JP2013199260A - Posture control device, and load moving device mounting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は姿勢制御装置及びそれを搭載した積載物移動装置に関する。 The present invention relates to an attitude control device and a load moving device on which the posture control device is mounted.
種々の装置や機器で姿勢制御装置が用いられる。例えば飛行物体の追尾装置や天体観測装置などでは姿勢制御装置は必須であるし、身近なところでは電動車椅子にも姿勢制御装置が用いられることがある。 Attitude control devices are used in various devices and devices. For example, a posture control device is indispensable for a flying object tracking device, an astronomical observation device, and the like, and a posture control device may also be used for an electric wheelchair in a familiar place.
電動車椅子を例にとると、電動車椅子は基本的には水平面上を走行するものであるが、場合によっては傾斜面を走行しなければならないこともある。傾斜面を走行するとき、座席の座面が傾斜面と平行になっていたのでは搭乗者が安定して座っていられず、状況によっては座席から転落することにもつながりかねない。そこで、走行路が傾斜していても座面を水平に保つことができる電動車椅子が提案されている。その例を特許文献1に見ることができる。 Taking an electric wheelchair as an example, the electric wheelchair basically runs on a horizontal plane, but in some cases, it may have to run on an inclined surface. When traveling on an inclined surface, if the seat surface of the seat is parallel to the inclined surface, the occupant cannot sit down stably and may fall from the seat depending on the situation. Therefore, an electric wheelchair that can keep the seat surface horizontal even when the traveling path is inclined has been proposed. An example of this can be seen in US Pat.
特許文献1に記載された電動車椅子は、前後方向の回転軸と左右方向の回転軸により椅子部が車体部に対し前後左右に回動し得るように軸着され、車体部の傾きあるいは走行路の勾配を左右傾斜検出ロータリーエンコーダと前後傾斜検出ロータリーエンコーダで検出した上で、左右方向揺動アクチュエータと前後方向揺動アクチュエータにより椅子部と車体部との成す角度を調整し、座面を水平に保つ仕組みを備えている。 The electric wheelchair described in Patent Document 1 is pivotally mounted so that the chair portion can be rotated in the front-rear and left-right directions with respect to the vehicle body portion by the front-rear direction rotation shaft and the left-right direction rotation shaft. Is detected by the left / right tilt detection rotary encoder and the front / rear tilt detection rotary encoder, and the angle between the chair part and the vehicle body part is adjusted by the left / right swing actuator and the front / rear swing actuator to level the seat surface. It has a mechanism to keep.
特許文献1に記載された椅子部の姿勢制御装置の仕組みを図11に示す。椅子部100は回転軸101により回動可能に支持され、揺動アクチュエータ102により椅子部100の角度調整がなされる。回転軸101と直角なもう1本の回転軸を設け、その回転軸まわりに椅子部100を回動させるもう1個の揺動アクチュエータを設けたものが特許文献1に記載された椅子部の姿勢制御装置ということになる。 FIG. 11 shows the mechanism of the chair portion posture control device described in Patent Document 1. The chair portion 100 is rotatably supported by a rotating shaft 101, and the angle of the chair portion 100 is adjusted by a swing actuator 102. The posture of the chair portion described in Patent Document 1 is provided with another rotation shaft perpendicular to the rotation shaft 101 and another swing actuator that rotates the chair portion 100 around the rotation shaft. This is a control device.
座席の角度を自動的に水平に保つべく、座席の下部に取り付けられた回転軸をモータと歯車で回転させるようにした電動車椅子もある。このような機構では強度を確保するために大きな歯車が必要になる。 There is also an electric wheelchair in which a rotation shaft attached to a lower portion of the seat is rotated by a motor and a gear in order to automatically keep the seat angle horizontal. Such a mechanism requires a large gear to ensure strength.
特許文献1に記載された椅子部の支持の仕組みでは、椅子部の端部を揺動アクチュエータで上下させるため、ストロークの長いアクチュエータが必要となり、車体部と椅子部の間に大きな空間が必要となる。このため椅子部を高くせざるを得ず、必然的に車椅子全体の重心も高くなり、バランスが悪化する。また、アクチュエータが椅子部に直接的に力を及ぼして椅子部を傾けるため、左右方向揺動アクチュエータ及び前後方向揺動アクチュエータには、搭乗者の体重がかかっている椅子部を傾けられるように、ある程度出力の大きなものが必要であった。さらに、椅子部の回転軸と搭乗者の重心との距離が遠く、搭乗者は体を大きく振られる形になり、乗り心地が低下するという問題もあった。加えて、電動車椅子には高さ、幅、長さそれぞれに制限があり、機構を省スペースにすることが求められるが、特許文献1に記載された機構はともすると大型化し、省スペースの要請に応えることが難しかった。 In the mechanism for supporting the chair portion described in Patent Document 1, an actuator with a long stroke is required to move the end portion of the chair portion up and down with a swing actuator, and a large space is required between the vehicle body portion and the chair portion. Become. For this reason, a chair part must be made high, inevitably the center of gravity of the whole wheelchair also becomes high, and the balance deteriorates. Further, since the actuator exerts a direct force on the chair portion to tilt the chair portion, the left and right direction swing actuator and the front and rear direction swing actuator can tilt the chair portion on which the passenger's weight is applied, Something with a large output was necessary. In addition, the distance between the rotation axis of the chair portion and the center of gravity of the occupant is long, and the occupant is greatly shaken to reduce the ride comfort. In addition, the electric wheelchair has restrictions on the height, width, and length, and the mechanism is required to save space. However, the mechanism described in Patent Document 1 becomes larger and requires space saving. It was difficult to meet.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、積載物を支持するためのキャリアと、このキャリアと対向して設置されたベースを備える姿勢制御装置において、大出力を要することなくベースに対するキャリアの傾きを変えることができ、積載物が振られる度合も少なく、省スペースの実現も容易な姿勢制御装置を提供することを目的とする。また、このような姿勢制御装置を搭載した積載物移動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a posture control device including a carrier for supporting a load and a base installed opposite to the carrier, the carrier with respect to the base without requiring a large output It is an object of the present invention to provide an attitude control device that can change the inclination of the vehicle, reduce the degree to which the load is shaken, and easily realize space saving. It is another object of the present invention to provide a load moving device equipped with such a posture control device.
上記目的を達成するために、本発明に係る姿勢制御装置は、積載物を支持するためのキャリアと、前記キャリアと対向して設置されたベースと、前記ベースと前記キャリアに両端が回転可能に連結された複数のリンクと、前記ベース側に突き出した形で前記キャリアに固定されたレバーと、前記ベースに、当該ベースの主平面と平行にスライド可能に設置されるとともに、前記レバーが相対回転及び前記突き出し方向における相対移動が可能であるように連結されたシフタとを備え、前記シフタをスライドさせることで、前記キャリアの傾きを制御することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an attitude control device according to the present invention includes a carrier for supporting a load, a base installed opposite to the carrier, and both ends rotatable on the base and the carrier. A plurality of linked links, a lever fixed to the carrier protruding from the base side, and a slidable installation on the base parallel to the main plane of the base, and the lever rotating relative to each other And a shifter coupled so as to be capable of relative movement in the protruding direction, and the tilt of the carrier is controlled by sliding the shifter.
上記構成の姿勢制御装置において、前記シフタは1軸方向にスライドするものであることが好ましい。 In the attitude control device having the above-described configuration, it is preferable that the shifter is slid in one axial direction.
上記構成の姿勢制御装置において、前記シフタは直交する2軸方向にスライドするものであることが好ましい。 In the attitude control device having the above-described configuration, it is preferable that the shifter slides in two orthogonal directions.
上記構成の姿勢制御装置において、前記リンクは前記シフタの両側に配置されていることが好ましい。 In the attitude control device having the above-described configuration, it is preferable that the link is disposed on both sides of the shifter.
上記構成の姿勢制御装置において、前記シフタはネジ軸でスライドすることが好ましい。 In the attitude control device having the above configuration, it is preferable that the shifter slides on a screw shaft.
上記構成の姿勢制御装置において、前記ネジ軸はモータで回転せしめられることが好ましい。 In the posture control device having the above configuration, it is preferable that the screw shaft is rotated by a motor.
また本発明は、上記姿勢制御装置を搭載した積載物移動装置であることを特徴としている。 In addition, the present invention is characterized in that it is a load moving device equipped with the attitude control device.
上記構成の積載物移動装置において、当該積載物移動装置の制御部は、前記姿勢制御装置のベースを含む当該積載物移動装置の車体部に取り付けられた傾斜センサからの出力信号で前記車体部の傾きを知り、前記キャリアの前記車体部に対する傾きが前記車体部の傾きを相殺することとなるように前記モータを制御することが好ましい。 In the load moving device having the above-described configuration, the control unit of the load moving device has an output signal from an inclination sensor attached to the vehicle body of the load moving device including the base of the posture control device. It is preferable to know the inclination and control the motor so that the inclination of the carrier with respect to the vehicle body part cancels the inclination of the vehicle body part.
本発明によると、積載物を支持するためのキャリアは複数のリンクで支持されるものであるから、キャリアが回転軸まわりに回転するという仕組みを用いることなくキャリアを傾けることができ、積載物の重心から回転軸が離れているために積載物が大きく振られ、そのことが積載物に悪影響を及ぼすといった事態を回避することができる。また、アクチュエータが直接的にキャリアを傾けるのでなく、シフタをスライドさせることでキャリアの傾きを制御するので、大出力の動力源を用いなくてもベースに対するキャリアの傾きを変えることができる。また回転軸を中心にキャリアを回動させる仕組みに比べ、キャリアを傾けるメカニズムを省スペースのものとすることができる。 According to the present invention, since the carrier for supporting the load is supported by a plurality of links, the carrier can be tilted without using a mechanism in which the carrier rotates around the rotation axis. Since the rotation axis is separated from the center of gravity, it is possible to avoid a situation in which the load is greatly shaken, which adversely affects the load. In addition, since the actuator controls the tilt of the carrier by sliding the shifter instead of tilting the carrier directly, the tilt of the carrier relative to the base can be changed without using a high-output power source. Further, the mechanism for tilting the carrier can be made smaller than the mechanism for rotating the carrier around the rotation axis.
<第1実施形態>
本段落の冒頭に置かれた「第1実施形態」というタイトルは、図1から図4までの図に示されたものが、本発明に係る姿勢制御装置の第1実施形態であり、また姿勢制御装置を搭載した積載物移動装置の第1実施形態であるという点をふまえている。積載物移動装置の第1実施形態は電動車椅子1として具現化されている。
<First Embodiment>
The title “first embodiment” placed at the beginning of this paragraph is shown in FIGS. 1 to 4 in the first embodiment of the attitude control device according to the present invention. It is based on the point that it is 1st Embodiment of the load moving apparatus carrying a control apparatus. The first embodiment of the load transfer device is embodied as an electric wheelchair 1.
電動車椅子1の構造を説明する。電動車椅子1は、車体部10と、車体部10に姿勢制御装置30を介して支持される座席20を備える。姿勢制御装置30は座席支持装置ということになる。 The structure of the electric wheelchair 1 will be described. The electric wheelchair 1 includes a vehicle body portion 10 and a seat 20 supported by the vehicle body portion 10 via an attitude control device 30. The attitude control device 30 is a seat support device.
車体部10は、左右一対の後輪11と、同じく左右一対の図示しない前輪により、床面や路面等の走行路上に4点支持される。後輪11には走行モータ12の回転力がギアボックス13を介して伝えられ、これにより後輪11は駆動輪として機能する。前記図示しない前輪の車体部10に対する角度を変えることで、電動車椅子1の進路を変えることができる。 The vehicle body 10 is supported at four points on a traveling road such as a floor surface or a road surface by a pair of left and right rear wheels 11 and a pair of left and right front wheels (not shown). The rotational force of the traveling motor 12 is transmitted to the rear wheel 11 via the gear box 13, and the rear wheel 11 functions as a driving wheel. The course of the electric wheelchair 1 can be changed by changing the angle of the front wheel (not shown) with respect to the vehicle body 10.
車体部10には、走行モータ12の電源となるバッテリー14と、バッテリー14の充電器15が搭載される。車体部10にはさらに、前記図示しない前輪の操舵を行うハンドル16が設けられる。ハンドル16には左右一対のバックミラー17が取り付けられている。 A battery 14 serving as a power source for the traveling motor 12 and a charger 15 for the battery 14 are mounted on the vehicle body 10. The vehicle body 10 is further provided with a handle 16 for steering the front wheel (not shown). A pair of left and right rearview mirrors 17 are attached to the handle 16.
続いて姿勢制御装置30の構造を説明する。図1から図4までの図において、図の左側が電動車椅子1においても左側であり、図の右側が電動車椅子1においても右側である。 Next, the structure of the attitude control device 30 will be described. In the drawings from FIG. 1 to FIG. 4, the left side of the drawing is also the left side of the electric wheelchair 1, and the right side of the drawing is also the right side of the electric wheelchair 1.
姿勢制御装置30は、車体部10に支持されるベース31と、座席20が固定されるキャリア32を備える。ここでは座席20がキャリア32に支持される積載物ということになる。ベース31はキャリア32に対向して設置されている。 The attitude control device 30 includes a base 31 supported by the vehicle body unit 10 and a carrier 32 to which the seat 20 is fixed. Here, the seat 20 is a load supported by the carrier 32. The base 31 is installed facing the carrier 32.
ベース31は平面形状矩形であって左右両端に立ち上がり壁を有する形状である。キャリア32も平面形状矩形であるが、こちらは1個のフレームとして構成されている。 The base 31 is a planar rectangular shape having rising walls at both left and right ends. The carrier 32 is also rectangular in plan shape, but this is configured as a single frame.
ベース31には、前後方向に延びる水平な回転軸が2本、左右に間隔を置いて平行に配置される。左側のものが回転軸33Lであり、右側のものが回転軸33Rである。回転軸33L、33Rは、ベース31に固定された軸受34により回転可能に支持される。軸受34は、回転軸33Lと回転軸33Rをそれらの両端部で支持するため、それぞれの軸に対し2個ずつ設けられる。軸受34にはピロー型軸受が用いられている。 In the base 31, two horizontal rotation shafts extending in the front-rear direction are arranged in parallel with a space left and right. The left one is the rotation shaft 33L, and the right one is the rotation shaft 33R. The rotary shafts 33L and 33R are rotatably supported by a bearing 34 fixed to the base 31. In order to support the rotating shaft 33L and the rotating shaft 33R at both ends thereof, two bearings 34 are provided for each shaft. A pillow type bearing is used as the bearing 34.
回転軸33Lには2個のリンク35Lの一端が固定され、回転軸33Rには2個のリンク35Rの一端が固定される。2個のリンク35Lは、互いの間に間隔を置き、且つ回転軸33Lに対する角度を一致させる形で回転軸33Lに固定される。2個のリンク35Rは、互いの間に間隔を置き、且つ回転軸33Rに対する角度を一致させる形で回転軸33Rに固定される。 One end of the two links 35L is fixed to the rotating shaft 33L, and one end of the two links 35R is fixed to the rotating shaft 33R. The two links 35L are fixed to the rotation shaft 33L at a distance from each other and at the same angle with respect to the rotation shaft 33L. The two links 35R are fixed to the rotary shaft 33R so as to be spaced from each other and to have the same angle with respect to the rotary shaft 33R.
キャリア32には、前後方向に延びる水平な回転軸が2本、左右に間隔を置いて平行に配置される。左側のものが回転軸36Lであり、右側のものが回転軸36Rである。2個のリンク35Lの、回転軸33Lに固定されたのとは反対側の端は回転軸36Lに固定される。2個のリンク35Rの、回転軸33Rに固定されたのとは反対側の端は回転軸36Rに固定される。 In the carrier 32, two horizontal rotation shafts extending in the front-rear direction are arranged in parallel with a space left and right. The left one is the rotation shaft 36L, and the right one is the rotation shaft 36R. The ends of the two links 35L opposite to those fixed to the rotating shaft 33L are fixed to the rotating shaft 36L. The opposite ends of the two links 35R fixed to the rotating shaft 33R are fixed to the rotating shaft 36R.
回転軸36L、36Rは、キャリア32に固定された軸受37により回転可能に支持される。軸受37は、回転軸36Lと回転軸36Rをそれらの両端部で支持するため、それぞれの軸に対し2個ずつ設けられる。軸受37には菱フランジ型軸受が用いられている。 The rotary shafts 36L and 36R are rotatably supported by a bearing 37 fixed to the carrier 32. In order to support the rotating shaft 36L and the rotating shaft 36R at both ends thereof, two bearings 37 are provided for each shaft. As the bearing 37, a diamond flange bearing is used.
回転軸36L、36Rの間隔は回転軸33L、33Rの間隔より狭い。そのためリンク35L、35Rは、上部がすぼまり、下部が広がった形の配置となる。 The interval between the rotation shafts 36L and 36R is narrower than the interval between the rotation shafts 33L and 33R. For this reason, the links 35L and 35R have an arrangement in which the upper part is narrowed and the lower part is expanded.
上記のようにしてキャリア32は、2個のリンク35Lと2個のリンク35Rによりベース31の上に支持される。リンク35Lは回転軸33Lを中心として電動車椅子1の前後方向の軸線まわりに垂直面内で回動可能であり、リンク35Rは回転軸33Rを中心として電動車椅子1の前後方向の軸線まわりに垂直面内で回動可能であり、キャリア32のベース31に対する傾きはリンク35L、35Rの角度に応じて変わる。この実施形態の場合、キャリア32は左右方向において傾きが変わる。 As described above, the carrier 32 is supported on the base 31 by the two links 35L and the two links 35R. The link 35L is rotatable in a vertical plane around the axis of the electric wheelchair 1 about the rotary shaft 33L, and the link 35R is a vertical plane about the axis of the electric wheelchair 1 around the axis of rotation 33R. The inclination of the carrier 32 with respect to the base 31 changes according to the angles of the links 35L and 35R. In this embodiment, the inclination of the carrier 32 changes in the left-right direction.
本実施形態ではリンク35Lとリンク35Rの数を2個ずつとしたが、2個という数は発明を限定するものではない。3個以上の数とすることも可能であるし、リンク35Lとリンク35Rの幅を十分に広くするならば、1個ずつで済ますことも可能である。要は、キャリア32に加わる前後方向のモーメントを支えるのに十分な剛性を備えた構造でありさえすればよい。 In this embodiment, the number of links 35L and links 35R is two, but the number of two does not limit the invention. The number can be three or more. If the widths of the link 35L and the link 35R are sufficiently wide, it is possible to use only one each. In short, it is sufficient that the structure has sufficient rigidity to support the moment in the front-rear direction applied to the carrier 32.
ベース31に対するキャリア32の傾きを変えるのはモータによってスライドせしめられるシフタであり、そのメカニズムは次の通りである。 The change of the inclination of the carrier 32 with respect to the base 31 is a shifter that is slid by a motor, and the mechanism is as follows.
キャリア32の中央には前後方向に延びるビーム32aが設けられている。このビーム32aにレバー38が固定されている。レバー38はキャリア32に対し直角をなすように下方に突き出す。図4に示す通り、レバー38の先端付近には長穴38aが形成されている。長穴38aの長軸方向はレバー38が突き出す方向に一致する。 A beam 32 a extending in the front-rear direction is provided at the center of the carrier 32. A lever 38 is fixed to the beam 32a. The lever 38 protrudes downward so as to be perpendicular to the carrier 32. As shown in FIG. 4, a long hole 38 a is formed near the tip of the lever 38. The long axis direction of the long hole 38a coincides with the direction in which the lever 38 protrudes.
ベース31の上面には、回転軸33L、33Rの間の位置に、左右方向に延びる水平なネジ軸39が配置されている。ネジ軸39はベース31に固定された軸受40により回転可能に支持される。軸受40は、ネジ軸39を両端部で支持するため、2個設けられる。軸受40にはピロー型軸受が用いられている。 A horizontal screw shaft 39 extending in the left-right direction is disposed on the upper surface of the base 31 at a position between the rotation shafts 33L and 33R. The screw shaft 39 is rotatably supported by a bearing 40 fixed to the base 31. Two bearings 40 are provided to support the screw shaft 39 at both ends. A pillow type bearing is used as the bearing 40.
ネジ軸39はシフタ41を支持する。シフタ41の両側にリンク35L、35Rが存在することになる。シフタ41はナットの機能を果たすものであり、ネジ軸39が回転すると水平方向に、別の表現を用いるならばベース31の主平面(ここではベース31の上面)と平行にスライドする。シフタ41はネジ軸39の軸線に沿って1軸方向にスライドするものであり、左右どちらにスライドするかはネジ軸39の回転方向によって決まる。 The screw shaft 39 supports the shifter 41. The links 35L and 35R exist on both sides of the shifter 41. The shifter 41 functions as a nut, and slides in the horizontal direction when the screw shaft 39 rotates, and in parallel with the main plane of the base 31 (here, the upper surface of the base 31) if another expression is used. The shifter 41 slides in one axial direction along the axis of the screw shaft 39, and whether to slide left or right is determined by the rotational direction of the screw shaft 39.
ネジ軸39を回転させるモータは図1に示すチルトモータ42である。チルトモータ42はネジ軸39に固定された歯車43に自身の歯車をかみ合わせてネジ軸39に回転を伝える。チルトモータ42にはモータドライバ44が組み合わせられる。 A motor for rotating the screw shaft 39 is a tilt motor 42 shown in FIG. The tilt motor 42 meshes its own gear with a gear 43 fixed to the screw shaft 39 and transmits the rotation to the screw shaft 39. A motor driver 44 is combined with the tilt motor 42.
シフタ41の上面には前後一対の軸受45が固定される。軸受45はピロー型であり、前後方向に延びる軸46の両端を支持する。軸46の中間部はレバー38の長穴38aを通り抜ける。これによりレバー38とシフタ41は相対回転可能に連結される。また、軸46の中間部が通り抜けるのは単なる円形の穴ではなく長穴38aであり、長穴38aの長軸方向はレバー38が突き出す方向に一致しているため、レバー38とシフタ41はレバー38の突き出し方向における相対移動も可能である。 A pair of front and rear bearings 45 are fixed to the upper surface of the shifter 41. The bearing 45 is a pillow type and supports both ends of a shaft 46 extending in the front-rear direction. The intermediate portion of the shaft 46 passes through the long hole 38 a of the lever 38. Thereby, the lever 38 and the shifter 41 are connected so as to be rotatable relative to each other. Further, the middle portion of the shaft 46 passes through not the simple circular hole but the long hole 38a, and the long axis direction of the long hole 38a coincides with the direction in which the lever 38 protrudes. Relative movement in the protruding direction of 38 is also possible.
図1に示す通り、車体部10には傾斜センサ18が取り付けられている。傾斜センサ18の出力信号は制御部50に入力される。制御部50はPLC(programmable logic controller)により構成され、チルトモータ42のモータドライバ44に対し制御信号を出力する。 As shown in FIG. 1, a tilt sensor 18 is attached to the vehicle body portion 10. An output signal from the tilt sensor 18 is input to the control unit 50. The control unit 50 is configured by a PLC (programmable logic controller) and outputs a control signal to the motor driver 44 of the tilt motor 42.
電動車椅子1の動作は次の通りである。搭乗者は座席20に座り、ハンドル16に設けられた図示しない操作スイッチやブレーキレバーを操作して、またハンドル16そのものを操作して、電動車椅子1を運転する。 The operation of the electric wheelchair 1 is as follows. The passenger sits on the seat 20 and operates an operation switch and a brake lever (not shown) provided on the handle 16 and also operates the handle 16 itself to drive the electric wheelchair 1.
電動車椅子1の走行路が左右方向に傾斜していると車体部10が傾く。車体部10が傾けば傾斜センサ18も傾き、傾斜センサ18は傾斜角に応じた信号を出力する。その信号
で車体部10の傾きを知った制御部50は、座席20を水平に保つのに必要なチルトモータ42の回転方向と回転角を計算し、それを制御信号としてモータドライバ44に出力する。モータドライバ44は制御信号に従ってチルトモータ42を駆動する。
When the traveling path of the electric wheelchair 1 is inclined in the left-right direction, the vehicle body 10 is inclined. If the vehicle body 10 is tilted, the tilt sensor 18 is tilted, and the tilt sensor 18 outputs a signal corresponding to the tilt angle. The control unit 50, which knows the inclination of the vehicle body 10 from the signal, calculates the rotation direction and rotation angle of the tilt motor 42 necessary to keep the seat 20 horizontal, and outputs it to the motor driver 44 as a control signal. . The motor driver 44 drives the tilt motor 42 according to the control signal.
チルトモータ42が回転するとネジ軸39が回転し、シフタ41は左右いずれか一方にスライドする。車体部10が右下がりに傾いたときは、制御部50はシフタ41を右方向にスライドさせる。すると図6に示すように、レバー38の角度が変わり、レバー38に固定されているキャリア32は左下がりに傾く。車体部10の右下がりの傾きと、車体部10に対し左下がりとなるキャリア32の傾きが相殺され、キャリア32及びそれに固定された座席20はほぼ水平を保つ。これにより搭乗者は、バランスを崩すことなく座席20に座り続けることができる。 When the tilt motor 42 rotates, the screw shaft 39 rotates, and the shifter 41 slides to the left or right. When the vehicle body unit 10 is tilted downward, the control unit 50 slides the shifter 41 in the right direction. Then, as shown in FIG. 6, the angle of the lever 38 changes, and the carrier 32 fixed to the lever 38 tilts to the left. The right-down inclination of the vehicle body 10 and the inclination of the carrier 32 falling to the left with respect to the vehicle body 10 are offset, and the carrier 32 and the seat 20 fixed thereto are kept almost horizontal. As a result, the passenger can continue to sit on the seat 20 without losing balance.
車体部10が左下がりに傾いたときは、制御部50はシフタ41を左方向にスライドさせる。すると図7に示すように、レバー38の角度が変わり、レバー38に固定されているキャリア32は右下がりに傾く。車体部10の左下がりの傾きと、車体部10に対し右下がりとなるキャリア32の傾きが相殺され、キャリア32及びそれに固定された座席20はほぼ水平を保つ。これにより搭乗者は、バランスを崩すことなく座席20に座り続けることができる。 When the vehicle body unit 10 is tilted downward to the left, the control unit 50 slides the shifter 41 leftward. Then, as shown in FIG. 7, the angle of the lever 38 changes, and the carrier 32 fixed to the lever 38 tilts downward to the right. The downward tilt of the vehicle body 10 and the tilt of the carrier 32 that is downwardly tilted with respect to the vehicle body 10 are offset, so that the carrier 32 and the seat 20 fixed thereto are kept almost horizontal. As a result, the passenger can continue to sit on the seat 20 without losing balance.
キャリア32が傾くのに従い、レバー38は軸36に対し相対的に上下するが、その動きは、軸36が通っているのが長穴38aであることにより吸収され、レバー38とキャリア32の動きは制約されない。 As the carrier 32 tilts, the lever 38 moves up and down relatively with respect to the shaft 36. However, the movement of the lever 38 and the carrier 32 is absorbed by the fact that the shaft 36 passes through the elongated hole 38a. Is not constrained.
シフタ41はネジ軸39の回転でスライドするものであるから、チルトモータ42は大出力の大型モータである必要はない。このことは姿勢制御装置30の省スペース化に貢献する。またチルトモータ42はシフタ41を水平方向にスライドさせるものであって、シフタ41に上下方向のストロークは必要ないことも姿勢制御装置30の省スペース化に貢献する。 Since the shifter 41 slides with the rotation of the screw shaft 39, the tilt motor 42 does not have to be a large motor with high output. This contributes to space saving of the attitude control device 30. The tilt motor 42 slides the shifter 41 in the horizontal direction, and the vertical stroke of the shifter 41 is not necessary, which contributes to space saving of the attitude control device 30.
長さの異なるリンク35L、35Rを用いればキャリア32の動きを変えることができる。すなわちリンク35L、35Rを長さの異なるものに交換するだけで、異なる機種の電動車椅子に姿勢制御装置30を対応させることができる。 If the links 35L and 35R having different lengths are used, the movement of the carrier 32 can be changed. That is, the posture control device 30 can be made to correspond to different types of electric wheelchairs by simply replacing the links 35L and 35R with ones having different lengths.
本実施形態の姿勢制御装置30は走行路の左右方向の傾斜を吸収するものであったが、姿勢制御装置30の向きを90°変えれば、走行路の前後方向の傾斜を吸収することができる。左右方向の傾斜を吸収する姿勢制御装置と前後方向の傾斜を吸収する姿勢制御装置を組み合わせて用いれば、走行路が前後左右どのように傾いていても座席20の水平を保つことができる。 The posture control device 30 of the present embodiment absorbs the inclination in the left-right direction of the traveling road. However, if the orientation of the posture control device 30 is changed by 90 °, the inclination in the front-rear direction of the traveling road can be absorbed. . If the posture control device that absorbs the inclination in the left-right direction and the posture control device that absorbs the inclination in the front-rear direction are used in combination, the seat 20 can be kept level regardless of how the travel path is inclined forward, backward, left-right.
<第2実施形態>
本段落の冒頭に置かれた「第2実施形態」というタイトルは、図8及び図9に示されたものが、本発明に係る姿勢制御装置の第2実施形態であるという点をふまえている。姿勢制御装置の第2実施形態も電動車椅子の座席支持装置として具現化されているものとする。第1実施形態の姿勢制御装置と機能的に共通する構成要素には第1実施形態の説明で用いた符号をそのまま付す。
Second Embodiment
The title “Second Embodiment” placed at the beginning of this paragraph is based on the fact that what is shown in FIGS. 8 and 9 is the second embodiment of the attitude control device according to the present invention. . The second embodiment of the attitude control device is also embodied as a seat support device for an electric wheelchair. Constituent elements that are functionally common to the attitude control device of the first embodiment are assigned the same reference numerals used in the description of the first embodiment.
図8及び図9に示された姿勢制御装置30Mは、ベース31の四隅とキャリア32の四隅を計4本のリンク60で連結している。各リンク60は、ベース31とキャリア32に対し、それぞれユニバーサルジョイント61で連結されている。 In the attitude control device 30 </ b> M shown in FIGS. 8 and 9, the four corners of the base 31 and the four corners of the carrier 32 are connected by a total of four links 60. Each link 60 is connected to the base 31 and the carrier 32 by a universal joint 61.
キャリア32の下面中央からはキャリア32に対し直角をなすようにレバー38が下向きに突き出す。レバー38はキャリア32に固定されており、キャリア32に対する角度を変えない。 A lever 38 protrudes downward from the center of the lower surface of the carrier 32 so as to be perpendicular to the carrier 32. The lever 38 is fixed to the carrier 32 and does not change the angle with respect to the carrier 32.
レバー38の角度を変えるシフタ41はユニバーサルジョイント62を介してレバー38に連結される。レバー38はユニバーサルジョイント62に対し軸線方向にスライド可能とされている。すなわちレバー38とユニバーサルジョイント62はレバー38の突き出し方向に相対移動可能である。 The shifter 41 that changes the angle of the lever 38 is connected to the lever 38 via the universal joint 62. The lever 38 is slidable in the axial direction with respect to the universal joint 62. That is, the lever 38 and the universal joint 62 can move relative to each other in the protruding direction of the lever 38.
第1実施形態の姿勢制御装置30では1本のネジ軸39がシフタ41を貫通していたが、第2実施形態の姿勢制御装置30Mではネジ軸39Aとネジ軸39Bがシフタ41を貫通する。ネジ軸39Aは第1実施形態の姿勢制御装置30のネジ軸39と同様に左右方向に延びる。ネジ軸39Bは前後方向に延びる。ネジ軸39Aはベース31に対し、左右方向には相対移動不能、前後方向には相対移動可能とされる。ネジ軸39Bはベース31に対し、左右方向には相対移動可能、前後方向には相対移動不能とされる。この構造により、シフタ41は直交する2軸方向にスライド可能である。 In the posture control device 30 of the first embodiment, one screw shaft 39 penetrates the shifter 41. However, in the posture control device 30M of the second embodiment, the screw shaft 39A and the screw shaft 39B penetrate the shifter 41. The screw shaft 39A extends in the left-right direction in the same manner as the screw shaft 39 of the attitude control device 30 of the first embodiment. The screw shaft 39B extends in the front-rear direction. The screw shaft 39A is not movable relative to the base 31 in the left-right direction and is relatively movable in the front-rear direction. The screw shaft 39B can move relative to the base 31 in the left-right direction and cannot move in the front-rear direction. With this structure, the shifter 41 can slide in two orthogonal directions.
ネジ軸39Aとネジ軸39Bを手動で、またはモータで回転させれば、シフタ41は前後左右方向に二次元的にスライドする。これによりキャリア32の傾きを左右方向ばかりでなく前後方向にも制御することが可能になる。 If the screw shaft 39A and the screw shaft 39B are rotated manually or by a motor, the shifter 41 slides two-dimensionally in the front-rear and left-right directions. As a result, the inclination of the carrier 32 can be controlled not only in the left-right direction but also in the front-rear direction.
第2実施形態の姿勢制御装置30Mを電動車椅子1に搭載し、ネジ軸39Aとネジ軸39Bをそれぞれ別のチルトモータで回転させることとすれば、走行路の左右方向の傾斜と前後方向の傾斜の両方を単一の姿勢制御装置30Mで吸収することができる。 If the attitude control device 30M of the second embodiment is mounted on the electric wheelchair 1 and the screw shaft 39A and the screw shaft 39B are rotated by separate tilt motors, the left and right inclinations and the front and rear inclinations of the traveling path will be described. Both can be absorbed by a single attitude control device 30M.
<第3実施形態>
本段落の冒頭に置かれた「第3実施形態」というタイトルは、第1実施形態の姿勢制御装置が新たな用途に用いられたという点をふまえている。第1実施形態の姿勢制御装置30は、図10では太陽電池パネル70の支持に用いられている。
<Third Embodiment>
The title “third embodiment” placed at the beginning of this paragraph is based on the fact that the attitude control device of the first embodiment is used for a new application. The attitude control device 30 of the first embodiment is used to support the solar cell panel 70 in FIG.
言うまでもないが、太陽の高度は季節によって異なる。太陽の高度が低くなる冬季には、太陽の方に向くようにソーラーパネル(太陽電池パネル)70をより大きく傾けることで発電効率を高めることができる。シフタ41は手動で、例えば手回し式のネジ軸でスライドさせることとすればよい。ソーラーパネル70の角度を頻繁に変える必要はない。年4回ほど変えるだけでも発電効率の向上に相当な効果がある。 Needless to say, the altitude of the sun varies from season to season. In the winter when the altitude of the sun is low, power generation efficiency can be increased by tilting the solar panel (solar cell panel) 70 so as to face the sun. The shifter 41 may be slid manually with, for example, a hand-held screw shaft. It is not necessary to change the angle of the solar panel 70 frequently. Even changing it about four times a year has a considerable effect on improving power generation efficiency.
姿勢制御装置30は複数のリンクでキャリア32を支える構造であるから強度があり、ソーラーパネル70の重量を問題なく受け止めることができる。またシフタ41のスライドという、ただ1箇所のスライドだけでソーラーパネル70の姿勢制御を行えるから、操作が簡単である。 Since the attitude control device 30 is structured to support the carrier 32 with a plurality of links, it has strength and can receive the weight of the solar panel 70 without any problem. Further, since the attitude of the solar panel 70 can be controlled by only one slide, ie, the slide of the shifter 41, the operation is simple.
図10ではキャリア32に別体のソーラーパネル70が取り付けられているが、キャリア32とソーラーパネル70を一体化してもよい。また、第1実施形態の姿勢制御装置30に代え、第2実施形態の姿勢制御装置30Mを用いてもよい。 In FIG. 10, a separate solar panel 70 is attached to the carrier 32, but the carrier 32 and the solar panel 70 may be integrated. Further, instead of the attitude control device 30 of the first embodiment, the attitude control device 30M of the second embodiment may be used.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は姿勢制御装置に広く利用可能である。 The present invention is widely applicable to attitude control devices.
1 電動車椅子(積載物移動装置)
10 車体部
18 傾斜センサ
20 座席
30 姿勢制御装置
31 ベース
32 キャリア
35L、35R リンク
38 レバー
39 ネジ軸
41 シフタ
42 チルトモータ
50 制御部
30M 姿勢制御装置
60 リンク
61、62 ユニバーサルジョイント
70 ソーラーパネル
1 Electric wheelchair (loading device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Car body part 18 Inclination sensor 20 Seat 30 Attitude control apparatus 31 Base 32 Carrier 35L, 35R Link 38 Lever 39 Screw shaft 41 Shifter 42 Tilt motor 50 Control part 30M Attitude control apparatus 60 Link 61, 62 Universal joint 70 Solar panel
Claims (9)
前記キャリアと対向して設置されたベースと、
前記ベースと前記キャリアに両端が回転可能に連結された複数のリンクと、
前記ベース側に突き出した形で前記キャリアに固定されたレバーと、
前記ベースに、当該ベースの主平面と平行にスライド可能に設置されるとともに、前記レバーが相対回転及び前記突き出し方向における相対移動が可能であるように連結されたシフタとを備え、
前記シフタをスライドさせることで、前記キャリアの傾きを制御することを特徴とする姿勢制御装置。 A carrier to support the load,
A base installed opposite the carrier;
A plurality of links rotatably connected at both ends to the base and the carrier;
A lever fixed to the carrier in a form protruding to the base side;
The base is provided with a shifter that is slidably installed in parallel with the main plane of the base, and that is coupled so that the lever is capable of relative rotation and relative movement in the protruding direction,
An attitude control device that controls the inclination of the carrier by sliding the shifter.
Priority Applications (2)
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- 2012-06-04 JP JP2012127188A patent/JP2013199260A/en active Pending
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