[发明专利]运输车辆和方法

说明书

本发明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。

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。

在一个优选实施例中，本发明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。

参照附图阅读下面的详细说明，将能更好地了解本发明。附图中：

图1是本发明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说明本发明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中的按照本发明的能够爬楼梯的第二实施例的轮子组正在爬楼梯的情形；