JP2010215043A

JP2010215043A - Electric assisting cart

Info

Publication number: JP2010215043A
Application number: JP2009062206A
Authority: JP
Inventors: Takuki Kanaya; 拓樹金谷
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric assisting cart capable of performing speed control or the like quickly coping with intent of an operator in all directions with sufficient responsiveness by a simple structure. SOLUTION: In the electric assisting cart, a speed of a truck part 1 having a drive motor is controlled by pushing/pulling of a handle part 3. It is constituted such that the speed of the drive motor is controlled by a control device based on a detection signal value from an acceleration sensor 7 installed on the handle part 3. Thereby, the speed control of the truck part 1 becomes possible with sufficient responsiveness by detecting motion of the handle part 3 for immediately reflecting the intent of the operator prior to the motion of the truck part 1 only by installing the acceleration sensor 7 of a simple structure on the handle part 3 for easily detecting the intent of the operator. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハンドル部の押し引きにより駆動モータを有する台車部の速度を制御する電動アシストカートに関する。 The present invention relates to an electric assist cart that controls the speed of a carriage unit having a drive motor by pushing and pulling a handle unit.

従来、買い物等に使用されるショッピングカートのような車輪付き台車であるカートは、非力な老人や婦女子にとって重量物を運搬する際に有用であることから多用されている。しかしながら、このようなカートにあっても、登坂路等ではさらに大きな力を必要とされる。そのため、バッテリーおよびそれにより駆動される駆動モータを搭載した電動アシストカートが提案されて使用されるようになったきた。そして、それらの電動アシストカートでは、操作者が握るハンドル部の挙動等に応じて台車部の駆動モータを制御するものが幾つか提案されている（例えば下記特許文献参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, carts that are carts with wheels, such as shopping carts used for shopping, have been frequently used because they are useful for transporting heavy objects for powerless elderly people and women and women. However, even with such a cart, a greater force is required on the uphill road. Therefore, an electric assist cart equipped with a battery and a drive motor driven by the battery has been proposed and used. In these electric assist carts, some have been proposed that control the drive motor of the cart unit according to the behavior of the handle unit gripped by the operator (see, for example, the following patent document).

特開平３−２６５４０３号公報（公報特許請求の範囲参照）Japanese Patent Laid-Open No. 3-265403 (refer to the claims of the gazette) 特開２００５−１９３８６４公報（公報要約書参照）JP 2005-193864 A (refer to the gazette abstract) 特開２００５−１５３６４８公報（公報要約書参照）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-153648 (refer to the gazette abstract) 特開２００１−１２２１２４号公報報（公報要約書参照）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-122124 (refer to the gazette abstract)

前記特許文献１に開示された電動カートは、コイルスプリングを介して設けた把手の押し引きにより、張力と正負の駆動信号を検出して電動カートの駆動力と駆動方向を得るものであり、前記特許文献２に開示されたキャリーバッグは、主体フレームに設置した傾斜センサにより、走行中のキャリーバッグの傾斜を維持すべく加速度指令値を算出してモータを制御するものであり、前記特許文献３に開示されたパワーアシスト型の移動体は、台車に取り付けた加速度センサを備え、モータの発生トルク・人力トルク・転がり摩擦トルク・下りトルクから台車等の質量を推定して、駆動モータのアシスト率を調整するものである。 The electric cart disclosed in Patent Document 1 obtains the driving force and driving direction of the electric cart by detecting tension and positive / negative driving signals by pushing and pulling a handle provided via a coil spring. The carry bag disclosed in Patent Document 2 controls the motor by calculating an acceleration command value so as to maintain the inclination of the traveling carry bag by an inclination sensor installed on the main frame. The power-assist moving body disclosed in 1) has an acceleration sensor attached to the carriage, and estimates the mass of the carriage etc. from the generated torque, manpower torque, rolling friction torque, and descending torque of the motor, and assists the drive motor. Is to adjust.

また、前記特許文献４に開示された全方向移動台車は、図示して説明すると、図９のような形態を採る。図９（Ａ）に示すように、車体（台車）１０１は、操作部１０２の操作力を検出する外力検出手段１０３と、旋回を司るモータＭθ、各別駆動を司る左右のモータにより各別に駆動される左右の駆動輪１４１、１４１を有し、図９（Ｄ）のように、操作部１０２の牽引Ｆｈｘによって一対の板ばね１２０、１２０が同方向に撓んでギャップセンサ１３０、１３０の距離が縮み、図９（Ｅ）のように、操作部１０２の左右方向の力Ｆｈｙによって板ばね１２０、１２０が互いに逆方向に撓んで、板ばね１２１も左右方向に移動する。さらに、図９（Ｆ）のように、操作部１０２にモーメントＭｈを加えると、板ばね１２０、１２０が互いに逆方向に撓むが、板ばね１２１の左右方向の移動はない。このような操作部１０２の操作力に応じて、適宜の制御手段により、旋回を司るモータＭθ、各別に駆動される左右の駆動輪１４１、１４１をそれぞれ異なった速度制御（制限）を行うように構成したものである。 Moreover, the omnidirectional mobile trolley disclosed in Patent Document 4 takes the form shown in FIG. As shown in FIG. 9A, the vehicle body (trolley) 101 is driven individually by an external force detection means 103 that detects the operating force of the operation unit 102, a motor Mθ that controls turning, and left and right motors that control driving separately. As shown in FIG. 9D, the pair of leaf springs 120, 120 are bent in the same direction by the traction Fhx of the operation unit 102, and the distance between the gap sensors 130, 130 is increased. As shown in FIG. 9E, the leaf springs 120 and 120 are bent in opposite directions by the lateral force Fhy of the operation unit 102, and the leaf spring 121 is also moved in the lateral direction. Further, as shown in FIG. 9F, when a moment Mh is applied to the operation unit 102, the leaf springs 120 and 120 bend in opposite directions, but the leaf spring 121 does not move in the left-right direction. In accordance with the operation force of the operation unit 102, different speed control (restriction) is performed on the motor Mθ that controls turning and the left and right drive wheels 141 and 141 that are driven separately by appropriate control means. It is composed.

しかしながら、これらの従来のものにあって、前記特許文献１の第１従来例のものでは、コイルスプリングを介して設けた把手の押し引きによる張力検知手段によって、正負の駆動信号を検出して電動カートの駆動力と駆動方向を得ることができるものの、コイルスプリングの押し引きの結果で、駆動力の大きさが決まる検知値を得ることになり、応答性に支障を来す他、把手の押し引き方向すなわち電動カートの前後方向の制御しかなされないものであった。また、前記特許文献２の第２従来例のものでは、走行中のキャリーバッグの傾斜を維持すべく傾斜センサからの加速度指令値を算出してモータを制御するので、これもキャリーバッグの前後方向の駆動制御しか行えなえないものであった、さらに、前記特許文献３の第３従来例のものでは、トルクセンサやポテンショメータを用いずに台車に取り付けた加速度センサにより、ハンドル等の操作部以外に操作力を印加した場合でも、各部からのトルク検出値により台車への積載物の重量に応じて電動モータのアシスト率を調整して駆動制御することはできるものの、これも台車の前後方向の駆動制御の域を出ることはできず、台車の持上げ、方向転換、段差の乗越え、障害物への衝突、操作者への足当り、急激な速度変化等の、カートに特有の多様な使用形態に充分に対応することができなかった。 However, in these conventional ones, in the first conventional example of Patent Document 1, a positive / negative drive signal is detected by a tension detection means by pushing and pulling a handle provided via a coil spring. Although the driving force and driving direction of the cart can be obtained, the detection value that determines the magnitude of the driving force is obtained as a result of the pushing and pulling of the coil spring. Only the pulling direction, i.e., the front-rear direction of the electric cart, can be controlled. Further, in the second conventional example of Patent Document 2, the motor is controlled by calculating the acceleration command value from the inclination sensor so as to maintain the inclination of the carrying bag during traveling. Furthermore, in the third conventional example of Patent Document 3, the acceleration sensor attached to the carriage without using a torque sensor or a potentiometer is used to control other than the operation unit such as a handle. Even when an operating force is applied to the vehicle, it is possible to control the drive by adjusting the assist rate of the electric motor according to the weight of the load on the vehicle based on the detected torque value from each part. It is not possible to leave the area of drive control, and it is peculiar to the cart such as lifting the carriage, turning direction, stepping over steps, colliding with obstacles, hitting the operator, sudden speed change etc. It was not able to sufficiently respond to such use form.

また、前記特許文献４の第４従来例のものでは、台車１０１に先立って操作部１０２の挙動を外力検出手段１０３によって、各駆動モータを駆動するように構成されているので、台車１０１の前後左右の駆動制御が可能になったものの、板ばね１２０等の変形に伴って検出値を得るので、前記第１従来例のものと同様に応答性が充分とは言い難く、また、前記第３従来例のものと同様に、台車の持上げや段差の乗越え等に対応することも不可能で、上下左右すなわち３軸方向の全方向の台車の動きには充分な対応ができないばかりか、一対のギャップセンサ１３０や板ばね１２０、さらには操作部１０２の左右の動きを検知する板ばね１２１等、多くの部品要素を必要として、構造が複雑になるとともに、故障の機会も増えることは避けられなかった。 Further, in the fourth prior art example of Patent Document 4, each drive motor is driven by the external force detection means 103 based on the behavior of the operation unit 102 prior to the carriage 101. Although the left and right drive control is possible, the detection value is obtained along with the deformation of the leaf spring 120 and the like, so that it is difficult to say that the responsiveness is sufficient as in the first conventional example. As with the conventional example, it is impossible to handle lifting of a carriage or overstepping of a step, and not only enough to cope with the movement of the carriage in all directions in the three directions, up and down, left and right, A large number of component elements such as the gap sensor 130, the leaf spring 120, and the leaf spring 121 that detects the left and right movement of the operation unit 102 are required, so that the structure becomes complicated and the chance of failure increases. It was bought.

そこで本発明は、前記従来の電動アシストカートの諸課題を解決して、簡素な構造で、全方向の操作者の意思に応答性良く迅速に対応できる速度制御等が可能な電動アシストカートを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the problems of the conventional electric assist cart, and provides an electric assist cart capable of speed control and the like that can respond quickly and responsively to the intention of the operator in all directions with a simple structure. The purpose is to do.

このため本発明は、ハンドル部の押し引きにより駆動モータを有する台車部の速度を制御する電動アシストカートにおいて、ハンドル部に設置した加速度センサからの検出信号値に基づいて制御装置により前記駆動モータの速度を制御するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記ハンドル部における前記加速度センサの設置部と、前記台車部との間に相対移動が可能な遊びを設けたことを特徴とする。また本発明は、前記台車部にも加速度センサを設置したことを特徴とする。また本発明は、前記加速度センサが３軸加速度センサであることを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。 For this reason, the present invention provides an electric assist cart that controls the speed of a carriage unit having a drive motor by pushing and pulling the handle unit, and based on a detection signal value from an acceleration sensor installed in the handle unit, It is configured to control the speed. Further, the present invention is characterized in that a play capable of relative movement is provided between an installation portion of the acceleration sensor in the handle portion and the cart portion. Further, the present invention is characterized in that an acceleration sensor is also installed in the cart section. According to the present invention, the acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor, and these are used as means for solving the problem.

本発明によれば、ハンドル部の押し引きにより駆動モータを有する台車部の速度を制御する電動アシストカートにおいて、ハンドル部に設置した加速度センサからの検出信号値に基づいて制御装置により前記駆動モータの速度を制御するように構成したことにより、簡素な構造の加速度センサのみを操作者の意図を検出し易いハンドル部に設置するだけで、台車部の動きに先行して操作者の意思を即座に反映するハンドル部の動きを検出して、応答性良く台車部の速度制御が可能となる。 According to the present invention, in the electric assist cart that controls the speed of the carriage unit having the drive motor by pushing and pulling the handle unit, the control device determines the drive motor based on the detection signal value from the acceleration sensor installed on the handle unit. Since it is configured to control the speed, only the acceleration sensor with a simple structure is installed on the handle part where it is easy to detect the operator's intention. It is possible to control the speed of the carriage unit with good responsiveness by detecting the reflected movement of the handle unit.

また、前記ハンドル部における前記加速度センサの設置部と、前記台車部との間に相対移動が可能な遊びを設けた場合は、ハンドル部を台車部から独立した挙動で動くことを可能にできるので、質量の小さなハンドル部の迅速な動きを伴って、加速度センサの検出値により台車部の動きに先行して操作者の意思を反映した速度制御を行うことが可能となる。さらに、前記台車部にも加速度センサを設置した場合は、ハンドル部と台車部との動きの両方を演算／制御装置等にて監視して駆動制御に反映させることを可能にするとともに、台車部の先行近接による足当りの回避予測等も可能となる。さらにまた、前記加速度センサが３軸加速度センサである場合は、台車部の動きに先行した全方向でのハンドル部での挙動を検出して操作者の意思を反映したり、台車部での全方向の挙動の制御に資することが可能となる。 Further, in the case where a play capable of relative movement is provided between the installation part of the acceleration sensor in the handle part and the carriage part, the handle part can be moved in a manner independent of the carriage part. With the rapid movement of the handle portion having a small mass, it becomes possible to perform speed control reflecting the operator's intention prior to the movement of the carriage portion by the detection value of the acceleration sensor. Furthermore, when an acceleration sensor is also installed in the cart unit, it is possible to monitor both the movement of the handle unit and the cart unit with an arithmetic / control device and reflect them in the drive control. It is also possible to predict the avoidance of foot contact due to the preceding proximity. Furthermore, when the acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor, the behavior of the handle in all directions preceding the movement of the carriage is detected to reflect the intention of the operator, It becomes possible to contribute to control of the behavior of the direction.

本発明の電動アシストカートの第１実施例を示す側面、斜視およびハンドル伸縮部の拡大断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a side surface, a perspective view, and a handle extension / contraction section showing a first embodiment of an electric assist cart of the present invention. 同、電動アシストカートのブロック構成図である。It is a block block diagram of an electric assist cart. 同、電動アシストカートの本体構成図である。It is a main body block diagram of an electric assist cart. 同、電動アシストカートの停止状態におけるモータ駆動開始の制御フロー図である。FIG. 6 is a control flowchart for starting motor driving when the electric assist cart is stopped. 同、電動アシストカートの歩行中の動作制御フロー図である。FIG. 6 is an operation control flowchart during walking of the electric assist cart. 本発明の電動アシストカートの第２実施例を示す側面図である。It is a side view which shows 2nd Example of the electrically assisted cart of this invention. 同、電動アシストカートのブロック構成図である。It is a block block diagram of an electric assist cart. 同、電動アシストカートの本体構成図である。It is a main body block diagram of an electric assist cart. 第４従来例である全方向移動台車の説明図である。It is explanatory drawing of the omnidirectional mobile trolley which is a 4th prior art example.

以下本発明の電動アシストカートの実施例を説明する。本発明の電動アシストカートは図１に示すように、ハンドル部３の押し引きにより駆動モータを有する台車部１の速度を制御する電動アシストカートにおいて、ハンドル部３に設置した３軸加速度センサ７からの検出信号値に基づいて制御装置により前記駆動モータの速度を制御するように構成したことを特徴とする。 Embodiments of the electric assist cart according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, the electric assist cart of the present invention is an electric assist cart that controls the speed of the carriage unit 1 having a drive motor by pushing and pulling the handle unit 3. From the triaxial acceleration sensor 7 installed on the handle unit 3. The speed of the drive motor is controlled by the control device based on the detected signal value.

図１〜図５は電動アシストカートの第１実施例を示す。図１（Ａ）に示すように、電動アシストカートは、荷物２を載置する床部１Ａと該床部１Ａの前部に起立形成された壁部１Ｂとからなる四輪タイプの台車部１と、前記台車部１の起立壁部１Ｂに軸支部４により前後・左右に傾動可能（自在継手等による）に取り付けられたハンドル部３とから構成される。ハンドル部３の上端部には、図１（Ｂ）に明示されるような操作者が把持する把手５が形成される。ハンドル部３の下端部にはハンドル伸縮部６が形成され、該ハンドル伸縮部６は、ハンドル部３と台車部１との間が相対移動が可能な遊びとして機能する。ハンドル部３の把手５近傍には３軸加速度センサからなるハンドル加速度検出器７が設置され、また、台車部１の床部１Ａにも３軸加速度センサからなる台車加速度検出器８が設置される。 1 to 5 show a first embodiment of an electric assist cart. As shown in FIG. 1 (A), the electric assist cart includes a floor portion 1A on which a load 2 is placed and a four-wheel type cart portion 1 including a wall portion 1B formed upright on the front portion of the floor portion 1A. And a handle portion 3 attached to the upright wall portion 1B of the cart portion 1 so as to be tiltable forward and backward and left and right (by a universal joint or the like) by a shaft support portion 4. A handle 5 as shown in FIG. 1B is formed at the upper end portion of the handle portion 3. A handle extendable portion 6 is formed at the lower end of the handle portion 3, and the handle extendable portion 6 functions as a play that allows relative movement between the handle portion 3 and the carriage portion 1. A handle acceleration detector 7 made of a triaxial acceleration sensor is installed in the vicinity of the handle 5 of the handle portion 3, and a cart acceleration detector 8 made of a triaxial acceleration sensor is also installed on the floor portion 1A of the cart portion 1. .

図１（Ｃ）に示すように、ハンドル部３の下端部に形成されるハンドル伸縮部６としては、台車部１側の軸支部４側に設置されたシリンダ６Ａ内にハンドル部の下端部に形成されたフランジ状のピストン３Ａが摺動自在に収容されて構成され、ピストン３Ａの上下に介設されたスプリング１０、１０によりピストン３Ａが中立位置に保持されるように構成される。このように構成されていることによって、荷物２が載置されて質量の大きな台車部１側に対して、ハンドル部３側の先行した動きが許容される。３軸加速度センサとしては、カートの前後方向・左右方向および上下方向の加速度を検出できる適宜のセンサ、例えば、ピエゾ抵抗型、静電容量型、熱検知型等の半導体プロセスからなる加速度センサ等が採用される。前後方向の加速度検出によってカートの前後方向の挙動が、左右方向の加速度検出によってカートの旋回方向の挙動が、また上下方向の加速度検出によってカートの持上げや段差乗越えの挙動がそれぞれ把握される。 As shown in FIG. 1C, the handle telescopic portion 6 formed at the lower end portion of the handle portion 3 is provided at the lower end portion of the handle portion in the cylinder 6A installed on the shaft support portion 4 side on the cart portion 1 side. The formed flange-like piston 3A is slidably accommodated, and is configured such that the piston 3A is held in a neutral position by springs 10 and 10 interposed above and below the piston 3A. By being configured in this way, the preceding movement on the handle portion 3 side is allowed with respect to the cart portion 1 side on which the load 2 is placed and the mass is large. As the triaxial acceleration sensor, an appropriate sensor capable of detecting the acceleration in the longitudinal direction, the lateral direction, and the vertical direction of the cart, for example, an acceleration sensor made of a semiconductor process such as a piezoresistive type, a capacitance type, or a heat detection type is used. Adopted. The behavior of the cart in the front-rear direction is detected by detecting the acceleration in the front-rear direction, the behavior in the turning direction of the cart is detected by detecting the acceleration in the left-right direction, and the behavior of lifting the cart or climbing over the step is detected by detecting the acceleration in the vertical direction.

３軸加速度センサを用いれば全方向の挙動を重力の加速度を考慮しながらも制御できるので好適であるが、カートの使用方法によっては、１軸や２軸の加速度センサでも対応可能である。例えば、工場の工程間にて資材の運搬等平坦な直線搬送路の往復のみに利用される場合や、鉄道のような敷設されたレール上での移動（障害物の乗越えがなく旋回はレールに従う）の場合、前後方向の挙動（１軸）のみ検出できれば充分なことが想定できる。また、後述する二輪タイプのカートでは四輪タイプに比べ、軽量で軽快な使用に利用される可能性が高く、そうすると四輪タイプに比べ旋回性能に優れていることから、左右の挙動の検出を省き、前後・上下の挙動（２軸）のみの検出とし、旋回については人力によることも考えられる。実施例では３軸加速度センサを用いた場合についてのみ述べるが、１軸、２軸の加速度センサの場合については、左右検出、上下検出を適宜省略して制御することとなる。 If a 3-axis acceleration sensor is used, the behavior in all directions can be controlled while considering the acceleration of gravity. However, depending on how the cart is used, a 1-axis or 2-axis acceleration sensor can be used. For example, when it is used only for reciprocation of a flat straight conveyance path such as material transportation between factory processes, or movement on a rail laid like a railway (turning without obstructions obeys the rail) ), It can be assumed that it is sufficient to detect only the behavior in the front-rear direction (one axis). In addition, the two-wheel type cart described later is more likely to be used for lighter and lighter use than the four-wheel type. It is possible to omit only the front / rear / up / down behavior (two axes), and turn may be due to human power. In the embodiment, only a case where a triaxial acceleration sensor is used will be described. However, in the case of a uniaxial and biaxial acceleration sensor, the left and right detection and the vertical detection are appropriately omitted and controlled.

図２は本発明の電動アシストカートの第１実施例である四輪タイプのブロック構成図である。カートの補助動力源となる電源（電池）１３からの電力は演算／制御装置１４によりモータ１５の回転駆動を制御する。演算／制御装置１４には、ハンドル加速度検出器７、台車加速度検出器８、車輪回転数検出器９および消費電流検出器１２からの各検出信号が入力されて前記モータ１５およびブレーキ１１の制御を行う。前記モータ１５の回転駆動力は、減速機１６、ワンウェイクラッチ１７を介して駆動輪１８に伝達される。 FIG. 2 is a block diagram of a four-wheel type which is a first embodiment of the electric assist cart of the present invention. Electric power from a power source (battery) 13 serving as an auxiliary power source for the cart controls rotation of the motor 15 by an arithmetic / control device 14. The detection signals from the steering wheel acceleration detector 7, the bogie acceleration detector 8, the wheel rotation number detector 9 and the current consumption detector 12 are input to the arithmetic / control device 14 to control the motor 15 and the brake 11. Do. The rotational driving force of the motor 15 is transmitted to the drive wheels 18 via the speed reducer 16 and the one-way clutch 17.

図３は本発明の電動アシストカートの第１実施例である四輪タイプの本体構成図である。図面左方が前進方向である（図面右方向を前進方向としてもよい。その場合は進行方向に対する左右の扱いが本実施例と逆となる）。台車部の床部１Ａ内に電源である電池１３が載置され、隣接する制御基板２０上には、演算／制御装置１４、台車加速度検出器８および消費電流検出器１２が設置される。消費電流検出器１２により、モータ１５の消費電流を検出してウォッチングし、過度の負荷がかかるモータ制御がなされないように監視される。床部１Ａの前部中央には演算／制御装置１４からの駆動信号により制御されるモータ１５が設置される。該モータ１５からの回転駆動力は、カウンタプーリー等を介設したベルト駆動による減速器１６を介して、駆動輪１８の駆動軸に設置されたワンウェイクラッチ１７に伝達される。駆動輪１８の駆動軸には他に、ブレーキ１１および車輪回転数検出器９が設置される。駆動軸の両端部には左右の駆動輪１８Ｌ、１８Ｒが取り付けられる。 FIG. 3 is a configuration diagram of a four-wheel type main body which is the first embodiment of the electric assist cart of the present invention. The left side of the drawing is the forward direction (the right direction of the drawing may be the forward direction. In this case, the left and right treatment with respect to the forward direction is the reverse of this embodiment). A battery 13 as a power source is placed in the floor portion 1A of the carriage section, and an arithmetic / control device 14, a carriage acceleration detector 8, and a consumption current detector 12 are installed on the adjacent control board 20. The consumption current detector 12 detects and watches the consumption current of the motor 15, and monitors the motor control so that an excessive load is not applied. A motor 15 controlled by a drive signal from the arithmetic / control device 14 is installed at the front center of the floor 1A. The rotational driving force from the motor 15 is transmitted to a one-way clutch 17 installed on the drive shaft of the drive wheel 18 via a belt-driven speed reducer 16 provided with a counter pulley or the like. In addition, a brake 11 and a wheel rotational speed detector 9 are installed on the drive shaft of the drive wheel 18. Left and right drive wheels 18L and 18R are attached to both ends of the drive shaft.

本実施例では駆動軸は左右に渡設された１本の軸からなり、差動機構は設けられていないが、駆動軸を左右に分割するとともに、前記ワンウェイクラッチ１７の後段に差動機構を介設して左右の駆動輪に動力を差動配分するように構成することもできる。あるいは、駆動軸を左右に分割して、後述する二輪タイプのものと同様に左右それぞれにモータを設置して左右独立で制御するように構成することもできる。台車部の床部１Ａの後部には左右が分離した形態にて左右の従動輪１９Ｌ、１９Ｒが設置される。また、前記減速器１６の後段に配設されたワンウェイクラッチ１７の機能は、モータ１５からの回転駆動力により駆動輪１８の駆動軸を駆動することを可能にするとともに、操作者がハンドル部３を牽引して台車部１より先行歩行すること、すなわち駆動輪１８側がモータ１５の負荷を伴う減速器１６側から切り離されて減速器１６側よりも速く回転することを許容する。しかしながら、下り坂歩行のような場合には、モータ側駆動の続行により操作者の足当りを抑制するために、ワンウェイ機能をキャンセルしてブレーキ動作を行うようにすることもできる。 In this embodiment, the drive shaft consists of a single shaft extending from side to side and no differential mechanism is provided, but the drive shaft is divided into left and right and a differential mechanism is provided at the rear stage of the one-way clutch 17. It is also possible to configure such that power is differentially distributed to the left and right drive wheels. Alternatively, the drive shaft can be divided into left and right, and a motor can be installed on each of the left and right as in a two-wheel type to be described later, and the left and right can be controlled independently. The left and right driven wheels 19L and 19R are installed in the rear portion of the floor portion 1A of the carriage in a form in which the left and right are separated. Further, the function of the one-way clutch 17 disposed in the rear stage of the speed reducer 16 enables the drive shaft of the drive wheel 18 to be driven by the rotational drive force from the motor 15 and allows the operator to handle the handle portion 3. Is allowed to walk ahead of the carriage unit 1, that is, the drive wheel 18 side is disconnected from the speed reducer 16 side with the load of the motor 15 and rotated faster than the speed reducer 16 side. However, in the case of walking downhill, the one-way function can be canceled and the brake operation can be performed in order to suppress the operator's footstep by continuing the motor side drive.

図４は電動アシストカートの停止状態におけるモータ駆動開始の制御フロー図である。ステップＳ１にて制御が開始され、ステップＳ２にてハンドル加速度検出器７からハンドルの加速度Ｇが取得される。ステップＳ３にて台車加速度検出器８から台車部１の加速度Ｇが取得され、ステップＳ４にて演算／制御装置１４において台車姿勢演算がなされる。ステップＳ５にて台車姿勢正常が確認されるとステップＳ６に移行してハンドル操作力・方向演算がなされる。ハンドル加速度検出器７や台車加速度検出器８における３軸加速度センサでは、重力の加速度Ｇをも検出するので、台車部１が正立していることを検出でき、転倒等の異常時にはモータ１５を駆動することがない。ステップＳ６のハンドル操作力・方向演算では、台車部１を前進させようとするハンドル部３の操作以外、例えば、ハンドル部３を直上に持ち上げる動作ではモータ１５の駆動を開始しないようにされる。すなわち、ステップＳ７ではハンドル部３の前進操作かどうかが判定され、前進操作であればモータ１５の駆動が開始される。なお、制御開始に当たって、規定のハンドル位置（鉛直方向等）でゼロ点合せが行われるとよい。 FIG. 4 is a control flowchart for starting motor driving when the electric assist cart is stopped. Control is started in step S1, and the acceleration G of the handle is acquired from the handle acceleration detector 7 in step S2. In step S3, the acceleration G of the cart unit 1 is acquired from the cart acceleration detector 8, and the cart attitude calculation is performed in the calculation / control device 14 in step S4. When it is confirmed in step S5 that the carriage posture is normal, the process proceeds to step S6, where the steering operation force / direction is calculated. The triaxial acceleration sensor in the steering wheel acceleration detector 7 and the cart acceleration detector 8 also detects the acceleration G of gravity, so that it can detect that the cart unit 1 is upright, and the motor 15 is turned on when an abnormality such as a fall is caused. There is no driving. In the handle operating force / direction calculation in step S6, the driving of the motor 15 is not started in the operation of lifting the handle portion 3 directly above, for example, other than the operation of the handle portion 3 for moving the carriage portion 1 forward. That is, in step S7, it is determined whether or not the handle portion 3 is forwardly operated. If the handle portion 3 is forwardly operated, the driving of the motor 15 is started. It should be noted that when starting the control, zero-point alignment may be performed at a specified handle position (vertical direction or the like).

図５は歩行時における電動アシストカートの動作制御フロー図である。前記図４のステップＳ８に続いて電動アシストカートの歩行を開始し、操作者がハンドル部３における把手５の押し引きに応じてハンドルの加速度Ｇが検出される（ステップ９）。ステップＳ１０にてハンドル操作力・方向が演算され、ステップＳ１１にてハンドル加速度検出部７がハンドル部３の押し方向（後進方向）の加速度Ｇを検出するとブレーキ動作がなされ（ステップＳ１２）、前進方向の加速度Ｇが検出されればステップＳ１３に移行して台車加速度検出部８により台車部１の加速度Ｇが取得される。次いで、ステップＳ１４にて台車姿勢演算がなされ、ステップＳ１５にて重力の加速度Ｇの方向異常等の検出により台車部の姿勢が異常と判断されればステップＳ１６に移行して電動アシストが停止され、図４のステップ１のスタートに戻る。 FIG. 5 is an operation control flowchart of the electric assist cart during walking. Following step S8 in FIG. 4, the electric assist cart starts to walk, and the acceleration G of the handle is detected in response to the operator pushing and pulling the handle 5 on the handle portion 3 (step 9). In step S10, the handle operating force / direction is calculated. In step S11, when the handle acceleration detecting unit 7 detects the acceleration G in the pushing direction (reverse direction) of the handle unit 3, a braking operation is performed (step S12), and the forward direction. If the acceleration G is detected, the process proceeds to step S13, where the trolley acceleration detecting unit 8 acquires the acceleration G of the trolley unit 1. Next, a cart posture calculation is performed in step S14, and if it is determined in step S15 that the posture of the cart unit is abnormal by detecting an abnormality in the direction of gravity acceleration G, the process proceeds to step S16 and the electric assist is stopped. Return to the start of step 1 in FIG.

前記ステップＳ１５にて台車部の姿勢が正常と判断されたならば、ステップＳ１７に移行して台車部１の動きが演算される。ステップＳ１８にて、路上の障害物の有無を障害物に接触した時の衝撃から判断し、障害物が検出された場合はステップ１９にてその後の加速度センサの検出値（進行方向に進んでいる、跳ね返されている等）から障害物を乗り越えられるかどうかを判断する。乗越えが可能であればそのまま障害物乗越えのアシストがなされて（ステップＳ２０）、モータ駆動出力が続行され（ステップＳ２９）、乗越えが不可能であればステップＳ１６に戻り電動アシストが停止される。 If it is determined in step S15 that the position of the carriage unit is normal, the process proceeds to step S17, and the movement of the carriage unit 1 is calculated. In step S18, the presence / absence of an obstacle on the road is determined from the impact when it touches the obstacle. If an obstacle is detected, the detected value of the subsequent acceleration sensor (proceeding in the advancing direction) in step 19 It is judged whether or not the obstacle can be overcome. If it is possible to get over the vehicle, assistance for overcoming the obstacle is provided as it is (step S20), the motor drive output is continued (step S29), and if overriding is impossible, the process returns to step S16 and the electric assist is stopped.

前記ステップＳ１８にて路上に障害物が検出されない場合には、ステップＳ２１に移行してハンドル速度（ハンドル加速度検出器７によるハンドル部３の加速度検出値から求める）演算がなされる。次いで、ステップＳ２２にて台車速度（台車加速度検出器８による台車部１の加速度検出値から求める）演算がなされる。ステップＳ２３にてハンドル部３の速度Ｖｈと台車部１の速度Ｖとが比較され、台車部１の速度Ｖの方が一定値以上大きければ足当りを抑制すべくステップＳ２７に移行してモータ１５の出力が減ぜられ、台車部１の速度Ｖが一定値以上大きくない場合、またはハンドル部３の速度Ｖｈの方が台車部１の速度Ｖより大きい場合はステップＳ２４に移行し、台車部１の速度Ｖが電動アシストの上限速度Ｖ1 よりも大きければ暴走を抑制すべく、前記同様にステップＳ２７に移行してモータ１５の出力を減ずることになる。台車部１の速度Ｖが電動アシストの上限速度Ｖ1 以内であれば、ステップＳ２５に移行して車輪回転数取得が行われる。 If no obstacle is detected on the road in step S18, the process proceeds to step S21, and the handle speed (obtained from the detected acceleration value of the handle portion 3 by the handle acceleration detector 7) is calculated. Next, in step S22, the bogie speed (obtained from the detected acceleration value of the bogie unit 1 by the bogie acceleration detector 8) is calculated. In step S23, the speed Vh of the handle part 3 and the speed V of the carriage unit 1 are compared. If the speed V of the carriage part 1 is greater than a certain value, the process proceeds to step S27 to suppress the foot contact and the motor 15 When the speed V of the carriage unit 1 is not greater than a certain value, or when the speed Vh of the handle part 3 is greater than the speed V of the carriage part 1, the process proceeds to step S24. If the speed V is greater than the upper limit speed V1 of the electric assist, the process proceeds to step S27 to reduce the output of the motor 15 in the same manner as described above in order to suppress runaway. If the speed V of the carriage unit 1 is within the upper limit speed V1 of the electric assist, the process proceeds to step S25, where the wheel rotational speed is acquired.

ステップＳ２６ではスリップ検出が行われる。つまり、台車加速度検出器８による台車部１の加速度検出値から求めた台車部１の速度Ｖと、車輪回転数検出器９から求めた台車部１の速度Ｖｎとを比較することで、車輪回転数検出器９から求めた台車部１の速度Ｖｎの方が大きい場合にはスリップが検出され、モータ１５からの回転駆動が過剰であると判断してステップＳ２７にてモータの出力を減じる。スリップが検出されない場合は、ステップＳ２８にてモータ出力演算がなされて、その出力信号値に応じてステップＳ２９にてモータ出力がなされる。また、演算／制御装置１４により、ハンドル操作の動きの速さに応じた応答性を可変とすることも可能で、ソフトスタートやダッシュスタートを選定して制御することもできる。 In step S26, slip detection is performed. That is, by comparing the speed V of the carriage unit 1 obtained from the acceleration detection value of the carriage unit 1 by the carriage acceleration detector 8 with the speed Vn of the carriage unit 1 obtained from the wheel rotation number detector 9, the wheel rotation When the speed Vn of the carriage unit 1 obtained from the number detector 9 is larger, slip is detected, and it is determined that the rotational drive from the motor 15 is excessive, and the output of the motor is reduced in step S27. If slip is not detected, motor output calculation is performed in step S28, and motor output is performed in step S29 according to the output signal value. In addition, the responsiveness according to the speed of the operation of the steering wheel can be made variable by the arithmetic / control device 14, and soft start and dash start can be selected and controlled.

図６は本発明の電動アシストカートの第２実施例を示す側面図である。本実施例では台車部１の床部１Ａの下部に一対の駆動輪１８Ｌ、１８Ｒのみが配設されて二輪タイプの電動アシストカートを構成している。台車部１の起立壁部１Ｂにはハンドル部３が平行状に設置される。ハンドル部３の上端部には、図１（Ｂ）に明示したものと同様な操作者が把持する把手５が形成され、起立壁部１Ｂと平行な取付部に対してハンドル部３の下端部にはハンドル伸縮部６が形成され、前記第１実施例のものと同様に、ハンドル部３と台車部１との間が相対移動が可能となり、ハンドル部３と台車部１との間の遊びとして機能する。ハンドル部３の把手５近傍には３軸加速度センサからなるハンドル加速度検出器７が設置され、また、台車部１の床部１Ａにも３軸加速度センサからなる台車加速度検出器８が設置される。 FIG. 6 is a side view showing a second embodiment of the electric assist cart of the present invention. In the present embodiment, only a pair of drive wheels 18L and 18R are disposed below the floor portion 1A of the cart unit 1 to constitute a two-wheel type electric assist cart. A handle portion 3 is installed in parallel on the upright wall portion 1B of the carriage portion 1. A handle 5 similar to that shown in FIG. 1B is formed at the upper end portion of the handle portion 3, and the lower end portion of the handle portion 3 with respect to the mounting portion parallel to the standing wall portion 1 B. A handle expansion / contraction portion 6 is formed in the same manner as in the first embodiment, so that the relative movement between the handle portion 3 and the carriage portion 1 is possible, and the play between the handle portion 3 and the carriage portion 1 is possible. Function as. A handle acceleration detector 7 made of a triaxial acceleration sensor is installed in the vicinity of the handle 5 of the handle portion 3, and a cart acceleration detector 8 made of a triaxial acceleration sensor is also installed on the floor portion 1A of the cart portion 1. .

図示の例では、ハンドル部３は、台車部１の起立壁部１Ｂと一体の平行な取付部に対しハンドル伸縮部６を介して長さ方向にのみ伸縮が可能に構成されているが、図１の例のように、前後方向および左右の旋回方向にも揺動可能に構成されることを妨げない。その場合には、図６にあるような左右駆動輪１８Ｌ、１８Ｒとは別の接地箇所をキャスタ等に置き換えても良い。図８の電動アシストカートの本体構成図に示すように、床部１Ａ内の左右前部（図面右方が前進方向）には独立した左右の駆動輪１８Ｌ、１８Ｒが配設され、それぞれ左右のモータ１５Ｌ、１５Ｒにより各減速機１６Ｌ、１６Ｒを介して回転駆動力を得る。 In the illustrated example, the handle portion 3 is configured to be able to expand and contract only in the length direction via the handle extendable portion 6 with respect to the parallel mounting portion integral with the upright wall portion 1B of the carriage portion 1. As in the case of the first example, it is not prohibited to be configured to be swingable in the front-rear direction and the left-right turning direction. In that case, a grounding location different from the left and right drive wheels 18L and 18R as shown in FIG. 6 may be replaced with a caster or the like. As shown in the configuration diagram of the main body of the electric assist cart in FIG. 8, independent left and right drive wheels 18L and 18R are disposed on the left and right front portions (the right side in the drawing is the forward direction) in the floor portion 1A. A rotational driving force is obtained by the motors 15L and 15R via the speed reducers 16L and 16R.

前記第１実施例のものと同様に、台車部の床部１Ａ内に電源である電池１３が載置され、隣接する制御基板２０上には、演算／制御装置１４、台車加速度検出器８および消費電流検出器１２が設置される。床部１Ａの前部中央には演算／制御装置１４からの駆動信号によりそれぞれ各別に制御される左右のモータ１５Ｌ、１５Ｒが設置される。これらモータ１５Ｌ、１５Ｒからの回転駆動力は、それぞれ歯車列等からなる各減速器１６Ｌ、１６Ｒを介して左右の駆動輪１８Ｌ、１８Ｒに伝達される。 As in the first embodiment, a battery 13 serving as a power source is placed in the floor portion 1A of the carriage, and an arithmetic / control device 14, a carriage acceleration detector 8 and A consumption current detector 12 is installed. Left and right motors 15 L and 15 R that are respectively controlled by drive signals from the arithmetic / control device 14 are installed at the front center of the floor 1 A. The rotational driving force from these motors 15L, 15R is transmitted to the left and right drive wheels 18L, 18R via the speed reducers 16L, 16R each consisting of a gear train or the like.

図７は本第２実施例の電動アシストカートのブロック構成図である。前記図３の第１実施例のものと異なるのは、演算／制御装置１４がハンドル加速度検出器７の左右の加速度を検出した際に、左右の各モータ１５Ｌ、１５Ｒを独立して各別に駆動制御して旋回（操向）制御するように構成したことである。ハンドル加速度検出器７の検出値によっては、左右の各モータ１５Ｌ、１５Ｒが互いに反対方向に回転駆動するその場旋回等も可能となる。本実施例における演算／制御装置１４による制御については、前記図４および図５の制御フローとほぼ同様であるので図示しての詳述はしないが、ハンドル加速度検出器７および台車加速度検出器８による旋回方向の加速度検出値に応じた左右のモータ１５Ｌ、１５Ｒの各別制御が加わる。その他の、台車姿勢制御、台車持上げ制御、障害物乗越え制御、足当り制御、スリップ制御、ハンドル操作に応じた通常の出力制御等については前記第１実施例の制御フローに準ずるものである。本実施例における旋回の際のハンドル部３の先行した挙動と台車部１との挙動のずれの補正についてもこれらの制御形態に準じるものである。 FIG. 7 is a block diagram of the electric assist cart of the second embodiment. 3 differs from that of the first embodiment of FIG. 3 in that the left and right motors 15L and 15R are independently driven when the arithmetic / control device 14 detects the left and right accelerations of the handle acceleration detector 7. It is configured to control and turn (steer). Depending on the detection value of the steering wheel acceleration detector 7, it is possible to turn on the spot where the left and right motors 15L and 15R are driven to rotate in opposite directions. The control by the arithmetic / control device 14 in this embodiment is almost the same as the control flow of FIGS. 4 and 5 and will not be described in detail, but the steering wheel acceleration detector 7 and the cart acceleration detector 8 are not described in detail. Separate control of the left and right motors 15L and 15R according to the detected acceleration value in the turning direction is added. Other truck attitude control, carriage lifting control, obstacle climbing control, foot contact control, slip control, normal output control according to steering wheel operation, and the like are in accordance with the control flow of the first embodiment. The correction of the deviation between the preceding behavior of the handle portion 3 and the behavior of the cart portion 1 at the time of turning in this embodiment also conforms to these control modes.

このような構成により、本発明では、電動アシストカートにおいて簡素な構造の３軸加速度センサをハンドル部および台車部に設置するだけで、ハンドル部と台車部との両方の動きを演算／制御装置で監視しつつモータ制御に反映させ、同時に、台車部の動きに先行する全方向の操作者の意思を反映させて、応答性良く迅速に対応できる速度制御等が可能となり、台車部の持上げ、旋回、段差の乗越え、障害物への対処、操作者への足当り、急激な速度変化等に対する適切な制御も可能となって安全性が向上する。そして、従来のものが有していた、押し引き力検出器やハンドル角度検出器が不要となって構造が簡素化され、部品点数も削減されて故障の機会も減少する。 With such a configuration, in the present invention, by simply installing a triaxial acceleration sensor with a simple structure in the electric assist cart on the handle portion and the cart portion, the movement of both the handle portion and the cart portion can be calculated by an arithmetic / control device. It is reflected in motor control while monitoring, and at the same time, reflecting the intentions of the operator in all directions preceding the movement of the carriage part, it becomes possible to perform speed control etc. that can respond quickly with good responsiveness, lifting the carriage part, turning Therefore, it is possible to perform appropriate control for stepping over steps, dealing with obstacles, hitting the operator, sudden speed changes, and the like, thereby improving safety. Further, the push / pull force detector and the handle angle detector that the conventional ones have become unnecessary, the structure is simplified, the number of parts is reduced, and the chance of failure is also reduced.

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、ハンドル部の形状（先端に把手部を形成した棒状体に拘わることなく、枠状体等でもよい）、形式、台車部の形状（実施例のような側面視でＬ字形の他、ボックス形状、布等にてカバーされたもの等）、形式、ハンドル部と台車部の連結形態（軸支部による前後方向揺動、自在継手部による３次元揺動、あるいは第２実施例のような揺動不能形態等）、ハンドル部と台車部との間の相対移動を可能とする遊びすなわちハンドル伸縮部の形状、形式（実施例のもののようなスプリングを介設したシリンダとピストンとの摺動嵌合の他、単なる鎖連結のような形態、油圧ダンパを介した形態等適宜の伸縮部が採用される）、加速度センサを構成するハンドル部加速度検出器および台車部加速度検出器の形状、形式（加速度センサに加えて角速度検出器や角加速度検出器等を付加して検出感度を向上させてもよい）等については適宜選定できる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, within the scope of the present invention, the shape of the handle portion (a frame-shaped body or the like may be used regardless of the rod-shaped body having a handle portion formed at the tip), form The shape of the carriage part (L-shaped as seen from the side as in the embodiment, box shape, covered with cloth, etc.), type, connection form of the handle part and the carriage part (back-and-forth movement by the shaft support part) Movement, three-dimensional rocking by a universal joint, or a non-rocking form as in the second embodiment, etc.), a shape that allows relative movement between the handle and the carriage, that is, the shape and form of the handle telescopic part (In addition to sliding fitting between a cylinder and a piston with a spring as in the embodiment, an appropriate expansion / contraction part such as a simple chain connection or a hydraulic damper is adopted), acceleration Acceleration detection of the handle part constituting the sensor And the shape of the truck acceleration detector, the format (the acceleration sensor in addition to be to improve the detection sensitivity by adding an angular velocity detector or the angular acceleration detector and the like) and the like can be appropriately selected.

本発明は、好適にはハンドル部の押し引きにより駆動モータを有する台車部の速度を制御する比較的軽量の荷物を運搬するゴルフカートやショッピングカート等の電動アシストカートに採用されるが、重量物を運搬する工場用の運搬用カートや食器運搬用カートさらにはリヤカー等にも転用できる。 The present invention is preferably employed in an electric assist cart such as a golf cart or a shopping cart that transports a relatively light load that controls the speed of a carriage unit having a drive motor by pushing and pulling a handle unit. It can also be used for factory carts, tableware carts, and rear cars.

１台車部
１Ａ床部
１Ｂ起立壁部
２荷物
３ハンドル部
３Ａピストン
４軸支部
５把手
６ハンドル伸縮部（遊び）
６Ａシリンダ
７ハンドル加速度検出器（加速度センサ）
８台車加速度検出器（加速度センサ）
１０スプリング
１８駆動輪
１９従動輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carriage part 1A Floor part 1B Standing wall part 2 Luggage 3 Handle part 3A Piston 4 Shaft support part 5 Handle 6 Handle expansion-contraction part (play)
6A Cylinder 7 Handle acceleration detector (acceleration sensor)
8 trolley acceleration detector (acceleration sensor)
10 Spring 18 Drive wheel 19 Driven wheel

Claims

ハンドル部の押し引きにより駆動モータを有する台車部の速度を制御する電動アシストカートにおいて、ハンドル部に設置した加速度センサからの検出信号値に基づいて制御装置により前記駆動モータの速度を制御するように構成したことを特徴とする電動アシストカート。 In the electric assist cart that controls the speed of the carriage unit having the drive motor by pushing and pulling the handle unit, the speed of the drive motor is controlled by the control device based on the detection signal value from the acceleration sensor installed in the handle unit. An electric assist cart characterized by comprising.

前記ハンドル部における前記加速度センサの設置部と、前記台車部との間に相対移動が可能な遊びを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動アシストカート。 The electric assist cart according to claim 1, wherein a play capable of relative movement is provided between an installation part of the acceleration sensor in the handle part and the carriage part.

前記台車部にも加速度センサを設置したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動アシストカート。 The electric assist cart according to claim 1, wherein an acceleration sensor is also installed in the carriage unit.

前記加速度センサが３軸加速度センサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電動アシストカート。 The electric assist cart according to any one of claims 1 to 3, wherein the acceleration sensor is a triaxial acceleration sensor.