(57)【要約】  階段を昇降するための動力駆動スパイダアセンブリを含む車両。車両は、入力を制御装置へ供給する角度位置センサを含み、制御装置は、垂直面に対する手押し車の空間的配向、或いは手押し車の均衡に拘わらず、フレームに対するスパイダの位置を有効に固定するために、サーボモータを制御するように動作可能である。角度位置センサは、入力を制御装置へ供給し、この制御装置には、予め定められた不安定角度領域がプログラムされており、また車両が下りモードにある時に、制御装置に、この領域におけるスパイダの回転を加速させて、手押し車の不安定性を回避する。手押し車は、荷物を輸送するのに有用な取り外し可能なバスケット及び／又は枢動可能なプラットホームを含むことも可能である。
2010534156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階段昇降車両であって、
回転軸を支持する剛性フレームと、
前記軸の両端に隣接して回転可能に支持される一対のスパイダアセンブリと、該スパイダアセンブリ対の各々は、同期回転するように結合された複数の回転車輪を支持し、
前記フレームに対する前記スパイダアセンブリ対の一方の角度位置を測定するために、フレームの所定位置で支持される角度位置センサと、
前記フレームで支持されると共に、前記スパイダアセンブリ対を回転駆動するように作動可能に接続される電気モータと、
前記フレームで支持されると共に、前記電気モータと作動可能に接続される電源と、
前記フレームで支持されると共に、前記電気モータによって、可変回転トルクを前記スパイダアセンブリ対へ付与させて、該スパイダアセンブリ対に、前記角度位置センサから受け取られた入力の関数として、前記フレームに対する該スパイダアセンブリの選択された角度位置を維持させるために、前記角度位置センサ及び前記電源と作動可能に接続される制御装置と
を含むことを特徴とする車両。
【請求項２】
前記軸の回転角速度を測定するように構成される角速度センサを更に含み、該角速度センサは、前記制御装置に動作可能に接続され、該制御装置は、前記角速度センサから入力を受け取ると共に、前記車両が略一定の速度率で階段を下りるように、前記スパイダアセンブリ対に可変回転トルクを付与するように構成されることを特徴とする請求項１の車両。
【請求項３】
前記フレームで支持される光学式センサを更に含み、該光学式センサは、前記制御装置に動作可能に接続され、該制御装置は、前記光学式センサから入力を受け取ると共に、該光学式センサによって隣接する階段が検知された時にのみ、前記モータに前記スパイダアセンブリ対を駆動させるように構成されることを特徴とする請求項１の車両。
【請求項４】
前記フレームで支持される一対の光学式センサを更に含み、該光学式センサ対は、前記制御装置に動作可能に接続され、該制御装置は、該光学式センサ対から入力を受け取ると共に、該光学式センサの両方によって隣接する階段が同時に検知された時にのみ、前記モータに前記スパイダアセンブリ対を駆動させるように構成されることを特徴とする請求項１の車両。
【請求項５】
クラッチを選択的に係合及び開放させるために、前記制御装置から受け取られた制御信号により作動可能な可変力アクチュエータを更に含み、該クラッチは、前記スパイダアセンブリの前記車輪を前記モータに機械的に結合させるように動作可能であることを特徴とする請求項１の車両。
【請求項６】
使用者によって操作可能な複数の制御スイッチを更に含み、該複数の制御スイッチは、前記車両の動作モードを選択するために、使用者が選択可能であり、前記制御装置は、各動作モードに対して、マイクロプロセッサ実行指示を記憶しており、該指示は、前記角度位置センサから受け取られた入力の関数として、前記モータを制御するための指示を供給することを特徴とする請求項１の車両。
【請求項７】
前記複数の制御スイッチは、輸送モードを選択するように操作可能であり、前記制御装置は、該輸送モードに対応する所定の角度位置を特定するデータを記憶しており、前記制御装置は、前記スパイダアセンブリを、輸送モードの選択に応じて、前記所定の角度位置の一つへ回転させると共に、該スパイダアセンブリを該所定の角度位置の一つに保持するように、前記モータを制御することを特徴とする請求項６の車両。
【請求項８】
前記複数の制御スイッチは、上りモードを選択するように操作可能であり、前記制御装置は、該上りモードに対応する所定の角度位置を特定するデータを記憶しており、前記制御装置は、前記スパイダアセンブリを、上りモードの選択に応じて、前記所定の角度位置の一つへ回転させると共に、該スパイダアセンブリを該所定の角度位置の一つに保持するように、前記モータを制御することを特徴とする請求項６の車両。
【請求項９】
前記制御装置は、前記モータを前記スパイダアセンブリの前記車輪と機械的に結合させるために、クラッチを係合させるように、前記可変力アクチュエータを制御することを特徴とする請求項８の車両。
【請求項１０】
前記複数の制御スイッチは、停止モードを選択するように操作可能であり、前記制御装置は、該停止モードに対応する所定の角度位置を特定するデータを記憶しており、前記制御装置は、前記スパイダアセンブリを、停止モードの選択に応じて、前記所定の角度位置の一つへ回転させると共に、該スパイダアセンブリを該所定の角度位置の一つに保持するように、前記モータを制御することを特徴とする請求項６の車両。
【請求項１１】
前記複数の制御スイッチは、下りモードを選択するように操作可能であり、前記制御装置は、該下りモードに対応する所定の角度位置を特定するデータを記憶しており、前記制御装置は、前記スパイダアセンブリを、停止モードの選択に応じて、前記所定の角度位置の一つへ回転させると共に、該スパイダアセンブリを該所定の角度位置の一つに保持するように、前記モータを制御することを特徴とする請求項６の車両。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記モータを、前記スパイダアセンブリの前記車輪から機械的に解放させるために、クラッチを解放するように、前記可変力アクチュエータを制御し、該制御装置は更に、前記下りモードに対応する所定の不安定角度範囲を特定するデータを記憶しており、該制御装置は、下りモードの選択に応じて、該所定の不安定角度範囲に亘り、前記スパイダアセンブリの回転を加速させるように、前記モータを制御することを特徴とする請求項１１の車両。
【請求項１３】
前記制御装置は、下りモードの選択に応じて、前記モータに、前記スパイダアセンブリ対へ上り方向へのトルクを付与させるように、前記モータ及び前記可変力アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１１の車両。
【請求項１４】
回転可能な車輪を支持する支持スタンドを更に含み、該支持スタンドは、前記車両を直立位置で支持するために、該回転可能な車輪が地面と接触すると共に、前記スパイダアセンブリの車輪と協働する動作位置へ枢動可能であることを特徴とする請求項１の車両。
【請求項１５】
荷物を運ぶために、前記フレームの所定位置で支持される下側一次プラットホームと、
二次的な荷物を運ぶために、前記フレームの前記ノーズ上方の所定位置で支持される上側二次プラットホームとを更に含み、該二次プラットホームは、前記フレームと隣接する非動作位置と、該フレームに対して略直交するように延出する動作位置との間で枢動可能であるように、該フレームに取り付けられることを特徴とする請求項１の車両。
【請求項１６】
前記フレームで取り外し可能に支持されるバスケットを更に含むことを特徴とする請求項１の車両。
【請求項１７】
夫々のスパイダアセンブリを、前記軸周りにおけるその回転の間に、少なくとも部分的に包囲するように、前記フレームの所定位置で支持される一対の囲い箱を更に含むことを特徴とする請求項１の車両。
【請求項１８】
前記フレームで支持されるハンドル部材を更に含み、該ハンドル部材は、入れ子式軸で支持され、該入れ子式軸は、その長手軸線周りで回転可能であり、前記複数の制御スイッチは、該ハンドル部材に取り付けられることを特徴とする請求項６の車両。
【請求項１９】
階段昇降車両の作動方法であって、
車両を供給する工程と、該車両は、
回転軸を支持する剛性フレームと、
前記軸の両端に隣接して回転可能に支持される一対のスパイダアセンブリと、該スパイダアセンブリ対各々は、同期回転するように結合される複数の回転可能な車輪を支持し、
前記スパイダアセンブリ対の一方の前記フレームに対する角度位置を測定するために、該フレームの所定位置で支持される角度位置センサと、
前記フレームで支持されると共に、前記スパイダアセンブリ対を回転駆動するように作動可能に接続される電気モータと、
前記フレームで支持されると共に、前記電気モータに作動可能に接続される電源と、
前記フレームで支持されると共に、前記角度位置センサ及び前記電源に動作可能に接続される制御装置とを含み、
前記スパイダアセンブリ対の一方の前記フレームに対する角度位置を繰り返し測定するために、前記角度位置センサを動作させる工程と、
前記スパイダアセンブリ対へ可変回転トルクを付与して、前記角度位置センサによって得られる測定値の関数として、前記フレームに対して選択された角度位置を、該スパイダアセンブリ対に保持させるように、前記電気モータを制御する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
階段上昇車両の作動方法であって、
車両を供給する工程と、該車両は、
回転軸を支持する剛性フレームと、
前記軸の両端に隣接して回転可能に支持される一対のスパイダアセンブリと、該スパイダアセンブリ対各々は、同期回転するように結合される複数の回転可能な車輪を支持し、
前記スパイダアセンブリ対の一方の前記フレームに対する角度位置を測定するために、該フレームの所定位置で支持される角度位置センサと、
前記フレームで支持されると共に、前記スパイダアセンブリ対を回転駆動するために作動可能に接続される電気モータと、
前記フレームで支持されると共に、前記電気モータと作動可能に接続される電源と、
使用者によって操作可能な複数の制御スイッチと、該複数の制御スイッチは、前記車両の動作モードを選択するために、使用者によって選択可能であり、
前記フレームで支持されると共に、前記角度位置センサ及び前記電源と動作可能に接続される制御装置とを含み、該制御装置は、複数の動作モードの各々に対して、一組のマイクロプロセッサ実行指示を記憶しており、各指示組は、前記モータを制御するための指示を供給し、
前記複数の制御スイッチの操作により、動作モードの使用者の選択を受け取る工程と、
前記スパイダアセンブリ対の一方の、前記フレームに対する角度位置を繰り返し測定するために、前記角度位置センサを作動させる工程と、
前記モードの前記使用者の選択に対する前記指示組によって特定されるように、前記スパイダアセンブリ対を回転させるために、該スパイダアセンブリ対に可変回転トルクを付与させるべく、前記電気モータを制御する工程とを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記指示組は、前記スパイダアセンブリの所定の角度位置への回転を規定し、前記制御装置は、前記角度位置センサによって得られる測定値の関数として、前記モータを制御することを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２２】
動作モードの使用者の選択を受け取る工程は、下りモードの使用者の選択を受け取る工程を含み、且つ前記指示組は、所定の不安定角度範囲に亘り、前記制御装置に前記スパイダアセンブリの回転を加速させる指示を供給することを特徴とする請求項２０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は階段昇降車両に関し、特に、車両の均衡及び操縦性を促進するためのマイクロプロセッサ制御固定スパイダモードを有する、手押し車等の電動駆動スパイダ階段昇降車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
階段昇降手押し車、車椅子、及び他の車輪付車両（集合的に車両）は、一世紀以上に亘り知られているが、階段を昇降する能力を有する電動車両は、比較的最新の技術革新である。このような車両の多くは、複雑、高価、且つ困難である。
【０００３】
スパイダ、即ちホイールオーバホイール構成に基づく階段昇降車両を作り出す試みが、多数なされてきた。３車輪スパイダアセンブリは、階段の昇降に良好に適しているが、平坦な地面で使用される時に、操縦性に重大な問題がある。一対の３車輪スパイダアセンブリは、当然のことながら、地面と接触する４個の車輪（各スパイダに２個）を有するので、車両を旋回させるのがかなり困難であると共に、従来の手押し車よりもかなり大きな回転半径が必要とされ、この場合には、２個の車輪のみが地面と接触する。
【０００４】
この問題に取り組むために、様々な提案がなされてきた。簡易な提案では、２個の車輪のみ（各スパイダアセンブリの１個）が、回転輸送の間に、地面と接触するように、スパイダを同じ位置に機械的に固定する手動可能な機構を包含することに関する。例えば、２車輪固定を達成するために、様々なチェーンスプロケット機構が使用されているが、これらは、車両の費用及び重量を、著しく増加させる。チェーンはまた、極度な緊張下に置かれると共に、故障時に、信頼性又は安全性において危険な状態を引き起こしかねない。
【０００５】
機械式ピンベースシステムは、３車輪アセンブリを精確な角度に回転させることを必要としており、この点において、ユニットを手動で２個の車輪上に配置できる角度に、アセンブリを固定するように、固定ピンが挿入される。機械式ピン方法の主な問題点は、強度及び複雑さである。３車輪アセンブリは、ピンの挿入に先立ち、正確に整列させられなければならず、使用者の多大な努力なくして行うことは困難であるかもしれない。ピンはまた、負荷がかけられた状態で、階段昇降モードへの移行のために引き込むことが困難であるかもしれない。チェーンスプロケット提案と同様に、構成部品はまた、大きな機械的応力下にあり、従って、相対的に重い。
【０００６】
両方の構成では、強固な固定システムを使用しており、衝撃及び衝突に対して十分に耐えることができない。例えば、手押し車が、縁石及び他の隆起の上を回転する時に衝撃を受けるのは、比較的よくあることである。チェーン又はピンの固定は、簡単に、平均的な静的応力の５倍以上の高いピーク応力を受け得るが、部品は、ピーク応力に耐えるように構成されなければならず、これにより、重量及び製造費用が増加する。
【０００７】
乗員運搬車椅子で使用される複雑な提案は、車椅子自体を、垂直基準面に対して、２個（各スパイダアセンブリの１個）の車輪上で、能動的に均衡させるために、モータ、センサ、及びフィードバックベース制御装置を包含する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した懸案を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、回転軸を支持する剛性フレームと、この軸の両端に隣接して回転可能に支持される一対のスパイダアセンブリとを含む車両を提供する。スパイダアセンブリ各々は、同期的に回転するように結合させられる複数の回転可能な車輪を支持する。車両は更に、一方のスパイダアセンブリのフレームに対する角度位置を測定するために、フレーム上の所定位置で支持される角度位置センサを含む。車両は更に、上記フレーム上で支持されると共に、スパイダアセンブリ対を回転させるように駆動すべく作動可能に接続される電気モータ及び電源を含む。車両は更に、フレーム上で支持されると共に、電気モータに可変回転トルクをスパイダアセンブリへ付与させて、このスパイダアセンブリを、角度位置センサから受け取られた入力の関数として、フレームと相対的に選択された角度位置に維持させるために、角度位置センサ及び電源と動作可能に接続される制御装置を含む。従って、車両は、補正変動を条件として、スパイダアセンブリをフレームと相対的に、幾つかの異なる目標角度のいずれかに「固定」即ち動かなくし又は保持する。従って、車両は、磁気式又は他のアブソリュートタイプの角度位置センサ、適当な指示が予め設定されたマイクロプロセッサベース制御装置、及び主要駆動モータを含むフィードバックシステムを含む。
【００１０】
スパイダアセンブリは、階段を下りる時に、固有の不安定角度範囲／領域を有する。これらの領域では、特定の状況下において、従来のスパイダアセンブリは、同期的に階段を転がり下りるのではなく、階段の縁から転がり落ちる。特定の実施形態において、制御装置は、３車輪又は他の構成のスパイダアセンブリの関数として、この領域に対応する角度位置範囲を特定する指示を記憶し、且つ角度位置センサは、スパイダアセンブリの位置を検知する。この実施形態において、制御装置は、不安定領域に亘り、スパイダアセンブリを積極的に加速させて、階段の縁から転がり落ちる危険性を低減させる。この特徴は、製品の安全性及び使用容易性を大きく向上させ、また特に、３車輪スパイダアセンブリが、専門家ではない使用者の期待を満足させるのに有用である。
【００１１】
車両は、可変係合クラッチ及び制動システムを含んでよい。このクラッチは、手押し車のフレームと同じ基準フレームに、車輪をロックさせるか、或いは、車輪が自由に空転するのを可能にし得る。昇り及び下りモードの間に、クラッチシステムは、転がり落ちたり同じ場所で跳ねるのではなく、手押し車に階段を上らせるために、付加的な駆動牽引力を提供するために不可欠である。クラッチはまた、手押し車を階段で動かなくするために、ブレーキとして作用し得、上り又は下りの間に、使用者がある地点で停止しても、転がり落ちる可能性を低減させる。クラッチは、電磁式であると共に、制御装置によって完全に制御され、使用者の制御は不要である。
【００１２】
任意で、車両は、手押し車として構成されると共に、更に、取り外し可能な貨物バスケットと、複合プラットホーム積荷輸送システムを含む。車両は更に、車輪保護囲い箱及び入れ子式回転ハンドルを含んでよい。
【００１３】
本発明を、以下の図面を参照して、例証として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ａ及びＢは、本発明に係る例証車両の等角投影図。Ｃ及びＤは、選択されたハウジング及び構成部品が例証の明瞭性のために取り除かれた状態で示される図１の車両の背面図及び等角投影図。
【図２】Ａ〜Ｆは、階段を下りる間が示された図１の車両の連続工程を示す概略図。
【図３】急峻な階段において示された図１の車両の概略側面図。
【図４】図１の車両の作動フローチャート。
【図５】２接触点構成において水平に旋回する状態が示されている図１の車両の側面図。
【図６】支持スタンドを伴う車両の代替実施形態を示す側面図。
【図７】本発明に係る２個の例証貨物プラットホームを含む車両の更に別の実施形態の斜視図。
【図８】本発明に係る例証貨物バスケットを支持する状態が示された図７の車両の斜視図。
【図９】本発明に係り、非作動位置にある上側プラットホームを示す図７の車両の斜視図。
【図１０】本発明の代替実施形態に係り、入れ子式ハンドルを示す図７と同様な車両の斜視図。
【図１１】本発明に係り、車輪付機器の様々な構成部品を示す概略図。
【図１２】例証車両の様々な構成部品を概略的に示すブロック線図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は概して、階段昇降車両に関し、特に、車両の手動による均衡及び操縦性を促進するために、マイクロプセッサ制御固定スパイダモードを有する電動駆動スパイダ階段昇降車両に関する。本発明は、手押し車、荷物用台車、ベビーカー、及び他の車両に適用可能である。本発明に係る車両は、センサと、電気モータと、車両の手動による均衡及び操縦性を促進するために、固定スパイダモードを提供すべく、センサから受け取った入力の関数として、モータを制御する制御装置とを含む。多くの機械式構成と異なり、本発明の手法は、本質的に電子式であり、且つ構成部品及び製造費用の大きな追加を必要とせず、またエンドユーザに対する複雑さを回避する。
【００１６】
例証を目的として、本発明は以下に、例証手押し車車両の内容で説明され、図１Ａ〜図１Ｄに示される。図１Ａ〜図１Ｄから理解できるように、手押し車は、回転軸２４を支持する剛性フレーム２２を含む。フレームは、従来の手押し車に一般的な種類の積荷支持ノーズ即ちプラットホーム３６と、使用者ハンドル３４を支持する。軸２４の両端に隣接して対称的に固定されるのは、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂであり、各々は、星状構成に等しく間隔があけられた回転車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを支持するハブ２６を有する。歯車付モータ３０及びバッテリ５０は、フレーム２２で支持される。モータ３０及びバッテリ５０は、動作可能に接続され、またモータ３０は、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂを、回転軸２４の軸線周りにおいて、右回り及び左回りの両方へ回転させつつ、フレーム２２は固定されたままになるように、回転トルクがモータ３０によって付与されるように、ギアトレーン４０（図１Ｃ）によって、回転軸２４に動作可能に接続される。
【００１７】
車両１０は、図１Ｃ，図１Ｄ及び１２に示されるように、以下に説明される様々なセンサからの入力を受け取ると共に、受け取られた入力の関数として、モータの駆動軸の作動を制御するように構成されるマイクロプロセッサベース制御装置６０を含む。例えば、制御装置６０は、以下に説明されるように、センサから受け取った入力の関数として、モータに供給される電流を動的に変化させるために、本発明に係るメモリ記憶ソフトウェア（マイクロプロセッサ実行可能指示）を含む。
【００１８】
各スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂの車輪は、同期的に回転するように、例えば図１Ｄ及び１１に示されるように、各車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃと共に回転するように固定され、且つ、両側タイミングベルト７２によって結合される歯車７０によって、動作可能に結合される。ベルト７２は、ベルト７２をハブ２６のフットプリント内に保持するために、アイドラプーリ（ｉｄｌｅｒ  ｐｕｌｌｅｙ）７４によって拘束される。ベルト７２は、車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃがモータ３０によって、同期的に回転するように駆動させられるべく選択的に係合し、或いは車輪が同期的に自由に回転するのを許容するように解放すべく、制御装置６０によって制御されるクラッチ８０と係合する。
【００１９】
車両１０は更に、電磁クラッチ等、車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃの夫々の軸周りにおける回転へ可変制動力をもたらす可変力アクチュエータ８０を含む。可変力アクチュエータ８０は、制御装置６０に動作可能に結合されており、電源から供給される電流を制御し、ひいては付与される制動力の量を制御する。図１１及び図１２を参照。一実施形態において、電磁クラッチ８０は、制御装置６０によるパルス幅変調回路によって動力が供給されるコイルを含み、変更可能なスリップトルクレベルが設定され得る。スリップレベルは、最大トルクレベルに達した時に、クラッチがスリップさせられて、過負荷及び又は破損の可能性を低減させる必要があるため、重要である。
【００２０】
図１Ｃ及び１１に最良に示されるように、クラッチ８０は、２個の主要構成部品、即ち固定電磁板６６及び回転アクチュエータ板６８からなる。電磁板６６は、フレーム２２に固定される一方、回転アクチュエータ板６８は、主軸２４と相対的に自由回転するように、主軸２４で支持される。回転クラッチ板は、中心駆動プーリを、可変スリップトルクを伴いフレーム２２に「固定」するように動作可能である。可変力は、制御装置６０の制御下において、電磁板６６に付与される電圧の変化によって生じさせられる。回転板６８は、タイミングプーリ及びベルトシステムに一体化させられており、図１１に最良に示されるように、各スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂの車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃと同期回転する。係合させられた時に、クラッチ８０は、（軸２４と相対回転可能な）車輪に対して固定された回転板６８と、フレームに固定された固定板６６との間に可変トルクをもたらす。クラッチ８０は、中心プーリを、可変力を伴いフレーム２２に対して動かなくする。車輪及びスパイダハブ２６が、動かなくされた中心プーリの周りを回転すると、車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、フレーム２２に対して回転するように駆動させられる一方で、主軸２４によるハブ２６の駆動に基づいて、回転円弧長を移動する。従って、車輪は、フレームに対して回転させられる一方、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂは、それら車輪の周りを回転し、その結果、車両１０が落下し或いは同じ場所で跳ね上がるのではなく、車両を階段の基部と当接する状態にさせる正味前進駆動力が得られる。スパイダアセンブリの車輪が、次の階段の蹴上げ板と接触した時に、車両はもはや、更に階段まで駆動させられ得ず、またクラッチ８０は、プーリシステムへのトルクを制限するようにスリップする。
【００２１】
本発明によれば、車両１０は更に、フレーム２２及びスパイダアセンブリ２０ａ（例えば、ハブ２６の基準部）の間に形成される角度を検知するために取り付けられる角度位置センサ３２（図１Ｃを参照）を含む。一例として、アブソリュートタイプ光学式エンコーダ又はアブソリュートタイプ磁気式回転エンコーダが、角度位置センサ３２として使用されてよい。角度位置センサ３２は、フレーム２２の残りの部分に対するスパイダの角度位置を検知すると共に、制御装置６０へ角度位置フィードバックを提供するために取り付けられる。一例として、角度位置センサ３２は、ハブ２６が回転した時に、ハブ２６の標示を読み取るために、軸２４の所定位置に固定式に取り付けられてよい。或いは、センサ３２は、当該技術分野に属する者であれば理解できるように、ギアトレーン（ｇｅａｒ  ｔｒａｉｎ）４０に一体化されてよい。
【００２２】
任意で、車両１０は更に、インクリメンタル型光学式エンコーダ等、角速度センサ３４（図１Ｃ及び１２を参照）を含む。角速度センサ３４は、軸２４（ひいてはハブ２６）の回転角速度を感知すると共に、制御装置６０へフィードバックを供給するために、フレーム２２に取り付けられており、以下に更に詳細に説明されるように、モータの駆動軸の作動を制御することができる。一例として、インクリメンタル型光学式エンコーダ３４は、主軸２４又は例えばギアトレーン４０より前のモータ軸に取り付けられ得る。インクリメンタル型光学式エンコーダ３４は、時間と共に角度位置センサの変化を測定するよりも、かなり高速であると共に感度が良い速度測定をもたらす。
【００２３】
車両１０は更に、図１Ａに示されるように、ハンドル３４に取り付けられる使用者操作スイッチ５６を含む。スイッチ５６は、手押し車の上り、下り、輸送、及び停止動作モードの中から選択するように使用者が操作可能であり、各々は、入力を制御装置へ供給すると共に、制御装置がどのようにしてモータを制御するか等を制御する。一実施形態において、輸送モードは、主電源スイッチの作動により、自動的に選択され、また停止モードは、上りモード又は下りモードのいずれかの消去により、自動的に選択される。上りモード及び下りモードスイッチは、タクトタイプであってよく、その結果、使用者がハンドル３４を解放し、或いはスイッチ５６の一つを解放するならば、スパイダアセンブリの全ての自動化された動作が停止する。
【００２４】
制御装置６０は、様々なモードにおける手押し車の動作を制御するようにプログラムされる。即ち、制御装置６０は、マイクロプロセッサベース制御装置６０のメモリに記憶されたマイクロプロセッサ実行指示に従い、角度位置センサ３２、速度センサ３４、光学センサ６４、及びスイッチ５６の一つから受け取られた入力の関数として、電源５０から電気モータ３０へ供給される電流を制御するように構成される。図１Ｃ及び１２を参照。様々な動作モードに対して、異なる指示が与えられる。
【００２５】
輸送モードは、荷物等を、実質的に平坦な床等の上を輸送するために使用される。このモードにおいて、制御装置６０は、可変力アクチュエータ（電磁クラッチ）８０を開放させ、従って車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃが自由回転するのを許容する。制御装置６０は、データを角度位置センサ３２から受け取ると共に、モータにスパイダアセンブリ（ハブ２６）を、幾つかのフレームに対する所定角度位置（約１２０度間隔があけられた３車輪スパイダアセンブリに対して３つ）のうちの１つに回転させ、且つスパイダアセンブリを選択された角度位置に固定させる。角度位置は、車両が実質的に直立位置において、フレーム２２に位置する状態であり、４個の車輪（各スパイダアセンブリの２個）が、地面に位置している。水平面を旋回するためにフレーム２２を傾けた際に、スパイダアセンブリハブ２６及びフレーム２２は、１個の固定ユニットとして傾動し、ハブ２６とフレーム２２との間の角度は固定され、この点において、２個の車輪（各スパイダの１個）のみが、手押し車の回転輸送の間に、床と接触するように位置決めされる。制御装置６０は、フィードバックとして、角度位置センサ３２からの角度位置データを継続的に受け取ると共に、電源からモータへの電流を変化させることにより、モータ３０を継続的に制御して、例えば、床又は垂直面に対するフレーム／手押し車の位置又は向きに拘わらず、スパイダ及びフレームの間の所定角度関係を維持するために、選択された角度位置に、ハブ２６を固定する。
【００２６】
即ち、制御装置６０は、ハブ２６とフレーム２２との間の現在の角度を判定するために、角度位置センサ３２を使用すると共に、目標角度を、幾つかの許容できる点の最も近い点（３車輪アセンブリの各車輪に対応する１点）に設定する。モータ３０は、目標角度を維持するために、複極性パルス幅変調（ＰＷＭ）を介して、能動的に制御される。制御装置は、スパイダアセンブリハブの安定した角度位置を維持するために、比例積分偏差（ＰＩＤ）制御ループを使用する。突然の移動又は急な動きを阻止するために、緩やかな出力上昇が使用される。従って、ハブ２６及びフレーム２２の相対的な角度位置は、実質的に一定に維持され、フレーム及びハブは、ユニットとして傾動し、且つハブはフレームに対して「固定」される。従って、ユニットの回転半径は、著しく減少させられ、狭いコーナの回転が可能になる。次に、固定機構が、上り及び下りに先立ち解放させられ、図２Ａに示されるように、スパイダ車輪の自由回転が可能になる。
【００２７】
従って、垂直面等に対する手押し車の空間的な配向／傾斜に拘わらず、制御装置、角度位置センサ、モータ、及び電源は、固定モードにおいて、フレーム２２に対するハブの固定角度位置を維持するために協働する。
【００２８】
当然のことながら、この幾分弾性的な「固定」関係を維持するために、モータの制御装置電子制御の利点としては、ハブ及びフレームを機械的に結合する強固な機械式拘束の欠如である。本発明によれば、ハブへの衝撃及びトルクは、モータの電磁界へ主に作用し、これは破損する機械部品ではない。従って、制御システムは、電子緩衝器として作用すると共に、３車輪アセンブリが衝撃の間に、幾らかの角度だけ移動するのを許容し、パワートレーンへの応力を低減させる。一実施形態において、制御装置は、現在の電流制限値を伴い構成されており、その結果、ハブが所定の閾値を越える例外的に大きな衝撃を受けるならば、モータは、所定の電流限界値に達し、且つ制御装置は、３車輪アセンブリが次の連続した所定角度位置へ回転するのを許容する。衝撃が過ぎると、制御装置は、新しい固定角度に目標を向けると共に、すぐに動作を再開して、破損を被ることがない。
【００２９】
上りモードにおいて、３車輪アセンブリの先輪は、使用者が地面に立っていた時から、引き角度が大きく変化するならば、踏み板へ転がるのではなく、階段の蹴上げ板に衝突しがちである。角度を正すと共に、２個の先輪を階段上に配置するために、制御装置６０は、スパイダアセンブリハブ２６を、上りを開始するのに適切な角度位置へ回転させると共に、ハブをフレーム２２に対して適当な位置へ固定するために、角度位置センサ３２からのフィードバックを、モータ３０に付与される変化電流／トルクに使用する。適切な角度位置は、先輪が、上りの間に、次の階段と緩衝しないことを保証するように、先輪を配置する。対照的に、輸送モードにおいて、角度位置は、地面接触点を、荷物が積まれた手押し車の質量中心（又は予想される質量中心）の比較的近くに保つことにより、フレームに対してハブを固定するために必要とされるトルクを減少させるように選択され、モータ出力消費を減少させると共に、バッテリの寿命を延ばす。
【００３０】
更に、上りモードにおいて、制御装置６０は、適度の量の制動力、例えば、車輪の接触点において、０〜１５インチポンド（０〜約１７．２８ｋｇｆ・ｃｍ）のトルク又は０〜４ポンド（０〜約１．８１ｋｇｆ）の駆動力を、可変力アクチュエータに供給させて、車輪の自由空転を阻止し、車輪の回転を効果的にロックする。この駆動トルクは、水平方向の成分を、階段に作用させられる力へ付加して、手押し車に各段の蹴上げ板を「抱え込ませる（ｈｕｇ）」。この力がないと、スパイダアセンブリは、垂直方向へ正弦波の力のみを作用させる傾向にあり、各次の段の蹴上げ板に接して、使用者がユニットを引っ張ることなく、階段を上るための誘導をもたらさず、また使用者が一貫して引っ張らないならば、ユニットは段を飛び越し、同じ位置で跳ね上がり、又は階段を転げ落ちてしまう。
【００３１】
加えて、制御装置６０は、上りに適当な方向に回転させるために、モータにスパイダアセンブリを駆動させる。この車輪のロックは、階段の上昇の間において、スパイダが回転する時に、安定性を促す。適度な量の制動力はまた、昇降の間において、車輪が階段の踏み板／蹴上げ板接合部に当接した時に、車輪の軸周りにおける回転を可能にするために、制限された量のスリップを可能にし、且つ結合されたスパイダは、継続的に回転する。制御装置６０は、（速度センサ３４によって直接的に、或いは角度位置センサ３２によって供給されるデータから間接的に判定される）スパイダの回転速度を感知すると共に、略一定の上り速度を維持するために、スパイダ回転速度を変化させるべく、モータを制御する。注目される点としては、車両１０は、それ自体の均衡を保とうとするのではなく、手押し車が階段を昇降する時に、手押し車を案内すると共に、安定性をもたらすように、階段を昇降する人物に依存する。
【００３２】
一実施形態において、車両は、図１Ｂに最良に示されるように、階段センサ６４を含む。各階段センサ６４は、市販されている赤外光距離計であってよい。車両は、各階段センサ６４が、フレーム２２上の固定点から、フレームから僅かに後方の位置における最も近い面までの距離を測定するために使用されるように構成され、段には、上り始める前に突き当たる。制御装置６０は好適には、上りモードが、使用者によりスイッチ５６を使用して選択されるとしても、車両１０が実際に階段上に或いは階段付近にないならば、スパイダアセンブリが回転するのを阻止するように構成される。従って、制御装置６０は、上りモードが、使用者によってスイッチ５６を介して選択されるとしても、階段センサ６４が隣接する段を検知しないならば、上りモードにおいて、スパイダアセンブリの動作を阻止するように構成される。
【００３３】
一実施形態において、一対の光学式距離計６４が、フレームの地面から１．５フィート（約４６ｃｍ）上方に取り付けられる。これらのセンサ６４の両方が、下方を向くと共に、固定基準点から最も近い面までの距離を測定する。距離値が所定の閾値量だけ減少するならば、車両は段付近の適切な位置にあることが多く、また制御装置は、車両が上りモードに入ることを許容する。２個又はそれ以上のセンサの使用は、上りモードにおいて、スパイダの駆動を許容する前に、両方／全てのセンサが、上り段の存在を同時に確認することを必要とすることにより、使用者の足又は服に起因する誤った読み取りの可能性を減少させる。
【００３４】
隣接する段が検知されないならば、車両は、スパイダアセンブリを上らせるのではなく、使用者によってキャンセルされるまで、上りモードに留まる。第１段がセンサによって検知された後に、制御装置は、モータにスパイダアセンブリを駆動させ、且つ車両は、上りボタンが保持される限り、さもなければ、上りモードがキャンセルされるまで、上昇する。使用者が階段を上らないと決めるならば、車両は、下りボタン又はスイッチ５６の別の適当なものを短く押すことにより、輸送モードに戻るようにしてよい。
【００３５】
下りモードにおいて、制御装置６０は、可変力アクチュエータ８０を解放させると共に、モータ３０に、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂを下りに適当な方向に回転するように駆動させる。このモードにおいて、制御装置６０は、フレーム２２に対するスパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂの角度位置を感知すると共に、モータ３０に、フレームに対するスパイダの角度位置の３個の所定域各々に亘り、スパイダの回転を加速させる。これらの領域は、荷物が積まれた手押し車の重心が、下側の階段踏み板上にある先輪の回転軸の上側に向けて位置決めされる傾向にある不安定域に対応する。例えば、各領域は、垂直からマイナス１０度の位置から、垂直からプラス５度の位置までの夫々のスパイダアームの角度位置に亘ってよい。重量の分散に起因して、荷物が積まれた手押し車は、不安定な状態で、踏み板に沿って、且つ階段を下りるように回転する傾向が、これら不安定域におけるスパイダの回転により、制御された状態で、階段を下りる傾向より高い。従って、これらの領域に亘るスパイダの迅速な回転は、関連する不安定性を最小減にする。この回転は、下り速度へ比較的僅かな影響力を有するのみであり、それにも拘わらず、略一定の下り速度が維持される。
【００３６】
制御装置６０は、好適には、フレーム２２に対するスパイダアセンブリの絶対回転角度に呼応して、階段下降の間に、スパイダアセンブリへ交替性下降及び上昇配向トルクを供給するように構成される。これは、先輪が、踏み板／蹴上げ板接合部のコーナ内部に接して確実に留められた状態に保つのに役立ち、ひいては、特定の階段高さに合うように、スパイダアセンブリの形状又は寸法に制限を課すことなく、意図しない後方への回転の可能性を排除する。その結果、あらゆる蹴上げ板高さの階段を適切に下りるために、３車輪構成を含むあらゆるスパイダアセンブリ構成を可能にするという利点が得られる。
【００３７】
スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂは、モータ３０によって、右回り又は左周りのいずれかに、選択的に駆動されてよい。制御装置６０は、上昇及び下降速度を調整するために、速度センサ３４及びアブソリュートタイプ角度位置センサ３２からのフィードバックに基づいて、モータ出力を変化させるように構成される。スパイダアセンブリへの負荷トルクが正弦波であるので、負荷トルク及びモータ出力が、相殺的正弦波パターンをたどるとしても、回転速度が略一定に保たれるように、上昇トルク及び下降制動の両方が、正弦波パターンで交替する。
【００３８】
従って、下りモードにおいて、制御装置６０、角度位置センサ３２、角速度センサ３４、モータ３０、電源５０は、制御装置のメモリに予め定められると共に記憶された不安定域に亘り、ハブ２６の回転を加速させる。これにより、先輪が手押し車の質量中心の前方にある時間の長さを減少させ、ひいては、手押し車が不安定状態に留まる時間の長さを減少させる。
【００３９】
一例として、輸送モードにおいて、目標角度は、フレームが輸送のために、垂直方向から例えば約２０〜４５度だけ離れるように傾斜させられた時に、質量中心が、車輪接触中心の略真上に配置されるようにされる。上りモードにおいて、目標角度は、先輪が隣接する階段を確実に通過するために、約５〜１５度だけ変化してよい。
【００４０】
階段を上昇又は下降する間に、使用者が上昇し、下降し、或いは休止できるように、車両を停止させたい場合がある。車両が未だ階段を上昇又は下降している間に、上りボタンが開放されるならば、使用者が上昇又は下降のいずれかの準備が整うまで、車両は停止すると共に、安定した角度で休止するように、制御装置６０は構成される。従って、車両は、この場合、停止モードに入るように構成される。
【００４１】
停止モードにおいて、制御装置６０は、モータ３０に、角度位置センサ３２によって供給されるフィードバックによって決定される３個の所定の角度位置の一個へ、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂを継続的に回転するように駆動させる。ハブ２６は停止させられると共に、（角度センサ／モータフィードバックループによって）所望の角度に電子的に固定されるが、車両の２個の車輪が下側の踏み板上に位置すると共に、別の２個の車輪が次のより高い段の踏み板上に位置し、且つ手押し車が略垂直位置に位置決めされるように、所定位置でハブの回転を停止させると、特に安定する。所定の位置は、手押し車が階段の段上に安定した状態で直立することが期待される位置として定義される。
【００４２】
注目される点としては、上り又は下りを中断し、且つスパイダアセンブリが回転を中止する時であっても、使用者が適当な保持力を提供しないならば、車両は階段を転がり下りる。この回転を排除するために、制御装置は、所定の位置に達した時に、車輪を所定位置にロックすると共に、手押し車が階段の踏み板から転がり落ちるのを阻止する大きな固定力をもたらすために、可変力アクチュエータ８０を係合させる（と共に、車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃの自由空転を阻止する）。これにより、手押し車が、階段の上り又は下りの間に、階段上のその位置に留まるのを可能にする。
【００４３】
車両１０を水平面及び階段上で使用するために、使用者はハンドル３４を把持すると共に、図２Ａに示されるように、フレーム２２が水平面に対して傾斜させられるまで、フレーム２２を傾動させる。ノーズ３６上に位置する荷物の重量は、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂのハブ２６へ、下方に向けられた力ｆを生じさせる。下りの間におけるスパイダアセンブリの配向を例証するために、三角形状に対称的な車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、図２Ａ〜図２Ｆでは、別々に符号が付されている。図２Ａに示されるように、車両１０は、下側の蹴上げ板３８に接近するにつれて、より高い踏み板３９上を動く。次に、先輪２８Ａは、より高い踏み板３９の角部３７の上方を回転して、図２Ｂに示すように、車輪２８Ａが下側の蹴上げ板３８と接触するまで、ハブ２６をその中心周りで回転させる。図２Ｂに示されるように、蹴上げ板３７からハブ２６の回転中心までで測定された水平距離δは、車輪２８Ａの中心から蹴上げ板３７までで測定された距離λよりも小さいので、力ｆは、ハブ２６及び軸２４の周りに、右周りに向けられるモーメントを生じさせる。ハブ２６を、車輪２８Ａの中心の周りにおいて、下降方向に枢動させるために、δ＜λ重量は適切に移動していないため、車輪２８Ａは、図２Ｅのように、前方へ回転する傾向にあり、車輪２８Ｃを突然に踏み板３８まで落下させると共に、図２Ｆに示されるように、スパイダアセンブリを右方向へ回転させる。
【００４４】
このような傾向を回避すべく、制御装置は、δ＜λの場合、即ちハブ２６の中心が、車輪２８Ａの中心枢動点の水平方向左側（図２Ｂ）にある時に、モータ３０に、前方へのトルクτｆを付与させる。フレーム２２は、水平に対して、適度に一貫した傾斜角に保たれ、また角度位置センサ３２は、フレーム２２及びハブ２６の間に形成される角度を測定するので、フレーム２２は、過渡的な特性によって、水平に対するハブ２６の配向を、効果的に調整する。従って、角度センサ３２からのフィードバックを使用して、制御装置は、状態δ＜λを保つ時を確認することができる。τｆが付与されると、ハブ２６は、図２Ｃに示されるように、δ＜λとなるまで、車輪２８Ａの中心点の周りを、左回りに回転する。状態δ＜λを保つ時に、力ｆは、車輪２８Ａの周りで、左回りに向けられたモーメントを生じさせて、ハブ２６の回転方向を維持する。次に制御装置は、車輪２８Ａの中心周りにおけるハブ２６の回転速度を減速させるために、モータに、右回りに向けられた逆トルクτrを付与させる。逆トルクは、図２Ｄに示されるように、２６が平坦配向に達するまで、付与される。平坦配向は、角度位置センサ３２によって確認され、その場合に、センサ３２はもはや、制御装置へ、時間と共に角度位置の僅かな変化のフィードバックを供給しない。車輪２８Ａは蹴上げ板３７に当接し続ける一方、車輪２８Ｂが、下側の踏み板上に位置する車輪２８Ａの前方にあるのに対して、図２Ｆに示される回避されようとする代わりの状況では、車輪２８Ｃが、落下して蹴上げ板３７と当接する一方、車輪２８Ｂは、地面と接触しない。１２０度の回転を完了すると、ユニットは再度、図２Ａに示される初期配向となり、説明されたのと同様な方法で、平坦な地面の上を移動し、或いは別の階段を下りる準備ができている。
【００４５】
図３に示されるように、より高い階段蹴上げ板に遭遇する可能性もあり、その場合には、蹴上げ板高さｘ、ハブ２６の中心から各車輪の中心までの距離ａ、及び車輪半径ｂは、ｘ＞ｂ＋ａ＋１／２ａ−ｂ、即ちより簡単にすると、Ｘ＞３／２＊ａの関係を満たす。この状況において、状況δ＞λが回避されるので、前方へのトルクτｆは、下りの間に付与される必要がない。図４は、前述されたようなユニットの作動をフローチャートで示す。
【００４６】
本実施形態の効果の一つとしては、車輪２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃの少なくとも２個が、平坦な面と当接する所定位置に達するまで、ギア付モータ３０によって、スパイダアセンブリの継続的な回転が可能になることである。図２Ｃに示されるような不安定な位置では、１個の車輪のみが面と当接しており、上り又は下りの間に、係合スイッチを開放して、階段中央で停止するという選択を示すならば、マイクロプロセッサは、図２Ｄの配向に達するまで、左回り配向への継続的な回転を許容し、その結果、制御装置は、モータに、名目上の右回り配向トルクをスパイダへ付与させ、ひいては、スパイダを所定位置に固定する。
【００４７】
階段の上昇を示す車両の個々の段階は、逆順で、即ち図２Ｄ，図２Ｃ，図２Ｂ，図２Ａで参照される。図２Ｃのスパイダ配向を参照すると、使用者が、上りのためにスイッチを開放すると決めるならば、前述されたように、名目上の右回り配向モーメントを付与することにより、モータがユニットを到達位置で固定する前に、先輪２８Ｃがより高い踏み板上に位置するまで、ユニットは、適切に右回り配向の回転を継続する。従って、図２Ｂ及び図２Ｄに示されるような、２つの独特な配向は、安定位置をもたらし、即ち、３個の車輪のうちの２個が、階段面と当接した状態にある。
【００４８】
注目すべき点としては、ベビーカー等の選択された実施形態において、付加的な一組の車両が、支持スタンド４０に取り付けられてよく、支持スタンド４０は、非作動位置及び図６に示されるような水平旋回を容易にする作動位置の間で枢動するように、フレーム２２に取り付けられる。車両には、モータ出力を、フレーム上で変化する荷重の関数として調整するために、制御装置と相互作用する荷重測定スケールが装備されてもよい。
【００４９】
ある実施形態において、車両は、図７〜図９に最良に示されるように、固定式或いは折り畳み式ベースプラットホームと、二次折りたたみ式上側プラットホームと、取り外し可能な貨物バスケットとを含む手押し車１０として構成される。手押し車の階段昇降用構成部品は、図１〜図６を参照して上述されるものと同様である。次に、図７を参照すると、剛性手押し車フレーム２２と、剛性折り畳み式上側プラットホーム２３と、プラットホーム蝶番機構４０と、バスケット取付点４５と、下側プラットホーム２７とが示されている。より詳細には、更に図７の例証実施形態を参照すると、折り畳み式上側プラットホーム２３は、蝶番２４上を枢動し得ると共に、フレーム２２と平行（図９を参照）又はフレーム２２に対して直交する（図７を参照）方向に固定され得る。従って、当然のことながら、折り畳み式上側プラットホームは、高さがある荷物が、接触することなく、下側プラットホーム上に載せられるように、（図９のようにフレーム２２に対して）妨害することのないところに折り畳まれ得る。
【００５０】
様々な構成部品は、鋼等の意図された荷物を載せるために十分な強度及び剛性を備えた材料から構成されてよい。
次に、図８を参照すると、図７及び図９の手押し車１０は、上側バスケット１２と、上側及び下側プラットホーム２３，２７夫々に支持される下側バスケット１６とを備えて示される。バスケットは、特殊な形状の又は不安定な荷物が、安全な輸送のために拘束されるのを可能にする一方、より大きな荷物のために取り外し可能である。上側バスケット及び下側バスケット１２，１６は、バスケットのフックをフレームに取り付けることにより、容易にフレーム２２に取り付けられ、或いはフレーム２２から取り外され得ると共に、バスケットがフレームから掛けられるのを可能にする。好適には、下側バスケット１６は、フレーム２２の範囲内に嵌合すると共に、手押し車のいかなる可動部品との接触を回避するように構成される。上側及び下側バスケットは、好適には、多様な樹脂材料の一つ等、強度要件を満たすことができる軽量亀裂抵抗材料から構成される。
【００５１】
当然のことながら、複合プラットホーム構成は、２個の荷物が、互いに積み重なることなく、運ばれるのを可能にする。これにより、壊れ易い荷物の破損を阻止し得ると共に、荷物を積み重ねるために困難な安定性を増加させ得る。
【００５２】
従って、図７〜図９の実施形態において、手押し車はプラットホーム２３を含み、プラットホーム２３は、フレーム２２において、手押し車のフレームに接して位置する非作動位置と、手押し車のフレームに対して略直交し、且つ手押し車の荷物積載プラットホーム２７と略平行に延出する作動位置との間で枢動可能に取り付けられる。動作位置において、プラットホームは、重い物品の箱等の荷物を、より長いプラットホームに位置決めされる物品に積み重ねる必要がなく、支持するために使用されてよい。プラットホームは、下側プラットホーム２７上で、ゴルフバッグ等のより長い物品を、プラットホームと干渉することなく運ぶのを許容するために、非動作位置に枢動させられてよい。更に、フレームは、１個又はそれ以上の取り外し可能なバスケットを支持するための取付点を備えて構成されてよく、バスケット各々は、物品をプラットホーム上において互いに積み重ねる必要がなく、別々に物品を運ぶために使用されて良い。例えば、下側バスケット１６は、下側プラットホーム２７上に載せられてよく、また大きな箱は、作動位置へ枢動させられる上側プラットホーム２３上に載せられてよい。
【００５３】
任意で、本発明に係る車両１０は、フレーム２２に取り付けられる一対の囲い箱６０ａ，６０ｂを含んでよく、各々は、図１０に最良に示されるように、スパイダアセンブリ２０ａ，２０ｂの回転の間に、夫々を部分的に包囲すると共に、スパイダアセンブリを、下側プラットホーム２７及びフレーム２２に隣接して画定される貨物領域から覆うために、所定位置にある。
【００５４】
任意で、車両１０は、更に、図１０に示されるように、フレーム２２で支持される入れ子式回転制御ハンドル６４を含んでよい。ハンドル６４は、剛性軸６５に取り付けられるエルゴノミックハンドル部材６３からなり、剛性軸６５は、回転すると共に、手押し車のフレームに取り付けられる金属管から入れ子式に延出し得る。ハンドル６４は、所望される高さに、使用者によって調整され得る。次に、ハンドル部材６３及び入れ子式軸６５は、ばね付勢でテント機構、クランプ等の従来からの固定機構を使用して固定され得、その結果、更なる直線状の伸長及び引き込みが阻止される一方、未だ、回転が生じるのを許容する。回転機能は、使用者がユニットのいずれの側に立つことを許容する一方で、ハンドルを不自然な角度で保持する必要なく、階段を上り又は下ることにより、使用容易性を向上させる。ユーザインタフェース用制御ワイヤは、中空ハンドル部材及び／又は中空軸６５を通り延出してよい。ハンドルは、内部ワイヤが、過度に捩られ、或いは別の場合には破損させられるのを阻止するために、機械式ストッパによって、１２０度の回転角度のみに制限されてよい。
【００５５】
従って、本発明に係る車両の特徴は、磁気式又は他のアブソリュートタイプ角度位置センサ、制御装置、及び主要駆動モータを利用するフィードバックシステムの使用により、スパイダアセンブリをフレームに対して固定された角度で固定し、例えばロック又は保持することで達成される。ピン、レバー、又は他の機械式ロックは不要であり、これにより、破損の可能性が低減する。
【００５６】
本発明の特定実施形態に係る車両の別の特徴は、下り行程可変速度角度ベース制動である。スパイダアセンブリは、階段を下りる時に、固有の不安定角度範囲／領域を有する。これらの領域において、ある状況下では、従来のスパイダアセンブリは、同時に階段を転がり下りるのではなく、階段の縁から転がり落ちかねない。本発明によれば、アブソリュートタイプ角度位置センサが、スパイダアセンブリの位置を検知し、且つこれらの領域内にある時が、予めプログラムされた制御装置によって判定されると、制御装置は、不安定領域に亘りスパイダアセンブリを積極的に加速させて、階段の縁から転がり落ちる危険性を大きく低減させる。この特徴は、製品の安全性及び使用容易性を大きく向上させると共に、３車輪スパイダアセンブリが、専門家でない使用者の希望に沿うために、とりわけ有用である。
【００５７】
本発明に係る車両の別の特徴としては、一体化可変係合クラッチ及び制動システムである。このクラッチは、手押し車のフレームと同じ基準フレームに、車輪をロックさせ、或いはこれらの車輪を自由に空転させ得る。上り及び下りモードの間に、クラッチシステムは、手押し車が、転がり落ちたり、その場で跳ねたりするのではなく、手押し車に階段を上らせるために、付加的な駆動牽引力を供給するのに必須である。クラッチはまた、手押し車を階段にロックさせるために、ブレーキとして作用し得、上り又は下りの間に、使用者がある地点で停止しても、手押し車が転がり落ちる可能性が低減する。クラッチは、制御装置によって電磁式に且つ完全に制御され、使用者の制御は必要とされない。
【００５８】
更なる特徴としては、取り外し可能な貨物バスケットと、複合プラットホーム荷物積載システムを含む。全てのスパイダアセンブリ構成は、荷物が回転する車輪アセンブリに当り、或いは巻き込まれることを阻止しなければならない。本発明によれば、車両は、車輪保護囲い箱と、２個のスパイダアセンブリの間に嵌合して、適当な間隙を保証する荷物バスケットとを含んでよい。これらのバスケットは、食料品、洗濯物、又は他の一般的な家事用品を運ぶために使用され得る。複合プラットホームシステムは、丈が長く薄い荷物が、上側プラットホームが邪魔にならないように折り畳まれた状態で、下側プラットホームで運ばれるのを可能にする一方、幅広の荷物が上側プラットホームのみで運ばれ得、荷物が回転する車輪アセンブリから離れるのを保証する。
【００５９】
本明細書には、本発明の原理が説明されているが、当該技術分野に属する者には当然のことながら、本説明は例証としてのみ為されているのであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、付随する請求項によって、本発明の真の精神及び範囲に入る本発明の全ての変形物を包含することが意図される。
【図１Ａ】
2010534156.tif 000003
【図１Ｂ】
2010534156.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010534156.tif 000022
【国際調査報告】
2010534156.tif 000023