JPH04176786A - 階段登はん車両用電子式制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、階段を昇降する間の車椅子のような人間運搬
車両の作動を制御する制御装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）車椅子
設計者にとっての大きな挑戦は階段を安全、かつ効果的
に昇降でき、しかも不具合に大きく、厄介で、高価でな
い車椅子を設計することであった。その設計の１つが米
国特許第４，６７４，５８４号に示されている。車椅子
は水平方向の作動中は通常の車輪で走行し、階段あるい
はその他の傾斜の存在を検出する超音波センサを有して
いる。センサの信号は、ループとされた無端トレッドで
ある一対の無限軌道を上下させるために使用される。

無限軌道を降下させることの他に、超音波センサからの
信号はまた、その傾斜が急すぎて車椅子が対処できない
か否かを検出するためにも使用される。そのような場合
、車椅子は階段を前進かつ上下することができない。

階段を鋒りることに係る１つの問題は車椅子が階段を降
下する際、急に傾いて階段にぶつかり使用者を揺さぶり
、あるいは使用者を障害する可能性のあることである。

この問題に対する解決が米国特許第４，６７１，３６９
号に記載されている。前後のアームが車椅子の下に配置
され、車椅子が階段に近づくにつれて階段の上で下方に
延びる。車椅子の本体が階段で下方に傾き始めるにつれ
て、アームは既に階段の段を横切って載置されている。

このように延びたアームと車椅子の本体の間にある緩衝
用の流体を充てんしたシリンダが車椅子の本体が階段上
で下方を向いた位置にゆっくりと移行するよう保証する
。前記緩衝手段は、単にその中をピストンが貫通して延
びるチューブとシリンダを通してピストンをゆっくりと
運動させる流体である。前記特許第４，６７１，３６９
号は前記緩衝用アームを配置させるための機械的リンク
機構を示している。

階段の昇陵中使用者を最大限楽にさせるために、座部は
傾いておりそのため、車椅子の本体が傾いている間も使
用者は平行に保たれるようにする。

また、この傾き運動は車椅子と使用者の重心を適当位置
まで移動し安全に階段を昇陣できるようにするのにも必
要である。もし重心が階段から離れて前方に行きすぎる
と、車椅子が転倒する可能性がある。このように、この
傾動機構が無く、それに伴って重心が制御されないとす
れば、車椅子が転倒する危険性がある。

動力駆動の車椅子は、車椅子を使用する人の能力に応じ
て多様のタイプがある。ある種の車椅子は階段登はん性
およびその他の性能を有している。

車椅子の速度と方向の双方を制御する典型的な入力機構
として操縦桿が用いられている。しかしながら、車椅子
の使用者は不興のため操縦桿を操作することができない
ことがあ今、その他の入力機構としては、頭部の動きに
応答する音声制御のヘンドギャや、ストロ−を介して吹
き込みや吸い込みに応答する空気圧センサを含む。使用
する入力手段のタイプに応して、入力回路は入力信号を
処理し、応答して車椅子のモータに適当な駆動信号を提
供するよう修正する必要がある。

さらに、例えば操縦桿のような特定のタイプの入力に対
しても使用者によっては色々変形がある。

例えば、ある使用者はその頭を常にゆすっているため操
縦桿を簡単に上手く操作できない。このように、そのよ
うなゆすりの作用を消去するよう特殊なフィルタ回路を
含むことができる。さらに、使用者は、けいれん性の動
きしかできず、そのため修正を加えなければ極めて急速
に加速あるいは減速させてしまうことがありうる。この
ような修正は、別の回路を用いたりあるいは特定の使用
者の要件に応して構成しうる、車椅子の背にある処理装
置への入力としてのスイッチを提供することにより実施
することができる。そのようなスイッチを用いることは
当該回路を複雑にし、技術者が特定の使用者用の車椅子
を構成する必要があるので余分に費用がかかる。例えば
米国特許第４．６３４，９４１号はその８の欄で、加速
および減速を制御する可変抵抗を用いることを開示して
いる。

ある種の車椅子は例えば予後保養所のように、使用者が
多数である環境で用いられ、そこでは新しい使用者に車
椅子を提供する毎に車椅子を構成し直す必要がある。さ
らに、使用者の特定の不興状態に合せていない車椅子で
は特定の使用者が怪我をする可能性のある場合車椅子へ
のアクセスも管理する必要がある。

（発明を解決するための手段及び作用）本発明は車椅子
のような階段登はん性車両の電子制御装置を提供する０
階段あるいは坂を検出するために前後のセンサが提供さ
れる。を子制御装置はセンサのデータからその坂は走行
が許容される傾斜であるか決定する。許容されない場合
車両はその階段あるいは坂へ入らないよう阻止される。

使用者のための座部は車両が階段を走行するにつれてそ
の重力に対して使用者を概ね垂直に保つよう電子制御装
置により傾動される。車両の許容された作動は、車両を
特定の使用者、あるいはグループの使用者に合せて構成
する取外し可能メモリにより変更しうるパラメータを介
して制御される。

特定の実施例においては、車両は前進方向に１頃斜を降
下し、傾斜の登はんの方は後向きに行うようにされてい
る０階段のような傾斜に車椅子が到達する前に傾斜の角
度を検出するセンサが設けられている。車椅子が階段に
達する前に所定の最小の安全角度まで座部を傾動させる
べく座部傾動用の制御信号がモータに提供される。最小
の安全角度とは、万一傾動機構が故障したとしても車椅
子が転倒し、階段を走行する際座部を垂直位置まで完全
に回動させない傾動角度である。最小安全角度は使用者
の重量によって影響を受ける車椅子の重心の位置によっ
て決まる。もし座部がこの最小傾きを達成しないとすれ
ば、車椅子は階段を昇らないように阻止される。

許容された使用者あるいはグループの使用者のみが車両
を操作できるようにするキーコードと、その特定の使用
者あるいはグループの使用者の要求に対する仕様によっ
て車両を操作するアルゴリズムで使用する定数を包含し
た着脱可能のプログラム可能メモリが設けられている。

例えば操樅桿のような入力手段からの制御信号は、応答
性、加速速度、最大速度等を制御するよう特定のユーザ
あるいはグループのユーザに対する仕様に応してアルゴ
リズムにより修正される。この仕様はプログラム可能メ
モリに記憶され、かつメモリが挿入されるとコンピュー
タヘロードされる。メモリ中のキーコードにより特定の
使用者、特定のグループの使用者に対するアクセス、医
者へのアクセスおよび技術者へのアクセスのような種々
レベルのアクセスを可能とする。

一対の傾斜計が設けられている。第１の傾斜計は車両の
前方から後方へのＹ軸からの変動、即ち前後に傾動する
ことにより水平位置からの変動を検出する。第２の傾斜
計は車両の一方の側から他方の側へ延びるＹ軸からの変
動、換言すれば一方の側から他方の側への傾動を検出す
る。車両が階段を昇降するにつれて、階段の角度がまず
計算されて省略時の（ｄｅｆａｎｌｔ）　Ｙ軸の変動を
決定する。

Ｙ軸からの変動と組み合わせてＹ軸からの種々の変動を
用いて、車両のＹ軸と階段の長手方向軸腺との間の角度
変位、即ち階段を上下する間の回転スキューを計算して
検出する。次いで安全な量を上廻る回転スキューは阻止
される。このため車両が不安定となりうる回転スキュー
は自動的に禁止される。

車両には前後の緩衝アームが設けられ、降下するとき階
段上に降りる車両の運動および登はん時の階段からの着
地のときの運動を緩衝する。降下時、センサを備えた電
子制御装置は、当該傾斜が車両にとって許容しうるか否
か決定して、常に緩衝アームを配置させる。登はん時、
緩衝アームは、車両が最後の段に移った後でのみ使用さ
れ、階段の最初の段あるいは中間の段にあるときは使用
されない０階段の傾斜の検出並びに第２の段の存在の検
出は２個の後方のセンサとＹ軸の傾斜針によって達成さ
れる。第１のセンサは僅かに下方の角度を向き、第２の
センサはより大きい下方の角度を向いている。このため
段の「鼻部」あるいは立上り部とトレッド（その上に脚
部が置かれている段の平坦部分）との間の接続部を検出
するための２種類の異なる視点を提供する。第１のセン
サはき より大きい距離をおいて階段の鼻部を検出でと、一方第
２のセンサは゛前記鼻部の正確な位置を正確に検出でき
る０本発明の特性や利点をより完全に理解するためには
添付図面と関連して以下の詳細説明を参照すべきである
。

（実施例） 第１Ａ図は本発明による車椅子２１０を示す。例えば階
段のような傾斜を昇降する間車両を運動さち上げられ、
従って車椅子はその車輪を用いて通常のモードで作動し
うる。座部２１４が柱２１６により支持されている。柱
２１６はアーム２２０により枢点２１８の周りを枢動し
うる。アーム２２０はモータアクチュエータ２２２に連
結され、アクチュエータ２２２は座部２１４を傾動させ
るようアーム２２０を前後に運動させる。

柱２１６の底部に連結した回転抵抗センサ２２４が座部
の実際の傾きを検出するため使用されている。

一対の前方超音波センサ２２６が車両が近づいてくる面
の傾斜角度を検出する。後方の超音波検出器２２８Ａ、
　２２８Ｂは、逆方向になされることであるが車椅子が
階段を登はんしているときに使用される。

第１Ａ図はまた、車椅子のフレームの傾斜角を検出する
傾斜計２７４Ａ、２７４Ｂを示している。傾斜計２７４
Ａからの信号は通常の作動の間座部２１４の座部を（重
力に対して）水平方向に保つようモータアクチュエータ
２２２を制御するために用いられる。

前後の緩衝アーム２３０と２３２とは車椅子の車輪の運
動を緩衝するように設けられ、一方陣下のため階段へゆ
っくりと移行しくアーム２３０）あるいは階段から着地
点まで登るようにされている（アーム２３２）。

車椅子が階段を降下するべき位置にあると、ソレノイド
は緩衝アーム２３０を上方位置に保持するラッチを後退
させる０重力により緩衝アーム２３０は陵下し、そのた
め階段の段の上を延び、かつ接触する。後方の緩衝アー
ム２３２に対しても同様のソレノイドとラッチが用いら
れている。ソレノイドはアーム２３２が上方位置にある
ときを検出する。

任意のセンサは、アームが下方位置にあるときを検出す
る。ピストンとシリンダの組立体２３８．２４０は緩衝
アーム２３０．２３２をそれぞれ車椅子のフレームに結
合する。シリンダ２３８．２４０の上端はホース２４８
と２５０とを介し流体のリザーバ２５４に結合されてい
る。この配置は第１Ｂ図に示されている。

第１Ｂ図は前方の緩衝アーム２３０に結合した前方シリ
ンダ組立体の線図である。ピストン２５１は、上部分２
５５と底部分２５６とにおいて流体を有する中空シリン
ダ２５２から延在したシャフト２５３に接続されている
。ピストンの内部には一方のみに規制を加える一方向の
固定オリフィス２６０がある。ホース２４Ｂは上部分２
５５をリザーバ２５４に結合している。

オリフィス２６０は上部分２５５から底部分２５６へ、
あるいはその逆の流れを規制する。このようにシリンダ
２５２の上端に結合された車椅子のフレーム２６４が階
段上を下方に傾動するにつれて、弁２６０の規制された
流れにより、ピストン２５２による圧縮をゆっくりさせ
ることにより傾動を緩衝する。アーム２３０はモータ（
図示せず）により上昇させられる。アーム２３０が完全
に上昇されると、センサ２７０（第１Ａ図参照）がアー
ムが上方位置にあって、ラッチ２３４を介してラッチさ
れたことを検出する。

シリンダ２５２で使用する好適流体はシリコンをベース
にした潤滑側である。これが選ばれた理由は比較的清浄
な流体であり、必要な非圧縮性を提供し、安価であり、
直ちに利用できるからである。

第１Ａ図はデイスプレィと押釦とを有するコントロール
パネル１８と共に椅子の一方のアームに取り付けられた
操縦枠１６を示している。操縦枠とコントロールパネル
とは個別のアームに設けてよい。

第２図を参照すれば、操縦枠１６とコントロールパネル
１８とからの制御信号は指令モジュール２０に提供され
る。コントロールパネル１８からの信号はアドレスおよ
びデータバス２２に提供される。操縦枠１６からの、可
変リラクタンスセンサにより発生する信号は、指令モジ
ュール２０においてアナログ−デジタル変換器２６によ
り配線２４上で提供されるアナログ信号である。Ａ／Ｄ
変換器２６はハス２２に結合されている。

コントロールパネル１８はデイスプレィ２日と押釦３０
とを有する。押釦は好ましくは大型で、容易に押し下げ
られ、デイスプレィ２８は使用者が見やすいよう大きい
文字を使用している。

ｔｗ令モモジュール作動はランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）３４と、プログラム可能の読出し専用メモリ　（
ＦＲＯＭ）３６と（ＥＥＦＲＯＭ）３７とを用いている
。キーＦＲＯＭ３８は、マイクロプロセッサ３２に直接
結合しうるものの、バス２２に結合されている。キーＦ
　ＲＯＭ３８は動力化した車椅子の作動を可能とするコ
ードを提供し、かつ入力データを処理しかつ特定の使用
者あるいはグループの使用者のための仕様によって車椅
子を構成するためのアルゴリズム用定数を提供する。

操縦枠１６は、例えば空気圧の変化を空気圧センサに対
して発生させるよう吸引および吹出し作動を用いるスト
ロ−のようなその他の入力装置と代えてもよい。これら
の入力は同様にＡ／Ｄ変換器２６を介して処理される。

キーＦ　ＲＯＭ３８は使用した人力のタイプを指示し、
マイクロプロセンサ３２が必要とするデータを提供し、
入力のタイプに適した入力データを修正する。

キーＰＲＯＭは車椅子の始動の際にＥＥＦＲＯＭ３７に
ロードされるキーパスワードを含む。その後このパスワ
ードはＥＥＦＲＯＭ３７に記憶され、そのパスワードを
有する特定のキーＰＲＯＭ３８により車椅子を作動させ
ることがてきる。キーＰＲＯＭが挿入されると、マイク
ロプロセッサ３２はパスワードをＥＥＦＲＯＭ３７に記
憶したパスワードと比較する。代替的に、使用者は手動
でパスワードを入力する必要がある。例えばマスク（治
療専門家および、／またはフィールドサービス）、グル
ープ（臨床環境）および個人のような数種の種々レベル
のキーコードを用いることができる。

キーＦＲＯＭは容易に変更できるよう電気的にプログラ
ム可能（ＥＥＦＲＯＭ＞であることが好ましい。

医者は新しい仕様でメーカを呼び出し、新しいキーＰＲ
ＯＭをプログラム化して送ることができる。

新しいキーＰＲＯＭは、それがまだ使用されていないこ
とを示すコードを有する。新しいキーＰＲＯＮの中味が
ＥＥＦＲＯＭ３７にロードされると、キーＦＲＯＭ３８
のコードはそれが使用されたキーＦＲＯＭであることを
示すよう変更される。その後、そのキーＰＲＯＭ３８は
そのＥＥＦＲＯＭ３７に記憶された同じキーを有する特
定の車椅子を作動するためにのみ使用できる。さらに、
キーＰＲＯＭ３８からの定数の全ては指令モジュールに
おいてＥＥＦＲＯＭ３７にロードされ、キーＰＲＯＭ３
８は冗長バックアップを提供する。

また、キーＰＲＯＭ３８は加速、減速、けいれん往運動
排除、（変換および回転双方の）最高速度並びに車椅子
の一般的な作動モードに関して車椅子の制御アルゴリズ
ムを修正するに必要な定数も含む。

指令モジュール２０は制御モジュール４４に対する、一
対の一連のリンク４２に結合された二重ＲＳ　４２２イ
ンタフエース４０を含む、２本の一連のラインを設けて
完全二重通信に非同期性を提供している０通信は制御モ
ジュール４４のＲＳ　４２２インターフエース４６によ
り受信され、アドレスおよびデータバス４８に提供され
る。マイクロプロセッサ５０．ＲＡＭ５２およびＲＯＭ
５４がバス４８に結合されている。制御モジュール４４
は駆動装置６２．６４に結合されたパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）発生器５６を介して各穫モータに制御されたパワー
を提供する。パワー供給源５８は一連のバッテリ６０か
らパワーを提供し、またこれらバッテリの充電を制御す
る。ＰＷＭ発生器５６はＰＴＶ車輪用モータ駆動装置６
２、その他のモータ用の別の駆動装置６４あるいは座部
の位置、背もたれの傾き、階段登はん無限軌道の昇降位
置等を制御するソレノイドとに接続されている。

モータ駆動装置６２は左右の車輪用モータ６６゜６８に
連結されている。エンコーダ７０．７２がモータ６６．
６８からのフィードバックをインタフェースを介してマ
イクロプロセッサ５０に提供する（第４図参照）。

多数の変換器７４および超音波変換器７６が制御モジュ
ール４４におけるアナログ対デジタル変換器７８を介し
て結合されている。代替的に、第４図に示すように特殊
なソナーインタフェース１１２を用いることができる。

さらに、Ａ／Ｄ変換器７８をバイパスしうる、デジタル
出力を提供するセンサを用いてもよい。これらの入力は
第４図に詳しく示すように単一のＡ／Ｄ変換器を介して
多重化しうる。

第３図は第２Ｉ２１に示す指令モジュール２０を詳細に
示す。第２図に示す要素の他に、押釦３０がキーインタ
フェース１０２と第２のインタフェース１０４とを介し
てマイクロプロセッサのバス２２に結合されている。液
晶デイスプレィ（ＬＣＤ）２８はＬＣＤドライバ１０６
により制御される。ドライバ１０６の方はバス２２の信
号によりマイクロプロセッサ３２によって駆動される。

さらに、バックライト制御回路１０８が、フォトダイオ
ード１１０を介して周囲の光線状態を検出してＬＣＤデ
イスプレィ２８のバックライトを制御する。

第４図はｍｍモジュールを詳細に示す、超音波変換器７
６がソナーインタフェース１１２を介してマイクロプロ
セッサバス４８に結合されている。

マイクロプロセッサ５０はインタフェース１１２を介し
て信号を送り変換器７６を駆動し、次いでエコー信号を
モニタする。

超音波変換器の他に、デジタルセンサ１１４とアナログ
センサ１１６の双方が提供される。デジタルセンサ信号
はマイクロプロセッサバス４８へのデジタルインタフェ
ース１１８を介して提供される。アナログセンサ信号は
アナログ−デジタル変換器１２０を介してマイクロプロ
セッサバス４８に提供される。さらに、パワーモジュー
ル５８における電源Ｉ２２からのモニタ用信号がＡ　／
”’　Ｄ変換器１２０を介して提供される。

パワーモジュール５８は電源１２２、電力制御回路１２
４、バッテリ充１に回路１２６および雑ドライバ１２８
を含む、このドライバ１２８は雑アクチュエータとソレ
ノイド１３０とに接続されている。ドライバ１２８はイ
ンタフェース１３２を介してマイクロプロセッサ５０に
より作動される。

モータ駆動モジュール１３４は第２区に示すモータと、
駆動装置とエンコーダの要素を含む、さらに、エンコー
ダ７０．７２からの信号はエンコーダインタフェース１
３６を介してマイクロプロセッサバス４８に提供される
。

アペンディックスＩは、ＸＬｏが左方のモータパワーで
、ＸＲｏが右方のモータパワーである、車輪のモータを
制御する二重アルゴリズムの一基本例を示す。これらの
２個のアルゴリズムは、アペンディックス■に示す要素
計算および定数を備えた、修正比例、積分、微分（ＰＩ
Ｄ）アルゴリズムを用いている。これらの定数はキーＦ
ＲＯＭ３８により提供される。これらはＫｔ、Ｋｒおよ
びＫｓである。さらに、キーＰＲＯＭは、駆動装置６４
を介して車椅子の他の局面を制御する他のアルゴリズム
の定数あるいはアルゴリズムの他の係 卦数を提供できる。定数に士とに、とはアペンディック
ス■で詳述する指令モジュール２０用のフィルタリング
アルゴリズムに適用される。

アベンディック■のフィルタリングアルゴリズムは指令
モジュール２０において実施される。基本的には、この
ため操縦桿の中心位置近傍およびＸおよびＹ軸に沿って
不感帯を提供するため、使用者は操縦桿を正確に真直ぐ
に保たなくとも直線を進行でき、かつ操縦桿が少々動い
ても１個所に留ることができる。さらに、アルゴリズム
はより低速において応答感度が増し、より高速において
は感度が低下するので低速においては使用者により操縦
性を与え、高速での鋭い回転を阻止する。

さらにけいれん性運動がフィルタされる。

キーＦＲＯＭ３８は指令モジュール２０におけるフィル
タリングアルゴリズムと制御モジュール４４における制
御アルゴリズムに対する種々の定数並びにある機能を使
用可能とするか、あるいはある限度をセットするその他
の入力を提供する。

これらの入力の例は以下の通りである。

１、使用者が対応しうる最大角度（９−３６度）２、使
用者が許容される最大速度 ３、デイスプレィ２８に表示するための、次の治療専門
家との使用者の約束を知らせる日付４、車椅子のトレッ
ドを作動させる軌道モードへ入ることのできる可能性 ５．１１段登はんモードへ入ることのできる可能性 ６、音声入力モードを切ることのできる可能性（重度の
障害者は誰か偶然に音声のスイッチを切るのを好まない
、） ７、椅子の傾きや高さをセットできる可能性（ある使用
者はこの変更を許されない）。

８、超音波ドロップオフ検出器をオフにする可能性（こ
れは車椅子をパン等に積込むのに望ましい）。

９、椅子が第２のレベルの機能へ入り始める範囲（マイ
ルおよび、／または時間の）であって、全て同様にプロ
グラム化可能である範囲。これは、使用者がある時間に
ある種の進歩が期待される場合により高度の機能までア
クセスするのに治療専門家の助けを必らずしも必要とし
ないために設けるものである。

イを示す、また、低バッテリインジケータ８４、警告シ
ンボル８６、ベルインジケータ８８、燃料レベルインジ
ケータ９０および状態インジケータ９２が示されている
。

車椅子の像８２は種々の状Ｂｆ！：指示するよう照明さ
れる数個の要素を有する。状態インジケータを何ら照射
していない基本的な車椅子像を第６図に示す。第５図に
示す各種の要素は以下の通りである。まず、高速モード
は線９４で示される。超音波センナの作動は目の印と下
方を向いた線９６とで示される。音声合成器の作動は線
９８で示される。ｌ１１００は座部が上昇していること
を示し、線１０２は背もたれが後方へ傾いていることを
示す。

線１０４は階段登はん無限軌道が作動していることを示
す。線１０５は、階段上の下方運動を緩衝する「イージ
　ダウン（ｅａｓｙ　　ｄｏｗｎ）」が適所にあること
を示す、そのような「イージ　ダウン」については米国
特許第４，６７１，３６９号に示されている。

第４図に戻れば、アナログセンサ１１６は第１Ａ図の座
部傾斜センサ２２４を含む。第４図のデジタルセンサ１
１４は第１Ａ図の傾斜計２７４＾と２７４Ｂとを含む。

本装置およびソレノイドには緩衝アーム２３０゜２３２
を解放するソレノイドラッチが含まれている。

モータ駆動装置６２は車輪を駆動するためモータ６６と
６８とに連結されている。エンコーダ７０と７２とが走
行速度と方向とにフィードバックを提供する。エンコー
ダ７０．７２からのフィードバックはエンコーダインタ
フェース１３６を介してシステムバス４８に提供される
。駆動装置６４の１個に連結されている無限軌道を降下
させる機構によって前記と同じモータが付勢されるとこ
のモータはその無限軌道も駆動する。駆動装置６４はま
た座部の位置と傾きとを制御する。これらの駆動装置は
システムバス４８に連結されたパルス幅変調発生器５６
を介して制御される。

本発明の階段登はん車椅子の作動を第７Ａ図−第７Ｆ図
のフローチャートを参照して以下説明する。第７ＡｒＭ
は車輪モードＡと軌道モードＢとの間の遷移を示すモー
ド！図である。車輪モードにおいて、車椅子は４個の車
輪で運動し、階段を昇降する能力はない、軌道モードに
おいて、超音波変換器により階段の険しさについて十分
な傾斜が検出されるか、あるいは使用者の入力によるリ
クエストにより無限軌道は降下させられる。各々の方向
に対して単一の超音波変換器を用い、マイクロプロセッ
サが距離の差を計算して垂直方向高さの変動を検出する
ことができる。信頼性を高め、エラーを低減するには多
数の超音波変換器が用いられる。

第７Ｂ図は軌道モード状態の線図である。通常の状！Ｂ
Ｃにおいて、車椅子は水平の地面に沿って運動し、垂直
方向の落下に対するンナー（超音波変換器）を常にチエ
ツクし、かつ傾斜計２７４＾をチエツクする０Ｍ部の傾
きは、傾斜計の数を読み取り使用者を垂直方向に保つこ
とにより調整される。小さい変動についてはフィルタさ
れるので使用者は常にのけぞることはない。

十分な傾きである階段の上方垂直方向傾斜が検出される
と、車椅子は第７Ｄ図に示す階段モード即ちランプモー
ドＤへ移行する。椅子即ちランプに対する垂直方向傾斜
が検出されると、車椅子は第７Ｃ図に詳細に示すＥの状
態のプログラムに移行する。

第７Ｃ図に示す階段降下ランプに対しては、第１のステ
ップＦは車椅子が軌道モードにあることを保証する。次
に、階段即ちランプの傾斜が計算される（ステップＧ）
。階段に対しては傾斜は、車椅子を前進させ、階段の最
初の２つの段の間の距離を検出することにより測定され
る。次いで、段と段との間の距離並びに段の高さが判っ
ているので三角測量を用いて傾斜を計算することができ
る。

エンコーダ７０．７２は走行距離を示し、超音波　　・
センサ７６は段の高さの変動を示す。ランプの角度は走
行距離の変動に対する変動比率を求めることにより計算
できる。もしランプ即ち段が険しすぎると、それ以上の
前進は禁止される（ステップＨ）。

もしランプあるいは階段が余り険しくないことが検出さ
れると、車椅子の座部は、ランプの頂部での（ステップ
Ｉ）あるいは階段の頂部での（ステップＪ）最低安全角
度に調整される。

座部の最低安全角度（ＭＳＡ＞は車椅子が対応しうる最
大傾斜角に対して予め決めておくことができる。このこ
とは、既知の車椅子の重心を使用者の重量および使用者
の重量範囲の極限値で修正したものを用いて行われる０
Ｍ５Ａとは、万一それ以上の傾斜運動を行うのに失敗し
たとしても使用者や座部が転ばないよう傾けなければな
らない計算角度である。その角度はより小さくてもよい
。

代替的に、各々の傾斜角に対して個別にＭＳＡを計算し
てもよい、この計算は毎回行うか、あるいは数値を表に
記憶させておいてもよい、また座部も重量センサを含み
、表を修正して各使用者あるいはグループの使用者に対
して正確にすることもできる。

一旦車椅子がその座部をＭＳＡに調整すると、前方のイ
ージダウン、即ち緩衝アーム２３６を階段の頂部に配置
させる（ステップＫ）、前方のイージダウンは第１Ａ図
に示す引込み式保持ラッチ２３４により配置される。マ
イクロプロセッサはセンサ２７０をチエツクしてイージ
ダウンがその下方位置にもはや位置していないことを確
認する。個別のセンサ２３３を用いてイージダウンがそ
の下方位置にあるか確認してもよい、あるいは重力を用
いてもよい。

イージダウンが配置された後、椅子は前進させられ、転
がり始める（ステップＬ）、転がりの開角度が傾斜計に
より検出され座部も調整されて使用者を重力方向に対し
て垂直に保つ。転がりの間車椅子の前進はそれが新しい
角度を採るまで禁止される。椅子が階段の角度に対して
落ち付いた後、モータあるいはアクチュエータを用いて
イージダウンを引き込ませる（ステップＭ）。

−旦センサ２７０が上方位置にイージダウンがあること
を検出すると、車椅子は進行できるようにされる。車椅
子が階段の底に到達すると、傾斜計が角度の変化を検出
し、階段の底に近いことを指示する。座部は傾斜計の読
みに基いて通常位置に調整されろくステップＮ）、椅子
が通常位置にあると、車椅子は通常の軌道モードにある
（ステップＦ）。

第７Ｄ図はプログラムの階段登はんモード即ちアップラ
ンプモードを示す、前方の超音波変換器即ち傾斜計は傾
斜を検出し、傾斜を上方へ車椅子が前進するのを阻止す
る。使用者が車椅子を回転させ、逆方向に傾斜に近接す
る。車椅子が傾斜あるいは階段を登はんし始めるにつれ
て、傾斜計２７４＾が登はん角度を検出し、鼻部の介在
を検出する。座部は適宜調整される（ステップ○）、も
し鼻部が検出されず、ランプを指示すれば、該ランプに
対して所定の険しさの登はんが許される。傾斜角度が大
きくなりすぎ、傾斜が大きすぎることを指示すると、あ
るいは次の段の鼻部が検出されないとすれば、それ以上
の登はん運動は禁止される（ステップＰ）、さもなけれ
ば、車椅子はランプを登り続け、座部が重力に対して垂
直位置に保つようさらに運動する。後方の超音波変換器
が階段あるいはランプの頂部に着地したことを検出する
と、後方のイージダウン即ち緩衝アーム３２が前方のイ
ージダウンと同様に配置される（ステップＲ）。

着地したことの指示は、椅子を越えて別の段の立上り部
が検出されなかったことにより指示される。

傾斜計は車椅子が後方へ動き、イージダウンがこの運動
を緩衝するにつれて車椅子が着地のため後方に転がるの
を検出する。このときの車椅子の後方運動を停止させる
必要は何らなく傾斜計は単に転がりを検出し、座部を適
宜調整し、車椅子が水平位置をとるまで前進することを
検出するのみである。この点においては転がりの危険性
は無く、従って、座部がＭＳＡまで早期に運動する必要
は無い。この点において、イージダウンは前方のイージ
ダウンと同様に引き込む（ステップＴ）。転がりの間座
部は常に調整され、使用者を垂直方向に保ち、その後車
椅子は通常の軌道モード平へ入る。

第７Ｅ図はイージダウンの引込み状態の線図を詳細に示
す、−旦引込み指令が受は取られると、モータあるいは
アクチュエータがイージダウンを引き込ませる（ステッ
プＵ）。次に、アップセンサ２フ０がチエツクされ、イ
ージダウンが適正に引き込まれたか確認する（ステップ
■）。次いで、アクチュエータが切れ、保持ラッチ２３
４が挿入されくステップＷ）、イージダウンは次の配置
に対する準備が整う。

第７Ｆ図はイージダウンの配置状態の線図を示す。配置
指令が出されると、ソレノイドがラッチ２３４を作動さ
せ、それがイージダウンを解放させる（ステップＹ）０
次いでセンサ２７０はチエツクされ、イージダウンがも
はや上方位置にないことを検出する（ステップＺ）。次
いで、ラッチを引き込ませるソレノイドがオフとされる
（ステップＡＡ）。

第８Ａ図及び第８Ｂ図は本発明による電子制御装置によ
る回転スキューの計算を示す。第８Ａ図及び第８Ｂ図に
示すＹ軸は車両１１０の後方から前方まで−延びる。Ｙ
軸は車両の側部から側部まで延び第８Ａ図の紙面を出入
りする。第８Ｂ図は第８Ａ図の上面図であってＹ軸をよ
り明確に示している。車両１１０が階段３００上にある
と、もし車両がＹ軸の変動が無い程度に整合されている
とすればＹ軸からの変動は階段の傾斜Ａであるべきであ
る。

一対の傾斜計２７４＾と２７４ＢとがそれぞれＹ軸とＹ
軸とからの車両のフトームの変動を検出する。車両１１
０が階段３００を昇降するとき、直線を動くことが望ま
しく、一方向あるいは他方向において階段の側方からず
れないことが望ましい。この状態をモニタする一方向は
車両の三次元位置を提供する三軸ジャイロを設けること
である。本発明においては、傾斜計は、Ｙ軸からの変動
はなく、Ｙ軸からの変動が階段の傾斜と等しい限り車両
が直線を走行するものとしてモニタされる。Ｙ軸の変動
は車両が側方へ動いていることを示す。

回転方向スキュー、即ち階段を降下している車両の側方
運動は傾斜計の数値から検出できる。Ｙを定数とした回
転スキューＲの所定量に対してＡの変動に応じてＸの値
が変わる。さらに、ＲおよびＡが一定とすれば、Ｙの変
動に応じてＸが変動する。

回転スキューの計算は第９Ａ図のフローチャートに示さ
れている。２種類の平行計算Ｉ、■が示されている。一
方の計算においては階段の傾斜がＹ軸の長手方向傾斜計
から更新される（ステップＡ）、これは、横軸Ｘの傾斜
計の読みが零でかつ安定しており一階段の傾斜の下方へ
め直線軌跡から何ら変動が無いことを示すと実行之れ、
従って長手方向Ｙ軸の傾斜計の読みは階段の傾斜と等し
くなければならない。次に、最大の横方向傾斜が計算さ
れる（ステップＢ）。このことは最大１５度のスキュー
と現在の階段の傾斜とを用いて実施される。同時に、ス
キュー運動を規制するため個別の計算がなされる（ステ
ップＣ）。これは、もし横方向傾斜の読みが計算した最
大の横方向傾斜より大きいと実施される。この状態にお
いては、車両はスキューを低減する方向以外のいずれの
方向にも進行されないようにされる。

第９Ｂ図−第９Ｄ図はスキュー角の計算を示す。

第９Ｂ図は階段３００上にある車椅子１１０を示し、ス
キュー角は、車椅子が指す方向である線Ｂと、階段の中
心下の線Ａとの間の角度として定義される。

第９Ｃ図は第９Ｂ図に示す傾斜面の上面図である。以下
の関係が成り立つことが判る。

Ｃｏ５（スキュー角θ）＝Ａ／Ｂ Ｃｏ５（９０−スキュー角θ）　＝　Ａ　、、／　Ｃ第
９Ｄ図は地面のレベルに投影した第９Ｃ図の角度を示す
。傾斜面の車椅子の中心から傾斜面の下の地面レベルま
ての距離を線りで示す。３種類の角度、長手方向角度、
階段角度および横方向角度が示されている。階段の角度
と最大スキュー角度１５°が与えられているとすれば対
応する横方向角度を以下のように計算できる。

５ｉｎ（横方向角度θ＞＝Ｄ／Ｃ＝＜Ｄ／＾＞／（Ｃ／
＾）□５ｉｎ（階段角度）ＸＣＯ５（７５°）従って、
最大横方向傾斜は 横方向角度θ□５ｉｎ−’　（Ｓｉｎ（階段角度θ）〈
Ｃ０５（７５°）） もし、車両１１０が階段３００上にある間に、Ｘ軸の傾
斜計からの測定値が零あるいは極めて小さいものとすれ
ば、Ｙ傾斜計のいずれの変動をも階段の傾斜の変化と推
測でき階段の傾きをより正確に読み取ることができる。

従って、これらの点においてＡの値が更新される０回転
スキューはＸ軸方向の対応する変化を伴わずしてＹ軸方
向の変化をもたらすことはない。

第１０Ａ図−第１０Ｃ図は後方の２個のセンサの作動を
示す。下方のセンサ３０２は垂直方向に対して約１０度
の角度をつけて取り付けられ、そのため超音波ビーム３
０４は水平方向に対して約１０度下方の角度で外方に向
けられる。第２のセンサ３０６はより高いところに取り
付けられ、その超音波ビーム３０８は水平方向に対して
約４０度下方に向けられる。

センサ３０２からのビーム３０４は立上り部３１０から
外れているものとして示されている。車両１１０のプロ
セッサがセンサの出力を分析して立上り部３１０に対す
る範囲を決める。車両１１０が階段３００に近づくにつ
れて、プロセッサは車両の車輪を駆動するモータからの
センサ入力から椅子が走行した距離を知る。プロセッサ
は立上り部が固定位置にあるものと認識する。車両が近
づくにつれてビーム３０４はそれが第１０Ｂ図に示すよ
うに鼻部３１２を通過するまで立上り部３１０に沿って
上方へ動く。このとき、センサ３０２が検出する距離は
ジャンプして鼻部の位置を示す。このジャンプの正確な
位置は、ビームを鼻部３１２の周りでそらせる階段上の
カーペットを含む多数の作用によりぼかされる。

第１０図に示すように、センサ３０６からの第２のビー
ム３０８は車両が階段に近接するにつれて立上り部３１
０を検出する。第１０Ｃ図に示すように、ビーム３０８
も、検出距離の飛びを生じて鼻部３１２を通過する。次
いで、センサ３０６からのデータをセンサ３０２からの
データと相関させて鼻部３１２の位置を正確につかむ。

センサ３０２からの読みを用いてウィンドウを設定し、
該ウィンドウ内でセンサ３０６からの読みを検査して鼻
部の位置を検出することができる。センサ３０６からの
ビームの下方の角度がより大きくなるためビームは鼻部
をよりゆっくりと通過することによりより正確な指示を
提供する。

同じ理由から、ジャンプする距離はそれ程鋭くなくセン
サ３０２からの鼻部の初期検出を重要とさせる。立上り
部を有さないデツキタイプの階段に対しては鼻部の識別
が特に重要である。

車両１１０のプロセッサは車両の物理的幾何特性をプロ
グラム化しているので、−旦鼻部３１２の位置と高さと
が判ると、車両は、次の段を検出するか、あるいは（単
一の段に対して）Ｗ１衝アームを配置する必要が生じる
前に車両がどれ位置はんできるか検出して鼻部３１２を
登り始めることができる。車椅子がその上を運動してい
る鼻部の位置を正確に知ることにより、転がりを必要と
する状況に入る前に、車椅子が後方へ運動しうる距離が
判る。この間車両は次の段の縁部を求めて動きうる。

一実施例においては、プロセッサは典型的な階段の形状
の代表的なマツプをメモリに記憶することができる０次
いで得られたデータを、そのデータを計算が複雑なアル
ゴリズム分析するよりもむしろ記憶したパターンに適合
させることができる。

第１１図は検出した階段のタイプを検出するプロセスを
示すフローチャートである。車椅子が階段に向かって後
方運動するにつれて第１の段の鼻部が検出される（ステ
ップＡ）０次いで、傾斜計がモニタされて車椅子が階段
を登り始めたかを検出する０次いで、階段の傾斜が計算
され、次の段の鼻部の予測される位置が検出される（ス
テップＣ）。

もし第２の段の鼻部が予測通り検出されるとすれば、通
常の階段と出合ったことになる〈ステップＤ）、もし第
２の鼻部が検出されないとすれば、これは−段のみか、
あるいは縁石であることを示す（ステップＥ）。この場
合、イージダウンが配！され、車椅子が縁石の頂部へ転
がりうるようにさせる。

当該技術分野の専門家には理解されるように、本発明は
その精神あるいは基本的な特徴から逸脱することなくそ
の他の特定の形態において実施しせるようにして、単一
の前方イージダウンを用いることができる。従って、本
発明の好適実施例の前記開示は例示であり、特許請求の
範囲に記載の本発明の範囲を限定するものでない。

Ｒｊ＝　　Ｋ、ＪＲｊ、φ・Ｏ，−Ｎ　　　　　　修正
された操縦桿の回転値ＥＬｊ＝”ｊ’ｊ−ＣＬｊ、す＝
Ｏ，−Ｎ　　　　　左側モータの観測エラーＥＲｊ＝　
　Ｔｊ＋Ｒｊ−ＣＲｊ、す＝０．−Ｎ　　　　　右側モ
ータの観測エラーｐ１＝　　Ｋ、ＥＬＱ　　　　　　　
　　　左側モータ比例訂正左側モータ比例訂正 ＰＲ″　リＲＯ。

ＩＬ　：Ｋ　ｉｓｕｍ＋（ＥＬ　Ｊ　、ｔ□０、−Ｎ）
　　　　左側モータ積分訂正ＩＲ＝　　　Ｊｓｕｍ（Ｅ
Ｒｊ、ｊ・０．−Ｎ）　　　　右側モータ積分訂正ＯＬ
　＝　　Ｋｄ（ＣＬＯ−Ｃ１４）　　　　　　　左側モ
ータ微分訂正ＤＲ＝　　　Ｋ、１（ＣＲＯ−ＣＲ−１）
　　　　　　　右側モータ微分訂正Ｍ１＝に、（ＥＲＯ
−ＥＬＯ）　　　　　　　　左側モー９／モータＵ正Ｍ
ｌ（□　　　Ｋ、（ＥＬＯ−ＥＲＯ）　　　　　　　　
右側モータ／モータ訂正ＸＬＯ＝　　ＸＬ−１十に５（
Ｐ１＋ＩＬ＋Ｊ、”ｔ４Ｌ）　　新しい左側モータハワ
ーＸＲ□−ＸＨ−１＋に８（ＰＲ＋ＩＲ＋ＤＲ＋ＭＨ）
　　　新しい右側モータハワー従って、ＸＬＯとＸＲＯ
とは（−２５５，＋２２５）の範囲とされる。

アペンディックス■ フィル　Ｉン　　ルゴ１ズム ＪＬ このアペンディックスは指令モジュールにおいてアナロ
グ−デジタル変換器から読み取られる操縦桿の読みをフ
ィルタするために使用されるアルゴリズムを記載する。

フィルタされた読取り結果は実行のために制御モジュー
ルに送られる。

乙劇工丈７’Ａ 注 正のＸ方向は操縦桿の直進方向である。

正のＹ方向は最左方への操縦桿の方向である。

１、ｍ Ａ／Ｄ変換器から読み取られたＸｆｊＹ　のａ　　　　
　　ａ ることによりＸｆｊＹ　　に変換される。負の数Ｓ　　
　　　　Ｓ 字は常に２の補数の形態で示される。変換は数字のＭＳ
Ｂを補数処理することにより実行される。

れる。

符号付きの数字のＭＳＢが１であれば、キャリーをセッ
トするか、そうでないときはリセットする。キャリーに
より数字を１ビツト右ヘシフトする。

このため無視しうる量のヒステリシスを加え、（−１２
８から＋１２７）の数字範囲を（−６４から＋６３）に
変換する。

３、　　゛ 前記過程の後Ｘｓｈ＋ｊＹｓｈはｎ次車＝４のリアルタ
イムデジタル低域フィルタにより篩分けされる。

（約１．５）１ｚから１５Ｈｚまでの）このフィルタの
遮断周波数はパラメータとしてキーＰＲＯＭに記憶され
る。この種のフィルタは不随意＃の震え障害の患者を担
当する。

ＸＳｈとＹｓｈとは個別にフィルタすべきで、そのため
変換スケーラおよび回転スケーラの双方における震え交
流（ＡＣ）要素を除去し、希望する結果に導く。

結果として得られたＸとＹの値はＸ　ｒ　＋　Ｊ　Ｙ　
ｒと称する。

Ｘｆ＋ｊＹ、はテーブルあるいは別のアルゴリズムのい
ずれかを介してマツピングされ以下の事項を行うＸ　　
＋ｊＹｆ、を発生させる。

ａ、操縦桿が僅かに撓むことによりＸｆ、＋ｊＹｆｍの
値を比較的小さく偏位させる。これにより、操縦桿の零
位置に近い領域における本システムの分解能を増加させ
る。

操縦桿が大きく撓むことによりＸｆ、＋ｊＹｆ、の値を
比較的大きく偏位させる。これにより、操縦桿零位置か
ら離れた領域における本システムの分解能を減少させる
。

この種のマツピングにより使用者は車椅子が極めてゆっ
くりと動いていて、例えば使用者が正確に位置決めする
ことを要する事務所領域において車椅子の速度を微細に
制御できるようになる。

典型的なマツピングは下記の式から得ることができる。

Ｘ（、＝Ｒｆ、ＸＣｏ５（θｆ＋ｅ） 操縦桿分解能の別のビットとして速度モードピットを効
果的に処理することにより低速モード。

このように、例えば制御手段が受は取る（Ｘ、Ｙ）＝（
＋６３．０）の値は、制御手段が、低速モードにあれば
３　ｍｐｈであるいは高速モードにあれば６ｍｐｈで車
椅子を前方向に駆動しようとしていることを意味する。

最大速度の計測は指令モジュールあるいは制御モードの
いずれかで行うことができる。

６、１　お　　　ａ　　の　　　　　　　の最大加速は
まず本システムの極の位置、即ちその機能の緩慢性によ
り自動的に制限される。

以下はＸおよびＹの変化の速度を別々に制限する。

もしｙ（ｋ）−ｙ（ｋ−１）の絶対値がＡ　であれｓ ば、 Ｙ、、ｄ＝Ｙ（ｋ−１）十±Ａ、。

Ａ　の符号は（Ｙ（ｋ）−Ｙ（ｋ−１＞の符号と同ｌｌ じ。あるいは Ｙｆｅｄ　＝　Ｙ　（ｋ） Ａ　を用いてＸに対して同様に行い Ｔａ Ｘｆｍｄを発生する。

より速い変換速度においては、Ａ　の値は下げる７ｍ 必要があり、−力紙速度では速くすることができる。従
って、下記のステップもＹ値をよくするために加えられ
る。

Ｙｆ、、Ｉ＝Ｙｆ、ｄｘＫ、ｒ／現在の変換速度７、　
　゛　　庁 後退速度は前進速度よりはるかに低くする必要があり、
これは、前記の過程から得られたＸおよびＹ値に、もし
Ｘが負であることが判明した場合定数を掛けることによ
り実施される。この常数もキーＦＲＯＭに記憶されてい
る。

このように、 もしＸが負であれば、 Ｘ＋ｊＹｃｕｒ＝Ｋｒｅｖ×（Ｘｆ、ｄ＋ｊＹｆ、ｄ）
Ｃｕ「 あるいは Ｘｃｕｒ＋ｊＹ１１ｒ−ＩＸ（Ｘｆ、ｄ＋ｊＹｆ１ｄ）
但しＫ　　は後退速度ファクタの定数でキーｅｖ ＰＲＯＭに記憶されている。典型的なＫ　　のｅｖ 値は０．１と０．２５の間でよく、（Ｘｃｕｒ＋ｊＹｅ
ｕｒ）は制御モジュールに伝達される値である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明を用いたモータ駆動ＰＴＶの斜視図、 第１Ｂ図は第１Ａ図に示すイージダウンのためのピスト
ンとシリンダ装置の線図、 第２図は本発明の電子制御装置のブロック線図、第３図
は第２図に示す指令モジュールのブロック線図、 第４図は第２図に示す制御モジュールのブロック線図、 第５図と第６図とは第１図に示す車椅子の可視デイスプ
レィの線図、 第７Ａ図−第７Ｆ図は車椅子の昇降中の第１Ａ図に示す
車椅子の作動を示すフローチャート、第８Ａ図及び第８
Ｂ図は回転スキュー計算を示す線図、 第９Ａ図は回転スキュー計算を示すフローチャート、 第９Ｂ図−第９Ｄ図はスキュー角度計算を示す線図、 第１０Ａ図−第１０Ｃ図は後方にあり階段を識別する２
個のセンサの線図、および 第１１図は階段のタイプ識別プロセスのフローチャート
である。 図において、 ２１０・・・車椅子　　　　　２１２・・・無限軌道２
１４・・・座部　　　　　　２２２・・・アクチュエー
タ２２４．２２６，２２８＾、Ｂ・・・センサ２３０．
２３２・・・緩衝アーム　２５４・・・リザーバ２７４
＾、Ｂ・・傾斜計　　　３０２，３０６・・・センサ３
０４，３０８・ビーム　　　３１０・・・階段立上り部
３１２・・・階段鼻部 代　理　人　　弁理士　　湯　浅　恭　三′。 （外４名） 日Ｇ。 イー弁°顎力込み状、ぎの錦”ｂＪ　　　　　　　　　
　　ネジ幻ンのｆン、」髪ＵのＪ８関ｆ”ｌｋ、７Ｅ、
　　　　　　　　　　　　　″鳴°′７Ｆ＼八 Ｆｌ　ｃｒ、　ｇ　Ａ。 Ｆｌ（ｉ、ｇ８゜ ［１ｃｒ、　１０．４゜ ＦＩＣｒ、ＩＯＣ と ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の前方レンジングセンサと、 第２の後方レンジングセンサと、 前記センサに応答して、階段の傾斜を決定し、かつ対人
   運搬車両のモータを制御して所定の幾何特性を上廻る階
   段上は運動しないようにさせる電子手段と、 前記電子手段からの決定された傾斜に応答して前記車両
   の座部を傾動させ前記車両とその使用者との重心を修正
   して前記階段上で前記車両が転倒しないように阻止する
   手段と、 前記電子手段にキーコードを提供し、前記車両を作動さ
   せ、かつ前記電子手段が用いるアルゴリズムのための定
   数を提供して前記車両の作動エンベロープを規定する取
   外し可能でプログラム可能メモリと、 を含むことを特徴とする階段登はん式対人運搬車両。 ２、請求項１に記載の車両において、前記電子手段が階
   段上の前進降下および後退登はん以外の運動を阻止する
   手段を含むことを特徴とする対人運搬車両。 ３、請求項１に記載の車両において、さらに前記車両に
   わたって前方から後方へ延びるＹ軸に沿った傾きを測定
   する第１の傾斜計と、 前記車両の一方の側から別の側まで延びるＸ軸からの傾
   きを測定する第２の傾斜計と、 前記Ｘ軸からの測定した傾きと前記階段の傾斜からの測
   定した傾きとから前記車両の回転スキューを決定する手
   段とを含むことを特徴とする対人運搬車両。 ４、請求項１に記載の車両において、さらに前記第２の
   後方センサに対してある角度をつけて取り付けた第３の
   後方センサと、 前記第２および第３のセンサに結合され、前記第２のセ
   ンサにより画成されるウィンドウ内で前記第３のセンサ
   の出力から階段の鼻部を検出する手段を含むことを特徴
   とする対人運搬車両。 ５、レンジングセンサと、 前記センサに応答して階段の傾斜を決定する電子手段と
   、 前記車両にわたって前方から後方に延びるＹ軸に沿った
   傾斜を測定する第１の傾斜計と、前記車両の一方の側か
   ら別の側まで延びるＸ軸からの傾斜を測定する第２の傾
   斜計と、 前記Ｘ軸からの測定された傾きと前記階段の傾斜からの
   測定された傾きとから前記車両の回転スキューを決定す
   る手段とを含むことを特徴とする階段登はん式対人運搬
   車両。 ６、請求項５に記載の車両において、前記回転スキュー
   に応答して前記車両の方向を調整する制御手段をさらに
   含むことを特徴とする対人運搬車両。 ７、第１のレンジングセンサと、 前記第１のレンジングセンサに対してある角度をつけて
   取り付けた第２のレンジングセンサと、前記第１と第２
   のセンサに結合され、前記第１のセンサにより画成され
   るウィンドウ内で前記第２のセンサの出力から階段の鼻
   部を検出する手段を含むことを特徴とする階段登はん式
   対人運搬車両。 ８、請求項７に記載の車両において、前記第２のセンサ
   が前記第１のセンサより高いところに取り付けられ、前
   記第１のセンサより下方を指していることを特徴とする
   対人運搬車両。 ９、第１の前方のレンジングセンサと、 第２の後方のレンジングセンサと、 前記センサに応答して階段の傾斜を決定し、かつ対人運
   搬車両用モータを制御して所定の傾斜を上廻る階段上で
   は運動しないよう阻止し、階段上の前進降下および後退
   上昇の運動以外の運動を阻止する電子手段と、 前記電子手段からの決定された傾斜に応答して前記車両
   の座部を傾動させ前記車両と使用者との重心を修正し前
   記車両が前記階段上で転倒しないよう阻止する手段と、 前記電子手段にキーコードを提供し、前記車両が作動で
   きるようにし、かつ前記車両の作動のエンベロープを規
   定するよう前記電子手段が使用するアルゴリズムのため
   の定数を提供する取外し可能でプログラム可能のメモリ
   とを含むことを特徴とする階段登はん式対人運搬車両。 １０、第１の前方レンジングセンサと、 第２の後方レンジングセンサと、 前記センサに応答して階段の傾斜を決定し、対人運搬車
   両のモータを制御して所定の傾斜を上廻る階段上を運動
   しないよう阻止する電子手段と、前記電子手段からの決
   定された傾斜に応答して前記車両の座部を傾斜させて前
   記車両と使用者との重心を修正して前記車両が前記階段
   上で転倒しないよう阻止する手段と、 前記電子手段にキーコードを提供して前記車両が作動で
   きるようにし、かつ前記車両の作動のエンベロープを規
   定するために前記電子手段が使用するアルゴリズムのた
   めの定数を提供する取外し可能でプログラム可能メモリ
   と、 前記車両にわたって前方から後方まで延びるＹ軸に沿っ
   て傾きを測定する第１の傾斜計と、前記車両の一方の側
   から他方の側まで延びるＸ軸からの傾きを測定する第２
   の傾斜計と、 前記Ｘ軸からの測定した傾きと前記階段の傾斜からの測
   定した傾きとから前記車両の回転スキューを決定する手
   段とを含むことを特徴とする階段登はん式対人運搬車両
   。 １１、第１の前方レンジングセンサと、 第２の後方レンジングセンサと、 前記センサに応答して階段の傾斜を決定し、かつ対人運
   搬車両用モータを制御して所定の傾斜を上廻る階段上を
   運動しないよう阻止する電子手段と、 前記電子手段からの決定された傾斜に応答し前記車両の
   座部を傾かせて前記車両と使用者の重心を修正して前記
   階段上での前記車両の転倒を阻止する手段と、 前記電子手段にキーコードを提供して前記車両が作動で
   きるようにし、前記車両の作動のエンベロープを規定す
   るため前記電子手段が使用するアルゴリズムのための定
   数を提供する取外し可能でプログラム可能メモリと、 前記第２の後方センサに対してある角度を付けて取り付
   けた第３の後方センサと、 前記第２及び第３のセンサに結合され、前記第２のセン
   サにより画成されるウィンドウ内で前記第３のセンサの
   出力から階段の鼻部を検出する手段とを含むことを特徴
   とする階段登はん式対人運搬車両。 １２、傾斜面と概ね水平の面との間の変化を検出する少
   なくとも１つのレンジングセンサと、 前記面の一方に配置される緩衝アームと、 前記緩衝アームを前記車両に連結して前記面の一方に対
   する前記車両の転倒を緩衝する手段と、前記センサに応
   答して前記緩衝アームを配置させる手段とを含むことを
   特徴とする階段登はん式対人運搬車両。 １３、請求項１２に記載の車両において、さらに、前記
   センサに応答し、階段の傾斜を決定し、かつ前記車両の
   モータを制御して所定の幾何特性を上廻る階段上の運動
   を阻止する電子手段を含むことを特徴とする対人運搬車
   両。 １４、請求項１３に記載の車両において、さらに前記電
   子手段からの決定された傾斜に応答して前記車両の座部
   を傾斜させ前記車両と使用者の重心を修正して前記階段
   上での前記車両の転倒を阻止する手段を含むことを特徴
   とする対人運搬車両。 １５、請求項１３に記載の車両において、さらに前記電
   子手段にキーコードを提供し前記車両を作動できるよう
   にし、かつ前記車両の作動のエンベロープを規定するた
   めに前記電子手段が使用するアルゴリズムのための定数
   を提供する取外し可能でプログラム可能メモリを含むこ
   とを特徴とする対人運搬車両。 １６、請求項１３に記載の車両において、前記電子手段
   が階段での前進降下および後退上昇以外の運動を阻止す
   る手段を含むことを特徴とする対人運搬車両。 １７、請求項１２に記載の車両において、転倒を緩衝す
   る前記手段が、 前記車両および前記緩衝アームの一方に連結された流体
   充てんのチューブと、 前記チューブへ延び、前記チューブに連結されていない
   前記車両及び前記緩衝アームの一方に連結されたピスト
   ンと、 前記流体の流量を規制し前記チューブと前記ピストンの
   組合せの圧縮速度を制限する手段と、を含むことを特徴
   とする対人運搬車両。 １８、請求項１７に記載の車両において、前記緩衝アー
   ムを上方位置で保持するためのソレノイド作動ラッチを
   さらに含むことを特徴とする対人運搬車両。 １９、請求項１７に記載の車両において、前記チューブ
   に連結された流体リザーバをさらに含むことを特徴とす
   る対人運搬車両。 ２０、請求項１７に記載の車両において、前記規制する
   手段が前記ピストンにおける一方向の固定オリフィスを
   有することを特徴とする対人運搬車両。 ２１、傾斜面と概ね水平の面との間の変化を検出する少
   なくとも１つのレンジングセンサと、 前記面の一方に配置する緩衝アームと、 前記緩衝アームを前記車両に連結し、前記面の一方に対
   する前記車両の転倒を緩衝する手段と、前記センサに応
   答し、前記緩衝アームを配置させる手段と、 前記センサに応答して階段の傾斜を決定し、かつ対人運
   搬車両のモータを制御して所定の傾斜を上廻る階段上を
   運動しないよう阻止する電子手段と、 を含むことを特徴とする階段登はん式対人運搬車両。 ２２、傾斜面と概ね水平の面との間の変化を検出する少
   なくとも１つのレンジングセンサと、 前記面の一方に配置する緩衝アームと、 前記緩衝アームを対人運搬車両に連結し前記面の一方へ
   の前記車両の転倒を緩衝する手段と、前記センサに応答
   して前記緩衝アームを配置する手段と、 前記センサに応答して階段の傾斜を決定し、前記車両の
   モータを制御して所定の傾斜を上廻る階段上での運動を
   阻止する電子手段と、 前記電子手段からの決定された傾斜に応答して前記車両
   の座部を傾斜させ前記車両と使用者の重心を修正して前
   記階段での前記車両の転倒を阻止する手段と、 前記電子手段にキーコードを提供し前記車両が作動でき
   るようにし、かつ前記車両の作動のエンベロープを規定
   するために前記電子手段が使用するアルゴリズムのため
   の定数を提供する取外し可能のプログラム可能メモリと
   、 を含むことを特徴とする階段登はん式対人運搬車両。 ２３、前記車両がある面を横行する前に該面の傾斜角を
   検出するセンサと、 前記傾斜に基き前記座部の傾きを調整する手段と、 前記センサに応答して、前記調整手段が前記座部を所定
   の最小角まで傾斜させるまでは所定の険しさ以上の傾斜
   での前記車両の運動を阻止する手段と、 を備える、座部を有する階段登はん式対人運搬車両。 ２４、請求項２３に記載の車両において、 前記最小角は、前記車両が前記傾斜上で転倒しないよう
   阻止するに十分に前記車両と使用者の重心を変えるよう
   計算されたものであることを特徴とする対人運搬車両。 ２５、請求項２３に記載の車両において、 前記車両の傾斜角を決定する手段と、 前記の傾斜角に応答して、重心に対して前記座部を水平
   に保つよう前記座部の傾きを調整する手段とをさらに含
   むことを特徴とする対人運搬車両。 ２６、請求項２５に記載の車両において、 前記座部の傾きを調整する手段が 前記座部の支持部に連結されたシャフトと、前記シャフ
   トを駆動する座部傾動モータとを含むことを特徴とする
   対人運搬車両。 ２７、請求項２３に記載の車両において、 前記座部の傾きを検出する位置センサをさらに含むこと
   を特徴とする対人運搬車両。 ２８、請求項２３に記載の車両において、角度を検出す
   る前記センサが、前記車両が走行した距離を検出する第
   １のセンサと、自身から前記車両の前方の点までの距離
   を検出して高さを測定する第２のセンサとを含み、前記
   傾斜角が前記高さ測定値の変化と前記車両の走行距離の
   変化との組合せにより計算されることを特徴とする対人
   運搬車両。 ２９、前記車両がある面を横行する前に該面の傾斜角を
   検出する手段であって、前記車両が走行した距離を検出
   する第１のセンサと、自身から前記車両の前方の点まで
   の距離を検出し高さを測定する第２のセンサとを含み、
   前記傾斜角が前記高さ測定値と前記走行距離の変化との
   組合せにより計算される傾斜角を検出する手段と、 前記座部のサポートに連結されたシャフトと、前記シャ
   フトを駆動させる座部傾動モータと、前記座部の傾動を
   検出する第３の位置センサと、前記車両の傾斜角を検出
   する手段と、 前記座部傾動モータに制御信号を提供し、前記車両が前
   記面を横行しているとき前記傾斜角に従って前記座部の
   傾きを調整して重心に対して前記座部の座部を水平に保
   つ手段と、前記座部傾動モータが所定の最小角度まで前
   記座部を傾動させるまで所定の険しさの傾斜以上では前
   記車両の運動を阻止する手段と、 を備える、座部を有する階段登はん式対人運搬車両。