DE68908483T2 - Dämpfungsmechanik für einen treppensteigenden Rollstuhl. - Google Patents

Dämpfungsmechanik für einen treppensteigenden Rollstuhl.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Rohlstühlen und ähnlichen bewegbaren Gegenständen und insbesondere auf einen treppensteigenden Rollstuhl mit Mitteln zur Pufferung der Bewegungen des Rollstuhls, wenn er sich von einer geneigten Position in eine horizontale Position oder von einer horizontalen Position in eine geneigte Position bewegt.
  • Ein verbesserter Rollstuhl zum Besteigen von Treppen und geneigten Rampen ist in dem U.S. Patent 4,564,080 beschrieben worden. Der Rollstuhl weist mit dem Boden in Eingriff stehende Räder und ein Paar endloser, flexibler Laufketten auf, die abwechselnd in Eingriff mit der Oberfläche unterhalb des Rollstuhles stehen. Infolgedessen kann der Rollstuhl entlang eines horizontalen Weges bewegt werden, wenn die Räder mit dem Boden in Eingriff stehen und kann entlang eines geneigten Weges, wie beispielsweise eine Treppe oder eine Rampe, bewegt werden, wenn die Laufketten in Eingriff mit der Oberfläche stehen. Die Räder und Laufketten sind motorgetrieben und es sind geeignete Steuerungen vorgesehen, um Bewegungen des Rollstuhles in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung wie auch für Drehbewegungen des Rollstuhles zu gestatten.
  • Im U.S. Patent 4,671,369 ist eine Verbesserung für Rollstühle beschrieben worden, wobei ein Paar Pufferungsarme und Fluid-Kolben- und Zylinderbaugruppen arbeiten, um schnelle Abwärtsbewegungen des Vorderteils und des Hinterteils des Rollstuhles zu vermeiden, wenn der Rollstuhl sich von einem horizontalen Weg zu einem geneigten Weg oder von einem geneigten Weg zu einem horizontalen Weg bewegt.
  • Die Arme, die die Pufferung des Rollstuhles bewirken, schleifen häufig auf der Oberfläche unterhalb des Rollstuhles, wenn der Rollstuhl sich entlang der Oberfläche bewegt. Es wäre wünschenswert, die Position der Arme zu steuern, wenn die Arme nicht zu Pufferungszwecken in Gebrauch sind, d.h. wenn sich der Rollstuhl über eine horizontale Oberfläche bewegt. Infolgedessen besteht ein Bedürfnis für Verbesserungen bei der Steuerung der Positionen der Arme eines Rollstuhls der beschriebenen Art, und die vorliegende Erfindung befriedigt dieses Bedürfnis.
  • Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Pufferungsmechanismus für einen treppensteigenden Rollstuhl zu schaffen, wobei der Mechanismus eine Klinke zum Einklinken von einem oder mehreren Steuerarmen des Mechanismus aufweist, wenn die Arme ausgeklinkt werden sollen, da sie sich in unmittelbarer Nähe zu einer geneigten Oberfläche befinden.
  • Um dieses Ziel zu erreichen, weist der Rollstuhl nach der vorliegenden Erfindung für jeden der Pufferungsarme des Rollstuhles vom beschriebenen Typ jeweils eine Klinke auf. Die Klinke für jeden Arm umfaßt ein erstes, mit dem Arm gekoppeltes Element und ein zweites, mit einem feststehenden Träger des Rollstuhles gekoppeltes Element, wobei das zweite Element mit dem Anker eines Solenoiden gekoppelt ist, der bei Erregung den Arm aus seiner eingeklinkten Beziehung zu dem Träger ausklinkt, wenn gewünscht ist, den Arm zu Pufferungszwecken in Gebrauch zu nehmen.
  • Ein mit dem Rollstuhl jeweils benachbart zu jeder Klinke gekoppelter Ultraschallsensor liefert Signale zur Erregung des jeweiligen Klink-Solenoids, wenn der Arm ausgeklinkt werden soll. Um den Arm einzuklinken sind die benachbarten Randbereiche der zwei Elemente abgeschrägt, so daß während einer Aufwärtsbewegung des Armes, wie sie bei einer Bewegung des Rollstuhles von einer geneigten Position in eine horizontale Position auftritt, die Elemente auseinandergespreizt werden und eine erste Feder die zwei Elemente zusammen unter Spannung in einer gekoppelten Beziehung zueinander zurückhält. Wenn der Klink-Solenoid angeregt wird, wird das zweite Elemente vom ersten Element wegbewegt, um einer zweiten Feder zu ermöglichen, den Arm nach unten und in eine ausgeklinkte Position zu ziehen. Ein Grenzschalter fühlt, wenn der Arm eingeklinkt ist.
  • Andere Ziele dieser Erfindung werden durch die folgende Beschreibung deutlich, wobei zur Illustration der Erfindung Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird:
  • Fig. 1 ist eine schematische Seitenaufrißansicht eines treppensteigenden Rollstuhles mit seinen erfindungsgemäßen Verbesserungen mit den Pufferungsarmen in ihren normalen Hochpositionen und mit der erfindungsgemäßen Klinke eingeklinkt;
  • Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1, die jedoch den vorderen Pufferungsarm abgesenkt und ausgeklinkt zeigt, während der Rollstuhl dazu ansetzt, eine Treppe hinunterzusteigen;
  • Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 2, die jedoch den hinteren Pufferungsarm zur Pufferung der Bewegung des Rollstuhles zeigt, wenn dieser eine Treppe ersteigt und dabei ist, eine horizontale Position auf einem Treppenabsatz einzunehmen;
  • Fig. 4 ist eine vergrößerte schematische Teilansicht der Klinke des vorderen Pufferungsarms; und
  • Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der Verschaltung zur Steuerung der Klinke und eines Wandlers zum Fühlen der Dimensionen von benachbarten Oberflächen.
  • Die Verbesserungen der vorliegenden Erfindung betreffen einen treppensteigenden Rollstuhl, der in den U.S.-Patenten 4,564,080 und 4,671,369 beschriebenen Art.
  • In solchen Patenten weist ein Rollstuhl 10 ein Paar endloser, flexibler Laufketten 12 auf, von denen nur eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, und wobei die Laufketten in Kombination mit einem Paar von Rädern 14 und 16 benutzt werden. Die Räder sind mit einer nicht in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Motorstruktur gekoppelt, die die Räder gegenüber den Laufketten anhebt und absenkt, so daß die Laufketten abwechselnd abgesenkt und angehoben werden. Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Laufketten 12 in den abgesenkten Positionen und die Räder 14 und 16 in ihren angehobenen Positionen. Infolgedessen ist der Rollstuhl 10 in der Lage, sich aufwärts oder abwärts einer Rampe oder einer Reihe von Stufen, die eine Treppe bilden, zu bewegen. Für Einzelheiten hinsichtlich der Weise, in der die Räder angehoben und abgesenkt werden, sollte die Zusammenfassung des Patentes 4,564,080 ausreichend sein, und dieses Patent wird für solche Einzelheiten durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen.
  • Der Rollstuhl 10 umfaßt Pufferungsmittel, die jeweils an den Vorder- und Hinterteilen des Rollstuhls Arme 18 und 20 umfassen. Der Arm 18 ist einer Fluid-Kolben-Zylinderbaugruppe 22 zur Pufferung der Vorwärtsschräglage des Rollstuhles zugeordnet, wenn er beginnt, in einer Weise, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Treppe hinunterzusteigen. Der Arm 20 weist eine Fluid-Kolben- und Zylinderbaugruppe 24 auf, die den Arm 20 zur Pufferung einer nach unten weisenden Bewegung des hinteren Teiles des Rollstuhles betreibt, wenn er eine Treppe ersteigt und sich von der in Fig. 3 gezeigten geneigten Position in eine Horizontalposition bewegt. Einzelheiten der Betriebsweise der Pufferungswirkungen, die durch die Arme 18 und 20 und die Baugruppen 20 und 24 verursacht werden, sind in dem U.S. Patent Nr. 4,671,369 zu finden, und dieses Patent wird durch Bezugnahme zur Beschreibung derartiger Details in diese Schrift aufgenommen.
  • Der Arm 18 hat ein inneres Ende, das schwenkbar von einem Stift 30 an dem unteren Ende eines Schwenkarms 32 gehaltert ist, der an einem Teil 34, das ein Teil der Trägerstruktur des Rollstuhles bildet, montiert ist. Das gegenüberliegende Ende des Armes 32 ist über den Stift 36 schwenkbar mit einer Kolbenstange 38 der Fluid-Kolben- und Zylinderbaugruppe 22 gekuppelt, wobei die letztere schwenkbar über einen Stift 40 an einem Träger-Verankerugspunkt 42 auf der Trägerstruktur des Rollstuhles gekuppelt ist.
  • Der Arm 20 weist ein schwenkbar von einem Stift 43 an das untere Ende des Elementes 32 gekuppeltes Ende auf. Ein Ohr 44 kuppelt den Arm 20 mit der Fluid-Kolben- und Zylinderbaugruppe 24, deren Kolbenstange 46 schwenkbar von einem Stift 48 an einen Vorsprung gekuppelt ist, der ein Teil der Trägereinrichtung des Rollstuhles bildet.
  • Die Verbesserung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Klinke 50 für jeweils jeden der Arme 18 und 20. Jede Klinke 50 ist detaillierter in Fig. 4 dargestellt. Jede Klinke umfaßt ein erstes Element 52, das an einem oberen Rand 54 des entsprechenden Arms, wie beispielsweise Arm 18, befestigt ist. Ein zweites Element 56 ist über einem Stift 58 schwenkbar an einem Trägerelement 60 des Rollstuhles angebracht. Das Element 52 weist einen Vorsprung 59 auf, der mit einem Vorsprung 61 des Elementes 56 gekuppelt ist, so daß die Elemente 52 und 56 miteinander eingeklinkt werden können, wenn die Klinke 50 in einer eingeklinkten Lage ist. Das Trägerelement 60 weist eine Vertiefung 62 auf, in die das Element 56 hineinsteht. Eine Spitze 64 an dem Element 60 dient als ein Anschlag, um die hinsichtlich Fig. 4 in Gegenuhrzeigersinn erfolgende Bewegung des Armes 56 zu begrenzen. Die Enden der Vorsprünge 59 und 61 sind abgeschrägt, um das Einklinken der Elemente 52 und 56 zu erleichtern.
  • Der Anker 66 eines Solenoiden 68 ist schwenkbar über einen Stift 70 mit einem Armelement 56 in der Nähe seines Vorsprunges 61 gekuppelt. Eine Spiralfeder 72 umläuft den Anker 66 und spannt diesen in Außenrichtung des Gehäuses des Solenoiden 68 vor.
  • Der Solenoid ist wie in Fig. 4 gezeigt, geneigt, um das Armelement 56, wenn es gewünscht ist, im Uhrzeigersinn zu ziehen, um die Klinke 50 vom Arm 18 auszuklinken und es dem Arm zu ermöglichen, in seinen Betriebszustand nach unten bewegbar zu sein, um die Kippbewegung des Rollstuhles in Vorwärtsrichtung zu puffern.
  • Ein Grenzschalter 76 ist an einer Seite des Trägerelements 60 befestigt und sitzt in einer Position, um mit einem von einem Arm 18 getragenen Arm 78 in Eingriff zu treten. Der Arm 78 tritt in Eingriff mit einem Betätigungsorgan 77 des Schalters 76, wenn der Arm 18 sich in seine eingeklinkte Position bewegt, d.h., wenn die Vorsprünge 59 und 61 miteinander gekuppelt werden. Die Enden der Vorsprünge 59 und 61 sind abgeschrägt und passen zueinander, so daß der Vorsprung 61, sobald der Arm 18 aufwärts geschwenkt wird (Fig. 4) mit dem Vorsprung 59 in Eingriff tritt und sich im Uhrzeigersinn bewegt, bis der Vorsprung 59 sich vorbeibewegt hat und den Vorsprung 61 überdeckt. Eine Feder 72 hält den Arm 56 hinsichtlich Fig. 4 im Gegenuhrzeigersinn unter Spannung, um das Einklinken der Vorsprünge 59 und 61 zu erleichtern.
  • Wenn das Einklinken beendet ist, tritt der Arm 78 mit dem Betätigungsorgan 77 in Eingriff, um den Schalter 76 zu betätigen, der seinerseits ein Signal an eine Anzeigeneinrichtung sendet, das dem Bediener des Rollstuhles signalisiert, daß der Arm 18 oben und eingeklinkt ist. Das Einklinken erfolgt, wenn eine Rolle 19 am äußeren Ende des Arms 18 mit einer horizontalen Oberfläche, wie beispielsweise einer Treppenabsatz-Oberfläche 21 (Fig. 1), in Eingriff tritt. In ähnlicher Weise wird der Arm 20 mit seiner Klinke 50 eingeklinkt, wenn ein Rad 23 an dem äußeren Ende des Armes 20 (Fig. 1) mit einer horizontalen Oberfläche, wie beispielsweise der Oberfläche 21 über die sich der Rollstuhl bewegt, in Eingriff tritt.
  • Jedes Ende des Rollstuhles 10 weist einen Ultraschallumwandler und einen durch das Bezugszeichen 80 in Fig. 1 bezeichneter Empfänger auf. Jeder Umwandler 80 ist nach unten gerichtet, so daß ein durch den Pfeil 82 (Fig. 1) angedeutetes Schallsignal Leerräume, wie beispielsweise den Raum oberhalb einer Treppenstufe 84, fühlen kann. Das Ultraschallsignal wird von der Oberfläche der Treppenstufe 84 reflektiert und zu dem Umwandler 80 zurückgeworfen, der ein Signal erzeugt, das in die vom Element 60 getragenen Steuerelektronik 86 eingekoppelt wird, und die Steuerelektronik ist weiterhin mit dem Solenoid 68 für den speziellen Arm, beispielsweise Arm 18, gekoppelt, und ist auch mit dem entsprechenden Grenzschalter 76 gekoppelt. Infolgedessen kann die zu einem speziellen Arm zugehörige Steuerungselektronik derart arbeiten, um automatisch oder bei manueller Steuerung die Spule des entsprechenden Solenoiden 68 anzuregen, um den Anker des Solenoiden einwärts des Solenoidgehäuses zu ziehen, um daraufhin das Element 56 der Klinke 50 hinsichtlich Fig. 4 im Uhrzeigersinn zu drehen, um die Klinke zu entklinken und eine Schwenkbewegung des Armes 18 hinsichtlich Fig. 1 im Uhrzeigersinn nach unten zu ermöglichen.
  • Angenommen, der Rollstuhl bewegt sich in Richtung des Pfeiles (Fig. 1) einer Reihe von Treppenstufen entgegen, und angenommen, daß die Arme 18 und 20 eingeklinkt sind, so ist der Rollstuhl beim Betrieb in einen Zustand versetzt, in dem seine Räder 14 und 16 oben sind und die Laufketten 12 mit der Oberfläche 21 in Eingriff stehen. Wenn sich der Rollstuhl über den oberen Rand der Treppe bewegt, wird der vordere Umwandler 80 den durch den Raum oberhalb der entsprechenden ersten Treppenstufe 84 definierten Leerraum fühlen, und der Umwandler wird ein Signal zu der Steuerelektronik senden, das seinerseits den Solenoid 68 anregen und den Arm ausklinken wird, und es dem Arm ermöglicht, unter dem Einfluß einer entsprechenden Vorspannungsfeder 25 (Fig. 1) nach unten zu schwingen. Der Rollstuhl kann sich dann weiter nach vorne begeben und der Arm wird in einem Zustand sein, um die Schwenkbewegung des Rollstuhles zu puffern, wenn er sich in eine Stellung zum Heruntersteigen der Treppen bewegt.
  • Am unteren Ende der Treppe nimmt der Rollstuhl eine Horizontalposition ein und während er sich der horizontalen Position annähert, wird die Klinke 50 wieder für den Arm 18 eingeklinkt, und der Arm wird oberhalb der unteren Oberfläche der Laufketten 12 sein, so daß er die Vorwärtsbewegung des Rollstuhles nicht störend beeinflußt.
  • Bei dem Arm 20 tritt der gleiche Ausklink- und Einklinkablauf auf. Beispielsweise wird der hintere Ultraschallumwandler 80, wenn der Rollstuhl eine Treppe hinaufsteigt und wenn er sich der oberen Treppenabsatzoberfläche 21 nähert, die Oberfläche 21 fühlen und ein Signal zu der entsprechenden Steuerungselektronik 86 senden, die ihrerseits den entsprechenden Solenoid 68 betätigen wird, um die dem Arm 20 zugeordnete Klinke auszuklinken und es dem Arm 20 zu ermöglichen, durch die Feder 27 (Fig. 1) hinsichtlich Fig. 1 im Uhrzeigersinn nach unten zu schwenken. Der Arm kann dann, wie in Fig. 3 gezeigt, in einer Stellung sein, um die hinsichtlich Fig. 3 in Uhrzeigersinn erfolgende Bewegung des Rollstuhles zu puffern, wenn er sich von einer in Fig. 3 gezeigten geneigten Position in eine in Fig. 1 dargestellte Horizontalposition bewegt.

Claims (9)

1. Treppensteigender Rollstuhl (10), der in der Lage ist, sich entlang eines geneigten oder eines horizontalen Weges zu bewegen, mit: einem Träger (34, 60); mit dem Träger (34, 60) gekoppelte Mitte zur Pufferung der Bewegungen des Trägers wenn sich der Rollstuhl zwischen horizontalen und geneigten Positionen bewegt, wobei das Pufferungsmittel einen Arm (18, 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (18; 20) eine zurückgezogene Position und eine Betriebsposition aufweist; und daß er weiterhin eine betätigbare Einrichtung (50) auf dem Träger (34, 60) umfaßt, die den Arm (18; 20) in seiner zurückgezogenen Position lösbar einklinkt; und ein mit der Einklinkeinrichtung gekoppeltes Steuermittel (68, 80) zum Betätigen der Einklinkeinrichtung (50) umfaßt, wobei der Arm (18; 20) sich in seine Betriebsposition bewegen kann.
2. Rollstuhl nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel einen Solenoid (68) umfaßt.
3. Rollstuhl nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel einen Solenoid (68) mit einem Anker (66) umfaßt, wobei die Einklinkeinrichtung (50) ein Paar Klinkelemente (52, 56) umfaßt, wobei eines der Klinkelemente (56) schwenkbar vom Träger (60) gehalten wird und mit dem Solenoid (68) gekoppelt ist, und das andere Klinkmittel (52) mit dem Arm (18; 20) gekoppelt ist, wobei die Elemente derart ausgelegt sind, daß sie miteinander gekoppelt sind, wenn der Arm eingeklinkt ist.
4. Rollstuhl nach Anspruch 3, wobei das erste Element (56) schwenkbar an seinem einen Ende an dem Träger (60) befestigt ist und benachbart zu seinem entgegengesetzten Ende schwenkbar mit dem Anker (66) des Solenoids (68) gekoppelt ist.
5. Rollstuhl nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Steuermittel einen Sensor (80) zum Fühlen einer Dimension einer Oberfläche entlang des Bewegungsweges des Rollstuhles (10) aufweist.
6. Rollstuhl nach Anspruch 5, wobei der Sensor einen Ultraschallumwandler (80) aufweist.
7. Rollstuhl nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Sensor in der Nähe des äußeren Endes des Armes (18; 20) mit dem Träger (60) gekoppelt ist.
8. Rollstuhl nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Klinkeinrichtung (50) ein Paar gegeneinander verschiebbare Elemente (52, 56) mit jeweiligen Vorsprüngen (59, 61) an ihren äußeren Enden aufweist, wobei die Vorsprünge abgeschrägt sind, um zu ermöglichen, daß ein Element (52) von dem anderen Element (56) wegschwenkt, wenn die beiden Elemente miteinander in Eingriff treten und wenn der Arm (18; 20) sich zu seiner zurückgezogenen Position bewegt, wobei die zwei Elemente (52, 56) miteinander gekoppelt werden können.
9. Rollstuhl nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 und mit einem Vorderende und einem Rückende, dadurch gekennzeichnet, daß das Puffermittel einen Arm (18, 20) für jeweils jedes Ende des Rollstuhles (10) aufweist, wobei jeder Arm (18, 20) eine zurückgezogene Position und eine Betriebsposition aufweist; und daß er eine Betätigungseinrichtung (50) und Steuerungsmittel (68, 80) für jeden Arm (18, 20) umfaßt.
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