DE3150193A1 - Motor-propelled wheelchair for the physically handicapped - Google Patents
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Abstract
Description
B e s c h r e i b u n g : Description :
Motorgetriebener Rollstuhl für Körperbehinderte Die Erfindung betrifft einen motorgetriebenen Rollstuhl für Körperbehinderte mit kombiniertem Laufrad-und Laufkettenfahrgestell und darauf verstellbar angeordnetem Sitz. Motorized wheelchair for the physically challenged The invention relates to a motor-driven wheelchair for the physically handicapped with a combined impeller and Track chassis and adjustable seat on it.
Bekannte Rollstühle dieser Art (DE-OS 24 19 553) wurden zu dem Zweck geschaffen, eine Treppengängigkeit des Rollstuhls zu erzielen sowie Hindernisse, wie beispielsweise Bordsteinschwellen, besser zu überwinden. Die bekannten, diesem Zweck dienenden Fahrgestellkonstruktionen haben den Nachteil, daß sie aufwendig und damit störanfällig sind sowie einen erheblichen Raumbedarf erfordern, so daß der Rollstuhl insgesamt unförmig wirkt und ein erhebliches Gewicht hat.Known wheelchairs of this type (DE-OS 24 19 553) were used for the purpose created to make the wheelchair accessible by stairs as well as obstacles, such as curb thresholds, to overcome better. The known, this one Purpose-serving chassis structures have the disadvantage that they are expensive and thus are prone to failure and require a considerable amount of space, so that the wheelchair looks bulky overall and is heavy.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Rollstuhl derart auszubilden, daß sein Fahrgestell bei möglichst kleinem Platzbedarf in einfacher Weise von Rad- auf Kettenfahrweise umstellbar ist.It is the object of the invention to provide a wheelchair of this type train that his chassis with the smallest possible space in simple Way can be switched from wheel to chain driving.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: a) Koaxial zu wenigstens einem Laufrad sind zwei in Achsrichtung relativ zueinander verstellbare Kegelstümpfe vorgesehen; b) über die Kegelstümpfe und wenigstens ein Kettenrad verläuft eine Laufkette; c) das Kettenrad ist bezüglich des Angriffspunktes der Laufräder am Boden verstellbar; d) Antriebseinrichtungen, vorzugsweise hydraulischer Art, dienen der Relativverstellung der Kegelstümpfe bzw. der Kettenräder, so daß das den Sitz tragende Fahrgestell wahlweise über die Laufräder oder die Laufketten Bodenberührung hat; e) es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die bei Schräglage des Fahrgestells den Sitz im wesentlichen in der Horizontalen hält.The object is achieved according to the invention by the following features: a) Two axially relative to one another are coaxial with at least one impeller adjustable truncated cones provided; b) over the truncated cones and at least one The sprocket runs along a chain; c) the sprocket is with respect to the point of application the running wheels adjustable on the ground; d) Drive devices, preferably hydraulic Art, are used for the relative adjustment of the truncated cones or the chain wheels, so that the chassis supporting the seat either via the running wheels or the running chains Has ground contact; e) a control device is provided which, in the case of an inclined position of the chassis keeps the seat essentially horizontal.
Die beiden verstellbaren Kegelstümpfe ermöglichen in einfacher Weise ein "Aus- und Einfahren" der Kette, wobei wegen der koaxialen Anordnung der Kegelstümpfe zu den betreffenden Laufrädern ein relativ geringer Platzbedarf erforderlich ist.The two adjustable truncated cones allow in a simple manner an "extension and retraction" of the chain, because of the coaxial arrangement of the truncated cones relatively little space is required for the impellers in question.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch-schaubildliche Ansicht eines motorgetriebenen Rollstuhls für Körperbehinderte; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Rollstuhls aus Fig. 1; Fig. 3 eine Rückansicht des Rollstuhls in Richtung des Pfeiles A in Fig. 2 mit aus gefahrenen Laufketten; Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit eingefahrenen Laufketten; Fig. 5 den Rollstuhl mit ausgefahrener Kette beim überwinden einer Treppe; Fig. 6 bis 8 schematische Darstellungen einer Steuereinrichtung für die Höhen- und Neigungsverstellung eines Rollstuhlsitzes.The following description of preferred embodiments of the invention serves for further explanation in connection with the accompanying drawing. Show it: Fig. 1 is a schematic perspective view of a motor-driven wheelchair for the physically handicapped; Fig. 2 is a schematic side view of the wheelchair from Fig. 1; Fig. 3 is a rear view of the wheelchair in the direction of arrow A in Fig. 2 with run-out chains; FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 with retracted Track chains; 5 shows the wheelchair with the chain extended when negotiating a staircase; Fig. 6 to 8 schematic representations of a control device for the height and Adjustment of the inclination of a wheelchair seat.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, umfaßt ein Rollstuhl ein die Bodenberührung vermittelndes Fahrgestell 1 und ein darauf angeordnetes Chassis 2, welches einen Sitz 3 trägt. Das Fahrgestell 1 besteht aus zwei hinteren Laufrädern 4 und zwei vorderen Laufrädern 5, die als Nachlaufräder ausgebildet sind. Die Lenkung erfolgt durch unterschiedlichen Antrieb - manuell oder motorisch- der hinteren Laufräder 4. Ferner weist das Fahrgestell 1 zwei Laufketten 6 auf, die im Bereich der Hinterräder 4 sowie im Bereich je eines besonderen Kettenrades 7 umgelenkt werden und in noch zu beschreibender Weise wahlweise mit dem Boden derart in Berührung bringbar sind, daß unter Abhebung der Laufräder 4 vom Boden das Fahrgestell von den Laufketten 6 und den in Bodenberührung verbleibenden vorderen Rädern 5 getragen und mittels der Laufketten 6 fortbewegt wird. Die Räder 5 sind leicht federnd gelagert und reagieren automatisch auf die durch die hinteren Räder 4 eingeleiteten Drehbewegungen.As can be seen from Figs. 1 and 2, a wheelchair includes a floor contact mediating chassis 1 and a chassis arranged thereon 2, which carries a seat 3. The chassis 1 consists of two rear wheels 4 and two front running wheels 5, which are designed as trailing wheels. The steering takes place through different drive - manual or motorized - the rear wheels 4. Furthermore, the chassis 1 has two tracks 6, which are in the area of the rear wheels 4 as well as in the area of a special sprocket 7 are deflected and in still can be optionally brought into contact with the ground in a manner to be described, that with the lifting of the wheels 4 from the ground, the chassis from the tracks 6 and the front wheels 5 remaining in contact with the ground and carried by means of the crawler chains 6 is moved. The wheels 5 are slightly resilient and react automatically to the rotational movements initiated by the rear wheels 4.
Das Chassis 2 nimmt verdeckt (und nicht dargestellt) die erforderlichen Antriebseinrichtungen, nämlich Elektro- und/oder Hydraulikmotore sowie die erforderlichen Energiequellen, beispielsweise eine in Fig. 2 gestrichelt dargestellte und mit dem Bezugszeichen 8 bazeichnete, elektrische Batterie auf, die auch den Antrieb einer etwa erforderlichen Hydraulikpumpe. vermitteln kann, Der auf dem Chassis 2 montierte Sitz 3 umfaßt die eigentliche Sitzfläche 9, eine Rückenlehne 11, eine Unterschenkelstütze 12 sowie Armstützen 13 Die Rückenlehne 11 und die Unterschenkelstütze 12 sind gelenkig mit dem Sitz verbunden und können von Hand oder motorisch eingestellt werden Die entsprechend einstellbaren Armstützen 13 sind an der Rückenlehne 11 angelenkt und tragen Bedienungselemente 14, 15, über welche die vorgesehenen Einstell-, Fahr- und Lenkbewegungen des Rollstuhls in an sich bekannter Weise ausgelöst werden können.The chassis 2 takes hidden (and not shown) the required Drive devices, namely electric and / or hydraulic motors and the necessary ones Energy sources, for example one shown in dashed lines in FIG. 2 and with the Reference numeral 8 ba marked, electric battery, which also drives a any hydraulic pump required. The one mounted on the chassis 2 can convey Seat 3 comprises the actual seat surface 9, a backrest 11, a lower leg support 12 and armrests 13 The backrest 11 and the lower leg support 12 are articulated connected to the seat and can be adjusted by hand or motorized corresponding adjustable armrests 13 are on the backrest 11 hinged and carry operating elements 14, 15, via which the intended Adjustment, driving and steering movements of the wheelchair triggered in a known manner can be.
Wie am besten aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, ist die Laufkette 6 im Bereich der Hinterräder 4 über zwei koaxial zu diesen Rädern angeordnete Halbkegel oder Kegelstümpfe 16, 17 geführt, die über hydraulische oder elektrische Antriebseinrichtungen 18 in Axialrichtung relativ zueinander verstellbar sind, vgl.As best seen in FIGS. 3 and 4, the chain 6 is in the Area of the rear wheels 4 via two half-cones arranged coaxially to these wheels or truncated cones 16, 17 guided via hydraulic or electrical drive devices 18 are adjustable relative to one another in the axial direction, cf.
die in Fig. 3 und 4 eingezeichneten Pfeile. Wenn die beiden Kegelstümpfe 16, 17 die in Fig. 3 dargestellte, zusammengeschobene Position einnehmen, drücken sie die auf ihnen abgestützte Laufkette 6 über den Umfang der Laufräder 4 hinaus, so daß die letzteren sich vom Boden lo abheben und das Fahrgestell 1 und damit der Rollstuhl insgesamt nunmehr über die eine kräftige Querprofilierung aufweisenden Laufketten 6 Bodenberührung hat und sich nunmehr als eine Art "Kettenfahrzeug" fortbewegen kann.the arrows shown in FIGS. 3 and 4. When the two truncated cones 16, 17 assume the pushed-together position shown in FIG. 3, press they support the chain 6 beyond the circumference of the wheels 4, so that the latter stand out from the ground lo and the chassis 1 and thus the The wheelchair overall now has a strong transverse profile Crawlers 6 has ground contact and is now moving as a kind of "tracked vehicle" can.
In der in Fig. 4 dargestellten (normalen) Position sind die beiden Kegelstümpfe 16, 17 derart weit auseinandergeschoben, daß die Laufkette 6 aufgrund ihrer Eigenelastizität oder aufgrund einer entsprechenden Verstellbewegung des Kettenrades 7 innerhalb des Umrisses der Laufräder 4 Platz findet.The two are in the (normal) position shown in FIG Truncated cones 16, 17 pushed so far apart that the chain 6 due to their own elasticity or due to a corresponding adjustment movement of the sprocket 7 fits within the outline of the impellers 4.
In dieser Position findet zwischen den Laufketten 6 und dem Boden 10 keine Berührung statt. Der Rollstuhl ist allein durch die Laufräder 4 abgestützt und wird durch deren Drehbewegung vorgeschoben.In this position takes place between the tracks 6 and the floor 10 no contact took place. The wheelchair is supported solely by the wheels 4 and is advanced by its rotary motion.
Die in Fig. 3 und 4 mit 18 bezeichneten, lediglich schematisch dargestellten Antriebseinrichtungen können so ausgebildet sein, daß sie nicht nur die beschriebene Axialbewegung der Halbkegel 16, 17 bewirken, sondern gleichzeitig auch noch den drehenden Antrieb der Laufräder 4 bzw. der -Halbkegel 16, 17 besorgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind jedem Laufrad 4 Einzelantriebe in Gestalt sogenannter Nabenmotore zugeordnet.Those designated in Fig. 3 and 4 with 18, shown only schematically Drive devices can be designed so that they not only the described Axial movement of the half-cones 16, 17 cause, but at the same time also the get the rotating drive of the wheels 4 or the half-cones 16, 17. At a Preferred embodiment are each impeller 4 individual drives in the form of so-called Assigned to hub motors.
Die Halbkegel 16, 17 können drehfest mit den zugeordneten Laufrädern 4 verbunden sein. Besonders vorteilhaft ist es e zwischen den Laufrädern 4 und den zugeordneten Halbkegelnoder Kegelstümpfen 16, 17 an sich bekannte Kupplungseinrichtungen vorgesehen, die eine Abkupplung der Kegelstümpfe 16, 17 vom zugeordneten Laufrad 4 ermöglichen, wodurch die Laufkette 6 beim Rollen der Räder 4 in Ruhe verharrt und keine unnötigen Reibungsverluste auftreten.The half-cones 16, 17 can rotate with the associated impellers 4 be connected. It is particularly advantageous between the wheels 4 and the e associated half-cones or truncated cones 16, 17 coupling devices known per se provided that a decoupling of the truncated cones 16, 17 from the associated impeller 4 enable, whereby the chain 6 remains at rest when the wheels 4 roll and there are no unnecessary frictional losses.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Laufräder 4 und 5 mit Luftreifen 19 versehen. Die hinteren Laufräder 4 sind dabei als Doppelräder (vgl. Fig. 3 und 4) derart ausgebildet, daß die axial verschieblichen Kegelstümpfe 16, 17 jeweils zwischen einem Doppelrad angeordnet sind.In the preferred embodiment of the invention, the impellers are 4 and 5 provided with pneumatic tires 19. The rear wheels 4 are double wheels (see. Fig. 3 and 4) designed in such a way that that the axially displaceable Truncated cones 16, 17 are each arranged between a double wheel.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die jeweils innen gelegenen Räder eines solchen Doppelrades oder wenigstens deren Luftreifen 19 entfallen, so daß diese innen gelegenen Räder keine Bodenberührung haben. Auf diese Weise kann die axiale Verschiebbarkeit der Kegelstümpfe 16, 17 leichter und ohne Reibungsverluste vonstatten gehen.In another embodiment of the invention, each inner wheels of such a double wheel or at least their pneumatic tires 19 are omitted, so that these internal wheels have no ground contact. on In this way, the axial displaceability of the truncated cones 16, 17 can be easier and proceed without friction losses.
Den jeweils zwischen den hinteren und vorderen Laufrädern 4 bzw. 5 angeordneten Kettenrädern 7, um welche die Laufketten 6 ebenfalls herumgeführt sind, ist zwecks Höhenverstellung ein Hydraulikzylinder 21 zugeordnet, der es gestattet, die an einem Hebelarm 22 schwenkbar gelagerten Kettenräder 7 aus der in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellten, ausgefahrenen Lage in die strichpunktiert dargestellte, eingefahrene Lage zu verstellen. In der eingefahrenen Stellung hat die Laufkette 6 auch im Bereich der Kettenräder 7 keine Bodenberührung mehr.The one between the rear and front wheels 4 and 5 arranged sprockets 7, around which the chains 6 are also guided, a hydraulic cylinder 21 is assigned for the purpose of height adjustment, which allows the chain wheels 7 pivotably mounted on a lever arm 22 from the chain wheels shown in FIG solid lines shown, extended position into the dash-dotted line, to adjust the retracted position. In the retracted position the chain has 6 also no longer touches the ground in the area of the chain wheels 7.
Die Betätigung des Hydraulikzylinders 21 erfolgt synchron mit der Axialverstellung der Kegelstümpfe 16, 17 durch die Antriebseinrichtungen 18. In der eingefahrenen Stellung sind die Laufketten 6 und die Kettenräder 7 zum größten Teil durch das Chassis 2 abgedeckt, so daß der Rollstuhl nicht den unförmigen Anblick üblicher Kettenfahrzeuge bietet. In der ausgefahrenen Stellung der Kettenräder 7 sind auch die Vorderräder 5 vom Boden 10 abgehoben.The actuation of the hydraulic cylinder 21 takes place synchronously with the Axial adjustment of the truncated cones 16, 17 by the drive devices 18. In In the retracted position, the tracks 6 and the sprockets 7 are the largest Part covered by the chassis 2 so that the wheelchair does not look misshapen conventional tracked vehicles offers. In the extended position of the sprockets 7 the front wheels 5 are also lifted from the floor 10.
Die Sitzfläche 9 ist - vgl. auch Fig. 6, 7 und 8 -mittels zweier Hydraulikzylinder 23, 24 höhen- und neigungsverstellbar. Die Hydraulikzylinder 23, 24 sind einerseits an einer mit dem Chassis 2 verbundenen Basis 25 und andererseits an der Unterseite der Sitzfläche 9 angelenkt. Die Basis 25 hat bezüglich der Horizontalen stets die gleiche Neigung wie das Chassis 2 (und des Fahrgestells 1). Werden die beiden Hydraulikzylinder 23, 24 gleichzeitig und gleichförmig betätigt, so-findet die in Fig. 7 dargestellte Höhenverstellung der Sitzfläche 9 statt.The seat surface 9 is - see also FIGS. 6, 7 and 8 - by means of two hydraulic cylinders 23, 24 adjustable in height and inclination. The hydraulic cylinders 23, 24 are on the one hand on a base 25 connected to the chassis 2 and on the other hand on the underside the seat 9 articulated. The base 25 always has with respect to the horizontal same inclination as chassis 2 (and chassis 1). Will the two hydraulic cylinders 23, 24 actuated simultaneously and uniformly, so-finds that shown in FIG Height adjustment of the seat 9 instead.
Werden die Hydraulikzylinder 23, 24 ungleichförmig betätigt, so ergibt sich eine Neigungsverstnllung der Sitzfläche 9 relativ zur Basis 25 und damit zum Chassis 2 und zum Fahrgestell 1, vgl. Fig. 8.If the hydraulic cylinders 23, 24 are actuated unevenly, the result an inclination adjustment of the seat surface 9 relative to the base 25 and thus to the Chassis 2 and to chassis 1, see Fig. 8.
Die Basis 25 kann ihrerseits in nicht dargestellter, jedoch an sich bekannter Weise um eine vertikale Achse drehbar auf dem Chassis 2 angeordnet sein.The base 25 can in turn, not shown, but per se be arranged on the chassis 2 so as to be rotatable about a vertical axis in a known manner.
Auf diese Weise kann der Sitz 3 - gegebenenfalls nach entsprechender Höheneinstellung - ebenfalls um eine vertikale Achse verdreht, beispielsweise 0 um 90 oder 180°, und in dieser Lage festgestellt werden. Diese Positionen erleichtern insbesondere das Ein- und Aussteigen.In this way, the seat 3 - if necessary according to Height adjustment - also rotated around a vertical axis, for example 0 by 90 or 180 °, and can be determined in this position. These positions facilitate especially getting in and out.
Fig. 5 zeigt den Rollstuhl beim Treppensteigen. Die Laufketten 6 sind entsprechend Fig. 3 ausgefahren und transportieren den Rollstuhl über die Kanten der Treppenstufen hinweg. Wegen der ausgeprägten Querprofilierung der Laufketten 6 ist ein unerwünschtes Abrutschen verhindert. Wie dargestellt, erfolgt die Bewegung des Rollstuhls auf einer Treppe - aufwärts ober abwärts - so, daß eine im Rollstuhl sitzende Person stets treppabwärts blickt. Beim Befahren einer Treppe ist die Sitzfläche 9 entsprechend der Treppenneigung vermittels der Hydraulikzylinder 23, 24 entsprechend eingestellt. Mit dieser Neigungsverstellung der Sitzfläche 9 kann im übrigen eine entsprechende, automatisch erfolgende oder handbetätigte Einstellung der Rückenlehne 11 und der Unterschenkelstütze 12 erfolgen, so daß die im Rollstuhl sitzende Person beim Befahren einer Treppe eine bequeme, beispielsweise weitgehend liegende Position einnizrmt.Fig. 5 shows the wheelchair climbing stairs. The track chains 6 are extended according to Fig. 3 and transport the wheelchair over the edges the Steps across the stairs. Because of the pronounced transverse profile the track chains 6 is prevented from slipping off undesirably. As shown, takes place the movement of the wheelchair on a flight of stairs - up or down - so that one The person sitting in the wheelchair always looks down the stairs. When driving up a flight of stairs is the seat 9 according to the inclination of the stairs by means of the hydraulic cylinder 23, 24 adjusted accordingly. With this inclination adjustment of the seat surface 9 can also be a corresponding, automatic or manually operated setting the backrest 11 and the lower leg support 12 are made so that the wheelchair seated person when climbing a staircase a comfortable, for example largely in the lying position.
Die Einstellung der Neigung der Sitzfläche 9 (und gegebenenfalls der Rückenlehne 11 und der Unterschenkelstütze 12) erfolgt automatisch in Abhängigkeit von der Schrägstellung des Fahrgestells 1 und/ oder des Chassis 2 mittels einer Steuereinrichtung, deren wesentliches Bauelement in Gestalt zweier flüssigkeitsgefüllter, kommunizierender Röhren 26 in Fig. 6, 7 und 8 dargestellt ist. Ein vorzugsweise fotoelektrischer Detektor 27 tastet die Jeweilige Flüssigkeitshöhe in den kommunizierenden Röhren ab und liefert Steuersignale zur entsprechenden Betätigung der Hydraulikzylinder 23, 24. Hierdurch wird auch bei Schräglage des Chassis 2 und der mit ihm verbundenen Basis 25 die Sitz fläche 9 immer in Horizontallage gehalten.The adjustment of the inclination of the seat surface 9 (and, if applicable, the The backrest 11 and the lower leg support 12) are automatically dependent of the inclination of the chassis 1 and / or the chassis 2 by means of a Control device, the essential component of which is in the form of two liquid-filled, communicating tubes 26 is shown in FIGS. 6, 7 and 8. One preferably Photoelectric detector 27 scans the respective liquid level in the communicating Tubes and supplies control signals for the corresponding actuation of the hydraulic cylinders 23, 24. As a result, even when the chassis 2 and the associated with it base 25, the seat surface 9 is always held in a horizontal position.
Die Sitzfläche 9 kann im übrigen auf Schienen 28 angeordnet sein (Fig. 6, 7 und 8), die eine entsprechende Adaptierung des Sitzes 3 auf dem Chassis 2 ermöglichen. An den Schienen 28 sind die der Basis 25 abgekehrten Enden der Hydraulikzylinder 23; 24 angelenkt.The seat surface 9 can also be arranged on rails 28 (Fig. 6, 7 and 8), which enable the seat 3 to be adapted accordingly on the chassis 2. The ends of the hydraulic cylinders facing away from the base 25 are on the rails 28 23; 24 hinged.
Das hier beschriebene, kombinierte Laufrad-Laufketten-Fahrgestell eignet sich nicht nur für Rollstühle, sondern auch für Fahrzeuge anderer Art, insbesondere für motorgetriebene Geländefahrzeuge. Auch bei solchen Fahrzeugen ist es vorteilhaft, die Laufkette bei Bedarf mittels'der erwähnten Kegelstümpfe auszufahren und hierdurch die Laufräder vom Untergrund abzuheben, wodurch aus einem Radfahrzeug ein Kettenfahrzeug (und umgekehrt) wird.The combined wheel and crawler chassis described here is suitable not only for wheelchairs, but also for vehicles of other types, in particular for motorized off-road vehicles. With such vehicles, too, it is advantageous to to extend the chain, if necessary, by means of the aforementioned truncated cones and thereby to lift the wheels from the ground, turning a wheeled vehicle into a tracked vehicle (and vice versa) will.
Claims (8)
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