(57)【要約】      （修正有）【課題】階段を走行する機能を有し、且つ安全で安定して複数層の角度が異なる階段を上り下りしたり、坂道を上り下りしたり、障碍物を乗り越えたり、凸凹道路を走行したりすることができるとともに、平坦路面を柔軟に走行することができ、且つ体積が小さいから、狭い階段のコーナーで曲がることができるキャタピラー式機械移動装置を提供する。【解決手段】作業面で移動するように、作可能に互いに接続され且つ同期運動する、固定設置された第1キャタピラーと第2キャタピラーを含み、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、共同で曲折状、好ましくは稲妻状の接触/作用底面部分又は底部輪郭を形成するように配置されることにより、異なる作業面に適応及び密接し、又は傾斜度が異なる階段、凸凹の道路、及び全地形の地面を自在に移動できることを特徴とする移動装置。【選択図】図２ａ
2018020758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業面で移動するように、操作可能に互いに接続され且つ同期運動する、固定設置された第1キャタピラーと第2キャタピラーを含み、
前記第1キャタピラーは、前記作業面に対して配置可能な第1角度で斜めに延伸する第1接触/作用底面部分を含み、前記第1接触/作用底面部分と前記作業面と接触は、一点接触又は面接触であり、両者の間の第1把持個所は、前記移動装置の第1支点として配置され、
前記第2キャタピラーは、前記作業面に対して、それぞれ配置可能な第2角度と配置可能な第3角度で斜めに延伸する第2接触/作用底面部分と第3接触/作用底面部分を含み、前記第2接触/作用底面部分と第3接触/作用底面部分とは交差して共同で略V字状に延伸する接触/作用底面部分を形成し、前記接触/作用底面部分と前記作業面との接触は一点接触又は面接触であり、両者の間の第2把持個所又は接触面は、前記移動装置の第2支点として配置され、
前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、共同で曲折状、好ましくは稲妻状の接触/作用底面部分又は底部輪郭を形成するように配置されることにより、異なる作業面に適応及び密接し、又は傾斜度が異なる階段、凸凹の道路、及び全地形の地面を自在に移動できることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとが共同で形成した底部輪郭は、前記第1支点及び第2支点と、略三角形の空間を形成することにより、移動中に出会う前記作業面の突起部分に適応してそれを乗り越えることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項３】
前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとが共同で形成した底部輪郭は、前記第1支点及び第2支点と、略三角形の空間を形成し、前記三角形空間の高さは、前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーの高さの60%-180%であり、好ましく120%であることにより、移動中に出会う前記作業面の突起部分に適応してそれを乗り越えることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項４】
前記第1接触/作用底面部分の長さは、前記第2接触/作用底面部分の長さの約2倍であり、及び/又は、前記第1接触/作用底面部分の長さは、前記第3接触/作用底面部分の長さの約1.5倍であることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項５】
前記第1キャタピラー及び/又は前記第2キャタピラーの構成、前記第1角度、前記第2角度、及び/又は前記第3角度は、前記第1支点と第2支点の少なくとも1つの支点が、前記作業面の先端部分又は角部に位置又は支持される場合に、別の支点が、前記作業面の平坦部分に位置し又は支持され、或いは前記作業面に近い別の平面にあるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項６】
階段を移動する際に、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、稲妻状底面部分を構成する前記第1支点と第2支点の少なくとも1つの支点を、常に階段の1段の、比較的に大きな支持力を提供する階段平面に接触させることにより、別の支点が、階段の他段の、比較的に小さな支持力を提供する階段角に位置し及び支持される時に、前記階段面は前記移動装置の主支持面として作用し、倒れることを防止するように配置されることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項７】
前記第1角度、前記第2角度、及び/又は前記第3角度は、所定使用領域における階段の推定又は実測傾斜度範囲、凸凹の道路の推定又は所定凸凹度に基づいて設定され、及び/又は、
前記第1角度は、25°-30°であり、好ましく26°であり、及び/又は、前記第2角度は、35°-40°であり、好ましく36°であり、前記第3角度は、125°-130°であり、好ましく126°であることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項８】
前記第1キャタピラーは、略長手状のキャタピラーであり、及び/又は、前記第2キャタピラーは略三角状のキャタピラーであり、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、同軸駆動されるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項９】
少なくとも1つのユニバーサルホイールをさらに含み、前記ユニバーサルホイールは、前記第1キャタピラー及び/又は前記第2キャタピラーに操作可能に接続され、前記ユニバーサルホイールは、前記第1キャタピラー及び前記第2キャタピラーと別途に、回転可能に予備位置と作業位置との間にスイッチするように配置され、前記作業位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールは、前記作業面と接触するまで朝向前記作業面の方向へ回転し、さらに、それと操作可能に接続される前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーを引き揚げることにより、前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーを前記作業面から分離させ、前記ユニバーサルホイールと前記作業面との接触は大体線接触であり、両者の間の第3把持個所は、前記第1支点又は前記第2支点の代わりに、前記移動装置の第3支点として配置され、前記移動装置をダブルキャタピラーの構造からシングルキャタピラー・ユニバーサルホイール構造に変換させ;前記予備位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールは、前記作業面と分離するまで前記作業面から離れる方向へ回転し、さらに、それと操作可能に接続される前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーを前記作業面と接触するまで降下させ、前記第3支点は前記第1支点又は前記第2支点に代えられ、前記移動装置をシングルキャタピラー・ユニバーサルホイール構造からダブルキャタピラー構造に変換させることを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
【請求項１０】
前記作業位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールの中線は、前記作業面に対して斜めに延伸し、且つ前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーの長手方向とほぼ直交し、及び/又は、
前記予備位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールの中線は、前記作業面に対して斜めに延伸し、且つ前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーの長手方向とほぼ平行であることを特徴とする請求項7に記載の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャタピラー式機械移動装置に関し、具体的には、階段を走行する機能を有し、且つ安全で安定して複数層の角度が異なる階段を上り下りしたり、坂道を上り下りしたり、障碍物を乗り越えたり、凸凹道路を走行したりすることができるとともに、平坦路面を柔軟に走行することができ、且つ体積が小さいから、狭い階段のコーナーで曲がることができるキャタピラー式機械移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、人間の走行、又は異なる道路及び障害を乗り越えることに寄与するために、様々な機械の組み合わせ設計及び発明が提案されている。例えば、室内の平坦路面、室外のアスファルト道路、街路での障碍物、凸凹の山道、さらに角度が異なる階段等がある。しかし、このような機械の組合せは、設計にいずれもある程度の問題があるため、上記のような道路及び障害物をすべて通過することができない。
【０００３】
本発明者が出願した中国発明ZL201210110973.1号には、階段走行用キャタピラー付きの車椅子が開示されている。該発明は、「二段式のキャタピラー設計」により、角度が異なる階段を走行することができ、頂上に到達する時に、二段式の設計によって転落する力を削ぐことにより、車椅子が安全に頂上に到達できる。しかし、この設計では、路面での使用効果が見落とされている。該発明は完全なキャタピラー式設計を使用するため、平坦な路面を走行する時に、キャタピラーは路面とかなりの摩擦力を生じ、路面に損傷を付ける。凸凹の道路を走行する時に、戦車のようなキャタピラー設計により、突起物を乗り越える際に、突然に転落する恐れがある（図1a）。
【０００４】
本発明者の別の中国発明201510555652.6号には、キャタピラー式移動装置が開示されている。該発明は、大ホイールと小ホイールとを結合した「水滴式キャタピラー設計」を利用することにより、角度が異なる階段を走行したり、平坦な路面を柔軟に走行したり、安全に凸凹の道路を走行したり、障碍物を乗り越えしたりすることができる。しかし、その機能が多すぎるからこそ、座席は、昇降又は前後に揺動する必要があり、フォアアームは、前後に伸縮する必要があるため、構造が複雑で、操作が困難になり、体積が大きく、回転半径も大幅に増加する（図1b）。狭い階段又はコーナーの場合に、移動装置は走行できなくなる。
【０００５】
従来技術におけるキャタピラーによる階段走行用の移動装置は、大きな欠点を有する。即ち、キャタピラーは、階段の「角」（図1c）しかつかむことができないことである。現在、キャタピラーをできるだけ延伸してキャタピラーが階段角をつかむ個所を増加することが提案されているが、キャタピラーは、依然として階段の「角」しかつかむことができず、後ろから押されると、移動装置が転落しやすい。
【発明の概要】
【０００６】
従来技術の欠点と問題を解決するために、本発明は、「稲妻型キャタピラー構造」（図2a）を提供しており、2つの形状が異なるキャタピラー構造を固定して組み合わせて、稲妻状に形成することにより、完璧な階段走行、山道走行、及び平坦路走行を実現するとともに、体積と半径が極めて小さい「キャタピラー式機械移動装置」（図2b）を形成する。この機械構造は、主に3つの部分からなり、キャタピラー移動装置、ユニバーサルホイール移動装置、及び支持機構を含む。
【０００７】
本発明の移動装置は、作業面で移動するように、操作可能に互いに接続され且つ同期運動する、固定設置された第1キャタピラーと第2キャタピラーを含み、
前記第1キャタピラーは、前記作業面に対して配置可能な第1角度で斜めに延伸する第1接触/作用底面部分を含み、前記第1接触/作用底面部分と前記作業面との接触は、一点接触又は面接触であり、両者の間の第1把持個所は、前記移動装置の第1支点として配置され、
前記第2キャタピラーは、前記作業面に対して、それぞれ配置可能な第2角度と配置可能な第3角度で斜めに延伸する第2接触/作用底面部分と第3接触/作用底面部分を含み、前記第2接触/作用底面部分と第3接触/作用底面部分とは交差して共同で略V字状に延伸する接触/作用底面部分を形成し、前記接触/作用底面部分と前記作業面との接触は一点接触又は面接触であり、両者の間の第2把持個所又は接触面は、前記移動装置の第2支点として配置され、
前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、共同で曲折状、好ましくは稲妻状の接触/作用底面部分又は底部輪郭を形成するように配置されることにより、異なる作業面に適応及び密接し、又は傾斜度が異なる階段、凸凹の道路、及び全地形の地面を自在に移動できる。
【０００８】
本発明の移動装置のいくつかの実施例において、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとが共同で形成した底部輪郭は、前記第1支点及び第2支点と、略三角形の空間を形成することにより、移動中に出会う前記作業面の突起部分に適応してそれを乗り越えるため、ストレート型の底部輪郭に比べて、移動装置が急に転落する可能性を低減することができる。
【０００９】
いくつかの実施例において、前記三角形空間の高さは、前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーの高さの60%-180%であり、好ましく120%であることにより、移動中に出会う前記作業面の突起部分に適応してそれを乗り越えるため、ストレート型の底部輪郭に比べて、移動装置が急に転落する可能性を低減することができる。
【００１０】
いくつかの実施例において、前記第1接触/作用底面部分の長さは、前記第2接触/作用底面部分の長さの約2倍であり、及び/又は、前記第1接触/作用底面部分の長さは、前記第3接触/作用底面部分の長さの約1.5倍である。前記長さ又は前記長さの比により、異なる作業面に適応及び密接するのに必要な底部輪郭を形成することができる。ストレート型の底部輪郭に比べて、移動装置が突起物を乗り越えた後急に転落する可能性を低減することができる。
【００１１】
いくつかの実施例において、前記第1キャタピラー及び/又は前記第2キャタピラーの構成、前記第1角度、前記第2角度、及び/又は前記第3角度は、前記第1支点と第2支点の少なくとも1つの支点が、前記作業面の先端部分又は角部に位置又は支持される場合に、別の支点が、前記作業面の平坦部分に位置し又は支持され、或いは前記作業面に近い別の平面にあるように配置される。それにより、前記移動装置の安定度と安全性が大幅に向上する。
【００１２】
いくつかの実施例において、階段を移動する際に、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、稲妻状底面部分を構成する前記第1支点と第2支点の少なくとも1つの支点を、常に階段の1段の、比較的大きな支持力を提供する階段平面に接触させることにより、別の支点が、階段の他段の、比較的小さな支持力を提供する階段角に位置し及び支持される時に、前記階段面は前記移動装置の主支持面として作用し、倒れることを防止するように配置される。それにより、前記移動装置の操作安定度と安全性が大幅に向上する。
【００１３】
いくつかの実施例において、前記第1角度、前記第2角度、及び/又は前記第3角度は、所定使用領域における階段の推定又は実測傾斜度範囲、凸凹の道路の推定又は所定凸凹度に基づいて設定され、及び/又は、前記第1角度は、25°-30°であり、好ましく26°であり、及び/又は、前記第2角度は、35°-40°であり、好ましく36°であり、前記第3角度は、125°-130°であり、好ましく126°である。前記角度又は前記角度範囲により、異なる作業面及び階段に適応及び密接するのに必要な底部輪郭を形成することができる。ストレート型の底部輪郭に比べて、移動装置が突起物を乗り越えた後、及び階段を走行している途中で、急に転落する可能性を低減することができる。
【００１４】
いくつかの実施例において、前記第1キャタピラーは、略長手状のキャタピラーであり、及び/又は、前記第2キャタピラーは略三角状のキャタピラーであり、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーとは、同軸駆動されるように配置される。それにより、伝達比と効率が向上する。
【００１５】
いくつかの実施例において、少なくとも1つのユニバーサルホイールをさらに含み、前記ユニバーサルホイールは、前記第1キャタピラー及び/又は前記第2キャタピラーに操作可能に接続され、前記ユニバーサルホイールは、前記第1キャタピラー及び前記第2キャタピラーとは別に、回転可能に予備位置と作業位置との間にスイッチするように配置され、前記作業位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールは、前記作業面と接触するまで朝向前記作業面の方向へ回転し、さらに、それと操作可能に接続される前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーを引き揚げることにより、前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーを前記作業面から分離させ、前記ユニバーサルホイールと前記作業面との接触は大体線接触であり、両者の間の第3把持個所は、前記第1支点又は前記第2支点の代わりに、前記移動装置の第3支点として配置され、前記移動装置をダブルキャタピラーの構造からシングルキャタピラー・ユニバーサルホイール構造に変換させ、前記予備位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールは、前記作業面と分離するまで前記作業面から離れる方向へ回転し、さらに、それと操作可能に接続される前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーを前記作業面と接触するまで降下させ、前記第3支点は前記第1支点又は前記第2支点に代えられ、前記移動装置をシングルキャタピラー・ユニバーサルホイール構造からダブルキャタピラー構造に変換させる。
【００１６】
いくつかの実施例において、前記作業位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールの中線は、前記作業面に対して斜めに延伸し、且つ前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーの長手方向とほぼ直交し、及び/又は、前記予備位置にある場合に、前記ユニバーサルホイールの中線は、前記作業面に対して斜めに延伸し、且つ前記第1キャタピラー又は前記第2キャタピラーの長手方向とほぼ平行である。前記ユニバーサルホイールの前記配置、前記位置、及びスイッチ方式により、移動装置のスペース要求を低減できるとともに、異なる作業面に適応及び密接することにより、必要な操作を行うことができる。
【００１７】
本発明の移動装置の利点は以下の通りである。
【００１８】
1.キャタピラー移動装置
本発明は、「稲妻型キャタピラー構造」を提供しており、2つの形状が異なるキャタピラー構造を固定して組み合わせて、稲妻状に形成する。このような組み合わせ構造により、装置は異なるタイプの路面を走行することができ、また、煩雑な変形が必要でないため、構造が簡単で、体積が大幅に小さくされる（図2b）。また、本発明のキャタピラー構造は、その階段走行の原理が従来の発明と異なる。図2cに示すように、後キャタピラーは「階段角」のみをつかんでいる時に、前キャタピラーは「階段面」をしっかり踏んでいる。図2dに示すように、前キャタピラーは「階段角」のみをつかんでいる時に、後キャタピラーは「階段面」をしっかり踏んでいる。「階段角をつかむ」よりも、「階段面を踏む」方が堅牢であるため、後ろから大きな力で押されても、移動装置は階段から転落しにくい。
【００１９】
2.ユニバーサルホイール移動装置
本発明は、一対の伸縮ユニバーサルホイールを提供しており、電気レバーにより、ユニバーサルホイールを前又は後に揺動させ、電気レバーが最長に伸びると、ユニバーサルホイールが地面から離れ、キャタピラーが地面に接触することにより、移動装置は、階段を走行したり、障害物を乗り越えたりすることができる（図6a）。電気レバーが最短に短縮すると、ユニバーサルホイールが地面に接触することにより、移動装置は平坦路で柔軟に転向することができる（図7a）。
【００２０】
3.支持フレーム平衡装置
本発明は、1つの電気レバー、1つのジャイロスコープ、及び簡単な構造を使用して、効果的な支持フレーム平衡装置（図6b）を構成する。平坦路の場合に、ジャイロスコープは情報を発信して、電気レバーを最短に短縮させる（図6a）。階段を走行、又は障害物を乗り越える場合に、電気レバーは、ジャイロスコープが送信した情報に基づいて電気レバーを伸長又は短縮させることにより、支持フレームに支持される人又は物は、常に地面と垂直である平衡状態にあるように保持される（図8a、8b）。
【００２１】
本発明は、稲妻型キャタピラーの移動方式、及び全く新しい運転概念を利用することにより、複雑な構造及び変形の必要がなく、最も簡単な方法で異なる路面の複雑な状況を克服することができる。特に、「階段面を踏む」という方式により階段を走行することは、キャタピラー移動装置の新しい概念である。また、本発明のユニバーサルホイールの動作は、他の部品、例えばフォアアームを延伸させることで余分な作業スペースを提供して車体を長くする必要がないため、本発明は車体を小型に保持でき、移動装置を柔軟で軽くする。
【００２２】
本発明は、前後2つのキャタピラーで稲妻状を形成することにより、最も簡単な方法で問題を解決するため、組み立て及びメンテナンスの手間が減少され、製品化の実用性が大幅に高まる。電動車椅子、スクーター、荷物搬送ツール、測定器及び玩具等に適用できる。
【００２３】
本発明のユニバーサルホイール移動装置は、本発明を製品化する時に、環境要素を考慮に入れ、特に、人口密度の高い道及び道路が狭い市街地において、体積が小さい車椅子こそは、実際の需要を満たすことができる。
【００２４】
また、本発明は、比較的に簡単な平衡システムにより、支持される物品をより平穏で安全にさせる。そのため、支持フレームは、荷物、乗客、又は障害者の載置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１ａ】はキャタピラー車が障碍物を乗り越える際に発生する危険状況を示す図である。
【００２６】
【図１ｂ】は回転半径が非常に大きい従来発明を示す図である。
【００２７】
【図１ｃ】はキャタピラー車が階段を走行する際に、キャタピラーが「階段角」しかつかんでいない状態を示す図である。
【００２８】
【図２ａ】は移動装置の独特の稲妻状を示す図である。
【００２９】
【図２ｂ】は本発明の非常に小さい回転半径を示す図である。
【００３０】
【図２ｃ】は本発明の移動装置が階段を走行する際に、前キャタピラーが「階段面」を踏んでいる状態を示す図である。
【００３１】
【図２ｄ】は本発明の移動装置が階段を走行する際に、後キャタピラーが「階段面」を踏んでいる状態を示す図である。
【００３２】
【図３ａ】は本発明の側面図であり、本発明を構成する3つの主要機構を示す。
【００３３】
【図３ｂ】は本発明の上面図であり、本発明を構成する3つの主要機構を示す。
【００３４】
【図４ａ】は本発明のキャタピラー移動装置の側面図である。
【００３５】
【図４ｂ】は本発明のキャタピラー移動装置の上面図である。
【００３６】
【図５ａ】は本発明のユニバーサルホイール移動装置及び支持フレーム平衡装置の側面図である。
【００３７】
【図５ｂ】は本発明のユニバーサルホイール移動装置及び支持フレーム平衡装置の上面図である。
【００３８】
【図６ａ】はユニバーサルホイールの伸縮電気レバーが最長に伸長し、ユニバーサルホイールが収容され、前後キャタピラーが同時に地面に接触する場合を示す図である。
【００３９】
【図６ｂ】は座席平衡電気レバーが最長に伸長して、支持フレームを押し上げる場合を示す図である。
【００４０】
【図７ａ】は本発明において平坦路で移動する場合を示す図である。
【００４１】
【図７ｂ】は本発明において凸凹道路で移動する場合を示す図である。
【００４２】
【図８ａ】は本発明において角度が異なる階段を走行する場合を示す図である。
【００４３】
【図８ｂ】は本発明において階段のトップに到達する又は階段を下る時の状況を示す図である。
【００４４】
【図９ａ−９ｄ】は本発明のキャタピラー移動装置と他のキャタピラー式構造との設計の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図3a及び3bは、本発明の「キャタピラー式機械移動装置」の一実施例を示す。説明の便宜のため、図面において一部の部品のみを模式的に示す。本発明の機構は、キャタピラー移動装置1と、ユニバーサルホイール移動装置2と、支持フレーム平衡装置3とを含む。
【００４６】
移動装置1は、左右駆動の減速駆動モータ110（該モータ110は、他の発動機構、例えば、燃油モータ等であってもよい）を含む。
【００４７】
減速駆動モータ110は、減速駆動モータ支持フレーム102に固定されている。該102は車体主支持フレーム101と前内固定板143に同時に固定されることにより、減速駆動モータと車体主支持フレームとを固定する。
【００４８】
コントローラーは、エネルギー源に減速駆動モータ110（エネルギー源は電源、ガソリン又は太陽エネルギー等であり、コントローラーは従来技術で常用されているものである。）を駆動させる場合に、110は減速駆動モータの伝達軸111を回動させ、内同期歯車121と外同期歯車122とが同時に軸111に固定されるため、121と122とが同時に回動する。内同期歯車121の動力は、前同期キャタピラー132を介して前同期歯車125を駆動する。前内固定板143と前外固定板144は、内同期歯車121と前同期歯車125とを適当な位置に固定し、該2つの固定板は、軸と板との間に軸受が設けられており、軸は板の間に回動できる。前内固定板143と前外固定板144とは一定の角度で固定して接続される。該角度は必要に応じて設定される。
【００４９】
減速駆動モータ110は減速駆動モータの伝達軸111を回動させるするとともに、外同期歯車122を回動させる場合に、その動力は後同期キャタピラー131を介して下同期歯車123と後同期歯車124を駆動する。後内固定板141と後外固定板142は、同期歯車122、123、124を適当な位置に固定して三角形を形成する。該2つの固定板は、軸と板との間に軸受が設けられており、軸は板の間に回動できる。後内固定板141は車体主支持フレーム101に固定接続されることにより、駆動力は後同期キャタピラー131を良好に運転させることができる。
【００５０】
ユニバーサルホイール移動装置2は、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220（電気レバー220は、他の発動機構、例えば減速モータ又は油圧レバー等であってもよい）を含む。
【００５１】
まず、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220はレバー接続支持フレーム204に可動に接続され、204は車体主支持フレーム101に固定接続されることにより、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220による力は、車体主支持フレーム101により相殺される。
【００５２】
エネルギー源は、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220が伸長又は短縮するように駆動する場合に、動力はレバー接続部203に伝達され、それを前又は後ろへ回転させる。レバー接続部203はユニバーサルホイール回転軸201に接続され、201は軸受を介して、左右2枚の前内固定板143に可動状態で接続される。さらに、2つのユニバーサルホイール210は2つのユニバーサルホイール接続部202に固定接続され、2つのユニバーサルホイール接続部202はユニバーサルホイール回転軸201に接続される。つまり、ユニバーサルホイール伸縮電気レバーの動力がレバー接続部203に伝達される時に、該動力はユニバーサルホイール回転軸201を前又は後ろへ揺動させる。ユニバーサルホイール210は、202を介して201に接続されることにより、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220は伸長又は短縮すると同時に、2つのユニバーサルホイール210も前又は後ろへ揺動し、即ち着地又は地面から離れる。
【００５３】
支持フレーム平衡装置3は、支持フレーム平衡電気レバー310（電気レバー310は、他の発動機構、例えば減速モータ又は油圧レバー等であってもよい）、ジャイロスコープ320（320は二次元、又は三次元であってもよい）、及び支持機構330（330は座席又は他の荷物を載置する機構であってもよい）を含む。
【００５４】
まず、支持フレーム平衡電気レバー310はレバー接続支持フレーム301に稼働に接続され、301は車体主支持フレーム101に固定接続されることにより、支持フレーム平衡電気レバー310による力は、車体主支持フレーム101により相殺される。
【００５５】
ジャイロスコープ320が前又は後ろへ傾斜する情報を受信した時に、支持フレーム平衡電気レバー310にそれを伸長又は短縮させる指令を送信する。310は支持機構330に可動に接続され、330は車体主支持フレーム101に可動に接続されるため、310が伸長すると、支持機構330は押し上げられることに対し、310が短縮すると、支持機構330は降下する。このような簡単な構造により、支持機構の平衡が保証できる。
【００５６】
上述したような構造により、本発明は以下の機能を有する。尚、説明の便宜のため、機能図において、支持フレーム平衡装置330に座席を設置する。
【００５７】
1.平坦路機能（図7a）
車を室内又は平坦路で柔軟に走行可能にするため、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220が最短に短縮することにより、一対のユニバーサルホイール210が降下して地面に接触し、前同期ベルト132が地面から離れる（図4a）。このようにして、車の移動モードは、後同期ベルトにより駆動されるようになり、前の2つのユニバーサルホイール210は自在に転向することができるため、車は非常に柔軟になり、狭い道路で曲がることができる。
2.凸凹道路機能（図7b）
凸凹の山道で走行する又は障害物を乗り越えるために、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220を最長に伸長させることにより、1対のユニバーサルホイール210を地面から離れ（図5a）させれば、支持フレーム平衡装置が同時に起動する。このモードにおいて、車は、凸凹の山道で自在に移動するとともに、障碍物を容易に乗り越えることができる。
3.階段走行機能（図8a）
本発明の最大な利点は、操作が簡単であることにある。凸凹道路機能と同様なモードを採用して、ユニバーサルホイール伸縮電気レバー220を最長に伸長させることにより、1対のユニバーサルホイール210を地面から離れ（図5a）させれば、支持フレーム平衡装置が同時に起動する。このモードにおいて、乗客が2つの後同期キャタピラー131を同時に階段に接触させるように制御すればよい。本発明は、独特な「稲妻型キャタピラー構造」を採用するため、各階段を容易に蛇行して上ることができ、階段の頂上に到達しても、車は突然に墜落する恐れもない（図8b）。また、「稲妻型キャタピラー構造」の別の利点は、従来技術のように、キャタピラーのみにより「階段角」をつかむことではなく（図1c）、「階段面を踏む」という方式により階段を走行するため（図2c、2d）、後ろから衝突されても、車は階段から転落しにくいことである。
【００５８】
階段を上に又は下に走行する時に、支持フレーム平衡装置3は作用して、乗客と地面との垂直平衡を保持し、乗客の安全を保障する。
【００５９】
階段を下る場合は、階段を上る場合とほぼ同様であり、同一のモードで、「稲妻型キャタピラー構造」を採用するため、頂上から下る時にも、突然に墜落する恐れがない（図8b）。
【００６０】
上述したように、本発明の稲妻型キャタピラー構造は、2つの形状が異なるキャタピラー構造を固定して組み合わせて、稲妻状に形成することにより、最も簡単な方法で、山道走行、障害物の乗り越え、角度が異なる階段の走行等の問題を解決する。
【００６１】
本発明のユニバーサルホイール移動装置は、一本の電気レバーと簡単な機械構造を採用し、最低限の変形で、車体の長さを変えずに、移動装置を、全キャタピラーで地面に接触する状態から、後キャタピラーが地面に接触する、及び前ユニバーサルホイールが地面に接触するような柔軟な状態に変換することにより、移動装置の体積を顕著に小さくし、本発明の製品化の実用性を大幅に向上させる。
【００６２】
本発明の、階段を踏んで走行する原理は、階段角をつかむ原理を利用する従来の階段走行装置と異なる。このような従来技術では、平穏に見えるが、実際に角度が同一の階段をしか走行できず、また、つかむ力が不十分であるため、非常に危険になる。その一方、本発明の「稲妻型キャタピラー構造」では、移動装置が階段を走行する時に、常に「階段面を踏む」状態を保持する。また、「階段面」を踏む方が、「階段角」をつかむよりも、支持力は数倍以上大きいため、安全性が大幅に向上する。
【００６３】
図9a-9dは、本発明のキャタピラー移動装置と他のキャタピラー式構造の設計との、階段走行、及びトップに達する又はトップから下る時の比較図である。図面に示すように、階段は、安全のため、人の足裏が階段面を着実に踏んで歩くことができるように設計される。しかし、従来技術において、すべてのキャタピラー式設計（例えば、図9bに示す設計）は、キャタピラーが階段の「角」を「つかむ」ことしかできない（図面における丸を参照）ため、階段の設計原則に違反している。それに対し、本発明の「稲妻型キャタピラー」は、階段の角度に応じて蛇行して走行するほか（図9a）、階段の「表面」/階段面を「踏む」又はそれに支持される状態（図面における角線を参照）を保持することができ、階段の設計に完全に合致する。そのため、本発明の走行装置が階段を走行する時の安全性は、従来技術より優れている。
【００６４】
階段の頂上に達する又は頂上から下る時に、従来技術のすべてのキャタピラー式設計（図9d）において、階段の最後の段に上った又は頂上から最初の段を下る時に、突然に墜落する又はキャタピラーが「宙に浮く」状況（図面における丸を参照）が発生することがあり、これは従来の階段走行装置がよく事故を起こす要因である。本発明の「稲妻型キャタピラー」により、階段の最後の段に上った又は頂上から最初の段を下る（図9c）時にもかかわらず、キャタピラーの先端は階段の「表面」/階段面を「踏む」又はそれに支持される状態（図面における角線を参照）となるため、事故の発生を避けることができる。
【００６５】
具体的には、従来技術におけるすべてのキャタピラー式設計（例えば、図9bに示す設計）において、階段を走行する時に、キャタピラーは、地面と平行で又は接触する作用部分を有するように配置され、前記作用部分の長さは、階段の各段の水平階段面の長さ及び/又は垂直階段面の高さより長く、即ち、階段の各段がいずれも前記作用部分の全体を収容又は支持しにくく設定されるため、前記作用部分の一部だけが階段のある部分（図面に示す階段角）に接触でき、このような不完全な接触又は噛み合い／つかみ合いは、キャタピラーが「宙に浮い」たり、移動装置の全体又は一部が突然に墜落したり、転落したりする等の上述した問題を起こす。
【００６６】
それに対し、本発明のキャタピラー式設計（図9a/9cに示す稲妻式設計）において、階段を走行する時に、前記第1キャタピラーに含まれる、前記作業面に対して配置可能な第1角度で斜めに延伸する第1接触/作用底面部分の形状及びサイズは、階段の各段の水平階段面に完全に収容又は支持できるように設定される。つまり、前記第1キャタピラーの作用底面部分が有する地面と接触する直接に作用する部分のサイズ／長さは、階段の各段の水平階段面の長さ及び/又は垂直階段面の高さより小さく設定され、即ち、階段の各段は、前記作用部分の全体を収容又は支持することができる。
【００６７】
同様に、前記第2キャタピラーに含まれる、それぞれ前記作業面に対して配置可能な第2角度と第3角度で斜めに延伸する第2接触/作用底面部分と第3接触/作用底面部分が、共同で形成した略V字状に延伸する接触/作用底面部分の形状及びサイズも、階段の各段の水平階段面に完全に収容又は支持できるように設定される。それにより、階段走行の過程において、前記第1キャタピラーと前記第2キャタピラーの支点の少なくとも1つは階段の各段の水平階段面に完全に収容又は支持できることで、人の足裏が階段面を着実に踏んで歩くことができるため、安全で、階段の設計に完全に合致する。前記第1キャタピラー及び/又は前記第2キャタピラーの作用部分は作動中に階段面部分との十分な接触又は噛み合いを保持することができる。このような完全な接触又は噛み合い／つかみ合いにより、キャタピラーが「宙に浮い」たり、移動装置の全体又は一部が突然に墜落したり、転落したりする等の従来技術における上述した各問題を避けることができる。
【００６８】
以上の説明では、具体的な実施例により本発明の解決しようとする課題、技術案及び有益な効果を詳しく説明した。上記の説明は、本発明の具体的な実施例に過ぎず、本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨及び精神を逸脱しない範囲内で、様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【符号説明】
【００６９】
1キャタピラー移動装置
101車体主支持フレーム
102減速駆動モータ支持フレーム
110減速駆動モータ
111減速駆動モータ伝達軸（110に接続される）
121内同期歯車（111に接続される）
122外同期歯車（111に接続される）
123下同期歯車（142により駆動される）
124後同期歯車（142により駆動される）
125前同期歯車（142により駆動される）
131後同期キャタピラー（同期歯車122、123、124を接続する）
132前同期キャタピラー（同期歯車121、125を接続する）
141後内固定板（同期歯車122、123、124を固定する）
142後外固定板（同期歯車122、123、124を固定する）
143前内固定板（同期歯車121、125を固定する）
144前外固定板（同期歯車121、125を固定する）
2ユニバーサルホイール移動装置
201ユニバーサルホイール回転軸（143に可動に接続される）
202接続部（201、210に固定接続される）
203接続部（201に固定接続される）
204接続支持フレーム（一端が101に固定され、他端が220に可動に接続される）
210ユニバーサルホイール（202に可動に接続される）
220ユニバーサルホイール伸縮電気レバー（一端が204に可動に接続され、他端が203に可動に接続される）
3支持フレーム平衡装置
301レバー接続支持フレーム（一端が101に固定され、他端が310に可動に接続される）
310支持フレーム平衡電気レバー（一端が301に可動に接続され、他端が330に可動に接続される）
320ジャイロスコープ（330に固定接続される）
330支持機構（一端が101に可動に接続され、他端が310に可動に接続される）
【図１ａ】
2018020758.tif 000003
【図１ｂ】
2018020758.tif 000004
【図１ｃ】
2018020758.tif 000005
【図２ａ】
2018020758.tif 000006
【図２ｂ】
2018020758.tif 000007
【図２ｃ】
2018020758.tif 000008
【図２ｄ】
2018020758.tif 000009
【図３ａ−３ｂ】
2018020758.tif 000010
【図４ａ−４ｂ】
2018020758.tif 000011
【図５ａ−５ｂ】
2018020758.tif 000012
【図６ａ】
2018020758.tif 000013
【図６ｂ】
2018020758.tif 000014
【図７ａ】
2018020758.tif 000015
【図７ｂ】
2018020758.tif 000016
【図８ａ】
2018020758.tif 000017
【図８ｂ】
2018020758.tif 000018
【図９ａ−９ｄ】
2018020758.tif 000019
【外国語明細書】
2018020758000001.pdf