TW202340008A - 助力裝置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

根據本申請的一種助力裝置，用於對供推行用的載具提供助力。該助力裝置包括：壓力感測器，檢測該載具的總重；驅動裝置，對該載具提供在行進方向上的驅動力；控制單元，與該壓力感測器和該驅動裝置呈訊號連接，接收該壓力感測器檢測的該總重，並能發送訊號至該驅動裝置，用以調節該驅動裝置輸出的驅動力，使得當該總重變化時，驅動該載具所需的在該行進方向上的外力保持為一恆定的預設力。本申請還提供了一種助力裝置的控制方法。

Description

助力裝置及其控制方法
本申請關於一種兒童車的助力裝置，以及用於該兒童車的助力裝置的控制方法。
兒童車是照顧兒童的一種工具車。通過使用兒童車，能夠減少照看者的體力負擔，而且有利於兒童的健康發育。
參照第1圖至第3圖，其中示出了一種現有的兒童車的立體圖。如圖所示，兒童車具有車架和安裝在車架下方的行走結構。行走結構通常為車輪，例如為兩個前輪和兩個後輪。車架的上方安裝有扶手。看護著可以通過扶手推動兒童車，從而提供兒童車的驅動力。顯然，當兒童車具有不同的載重時，和/或兒童車在上坡、下坡時，驅動兒童車所需的驅動力不同。
目前已有提供助力功能的兒童車，例如通過馬達驅動車輪以提供助力，以便進一步減輕照看者的體力負擔。目前已有的助力兒童車多是通過檢測照看者的推力，通過操控手把來控制，或是感應人體移動等等。這些方式都是通過某一外部因素提供車台上感測器的訊號來控制助力系統以不同速度來運行。
因此，存在提升兒童車的助力功能的需求。例如，希望兒童車的助力裝置能夠根據負重來調整助力，還希望助力裝置能夠根據兒童車的上坡、下坡等位置狀態來調整助力。例如，希望助力裝置更加智慧化，使得在兒童車具有不同負載或處於不同位置狀態的情況下，照看者能夠以大致相同的推力來推動兒童車。還希望助力裝置能夠提供自動駐車功能。
根據本申請的一種助力裝置，用於對供推行用的載具提供助力。該助力裝置包括：壓力感測器，檢測該載具的總重G；驅動裝置，對該載具提供在行進方向上的驅動力F d；控制單元，與該壓力感測器和該驅動裝置呈訊號連接，接收該壓力感測器檢測的該總重G，並能發送訊號至該驅動裝置，用以調節該驅動裝置輸出的驅動力F d，使得當該總重G變化時，驅動該載具所需的在該行進方向上的外力保持為一恆定的預設力 。
驅動裝置提供的驅動力抵消了載具上的載重帶來的額外阻力。這樣，無論載具空載或有載重，使用者都能以大致相同的預設力來推動載具。
在一個實施例中，該預設力 為該載具空載且處於水平面上時推動該載具所需的推力，或者為可供選擇的經驗值。
預設力是可調整的，可根據使用場景或使用者調節結果來選擇預設力，以提供更好的使用體驗。
在一個實施例中，該助力裝置還包括：觸覺感測器，與該控制單元訊號連接，用以檢測使用者是否接觸該載具；駐車裝置，與該控制單元訊號連接，用以阻止該載具的移動；當該觸覺感測器檢測到該使用者未接觸該載具時，該控制單元控制該驅動裝置停止輸出該驅動力F d，且啟動該駐車裝置以阻止該載具移動。
通過自動控制的駐車裝置，防止載具發生溜車情況而引起危險。
在一個實施例中，該驅動裝置設置在該載具的前輪和/或後輪上。
驅動裝置直接設置在前輪和/或後輪上可以省去傳動系統，減少載具的總重。
在一個實施例中，該壓力感測器包括第一壓力感測器，該第一壓力感測器用以檢測該載具的車台上所承載的載重F 1，其中該車台架設在該載具的車架的中部，用以支撐車座；該助力裝置還包括角度感測器，該角度感測器與該控制單元訊號連接，用以檢測該行進方向相對於水平面的傾角θ；該控制單元根據該總重G和該傾角θ，計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的驅動力F d。
在該實施例中，僅需測量載重和傾角就可以計算出驅動裝置輸出的驅動力，減少了計算複雜度。
在一個實施例中，該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ；
其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，G 0為該載具的已知空重，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當沿上坡行進時θ為正值，當沿下坡行進時θ為負值。
上述計算公式同時適用於上坡和下坡的情況，無需根據傾角切換計算公式。
在一個實施例中，該壓力感測器包括第二壓力感測器和第三壓力感測器；該第二壓力感測器設置在該載具的用以支撐車座的車台與該前輪之間，用以檢測該前輪與該車台之間的第二壓力F 2；該第三壓力感測器設置在該車台與該後輪之間，用以檢測該後輪與該車台之間的第三壓力F 3；該控制單元接收檢測到的該第二壓力F 2和該第三壓力F 3，根據該第二壓力F 2和該第三壓力F 3計算該載具的該行進方向相對於水平面的傾角θ，且計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的在該行進方向上的驅動力F d。
在該實施例中，不再直接測量傾角，避免了傾角測量裝置可能帶來的誤差。
在一個實施例中，該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； ；
其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值，α為該前輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角，β為該後輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角。
上述公式通過載具與前輪和後輪之間的壓力來計算載具的總重和傾角，省略了測量傾角的需求。
在一個實施例中，該載具是兒童車。
本申請的助力裝置能夠有利地應用於各種兒童車。
本申請的控制方法的有益效果可類似於助力裝置的有益效果，因此不再贅述。
根據本申請的一種助力裝置的控制方法，該助力裝置用於對供推行用的載具提供助力。該控制方法包括：通過壓力感測器檢測該載具的總重G；通過驅動裝置對該載具提供在行進方向上的驅動力F d；通過控制單元接收該壓力感測器檢測的該總重G，並發送訊號至該驅動裝置，以調節該驅動裝置輸出的該驅動力F d，使得當該總重G變化時，驅動該載具所需的在該行進方向上的外力保持為一恆定的預設力 。
在一個實施例中，該預設力 為該載具空載且處於水平面上時，推動該載具所需的推力，或者為可供選擇的經驗值。
在一個實施例中，該方法還包括：通過觸覺感測器檢測使用者是否接觸該載具；通過駐車裝置阻止該載具的移動；當該觸覺感測器檢測到該使用者未接觸該載具時，該控制單元控制該驅動裝置停止輸出該驅動力F d，且啟動該駐車裝置以阻止該載具移動。
在一個實施例中，該驅動裝置設置在該載具的前輪和/或後輪上。
在一個實施例中，該壓力感測器包括第一壓力感測器，該第一壓力感測器用以檢測該載具的車台上所承載的載重F 1，其中該車台架設在該載具的車架的中部，用以支撐車座；該助力裝置還包括角度感測器，該角度感測器用以檢測該行進方向相對於水平面的傾角θ；該控制單元根據該總重G和該傾角θ，計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的驅動力F d。
在一個實施例中，該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ；
其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，G 0為該載具的已知空重，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值。
在一個實施例中，該壓力感測器包括第二壓力感測器和第三壓力感測器；該第二壓力感測器設置在該載具的用以支撐車座的車台與該前輪之間，用以檢測該前輪與該車台之間的第二壓力F 2；該第三壓力感測器設置在該車台與該後輪之間，用以檢測該後輪與該車台之間的第三壓力F 3；該控制單元接收檢測到的該第二壓力F 2和該第三壓力F 3，根據該第二壓力F 2和該第三壓力F 3計算該載具的該行進方向相對於水平面的傾角θ，且計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的在該行進方向上的驅動力F d。
在一個實施例中，該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； ；
其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值，α為該前輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角，β為該後輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角。
雖然本文參考特定實施例來說明和描述本申請，但本申請並不應被侷限於所示細節。確切地說，在請求項的等價方案的範圍內且沒有背離本申請的情況下，可以對這些細節做出多種修改。
本文中涉及的“前”、“後”、“上”、“下”等方向描述僅是為了方便理解，本申請並非侷限於這些方向，而是可以根據實際情況調整。雖然已參見典型實施例列舉描述了本申請，但所用的術語是說明和示例性的，而非限制性術語。
參照第4圖、第7A圖和第7B圖，其中示出了根據本申請的兒童車1的第一實施例。如圖所示，兒童車1包括車架200和助力裝置100，助力裝置100用於對供推行用的兒童車1提供助力。助力裝置100包括壓力感測器（包括第一壓力感測器110、第二壓力感測器120、第三壓力感測器 130）、驅動裝置160、控制單元180。在一些實施例中，助力裝置100還可以包括觸覺感測器150、駐車裝置170。
壓力感測器檢測兒童車1的總重G。驅動裝置160對兒童車1提供在行進方向上的驅動力F d。控制單元180與壓力感測器和驅動裝置160呈訊號連接，接收壓力感測器檢測的總重G，並能發送訊號至驅動裝置160，用以調節驅動裝置160輸出的驅動力F d，使得當總重G變化時，驅動兒童車1所需的在行進方向上的外力保持為恆定的預設力 。
為了清楚描述，在本文中，將驅動兒童車1的所有力的合力稱為F，將助力裝置100的驅動力稱為F d，將使用者提供的驅動力稱為 。在本申請中，使用者提供的驅動力可以為預設的恆定力，因此 也稱為預設力。合力、驅動力、預設力的方向均為平行於地面的方向。也就是說，當兒童車1上坡或下坡時，合力、驅動力、預設力隨著地面的傾斜而改變傾角。另外，在本文的公式中，當合力F、驅動力F d、預設力 的值為正值（大於0）時，表示該力的方向為兒童車1的前進方向，當合力F、驅動力F d、預設力 的值為負值（小於0）時，表示該力的方向為兒童車1的前進方向的反向。
在一個實施例中，預設力 為兒童車1空載且處於水平面上時推動兒童車1所需的推力。在這樣的情況下，計算公式為 。其中G 0為兒童車1的空重，μ為兒童車1相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數。正壓力是兒童車1的重力在垂直於地面的方向上的分力，在水平地面的情況下，正壓力等於重力。經驗阻力常數是根據兒童車1的車輪與地面之間的摩擦力、車輪軸承的摩擦力等等所有阻力的總和。
在其它實施例中，預設力 為其它經驗值，例如為根據使用者調查所顯示的舒適推力值。
在觸覺感測器150和駐車裝置170的實施例中，觸覺感測器150與控制單元180訊號連接，用以檢測使用者是否接觸兒童車1。觸覺感測器150可以設置在使用者通常接觸兒童車1的位置，例如設置在扶手上。駐車裝置170設置在一個或多個車輪上，例如設置在後輪上。駐車裝置170與控制單元180訊號連接，用以阻止兒童車1的移動。具體地，當觸覺感測器150檢測到使用者未接觸兒童車1時，控制單元180停止驅動裝置160，且啟動駐車裝置170以阻止兒童車1移動。
這樣，當使用者沒有接觸兒童車1時，駐車裝置170將自動阻止兒童車1的移動，以避免因為溜車而發生危險。
在一個實施例中，驅動裝置160設置在兒童車1的前輪和/或後輪上。驅動裝置160可以是電動輪轂、電機、馬達等通過電力提供驅動力的裝置。設置在兒童車1的車架200底部的電池（未示出）為驅動裝置160提供動力。驅動裝置160可以為力矩電機，其能夠調節輸出力矩，以便定量調節驅動力。例如，力矩電機可以根據輸入電流的大小來定量調節驅動力。
在本實施例中，壓力感測器包括第一壓力感測器110，用以檢測兒童車1的車台210上所承載的載重F 1。其中車台210架設在兒童車1的車架200的中部，用以支撐車座。兒童車1的總重G=G 0+F 1。應理解，G、G 0、F 1的方向都是豎直向下，不一定是垂直於地面。
助力裝置100還包括角度感測器140，其與控制單元180訊號連接，用以檢測行進方向相對於水平面的傾角θ。控制單元180根據總重G和傾角θ，計算驅動兒童車1行進所需的在行進方向上的合力F，並調節驅動裝置160的驅動力F d。
參照第7A圖至第7B圖，在本實施例中，驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ；
其中，θ為行進方向與水平面之間的夾角，根據幾何關係可知，θ也是重力方向與兒童車1的豎直方向（Z軸）之間的夾角。更具體地，當兒童車1沿上坡行進時（第7B圖），重力方向在兒童車1的豎直方向的逆時針方向上，此時θ為正值。根據三角函數公式可知，此時F大於 ，因此F d為正值，表示驅動力與前進方向同向，驅動裝置160提供助力。當兒童車1沿下坡行進時（未示出），重力方向在兒童車1的豎直方向（Z軸）的順時針方向上，此時θ為負值。根據三角函數公式可知，此時F小於 ，因此F d為負值，表示驅動力與前進方向反向，驅動裝置160提供阻力。
因此，在已知F 1、G 0、 、θ、μ的情況下，可以計算得出F d。
參照第5圖、第8A圖和第8B圖描述根據本申請的第二實施例。
本實施例的助力裝置100與第一實施例大致相同，區別在於不設有第一壓力感測器110和角度感測器140。替代性地，本實施例的助力裝置100設有至少一個第二壓力感測器120和至少一個第三壓力感測器130。
具體地，第二壓力感測器120設置在兒童車1的用以支撐車座的至少一個車台210與前輪之間，用以檢測前輪與車台210之間的第二壓力F 2。第三壓力感測器130設置在車台210與後輪之間，用以檢測後輪與車台210之間的第三壓力F 3。控制單元180接收檢測到的第二壓力F 2和第三壓力F 3，根據第二壓力F 2和第三壓力F 3計算兒童車1的行進方向相對於水平面的傾角θ，且計算驅動兒童車1行進所需的在行進方向上的合力F，並調節驅動裝置160的在行進方向上的驅動力F d。
這樣，在本實施例中，檢測的力為前輪和後輪受到的車台210的壓力。
參照第8A圖至第8B圖，在本實施例中，驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； ； ；
其中，α為在水平地面狀態下前輪的中心和車台210的重心的連線與兒童車1豎向之間的夾角，β為在水平地面狀態下後輪的中心和車台210的重心之間的連線與兒童車1豎向之間的夾角，α'為在傾斜地面狀態下前輪的中心和車台210的重心之間的連線與兒童車1豎向之間的夾角。在本文中，兒童車豎向（載具豎向）意指垂直於地面的方向，即第7A圖至第8B圖中標示的Z軸方向。
應理解，在上述公式中，α和β是由兒童車1的結構決定的，無關於兒童車1的運動狀態，因此為已知數值。
此外，根據上述公式，需要在兒童車1處於水平地面的情況下，根據α、β、F 2、F 3計算出G。可以根據F 2和F 3的比值來確定車輛的水平狀態。例如根據正弦定理，當 時，可以確定兒童車1處於水平狀態。也可以通過附加的水平儀或陀螺儀（未示出）來確定車輛的水平狀態。
以下描述根據本申請的兒童車1的操作方式。
當兒童車1在水平地面上時，如果觸覺感測器150未檢測到使用者，則駐車裝置170啟動，相應的車輪不可轉動；如果觸覺感測器150檢測到使用者，則駐車裝置170關閉，相應的車輪可轉動，同時啟動驅動裝置160，並提供驅動力F d。在設有第二壓力感測器120、第三壓力感測器130的情況下，通過F 2、F 3計算出G。
當兒童車1在上坡時，操作方式類似於在水平地面上的操作。
當兒童車1在下坡時，重力作用力分量同行進方向一致，即使未提供推力，也可能發生溜車現象。根據本申請提供的駐車裝置170，當觸覺感測器150未檢測到使用者時，駐車裝置170啟動且相應的車輪不可轉動；當觸覺感測器150檢測到使用者時，駐車裝置170關閉且相應的車輪可轉動，同時啟動驅動裝置160，並提供與行進方向反向驅動力F d（在上述計算公式中表現為負值），這時使用者仍需使用預設力 推動兒童車1，才能使兒童車1行進。
在一個實施例中，駐車裝置170可以是電動煞車系統並配合手動煞車（未示出）使用。當兒童車1斷開電源時，可以手動控制煞車。
綜上所述，本申請提供了一種主動式助力兒童車，其中電驅動動力輸出大小受控制單元的控制，允許使用者以推動空載兒童車的推力來推動具有載重的兒童車，從而提升使用體驗。
本申請的兒童車具有觸覺感測器，能感知使用者是否手扶兒童車。因此僅在使用者使用兒童車時才啟動助力，而在使用者不使用兒童車時鎖定兒童車，防止溜車。
根據本申請的兒童車的控制方法，採用自動重力感應控制，相對人控制更加的穩定有效，因而避免了因為人為失誤而引起的誤操作。
本申請基於兒童車描述了助力裝置及其控制方法，然而應理解，本申請的助力裝置及其控制方法也可應用於其它載具。
由於本申請能夠以多種形式具體實施而不脫離本申請的精神和實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在請求項所限定的範圍內進行最廣泛的解釋，因此落入請求項或其等效範圍內的全部變化都應為請求項所涵蓋。
1:兒童車 100:助力裝置 110:第一壓力感測器 120:第二壓力感測器 130:第三壓力感測器 140:角度感測器 150:觸覺感測器 160:驅動裝置 170:駐車裝置 180:控制單元 200:車架 210:車台 Z:豎向軸線 F d:驅動力 F:合力 :預設力 G:總重 G 0:空重 F 1:第一壓力 F 2:第二壓力 F 3:第三壓力 μ:經驗阻力常數 θ:傾角 α,β:夾角
第1圖至第3圖是根據先前技術的兒童車的不同角度的立體圖。 第4圖是根據本申請的第一實施例的兒童車的立體圖。 第5圖是根據本申請的第二實施例的兒童車的立體圖。 第6圖是根據本申請的助力裝置的電連接示意圖。 第7A圖是兒童車在平地上行走時與重力相關的力分析的原理圖。 第7B圖是兒童車在斜坡上行走時與重力相關的力分析的原理圖。 第8A圖是兒童車在平地上行走時與前後輪受力相關的力分析的原理圖。 第8B圖是兒童車在斜坡上行走時與前後輪受力相關的力分析的原理圖。
1:兒童車
100:助力裝置
110:第一壓力感測器
140:角度感測器
150:觸覺感測器
160:驅動裝置
170:駐車裝置
180:控制單元
200:車架
210:車台

Claims (17)

  1. 一種助力裝置，用於對供推行用的載具提供助力，該助力裝置包括： 壓力感測器，檢測該載具的總重G； 驅動裝置，對該載具提供在行進方向上的驅動力F d； 控制單元，與該壓力感測器和該驅動裝置呈訊號連接，接收該壓力感測器檢測的該總重G，並能發送訊號至該驅動裝置，用以調節該驅動裝置輸出的該驅動力F d，使得當該總重G變化時，驅動該載具所需的在該行進方向上的外力保持為一恆定的預設力 。
  2. 如請求項1所述的助力裝置，其中： 該預設力 為該載具空載且處於水平面上時推動該載具所需的推力，或者為可供選擇的經驗值。
  3. 如請求項1所述的助力裝置，還包括： 觸覺感測器，與該控制單元訊號連接，用以檢測使用者是否接觸該載具； 駐車裝置，與該控制單元訊號連接，用以阻止該載具的移動； 當該觸覺感測器檢測到該使用者未接觸該載具時，該控制單元控制該驅動裝置停止輸出該驅動力F d，且啟動該駐車裝置以阻止該載具移動。
  4. 如請求項1所述的助力裝置，其中： 該驅動裝置設置在該載具的前輪和/或後輪上。
  5. 如請求項4所述的助力裝置，其中： 該壓力感測器包括第一壓力感測器，該第一壓力感測器用以檢測該載具的車台上所承載的載重F 1，其中該車台架設在該載具的車架的中部，用以支撐車座； 該助力裝置還包括角度感測器，該角度感測器與該控制單元訊號連接，用以檢測該行進方向相對於水平面的傾角θ； 該控制單元根據該總重G和該傾角θ，計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的該驅動力F d。
  6. 如請求項5所述的助力裝置，其中： 該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； 其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的該驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，G 0為該載具的已知空重，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值。
  7. 如請求項4所述的助力裝置，其中： 該壓力感測器包括第二壓力感測器和第三壓力感測器； 該第二壓力感測器設置在該載具的用以支撐車座的車台與該前輪之間，用以檢測該前輪與該車台之間的第二壓力F 2； 該第三壓力感測器設置在該車台與該後輪之間，用以檢測該後輪與該車台之間的第三壓力F 3； 該控制單元接收檢測到的該第二壓力F 2和該第三壓力F 3，根據該第二壓力F 2和該第三壓力F 3計算該載具的該行進方向相對於水平面的傾角θ，且計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的在該行進方向上的驅動力F d。
  8. 如請求項7所述的助力裝置，其中： 該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； ； 其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的該驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值，α為該前輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角，β為該後輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角。
  9. 如請求項1所述的助力裝置，其中： 該載具是兒童車。
  10. 一種助力裝置的控制方法，該助力裝置用於對供推行用的載具提供助力，該控制方法包括： 通過壓力感測器檢測該載具的總重G； 通過驅動裝置對該載具提供在行進方向上的驅動力F d； 通過控制單元接收該壓力感測器檢測的該總重G，並發送訊號至該驅動裝置，以調節該驅動裝置輸出的該驅動力F d，使得當該總重G變化時，驅動該載具所需的在該行進方向上的外力保持為一恆定的預設力 。
  11. 如請求項10所述的控制方法，其中： 該預設力 為該載具空載且處於水平面上時，推動該載具所需的推力，或者為可供選擇的經驗值。
  12. 如請求項10所述的控制方法，還包括： 通過觸覺感測器檢測使用者是否接觸該載具； 通過駐車裝置阻止該載具的移動； 當該觸覺感測器檢測到該使用者未接觸該載具時，該控制單元控制該驅動裝置停止輸出該驅動力F d，且啟動該駐車裝置以阻止該載具移動。
  13. 如請求項10所述的控制方法，其中： 該驅動裝置設置在該載具的前輪和/或後輪上。
  14. 如請求項13所述的控制方法，其中： 該壓力感測器包括第一壓力感測器，該第一壓力感測器用以檢測該載具的車台上所承載的載重F 1，其中該車台架設在該載具的車架的中部，用以支撐車座； 該助力裝置還包括角度感測器，該角度感測器用以檢測該行進方向相對於水平面的傾角θ； 該控制單元根據該總重G和該傾角θ，計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的該驅動力F d。
  15. 如請求項14所述的控制方法，其中： 該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； 其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的該驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，G0為該載具的已知空重，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值。
  16. 如請求項13所述的控制方法，其中： 該壓力感測器包括第二壓力感測器和第三壓力感測器； 該第二壓力感測器設置在該載具的用以支撐車座的車台與該前輪之間，用以檢測該前輪與該車台之間的第二壓力F 2； 該第三壓力感測器設置在該車台與該後輪之間，用以檢測該後輪與該車台之間的第三壓力F 3； 該控制單元接收檢測到的該第二壓力F 2和該第三壓力F 3，根據該第二壓力F 2和該第三壓力F 3計算該載具的該行進方向相對於水平面的傾角θ，且計算驅動該載具行進所需的在該行進方向上的合力F，並調節該驅動裝置的在該行進方向上的該驅動力F d。
  17. 如請求項16所述的控制方法，其中： 該驅動力F d通過以下公式計算： ； ； ； ； 其中，F d為該驅動裝置在該行進方向上的該驅動力，F為驅動該載具的在該行進方向上的合力， 為驅動該載具所需的在該行進方向上的預設力，G為該載具的總重量，μ為該載具相對於地面的正壓力與摩擦阻力之間的經驗阻力常數，θ為該行進方向與該水平面之間的夾角，當該載具沿上坡行進時θ為正值，當該載具沿下坡行進時θ為負值，α為該前輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角，β為該後輪的中心和該車台的重心之間的連線與載具豎向之間的夾角。
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JP6620326B2 (ja) * 2015-07-02 2019-12-18 Ｒｔ．ワークス株式会社 手押し車
JP7389966B2 (ja) * 2019-11-22 2023-12-01 スズキ株式会社 歩行補助車両
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