, was zu einer Verkleinerung des Lenk-Antriebsmechanismus 14 führt.In contrast, it is possible to modify the first embodiment described above such that a third motor (a third drive device) is mounted on the vehicle frame 11 in addition to the first and second motors 31 and 32 , and can drive the rear wheel 13 . With such a construction, the first and second motors 31 and 32 need only have sufficient power to move the main body 20 against the vehicle frame 11 and need not have a large power necessary to drive the entire wheelchair 10 . Therefore, it is possible to make the first and second motors smaller, which leads to a downsizing of the steering drive mechanism 14 .

Die Wirkung der Erfindung liegt in erster Linie darin, daß bei einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung das Lenk-Ansprechverhalten des Fahrzeugs auf Lenkanweisungen verbessert ist, da das Lenken durch direktes Betätigen bzw. Steuern der ersten und zweiten Räder, welche von einem Lenkmechanismus umfaßt werden, ausgeführt wird. The effect of the invention is primarily that in a vehicle according to the present invention Steering response of the vehicle to steering instructions is improved because steering by direct actuation or Controlling the first and second wheels by one Steering mechanism are included, is executed.  

Zusammenfassend wurde insoweit ein Rollstuhl 10 beschrie­ ben, welcher sich auf einem Untergrund 50 bewegt und einen Fahrzeugrahmen 11, ein Hinterrad 13, einen Lenk-Antriebs­ mechanismus 14 und eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung innerhalb eines Bedienungsfeldes 15 aufweist. Das Hinterrad 13 ist am Fahrzeugrahmen 11 drehbar befestigt. Der Lenk-Antriebs­ mechanismus 14 weist einen Hauptteil 20, erste und zweite Räder 21 und 22 und erste und zweite Motoren 31 und 32 auf. Der Hauptteil 20 ist derart am Fahrzeugrahmen 11 befestigt, daß er um eine Rotationsachse 0-0 drehbar ist, welche zum Untergrund 50 senkrecht ist. Die ersten und zweiten Räder 21 und 22 sind drehbar mittels des Hauptteils 20 gelagert und rollen auf dem Untergrund 50. Der erste Motor 31 ist eine Vorrichtung, um das erste Rad 21 anzutreiben, der zweite Motor 32 ist eine Vorrichtung, um das zweite Rad 22 anzutreiben und beide Motoren sind am Hautteil 20 gelagert. Die Steuerung/Regelung steuert bzw. regelt Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung der ersten und zweiten Räder 21 und 22 jeweils über die ersten und zweiten Motoren 31 und 32.In summary, a wheelchair 10 has been described so far, which moves on a surface 50 and has a vehicle frame 11 , a rear wheel 13 , a steering drive mechanism 14 and a control device within a control panel 15 . The rear wheel 13 is rotatably attached to the vehicle frame 11 . The steering-drive mechanism 14 has a main part 20 , first and second wheels 21 and 22 and first and second motors 31 and 32 . The main part 20 is fastened to the vehicle frame 11 in such a way that it can be rotated about an axis of rotation 0-0 which is perpendicular to the base 50 . The first and second wheels 21 and 22 are rotatably supported by the main part 20 and roll on the ground 50 . The first motor 31 is a device for driving the first wheel 21 , the second motor 32 is a device for driving the second wheel 22, and both motors are mounted on the skin part 20 . The control controls the speed and direction of rotation of the first and second wheels 21 and 22 via the first and second motors 31 and 32, respectively.

Claims (6)

1. Fahrzeug (10), welches auf einem im wesentlichen horizontalen Untergrund (50) bewegbar ist, mit:
einem Fahrzeugrahmen (11),
einem drehbaren Teil (20), der in einem vorderen Bereich des Fahrzeugrahmens (11) angeordnet ist, wobei der drehbare Teil (20) am Fahrzeugrahmen (11) zur generell freien Drehung um eine generell vertikale Rotationsachse, die im wesentlichen senkrecht zum Untergrund (50) ist, befestigt ist, wobei erste und zweite Räder (21, 22) drehbar am drehbaren Teil (20) gelagert sind und sich mit dem Untergrund (50) im Rollkontakt befinden,
einem ersten Motor (31), der am drehbaren Teil (20) gelagert ist, um das erste Rad (21) anzutreiben und einem zweiten Motor (32), der am drehbaren Teil (20) gelagert ist, um das zweite Rad (22) anzutreiben, und
einer Steuerungsvorrichtung, die am Fahrzeugrahmen (11) angeordnet ist und mit den ersten und zweiten Motoren (31, 32) verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung Drehgeschwindigkeiten des ersten und zweiten Motors (31, 32) reguliert, so daß eine Steuerung der Dreh­ geschwindigkeiten der ersten und zweiten Motoren (31, 32) die Bewegungsrichtung des Fahrzeugrahmens (11) bewirkt.1. Vehicle ( 10 ) which is movable on an essentially horizontal surface ( 50 ) with:
a vehicle frame ( 11 ),
a rotatable part ( 20 ) which is arranged in a front region of the vehicle frame ( 11 ), the rotatable part ( 20 ) on the vehicle frame ( 11 ) for generally free rotation about a generally vertical axis of rotation which is substantially perpendicular to the ground ( 50 ) is fastened, the first and second wheels ( 21 , 22 ) being rotatably mounted on the rotatable part ( 20 ) and being in rolling contact with the ground ( 50 ),
a first motor ( 31 ) mounted on the rotatable part ( 20 ) to drive the first wheel ( 21 ) and a second motor ( 32 ) mounted on the rotatable part ( 20 ) around the second wheel ( 22 ) to drive, and
a control device which is arranged on the vehicle frame (11) and is connected to the first and second motors (31, 32), wherein the control device rotational speeds of the first and second motors (31, 32) regulated so that control of the rotational speeds of the first and second motors ( 31 , 32 ) causes the direction of movement of the vehicle frame ( 11 ). 2. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (20) weiter eine erste Bremse aufweist, um die Drehgeschwindigkeit des ersten Rades (21) zu regulieren, und eine zweite Bremse aufweist, um die Drehgeschwindigkeit des zweiten Rades (22) zu regu­ lieren.2. Vehicle ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the rotatable part ( 20 ) further comprises a first brake to regulate the rotational speed of the first wheel ( 21 ), and has a second brake to the rotational speed of the second wheel ( 22 ) to regulate. 3. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fahrzeug weiter Hinterräder (13) auf­ weist, welche am Fahrzeugrahmen (11) frei drehbar bezüglich des Fahrzeugrahmens (11) gelagert sind.3. Vehicle ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the vehicle further has rear wheels ( 13 ) which are mounted on the vehicle frame ( 11 ) freely rotatable with respect to the vehicle frame ( 11 ). 4. Fahrzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug weiter einen dritten Motor aufweist, welcher die Hinterräder (13) antreibt.4. Vehicle ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the vehicle further comprises a third motor which drives the rear wheels ( 13 ). 5. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fahrzeug weiter eine Kugelübertra­ gungsvorrichtung (60) aufweist, die frei drehbar an einem hinteren Bereich des Fahrzeugrahmens (11) gela­ gert ist.5. Vehicle ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the vehicle further comprises a ball transmission device ( 60 ) which is freely rotatable on a rear region of the vehicle frame ( 11 ). 6. Fahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug weiter einen Sensor (30) aufweist, der am Fahrzeugrahmen (11) zur Ermitt­ lung der Winkelposition des drehbaren Teils (20) bezüglich des Fahrzeugrahmens (11) angeordnet ist, wobei der Sensor (30) mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist.6. Vehicle ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vehicle further comprises a sensor ( 30 ) on the vehicle frame ( 11 ) for determining the angular position of the rotatable part ( 20 ) with respect to the vehicle frame ( 11 ) is arranged, the sensor ( 30 ) being connected to the control device.