JP2009261504A - Vehicle, and method of changing running direction of the vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の車輪と、車輪を回転させるための一つの駆動手段とを備える車両に関し、また、車両の走行方向の変更方法に関する。 The present invention relates to a vehicle including a plurality of wheels and one driving means for rotating the wheels, and also relates to a method for changing the traveling direction of the vehicle.
従来、複数の車輪100,…と、車輪100,…を回転させるための一つの駆動手段101とを備える車両として、図8に示すような電動車椅子が知られている(例えば、特許文献1)。かかる電動車椅子は、三つの車輪100,100,100が設けられ、具体的には、後方に左右一対の左後輪100a及び右後輪100bが設けられると共に、前方中央に一つの前輪100cが設けられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric wheelchair as shown in FIG. 8 is known as a vehicle including a plurality of
一対の後輪100a,100bは、駆動手段101の駆動を受ける駆動輪であって、回転の軸心方向が車体102に対して一定となるように車体102に取り付けられる固定輪である。また、前輪100cは、走行に伴い路面との摩擦により水平方向を中心に回転する従動輪であって、運転者がハンドル103を操作することにより(鉛直方向を中心に)回動する操舵輪である。
The pair of
したがって、電動車椅子は、駆動手段101の駆動を受ける一対の後輪100a,100bが回転すると、後輪100a,100bと路面との間に発生する摩擦により走行し、さらに、ハンドル103に操作される操舵輪である前輪100cが回動する(操舵される)と、前輪100cと路面との間に発生する摩擦により、後輪100a,100b間に速度差が生じ、その結果、走行方向を変更することができる。
しかしながら、かかる電動車椅子においては、旋回(左回りにUターン)する場合、図9に示すように、内輪(左後輪)100aが所定半径(図9におけるR)を有する円状の軌跡を描くことになり、大きなスペースが必要となる。なお、図9において、点Oは、旋回の中心、点Xは、電動車椅子の前方中央部、L1は、電動車椅子の前方中央部(点X)の軌跡、L2は、前輪100cの軌跡、L3は、内輪(左後輪)100aの軌跡をそれぞれ示している。
However, in such an electric wheelchair, when turning (U-turn counterclockwise), as shown in FIG. 9, the inner wheel (left rear wheel) 100a draws a circular locus having a predetermined radius (R in FIG. 9). As a result, a large space is required. In FIG. 9, point O is the center of turning, point X is the front center of the electric wheelchair, L1 is the locus of the front center of the electric wheelchair (point X), L2 is the locus of the
そして、内輪(左後輪)100aが描く円状の軌跡の半径を小さくするために、前輪100cをさらに回動させることも考えられるが、前輪100cを必要以上に回動させる(操舵角度を大きくする)と、前輪100cと路面との間で滑り(スリップ)が生じ、後輪100a,100b間に速度差が生じないため、その結果、電動車椅子が直進することになる。
Further, in order to reduce the radius of the circular locus drawn by the inner wheel (left rear wheel) 100a, the
よって、本発明は、かかる事情に鑑み、小スペースで旋回することができる車両及び車両の走行方向の変更方法を提供することを課題とする。 Therefore, in view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a vehicle that can turn in a small space and a method for changing the traveling direction of the vehicle.
本発明に係る車両は、少なくとも左右に一対配置される複数の車輪と、走行すべく車輪を回転させるための一つの駆動手段とを備える車両において、車輪間に回転速度差が発生することにより走行方向を変更すべく、少なくとも左右一対の車輪を制動可能で、且つ当該各車輪の回転速度を個別に調整可能に構成される方向変更手段を備えることを特徴とする。 A vehicle according to the present invention includes a plurality of wheels arranged at least in a pair on the left and right sides, and a driving means for rotating the wheels to travel, and travels when a rotational speed difference is generated between the wheels. In order to change the direction, at least a pair of left and right wheels can be braked, and a direction changing unit configured to be able to individually adjust the rotation speed of each wheel is provided.
本発明によれば、方向変更手段が少なくとも左右一対の車輪を制動することができるため、各車輪の回転速度を調整できる。これにより、車輪間に回転速度差を発生させることができるため、走行方向を変更することができる。したがって、例えば、走行方向を変更するために一対の車輪を操舵するための操舵機構(ステアリング機構)がなくても、車輪間に回転速度差を発生させることにより走行方向を変更することができ、また、所定の車輪を制動させて停止させることにより、当該車輪を中心に定置旋回することもできる。 According to the present invention, since the direction changing means can brake at least a pair of left and right wheels, the rotational speed of each wheel can be adjusted. Thereby, since a rotational speed difference can be generated between the wheels, the traveling direction can be changed. Therefore, for example, even without a steering mechanism (steering mechanism) for steering a pair of wheels to change the traveling direction, the traveling direction can be changed by generating a rotational speed difference between the wheels, In addition, by braking and stopping a predetermined wheel, it is possible to make a stationary turn around the wheel.
また、本発明に係る車両においては、差動歯車機構を有し、差動歯車機構を介して駆動手段の駆動を前記左右一対の車輪に伝達させる伝達手段を備えてもよい。 Further, the vehicle according to the present invention may include a transmission unit that includes a differential gear mechanism and transmits the drive of the driving unit to the pair of left and right wheels via the differential gear mechanism.
かかる構成によれば、伝達手段が差動歯車機構を介して駆動手段の駆動を前記左右一対の車輪に伝達するため、方向変更手段が駆動輪(駆動手段の駆動を受ける車輪)の回転速度を個別に調整可能に制動できる。これにより、例えば、一方の車輪を制動させて停止させることにより、他方の車輪のみが駆動手段の駆動により回転することになるため、確実に、一方の車輪を中心に定置旋回することができる。 According to this configuration, since the transmission means transmits the drive of the drive means to the pair of left and right wheels via the differential gear mechanism, the direction changing means determines the rotational speed of the drive wheels (wheels that are driven by the drive means). The brake can be adjusted individually. Thereby, for example, by braking and stopping one wheel, only the other wheel is rotated by driving of the driving means, so that it is possible to reliably make a stationary turn around the one wheel.
また、本発明に係る車両においては、運転者が走行方向を決定すべく操作するための入力操作部と、入力操作部から入力される走行方向データに基づいて前記各車輪の回転速度を制御する制御手段とを備えてもよい。 Further, in the vehicle according to the present invention, the rotational speed of each wheel is controlled based on the input operation unit for the driver to operate to determine the traveling direction and the traveling direction data input from the input operating unit. And a control means.
かかる構成によれば、運転者が入力操作部を操作すると、入力される走行方向データに基づいて、制御手段が各車輪の回転速度を制御することにより、走行方向が決定する。したがって、運転者が直接的に車輪の回転速度を調整する必要がないため、確実に所望の方向に走行することができる。 According to this configuration, when the driver operates the input operation unit, the travel direction is determined by the control means controlling the rotational speed of each wheel based on the travel direction data that is input. Therefore, since it is not necessary for the driver to directly adjust the rotation speed of the wheel, the vehicle can travel reliably in a desired direction.
また、本発明に係る車両においては、複数の車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段を備え、制御手段は、車輪速度検出手段から入力される車輪の回転速度データに基づいて、各車輪の回転速度をフィードバック制御するような構成を採用してもよい。 The vehicle according to the present invention further includes wheel speed detection means for detecting the rotation speeds of the plurality of wheels, and the control means is configured to control each wheel based on the wheel rotation speed data input from the wheel speed detection means. A configuration in which the rotational speed is feedback-controlled may be employed.
かかる構成によれば、複数の車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段から入力される車輪の回転速度データに基づいて、制御手段が各車輪の回転速度をフィードバック制御する。したがって、入力操作部から入力される走行方向データと、実際の走行方向とを確実に一致させることができ、より確実に所望の方向に走行することができる。 According to such a configuration, the control means feedback-controls the rotation speed of each wheel based on the rotation speed data of the wheel input from the wheel speed detection means that detects the rotation speeds of the plurality of wheels. Therefore, the traveling direction data input from the input operation unit can be reliably matched with the actual traveling direction, and the vehicle can travel more reliably in a desired direction.
また、本発明に係る車両においては、走行速度が所定の速度以下となるように構成される電動車椅子であってもよい。 The vehicle according to the present invention may be an electric wheelchair configured such that the traveling speed is equal to or lower than a predetermined speed.
かかる構成によれば、走行速度が所定の速度(例えば、毎時6キロメートル)以下となうように構成される電動車椅子であるため、車輪を制動する際に慣性が働いたとしても、走行が不安定になるのを防止できる。 According to such a configuration, since the electric wheelchair is configured such that the traveling speed is equal to or less than a predetermined speed (for example, 6 kilometers per hour), even if inertia works when braking the wheel, the traveling is not possible. It can be prevented from becoming stable.
また、本発明に係る車両の走行方向の変更方法は、少なくとも左右に一対配置される複数の車輪と、走行すべく車輪を回転させるための一つの駆動手段と、車輪間に回転速度差が発生することにより走行方向を変更すべく、少なくとも左右一対の車輪を制動可能で、且つ当該各車輪の回転速度を個別に調整可能に構成される方向変更手段とを備える車両の走行方向の変更方法であって、所定の車輪を中心に旋回させるべく、当該車輪を制動させて停止させることを特徴とする。 In addition, the method for changing the traveling direction of the vehicle according to the present invention includes a plurality of wheels arranged at least on the left and right sides, one driving means for rotating the wheels to travel, and a rotational speed difference between the wheels. In order to change the traveling direction, at least a pair of left and right wheels can be braked and a direction changing means configured to be able to individually adjust the rotational speed of each wheel is provided. In order to turn around a predetermined wheel, the wheel is braked and stopped.
かかる構成によれば、方向変更手段が少なくとも左右一対の車輪を制動することができるため、所定の車輪を制動させて停止させることにより、当該車輪を中心に旋回する、即ち、定置旋回することができる。 According to such a configuration, the direction changing means can brake at least a pair of left and right wheels, so that the predetermined wheel can be braked and stopped, thereby turning around the wheel, that is, stationary turning. it can.
以上の如く、本発明に係る車両によれば、方向変更手段が少なくとも左右一対の車輪に対して各車輪の回転速度を個別に調整可能に制動できるため、車輪間に速度差を発生させることにより走行方向を変更することができ、その結果、小スペースで旋回することができるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the vehicle according to the present invention, the direction changing means can brake the rotational speed of each wheel individually at least with respect to the pair of left and right wheels, thereby generating a speed difference between the wheels. The traveling direction can be changed, and as a result, there is an excellent effect that the vehicle can turn in a small space.
また、本発明に係る車両の走行方向の変更方法によれば、方向変更手段が少なくとも左右一対の車輪に対して各車輪の回転速度を個別に調整可能に制動できるため、所定の車輪を制動させて停止させることにより、当該車輪を中心に車両が定置旋回することができる。 Further, according to the method for changing the traveling direction of the vehicle according to the present invention, the direction changing means can brake the rotational speed of each wheel individually at least for the pair of left and right wheels. By stopping the vehicle, the vehicle can turn around the wheel.
以下、本発明に係る車両における一実施形態について、図1〜図4を参酌して説明する。なお、本実施形態においては、車両が電動車椅子の場合について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the case where the vehicle is an electric wheelchair will be described.
本実施形態に係る車両(以下、「電動車椅子」ともいう)は、図1に示すように、人(運転者)を乗せるための車体1と、車体1を支持する複数の車輪2,…と、走行すべく車輪2,・・・に駆動を与えるための駆動装置3と、走行方向を変更させる方向変更手段4とを備える。
As shown in FIG. 1, a vehicle according to the present embodiment (hereinafter also referred to as “electric wheelchair”) includes a
車体1は、運転者の臀部及び大腿部を支えるための着座部11と、運転者の背部を支えるための背もたれ部12と、肘を掛けるための左右一対の肘掛け部13,13と、両足を載せるための足載せ部14とを備え、着座部11及び背もたれ部12間の交差角度が調整可能に構成されている。
The
車輪2,…は、少なくとも左右に一対配置される。具体的には、車輪2,…は、後方に左右一対設けられている(それぞれ「左後輪(第1車輪)21」及び「右後輪(第2車輪)22」ともいい、本発明に係る「車輪」である)と共に、前方にも左右一対設けられている(それぞれ「左前輪23」及び「右前輪24」ともいう)。
A pair of
一対の後輪21,22は、駆動装置3からの駆動を受ける駆動輪であって、回転の軸心方向が車体1に対して一定となるように車体1に取り付けられる固定輪である。そして、左後輪21と右後輪22とは、平行となるように配置される。
The pair of
一対の前輪23,24は、走行に伴い路面との摩擦により回転する従動輪であって、回転の軸心方向が車体1に対して一定となるように車体1に取り付けられる固定輪である。そして、左前輪23と右前輪24とは、平行となるように配置される。
The pair of
また、各前輪23(24)は、リム23a(24a,なお24aは図示していない)の外周縁に沿って配設されて且つリム23a(24a)の外周縁の接線方向を中心に回転可能な複数のロータ23b(24b),…が配設され、各ロータ23b(24b)は、半紡錘形状に形成され、先端部が隣接するロータ23b(24b)の基端部に形成された円錐面状の凹部に部分的に挿入されている。
Each front wheel 23 (24) is disposed along the outer peripheral edge of the
これにより、各前輪23(24)は、回転2自由度(路面と平行で且つ互いに直交する2軸方向における自由度、即ち、前後方向と左右方向とにおける自由度)を有するため、例えば、車体1を球状の自在輪で支持しているのと同様の動作が可能である。 Accordingly, each front wheel 23 (24) has two degrees of freedom of rotation (degree of freedom in two axial directions parallel to the road surface and orthogonal to each other, that is, degrees of freedom in the front-rear direction and the left-right direction). The same operation as that in which the 1 is supported by the spherical free wheel is possible.
具体的には、直進する際には、ロータ23b(24b),…が回転することなく、リム23a(24a)のみが回転し(図1(a)における矢印A方向)、また、曲がる際には、リム23aが回転すると共に、路面と接触するロータ23b(24b),…が回転(図1(a)における矢印B方向)し、さらに、真横に進む際には、リム23a(24a)が回転することなく、路面と接触するロータ23b(24b),…のみが回転する。
Specifically, when going straight, the
駆動装置3は、走行すべく車輪2,…を回転させるための一つの駆動手段31と、駆動手段31の駆動を左右一対の後輪21,22に伝達させる伝達手段32とを備える。
The drive device 3 includes one drive means 31 for rotating the
駆動手段31は、搭載された蓄電池(図示及び採番しない)を電源として動作する電動モータとしている。なお、蓄電池は、駆動手段(電動モータ)31だけでなく、車両に係る全ての電源を供給している。 The drive means 31 is an electric motor that operates using a mounted storage battery (not shown or numbered) as a power source. Note that the storage battery supplies not only the driving means (electric motor) 31 but also all the power related to the vehicle.
伝達手段32は、差動歯車機構(デファレンシャルギア機構)32aを有し、差動歯車機構32aを介して駆動手段31の駆動を一対の後輪21,22に伝達させる。具体的には、伝達手段32は、駆動手段31及び差動歯車機構32a間を連結する主駆動軸32bと、差動歯車機構32a及び左後輪21間を連結する左駆動軸(第1駆動軸)32cと、差動歯車機構32a及び右後輪22間を連結する右駆動軸(第2駆動軸)32dとを備える。
The transmission means 32 has a differential gear mechanism (differential gear mechanism) 32a, and transmits the drive of the drive means 31 to the pair of
そして、伝達手段32は、駆動手段31が主駆動軸32bを回転することにより、差動歯車機構32aを介して、左駆動軸32c及び右駆動軸32dが回転し、それにより、左後輪21及び右後輪22を回転させる。また、左駆動軸32c及び右駆動軸32cの軸心方向が車体1に対して一定であるため、一対の後輪21,22が固定輪となっている。
The transmission means 32 rotates the
方向変更手段4は、車輪2,…間に回転速度差が発生することにより走行方向を変更すべく、左右一対の後輪21,22を制動可能で、且つ各後輪21(22)の回転速度を個別に調整可能に構成される。具体的には、方向変更手段4は、各後輪21(22)を制動するための方向変更用制動装置41,41を備え、各後輪21(22)を個別に制動可能に構成される。
The direction changing means 4 can brake the pair of left and right
また、方向変更手段4は、運転者が走行方向を決定すべく操作するための入力操作部42と、複数の車輪2,…の回転速度を検出する車輪速度検出手段43と、方向変更用制動装置41,41等を制御する制御手段44とを備える。
Further, the
方向変更用制動装置41は、図2に示すように、ギア機構を介して、左後輪21(右後輪22)を制動可能に構成される(図2における矢印方向は、電動車椅子が前進している際の動作方向を示している)。
As shown in FIG. 2, the direction changing
具体的には、方向変更用制動装置41は、左後輪21(右後輪)に連結される左駆動軸32c(右駆動軸32d)に固定される第1ギア41aと、第1ギア41aと作動的に連動する第2ギア41bと、第2ギア41bと連結軸41cを介して連結されるブレーキ部41dとを備える。
Specifically, the direction changing
また、方向変更用制動装置41は、第1ギア41aと第2ギア41bとにそれぞれ噛合する中間ギア41eを備えることにより、第1ギア41aと第2ギア41bとが作動的に連動するように構成されている。
Further, the direction changing
そして、方向変更用制動装置41は、ブレーキ部41dが作動することにより、連結軸41c、第2ギア41b、中間ギア41e、第1ギア41a、及び左駆動軸32c(右駆動軸32d)を介して、左後輪21(右後輪22)を減速させたり、停止させたりする。なお、ブレーキ部41dは、消費電力が一般的に小さいとされるパウダーブレーキとしている。
Then, the direction changing
入力操作部42は、運転者が操作することにより、制御手段44に走行方向データを送信する。具体的には、入力操作部42は、運転者がハンドルを回動させることにより、ハンドルに連結されるポテンショメータ(図示及び採番しない)が走行方向(走行方向変更角度)をデータ(電気信号)に変換して制御手段44に送信する。
The
車輪速度検出手段43は、各後輪21,22の回転速度を個別に検出可能に構成される。具体的には、車輪速度検出手段43は、左駆動軸32c(右駆動軸32d)に固定される第1ギア41aと噛合する第3ギア43aと、第3ギア43aに連結される連結軸43bの回転変位量から後輪21(22)の回転速度を検出する検出部43cとをそれぞれ一対備える。なお、検出部43cは、ロータリーエンコーダとしている。
The wheel speed detection means 43 is configured to be able to individually detect the rotation speeds of the
制御手段44は、図3に示すように、各種データを自動的に入力される(取得する)入力部44aと、各種データから演算と記憶とを行う演算記憶部44bと、各部を制御する制御部44cとを備える。
As shown in FIG. 3, the control means 44 is an
そして、制御手段44は、入力操作部42から入力される走行方向データに基づいて、各後輪21(22)の回転速度を制御可能に構成される。具体的には、制御手段44は、各方向変更用制動装置41の制動量、即ち、ブレーキ部41dの制動力(減速させる力)の大きさを制御可能に構成される。
And the control means 44 is comprised so that control of the rotational speed of each rear-wheel 21 (22) based on the driving | running | working direction data input from the
また、制御手段44は、車輪速度検出手段43から入力される各後輪21(22)の回転速度データに基づいて、各後輪21(22)の回転速度をフィードバック制御するように構成される。具体的には、制御手段44は、各方向変更用制動装置41の制動量、即ち、各ブレーキ部41dの制動力の大きさをフィードバック制御するように構成される。
Further, the control means 44 is configured to feedback-control the rotational speed of each rear wheel 21 (22) based on the rotational speed data of each rear wheel 21 (22) input from the wheel speed detection means 43. . Specifically, the control means 44 is configured to feedback-control the braking amount of each direction changing
入力部44aは、入力操作部42からの走行方向データや、車輪速度検出手段43からの回転速度データが入力される。また、入力部44aは、演算記憶部44bへデータを送信する際に、データ形式の変更を行う。
The
演算記憶部44bは、走行に必要な情報を演算したり、演算したデータを記憶したりする。具体的には、演算記憶部44bは、車輪速度検出手段43からの回転速度データより実際の走行速度及び走行方向を演算して、入力操作部42からの走行方向データと比較し、さらに、入力操作部42からの走行方向データと、実際の走行方向データとから、各後輪21(22)の適切な回転速度、即ち、各方向変更用制動装置41の制動量(各ブレーキ部41dの制動力の大きさ)を演算する。
The
制御部44cは、入力部44aが演算記憶部44bに入力データを送信するように制御したり、演算記憶部44bが各方向変更用制動装置41の制動量(各ブレーキ部41dの制動力の大きさ)を適時演算するように制御したりすると共に、演算記憶部44bで演算された各方向変更用制動装置41の制動量(各ブレーキ部41dの制動力の大きさ)に基づき、各方向変更用制動装置41を制御する。
The
したがって、方向変更手段4は、入力操作部42からの走行方向データと、車輪速度検出手段43からの回転速度データとに基づき、各方向変更用制動装置41の制動量の制動量を演算し、その演算結果を各方向変更用制動装置41に出力することにより、目標とする走行方向を維持することができる。
Therefore, the
そして、電動車椅子は、走行速度が所定の速度(例えば、毎時6キロメートル)以下となるように構成されている。具体的には、電動車椅子は、各車輪速度検出手段43からの回転速度データに基づき、駆動手段31の出力(回転)を規制(制御)可能に構成される。
And the electric wheelchair is comprised so that a running speed may become below a predetermined speed (for example, 6 kilometers per hour). Specifically, the electric wheelchair is configured to be capable of regulating (controlling) the output (rotation) of the
また、電動車椅子は、例えば、入力操作部42にて(緊急)停止指令を受け得るように構成されてもよく、かかる場合、停止指令を受けた際には、各方向変更用制動装置41とは別に設けられる主制動装置(図示及び採番しない)により、各車輪2を制動するように構成される。
The electric wheelchair may be configured to receive, for example, an (emergency) stop command at the
本実施形態に係る車両(電動車椅子)に係る構成は、以上の通りであり、次に、車両(電動車椅子)の走行方向の変更方法について説明する。 The configuration related to the vehicle (electric wheelchair) according to the present embodiment is as described above. Next, a method for changing the traveling direction of the vehicle (electric wheelchair) will be described.
まず、電動車椅子が直進する際には、各方向変更用制動装置41は、各後輪21(22)を制動していない。そして、運転者が旋回(左回りにUターン)するように入力操作部42を操作すると、方向変更用制動装置41が内輪である左後輪21を制動して停止させる。これにより、図4に示すように、電動車椅子が左後輪21を中心に定置旋回する。
First, when the electric wheelchair goes straight, each direction changing
このとき、右後輪22は、方向変更用制動装置41により制動されることがないため、差動歯車機構32aにより駆動手段31の駆動が直進時の約2倍の大きさとなって伝達されている。そして、走行速度が所定の速度を超える場合には、定置旋回をより安全に行うべく、駆動手段31の出力(回転)を規制(制御)している。
At this time, since the right
さらに、車輪速度検出手段43において、左後輪21の回転速度がゼロでない場合には、制御手段44により方向変更用制動装置41が制御され、左後輪21を完全にロック(停止)するように制動する。そして、旋回が終了して、運転者が直進するように入力操作部42を操作すると、方向変更用制動装置41が左後輪21の制動を解除するため、電動車椅子が直進する。
Further, in the wheel
なお、図4において、点Oは、旋回の中心、点Xは、電動車椅子の前方中央部、L1は、車椅子の前方中央部(点X)の軌跡をそれぞれ示している。 In FIG. 4, point O indicates the center of turning, point X indicates the front center portion of the electric wheelchair, and L1 indicates the locus of the front center portion (point X) of the wheelchair.
以上より、本実施形態に係る車両(電動車椅子)は、方向変更手段4が左右一対の後輪21,22に対して各車輪21(22)の回転速度を個別に調整可能に制動できるため、車輪21,22間に速度差を発生させることにより走行方向を変更することができる。したがって、例えば、左後輪21を制動して停止させることにより、当該左後輪21を中心に定置旋回することもできる。
From the above, in the vehicle (electric wheelchair) according to the present embodiment, the direction changing means 4 can brake the rotational speed of each wheel 21 (22) to the pair of left and right
また、本実施形態に係る車両(電動車椅子)は、伝達手段32が差動歯車機構32aを介して駆動手段31の駆動を左右一対の後輪21,22に伝達するため、方向変更手段4が駆動輪である一対の後輪21,22の回転速度を個別に調整可能に制動できる。したがって、左後輪21を制動して停止させることにより、右後輪22のみが駆動手段31の駆動により回転し、旋回することになるため、確実に、左後輪21を中心に定置旋回することができる。
In the vehicle (electric wheelchair) according to the present embodiment, the transmission means 32 transmits the drive of the driving means 31 to the left and right
また、本実施形態に係る車両(電動車椅子)は、運転者が走行方向を決定すべく操作するための入力操作部42から入力される走行方向データに基づいて、制御手段44が各方向変更用制動装置41を制御することにより一対の後輪21,22の回転速度を制御する。したがって、運転者が直接的に車輪21,22の回転速度を調整する必要がないため、確実に所望の方向に走行することができる。
Further, in the vehicle (electric wheelchair) according to the present embodiment, the control means 44 uses the direction change data input from the
また、本実施形態に係る車両(電動車椅子)は、一対の後輪21,22の回転速度を検出する車輪速度検出手段43から入力される各後輪21,22の回転速度データに基づいて、制御手段44が各後輪21,22の回転速度、即ち、各方向変更用制動装置41の制動量をフィードバック制御する。したがって、入力操作部42から入力される走行方向データと、実際の走行方向とを確実に一致させることができ、より確実に所望の方向に走行することができる。
Further, the vehicle (electric wheelchair) according to the present embodiment is based on the rotational speed data of the
なお、本発明に係る車両は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the vehicle according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態に係る車両においては、電動車椅子である場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、電動玩具自動車である場合でもよい。要するに、車両は、少なくとも左右に一対配置される複数の車輪と、走行すべく車輪を回転させるための一つの駆動手段とを備えていればよい。なお、車両は、車輪を制動することにより慣性が発生しても、横滑り等を発生することなく定置旋回を可能とすべく、適当な重量や、適当な速度で走行するものが好ましい。 For example, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where it is an electric wheelchair has been described. In short, the vehicle only needs to include at least a plurality of wheels arranged on the left and right and one drive means for rotating the wheels to travel. The vehicle preferably travels at an appropriate weight and at an appropriate speed so as to enable stationary turning without causing a side slip even if inertia is generated by braking the wheels.
また、上記実施形態に係る車両においては、駆動輪である一対の後輪21,22を方向変更用制動装置41,41で制動する場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図5(a)に示すように、駆動輪である一対の前輪50,50を方向変更用制動装置51,51で個別に制動する場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where the pair of
また、上記実施形態に係る車両においては、車輪2,…が四つ設けられる四輪車である場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図5(b)に示すように、駆動輪である一対の後輪53,53と、従動輪である一つの前輪54とを備える三輪車である場合でもよく、また、図5(c)に示すように、駆動輪である一対の中間輪55,55と、従動輪である一対の前輪56,56と、従動輪である一対の後輪57,57とを備える六輪車の場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where the vehicle is a four-wheeled vehicle provided with four
また、上記実施形態に係る車両においては、駆動輪である一対の後輪21,22を方向変更用制動装置41,41で制動する場合を説明したが、かかる場合に限られない。例えば、図6(a)に示すように、従動輪を制動する場合、即ち、従動輪である一対の前輪58,58を方向変更用制動装置59,59で個別に制動する場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where the pair of
さらに、例えば、図6(b)に示すように、一方が前輪を制動し、他方が後輪を制動する場合、即ち、従動輪である左前輪60と、駆動輪である右後輪61とを方向変更用制動装置62,62で個別に制動する場合でもよく、しかも、図6(c)に示すように、全ての車輪63,…を方向変更用制動装置64,…で個別に制動する場合でもよい。
Furthermore, for example, as shown in FIG. 6B, when one brakes the front wheel and the other brakes the rear wheel, that is, the
また、上記実施形態に係る車両においては、駆動輪が一対の後輪21,22である場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図7(a)に示すように、駆動輪が四つである場合、即ち、三つの差動歯車機構65,65,65により、一対の前輪66,66及び一対の後輪67,67が全て駆動輪であり、一対の後輪67,67を方向変更用制動装置68,68で個別に制動する場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where the driving wheels are the pair of
さらに、例えば、図7(b)に示すように、駆動輪が一つである場合、即ち、従動輪である一対の前輪69,69と、駆動輪である一つの後輪70とを備え、一対の前輪69,69を方向変更用制動装置71,71で個別に制動する場合でもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 7B, when there is one drive wheel, that is, a pair of
また、上記実施形態に係る車両においては、従動輪である一対の前輪23,24の軸心方向が車体1に対して一定である固定輪である場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図7(c)に示すように、従動輪である一対の前輪72,72は、自在輪、即ち、路面との摩擦により、水平方向を中心に回転可能であると共に、鉛直方向を中心に回転可能な車輪である場合でもよく、また、球状の自在輪である場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, a case has been described in which the axial direction of the pair of
さらに、例えば、図7(d)に示すように、従動輪である一対の前輪73,73は、操舵輪、即ち、運転者のハンドル操作により操舵機構(ステアリング機構)74を介して鉛直方向を中心に回動可能な車輪である場合でもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 7 (d), the pair of
また、上記実施形態に係る車両においては、入力操作部42がハンドルである場合を説明したが、かかる場合に限られず、ジョイスティックである場合でもよい。
Moreover, although the case where the
また、上記実施形態に係る車両においては、制御手段44が各方向変更用制動装置41,41を制御する場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、運転者が各方向変更用制動装置41を直接的に操作することにより、走行方向を変更するように構成される場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where the
また、上記実施形態に係る車両においては、演算記憶部44bが入力操作部42からの走行方向データに対して、車輪速度検出手段43からの回転速度データから演算する場合を説明したが、かかる場合に限られず、駆動手段31による主駆動軸32bの回転速度を検出可能に構成され、演算記憶部44bは、主駆動軸32bの回転速度と、一方の車輪速度検出手段43からの回転速度データとから演算する場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above embodiment, the case has been described in which the
また、上記実施形態に係る車両においては、駆動手段31の出力を規制することにより、走行速度が所定の速度以下となるように構成されている場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、方向変更用制動装置41が車輪2(上記実施形態においては右後輪22)を停止しない程度に制動するように構成される場合でもよい。さらに、駆動手段31の出力や各方向変更用制動装置41の制動量を調整可能に構成され、入力操作部42にて走行速度を選定可能に構成されてもよい。
Further, in the vehicle according to the above-described embodiment, the case where the traveling speed is configured to be equal to or lower than the predetermined speed by restricting the output of the driving
また、上記実施形態に係る車両においては、左後輪21を完全に停止させて走行方向を変更させる場合を説明したが、かかる場合に限られず、左後輪21を完全に停止させることなく減速させることにより、左後輪21及び右後輪22間に回転速度差を発生させ、その結果、所望とする方向へ走行方向を変更させる場合でもよい。
Further, in the vehicle according to the above embodiment, the case where the left
具体的には、入力部44aは、入力操作部42で指示された走行方向を走行方向データとして自動的に取得し、演算記憶部44bは、入力部44aにて取得した走行方向データに基づき所望する走行方向へ走行するのに、各後輪21,22間に速度差を生じさせる演算を行い、制御部44cへ送信する。
Specifically, the
そして、演算記憶部44bは、入力操作部42からの走行方向データ、即ち、走行方向変更角度(操舵角)が小さい場合には、回転半径の変化を小さくし、走行方向変更角度(操舵角)が大きい場合には、回転半径の変化をより大きく設定してもよい。これにより、運転者(搭乗者)の操作感を改善することができる。
Then, when the traveling direction data from the
さらに、演算記憶部44bは、各後輪21,22が急激に速度変化するのを防止すべく、入力操作部42からの走行方向データと、車輪速度検出手段43から得られる実際の走行方向データとの偏差を演算し、当該偏差に応じて、各方向変更用制動装置41の制動量(各ブレーキ部41dの制動力の大きさ)を演算してもよく、かかる演算に、各ブレーキ部41dの特性(例えば、パウダーブレーキのヒステリシス特性)が加味されていてもよい。
Further, the
また、上記の各変更例は、一つ又は複数を選択して採用することができる。 In addition, one or more of each of the above modification examples can be selected and employed.
1…車体、2…車輪、3…駆動装置、4…方向変更手段、21…車輪(左後輪、第1車輪)、22…車輪(右後輪、第2車輪)、31…駆動手段、32…伝達手段、32a…差動歯車機構、42…入力操作部、43…車輪速度検出手段、44…制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
車輪間に回転速度差が発生することにより走行方向を変更すべく、少なくとも左右一対の車輪を制動可能で、且つ当該各車輪の回転速度を個別に調整可能に構成される方向変更手段を備えることを特徴とする車両。 In a vehicle comprising a plurality of wheels arranged at least as a pair on the left and right, and one drive means for rotating the wheels to travel,
In order to change the traveling direction when a rotational speed difference occurs between the wheels, at least a pair of left and right wheels can be braked and a direction changing means configured to be able to individually adjust the rotational speed of each wheel is provided. A vehicle characterized by
所定の車輪を中心に旋回させるべく、当該車輪を制動させて停止させることを特徴とする車両の走行方向の変更方法。 At least a pair of left and right wheels, a drive means for rotating the wheels to travel, and at least a pair of left and right wheels to change the traveling direction due to a difference in rotational speed between the wheels And a direction change means configured to be capable of individually adjusting the rotation speed of each wheel,
A method of changing a traveling direction of a vehicle, wherein the vehicle is braked and stopped to turn around a predetermined wheel.
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