JPH0373146A - 電動車椅子 - Google Patents

電動車椅子

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JPH0373146A
JPH0373146A JP1208368A JP20836889A JPH0373146A JP H0373146 A JPH0373146 A JP H0373146A JP 1208368 A JP1208368 A JP 1208368A JP 20836889 A JP20836889 A JP 20836889A JP H0373146 A JPH0373146 A JP H0373146A
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JP
Japan
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control circuit
motor
rotation speed
detection means
disconnection
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JP1208368A
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English (en)
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Kozo Kawai
幸三 河井
Naoya Azuma
直哉 東
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電動車椅子に関するものである。
[従来の技術] この種め電動車椅子において、駆動用のモータの回転数
を検出する回転数検出手段たるタコジェネレータ19と
しては第11図に示すように等間隔にスリット31を穿
設し、回転軸32に取り付けた円盤33と、第12図に
示す透過型フォトインタラプタ34とから槽底されたも
のが使用されている。このタコジェネレータ19は第1
3図に示すようにフォトインタラプタ34の発光ダイオ
ード35から出た光が円盤33のスリット31を通過し
てフォトトランジスタ36に受光されることにより、フ
ォトトランジスタ36が電圧V c cをオンオフして
、出力SIGを“I−1”、“’L”とするもので、こ
の出力SIGを取り込んだ制御回路15では単位時間当
たりのパルス信号の個数より回転数を検知するのである
ところでタコジェネレータ19はモータ等の回転軸32
に軸合動せして使用することが多く、そのため制御回路
15とは位置的に離れて使用される場合が多い。従っ°
(タコジェネレータ19は駆動用0電圧V e eの信
号線e7、更に出力SIG用の信号線12、グランド用
の信号線りを長く延ばす必要がある。
そのため引き延ばした信号線11〜N、が何らかの原因
で切断される危険性が高くなる。
例えば信号線elが切断された場合ではフォトインタラ
プタ34には電源V e cが供給されないため、出力
SIGは“L”となる、この状態は円盤33により発光
ダイオード35から出た光が遮光されている場合と同一
状態となり、断線しているかどうかが不明で、信頼性が
落ちてしまい、特に暴走するなど極めて危険な状態とな
るという問題があった。
請求項1記載の発明は上述の問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは回転数検出手段と制御回
路との間の信号線の断線状態を検出して安全対策をとる
ことが可能な電動車椅子を提供するにある。
また請求項2記載の発明は回転数検出手段に特別な信号
処理回路を設けることなく、断線検出が行えしかも起動
走行前において断線検出を行うことにより、信号線の断
線により起きる暴走等のトラブル発生を未然に防止でき
る電動車椅子を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段コ 請求項1記載の発明は駆動用のモータの回転数をモータ
の回転に連動して回転移動する被検出部位を光学的又は
磁気的に検出する回転数検出手段と、該同転数検出手段
からの検出信弓よりモータ駆動回路を制御する制御回路
とを備え、制御回路と回転数検出手段との間を信号線で
接続した電動車椅子において、回転数検出手段と制御回
路とを接続する信3線の@線を検出する断線検出手段を
備えたものである。
請求項2記載の発明は駆動用のモータの回転数をモータ
の回転に連動して回転移動する被検出部位を光学的又は
磁気的に検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段
からの検出出力に基づいて駆動用のモータを制御する制
御回路とを備え、制御回路と回転数検出手段との間を信
号線で接続した電動車椅子において、起動走行時に進行
方向とは逆方向に一定期間駆動用のモータを回転させて
この回転期間中に回転数検出手段からの検出出力の変化
検出を行い、変化がなければ進行方向に駆動用モータを
回転させて一定期間における回転数検出手段の変化検出
を行って変化が無ければ断線と判定する断線検出手段を
備えたものである。
[作用] 而して請求項1記載の発明によれば、回転数検出手段と
制御回路とを接続する信号線の断線を断線検出手段で検
出することがでか、そのため走行停止J:等安全側に走
行制゛御を可能とするものである。
特に請求項2記載の発明によれば、モータの駆動機構の
パラクララシスを利用し、しがち溝等への脱輪や、坂道
で停止してロック状態にある場合においても確実に断線
を検出することができるもので、特別な信号を変換する
ための回路等を設ける必要もなく、しかも起動走行時に
おいて断線検出が行えるから暴走等のトラブル発生を未
然に防止できる。
[実施例] 以下本発明を実施例により説明する。
実施例の電動車椅子は第1図に示すように3輪車構成に
なっており、車体1後部に設けた席2の下部の車体1内
には第4図に示すようにデフ付き減速機3を介して後輪
4を駆動するモータ5ヒ後輪4の車軸を挟み込むことに
より制動をかける電磁ブレーキ6とからなる駆動部を設
け、更に電動車椅子の駆動電源となるバッテリBTを内
装している。
車体1前部には前輪7に連結され、水平方向に回動され
ると、前輪7の走行方向の向きを変えるハンドル軸と、
このハンドル軸の上端に固定されたハンドル9とからな
るハンドル部を設けており、このハンドル部には走行速
度を前進走行時に操作して、第4図に示す制御回路15
へ走行速度の設定を行うための電圧信号を与える前進用
のアクセル8と、キースイッチ14と、更に最高速度を
高速、中速、低速に切り替えるための速度設定スイッチ
S W +〜SW1、ライト点滅用のスイッチS W 
4、警報ブザー操作用スイッチSW5とからなる操作ス
イッチ部10と、バッテリBTの残容量を表示する表示
ランプし1〜L、と、設定最高速度の表示のための表示
ランプ上4〜L、とかなる表示部13とを配置したコン
ソールパネル部を第2図に示すように備えている。
アクセル8は機械的要素により可変抵抗器(図示せず)
と連結されており、この可変抵抗器はアクセル8の操作
量に応じてグランド側端子と、摺動子との間の抵抗値を
可変して第4図に示す制御回路15へ出力する電圧信号
のレベルをアクセル8の操作量に応じて変化させること
ができるようになっている。
第4図は本発明の回路構成を示し、上記キースイッチ1
4は電源スィッチであって、このキースイッチ14がオ
ン操作されると、バッテリBTを電源として電源リレー
16が動作し、そのリレー接点を通じて電源回路17に
バッテリBTからの直流が入って、一定電圧に安定化し
た直流電圧に変換され、電源を制御回路15に供給する
電源回路17はバッテリBTを充電する際に交流を降圧
整流して得られる直流も入力して制御回路15の電源と
して供給することができるようになっている。
制御回路15は前進走行の場合には例えば速度設定スイ
ッチS W +の設定によって設定された最高速度まで
の範囲において、アクセル8の前進方向における操作状
態に応じたモータ5の回転速度f/Amをタコジェネレ
ータ19の速度検出信号と、アクセル8の操作量を示す
信号とを比較しながらモータ駆動回路18を通じて行い
、またアクセル8の後進方向への操作時にはこの操作に
応じて所定速度で走行できるようにモータ5の回転速度
制御をモータ駆動回路18を通じて行い、更に走行中に
おけるアクセル8のオフ時や電源オフ時において電磁ブ
レーキ駆動回路20を通じて電磁ブレーキ6をロックさ
せ、この電磁ブレーキ6により後輪4の回転を機械的に
ロックして走行を停止させる制御を行う制御機能を有す
る。またll1fJ4回路15は付設する診断回路21
により、バッテリBTの電圧監視信号や、モータ駆動電
流の電流検出信号や、更にモータ駆動回路18の温度監
視信号を入力し、バッテリBTの電圧監視信号を用いて
バッテリBTの残容量の監視を行い、残容量に応じて表
示ランプL、〜L、を点灯させてバッテリ状態の表示を
行わせたり、また電流検出信号により走行中にモータロ
ック等で過大な電流がモータ駆動回路18に流れるのを
監視して過大な電流が流れた場合にはモータ駆動回路1
8をオフし、或は温度監視信号により異常温度上昇があ
れば同様にモータ駆動回路18をオフして回路保護を図
る機能を有する。
また制御回路15は交流電源(AClooV)が接続さ
れてトランスTrで降圧され、更に整流器23で整流し
て得られた脈流が電源回路17により一定電圧の直流と
して供給されている状態で、且つキースイッチ14がオ
フ状態であれば、充電モードとして判断して、充電回路
22の充電出力を所定のタイミングでオン/オフして、
バッテリBTを充電し且つバッテリ電圧の監視により充
電制御を行う機能も有する。
次に本発明電動車椅子の動作を説明する。
今使用者(搭乗者)がキースイッチ14をオンさせると
、電源リレー16がバッテリBTを電源として駆動され
、この駆動によりそのリレー接点(図示せず)をオンし
、バッテリBTがリレー接点を通じて電源回路17に接
続され、該電源回路17により一定電圧に安定化された
直流が制御回路15に供給され、またキーオン検出信号
が制御回路15に入力することになって、電動車椅子と
しては動作可能となる。
ここて′使U1J−がアクセル8イ、・操作すると、ア
クモノ1.8に連動するり亥抵抗器σ″1抵抗値が変f
@ L、、抵抗変化に1・1′’、’、i !、、”、
、た電)1−が制御回路1ら(7)γ“クセノ1゜人力
(4:取り込まれてA、 、/’ 1111)変tIA
され、こミの入力C1“J: ’) 制611iff&
815L[if進側(6′″:操作されf(: :lを
検出し1、前後進切梓111刀を前進側にすると同時に
電磁ブL−パ警出77δ−耗/、ip、−t゛る。従・
]て干・夕駆+ifI回路18′はセータr〉を前進側
1.、”:切り替、♂、接続(、た状態夕維持1″る。
ま/ご電磁〆1...= =−・枠駆動11す路:2(
Jが動作1.C電磁fL−%6分駆動し」]ツクを解餘
l)る。
次に制御回路1らはアクセル817)繰作琺(・、二応
に”j チーz−,ア−イ(7”’r F’ W M出
すをモータ駆動+i’Q路1゜へ出力°4る4 モータ駆動I′II回路18は俸iFモーHから走行e
・−ドに動作モー ドを・変財L5、ト7記iff進切
り替〕゛、接続して上記1)WM出力パルスによりモー
・夕5をP WM駆動する。
モータ5はpWMデ誌−ティにめじて163転l51、
タコジゴ、本し・ボタ19からの借りにより制御fif
l 路15は現在の車速を計算し゛(、この中!速とア
クセル操作景によっで入力14、た可変抵抗器がt)σ
)出力電性に基づいで定まる設定速度ヒを比較[、又1
1WM ’i’ y、−チイタ・増減させるこ&により
、アクしル操作遺に相当する車速に制御する。而してご
f/’)−フィードバック制御に」、す、上り坂や1・
゛り坂でも一定の車速で走行ζ′きる」、うにすること
ができる())で島も。
こび)熱の車速の最高速度は攪作スイッチ部10の速度
設定スイッチSW、・・−9W、の操作設定により決ま
り、例えば高速では6 、0 K m 7’ h、中速
でt:14 、、5 K rri /h 、低速ぐLt
 1 、5 K、 rn/ h )1なr)、−f−0
)設定速度は表示、:i :/フL、−L、6 テ、長
示される。
εごろ゛7:l−、記タソジXネレータ19は第5図に
示ず、Lうに従来例ヒ同様にモー95の目動に共動する
回転輪に取り付41九れた(1盤の、λリット・夕通過
する発光ダイオード35f>光をフォトトラソ、:、ノ
スク36が党光1./ζオンするこ辷によす’ l(”
出力を発止するソオトインタンブタ34と24二の〕号
トfンタラグ5つ3・1からの出J3信りを整形変換4
る突模回路37とから構成さ11.−CP39. ’、
7 t I・インタラプタ34は制御1’、’jjl路
15からの電源電圧V、2を信号線Ilと、侶り線、e
2紮通IZて兇光ダイオ〜1” 3 ’5 q抵抗器で
、及びフtトトランシスタ30L抵抗R,2の1a列回
路に大q印加12、フォトト″予ンジスタ3 (1+の
オン時に抵抗R2’:’Q 1ifl端に第6I’5Q
(a)に示す電圧v、、(7)信号を発べ、…きゼるよ
うにな・・)でいる、一方変搏tiIi路′47は4・
−グ〉・・コレクタ出力の7ンバト・−夕うS C:=
より抵1抗11.... II:ぐイ(、こより定まる
1〉・バ!、−−−1− it 1王に又第6図(a)
に示4に1りを第()図(t)) f□J″ij%寸よ
うに波餠整形1t=徒、抵抗R,,,R,、コンデアサ
C1で定まる時定数で第6因く←)に示すように微分1
1、この微分し1、た信萼を東にオープレ3レクタ出力
の:7〉′バレークコ9で再度波形整形しで第6図1(
(1)に示ず出力SIGを制御回路15へ信り49. 
l 、を介しで出力するJニーlt、=な・Jている。
この出1sIGを入力する制御回路15は閃示するよう
に信qyae、、 1.の飴端間に抵抗l(、、を接続
llでおり、出力Slaを入力する信号入力端を抵抗1
1?、、で電lFv c、にブルア・ソプしている。
従・1て憂・−・りf5が停止し2でいる状態では)4
1−トランジスタ36がオンし゛ζ゛ソ第1・イソタラ
ブタ34的出力が“■”であっても、或は内気、で漉米
きハ、で7.tトランジスタ36がオフし、フォトイン
タジグタ34の出力が“l−”であ・)でも信号変化が
生じないため置換回路37の10力SN(目、i“1.
″に#@]hされる。−・方信号線l、 −= 1 、
のいずれかが断線し、た、場合、例えば信号線llが断
線した場合には電源供給がなくなるたぬ4コンパレータ
39 (7) :1.i )Eがオーブンされ、結果制
御回路〕5の信号、・入力端は抵抗R6により11゛に
第7′同に)1′、ずように7 /l/ 7ツブきれる
。また出力SIGに815する信号線りが断線した場合
も同様に制御囲路15の信号入力端は“H”にプル7“
ツブきれる。またグランドに対応する信号線りが断線し
た場汗には、電源供給が無くなるためやはり制御r! 
Fl!11.5の信号入力端は“h“にプルアップきれ
る。従って制御囲路15ではタコジ、Iネレータ19か
らの出力SIGが“H”“L”と変化せず、°″H”の
ままであると、信号線lI〜l、のいずれかが断線して
いると判断することができるのである。
而して走行中において上記断線が生じた場合制御回路1
5は直ちに走行を停止させるべき制御、例えばPWM出
力を止めてモータ5の駆動を停止し、また電磁ブレーキ
駆動回路20をオフして電磁ブレーキ6をロックして走
行を停止させたり、或は表示部13での表示等で搭乗者
に報知するように安全側に対応させる制御が行なえるこ
とになる。
次に走行を停止する場合にはアクセル8をオフすれば良
く、制御回路15はこのオフによりPWMデユーティ出
力を零まで減少させ、更に一定時間後に或は車速か零に
なった時点で電磁ブレーキ6をロックさせ走行を停止さ
せる。
尚制御回路15はバッテリBTの電圧を入力してバッテ
リBTの残容量を監視して表示ランプL、〜L、でその
残容量を表示し、また後進時には表示ランプL、を点灯
させて表示する。
ところで上記実施例においてタコジェネレータ19と制
御回路15との間の信号線1.−1.の断線を検出する
ためにタコジェネレータ19に第5図に示すような変換
回路37を設けたが、第8図に示すフローチャートの処
理を行うことにより第13図に示すフォトインタラプタ
34だけを用いたタコジェネレータ19によっても断線
検出ができる。
即ち第8図に示す実施例は減速機3のバックラッシュを
利用するもので、アクセル8が前進操作された時点で、
出力SIGが“H”であれば、いずれの信号線11〜1
.も断線していないため、制御回路15は前後進切替を
前進に設定するとともに、電磁ブレーキ6のロックを解
除し、モータ5駆動のPWM出力のデユーティを徐々に
増加させて通常の走行処理を行う。
一方SIGが”L”であれば、制御回路15は前後進切
替を後進に切り替えるとともに電磁ブレーキ6のロック
を解除し、モータ5駆動のPWM出力をオンしてそのデ
ユーティを例えば1%とする。同時に内蔵タイマをスタ
ートさせる。このタイマの限時時間が減速機3のバック
ラッシュ分モータ5を回転させるのに要する時間(例え
ば100m5>としている、制御回路15はモータ5を
後進駆動させて内蔵タイマがタイムアツプする前にタコ
ジェネレータ19の出力SIGが一度でも“H”となれ
ば信号線11〜1.が断線していないと判断して通常の
前進走行制御へ移行する。もしタイムアツプするまでに
出力SIGが′H″とならなければ、PWM出力をオフ
して前後進切替を前進側とし、再びモータ5駆動のPW
M出力をオンしてそのデユーティを例えば1%とする。
同時に上記の内蔵タイマをスタートさせる。そして制御
回路15はモータ5を前進駆動させて内蔵タイマがタイ
ムアツプする前にタコジェネレータ19の出力SIGが
一度でも“H”となれば信号線II〜1、が断線してい
ないと判断して通常の前進走行制御と同様にPWM出力
のデユーティを徐々に増加する。もし今回もタイムアツ
プするまでに出力SIGが“H”とならなければ、信号
線l、〜l、のいずれかに断線があると判定してPWM
出力をオフし、電磁ブレーキ6をロックする停止制御を
行う。
ここで−度進行方向と反対方向に一瞬駆動する理由は坂
道で停止している場合や、タイヤが溝に嵌まって停止し
ている場合等においてはバックラッシュが無く、進行方
向へ少しだけ駆動してもモータ5が回転しない可能性が
あるためであり、そのため後ずさりしない程度に一瞬逆
方向へ駆動して断線チェノを行いその後順方向へのチエ
ツクを行うと、減速813には必ず存在するバックラッ
シュによりモータ5が回転し、断線チエツクを行うこと
ができるのである。特に本実施例の場合タコジェネレー
タ19の断線を起動走行前は検出することができるので
、[!!による暴走を未然に防止することができる。
上記実施例のタコジェネレータ19は1つの出力SIG
を発生するものであったが、第9図(a)に示すように
光学センサ或は磁気センサからなる2つのセンサ部34
a、34bを設けて、回転軸32に設けである回転検出
用の円盤33°に対する検出位置を夫々のセンサ部34
a、34.bで回転角θだ()ずr)シ、その回転角θ
をセンサ部34aが検出オンj7ている回転角αより小
さく、オフし、ている同転角Iβより大きくシ゛ζいる
。ここで第9図(+1)に示ずようにセンサ部34a、
34bとしてフォトインタラプタを用いる場合には砒ン
サ部34a、、34hのに軸を遮断する部分の福をセン
+y部34a、34bの光!11間隔より知く[2てお
き、同転位置がどこにあ−)でも必ず一方のセンサ部3
4a、34bの出力が“ト(”さなるようにしである。
面して本実施例ではいずれか0センサ部34a、、34
bと制御回路15との間を接続する信号線I、〜l、に
断線が無ければ、第101″ (a)(1))に示すよ
うにセンサ部34a、34bからの出力SIGが必ず一
方が“1(°゛となるが、センサ部34a、34bが共
にL”となれば信号線i、〜l、の少なくεも1本が断
線していることとなり、この断線を制御回路15が検出
1れば安全側に制御することができる。
尚り記センサ部34a、34hを永久磁石Lボー・ルI
Cとで構成しても同じである。
し発明の効毀] 請求項1記載の発明は駆動用のモータの回転数をモータ
の同転に連動して回転移動する被検111部位を光学的
又は磁気的に検出する回転数検出手段ヒ、該回転数検出
手段からの検出信号よりモータ駆動回路を制御する制御
回路εを備え、制御回路ε回転数検出手段εの間をf3
勺線で接続した電動車椅子において、回転数検出手段と
制御回路ヒを接続する信号線の断線を検出する断線検出
手段を備えたものであるから、回転数検出手段と制御回
路とを接続する信号線の断線を断線検出手段で検出する
ことができ、そのため走行P?1h等安全問に走行制御
をiiT能とするεいう効果がある。
特に請求項2記載の発明は起動走行時に進行方向とは逆
方向に一定期間駆動用のモータを回転させてこの回転期
間中において回転数検出手段からの検出出力の変化検出
を行い、変化がなければ進行方向に駆動用モータを回転
させて一定期間C1mおける同転数検出手段の変化検出
を行って変化が無ければ断線を判定する@線検出手段を
備えたものであるから、モータの駆動機構のバックラッ
シュを利用し、しかも溝等への脱輪や、坂道で停止して
ロック状態にある場合においても確実に断線を検出する
ことができるもので、特別な信号を変換するための回路
等を設ける必要もなく、しかも起動走行時において断線
検出が行えるから暴走等のトラブル発生を未然に防止で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の斜視図、第2図は同りのハ
ンドル部の上面図、第3図は同上−4のアクセルは側面
図、第4図は同上のブロック図、第5図は同上使用のタ
コジェネレータの回路図、第6図は同上の動作説明用波
形図、第7図は同上の動作説明図、第8図は本発明の別
の実施例の動作説明用フa−チャーし、第9図(a)は
本発明の他の実施例のタコジェネレータの機成説明図、
第9図(b)は同上のタコジェネレータの接続回路図、
第10図は同上の動作説明用波形図、第11図は従来例
のタコジェネレータの構成説明図、第12図は同上のフ
ォトインタラプタの斜視図、第13図は同J二のタコジ
ェネレータの接続回路図である。 5はモータ、15は制御回路、19はタコジェネレータ
、34はフォトイ〉・タラブタ、37は変換回路、11
〜e3は信号線である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)駆動用のモータの回転数をモータの回転に連動し
    て回転移動する被検出部位を光学的又は磁気的に検出す
    る回転数検出手段と、該回転数検出手段からの検出信号
    よりモータ駆動回路を制御する制御回路とを備え、制御
    回路と回転数検出手段との間を信号線で接続した電動車
    椅子において、回転数検出手段と制御回路とを接続する
    信号線の断線を検出する断線検出手段を備えたことを特
    徴とする電動車椅子。
  2. (2)駆動用のモータの回転数をモータの回転に連動し
    て回転移動する被検出部位を光学的又は磁気的に検出す
    る回転数検出手段と、該回転数検出手段からの検出出力
    に基づいて駆動用のモータを制御する制御回路とを備え
    、制御回路と回転数検出手段との間を信号線で接続した
    電動車椅子において、起動走行時に進行方向とは逆方向
    に一定期間駆動用のモータを回転させてこの回転期間中
    に回転数検出手段からの検出出力の変化検出を行い、変
    化がなければ進行方向に駆動用モータを回転させて一定
    期間における回転数検出手段の変化検出を行って変化が
    無ければ断線と判定する断線検出手段を備えたことを特
    徴とする電動車椅子。
JP1208368A 1989-08-12 1989-08-12 電動車椅子 Pending JPH0373146A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5486717A (en) * 1993-10-29 1996-01-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha SRAM with small planar layout
CN110123538A (zh) * 2019-05-08 2019-08-16 广东中易彩技术研究有限公司 一种无固定点销售彩票的轮椅、其运营***及方法

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