RU2215510C2 - Transport vehicle and method of its moving upstairs - Google Patents
Transport vehicle and method of its moving upstairs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215510C2 RU2215510C2 RU2001123172/28A RU2001123172A RU2215510C2 RU 2215510 C2 RU2215510 C2 RU 2215510C2 RU 2001123172/28 A RU2001123172/28 A RU 2001123172/28A RU 2001123172 A RU2001123172 A RU 2001123172A RU 2215510 C2 RU2215510 C2 RU 2215510C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drive
- wheelbase
- changing
- stairs
- front wheel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
Abstract
Description
Заявляемая группа изобретений относится к области наземного безрельсового транспорта, а более конкретно к двухколейным персональным колесным транспортным средствам с электроприводом и к способам преодоления ими лестничных маршей. The claimed group of inventions relates to the field of land rail transport, and more particularly to a double-track personal wheeled vehicles with electric drive and to methods for overcoming flights of stairs.
Двухколейные персональные транспортные средства, такие как инвалидные кресла-коляски, персональные электромобили (пермобили) и электроскутеры, имеют, как правило, недостаточную универсальность. Double-track personal vehicles, such as wheelchairs, personal electric cars (permobiles) and electric scooters, usually have insufficient versatility.
Известно персональное транспортное средство Chairman Mini Stander, содержащее раму с колесами, приводы вращения колес, кресло с сиденьем, спинкой и опорами для ног, снабженными подпятниками, устройство изменения положения кресла с приводами и систему управления приводами, при этом колеса в количестве четырех (передние ведомые поворотные и задние неповоротные большего диаметра) установлены без возможности изменения колесной базы, подпятники расположены между левым и правым передними колесами, кресло выполнено с шарнирным сочленением сиденья, спинки и рычага опор для ног, а устройство изменения положения кресла - с возможностью поворота спинки и рычага относительно сиденья, с возможностью вертикального положения водителя-пользователя (или пациента), при этом подпятники могут опираться на опорную поверхность на уровне пятен контакта передних колес [1]. Known personal vehicle Chairman Mini Stander, containing a frame with wheels, wheel rotation drives, a chair with a seat, back and foot supports equipped with thrust bearings, a device for changing the position of a chair with drives and a drive control system, with four wheels (front driven swivel and rear non-swivel larger diameter) are installed without the possibility of changing the wheelbase, thrust bearings are located between the left and right front wheels, the seat is made with a hinged seat, sp nki and the lever of the foot supports, and the device for changing the position of the chair - with the possibility of rotation of the back and lever relative to the seat, with the possibility of vertical position of the driver-user (or patient), while the thrust bearings can rest on the supporting surface at the level of the contact spots of the front wheels [1 ].
Конструкция известного транспортного средства является трансформируемой, что позволяет его использовать для передвижения как в уличных, так и в домашних условиях, в частности, путем перевода водителя-пользователя в вертикальное положение (для общения с окружающими на уровне глаз собеседника, для работы с книгами на стеллажах, для нагрузки суставов и т.д.). Однако транспортное средство тихоходно, не отличается высокой маневренностью и проходимостью, а главное - не способно самостоятельно преодолевать лестничные марши. The design of the known vehicle is transformable, which allows it to be used for transportation both in the street and at home, in particular by moving the driver-user to a vertical position (for communicating with others at the eye level of the interlocutor, for working with books on shelves , for the load of joints, etc.). However, the vehicle is slow, does not differ in high maneuverability and passability, and most importantly - it is not able to independently overcome staircases.
Известен также ряд четырехколесных транспортных средств рассматриваемого класса, способных самостоятельно преодолевать лестничные марши за счет вращения колес и изменения колесной базы [2-5]. A number of four-wheeled vehicles of this class are also known, capable of independently climbing staircases due to wheel rotation and changing the wheelbase [2-5].
Однако их технико-эксплуатационные возможности недостаточно высоки. В частности, не предусмотрено вертикальное положение водителя-пользователя, четырехколесная схема уступает трехколесной по маневренности и простоте конструкции, дискретность периферийных упругих элементов (роликов) снижает в сравнении с пневматическими шинами плавность хода и скоростные возможности вне лестничных маршей, при низких коэффициентах трения "колесо-ступень" возможны срывы колес со ступеней из-за недостаточности сцепления. However, their technical and operational capabilities are not high enough. In particular, the vertical position of the driver-user is not provided, the four-wheel arrangement is inferior to the three-wheeled one in terms of maneuverability and simplicity of design, the discreteness of peripheral elastic elements (rollers) reduces the ride and speed outside the flights of stairs in comparison with pneumatic tires, at low friction coefficients step "wheel breakdowns from steps are possible due to insufficient traction.
Наиболее близким аналогом заявляемого транспортного средства, совпадающим с ним по наибольшему числу существенных признаков и принятым за устройство-прототип, является транспортное средство, содержащее раму с колесами, приводы вращения колес, устройство изменения и фиксации колесной базы в диапазоне, по меньшей мере, от меньшего до большего ее значений, снабженное приводом, кресло с сиденьем и спинкой, устройство изменения положения кресла с приводом и систему управления приводами [6]. The closest analogue of the claimed vehicle, matching it for the largest number of essential features and adopted for the prototype device, is a vehicle containing a frame with wheels, wheel rotation drives, a device for changing and fixing the wheelbase in the range of at least from a smaller to its larger values, equipped with a drive, a chair with a seat and back, a device for changing the position of a chair with a drive, and a drive control system [6].
В нем рама выполнена в виде телескопически взаимосвязанных передней и задней частей с отключаемым стопором, несущих соответственно два передних и два задних колеса, снабженных упругими шинами, и входит в состав устройства изменения и фиксации колесной базы, при этом оси колес установлены в частях рамы неподвижно. Привод устройства изменения и фиксации колесной базы конструктивно совмещен с упомянутым стопором и выполнен в виде привода поступательного движения, неподвижное и подвижное звенья которого соединены с передней и задней частями рамы соответственно (или наоборот). In it, the frame is made in the form of telescopically interconnected front and rear parts with a detachable stopper, respectively carrying two front and two rear wheels equipped with elastic tires, and is part of the device for changing and fixing the wheelbase, while the axles of the wheels are fixed in the frame parts. The drive of the device for changing and fixing the wheelbase is structurally aligned with the said stopper and is made in the form of a translational drive, the fixed and movable links of which are connected to the front and rear parts of the frame, respectively (or vice versa).
Однако известное транспортное средство имеет ряд недостатков. Во-первых, четырехколесная схема уступает трехколесной по маневренности в кинематическом повороте, являющемся предпочтительным при эксплуатации скутеров, пермобилей и самоходных кресел. Во-вторых, смещение центра масс транспортного средства (развесовка по осям колес) за счет поворота кресла в вертикальной плоскости и выдвижения задней (по ходу на лестничном марше) части рамы недостаточно для реализации необходимой тяги по сцеплению переднего колеса. Для уверенного подъема (въезда с попаданием в угол трения) задних колес на очередную ступень требуется существенное смещение кресла вперед. Вместе с тем, при одной лишь замене двух передних колес на одно значительно снизится устойчивость на лестничном марше: при курсовом отклонении (рыскании) транспортного средства опора на одно переднее и одно заднее колеса приводит к "заваливанию" транспортного средства набок вплоть до аварийной ситуации. В-третьих, известное транспортное средство имеет узкое функциональное назначение. В частности, не предусмотрено вертикальное положение пользователя в кресле. В-четвертых, имеют место большие потребные хода подвижного звена привода устройства изменения и фиксации колесной базы. В-пятых, постоянство дорожного просвета и невозможность низкой посадки водителя-пользователя в кресле затрудняют размещение в автомобиле (особенно за рулем) и в других носителях. Все это обусловливает недостаточно высокие технико-эксплуатационные характеристики транспортного средства-прототипа. However, the known vehicle has several disadvantages. Firstly, the four-wheeled scheme is inferior to the three-wheeled in terms of maneuverability in the kinematic rotation, which is preferred when operating scooters, permobiles and self-propelled seats. Secondly, the displacement of the center of mass of the vehicle (weight distribution along the axles of the wheels) due to the rotation of the chair in a vertical plane and the extension of the rear (along the flight of stairs) part of the frame is not enough to realize the necessary traction for coupling the front wheel. For a confident lift (entry with getting into the angle of friction) of the rear wheels to the next stage, a significant shift of the seat forward is required. At the same time, with the mere replacement of two front wheels with one, stability on the flight of stairs will significantly decrease: with a course deviation (yaw) of the vehicle, the support on one front and one rear wheels will cause the vehicle to “roll over” on its side to the point of an emergency. Thirdly, the known vehicle has a narrow functional purpose. In particular, the vertical position of the user in the chair is not provided. Fourth, there are large demands on the movement of the movable link of the drive of the device for changing and fixing the wheelbase. Fifthly, the constancy of the ground clearance and the impossibility of a low landing of the driver-user in the chair make it difficult to place in the car (especially behind the wheel) and in other carriers. All this leads to insufficiently high technical and operational characteristics of the prototype vehicle.
Наиболее близким аналогом заявляемого способа по совокупности существенных признаков, принятый за способ-прототип, является способ подъема описанного выше транспортного средства по лестничным маршам, включающий изменение продольного положения центра масс транспортного средства и вращение переднего и задних колес при переменной колесной базе [6]. The closest analogue of the proposed method for the combination of essential features adopted for the prototype method is a method of lifting the vehicle described above by flights of stairs, including changing the longitudinal position of the center of mass of the vehicle and rotating the front and rear wheels with a variable wheelbase [6].
Изменение продольного положения центра масс получается "автоматически", как следствие наклона кресла (в компенсацию угла подъема лестничного марша) и увеличения колесной базы, и соответственно невелико. Въезд ("подтягивание") нижестоящих колес на очередную ступень осуществляется в значительной степени за счет силового действия привода устройства изменения и фиксации колесной базы при условии достаточности сцепления вышестоящих колес в угле трения на соответствующей ступени. Changing the longitudinal position of the center of mass is obtained "automatically", as a result of the chair tilting (to compensate for the angle of elevation of the flight of stairs) and increasing the wheelbase, and therefore small. The entry ("pulling") of the lower wheels to the next stage is largely due to the force action of the drive of the device for changing and fixing the wheelbase, provided that the higher wheels clutch in the friction angle at the corresponding stage is sufficient.
Однако неоптимальность развесовки и неразвитость пятен контакта вышестоящих колес с опорной поверхностью приводят к ситуациям (особенно при низком коэффициенте трения), когда подъем невозможен или наблюдаются срывы транспортного средства со ступеней из-за соскальзывания вышестоящих колес. However, the non-optimal weight distribution and the underdevelopment of the contact spots of the higher wheels with the supporting surface lead to situations (especially with a low coefficient of friction) when lifting is not possible or vehicle breakdowns from the steps due to slipping of the higher wheels are observed.
Задачей являлась разработка такой конструкции персонального транспортного средства и способа преодоления им лестничных маршей, которые бы обеспечивали расширение технико-эксплуатационных возможностей персональных транспортных средств, преимущественно скутеров и самоходных кресел, за счет оперативной их трансформации (с минимальными трудозатратами пользователя) при сопутствующем повышении маневренности, профильной проходимости и безопасности при перемещении по лестничным маршам. The task was to develop such a design of a personal vehicle and a method for overcoming flights of stairs that would expand the technical and operational capabilities of personal vehicles, mainly scooters and self-propelled seats, by quickly transforming them (with minimal user effort) with a concomitant increase in maneuverability and profile patency and safety when moving along flights of stairs.
Решение поставленной задачи достигается группой изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, а именно тем, что в транспортном средстве, содержащем раму с колесами, приводы вращения колес, устройство изменения и фиксации колесной базы, снабженное приводом, кресло с сиденьем и спинкой, устройство изменения положения кресла с приводом и систему управления приводами, предусмотрено три колеса, одно из которых переднее с рулевым приводом, снабженным рулевой колонкой с рулем, установленной с возможностью изменения и фиксации ее длины и положения по углу наклона, кресло снабжено опорами для ног в виде рычагов с подпятниками слева и справа от переднего колеса, опоры для ног выполнены с возможностью изменения длины рычагов, кресло выполнено с шарнирным сочленением сиденья, спинки и опоры для ног и снабжено приводом, обеспечивающим возможность поворота спинки и рычагов относительно сыденья, с возможностью вертикального положения водителя-пользователя, при этом имеется возможность опускания подпятников до силового контакта с опорной поверхностью слева и справа от пятна контакта переднего колеса. The solution to this problem is achieved by a group of inventions, united by a single inventive concept, namely, that in a vehicle containing a frame with wheels, wheel rotation drives, a wheel base changing and fixing device equipped with a drive, a seat with a seat and a back, a seat position changing device with a drive and a drive control system, three wheels are provided, one of which is front with a steering gear, equipped with a steering column with a steering wheel mounted with the possibility of changing and fixing e the length and position of the angle of inclination, the chair is equipped with leg supports in the form of levers with thrust bearings to the left and right of the front wheel, leg supports are made with the possibility of changing the length of the levers, the chair is made with an articulated joint of the seat, back and leg support and is equipped with a drive, providing the ability to turn the backrest and levers relative to the seat, with the possibility of the vertical position of the driver-user, while there is the possibility of lowering the thrust bearings to force contact with the supporting surface on the left and right contact patch of the front wheel.
Тыльная поверхность подпятников опор для ног может быть выполнена фрикционной из условия повышенного коэффициента трения с материалом ступеней лестничных маршей. The back surface of the foot supports of the legs can be made frictional from the condition of an increased coefficient of friction with the material of the steps of the flights of stairs.
Рама может быть выполнена в виде телескопически взаимосвязанных неподвижной и, по крайней мере, одной подвижной частей с отключаемым стопором, несущих соответственно переднее и задние колеса, и входить в состав устройства изменения и фиксации колесной базы, при этом задние колеса установлены на концах рычагов, прикрепленных к подвижному звену установленного на задней части рамы привода их реверсивного поворота в продольных вертикальных плоскостях в секторе, расположенном по обе стороны от их нижнего вертикального положения, а рычаги и привод их поворота совместно образуют упомянутый привод устройства изменения и фиксации колесной базы. The frame can be made in the form of telescopically interconnected fixed and at least one movable parts with a detachable stopper, carrying front and rear wheels, respectively, and be part of the device for changing and fixing the wheelbase, while the rear wheels are mounted on the ends of the levers attached to the movable link mounted on the rear of the frame of the drive of their reverse rotation in longitudinal vertical planes in a sector located on both sides of their lower vertical position, and the levers and the drive of their rotation together form the aforementioned drive device for changing and fixing the wheelbase.
Рычаги с задними колесами могут быть установлены с возможностью отклонения назад от нижнего положения на угол β не менее величины
β = α+arcsin((R-δ-h)/R),
где α - угол подъема лестничного марша, град;
R - радиус колеса, см;
δ - вертикальная деформация колеса, см;
h - высота ступени лестничного марша, см.Levers with rear wheels can be installed with the possibility of deviation back from a lower position by an angle β of not less than
β = α + arcsin ((R-δ-h) / R),
where α is the angle of elevation of the flight of stairs, degrees;
R is the radius of the wheel, cm;
δ is the vertical deformation of the wheel, cm;
h - the height of the stairs, see
Решение поставленной задачи достигается также тем, что в способе подъема транспортного средства, характеризуемого указанной выше совокупностью основных конструктивных признаков, по лестничным маршам за счет изменения продольного положения центра масс транспортного средства и вращения переднего и задних колес при переменной колесной базе кресло переводят посредством приводов изменения его положения и конфигурации в крайнее переднее вертикальное положение с вертикальным положением водителя-пользователя, въезжают передним колесом за счет приводов вращения колес на ступень лестничного марша согласно упору задних колес в кромку первой ступени, выключают приводы вращения задних колес, въезжают передним колесом на последующую вышестоящую ступень за счет приводов вращения переднего колеса и изменения колесной базы в сторону ее увеличения, выключают привод вращения переднего колеса, опускают подпятники опор для ног до силового контакта с опорной поверхностью слева и справа от пятна контакта переднего колеса, въезжают задними колесами на первую ступень за счет приводов вращения задних колес и изменения колесной базы в сторону ее уменьшения, выключают приводы вращения задних колес, поднимают подпятники, включают привод вращения переднего колеса и воспроизводят указанную последовательность операций вплоть до силового контакта подпятников с поверхностью последней ступени лестничного марша и уменьшения колесной базы, после чего поднимают подпятники, включают привод вращения переднего колеса и въезжают задними колесами на оставшиеся последующие ступени, включая последнюю, при этом на протяжении всего подъема на лестничном марше стабилизируют вертикальное положение кресла посредством привода изменения его положения. The solution to this problem is also achieved by the fact that in the method of lifting a vehicle, characterized by the above set of basic design features, by flight of stairs by changing the longitudinal position of the center of mass of the vehicle and rotating the front and rear wheels with a variable wheel base, the chair is translated by means of its change drives positions and configurations in the extreme front vertical position with the vertical position of the driver-user, enter the front wheel and due to the drives of rotation of the wheels on the step of the flight of stairs according to the emphasis of the rear wheels on the edge of the first step, the drives of rotation of the rear wheels are turned off, the front wheel drives to the next higher step due to the drives of rotation of the front wheel and the wheelbase changes upwards, the drive of rotation of the front wheel is turned off wheels, lower the thrust bearings of the foot supports to force contact with the supporting surface to the left and to the right of the contact spot of the front wheel, drive the rear wheels to the first stage due to the drive in the rotation of the rear wheels and changing the wheelbase towards its decrease, turn off the rear wheel rotation drives, raise the thrust bearings, turn on the front wheel rotation drive and reproduce the indicated sequence of operations up to the force contact of the thrust bearings with the surface of the last step of the flight of stairs and reduce the wheelbase, after which raise the thrust bearings, turn on the front wheel rotation drive and drive the rear wheels into the remaining subsequent steps, including the last one, while throughout lifting of a flight of stairs stabilize vertical position of the seat by an actuator changes its position.
В частном случае выполнения способа въезд задними колесами на предпоследнюю и последнюю ступени осуществляют при уменьшенной колесной базе. Кроме того, подпятники могут опускать в крайнее нижнее положение до неполного вывешивания переднего колеса. In the particular case of the method, the rear wheels enter the penultimate and last steps with a reduced wheelbase. In addition, the thrust bearings can be lowered to the lowest position until the front wheel is partially hung.
Таким образом, основная идея изобретения состоит в том, что транспортное средство въезжает задними колесами на нижестоящую ступень за счет совместной работы приводов их вращения и привода изменения колесной базы в сторону ее уменьшения при опущенных подпятниках (до их силового контакта с вышестоящей ступенью). При этом водитель-пользователь через подпятники опирается на вышестоящую ступень слева и справа от переднего колеса, обеспечивая устойчивость трехколесного транспортного средства и, одновременно, существенно увеличивает силу трения покоя (расширяя угол трения), а подвижная (задняя) часть рамы прижимают задние колеса к кромке ступени, увеличивая сцепление. Thus, the main idea of the invention is that the vehicle enters the lower wheels with the rear wheels due to the joint operation of their rotation drives and the drive of changing the wheelbase towards its decrease with the thrust bearings lowered (until they force contact with the higher stage). At the same time, the driver-user relies on the upper stage to the left and right of the front wheel through the thrust bearings, ensuring stability of the three-wheeled vehicle and, at the same time, significantly increases the static friction force (expanding the angle of friction), and the movable (rear) part of the frame presses the rear wheels to the edge steps, increasing grip.
Среди известных устройств и способов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной. В то же время, именно за счет последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей: расширение технико-эксплуатационных возможностей персональных транспортных средств, преимущественно скутеров и самоходных кресел, за счет оперативной их трансформации (с минимальными трудозатратами пользователя) при сопутствующем повышении маневренности, профильной проходимости и безопасности при перемещении по лестничным маршам. Among the known devices and methods, no such combination of essential features would coincide with the declared one. At the same time, it is due to the latter that a new technical result is achieved in accordance with the task: expanding the technical and operational capabilities of personal vehicles, mainly scooters and self-propelled seats, due to their rapid transformation (with minimal user effort) with a concomitant increase in maneuverability, cross-country ability and safety when moving along flights of stairs.
Заявляемое транспортное средство изображено на чертежах, где:
на фиг.1 показано транспортное средство, общий вид (в аксонометрии);
на фиг. 2 - транспортное средство в случае удлиненной колесной базы (конфигурация "скутер" для движения в уличных условиях), вид сбоку;
на фиг. 3 - транспортное средство в случае укороченной колесной базы (конфигурация "кресло" для движения в условиях помещения), вид сбоку;
на фиг.4 - схема подвески задних колес, вид сзади;
на фиг.5 - схема размещения приводов;
на фиг. 6 схематически изображено транспортное средство с водителем-пользователем в конфигурации "компакт-вертикаль";
на фиг. 7 изображена схема взаимодействия колес и подпятников опор для ног со ступенями лестничного марша;
на фиг. 8 схематически изображено транспортное средство с водителем-пользователем при подъеме по лестничному маршу, процесс въезда задними колесами на первую ступень;
на фиг. 9 - то же, процесс въезда передним колесом на последующую ступень.The inventive vehicle is shown in the drawings, where:
figure 1 shows a vehicle, a General view (in a perspective view);
in FIG. 2 - vehicle in case of an extended wheelbase (configuration "scooter" for driving in street conditions), side view;
in FIG. 3 - vehicle in the case of a shortened wheelbase (configuration "chair" for movement in a room), side view;
figure 4 - diagram of the suspension of the rear wheels, rear view;
figure 5 - layout of the drives;
in FIG. 6 schematically shows a vehicle with a driver-user in a compact-vertical configuration;
in FIG. 7 shows a diagram of the interaction of the wheels and thrust bearings of the foot supports with steps of the flight of stairs;
in FIG. 8 schematically depicts a vehicle with a driver-user when climbing a flight of stairs, the process of driving the rear wheels to the first stage;
in FIG. 9 - the same, the process of entering the front wheel to the next step.
Заявленное транспортное средство в предпочтительном исполнении содержит (см. фиг. 1-3) раму, состоящую из частей 1, 2, 3. Рама 1-3 выполнена в виде телескопического устройства (с двумя "телескопами") с возможностью независимого друг от друга продольного перемещения его штоков - подвижных рамных частей 2 и 3 относительно корпуса "телескопа" - неподвижной рамной части 1. На передней рамной части 2 установлено управляемое (ведущее) колесо 4, а на задней рамной части 3 - пара управляемых (ведущих) колес 5, 6. Все колеса снабжены пневматическими или иными упругими шинами 7. Предусмотрены приводы 8 и 9, 10 (см. фиг.5) независимого друг от друга вращения всех колес 4 и 5, 6 соответственно (не исключена схема с общим для задних колес 9, 10 приводом; рекомендуется использование мотор-колес). Таким образом, рамная часть 2 с управляемым колесом 4 образует передний колесный мост, а рамная часть 3 с управляемыми колесами 5, 6 - задний колесный мост. Не исключен вариант конструкции с двумя рамными частями (часть 1 совмещена с частью 2 или частью 3), т.е. рамная конструкция с одним "телескопом". Каждый "телескоп" снабжен отключаемым стопором 11 и 12 (см. фиг.5). The claimed vehicle in the preferred embodiment contains (see Fig. 1-3) a frame consisting of
Задние колеса 5 (6) установлены на концах рычагов 13 (см. фиг.2-4). Последние противоположными своими концами прикреплены к подвижному звену 14 реверсивного привода 15 их поворота (соответственно реверсивного поворота) в продольных вертикальных плоскостях в секторе, расположенном по обе стороны от их нижнего вертикального положения (см. фиг.14). При этом привод 15 установлен на рамной части 3. В частном случае исполнения рычаги с задними колесами установлены с возможностью отклонения назад от нижнего положения на угол β не менее величины
β = α+arcsin((R-δ-h)/R),
где α - угол подъема лестничного марша, град;
R - радиус колеса, см;
δ - вертикальная деформация колеса, см;
h - высота ступени лестничного марша, см.The rear wheels 5 (6) are mounted at the ends of the levers 13 (see FIGS. 2-4). The latter with their opposite ends attached to the
β = α + arcsin ((R-δ-h) / R),
where α is the angle of elevation of the flight of stairs, degrees;
R is the radius of the wheel, cm;
δ is the vertical deformation of the wheel, cm;
h - the height of the stairs, see
Телескопическая рама 1-3, стопоры 11, 12, колеса 4-6, приводы 8-10 и привод 15 с рычагами 13 совместно образуют устройство изменения и фиксации колесной базы L в широком диапазоне потребных значений от Lmin до Lmax.The telescopic frame 1-3, stops 11, 12, wheels 4-6, drives 8-10 and drive 15 with
На рамной части 1 установлено кресло (обозначено позициями поэлементно) с устройством 16 изменения его положения в продольной вертикальной плоскости (с приводом), регулируемое для эргономической адаптации пользователя. Кресло включает в себя шарнирно сочлененные сиденье 17, спинку 18 и опоры для ног с рычагом (двумя спаренными рычагами) 19 и подпятниками 20, 21. Предусмотрен привод (система приводов) 22 изменения конфигурации кресла 17-21, обеспечивающий возможность поворота спинки 18 и рычага (рычагов) 19 относительно сиденья 17, а также изменения (увеличения-уменьшения) длины рычага (рычагов) 19, т. е. расстояния между подпятниками 20, 21 с одной стороны и основанием рычага 19 с другой. Тыльная поверхность подпятников 20, 21 (т.е. обращенная к опорной поверхности) может быть выполнена (как рекомендация) фрикционной из условия повышенного коэффициента трения с материалом ступеней лестничных маршей, например в виде накладок. On the
С тыльной стороны сиденья 17 установлен автономный источник энергии 23 в виде блоков аккумуляторных, конденсаторных или иных батарей. On the back of the
Предусмотрен рулевой привод 24, выполненный с возможностью поворота колеса 4. Он снабжен рулевой колонкой 25 с рулем 26 мотоциклетного или иного типа. Колонка 25 установлена перед креслом 17-21 на рамной части 2 (на переднем колесном мосту) с возможностью изменения и фиксации положения по углу наклона в продольной вертикальной плоскости и уровню расположения руля 26, включая сложенное положение. Кроме того, она установлена с возможностью наклона и фиксации в рабочем состоянии в любом продольном направлении (вперед-назад) относительно своего вертикального положения. A
В состав транспортного средства входит система управления всеми приводами, включающая в себя органы управления (руль 26 и панель управления 27 на колонке 25, не исключено дублирование от ручного пульта типа "джойстик" или аналогичных систем) и предпочтительно устройство гиростабилизации (не показана). The vehicle includes a control system for all drives, which includes controls (
Изложенные выше примеры конструкции не исключают другие возможные варианты в рамках заявленной совокупности существенных конструктивных признаков. The above design examples do not exclude other possible options within the claimed combination of essential design features.
Транспортное средство работает следующим образом. The vehicle operates as follows.
Для эксплуатации транспортного средства в любом из возможных режимов его сначала соответствующим образом трансформируют (на фиг.1-3, 6, 8, 9 представлена лишь часть возможных конфигураций и соответственно режимов). To operate the vehicle in any of the possible modes, it is first transformed accordingly (Figs. 1-3, 6, 8, 9 show only a part of the possible configurations and, accordingly, the modes).
При использовании транспортного средства для скоростного движения в уличных условиях (см. фиг. 2) задают посредством приводов 8-10 при отключенном соответствующем стопоре 11, 12 увеличенное фиксированное значение L вплоть до максимального (Lmax) или близкого к максимальному. В конце трансформации фиксаторы 11, 12 должны быть включены. При этом остается возможность оперативной корректировки колесной базы работой привода 15. Кресло 17-21 устанавливают в общем случае посредством приводов 16-22 в удобное для пользователя положение. Колонку 25 и руль 26 устанавливают в удобное для пользователя рабочее фиксированное угловое положение. Отключают при необходимости приводы 9, 10, переводя тем самым задние колеса 5, 6 в ведомый режим. В описанном положении транспортное средство по своим технико-эксплуатационным характеристикам соответствует скутеру и передвигается обычным для него образом. При этом кинематический поворот осуществляют за счет поворота переднего колеса 4 рулем 26.When using a vehicle for high-speed driving in street conditions (see Fig. 2), by means of drives 8-10, the corresponding fixed
Для использования транспортного средства в режиме "кресло", т.е. в комнатных условиях (см. фиг. 3), задают описанным выше способом минимальное (Lmin) или близкое к минимальному фиксированное значение L, а колонку 25 устанавливают в удобное рабочее или нерабочее (сложенное) положение. В описанном трансформированном состоянии транспортное средство по своим технико-эксплуатационным характеристикам соответствует маневренным транспортным средствам: "самоходное кресло", "пермобиль", и передвигается обычным для них образом.To use the vehicle in the "chair" mode, i.e. in room conditions (see Fig. 3), the minimum value (L min ) or close to the minimum fixed value L is set as described above, and
Возможно перемещение и в режиме "компакт-вертикаль" (см. фиг.6) при вертикальном положении водителя-пользователя. It is possible to move in the compact vertical mode (see Fig.6) with the vertical position of the driver-user.
Для преодоления лестничного марша своим передним ходом непосредственно перед преодолением задают определенное в каждом конкретном случае (в зависимости от эксплуатационных условий) значение колесной базы за счет работы приводов 8, 10. В дополнение к "автоматическому" перераспределению вертикальной нагрузки на оси колес 5, 6 вследствие изменения взаимного положения рамных частей 1-3 кресло 17-21 переводят в упомянутое в описании устройства вертикальное положение посредством устройств 16, 22. Тем самым существенно смещают центр масс транспортного средства в сторону подъема лестничного марша до преимущественно равной вертикальной нагрузки на оси (развесовки по осям) нижних 5, 6 и верхнего 4 колес (см. фиг.8). Делают это одновременно, или с некоторой временной задержкой, или наоборот упреждением по отношению к установке колесной базы. Колонку 25 устанавливают в характерное для вертикального положения пользователя рабочее положение с ее наклоном вперед от вертикали и возможностью опоры на нее руками. To overcome the flight of stairs with their forward stroke, just before the climb, they set the wheelbase value determined in each particular case (depending on operating conditions) due to the operation of the
Собственно передвижение на лестничном марше (регулярный режим его преодоления) осуществляют согласно данному изобретению в указанной конфигурации следующим способом (см. фиг.8, 9). Actually movement on the flight of stairs (regular mode of overcoming it) is carried out according to this invention in the specified configuration in the following way (see Fig. 8, 9).
Въезжают колесом 4 посредством приводов 8-10 при постоянном значении колесной базы (например, при L1) на одну из ступеней лестничного марша (в данном примере - на вторую ступень) до упора колес 5, 6 в кромку первой ступени (иначе говоря, на ступень лестничного марша согласно упору задних колес в первую ступень). Выключают приводы 9, 10. Въезжают колесом 4 посредством привода 8 и привода 15 изменения колесной базы в сторону ее увеличения до L2 на последующую вышестоящую ступень (в данном примере - на третью). Выключают привод 8. Опускают посредством привода (системы приводов) 22 подпятники 20, 21 до силового контакта с опорной поверхностью (поверхностью третьей ступени) слева и справа от пятна контакта колеса 4 (см. фиг.8). При этом подпятники 20, 21 рекомендуется опускать в крайнее нижнее положение до неполного вывешивания колеса 4. Затем въезжают колесами 5, 6 (синхронно) на первую ступень за счет приводов 9, 10 и привода 15 изменения колесной базы в сторону ее уменьшения до L1 (см. фиг.7). Выключают приводы 9, 10. Поднимают посредством привода (системы приводов) 22 подпятники 20, 21 и включают привод 8 (см. фиг.9). Воспроизводят указанную последовательность операций вплоть до силового контакта подпятников 20, 21 с поверхностью последней ступени лестничного марша и уменьшения колесной базы до L1. Поднимают подпятники 20, 21, включают привод 8 и въезжают колесами 5,6 на оставшиеся последующие ступени, включая последнюю.They enter
Преодоление двух последних ступеней рекомендуется осуществлять при уменьшенной колесной базе (L1) и неработающем приводе 15.Overcoming the last two steps is recommended to be carried out with a reduced wheelbase (L 1 ) and
На протяжении всего подъема на лестничном марше стабилизируют вертикальное положение кресла 17-21 посредством привода 22 и устройства гиростабилизации. Throughout the climb on the flight of stairs stabilize the vertical position of the chair 17-21 through the
Использование изобретения позволяет, таким образом, расширить технико-эксплуатационные возможности персональных транспортных средств, преимущественно скутеров и самоходных кресел, при сопутствующем повышении маневренности, профильной проходимости и безопасности при перемещении по лестничным маршам. The use of the invention thus allows to expand the technical and operational capabilities of personal vehicles, mainly scooters and self-propelled seats, with a concomitant increase in maneuverability, profile maneuverability and safety when moving along staircases.
Источники информации
1. Chairman Mini Stander (Permobil): Permobil, lnc., 6B Gill Street, Woburn, M 01801 1-888-PERMOBIL, Switzerland.Sources of information
1. Chairman Mini Stander (Permobil): Permobil, lnc., 6B Gill Street, Woburn, M 01801 1-888-PERMOBIL, Switzerland.
2. Патент РФ 2058766, кл. А 61 G 5/06, опубликован 27.04.1996. 2. RF patent 2058766, cl. A 61
3. Патент РФ 2116061, кл. A 61 G 5/06, опубликован 27.07.1998. 3. RF patent 2116061, cl. A 61
4. Самойлов А. Д., Семенов А.Г., Элизов А.Д. Разработка концепции универсального малогабаритного шасси высокой проходимости/ /Известия ВУЗов. Машиностроение, 1998, 1-3. - С.88-94. 4. Samoilov A. D., Semenov A. G., Elizov A. D. Development of the concept of a universal small-sized chassis of high cross-country ability / / News of universities. Engineering, 1998, 1-3. - S.88-94.
5. Волков Ю.П., Самойлов А.Д., Семенов А.Г, Элизов А.Д. Самоходные инвалидные кресла-коляски второго поколения: концепция и перспективы производства/ /Медицинская техника, 1999, 2. - С.34-36. 5. Volkov Yu.P., Samoilov A.D., Semenov A.G., Elizov A.D. Second-generation self-propelled wheelchairs: concept and production prospects / / Medical Technology, 1999, 2. - P.34-36.
6. Патент РФ 2115401, кл. А 61 G 5/06, опубликован 20.07.1998 (прототип). 6. RF patent 2115401, cl. A 61
Claims (7)
β = α+arcsin((R-δ-h)/R),
где α - угол подъема лестничного марша, град;
R - радиус колеса, см;
δ - вертикальная деформация колеса, см;
h - высота ступени лестничного марша, см.4. The vehicle according to claim 1, characterized in that the levers with rear wheels are mounted with the possibility of deviation back from a lower position by an angle β of not less than
β = α + arcsin ((R-δ-h) / R),
where α is the angle of elevation of the flight of stairs, degrees;
R is the radius of the wheel, cm;
δ is the vertical deformation of the wheel, cm;
h - the height of the stairs, see
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001123172/28A RU2215510C2 (en) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | Transport vehicle and method of its moving upstairs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001123172/28A RU2215510C2 (en) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | Transport vehicle and method of its moving upstairs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001123172A RU2001123172A (en) | 2003-10-10 |
RU2215510C2 true RU2215510C2 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=32026825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001123172/28A RU2215510C2 (en) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | Transport vehicle and method of its moving upstairs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215510C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010091460A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-19 | James William Tunnecliff | Wheeled device with different operational modes |
WO2014142711A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Браво Моторс" | Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick |
CN108045438A (en) * | 2018-01-10 | 2018-05-18 | 河北工业大学 | One kind is scalable to move up formula miniature electric automobile |
RU184413U1 (en) * | 2018-08-20 | 2018-10-24 | Артур Валерьевич Андрюшин | VEHICLE |
-
2001
- 2001-08-08 RU RU2001123172/28A patent/RU2215510C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010091460A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-19 | James William Tunnecliff | Wheeled device with different operational modes |
WO2014142711A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Браво Моторс" | Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick |
CN108045438A (en) * | 2018-01-10 | 2018-05-18 | 河北工业大学 | One kind is scalable to move up formula miniature electric automobile |
RU184413U1 (en) * | 2018-08-20 | 2018-10-24 | Артур Валерьевич Андрюшин | VEHICLE |
RU184413U9 (en) * | 2018-08-20 | 2018-12-07 | Артур Валерьевич Андрюшин | VEHICLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6341657B1 (en) | Suspension for central drive vehicle | |
US6805209B2 (en) | Wheelchair motorizing apparatus | |
US6328120B1 (en) | Stair climbing vehicle | |
US3882949A (en) | Universal wheelchair for the severely disabled | |
CA2863971C (en) | Step-climbing attachment for a wheeled chair | |
US4613151A (en) | High/low extension-lift power wheelchair | |
US3276531A (en) | Vehicles for invalids for travel over horizontal and inclined surfaces | |
US6530445B1 (en) | Variable wheelbase personal mobility vehicle | |
US20070045022A1 (en) | Traction control in a maneuverable motorized personally operated vehicle | |
CN105434121B (en) | Electric stair climbing wheelchair | |
EP2128009B1 (en) | Wheeled vehicle | |
AU2016222273B2 (en) | Step-climbing attachment for a wheeled chair | |
US10123921B2 (en) | Patient support apparatus | |
WO2012057638A1 (en) | Stair-climbing wheelchair | |
CN105748217A (en) | Two-section four-track stair climbing wheelchair based on walking wheel swinging and upstairs and downstairs going method | |
JP4021907B2 (en) | Traveling device | |
JP5116767B2 (en) | Improved lifting conveyor | |
US20070063502A1 (en) | Steering ratio mechanism for a maneuverable motorized personally operated vehicle | |
US11097583B2 (en) | Vehicle | |
WO1994007452A1 (en) | Stair transcending conveyance | |
CN107696914B (en) | Manned robot | |
RU2215510C2 (en) | Transport vehicle and method of its moving upstairs | |
US20090045002A1 (en) | Wheelchair | |
WO2006103787A1 (en) | Traveling device | |
EP3395313A1 (en) | Cognitive robot for rehabilitation and transport |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030809 |