JP2018182984A - Travel command device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動機構と移動機構を制御する制御装置とを有する移動体に設けられ、移動体を移動させるための操作を受け付けるとともに操作量に応じた指令信号を制御装置に対して出力する走行指令装置に関する。 The present invention is provided in a moving body having a moving mechanism and a control device for controlling the moving mechanism, and receives an operation for moving the moving body and outputs a command signal according to the amount of operation to the control device It relates to a command device.
従来、電動車椅子等の走行指令装置としてジョイスティックを用いたものが知られている(例えば、特許文献1)。この走行指令装置は、前後左右にジョイスティックを傾倒させることができるようになっており、この傾倒方向と傾倒角に応じて、操作指令信号を出力する。また、特許文献1には、走行指令信号が中立範囲値になる前後方向と左右方向の不感帯を備え、一方の中立範囲は、他方の操作量が増大するに従って小さくなる技術が開示されている。 Conventionally, as a travel command device such as an electric wheelchair, one using a joystick is known (for example, Patent Document 1). The travel command device can tilt the joystick back and forth and left and right, and outputs an operation command signal according to the tilt direction and the tilt angle. Further, Patent Document 1 discloses a technology that includes dead zones in the front-rear direction and the left-right direction in which a travel command signal becomes a neutral range value, and one neutral range decreases as the other operation amount increases.
しかし、身体が不自由な操作者の場合や使用態様によっては、特許文献1に記載の不感帯の設定が必ずしも好ましいとは限らず、不感帯を自由に設定できる走行指令装置が求められていた。 However, the setting of the dead zone described in Patent Document 1 is not always preferable depending on the type of operator and the use mode of the user, and a travel command device capable of freely setting the dead zone has been required.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動体に用い、不感帯を自由に設定できる走行指令装置を提供することを目的としている。また、ジョイスティックの機械的な操作範囲に限定されず、実質的な操作範囲を設定できる走行指令装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a travel commanding device that can be used for a mobile body and can freely set a dead zone. Moreover, it is not limited to the mechanical operation range of a joystick, but it aims at providing the run instruction device which can set a substantial operation range.
上記課題を解決するために、本発明に係る走行指令装置は、
移動機構と該移動機構を制御する制御装置とを有する移動体に設けられ、該移動体を移動させるための操作を受け付けるとともに操作量に応じた指令信号を該制御装置に対して出力する走行指令装置であって、
前記移動体の操作者が把持可能な操作レバーを有する操作入力部と、
前記操作者によって前記操作レバーに加えられた、前記移動体の前後方向と平行な方向の操作量を前後操作量として検出するとともに、前記移動体の前後方向と垂直な方向の操作量を左右操作量として検出する検出部と、
前記検出部で検出された操作量に応じた前後指令信号及び左右指令信号を生成して出力する指令信号生成部と、を備え、
前記指令信号生成部は、
前記前後操作量が0から予め設定された前後下限閾値に至るまでは、前記前後指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力するとともに、前記左右操作量が0から予め定められた左右下限閾値に至るまでは、前記左右指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力し、
前記前後操作量が予め定められた前後上限閾値を超えた場合は、前記前後上限閾値に対応する前記前後指令信号と同じ信号を出力するとともに、前記左右操作量が予め定められた左右上限閾値を超えた場合は、前記左右上限閾値に対応する前記左右指令信号と同じ信号を出力し、
前記前後下限閾値及び前記前後上限閾値は、前記左右操作量の値に応じて異なるように設定することが可能であり、
前記左右下限閾値及び前記左右上限閾値は、前記前後操作量の値に応じて異なるように設定することが可能であることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned subject, the run command device concerning the present invention is:
A traveling command which is provided on a moving body having a moving mechanism and a control device for controlling the moving mechanism, receives an operation for moving the moving body, and outputs a command signal corresponding to the amount of operation to the control device. A device,
An operation input unit having an operation lever that can be gripped by the operator of the movable body;
The operation amount in the direction parallel to the front-rear direction of the movable body, which is applied to the operation lever by the operator is detected as the front-back operation amount, and the operation amount in the direction perpendicular to the front-rear direction of the movable body A detection unit that detects as a quantity;
And a command signal generation unit that generates and outputs a front / rear command signal and a left / right command signal according to the operation amount detected by the detection unit.
The command signal generation unit
The front-rear command signal is not output until the front-rear operation amount reaches 0 to a preset front-rear lower threshold, or a signal indicating that it is in the neutral range is output, and the left-right operation amount is from 0 in advance The control unit does not output the left and right command signals or outputs a signal that indicates that it is in the neutral range until the determined lower left and right threshold values are reached,
When the front-rear operation amount exceeds a predetermined front-rear upper threshold, the same signal as the front-rear command signal corresponding to the front-rear upper threshold is output, and the left-right operation amount is a predetermined left-right upper threshold. When it exceeds, the same signal as the left and right command signal corresponding to the left and right upper limit threshold is output,
The front and rear lower limit threshold and the front and rear upper limit threshold can be set to be different according to the value of the left and right operation amount,
The left and right lower limit threshold and the left and right upper limit threshold may be set to be different according to the value of the front and rear operation amount.
不感帯を自由に設定できることから、身体が不自由な操作者の場合や様々な使用態様にも好適となる。 Since the dead zone can be freely set, it is suitable for an operator with a physical disability and various usage modes.
以下、本発明の走行指令装置を具現化した実施形態について、図面を用いて説明するが、本発明の技術的範囲は、もちろんこれだけに限定されるものではない。なお、周知の技術に関しては、詳細な説明を省略する。 Hereinafter, although the embodiment which materialized the run command device of the present invention is described using a drawing, the technical scope of the present invention is of course not limited to this. The detailed description of the well-known techniques is omitted.
まず、実施形態である走行指令装置1について、図1を参照して説明する。図1は、走行指令装置を概念的に示す説明図である。走行指令装置1は、主にジョイスティック10と、指令信号生成部20とで構成される。 First, a travel command device 1 according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing a travel command device. The travel command device 1 mainly includes a joystick 10 and a command signal generation unit 20.
ジョイスティック10は、操作レバー11と、ベース部12と、検出部13とで構成される。操作レバー11は、操作者が把持可能となっており、下端がベース部12に固定され、下端を支点として周囲360°方向に向けて傾倒可能となっている。この操作レバー11とベース部12とを合わせたものが本発明における操作入力部に相当するものである。ベース部12は、図示しない移動体に取付けられるが、前後左右方向が決まっており、移動体の前後左右方向に合わせて取付けられる。なお、移動体には、移動機構と移動機構を制御する制御装置とが備えられている。 The joystick 10 includes an operation lever 11, a base 12, and a detector 13. The operation lever 11 can be gripped by the operator, has its lower end fixed to the base portion 12, and can be tilted toward the 360 ° around the lower end as a fulcrum. The combination of the control lever 11 and the base portion 12 corresponds to the operation input portion in the present invention. Although the base portion 12 is attached to a moving body (not shown), the front and rear, right and left directions are fixed, and the base portion 12 is attached in accordance with the front, rear, left and right directions of the moving body. Note that the moving body is provided with a moving mechanism and a control device that controls the moving mechanism.
検出部13は、ベース部12の内部に設けられ、操作レバー11の操作量(傾倒角)に関し、移動体の前後方向と平行な方向の操作量を前後操作量として検出するとともに、前記移動体の前後方向と垂直な方向の操作量を左右操作量として検出し、操作量信号を出力する。 The detection unit 13 is provided inside the base unit 12 and detects an operation amount in a direction parallel to the front-rear direction of the movable body as the front-rear operation amount with respect to the operation amount (tilt angle) of the operation lever 11 The operation amount in the direction perpendicular to the front-rear direction is detected as the left and right operation amount, and the operation amount signal is output.
検出部13は、ポテンショメータや静電容量型センサなどを用いて、上下、左右への傾倒操作に応じて変化するアナログ信号が出力されるようになっている。ロータリエンコーダや圧電素子を利用したものを用いることもできる。 The detection unit 13 is configured to output an analog signal that changes in accordance with the tilting operation in the up, down, left, and right directions using a potentiometer, a capacitive sensor, or the like. It is also possible to use one using a rotary encoder or a piezoelectric element.
検出部13と指令信号生成部20とは、IF30を介して電気的に接続されており、検出部13から出力された操作量信号は、IF30を介してA/D変換されて、指令信号生成部20に入力される。指令信号生成部20は、この入力信号から前後指令信号及び左右指令信号を生成して出力するコンピュータである。 The detection unit 13 and the command signal generation unit 20 are electrically connected via the IF 30, and the operation amount signal output from the detection unit 13 is A / D converted via the IF 30, and the command signal is generated. It is input to the unit 20. The command signal generation unit 20 is a computer that generates a front / rear command signal and a left / right command signal from the input signal and outputs the command signal.
指令信号生成部20は、前後下限閾値を設定できるようになっており、前後操作量が0から前後下限閾値に至るまでは、前後指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力する。
また、指令信号生成部20は、左右下限閾値を設定できるようになっており、左右操作量が0から左右下限閾値に至るまでは、左右指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力する。
The command signal generation unit 20 is configured to be able to set the front / rear lower limit threshold, and a signal indicating that the front / back command signal is not output or the neutral range is reached until the front / back operation amount reaches 0 to the front / rear lower limit threshold. Output
Further, the command signal generation unit 20 can set the left and right lower threshold value, and does not output the left and right command signal or the neutral range from the left and right operation amount ranging from 0 to the left and right lower threshold. Output a known signal.
また、指令信号生成部20は、前後上限閾値を設定できるようになっており、前後操作量が前後上限閾値を超えた場合は、前後上限閾値に対応する前後指令信号と同じ信号を出力する。
また、指令信号生成部20は、左右上限閾値を設定できるようになっており、左右操作量が左右上限閾値を超えた場合は、左右上限閾値に対応する左右指令信号と同じ信号を出力する。
The command signal generation unit 20 can set the front and rear upper limit threshold, and outputs the same signal as the front and rear command signal corresponding to the front and rear upper limit threshold when the front and rear operation amount exceeds the front and rear upper threshold.
Further, the command signal generation unit 20 can set the left and right upper limit threshold, and outputs the same signal as the left and right command signal corresponding to the left and right upper limit threshold when the left and right operation amount exceeds the left and right upper threshold.
さらに、指令信号生成部20は、前後下限閾値及び前後上限閾値を、左右操作量の値に応じて異なるように設定することが可能であり、左右下限閾値及び左右上限閾値も、前後操作量の値に応じて異なるように設定することが可能であるようになっている。なお、指令信号生成部20が前後指令信号及び左右指令信号を生成する過程については、後述する。 Furthermore, the command signal generation unit 20 can set the front and rear lower threshold and the front and rear upper threshold so as to differ according to the value of the left and right operation amount, and the left and right lower threshold and the left and right upper threshold also It can be set differently depending on the value. The process of the command signal generation unit 20 generating the front and rear command signals and the left and right command signals will be described later.
次に、前後下限閾値、左右下限閾値、前後上限閾値、左右上限閾値をどのように設定できるのか実施例を示して説明する。なお、図中の数字は、説明をわかりやすくするために、操作レバー11の操作量(傾倒角)の大きさを表したものであり、実際に検出部13から出力される操作量信号が0〜10の範囲というわけではない。なお、円は、操作レバー11の操作量(傾倒角)の機械構造的な限界を表したものである。 Next, how to set the front / rear lower limit threshold, the left / right lower threshold, the front / back upper limit threshold, and the left / right upper threshold will be described by way of an example. Note that the numbers in the figure represent the magnitude of the operation amount (tilt angle) of the operation lever 11 in order to make the description easy to understand, and the operation amount signal actually output from the detection unit 13 is 0. It does not mean a range of ~ 10. The circle represents the mechanical structural limit of the operation amount (tilt angle) of the operation lever 11.
(実施例1)
実施例1に係る走行指令装置について、図2を参照して説明する。図2は、実施例1に係る走行指令装置の実質的な操作範囲を示した説明図である。より具体的には、図2(a)は、前後下限閾値、前後上限閾値を示したものであり、図2(b)は、左右下限閾値、左右上限閾値を示したものである。
Example 1
A travel command device according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory view showing a substantial operation range of the traveling instruction device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 2A shows the front and rear lower threshold and the front and rear upper threshold, and FIG. 2B shows the left and right lower threshold and the left and right upper threshold.
図2に示すように、実施例1では、前下限閾値が左右0点付近では1となっており、左右10付近では2となっている。このように、下限閾値は、左右方向に平行な直線とするだけでなく、自由に設定できるようになっている。プログラミングの関係からいえば、少なくとも直線の組み合わせであることが望ましいが、曲線とすることも可能ではある。なお、実施例1では、後下限閾値は、左右の中心軸を中心として前下限閾値を上下対称にしたものであるが、これに限られないのはもちろんである。 As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the front lower limit threshold is 1 near the left and right 0 points, and is 2 near the left and right 10 points. As described above, the lower limit threshold can be freely set as well as a straight line parallel to the left and right direction. In terms of programming, at least a combination of straight lines is desirable, but it is also possible to make it a curved line. In the first embodiment, the rear lower limit threshold is vertically symmetrical with the front lower limit threshold centered on the left and right central axes, but of course is not limited thereto.
実施例1のように前後下限閾値が前記左右操作量の絶対値が大きくなるほど大きくなる(左右に行くほど拡がる)ように設定されていると、次のような効果がある。
例えば、走行中に前後方向の操作量を0とし、左右方向にだけ操作量を発生させた場合、ブレーキがかかるようになっている移動体があったとする。このような操作は緊急時に行うことが多く、左右方向の操作量が大きい場合(急ブレーキ)はなおさらである。しかし、前後方向の下限閾値が小さいと前後方向の操作量が0とならず、指令信号生成部からの指令信号がブレーキを示すものでなく、旋回を示すものとなってしまう可能性がある。この点、実施例1のような前後下限閾値であれば、そのような誤動作を防止することができる。
As in the first embodiment, when the front and rear lower threshold is set to increase as the absolute value of the left and right operation amount increases (to increase as it goes to the left and right), the following effects can be obtained.
For example, it is assumed that there is a movable body on which a brake is applied when the operation amount in the front-rear direction is 0 while traveling and only the operation amount is generated in the left-right direction. Such an operation is often performed in an emergency, and it is even more so when the amount of operation in the left-right direction is large (sudden braking). However, when the lower limit threshold in the front-rear direction is small, the operation amount in the front-rear direction does not become 0, and the command signal from the command signal generation unit may not indicate the brake but may indicate the turning. In this respect, with the front and rear lower limit threshold as in the first embodiment, such a malfunction can be prevented.
また、例えば、静止中に左右方向にだけ操作量を発生させた場合、その場旋回を行う車椅子がある。このような車椅子の場合、静止しているときに左右に大きく操作量を発生させるときは、その場旋回をしたい場合が多い(ほんの少しだけ前進(又は後退)しながら旋回したいという場合は少ない)。この点、実施例1のような前後下限閾値であれば、操作者の意図と反する動作を防止することができる。 In addition, for example, there is a wheelchair that turns on the spot when the operation amount is generated only in the left and right direction while the user is at rest. In such a wheelchair, when generating a large amount of operation to the left and right when standing still, there are many cases where you want to make a turn on the spot (it is rare when you want to turn while advancing slightly). . In this regard, with the front and rear lower limit threshold as in the first embodiment, it is possible to prevent an operation contrary to the operator's intention.
また、図2に示すように、実施例1では、前上限閾値が8となっており、後上限閾値が6となっている。このように、前後で異なる値とすることもできる。実施例1では、上限閾値は、左右方向に平行な直線となっているが、自由に設定できるのは、下限閾値の場合と同様である。 Further, as shown in FIG. 2, in the first embodiment, the front upper threshold is 8 and the rear upper threshold is 6. Thus, different values can be used before and after. In the first embodiment, the upper limit threshold is a straight line parallel to the left and right direction, but can be set freely as in the case of the lower limit threshold.
実施例1のような設定では、例えば、操作レバー11を前方向に傾倒させる動作は問題ないが、後ろ方向へ傾倒させる動作はやや問題があるというような、体の不自由な操作者の場合に好適となる。 In the case of a setting such as that of the first embodiment, for example, there is no problem with the operation of tilting the control lever 11 in the forward direction, but there is a problem in the operation of tilting the control lever 11 with a slight inconvenience. Suitable for
また、図2に示すように、実施例1では、左右下限閾値が上下0点付近では1となっており、それ以外は0.5となっている。また、上限閾値は、左右とも7となっている。実施例1では、このような設定であるが、自由に設定できるのは、前後下限閾値の場合と同様である。 Further, as shown in FIG. 2, in the first embodiment, the lower left and right lower threshold values are 1 near the upper and lower 0 points, and the other is 0.5. Further, the upper limit threshold is 7 on both sides. In the first embodiment, although such a setting is made, what can be freely set is the same as in the case of the front / rear lower limit threshold.
(実施例2)
実施例2に係る走行指令装置について、図3を参照して説明する。図3は、実施例2に係る走行指令装置の左右下限閾値を示した説明図である。図3に示すように、実施例2は、左右下限閾値を任意に設定できるという点に特徴があるものである。
(Example 2)
A travel command device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing left and right lower threshold values of the travel commanding device according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the second embodiment is characterized in that the left and right lower threshold can be set arbitrarily.
左右の下限閾値を設定するというのは、前後の直進のしやすさ、いいかえると直進から左右への感性(敏感/鈍感)を設定するということである。すなわち、直進性感度設定と呼べるものである。実施例2では、設定値1のとき下限閾値0.02、設定値2のとき下限閾値0.08、設定値3のとき下限閾値0.16・・・設定値9のとき下限閾値3.3(MAX)というように設定値と下限閾値が対応しており(比例関係になっているわけではない)、設定値を上げるほど、中心から左右均等に直進帯の幅が拡がる(直進性感度が上がる)ようになっている。 Setting the left and right lower threshold values means setting the ease of going straight forward and backward, in other words, setting the sensitivity (sensitivity / insensitivity) from straight line to left and right. That is, it can be called linear sensitivity setting. In the second embodiment, the lower limit threshold value 0.02 for the setting value 1, the lower limit threshold value 0.08 for the setting value 2, the lower limit threshold value 0.16 for the setting value 3 ... the lower limit threshold value 3.3 for the setting value 9 The setting value and lower limit threshold value correspond to each other (MAX) (not in a proportional relationship), and the width of the straight band spreads evenly from the center to the left and right as the setting value increases (the straightness sensitivity Going up).
(実施例3)
実施例3に係る走行指令装置について、図4を参照して説明する。図4は、実施例3に係る走行指令装置の実質的な操作範囲を示した説明図である。より具体的には、図4(a)は、前後下限閾値、前後上限閾値を示したものであり、図4(b)は、左右下限閾値、左右上限閾値を示したものである。
(Example 3)
A travel command device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a substantial operation range of the travel commanding device according to the third embodiment. More specifically, FIG. 4A shows the front and rear lower threshold and the front and rear upper threshold, and FIG. 4B shows the left and right lower threshold and the left and upper upper threshold.
図4に示すように、実施例3では、前下限閾値が左右0点付近では5となっており、左右5付近では0.5となっている。また、後下限閾値は、左右の中心軸を中心として前下限閾値を上下対称にしたものとなっている。 As shown in FIG. 4, in the third embodiment, the front lower limit threshold is 5 near the left and right 0 points, and is 0.5 near the left and right 5 points. In addition, the rear lower limit threshold is obtained by vertically symmetrical the front lower limit threshold with respect to the left and right central axes.
また、図4に示すように、実施例3では、前上限閾値が6となっており、後上限閾値も6となっている。 Further, as shown in FIG. 4, in the third embodiment, the front upper threshold is 6 and the rear upper threshold is 6 as well.
また、図4に示すように、実施例3では、左右下限閾値が上下0点付近では5となっており、前後5付近では0.5となっている。上限閾値は、左右とも6となっている。 Further, as shown in FIG. 4, in the third embodiment, the lower left and right lower threshold values are 5 near the upper and lower zero points, and 0.5 near the front and rear 5 points. The upper limit threshold is 6 on both sides.
実施例3のような設定では、例えば、移動体を屋外でのみ使用する電動車椅子とし、操作者が細かな動作ができない者であるような場合に好適となる。実施例3は、このような特徴を持つ仮想の操作者に対して、前後下限閾値、左右下限閾値、前後上限閾値、左右上限閾値を設定したものである。実施例3のような設定とした理由は、次のとおりである。
レバー操作の巧緻性が不十分であり、中立状態から操作し始める際に方向が定まりにくいが、ある程度レバーを倒せば意図した方向にレバーを操作できるため、全方向の下限値を中間位置である5とした。
また、生活環境から広い屋外のみでの使用となるので、速度調節の必要性が低く、最高速で走行し続ける方が都合が良いので、上限値を極力下限値に近づけるように設定した。
The setting as in the third embodiment is suitable, for example, when the mobile body is an electric wheelchair used only outdoors and the operator is a person who can not perform detailed operations. In the third embodiment, the front and rear lower threshold, the left and right lower threshold, the front and rear upper threshold, and the left and right upper threshold are set for a virtual operator having such features. The reason for setting as in the third embodiment is as follows.
Although the ingenuity of lever operation is insufficient and it is difficult to determine the direction when starting from the neutral state, the lever can be operated in the intended direction by tilting the lever to some extent, so the lower limit value in all directions is the middle position It was five.
Moreover, since it becomes use only wide from the living environment, the need for speed adjustment is low, and it is more convenient to continue traveling at the highest speed, so the upper limit was set as close as possible to the lower limit.
(実施例4)
実施例4に係る走行指令装置について、図5を参照して説明する。図5は、実施例4に係る走行指令装置の実質的な操作範囲を示した説明図である。より具体的には、図5(a)は、前後下限閾値、前後上限閾値を示したものであり、図5(b)は、左右下限閾値、左右上限閾値を示したものである。
(Example 4)
A travel command device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a substantial operation range of the travel commanding device according to the fourth embodiment. More specifically, FIG. 5A shows the front and rear lower threshold and the front and rear upper threshold, and FIG. 5B shows the left and right lower threshold and the left and upper upper threshold.
図5に示すように、実施例4では、前下限閾値が左2と右2との間は3となっており、右2〜右4にかけては、3〜0.5に直線的に小さくなっている。それ以外は、0.5となっている。また、後下限閾値は、左2と右2との間は1となっており、右2〜右4にかけては、1〜0.5に直線的に小さくなっている。それ以外は、0.5となっている。 As shown in FIG. 5, in the fourth embodiment, the front lower limit threshold is 3 between the left 2 and the right 2 and decreases linearly to 3 to 0.5 from the right 2 to the right 4 ing. Otherwise it is 0.5. The lower / lower threshold is 1 between the left 2 and the right 2 and is linearly reduced from 1 to 0.5 from the right 2 to the right 4. Otherwise it is 0.5.
また、図5(a)に示すように、実施例4では、前上限閾値が6となっており、後上限閾値は3となっている。 Further, as shown in FIG. 5A, in the fourth embodiment, the front upper limit threshold is 6 and the rear upper limit threshold is 3.
また、図5(b)に示すように、実施例4では、左下限閾値は2となっている。右下限閾値は、前後0付近では4であり、それ以外は、ほぼ2となっている。左上限閾値は4、右上限閾値は5となっている。 Further, as shown in FIG. 5B, in the fourth embodiment, the left lower threshold is 2. The lower right threshold value is 4 near 0 before and after, and is almost 2 otherwise. The upper left threshold is 4 and the upper right threshold is 5.
実施例4のような設定では、例えば、次のような場合に好適となる。移動体を電動車椅子とし、操作者は障害や病態により手指を動かせる範囲が狭くて、操作レバー11を前後左右の機構的限界まで倒し切ることができない者とする。このような者は、従来の走行指令装置では最高速度で走行することができない。また、障害や病態により前より後の方が操作しにくかったり、右より左の方が操作しにくかったりすることもある。特に上肢に麻痺がある者や、体幹が曲がっており椅子にまっすぐ座ることができない者にこのような傾向が強い。 The setting as in the fourth embodiment is suitable, for example, in the following case. The movable body is an electric wheelchair, and the operator has a narrow range in which the user can move his or her fingers due to a disorder or a pathological condition, and the operator can not turn down the control lever 11 to the mechanical limit of front, rear, left, and right. Such a person can not travel at the maximum speed with the conventional travel command device. Also, depending on the disorder or condition, the later than before may be more difficult to operate, and the left may be more difficult to operate than the right. This is especially true for people with paralysis of the upper limbs and those who can not sit straight in a chair with bent trunks.
実施例4は、このような特徴を持つ仮想の操作者に対して、前後下限閾値、左右下限閾値、前後上限閾値、左右上限閾値を設定したものである。実施例4のような設定とした理由は、次のとおりである。 In the fourth embodiment, the front and rear lower threshold, the left and right lower threshold, the front and rear upper threshold, and the left and right upper threshold are set for a virtual operator having such features. The reason for setting as in the fourth embodiment is as follows.
前方向については、操作し始めが少し操作しすぎる傾向にあるため、前下限閾値を少し大きく設定した。また、操作レバー11を倒し切ることができないので、中間より少し倒したところで前方向の最高速度に達するように、前上限閾値を設定した。 As for the forward direction, since the beginning of the operation tends to be a little excessive, the front lower threshold was set a little larger. In addition, since the control lever 11 can not be turned over, the front upper limit threshold is set so that the maximum speed in the forward direction is reached when the control lever 11 is slightly turned over.
後方については、操作し始めは微妙な調整が可能なので、後下限閾値は小さく設定し、操作レバー11を倒し切ることができず、前方向よりも症状が重いので、中間より少し手前で後方向の最高速度に達するように、後上限閾値を設定した。 As for the rear, since the beginning of operation can be slightly adjusted, the rear lower threshold is set small, and the operation lever 11 can not be turned over, and the symptom is heavier than the front, so the rear is a little before the middle The upper upper threshold was set to reach the maximum speed of.
右側については、体幹が少し右側に傾いたような座り方をしているとともに、操作し始めが少し操作しすぎるので、右下限閾値を少し大きく設定した。姿勢の傾きによって手を引く操作となり、引き代にも制限があるため、中間程度のところで右のその場旋回の最高速度に達するように右上限閾値を設定した。 As for the right side, the sitting position is such that the trunk is slightly inclined to the right, and since the start of operation is slightly over-operation, the lower right threshold was set a little larger. The inclination of the posture causes the hand to be pulled out, and there is also a limitation on pulling, so the upper right threshold is set to reach the maximum speed of the in-situ turning on the right at an intermediate level.
左側については、右側と同様な理由から左下限閾値と左上限閾値を設定しているが、姿勢が全体的に右に傾いているため、左上限閾値の設定値を右側よりも小さくしている。また、操作者は、操作レバー11を倒し切ることができず、機械構造的限界に操作レバー11を押し当てて固定することができないため、まっすぐ前進方向に倒しているつもりでもふらふらとしてしまうことがある。このため、左右下限閾値を比較的大きくし、左右の不感帯を広く設定してある。これにより、操作レバー11が固定できない操作でも直進を維持しやすくしている。また、ふらつき防止を、ローパスフィルタで処理している訳ではないので「遅れ」による違和感がない。 For the left side, the lower left threshold and the upper left threshold are set for the same reason as the right side, but since the posture is generally inclined to the right, the set value of the left upper threshold is made smaller than the right . In addition, the operator can not overturn the control lever 11 and can not press and fix the control lever 11 at the mechanical structural limit, so even if he intends to turn it straight forward, he may feel loose is there. Therefore, the left and right lower threshold values are made relatively large, and the left and right dead zones are set wide. This makes it easy to maintain the straight movement even in the operation where the operation lever 11 can not be fixed. In addition, since the prevention of blurring is not necessarily processed by a low pass filter, there is no sense of discomfort due to "delay".
次に、指令信号生成部20が指令信号を生成する過程について説明する。 Next, the process in which the command signal generation unit 20 generates a command signal will be described.
(下限閾値及び上限閾値の算出)
指令信号生成部20は、検出部13により操作量の検出が得られたか否かを微小な時間間隔で監視している。そして、検出部13から前後方向の操作量の情報と、左右方向の操作量の情報を受信したら、その左右方向の操作量に対する前後下限閾値と前後上限閾値を算出し、また、その前後方向の操作量に対する左右下限閾値と左右上限閾値を算出する。その結果、検出部13から受信した前後操作量が0から前後下限閾値の間である場合は、前記前後指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力するとともに、左右操作量が0から左右下限閾値の間である場合は、左右指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力する。
(Calculation of lower threshold and upper threshold)
The command signal generation unit 20 monitors whether or not the detection of the operation amount is obtained by the detection unit 13 at minute time intervals. Then, when the information of the operation amount in the front and back direction and the information of the operation amount in the left and right direction are received from the detection unit 13, the front and back lower limit threshold and the front and back upper limit threshold for the operation amount in the left and right direction are calculated. The left and right lower limit threshold and the left and right upper limit threshold for the operation amount are calculated. As a result, when the front / rear operation amount received from the detection unit 13 is between 0 and the front / rear lower limit threshold, the front / back command signal is not output or a signal indicating that it is in the neutral range is output. When the amount is between 0 and the lower left and right threshold values, the left or right command signal is not output, or a signal indicating that it is in the neutral range is output.
(指令信号の生成)
指令信号生成部20は、前後操作量が前後下限閾値と前後上限閾値の間であった場合に、前後下限閾値をゼロ点とし前後上限閾値のときに前後指令信号が最大となる所定の関数によって算出した前後指令信号を出力するとともに、左右操作量が左右下限閾値と左右上限閾値の間であった場合に、左右下限閾値をゼロ点とし左右上限閾値のときに左右指令信号が最大となる所定の関数によって算出した左右指令信号を出力する。
また、前後操作量が所定の前後上限閾値を超えた場合は、前後上限閾値に対応する前後方向信号と同じ信号を出力するとともに、左右操作量が所定の左右上限閾値を超えた場合は、左右上限閾値に対応する左右指令信号と同じ信号を出力する。
(Generation of command signal)
When the front-back operation amount is between the front-back lower threshold and the front-back upper threshold, the command signal generation unit 20 sets the front-back lower threshold as a zero point and a predetermined function that maximizes the front-back command signal when the front-back upper threshold is When the calculated front and rear command signal is output and the left and right operation amount is between the left and right lower threshold and the left and right upper threshold, the left and right lower threshold is set to a zero point, and the left and right command signal is maximized when it is the upper left threshold. Output the left and right command signal calculated by the function of
Also, when the front-back operation amount exceeds the predetermined front-rear upper threshold, the same signal as the front-rear direction signal corresponding to the front-rear upper threshold is output, and when the left-right operation amount exceeds the predetermined left-right upper threshold, The same signal as the left / right command signal corresponding to the upper limit threshold is output.
具体的な例として、実施例4の前後方向の場合について、図5(a)、図6を参照して説明する。図6は、実施例4の前後方向の操作量と指令信号との関係を示した説明図である。まず、左右方向の操作量が0の場合の前後方向の操作量と指令信号の関係について説明する。図5(a)に示したとおり、左右方向の操作量が0の場合の前下限閾値は3、後下限閾値は1である。そして、前上限閾値は6、後上限閾値は4である。上記のとおり、前後上限閾値のときに前後指令信号が最大となるのであるが、ここでは、説明をわかりやすくするために、前上限閾値のときの前指令信号が100(MAX)であるとし、後上限閾値のときの後指令信号が50であるとする。このように、上限閾値のときの指令信号は、必ずしもMAXである必要はない。このようにすることで、前方向に操作したときと後方向に操作したときとで操作量に対するスピードの出方に差を少なくさせ、後方向の最高速度を抑えることができる。 As a specific example, the front-rear direction of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 6. FIG. 6 is an explanatory view showing a relationship between an operation amount in the front-rear direction and a command signal in the fourth embodiment. First, the relationship between the operation amount in the front-rear direction and the command signal when the operation amount in the left-right direction is zero will be described. As shown in FIG. 5A, the front lower limit threshold is 3 and the rear lower limit threshold is 1 when the operation amount in the left-right direction is 0. The front upper threshold is 6, and the rear upper threshold is 4. As described above, the front-back command signal is maximized at the front-back upper threshold, but here it is assumed that the front-command signal at the front upper threshold is 100 (MAX) in order to make the description easy to understand. It is assumed that the rear command signal at the rear upper threshold value is 50. Thus, the command signal at the upper threshold value does not necessarily have to be MAX. By doing this, it is possible to reduce the difference in the output of the speed with respect to the amount of operation between the forward operation and the backward operation, and to suppress the maximum backward speed.
この場合の、前後方向の操作量と指令信号との関係は、図6のグラフaのようになっている。すなわち、指令信号生成部20は、前後下限閾値をゼロ点とし、前後上限閾値のときに前後指令信号が最大となる所定の関数(ここでは一次関数)によって算出した前後指令信号を出力する。このように下限閾値のときの指令信号を0とすることで、スムーズに発進することができる。なお、本実施例では、所定の関数を線形の一次関数としたが、非線形の関数としてもよい。 The relationship between the operation amount in the front-rear direction and the command signal in this case is as shown by the graph a in FIG. That is, the command signal generation unit 20 sets the front and rear lower limit threshold value as a zero point, and outputs the front and rear command signal calculated by a predetermined function (here, a linear function) at which the front and rear command signal is maximum at the front and rear upper threshold. As described above, by setting the command signal at the lower limit threshold to 0, the vehicle can be smoothly started. In the present embodiment, although the predetermined function is a linear function, it may be a non-linear function.
また、前後操作量が前後上限閾値を超えた場合は、前後上限閾値に対応する信号と同じ信号を出力する(ここでは、前100、後50)。 When the front-rear operation amount exceeds the front-rear upper threshold, the same signal as the signal corresponding to the front-rear upper threshold is output (here, front 100, rear 50).
つぎに、左右方向の操作量が左方向に3の場合の前後方向の操作量と指令信号の関係について説明する。図5(a)に示したとおり、左方向への操作量が3の場合の前下限閾値は0.5、後下限閾値も0.5である。そして、前上限閾値は6、後上限閾値は4である。 Next, the relationship between the operation amount in the front-rear direction and the command signal when the operation amount in the left-right direction is 3 in the left direction will be described. As shown in FIG. 5A, the front lower limit threshold is 0.5 when the operation amount in the left direction is 3, and the rear lower threshold is also 0.5. The front upper threshold is 6, and the rear upper threshold is 4.
この場合の、前後方向の操作量と指令信号との関係は、図6のグラフbのようになっている。 The relationship between the operation amount in the front-rear direction and the command signal in this case is as shown by the graph b in FIG.
つぎに、左右方向の操作量が左方向に9の場合の前後方向の操作量と指令信号の関係について説明する。図5(a)に示したとおり、左方向への操作量が9の場合の前後下限閾値は、左方向への操作量が3の場合と同じである。ここで、前方向への操作は、最高でも操作量4.2程度までしかできない(機械構造的限界のため)が、前上限閾値は、6として指令信号を計算している。このように、上限閾値を操作入力部11、12の機械的な構造によって決定される最大操作量を超えた値と設定してもよい。 Next, the relationship between the operation amount in the front-rear direction and the command signal when the operation amount in the left-right direction is 9 in the left direction will be described. As shown in FIG. 5A, the front / rear lower limit threshold when the operation amount in the left direction is 9 is the same as the case where the operation amount in the left direction is 3. Here, although the operation in the forward direction can be performed up to only about 4.2 at the maximum (because of the mechanical structural limit), the upper upper threshold is calculated as the command signal as 6. As described above, the upper limit threshold may be set to a value exceeding the maximum operation amount determined by the mechanical structure of the operation input units 11 and 12.
したがって、前後方向の操作量と指令信号との関係は、図7のグラフcのようになる。 Therefore, the relationship between the operation amount in the front-rear direction and the command signal is as shown by the graph c in FIG.
下限閾値及び上限閾値、並びに指令信号の生成は、その都度計算して求めてもよいし、予め作成したテーブルデータをメモリ等に記憶しておき、検出部13のデータに応じてこのテーブルデータを参照して求めるようにしてもよい。 The lower limit threshold and the upper limit threshold and the generation of the command signal may be calculated and determined each time, or table data created in advance is stored in a memory or the like, and this table data is stored according to the data of the detection unit 13 It may be determined by reference.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した内容は、あくまでも本発明の一実施形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。例えば、左右方向の上限閾値を平行ではなく、前操作量が大きくなるほど、小さくすることもできる。この場合、左右上限閾値に対応する左右指令信号は、一定ではなく、前操作量が大きくなるほど小さくなるようにするとよい。このようにすることで、前操作量が大きいとき(前方向速度が高いとき)の旋回速度を制限することができ、転倒を防止することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the content mentioned above is related with one embodiment of this invention to the last, and does not mean that this invention is limited to the said content. For example, the upper limit threshold in the left and right direction may not be parallel but may be smaller as the front operation amount is larger. In this case, the left and right command signals corresponding to the left and right upper threshold values are not constant, and may be reduced as the front operation amount increases. By doing this, it is possible to limit the turning speed when the pre-operation amount is large (when the forward speed is high), and to prevent overturning.
また、指令信号生成部20は、前後操作量及び左右操作量を所定の方法で補正し、補正後の前後操作量及び左右操作量に基づいて、前後指令信号及び左右指令信号を生成するようにしてもよい。たとえば、例えば、前方向に操作しているつもりでも少し傾いてしまう癖のある操作者の場合、予め0点を中心に回転させて補正するなどである。 Further, the command signal generation unit 20 corrects the front and rear operation amount and the left and right operation amount by a predetermined method, and generates the front and rear command signal and the left and right command signal based on the corrected front and rear operation amount and the left and right operation amount. May be For example, in the case of an operator who has a habit of slightly tilting even if he intends to operate in the forward direction, for example, correction is made by rotating it about zero point in advance.
1 走行指令装置
10 ジョイスティック
11 操作レバー
12 ベース部
13 検出部
20 指令信号生成部
30 IF
1 travel command device 10 joystick 11 operation lever 12 base 13 detection unit 20 command signal generation unit 30 IF
Claims (5)
前記移動体の操作者が把持可能な操作レバーを有する操作入力部と、
前記操作者によって前記操作レバーに加えられた、前記移動体の前後方向と平行な方向の操作量を前後操作量として検出するとともに、前記移動体の前後方向と垂直な方向の操作量を左右操作量として検出する検出部と、
前記検出部で検出された操作量に応じた前後指令信号及び左右指令信号を生成して出力する指令信号生成部と、を備え、
前記指令信号生成部は、
前記前後操作量が0から予め設定された前後下限閾値に至るまでは、前記前後指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力するとともに、前記左右操作量が0から予め定められた左右下限閾値に至るまでは、前記左右指令信号を出力しないか、又は中立範囲であることがわかる信号を出力し、
前記前後操作量が予め定められた前後上限閾値を超えた場合は、前記前後上限閾値に対応する前記前後指令信号と同じ信号を出力するとともに、前記左右操作量が予め定められた左右上限閾値を超えた場合は、前記左右上限閾値に対応する前記左右指令信号と同じ信号を出力し、
前記前後下限閾値及び前記前後上限閾値は、前記左右操作量の値に応じて異なるように設定することが可能であり、
前記左右下限閾値及び前記左右上限閾値は、前記前後操作量の値に応じて異なるように設定することが可能であることを特徴とする走行指令装置。 A traveling command which is provided on a moving body having a moving mechanism and a control device for controlling the moving mechanism, receives an operation for moving the moving body, and outputs a command signal corresponding to the amount of operation to the control device. A device,
An operation input unit having an operation lever that can be gripped by the operator of the movable body;
The operation amount in the direction parallel to the front-rear direction of the movable body, which is applied to the operation lever by the operator is detected as the front-back operation amount, and the operation amount in the direction perpendicular to the front-rear direction of the movable body A detection unit that detects as a quantity;
And a command signal generation unit that generates and outputs a front / rear command signal and a left / right command signal according to the operation amount detected by the detection unit.
The command signal generation unit
The front-rear command signal is not output until the front-rear operation amount reaches 0 to a preset front-rear lower threshold, or a signal indicating that it is in the neutral range is output, and the left-right operation amount is from 0 in advance The control unit does not output the left and right command signals or outputs a signal that indicates that it is in the neutral range until the determined lower left and right threshold values are reached,
When the front-rear operation amount exceeds a predetermined front-rear upper threshold, the same signal as the front-rear command signal corresponding to the front-rear upper threshold is output, and the left-right operation amount is a predetermined left-right upper threshold. When it exceeds, the same signal as the left and right command signal corresponding to the left and right upper limit threshold is output,
The front and rear lower limit threshold and the front and rear upper limit threshold can be set to be different according to the value of the left and right operation amount,
The travel command device according to claim 1, wherein the left and right lower limit threshold and the left and right upper limit threshold can be set differently according to the value of the front and rear operation amount.
前記左右下限閾値及び前記左右上限閾値の絶対値は、左方向と右方向とで異なる値を設定することができることを特徴とする請求項1に記載の走行指令装置。 The absolute values of the front and rear lower threshold and the front and rear upper threshold can be set to different values in the forward direction and the backward direction,
The travel command device according to claim 1, wherein the absolute values of the left and right lower limit threshold and the left and right upper threshold can be set to different values in the left direction and the right direction.
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