SE532937C2 - Styrsystem för en rullstol - Google Patents

Description

25 30 Ett manövreringsorgan i rullstolens säte kan normalt flyttas från ett ändläge till ett annat ändläge, dvs. mellan två begränsande flyttar gränspositioner. På samma sätt ett manövreringsorgan i rullstolens ryggstöd ryggstödet. mellan ett första ändläge och ett andra ändläge. Ändläget för en första rörlig del i rullstolen bestäms och sätts utan hänsyn till ändlägena för de andra rörliga delarna i rullstolen.

Till exempel sätts den begränsande positionen för sätet utan någon hänsyn till den begränsande positionen för ryggstödet. Ändlägena för de olika delarna är således statiska.

Emellertid behöver ett visst ändläge för ryggstödet inte var alla alla omständigheter. Om till exempel sätet flyttas framåt så kan det det mest optimala vid tidpunkter och under optimala ändläget för ryggstödet för den specifika användaren vara ett annat än det tillhandahållna ändläget.

Det optimala ändläget för den specifika användaren kan vara! en position som säkerställer att en viss vinkel mellan sätet och ryggstödet bibehålls vid. alla tidpunkter. De statiska ändlägena behöver inte tillhandahålla denna vinkel för alla möjliga inställningar. Det optimala ändläget för ryggstödet kan, under sådana omständigheter, därför i själva verket vara en mindre tillbakalutad position än ändläget som tillhandahålls av mikrobrytaren. att vid Till Vidare finns det även säkerhetsfrågor beakta inställning av ändlägena för ett manövreringsorgan. exempel kan det vara farligt för användaren att tillåta att ryggstödet är tillbakalutat hela vägen till dess ändläge då rullstolen drivs vid en viss hastighet. Den maximalt tillåtna lutningen, dvs. då manövreringsorganet når sitt ändläge, ska då för den specifika hastigheten vara anordnad på annat sätt än det faktiskt tillhandahållna statiska ändläget. 10 15 20 25 30 »rörliga rullstolsdelarna, 532 93? Med hänsyn till det ovan nämnda skulle det vara önskvärt att adressera problemen relaterade till inställningar av en rullstol, såväl som säkerhetsaspekter därav. I synnerhet skulle det vara önskvärt att tillhandahålla ett styrsystem och metod för att styra inställningarna för rullstolen utan att kompromissa på användarens säkerhet.

Det är ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla ett förbättrat styrsystem för att styra rörelserna av de olika minska tillkortakommanden hos känd teknik. det I synnerhet är ett syfte med uppfinningen att möjliggöra dynamisk ändring av inställningarna för en rullstol i beroende av de nuvarande omständigheterna och i beaktande av de begränsande positionerna för andra rörliga delar av rullstolen.

Det är ett annat syfte med uppfinningen att tillhandahålla ett förbättrat styrsystem i vilket användarens säkerhet inte sätts på spel och i vilket de mest komfortabla inställningarna tillhandahålls.

Det är ännu ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla ett förbättrat styrsystem som möjliggör att man bekvämt kan skräddarsy inställningar för en rullstol för att passa en användares specifika behov. Vidare ges nbjligheten till att skräddarsy på ett enkelt sätt och de”"rörliga delarna justeras enkelt.

Dessa syften, bland andra, åstadkoms genonx ett styrsystem såsom definieras i krav l, genom en rullstol såsom definieras i krav 15 och genom en metod såsom definieras i krav 18.

I enlighet med uppfinningen tillhandahålls ett styrsystem för att styra en rullstol som, har rörliga delar.

Styrsystemet innefattar en styrenhet och ett antal för att övervinna eller åtminstonegv 10 15 20 25 30 532 93? manövreringsorgan för att utföra rörelserna av rullstolens rörliga delar. Styrenheten innefattar en matematisk nwdell över kinematiken för de rörliga delarna och deras respektive åtminstone ett manövreringsorgan, organ för att ta emot en insignal från ett eller fler av manövreringsorganen och organ för att sätta, baserat på den matematiska nmdellen, begränsande positioner för nænövreringsorganen som svar på den bestämda uppfinningen kan ett insignalen. Genom godtyckligt antal insignaler kombineras med ett godtyckligt antal utsignalen på ett godtyckligt sätt. Vidare kan utsignalerna associeras med ett godtyckligt antal begränsningar. Ett mycket flexibelt styrsystem tillhandahålls därigenom. Det uppfunna styrsystemet innefattar således en styrenhet som styr rörelserna av ett manövreringsorgan i en rullstol baserat på en matematisk modell, varigenom dynamisk ändring av begränsande positioner för manövreringsorganen möjliggörs. Styrsystemet i enlighet med uppfinningen tillhandahåller ett styrsystem, i vilket inställningarna enkelt anpassas för olika användare.

I enlighet med en utföringsform av uppfinningen är manövreringsorganen i styrsystemet belägna i rullstolens leder. Manövreringsorganen innefattar vidare elektroniska kretsar för att ta emot kommandon från styrenheten, varigenom inställningen av ett ändläge som kan ändras dynamiskt möjliggörs.

Uppfinningen hänför sig även till en rullstol som innefattar styrsystemet och en metod för att styra en rullstol, varigenom fördelar liknande de ovan nämnda åstadkoms.

Ytterligare kännetecken för uppfinningen och fördelar därmed kommer att framgå genom den detaljerade beskrivningen av en föredragen utföringsfornx av föreliggande uppfinning, given härefter, och de bifogade ritningarna, sonx endast ges som 10 15 20 25 SSE QS? illustration och är således inte begränsande för föreliggande uppfinning.

Kort beskrivning av ritningarna Figur l är en schematisk illustration över ett styrsystem i enlighet med uppfinningen, för att styra en rullstol.

Figur 2 illustrerar en exemplifierande implementering av styrsystemet i enlighet med uppfinningen.

Figur 3 illustrerar en rullstol i enlighet med uppfinningen innefattande styrsystemet i figur 1.

Figur 4 illustrerar schematiskt en programstruktur över ett styrprogram för styrsystemet i enlighet med föreliggande uppfinning.

Figur Sa och 5b illustrerar exemplifierande skärmvyer över ett styrprogram lämpligt för ett styrsystem i enlighet med uppfinningen.

Figur 6 är en annan exemplifierande skärmvy över ett styrsystem i enlighet med uppfinningen.

Figur 7 är ytterligare en annan exemplifierande skärmvy över styrprogrammet i enlighet med uppfinningen.

Figur 8 är ännu en annan exemplifierande skärmvy över styrprogrammet i enlighet med uppfinningen.

Figur' 9 ytterligare en annan exemplifierande skrämvy över styrprogrammet i enlighet med uppfinningen.

Figur 10 är ett flödesdiagram över stegen i en metod för att styra en rullstol i enlighet med uppfinningen.

Detaljerad beskrivning över föredragna utföringsformer 10 15 20 25 30 "andra 532 53? 6 Figur 1 illustrerar schematiskt ett elektroniskt styrsystem i enlighet med uppfinningen för att styra en rullstol.

Styrsystemet 1 det innefattar en huvudmodul, i följande benämnd en styrenhet 2, för att styra en rullstol i vilken styrsystemet 1 är installerad. Styrenheten 2 kan vara vilken som helst anordning lämplig för att synnerhet, vilken som helst anordning i stånd att styra överföringen av data till och fràn ett antal noder kopplade till den kan utnyttjas. Styrenheten 2 ska vara i stånd att ta emot inmatningar från sensorer och i stånd att utmata signaler till olika manövreringsorgan för att flytta rörliga delar av rullstolen.

Styrsystemet 1 innefattar vidare ett antal manövreringsorgan N1, NZH", Nm för att driva rullstolen och mer specifikt för att manipulera de rörliga elementen i rullstolen. Rullstolen som innefattar styrsystemet 1 är företrädesvis försedd med ett inmatningsorgan. 3 och sådant inmatningsorgan. 3 är då också kopplat till styrenheten 2.

Figur 2 illustrerar en exemplifierande struktur för att implementera den fysiska strukturen av det elektroniska styrsystemet 1 i figur 1. Styrenheten 2 och manövreringsorganen Ngpi, N¿ i styrsystemet kan implementeras genowx ett LIN (Local Interconnect Network). Emellertid. är organ för att möjliggöra kommunikation. mellan styrenheten och nænövreringsorganen i styrsystemet tänkbara och i synnerhet kan andra seriella kommunikationsbussar än LIN-bussar alternativt användas.

En. LIN-buss illustreras schematiskt i 4, innefattande ett antal noder Nj, N2, N3, Nr NXH , NH, där n kan vara vilket som helst tal upp till 16. Det är tänkbart att lägga till ännu fler noder, dvs. fler än 16. Antalet möjliga noder är beroende pä, bland andra saker, hur impedansen inom nätverket styra rullstolen. I. 10 15 20 25 532 53? ändras dä fler noder läggs till. Kortfattat är en LIN-buss en relativt långsam kommunikationsbussv innefattande en huvudmodul och ett antal slavmoduler, i det följande benämnda noder. LIN-bussen kan användas för att integrera intelligenta sensoranordningar och/eller manövreringsorgan i ett elektriskt strömförsörjt fordon, säsom en rullstol. LIN möjliggör således en kostnadseffektiv kommunikation för smarta sensorer och manövreringsorgan, i synnerhet dä bandbredden och mångsidigheten hos CAN (Controller Area Network) inte erfordras.

Sàsowl nämnts tidigare innefattar styrsystemet 3. ett antal manövreringsorgan N¿, N2, N3, N, N¿,m, Ng, de rörliga delarna av rullstolen. Exempel pä rörliga delar innefattar ett säte, ett ryggstöd, ett huvudstöd, ett armstöd, ett benstöd och ett fotstöd. Emellertid är även ytterligare rörliga delar tänkbara. En exemplifierande rullstol visas i figur 3.

Noderna Nl, Ng, N3, N4, Nèum, typ av manövreringsorgan, dvs vilken som helst anordning som överför mekanisk rörelse över begränsad linjär eller rotationsändring. Manövreringsorganen är belägna i samband med de rörliga delarna av rullstolen för att utföra de önskade rörelserna av de rörliga delarna. En annan nod kan vara en kopplingsdosa eller .ett användargränssnitt. LIN- bussen 4 kan till exempel implementeras med tre kablar: två kablar för effektdistribution och en kabel för att utföra kommunikation nællan noderna. Emellertid är andra implementeringar tänkbara.

Styrsystemet 1. kan vidare vara anpassat för sammankoppling till vilket som helst ytterligare bussystem, såsom existerande bussystem som är tillgängliga pà marknaden. Till exempel kan det uppfunna styrsystemet vara anpassat för för att manipulera- Bg kan innefatta vilken som helst 10 15 20 30 532 937 integration. med bussystemet ReBus tillverkat av' PG Drives Technology. Inmatningsanordningar tillhandhållna av PG Drive Technology kan sedan användas för att styra manövreringsorganen. och även för att presentera statusinformation om styrsystemet 1 såväl somd annan information. Ett exemplifierande bussystem, ReBus, indikeras i 5. Vidare är en kraftkälla, såsom ett batteri 6, även innefattat för att strömförsörja drivhjulsmotorer, manövreringsorgan och andra delar som kräver elektrisk ström.

Figur 3 illustrerar en rullstol som innefattar det uppfunna styrsystemet 1. Figuren illustrerar endast stolsenheten av rullstolen. Det inses att rullstolen vidare innefattar ett chassi och hjul. Det vill säga, den illustrerade stolsenheten är avsedd att monteras i ett sådant chassi, företrädesvis en motoriserad rullstolsbas. Rullstolen 30 innefattar ett antal rörliga delar, 32, såsom till exempel ett ryggstöd 31, ett säte ett huvudstöd 33, benstöd 35 och fotstöd 36. armstöd 34, De rörliga delarna är företrädesvis oberoende rörliga genom motsvarande manövreringsorgan. Manövreringsorganen i rullstolen 30, till exempel manövreringsorgan belägna för att flytta eller luta sätesramen, innefattar sensorer eller andra organ för att tillhandahålla en indikation om positionen av manövreringsorganen i förhållande till en referenspunkt.

Andra manövreringsorgan är anordnade för att vrida benstöden med hänsyn till sätesramen. Det fastän det inte beskrivs, innefattar även ytterligare manövreringsorgan för att utföra rörelse av dess olika rörliga delar. Vilket som helst elektriskt försörjt manövreringsorgan kan användas.

Manövreringsorganen i rullstolen 30, som innefattar det uppfunna styrsystemet, innefattar elektroniska kretsar för att möjliggöra den. dynamiska inställningen av begränsande positioner. I motsats till känd teknik, i vilken inses att rullstolen Böfw 10 15 20 25 30 532 93? mikrobrytare är anordnade att rörelsen av ett stoppa manövreringsorgan vid ett visst statiskt ändläge, manövreringsorgan i enlighet med uppfinningen självt försett med elektroniska kretsar som möjliggör att ett ändläge sätts, som kan ändras dynamiskt. I enlighet med uppfinningen beräknar styrenheten 2 det önskade ändläget för varje manövreringsorgan och styr sà att det inte överskrids.

Rullstolen 30 innefattar vidare ett inmatningsorgan 3 (även illustrerat i figur 1). Ett sådant inmatningsorgan 3 kopplas sedan till styrenheten 2. En användare kan därigenom, pà ett konventionellt sätt, inmata kommandon genom inmatningsorganet. Inmatningsorganet 3 kan vara vilken som helst konventionell inmatningsanordning, ett tangentbord, beröringskänslig yta eller liknande.

Inmatningsorganet kan *vidare innefatta en display för att visa information för användaren.

En matematisk modell utvecklades med den mekaniska designen och ritningar av en rullstol som startpunkten, och denna matematiska modell är en viktig del av utvecklandet av föreliggande uppfinning. Strukturen av en rullstol definierades genom ett antal punkter. Ledkopplingspunkterna i rullstolen, i ivilka. punkter' manövreringsorganen 'vanligtvis placeras, lokaliserades och definierades. De wækaniska sambanden mellan ~och~-kinematiken för de olika delarna översattes sedan till matematiska funktioner. En fullständig matematisk modell ges senare i beskrivningen som ett exempel.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller vidare ett' styrprogram för att implementera det intelligenta styrsystemet beskrivet ovan. Figur 4 illustrerar en exemplifierande mjukvarustruktur i styrprogrammet lämpligt för användning :i styrsystemet i enlighet med uppfinningen.

Den övre vänstra kvadraten illustrerar en första process Pl är varje sàsom en styrspak; 10 15 20 25 30 lpà svar fràn klienter som tvingar denna process exekverad inom styrenheten 2. Denna process Pl hanterar kommunikationen mellan styrenheten 2 och noderna N1, Ngpn, Nn och uppdaterar insignaler och utsignaler. Processen Pl körs företrädesvis periodiskt, varvid tidsperioden beror på antalet inmatningsanordningar som behöver uppdateras. I process PI uppdateras värden för alla inmatningsanordningar, till exempel genom att läsa från LIN. Insignalerna kan vara vad som helst som är tillgängligt till exempel från en LIN- nod, en R~Net nod, kinematik eller tidmätningsvärden.

Processen Pl beräknar vidare signaler för utmatningsenheter som använder anvàndargränssnittsdefinitionen.

I processen Pl tas begränsningar från den matematiska modellen (sàsonx definierade i. process 2, visad i_ den övre högra, kvadraten i figuren) i beaktande då utsignaler beräknas.

Processen Pl uppdaterar vidare utmatningsenheter med nya, uppdaterade sända meddelanden. värden genom att Typiska utmatningssignaler innefattar manövreringsorganhastighet, LED (ljusemitterande diod) aktivering, minnesaktivering, minnesspar, sekvensaktivering, att växla användargränssnitt.

Processen Pl hanterar vidare meddelanden till och från seriella portar, varvid kommunikationen innefattar att vänta Pal i en vilomod.

Närhelst process Pl är i vilomod, P2, aktiveras en andra process illustrerad i den övre, högra kvadraten i figuren. Den andra processen P2 beräknar kinematiken för rullstolen baserat på den matematiska modellen och aktiverar begränsningar definierade för den specifika rullstolsmodellen.

Den. matematiska modellen kan innefatta begränsningar för att tillhandahålla den. mest ergonomiskt 10 15 20 25 “användargränssnitt Ul üfi H3 W! QS “J 11 korrekta kroppsställningen och den bekvämaste placeringen för användaren av rullstolen. Denna andra process P2 körs närhelst den första processen Pl är i vilande.

I den nedre vänstra kvadraten illustreras första datalagringsorgan för användargränssnittet. I detta första lagringsorgan lagras förhållandena mellan in- och utsignaler. Det kan finnas flera olika användargränssnitt SOm systemet växlar mellan i beroende på användarinteraktionen. Det första lagringsorganet innefattar vidare pekare till in- och utsignaler.

I den nedre högra kvadraten illustreras andra datalagringsorgan för att lagra data som hänför sig till olika rullstolsmodeller. Detta andra datalagringsorgan innefattar fysiska relationer mellan manövreringsorgansrörelser definierade som punkter i en tvådimensionell rymd. Det andra datalagringsorganet innefattar vidare den faktiska positionen och statusen för rullstolsmanövreringsorganen. Positionsinformation kan till exempel tillhandahållas styrenheten genom sensorer placerade i samband. med, manövreringsorganen. Statusinformationen kan visa huruvida manövreringsorganet har begränsningar associerade med sig. Det andra datalagringsorganet tillhandahåller även information till den första processen Pl för attul förhindra en drivsignal, till exempel informerande den första processen Pl om~ vilka som helst restriktioner på drivhastigheten för rullstolen som kan existera.

Figurerna Sa och Sb är exemplifierande skärmvyer av ett -för styrprogrammet i enlighet med uppfinningen. I 100 i figur Sa väljs en önskad rullstolstyp.

I den exemplifierande vyn visas endast en modell, RS virtuell, men det inses att vilket sonl helst antal olika 10 15 20 25 30 š32 93? 12 rullstolsmodeller kan listas och väljas mellan. I 200 i figur 5b väljs modellvyn, vilken vy är den som visas i skärmvyn i figur 5b. I skärmvyn i figur 5b visas namnen på de olika manövreringsorganen, i detta exempel benämns manövreringsorganen TILT, LYFT, BEN, RYGG, SITS för ett lutningsstyrande manövreringsorgan, ett lyftstyrande manövreringsorgan, ett fotstödsstyrande manövreringsorgan, ett ryggstödsstyrande manövreringsorgan, respektive ett sätesstyrande manövreringsorgan. Vidare visas deras motsvarande ID:n, liksom deras nwtsvarande uppsättning minimum och maximumvärden och nuvarande position. I 300 kan en av ett antal olika manövreringsorgan i simulatorn väljas.

I figuren ovan det valda manövreringsorganet, som i det illustrerade exemplet är en lutningsfunktion, visas rörelserna av manövreringsorganen. I 400 är en av fem Under denna flik samband exemplifierande flikar inringad, "Punkter". (visad i figur 6 och beskriven mer i detalj i därmed) kan formlerna som utgör den matematiska modellen i det uppfunna styrsystemet undersökas, liksom deras nuvarande värden.

Figur 6 är en exemplifierande skärmvy visad bakom flik 400 i 440 de funktionerna som utgör den nmtematiska modellen. figur 5b. Denna skärmvy visar i matematiska De olika punkterna som utgör den matematiska modellen ärwbenämnda på något lämpligt sätt. I 410 visas namnet på en punkt P0, markerad i ruta 440. I 420 och 430 visas ett uttryck för positionen för punkten. Mer specifikt, i 420 visas en funktion för x-koordinaten och i 430 en funktion för y- koordinaten. Exempel på tillgängliga funktioner innefattar: addhhy), Subway), mulbny), divwmy), Sqrttxfy), Det POW(Xry)I sin(x), cos(x), tan(x), asin(x), acos(x) och atan(x). vill säga, addition, subtraktion, nmltiplikation, division, upphöjt till, kvadratrot, sinus, cosinus, tangens, arcsinus, 10 15 20 25 30 35 532 93? 13 arccosinus respektive arctangens. Andra matematiska funktioner kan användas likväl.

I den exemplifierande rullstolen visad i ruta 450 visas endast en punkt PO, men det är uppenbart att det finns ett antal punkter för att beskriva strukturen av rullstolen.

I tabell 1 nedan listas exemplifierande funktioner för punkterna P0 och Pl: Tabell 1 Namn Funktion X Funktion Y P0 0 add(4800, @LYFT) Pl add(@PO:X, 1300) add(@PO:Y, 2200) En Afullständig matematisk modell över en exemplifierande rullstol ges i det följande: [manövreringsorgan] TILT;l0;562;l LYFT;150;2450;2 BEN;2600;4050;3 RYGG;2600;4lOO;4 SITS;1950;2633;5 [virtuellt manövreringsorganl VSeatAngle;-400;O;2;57;0 [virtuellaufunktionerl O;~l;60;0; ~l;2;58;0; [virtuella manövreringsorgan] VBackAngle;lO0O;l500;3;56;0 [virtuella funktioner] 3;-1;59;O; O;~l;60;O; [virtuella manövreringsorgan] VSeatHeight;5000;10000;4;58;O [virtuella funktioner] 1;-l;6l;O; [punkter] PO;O;add(4800,@LYFT) P1P3VO;4307;O P1P4VO;4695;0 P1P6VO;420;O 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 LH EQ PJ UD EG W; 14 P3P2V0;3369;O P3Psvo;o;o P1P3L;215o;o P1P4L;2776;o P1P6L;zoso;o P3P2L;1745;o p3P5L;235o;o P6P7L;12zo;o OldBack;RsBack_New20ld(@RYGG);O sits;sQRT(sUB(43241s6.o,MUL(- 394v19o.o,cos(MUL(o.001745329,sus(1o2o.9,MUL(s72.957a,Acos s23soo.o,5522soo.o),Pow(sUB(@o1dBack=x,1219.6),2>),1a51eooo.o)))))))>>>;0 P2P4;ADD(@sits=X,0);o ' Å3VO;2l29;O A3;mu1(1ooo,Acos(DIv(sUB(43241s6.o,MUL(@P2P4=x,@PzP4=X)>,394719o.o)));o A2;sub(@A3vo=x,@A3=x);o A1;MUL(@T1LT,-1.745);o P1;ADD(@Po=x,13oo);ADD(@Po:Y,22oo) » P3;ADD(mu1(@P1P3L=x,cos(nIv(add(@P1P3vo:x,@A1:X),1ooo)>)),@P1=x>;ADD(mu1( @P1P3L;x,sin(DIv(add(@P1P3vo=x,@A1:x),1ooo)))>,@P1=Y> P3P;mu1(@P1P3L;x,cos(D1v(add(@P1P3vo=x,@A1=x>,1ooo))));mu1(@P1P3L=x,sin(D Iv(add(@P1P3vo x,@A1 x),1ooo)))) _ P4;ADD(mul(@P1P4L;x,cos(DIv(ADD(@P1P4vo=x,@A1=x),1o00))>),@P1=x);ADD(mu1( @P1P4L=x,sin(D:v(ADD(@P1P4vo=x,@A1;x>,1ooo)))),@P1=Y) P6;ADD(mu1(@P1P6L=x,cos(DIv(ADD(@P1P6vo=X,@A1=x),1o00)))),@P1;x);ADD(mu1( @P1P6L:x,sin(DIv(ADD(@P1P6vo=x,@A1=x),1ooo)))),@P1=Y) p2P;ADD(@P3=x,sUB(MUL(mu1(@P3P2L=x,cos(DIv(ADD(@P3P2vo=x,@A2=x),1ooo)>)), cos(DIv(@A1=x,1ooo))),MUL(mu1(@P3P2L=x,sin(DIv(ADD(@P3P2vo=x,@A2=x),1ooo) ))),sIN(DIv(@A1=x,1000)))));ADD(@P3=Y,ADD(MUL(mu1(@P3P2L=x,cos(DIV(ADD(@P 3P2vo:x,@A2=x),1o00))>),sIN(DIv(@A1=x,1oo0)>),MUL(mu1(@P3P2L=x,sin(D1v(AD D(@P3P2vo=x,@A2=x),1oo0)))),cos(DIv(@A1=x,1oo0)))>> P5P;ADD(@P3=x,sUB(MUL(mu1(@P3P5L=x,cos(DIv(ADD(@P3P5vo=x,@A2zx),1ooo)))), cos ))),s1N(DIv(@A1=x,1ooo))>));ADD(@P3=Y,ADD(MUL(mu1(@P3P5L=x,cos(DIV(ADD(@P 3P5v0=x,@A2=x),1o00)))),sIN(nIv<@A1=x,1ooo))),MUL(mul(@P3P5L=x,sin(DIv(AD D<@P3Psvo:x,@Az=x),1oo0)))),cos)>) P5PsDL;sUB(@Pe=x,@P5P=x);sUB(@Pe=Y,@PsP=Y) P7;ADD(@P6=x,MUL(DIv<@PsP6DL=x,sQRT(ADD(MUL(@P5P6DL=x,@PsP6DL=x),MUL(@PsP 6DL=Y,@P5P6DL=Y))>),@PsP7L=x));ADD(@Pe=Y,MUL(DIv<@P5P6DL:Y,sQRT(ADD(MUL(@ P5P6DL=x,@PsP6DL=X).MUL(@PsPsDL=Y,@P5P6DL=Y)))),@P6P7L=x)) RD;sqrt,Pow(sUB(@P7=Y,@P5P=y),2))):-20 RY;sUB(ADD(o,@o1dBack=x>,@RD=x);o P2P4L;sqrt(add(pow(sub(@P2P:x,@P4:x),2),pow(sub(@P2P:y,@P4:y),2)));-10 ON;1;0 cilt;~5oo;sub(@PzP=Y,@PsP Y) “'""“”'”"^ P3P2;1745;o P3PlO;lO76;0 P2PlO;2705;O P3Ps;22o7;o P3P5;2350;0 P5Ps;4ss6;o Psp1o;324s;o PaP11;11oo;o PsP9;2327;o P9P11;l387;O vp3HPP2;MUL(572.957,AsIN(D1v(sUB(@P3=Y,@P2P=Y),@P3P2:X)));o vP3HPP5;MUL(572.957,AsIN(DIv(sUB(@P3=Y,@P5P=Y>,@P3P5=X))>:O vP3P2P10;MUL(s72.957,Acos,Pow(@P3P1o=x,2.o)) ,Pow(@P2P1o=x,2.o)),MUL(MUL(2.o,@P3P1o=x),@P3P2=X))));o vP3HPPe;MUL(572.957,Acos(DIv(22o5,2207)));0 “ vp3PsPs;MUL(s72.951,3.o99672o63);o 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Lfl üfi 03 93? 15 P1o;sUB(@P3=x,MUL(@P3P1o=x,cos(MUL(o.oo1745329,ADD(@vP3P2P1o:x,@vP3HPP2:X >>)));sUB(@P3=Y,MUL(@P3P1o=X,s1N(MUL(o.oo174s329,ADD(@vP3P2P1o=x,@vP3HPP2 :X))))) Ps;ADD(@P3=x,MUL(@P3Pß=X,cos(MUL(o.oo1745329,ADD(@vP3PsPs=x,@vp3HPPs=x>)> ));sUB(@P3=Y,MUL(@P3Ps=x,SIN(MUL(0.oo1745329,ADD(@VP3P5P8=x,@vP3HPPs:x))) )) vPsHPP1o;MUL(572.957,AsIN(DIv(sUB(@Ps=Y,@P1o=Y),@PsP1o=x)>); vPsP1oP11;MUL(5v2.957,Acos(DIv(sUB(ADD(Pow(@PeP1o=X,2.o),Pow )),Pow(@BEN,2.0)),MUL(MUL(2.o,@PsP1o=x),@PsP11:x)>>>;0 P11;ADD(@P8=x,MUL(@PaP11=x,cos(MUL<0.oo1745329,ADD(@vPsP1oP11=x,@vPsHPP1o =x)))));sUB(@Pß=Y,MUL(@PaP11=x,sIN(MUL(0.oo1745329,ADD<@vPsP1oP11=x,@vPaH PP1o=x))))) vPaHPP11;MUL(572.957,ATAN2(sUB(@Ps=Y,@P11=Y),sUB(@P11=x,@Pe=x>)>;o vPsP11P9;MUL(572.957,Acos(DIv(sUB(ADD(Pow(@PsP9=x,2.o).Pow(@PsP11=x,2.o)) ,Pow(@P9P11=x,2.o)>,MUL(MUL(2.o,@PßP9=x),@PßP11:X)))):o P9;ADD(@Pe=X,MUL(@PsP9=x,cos(MUL(o.oo1745329,ADD(@vPaP11P9=x,@vPsHPP11=x) ))));sUB(@Pa=Y,MUL(@PsP9=x,sIN(MUL(o.oo1745329,ADD(@vPsP11P9=x,@vPßHPP111 x))))> fßackAng1e;sUB(1aoo,MUL(s72.9s7,Acos(DIv(sUB(999e736.o,Pow(sUB(@o1dBack=x ,1219.6),2))),MUL(4voo.o,sUB(@o1dBack=x,1219.6)))))>;o fseacAng1e;ADD(sUB (@o1dBack=x,1219.e),2)),1e516590.0)))),@TILT),-13);@o1dBack=x fseatHeight;ADD(ADD(@LYFT,48oo),SUB(222oL0,MUL(215o.o,cos(MUL(0.oo1745329 ,ADD(@TILT,21o.o))>))>;o V fBack;RsBack_o1d2New(ADD(MUL(ADD(MUL(47oo.o,cos(MUL(0.oo1745,@vBackAng1e) )),sQRT(ADD(Pow(MUL(47oo.o,cos(MUL(o.oo174s,@vBackAng1e)1),2),39994944.o) )),o.5),1219.e));o fTi1r;ADD(sUB(sus(491.2,MUL(572.957e,Acos(DIv ck_New2o1d(@fBack=x),1219.6),2)),1ss1659o.o)))),@VseatAng1e),-13);o fseacLift;sUB 45329,ADD(@fTi1t=x,210.o>)))));o P12;sUB(@Po=x,a2s);ADD(@Po=Y,o) P12P3;sUs(@P3=x,@P12=x);sUB<@P3;Y,@P12=Y) vP12vPP3;MUL(572.957,ATAN(DIv(@P12P3=x,@P12P3=Y))):o LP12sEAT;sUB(MUL(sQRT(ADD(Pow(@P12P3=x,2),Pow(@P12P3=Y,2))>,cos(MUL(o.oo1 745329,ADD(@vP12vPP3=x,@fSeatAng1e=x))>),15o):o P12b;sUB(@P12=x,MUL(sIN(MUL(o.oo1745329,@fseatAng1e=X)),@LP12sEAT=x));ADD (@P12=Y,MUL(cos(MUL(o.oo1745329,@fseacAng1e=x)),@LP12sEAT;x>) fseat;sQRT(SUB(4324186.o,MUL(394719o.o,cos(ADD(1.32s,AsIN(DIv(MUL(sIN(MUL (o.oo1745,@vBackAng1e)),sUB(@fBack=x,122o.o)),394o.0))))))>;o VPSPHPP13;-11B;o P5PP13L;49o;o P3P13L;2s42;o vP3P5P13;1o;o 0 (@P8Pll:X,2.0 0Pïï}ADD(@P5P=x,MUL(@P5PP13L=x,c0s(MUL(o.oo1745329,ADD(@vPsPHPP13=x,@fseat Ang1e;x)>>));ADD(@P5P=Y,MUL(@P5PP13L=x,sIN :X,@fSeatAngle:X))))) [linjer] P7;P5P P5P;P8 P8;P9 Pll;PB PO;Pl2 [begränsare] PO;6000;1;1;1 PO;6500;l;l;2 PO;7000;l;l;3 P9;-l800;O;l;l28O P9;-l800;O;l;256 LPl2SEAT;l50;O;0;256 LPl2SEAT;l50;O;0;l792 10 15 20 25 30 532 93? 16 I programmet ovan som implementerar den matematiska modellen definieras ett antal punkter, till exempel: [Manövreringsorgan} _TILT;l0;562;l Det vill säga, ett manövreringsorgan benämnt "TILT", som tillhandahåller sätet med en lutningsfunktion, har koordinaterna (10, 562, .l) i förhållande till ett valt koordinatsystem. som har origo för koordinaterna lämpligen valt.

I "[Punkter] P0;0;add(4800,@LYFT)” och framåt ges de matematiska funktionerna för modellen.

De definierade linjerna (t ex [linjer] P7;P5P) är linjer för att tillhandahålla en visualisering av rörelserna av de rörliga delarna av rullstolen. Användaren tillhandahålls således med ett organ för att visualisera rörelserna på ett bekvämt Sätt.

De definierade begränsarna innefattar säkerhetsbegränsningar och tillhandahåller reservsäkerhetsdefinitioner.

I figur 7, som. är en skärmvy visad under fliken ”Manövreringsorgan" i figur ur5b,.. visas ett antal manövreringsorgan. Exempel på sådana manövreringsorgan beskrivs i samband med figur Sb. Sådant gränssnitt tillhandahåller ett enkelt sätt att lägga till noder, till exempel manövreringsorgan, och att återanvända manövreringsdefinitioner för en tidigare rullstolsmodell.

Manövreringsdefinitioner, såsom namn, ID och önskade inställningar, matas enkelt in i de visade fälten. Då uppsättningen begränsningar eller gränser för en nod ändras påverkas i allmänhet andra noder. Om en användare skulle 10 15 20 25 30 532 93? 17 försöka ändra inställningarna för ett manövreringsorgan på ett olämpligt sätt kan ett felmeddelande visas. Om användaren försöker avlägsna ett manövreringsorgan för vilken de andra Till beror' på felmeddelande matematiska funktionerna manövreringsorgan, kan ett visas. exempel: "Det finns punkt(er)/gränser som beror Apå manövreringsorganet som du försöker avlägsna”.

Figur 8 är skärmvyn som visas under fliken "Säkerhetsgränser" i figur 5b. En användare medges mata in specifika säkerhetsföreskrifter, till exempel för att begränsa hastigheten av rullstolen under vissa omständigheter. Till exempel kan det finnas en säkerhetsgräns som begränsar maximumhastigheten för rullstolen om ryggstödet är bakåtlutat en viss vinkel eller det kan finnas en säkerhetsgräns som bringar rullstolen till fullt stopp under vissa omständigheter.

Figur 9 är skärmvisningen som visas under fliken "Virtuella manövreringsorgan" i figur 5b. I enlighet med uppfinningen är det möjligt att styra en önskad fysisk parameter. Till exempel kan ryggvinkeln vara en kritisk parameter för vissa användare, vilken vinkel då måste begränsas till ett visst värde. Ett ”virtuellt” manövreringsorgan VBackAngle kan definieras 1000 att ha ett 1500, vinkel i intervallet på l00° till l50° i ryggstödet med en minimumvärde på och ett maximumvärde på vilket skulle översättas till en vertikal linje som referens. Baserat på detta kan matematiska funktioner definieras för rörelser av, till exempel, ett ryggstödsmanövreringsorgan och' lutningsmanövreringsorgan. I synnerhet görs justeringarna av de önskade värdena av ryggstödsmanövreringsorganet och lutningsmanövreringsorganet i beroende på det "virtuella" 10 15 20 25 30 532 53? 18 manövreringsorganet VBackAngle, det vill säga, justeras så att det uppfyller värdet på VBackAngle.

Inställningarna beroende av för rullstolen kan sättas i användarens vikt. Då en användare sätter isig i rullstolen överför en sensor i rullstolens säte användarens vikt till styrenheten 2. Styrenheten 2 beräknar sedan de begränsande positionerna för manövreringsorganen 'NU NZ, nu Nn sonr är tillämpliga för den inmatade vikten. Rullstolens rörliga delar styrs sedan i beroende därpå.

Figur 10 visar ett flödesdiagram över metoden i enlighet med uppfinningen. Metoden 10 är avsedd för användning i att styra en rullstol som har ett antal rörliga delar och samband ett antal manövreringsorgan belägna i med och möjliggörande av rörelse av de rörliga delarna. Rullstolen innefattar vidare en styrenhet för att styra manövreringsorganens rörelser. Metoden 10 innefattar först steget att programmera styrenheten i rullstolen med en matematisk modell över kinematiken för de rörliga delarna och deras respektive åtminstone ett manövreringsorgan (steg ll). I steg 12 bestäms ett inmatat värde för ett eller fler av manövreringsorganen. I steg 13 sätts begränsande ositioner för manövrerin sor anen som svar å de bestämda Q 9 ett eller fler inmatade värdena.

Styrenheten innefattar ett datorprogranl för att styra de rörliga delarna av en rullstol. Datorprogrammet innefattar datorläsbara programkodselement som då de körs i styrenheten orsakar styrenheten att genomföra ovan beskrivna metod 10.

Datorprogrammet kan lagras i vilken som helst lämplig minnesanordning, såsom ROM (läsminne), PROM (programmerbart läsminne), EPROM (raderbart ROM), EEPROM (elektriskt raderbart PROM), flashminne, SRAM (statiskt direktminne) etc. 10 15 5išE Síš? 19 Sammanfattningsvis tillhandahåller föreliggande uppfinning ett intelligent styrsystem för rullstolsstyrning. I enlighet med uppfinningen kan ett godtyckligt antal insignaler kombineras med ett godtyckligt antal utsignaler på ett godtyckligt sätt. Vidare kan utsignalerna associeras med ett godtyckligt antal begränsningar. Ett mycket flexibelt styrsystem tillhandahålls således. Det uppfunna styrsystemet, innefattar således en styrenhet som styr rörelserna av manövreringsorgan ir en rullstol baserat på en matematisk modell, varigenom dynamisk ändring av begränsande positioner av manövreringsorganen möjliggörs.

Emedan föreliggande uppfinning har beskrivits i olika utföringsformer ska det inses att uppfinningen inte är begränsad, till de specifika särdragen och detaljerna som framlagts, utan är definierad endast genom de bifogade patentkraven.

Claims (19)

10 15 20 25 EEE 93? Qi) Patentkrav

1. Styrsystem för att styra en rullstol som har rörliga delar, nämnda styrsystem innefattande en styrenhet och ett antal manövreringsorgan för att utföra rörelserna av nämnda rörliga delar, kännetecknat av att - nämnda styrenhet (2) innefattar en matematisk nmdell över 32, 33, 34, 35, 36) och ett respektive åtminstone ett manövreringsorgan (N¿, NU uq kinematiken av nämnda rörliga delar (31, Nn), varvid nämnda matematiska modell är baserad på definition av en rullstols struktur genom ett antal punkter, varvid punkterna innefattar placeringar av ledkopplingspunkter i nämnda rullstol, varvid mekaniska samband mellan och kinematik för olika delar översätts till matematiska funktioner, - nämnda styrenhet (2) innefattar organ för att ta emot en insignal från ett eller fler av nämnda manövreringsorgan (NH NZ, ..., Nu) , - nämnda styrenhet (2) innefattar organ för att sätta, baserat på nämnda matematiska modell, begränsande positioner för nämnda manövreringsorgan (Nl, NZ, ..., NH) som svar på nämnda bestämda insignal, varigenom dynamisk ändring av begränsande positioner hos nämnda rullstol möjliggörs.

2. Styrsystem enligt krav 1, varvid nämnda manövreringsorgan (Nl, N,, W, Nn) är belägna i leder i nämnda rullstol.

3. Styrsystem enligt krav 1 eller 2, varvid nämnda styrenhet (2) är utformad för att anslutas till en kommunikationsbuss för att möjliggöra hantering av ett godtyckligt antal insignaler och ett godtyckligt antal utsignaler.

4. Styrsystem enligt krav 3, varvid nämnda utsignaler är associerade med en eller flera begränsningar. 10 15 20 25 532 53? 9A

5. Styrsysten1 enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda styrenhet (2) är en huvudenhet i ett lokalt sammankopplingsnätverk.

6. Styrsystenx enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda manövreringsorgan (NI, N2, m, Nn) innefattar elektroniska kretsar för att ta emot kommandon från nämnda styrenhet (2), för att därigenom möjliggöra att en begränsande position, som kan ändras dynamiskt, sätts.

7. Styrsystem enligt något av kraven 1-6, varvid nämnda styrenhet (2) innefattar ett minne som innefattar en konfigurationsfil, varvid nämnda konfigurationsfil innefattar säkerhetsgränser som begränsar hastigheten av nämnda rullstol då ett kriterium, såsom bestämt baserat på nämnda insignal, uppfylls.

8. Styrsystenx enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda styrsystem innefattar ett ytterligare kommunikationsnätverk.

9. Styrsystem enligt något av de föregående kraven, varvid ett eller fler av nämnda manövreringsorgan (N1, NZ, m, NQ innefattar en sensor.

10. Styrsystem enligt krav 9, varvid nämnda sensor är anordnad att tillhandahålla en position för nämnda manövreringsorgan (N1, N2, M, Nn) i förhållande till en referenspunkt.

11. Styrsystem enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda styrenhet (2) är anordnad att ta emot insignaler från eXternâ SEIISOIGI' .

12. Styrsystem enligt krav 11, varvid nämnda externa sensor är en sensor anordnad att känna vikten av en användare av nämnda rullstol. 10 15 20 25

13. Rullstol 1-12, inmatningsanordning (3) kopplad till nämnda styrenhet (2). innefattande ett styrsystem enligt något av kraven varvid nämnda rullstol vidare innefattar en

14. Rullstol enligt krav 13, varvid nämnda inmatningsanordning (3) är en av: styrspak, tangentbord och beröringskänslig skärm.

15. Rullstol enligt något av kraven 13 eller 14, varvid nämnda (31, 32, 33, 34, 35, 36) ett ett huvudstöd, rörliga delar innefattar en eller fler av: ett ryggstöd, säte, armstöd, benstöd och fotstöd.

16. Metod för att styra en rullstol som har ett antal rörliga delar (31, 32, 33, 34, 35, 36), (N,, NZ, M, NH) belägna i samband med och möjliggörande rörelse (31, 32, 33, 34, 35, 36) att rörelser av ett antal manövreringsorgan av nämnda rörliga delar och en styrenhet (2) för styra nämnda manövreringsorgan (NI, NZ, m, NH), varvid nämnda metod innefattar stegen att: med en nmtematisk nwdell 32, 33, 34, 36) och deras respektive åtminstone ett manövreringsorgan - programmera nämnda styrenhet (2) över kinematiken över nämnda rörliga delar (31, 35, (NI, NZ, N, NR), varvid nämnda matematiska modell är baserad på definition av en rullstols struktur genom ett antal punkter, varvid punkterna innefattar placeringar av ledkopplingspunkter i nämnda rullstol, varvid mekaniska samband mellan och kinematik för olika delar översätts till matematiska funktioner, - bestämma ett inmatat värde för ett eller fler av' nämnda manëvrerinqâOrgan (NI, NZ, ..., NH), 10 52%? - sätta, baserat på nämnda matematiska modell, begränsande positioner för nämnda manövreringsorgan (Nl, NZ, W, Nn) som svar på nämnda bestämda inmatade värde.

17. Metod enligt krav 16, varvid nämnda styrenhet (2), medelst en till styrenheten ansluten kommunikationsbuss, hanterar ett godtyckligt antal insignaler och ett godtyckligt antal utsignaler.

18. Metod enligt krav 17, varvid nämnda utsignaler är associerade med en eller flera begränsningar.

19. Metod enligt modell något av kraven 16-18, varvid nämnda matematiska definierar positioner och vinklar för lederna i nämnda rullstol.