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JP2009040165A - Three-wheeled traveling device - Google Patents

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JP2009040165A
JP2009040165A JP2007205985A JP2007205985A JP2009040165A JP 2009040165 A JP2009040165 A JP 2009040165A JP 2007205985 A JP2007205985 A JP 2007205985A JP 2007205985 A JP2007205985 A JP 2007205985A JP 2009040165 A JP2009040165 A JP 2009040165A
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JP
Japan
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wheel
traveling device
main frame
traveling
subframe
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JP2007205985A
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Japanese (ja)
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Inventor
Hideki Torita
秀樹 取田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanto Jidosha Kogyo KK
Toyota Motor East Japan Inc
Original Assignee
Kanto Jidosha Kogyo KK
Kanto Auto Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-wheeled traveling device movable not only in the longitudinal direction but also in the lateral direction. <P>SOLUTION: This three-wheeled traveling device has a first wheel 110 and a second wheel 120 having a wheel shaft arranged on the same straight line, a third wheel 130 arranged between the first wheel and the second wheel and having a wheel shaft arranged on a horizontal straight line orthogonal to an extension line of the wheel shaft of the first wheel and the second wheel, driving means arranged in the respective wheels so as to separately drive the first wheel, the second wheel and the third wheel, and a control means for controlling the respective driving means. The respective wheels 110-130 have a plurality of rotary bodies 31 juxtaposed along outer peripheries of the wheels. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は三輪の走行装置に係り、特に、前後方向の移動だけでなく、装置自体の向きを変えずに横方向への移動が可能な走行装置及びそれを備えた電動車椅子、ロボット、その他の産業、学術、家庭用の器具、装置、機械、玩具などに関するものである。   The present invention relates to a three-wheeled traveling device, and in particular, a traveling device that can move not only in the front-rear direction but also in the lateral direction without changing the orientation of the device itself, and an electric wheelchair, robot, It relates to industrial, academic, and household appliances, devices, machines, toys, etc.

従来より、人が移動するための手段として車輪を備えた各種の走行装置が知られている。この種の走行装置は、少なくとも三輪或いは四輪の車を車体のコーナー或いはそれに近接した部位に配設している。   2. Description of the Related Art Conventionally, various traveling devices having wheels as means for moving a person are known. In this type of traveling device, at least a three-wheel or four-wheel vehicle is disposed at a corner of the vehicle body or a portion close thereto.

また、近年では、車輪が二輪の走行装置が開発・市販され、レジャー用などとして活用されている。
特許文献1には自立型の二輪走行装置が開示されており、この走行装置は、高速回転するホイールのジャイロ効果によって自立姿勢を保持する機構を備えている。特許文献2にも自立型の二輪走行装置が開示されている。
このような自立型二輪走行装置は、普通の乗用自動車に比べると小型で、走行の際にも小回りがきくため利便性が高い。
In recent years, traveling devices with two wheels have been developed and marketed, and are used for leisure purposes.
Patent Document 1 discloses a self-supporting two-wheel traveling device, and this traveling device includes a mechanism that maintains a self-supporting posture by a gyro effect of a wheel that rotates at high speed. Patent Document 2 also discloses a self-supporting two-wheel travel device.
Such a self-supporting two-wheeled traveling device is more convenient because it is smaller than an ordinary passenger car and can turn easily during traveling.

特開2003−237665号公報JP 2003-237665 A 特開平06−92273号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-92273

しかし、特許文献1,2に示す自立型二輪走行装置を車庫などの収納場所へ移動させるなど、少しだけ横へ移動させたい場合には、図12に示すように、自立型二輪走行装置300を前方へ移動させてからハンドル310を右(或いは左)に切り、ハンドル310を切った状態で自立型二輪走行装置300を後退させることで、当初の位置Aからその横位置Bに移動させる必要がある。少しの移動にこれだけの作業を必要とすることは煩わしいし、このような移動操作は狭い場所では行えない。   However, if the self-supporting two-wheel travel device shown in Patent Documents 1 and 2 is to be moved slightly to the side, for example, to a storage location such as a garage, the self-supporting two-wheel travel device 300 is used as shown in FIG. After moving forward, the handle 310 is turned to the right (or left), and the self-supporting two-wheeled traveling device 300 is moved backward with the handle 310 turned off, so that it is necessary to move the original position A to the lateral position B. is there. It is troublesome to require such a work for a small amount of movement, and such a movement operation cannot be performed in a small place.

本発明は、以上の点に鑑みて創作されたものであり、前後方向だけでなく横へも移動可能にした、三輪走行装置を提供することを目的としている。   The present invention was created in view of the above points, and an object thereof is to provide a three-wheel travel device that can move not only in the front-rear direction but also in the lateral direction.

上記目的を達成するため、本発明は、車軸が同一直線上に配置された第1車輪及び第2車輪と、第1車輪と第2車輪との間に配置され、車軸が第1車輪及び第2車輪の車軸の延長線と直交する水平な直線上に配置された第3車輪と、各車輪に設けられた駆動手段と、各駆動手段を制御する制御手段と、を備え、各車輪が車輪外周に沿って配置された複数の回転体を備えていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention is arranged between a first wheel and a second wheel having axles arranged on the same straight line, and between the first wheel and the second wheel. A third wheel disposed on a horizontal straight line perpendicular to the extension line of the two-wheel axle; a drive means provided on each wheel; and a control means for controlling each drive means. It is characterized by comprising a plurality of rotating bodies arranged along the outer periphery.

本発明の三輪走行装置において、好ましくは、メインフレーム部と、このメインフレームの左側と右側にそれぞれ配設されたサブフレーム部とメインフレーム部と左側のサブフレームとの間及びメインフレーム部と右側のサブフレーム部との間にそれぞれ配設され、一端部がメインフレーム部に回転可能に取り付けられ、他端部がサブフレーム部に回転可能に取り付けられた一対のアームと、左右のアームとメインフレーム部との間にそれぞれ配設された弾機手段と、を備え、第1車輪が左側のサブフレーム部に支持され、第2車輪が右側のサブフレーム部に支持され、第3車輪がメインフレーム部に支持されている。
本発明の三輪走行装置において、好ましくは、制御装置は、第1車輪及び第2車輪を駆動させる際は第3車輪を駆動させず、第3車輪を駆動させる際は第1車輪及び第2車輪を駆動させない。駆動手段はホイールインモーターで構成されるのが望ましい。
In the three-wheel travel device of the present invention, preferably, the main frame portion, the sub frame portion disposed on the left side and the right side of the main frame, the main frame portion, and the left sub frame, and the main frame portion and the right side. A pair of arms, one end part rotatably attached to the main frame part and the other end part rotatably attached to the subframe part, the left and right arms and the main A first wheel is supported by the left subframe portion, a second wheel is supported by the right subframe portion, and the third wheel is the main wheel. Supported by the frame part.
In the three-wheel travel device of the present invention, preferably, the control device does not drive the third wheel when driving the first wheel and the second wheel, and the first wheel and the second wheel when driving the third wheel. Do not drive. The drive means is preferably constituted by a wheel-in motor.

本発明によれば、前後方向への移動の駆動力を発揮する第1車輪及び第2車輪の他に、第1車輪及び第2車輪の進行方向と直交する方向へ転動する第3車輪を備えていることから、装置の向きを変えずに横方向への移動を行える。   According to the present invention, in addition to the first wheel and the second wheel that exhibit the driving force for movement in the front-rear direction, the third wheel that rolls in a direction orthogonal to the traveling direction of the first wheel and the second wheel. Since it is provided, it can move in the lateral direction without changing the orientation of the apparatus.

第1車輪,第2車輪及び第3車輪がそれぞれ車輪外周に沿った回転軸を備えた回転体を複数配設した全方向車輪で構成されていることから、前後方向への走行の際に回転しない第3車輪ではその下端の回転体が走行装置の走行に伴って回転し、左側或いは右側への横移動の際に回転しない第1車輪及び第2車輪ではその下端の回転体が走行装置の横移動に伴って回転する。よって、走行時に回転しない車輪がある場合でも、本実施形態に係る走行装置1は、前後方向及び横方向への移動を円滑に行える。   Since the first wheel, the second wheel, and the third wheel are composed of omnidirectional wheels provided with a plurality of rotating bodies each having a rotating shaft along the outer periphery of the wheel, the first wheel, the second wheel, and the third wheel rotate when traveling in the front-rear direction. The rotating body at the lower end of the third wheel rotates as the traveling device travels, and the rotating body at the lower end of the first wheel and the second wheel that does not rotate during lateral movement to the left or right side of the traveling device. Rotates with lateral movement. Therefore, even when there are wheels that do not rotate during traveling, the traveling device 1 according to the present embodiment can smoothly move in the front-rear direction and the lateral direction.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、図中のFrは三輪走行装置の前方を、Upは三輪走行装置の上方を、LHは三輪走行装置の横幅方向である左方を示す。
図1は本発明の実施形態に係る三輪走行装置(以下、走行装置と言う)1を示す斜視図であり、図2は正面図、図3は背面図、図4はA−A線断面図、図5は平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawing, Fr indicates the front of the three-wheeled traveling device, Up indicates the upper side of the three-wheeled traveling device, and LH indicates the left side that is the lateral width direction of the three-wheeled traveling device.
FIG. 1 is a perspective view showing a three-wheel traveling device (hereinafter referred to as a traveling device) 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a rear view, and FIG. FIG. 5 is a plan view.

走行装置1は、図1〜図3に示すように、ボディ10と、ボディ10の左側に配設した第1車輪110と、ボディの右側に配設した第2車輪120と、第1車輪110と第2車輪120との間に配設された第3車輪130とを備える他、図示省略する各車輪110,120,130を駆動する駆動手段とこの駆動手段を制御する制御手段とを備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the traveling device 1 includes a body 10, a first wheel 110 disposed on the left side of the body 10, a second wheel 120 disposed on the right side of the body, and a first wheel 110. And a third wheel 130 disposed between the first wheel 120 and the second wheel 120, and a driving means for driving the respective wheels 110, 120, 130 (not shown) and a control means for controlling the driving means. Yes.

ボディ10は、メインフレーム部11と、このメインフレーム部11に揺動可能に取り付けられ第1車輪110,第2車輪120を支持するサブフレーム部12L,12Rと、走行中の路面の状況に応じてボディ10が受ける振動などを減衰させるダンパー機構15と、を備えている。   The body 10 includes a main frame portion 11, subframe portions 12 </ b> L and 12 </ b> R that are swingably attached to the main frame portion 11 and support the first wheel 110 and the second wheel 120, and the road surface condition during travel. And a damper mechanism 15 for attenuating vibration received by the body 10.

メインフレーム部11は、図2〜図4に示すように、垂直状に起立し走行装置前方に面した正面プレート11Aと、この正面プレート11Aと同形に形成され一定の距離を置いて正面プレート11Aと対向するように配設された背面プレート11Bと、正面プレート11Aの上端と背面プレート11Bの上端とを連結する水平板状の連結プレート11Cと、この連結プレート11Cの上面に固定され中心軸を鉛直方向に沿わせた筒材11Dと、この筒材11D内を摺動可能な鉛直シャフト11Eと、この鉛直シャフト11Eの上端に固定されたプレート状の台座11Fと、から構成されている。メインフレーム部11の各構成部材11A〜11Fは鋼材でできている。なお、メインフレーム部11は、パイプ状の鋼材を組み合わせて、或いはパイプ状と板状の鋼材を組み合わせて構成されてもよい。   As shown in FIGS. 2 to 4, the main frame portion 11 has a front plate 11 </ b> A that stands vertically and faces the front of the traveling apparatus, and is formed in the same shape as the front plate 11 </ b> A and is spaced a certain distance away from the front plate 11 </ b> A. A rear plate 11B disposed so as to oppose, a horizontal plate-like connecting plate 11C that connects the upper end of the front plate 11A and the upper end of the rear plate 11B, and a central axis that is fixed to the upper surface of the connecting plate 11C. It is comprised from the cylindrical material 11D along the vertical direction, the vertical shaft 11E which can slide inside this cylindrical material 11D, and the plate-shaped base 11F fixed to the upper end of this vertical shaft 11E. Each component 11A-11F of the main frame part 11 is made of steel. In addition, the main frame part 11 may be comprised combining pipe-shaped steel materials or combining pipe-shaped and plate-shaped steel materials.

サブフレーム部12L,12Rは鋼材で成り、例えば図1に示すように矩形状のプレート部材として構成され、広い面が走行装置1の幅方向外側を向くように走行装置1に配設されており、走行装置1の左側と右側とにそれぞれ設けられている。左側のサブフレーム部12Lには駆動系としての第1車輪110が、右側のサブフレーム部12Rには第2車輪120が取り付けられる。   The sub-frame portions 12L and 12R are made of steel, for example, are configured as rectangular plate members as shown in FIG. 1, and are disposed in the traveling device 1 so that a wide surface faces the outer side in the width direction of the traveling device 1. , Provided on the left side and the right side of the traveling device 1, respectively. A first wheel 110 as a drive system is attached to the left subframe portion 12L, and a second wheel 120 is attached to the right subframe portion 12R.

ダンパー機構15は、各サブフレーム部12L,12Rを揺動可能に支持する一対のサスペンションアーム151U,151Dと、サスペンションアーム151U,151Dの急激な揺動やメインフレーム部11に及ぼす振動を緩衝するスプリング、ゴムなどの弾機手段と、を備えている。以下、弾機手段としてスプリング152を使用した場合を説明する。   The damper mechanism 15 includes a pair of suspension arms 151U and 151D that support the sub-frame portions 12L and 12R in a swingable manner, and springs that buffer sudden swings of the suspension arms 151U and 151D and vibrations exerted on the main frame portion 11. , And bullet means such as rubber. Hereinafter, the case where the spring 152 is used as a bulleting means will be described.

ダンパー機構15の具体的構成について例示する。
図2に示すように、走行装置1の前部左側では、左側のサブフレーム部12Lの前端面221Lに一対のサスペンションアーム151U,151Dの各先端部がピン153によって回転可能に取り付けられている。走行装置1の前部右側では、右側のサブフレーム部12Rの前端面221Rに他の一対のサスペンションアーム151U,151Dの各先端部がピン153によって回転可能に取り付けられている。これらのサスペンションアーム151U,151Dの基部は、それぞれピン154によって正面プレート11Aに回転可能に取り付けられている。
A specific configuration of the damper mechanism 15 will be illustrated.
As shown in FIG. 2, on the left side of the front portion of the traveling device 1, the front ends of a pair of suspension arms 151 </ b> U and 151 </ b> D are rotatably attached to the front end surface 221 </ b> L of the left subframe portion 12 </ b> L by pins 153. On the front right side of the traveling device 1, the tip ends of the other pair of suspension arms 151U and 151D are rotatably attached to the front end surface 221R of the right subframe portion 12R by pins 153. The bases of these suspension arms 151U and 151D are rotatably attached to the front plate 11A by pins 154, respectively.

走行装置1の後部では、図3に示すように、左側のサブフレーム部12Lの後端面222Lに一対のサスペンションアーム155U,155Dの各先端部がピン156によって回転可能に取り付けられ、右側では、右側のサブフレーム部12Rの後端面222Rに他の一対のサスペンションアーム155U,155Dの各先端部がピン156によって回転可能に取り付けられている。これらのサスペンションアーム155U,155Dの基部は、それぞれピン157によって背面プレート11Bに回転可能に取り付けられている。   As shown in FIG. 3, at the rear portion of the traveling device 1, the front end portions of the pair of suspension arms 155U and 155D are rotatably attached to the rear end surface 222L of the left subframe portion 12L by pins 156. The tip ends of the other pair of suspension arms 155U and 155D are rotatably attached to the rear end surface 222R of the subframe portion 12R by pins 156. The bases of these suspension arms 155U and 155D are rotatably attached to the back plate 11B by pins 157, respectively.

本実施形態において、走行装置1の前部(後部)で左右のサブフレーム部12L,12Rをそれぞれ支持する一対のサスペンションアーム151U,151D(155U,155D)は間隔をあけて上下に平行に配設されている。走行装置1の前部に配設されたサスペンションアーム151U,151Dの内、上側のサスペンションアーム151Uの中間部には、スプリング152を支持するバー158の一端部がピン159Aによって回転可能に取り付けられている。このバー158の先端部寄りにはバー表面から円環状のフランジ158Aが突出しており、このフランジ158Aにスプリング152の一端が固定されている。このスプリング152の自然長はバー158のフランジ158Aから先端までの距離よりも長く、スプリング152はバー158に取り付けられた状態でスプリング先端部がバー158の先端を越えてバー延長線上に配置されている。スプリング152の他端は、台座11Fの前端面にピン159Bによって回転可能に取り付けられた受け部159Cに取り付けられている。台座11Fとバー158との間でスプリング152は台座11F等の重みによって圧縮されて取り付けられるが、その弾性力によって鉛直シャフト11Eを筒材11Dから上方へ引き出した状態で台座11Fを支持している。
このようなダンパー機構15によって、サスペンションアーム151U,151Dの不要な上下動を吸収する。
In the present embodiment, a pair of suspension arms 151U and 151D (155U and 155D) that support the left and right subframe portions 12L and 12R at the front portion (rear portion) of the traveling device 1 are arranged in parallel vertically with a space therebetween. Has been. One end portion of a bar 158 that supports the spring 152 is rotatably attached to a middle portion of the upper suspension arm 151U among the suspension arms 151U and 151D disposed at the front portion of the traveling device 1 by a pin 159A. Yes. An annular flange 158A projects from the bar surface near the tip of the bar 158, and one end of a spring 152 is fixed to the flange 158A. The natural length of the spring 152 is longer than the distance from the flange 158A to the tip of the bar 158, and the spring 152 is attached to the bar 158 so that the spring tip extends over the bar 158 on the bar extension line. Yes. The other end of the spring 152 is attached to a receiving portion 159C that is rotatably attached to the front end surface of the base 11F by a pin 159B. The spring 152 is compressed and attached between the pedestal 11F and the bar 158 by the weight of the pedestal 11F and the like, but the pedestal 11F is supported in a state where the vertical shaft 11E is pulled upward from the cylindrical member 11D by its elastic force. .
The damper mechanism 15 absorbs unnecessary vertical movement of the suspension arms 151U and 151D.

左側のサブフレーム部12Lの外側には幅方向外側へ突出するように駆動手段としてのホイールインモーター20が取り付けられており、このホイールインモーター20に第1車輪110が取り付けられている。ホイールインモーター20は従来より各種の構造のものが知られており、本実施形態では様々のタイプのものを適用可能であるが、特にステーター(stator)とそのまわりを回転するローター(rotor)を備えた装置を使用するのが望ましい。具体的には、ステーターを左側のサブフレーム部12Lに固定し、このステーターのまわりを回転するローターに第1車輪110を同軸状に取り付ける。このような構成によって、第1車輪110はローターと共に回転する。
右側のサブフレーム部12Rの外側面にもホイールインモーター20が取り付けられており、このローターに第2車輪120が取り付けられている。
A wheel-in motor 20 as drive means is attached to the outside of the left sub-frame portion 12L so as to protrude outward in the width direction, and the first wheel 110 is attached to the wheel-in motor 20. The wheel-in motor 20 has conventionally been known to have various structures, and in this embodiment, various types can be applied. In particular, a stator and a rotor that rotates around the stator are used. It is desirable to use the equipment provided. Specifically, the stator is fixed to the left subframe portion 12L, and the first wheel 110 is coaxially attached to a rotor that rotates around the stator. With such a configuration, the first wheel 110 rotates together with the rotor.
A wheel-in motor 20 is also attached to the outer surface of the right sub-frame portion 12R, and the second wheel 120 is attached to this rotor.

本実施形態において、第1車輪110と第2車輪120とは、それらの円板状の側面が対向するようにボディ10に配設され、平地に走行装置1が置かれた状態では第1車輪110と第2車輪120の回転の中心が仮想の同一直線α1(図1)上に配置される。   In the present embodiment, the first wheel 110 and the second wheel 120 are disposed on the body 10 such that their disk-shaped side faces each other, and the first wheel is in a state where the traveling device 1 is placed on a flat ground. 110 and the center of rotation of the second wheel 120 are arranged on an imaginary straight line α1 (FIG. 1).

第3車輪130は、走行装置1の前後水平方向の延びる仮想線α2(図4)、即ち、第1車輪110及び第2車輪120の車軸の延長線と直交する水平な直線まわりに回転するように配設されている。具体的には、図4に示すように、第3車輪130はメインフレーム部11を構成する正面プレート11Aと背面プレート11Bとの間に挟持されるように配設されたホイールインモーター20に取り付けられている。このホイールインモーター20は、ステーターが正面プレート11Aと背面プレート11Bとに固定され、このステーターのまわりを回転するローターに第3車輪130が取り付けられている。   The third wheel 130 rotates around a horizontal straight line orthogonal to an imaginary line α2 (FIG. 4) extending in the front-rear horizontal direction of the traveling device 1, that is, an extension line of the axles of the first wheel 110 and the second wheel 120. It is arranged. Specifically, as shown in FIG. 4, the third wheel 130 is attached to the wheel-in motor 20 disposed so as to be sandwiched between the front plate 11 </ b> A and the back plate 11 </ b> B constituting the main frame portion 11. It has been. The wheel-in motor 20 has a stator fixed to the front plate 11A and the back plate 11B, and a third wheel 130 is attached to a rotor that rotates around the stator.

さらに、本実施形態に係る各車輪は全方向車輪30で構成されていることを特徴としている。即ち、第1車輪110、第2車輪120、第3車輪130は、例えば、特開2002−137602号公報及び特開2004−344289号公報に開示されている回転体付き車輪として構成されており、図6に示すように、その外周に沿った回転軸Yを備えた複数個の回転体31を備えている。これらの回転体31は、それぞれ車輪110,120,130の車軸方向X(図6参照)と直交する回転軸Y(図6参照)の周りに回動可能に支持されている。各回転体31の表面が車輪の外周円の円弧を画成するように形成されている。具体的には、各回転体31は、先端部の直径が後端部の直径より小さくした先細のカップ状に形成されている。これにより、車輪自体が車軸方向側(即ち、図示のX側)に移動しようとするとき、地面等FLに接地している回転体(図中のダブルハッチングを付した回転体;他の回転体と区別するために符号31Bを付す)はその回転軸Yの周りに回転することにより、地面等FLを転動して、車輪自体が方向転換することなく、車輪は横方向への移動を円滑に行うことができる。
第1車輪110、第2車輪120、第3車輪130は、同じ寸法、同じ形状に構成され、各回転の中心が同じ高さになるように、ボディ10に取り付けられている。平地に走行装置1が置かれた状態で各車輪110,120,130は地面に接触する。
Further, each wheel according to the present embodiment is configured by an omnidirectional wheel 30. That is, the 1st wheel 110, the 2nd wheel 120, and the 3rd wheel 130 are constituted as a wheel with a rotating body currently indicated by JP, 2002-137602, A, and JP, 2004-344289, for example, As shown in FIG. 6, a plurality of rotating bodies 31 having a rotation axis Y along the outer periphery thereof are provided. These rotating bodies 31 are supported so as to be rotatable around a rotation axis Y (see FIG. 6) orthogonal to the axle direction X (see FIG. 6) of the wheels 110, 120, and 130, respectively. The surface of each rotating body 31 is formed so as to define an arc of the outer circumference of the wheel. Specifically, each rotating body 31 is formed in a tapered cup shape in which the diameter of the front end portion is smaller than the diameter of the rear end portion. As a result, when the wheel itself is about to move in the axle direction side (that is, the X side in the figure), the rotating body that is in contact with the ground or the like FL (rotating body with double hatching in the figure; other rotating body) The reference numeral 31B is used to distinguish the wheel from the rotation axis Y, so that the wheel rolls on the ground or the like FL, and the wheel moves smoothly in the lateral direction without changing the direction of the wheel itself. Can be done.
The 1st wheel 110, the 2nd wheel 120, and the 3rd wheel 130 are constituted by the same size and the same shape, and are attached to body 10 so that the center of each rotation may become the same height. Each wheel 110, 120, 130 contacts the ground with the traveling device 1 placed on a flat ground.

走行装置1は、例えば、下端部が支持されて回転可能な棒状のレバーと、このレバーの回転角度を検出するセンサーとを有するジョイスティック等の操作手段(図示省略)を備え、ユーザーがレバーを移動方向へ倒すことで、その回転角度の信号が操作手段から制御装置(図示省略)へ送られ、制御装置がその信号に基づいて第1〜第3車輪110〜130を制御する。例えば、レバーの回転角度に対応した各車輪110〜130の回転速度が予め規定されて、参照データとして制御装置に内蔵されたROM等の記憶手段に記憶されており、制御装置は操作手段の信号と参照データとに基づいて各車輪110〜130を制御する。
本実施形態では、例えば、制御装置としてエレクトロニック・コントロール・ユニット(Electronic Control Unit: ECU)が用いられる。制御装置や各駆動手段への電源は図示省略するバッテリーから供給される。バッテリーや制御装置は、例えば、メインフレーム部11に取り付けられる。
具体的には、図7のシステム動作フローのように、ECUが、ジョイスティック等の操作手段からの信号に基づいて車輪速度演算を行い、第1車輪110〜第3車輪130のモーター駆動アンプへ走行速度指令及び/又は横車輪速度指令を送出する。ECUは、左右の車輪としての第1車輪110及び第2車輪120に関連して走行方向の情報を含むハンドル指令を生成する。本実施形態に係る走行装置1では、左右の車輪としての第1車輪110及び第2車輪120への制御としてバランス制御を行う。即ち、走行装置1が自立するように第1車輪110及び第2車輪120を制御する。このため、ボディ10に取り付けた角度センサーからの角度信号に基づいて、ECUは、走行装置1がバランスをとるための走行速度指令を演算する。このバランス演算の結果と車輪速度演算の結果とに基づいて、走行速度指令が生成される。ECUはバランスを考慮した走行速度指令とハンドル指令とに基づいて、左車輪用の速度指令と右車輪用の速度指令を生成する。これらの速度指令は、ロータリーエンコーダで検出された速度に基づいてフィードバック制御が行われて、各モーター駆動アンプへ送られる。このように、各第1車輪110〜第3車輪130が駆動制御される。なお、角度センサーの数は1つに限るものではない。
The traveling device 1 includes, for example, an operation means (not shown) such as a joystick having a rod-like lever that is rotatable with a lower end supported and a rotation angle of the lever, and the user moves the lever. By tilting in the direction, a signal of the rotation angle is sent from the operating means to a control device (not shown), and the control device controls the first to third wheels 110 to 130 based on the signal. For example, the rotational speed of each of the wheels 110 to 130 corresponding to the rotation angle of the lever is defined in advance and stored as reference data in a storage means such as a ROM built in the control device. The wheels 110 to 130 are controlled based on the reference data.
In the present embodiment, for example, an electronic control unit (ECU) is used as the control device. Power to the control device and each driving means is supplied from a battery not shown. The battery and the control device are attached to the main frame unit 11, for example.
Specifically, as shown in the system operation flow of FIG. 7, the ECU calculates the wheel speed based on a signal from an operation means such as a joystick and travels to the motor drive amplifiers of the first wheel 110 to the third wheel 130. Send speed command and / or side wheel speed command. The ECU generates a steering wheel command including information on the traveling direction in relation to the first wheel 110 and the second wheel 120 as the left and right wheels. In the traveling device 1 according to the present embodiment, balance control is performed as control to the first wheel 110 and the second wheel 120 as the left and right wheels. That is, the first wheel 110 and the second wheel 120 are controlled so that the traveling device 1 is independent. For this reason, based on the angle signal from the angle sensor attached to the body 10, ECU calculates the traveling speed command for the traveling apparatus 1 to balance. A traveling speed command is generated based on the balance calculation result and the wheel speed calculation result. The ECU generates a speed command for the left wheel and a speed command for the right wheel based on the travel speed command and the handle command in consideration of balance. These speed commands are subjected to feedback control based on the speed detected by the rotary encoder, and are sent to each motor drive amplifier. In this way, the first wheel 110 to the third wheel 130 are driven and controlled. Note that the number of angle sensors is not limited to one.

本実施形態において走行装置1は、第1車輪110及び第2車輪120を駆動させる際は第3車輪130を駆動させない第1走行モード、第3車輪130を駆動させる際は第1車輪110及び第2車輪120を駆動させない第2走行モード、第1車輪110,第2車輪120及び第3車輪130を同時に駆動させる第3走行モードによって走行する。具体的には、第2走行モードにおいて走行装置1は、操作手段のレバーが真横に倒された際に、即ち、真横への移動指示が出されたときには第3車輪130を駆動し、その際は第1車輪110及び第2車輪120を駆動しないように、駆動系に対する制御を行う。
また、第3走行モードでは、例えば、走行装置1の向きを変えずに斜めに走行するように、或いは、斜めに走行しつつ回転するように、走行装置1の三輪、即ち第1車輪110,第2車輪120及び第3車輪130を同時に駆動させる。
なお、上記走行モードは、例えば、モードごとに設けたボタンの何れかを押すことで選択できるようになっている。
In the present embodiment, the traveling device 1 has a first traveling mode in which the third wheel 130 is not driven when the first wheel 110 and the second wheel 120 are driven, and the first wheel 110 and the second wheel 130 are driven when the third wheel 130 is driven. The vehicle travels in the second travel mode in which the two wheels 120 are not driven, and in the third travel mode in which the first wheels 110, the second wheels 120, and the third wheels 130 are simultaneously driven. Specifically, in the second traveling mode, the traveling device 1 drives the third wheel 130 when the lever of the operating means is tilted to the side, that is, when an instruction to move to the side is issued, Controls the drive system so as not to drive the first wheel 110 and the second wheel 120.
In the third travel mode, for example, the three wheels of the travel device 1, that is, the first wheels 110, so as to travel obliquely without changing the direction of the travel device 1, or rotate while traveling obliquely. The second wheel 120 and the third wheel 130 are driven simultaneously.
The travel mode can be selected, for example, by pressing one of the buttons provided for each mode.

本実施形態に係る走行装置1は以上のように構成され、次のように動作する。
先ず、前後方向の走行は、ユーザーが操作手段のレバーを前方或いは後方へ倒すことで、制御装置によって第1車輪110及び第2車輪120のホイールインモーター20をそれぞれ駆動制御して、双方の第1車輪110及び第2車輪120を前周りに駆動すると走行装置1は前進する。また、双方の第1車輪110及び第2車輪120を後周りに駆動すると、走行装置1は後退する。
The traveling device 1 according to the present embodiment is configured as described above and operates as follows.
First, in the front-rear direction, the user drives and controls the wheel-in motors 20 of the first wheel 110 and the second wheel 120 by the control device by tilting the lever of the operation means forward or backward, respectively. When the one wheel 110 and the second wheel 120 are driven forward, the traveling device 1 moves forward. Further, when both the first wheel 110 and the second wheel 120 are driven backward, the traveling device 1 moves backward.

また、レバーを前後方向の線から左側或いは右側に傾けて倒すことで、傾けた側の車輪の回転速度を遅くさせて、傾けた側に曲がりながら走行させることもできる。例えば、ユーザーがレバーを右前方へ倒すと、制御装置は、左の第1車輪110を前周りに比較的高速で駆動させると共に、右の第2車輪120を前周りに比較的低速で駆動させることで、左右の車輪の回転速度の差に基づいて、走行装置1は右に曲がりながら前進する。この際、駆動制御されない第3車輪130自体も走行面に接触しているので、第3車輪130において走行面に接触している回転体31だけが走行面から受ける摩擦によって回転する。   In addition, by tilting the lever to the left or right from the line in the front-rear direction, the rotation speed of the wheel on the tilted side can be slowed down and the vehicle can run while turning to the tilted side. For example, when the user tilts the lever forward to the right, the control device drives the left first wheel 110 forward at a relatively high speed and drives the right second wheel 120 forward at a relatively low speed. Thus, based on the difference between the rotational speeds of the left and right wheels, the traveling device 1 moves forward while turning right. At this time, since the third wheel 130 that is not driven and controlled is also in contact with the traveling surface, only the rotating body 31 that is in contact with the traveling surface in the third wheel 130 rotates due to friction received from the traveling surface.

一方、ユーザーが操作手段のレバーを真横、例えば、前後方向の線に対して直交するように右側或いは左側に倒すことで、制御装置によって第3車輪130だけが駆動制御される。これにより、走行装置1は、その向きを変えずに、横方向に、右側或いは左側に移動する。この際、駆動制御されない第1車輪110及び第2車輪120自体も走行面に接触しているので、第1車輪110及び第2車輪120では走行面に接触している回転体31だけが走行面から受ける摩擦によって回転する。
また、走行装置1の三輪、即ち第1車輪110,第2車輪120及び第3車輪130を同時に駆動させて、回転を伴いながら斜めへの走行等が可能である。
On the other hand, when the user tilts the lever of the operation means to the side, for example, the right side or the left side so as to be orthogonal to the line in the front-rear direction, only the third wheel 130 is driven and controlled by the control device. As a result, the traveling device 1 moves laterally to the right or left without changing its orientation. At this time, since the first wheel 110 and the second wheel 120 that are not driven and controlled are also in contact with the traveling surface, only the rotating body 31 that is in contact with the traveling surface in the first wheel 110 and the second wheel 120 is the traveling surface. Rotates due to friction received from
In addition, the three wheels of the traveling device 1, that is, the first wheel 110, the second wheel 120, and the third wheel 130 can be driven at the same time so that the vehicle travels obliquely with rotation.

このように、本発明の実施形態に係る走行装置1によれば、前後方向への移動の駆動力を発揮する第1車輪110及び第2車輪120の他に、第1車輪110及び第2車輪120の進行方向と直交する方向へ転動する第3車輪130を備えていることから、装置の向きを変えずに横方向への移動を行える。   Thus, according to the traveling device 1 according to the embodiment of the present invention, the first wheel 110 and the second wheel in addition to the first wheel 110 and the second wheel 120 that exhibit the driving force for movement in the front-rear direction. Since the third wheel 130 that rolls in a direction orthogonal to the traveling direction of 120 is provided, the lateral movement can be performed without changing the orientation of the apparatus.

また、第1車輪110,第2車輪120及び第3車輪130がそれぞれ車輪外周に沿って回転体31を複数配設した全方向車輪30で構成されていることから、前後方向への走行の際に回転しない第3車輪130ではその下端の回転体31が走行装置1の走行に伴って回転し、左側或いは右側への横移動の際に回転しない第1車輪110及び第2車輪120ではその下端の回転体31が走行装置1の横移動に伴って回転する。よって、走行時に回転しない車輪があるとしても、本実施形態に係る走行装置1は、前後方向及び横方向への移動を円滑に行える。   Moreover, since the 1st wheel 110, the 2nd wheel 120, and the 3rd wheel 130 are comprised by the omnidirectional wheel 30 which each arrange | positioned the rotary body 31 along the wheel outer periphery, in the case of driving | running | working in the front-back direction The rotating body 31 at the lower end of the third wheel 130 that does not rotate at the same time rotates as the traveling device 1 travels, and the lower end at the first wheel 110 and the second wheel 120 that does not rotate during the lateral movement to the left or right side. The rotating body 31 rotates as the traveling device 1 moves laterally. Therefore, even if there is a wheel that does not rotate during traveling, the traveling device 1 according to the present embodiment can smoothly move in the front-rear direction and the lateral direction.

本発明の走行装置1を利用して、図8に示すように台座11Fにシート51を固定した電動車椅子50を構成することもできる。この場合、シート51のシートバック51Aの縁から前方に延出したアームレスト51Bに、レバー61を有する操作手段60を配設すると便利である。   By using the traveling device 1 of the present invention, an electric wheelchair 50 in which a seat 51 is fixed to a pedestal 11F can be configured as shown in FIG. In this case, it is convenient to dispose the operating means 60 having the lever 61 on the armrest 51B extending forward from the edge of the seat back 51A of the seat 51.

本実施例における電動車椅子50は、乗員が搭乗する際にシートがその形態を変形することを特徴としている。即ち、電動車椅子50は、図9(A)に示すように乗員がシート51に座る前にフットレスト51Gに立って乗り込むことができ、乗り込んだ後にシート51の形態が図9(B)に示すように変形して、最終的には、図9(C)に示すようにシート51が着座用の形態をとることを特徴としている。   The electric wheelchair 50 in the present embodiment is characterized in that the seat changes its form when the occupant gets on board. That is, as shown in FIG. 9A, the electric wheelchair 50 can be ridden while standing on the footrest 51G before the occupant sits on the seat 51, and the form of the seat 51 is shown in FIG. Finally, as shown in FIG. 9C, the seat 51 takes a seating form.

シート51は、図10(A)に示すように、台座11Fに取り付けたベース51Cと、このベース51Cの左右の縁部からそれぞれ起立したフレームステー51Dと、これらのフレームステー51D,51Dの上端部に側縁の中間部をそれぞれ回転可能に取り付けられた座部51Eと、この座部51Eの後部に回転可能に取り付けた上記シートバック51Aと、座部51Eの前部に回転可能に取り付けた前垂れフレーム51Fと、この前垂れフレーム51Fの下端に取り付けられたフットレスト51Gと、フレームステー51D,シートバック51A及び前垂れフレーム51Fにそれぞれ回転可能に取り付けたリンクバー51Hと、から構成されている。リンクバー51Hはシート51の左右にそれぞれ設けられていて、各リンクバー51H,51Hは、長さ中間部をフレームステー51Dに回転可能に取り付けられ、先端部を前垂れフレーム51Fに回転可能に取り付けられ、後端部をシートバック51Aの下端部に回転可能に取り付けられている。   As shown in FIG. 10A, the seat 51 includes a base 51C attached to the pedestal 11F, a frame stay 51D erected from the left and right edges of the base 51C, and upper ends of the frame stays 51D and 51D. A seat 51E rotatably attached to the middle part of each side edge, the seat back 51A rotatably attached to the rear part of the seat 51E, and a front stool attached rotatably to the front of the seat 51E The frame 51F includes a footrest 51G attached to the lower end of the front hanging frame 51F, and a link bar 51H rotatably attached to the frame stay 51D, the seat back 51A, and the front hanging frame 51F. The link bar 51H is provided on each of the left and right sides of the seat 51, and each link bar 51H, 51H is rotatably attached to the frame stay 51D at the intermediate length portion and rotatably attached to the front hanging frame 51F. The rear end portion is rotatably attached to the lower end portion of the seat back 51A.

シート51を構成するベース51Cには、パワーシリンダー170がブラケット51Kを介して取り付けられている。このパワーシリンダー170は、本体部171と、この本体部171に摺動可能に取り付けられたロッド172と、を備え、本体部171に内蔵されたモーターが後述のECU65によって制御されることでロッド172の本体部171から引き出される長さが調整される。本体部171が上記ブラケット51Kに固定され、ロッド172の先端は上記リンクバー51Hに回転可能に取り付けられる。
なお、図10(A)に示すように、パワーシリンダー170が縮んでリンクバー51Hが水平に延びた状態で、リンクバー51Hの先端部と座部51Eの先端部とで支持された前垂れフレーム51Fが鉛直状に配設され、リンクバー51Hの後端部と座部51Eの後端部とで支持されたシートバック51Aが鉛直状に配設されることで、座面及びフットレスト51Gが水平に保持され、シートバック51Aが座面に対してほぼ直角を成すように保持される。一方、図10(A)に示す状態においてパワーシリンダー170が駆動してロッド172が伸びると、図10(B)に示すようにリンクバー51Hの後側が持ち上がり、リンクバー51Hの揺動動作に連動してシートバック51Aが上方へ移動すると共に前垂れフレーム51Fが下がる。ロッド172が最も引き出された状態では、前垂れフレーム51Fの下端に設けたフットレスト51Gが地面に当接する。このように、フットレスト51Gが接地した状態で、電動車椅子50に人が乗り込むことができる。以下、図9(A)及び図10(B)に示すように、フットレスト51Gが地面に接した電動車椅子50の姿勢を起立搭乗姿勢といい、図9(C)及び図10(A)に示すようにフットレスト51Gが所定の高さ位置で水平状に保持されて走行可能な姿勢をバランス走行姿勢という。なお、図10ではアームレスト51Bの表示を省略している。
A power cylinder 170 is attached to a base 51C constituting the seat 51 via a bracket 51K. The power cylinder 170 includes a main body 171 and a rod 172 slidably attached to the main body 171, and the rod 172 is controlled by an ECU 65 (described later) controlling a motor built in the main body 171. The length drawn from the main body 171 is adjusted. The main body 171 is fixed to the bracket 51K, and the tip of the rod 172 is rotatably attached to the link bar 51H.
As shown in FIG. 10A, in the state where the power cylinder 170 is contracted and the link bar 51H is horizontally extended, the front hanging frame 51F supported by the tip end of the link bar 51H and the tip end of the seat 51E. Is disposed vertically, and the seat back 51A supported by the rear end portion of the link bar 51H and the rear end portion of the seat portion 51E is disposed vertically, so that the seat surface and the footrest 51G are horizontal. The seat back 51A is held so as to be substantially perpendicular to the seating surface. On the other hand, when the power cylinder 170 is driven and the rod 172 is extended in the state shown in FIG. 10A, the rear side of the link bar 51H is lifted as shown in FIG. 10B and interlocked with the swinging motion of the link bar 51H. Then, the seat back 51A moves upward and the front hanging frame 51F is lowered. In the state where the rod 172 is pulled out most, the footrest 51G provided at the lower end of the front hanging frame 51F contacts the ground. Thus, a person can get into the electric wheelchair 50 in a state where the footrest 51G is grounded. Hereinafter, as shown in FIGS. 9 (A) and 10 (B), the posture of the electric wheelchair 50 in which the footrest 51G is in contact with the ground is referred to as a standing boarding posture, and is shown in FIGS. 9 (C) and 10 (A). In this way, the posture in which the footrest 51G is held horizontally at a predetermined height position and can travel is referred to as a balanced travel posture. In FIG. 10, the display of the armrest 51B is omitted.

ここで、図11は本実施例の電動車椅子50の制御ブロック図であり、電動車椅子50は、第1車輪110のホイールインモーター20を制御するためのモータードライバー63Aと、第2車輪120のホイールインモーター20を制御するためのモータードライバー63Bと、第3車輪130のホイールインモーター20を制御するためのモータードライバー63Cと、パワーシリンダー170を制御するためのモータードライバー63Dと、ジャイロセンサー64と、レバー61を有する操作手段60と、各モータードライバー63A〜63Dを制御するECU65と、バッテリー66と、を備えている。
ECU65は、走行中において、操作手段60からの信号とジャイロセンサー64からの信号に基づいて各モータードライバー63A,63B,63Cを制御する。ジャイロセンサー64は、例えば、台座11Fの上に取り付けられて、走行装置1のピッチング角、即ち、第1車輪110と第2車輪120の車軸に平行な軸まわりの角度を検出するものである。このピッチング角に応じてECU65が第1車輪110と第2車輪120を駆動させることで、走行装置(即ち、電動車椅子50)が所望の傾きの姿勢を維持する。
パワーシリンダー170を操作するためのスイッチ、即ちロッド172の出し入れを操作するためのスイッチは、図示省略するが、例えば、アームレスト51B(図8)に配設されており、このスイッチからの信号がECU65へ送られる。
Here, FIG. 11 is a control block diagram of the electric wheelchair 50 of the present embodiment. The electric wheelchair 50 includes a motor driver 63 </ b> A for controlling the wheel-in motor 20 of the first wheel 110 and the wheel of the second wheel 120. A motor driver 63B for controlling the in-motor 20, a motor driver 63C for controlling the wheel-in motor 20 of the third wheel 130, a motor driver 63D for controlling the power cylinder 170, a gyro sensor 64, An operating means 60 having a lever 61, an ECU 65 for controlling the motor drivers 63A to 63D, and a battery 66 are provided.
The ECU 65 controls the motor drivers 63A, 63B, and 63C based on a signal from the operation means 60 and a signal from the gyro sensor 64 during traveling. For example, the gyro sensor 64 is mounted on the pedestal 11 </ b> F and detects the pitching angle of the traveling device 1, that is, the angle around the axis parallel to the axles of the first wheel 110 and the second wheel 120. The ECU 65 drives the first wheel 110 and the second wheel 120 in accordance with the pitching angle, so that the traveling device (that is, the electric wheelchair 50) maintains a desired inclination posture.
Although a switch for operating the power cylinder 170, that is, a switch for operating the rod 172, is not shown, for example, it is disposed on the armrest 51B (FIG. 8), and a signal from this switch is sent to the ECU 65. Sent to.

次に、このように構成された電動車椅子50の制御について説明する。
先ず、図9(A)に示す起立搭乗姿勢において、使用者が電源を投入し、姿勢可変用のパワーシリンダー170を動作させてロッド172の引き出し長さを短くする。これにより、リンクバー51Hの先端部及びそれに連結した前垂れフレーム51Fが上へ持ち上がることで、フットレスト51Gが地面から離れる。この際、ECU65は、電動車椅子50が転倒しないように、即ち電動車椅子50が倒立するように、ジャイロセンサー64が検出したピッチング角に基づいて第1車輪110及び第2車輪120のホイールインモーター20,20を同方向へ回転させる制御(以下、倒立制御という)を行い、バランスを維持する。フットレスト51Gが予め決められた位置まで持ち上げられた後においても、バランスをとる制御が行われる。
Next, control of the electric wheelchair 50 configured as described above will be described.
First, in the standing boarding posture shown in FIG. 9A, the user turns on the power and operates the posture changing power cylinder 170 to shorten the pull-out length of the rod 172. As a result, the footrest 51G is separated from the ground by lifting the front end portion of the link bar 51H and the front hanging frame 51F connected thereto. At this time, the ECU 65 controls the wheel-in motors 20 of the first wheel 110 and the second wheel 120 based on the pitching angle detected by the gyro sensor 64 so that the electric wheelchair 50 does not fall, that is, the electric wheelchair 50 is inverted. , 20 is rotated in the same direction (hereinafter referred to as inversion control) to maintain the balance. Even after the footrest 51G is lifted to a predetermined position, control for balancing is performed.

このように、フットレスト51Gが持ち上がり、図9(C)に示すようにバランス走行姿勢になった状態で、乗員がレバー61を操作することで電動車椅子50は走行する。
例えば、乗員がレバー61を回転させると、ECU65が倒立制御を行いながら第1車輪110及び第2車輪120のホイールインモーター20,20に差動を与えて、電動車椅子50は旋回する。
レバー61を前後に動かすと、ECU65が倒立制御に所定の迎え角を付けて、即ち進行方向側へ電動車椅子自体が前のめり状に若干傾斜するように第1車輪110及び第2車輪120のホイールインモーターを制御して、電動車椅子がバランスを保たせながら前後に走行する。
レバー61を左右に動かすと、ECU65が倒立制御を行いながら第3車輪130のホイールインモーター20を駆動して、電動車椅子50が真横へ移動する。
レバー61を斜め横に動かすと、ECU65が倒立制御を行いながら第1車輪110及び第2車輪120を前進或いは後進方向へ回転させると共に第3車輪130を回転させることで、電動車椅子50が斜め横へ移動する。
また、電動車椅子50は、上記の動作を複合すると倒立制御を行いながら、旋回を伴いつつ斜めに移動するような複雑な走行も可能である。
In this way, the electric wheelchair 50 travels when the occupant operates the lever 61 in a state where the footrest 51G is lifted and is in the balanced travel posture as shown in FIG. 9C.
For example, when the occupant rotates the lever 61, the ECU 65 turns the electric wheelchair 50 by giving a differential to the wheel-in motors 20, 20 of the first wheel 110 and the second wheel 120 while performing the inversion control.
When the lever 61 is moved back and forth, the ECU 65 adds a predetermined angle of attack to the inversion control, that is, the wheel-in of the first wheel 110 and the second wheel 120 so that the electric wheelchair itself slightly tilts forward in the traveling direction. The motorized wheelchair runs forward and backward while maintaining balance.
When the lever 61 is moved to the left or right, the ECU 65 drives the wheel-in motor 20 of the third wheel 130 while performing the inversion control, and the electric wheelchair 50 moves to the side.
When the lever 61 is moved obliquely laterally, the electric wheelchair 50 is obliquely laterally rotated by rotating the first wheel 110 and the second wheel 120 in the forward or reverse direction and rotating the third wheel 130 while performing the inversion control. Move to.
In addition, the electric wheelchair 50 can perform complicated traveling such that the electric wheelchair 50 moves obliquely with turning while performing inversion control when the above operations are combined.

このような電動車椅子50によれば、バランス制御しながら前後或いは斜めへの走行が可能であることに加え、第3車輪130だけを駆動することで真横への移動を行うこともできる。   According to such an electric wheelchair 50, in addition to being able to travel back and forth or obliquely while performing balance control, it is also possible to move to the side by driving only the third wheel 130.

以上詳述したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。例えば、ホイールインモーター20に代えて、各車輪がシャフト(車軸)に固定され、このドライブシャフトがモーター、即ち車輪ごとに設けられたモーターによって駆動されるように構成してもよい。この場合も、第1車輪と第2車輪とはそれらの車軸が同一直線上に配置され、第3車輪は第1車輪と上記第2車輪との間に配置され第1車輪及び第2車輪の車軸の延長線と直交する水平に配置された回転軸(車軸)のまわりで回転するように構成される。この際、第1車輪用のモーターは左側のサブフレーム部に、第2車輪用のモーターは右側のサブフレーム部に、第3車輪用のモーターはメインフレーム部に取り付けられる。   Although detailed above, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention. For example, instead of the wheel-in motor 20, each wheel may be fixed to a shaft (axle), and the drive shaft may be driven by a motor, that is, a motor provided for each wheel. Also in this case, the axles of the first wheel and the second wheel are arranged on the same straight line, the third wheel is arranged between the first wheel and the second wheel, and the first wheel and the second wheel. It is comprised so that it may rotate around the rotating shaft (axle) arrange | positioned horizontally orthogonal to the extension line | wire of an axle shaft. At this time, the motor for the first wheel is attached to the left subframe portion, the motor for the second wheel is attached to the right subframe portion, and the motor for the third wheel is attached to the main frame portion.

走行装置のボディの構造や形状は上記説明例に限定されるものではない。ボディを構成するメインフレーム部とサブフレーム部とはサスペンションアームを介さずに一体に連結した構成であってもよい。走行装置は、ダンパー機構を備えずに構成されてもよい。   The structure and shape of the body of the traveling device are not limited to the above-described example. The main frame portion and the sub frame portion constituting the body may be integrally connected without using the suspension arm. The traveling device may be configured without a damper mechanism.

上記電動車椅子50のシート51は、ベース51Cを用いずに、走行装置1に配設されてもよい。この場合、例えば、フレームステー51D及びブラケット51Kは台座11Fに固定される。
本発明の走行装置は、電動車椅子に限らず、産業、学術、家庭用の器具、装置、機械、玩具が移動するための手段として適用可能である。例えば、移動型ロボットの脚として上記走行装置を適用できる。また、人が移動するための手段や物を搬送するための運搬具或いは、農作業用の移動する機械の移動手段として、また、遊園地やテーマパークなどのレジャー施設における遊具の移動機構としても利用可能である。さらに、本発明は、老人や体の不自由な障がい者などが利用する介助・福祉用の機械・器具にも利用できる。
本発明の走行装置及びこの走行装置を利用した移動手段等は、図11に示す上記電動車椅子の構成例のように、ジャイロセンサーなどを備えて走行装置のピッチング角度を検出して、倒立制御されるように構成されるのが望ましい。
The seat 51 of the electric wheelchair 50 may be disposed in the traveling device 1 without using the base 51C. In this case, for example, the frame stay 51D and the bracket 51K are fixed to the base 11F.
The traveling device of the present invention is not limited to an electric wheelchair, and can be applied as a means for moving industrial, academic, and household appliances, devices, machines, and toys. For example, the traveling device can be applied as a leg of a mobile robot. It can also be used as a means for people to move, as a means for transporting goods or as a means of moving machines for agricultural work, and as a mechanism for moving play equipment in leisure facilities such as amusement parks and theme parks. Is possible. Furthermore, the present invention can also be used in assistive / welfare machines and appliances used by elderly people and persons with disabilities.
The traveling device of the present invention and the moving means using the traveling device are provided with a gyro sensor and the like, as in the configuration example of the electric wheelchair shown in FIG. It is desirable to be configured so that

本発明の実施形態に係る三輪走行装置を示す斜視図である。It is a perspective view showing a three-wheeled travel device concerning an embodiment of the present invention. 図1の三輪走行装置の正面図である。It is a front view of the three-wheeled travel apparatus of FIG. 図1の三輪走行装置の背面図である。It is a rear view of the three-wheeled travel apparatus of FIG. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図1の三輪走行装置の平面図である。It is a top view of the three-wheeled travel apparatus of FIG. 本発明の実施形態に係る全方向車輪の斜視図である。It is a perspective view of the omnidirectional wheel concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るシステムフローの図である。It is a figure of the system flow concerning the embodiment of the present invention. 図1の三輪走行装置を利用した電動車椅子の実施例の斜視図である。It is a perspective view of the Example of the electric wheelchair using the three-wheeled traveling apparatus of FIG. (A)〜(C)は図8の電動車椅子の使用状態を説明する図である。(A)-(C) is a figure explaining the use condition of the electric wheelchair of FIG. (A),(B)は図8の電動車椅子の側面図である。(A), (B) is a side view of the electric wheelchair of FIG. 図8の電動車椅子の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the electric wheelchair of FIG. 従来の二輪走行装置の問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the conventional two-wheeled traveling apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 三輪走行装置
10 ボディ
11 メインフレーム部
11A 正面プレート
11B 背面プレート
11C 連結プレート
11D 筒材
11E 鉛直シャフト
11F 台座
12L,12R サブフレーム部
15 ダンパー機構
20 ホイールインモーター
30 全方向車輪
31,31A,31B 回転体
50 電動車椅子
51 シート
51A シートバック
51B アームレスト
51C ベース
51D フレームステー
51E 座部
51F 前垂れフレーム
51G フットレスト
51H リンクバー
51K ブラケット
60 操作手段
61 レバー
63A〜63D モータードライバー
64 ジャイロセンサー
65 ECU
66 バッテリー
110 第1車輪
120 第2車輪
130 第3車輪
151U,151D,155U,155D サスペンションアーム
152 スプリング
153,154,156,157,159A,159B ピン
158 バー
158A フランジ
159C 受け部
170 パワーシリンダー
171 本体部
172 ロッド
221L,221R 前端面
222L,222R 後端面
α1,α2 仮想線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-wheel traveling apparatus 10 Body 11 Main frame part 11A Front plate 11B Back surface plate 11C Connection plate 11D Cylindrical material 11E Vertical shaft 11F Pedestal 12L, 12R Subframe part 15 Damper mechanism 20 Wheel in motor 30 Omnidirectional wheel 31,31A, 31B Rotation Body 50 Electric wheelchair 51 Seat 51A Seat back 51B Armrest 51C Base 51D Frame stay 51E Seat 51F Front hanging frame 51G Footrest 51H Link bar 51K Bracket 60 Operating means 61 Lever 63A-63D Motor driver 64 Gyro sensor 65 ECU
66 battery 110 first wheel 120 second wheel 130 third wheel 151U, 151D, 155U, 155D suspension arm 152 spring 153, 154, 156, 157, 159A, 159B pin 158 bar 158A flange 159C receiving part 170 power cylinder 171 main body part 172 Rod 221L, 221R Front end face 222L, 222R Rear end face α1, α2 Virtual line

Claims (5)

車軸が同一直線上に配置された第1車輪及び第2車輪と、
上記第1車輪と上記第2車輪との間に配置され、車軸が上記第1車輪及び上記第2車輪の車軸の延長線と直交する水平な直線上に配置された第3車輪と、
各車輪に設けられた駆動手段と、
各駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
各車輪が車輪外周に沿って配置された複数の回転体を備えて成ることを特徴とする、三輪走行装置。
A first wheel and a second wheel having axles arranged on the same straight line;
A third wheel disposed between the first wheel and the second wheel, the axle disposed on a horizontal straight line perpendicular to an extension line of the axle of the first wheel and the second wheel;
Driving means provided on each wheel;
Control means for controlling each driving means,
A three-wheel travel device, wherein each wheel includes a plurality of rotating bodies arranged along an outer periphery of the wheel.
メインフレーム部と、
このメインフレームの左側と右側にそれぞれ配設されたサブフレーム部と、
上記メインフレーム部と左側のサブフレームとの間及び上記メインフレーム部と右側のサブフレーム部との間にそれぞれ配設され、一端部が上記メインフレーム部に回転可能に取り付けられ、他端部がサブフレーム部に回転可能に取り付けられた一対のアームと、
左右の上記アームと上記メインフレーム部との間にそれぞれ配設された弾機手段と、を備え、
前記第1車輪が左側のサブフレーム部に支持され、
前記第2車輪が右側のサブフレーム部に支持され、
前記第3車輪が上記メインフレーム部に支持されていることを特徴とする、請求項1に記載の三輪走行装置。
The main frame part,
Sub-frame portions respectively disposed on the left and right sides of the main frame;
Between the main frame portion and the left subframe and between the main frame portion and the right subframe portion, one end portion is rotatably attached to the main frame portion, and the other end portion is A pair of arms rotatably attached to the subframe,
A bullet means arranged between each of the left and right arms and the main frame part,
The first wheel is supported by the left subframe portion,
The second wheel is supported by the right subframe portion,
The three-wheel travel device according to claim 1, wherein the third wheel is supported by the main frame portion.
前記制御装置は、前記第1車輪及び第2車輪を駆動させる際に前記第3車輪を駆動させず、前記第3車輪を駆動させる際に前記第1車輪及び前記第2車輪を駆動させないことを特徴とする、請求項1又は2に記載の三輪走行装置。   The control device does not drive the third wheel when driving the first wheel and the second wheel, and does not drive the first wheel and the second wheel when driving the third wheel. The three-wheeled travel device according to claim 1, wherein the three-wheel travel device is characterized. 前記駆動手段がホイールインモーターであることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の三輪走行装置。   The three-wheel travel device according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving means is a wheel-in motor. 前記請求項1〜4の何れかに記載の三輪走行装置と、椅子とを備えたことを特徴とする、電動車椅子。   An electric wheelchair comprising the three-wheel travel device according to any one of claims 1 to 4 and a chair.
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