电动车辆的制作方法

文档序号:1054065阅读:134来源:国知局

专利名称::电动车辆的制作方法
技术领域
:本发明涉及电动车辆,例如电动轮椅。现有技术的电动轮椅的一个实例表示在图1中。轮椅2包括由管框架构成的一个椅体4。椅体4包括带有手柄6、靠背10、座子12、扶手14和脚踏板16的手把8。椅体4设有一对主动轮18和一对随动轮20。每个主动轮18使用一个通过齿轮传动装置(未画出)连接在其上的电动机20。电动机20可以是齿轮传动直流电动机。每个电动机20或每个齿轮传动装置配备一个离合器,当离合器被操纵时,有关的主动轮18可以自由转动。当各离合器被操纵时,一名侍者或帮助者抓握手柄6靠人力可以推、拉椅体4以便前、后移动轮椅。在椅体4上还设有一个控制装置22。控制装置22包括用于使轮椅2转向的操纵杆24。控制装置22可以控制各电动机20,以便在相应于操纵者倾斜方向的方向上移动轮椅2。蓄电池26也安装在椅体4上以便向电动机20和控制装置22提供电力。蓄电池26例如可以是一种可充电的汽车用铅酸蓄电池。电动轮椅2既可以靠电动机20电动驱动,也可以由人力驱动。在后一种情况下,离合器是与电动机脱开的。电动轮椅2不仅可以由只是下体残疾或虚弱的人使用,而且上体也残疾或虚弱的人也可以使用。如前所述,图1所示的电动轮椅可由电动机20驱动,也可由侍者驱动。在后一种情况下,离合器是与电动机20脱开的。但是,当使用者或残疾人坐在椅座上时,使用者和轮椅的总重可达一百几十千克,因此,侍者只可在水平的平面上推动坐有一人的轮椅。因此,即使当有帮助者照料时,电动机20也是很经常地用于驱动轮椅2,因此,蓄电池的电力消耗迅速,需要经常给蓄电池26充电。本发明的目的在于提供一种电动车辆如电动轮椅,它可以容易地由人力操纵,其中利用人驱动车辆时给出的人力可以减少电动机驱动车辆所消耗的电力,而无需增加对驱动车辆的人的负担。按照本发明的一个方面,一种电动车辆包括一个车体,该车体具有手把、驱动轮、用于选择地前、后方向驱动所述驱动轮从而移动车体的电驱动装置,以及用于监测作用在手把上的人工驱动力并有选择地产生用于控制所述驱动装置的前、后控制信号的人工驱动力传感装置。人工驱动力传感装置包括一个安装在手把端部的可位移的手柄,该手柄可沿手把的长度前、后位移。上述传感装置还包括用于监测可位移手柄的位移并按照手柄的位移有选择地产生前控制和后控制的位移传感装置,以及设在手柄内的用于将作用在可位移手柄上的力传递至手把的弹性装置。上述弹性装置将在朝向手把方向上或在背离手把方向上作用的力传递至手把。人工驱动力传感装置包括在可位移手柄长度上间隔设置的两个止动件。这两个止动件连接在手把上,并被弹性装置两端中的有关端部所接触。上述传感装置还包括第一和第二松释装置,第一松释装置用于根据手柄朝向手把的位移,从其与所述止动件之一的接触中,松释弹性装置的一端,以及用于在朝向手把的方向上压缩所述弹性装置,所述第二松释装置用于根据手柄在相反方向的位移从另一个止动件的接触中松释弹性装置的另一端,以及用于在反向上压缩所述弹性装置。按照本发明的另一个方面,一种电动车辆包括一个具有车把的车体,一主动轮,用于驱动主动轮的电驱动装置,以及用于监测作用在手把上的人工驱动力且产生一个控制驱动装置的控制信号的人工驱动力传感装置。人工驱动力传感装置包括一个可沿手把长度前、后移动的手柄,用于监测手柄位移且产生控制信号的位移传感装置,以及在可移动的手柄内沿手把长度设置的弹性装置。当手柄处于其空档上时,弹性装置在力作用在手柄上时在向着手把或背离手把的方向上受到压缩,而当作用在手柄上的力消除时返回其空档上。人工驱动力传感装置包括两个止动件,它们沿着可移动的手柄的长度相互间隔开来地设在手柄内,并被弹性装置两端中的有关端部接触。该传感装置还包括第一和第二驱动件。第一驱动件响应于手柄朝向手把的位移,以便使弹性装置远离手把的端部与两止动件之一脱开,并在朝向手把的方向上压缩弹性装置。第二驱动件响应于手柄背离手把方向的位移,以便使弹性装置靠近手把的端部与两个止动件中的另一个脱开,并在背离手把的方向上压缩弹性装置。弹性装置是经过预压缩的,当可位移的手柄在两个方向都无位移时,弹性装置的两端分别与两止动件之一接触。电动车辆可以在两相对侧各设置一主动轮,各主动轮分别设置电驱动装置。这种车辆还可分别为两主动轮各设置一个手把,并为每个手把分别设置人工驱动力传感装置,以便分别为各主动轮产生控制信号。现对照以下附图详述本发明。图1是现有技术的电动轮椅的立体图;图2是按照本发明第一实施例的电动轮椅的立体图;图3是图2所示电动轮椅的框图;图4是图2所示电动轮椅的右侧驱动轮的右侧视图;图5是沿图4中V-V线的剖面图;图6是图4所示右侧驱动轮的左侧视图;图7是图2的电动轮椅中使用的发光二极管和光敏晶体管之间的位置关系;图8表示在接受光线的光敏晶体管中的电流波形,以及在图7所示的布置中的综合电流;图9是图2的电动轮椅在其空档时人工驱动力传感组件的纵剖图,图9a是当轮椅的手柄被拉动时,图9的人工驱动力传感组件的纵剖图,图9b是当轮椅的手柄被推动时,人工驱动力传感组件的纵剖图;图10的曲线图表示作用在人工驱动力传感组件的人工驱动力和人工传感力传感组件的位移之间的关系;图11a表示作用在图2的轮椅上的人工驱动力和与电动机转矩有关的信号之间的关系,根据上述关系准备一个作用在驱动轮电动机上的信号;图11b表示作用在图2的轮椅上的人工驱动力和轮椅加速度之间的关系;图12a表示电动轮椅的速度随时间变化的实例;图12b表示作用在电动轮椅上的人工驱动力随时间变化的实例;以及图13的流程图表示图3所示轮椅的信号转换组件中由中央处理机进行的运算过程。图2表示按照本发明第一实施例的电动车辆如电动轮椅30。轮椅30包括一个例如用管框架构成的椅体32。椅体32设有椅背34、椅坐36、扶手38和脚踏板40。手把42R和42L从管框架的右左侧向后延伸。(在本说明书中,字母“R”和“L”分别代表“右”和“左”。因此,例如手把42R就是在轮椅30右侧的手把。)一对右、左随动轮44R和44L在前部的右、左侧安装在管框架上。在管框架的后部,一对右、左主动轮46R和46L安装在管框架的右、左侧。驱动轮46R和46L的直径大于随动轮46R和46L的直径。在各主动轮的外侧,由管制成的环状手圈48R和48L分别通过隔件200R和200L固定在主动轮。手圈48R和48L的直径稍小于主动轮46R和46L的直径。下面对照图3将详细讲到,在各驱动轮46R和46L中,设有电动机76R和76L,其用于可选择地以向前方向和向后方向驱动主动轮46R和46L,从向前和向后驱动轮椅30,还设有信号接收(RX)组件86R和86L,控制(CONT)组件88R和88L,以及驱动(DR)组件90R和90L,它们分别用于控制电动机(M)76R和76L,还设有蓄电池82R和82L,其用于向电动机和各组件供电。一对人工驱动力传感组件50R和50L设置在手把42R和42L上。人工驱动力传感组件50R监测作用在其上的人工驱动力,并形成一个代表人工驱动力的大小和方向的模拟电信号。组件50R也用于将所作用的人工驱动力传递至手把42R。同样,人工驱动力传感组件50L用于监测作用在其上的人工驱动力,并形成一个代表所作用的人工驱动力的大小和方向的模拟电信号。组件50L将所作用的人工驱动力传递至手把42L。在各手把42R和42L上可以安装指示轮椅30向前移动的指示灯52R和52L和指示轮椅30向后移动的指示灯54R和54L。在椅体32的椅座36下面,设置了一个将来自人工驱动力传感组件50R和50L转换成电动机控制信号的信号转换组件56。如图3所示,信号转换组件56包括一个分别将模拟电信号f1R和f1L转换成数字电信号Df1R和DflL的模拟/数字(A/D)转换器92。数字信号Df1R和Df1L被加在中央处理机(CPU)94上,从而被其转换成各电动机76R和76L的数字驱动信号或与电动机转矩有关的数字信号Df2R和Df2L。与电动机转矩有关的数字数号Df2R和Df2L由放大器36放大。与电动机转矩有关的数字信号Df2R被加在主动轮46R的发送(TX)组件98R上,而与电动机转矩有关的数字信号Df2L被加在主动轮46L的传送(YX)组件98L上。发送组件98R和98L可以是光线发送器,它包括发光件如红外发光二极管,并分别将光信号如红外信号发送至接收组件86R和86L。接收组件86R和86L可以是光线接收器,它包括接收光线的元件如光敏晶体管,共接受并解调由有关的发送组件98R和98L,并且产生与电动机转矩有关的数字信号Df2R和Df2L。与电动机转矩有关的数字信号Df2R和Df2L分别被加在控制组件88R和88L上。控制组件88R和88L可以分别用与转矩有关的信号Df2R和Df2L来调制加在电动机76R和76L上的电压脉冲宽度,并将脉冲宽度调制电压信号加在驱动组件90R和90L上,以便改变加在电动机76R和76L上的电流值,因而改变电动机76R和76L的转矩。因此,驱动组件90R和90L和控制组件88R和88L构成控制装置。主动轮46R和46L分别按照由有关的人工驱动力传感组件50R和50L检测出的人工驱动力受到独立的控制。如图5和6所示,右侧主动轮46R包括一条固定在椅体32上的轴58R。一个转动部分62R可转动地装在轴58R上,轴承60R装在其间。转动部分62R包括内装轴承60R的轮毂64R,多根辐条66R从轮毂64R径向伸出并连接在基本环形的圈68R和远端。轮胎70R绕圈68R安装。如图5所示,一个齿轮72R与轴58R共轴地固定。两加强板74R1和74R2设置在完全相对的,由两相邻辐条66R限定的空间内,并由夹子73R固定在轮上,两电动机76R1和76R2借助螺钉75R分别固定在各自的加强板74R1和74R2上,如图4所示。可以使用两台以上电动机,在这种情况下,这些电动机在角位相等地分开的位置上设置在与轴58R同心的圆上。例如,如果使用3台电动机,那么它们相隔120°地安装。两个小齿轮80R1和80R2共轴地固定在电动机76R1和76R2的输出轴78R1和78R2上。小齿轮80R1和80R2与齿轮72R相啮合。当电动机76R1和76R2接通而转动时,小齿轮80R1和80R2绕齿轮72R的圆周滚动,从而使转动部分62R转动。电动机76R1,76R2,齿轮72R,以及小齿轮80R1和80R2构成电驱动装置。两蓄电池82R1和82R2借助支承件84R1和84R2安装,支承件84R1和84R2分别装配并固定在由两相邻辐条限定的空间内。蓄电池设置在与轴58R同心的圆上,相互间的角位与电动机间的角位相同。在图示实施例中,角位相隔180°。蓄电池82R1与有关电动机76R1相隔60°,与另一电动机76R2相隔120°,而蓄电池82R2与有关电动机76R2相隔60°,与另一电动机76R1相隔120°。控制组件88R和驱动组件90R设置在分别由两相邻辐条66R限定的各自的空间内。在图示情况中,在控制组件88R和驱动组件90R所在位置之间的角矩等于电动机76R1和76R2之间的角矩即180°。控制组件88R和驱动组件90R所设置的空间不同于电动机和蓄电池分别设置的空间。控制组件88R和驱动组件90R可设在板上,而板可装配在各自的空间中并借助如夹子73R的那样的夹子(未画出)固定在有关的辐条上。通过上述方式设置电动机76R1和76R2、蓄电池82R1和82R2、控制组件88R和驱动组件90R,使主动轮46R得到平衡。应该注意的是,电动机76R1,76R2、蓄电池82R1,82R2、控制组件88R和驱动组件90R基本定位在转动部分62R内的同一平面上面,垂直于轴58R,这也有助于主动轮46R的平衡。如图5所示,在一个外罩100R和一个内罩102R固定在圈68R上,以便在其内封包电动机76R1和76R2、齿轮72R、小齿轮78R1和78R2等。另一个即左侧主动轮46L有类似的结构。相似的零件使用相同的标号但结尾字母为“L”而不是“R”,对其不另作赘述。如图5和6所示,内罩102R中央有一圆形开口104R,其与轴58R同心。多个,例如8个接受光线的元件如光敏晶体管T1R-T8R,其构成沿开口104圆周等矩设置的接受组件86R。光敏晶体管T1R-T8R在电气上是并联的。多个例如2个发光件如发光二极管D1R和D2R,构成发送组件98R,设置在开口104R径向外侧的预定位置上。发光二极管D1R和D2R借助安装件106R安装在椅体32的框架管上。光敏晶体管T1R-T8R随主动轮46R转动,当其转动时,接受来自发光二极管D1R和D2R的红外信号。如图7所示,相邻光敏晶体管T1R-T8R之间的间距的确定应使得在任何时刻都有一个或多个光敏晶体管T1R-T8R存在在其可检测的范围R内,范围R是由发光二极管D1R和D2R的红外信号辐射角θ1,可检测的光敏接收角θ2,敏晶体管T1R~T8R的轨道和敏感度所确定的。更具体来说,在图示实施例中,在相邻的光敏晶体管T1R-T8R之间的间距P2和两发光二极管D1R和D2R之间的间距P1应调整得使P2/P1=1.5~0.5。在图7中,当驱动轮46R沿箭头方向转动时,响应于接收到的光线,接收组件86R中流动的电流I是有关光敏晶体管T1R-T8R中响应于所接收到的光线而产生的电流I1~I8的结合,如图8所示,虽然或多或少有些脉动,但电流I总是连续流动的。比值P2/P1越小,电流I的脉动越小,这是合乎需要的。但是也要考虑到成本的折衷效果。接收组件86L和发送组件98L的结构与接收组件86R和发送组件98R的结构基本相同,因而本文不再赘述。只要在椅体32上加装人工驱动力传感组件50R和50L、转换组件56,以及发送组件98R和98L,并各主动轮46R和46L内安装电动机76R和76L、接收组件86R和86L、控制组件88R和88L、驱动组件90R和90L,以及蓄电池82R和82L,可以容易地将人工驱动轮椅改装成电动轮椅30。在这种情况下,所使用的主动轮46R和46L越大,蓄电池的可用空间越大,从可以使用更大容量的蓄电池。每个人工驱动力传感组件50R和50L可以监测作用在其上的力的大小和方向,如上所述,主动轮46R和46L是按照被检测到的力而被驱动的。现在对照图9和图9a,9b详细描述一个人工驱动力传感组件,即,人工驱动力传感组件50L。虽然另一个人工驱动力传感组件50R的细节和操作未作图示和描述,但是,它们与传感组件50L的细节和操作是基本相同的。图9表示人工驱动力传感组件L,其处于没有力作用其上的空档位置。传感组件50L包括一个圆筒形固定部分106L,其一端插入管制成的手把42L中。部分106借助螺钉108L固定在手把42L上。一个圆筒形件110L具有一个室,其中装有一弹性件136,例如上面将详述的弹簧,圆筒形件110L一端通过螺纹旋接在固定部分106L的另一端上。沿固定部分106L的长度延伸的手柄112L内装固定部分106L和弹簧壳110L。手柄112L借助滚动钢珠113L可沿固定部分的长度位移。手柄112L远离手把42L的另一端设有一个封闭手柄112L的开口端的盖114L。手柄112内形成一止动器116L,以接合在固定部分106L表面上沿部分106L的长度延伸的凹槽118L。因此,手柄112L可以沿手把42L的长度在等于凹槽118L的长度的范围内位移。在固定部分106L内设有位移传感装置,如电位计,120L。在固定部分106L的内表面形成螺纹的部分122L中旋入的固定环124L将电位计120L相对于固定部分106L固定。一个圆柱形件123L从盖114内表面中央伸向电位计120L。一活塞126L的直径小于圆柱形件123L的直径,活塞126L从件123沿弹簧壳110的长度伸向电位计120L。活塞126L借助螺钉128L固定在盖114L上。如图9a所示,在圆柱形件123L的活塞126L连接在圆柱形件123L的部位上形成一个弹性件驱动装置,如一个台阶或肩部127L。活塞126L的远端具有较大直径,并设有一个弹性件驱动装置,如一台阶或肩部129L。如图9所示,活塞126L的扩大的远端借助一连接线132L和一连接件134L连接在一个传感件130L上。因此,当手柄112L向着或背离活塞126L位移时,传感件130L也作相应位移。在弹簧壳110L的室中设有一弹性件,如弹簧136L。弹簧136L的两端分别接触弹簧座圈138L和140L,两座圈安装在活塞126L上,可在活塞126L上滑动。止动器如台阶142L和144L设置在弹簧壳110L的室的两相对端上,使弹簧座圈138L和140L可以与其接触。座圈138L和140L也可与活塞的肩部127L和129L相接触。当手柄未位移,即当手柄112L处于图10所示空档位置时,座圈138L与台阶142和活塞126的肩部127L接触,而座圈140L与固定部分106L的肩部144L和活塞126L的台阶129L相接触。台阶127L和129L之间的距离等于肩部127L和129L之间的距离,因此,手柄112L由弹簧136L的推力限制在预定的空档上(如图9所示),在空档上,手柄112L未受驱动,座圈138L和140L分别与台阶142L和144L相接触。为了将手柄112L保持在这个预定的位置上,当将弹簧136放入弹簧壳110的室内时应加以预压缩。当人工驱动力F1L作用在手柄112L上,其方向使手柄移向轮椅手把42L(如图9b所示)时,由于座圈140L与弹簧壳110L的台阶144L接触,因而并不移动。另一方面,座圈138L被活塞126L的肩部127L推向手把142L,使弹簧136L受到压缩,同时,使活塞126L将传感件130L推向手把142L。同时,因为弹簧136L已被压缩,其压缩力通过固定部分106L传至手把42L。当人工驱动力F1L以相反的方向作用,使手柄112L背离手把42L位移(如图9a所示)时,由于座圈138L与弹簧壳110L的台阶142L接触,因而并不移动。但是,由于座圈140L与活塞126L的肩部129L接触,因而活塞126从与台阶144L相接触中松释开来,并被推离手把42L,使弹簧136L受压缩并使传感件130被拉出。同时,因为弹簧已被压缩,压缩力通过弹簧壳110L和固定部分106L传至手把42L。在各方向即在朝向或背离手把42L的方向上作用的人工驱动力被消除,单个的弹簧136L的推力使手柄112回到原来的、预定的空档上。如上所述,根据作用在手柄112L上的人工驱动的方向,决定传感件130L位移的方向,传感件130L的位移量与人工驱动力的大小成正比。在包括电位计120L的人工驱动力传感组件50L(图3)中的人工驱动力传感电路如惠斯顿电桥可检测人工驱动力的方向和大小,并形成模拟电信号f1L。如图10所示,模拟电信号f1L代表作用在手柄112L上的力的大小和方向,如朝向手把的方向或背离手把的方向。在图10中,标号146代表由于弹簧136L的预压缩而存在的一个死区。只有当人工驱动力F1L超过了限定死区146的极限的值a和b时,模拟信号f1L才能产生。通过调节弹簧136L的预压缩程度可以调节死区146的宽度。在图10中,符号“+”指示人工驱动力f1L是在推入手柄112L,即,在使手柄移向手把42L的方向上,而符号“-”指示力f1L作用在拉出手柄,即,使手柄移离手把42L的方向上。虽然没有画出,但是,为右侧手把42R设置了一个类似的人工驱动力传感组件50R,人工驱动力传感组件50R形成一个代表所作用的力F1R的方向和大小的类似模拟电信号f1R信号f1R和f1L在信号转换组件56的A/D转换器92中转换成数字信号Df1R和Df1L,然后,在中央处理机94中转换成与电动机转矩有关的信号Df2R和Df2L。如前所述,与电动机转矩有关的数字信号Df2R和Df2L分别加在发送组件98R和98L上,以便发送至接收组件86R和86L。与电动机转矩有关的数字信号Df2R和人工驱动力F1R之间的关系表示在图11a中,人工驱动力F1R是由数字信号Df1R代表的,而数字信号Df1R又与人工驱动力F1R成正比;数字信号Df1R和电动轮椅30的加速度之间的关系表示在图11b中。从图11a中可以看出,当人工驱动力F1R在图10中的死区146中,因而数字信号Df1R在图11a中所示的死区中(该死区相应于死区146,并由相应于图10中所示的人工驱动力F1R的值a和b的值a’和b’所限定)时,与电动机转矩有关的数字信号Df2R保持为零。当人工驱动力F1R增大,使数字信号Df1R增加得超过值a’时,与电动机转矩有关的数字信号Df2R被表达为K·Df1R-a,并与数字信号Df1R成正比,因而与人工驱动力F1R成正比。当人工驱动力较小,使数字信号Df1R小于值b’时,与电动机转矩有关的数字信号Df2R被表达为KDf1R+β并与数字信号Df1R成正比,因而与人工驱动力F1R成正比。在上述两个表达式中,K为一个系数,α和β为常量。例如,当数字信号Df1R处于图11a中的C点,即,当无人工驱动力作用时,与电动机转矩有关的数字信号Df2R也为零,因而,如图11b所示,加速度也为零。当数字信号Df1R处于死区内的B点时,与电动机转矩有关的信号Df2R仍为零,但是,加速度增加了一个相应于由侍者加在轮椅上的人工驱动力的量。在A点处,数字信号Df1R大于值a’,这意味着施加了一个超过图10中所示值α的人工驱动力F1R,电动机76R产生了加速度,由人工驱动力F1R产生的加速度和由电动机76R产生的加速度之和赋予了轮椅30。举出A和B两点为例是为了说明侍者使轮椅加速的情况。另一方面,在D和E两点的数字信号Df1R相应于侍者为使轮椅减速而作用在轮椅上的人工驱动力F1R。与电动机转矩有关的数字信号Df2R和加速度,以C点为对称中心,表现出点对称关系。在A和E点,轮椅30被侍者的人工驱动力F1R和电动机76R的驱动力两者加速,其中电动机转矩按照人工驱动力F1R的大小而变化。因此,轮椅30是由侍者和电动机协同驱动的。另外,数字信号Df1R或人工驱动力F1L和与电动机转矩有关的信号Df2L之间有着相同的关系。因此,由电动机76R产生的加速度是按照由人工驱动传感组件50R检测出的人工驱动力而受控的,由电动机76L产生的加速度是按照由人工驱动力传感组件50L检测出的人工驱动力F1L而受控的。图11a和11b表示当轮椅30在水平的平路面上被驱动时的与电动机转矩有关的信号和加速度。当轮椅30在上、下坡被驱动时,由电动机76R和76L提供的加速度按照与重力加速度相反的方向上作用的人工驱动力F1R和F1L的大小而变化。死区是为了防止轮椅30的不稳定运动而设置的,如果电动机76R和76L响应于小的人工驱动力F1R和F1L就会引起上述不稳定运动。系数K,常量α和β,死区146的极值a和b或数字信号Df1R,Df1L的死区的值a’和b’的设定应使得需要的加速度可以按照人工驱动力F1R,F1L来提供。如上所述,由于电动机76R和76L是按照侍者的人工驱动力F1R和F1L而被驱动的,因而轮椅30可象驱动一个人工驱动的轮椅那样被驱动,这还要对照图12a和12b作进一步描述。图12a表示轮椅30的速度随时间的变化,图12b和表示作用在人工驱动力传感组件5oR和50L上,引起图11a所述的轮椅30速度变化的人工驱动力F1R和F1L,假定人工驱动力F1R和F1L是相等的。当人工驱动力的为正(+)(即,它们在使轮椅30前进的方向上作用)且其绝对值较大,处于图12b中的A区时,前进速度以高速率增加,如图12b中A区所示。当人工驱动力为正,其绝对值较小,处于图12b的B区时,如图12a所示,轮椅前进速度增加的速率是缓慢的。当人工驱动力为零,如图12b的C区时,轮椅30的速度不变,如图12a中C区所示,轮椅靠惯性前移。当人工驱动力为负(-)(即,它们在使轮椅30向后移动的方向上作用)且其绝对值较小,处于图12b中的D区时,如图12a或D区所示,轮椅30前进速度缓慢减小。如果人工驱动力为负且其绝对值较大,处于E区时,速度迅速减小。应该注意的是,图12a和12b表示无摩擦损失的理想状态。在上面描述了轮椅30的简单加速度和减速度。应该注意的是,由于电动机76R和76L是分别地按照作用在人工驱动力传感组件50R和50L上且由其检测的人工驱动力而相互独立地受控的,因而轮椅30可以改变其运动方向。现在对照说明书后的表格描述轮椅30的变向操作。在表格的情况1至5中,作用在人工驱动力传感组件50R和50L上的人工驱动力F1R和F1L相等。情况1相应于图12a中的C区,情况2相应于B区,情况3相应于A区,情况4相应于D区,情况5相应于E区。在情况2~5的每种情况中,人工驱动力F1R和F1L的大小处于图10所示死区14b之外,因而足以使所形成的电信号f1R和f1L的大小落在图12a中的死区之外。在情况6至11的每种情况中,人工驱动力F1R和F1L相互不同。在这些情况中,电动机76R和76L有助于改变轮椅30的运动方向。在情况6中,人工驱动力F1L为正方向,其大小的绝对值小,而人工驱动力F1R也为正方向,但其大小的绝对值较大。在这种情况下,由电动机76L提供的加速度和由侍者的人工驱动力提供的加速度被合成,作用在主动轮46L上,而由电动机76R提供的加速度和由侍者的人工,驱动力F1R提供的加速度之和作用在主动轮46R上。虽然两个人工驱动力F1R和F1L方向相同,但是F1R大于F1L。因此,主动轮46R的加速度大于主动轮46L的加速度。这使得电动轮椅30向左转。在情况7中,人工驱动力F1L为负,其绝对值小,而人工驱动力F1R为正,其绝对值大。在这种情况下,主动轮46R的加速度类似于情况6。但是,主动轮46L的加速度与情况6中的方向相反。因此,轮椅30迅速向左转。在情况8中,人工驱动力F1L为负,其绝对值大,而人工驱动力F1R为正,其绝对值大,主动轮46R的加速度与情况6中相似,轮46L的加速度方向与情况6中相反并且是大的,因此,轮椅30逆时针转动。在情况9中,人工驱动力F1L为正,其绝对值大,而人工驱动力F1L为正,其绝对值小,而人工驱动力F1R为负,其绝对值小。这种情况与情况6相反,因而轮椅30向右转。在情况10中,人工驱动力F1L为正,其绝对值大,而人工驱动力F1R为负,其绝对值小,这种情况与情况7相反,轮椅30迅速向右转。在情况11中,人工驱动力F1L为正,其绝对值大,而人工驱动力F1R为负,其绝对值大。这种情况与情况8相反,轮椅30顺时针转动。如上所述,分别连接在主动轮46R和46L上的电动机76R和76L的加速度分别按照人工驱动力F1R和F1L而变化。为了对轮椅30的运动的加速度和方向进行上述控制,信号转换组件56中的中央处理器94进行如图13的流程图所示的运算。在运算开始之后,指示准备处理的信号的标记,来自人工驱动力传感组件50R的信号或来自人工驱动力传感组件50L的信号被置为,例如,值“1”,这就是说,来自组件50R的信号将被处理(步骤S2)。接着,确定上述标记是否被置“1”(步骤S4)。如果标记被置“1”(即,步骤4的判断为是),那么,来自A/D转换器92的数字信号在中央处理器94中被阅读(步骤S6),并作为数据f1被储存,用于接续的运算(步骤S8)。如果在步骤S4中确定标记被置“1”(即,在步骤S4中所作判断为否),数字信号Df1L从A/D转换器92读入中央处理器94(步骤S10),并被作为数据f1储存在那里,用于接续的运算(步骤S12)。在步骤S8或S12之后判断数据f1的大小。例如,如果数据f1为零,也就是说数据f1在死区中,那么,电动机76R或76L不赋予轮椅加速度。接着,为了处理来自另一个人工驱动力传感组件的信号,对标记是否被置“1”作出判断(步骤S16)。如果答案为是,那么,标记被置“0”,以便接着处理来自另一个人工驱动力传感组件50L的信号(步骤S18),处理工作返回至步骤S4。如果步骤S16中所作判断为非,那么,标记被置“1”以便接着处理来自人工驱动力传感组件50R的信号(步骤S20),处理工作返回至步骤S4。如果在步骤S14中数据f1被断定为大于零,那么,进行运算f2=K.f1-α(步骤S22)。放大器96受控使运算结果,即,数据f2形成为与电动机转矩有关的数字信号Dff2R(步骤S24)。另一方面,如果在步骤S14中数据f1被判定为小于零,那么,进行运算f2=K·f1+β(步骤S26),放大器96受控使运算结果,即数据f2作为与电动机转矩有关的数字信号Df2L被输出(步骤S28)。在步骤S24或S28之后接着进行步骤S16和S18或步骤S16和S20,然后,进行步骤S4,以便处理来自另一个人工驱动力传感组件的信号。以上述的方式,数字电信号Df1R和Df1L交替地被读入中央处理器94,电动机76R和76L受控分别产生由信号Df1R和Df1L决定的加速度。在上述实施例中使用了两个主动轮,然而,也可以在轮椅的四个角上设置四个随动轮,而在两个后随动轮中间设置一个主动轮。表格</tables>权利要求1.一种电动车辆,包括一个具有手把的车体;安装在所述车体上的主动轮;电驱动装置,其用于可选择地以前进或后退方向驱动所述主动轮,从而移动所述车体,以及人工驱动力传感装置,其用于监测作用在所述手把上的人工驱动力并产生控制所述电驱动装置的前进和后退控制信号;所述人工驱动力传感装置包括一个安装在所述手把一端上的可位移的手柄,所述手柄可沿所述手把的长度位移;位移传感装置,其用于监测所述手柄的位移并按照所监测到的所述手柄的位移可选择的产生所述前进或后退控制信号;设置在所述可移动的手柄中的弹性装置,其用于将作用在所述手柄上的朝向或背离手把的力传递至所述手把。2.如权利要求1所述的电动车辆,其特征在于所述人工驱动力传感装置还包括两个沿所述手柄长度间隔设置的且连接在所述手把上的止动件,所述两个止动件被所述弹性装置的两个端部中有关的端部所接触;响应于所述手柄朝向所述手把的位移的第一释放装置,其用于将所述弹性件两端之一从其与所述两止动件中有关的一个接触状态下释放开来,并在朝向所述手把的方向上压缩所述弹性装置;以及响应于所述手柄背离所述手把的位移的第二释放装置,其用于将所述弹性装置两端中的另一端从其与所述两止动件中的另一个接触的状态下释放出来,并在背离所述手把的方向上压缩所述弹性装置。3.一种电动车辆,包括一个具有手把的车体;安装在所述车体上的主动轮;用于驱动所述主动轮的电驱动装置;以及人工驱动力传感装置,其用于监测作用在所述手把上以便移动所述车体上的人工驱动力,并产生一个控制所述电驱动装置的控制信号;所述人工驱动力传感装置包括安装在所述手把一端上的可位移的手柄,所述手柄可沿着所述手把的长度位移;位移传感装置,其用于监测所述手柄的位移,并按照监测到的所述手柄的位移产生所述控制信号;设置在可沿所述手把长度位移的手柄中的弹性装置,所述弹性装置当所述手柄处于其无位移的空档上时被压缩,其接受朝向或背离所述手把方向上的力,当所述力从所述手柄除去时,所述弹性装置返回所述空档。4.如权利要求3所述的电动车辆,其特征在于所述人工驱动力传感装置还包括两个沿所述可位移的手柄的长度,在其内相互间隔设置的止动件,所述弹性装置的两端分别接触所述两个止动件;响应于所述手柄朝向所述手把的位移的第一驱动件,其用于将所述弹性装置远离所述手把的端部从与所述两止动件中有关的一个接触的状态释放开来,并在朝向所述手把的方向上压缩所述弹性件;以及响应于所述手柄背离所述手把方向上的位移的第二驱动件,其用于将所述弹性装置靠近所述手把的端部从所述两止动件中的另一个接触的状态释放开来,并在背离所述手把的方向上压缩所述弹性装置。5.如权利要求4所述的电动车辆,其特征在于当所述可位移的手柄处于空档时,所述弹性装置被压缩,其两端分别接触所述止动件。6.如权利要求5所述的电动车辆,其特征在于在所述车体每侧设置所述主动轮;每个所述主动轮设置所述电驱动装置;每个所述主动轮配置所述手把;以及为每个所述主动轮设置所述人工驱动力传感装置,其产生为有关一个主动轮的所述控制信号。全文摘要一种电动车辆包括安装在车体上的主动轮。在主动轮内设置电驱动组件、蓄电池和用于控制驱动组件的控制组件。人工驱动力传感组件安装在车辆的手把上,其按照作用在手把上的人工驱动力的大小和方向产生控制信号,该控制信号被送至上述控制组件以便控制上述电驱动组件。文档编号A61G5/04GK1153630SQ95120598公开日1997年7月9日申请日期1995年12月8日优先权日1995年12月8日发明者藤垣元治申请人:株式会社纳博克
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