运输车辆和方法技术

用于在不规则地面上输送人的车辆，它包括：用于支承人的支架；安装在支架上的接触地面的模件，其运动方向确定了前后和横向平面；支架和接触地面的模件是一个总成中的部件；一个安装在上述装置上的马达驱动装置，用于使该装置和人在地面上行进；一个控制回路，包括马达驱动装置，借助马达驱动装置的运转，以动态方式加强在前后平面上的稳定性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于运输一个人的车辆和方法，更具体的说，涉及在具有不规则的表面的地上运输一个人的车辆和方法。现有技术公知的运输人的车辆和方法有很多种。一般，设计这些车辆时都以牺牲灵活性来满足稳定性。例如，很难设计出这样的车辆，它能由乘坐者自己操纵，自己掌握方向，在表面不规则的地上运输一个人，同时仍能方便地在比较平坦的路面上行进。而那些能在不规则的表面上行进的车辆大都复杂、沉重，并且很难正常行进。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供在不规则地面和平坦地面上都能自如行进的车辆。在一个优选实施例中，本专利技术提供了一种在具有不规则的表面的地上运输人的车辆。该实施例中有一个支承人体的支架。一个安装在该支架上能够移动的接触地面的模件，用于使支架中的人悬在地面上。上述接触地面的模件的运动方向构成了在一辆车上互相相交的前后和左右平面。上述支架和接触地面的模件都是一个总成中的部件。一个安装在该总成上并与上述接触地面的模件联结的装有马达的驱动装置能使该总成和人一起在路面上行进。最后，该实施例还有一个包括上述装有发动机的驱动装置的控制回路，以便借助于操作上述与接触地面的模件联结的装有发动机的驱动装置，以动态方式加强在前后平面上的稳定性。在另一个实施例中，上述接触地面的模件做成一对接触地面的构件，沿着横向互相相对地设置。接触地面的构件可以是轮子。或者，每一个接触地面的构件包括一组轮子，每一组轮子都安装在一根横向设置的共同的中心轴上，并且由马达驱动，使它能绕着中心轴转动；每一组轮子中的每一个轮子都安装在与上述中心轴平行的轴上，能够绕这根轴转动，所以，一组轮子中每一个轮子离开中心轴的距离大致等于每一个轮子的直径。一组轮子中的每一个轮子都独立地由马达驱动。在又一个实施例中，每一个接触地面的构件包括一对轴向相邻地安装的，能够转动的弧形构件对。上述各构件对中的弧形构件沿横向设置在一根支柱的相对两端，而这根支柱安装在其中点上，能够转动。各支柱都用马达驱动。附图简述参照附图阅读下面的详细说明，将能更好地了解本专利技术。附图中附图说明图1是本专利技术一个简化了的垂直立体图，表示有一个人坐在上面；图2是图1中的实施例的另一个立体图，进一步表示该实施例的细节；图3是图1中的实施例的示意图，表示该实施例的旋转装置；图4是图1中的实施例的侧视图，正用于爬楼梯；图5是一个框图，一般地表示图1的实施例中的动力和控制性能；图6说明一个图1的简化形式的控制方案，以便利用轮子的扭矩达到平衡；图7用图解的方式说明图1中实施例的轮子的操纵杆控制器的操作；图8说明图1中的实施例所用的上下楼梯的程序；图9-21说明本专利技术利用一对轮子组作为接触地面的构件的实施例；图9-10表示使用设计成各种不同位置的双轮轮子组；图11-21、18A表示使用设计成各种不同位置和构造的三轮轮子组；图22-24说明一个实施例，其中，各接触地面的构件做成许多沿轴向邻接，并且安装成能够转动的弧形构件组；图25-26表示图18-20的实施例中使用的三轮轮子组的机械结构细节；图27表示用于图18-20的实施例中的各控制装置之间的连通方式的框图；图28表示用于图27中的一种通用的控制装置的构造的框图；图29是表示图27中的驱动装置的连接装置总成273的框图；图30是图27中的在中央微型控制器板之前的，在一个控制周期的过程中的逻辑流程图；图31说明决定图11-26中的轮子组，以及该轮子组将上下的假想楼梯的尺寸的各变量；图32说明与决定轮子组相对于车辆和地面的方向有关的各种角度变量；图33是在平衡与正常行进过程中轮子马达的控制示意图；图34是在平衡与正常行进过程中轮子组的控制装置示意图；图35是一个与图33有关的示意图，表示决定指示轮子位置的各状态变量的装置，以便补偿轮子组转动的效果；图36-38说明借助于按照第一实施例的图11-26的轮子组结构，用于爬楼梯和越过障碍的控制装置；图36是用于能够爬楼梯的第一实施例的轮子组马达的控制装置的示意图，此处使用了一种倾斜模式；图37是用于能够爬楼梯的第一实施例的轮子马达的控制装置的示意图；图38是使用能够爬楼梯的第一实施例的车辆，在空载、倾斜和平衡模式中之一下运动时的车辆状态的框图；图39A-B，40A-B，41A-B，和42A-B说明图11-26中的按照本专利技术的能够爬楼梯的第二实施例的轮子组正在爬楼梯的情形；图39A和39B说明按照第二种爬楼梯的实施例，轮子组在开始爬楼梯的程序中的方位；图40A和图40B说明该实施例开始时轮子组在重新调整角度的程序中的方位；图41A和图41B说明该实施例的轮子组在运输重物的程序中的方位；图42A、42B和42C说明该实施例的轮子组在爬楼梯程序中的方位；图43是在图39A和图39B的开始程序中轮子和轮子组马达控制装置的示意图；图44是在图41A和图41B的运输重物的程序中轮子马达控制装置的示意图；图45是在图42A、42B和42C的爬楼梯程序中控制装置的示意图；图46和47示意地表示按照本专利技术的一个装有检测上下楼梯或超越其他障碍的传感器的实施例的车辆；图48表示类似于图9-12，采用协调传动装置的本专利技术的一个实施例的垂直断面图；图49表示图48中的车辆的一个轮子组的细节；图50表示图48的车辆中的轮子组驱动装置的细节；图51表示图48中的车辆的轮子组的端视图；图52表示图48中的车辆的臀部和膝盖关节的机械方面的细节；图53说明本专利技术的一个能提供对于人控制车辆有用的非视觉输出的实施例。实施例详述本专利技术能以各种各样的实施例实施。其中许多实施例的一个特征是采用一对横向布置的接触地面的构件，使人悬在他要被运输的地面之上。上述接触地面的构件是用马达驱动的。在许多实施例中，在运输过程中人坐在里面的构件，至少有一部分时间，在前后平面上在垂直方向缺乏应有的稳定性，而只是在横向平面上，在垂直方向比较稳定。前后的稳定性是靠设置包括马达在内的控制回路来达到的，以便操纵与接触地面的构件相连的马达。如下面所描述的，这一对接触地面的构件可以，例如，是一对轮子或轮子组。当是一对轮子组时，每一组可以包括好几个轮子。但，各接触地面的构件也可以用若干(通常是一对)在轴向靠近的，在径向有支承的，并且安装成能够转动的弧形构件来代替。在这种实施例中，上述接触地面的构件由用上述控制环路中的马达带动的驱动装置来驱动，使得车辆的重心保持在接触地面的构件与地面的接触点上方，而不管对车辆的干扰和作用力如何。图1中表示本专利技术一个简化的实施例，在该实施例中，主要的接触地面的构件是一对轮子，并且采用了上下楼梯的辅助的接触地面的构件。(下面将要说明，当接触地面的构件是轮子组或者上面提到的弧形构件时，上下楼梯行和在平坦地带行进都可以只用一组接触地面的构件来达到。)图1中所示的实施例包括一个支承构件12(此处具体化为一把椅子)，人13可以坐在它上面。在该车辆上设有一对横向布置的轮子11。这一对轮子确定了一组轴线，其中包括垂直轴线Z-Z，与轮子的轴线平行的横轴线Y-Y，以及与轮子轴线垂直的前后轴线X-X。在本文中，把垂直轴线Z-Z和横轴线Y-Y所形成的平面称为“横向平面”，而把由前后轴线X-X和垂直轴线Z-Z所形成的平面称为“前后平面”。与X-X轴线及Y-Y轴线平行的方向分别称为前后方向和横本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，包括：　　　　一个用于支承主体（１３；９６２；１０１；１５３）的支架（１２，２２；９５；１３１，１３２；１５１，１５２，１５４；１８１；１８２；２１１；４６１；４８１）；以及　　　　一个接触地面的模件（１１，２１；９１，９３１，９３２；１１１；２１４；２２１，２２２，２２３，２２４；２６１；４６２，４６３；４８５），它安装在上述支架上，且包括至少一个接触地面的元件（１１；９３１；９３２），上述接触地面的模件的运动方向确定了前后平面和横向平面，上述支架和接触地面的模件是一个总成中的部件，其中该车辆的前后平面缺乏固有的稳定性，其特征在于：　　　　该车辆还包括一个马达驱动装置（５３１，５３２；２５３；２８１；４９１３），用于向所述至少一个接触地面模件的接触地面元件施加扭矩，以及一个控制回路（５１），连接到上述马达驱动装置，用于借助上述马达驱动装置（５３１，５３２；２５３；２８１；４９１３）的运转，以动态方式加强在前后平面上的稳定性，　　　　根据该车辆的倾斜角度以及为了保证马达驱动装置能够保持平衡并保证对车辆的控制而决定的修正值来选择施加到所述至少一个的接触地面的元件上的扭矩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：迪安L卡门，罗伯特R安布罗杰，罗伯特J达根，理查德库尔特海因茨曼，布赖恩R基，安杰伊肖斯基威芝，菲利斯K克里斯德尔，
申请(专利权)人：德卡产品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]