DE69833753T2

DE69833753T2 - Rollstuhl mit Hilfsantrieb

Info

Publication number: DE69833753T2
Application number: DE69833753T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Iwata-Shi Ogata; Kenji Iwata-shi TOKURA
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: EP0925771A4; EP0925771A1; DE69833753D1; EP0925771B1; US6230831B1; JPH10314232A; WO1998052508A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollstuhl mit Hilfsantrieb, der umfasst:
einen Elektromotor zum Erzeugen einer Hilfskraft,
eine Einrichtung zum Erfassen menschlicher Kraft, die eine auf ein rechtes und linkes Rad des Rollstuhls ausgeübte menschliche Kraft erfasst, und
eine Steuereinrichtung, die den Elektromotor entsprechend der durch die Einrichtung zum Erfassen menschlicher Kraft erfassten menschlichen Kraft steuert, wobei die Hilfskraft der durch die Einrichtung zum Erfassen menschlicher Kraft erfassten menschlichen Kraft entspricht, die auf jedes Rad ausgeübt wird, um das Rad zum Drehen anzutreiben,
wobei die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie den Elektromotor so steuert, dass er die Hilfskraft erzeugt, wenn die menschliche Kraft durch die Einrichtung zum Erfassen menschlicher Kraft erfasst wird, und die Hilfskraft im Verlauf der Zeit verringert.
Rollstühle mit Hilfsantrieb sind gewöhnlich zwischen dem handbetätigten Rollstuhl und dem motorbetriebenen Rollstuhl angesiedelt. Die menschliche Kraft, die intermittierend auf die gepaarten rechten und linken Räder ausgeübt wird, wird erfasst, und der erfassten menschlichen Kraft entsprechende Hilfskraft wird jeweils dem rechten und linken Rad zugeführt, um den Kraftaufwand des Fahrers zu verringern.
Hier wird bei dieser Art von Rollstuhl mit Hilfsantrieb die Hilfskraft jedes Mal, wenn die menschliche, auf jedes Rad ausgeübte Kraft erfasst wird, intermittierend zur Verfügung gestellt. Nachdem die Ausübung der menschlichen Kraft aufgehoben ist, wird im Verlauf der Zeit eine Verringerung der Hilfskraft bewirkt, um dem Rollstuhlfahrer einen Eindruck des Ausrollens zu bieten (Bezug auf JP(A) Hei-8-168506).
Der herkömmliche Rollstuhl mit Hilfsantrieb jedoch hatte bislang Probleme: die Verringerungsrate der Hilfskraft über die Zeit ist unabhängig von der Größe der menschliche Kraft und der Fahrgeschwindigkeit oder der Fahrrichtung (vorwärts oder rückwärts) immer gleich bleibend eingestellt. Demzufolge dauert die Fahrt auf einer Straßenoberfläche mit geringem Rollwiderstand länger als erwartet an, wenn zum Beispiel das Ausmaß des Ausrollens zu groß ist, und der Wenderadius kann für die geringfügigen Bewegungen im Hause nicht verkleinert werden. Wenn im Gegensatz das Ausmaß des Ausrollens nicht ausreichend ist, ist die Fahrt auf der Straße mit großem Rollwiderstand oder auf einer starken Steigung nicht einfach.
Es gibt auch Fälle, die dazu führen, dass der Rollstuhl weiter als erwartet ausrollt, wenn der Rollstuhl eine Stufe oder dergleichen überwindet.
Überdies ruft das Ausrollen des Rollstuhls in Rückwärtsrichtung beim Fahrer unnötiger Weise ein Gefühl von Angst hervor. Wenn andererseits das Ausmaß des Ausrollens nicht ausreichend ist, selbst wenn menschliche Kraft in Rückwärtsrichtung oder um der Raddrehung an einem starken Gefälle zum Beispiel mit der Absicht, Bremskräfte zu erzeugen, entgegen zu wirken, auf die Räder ausgeübt wird, können keine stabilisierten Bremskräfte erzeugt werden.
Ein weiterer Rollstuhl mit Hilfsantrieb der oben erwähnten Art ist bekannt aus US 5.234.060 A . Darin kann der offen gelegte Rollstuhl mit Hilfsantrieb, der zwei Elektromotoren zum Erzeugen einer Hilfskraft und eine Einrichtung zum Erfassen menschlicher Kraft in Form eines Drehmoment-Sensors aufweist, auch eine Rückkopplungs-Verstärkung selektieren, die weniger Antrieb erzeugt, als zum Aufrechterhalten der bestehenden Geschwindigkeit nötig ist. Demzufolge können der Motorantrieb und die Geschwindigkeit zur Simulation eines Ausrolleffektes langsam zurückgehen.
Wie weiter beschrieben, wird jedoch die Motorgeschwindigkeits-Rückkopplung durch den 15 M Ohm-Widerstand am Eingang zum Verstärkereingang eingestellt, dadurch wird eine Verringerungsrate festgelegt, die notwendigerweise mit Bezug auf alle Fahrbedingungen des Rollstuhls mit Hilfsantrieb festgelegt wird.
Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, einen Rollstuhl mit Hilfsantrieb der bekannten Art zu verbessern, damit er entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen und Bedienungen des Fahrers bei wechselnden Gegebenheiten mühelose betrieben werden kann. Dies wurde durch den Rollstuhl mit Hilfsantrieb des Anspruchs 1 erreicht.
Für einen Rollstuhl mit Hilfsantrieb der obigen Art wird dieses Ziel auf eine erfinderische Art erreicht, bei der die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Verringerungsrate der Hilfskraft entsprechend den Fahrbedingungen des Rollstuhls ändert.
Folglich ist das Ziel dieser Erfindung, einen Rollstuhl mit Hilfsantrieb zur Verfügung zu stellen, der geeignet ist, Fahrten mit kleinem Radius im Hause, komfortable Fahrten im Freien, mühelose Bergauf-Fahrten, stabilisierte Bergab-Fahrten durchzuführen und das Gefühl von Angst während einer Rückwärtsfahrt zu beseitigen.
Bevorzugte Ausführungsformen eines solchen Rollstuhls mit Hilfsantrieb sind Gegenstand der Unteransprüche.
Folglich wird ein erforderliches Ausmaß des Ausrollens entsprechend der Fahrbedingung des Rollstuhls sichergestellt. Besonders weil die Verringerungsrate der Hilfskraft vergrößert wird, wenn die menschliche Kraft kleiner ist, wird das Ausmaß des Ausrollens des Rollstuhls für die geringfügigen Bewegungen im Hause, zum Beispiel sind geringfügige Bewegungen im Hause mit einem kleinen Wenderadius möglich, gering gehalten, und die Bequemlichkeit für den Fahrer wird verbessert. Ebenso wird, da die Verringerungsrate der Hilfskraft verkleinert wird, wenn die menschliche Kraft größer ist, ein ausreichendes Ausmaß des Ausrollens für das Fahren im Freien sichergestellt, so dass eine komfortable Fahrt auf einer ebenen Straße ermöglicht wird und zugleich eine steile Bergauf-Fahrt erleichtert wird, um den Kraftaufwand des Fahrers zu verringern.
Wie erläutert, wird ein notwendiges Ausmaß des Ausrollens entsprechen der Fahrbedingung des Rollstuhls sichergestellt. Besonders da die Verringerungsrate der Hilfskraft so eingestellt ist, dass sie größer ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner ist, und kleiner ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer ist, wird das Ausmaß des Ausrollens des Rollstuhls zum Beispiel für die geringfügigen Bewegungen im Hause gering gehalten, geringfügige Bewegungen im Hause mit einem kleinen Wenderadius sind möglich, und die Bequemlichkeit für den Fahrer wird verbessert. Zugleich wird ein komfortables Fahren im Freien mit ausreichendem Ausmaß des Abrollens sichergestellt. Außerdem steigt im Falle, wenn der Rollstuhl eine Stufe oder dergleichen überwindet, da die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist, die Verringerungsrate. Demzufolge wird der Rollstuhl daran gehindert, weiter auszurollen, als nach der Überwindung erwartet wird, und dem Fahrer wird ein Eindruck von Stabilität geboten.
Außerdem rollt der Rollstuhl, da nach einer Ausführungsform die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Rückwärtsfahrt so eingestellt ist, dass sie der in der Vorwärtsrichtung während der Vorwärtsfahrt entspricht oder größer als diese ist, nicht übermäßig aus, und beim Fahrer wird keine unnötiges Gefühl von Angst hervorgerufen.
Ansonsten ist, da nach einer weiteren Ausführungsform die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Vorwärtsfahrt kleiner ist als die der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Rückwärtsfahrt, eine stabilisierte Bergab-Fahrt möglich, wenn der Rollstuhl ein starkes Gefälle hinunterfährt, weil eine ausreichende Bremskraft in der Rückwärtsrichtung verbleibt, wenn eine Bremskraft durch Ausübung menschlicher Kraft in der Rückwärtsrichtung erzeugt wird, um der Raddrehung entgegen zu wirken.
Als Folge ist ein ausreichendes Ausmaß des Ausrollens entsprechend der Fahrbedingung des Rollstuhls sichergestellt. Besonders kann, da die Verringerungsrate so eingestellt ist, dass sie größer ist, wenn wenigstens entweder die Geschwindigkeitsabweichung oder/und der zeitintegrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung größer sind, und kleiner ist, wenn der Wert kleiner ist, eine beträchtliche Steigerung bei der Rollstuhl-Geschwindigkeit nach der Aufhebung der Ausübung menschlichen Krafteinsatzes, unabhängig von der Größe der menschlichen Kraft und der Fahrgeschwindigkeit, verhindert werden. Weiterhin wird eine unerwartete Steigerung bei der Rollstuhl-Geschwindigkeit im Zeitpunkt des Startens verhindert, wenn eine große Betriebskraft sogar auf einer Straßenoberfläche von geringem Rollwiderstand benötigt wird. Außerdem ist ein ausreichendes Maß des Ausrollens sogar beim Fahren auf einer steilen Steigung sichergestellt, wo die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist. Dies ist mit der Begrenzung des Ausmaßes des Ausrollens auf einer ebenen Straße mit geringem Rollwiderstand aufweist vereinbar.
Im Folgenden wird die Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsformen hiervon mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen in größerer Ausführlichkeit beschrieben werden:
1 ist eine Seitenansicht des Rollstuhls mit Hilfsantrieb als eine erste Ausführungsform der Erfindung,
2 ist eine Draufsicht desselben Rollstuhls mit Hilfsantrieb,
3 ist eine Rückansicht desselben Rollstuhls mit Hilfsantrieb,
4 ist eine axiale Ansicht des Rades desselben Rollstuhls mit Hilfsantrieb in dem Zustand, wo eine Abdeckung auf dem Radnaben-Teilstück entfernt ist,
5 ist ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie A-A in 4,
6 ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B in 4,
7 ist eine Innenseitenansicht des rechten Rades desselben Rollstuhls mit Hilfsantrieb nach der ersten Ausführungsform der Erfindung,
8 ist eine Innenseitenansicht des linken Rades desselben Rollstuhls mit Hilfsantrieb,
9 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Steuerung desselben Rollstuhls mit Hilfsantrieb zeigt,
10 ist ein Schaubild, das die Veränderung in der menschlichen Kraft und der Hilfskraft im Verlauf der Zeit zeigt,
11 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Verringerungsrate der Hilfskraft und der menschlichen Kraft zeigt,
12 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuerung eines Rollstuhls mit Hilfsantrieb nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
13 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Verringerungsrate der Hilfskraft, der Fahrgeschwindigkeit und der Fahrrichtung zeigt,
14 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuerung eines Rollstuhls mit Hilfsantrieb nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
15 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Verringerungsrate der Hilfskraft und dem integrierten Wert der Geschwindigkeitsabweichung zeigt,
16 ist ein Schaubild, das Veränderungen in der menschlichen Kraft und Hilfskraft, Fahrgeschwindigkeit, integriertem Wert der Geschwindigkeitsabweichung und Verringerungsrate der Hilfskraft im Verlauf mit der Zeit zeigt.
Erste Ausführungsform
Ein Rollstuhl mit Hilfsantrieb 1 dieser Ausführungsform hat zwei Räder 2, ein rechtes und ein linkes, die zum Drehen mit der menschlichen Kraft, die auf jedes Rad 2 ausgeübt wird, und der zu jedem Rad 2 zugeführten, der menschlichen Kraft entsprechenden Hilfskraft angetrieben werden. Der Rollstuhl wird durch Anbringen der als Antriebsräder dienenden und zur rechten und linken Seite frei entfernbaren Räder 2 eines vorhandenen handbetätigten Rollstuhls von einer zusammenklappbaren Bauart zusammengebaut. Die aus Rohren hergestellten vorderen und rückwärtigen Teilstücke eines Fahrzeugaufbau-Rahmens 3 werden, damit sie sich frei bewegen können, mit gepaarten rechten und linken Laufrollen 4 und Rädern 2 unterbaut.
Ein aus Stoff gefertigter Sitz 5, auf den sich der Fahrer setzt, ist in der Mitte des Fahrzeugaufbau-Rahmens 3 angeordnet. Hier weist der Fahrzeugaufbau-Rahmen 3, wie in 3 gezeigt, gepaarte vordere und rückwärtige Querträger 3a in einer X-Form auf, die an ihrem Schnittpunkt mit einer Welle 6 gelenkig so verbunden sind, dass der Fahrzeugaufbau um die Welle 6 herum zusammengeklappt werden kann.
Gepaarte rechte und linke rückseitige Rohre 3b sind senkrecht im hinteren Teil des Fahrzeugaufbau-Rahmens 3 angeordnet, ihre oberen Enden sind nach hinten gebogen, und die gebogenen Abschnitte sind mit Handgriffen 7 für eine Pflegeperson versehen. Stützstangen 8, die das Fallen verhindern, sind an Stellen innerhalb der Räder 2 angebracht und erstrecken sich schräg nach hinten unten (nach rechts in 1) des Fahrzeugaufbaus.
Gepaarte rechte und linke Schenkelrohre 3c, die sich waagerecht von der mittleren Höhe der rückseitigen Rohre 3b des Fahrzeugaufbau-Rahmens 3 auf die Vorderseite des Fahrzeugaufbaus zu erstrecken, sind gewöhnlich in ihren vorderen Teilen rechtwinklig gebogen, und erstrecken sich senkrecht nach unten, wobei ihre unteren Enden für eine freie Drehung auf Laufrollen 4 gelagert sind. Die unterhalb der Schenkelrohre 3c angeordneten vorderen Teilstücke von gepaarten rechten und linken Sitzrohren 3d erstrecken sich schräg nach vorne unten des Fahrzeugaufbaus, wobei ihre verlängerten Enden (vorderen Enden) gepaarte rechte und linke Fußstützen 9 aufweisen.
Wie in 6 gezeigt, ist eine Radnabe 2a eines jeden der gepaarten rechten und linken Räder zum Drehen auf einem Kugellager 12 auf einer Achse 11 gelagert, die wiederum auf einer Achse gelagert ist, die sich an die an den Fahrzeugaufbau-Rahmen 3 angeschweißte Nabe 10 anschließt. Die Außenseite eines jeden Rades 2 ist mit einem ringförmigen Greifreifen 13 ausgestattet, der vom Fahrer zu drehen ist. Der Greifreifen 13 ist an einer Scheibe 14 mit drei Speichen 15 unter Gebrauch von Bolzen 16 befestigt, wobei die Scheibe 14 für freie Drehung auf einer in die Radnabe 2a des Rades 2 fest eingebauten Nabe gelagert ist. Folglich kann sich der Greifreifen 13 unabhängig vom Rad 2 drehen. In dieser Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, ist ein aus einem elastischen Material hergestellter Dichtungsring 17 zwischen die Radnabe 2a des Rades 2 und die Scheibe 14 eingefügt. Die Scheibe 14 ist mit einer mit der Scheibe 14 verbundenen Abdeckung 18 abgedeckt. Der zum Abdichten bestimmte Dichtungsring 17 dient auch zur Dämpfung der Reibung, um die Vibration in der Umfangsrichtung einzuschränken, die mit der Trägheit der Scheibe 14 verbunden ist, elastisch gelagert.
Der Greifreifen 13 ist an seinen drei Umfangsstellen für Zweirichtungs-Drehung relativ zum Rad 2 mittels einer Konstruktion, die in 4 und 5 gezeigt ist.
Das heißt, die Scheibe 14 weist, wie in 4 gezeigt, rechtwinklige Löcher 14a auf, die an drei Stellen entlang ihres gesamten Umfangs angeordnet sind. Wie in 5 gezeigt, sind eine Feder 19 mit großem Durchmesser und eine Feder 20 mit kleinem Durchmesser in einem zusammengepressten Zustand in einer Aussparung 2a-1 von halbkreisförmigem Querschnitt eingebaut, die an drei Stellen auf der Stirnoberfläche der Radnabe 2a des Rades 2 und dem rechtwinkligen Loch 14a ausgebildet ist. Wie in 4 und 6 gezeigt, werden die Enden der Federn 19 und 20 von einer Halterung 24 gehalten, gesichert mit zwei Bolzen 23 an der Radnabe 2a des Rades 2. Wenn keine menschliche Kraft auf den Greifreifen 13 ausgeübt wird, nämlich im Ruhezustand, während die Feder 20 mit kleinem Durchmesser mit einer bestimmten vorläufigen Kraft zwischen den Federaufnehmern 21 und 22 zusammengepresst wird, sind beide Enden der Feder 19 mit großem Durchmesser leicht getrennt von den Federaufnehmern 21 und 22, ohne irgendeine Kraft auf die Federaufnehmer 21 und 22 auszuüben. Hier ist die Federkonstante der Feder 19 mit großem Durchmesser so festgelegt, dass sie größer ist als die der Feder 20 mit kleinem Durchmesser.
Wie in 4 und 6 gezeigt, ist ein Potentiometer 27 zum Erfassen der Größe und Richtung der auf den Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft aus dem Umfang und der Richtung der relativen Drehung zwischen dem Rad 2 (Radnabe 2a) und dem Greifreifen 13 (Scheibe 14) an der Außenstirnfläche der Radnabe 2a unter Verwendung von Bolzen 25, die durch in der Radnabe 2a ausgeformte Schlitzlöcher 27a geführt werden, angebracht und in seiner Position einstellbar (Bezug auf 4). Ein Ende eines Hebels 28 ist am Ende der Antriebswelle des Potentiometers 27 befestigt, während das andere Ende des Hebels 28 durch ein Schlitzloch mit einem Stift 29, der aus der Scheibe 14 ragt, einrastet.
Wie in 6 bis 8 gezeigt, ist eine scheibenförmige Sicherungsplatte 30 an einer Achse 11 an einer Stelle innerhalb der Radnabe 2a eines jeden der rechten und linken gepaarten Räder 2 unter Berücksichtigung der Vorgabe über die Fahrzeugbreite befestigt. Ein Steuergerät 31, das eine Steuereinrichtung bildet, und ein Elektromotor 32 als eine Antriebsquelle sind auf der Sicherungsplatte 30 angebracht.
Innerhalb eines jeden Rades 2 ist ein Raum ausgeformt, der von der Sicherungsplatte 30 umschlossen ist, und der Raum wird durch eine ringförmige Trennwand 33 in Kammern S1 und S2 geteilt. Das Steuergerät 31 ist in der Kammer S1 angeordnet. In diesem Fall führt ein Drehtransformator 34 Signalübertragung zwischen dem Steuergerät 31 und dem Potentiometer 27 durch.
Die Hilfskraft, die mit jedem Elektromotor 32 erzeugt wird, wird zu jedem Rad 2 durch eine Kraftübertragungs-Einrichtung übertragen, die aus Bauteilen besteht, zu denen eine Riemenübertragungs-Vorrichtung G1 und Zahnräder G2 und G3 gehören.
Die aus den oben beschriebenen Federn 19 und 20 und dem Potentiometer 27 aufgebaute Erfassungseinrichtung für den Kräfteeinsatz,
die aus dem Drehtransformator 34 aufgebaute Signalübertragungseinrichtung,
die aus dem Steuergerät 31 aufgebaute Steuereinrichtung und
die aus den Bauteilen, zu denen der Elektromotor 32, Riemenübertragungs-Vorrichtung G1 und die Zahnräder G2 und G3 gehören, aufgebaute Kraftübertragungseinrichtung konfigurieren ein Hilfskraftaggregat. Das Hilfskraftaggregat ist in radialen und axialen Richtungen kompakt um die Achse 11 der Radnabe 2a eines jeden Rades 2 herum angeordnet. Die gepaarten rechten und linken Räder 2, von denen jedes das innerhalb der Radnabe 2a angeordnete Hilfskraftaggregat aufweist, sind wie vorher beschrieben am Fahrzeugaufbau entfernbar befestigt.
Der Rollstuhl mit Hilfsantrieb 1 dieser Ausführungsform weist einen innerhalb der Radnabe 2a des rechten Rades 2 angeordneten Hauptschalter (nicht gezeigt) auf. Der Hauptschalter wird durch den Drehvorgang eines Hebels 35, gezeigt in 7, ein- und ausgeschaltet. Das heißt, der Hebel 35 ist so an der Achse 11 befestigt, dass er sich frei drehen kann. Das Unterteil des Hebels 35 ist als Teilzahnrad 35a ausgebildet, das mit einem Zahnbogen 36 zum Ein- und Ausschalten des Hauptschalters in Eingriff kommt. Eine LED (Leuchtdiode, nicht gezeigt), die den Ein- oder Aus-Zustand des Hauptschalters anzeigt, ist in das vordere Ende des Hebels 35 eingelassen. Ein Zuleitungsdraht 37, der sich von der LED erstreckt, ist elektrisch an eine Batterie 38 angeschlossen, die später beschrieben werden wird.
Wie in 1 und 7 gezeigt, weist der Rollstuhl mit Hilfsantrieb 1 dieser Ausführungsform eine auf der Seite des rechten Rades 2 frei entfernbar angeordnete Batterie 38 auf. Das heißt, wie in 6 gezeigt, ist ein Bügel 39 mit einem Bolzen 40 an der Sicherungsplatte 30 des rechten Rades 2 befestigt. Eine Batteriehalterung 41 ist mit einer Schraube 42 am oberen Teil der Klammer 39 befestigt. Die Batterie 38 ist frei entfernbar in der Batteriehalterung 41 eingebaut.
Wenn der Hauptschalter durch Drehvorgang des Hebels 35, unter der Bedingung, dass die Batterie 38 in der Batteriehalterung 41 eingebaut ist, eingeschaltet wird, wird den an den rechten und linken Rädern 2 angeordneten Hilfskraftaggregaten Energie der Batterie 38 durch Kabelbündel 52 und 43 zugeführt, um die Hilfskraftaggregate anzutreiben.
Wie in 7 gezeigt, sind die Kabelbündel 43 und 52 elektrisch durch Verbindungsstücke 44a und 44b untereinander verbunden. Ein Ende des Kabelbündels 43 ist elektrisch an das Hilfskraftaggregat des rechten Rades 2 angeschlossen, und das andere Ende desselben Kabelbündels 43 ist elektrisch an das Hilfskraftaggregat des linken Rades 2, wie in 8 gezeigt, angeschlossen. Wie ebenfalls in 8 gezeigt, ist auf der Sicherungsplatte 30 des linken Rades 2 ein Verbindungsstück 45 befestigt. Das Kabelbündel 43 wird elektrisch an das Hilfskraftaggregat des linken Rades 2 durch Verbindung des am Ende des Kabelbündels 43 befestigten Verbindungsstückes 46 mit dem Verbindungsstück 45 durch einen schnellen, mühelosen Vorgang angeschlossen.
Bei dieser Ausführungsform wird der Nullpunkt des Potentiometers 27 durch Lösen des Bolzens 25, in 4 gezeigt, und Verändern der Lage des Potentiometers 27, justiert. In dem an der Sicherungsplatte 30 befestigten Steuergerät 31 ist eine LED 47 (Siehe 4 und 6) angeordnet, die aufleuchtet, wenn die Nullpunkt-Justierung des Potentiometers 27 abgeschlossen ist. Wie in 4 gezeigt, ist ein kreisrundes, der LED 47 gegenüber liegendes Ausrichtfenster 33a in der Trennwand 33, die sich gegenüber der LED 47 im Rad 2 befindet, ausgeformt. Ein kreisrundes, transparentes Bauteil 48 ist in das Ausrichtfenster 33a eingesetzt. In diesem Fall kann, obwohl bei dieser Ausführungsform das transparente Bauteil 48 verwendet wird, die gesamte Trennwand 33 transparent gefertigt werden, oder der Abschnitt der Trennwand 33, der sich gegenüber der LED 47 befindet, kann dünn und halb-transparent gefertigt werden, um die LED 47 deutlich zu erkennen.
Wie ebenso in 4 und 6 gezeigt ist, sind die LED 47, das Ausrichtfenster 33a und das transparente Bauteil 48 so angeordnet, dass Öffnungen 2a-2, die an vier Stellen entlang des gesamten Umfangs der Stirnoberfläche der Radnabe 2a ausgeformt sind, und Öffnungen 14b in Kreissektorform, die an drei Stellen entlang des gesamten Umfangs der Scheibe 14 ausgeformt sind, miteinander in der Richtung der Achse 11 ausgerichtet sind. Folglich kann im Zeitpunkt der Justierung des Nullpunktes des Potentiometers 27 die Beleuchtung der LED 47 (oder der nulljustierte Zustand des Potentiometers 27) von der Außenseite eines jeden Rades 2 deutlich erkannt werden, wenn die Abdeckung 18 (Siehe 6) entfernt wird.
Als Nächstes wird die Funktion des Rollstuhls mit Hilfsantrieb 1 unter Bezugnahme auf 9 bis 12 beschrieben werden.
Wenn der Fahrer menschliche Kraft auf die gepaarten rechten und linken Greifreifen 13 ausübt, um zum Beispiel in die Vorwärtsrichtung zu wenden, bleiben die Greifreifen in Ruhestellung, bis die Größe der auf jeden Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft die vorläufige Druckkraft der drei Federn 20 mit kleinem Durchmesser überwindet, und es findet keine relative Drehung zwischen dem Greifreifen 13 und dem Rad 2 statt. In diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsleistung des Potentiometers 27 Null.
Wenn danach die menschliche Kraft größer wird, wird nur die Feder 20 mit kleinem Durchmesser zuerst mit der Scheibe 14 zusammengepresst, und der Greifreifen 13 führt eine relative Drehung in einem dem zusammengepressten Ausmaß der Feder 20 entsprechenden Winkel aus. Das Ausmaß der relativen Drehung des Greifreifens 13 wird mit einem Hebel 28 vergrößert zum Potentiometer 27 übermittelt. Das Potentiometer 27 gibt ein Signal aus, das der auf den Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft entspricht. Das Signal wird an das Steuerteil jedes Steuergerätes 31 durch den Drehtransformator 34 übermittelt. In diesem Fall ist, da die Federkonstante der Feder 20 mit kleinem Durchmesser klein ist, das zusammengepresste Ausmaß der Feder 20 (oder das Ausmaß der Drehung des Greifreifens 13) im Verhältnis zur Vergrößerung im Ausmaß der menschlichen Kraft groß. Folglich wird die Empfindlichkeit des Potentiometers 27 hoch gehalten. Demzufolge ist für den Fahrer eine sehr feinfühlige Bedienung möglich.
Wenn die Größe der auf den Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft einen vorgegebenen Wert erreicht, beginnt auch die Feder 19 mit großem Durchmesser gemeinsam mit der Feder 20 mit kleinem Durchmesser zusammengepresst zu werden, der Greifreifen 13 dreht sich relativ zum Rad 2 in einem dem zusammen gepressten Ausmaß der Federn 19 und 20 entsprechenden Winkel, und das Potentiometer 27 gibt ein Signal aus, das der auf den Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft entspricht.
Danach kommen, wenn die Größe der auf den Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft über den vorgegebenen Wert hinaus anwächst, beide der Federaufnehmer 21 und 22 miteinander in Kontakt, so dass die menschliche Kraft direkt auf das Rad 2 übertragen wird. In diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsleistung des Potentiometers 27 konstant.
Die intermittierend auf den Greifreifen 13 ausgeübte menschliche Kraft wird, wie oben beschrieben, mit dem Potentiometer 27 erfasst und das Erfassungssignal wird durch den Drehtransformator 34 an das Steuerteil des Steuergerätes 31 eingegeben.
Das Steuerteil des Steuergerätes 31 ermittelt die Größe der auf den Greifreifen 13 ausgeübten menschlichen Kraft entsprechend dem vom Potentiometer 27 ausgegebenen Eingabesignal, liefert einen der Größe der menschlichen Kraft entsprechenden elektrischen Strom an den Elektromotor 32, um den Elektromotor 32 zur Drehung anzutreiben und so eine benötigte Hilfskraft zu erzeugen. Hier in dieser Ausführungsform kommt für die Steuerung der Hilfskraft eine Stromsteuerungs-Ausführung (Drehmomentsteuerungs-Ausführung) zum Einsatz. Eine Ausführung der Steuerung kommt zum Einsatz, in welcher die von dem Elektromotor 32 erzeugte Hilfskraft zusammen mit der konstanten Spannungscharakteristik geregelt wird, indem die relative Einschaltdauer innerhalb des Stromregelkreises beschränkt wird.
Hier wird der am linken Rad 2 vorgesehene Steuerungsvorgang des Steuergerätes 31 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden. Da der Steuerungsvorgang für das rechte Steuergerät 31 gleich der des linken Steuergerätes 31 ist, wird die Erklärung des rechten Steuergerätes 31 weggelassen werden.
Wenn die auf den Greifreifen 13 des rechten Rades 2 ausgeübte menschliche Kraft FL mit dem Potentiometer 27 erfasst wird, wird das Erfassungssignal in einen operativen Bereich mit unempfindlicher Zone 101 des Steuergerätes 31 eingegeben. Wenn die erfasste menschliche Kraft FL einen als der unempfindliche Bereich eingestellten Grenzwert überschreitet, wird ein Verstärkungsquotient KL mit einer Verstärkungsquotient-Einstelleinrichtung 102 eingestellt. Bei einer Einstelleinrichtung für das Bauelement zum Drehen 103 wird ein Drehungs-Drehmoment iL als eine Komponente, die eine drehende Bewegung bewirkt, durch das Produkt (FL·KL) aus der menschlichen Kraft FL und dem Verstärkungsquotienten KL bestimmt.
Bei einer Einstelleinrichtung für den Schwerpunkt 104 wird ein Schwerpunkt-Drehmoment iG als eine Komponente, die eine geradlinige Bewegung bewirkt, durch ein Verringerungsraten-Kennfeld bestimmt, das in der Einstelleinrichtung für den Schwerpunkt 104 eingestellt und eine Summe aus Produkten (FL·KL + FR·KR) ist, wobei FL und FR linkshändige und rechtshändige menschliche Kraft und KL und KR jeweils der menschlichen Kraft entsprechende Verstärkungsquotienten sind. Im Übrigen kann das Verringerungsraten-Kennfeld von einer einzigen Art oder von vielfachen Arten sein, um wahlweise mit einem Einstellschalter 110 gewählt zu werden.
Durch Berechnen der Summe des Drehungs-Drehmoments iL und des Schwerpunkt-Drehmoments iG wird ein Ziel-Drehmoment iR festgelegt. In einem Strombegrenzer 105 wird ein Zielstrom iREF festgelegt, der für den Elektromotor 32 zum Erzeugen des Zieldrehmoments iR erforderlich ist. Durch einen PID-Regelkreis 106 wird aus der Differenz (|iREF – iFB|) zwischen dem Zielstrom iREF und dem tatsächlich fließenden, mit einem Stromerfassungs-Sensor 109 ermittelten Strom iFB ein Berichtigungswert ermittelt. Dann wird die Spannung mit einem Betriebszeitbegrenzer 107 überprüft, und ein spezifiziertes Steuersignal (relative Einschaltdauer) wird ausgegeben. Das Steuersignal (relative Einschaltdauer) wird mit einem bipolaren Leistungsverstärker 108 in einen tatsächlichen Strom umgewandelt. Ein spezifizierter Strom wird dem Elektromotor 32 zugeführt, und gleichzeitig mit der Erfassung der menschliche Kraft wird, wie in 10 gezeigt, im Elektromotor 32 eine der menschlichen Kraft entsprechende gewünschte Hilfskraft erzeugt. In diesem Fall verringert sich, wie in 10 gezeigt, die Hilfskraft mit einer spezifizierten Verringerungsrate, nachdem die Ausübung der menschlichen Kraft aufgehoben wird.
Wenn die gewünschte Hilfskraft erzeugt wird, während der Elektromotor 32 wie oben beschrieben angetrieben wird, wird die Drehung durch die Kraftübertragungs-Einrichtung, wozu die Riemenübertragungs-Vorrichtung G1 und die Zahnräder G2 und G3 gehören, auf die rechten und linken Räder 2 übertragen. Dann werden die rechten und linken Räder 2 mit den Antriebskräften von der Größe, die der Summe der menschlichen Kraft und der Hilfskraft gleichkommt, angetrieben. Demzufolge wird der Rollstuhl 1 vorwärts angetrieben und der Fahrer kann den Rollstuhl 1 mühelos mit einem kleinen Teil, zum Beispiel ungefähr der Hälfte, der gesamten Antriebskräfte, betreiben.
Hier in dieser oben beschriebenen Ausführungsform wird der Elektromotor 32 so geregelt, dass die Hilfskraft auf die Erfassung der menschlichen Kraft hin mit dem Potentiometer 27 erzeugt wird und dass sich die Hilfskraft mit einer Veränderung der Verringerungsrate entsprechend der Größe der menschlichen Kraft im Verlauf der Zeit verringert. Wie besonders in 11 gezeigt, ist die Verringerungsrate des Schwerpunkt-Drehmoments der Hilfskraft so eingestellt, das sie größer ist, wenn die menschliche Kraft (FL·KL + FR·KR) kleiner ist, und kleiner, wenn die menschliche Kraft (FL·KL + FR KR) größer ist, und der Wert kann nach Wunsch, wie oben beschrieben, mit dem Einstellschalter 110 eingestellt werden.
Bei einer Gestaltung wie oben beschrieben, solchermaßen, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft umso größer ist, je kleiner die menschliche Kraft ist, wird das Ausmaß des Ausrollens des Rollstuhls 1 zum Beispiel für geringfügige Bewegungen im Hause klein gehalten. Demzufolge werden geringfügige Bewegungen im Hause mit einem kleinen Wenderadius ermöglicht und die Bequemlichkeit für den Fahrer wird verbessert.
Ebenso wird, da die Verringerungsrate der Hilfskraft verkleinert wird, wenn die menschliche Kraft größer ist, ein ausreichendes Ausmaß des Ausrollens für das Fahren im Freien, wo der menschliche Krafteinsatz relativ groß ist, sichergestellt. Demzufolge ist ein komfortables Fahren auf einer ebenen Straße sicher gestellt und zugleich wird eine steile Bergauf-Fahrt erleichtert und auf diese Weise wird die körperliche Beanspruchung des Fahrers gemindert.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird die zweite Ausführungsform der Erfindung mit Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben werden.
Der Rollstuhl mit Hilfsantrieb dieser Ausführungsform weist denselben grundlegenden Aufbau wie den der ersten Ausführungsform auf und daher wird seine Erklärung weggelassen werden. Außerdem sind in 12 dieselben Teile wie jene in 9 mit denselben Zeichen versehen.
Der Rollstuhl mit Hilfsantrieb dieser Ausführungsform ist mit einer Erfassungseinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit, und einer Erfassungseinrichtung für die Fahrrichtung (vorwärts oder rückwärts) (im Speziellen einer Berechnungseinrichtung für die Fahrzeuggeschwindigkeit 111, die später beschrieben werden wird) ausgestattet und die Steuereinrichtung ist weiterhin so angepasst, dass sie die Verringerungsrate der Hilfskraft entsprechend der Größe der Fahrgeschwindigkeit, Fahrrichtung (vorwärts oder rückwärts), und der Richtung (vorwärts oder rückwärts) der Hilfskraft ändert.
Hier wird mit Bezugnahme auf 12 ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit beschrieben werden.
Wie in 12 gezeigt, verfügt das Steuergerät 31 über eine Berechnungseinrichtung für die Fahrzeuggeschwindigkeit 111, die die (Dreh-)Geschwindigkeit ω L des linken Rades 2 aus einem mit dem Stromsensor 109 erfassten Strom iFB berechnet, ein vom Betriebszeitbegrenzer 107 ausgegebenes Steuersignal (relative Einschaltdauer) und eine Motorkonstante (Motorwiderstand, Zündspannungs-Koeffizient, etc.). Die Summe (ω L + ω R) von ω L und einer gleichermaßen festgelegten Geschwindigkeit ω R des rechten Rades wird durch zwei geteilt, um die Schwerpunktgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) ω G zu bestimmen. Die Schwerpunktgeschwindigkeit ω G wird an die Einstelleinrichtung für den Bauteilschwerpunkt 104 ausgegeben. In 12 bedeutet das Zeichen 112 eine Einrichtung zur Spannungsüberwachung der Stromquelle.
In dieser Ausführungsform ist, wie in 13 gezeigt, wenn die Vorwärts-Fahrgeschwindigkeit V V₀ überschreitet, die Verringerungsrate der Hilfskraft in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit V größer ist, und größer ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit V kleiner ist. Die Verringerungsrate der Hilfskraft bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen V kleiner ist als V₀ ist und die Verringerungsraten der Hilfskraft in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen während der Rückwärtsfahrt sind jeweils auf größere Werte eingestellt. Im Übrigen können, indem die Verringerungsraten der Hilfskraft in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen während der Rückwärtsfahrt bei dieser Ausführungsform konstant eingestellt sind, diese auf größere Werte eingestellt werden, während die Rückwärts-Fahrgeschwindigkeit steigt.
Die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Rückwärtsfahrt ist so eingestellt, dass sie derjenigen in der Vorwärtsrichtung während der Vorwärtsfahrt entspricht oder größer ist als diese. Die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Vorwärtsfahrt ist kleiner als diejenige in der Rückwärtsrichtung während der Rückwärtsfahrt eingestellt.
Bei dieser oben beschriebenen Ausführungsform kann ein erforderliches Ausmaß des Ausrollens entsprechend der Fahrbedingung des Rollstuhls 1 sichergestellt werden. Besonders wird, da die Verringerungsrate der Hilfskraft so eingestellt ist, dass sie größer ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit V kleiner ist, und dass sie kleiner ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit V größer ist, das Ausmaß des Ausrollens des Rollstuhls 1 zum Beispiel für die geringfügigen Bewegungen im Hause kleiner gehalten, so dass die geringfügigen Bewegungen im Hause mit kleinem Wenderadius möglich sind, nämlich die Bequemlichkeit für den Fahrer verbessert. Was das Fahren im Freien angeht, so wird ein komfortables Fahren auf einer ebenen Straße möglich, da ein ausreichendes Ausmaß des Abrollens sichergestellt ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass, wenn der Rollstuhl 1 eine Stufe oder dergleichen überwindet, die Verringerungsrate groß ist, da die Fahrgeschwindigkeit V niedrig ist und deshalb der Rollstuhl 1 nicht mehr als erwartet ausrollt und der Fahrer einen stabilisierten Eindruck erhält.
Außerdem rollt der Rollstuhl 1, da die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Rückwärtsfahrt so eingestellt ist, dass sie derjenigen in der Vorwärtsrichtung während der Vorwärtsfahrt entspricht oder größer als diese ist, während der Rückwärtsfahrt nicht übermäßig aus, so dass dem Fahrer keine unnötiges Gefühl von Angst geboten wird.
Außerdem verbleiben, da die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während der Vorwärtsfahrt kleiner ist als die in der Rückwärtsrichtung während der Rückwärtsfahrt, wenn menschliche Kraft auf die Räder 2 in der Rückwärtsrichtung ausgeübt wird, um der Drehung der Räder 2 durch Erzeugen von Bremskräften während einer steilen Bergab-Fahrt entgegen zu wirken, ausreichende Bremskräfte in der Rückwärtsrichtung und eine stabilisierte Bergab-Fahrt ist möglich.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird die dritte Ausführungsform der Erfindung mit Bezugnahme auf 14 bis 16 beschrieben werden.
Der Rollstuhl mit Hilfsantrieb dieser Ausführungsform weist auch denselben grundlegenden Aufbau wie den der ersten Ausführungsform auf und daher wird seine Erklärung weggelassen werden. Außerdem sind in 14 dieselben Teile wie jene in 9 mit denselben Zeichen versehen.
Wie in 14 gezeigt, weist der Rollstuhl mit Hilfsantrieb dieser Ausführungsform ferner eine Speichereinrichtung für die Geschwindigkeit 113 zum Speichern der Fahrgeschwindigkeit (Schwerpunktgeschwindigkeit ω G) in dem Zeitpunkt, wenn die Ausübung der menschlichen Kraft (FL·KL + FR·KR) auf das Rad 2 aufgehoben wird, und einen PI- Regelkreis der Geschwindigkeitsabweichung 114 zum Erfassen der Abweichung Δ ω G zwischen der mit der Speichereinrichtung für die Geschwindigkeit 113 erfassten Fahrgeschwindigkeit und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit (Schwerpunkt-Geschwindigkeit ω G) auf. Der Wert, der durch das Integrieren der Geschwindigkeitsabweichung Δ ω G im Lauf der Zeit festgelegt ist, wird an die Einstelleinrichtung für den Bauteilschwerpunkt 104 ausgegeben.
In diesem Fall ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft (Schwerpunkt-Drehmoment iG) weiter, wie in 15 gezeigt ist, durch den zeitintegrierten Wert der Geschwindigkeitsabweichung Δ ω G geändert wird. Das heißt, die Verringerungsrate der Hilfskraft ist, wie in 15 gezeigt, so eingestellt, dass sie größer ist, wenn der zeitintegrierte Wert der Abweichung Δ ω G größer ist, und kleiner ist, wenn der zeitintegrierte Wert der Abweichung Δ ω G kleiner ist.
Hier sind Änderungen von menschlichen und Hilfskräften, Fahrgeschwindigkeit, integriertem Wert der Geschwindigkeitsabweichung und der Verringerungsrate der Hilfskraft im Lauf der Zeit mit Bezugnahme auf 16 beschrieben.
Wie in der Zeichnung gezeigt, wird, wenn auf jedes Rad 2 im Zeitpunkt t₀ menschliche Kraft ausgeübt wird, der menschlichen Kraft entsprechende Hilfskraft auf jedes Rad 2 ausgeübt, und die Fahrgeschwindigkeit steigt allmählich. Wenn im Zeitpunkt t₁ die Ausübung der menschlichen Kraft aufgehoben wird, speichert die Speichereinrichtung für die Geschwindigkeit 113 die Fahrgeschwindigkeit in diesem Zeitpunkt, und der PI-Regelkreis der Geschwindigkeitsabweichung 114 berechnet den zeitintegrierten Wert (integrierten Wert der Geschwindigkeitsabweichung) der Abweichung zwischen der in der Speichereinrichtung 113 gespeicherten Fahrgeschwindigkeit und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit.
Da die Verringerungsrate der Hilfskraft entlang einer Kurve zweiten Grades in einem Zeitpunkt (t₂ in 16), wenn der integrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung einen spezifizierten Wert erreicht, gesteigert wird, wird die Hilfskraft, wie in der Zeichnung gezeigt, entsprechend der Verringerungsrate verringert. Demzufolge wendet sich die Fahrgeschwindigkeit, da ihr Höchstwert begrenzt ist, der Verminderung zu. Zur selben Zeit vermindert sich der Wert der integrierten Geschwindigkeitsabweichung im Lauf der Zeit allmählich. Die Verringerungsraten der Hilfskraft zeigen, ebenso wie der Wert der integrierten Geschwindigkeitsabweichung, ihre Höchstwerte im Zeitpunkt (t₃), wenn sich die Fahrgeschwindigkeit auf den in der Speichereinrichtung für die Geschwindigkeit 113 gespeicherten Wert vermindert (die Fahrgeschwindigkeit im Zeitpunkt t₁, wenn die Ausübung der menschlichen Kraft aufgehoben wird), und sich danach beide mit der Verminderung der Fahrgeschwindigkeit allmählich vermindern.
Im Übrigen steigen im Falle, dass die oben beschriebene Ausführungsform der Steuerung nicht zur Anwendung kommt, die Fahrgeschwindigkeit und der integrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung im Verlauf der Zeit (t) linear an, wie in gestrichelten Linien in 16 gezeigt ist.
In dieser oben beschriebenen Ausführungsform wird der Rollstuhl, da die Verringerungsrate der Hilfskraft so eingestellt ist, dass sie größer ist, wenn der integrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung größer ist, und kleiner ist, wenn der integrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung kleiner ist, daran gehindert, seine Geschwindigkeit übermäßig zu steigern, wenn die Ausübung der menschlichen Kraft aufgehoben wird.
Außerdem wird unerwartetes Ansteigen in der Geschwindigkeit nach dem Starten sogar auf einer Straßenoberfläche mit einem geringerem Rollwiderstand als dem der ersten Ausführungsform verhindert, da zur Zeit des Startens eine große Betriebskraft erforderlich ist.
Außerdem ist sogar an einer steilen Steigung, wo die Fahrgeschwindigkeit im Vergleich mit der zweiten Ausführungsform niedrig ist, ein ausreichendes Ausmaß des Ausrollens sichergestellt. Dies ist mit der Beschränkung des Ausmaßes des Ausrollens auf der ebenen Straße, die einen geringen Rollwiderstand aufweist, kompatibel.
Im Übrigen kann, während die Verringerungsrate der Hilfskraft in dieser Ausführungsform entsprechend dem zeitintegrierten Wert der Geschwindigkeitsabweichung verändert wird, die Verringerungsrate der Hilfskraft auch mit der Geschwindigkeitsabweichung verändert werden.
Außerdem kann es eingerichtet werden, dass man die Verringerungsrate der Hilfskraft entsprechend jeder Kombination dieser Parameter (der Größe der menschlichen Kraft, Fahrgeschwindigkeit, Fahrrichtung, der Eingaberichtung der menschlichen Kraft und der Geschwindigkeitsabweichung oder des integrierten Werts der Geschwindigkeitsabweichung) ändert.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Mit der oben beschriebenen Erfindung wird ein Rollstuhl mit Hilfsantrieb zur Verfügung gestellt, der zum Fahren im Hause mit einem kleinen Wenderadius, zum bequemen Fahren im Freien, mühelosen Bergauf-Fahren, stabilisierten Bergab-Fahren geeignet ist und der das Gefühl von Angst während einer Rückwärtsfahrt durch Sicherstellung eines notwendigen Ausmaßes des Ausrollens beseitigt.

Claims

Rollstuhl mit Hilfsantrieb, der umfasst: einen Elektromotor (32) zum Erzeugen einer Hilfskraft, eine Einrichtung (27) zum Erfassen menschlicher Kraft, die eine auf ein rechtes und ein linkes Rad (2, 2) des Rollstuhls (1) ausgeübte menschliche Kraft erfasst, und eine Steuereinrichtung (33), die den Elektromotor (27) entsprechend der durch die Einrichtung (27) zum Erfassen menschlicher Kraft erfassten menschlichen Kraft steuert, wobei die Hilfskraft der durch die Einrichtung (27) zum Erfassen menschlicher Kraft erfassten menschlichen Kraft entspricht, die auf jedes Rad (2) ausgeübt wird, um das Rad (2) zum Drehen anzutreiben, wobei die Steuereinrichtung (33) so konfiguriert ist, dass sie den Elektromotor (32) so steuert, dass er die Hilfskraft erzeugt, wenn die menschliche Kraft durch die Einrichtung (27) zum Erfassen menschlicher Kraft erfasst wird, und die Hilfskraft im Verlauf der Zeit verringert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (33) so konfiguriert ist, dass sie eine Verringerungsrate der Hilfskraft entsprechend einer Größe der menschlichen Kraft verändert.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft größer eingestellt ist, wenn die menschliche Kraft kleiner ist, und kleiner eingestellt ist, wenn die menschliche Kraft größer ist.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft mittels eines Einstellschalters eingestellt werden kann.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er des Weiteren eine Einrichtung, die eine Fahrgeschwindigkeit erfasst, und eine Einrichtung umfasst, die eine Vorwärts- oder eine Rückwärts-Fahrrichtung erfasst, und dass die Steuereinrichtung (33) so konfiguriert ist, dass sie die Verringerungsrate der Hilfskraft entsprechend der Fahrgeschwindigkeit wenigstens während eines Vorwärtsfahrzustandes ändert.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vorwärtsfahrzustandes die Verringerungsrate der Hilfskraft so eingestellt ist, dass sie größer ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner ist, und so eingestellt ist, dass sie kleiner ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer ist.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während eines Rückwärtsfahrzustandes so eingestellt ist, dass sie der Hilfskraft in der Vorwärtsrichtung während des Vorwärtsfahrzustandes entspricht oder größer ist als diese.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während des Vorwärtsfahrzustandes so eingestellt ist, dass sie kleiner ist als die Verringerungsrate der Hilfskraft in der Rückwärtsrichtung während des Rückwärtsfahrzustandes.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er des Weiteren eine Einrichtung zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit, eine Einrichtung zum Erfassen einer Fahrtrichtung und eine Einrichtung zum Erfassen von Geschwindigkeitsabweichung erfasst, die die Fahrgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt speichert, zu dem die Ausübung der menschlichen Kraft auf die Räder (2) aufgehoben wird, und sie mit einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit vergleicht, um eine Abweichung zwischen den zwei Geschwindigkeiten zu erfassen, und dass die Steuereinrichtung (33) des Weiteren so konfiguriert ist, dass sie die Verringerungsrate der Hilfskraft entsprechend der Geschwindigkeitsabweichung und/oder des zeitintegrierten Wertes der Geschwindigkeitsabweichung ändert.
Rollstuhl mit Hilfsantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerungsrate der Hilfskraft so eingestellt ist, dass sie größer ist, wenn die Geschwindigkeitsabweichung und/oder der zeitintegrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung größer ist, und kleiner ist, wenn der entsprechende Wert kleiner ist.