JP4470580B2 - Electric wheelchair - Google Patents
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Description
本発明は、左右の駆動輪の回転速度及び回転方向を個別に制御することで、前後進方向、操舵方向及び走行速度が制御される電動車椅子に関する。 The present invention relates to an electric wheelchair in which the forward / backward direction, the steering direction, and the traveling speed are controlled by individually controlling the rotational speed and the rotational direction of left and right drive wheels.
一般に、電動車椅子には、大別して2種類ある。その1つは、例えば、下記特許文献1に例示されるようなカート形の電動車椅子であり、この種の電動車椅子は、前輪または後輪を操向輪とし、ハンドルレバーに連結された操舵機構で上記操向輪を乗員が左右に回動させて、車両の操舵を行えるように構成される。この種の電動車椅子は、一般に、「自操用ハンドル形電動車椅子」と呼称される。
Generally, there are two types of electric wheelchairs. One of them is, for example, a cart-type electric wheelchair as exemplified in
また、2つ目の種類の電動車椅子は、例えば、下記特許文献2に例示されるように、左右の駆動輪をそれぞれ対応する左右のモータで独立して駆動し、それぞれの駆動輪の回転速度に差を設けることで、左右に操舵される(旋回する)ものである。この種の電動車椅子は、例えば1本のジョイスティックレバーによって、乗員による操舵の操作がなされ、ジョイスティックレバーの前後方向の傾斜角度、及び左右方向の傾斜角度によって、左右の駆動輪の回転速度及び回転方向を個別に制御することで、前後進方向、操舵方向及び走行速度が制御される。この種の電動車椅子は、一般に、「自操用標準形電動車椅子」と呼称される。
しかしながら、上記両種類の電動車椅子には、それぞれ一長一短がある。すなわち、上記自操用ハンドル形電動車椅子は、自動車と同じような操縦感覚で運転できるという長所がある。しかし、通常、1モータでディファレンシャルギヤを介して2輪を駆動するため、回転半径が大きくて小回りが利かないという欠点がある。そのため、この電動車椅子は主として屋外走行用に利用されることが多い。 However, both types of electric wheelchairs have advantages and disadvantages. In other words, the self-operating handle type electric wheelchair has an advantage that it can be operated with the same steering feeling as that of an automobile. However, since the two wheels are normally driven by a single motor through a differential gear, there is a disadvantage that the turning radius is large and the small turn cannot be achieved. Therefore, this electric wheelchair is often used mainly for outdoor travel.
一方、上記自操用標準形電動車椅子は、小回りが利き、その場回転(スピンターン)も可能であるという長所がある。そのため、この電動車椅子は主として屋内走行用に利用されることが多い。しかし、1本のジョイスティックレバーで操舵、前後進、走行速度のすべての指示を行わなければならないため、利用者にとっては操舵の習熟に時間を要するという問題がある。また、特に、後進の場合の操舵方向が自動車とは異なるため、自動車の操縦感覚に慣れた乗員にとってはジョイスティックレバーによる操舵に馴染みにくいという問題がある。 On the other hand, the self-operating standard electric wheelchair has advantages in that it has a small turn and can be rotated on the spot (spin turn). Therefore, this electric wheelchair is often used mainly for indoor traveling. However, since all instructions for steering, forward / reverse movement, and traveling speed must be given with a single joystick lever, there is a problem that it takes time for the user to master steering. In particular, since the steering direction in the case of reverse travel is different from that of the automobile, there is a problem that it is difficult for an occupant accustomed to the steering feeling of the automobile to be familiar with steering by the joystick lever.
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小回りが利き、且つ、自動車に類似した操縦感覚で操縦することができる電動車椅子を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric wheelchair that can be steered and can be operated with a control feeling similar to that of an automobile.
上記目的を達成するために本発明の請求項1の電動車椅子は、左右の駆動輪(12)をそれぞれ対応する左右のモータ(19)で独立して駆動し、それぞれの駆動輪の回転速度及び回転方向を個別に制御することで、前後進方向、操舵方向及び走行速度を制御する電動車椅子において、走行速度の増減を指示するためのアクセルレバー(22)とこのアクセルレバーの押下量を検出してアクセル信号(θh)を出力するポテンショメータ(24)とを含むアクセル手段と、左右方向への回動操作によって当該車椅子の操舵方向を指示するためのハンドル(21)とこのハンドル(21)の回動角度を検出して操舵信号(φh)を出力するポテンショメータ(25)とを含む操舵手段と、当該車椅子の進行方向を前進/後進に切り替え指示するための前後進切り替え信号(F/R)を出力する前後進切り替え手段(23)と、前記前後進切り替え手段(23)からの前後進切り替え信号(F/R)が前進を示す場合は、前記アクセル手段から出力されるアクセル信号(θh)及び前記操舵手段から出力される操舵信号(φh)をそのまま出力する一方、前記前後進切り替え手段(23)からの前後進切り替え信号(F/R)が後進を示す場合は、前記アクセル手段から出力されるアクセル信号(θh)及び前記操舵手段から出力される操舵信号(φh)を反転させて出力する信号変換手段(40)と、前記信号変換手段から出力されるアクセル信号(θH)及び操舵信号(φH)に基づいて、前記左右のモータを制御する制御手段(10)と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the electric wheelchair according to
本発明によれば、小回りが利き、且つ、自動車に類似した操縦感覚で操縦することができる。 According to the present invention, it is possible to maneuver in a maneuvering feeling similar to that of an automobile with a small turn.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る電動車椅子の左側面図である。図2は、同電動車椅子の正面図、図3は同電動車椅子の平面図である。以降、本電動車椅子の左右及び前後方向は、乗員を基準として呼称する。 FIG. 1 is a left side view of an electric wheelchair according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the electric wheelchair, and FIG. 3 is a plan view of the electric wheelchair. Hereinafter, the left and right and front and rear directions of the electric wheelchair will be referred to as the occupant.
本電動車椅子は、乗員が1人で着席できる着座シート9を有し、着座シート9の後部には背当て部18が設けられる。着座シート9の左右にはアームレスト17(17L、17R)が設けられている。図1に示すように、アームレスト17Lは、回動支点部16を中心に上下方向に回動自在に構成される。
This electric wheelchair has a
本電動車椅子はまた、左右一対の前輪12(12L、12R)及び後輪13(13L、13R)を有する。前輪12は駆動輪であり、後輪13より直径が大きい。後輪13は従動輪であり、キャスタ軸15で軸支される。前輪12の前方には足載せ部14が設けられている。
The electric wheelchair also has a pair of left and right front wheels 12 (12L, 12R) and a rear wheel 13 (13L, 13R). The front wheel 12 is a drive wheel and has a larger diameter than the rear wheel 13. The rear wheel 13 is a driven wheel and is supported by a
図2、図3に示すように、前輪12L、12Rには、それぞれ個別に、電動のモータ19(左モータ19L、右モータ19R)が設けられており、この電動モータ19の動力により前輪12L、12Rが独立して回転駆動される。図1に示すように、着座シート9の下方には、コントローラ10が配置され、コントローラ10の前方に電源用のバッテリ11が設置される。また、後述するように、アームレスト17の前部には、自操用ハンドル形操縦装置(以下、単に「ハンドル形操縦装置」と称する)30が水平方向に開閉自在に設けられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the front wheels 12 </ b> L and 12 </ b> R are individually provided with electric motors 19 (left motor 19 </ b> L and right motor 19 </ b> R). 12R is rotationally driven independently. As shown in FIG. 1, a
図4は、自操用ハンドル形操縦装置30のスイングアウト時における本電動車椅子の平面図、図5は、同じくスイングアウト時における電動車椅子の左側面図である。
FIG. 4 is a plan view of the electric wheelchair at the time of swing-out of the handle
図1、図4に示すように、ハンドル形操縦装置30は、操縦部20がアーム31に固定されて成る。アームレスト17Rの前端部には、回動支点部33が設けられ(図3、図4参照)、アーム31の右端部31aがこの回動支点部33に軸支されて、アーム31が、回動支点部33を中心として水平方向に回動自在になっている。また、アーム31の左端部31bにはロック機構部32が設けられ、このロック機構部32を用いて、アーム31の左端部31bがアームレスト17Lの前端部にロック及びロック解除可能に構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the handle-
走行中においては、アーム31及びアームレスト17Lは、図1〜図3に示すような「閉状態」とされる。アーム31が乗員の前方をガードするので安心感がある。一方、乗員は、乗り降りする際、アーム31をスイングアウト、すなわち、図4、図5に示すような「開状態」とすると共に、アームレスト17Lを図5に示すように回動支点部16を中心に上方に回動させる。これにより、前方及び左方にできる広い開放部から容易に乗り降りすることができる。
During traveling, the
図3に示すように、操縦部20は、アーム31の右端部31aと左端部31bの中間位置に配設される。操縦部20には、車両(本電動車椅子)の走行速度を調節するためのアクセルレバー22、車両の操舵方向を指示するためのハンドル21、及び、車両進行方向を前進(F)/後進(R)に切り替えるF/Rスイッチ(SW)23が備えられる。ハンドル形操縦装置30にはこのほか、後述する信号変換回路40も含まれ、ハンドル形操縦装置30は、これら操縦部20、信号変換回路40がユニット化されて、アーム31と共に一体に構成される。ハンドル形操縦装置30は、例えば回動支点部33で電動車椅子本体に対して着脱自在に構成される。
As shown in FIG. 3, the
アクセルレバー22は、一方向に押下される押下形の操作子であり、押下を解除すると非押下状態に戻る。ハンドル21は左右方向に回動操作される。F/Rスイッチ23はシーソー形の操作子であり、前進(F)または後進(R)のいずれかが排他的にオンされる。
The
また、図1に示すように、操縦部20には、アクセルレバー22の押下量を検出してアクセル信号θhを出力するポテンショメータ24、及び、ハンドル21の回動角度を検出して操舵信号φhを出力するポテンショメータ25が含まれる。これらアクセル信号θh、操舵信号φh、及びF/Rスイッチ23の押下状態を示すF/R信号は、いずれも信号変換回路40に入力される。
Further, as shown in FIG. 1, the
一般に、ジョイスティックレバー等で操作される「自操用標準形電動車椅子」では、ジョイスティックレバーが左右一側に偏って配置されるが、本実施の形態の電動車椅子では、走行中において、操縦部20がアーム31の車両幅方向中央に位置するので、乗員は正面に位置したハンドル21を両手で把持して操縦でき、操作が容易である。
In general, in a “self-operated standard electric wheelchair” operated by a joystick lever or the like, the joystick lever is arranged to be biased to the left and right sides. Is positioned in the center of the
次に、本電動車椅子の制御機構を説明する。以下に説明するように、本電動車椅子は、「自操用標準形電動車椅子」が備える制御機構を用いながら、「自操用ハンドル形電動車椅子」と同様の操舵で、操縦することができるようになっている。 Next, the control mechanism of the electric wheelchair will be described. As will be described below, the electric wheelchair can be operated by the same steering as the “self-operating steering wheel electric wheelchair” while using the control mechanism of the “self-operating standard electric wheelchair”. It has become.
図6は、本電動車椅子の制御機構に、自操用標準形操縦装置を併せて示したブロック図である。本電動車椅子の制御機構は、コントローラ10と操縦部20とが信号変換回路40を介して接続され、さらにコントローラ10に左モータ19L、右モータ19Rが接続され、さらに、コントローラ10にバッテリ11から電源が供給されるように構成される。
FIG. 6 is a block diagram showing the control mechanism of the electric wheelchair together with a standard control device for self-operation. In the control mechanism of the electric wheelchair, the
同図に示す自操用標準形操縦装置(以下、単に「標準形操縦装置」と称する)130は、本実施の形態の電動車椅子に備えられたものではなく、ハンドル形操縦装置30に代えて装着し、コントローラ10に接続することで、当該電動車椅子を「自操用標準形電動車椅子」にすることができる。すなわち、標準形操縦装置130とハンドル形操縦装置30とは、択一的に選択してコントローラ10に接続できるようになっている。
The standard control device for self-operation (hereinafter simply referred to as “standard control device”) 130 shown in FIG. 13 is not provided in the electric wheelchair according to the present embodiment, but is replaced with the handle-
標準形操縦装置130の主要部は、上記特許文献2に開示されているような公知の構成のものである。すなわち、ジョイスティックレバー131が、直立する中立位置から前後、左右に回動操作(傾斜操作)可能になっており、前後方向の回動角度に対応する出力信号θjと、左右方向の回動角度に対応する出力信号φjとがコントローラ10に出力される。出力信号θjは、ジョイスティックレバー131が中立位置から前方向に回動したときは正の値(+)、後方に回動したときは負の値(−)となる。また、出力信号φjは、中立位置から左方向に回動したときは負の値(−)、右方向に回動したときは正の値(+)となる。
The main part of the
そして、標準形操縦装置130を装着した場合において、標準形操縦装置130から出力信号θj、出力信号φjがコントローラ10に入力されると、コントローラ10は、出力信号θj、出力信号φjに基づき、乗員が意図する進行方向、操舵方向、走行速度を判断し、それに応じた制御信号NL、NRを演算して、これらを左モータ19L、右モータ19Rに送る。これにより、前輪12L、12Rが、制御信号NL、NRに応じた回転方向及び回転数で回転する。このような制御手法は、上記特許文献2等で開示されているように公知の手法である。
When the
図7は、標準形操縦装置130を装着した場合における、ジョイスティックレバー131の操作による左右モータ19L、19Rの回転を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing the rotation of the left and
同図において、ジョイスティックレバー131の中立位置を101、中立位置101を中心とするジョイスティックレバー131の最大可動範囲を102で示す。両モータ19の最大回転数を100(%)とし、符号(+)が、前輪12が前方向(左側方からみて反時計方向)に回転することを示し、符号(−)が、前輪12が後方向に回転することを示す。
In the figure, the neutral position of the
例えば、ジョイスティックレバー131を位置p0に倒したとき、両モータ19共に+100(%)で回転し(前方回転)、車両は真っ直ぐに前進する。同様に、位置p1に倒したときは、左右モータ19L、19Rがそれぞれ(+100、0)(%)で回転し、車両は進行方向前方で且つ右方に旋回する(前方右回り)。位置p2に倒したときは、左右モータ19L、19Rがそれぞれ(+100、―100)(%)で回転し、車両がその場で右回りに回転する、いわゆる右スピンターンとなる。一方、ジョイスティックレバー131を前後方向中央より後ろ側となる位置p3に倒したときは、左右モータ19L、19Rがそれぞれ(0、―100)(%)で回転し、車両は進行方向後方で且つ左方に旋回する(後方右回り)。同様に、位置p4に倒したときは、両モータ19共に−100(%)で回転し(後方回転)、車両は真っ直ぐに後進する。位置p5、p6、p7に関しては、位置p3、p2、p1の場合に対して左右対称の動作となる。
For example, when the
図8は、電動車椅子の進行及び旋回の方向を、ハンドル形操縦装置30を装着した場合と標準形操縦装置130を装着した場合とを対比させて示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the traveling and turning directions of the electric wheelchair in comparison with the case where the handle
標準形操縦装置130を装着した場合、車両の進行及び旋回方向は、同図のF(j)、R(j)で示すものとなる。すなわち、ジョイスティックレバー131を中立位置101より前側且つ右側に倒したとき(図7の位置p1近傍)、車両は進行方向前方且つ右方に旋回し、中立位置101より後ろ側且つ右側に倒したとき(図7の位置p3近傍)、車両は進行方向後方且つ左方に旋回する(後方右回り)。
When the
従って、例えば、ジョイスティックレバー131を、中立位置101より右側位置において、前方から後方に傾倒させていくとき、前方から後方への切り替わり時において、両モータ19の回転速度は変わるが回転方向は変わらない。これは、駆動輪である前輪12の回転方向が急激に反転すると、車両の挙動の急変を招き好ましくないことから、前輪12の回転方向を連続的に変化させるように制御しているためである。
Therefore, for example, when the
図6に戻り、ハンドル形操縦装置30の操縦部20からは、アクセルレバー22、ハンドル21及びF/Rスイッチ23の各操作に基づくアクセル信号θh、操舵信号φh及びF/R信号が信号変換回路40に出力される。アクセル信号θhは、アクセルレバー22の非押下状態で「0」、押下するとその押下量に応じた正の値(+)となる。また、操舵信号φhは、ハンドル21が左右方向中央に位置するときは「0」、該中央から左方に回動したときは負の値(−)、該中央から右方に回動したときは正の値(+)となる。
Returning to FIG. 6, from the
信号変換回路40は、入力されたアクセル信号θh及び操舵信号φhを、入力されたF/R信号に基づいて変換してコントローラ10に出力する。具体的には、信号変換回路40は、F/R信号が「F」であるとき、アクセル信号θh及び操舵信号φhの符号を反転させることなくそのまま、アクセル信号θH、及び操舵信号φHとして出力する。この場合、θH=+θh、φH=+φhとなる。一方、F/R信号が「R」であるとき、信号変換回路40は、アクセル信号θh及び操舵信号φhの符号を反転させてアクセル信号θH、及び操舵信号φHとして出力する。この場合、θH=−θh、φH=−φhとなる。
The
θH、φHを受けたコントローラ10は、これらに基づいて、制御信号NL、NRを演算し、左モータ19L、右モータ19Rに出力する。この際の演算は、上記標準形操縦装置130を装着した場合における出力信号θj、出力信号φjに基づく演算と全く同様である。具体的には、θH、φHを、θj、φjとみなして(θj、φjであるとして)上記と同様の演算を行う。
Upon receiving θH and φH, the
図9(a)は、信号変換回路40に入力されるアクセル信号θh及びF/R信号と車両の前後進速度との対応関係を示す概念図である。図9(b)は、信号変換回路40に入力される操舵信号φh及びF/R信号と車両の操舵態様との対応関係を示す概念図である。
FIG. 9A is a conceptual diagram showing a correspondence relationship between the accelerator signal θh and the F / R signal input to the
まず、図9(a)に示すように、車両走行速度は、F/R信号が「F」であるときは、直線L1(F)上の、アクセル信号θhに応じた値(前進)となる。一方、F/R信号が「R」であるときは、直線L1(R)上の、アクセル信号θhに応じた値(後進)となる。また、図9(b)に示すように、操舵の程度、すなわち、車両旋回の曲率(1/車両の回転半径)は、F/R信号が「F」であるときは、直線L2(F)上の、操舵信号φhに応じた値(+で右操舵、−で左操舵)となる。一方、F/R信号が「R」であるときは、直線L2(R)上の、操舵信号φhに応じた値(−で右操舵、+で左操舵)となる。 First, as shown in FIG. 9A, when the F / R signal is “F”, the vehicle traveling speed becomes a value (forward) on the straight line L1 (F) corresponding to the accelerator signal θh. . On the other hand, when the F / R signal is “R”, the value (reverse) on the straight line L1 (R) corresponds to the accelerator signal θh. Further, as shown in FIG. 9B, the degree of steering, that is, the curvature of vehicle turning (1 / vehicle turning radius) is straight line L2 (F) when the F / R signal is “F”. Above, the value is in accordance with the steering signal φh (+ steering to the right, − to steering to the left). On the other hand, when the F / R signal is “R”, the value on the straight line L2 (R) corresponds to the steering signal φh (--right steering, ++ left steering).
ちなみに、コントローラ10に入力される信号θH、φHが+θh、+φhである場合には、演算により生成される制御信号NL、NRは、ジョイスティックレバー131が中立位置101より前方の可動範囲前半分で操作された場合と全く同じとなる。
Incidentally, when the signals θH and φH input to the
図10は、ハンドル形操縦装置30を装着した場合における、ハンドル21及びF/Rスイッチ23の操作による左右モータ19L、19Rの回転を示す説明図である。同図において、説明のため、アクセルレバー22の押下状態は変化しない(例えば全開状態を維持する)ものとする。また、同図において、左右モータ19L、19Rの回転方向を、矢印で左右並列に示している。上向き/下向きの矢印が両モータ19の前/後方向への回転であることを示し、各矢印の長さが回転速度を表している。さらに、矢印は、F/R信号の「F」/「R」に対応して実線/点線で示してある。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the rotation of the left and
同図に示すように、例えば、F/R信号が「F」でハンドル21を半分程度右方に回動させた状態に対応する状態s11では、左モータ19Lが前方回転、右モータ19Rがほぼ停止となる。この状態のまま、F/Rスイッチ23だけが操作されて、F/R信号が「R」に切り換わると、状態s12となり、左モータ19Lが後方回転に切り替わり、右モータ19Rは略停止状態を維持する。
As shown in the figure, for example, in a state s11 corresponding to a state in which the F / R signal is “F” and the
従って、上記の場合、車両は、状態s11では前方に進行しつつ右方に旋回していたが(図8のF(h)参照)、F/Rスイッチ23の操作により、状態s12となって、進行方向が後進に切り替わるが、旋回方向も右方(後方左回り)に切り替わるため、自動車の操舵感覚に一致することになる(図8のR(h)参照)。
Therefore, in the above-described case, the vehicle turns forward while proceeding forward in the state s11 (see F (h) in FIG. 8), but enters the state s12 by operating the F /
なお、F/R信号が切り替わったとき、モータ19の回転方向が急変しないようにするため、本実施の形態では、両モータ19の回転を一旦停止させた後に回転方向を逆転させるようにしている。なお、両モータ19の回転停止中においてのみF/Rスイッチ23の操作が可能なように構成してもよい。
In order to prevent the rotation direction of the motor 19 from changing suddenly when the F / R signal is switched, in the present embodiment, the rotation direction is reversed after the rotation of both the motors 19 is temporarily stopped. . Note that the F /
ところで、信号変換回路40は、信号を変換するものであればよく、種々の構成が考えられるが、例えば、本実施の形態では図11に示すような構成が採用される。図11は、信号変換回路40に操縦部20を併せて示した回路図である。
By the way, the
同図に示すように、アクセルレバー22の押下量であるアクセル信号θhは、反転増幅器45の非反転入力端、切り替えスイッチ41及びオペアンプ51の反転入力端に入力される。反転増幅器45の出力端は切り替えスイッチ42に接続され、切り替えスイッチ41、42の出力端は、θH出力端子47に接続されている。F/Rスイッチ23は、閉成されたときに「High」となって、F/R信号のうち「F」信号の出力に対応し、開成されたときに「Low」となって、「R」信号の出力に対応する。F/R信号は、切り替えスイッチ41、43にそのまま供給されると共に、NOT回路49で反転されて切り替えスイッチ42、44にも供給される。
As shown in the figure , the accelerator signal θh that is the amount of depression of the
ハンドル21の回動角度である操舵信号φhは、反転増幅器46の非反転入力端、及び切り替えスイッチ43に入力される。反転増幅器46の出力端は切り替えスイッチ44に接続され、切り替えスイッチ43、44の出力端は切り替えスイッチ50を介してφH出力端子48に接続されている。
A steering signal φh that is the rotation angle of the
ハンドル形操縦装置30を装着した場合に、θH出力端子47及びφH出力端子48がコントローラ10の対応する入力端子(図示せず)に接続される。そして、信号変換回路40の出力である、θH出力端子47及びφH出力端子48から供給されるアクセル信号θH、及び操舵信号φHが、上述のようにコントローラ10に入力される。
When the
アクセルレバー22のアクセル信号θhは、全閉状態で2.5(V)、全開状態で0.5(V)で、ハンドル21の操舵信号φhは、最も左に回動させた状態で0.5(V)、最も右に回動させた状態で4.5(V)で、いずれも連続的に変化する。反転増幅器45、46は入力信号を反転させて出力する。切り替えスイッチ41、42については、F/R信号に従って、選択的にいずれか一方の出力のみがθH出力端子47に出力される。
The accelerator signal θh of the
かかる回路構成において、例えば、F/R信号が「F」(「High」)の場合は、切り替えスイッチ41がオン、切り替えスイッチ42がオフとなって、アクセルレバー22からのアクセル信号θhが、切り替えスイッチ41を介してθH出力端子47に出力される。一方、F/R信号が「R」(「Low」)の場合は、切り替えスイッチ41がオフ、切り替えスイッチ42がオンとなって、アクセルレバー22からのアクセル信号θhが、反転増幅器45で反転して、切り替えスイッチ42を介してθH出力端子47に出力される。
In such a circuit configuration, for example, when the F / R signal is “F” (“High”), the
また、切り替えスイッチ43、44についても同様で、F/R信号が「F」の場合は、切り替えスイッチ43、44がそれぞれオン、オフとなって、ハンドル21からの操舵信号φhが、切り替えスイッチ43、50を介してφH出力端子48に出力される。一方、F/R信号が「R」の場合は、切り替えスイッチ43、44がそれぞれオフ、オンとなって、ハンドル21からの操舵信号φhが、反転増幅器46で反転して、切り替えスイッチ44、50を介してφH出力端子48に出力される。なお、オペアンプ51及び切り替えスイッチ50によって、所定の不感帯が設けられている。
The same applies to the changeover switches 43 and 44. When the F / R signal is “F”, the changeover switches 43 and 44 are turned on and off, respectively, and the steering signal φh from the
本実施の形態によれば、両モータ19、前輪12を個別に制御、駆動することで、車両の前後進方向、操舵方向及び走行速度が制御されるので、一般的な「自操用標準形電動車椅子」が有するのと同様の利点を享受することができる。例えば、小回りが利き、スピンターン等も可能である。また、操舵機構がメカニカルでなく電子式であるので、ハンドル21の操作力を任意に変更することも可能である。一方、ジョイスティックレバーではなく、ハンドル21で操舵できるようにしたので、操作が容易であり、しかも、後進の場合は、信号変換回路40による信号反転によって、車両の操舵方向を自動車のものと同じとしたので、後進の場合も含め、自動車に類似した操縦感覚で操縦することができる。すなわち、「自操用ハンドル形電動車椅子」と同様の操作感覚でありながら、「自操用標準形電動車椅子」のような小回りの利く柔軟な操舵を可能にすることができる。
According to the present embodiment, both the motor 19 and the front wheel 12 are individually controlled and driven to control the forward / reverse direction, the steering direction, and the traveling speed of the vehicle. Advantages similar to those of the “electric wheelchair” can be enjoyed. For example, a small turn and a spin turn are possible. Further, since the steering mechanism is not mechanical but electronic, the operating force of the
本実施の形態によればまた、コントローラ10による演算乃至制御の内容は「自操用標準形操縦装置」と同じでよく、アルゴリズムの変更等が不要なので、「自操用標準形操縦装置」の制御システムをそのまま流用でき、納品後の製品についても、標準形操縦装置130等の「自操用標準形操縦装置」に代えてハンドル形操縦装置30を装着することで、事後的に本電動車椅子を実現することが可能である。また、これとは逆に、ハンドル形操縦装置30を装着して出荷した電動車椅子であっても、ハンドル形操縦装置30に代えて標準形操縦装置130を装着することで、事後的に一般の「自操用標準形電動車椅子」とすることも可能である。
Further, according to the present embodiment, the content of calculation or control by the
特に、制御システムを流用可能とすると共に、ハンドル形操縦装置30を操縦部20及び信号変換回路40を含んでユニット化してアーム31と共に一体に構成し、車両本体に対して着脱自在に構成したので、「自操用標準形電動車椅子」から「自操用ハンドル形電動車椅子」に改変する上で、物理的な交換作業だけで済み、操縦装置の組み替え作業が容易である。それだけでなく、操縦装置を換装するだけで所望の形の電動車椅子になり、コントローラ10等の高価な部品の交換が不要なので、利用者に金銭的負担を強いることが少ない。
In particular, the control system can be diverted, and the handle-
また、ハンドル形操縦装置30をスイングアウト可能にしたので、乗り降りが容易である。しかも、腰掛けた乗員の正面に操縦部20を配置できるので、乗員は、例えばハンドル21を両手で把持でき、操縦が容易である。なお、操舵機構が電子式であることから、操縦部20の設置位置は基本的に任意に設定可能であり、その点では設計の自由度も高いといえる。
In addition, since the handle-
また、本電動車椅子は、前輪12が駆動される、前輪駆動方式としたので、小回り性が一層高く、段差越えにも有利である。さらには、前輪12が従動輪でないので、乗員のかかとに前輪12が当たりにくく、足を比較的後方に位置させることができる。また、前輪12が固定輪であることから、安心感もある。 In addition, since the electric wheelchair is a front-wheel drive system in which the front wheels 12 are driven, the turning ability is higher and it is advantageous for overstepping. Furthermore, since the front wheel 12 is not a driven wheel, it is difficult for the front wheel 12 to hit the heel of the occupant, and the foot can be positioned relatively rearward. Moreover, since the front wheel 12 is a fixed wheel, there is also a sense of security.
なお、標準形操縦装置130についても、ハンドル形操縦装置30と同様にスイングアウト可能に構成するのが望ましい。なお、標準形操縦装置130のジョイスティックレバー131は、一般のように左右一側に配置する必要はなく、車両幅方向中央に配置してもよい。
In addition, it is desirable that the
10 コントローラ(制御手段)、 12 前輪(駆動輪)、 17 アームレスト、 19 モータ、 20 操縦部、 22 アクセルレバー(アクセル手段の一部)、 21 ハンドル(操舵手段の一部)、 23 F/Rスイッチ(前後進切り替え手段)、 24 ポテンショメータ(アクセル手段の一部)、 25 ポテンショメータ(操舵手段の一部)、 30 自操用ハンドル形操縦装置(操縦装置)、 31 アーム、 33 回動支点部、 40 信号変換回路(信号変換手段)、 130 自操用標準形操縦装置、 131 ジョイスティックレバー(ジョイスティックレバー形操作子)、 θh アクセル信号、 φh 操舵信号、 F/R信号 (前後進切り替え信号)、 θH アクセル信号、 φH 操舵信号、 θj 出力信号(出力)、 φj 出力信号(出力)、 NL、NR 制御信号 10 controller (control means), 12 front wheel (drive wheel), 17 armrest, 19 motor, 20 control section, 22 accelerator lever (part of accelerator means), 21 handle (part of steering means), 23 F / R switch (Forward / reverse switching means), 24 potentiometer (a part of accelerator means), 25 potentiometer (a part of steering means), 30 self-operating handle type control device (control device), 31 arm, 33 rotating fulcrum, 40 Signal conversion circuit (signal conversion means), 130 Standard control device for self-operation, 131 Joystick lever (joystick lever type controller), θh accelerator signal, φh steering signal, F / R signal (forward / reverse switching signal), θH accelerator Signal, φH steering signal, θj output signal (output), φj Output signal (output), NL, NR control signal
Claims (4)
走行速度の増減を指示するためのアクセルレバー(22)とこのアクセルレバーの押下量を検出してアクセル信号(θh)を出力するポテンショメータ(24)とを含むアクセル手段と、
左右方向への回動操作によって当該車椅子の操舵方向を指示するためのハンドル(21)とこのハンドル(21)の回動角度を検出して操舵信号(φh)を出力するポテンショメータ(25)とを含む操舵手段と、
当該車椅子の進行方向を前進/後進に切り替え指示するための前後進切り替え信号(F/R)を出力する前後進切り替え手段(23)と、
前記前後進切り替え手段(23)からの前後進切り替え信号(F/R)が前進を示す場合は、前記アクセル手段から出力されるアクセル信号(θh)及び前記操舵手段から出力される操舵信号(φh)をそのまま出力する一方、前記前後進切り替え手段(23)からの前後進切り替え信号(F/R)が後進を示す場合は、前記アクセル手段から出力されるアクセル信号(θh)及び前記操舵手段から出力される操舵信号(φh)を反転させて出力する信号変換手段(40)と、
前記信号変換手段から出力されるアクセル信号(θH)及び操舵信号(φH)に基づいて、前記左右のモータを制御する制御手段(10)と、を有することを特徴とする電動車椅子。 The left and right drive wheels (12) are independently driven by the corresponding left and right motors (19), and the rotational speed and direction of each of the drive wheels are individually controlled, so that the forward / backward direction, the steering direction, and the traveling are controlled. In an electric wheelchair that controls the speed,
An accelerator hand stage including a potentiometer (24) for outputting an accelerator signal ([theta] h) accelerator lever for instructing the increase or decrease of the running speed (22) detects the depression amount of the accelerator lever,
A handle (21) for instructing the steering direction of the wheelchair by a turning operation in the left-right direction, and a potentiometer (25) for detecting a turning angle of the handle (21 ) and outputting a steering signal (φh) and helmsman stage including,
Forward / reverse switching means (23) for outputting a forward / reverse switching signal (F / R) for instructing to switch the traveling direction of the wheelchair to forward / reverse,
When the forward / reverse switching signal (F / R) from the forward / reverse switching means (23) indicates forward, the accelerator signal (θh) output from the accelerator means and the steering signal (φh) output from the steering means ) As it is, while the forward / reverse switching signal (F / R) from the forward / reverse switching means (23) indicates reverse, the accelerator signal (θh) output from the accelerator means and the steering means A signal conversion means (40) for inverting and outputting the output steering signal (φh) ;
Based on the accelerator signal (.theta.H) and a steering signal output from said signal converting means (.phi.H), an electric wheelchair and having a control means (10) for controlling the left and right motors.
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