【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜地および起伏や凹凸のある地形においても快適に走行可能な電動車椅子に係り、特に、座面の水平を保つため、走行路の勾配の変化に応じて自動的に座面を制御することのできる座面安定保持型電動車椅子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動車椅子は、平坦な場所での使用を目的としており、地面と車椅子の座面が常に平行となる構造であるため、平坦な場所ではバランスよく走行できても、傾斜地および起伏や凹凸のある地形においては、バランスが悪く、走行が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
傾斜地および起伏や凹凸のある場所を電動車椅子で走行する場合、その安全性及び使い勝手の点から、路面の傾斜にかかわらず電動車椅子の座面がほぼ水平であることが望ましい。特に電動車椅子の場合は、転倒すると、車両とは異なり利用者が直接的に人体に被害を受けることになり、その上、身体障害者による利用が主であるために、利用者がバランスを崩すことによる転倒を防止する対策は重要な課題である。
【０００４】
本発明は、上記状況に鑑み、走行路の傾斜のいかんにかかわらず、常に電動車椅子の座面を水平に保つことができる座面安定保持型電動車椅子を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕座面安定保持型電動車椅子において、人を乗せる椅子部と、車輪の軸を保持する車体部とを有し、電動車椅子の前後を通した軸と左右を通した軸により前記椅子部が前後左右に回動し得るように車体部に軸着すると共に、前記車体部の傾きあるいは走行路の勾配を検出する検出装置と、この検出装置の出力に応じて前記椅子部と前記車体部との成す角度を調整する駆動装置を具備することを特徴とする。
【０００６】
〔２〕上記〔１〕記載の座面安定保持型電動車椅子において、前記検出装置が、前記車体部に取付けられるとともに、前記電動車椅子の前後及び左右方向の傾斜を検出するロータリエンコーダであることを特徴とする。
【０００７】
〔３〕上記〔１〕記載の座面安定保持型電動車椅子において、前記駆動装置は、前記車体部に取付けられるとともに、前記電動車椅子の前後及び左右方向の傾斜に基づいて座面を制御する揺動アクチュエータであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施例を示す座面安定保持型電動車椅子の平面図、図２は図１に示した電動車椅子の椅子部を除去した状態の車体部を示す平面図、図３は図１に示した電動車椅子の右側面図、図４は図３に示した電動車椅子の駆動装置による前後方向の制御状態を示す右側面図、図５は図１に示した電動車椅子の前面図、図６は図５に示した電動車椅子の駆動装置による左右方向の制御状態を示す前面図、図７は重りを有するロータリエンコーダの前面図、図８は図１に示した電動車椅子の左側面図、図９は図１に示した電動車椅子の背面図である。
【００１０】
これらの図において、１は椅子部、２は車体部、４は左右傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）、５は左右方向揺動アクチュエータ（駆動装置）、６は前後傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）、７は前後方向揺動アクチュエータ（駆動装置）、８はロータリエンコーダ４，６の重り、９は走行路、１１はバッテリー、１２は駆動モータ、１３，１４は回転軸（揺動軸）、１５は車輪、１６は駆動タイヤ、１７，１８は軸受、１９は操作ボックス、２０は操作ボックス取付板、２１は右サイドフレーム、２２は右エンコーダ取付板、２３は左サイドフレーム、２４は左エンコーダ取付板、２５はヒンジプレート、２６はクレビス受、２７は座席フレーム、２８は右アクチュエータ板、２９は左アクチュエータ板、３０は走行フレーム、３１は揺動フレーム、３２は揺動板である。
【００１１】
なお、本発明においては、以下に示す走行路９の傾斜のいかんにかかわらず、電動車椅子の座面を水平に保持する機構を除いた部分は、従来の電動車椅子の機構とかわらないので、その点についての詳細な説明は省略する。
【００１２】
この実施例においては、図２に示すように、車体部２に左右傾斜検出ロータリエンコーダ４と左右方向揺動アクチュエータ５、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６と前後方向揺動アクチュエータ７とを搭載している。
【００１３】
そこで、まず、図３と図４を参照しながら、電動車椅子の前後方向に走行路の傾斜がある場合の座面の制御について説明する。
【００１４】
走行路９において、電動車椅子の前後方向の傾斜がない場合、つまり、前後方向に平坦である場合は、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板と重り８は一致している。つまり、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板の回転角度δＦ０は０°（重り８の向きと前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板の回転角度δＦ０の０°とが一致）であり、この場合を基準値として設定する。
【００１５】
そこで、走行路９が角度δＦ１前方が低くなった傾斜面に至ると、重り８の向きは重力の方向にあるが、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板はその傾斜に比例して角度δＦ１だけ基準値からずれることになる。前後傾斜検出ロータリエンコーダ６はその角度δＦ１を検出し、角度検出信号を前後方向揺動アクチュエータ７に送信する。
【００１６】
その信号に基づいて、前後方向揺動アクチュエータ７が駆動し、回転軸（揺動軸）１４を回転させて電動車椅子の座面を１Ａから１Ａ′へと変位させる。すなわち、従来は電動車椅子が走行路９の傾斜に沿って前方に傾斜する場合には、座面が１Ａ″の位置となり、搭乗者は前のめりとなりバランスを崩すことになるが、本発明によれば、座面を１Ａ′へと変位させることができるので、座面は前後方向においてバランスを崩すことがない。
【００１７】
同様に、電動車椅子の前方が高くなっている場合には、上記とは逆の方向に座面が制御される。すなわち、前後の傾斜のいかんにかかわらず、座面１Ａを水平に保つように制御することができる。
【００１８】
次に、図５と図６を参照しながら、電動車椅子の左右方向に走行路の傾斜がある場合の座面の制御について説明する。
【００１９】
走行路９において、電動車椅子の左右方向に傾斜がない場合、つまり、走行路９が左右方向に平坦である場合は、左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板と重り８は一致している。つまり、左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板の回転角度δＳ０は０°（重り８の向きと左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板の回転角度δＳ０の０°とが一致）であり、この場合を基準値（０°）として設定する。
【００２０】
そこで、走行路９が右方が高く左方が低い（角度δＳ１右肩上がり）となった傾斜面に至ると、重り８の向きは重力の方向にあるが、左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板は、角度δＳ１だけ基準値からずれることになる。左右傾斜検出ロータリエンコーダ４はその角度δＳ１を検出し、角度検出信号を左右方向揺動アクチュエータ５に送信する。
【００２１】
その信号に基づいて、左右方向揺動アクチュエータ５が駆動し、回転軸（揺動軸）１３を回転させて電動車椅子の座面を１Ａから１Ｂ′へと変位させる。すなわち、従来は電動車椅子が走行路９の傾斜に沿って右肩上がりに傾斜する場合には、座面が１Ｂ″の位置となり、搭乗者は左のめりとなりバランスを崩すことになるが、本発明によれば、座面を１Ｂ′へと変位させることができるので、座面は左右方向においてバランスを崩すことがない。
【００２２】
同様に、電動車椅子の左方が高くなっている場合（右肩下がりの場合）には、上記とは逆の方向に座面が制御される。すなわち、左右の傾斜のいかんにかかわらず、座面１Ａを水平に保つように制御することができる。
【００２３】
上記から明らかなように、走行路が前後左右に傾斜している場合には、それぞれに独立した前後及び左右の座面位置の制御装置が駆動することにより、座面を常に水平に制御し、走行路の傾斜に起因して搭乗者がバランスを崩すことを防止することができ、快適で安全な電動車椅子の走行をアシストすることができる。
【００２４】
なお、車体部の傾きあるいは走行路の勾配を検出する検知装置としては、ロータリエンコーダの他に、超音波センサ或は傾斜センサを用いるようにしてもよい。更に、レーザーセンサーやＣＣＤカメラを使用した検知装置を使用するようにしてもよい。
【００２５】
また、座面の角度を調整する揺動アクチュエータの他にエアバックを用いるようにしてもよい。
【００２６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、車体部の傾きあるいは走行路の勾配を検出する検出装置により、走行路の傾斜のいかんにかかわらず、電動車椅子の座面をたえず水平に保持することにより、搭乗者がバランスを崩すことを防止することができ、快適で安全な電動車椅子の走行をアシストすることができる。
【００２８】
特に電動車椅子の場合は、転倒すると、車両とは異なり、利用者が直に人体に被害を受けることになり、その上、身体障害者が搭乗者となるために、搭乗者がバランスを崩すことによる転倒防止の対策は不可欠であるが、本発明によれば、その問題を解決することができ、その実用的効果は著大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す座面安定保持型電動車椅子の平面図である。
【図２】図１に示した電動車椅子の椅子部を除去した状態の車体部を示す平面図である。
【図３】図１に示した電動車椅子の右側面図である。
【図４】図３に示した電動車椅子の駆動装置による前後方向の制御状態を示す右側面図である。
【図５】図１に示した電動車椅子の前面図である。
【図６】図５に示した電動車椅子の駆動装置による左右方向の制御状態を示す前面図である。
【図７】重りを有するロータリエンコーダの前面図である。
【図８】図１に示した電動車椅子の左側面図である。
【図９】図１に示した電動車椅子の背面図である。
【符号の説明】
１ 椅子部
１Ａ，１Ａ′，１Ａ″，１Ｂ′，１Ｂ″ 座面
２ 車体部
４ 左右傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）
５ 左右方向揺動アクチュエータ（駆動装置）
６ 前後傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）
７ 前後方向揺動アクチュエータ（駆動装置）
８ ロータリエンコーダの重り
９ 走行路
１１ バッテリー
１２ 駆動モータ
１３，１４ 回転軸（揺動軸）
１５ 車輪
１６ 駆動タイヤ
１７，１８ 軸受
１９ 操作ボックス
２０ 操作ボックス取付板
２１ 右サイドフレーム
２２ 右エンコーダ取付板
２３ 左サイドフレーム
２４ 左エンコーダ取付板
２５ ヒンジプレート
２６ クレビス受
２７ 座席フレーム
２８ 右アクチュエータ板
２９ 左アクチュエータ板
３０ 走行フレーム
３１ 揺動フレーム
３２ 揺動板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric wheelchair that can travel comfortably even on sloping terrain and uneven terrain, and in particular, in order to keep the seat surface horizontal, the seat surface is automatically controlled according to changes in the gradient of the travel path. The present invention relates to an electric wheelchair that can stably hold a seating surface.
[0002]
[Prior art]
Conventional electric wheelchairs are intended for use in flat places, and since the ground and the seating surface of the wheelchair are always in parallel, even if you can drive in a well-balanced place on flat places, On certain terrain, the balance was poor and it was difficult to run.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the electric wheelchair travels on an inclined ground and a place with undulations or unevenness, it is desirable that the seating surface of the electric wheelchair is substantially horizontal regardless of the inclination of the road surface from the viewpoint of safety and ease of use. Especially in the case of an electric wheelchair, if it falls, the user will be directly damaged by the human body unlike a vehicle, and the user will be out of balance because it is mainly used by disabled people. Measures to prevent falls due to accidents are an important issue.
[0004]
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a seat-surface-stabilized electric wheelchair that can always keep the seat surface of an electric wheelchair horizontal regardless of the inclination of the traveling path.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] A seat surface stable holding type electric wheelchair having a chair portion for carrying a person and a vehicle body portion for holding a wheel shaft, wherein the chair portion is formed by a shaft passing through the front and rear of the electric wheelchair and a shaft passing through the left and right. Is mounted on the vehicle body so that it can rotate back and forth, left and right, and detects the inclination of the vehicle body or the gradient of the traveling path, and the chair and the vehicle body according to the output of the detection device And a drive device that adjusts the angle formed by.
[0006]
[2] The seat surface stable holding type electric wheelchair according to [1] above, wherein the detection device is a rotary encoder that is attached to the vehicle body portion and detects an inclination of the electric wheelchair in the front-rear and left-right directions. Features.
[0007]
[3] In the seat surface stable holding type electric wheelchair according to [1], the driving device is attached to the vehicle body portion, and is a rocker that controls the seat surface based on front and rear and left and right inclinations of the electric wheelchair. It is a dynamic actuator.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0009]
FIG. 1 is a plan view of a seat-surface-stabilized electric wheelchair showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a vehicle body portion in a state where a chair portion of the electric wheelchair shown in FIG. 1 is removed, and FIG. 1 is a right side view of the electric wheelchair shown in FIG. 1, FIG. 4 is a right side view showing a front-rear direction control state by the electric wheelchair drive device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a front view of the electric wheelchair shown in FIG. 6 is a front view showing a left-right direction control state by the electric wheelchair drive device shown in FIG. 5, FIG. 7 is a front view of a rotary encoder having a weight, and FIG. 8 is a left side view of the electric wheelchair shown in FIG. FIG. 9 is a rear view of the electric wheelchair shown in FIG.
[0010]
In these drawings, 1 is a chair part, 2 is a vehicle body part, 4 is a left / right tilt detection rotary encoder (detection device), 5 is a left / right swing actuator (drive device), and 6 is a front / rear tilt detection rotary encoder (detection device). , 7 is a forward / backward swing actuator (drive device), 8 is a weight of the rotary encoders 4 and 6, 9 is a travel path, 11 is a battery, 12 is a drive motor, 13 and 14 are rotating shafts (oscillating shafts), 15 Is a wheel, 16 is a drive tire, 17 and 18 are bearings, 19 is an operation box, 20 is an operation box mounting plate, 21 is a right side frame, 22 is a right encoder mounting plate, 23 is a left side frame, and 24 is a left encoder mounting. Plate, 25 hinge plate, 26 clevis receptacle, 27 seat frame, 28 right actuator plate, 29 left actuator plate, 30 traveling frame Swinging frame 31, 32 is a wobble plate.
[0011]
In the present invention, regardless of the inclination of the travel path 9 shown below, the portion excluding the mechanism for horizontally holding the seating surface of the electric wheelchair is not different from the mechanism of the conventional electric wheelchair. Detailed description of the points will be omitted.
[0012]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a left / right tilt detection rotary encoder 4 and a left / right swing actuator 5, a front / rear tilt detection rotary encoder 6 and a front / rear swing actuator 7 are mounted on the vehicle body 2. .
[0013]
Therefore, first, the control of the seat surface when the traveling road is inclined in the front-rear direction of the electric wheelchair will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
[0014]
When the electric wheelchair has no inclination in the front-rear direction on the travel path 9, that is, when the electric wheelchair is flat in the front-rear direction, the rotary plate 6 of the front-rear inclination detection rotary encoder 6 and the weight 8 coincide. That is, the rotation angle δ F0 of the rotary plate of the front / rear tilt detection rotary encoder 6 is 0 ° (the direction of the weight 8 and the rotation angle δ F0 of the rotary plate of the front / rear tilt detection rotary encoder 6 coincide with 0 °). The case is set as a reference value.
[0015]
Therefore, when the travel path 9 reaches an inclined surface having a lower angle δ F1 , the direction of the weight 8 is in the direction of gravity, but the rotary plate of the front / rear inclination detecting rotary encoder 6 has an angle δ proportional to the inclination. It will deviate from the reference value by F1 . The forward / backward tilt detection rotary encoder 6 detects the angle δ F1 and transmits an angle detection signal to the forward / backward swing actuator 7.
[0016]
Based on the signal, the forward / backward swing actuator 7 is driven to rotate the rotating shaft (swing shaft) 14 to displace the seat surface of the electric wheelchair from 1A to 1A ′. That is, conventionally, when the electric wheelchair inclines forward along the inclination of the travel path 9, the seating surface is in the position of 1A ″, and the rider leans forward and loses balance. Since the seating surface can be displaced to 1A ', the seating surface does not lose the balance in the front-rear direction.
[0017]
Similarly, when the front of the electric wheelchair is high, the seating surface is controlled in the direction opposite to the above. In other words, the seating surface 1A can be controlled to be kept horizontal regardless of the forward / backward inclination.
[0018]
Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the control of the seat surface when the traveling road is inclined in the left-right direction of the electric wheelchair will be described.
[0019]
When the traveling road 9 is not inclined in the left-right direction of the electric wheelchair, that is, when the traveling path 9 is flat in the left-right direction, the rotary plate 4 of the left-right inclination detection rotary encoder 4 and the weight 8 coincide. That is, the rotation angle δ S0 of the rotary plate of the left / right tilt detection rotary encoder 4 is 0 ° (the direction of the weight 8 and the rotation angle δ S0 of the rotary plate of the left / right tilt detection rotary encoder 4 coincide with 0 °). The case is set as a reference value (0 °).
[0020]
Therefore, when the traveling path 9 reaches an inclined surface where the right side is high and the left side is low (angle δ S1 rises to the right), the direction of the weight 8 is in the direction of gravity, but the right and left inclination detection rotary encoder 4 The rotating plate will deviate from the reference value by an angle δ S1 . The left / right tilt detection rotary encoder 4 detects the angle δ S1 and transmits an angle detection signal to the left / right swing actuator 5.
[0021]
Based on the signal, the left / right swing actuator 5 is driven to rotate the rotating shaft (swing shaft) 13 to displace the seat surface of the electric wheelchair from 1A to 1B ′. That is, conventionally, when the electric wheelchair is inclined to the right shoulder along the inclination of the travel path 9, the seat surface is in the position of 1B ″, and the passenger turns left and loses balance. Since the seat surface can be displaced to 1B ', the seat surface does not lose its balance in the left-right direction.
[0022]
Similarly, when the left side of the electric wheelchair is high (when the shoulder is lowered), the seating surface is controlled in the direction opposite to the above. In other words, the seating surface 1A can be controlled to be kept horizontal regardless of the left / right inclination.
[0023]
As is clear from the above, when the traveling road is inclined to the front, back, left and right, the front and back and left and right seat surface position control devices are driven independently to control the seat surface always horizontally, It is possible to prevent the passenger from losing balance due to the inclination of the traveling path, and to assist the traveling of the comfortable and safe electric wheelchair.
[0024]
In addition, as a detection device for detecting the inclination of the vehicle body or the gradient of the traveling road, an ultrasonic sensor or an inclination sensor may be used in addition to the rotary encoder. Further, a detection device using a laser sensor or a CCD camera may be used.
[0025]
Further, an air bag may be used in addition to the swing actuator that adjusts the angle of the seating surface.
[0026]
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
[0027]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the detection device that detects the inclination of the vehicle body or the gradient of the traveling road constantly keeps the seating surface of the electric wheelchair horizontal regardless of the inclination of the traveling road. By holding, it is possible to prevent the passenger from losing balance, and to assist in driving the comfortable and safe electric wheelchair.
[0028]
In particular, in the case of an electric wheelchair, unlike a vehicle, the user is directly damaged by the human body, and the disabled person becomes a passenger, and the passenger loses balance. However, according to the present invention, the problem can be solved and its practical effect is remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a seat-surface-stabilized electric wheelchair according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a vehicle body portion in a state where a chair portion of the electric wheelchair shown in FIG. 1 is removed. FIG.
FIG. 3 is a right side view of the electric wheelchair shown in FIG.
4 is a right side view showing a front-rear direction control state by the drive device for the electric wheelchair shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a front view of the electric wheelchair shown in FIG. 1;
6 is a front view showing a control state in the left-right direction by the drive device for the electric wheelchair shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a front view of a rotary encoder having a weight.
8 is a left side view of the electric wheelchair shown in FIG.
9 is a rear view of the electric wheelchair shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chair part 1A, 1A ', 1A ", 1B', 1B" Seat surface 2 Car body part 4 Right-and-left inclination detection rotary encoder (detection apparatus)
5 Left-right swing actuator (drive device)
6 Forward / backward tilt detection rotary encoder (detection device)
7 Longitudinal swing actuator (drive device)
8 Weight of rotary encoder 9 Traveling path 11 Battery 12 Drive motors 13 and 14 Rotating shaft (oscillating shaft)
15 Wheel 16 Drive tires 17 and 18 Bearing 19 Operation box 20 Operation box mounting plate 21 Right side frame 22 Right encoder mounting plate 23 Left side frame 24 Left encoder mounting plate 25 Hinge plate 26 Clevis receiver 27 Seat frame 28 Right actuator plate 29 Left Actuator plate 30 Traveling frame 31 Oscillating frame 32 Oscillating plate
