WO2006103787A1 - 走行装置 - Google Patents
走行装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2006103787A1 WO2006103787A1 PCT/JP2005/007268 JP2005007268W WO2006103787A1 WO 2006103787 A1 WO2006103787 A1 WO 2006103787A1 JP 2005007268 W JP2005007268 W JP 2005007268W WO 2006103787 A1 WO2006103787 A1 WO 2006103787A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- wheel
- traveling
- wheels
- driven
- driving
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
- A61G5/061—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps for climbing stairs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
- A61G5/063—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps with eccentrically mounted wheels
- A61G5/065—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps with eccentrically mounted wheels with three or more wheels mounted on a rotary cross member, e.g. spiders or spoked wheels with small wheels at the end of the spokes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
- B62B5/00—Accessories or details specially adapted for hand carts
- B62B5/02—Accessories or details specially adapted for hand carts providing for travelling up or down a flight of stairs
- B62B5/026—Accessories or details specially adapted for hand carts providing for travelling up or down a flight of stairs with spiders or adapted wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D55/00—Endless track vehicles
- B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
- B62D55/075—Tracked vehicles for ascending or descending stairs, steep slopes or vertical surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
- B62B2301/00—Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension
- B62B2301/25—Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension characterised by the ground engaging elements, e.g. wheel type
- B62B2301/256—Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension characterised by the ground engaging elements, e.g. wheel type by using endless belts
Definitions
- the present invention relates to a traveling device that can freely travel on a stairway or a stepped road.
- a crawler type traveling vehicle as a traveling device that can travel on a stepped road such as stairs.
- a crawler type traveling vehicle As a traveling device that can travel on a stepped road such as stairs.
- four wheels are used as a crawler type wheel, and when traveling on stairs, the crawler type wheel can be inclined to run according to the inclination of the stairs. It is possible to reduce the impact caused by the step.
- the vehicle also travels in a tilted state when traveling on stairs, and the vehicle also tilts. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 14-2 8 4 0 4 9, the four wheels are long wheels such as crawlers, and when traveling on stairs, only the crawler type wheels are tilted according to the inclination of the stairs.
- a parallel crank mechanism is provided so that the vehicle can run while keeping the chair and loading platform parallel. This eliminated any instability and improved ride comfort.
- the crawler type traveling device since the crawler type wheel is inclined in accordance with the inclination of the stairs, the ground contact portion between the crawler wheel (crawler belt) and the stairs. Has a problem that it is easy to slip because it is only the corner of the stairs.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a traveling device that can travel comfortably, stably and safely in staircase traveling. There is. Disclosure of the invention
- Claim 1 of the present invention is a traveling device comprising a pair of left and right crawler type traveling wheels, wherein a driven wheel frame having a cross shape around the main wheel shaft is provided, and the tip of the driven wheel frame A driven wheel is attached to each of the sections, a crawler type traveling wheel formed by tensioning the crawler belt with the four driven wheels and a driving wheel for driving the crawler belt, and a drive for rotating the driven wheel frame Means is provided for a traveling device.
- the driven frame is a frame that extends in a cross shape in a cross shape radially about the main wheel shaft, and a driven wheel is attached to the tip of the frame.
- the crawler belt which is an endless track, is wound around the outer periphery, and the crawler belt rotates by the rotation of the driving wheel of the crawler belt. In normal driving,
- the contact with the stairs is not on the corner of the stairs, but on the upper surface of each step of the stairs, and the driven wheels are grounded with the crawler belt. Is resolved.
- the travel device in the driven wheel frame, two support bars to which driven wheels are attached at both ends are provided on the wheel shaft in a cross shape, and the support bar is connected to the wheel shaft.
- the travel device is characterized in that a slide bearing is provided that is movable in the axial direction of the support bar, and a return means is provided for returning to the original position when moved.
- the two support bars are attached in a cross shape with respect to the wheel shaft, and the two instruction bars are independently attached so as to be movable within a certain range in the axial direction of the support bar.
- a restoring means for returning is provided.
- the support bar may be provided with a slide bearing using a long hole bearing so as to be movable within a certain range with the wheel shaft sandwiched therebetween.
- Claim 3 of the present invention is a traveling device comprising a pair of left and right wheel-type traveling wheels, wherein a multi-wheel frame radiating in three directions around a main wheel shaft is provided. Traveling wheel driving means for driving the three traveling wheels and rotating the multi-wheel frame, each traveling wheel is attached to the tip.
- a traveling device comprising: a multi-wheel frame rotation driving means for driving.
- the three-way multi-wheel frame preferably has the same angle in each direction.
- the three traveling wheels are preferably mounted on the same circle with respect to the main wheel axle.
- one wheel is in contact with the ground and the other two wheels are not in contact with the ground so as to improve steering performance.
- the resistance increases, and when the direction is changed, the direction is changed while slipping, and the resistance increases and the steering performance is inferior.
- the traveling wheel is preferably locked.
- Claim 4 of the present invention is a traveling device capable of independent traveling capable of traveling while maintaining a balance between a pair of left and right traveling wheels, wherein the traveling device is provided with posture control means.
- the posture control means can use various posture control means used in various robots.
- a microcomputer that controls a gyro sensor and a balance arm may be used.
- the crawler type traveling wheel is a main traveling wheel, and an auxiliary wheel having a plurality of wheels is provided as a pair of left and right wheels, and the auxiliary wheel includes the wheel.
- the crawler type is provided with auxiliary wheel frame rotation driving means for rotating the auxiliary wheel frame in a multi-wheel configuration in which a radial auxiliary wheel frame is provided on the shaft, and a wheel is attached to each end of the wheel.
- the traveling device provided with the main traveling wheel and the auxiliary traveling device provided with the wheel-type auxiliary wheel are connected by a balance arm, and travel while maintaining a balance by the attitude control means. It is a traveling device.
- the auxiliary wheel only needs to have a radial auxiliary wheel frame provided with a plurality of wheels.
- the auxiliary wheel may be a three-wheel type as shown in claim 3 above, or may be a four-wheel type or a five-wheel type. .
- the crawler type traveling wheel is the main traveling wheel, and the auxiliary wheel is for running more stably than the case of using only the crawler type traveling wheel. Since the two left and right assist wheel traveling devices are connected by a balance arm and travel as a four-wheel traveling device, there is no fear of falling even if the attitude control means stops.
- the present invention is particularly suitable for a traveling apparatus provided with a seat, a cargo bed, etc. Even when traveling on an inclined surface or a staircase, the seat and the cargo bed are kept horizontal by the attitude control means. It can be driven safely.
- the crawler belt is preferably made of an elastic material such as rubber or resin.
- Claim 6 of the present invention is an electric wheelchair characterized in that a traveling device in which the crawler type, the wheel type, or both of them are combined is provided.
- a traveling device in which the crawler type, the wheel type, or both of them are combined is provided.
- a 4-wheel configuration is preferable to a 2-wheel configuration.
- the wheel may be a crawler type traveling wheel as shown above, and the rear wheel may be a wheel type traveling wheel as shown above.
- a seventh aspect of the present invention is a self-supporting traveling robot characterized in that a traveling device in which the crawler type, the wheel type, or both of them are combined is provided.
- the scope 8 of the present invention is a transport device characterized in that a traveling device in which the crawler type, the wheel type or a combination of both is provided.
- Either 2-wheel or 4-wheel can be used, and it is possible to travel on stepped surfaces and staircases as well as on horizontal roads. There is no need for work or an elevator, and it can be transported directly.
- the present invention has the following effects.
- the crawler type wheel has a cross-shaped driven wheel frame, and the frame rotates. In order to travel the stairs, a ground contact area with the stairs is secured, and the follower wheel travels while being grounded to the upper surface (horizontal surface) of the stairs according to the step shape of the stairs. This eliminates the problem of slipping like a wheel.
- this wheel frame can be rotated, and the wheel can be grounded to the upper surface (horizontal plane) of the step in sequence with the three traveling wheels. The problem is solved.
- attitude control means Since the attitude control means is provided, it is possible to run independently with a pair of left and right running wheels, and to run without falling down.
- FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a traveling apparatus using a crawler traveling wheel according to the present invention.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing a staircase traveling state of a traveling device using crawler type traveling wheels according to the present invention.
- FIG. 3 shows an embodiment of a traveling device using a wheel type traveling wheel according to the present invention.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing a staircase traveling state of a traveling device using a wheel-type traveling wheel according to the present invention.
- FIG. 5 is a schematic view showing an embodiment of a traveling apparatus using a crawler main wheel and a wheel auxiliary wheel according to the present invention.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing a staircase traveling state of a traveling device using a crawler type main wheel and a wheel type auxiliary wheel according to the present invention.
- FIG. 7 is a schematic view showing a state of the crawler type main wheel according to the present invention when traveling on a rough road.
- FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of the left and right independent drive device according to the present invention.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing an independent drive mechanism for driven wheels or traveling wheels according to the present invention.
- FIG. 10 is a schematic view showing an embodiment of a wheelchair traveling vehicle according to the present invention.
- FIG. 11 is a schematic view showing the posture control mechanism of the chair and the handle in the inclined row according to the present invention.
- FIG. 12 is a view showing the structure of a caterpillar in the crawler type traveling device according to the present invention.
- FIG. 13 is a schematic diagram showing an embodiment of an efficient wind power generator that can be used for charging a battery or the like used in an electric wheelchair according to the present invention.
- FIG. 14 is a schematic diagram showing the driving state of the rotary blades (vertical blades and horizontal blades) according to the present invention.
- FIG. 15 is a schematic diagram showing the drive mechanism of the rotary blades (vertical blades and horizontal blades) according to the present invention.
- FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a traveling apparatus using crawler type traveling wheels according to the present invention.
- This traveling device is shown as an embodiment in the case of being provided as a traveling device for a robot.
- (1) is a front view and (2) is a side view.
- a main wheel shaft 3 is provided on a gantry 2 of a robot body 1 incorporating a posture control device, and a pair of crawler type traveling wheels 4 are provided on the left and right sides thereof.
- a pair of left and right kuo-la-type traveling wheels 4 is a driven wheel frame 1 configured by attaching two support bars 5 a and 5 b to a main wheel shaft 3 so as to form a cross shape. 2 is provided, and a driven wheel 6 is attached to the tip of each support bar 5a, 5b.
- the support pars 5 a and 5 b are provided with slide bearings 7 having bearings in the shape of long holes so that the support pars 5 a and 5 b can move within a certain range in the axial direction of the support bar with respect to the main wheel shaft 3. It can slide only the distance of the long hole.
- spring members 8 adjusted so as to all have the same elastic force are provided between the main wheel shaft 3 and the driven wheel shaft 13 respectively. Installed and adjusted to maintain balance.
- a main wheel shaft drive motor 9 for rotating the driven frame is provided, and a belt drive wheel 11 for rotating the crawler belt 10 is provided, which is driven by the belt drive motor 14. .
- Fig. 2 shows the staircase traveling of the traveling device using the crawler type traveling wheel shown in Fig. 1. It is this schematic diagram showing a state. The staircase traveling procedure will be described below.
- the two driven wheels [1] and the driven wheel [4] are grounded together with the crawler belt 10 and run by driving the crawler belt 10 by the belt driving wheel 11. However, it is detected by a sensor (omitted) just before the staircase and stops.
- the driven wheel can be grounded together with the crawler belt 10 on the upper surface (horizontal plane) of each step of the stairs, so that even if the slope is steep, it can be climbed without slipping.
- the robot body can climb up the stairs in a stable position.
- FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a traveling apparatus using the wheel-type traveling wheel according to the present invention.
- This traveling device is shown as an embodiment in the case of being provided as a traveling device for a robot.
- (1) is a front view and (2) is a side view.
- (3) is a side view showing traveling.
- the robot body 20 is provided with a main wheel shaft 21 and the main wheel shaft 21 is provided with a multi-wheel frame 2 2 projecting radially in three directions, and a traveling wheel 2 3 is attached to the tip thereof. .
- the main wheel shaft 21 is provided with a drive gear 24, and the drive gear 24 is driven by a drive motor built in the robot body 20 to rotate the multi-wheel frame 22.
- Each traveling wheel 23 has its own drive motor, and each traveling wheel is individually driven to rotate.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing a staircase traveling state of a traveling device using the wheel type traveling wheel shown in FIG. The stairs running procedure will be described below.
- the multi-wheel frame 22 is further rotated, the traveling wheel [1] is pulled up, and the process proceeds to the next stage.
- the traveling wheel [2] may be driven to synchronize with the next step.
- the built-in posture control device allows the robot body to maintain balance even when running on stairs and maintain a stable posture without falling.
- FIG. 5 is a schematic view showing an embodiment of an electric wheelchair using a crawler main wheel and a wheel auxiliary wheel according to the present invention.
- This embodiment shows an embodiment in which the electric wheelchair is provided as a traveling device.
- (1) is a schematic side view
- (2) and (3) are the posture control parts of the seat part.
- FIG. 1 is a schematic side view
- the chair body 3 1 is installed on the main body frame 30.
- the posture control device 3 8 detects the posture with a gyro sensor or the like, and is provided on the leg portion and the back plate portion of the chair body 31. Controls 3 3, 3 3, 3 4 and balance is adjusted according to the posture.
- 3 9 is a battery power source.
- This traveling device is composed of a crawler type traveling wheel 35 as shown in FIG. 1 as a main wheel and an auxiliary wheel 36 by a wheel type wheel frame as shown in FIG.
- the main wheels are two wheels.
- the auxiliary wheel 36 is a wheel-type auxiliary wheel by a four-wheeled multi-wheel frame having higher stability. In this embodiment, no driving means is provided, but it may be attached if necessary.
- a pair of crawler type main wheels 35 are provided on the left and right in front of the main body frame 30 and are connected to the rear part of the main body frame 30 by a balance arm 37.
- Auxiliary wheels with multi-wheel frames 3 6 were provided.
- the balance arm 37 is composed of a crank mechanism, and controls the posture of the chair 31 in conjunction with the adjusting arm 3 4 of the back plate of the chair 31 as a posture control means. Is provided.
- the main crawler type wheel 35 When driving on a flat surface, the main crawler type wheel 35 is driven by the rotation of the rubber crawler belt, and the balance between the adjustment arms 3 2, 3 3 ', 3 4 and the assisting wheel 3 6 is used. Drive while adjusting.
- a structure with an adjusting arm such as an air cylinder interlocked with the attitude control device may be adopted.
- FIG. 6 is a schematic view showing a staircase running state of an electric wheelchair using the crawler type main wheel and the wheel type auxiliary wheel of FIG. The stairs running procedure is explained below.
- the driven wheel [2] rides on the upper surface (horizontal surface) of the stairs together with the rubber crawler belt.
- an electric wheelchair that allows people with disabilities to ride comfortably has been described as an example, but it can also be used as a transport vehicle for transporting luggage to places with many steps and irregularities in factories and warehouses. Can also be used.
- FIG. 7 is a diagram showing the state of the crawler type main wheel when traveling on rough rough roads.
- a convex part such as a stone 4 1 in the road 50
- the black label 4 2 rides on the stone 41
- the crawler belt 4 2 comes into contact
- the right 4 1 The crawler belt 4 is recessed due to this portion, and when the driven wheel 4 3 is in contact with the stone 41, the crawler belt 4 2 is recessed, and the slide bearing 4 4 and the spring member 4 5 4 Slides in the opposite direction (in the direction of the arrow) to the driven wheel 4 3 with which it abuts, and absorbs the impact while maintaining the tension of the crawler belt 42.
- the biggest problem with the crawler type traveling wheel is that the crawler belt comes off due to the looseness of the crawler belt when traveling on rough roads.
- the crawler belt 4 2 does not absorb the impact because the driven wheel 4 3 simply dents, and the crawler belt 4 2 does not loosen when the driven wheel 4 3 absorbs the impact. Therefore, the crawler belt 42 does not come off, and it is a highly reliable crawler type running wheel that can run stably. '
- FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of the left and right independent drive device. (1) is the principle diagram.
- the left and right traveling wheels can be driven independently in either case of crawler type traveling wheels or wheel type traveling wheels.
- the main wheel axle consists of a double-structured middle shaft 60a, 6Ob and outer shafts 66a, 66b, and the outer shafts 66a, 66b drive the entire driven wheel. (The left and right sides are driven independently.)
- the middle shafts 60 a and 60 b can be driven individually (driven independently on the left and right sides).
- the left and right middle shafts 60a and 6Ob are connected at the center by a coupling gear 62 by a bearing 61 and can rotate independently from each other on a coaxial line.
- gears 6 3 a and 6 3 b are provided at both ends of the middle shafts 6 0 a and 60 b, and independent drive gears 6 5 a and 6 5 provided on the driven wheels 6 4 a and 6 4 b. b can be driven.
- the middle shaft coupling gear 62 is provided with a drive gear 72 and a drive motor 73 for independently driving the left and right middle shafts 60a and 60b.
- Reference numerals 7 4 a and 7 4 b are medium-axis disc brakes.
- the outer shafts 6 6 a and 6 6 b are cylindrical shafts with the center shafts 60 a and 60 b as the center, and the bearings 6 7 that can rotate independently of each other are provided.
- Gears 6 8 a and 6 8 b are provided on the center side of the outer shaft, and the gears 6 8 a and 6 8 b are driven.
- Drive gears 6 9 a and 6 9 b that move and drive motors 70 a and 7 O b are provided. Both ends of the outer shaft are flanges 7 1 a and 7 lb, and the axle of the driven wheel is pivotally supported on the flange.
- the left and right independent drive device configured in this way can drive the left and right driven wheels independently by the left and right middle shaft drive motors 7 3 a and 7 3, and the left and right outer shaft drive motors 70 a, 7 Ob allows the entire left and right wheels to be driven independently.
- An actual example is as shown in FIG. 8 (2), and the drive mechanism may be configured independently on the left and right sides of the disk.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing an independent drive mechanism for driven wheels or traveling wheels.
- This independent drive mechanism is an independent drive mechanism for switching between a case where each wheel of a multi-wheel is driven independently and a case where the rotation of each wheel is fixed and the whole wheel is driven. ::
- the two disks 8 0 a and 8 0 b with the axle fixed at the center are supported so that the wheel 8 1 is sandwiched between the two disks 8 0 a
- the drive switching plate 8 3 is provided outside the four wheels 8 1 between 8 Ob.
- each shaft 8 4 of the wheel 8 1 passes through and is provided with a long hole-like through hole 85 so that it can rotate only at a fixed angle with respect to the outer disk 80 0 a. Yes.
- cam-like projections 8 6 a and 8 6 b are provided at corresponding positions on the outer surface side of the drive switching plate 83 and on the inner side of the outer circular plate 80 a of the two discs.
- Fig. 10 shows an example of a wheelchair vehicle. (1) indicates that both front and rear wheels are closed.
- the roller-type traveling device 90 is, and (2) is a wheel-type traveling device 91 having four front wheels, and the rear wheel is a crawler-type traveling device 90.
- FIG. 11 is a schematic diagram showing the posture control mechanism of the chair 95 in the inclined running. (1) indicates the traveling state of the flat land 93, and (2) indicates the traveling state of the inclined surface 94.
- the riding wheelchair is provided with a posture control device, and even in inclined traveling, the riding wheelchair is maintained at a level without tilting at all, and the traveling vehicle body is aligned with the inclined surface.
- the posture control device provided in the riding wheelchair 95 so as to keep it horizontal with the fixed part 96 of the riding wheelchair 95 as a fulcrum.
- FIG. 12 is a diagram showing the structure of a caterpillar in a crawler type traveling device.
- the conventional caterpillar is a structure for carrying heavy objects and so on, and it is not suitable for wheelchair vehicles where disabled persons and elderly people get on because it is structured to emphasize strength.
- the caterpillar 9 7 in this example is a rubber crawler that is quiet and inexpensive.
- the grounding parts 9 8 and 9 9 are made of rubber, and only the connecting parts 100 are made of metal.
- FIG. 13 is a diagram showing an embodiment of an efficient wind power generator that can be used for charging a battery used in an electric wheelchair.
- a rotor blade for receiving wind having a vertical axis is provided at the top of the containment dome 110, a power generator for generating electric power with the rotational force of the rotor blade, and a wind receiving area of the rotor blade.
- a rotor control device for adjustment is provided.
- This wind power generator has a structure that can adjust the wind receiving area by changing the shape of the rotor blades when the wind is weak and strong.
- This rotary blade is composed of a vertical blade and a horizontal blade, and each vertical blade and horizontal blade protrude from the top of the containment dome so that the wind receiving area can be changed.
- a drive mechanism is provided.
- the vertical wing 1 1 2 that drives up and down and the horizontal wing 1 1 3 that expands horizontally are provided by the hydraulic device 1 1 1, and the main rotating shaft is at the center of the storage dome 1 1 0 1 1 4 is provided.
- the main rotating shaft 1 1 4 is connected to a power generator and a moving blade control device 1 1 7 for driving expansion and contraction and expansion of the rotating blades via a drive transmission gear 1 15.
- the generator is a mechanical governor 1 1 8 for adjusting the rotation of the main rotating shaft 1 1 4 and transmitting it to the generator 1 1 6, generator 1 1 6, generator 1 1 6
- a pneumatic governor 1 1 9 for controlling the rotation of the compressor, a compressor (not shown) and an air tank (not shown) are provided.
- the blade control device 1 1 7 is provided with a hydraulic device 1 1 1 for driving a hydraulic cylinder for driving the vertical blade 1 1 2, and the main rotating shaft 1 1 is used as a drive source of the hydraulic device 1 1 1.
- the battery is equipped with a battery (not shown) for starting up, etc. where the rotational force of 4 can be used and the rotor blades are not rotating.
- the rotor blades are composed of vertical blades 1 1 2 that can be driven vertically up and down with respect to the main rotating shaft 1 1 4 and horizontal blades 1 1 3 that are deployed horizontally with respect to the main rotating shaft 1 1 4.
- FIG. 15 is a diagram showing the drive mechanism of the rotary blades (vertical blades 1 1 2 and horizontal blades 1 1 3).
- the vertical wing 1 1 2 and the horizontal wing 1 1 3 are interlocked.
- the hydraulic device 1 1 1 is operated by the moving blade control device 1 1 7 and the vertical blade 1 1 2 is pushed up, the horizontal blade 1 1 3 spreads as shown in FIG. 14 (2).
- the upper part of the vertical wing 1 1 2 has a horizontal plate shape, but its lower part is twisted, and the vertical wing 1 1 2 rises and the horizontal wing 1 1 3 differs from the deployment arm 2 0 0.
- the tied guide roller 2 0 1 moves along the twist, and the horizontal wing 1 1 3 expands as it moves.
- the horizontal blades and vertical blades can be linked as long as they can be linked.
- the gears can be used to deploy the horizontal blades as the vertical blades move up.
- the traveling device using the crawl type and wheel type traveling wheels of the present invention is also effective for traveling on rough roads with severe irregularities, and can be applied as a traveling vehicle such as a desert, a rocky road, the seabed, or the moon surface.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Handcart (AREA)
Abstract
階段走行において、乗り心地が良く、安定して、かつ安全に走行することを可能とする走行装置である。左右一対のクローラ式の走行車輪からなる走行装置において、主車輪軸を中心にして十字状となる従動輪フレームが設けられ、該従動輪フレームの先端に従動輪が取り付けられ、該従動輪と、クローラベルトを駆動するための駆動輪とでクローラベルトを緊張させてなるクローラ式の走行車輪と、該従動輪フレームを回転駆動させる駆動手段が備えられている走行装置である。また、左右一対のホイール式の走行車輪からなる走行装置において、主車輪軸を中心にして放射形状の多車輪フレームが設けられ、該多車輪フレームの先端に走行車輪が取り付けられ、該走行車輪を駆動させるための駆動手段と該多車輪フレームを回転駆動させる駆動手段とが備えられている走行装置である。
Description
走行装置
技術分野
本発明は、 階段や段差のある走路を自由に走行可能とする走行装置に関す 明
る。
背景技術
書
従来の身障者用の車椅子やロボット用の車輪では、 階段や段差のある場所 では、 自由自在に動くことが不可能であり、 そのような場合、 例えば車椅子で は補助員や付添い人がいなければそのような場所では制限されてしまい、 自由 に走行することができなかった。
階段などの段差走路の走行を可能とする走行装置としては、 クローラ式の 走行車両がある。 例えば、 日本特開平 7 _ 4 0 8 6 5号公報では、 4輪をクロ ーラ式の車輪とし、 階段走行時には、 階段の傾斜にあわせてクローラ式車輪が 傾斜して走行できるようにしたものであり、 段差による衝擊を少なくすること ができる。 しかし、 この場合には階段走行時に車両も傾斜した状態で走行することと なり、 車両も傾斜してしまう。 そこで、 日本特開平 1 4— 2 8 4 0 4 9号公報 では、 4輪がクローラなどの長尺な車輪体とし、 階段走行時には、 その階段の 傾斜にあわせてクローラ式の車輪体のみを傾斜させて走行できるように平行ク ランク機構を設け、 椅子や荷台を平行に保ったまま走行できるようにしたもの である。 これにより不安定感がなくなり、 乗り心地を改善できた。
しかしながら、 前記のような従来のクローラ式走行装置においては、 階段 の傾斜にあわせてクローラ式車輪を傾斜させて走行するものであるため、 ク口 ーラ車輪 (クローラベルト) と階段との接地部分は、 階段の角部分のみである ため、 すべり易いという問題があった。
階段走行時に、 走行車両が滑るということは、 非常に危険である。 クロー ラベルトの外面に滑り止めとして凹凸部を設けたとしても、 平地走行時にその 凹凸部は磨耗するため、 その磨耗を絶えずチェックして階段走行しなければか えって危険である。
特に 身障者などが使用する電動車椅子などのような、安全性を最優先する 車両には適応できない。
従って、 本発明は、 上記課題に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 階段走行において、 乗り心地が良く、 安定して、 かつ安全に走行することを可 能とする走行装置を提供することにある。 発明の開示
本発明の請求の範囲の 1は、 左右一対のクローラ式の走行車輪からなる走 行装置において、 主車輪軸を中心にして十字状となる従動輪フレームが設けら れ、 該従動輪フレームの先端部に各々従動輪が取り付けられ、 該 4つの従動輪 と、 クローラベルトを駆動するための駆動輪とでクローラベルトを緊張させて なるクローラ式の走行車輪と、 該従動輪フレームを回転駆動させる駆動手段が 備えられていることを特徴とする走行装置である。
該従動フレームは、 十字状に主車輪軸を中心に放射状に十字方向に延出し たフレームであり、 その先端に各々従動車輪が取り付けられている。 従動輪の
外周は、 無限軌道であるクローラベルトが卷かれ、 クローラベルトの駆動輪の 回転により、 クローラベルトが回転し、 走行するものである。 通常走行では、
4つの従動輪の中の 2輪がクローラベルトと共に接地して走行し、 階段部を走 行する場合には、 従動輪フレーム駆動手段により従動輪フレームが回転するの に従って、 クローラベルトとともに階段の段差に従動輪が 1輪ずつ乗り上げて いくことで登っていくことができる。
この場合には、 階段との接触は、 階段の角部ではなく、 階段の各段の上面 にしつかりと従動輪がクローラベルトとともに接地するため、 階段の傾斜が急 な場合に滑ってしまうという問題は解消される。
本発明の請求の範囲の 2は、 前記の従動輪フレームは、 両端部に従動輪が 取り付けられた 2本の支持バーが十字状に車輪軸に設けられ、 該支持バーは、 車輪軸に対して支持バーの軸方向に移動可能なスライド軸受が設けられ、かつ、 移動した場合には元の位置に戻ろうとする復帰手段が設けられていることを特 徴とする走行装置である。
該 2本の支持バーは、 車輪軸に対して十字状に取り付けられ、 2本の指示 バーが独立してその支持バーの軸方向に一定範囲で移動可能に取り付けられ、 かつ、 各々に元に戻ろうとする復元手段が設けられているものである。
該支持バーは、 車輪軸を挟んだ状態で、 一定範囲において移動可能となる ように、 長穴状の軸受けによるスライド軸受けを設けたものなどでも良い。
本発明の請求の範囲の 3は、 左右一対のホイール式の走行車輪からなる走 行装置において、 主車輪軸を中心にして 3方向に放射状となる多車輪フレーム が設けられ、 該多車輪フレームの先端部に各々走行車輪が取り付けられ、 該 3 つの走行車輪を駆動させる.ための走行車輪駆動手段と該多車輪フレームを回転
駆動させる多車輪フレーム回転駆動手段とが備えられていることを特徴とする 走行装置である。
該 3方向の多車輪フレームは、各方向の角度は同じであることが好ましい。 3つの走行車輪は、 主車輪軸に対して同一円上に取り付けられていることが好 ましい。
平坦路面の走行の場合には、 操舵性が高くなるように、 1輪が接地した状 態で、 他の 2輪は、 接地させない状態で走行させることが好ましい。 2輪が接 地すると、 抵抗が大きくなるとともに、 方向を変えるときに、 スリップさせな がら方向を変えることとなり、 抵抗が大きくなり、 操舵性が劣るので好ましく なレ、。
階段を登る場合には、 3方向の多車輪フレームを回転ざせて、 階段の段差 に走行車輪を 1輪ずつ、 乗り上げて登る。 各階段の上面に確実に接地させるこ とで安全に階段を登ることができる。 この場合には、 走行車輪はロック状態と することが好ましい。
本発明の請求の範囲の 4は、 前記の走行装置に姿勢制御手段が設けられて いることを特徴とし、 左右一対の走行車輪でバランスを保って走行できる自立 走行可能な走行装置である。
該姿勢制御手段は、 各種のロボットなどに使用されている各種姿勢制御手 段が使用できる。 例えば、 ジャイロセンサーと、 パランスアームをマイコン制 御したものでも良い。
姿勢制御することで、 左右一対のクローラ式車輪及ぴ、 ホイール式の 3車 輪においても自立状態を維持して走行することができ、 凹凸を有する階段面な どでも安定した走行を可能とする。
. 本発明の請求の範囲の 5は、 前記のクローラ式の走行車輪を主走行車輪と し、 左右一対のホイール式で複数の車輪を備えた補助車輪が設けられ、 該補助 車輪は、その車輪軸に放射状の補助車輪フレームが設けられ、その先端部に各々 車輪が取り付けられた多車輪構成で、 該補助車輪フレームを回転駆動させる補 助車輪フレーム回転駆動手段が設けられており、 該クローラ式の主走行車輪が 設けられた走行装置と、 該ホイール式の補助車輪が設けられた補助走行装置と は、 バランスアームで連結され、 姿勢制御手段によりバランスが保たれて走行 することを特徴とする走行装置である。
該補助車輪は、 放射状の補助車輪フレームに複数の車輪が設けられたもの であれば良く、 例えば、 上記の請求項 3に示すような 3輪タイプでも良く、 4 輪タイプや 5輪タイプでも良い。
クローラ式の^行車輪が主走行車輪であり、 補助車輪は、 クローラ式走行 車輪のみの場合よりもより安定して走行させるためのものであり、 左右 2輪の ク ーラ式走行装置と、 左右 2輪の捕助車輪走行装置とがバランスアームで連 結されて 4輪の走行装置として走行するため、 姿勢制御手段が停止しても、 倒 れる心配はない。
本発明は、特に座席や荷台などが設けられた走行装置に適したものであり、 傾斜面や階段などを走行する場合においても、 座席や荷台においては、 姿勢制 御手段により、 水平が保たれ、 安全に走行できるものである。 クローラベルト は、 ゴム製や樹脂製などの弾性材を用いることが好ましい。
本発明の請求の範囲の 6は、 前記のクローラ式またはホイール式、 あるい はその両方が組み合わされた走行装置が設けられたことを特徴とする電動車椅 子である。
車椅子の場合には、 高度な安全性が要求されるため、 2輪よりも 4輪構成 の方が好ましい。特に、階段などでの走行において、いかなる状態においても、 転倒の危険性を回避する必要があるため、 姿勢制御手段が停止しても転倒の心 配がないのもが良く、 たとえば、 前輪の 2輪が上記に示すようなクローラ式走 行車輪であり、 後輪が上記に示すようなホイール式走行車輪としても良い。
特に階段での走行においては、 従来のクローラ式の走行装置とは異なり、 階段面に対して 1段ずつ確実に登ることができ、 滑るなどの心配がなく、 安心 して昇降できる。
本発明の請求の範囲の 7は、 前記のクローラ式またはホイール式、 あるい はその両方が組み合わされた走行装置が設けられたことを特徴とする自立走行 ロボットである。
ロボットの場合には、 走行性を童視する場合には 2輪タイプとすることが 好ましい。 その場合においても、 姿勢制御手段により転倒する恐れはなく、 段 差面の走行も可能であり、 室内作業用ロポットとして最適である。
本発明の誥求の範囲の 8は、 前記の前記のクローラ式またはホイール式、 あるいはその両方が組み合わされた^行装挺が設けられたことを特徴とする運 搬装置である。
2輪、 4輪いずれでも良く、 水平路面だけではなく、 段差面や階段部を確 実に走行できるため、 工場などにおいて、 段差面のあるフロアや各階間での運 搬において、 段差部での積み替え作業やエレベータなどの必要がなく、 直接運 搬できる。 ■ 本発明では、 以下に示すような効果がある。
1 ) クローラ式車輪が十字状の従動輪フレームを有し、 該フレームが回動
することで階段を走行するため、 階段との接地面積が確保され、 階段の段差形 状に合わせて従動輪が確実に階段面の上面 (水平面) に接地されながら走行す るため、 従来のクローラ式車輪のような滑りの問題を解消できる。
2 ) 従動輪フレームに復帰手段が設けられていることにより、 階段の段差 などの路面の凹凸に対応でき、 その衝撃を和らげることができる。
3 ) 3方向に放射状となる車輪フレームが設けられることにより、 この車 輪フレームを回転させ、 3つの走行車輪で順次、 段差の上面 (水平面) に確実 に車輪を接地させることができるので、 滑りの問題が解消される。
4 ) 姿勢制御手段が設けられていることにより、 左右一対の走行車輪で自 立走行が可能となり、 転倒せずに走行することができる。
5 ) クローラ式の主走行車輪とし、 ホイール式の補助車輪が設けられるこ とにより、 4輪走行で転倒及び階段などの悪路走行において、 より安定性、 安 全性を高めるととができ、 信頼性の高い走行装置を実現できる。
6 ) 上記のようなクローラ式走行車輪及ぴホイール式走行車輪を用いるこ とで、 階段などでも安心して走行可能な電動車椅子やロボットゃ運搬装置を実 現できる。 ' 図面の ½単な説明
第 1図は、 本発明によるクローラ式走行車輪を用いた走行装置の実施例を 示す概略図である。
第 2図は、 本発明によるクローラ式走行車輪を用いた走行装置の階段走行 状態を示す該略図である。
第 3図は、 本発明によるホイール式走行車輪を用いた走行装置の実施例を
示す該略図である。
第 4図は、 本発明によるホイール式走行車輪を用いた走行装置の階段走行 状態を示す該略図である。
第 5図は、 本発明によるクローラ式主車輪とホイール式補助車輪を用いた 走行装置の実施例を示す該略図である。
第 6図は、 本発明によるクローラ式主車輪とホイール式補助車輪を用いた 走行装置の階段走行状態を示す該略図である。
第 7図は、 本発明によるクローラ式主車輪の悪路走行時の状態を示す該略 図である。
第 8図は、 本発明による左右独立駆動装置の実施例を示す図である。
第 9図は、 本発明による従動車輪または走行車輪の独立駆動機構を示す該 略図である。
第 1 0図は、 本発明による車椅子走行車両の実施例を示す該略図である。 第 1 1図は、 本発明による傾斜 行における椅子とハンドルの姿勢制御機 構を示す概略図である。
第 1 2図は、 本発明によるクローラ式走行装置における、 キャタピラーの 構造を示す図である。
第 1 3図は、 本発明による電動式車椅子に使用するバッテリーなどの充電 に使用できる効率的な風力発電装置の実施例を示す概略図である。
第 1 4図は、 本発明による回転翼 (垂直翼と水平翼) の駆動状態を示す概 略図である。
第 1 5図は、 本発明による回転翼 (垂直翼と水平翼) の駆動機構を示す概 略図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 実施例の図面を用いて説明する。 第 1図は、 本発明によるクローラ式走行車輪を用いた走行装置の一実施例 を示す概略図である。
この走行装置は、 ロボットの走行装置として設けた場合の実施例について 示すものであり、 (1 ) は正面図であり、 (2 ) は側面図である。
姿勢制御装置が内臓されたロボット本体 1の架台 2に主車輪軸 3が設けら れ、 その左右に一対のクローラ式の走行車輪 4が設けられている。
左右一対のク口ーラ式走行車輪 4は、 主車輪軸 3に対して 2本の支持バー 5 a、 5 bが互いに十字状となるように取り付けられて構成される従動輪フレ ーム 1 2が設けられており、 各支持バー 5 a、 5 bの先端に従動輪 6が各々取 り付けられている。
該支持パー 5 a、 5 bは、 主車輪軸 3に対して、 支持バーの軸方向に一定 範囲において移飿可能となるように、 軸受部が長穴状となるスライド軸受け 7 が設けられ、 長穴の距離だけスライドできるようになつている。
また、 移動した場合には、 元の状態に復帰するための復帰手段として、 主 車輪軸 3と従動輪軸 1 3との間に、 すべて同じ弾性力となるように調整された ばね部材 8が各々取り付けられ、 パランスを保つように調整されている。
また、 この従動フレームを回転駆動させるための主車輪軸駆動モータ 9が 設けられ、 クローラベルト 1 0を回転駆動させるためのベルト駆動輪 1 1が設 けられ、 ベルト駆動モータ 1 4で駆動される。
第 2図は、 第 1図に示すクローラ式走行車輪を用いた走行装置の階段走行
状態を示す該略図である。 以下にその階段走行手順について説明する。
(1) 平坦部走行では、 図のように、 2輪の従動輪 〔1〕 と従動輪 〔4〕 がクローラベルト 10とともに接地して、 ベルト駆動輪 1 1によるクローラベ ルト 10の駆動により走行するが、 階段の直前部でセンサー (省略) などによ り検知し、 ー且停止する。
(2) (1) の状態から、 主車輪軸駆動モータ 9を起動させ、 従動輪フレー ム 12を回転駆動させる。 このとき、 クローラベルト 10の回転は、 従動輪フ レーム 12の回転に追随するように同期させる。
(3) 従動輪フレーム 1 2の回転により、 図に示す 4つの従動輪の中の従 動輪 〔2〕 が階段の 1段目の上面 (水平面) に乗り上げる。
(4) さらに従動輪フレーム 1 2を回転させることにより、 従動輪 1が引 き上げられ、 さらに従動輪 〔3〕 が次の段に進む。
(5) さらに従動輪フレーム 1 2が回転し、 従動輪 〔3〕 が 2段目に乗り 上げる。
(6)、 (7) 同様に、 さらに次々と階段を整り、 ^段の最上段 (6段) ま で登る。
このように、 階段の各段の上面 (水平面) に従動輪をクローラベルト 10 とともに接地させて登ることができるため、 傾斜が急であっても滑ることがな く、 確実にのぼることができる。
また、 姿勢制御装置を内蔵しているため、 ロボット本体は、 立位を保ち安 定して階段をのぼることができる。
第 3図は、 本発明によるホイール式走行車輪を用いた走行装置の一実施例 を示す概略図である。
この走行装置は、 ロボットの走行装置として設けた場合の実施例について 示すものであり、 (1 ) は正面図であり、 (2 ) は側面図である。 (3 ) は、 走行 時を示す側面図である。
ロボット本体 2 0に主車輪軸 2 1が設けられ、 該主車輪軸 2 1に 3方向に 放射状に突出する多車輪フレーム 2 2が設けられ、 その先端部に走行車輪 2 3 が取り付けられている。
該主車輪軸 2 1には駆動ギア 2 4が設けられ、 ロボット本体 2 0に内臓さ れる駆動モータで駆動ギア 2 4を駆動し、 多車輪フレーム 2 2を回転させる。
また、 各走行車輪 2 3は、 各々独自に駆動モータを内臓しており、 各々単 独で走行車輪が回転駆動される。
停止時は、 (2 ) のように、 3輪中の 2輪を接地させると、 安定性が良く、 ( 3 ) に示すように、 平坦面の走行においては、 左右 1輪ずつで走行すること が可能であり、 走行性とともに操舵性が良好となる。
第 4図は、 第 3図に示すホイール式走行車輪を用いた走行装置の階段走行 状態 示す概略図である。 以下にその階段走行手順を説明する。
( 1 ) 平坦面の走行においては、 第 3図の (2 ) に示すように左右 1輪ず つで走行し、階段部の手前においてセンサーなどで段差を検地し、一旦停止し、 多車輪フレーム 2 2を回転させて、 走行車輪 〔2〕 を階段の 1段目の上面 (水 平面) に乗り上げる。 階段走行時の多車輸フレーム回転時には、 各走行車輪 2 3は口ック状態とする。
( 2 ) この状態から、 さらに多車輪フレーム 2 2を回転させ、走行車輪〔1〕 を引き上げ、 次の段へと進む。 階段の各段の間隔に応じて、 走行車輪 〔2〕 を 駆動して次の段とのタイミングを合わせるようにしても良い。
( 3 ) さらに多車輪フレーム 2 2を回転させて、 次の段の上面 (水平面) に走行車輪 〔3〕 を乗り上げる。
( 4 ) 同様に、 さらに多車輪フレーム 2 2を回転させて、 走行車輪 〔2〕 を引き上げて、 次の段へと順次登っていく。
このように、 多車輪フレームにより階段走行することで、 安全、 確実に階 段走行ができる。なお、ロボット本体は、姿勢制御装置を内蔵することにより、 階段走行時でもバランスを保ち、倒れることなく、安定して姿勢を維持できる。
第 5図は、 本発明によるクローラ式主車輪とホイ一ル式補助車輪を用いた 電動車椅子の一実施例を示す概略図である。
本実施例は、 電動車椅子の走行装置として設けた場合の実施例について示 すものであり、 (1 ) は側面概略図であり、 (2 )、 ( 3 ) は座席部の姿勢制御部 分を示す概略図である。
本体フレーム 3 0上に椅子本体 3 1が設置され、姿勢制御装置 3 8により、 ジャイロセンサーなどで姿勢を検知し、 椅子本体 3 1の脚部分と背板部分に 各々設けられた、 調節ァー.ム 3 2、 3 3、 3 4を制御し、 姿勢に応じてバ.ラン ス調整される。 3 9はバッテリー電源である。
この走行装置は、 前記の第 1図に示すようなクローラ式の走行車輪 3 5を 主車輪とし、 前記の第 3図に示すようなホイール式の 車輪フレームによる補 助車輪 3 6とで構成される。 クローラベルトはゴム製のものを使用する。
車椅子などのように、 障害者などに使用される場合には、 特別な安全性が 要求されるものであり、 前記の第 1図や第 3図に示す 2車輪ではなく、 主車輪 2輪 3 5と補助車輪 1輪 3 6で 3車輪構成とし、 より安全性、 安定性を高める ようにしたものである。
該補助車輪 3 6は、 より安定性の高い 4つの車輪による多車輪フレームに よるホイール式補助車輪である。 本実施例では駆動手段は設けられていないが 必要に応じて取り付けても良い。
第 5図 (2 ) に示すように、 本体フレーム 3 0の前方の左右に一対のクロ ーラ式の主車輪 3 5を設け、 本体フレーム 3 0の後部に、 パランスアーム 3 7 により連結される多車輪フレームによる補助車輪 3 6を設けた。
バランスアーム 3 7は、 クランク機構からなり、 姿勢制御手段となる椅子 3 1の背板の調節アーム 3 4と連動して椅子 3 1の姿勢を制御するものであり、 衝擊吸収用のスプリング 4 0が設けられている。
平坦面での走行においては、 主車輪であるクローラ式走行車輪 3 5のゴム 製クローラベルトの回転で走行し、 調節アーム 3 2、 3 3'、 3 4および捕助車 輪 3 6でバランスを調整しながら走行する。
また、 第 5図 (3 ) に示すように、 姿勢制御装置と連動するェアーシリン ダーなどの調整アームによる構造としても良い。
第 6図は、 第 5図のクローラ式主車輪とホイール式補助車輪を用いた電動 車椅子の階段走行状態を示す概略囪である。 以下にその階段走行手順を説明す る。
( 1 ) センサーなどで階段部を検知し、 その手前で一旦停止し、 主車輪 3 5の従動輪フレームを回転させ、 ゴム製クローラベルトはその回転に同期させ る。
( 2 ) 従動輪フレームの回転により、 従動輪 〔2〕 が階段の上面 (水平面) にゴム製クローラベルトとともに乗り上げて登っていく。
( 3 ) さらに従動輪フレームを回転させ、 従動輪 〔1〕 を引き上げ、 さら
に従動輪 〔3〕 を次の段の上面 (水平面) にゴム製クローラベルトとともに乗 り上げで登っていく。
( 4 ) さらに従動輪フレームを回転させ、 同様にして順次階段を登ってい く。 捕助車輪 3 6は、 パランスアームにより、 椅子 3 1の姿勢を制御しながら 追従して走行する。 階段部の走行は、 多車輪フレームの回転により 4つの車輪 が各々段差に乗り上げて登っていく。
このように、 クローラ式走行車輪で確実に階段をのぼることができ、 椅子 の姿勢制御は、 補助車輪 3 6とバランスアーム 3 7とで行い、 微調整は調整ァ ーム 3 2 , 3 3, 3 4で行われるため、 安全で乗り後心地の良い階段走行を実 現できる。
また、 本実施例では障害者が乗り心地良く走行できる電動車椅子を例に説 明したが、 工場や倉庫などで段差部や凹凸部の多い場所へ荷物を移送する塲合 などの運搬車などにも使用できる。
第 7図は、 凹凸の悪路走行時のクローラ式主車輪の状態を示す図である。 路宙 5 0に石 4 1などの凸部がある場合の走行においては、 その石 4 1にクロ 一ラベルト 4 2が乗り上げると、クローラベルト 4 2のみが当接する場合には、 そのまま右 4 1の部分によりクローラベルト 4 が凹むこととなり、 従動輪 4 3の部分が石 4 1に当接する場合には、 クローラベルト 4 2が凹むとともに、 スライ ド軸受け 4 4とばね部材 4 5により、 支持バー 4 6が当接した従動輪 4 3と反対側 (矢印方向) にスライ ドして四み、 衝撃を吸収するとともにクロー ラベルト 4 2の緊張状態を維持できるようになっている。
クローラ式の走行車輪における最大の問題は、 悪路の走行時において、 そ のクローラベルトの緩みにより外れてしまうという問題があつたが、 本発明の
クローラベルト 4 2は、 従動輪 4 3が単純に凹んで衝撃を吸収するものではな く、 従動輪 4 3が衝撃を吸収する時にクローラベルト 4 2が緩まないようにな つているため、走行中にクローラベルト 4 2が外れてしまうという問題がなく、 安定して走行できる信頼性の高いクローラ式走行車輪となっている。 '
第 8図は、左右独立駆動装置の実施例を示す図である。 (1 ) は原理図であ る。
この図ではクローラ式走行車輪、 あるいはホイール式走行車輪のいずれの 場合においても、 左右の走行車輪が独立して駆動させることができるようにな つている。
主車輪軸は、 2重構造の中軸 6 0 a、 6 O bと外軸 6 6 a、 6 6 bとで構 成され、 外軸 6 6 a、 6 6 bが従動輪の全体の回転駆動 (左右独立して駆動さ せる) であり、 中軸 6 0 a、 6 0 bは従動輪の個々の駆動 (左右独立して駆動 させる) ができるようになつている。
左右の中軸 6 0 a、 6 O bは、 中心でベアリング 6 1によるカップリング ギア 6 2で連結されており、 同軸線上で互いに独立して回転できるようになつ ている。 また、 中軸 6 0 a、 6 0 bの両端部にはギア 6 3 a、 6 3 bが設けら れ、 従動輪 6 4 a、 6 4 bに設けられる、 独立駆動ギア 6 5 a、 6 5 bを駆動 できるようになつている。 中軸のカツプリングギア 6 2は、 左右中軸 6 0 a、 6 0 bを独立して駆動するための駆動ギア 7 2と駆動モータ 7 3が設けられて いる。 また、 7 4 a、 7 4 bは中軸のディスクブレーキである。
外軸 6 6 a、 6 6 bは、中軸 6 0 a、 6 0 bを軸心とした筒状の軸であり、 これら中軸と外軸とは互いに独立して回転できる軸受け 6 7が設けられており. 該外軸の中心側にギア 6 8 a、 6 8 bが設けられ、 該ギア 6 8 a、 6 8 bを駆
動する駆動ギア 6 9 a、 6 9 bと駆動モータ 7 0 a、 7 O bとが設けられてい る。 該外軸の両端部は、 フランジ 7 1 a、 7 l bとなっており、 このフランジ に前記の従動輪の車軸が軸支されている。
このように構成された左右独立駆動装置は、左右の中軸駆動モータ 7 3 a、 7 3わにより、 左右の従動車輪を独立して駆動させることができ、 左右の外軸 駆動モータ 7 0 a、 7 O bにより、 左右の多車輪全体を独立して駆動させるこ とが出来るものである。 実際の例としては、 第 8図 (2 ) に示すようになり、 ィスの左右に独立して駆動機構を構成しても良い。
第 9図は、 従動車輪または走行車輪の独立駆動機構を示す概略図である。 この独立駆動機構は、 多車輪の各車輪を独立して駆動する場合と、 各車輪の 回転を固定して多車輪全体で駆動させる場合とに切り替えるための独立駆動機 構である。 ::
( 1 ) に示すように、 中心に車軸が固定された 2枚の円板 8 0 a、 8 0 b で車輪 8 1を挟むように軸支しており、 該 2枚の円板 8 0 a、 8 O bの間で 4 車輪 8 1の外側に、 駆動切替板 8 3が設けられている。 該駆 »切替板 έ 3は、
( 3 ) に示すように、 車輪 8 1の各軸 8 4が賞通し、 外側の円板 8 0 aに対し て一定角度のみ回転できるような、 長孔状の貫通孔 8 5が設けられている。 ま た、この駆動切替板 8 3の外面側と、 2枚の円板の外側円板 8 0 aの内側には、 各々対応する位置にカム状突部 8 6 a、 8 6 bが設けられ、 駆動切替板 8 3が 回転してカム状突部 8 6 aと 8 6 bとがかみ合うことで該駆動切替板 8 3が内 側、 すなわち、 車輪 8 1側に押し付けられ、 (2 ) に示すように、 車輪の回転を 固定する。 これにより、 多車輪を固定して、 多車輪全体での回転駆動となる。
第 1 0図は、 車椅子走行車両の実施例であり、 ( 1 ) は前後両方の車輪がク
ローラ式走行装置 9 0となっており、 (2 ) は、前輪が 4車輪のホイール式走行 装置 9 1であり、 後輪はクローラ式走行装置 9 0となっている。
第 1 1図は、 傾斜走行における椅子 9 5の姿勢制御機構を示す概略図であ る。 (1 ) は平坦地 9 3の走行状態を示し、 (2 ) は傾斜面 9 4の走行状態を示 す。
身体障害者や老人などでは、 特に傾斜走行において、 その傾斜に対応する 姿勢をとることが困難である。 この走行装置では、 乗車椅子に姿勢制御装置が 設けられており、 傾斜走行においても、 乗車椅子は、 まったく傾斜せずに水平 が保たれるようになつており、 走行車体は、 傾斜面に合わせて傾斜するが、 乗 車椅子 9 5に設けられた姿勢制御装置により乗車椅子 9 5の固定部 9 6を支点 として水平を保つように制御されるものである。
第 1 2図は、 クローラ式走行装置における、 キャタピラーの構造を示す図 である。 従来のキャタピラーは、 重量物などを載せて運ぶための構造であり、 強度を重視した構造となっているため、 身障者や老人が乗車する車椅子拿両に は適していない。
本例のキャタピラー 9 7は、 ゴム製のクローラであり、 静かであり安^で ある。 接地部品 9 8、 9 9はゴム製とし、 接続部品 1 0 0のみを金属製とした ものである。
第 1 3図は、 電動式車椅子に使用するバッテリーなどの充電に使用できる 効率的な風力発電装置の実施例を示す図である。
本実施例は、 格納ドーム 1 1 0の頂部に垂直軸を有する風を受けるための 回転翼が設けられ、 該回転翼の回転力で発電するための発電装置と、 回転翼の 風受面積を調整するための回転翼制御装置とが設けられている。
この風力発電装置は、 風の弱いときと強いときで、 回転翼の形状を変化さ せて風受面積を調整できる構造となって'いる。 この回転翼は、 垂直翼と水平翼 とで構成されており、 各垂直翼と水平翼は、 風受面積を変化させることができ るように、 該格納ドームの頂部から突出し、 展開させるための駆動機構が設け られている 。
図に示すように、油圧装置 1 1 1により、上下に駆動する垂直翼 1 1 2と、 水平方向に展開する水平翼 1 1 3が設けられ、 格納ドーム 1 1 0の中心に主回 転軸 1 1 4が設けられている。 該主回転軸 1 1 4には、 駆動伝達ギア 1 1 5を 介して発電装置と、 回転翼を伸縮、 展開駆動させるための動翼制御装置 1 1 7 に連結されている。
' 該発電装置は、 主回転軸 1 1 4の回転を調整して発電機 1 1 6に伝えるた めの機械式調速機 1 1 8と、 発電機 1 1 6と、 発電機 1 1 6の回転を制御する ためのエアー式調速機 1 1 9と、 図示しないコンプレッサーと図示しないエア 一タンクとが設けられている。
該動翼制御装置 1 1 7は、 垂直翼 1 1 2を駆動させる油圧シリンダーを駆 動させる油圧装置 1 1 1が設けられ、 該油圧装置 1 1 1の駆動源として、 主回 転軸 1 1 4の回転力を利用できるようになつており、回転翼が回転していない、 起動時などのためのバッテリー (図示しない) が設けられている。
回転翼は、主回転軸 1 1 4に対して垂直に上下駆動できる垂直翼 1 1 2と、 主回転軸 1 1 4に対して水平方向に展開される水平翼 1 1 3とで構成されてい る。
風が弱いときは、 垂直翼 1 1 2が上昇し、 水平翼 1 1 3が図 1 4 ( 2 ) に 示すように、 水平方向に広がる。 風が強いときは、 垂直翼 1 1 2が下降して格
鈉ドーム頂部内に収納され、 水平翼 1 1 3は、 図 1 4 ( 1 ) に示すように、 収 糸内される。
第 1 5図は、 回転翼 (垂直翼 1 1 2と水平翼 1 1 3 ) の駆動機構を示す図 である。 本実施例では、 垂直翼 1 1 2と水平翼 1 1 3は、 連動するようになつ ている。 動翼制御装置 1 1 7により油圧装置 1 1 1が作動し、 垂直翼 1 1 2が 押し上げられると、 第 1 4図 (2 ) に示すように、 水平翼 1 1 3が広がる。
垂直翼 1 1 2の上方部分は、 水平板状となっているが、 その下部側はねじ れており、 垂直翼 1 1 2の上昇により、 水平翼 1 1 3の展開アーム 2 0 0に違 結されたガイドローラー 2 0 1がねじれに沿って移動し、 その移動にしたがつ で、 水平翼 1 1 3が展開するものである。 なお、 この水平翼と垂直翼の連動手 段は、連動できるものであればいずれでも良く、大型で重量物の場合などでは、 垂直翼の上昇に連動してギヤ機構で水平翼を展開できるようにしても良い。
このように、 風の強さにより、 回転翼の風受面積を 整できるため、 効率 の良い発電を行うことができる。 また、 垂直翼 1 1 2と水平翼 1 1 3が連動す るので、 別々に駆動丰段を設ける必要がな 、。 産業上の利用可能性
本発明のクロール式及びホイール式走行車輪を用いた走行装置は、 凹凸の 激しい悪路走行にも有効であり、 例えば、 砂漠や岩路ゃ海底や月面などの走行 車両として適用可能である。
Claims
請 求 の 範 囲 左右一対のクローラ式の走行車輪からなる走行装置において、
主車輪軸を中心にして十字状となる従動輪フレームが設けられ、 該従動輪 フレームの先端部に各々従動輪が取り付けられ、 該 4つの従動輪とクロー ラベルトを駆動するための駆動輪とでクローラベルトを緊張させてなるク ローラ式の走行車輪と、 該従動輪フレームを回転駆動させる駆動手 ¾が備 えられていることを特徴とする走行装置。
前記の従動輪フレームは、 両端部に従動輪が取り付けられた 2本の支持パ 一が十字状に車輪軸に設けられ、 該支持パーは、 車輪軸に対して支持バー が軸方向に移動可能となるスライ ド軸受手段が設けられ、 かつ、 移動した 場合には元の位置に戻ろうとする復帰手段が設けられていることを特徴と する請求項 1に記載の走行装置。
左右一対のホイール式の走行車輪からなる走行装置において、
主車輪軸を中心にして 3方向に放射状となる多車輪フレームが設けられ、 該多車輪フレームの先端部に各々走行車輪が取り付けられ、 該 3つの走行 車 ^を駆動させるための走行車輪駆動手段と該多車輪フレームを回転駆動 させる 車輪フレーム回転駆動手段とが備えられていることを特徴とする 走行装置。
前記の走行装置に姿勢制御手段が設けられていることを特徴とし、 左右一 対の走行車輪でバランスを保って走行できる自立走行可能な請求項 1から 請求項 3までのいずれかに記載の走行装置。
前記の請求項 1又は請求項 2に記載のクローラ式の走行車輪を主走行車輪
とし、 左右一対のホイール式で複数の車輪を備えた補助車輪が設けられ、 該補助車輪は、 その車輪軸に放射状の補助車輪フレームが設けられ、 その 先端部に各々車輪が取り付けられた多車輪構成で、 該補助車輪フレームを 回転駆動させる補助車輪フレーム回転駆動手段が設けられており、 該ク口 ーラ式の主走行車輪が設けられた走行装置と、 該ホイール式の補助車輪が 設けられた補助走行装置とは、 パランスアームで連結され、 姿勢制御手段 によりバランスが保たれて走行することを特徴とする走行装置。
. 前記の請求項 1から請求項 5までのいずれかの項に記載の走行装置が設け られたことを特徴とする電動車椅子。
· 前記の請求項 1から請求項 5までのいずれかの項に記載の走行装置が設け られたことを特徴とする自立走行ロボット。
. 前記の請求項 1から請求項 5までのいずれかの項に記載の走行装置が設け られたことを特徴とする運搬装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005-124170 | 2005-03-25 | ||
JP2005124170A JP4021907B2 (ja) | 2004-04-27 | 2005-03-25 | 走行装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2006103787A1 true WO2006103787A1 (ja) | 2006-10-05 |
Family
ID=37053061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2005/007268 WO2006103787A1 (ja) | 2005-03-25 | 2005-04-06 | 走行装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2006103787A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009069144A2 (en) * | 2007-09-06 | 2009-06-04 | Rafique Riyaz | Methods and systems for ascending and descending stairs |
ITBA20110043A1 (it) * | 2011-08-11 | 2013-02-12 | Francesco Cornacchia | Dispositivo di ausilio per la movimentazione su scale, fondi o terreni difficili ,di mezzi di locomozione forniti o meno di ruote e movibili,manualmente o automaticamente. |
CN109652932A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-19 | 昆山市裕华绣品有限公司 | 一种刺绣装置及其方法 |
JP2020023211A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | Kyb株式会社 | 昇降台車用の落下防止装置及び昇降台車 |
ES2813443A1 (es) * | 2016-06-29 | 2021-03-23 | R S A Concept | Carretilla de manejo de mercancias motorizada |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS48108354U (ja) * | 1972-03-17 | 1973-12-14 | ||
JPS6167678A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 移動装置 |
JPS6323954B2 (ja) * | 1982-07-20 | 1988-05-18 | Toshiba Kk | |
JPS6323953B2 (ja) * | 1982-06-24 | 1988-05-18 | Toshiba Kk | |
JPH0655901A (ja) * | 1992-05-13 | 1994-03-01 | Kanbe Tokuta | 車輪式自在走行装置 |
JPH08133141A (ja) * | 1994-11-14 | 1996-05-28 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | おにぎり機構を有するフレキシブルクローラ |
JPH10236345A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-08 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 特殊走行車 |
-
2005
- 2005-04-06 WO PCT/JP2005/007268 patent/WO2006103787A1/ja not_active Application Discontinuation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS48108354U (ja) * | 1972-03-17 | 1973-12-14 | ||
JPS6323953B2 (ja) * | 1982-06-24 | 1988-05-18 | Toshiba Kk | |
JPS6323954B2 (ja) * | 1982-07-20 | 1988-05-18 | Toshiba Kk | |
JPS6167678A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 移動装置 |
JPH0655901A (ja) * | 1992-05-13 | 1994-03-01 | Kanbe Tokuta | 車輪式自在走行装置 |
JPH08133141A (ja) * | 1994-11-14 | 1996-05-28 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | おにぎり機構を有するフレキシブルクローラ |
JPH10236345A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-08 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 特殊走行車 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009069144A2 (en) * | 2007-09-06 | 2009-06-04 | Rafique Riyaz | Methods and systems for ascending and descending stairs |
WO2009069144A3 (en) * | 2007-09-06 | 2009-09-11 | Rafique Riyaz | Methods and systems for ascending and descending stairs |
ITBA20110043A1 (it) * | 2011-08-11 | 2013-02-12 | Francesco Cornacchia | Dispositivo di ausilio per la movimentazione su scale, fondi o terreni difficili ,di mezzi di locomozione forniti o meno di ruote e movibili,manualmente o automaticamente. |
ES2813443A1 (es) * | 2016-06-29 | 2021-03-23 | R S A Concept | Carretilla de manejo de mercancias motorizada |
JP2020023211A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | Kyb株式会社 | 昇降台車用の落下防止装置及び昇降台車 |
JP7093550B2 (ja) | 2018-08-06 | 2022-06-30 | 株式会社池戸熔接製作所 | 昇降台車用の落下防止装置及び昇降台車 |
CN109652932A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-19 | 昆山市裕华绣品有限公司 | 一种刺绣装置及其方法 |
CN109652932B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-05-04 | 昆山市裕华绣品有限公司 | 一种刺绣装置及其方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4021907B2 (ja) | 走行装置 | |
US4790548A (en) | Climbing and descending vehicle | |
KR101943180B1 (ko) | 주행기구 및 그 주행기구가 장착되는 전기차와 장난감 | |
US7316405B2 (en) | Stair-climbing apparatus | |
US9487253B2 (en) | Step-climbing attachment for a wheeled chair | |
US20130081885A1 (en) | Transformability(TM): personal mobility with shape-changing wheels | |
CN108024895B (zh) | 轮子与履带混合式移动机构 | |
CN101797202B (zh) | 履带式平地楼梯两用代步车 | |
EP3258901B1 (en) | Step-climbing attachment for a wheeled chair | |
CN105748217A (zh) | 基于行走轮摆动的双节四履带爬楼轮椅及上下楼方法 | |
CN105596160B (zh) | 基于行走轮摆动的单节双履带爬楼轮椅及上下楼方法 | |
WO2006103787A1 (ja) | 走行装置 | |
CN113081528A (zh) | 一种三角履带式爬楼轮椅 | |
US11097583B2 (en) | Vehicle | |
US20090045002A1 (en) | Wheelchair | |
CN112810717B (zh) | 一种智能全地形老年代步车 | |
JP7033357B1 (ja) | 運搬器具 | |
CN215821444U (zh) | 一种三角履带式爬楼轮椅装置 | |
JP3800400B2 (ja) | 車椅子の座面や荷台を水平に保って平地走行並びに階段昇降が可能な運搬車とその走行方法 | |
RU2304952C1 (ru) | Транспортное средство, преимущественно для перемещения человека по лестницам | |
WO2019218288A1 (zh) | 无障碍通行平衡车 | |
CN211565873U (zh) | 一种机器人 | |
JP2001225754A (ja) | 階段走行可能な運搬車 | |
WO2023132760A1 (ru) | Модуль колесно-гусеничного движителя | |
GB2564633A (en) | Improvements in or relating to a mobility vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: DE |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: RU |
|
WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: RU |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 05729427 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Ref document number: 5729427 Country of ref document: EP |