步行器的驱动装置以及步行器的驱动装置的控制方法与流程

本申请涉及步行器的驱动装置以及步行器的驱动装置的控制方法。

背景技术：

存在一种对需要看护者等使用者的步行进行辅助的步行器。这样的步行器一边以使得使用者不会跌倒的方式支撑使用者的身体一边行驶。例如，在专利文献1中，作为辅助使用者移动的装置，记载了一种能够越过台阶的轮椅。

专利文献1：日本特表2010-536512号公报

技术实现要素：

在地面上存在台阶的情况下，由于会卡住步行器的车轮，因此，需要抬起步行器来越过台阶。因此，本申请的目的在于提供能够容易地越过台阶的步行器的驱动装置以及步行器的驱动装置的控制方法。

本申请是一种步行器的驱动装置，该驱动装置安装在步行器上，驱动装置具有：固定架，其固定在步行器上；驱动轮，其配置在比步行器的车轮的最下端位置靠上侧的规定高度的位置；支撑架，其以能够摆动的方式与固定架连结，将驱动轮支撑为能够旋转；开关，其检测支撑架的摆动；以及驱动单元，其对驱动轮进行驱动，驱动单元在开关检测出支撑架的摆动的情况下对驱动轮进行驱动。

本申请是一种步行器的驱动装置的控制方法，驱动装置具有：固定架，其固定在步行器上；驱动轮，其配置在比步行器的车轮的最下端位置靠上侧的规定高度的位置；支撑架，其以能够摆动的方式与固定架连结，将驱动轮支撑为能够旋转；开关，其检测支撑架的摆动；以及驱动单元，其对驱动轮进行驱动，控制方法包括以下步骤：使用开关检测支撑架的摆动；以及在开关检测出支撑架的摆动的情况下使驱动单元工作。

根据本申请，能够容易地越过台阶。

附图说明

图1是表示安装有实施方式的驱动装置的步行器的立体图。

图2是图1的驱动装置的左侧面图。

图3是从左前方观察图1的驱动装置的图。

图4是示出图1的驱动装置的摆动轴周围的截面图。

图5是示出图1的驱动单元周围的框图。

图6是示出对驱动装置进行驱动的处理的流程的流程图。

图7是示出第1变形例的驱动装置的驱动单元周围的框图。

图8是示出第2变形例的驱动装置的驱动单元周围的框图。

图9是示出第3变形例的驱动装置的驱动单元周围的框图。

图10是示出第4变形例的驱动装置的摆动轴周围的截面图。

标号说明

1、1a～1d：驱动装置；10：固定架；20：驱动轮；30、30a：支撑架；40：开关；50、50a～50c：驱动单元；51：驱动源；52、52a～52c：控制部；60：电流检测部；70：距离检测部；80：停止开关；100：步行器；p1：摆动轴；p2：旋转轴。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。并且，在附图的说明中，对相同的构件标记相同的标号，省略重复的说明。

如图1所示，驱动装置1安装在步行器100上。也可以在步行器100上安装多个驱动装置1。步行器100是一边支撑使用者一边对使用者的步行进行辅助的装置。步行器100具有下部架110、前车轮120、后车轮130、支柱部140以及支撑部150。步行器100通过被使用者按压而行驶。或者，步行器100也可以是以下这样的结构：具有对前车轮120或后车轮130进行驱动的步行器用的驱动源，通过该驱动源驱动前车轮120或后车轮130，由此，与使用者的步行相应地自动行驶。这里，将步行器100的行进方向侧设定为“前”，将相对于行进方向的相反侧设定为“后”。另外，在从后侧向前侧观察步行器100时，将右侧设定为“右”，将左侧设定为“左”。

前车轮120和后车轮130安装在下部架110的下表面。前车轮120安装在后车轮130的前侧。支柱部140固定在下部架110上。支柱部140从下部架110向上侧延伸。支撑部150固定在支柱部140的上端。支柱部140支撑使用者的手臂等。使用者将手臂搭在支撑部150上，一边利用支撑部150支撑自己，一边步行。

驱动装置1安装在步行器100的下部。驱动装置1对步行器100的行驶进行辅助，以使得步行器100能够越过台阶。在本实施方式中，驱动装置1安装在下部架110的下表面。如图1～图4所示，驱动装置1具有固定架10、驱动轮20、支撑架30、开关40以及驱动单元50。

固定架10固定在步行器100的下部架110的下表面。固定架10具有上壁部11、后壁部12、左壁部13以及右壁部14。上壁部11固定在下部架110的下表面。后壁部12从上壁部11的后侧的端部向下侧延伸。左壁部13从上壁部11的左侧的端部向下侧延伸。右壁部14从上壁部11的右侧的端部向下侧延伸。

支撑架30具有主体部31、止动部32、左支撑部33、右支撑部34、连结部35、弹簧36以及弹簧37。主体部31是板状的部件，配置在左壁部13与右壁部14之间。止动部32从主体部31的上端部向前侧延伸。左支撑部33和右支撑部34从主体部31的下部向前侧延伸。在左支撑部33和右支撑部34之间设有规定的间隙。右支撑部34配置在左支撑部33的右侧。

主体部31的上端部借助连结部35以能够摆动的方式与左壁部13以及右壁部14连结。连结部35以沿左右方向的直线为轴，以主体部31能够摆动的方式使主体部31与左壁部13以及右壁部14连结。将主体部31的摆动的轴设定为摆动轴p1(参考图2)。止动部32通过与上壁部11抵接来限制主体部31向左支撑部33靠近上壁部11的方向旋转规定角度以上。

弹簧36连结主体部31和左壁部13。弹簧37连结主体部31和右壁部14。弹簧36和弹簧37牵拉主体部31，以使得成为止动部32与上壁部11抵接的状态。

驱动轮20以能够旋转的方式被左支撑部33和右支撑部34支撑。驱动轮20的旋转轴p2(参考图2)沿左右方向延伸。即，驱动轮20能够以步行器100向前方行进的方式旋转。另外，摆动轴p1的延伸方向与旋转轴p2的延伸方向互相平行。在本实施方式中，摆动轴p1位于旋转轴p2的后侧。另外，摆动轴p1位于旋转轴p2的上侧。

驱动轮20相对于步行器100的前车轮120和后车轮130的最下端位置，配置在规定高度的上侧位置。即，在将安装有驱动装置1的步行器100放置于地面上的情况下，在地面和驱动轮20之间形成规定的间隙。驱动轮20被配置为驱动轮20的前端位置比前车轮120的前端位置向前侧突出规定长度。或者，驱动轮20也可以被配置为驱动轮20的前端位置与前车轮120的前端位置在前后方向上相同。当驱动装置1被安装在步行器100上时，以成为这样的驱动轮20的配置位置的方式设定驱动轮20等的大小。另外，以成为这样的驱动轮20的配置位置的方式在步行器100上安装驱动装置1。

开关40检测支撑架30的摆动。具体地，开关40安装在主体部31的后侧的面上。在主体部31向靠近后壁部12的一侧摆动时，开关40被按下。开关40被主体部31和后壁部12夹住而按下，由此，检测支撑架30的摆动。

驱动单元50对驱动轮20进行驱动。另外，驱动单元50在开关40检测出支撑架30的摆动的情况下对驱动轮20进行驱动。更具体地，如图2和图5所示，驱动单元50具有驱动源51和控制部52。驱动源51是对驱动轮20进行驱动的驱动源。

在本实施方式中，作为一例，驱动源51的驱动力通过滑轮53、滑轮54、带55以及张紧装置(tensioner)56传递给驱动轮20。滑轮53安装在驱动源51的旋转轴上。滑轮54安装在驱动轮20的旋转轴上。带55将滑轮53的旋转传递给滑轮54。张紧装置56向带55施加张紧力，使得滑轮53相对于带55不滑动，并且使得滑轮54相对于带55不滑动。

控制部52对驱动源51的动作进行控制。控制部52在开关40检测出支撑架30的摆动的情况下，使驱动源51工作，开始驱动轮20的驱动。另外，控制部52在使驱动源51工作后，经过了规定时间之后使驱动源51的动作停止。该规定时间可以是预先设定的值，也可以由使用者变更。控制部52具有测量时间的功能。由此，控制部52在使驱动源51工作后，能够判定是否经过了规定时间。

控制部52设置在驱动装置1的适当位置处，例如安装在支撑架30上。控制部52例如具有图5所示的电路52a作为硬件上的结构。电路52a具有处理器52b、存储器52c、储存器52d、输入输出端口52e以及驱动器52f。驱动器52f是用于使驱动源51工作的电路。输入输出端口52e除了进行外部信号的输入和输出之外，还进行针对驱动器52f的信号的输入和输出。处理器52b与存储器52c、储存器52d中的至少一个协作而执行程序，并且通过执行经由输入输出端口52e的信号输入输出，如上所述那样，对驱动源51的动作进行控制。

另外，控制部52的硬件上的结构不一定限定为通过执行程序来如上述那样对驱动源51的动作进行控制。例如，控制部52也可以通过专用的逻辑电路、或者通过集成这些电路而得到的asic(applicationspecificintegratedcircuit)来如上述那样对驱动源51的动作进行控制。

接着，对在地面存在台阶的情况下驱动装置1开始工作的情况进行说明。如图2所示，在步行器100行驶的地面f上存在台阶x。使用者使步行器100行驶后，驱动装置1的驱动轮20与台阶x抵接。通过该抵接，支撑架30以摆动轴p1为轴，以使得驱动轮20向后侧移动的方式进行摆动。通过该摆动，向后壁部12按压开关40，因此，开关40检测出支撑架30的摆动。由开关40检测出支撑架30的摆动后，控制部52通过驱动源51使驱动轮20驱动，以使得驱动轮20越过台阶x(步行器100向前行进)。

通过对驱动轮20进行驱动，驱动轮20越过台阶x。即，驱动装置1使步行器100以越过台阶x的方式行驶。另外，作为驱动轮20，为了能够容易地越过台阶x，可以使用摩擦系数大的车轮，或者可以使用具有凹凸的车轮以使其与台阶x啮合。在步行器100越过台阶x后，驱动轮20不再与台阶x抵接。由此，通过弹簧36和弹簧37的作用，支撑架30在左支撑部33靠近上壁部11的方向上摆动，解除开关40的按压。

接着，使用图6对控制部52进行的驱动装置1的控制方法进行说明。控制部52判定开关40是否检测出支撑架30的摆动(s11)。在没有检测出摆动的情况下(s11：否)，控制部52进行s11的处理直到检测出摆动为止。在检测出摆动的情况下(s11：是)，控制部52使驱动源51工作，以使得驱动轮20越过台阶x。在使驱动源51工作后，控制部52判定从使驱动源51工作起是否经过了规定时间(s13)。在经过了规定时间的情况下(s13：是)，控制部52使驱动源51的工作停止。然后，控制部52再次进行s11的处理。

另一方面，在没有经过规定时间的情况下(s13：否)，控制部52使驱动源51工作，直到经过规定时间为止(s12)。

本实施方式如以上那样构成，在地面f上存在台阶x的状态下使步行器100行驶时，驱动轮20与台阶x抵接，支撑架30进行摆动。开关40检测支撑架30的摆动。驱动单元50在开关40检测出支撑架30的摆动后，对驱动轮20进行驱动。通过对驱动轮20进行驱动，驱动轮20能够越过台阶x。即，步行器100的驱动装置1能够使步行器100以越过台阶x的方式行驶。

控制部52在使驱动源51工作后，经过了规定时间之后使驱动源51的动作停止。由此，控制部52能够防止驱动源51继续动作，在适当的时机使驱动源51的动作停止。

(第1变形例)

接着，对驱动装置的第1变形例进行说明。本变形例的驱动装置相对于实施方式的驱动装置1，使驱动源51的动作停止的时机不同。以下，作为第1变形例，以与实施方式不同的结构为中心进行说明。如图7所示，本变形例的驱动装置1a具有驱动单元50a来替代实施方式的驱动装置1的驱动单元50。另外，驱动装置1a还具有电流检测部60。在图7中仅对驱动单元50a周围的结构进行了图示，但驱动装置1a与实施方式的驱动装置1相同，具有固定架10、驱动轮20以及支撑架30等。

驱动源51使用电力对驱动轮20进行驱动。电流检测部60检测被提供给驱动单元50a的驱动源51的电力的电流值。

控制部52a对驱动源51的动作进行控制。控制部52a的硬件上的结构与实施方式的控制部52相同，省略其说明。控制部52a在开关40检测出支撑架30的摆动的情况下，使驱动源51工作，开始驱动轮20的驱动。另外，控制部52a在使驱动部51工作后，在电流检测部60检测出的电流值为规定电流值以下的情况下，使驱动源51的动作停止。

这里，提供给驱动源51的电力的电流值随着施加给驱动源51的负载的增大而增大。即，在驱动轮20越过台阶x时提供给驱动源51的电力的电流值比驱动轮20处于浮起状态时提供给驱动源51的电力的电流值大。因此，通过检测提供给驱动源51的电力的电流值，能够判定驱动轮20是否处于浮起的状态。上述的规定电流值被设定为比驱动轮20越过台阶(施加负载)时提供给驱动源51的电力的电流值小的值。

这样，在电流检测部60检测出的电流值为规定电流值以下的情况下，即驱动轮20处于越过台阶而浮起的状态的情况下，控制部52a使驱动源51的动作停止。由此，驱动装置1a能够在驱动轮20越过台阶后，在适当的时机使驱动源51的动作停止。

(第2变形例)

接着，对驱动装置的第2变形例进行说明。本变形例的驱动装置相对于实施方式的驱动装置1，使驱动源51的动作停止的时机不同。以下，作为第2变形例，以与实施方式不同的结构为中心进行说明。如图8所示，本变形例的驱动装置1b具有驱动单元50b来替代实施方式的驱动装置1的驱动单元50。另外，驱动装置1b还具有距离检测部70。在图8中，仅对驱动单元50b周围的结构进行了图示，但驱动装置1b与实施方式的驱动装置1相同，具有固定架10、驱动轮20以及支撑架30等。

距离检测部70检测步行器100的行驶距离。距离检测部70例如也可以根据前车轮120或后车轮130的转速来检测行驶距离。或者，距离检测部70除了前车轮120等的转速以外，还可以使用其他的传感器等来检测步行器100的行驶距离。另外，距离检测部70检测驱动源51开始工作后的行驶距离。

控制部52b对驱动源51的动作进行控制。控制部52b的硬件上的结构与实施方式的控制部52相同，省略其说明。控制部52b在开关40检测出支撑架30的摆动的情况下使驱动源51工作，开始驱动轮20的驱动。另外，在距离检测部70检测出使驱动源51工作后的步行器100的行驶距离为规定距离以上的情况下，控制部52b使驱动源51的动作停止。该规定距离例如可以是估计到步行器100的前车轮120和后车轮130已越过台阶的距离。

这样，控制部52b在步行器100移动规定距离之后使驱动源51的动作停止。由此，驱动装置1b能够防止驱动源51继续动作，并在适当的时机使驱动源51的动作停止。

(第3变形例)

接着，对驱动装置的第3变形例进行说明。本变形例的驱动装置相对于实施方式的驱动装置1，使驱动源51的动作停止的时机不同。以下，作为第3变形例，以与实施方式不同的结构为中心进行说明。如图9所示，本变形例的驱动装置1c具有驱动单元50c来替代实施方式的驱动装置1的驱动单元50。另外，驱动装置1c还具有停止开关80。在图9中，仅对驱动单元50c周围的结构进行了图示，但驱动装置1c与实施方式的驱动装置1相同，具有固定架10、驱动轮20以及支撑架30等。

停止开关80由步行器100的使用者进行操作。停止开关80受理使用者进行的驱动轮20的驱动停止的指示。停止开关80设置在使用者容易操作的位置处，例如步行器100的支撑部150附近等。

控制部52c对驱动源51的动作进行控制。控制部52c的硬件上的结构与实施方式的控制部52相同，省略其说明。控制部52c在开关40检测出支撑架30的摆动的情况下使驱动源51工作，开始驱动轮20的驱动。另外，控制部52c在使驱动部51工作后，在停止开关80接收到驱动源51的停止指示的情况下，使驱动源51的动作停止。

这样，由于驱动装置1c具有停止开关80，因此，使用者通过对停止开关80进行操作能够在任意时机使驱动源51的动作停止。

另外，如在第3变形例中说明的那样，根据停止开关80的操作而使驱动源51的动作停止的结构也可以适用于实施方式的驱动装置1、第1变形例的驱动装置1a、以及第2变形例的驱动装置1b。在这种情况下，实施方式的驱动装置1、第1变形例的驱动装置1a、以及第2变形例的驱动装置1b根据使用者的操作也能够使驱动源51的动作停止。

(第4变形例)

接着，对驱动装置的第4变形例进行说明。本变形例的驱动装置相对于实施方式的驱动装置1，支撑驱动轮的支撑架的摆动轴与驱动轮的旋转轴之间的位置关系不同。以下，作为第4变形例，以与实施方式不同的结构为中心进行说明。如图10所示，本变形例的驱动装置1d具有固定架10、驱动轮20、支撑架30a、开关40以及驱动单元50。支撑架30a具有一对支撑部38和按下部39。

一对支撑部38配置在固定架10的左壁部13与右壁部14之间。一对支撑部38从左壁部13和右壁部14向下侧延伸。在一对支撑部38彼此之间设有规定的间隙。一对支撑部38中的一个支撑部38的上端部通过连结部35a以能够摆动的方式与右壁部14连结。同样，一对支撑部38中的另一个支撑部38的上端部通过连结部35a以能够摆动的方式与左壁部13连结。连结部35a以沿着左右方向的直线为轴，以支撑部38能够摆动的方式使支撑部38与左壁部13以及右壁部14连结。将支撑部38的摆动的轴设定为摆动轴p1。

通过一对支撑部38中的一个支撑部38的下端部，以能够旋转的方式支撑驱动轮20的旋转轴的一个端部。同样，通过一对支撑部38中的另一个支撑部38的下端部，以能够旋转的方式支撑驱动轮20的旋转轴的另一个端部。驱动轮20的旋转轴p2沿着左右方向延伸。摆动轴p1的延伸方向与旋转轴p2的延伸方向互相平行。在本变形例中，摆动轴p1位于旋转轴p2的前侧。另外，摆动轴p1位于旋转轴p2的上侧。

当支撑部38以摆动轴p1为轴进行摆动时，支撑部38的上端面与固定架10的上壁部11的下表面抵接。通过调整支撑部38的上端面与上壁部11的下表面之间的间隙，能够确定以摆动轴p1为轴的支撑部38的摆动范围。

在支撑部38的后侧的部分处，以从支撑部38向后侧延伸的方式安装有按下部39。开关40安装在上壁部11的下表面。当支撑部38向按下部39靠近上壁部11的一侧摆动时，开关40被按下部39按压。开关40被按下部39和上壁部11夹住而按下，由此，检测出支撑架30a的摆动。

驱动单元50安装在支撑部38上。驱动单元50在开关40检测出支撑架30a的摆动的情况下，对驱动轮20进行驱动。

接着，说明在驱动轮20与地面的台阶抵接的情况下支撑部38进行摆动的情况。驱动轮20与台阶x抵接后，如箭头y所示，支撑部38以摆动轴p1为轴、以使得支撑部38的下端部向后侧且向上侧移动的方式进行摆动。即，支撑部38以使得驱动轮20向后侧且向上侧移动的方式进行摆动。通过驱动轮20向上侧移动，驱动轮20变得容易越过台阶x。

这样，在驱动装置1d中，当驱动轮20与台阶x抵接时，支撑架30a进行摆动，使得驱动轮20越过台阶x(向上侧移动)。由此，驱动轮20变得容易越过台阶x。

在第4变形例中，使摆动轴p1位于旋转轴p2的前侧。作为第4变形例的进一步的变形例，摆动轴p1和旋转轴p2也可以在前后方向上配置于相同位置处。在这种情况下，也能够获得与第4变形例相同的作用效果。

另外，在第4变形例和第4变形例的变形例中说明的、摆动轴p1和旋转轴p2的位置关系也可以适用于第1变形例～第3变形例中的驱动装置1a～驱动装置1c。

上文中，对实施方式以及各种变形例进行了说明，但本申请并不限于上述实施方式以及各种变形例。例如，驱动单元50、50a～50c并不限定于根据开关40的检测结果使驱动源51工作。驱动单元50、50a～50c也可以根据使用者所操作的开始开关的操作来使驱动源51工作。另外，驱动单元50、50a～50c除了通过开关40检测支撑架30、30a的摆动以外，例如也可以根据使用激光等检测台阶的传感器的检测结果，使驱动源51工作。