JP3881839B2

JP3881839B2 - Suspension type free movement device

Info

Publication number: JP3881839B2
Application number: JP2000343406A
Authority: JP
Inventors: 和裕阿部; 旭杉本; 勝幸金子; 誠剛時岡
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002143239A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強磁性体を有する下向き又は横向きの走行面に磁気吸引力により装着され、人や荷物を吊り下げながらその走行面に沿って自由に移動できる吊り下げ型自由移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天井の下面や側壁面等の走行面に沿って走行できる構造をもった吊り下げ型移動装置が知られている。この種の移動装置は、人の歩行補助や、寝たきりの人をベッドから起こすための補助や、荷物の上げ下ろし等に使用するのに有効である。
【０００３】
また走行面を強磁性体で作る一方、移動装置に磁石を含む磁気回路装置を備え、その磁気回路装置による磁気吸引力により移動装置を走行面に装着し、これにより走行経路を制約されることなく自由に移動できるようにすると、さらに便利である。この磁気吸引力を利用して自由に移動できるようにした移動装置をここでは自由移動装置と呼ぶ。
【０００４】
自由移動装置を、例えば３００ニュートンの力で吊り具に人や物を吊り下げることが可能に作ると、人や物の荷重が３００ニュートンだけ軽減されるため、次に列挙するように有利である。
【０００５】
１）障害者やけがをした人の歩行のリハビリテイションが可能になる。
２）足腰が弱く自力では歩行困難な高齢者や障害者が歩行可能となる。
３）ベッドに寝たきりの人を起こすときの補助として使用して効果的である。４）荷物の積みおろしや運搬の際の重労働を軽減し、腰痛や労働災害を防止できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種の自由移動装置の実用化に際する大きな課題の一つとして落下防止がある。走行面と磁気回路装置との間の磁気吸引力を上回る荷重が自由移動装置に加わると、自由移動装置が走行面から脱落してしまう。この脱落を防止する有効な機構は従来の自由移動装置には備えられていない。
【０００７】
また人や荷物を吊り上げたりその重量を軽減したりする場合には、人や荷物の鉛直方向の位置が変化しても引き上げ力が一定であることが必要である。しかも装置の重量の軽減とコストの低減とを考慮すると、電動装置の使用数をなるべく少なくし、できれば使用しない機構で実現することが望ましい。
【０００８】
しかも、人や荷物を吊り上げたりその重量を軽減したりする場合には常に鉛直方向上向きに引張っている訳であるから、人や荷物を吊り具に装着する場合は、ワイヤー又は吊り具を鉛直方向の所望の位置で固定する必要がある。
【０００９】
それ故に本発明の課題は、磁気吸着力を上回る荷重が加わっても、走行面からの脱落が防止される吊り下げ型自由移動装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の課題は、ワイヤーを引き上げる力が引き上げの高さや吊り具の位置に拘わらず常に一定になる吊り下げ型自由移動装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の課題は、必要に応じてワイヤーや吊り具を所望の位置で固定できる吊り下げ型自由移動装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、天井の下面又は側壁の壁面よりなる強磁性体を有する走行面に磁気吸引力により装着され前記走行面に沿って走行する人用吊り下げ型自由移動装置であって、前記走行面上を走行可能な車体、前記車体に搭載され、前記磁気吸引力を発生する磁気回路装置、前記車体に回転可能に備えたシャフト、前記シャフトに一端を結合されたワイヤー、及び前記シャフトと前記車体との間に介装され、前記シャフトに前記ワイヤーを巻回させるとともに前記ワイヤーに定荷重を与える定荷重バネ装置を含み、前記定荷重バネ装置は、前記シャフトに固定された主ドラムと、前記主ドラムの両側にそれぞれブラケットに対し回転可能に備えられた副ドラムと、前記主ドラムと前記副ドラムの各々との間に介装された板バネのような定荷重バネとを有し、前記定荷重バネは、前記主ドラムに一端が固定されるとともに一部が巻回され、前記副ドラムに他端が固定されるとともに一部がバネ力に反発するように逆向きに巻回されていることを特徴とする人用吊り下げ型自由移動装置が得られる。
【００１３】
前記定荷重バネ装置は、前記シャフトに固定されたドラムと、前記ドラムにその回動角には無関係に一定のトルクを与える定荷重バネとを有していてもよい。
【００１４】
さらに、前記シャフトの逆転を防止する逆転防止機構を含んでもよい。
【００１５】
前記車体は少なくとも一つの駆動輪を備え、前記駆動輪により前記走行面に沿って走行されてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る吊り下げ型自由移動装置について説明する。
【００１７】
図示の吊り下げ型自由移動装置は水平に延在した天井１の下面を走行面とするものであり、非磁性の車体２と、この車体２に搭載された二つの磁気回路装置３と、これらの磁気回路装置３の間で車体２に備えられ天井１の下面に沿って転走する非磁性の複数の車輪４とを含んでいる。車輪４のうち少なくとも一つの車輪は駆動装置（図示せず）にて駆動される駆動輪である。
【００１８】
天井１は強磁性体を用いて作られている。各磁気回路装置３は天井１に間隙ｇをおいて対向するもので、車体２に固定された強磁性体ヨーク３ａと、このヨーク３ａに固定された永久磁石３ｂとを含んでいる。磁石３ｂの磁力はヨーク３ａを介して天井１に作用し、その際の磁気吸引力により自由移動装置が天井１に装着される。そして、天井１に沿って車輪４が転走することにより、自由移動装置は自由に移動され得る。この自由移動装置は天井１に吊り下げられるので、吊り下げ型自由移動装置と呼ぶこともできる。
【００１９】
図１と共に図２を参照すると、車体２の下面に固定したブラケット６には、シャフト７が回転可能に備えられている。シャフト７はプーリ７ａを固定的に有したものである。プーリ７ａには、下端にフック又は吊り具９が接続されたワイヤー１０が上端を結合されると共に一部を巻回されている。
【００２０】
シャフト７には主ドラム８が固定されている。また、主ドラム８の両側にはそれぞれ副ドラム１１がブラケット６に対し回転可能に備えられている。主ドラム８と副ドラム１１との間には板バネのような定荷重バネ５がそれぞれ介装されている。各定荷重バネ５はバネ用ステンレス鋼の平板よりなり、主ドラム８に一端が固定されるとともに一部が巻回され、副ドラム１１に他端が固定されるとともに一部がバネ力に反発するように逆向きに巻回されている。この構造によると、主ドラム８にはその回動角には関係なく一定のトルクが与えられる。ここで、主ドラム８、副ドラム１１、及び定荷重バネ５は合わせて、プーリ７ａにワイヤー１０を巻回させるとともにそのワイヤー１０に定荷重を与える定荷重バネ装置を構成する。なお、この定荷重は吊り具９に加わる予定の荷重を支え得る値に設定される。
【００２１】
上述した吊り下げ型自由移動装置によると、吊り具９に加わる荷重が上述した定荷重以下である場合は、その荷重はワイヤー１０を介して上述した磁気吸引力により天井１に支持される。吊り具９に加わる荷重が定荷重を越えると、定荷重バネ５を伸ばしつつ吊り具９及びワイヤー１０が下降する。その場合、瞬間的に加わる大きな力は、定荷重バネ５が伸びることで吸収され、力が加わった瞬間に磁気回路装置３に過大な力が加わることはない。また、定荷重以上の力を加えた続けた場合は、定荷重バネ５が徐々に伸び、荷重を加える要因となる荷物や人は緩やかに落下し床に着地する。定荷重バネ５の長さを吊り具９と床との距離よりも大きく設定しておけば磁気回路装置３に定荷重以上の力が加わることはない。したがって吊り下げ型自由移動装置が天井１などの走行面から脱落することは防止される。
【００２２】
図３をも参照すると、好ましくは、シャフト７にさらに歯車２１が固定されている。歯車２１には、一端を支点として回動可能なピン２２の他端が対向している。ピン２２はバネ２３により他端を歯車２１に向けて付勢されている。
【００２３】
今、バネ２３を外力により圧縮すると、ピン２２が歯車２１から外れるので、歯車２１は両方向に回転可能となる。バネ２３の圧縮力を緩めるか又は外すと、ピン２２が歯車２１の歯の間に入り込むので、歯車２１は一方向（ワイヤー１０をプーリ７ａに巻き付ける方向）にしか回転できなくなり、反対方向（ワイヤー１０をプーリ７ａから引き出す方向）への回転はピン２２にて阻止される。即ち、歯車２１、ピン２２、及びバネ２３は合わせて、シャフト７の逆転を防止する逆転防止機構を構成する。
【００２４】
上述した吊り下げ型自由移動装置によれば、バネ２３を圧縮して歯車２１から外した状態で吊り具９又はワイヤー１０を下方へ引くことにより、ワイヤー１０をプーリ７ａから簡単にしかも定荷重を受けつつ引き出すことができる。必要な長さだけワイヤー１０を引き出した後、バネ２３の圧縮力を解放する。すると、ピン２２が歯車２１の歯の間に入り込み、ワイヤー１０がそれ以上プーリ７ａから引き出されるのを防止する。この状態で、吊り具９に例えば荷物を引っかけ、吊り下げ型自由移動装置を天井１に沿って走行させることにより、荷物の搬送を容易に実行できる。
【００２５】
勿論、障害者やけがをした人の歩行のリハビリテイションにも使用できるし、足腰が弱く自力では歩行困難な高齢者や障害者の歩行の補助にも使用できるし、ベッドに寝たきりの人を起こすときの補助としても使用できる。
【００２６】
なお、上述では天井の下面を走行するものとして説明したが、側壁に沿って走行するものとしても実施できることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気吸着力を上回る荷重が加わっても、走行面からの脱落が防止される吊り下げ型自由移動装置を提供することができる。さらに、ワイヤーを引き上げる力が引き上げの高さや吊り具の位置に拘わらず常に一定になる。また、必要に応じてワイヤーや吊り具を所望の位置で固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る吊り下げ型自由移動装置を天井に装着した状態を示す断面図である。
【図２】図１の吊り下げ型自由移動装置の要部のみを示す断面図である。
【図３】図１の吊り下げ型自由移動装置に備え得る逆転防止機構の説明図である。
【符号の説明】
１天井
２車体
３磁気回路装置
３ａ強磁性体ヨーク
３ｂ永久磁石
４車輪
５定荷重バネ
６ブラケット
７シャフト
８主ドラム
９吊り具
１０ワイヤー
１１副ドラム
２１歯車
２２ピン
２３バネ
ｇ間隙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a suspension type free movement device that is attached to a downward or lateral traveling surface having a ferromagnetic material by a magnetic attraction force and can freely move along a traveling surface while suspending a person or a load.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a suspension type moving device having a structure capable of traveling along a traveling surface such as a lower surface of a ceiling or a side wall surface is known. This type of moving device is effective for assisting human walking, assisting to raise a bedridden person from a bed, lifting and lowering luggage, and the like.
[0003]
The traveling surface is made of a ferromagnetic material, while the moving device is equipped with a magnetic circuit device including a magnet, and the moving device is attached to the traveling surface by the magnetic attraction force of the magnetic circuit device, thereby restricting the traveling route. It would be even more convenient to be able to move freely. A moving device that can move freely using this magnetic attraction force is referred to herein as a free moving device.
[0004]
Making a free movement device capable of suspending a person or an object on a suspension device with a force of 300 Newtons, for example, is advantageous as listed below because the load on the person or object is reduced by 300 Newtons. .
[0005]
1) Rehabilitation of walking for persons with disabilities and injuries is possible.
2) Elderly and disabled people who have weak legs and are unable to walk on their own can walk.
3) Useful as an aid when waking up a bedridden person. 4) Reduces heavy labor during loading and unloading and prevents back pain and work accidents.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
One of the major problems in putting this type of free movement device into practical use is prevention of falling. When a load exceeding the magnetic attractive force between the running surface and the magnetic circuit device is applied to the free moving device, the free moving device falls off the running surface. An effective mechanism for preventing this dropout is not provided in the conventional free movement apparatus.
[0007]
Further, when lifting a person or a baggage or reducing the weight thereof, the lifting force needs to be constant even if the vertical position of the person or the baggage changes. Moreover, considering the reduction in the weight of the device and the reduction in cost, it is desirable to reduce the number of electric devices to be used as much as possible, and to realize a mechanism that is not used if possible.
[0008]
In addition, when lifting a person or baggage or reducing its weight, it is always pulled upward in the vertical direction. It is necessary to fix at a desired position.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a suspension-type free movement device that is prevented from dropping off from the running surface even when a load exceeding the magnetic attractive force is applied.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a suspension-type free movement device in which the force for pulling up the wire is always constant regardless of the height of lifting and the position of the suspension.
[0011]
Still another object of the present invention is to provide a suspension type free movement device capable of fixing a wire or a suspension tool at a desired position as required.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a human- suspended free movement device that is attached to a traveling surface having a ferromagnetic body formed of a lower surface of a ceiling or a wall surface of a side wall by a magnetic attractive force and travels along the traveling surface, A vehicle body capable of traveling on a traveling surface, a magnetic circuit device mounted on the vehicle body and generating the magnetic attraction force, a shaft rotatably provided on the vehicle body, a wire having one end coupled to the shaft, and the shaft; A constant load spring device interposed between the vehicle body and winding the wire around the shaft and applying a constant load to the wire, the constant load spring device comprising: a main drum fixed to the shaft; And a constant load such as a leaf spring interposed between the main drum and each of the sub-drums, and a sub-drum rotatably provided to the brackets on both sides of the main drum. The constant load spring is fixed at one end to the main drum and partially wound, and fixed at the other end to the sub drum and partially repelled by the spring force. A human- suspended free-moving device characterized by being wound in the opposite direction is obtained.
[0013]
The constant load spring device may include a drum fixed to the shaft, and a constant load spring that applies a constant torque to the drum regardless of its rotation angle.
[0014]
Furthermore, a reverse rotation prevention mechanism for preventing reverse rotation of the shaft may be included.
[0015]
The vehicle body may include at least one driving wheel, and the vehicle may travel along the traveling surface by the driving wheel.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
With reference to FIG. 1, the suspension type free movement apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
[0017]
The suspension type free movement apparatus shown in the drawing has a lower surface of a horizontally extending ceiling 1 as a running surface, a non-magnetic vehicle body 2, two magnetic circuit devices 3 mounted on the vehicle body 2, and these And a plurality of non-magnetic wheels 4 that are provided on the vehicle body 2 and roll along the lower surface of the ceiling 1. At least one of the wheels 4 is a drive wheel driven by a drive device (not shown).
[0018]
The ceiling 1 is made of a ferromagnetic material. Each magnetic circuit device 3 is opposed to the ceiling 1 with a gap g, and includes a ferromagnetic yoke 3a fixed to the vehicle body 2 and a permanent magnet 3b fixed to the yoke 3a. The magnetic force of the magnet 3b acts on the ceiling 1 via the yoke 3a, and the free movement device is mounted on the ceiling 1 by the magnetic attractive force at that time. Then, as the wheels 4 roll along the ceiling 1, the free movement device can be moved freely. Since this free movement device is suspended from the ceiling 1, it can also be called a suspension type free movement device.
[0019]
Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, the bracket 6 fixed to the lower surface of the vehicle body 2 is rotatably provided with a shaft 7. The shaft 7 has a pulley 7a fixedly. A wire 10 having a hook or suspension 9 connected to the lower end is coupled to the pulley 7a at the upper end, and a part of the wire 10 is wound around the pulley 7a.
[0020]
A main drum 8 is fixed to the shaft 7. Further, sub drums 11 are provided on both sides of the main drum 8 so as to be rotatable with respect to the bracket 6. A constant load spring 5 such as a leaf spring is interposed between the main drum 8 and the sub drum 11. Each constant load spring 5 is made of a spring stainless steel flat plate, one end of which is fixed to the main drum 8 and a part thereof is wound, the other end is fixed to the sub drum 11 and a part thereof is repelled by the spring force. It is wound in the opposite direction. According to this structure, a constant torque is applied to the main drum 8 regardless of its rotation angle. Here, the main drum 8, the sub drum 11, and the constant load spring 5 together constitute a constant load spring device that winds the wire 10 around the pulley 7 a and applies a constant load to the wire 10. The constant load is set to a value that can support a load that is expected to be applied to the hanger 9.
[0021]
According to the above-described suspension type free movement device, when the load applied to the suspension 9 is equal to or less than the above-described constant load, the load is supported on the ceiling 1 by the magnetic attraction force described above via the wire 10. When the load applied to the hanger 9 exceeds a constant load, the hanger 9 and the wire 10 are lowered while the constant load spring 5 is extended. In this case, a large force applied instantaneously is absorbed by the extension of the constant load spring 5, and an excessive force is not applied to the magnetic circuit device 3 at the moment when the force is applied. In addition, when a force equal to or greater than a constant load is continuously applied, the constant load spring 5 is gradually extended, and the load or person that causes the load is gently dropped and landed on the floor. If the length of the constant load spring 5 is set larger than the distance between the hanger 9 and the floor, the magnetic circuit device 3 will not be applied with a force greater than the constant load. Therefore, the suspension type free movement device is prevented from falling off from the traveling surface such as the ceiling 1.
[0022]
Referring also to FIG. 3, a gear 21 is preferably fixed to the shaft 7. The other end of the pin 22 that can rotate with one end as a fulcrum is opposed to the gear 21. The pin 22 is biased by a spring 23 toward the gear 21 at the other end.
[0023]
Now, when the spring 23 is compressed by an external force, the pin 22 is disengaged from the gear 21, so that the gear 21 can rotate in both directions. When the compression force of the spring 23 is loosened or removed, the pin 22 enters between the teeth of the gear 21, so that the gear 21 can only rotate in one direction (the direction in which the wire 10 is wound around the pulley 7a) and the opposite direction (the wire The rotation in the direction of pulling out 10 from the pulley 7a is blocked by the pin 22. That is, the gear 21, the pin 22, and the spring 23 together constitute a reverse rotation prevention mechanism that prevents the reverse rotation of the shaft 7.
[0024]
According to the suspension type free movement apparatus described above, the wire 10 is easily pulled from the pulley 7a and a constant load is applied by pulling the suspension 9 or the wire 10 downward with the spring 23 compressed and removed from the gear 21. Can be withdrawn while receiving. After pulling out the wire 10 by a required length, the compression force of the spring 23 is released. Then, the pin 22 enters between the teeth of the gear 21 and prevents the wire 10 from being further drawn out from the pulley 7a. In this state, for example, a load is hooked on the lifting tool 9 and the suspension-type free movement device is allowed to travel along the ceiling 1 so that the load can be easily transported.
[0025]
Of course, it can also be used for rehabilitation of walking for people with disabilities and injuries, and it can also be used to assist walking for elderly people and people with disabilities who are difficult to walk on their own due to weak legs and legs, causing people who are bedridden Can also be used as an aid to the occasion.
[0026]
In addition, although demonstrated above as what drive | works the lower surface of a ceiling, it cannot be overemphasized that it can implement also as what drive | works along a side wall.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a suspension type free movement device that is prevented from dropping off from the running surface even when a load exceeding the magnetic attractive force is applied. Furthermore, the force for pulling up the wire is always constant regardless of the height of lifting and the position of the hanger. Moreover, a wire and a hanging tool can be fixed in a desired position as needed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a suspension type free movement apparatus according to an embodiment of the present invention is mounted on a ceiling.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing only a main part of the suspension type free movement apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a reverse rotation prevention mechanism that can be provided in the suspension type free movement apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceiling 2 Car body 3 Magnetic circuit apparatus 3a Ferromagnetic yoke 3b Permanent magnet 4 Wheel 5 Constant load spring 6 Bracket 7 Shaft 8 Main drum 9 Suspension tool 10 Wire 11 Sub drum 21 Gear 22 Pin 23 Spring g Gap

Claims

天井（１）の下面又は側壁の壁面よりなる強磁性体を有する走行面に磁気吸引力により装着され前記走行面に沿って走行する人用吊り下げ型自由移動装置であって、前記走行面上を走行可能な車体（２）、前記車体に搭載され、前記磁気吸引力を発生する磁気回路装置（３）、前記車体に回転可能に備えたシャフト（７，７ａ）、前記シャフトに一端を結合されたワイヤー（１０）、及び前記シャフトと前記車体との間に介装され、前記シャフトに前記ワイヤーを巻回させるとともに前記ワイヤーに定荷重を与える定荷重バネ装置を含み、前記定荷重バネ装置は、前記シャフトに固定された主ドラム（８）と、前記主ドラムの両側にそれぞれブラケット（６）に対し回転可能に備えられた副ドラム（１１）と、前記主ドラムと前記副ドラムの各々との間に介装された板バネのような定荷重バネ（５）とを有し、前記定荷重バネは、前記主ドラムに一端が固定されるとともに一部が巻回され、前記副ドラムに他端が固定されるとともに一部がバネ力に反発するように逆向きに巻回されていることを特徴とする人用吊り下げ型自由移動装置。A suspension-type free movement device for a person that travels along a traveling surface that is attached to a traveling surface having a ferromagnetic body made of a lower surface or a side wall of a ceiling (1) by a magnetic attraction force. A vehicle body (2) capable of traveling, a magnetic circuit device (3) mounted on the vehicle body for generating the magnetic attraction, a shaft (7, 7a) rotatably provided on the vehicle body, and one end coupled to the shaft And a constant load spring device interposed between the shaft and the vehicle body, winding the wire around the shaft and applying a constant load to the wire. The main drum (8) fixed to the shaft, the sub drum (11) rotatably provided to the bracket (6) on both sides of the main drum, the main drum and the sub drum, respectively A constant load spring (5), such as a leaf spring, interposed between the fixed load spring, one end of which is fixed to the main drum and a part of the constant load spring is wound. A suspension type free movement device for humans, wherein the other end is fixed to the drum and a part thereof is wound in the opposite direction so as to repel the spring force.

さらに、前記シャフトの逆転を防止する逆転防止機構（２１，２２，２３）を含む請求項１に記載の人用吊り下げ型自由移動装置。Furthermore, the suspension type free movement apparatus for people according to claim 1, further comprising a reverse rotation prevention mechanism (21, 22, 23) for preventing reverse rotation of the shaft.

前記車体は少なくとも一つの駆動輪（４）を備え、前記駆動輪により前記走行面に沿って走行される請求項１又は２に記載の人用吊り下げ型自由移動装置。The vehicle body is at least one drive comprising a wheel (4), hanging free movement device for humans according to claim 1 or 2 are traveling along the travel surface by the driving wheels.