ES2932439A1 - MULTIDIRECTIONAL INTELLIGENT MOTOR DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
DISPOSITIVO MOTRIZ INTELIGENTE MULTIDIRECCIONALMULTIDIRECTIONAL INTELLIGENT MOTOR DEVICE
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo motriz inteligente multidireccional que aporta, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante, que suponen una mejora del estado actual de la técnica.The invention, as expressed in the statement of the present descriptive memory, refers to a multidirectional intelligent motor device that provides, to the function for which it is intended, advantages and characteristics, which are described in detail later, which imply an improvement in the current state of the art.
Más concretamente, el objeto de la invención se centra en un dispositivo que constituye un sistema motriz independiente aplicable para su instalación en estructuras rodantes que precisan ser desplazadas mediante empuje guiado por parte de una persona a través de recorridos multidireccionales, por ejemplo las camas de hospital, el cual, pudiendo ser utilizado de forma unitaria o de forma plural con control agrupado, está basado, esencialmente, en un conjunto motriz que comprende un eje de soporte vertical con dos ruedas motorizadas, así como una serie de sensores y actuadores que, mediante una unidad de control electrónica parametrizable y una fuente de alimentación autónoma, detectan la fuerza de empuje realizada por quien guía la estructura y orientan el movimiento de desplazamiento de la misma en la dirección establecida, reduciendo significativamente el esfuerzo de impulsión que tiene que realizar dicha persona.More specifically, the object of the invention focuses on a device that constitutes an independent motor system applicable for its installation in rolling structures that need to be moved by means of a guided push by a person through multidirectional paths, for example hospital beds. , which, being able to be used in a unitary way or in a plural way with grouped control, is essentially based on a motor assembly that includes a vertical support axis with two motorized wheels, as well as a series of sensors and actuators that, through a parameterizable electronic control unit and an autonomous power supply, detect the pushing force made by the person who guides the structure and guide the movement of the same in the established direction, significantly reducing the drive effort that said person has to make .
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓNFIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de sistemas, aparatos, máquinas y dispositivos de control motriz.The field of application of the present invention falls within the industry sector dedicated to the manufacture of motor control systems, apparatus, machines and devices.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Está demostrado que una de las principales causas de numerosas lesiones musculares y lumbares se producen en el ámbito laboral por parte de personal que, como en el caso del personal auxiliar en hospitales y centros similares, debe efectuar continuos desplazamientos de estructuras rodantes pesadas, como son las camas con pacientes, empujándolas a través de pasillos y ascensores que definen sinuosos recorridos llenos de cambios de orientación para llevarlos desde unas dependencias a otras.It has been shown that one of the main causes of numerous muscular and lumbar injuries occurs in the workplace by personnel who, as in the case of auxiliary personnel in hospitals and similar centers, must carry out continuous movements of heavy rolling structures, such as the beds with patients, pushing them through corridors and elevators that define winding routes full of orientation changes to take them from one unit to another.
Para solventar dicha problemática, actualmente dichas estructuras, en muchos casos, se dotan de medios motorizados que tienen como finalidad minimizar el esfuerzo que realiza el personal para su empuje, existiendo múltiples soluciones con distintos niveles de complejidad y, consecuentemente, de encarecimiento de la implementación que, si bien suelen conseguir el objetivo perseguido, la mayoría presentan aspectos susceptibles de ser mejorados, siendo el objetivo de la presente invención el desarrollo de un mejorado sistema motriz para facilitar el desplazamiento de dichas estructuras.To solve this problem, currently, these structures, in many cases, are equipped with motorized means that are intended to minimize the effort made by the staff to push them, there are multiple solutions with different levels of complexity and, consequently, the cost of implementation. that, although they usually achieve the objective pursued, most present aspects that can be improved, the objective of the present invention being the development of an improved drive system to facilitate the displacement of said structures.
Como referencia al estado actual de la técnica cabe señalar que, como se ha dicho, son conocidos en el mercado diversos sistemas de auxilio motriz y guiado para estructuras como camas de hospital u otras similares.As a reference to the current state of the art, it should be noted that, as has been said, various motor assistance and guidance systems for structures such as hospital beds or other similar ones are known on the market.
Por ejemplo, por el documento WO2015069186 se conoce un complemento aplicable a camas de hospital que posee un motor y sensores de guiado para el desplazamiento de la cama por el hospital. El personal que maneja la cama puede empujarla manualmente, programar una ruta o guiarla utilizando un mando. Sin embargo, para el movimiento automático requiere de sensores en el complemento y en diferentes partes del hospital que permitan definir una ruta.For example, document WO2015069186 discloses a complement applicable to hospital beds that has a motor and guiding sensors for moving the bed through the hospital. Personnel operating the bed can manually push it, program a route or guide it using a remote. However, for automatic movement it requires sensors in the complement and in different parts of the hospital that allow a route to be defined.
El documento WO2014052148 divulga una camilla configurada para seguir a una persona que porta una identificación. La camilla está habilitada para comunicarse con los ascensores y para recibir información del recorrido a realizar, del tráfico en los pasillos. Así se define una ruta y la cama sólo debe mantener una distancia prefijada con la persona.Document WO2014052148 discloses a stretcher configured to follow a person carrying identification. The stretcher is enabled to communicate with the elevators and to receive information about the route to be taken, the traffic in the corridors. This is how a route is defined and the bed should only maintain a preset distance from the person.
El documento US2016089283 divulga una camilla con sensores en varias partes que permiten a los celadores u otro personal realizar un guiado asistido. Los sensores detectan la fuerza ejercida (dirección e intensidad) para mover la cama en esa dirección con una relación proporcional. La cama comprende además sensores anticolisión.Document US2016089283 discloses a stretcher with sensors in several parts that allow orderlies or other personnel to carry out assisted guidance. The sensors detect the force exerted (direction and intensity) to move the bed in that direction with a proportional relationship. The bed further comprises anti-collision sensors.
El documento US6390213 divulga un carro automotriz maniobrable para camillas que comprende un complejo mecanismo con una estructura que incluye par de ruedas incorporadas en una posición central. Document US6390213 discloses a maneuverable self-propelled trolley for stretchers that comprises a complex mechanism with a structure that includes a pair of wheels incorporated in a central position.
El documento WO2005028243 divulga un sistema de ruedas de transmisión modular, que también está pensado para camas, basado en una única rueda motorizada.The document WO2005028243 discloses a system of modular transmission wheels, which is also intended for beds, based on a single motorized wheel.
El documento WO2012055407 divulga un sistema de accionamiento para cama de hospital que igualmente está basado en la inclusión de sendas ruedas individuales motorizadas en esquinas opuestas de la cama.Document WO2012055407 discloses a drive system for a hospital bed that is also based on the inclusion of individual motorized wheels in opposite corners of the bed.
No se observa, sin embargo, que ninguno de los documentos encontrados, aunque se refieren a un mismo campo de aplicación que la presente invención, describa, de manera unitaria o en combinación, un dispositivo motriz que presente unas características técnicas y estructurales iguales o semejantes a las que presenta el que aquí se reivindica.It is not observed, however, that none of the documents found, although they refer to the same field of application as the present invention, describe, individually or in combination, a motor device that presents the same or similar technical and structural characteristics. to those presented by the one claimed here.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
El dispositivo motriz inteligente multidireccional que la invención propone supone una mejorada alternativa a lo ya conocido, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.The multidirectional intelligent motor device that the invention proposes is an improved alternative to what is already known, the characterizing details that make it possible and that distinguish it conveniently included in the final claims that accompany this description.
Lo que la invención propone, tal como se ha apuntado anteriormente, es un dispositivo que constituye un sistema motriz independiente aplicable para su instalación en estructuras rodantes que precisan ser desplazadas mediante empuje guiado por parte de una persona a través de recorridos multidireccionales, por ejemplo las camas de hospital para facilitar el desplazamiento de la cama con paciente entre distintas dependencias hospitalarias (rayos X, quirófanos, etc.), el cual, pudiendo ser utilizado de forma unitaria o de forma plural con control agrupado, está basado, esencialmente, en un conjunto motriz que comprende un eje de soporte vertical situado entre dos ruedas motorizadas, así como una serie de sensores y actuadores que, mediante una unidad de control electrónica parametrizable y una fuente de alimentación autónoma, detectan la fuerza de empuje realizada por quien guía la estructura y orientan el movimiento de desplazamiento de la misma en la dirección establecida, reduciendo significativamente el esfuerzo de impulsión que tiene que realizar dicha persona.What the invention proposes, as previously noted, is a device that constitutes an independent motor system applicable for its installation in rolling structures that need to be moved by guided push by a person through multidirectional paths, for example the hospital beds to facilitate the movement of the bed with the patient between different hospital units (X-rays, operating rooms, etc.), which, being able to be used in a unitary way or in a plural way with grouped control, is essentially based on a drive unit comprising a vertical support shaft located between two motorized wheels, as well as a series of sensors and actuators that, through a parameterizable electronic control unit and an autonomous power supply, detect the pushing force exerted by the person guiding the structure and guide the displacement movement of the same in the established direction, reducing if significantly the driving effort that said person has to make.
Más específicamente, el dispositivo motriz inteligente multidireccional de la invención comprende:More specifically, the multidirectional intelligent motor device of the invention understands:
- Al menos, un conjunto o unidad motriz que, a su vez, comprende:- At least one set or motor unit that, in turn, includes:
■ Un medio de rodadura, que comprende dos ruedas motorizadas con control independiente y funcionamiento independiente.■ A means of rolling, comprising two motorized wheels with independent control and independent operation.
■ Un eje de soporte vertical, atravesado longitudinalmente por un eje imaginario que constituye el eje vertical de giro alrededor del cual se desplazan las ruedas motorizadas, estando situado entre las mismas, y que, preferentemente, sirve de acople a la estructura en que se instala el dispositivo.■ A vertical support axis, crossed longitudinally by an imaginary axis that constitutes the vertical axis of rotation around which the motorized wheels move, being located between them, and that preferably serves as a coupling to the structure in which it is installed. the device.
■ Un conjunto de sensores de empuje, preferentemente del tipo sensores de presión, que detectan la dirección del impulso de movimiento ejercido sobre la estructura. Preferentemente, el conjunto de sensores de empuje es un conjunto de tres o más sensores, ubicados alrededor del eje de soporte vertical.■ A set of thrust sensors, preferably of the pressure sensor type, which detect the direction of the movement impulse exerted on the structure. Preferably, the set of thrust sensors is a set of three or more sensors, located around the vertical support axis.
- Una unidad de control, preferentemente exterior, y preferentemente conformada por una electrónica programable en base a los diferentes parámetros que convenga en cada caso.- A control unit, preferably external, and preferably made up of programmable electronics based on the different parameters appropriate in each case.
- Un medio de alimentación autónoma, preferentemente a base de, al menos, una batería recargable.- An autonomous power supply, preferably based on at least one rechargeable battery.
Preferentemente, el eje de soporte vertical corta a un eje horizontal de rodadura alrededor del cual giran las dos ruedas motorizadas, en un punto que equidista de ambas.Preferably, the vertical support axis intersects a horizontal rolling axis around which the two motorized wheels rotate, at a point that is equidistant from both.
Preferentemente, las ruedas motorizadas pueden ser conectadas o desconectadas, a través de un selector convenientemente previsto al efecto, para poder funcionar en modo de trabajo, o en modo libre y poder orientar el empuje de la estructura de forma libre, es decir sin ayuda motriz de las mismas. Preferentemente, también existe la opción de que las ruedas motorizadas puedan funcionar en modo bloqueo, en el que las ruedas son bloqueadas, por ejemplo, para asegurar la inmovilización de la estructura y evitar desplazamientos indeseados de la misma.Preferably, the motorized wheels can be connected or disconnected, through a selector conveniently provided for this purpose, to be able to function in work mode, or in free mode and to be able to guide the thrust of the structure freely, that is, without motor assistance. from the same. Preferably, there is also the option that the motorized wheels can work in blocking mode, in which the wheels are blocked, for example, to ensure the immobilization of the structure and avoid undesired movements of the same.
En modo trabajo, el dispositivo motriz inteligente multidireccional funciona del siguiente modo: Al recibir la estructura un empuje en cualquier dirección, aparecen sobre el sistema esfuerzos en uno o varios de los sensores de empuje. La unidad de control detecta la señal de dichos sensores y actúa haciendo que las ruedas, que funcionan de modo independiente una de la otra, se orienten en la dirección del empuje, mediante el giro independiente de las mismas hasta lograr la orientación adecuada. Una vez alineadas a la dirección del empuje, ambas ruedas giran en el mismo sentido alrededor del eje horizontal de rodadura, favoreciendo el movimiento deseado.In work mode, the multidirectional intelligent motor device works as follows: When the structure receives a push in any direction, efforts appear on the system in one or more of the push sensors. The control unit detects the signal of said sensors and acts by making the wheels, which function independently of each other, orient themselves in the direction of the push, by means of their independent rotation until the proper orientation is achieved. Once aligned to the direction of the thrust, both wheels rotate in the same direction around the horizontal rolling axis, favoring the desired movement.
El dispositivo constituye pues un sistema compacto de rodadura, que incorpora todos los motores, sensores y sistemas de control necesarios, para facilitar las maniobras de desplazamiento y movimiento de cualquier estructura rodante, siendo especialmente apto, como se ha señalado en apartados anteriores, para su instalación en camas de hospital o similares para proporcionar un sistema de asistencia para los auxiliares sanitarios. El sistema es guiado por personal sanitario. Lo que se busca es el desarrollo de un sistema que reduzca los esfuerzos que se deben realizar por parte del personal del hospital, especialmente en maniobras complicadas dentro de espacios reducidos, aunque también facilite el movimiento en el resto de trayectos dentro del hospital.The device thus constitutes a compact rolling system, which incorporates all the necessary motors, sensors and control systems, to facilitate the displacement and movement maneuvers of any rolling structure, being especially suitable, as indicated in previous sections, for its installation in hospital beds or similar to provide an assistance system for health assistants. The system is guided by health personnel. What is sought is the development of a system that reduces the efforts that must be made by the hospital staff, especially in complicated maneuvers within confined spaces, although it also facilitates movement on other routes within the hospital.
Para ello, de modo preferido, el dispositivo motriz puede sustituir de forma sencilla al menos una de las ruedas existentes en la estructura rodante y, preferentemente dos, permitiendo realizar cualquier desplazamiento, ya sea de traslación en dirección longitudinal o lateral, de rotación alrededor de cualquiera de los ejes verticales de rotación de la estructura rodante, o cualquier combinación de los anteriores.To do this, preferably, the drive device can easily replace at least one of the existing wheels on the rolling structure, and preferably two, allowing any movement to be carried out, be it translation in the longitudinal or lateral direction, rotation around any of the vertical axes of rotation of the rolling structure, or any combination of the above.
Los movimientos enumerados anteriormente se pueden lograr incorporando dos conjuntos motrices con respectivos pares de ruedas en dos patas de esquinas opuestas de la estructura rodante que están conectados a una única unidad de control. Cada conjunto motriz comprende dos ruedas con sendos motores eléctricos integrados dentro de la respectiva rueda, sumando un total de cuatro motores.The movements listed above can be achieved by incorporating two drive assemblies with respective pairs of wheels on two opposite corner legs of the rolling structure that are connected to a single control unit. Each motor assembly comprises two wheels with individual electric motors integrated within the respective wheel, making a total of four motors.
Preferentemente, los motores son motores eléctricos de tipo brnshless o sin escobillas, ya que su durabilidad es mucho mayor que los motores DC convencionales, además al no utilizar escobillas son más limpios y permiten su uso en lugares donde pudieran existir gases inflamables. Además, preferentemente, el tipo motor utilizado es de muy baja velocidad y alto par, especiales para uso directo en la rueda, también llamados directdrive. Preferably, the motors are brnshless or brushless electric motors, since their durability is much greater than conventional DC motors, in addition, since they do not use brushes, they are cleaner and allow their use in places where flammable gases may exist. In addition, preferably, the type of motor used is very low speed and high torque, special for direct use on the wheel, also called directdrive.
El dispositivo constituye, pues, un sistema independiente motriz que permite el desplazamiento asistido en cualquier dirección. Al contrario que los sistemas de rodadura convencionales no motorizados, donde el eje horizontal que sostiene las ruedas no es coplanario con el eje vertical de giro, en este sistema el eje vertical y el eje horizontal de las ruedas son coplanarios. De este modo no existe una posición predefinida de las ruedas en el momento de tratar de arrastrar el sistema de rodadura.The device constitutes, therefore, an independent motor system that allows the assisted travel in any direction. Contrary to conventional non-motorized rolling systems, where the horizontal axis that supports the wheels is not coplanar with the vertical axis of rotation, in this system the vertical axis and the horizontal axis of the wheels are coplanar. In this way, there is no predefined position of the wheels when trying to drag the rolling system.
Este dispositivo motriz orienta sus ruedas en la dirección adecuada con la ayuda de los sensores de empuje. Cuando se pretende empujar la cama o estructura en una posición donde las ruedas no estén alineadas adecuadamente, aparecen esfuerzos laterales en los sensores instalados. De este modo, una unidad de control acciona los motores de las ruedas independientes que convenga hasta lograr la orientación adecuada. Acto seguido el dispositivo hace girar los dos motores en el mismo sentido favoreciendo el movimiento deseado.This driving device steers its wheels in the proper direction with the help of thrust sensors. When trying to push the bed or structure in a position where the wheels are not properly aligned, lateral forces appear on the installed sensors. In this way, a control unit drives the motors of the independent wheels that are convenient until the proper orientation is achieved. Immediately afterwards, the device rotates the two motors in the same direction, favoring the desired movement.
Las ventajas y características que proporciona el dispositivo son, pues, múltiples:The advantages and characteristics provided by the device are therefore multiple:
- Es adaptable a cualquier bastidor o estructura rodante, por ejemplo, camas, carros de medicinas, carros de alimentos, carros de lavandería...- It is adaptable to any frame or rolling structure, for example, beds, medicine carts, food carts, laundry carts...
- Comprende un sistema de detección del sentido del movimiento mediante el empuje de la estructura a la que esté asociado. Este sistema de detección está basado en sensores de empuje, preferentemente del tipo sensores de presión, cuya finalidad es detectar el empuje realizado por el personal que maneja la estructura.- It includes a system for detecting the direction of movement by pushing the structure to which it is associated. This detection system is based on push sensors, preferably of the pressure sensor type, the purpose of which is to detect the push made by the personnel handling the structure.
- Cuenta con un eje vertical de giro que, preferentemente, corta al eje horizontal de rodadura en un punto que equidista de ambas ruedas motorizadas.- It has a vertical axis of rotation that preferably intersects the horizontal axis of rolling at a point that is equidistant from both motorized wheels.
- Comprende, al menos, un conjunto motriz de doble rueda con control independiente, que se orienta en la dirección del empuje mediante control independiente de cada una de las ruedas y/o apoyan el movimiento mediante el funcionamiento conjunto de ambas.- It comprises, at least, one independently controlled dual-wheel drive assembly, which is oriented in the thrust direction by means of independent control of each one of the wheels and/or supports the movement by means of the joint operation of both.
- Comprende un control del eje de soporte vertical sin utilización de motor específico.- It includes a control of the vertical support axis without the use of a specific motor.
- Comprende una unidad de control adaptable a un número variable de conjuntos de dobles ruedas motorizadas que pueden ir incorporadas a la estructura que se pretende mover. - It includes a control unit adaptable to a variable number of sets of double motorized wheels that can be incorporated into the structure to be moved.
- Permite mantener la dirección mediante sensores.- It allows to maintain the direction by means of sensors.
- Contempla la posibilidad de desconectar el dispositivo y mover la estructura de forma manual y mediante movimiento libre de todas las ruedas, únicamente asistida por la propulsión del operario.- It contemplates the possibility of disconnecting the device and moving the structure manually and through free movement of all the wheels, only assisted by the propulsion of the operator.
- La unidad de control es un sistema adaptable a las necesidades de cada caso mediante programación parametrizada de la misma.- The control unit is a system that can be adapted to the needs of each case through its parameterized programming.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes o pasos. Además, la palabra "comprende" incluye el caso "consiste en". Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.Throughout the description and claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, components or steps. Furthermore, the word "comprises" includes the case "consists of". For those skilled in the art, other objects, advantages, and features of the invention will emerge in part from the description and in part from the practice of the invention. The following examples are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention. Furthermore, the present invention covers all possible combinations of particular and preferred embodiments indicated herein.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:To complement the description being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, this specification is accompanied, as an integral part thereof, by a set of drawings in which, for illustrative purposes, and not limiting, the following has been represented:
La figura número 1.- Muestra una vista en planta de una representación esquemática de un ejemplo de realización del dispositivo motriz inteligente multidireccional objeto de la invención, apreciándose las principales partes y elementos que comprende.Figure number 1.- Shows a plan view of a schematic representation of an embodiment of the intelligent multidirectional motor device object of the invention, appreciating the main parts and elements it comprises.
La figura número 2.- Muestra una vista esquemática en alzado del conjunto motriz que comprende el dispositivo, según el ejemplo mostrado en la figura 1, habiéndose representado, mediante líneas de trazo discontinuo el efecto producido sobre el eje de soporte vertical al ejercer una fuerza no alineada con la dirección de orientación de las ruedas. Figure number 2.- Shows a schematic elevation view of the motor assembly comprising the device, according to the example shown in figure 1, having represented, by means of dashed lines, the effect produced on the vertical support axis when exerting a force not aligned with the direction of orientation of the wheels.
Y las figuras número 3, 4 y 5.- Muestran respectivas vistas esquemáticas en planta de un ejemplo de implementación del dispositivo motriz inteligente multidireccional de la invención en una cama de hospital, mostrando respectivamente los movimientos de los dos conjuntos motrices para cada tipo de desplazamiento, de traslación longitudinal en la figura 3, de traslación lateral en la figura 4 y rotacional en la figura 5.And figures number 3, 4 and 5.- Show respective schematic plan views of an example of implementation of the intelligent multidirectional motor device of the invention in a hospital bed, respectively showing the movements of the two motor assemblies for each type of displacement , of longitudinal translation in figure 3, of lateral translation in figure 4 and rotational in figure 5.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización no limitativa del dispositivo motriz inteligente multidireccional de la invención, el cual comprende lo que se indica y describe en detalle a continuación.In view of the aforementioned figures, and in accordance with the numbering adopted, an example of a non-limiting embodiment of the multidirectional intelligent motor device of the invention can be seen in them, which comprises what is indicated and described in detail below.
Así, tal como se aprecia en dichas figuras, el dispositivo (1) de la invención, aplicable para su instalación en una estructura rodante (A), por ejemplo, en una cama de hospital que se desplaza mediante empuje guiado por una persona a través de recorridos multidireccionales, comprende:Thus, as can be seen in said figures, the device (1) of the invention, applicable for its installation in a rolling structure (A), for example, in a hospital bed that moves by pushing guided by a person through of multidirectional routes, includes:
- Al menos, un conjunto motriz (2) que, a su vez, comprende:- At least one drive unit (2) which, in turn, includes:
■ Un medio de rodadura, que comprende dos ruedas motorizadas (3), con respectivos motores (4) con control y funcionamiento independiente.■ Rolling means, comprising two motorized wheels (3), with respective motors (4) with independent control and operation.
■ Un eje de soporte vertical (5), atravesado longitudinalmente por un eje imaginario que constituye el eje vertical de giro alrededor del cual se desplazan las dos ruedas motorizadas (3). El eje de soporte vertical (5) está situado entre las ruedas motorizadas (3), y además, preferentemente, sirve de acople del conjunto motriz (2) a la estructura (A) en que se instala el dispositivo (1).■ A vertical support axis (5), crossed longitudinally by an imaginary axis that constitutes the vertical axis of rotation around which the two motorized wheels (3) move. The vertical support axis (5) is located between the motorized wheels (3), and also preferably serves as a coupling of the motor assembly (2) to the structure (A) on which the device (1) is installed.
■ Un conjunto de sensores de empuje (6), preferentemente del tipo sensores de presión, que detectan la dirección del impulso de movimiento ejercido sobre la estructura (A).■ A set of thrust sensors (6), preferably of the pressure sensor type, which detect the direction of the movement impulse exerted on the structure (A).
- Una unidad de control (7), preferentemente exterior, conformada por una electrónica programable en base a los diferentes parámetros que convenga en cada caso, que se incorpora en algún punto apropiado de la estructura (A), independientemente del conjunto o conjuntos motrices (2) que incorpore dicha estructura (A).- A control unit (7), preferably external, made up of programmable electronics based on the different parameters appropriate in each case, which is incorporated at some appropriate point of the structure (A), regardless of the set or motor sets (2) that incorporate said structure (A).
- Un medio de alimentación autónoma (8), preferentemente conformado por, al menos, una batería recargable.- A means of autonomous power supply (8), preferably made up of at least one rechargeable battery.
Todos ellos están conectados de manera tal que, al recibir la estructura (A) un empuje en cualquier dirección, uno o varios de los sensores de empuje (6) detectan la inclinación del eje de soporte vertical (5), y envían la señal a la unidad de control (7), que actúa haciendo que las ruedas (3) se orienten en la dirección del empuje.All of them are connected in such a way that, when the structure (A) receives a push in any direction, one or more of the push sensors (6) detect the inclination of the vertical support axis (5), and send the signal to the control unit (7), which acts by making the wheels (3) point in the direction of the push.
Según se muestra en las figuras 1 y 2, preferentemente, las ruedas motorizadas (3) del conjunto motriz (2) son atravesadas axialmente por un eje imaginario que constituye el eje horizontal de rodadura, alrededor del cual ruedan las ruedas motorizadas (3).As shown in figures 1 and 2, preferably, the motorized wheels (3) of the motor assembly (2) are axially traversed by an imaginary axis that constitutes the horizontal rolling axis, around which the motorized wheels (3) roll.
Para lograr la orientación de las ruedas (3) en la dirección de empuje, se realiza el giro independiente de las mismas alrededor del eje horizontal de rodadura por medio del motor (4) correspondiente, lo que provoca el consiguiente desplazamiento de las ruedas (3) alrededor del eje vertical de giro.To achieve the orientation of the wheels (3) in the thrust direction, their independent rotation is carried out around the horizontal rolling axis by means of the corresponding motor (4), which causes the consequent displacement of the wheels (3). ) about the vertical axis of rotation.
Preferentemente, el desplazamiento de las ruedas motorizadas (3) alrededor del eje vertical de giro correspondiente se realiza con radio de giro constante. Es decir, las ruedas motorizadas (3) están dispuestas en el dispositivo (1) de tal manera que describen una trayectoria circular en su desplazamiento alrededor del eje vertical de giro.Preferably, the movement of the motorized wheels (3) around the corresponding vertical axis of rotation is carried out with a constant radius of rotation. That is to say, the motorized wheels (3) are arranged in the device (1) in such a way that they describe a circular trajectory in their movement around the vertical axis of rotation.
Según una realización preferente, el eje de soporte vertical (5) de un conjunto motriz (2) se acopla a una pata de la estructura rodante (A), preferentemente a un hueco longitudinal de la pata. Según una realización particular alternativa, el eje de soporte vertical (5) se acopla a la superficie exterior de la pata; para ello, por ejemplo, el eje de soporte vertical (5) está hueco por su extremo superior, de manera que "abraza” la pata.According to a preferred embodiment, the vertical support axis (5) of a drive assembly (2) is coupled to a leg of the rolling structure (A), preferably to a longitudinal hole in the leg. According to a particular alternative embodiment, the vertical support axis (5) is coupled to the outer surface of the leg; for this, for example, the vertical support shaft (5) is hollow at its upper end, so that it "embraces" the leg.
Según una realización preferente, el eje de soporte vertical (5) se acopla solidariamente a la pata de la estructura rodante (A), de modo que no hay posibilidad de giro relativo entre el eje de soporte vertical (5) y la pata; y el medio de rodadura se acopla al eje de soporte vertical (5) de manera rotatoria, por ejemplo, mediante un rodamiento, cojinete de fricción o similares, de modo que las ruedas motorizadas (3) pueden desplazarse alrededor del eje de soporte vertical (5).According to a preferred embodiment, the vertical support shaft (5) is integrally coupled to the leg of the rolling structure (A), so that there is no possibility of relative rotation between the vertical support shaft (5) and the leg; and the rolling means is coupled to the vertical support axis (5) in a rotational manner, for example, by means of a roller, friction bearing or the like, so that the motorized wheels (3) can move around the axis. vertical support (5).
Según una realización particular alternativa, el eje de soporte vertical (5) se acopla a la pata de manera rotatoria, por ejemplo, mediante un rodamiento, cojinete de fricción o similares, de manera que el eje de soporte vertical (5) puede girar relativamente respecto de la pata; y el medio de rodadura se acopla solidariamente al eje de soporte vertical (5), de modo que, cuando las ruedas (3) de un conjunto motriz (2) se desplazan alrededor del respectivo eje vertical de giro para orientarse en la dirección de empuje, el eje de soporte vertical (5) gira en el interior de la pata de la estructura rodante (A).According to a particular alternative embodiment, the vertical support shaft (5) is coupled to the leg in a rotary manner, for example, by means of a roller, friction bearing or the like, so that the vertical support shaft (5) can rotate relatively regarding the leg; and the rolling means is integrally coupled to the vertical support axis (5), so that, when the wheels (3) of a drive assembly (2) move around the respective vertical axis of rotation to orient themselves in the direction of thrust , the vertical support axis (5) rotates inside the leg of the rolling structure (A).
Preferentemente, el eje de soporte vertical (5) comprende dos partes unidas entre sí de manera rotatoria, por ejemplo, a través de un rodamiento axial, cojinete axial o similares. Concretamente, el eje de soporte vertical (5) comprende una parte superior fija, que sirve de acople solidario a una pata de la estructura rodante (A); y una parte inferior móvil, que se une al medio de rodadura del dispositivo motriz (1), y que es rotatoria respecto de la parte superior. De este modo, cuando se desplazan las ruedas motorizadas (3) del conjunto motriz (2) alrededor del respectivo eje vertical de giro, la parte inferior del eje de soporte vertical (5) gira junto a las ruedas motorizadas (3), pero no lo hace la parte superior del mismo.Preferably, the vertical support shaft (5) comprises two parts connected to each other in a rotational manner, for example, through an axial bearing, axial bearing or the like. Specifically, the vertical support axis (5) comprises a fixed upper part, which serves as a joint coupling to a leg of the rolling structure (A); and a mobile lower part, which is attached to the rolling means of the motor device (1), and which is rotatable with respect to the upper part. In this way, when the motorized wheels (3) of the motor assembly (2) move around the respective vertical axis of rotation, the lower part of the vertical support axis (5) rotates together with the motorized wheels (3), but not the top of it does.
En las figuras 1 y 2 se puede observar cómo el impulso de empuje, representado mediante una flecha (F) lateral, sobre el eje de soporte vertical (5) del conjunto motriz (2) lo detectan los diferentes sensores de empuje (6).In figures 1 and 2 it can be seen how the thrust impulse, represented by a lateral arrow (F), on the vertical support axis (5) of the motor assembly (2) is detected by the different thrust sensors (6).
Los sensores de empuje (6) pueden estar situados en diferentes ubicaciones, según se explica a continuación:The thrust sensors (6) can be located in different locations, as explained below:
- Preferentemente, los sensores de empuje (6) están ubicados alrededor del eje de soporte vertical (5).- Preferably, the thrust sensors (6) are located around the vertical support axis (5).
- Más preferentemente, los sensores de empuje (6) están ubicados en sendos puntos de contacto con el eje de soporte vertical (5). Por ejemplo, según una realización particular, los sensores de empuje (6) pueden estar ubicados a lo largo de la superficie lateral del eje de soporte vertical (5) o en la base del mismo.- More preferably, the thrust sensors (6) are located in respective points of contact with the vertical support axis (5). For example, according to a particular embodiment, the thrust sensors (6) can be located along the lateral surface of the vertical support shaft (5) or at the base thereof.
- Según la realización preferente explicada anteriormente, en la que el eje de soporte vertical (5) comprende la parte superior fija y la parte inferior móvil, los sensores de empuje (6) están ubicados preferentemente en la parte superior. Según una realización particular alternativa, los sensores de empuje (6) están ubicados en la parte inferior móvil.- According to the preferred embodiment explained above, in which the vertical support axis (5) comprises the fixed upper part and the mobile lower part, the thrust sensors (6) are preferably located in the upper part. According to one embodiment Particular alternative, the thrust sensors (6) are located in the lower mobile part.
- Según otra realización particular, los sensores de empuje (6) del conjunto motriz (2) se ubican en una pata de la estructura rodante (A) a la que se acopla el dispositivo (1); más particularmente, de manera que la superficie de los sensores de empuje (6) destinada a la detección queda enfrentada al eje de soporte vertical (5). De este modo, por ejemplo, en el caso particular de que el eje de soporte vertical (5) se acopla en el hueco de la pata, los sensores de empuje (6) se ubican en la superficie interior de la misma; y en el caso de que el eje de soporte vertical (5) se acopla exteriormente a la pata, los sensores de empuje (6) se ubican en la superficie exterior de la misma.- According to another particular embodiment, the thrust sensors (6) of the motor assembly (2) are located on one leg of the rolling structure (A) to which the device (1) is attached; more particularly, so that the surface of the thrust sensors (6) intended for detection faces the vertical support axis (5). In this way, for example, in the particular case that the vertical support axis (5) is coupled in the hollow of the leg, the thrust sensors (6) are located on the interior surface thereof; and in the event that the vertical support axis (5) is externally coupled to the leg, the thrust sensors (6) are located on the external surface thereof.
Según lo expuesto, los sensores de empuje (6) pueden fijarse, por ejemplo, a la pata correspondiente de la estructura rodante (A) o al eje de soporte vertical (5), de modo que en función de las diferentes posibilidades de acople entre el eje de soporte vertical (5) y la pata, pueden darse diferentes situaciones:According to what has been exposed, the thrust sensors (6) can be fixed, for example, to the corresponding leg of the rolling structure (A) or to the vertical support axis (5), so that depending on the different possibilities of coupling between the vertical support axis (5) and the leg, different situations may occur:
- Según una realización preferente, los sensores de empuje (6) están dispuestos de manera que se impide su giro alrededor del eje vertical de giro, por ejemplo, porque se fijan a la pata de la estructura rodante (A).- According to a preferred embodiment, the thrust sensors (6) are arranged in such a way that their rotation around the vertical axis of rotation is prevented, for example, because they are fixed to the leg of the rolling structure (A).
- Según una realización particular alternativa, los sensores de empuje (6) están dispuestos de manera que pueden giran alrededor del eje vertical de giro, por ejemplo, porque se fijan al eje de soporte vertical (5) y gira este o una parte del mismo.- According to a particular alternative embodiment, the thrust sensors (6) are arranged so that they can rotate around the vertical axis of rotation, for example, because they are fixed to the vertical support axis (5) and this or a part of it rotates. .
En la figura 1 se muestra cuatro sensores de empuje (6). No obstante, según otras realizaciones, el conjunto motriz (2) puede comprender otro número de sensores, preferentemente, tres o más sensores de empuje (6).Figure 1 shows four thrust sensors (6). However, according to other embodiments, the drive assembly (2) can comprise another number of sensors, preferably three or more thrust sensors (6).
En la realización mostrada en la figura 1, los sensores están ubicados en sendos puntos equidistantes radialmente respecto del eje vertical de giro, y equidistantes angularmente entre sí. No obstante, según otras realizaciones, los sensores de empuje (6) pueden estar ubicados de manera que no sean equidistantes radialmente respecto del eje vertical de giro y/o de manera que no sean equidistantes angularmente entre sí, dando lugar a diferentes configuraciones posibles.In the embodiment shown in figure 1, the sensors are located at respective radially equidistant points with respect to the vertical axis of rotation, and angularly equidistant from each other. However, according to other embodiments, the thrust sensors (6) can be located so that they are not radially equidistant with respect to the vertical axis of rotation and/or so that they are not angularly equidistant from each other, giving rise to different possible configurations.
Preferentemente, las ruedas motorizadas (3) del conjunto motriz (2) se unen al eje de soporte vertical (5) a través de un eje horizontal común que las sostiene, denominado ejesoporte de ruedas. Según una realización alternativa, las ruedas motorizadas (3) se unen directamente al eje de soporte vertical (5), a uno y otro lado del mismo, respectivamente.Preferably, the motorized wheels (3) of the drive assembly (2) are attached to the vertical support axis (5) through a common horizontal axis that supports them, called wheel support axle. According to an alternative embodiment, the motorized wheels (3) are directly attached to the vertical support shaft (5), on either side thereof, respectively.
Preferentemente, según se muestra en las figuras 1 y 2, el eje vertical de giro es coplanario con el eje horizontal de rodadura. Más preferentemente, el eje vertical de giro es coplanario con el eje-soporte de ruedas.Preferably, as shown in figures 1 and 2, the vertical axis of rotation is coplanar with the horizontal axis of rolling. More preferably, the vertical axis of rotation is coplanar with the axis-support of wheels.
Preferentemente, según se muestra en las figuras 1 y 2, el eje de soporte vertical (5) corta al eje horizontal de rodadura en un punto que equidista de las dos ruedas motorizadas (3). Según una realización particular, el eje de soporte vertical (5) está situado en posición centrada entre las ruedas motorizadas (3).Preferably, as shown in figures 1 and 2, the vertical support axis (5) intersects the horizontal rolling axis at a point that is equidistant from the two motorized wheels (3). According to a particular embodiment, the vertical support axis (5) is located in a central position between the motorized wheels (3).
Preferentemente, el dispositivo motriz inteligente multidireccional (1) de la invención también comprende un sensor de posición que controla la orientación de las ruedas motorizadas (3). Más preferentemente, el sensor de posición se ubica en el eje de soporte vertical (5).Preferably, the intelligent multidirectional motor device (1) of the invention also comprises a position sensor that controls the orientation of the motorized wheels (3). More preferably, the position sensor is located on the vertical support axis (5).
Preferentemente, las ruedas motorizadas (3) del conjunto o conjuntos motrices (2) son susceptibles de ser conectadas, desconectadas, o bloqueadas, por ejemplo, a través de un selector (no representado) accionable a voluntad, para poder funcionar en modo de trabajo, en modo libre, o en modo bloqueo, respectivamente.Preferably, the motorized wheels (3) of the drive assembly or assemblies (2) are capable of being connected, disconnected, or blocked, for example, through a selector (not shown) that can be operated at will, in order to be able to operate in work mode. , in free mode, or in block mode, respectively.
Preferentemente, los motores (4) de las ruedas (3) del conjunto motriz (2) de la invención son motores eléctricos de tipo brnshless o sin escobillas, de baja velocidad y alto par, especiales para uso directo en la rueda, también llamados directdrive. Preferably, the motors (4) of the wheels (3) of the motor assembly (2) of the invention are electric motors of the brushless or brushless type, with low speed and high torque, special for direct use on the wheel, also called directdrive. .
En una forma de realización preferida, para la instalación del dispositivo en una estructura (A) consistente en una cama o similar que normalmente tiene cuatro ruedas una en cada esquina, el dispositivo (1), preferentemente, comprende conjuntos motrices (2) que se incorporan en la cama o estructura (A), en sustitución de las ruedas convencionales (9) de la misma. En una realización preferente mostrada en las figuras 3 a 5, el dispositivo (1) comprende dos conjuntos motrices (2) que se incorporan en respectivas esquinas opuestas de la cama o estructura (A), en sustitución de dos de las ruedas convencionales (9) de la misma, de manera que cuenta con dos conjuntos motrices (2) de dos ruedas (3) con motor (4) y otras dos ruedas convencionales (9) de giro libre. In a preferred embodiment, for the installation of the device in a structure (A) consisting of a bed or the like that normally has four wheels, one in each corner, the device (1) preferably comprises motor assemblies (2) that are incorporated into the bed or structure (A), replacing the conventional wheels (9) thereof. In a preferred embodiment shown in figures 3 to 5, the device (1) comprises two drive assemblies (2) that are incorporated into respective opposite corners of the bed or structure (A), replacing two of the conventional wheels (9 ) thereof, so that it has two drive assemblies (2) with two wheels (3) with a motor (4) and two other conventional wheels (9) that rotate freely.
En dichas figuras se observa cómo, para el desplazamiento de la estructura (A) en un movimiento de traslación en dirección longitudinal (figura 3), la unidad de control (7) hace girar las ruedas (3) de cada conjunto motriz (2) para alinearlas y procurar la impulsión conjunta de todas ellas en el mismo sentido longitudinal.Said figures show how, to move the structure (A) in a translational movement in the longitudinal direction (figure 3), the control unit (7) rotates the wheels (3) of each drive unit (2) to align them and ensure the joint impulsion of all of them in the same longitudinal direction.
Por su parte, para cambiar el desplazamiento de la estructura (A) a un movimiento de traslación en dirección lateral (figura 4), se realiza en dos fases. Primero, mediante la unidad de control (7), se efectúa la impulsión simultánea en sentidos opuestos de las dos ruedas (3) de cada conjunto motriz (2) alrededor de su eje vertical de giro hasta posicionarlas todas orientadas transversalmente. Seguidamente, se efectúa la impulsión en el mismo sentido de las dos ruedas (3) de cada conjunto motriz (2) para el desplazamiento lateral.For its part, to change the displacement of the structure (A) to a translation movement in the lateral direction (figure 4), it is carried out in two phases. First, by means of the control unit (7), the two wheels (3) of each drive unit (2) are simultaneously driven in opposite directions around their vertical axis of rotation until they are all positioned transversally oriented. Next, the two wheels (3) of each drive assembly (2) are driven in the same direction for lateral movement.
Y, para procurar un desplazamiento alrededor de los ejes verticales de giro de la estructura (A) (figura 5), también se realiza en dos fases. Primero se efectúa la impulsión simultánea en sentidos opuestos de las dos ruedas (3) de cada conjunto motriz (2) y la consiguiente rotación de las mismas alrededor de su respectivo eje vertical de giro hasta el ángulo necesario. Y seguidamente se efectúa la impulsión en sentidos opuestos de los dos conjuntos motrices (2) con las dos ruedas (3) de uno en un sentido y las dos ruedas (3) del otro en el sentido opuesto.And, to ensure displacement around the vertical axes of rotation of the structure (A) (figure 5), it is also carried out in two phases. First, the two wheels (3) of each drive unit (2) are simultaneously driven in opposite directions and the consequent rotation thereof around their respective vertical axis of rotation up to the required angle. And then the two motor assemblies (2) are driven in opposite directions with the two wheels (3) of one in one direction and the two wheels (3) of the other in the opposite direction.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental. Having sufficiently described the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any expert in the field understands its scope and the advantages derived from it, stating that, Within its essentiality, it may be put into practice in other embodiments that differ in detail from the one indicated by way of example, and which will also be covered by the protection that is sought provided that its fundamental principle is not altered, changed, or modified. .
Claims (15)
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| ES202130651A ES2932439A1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | MULTIDIRECTIONAL INTELLIGENT MOTOR DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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Family Applications (1)
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| ES202130651A Pending ES2932439A1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | MULTIDIRECTIONAL INTELLIGENT MOTOR DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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- 2021-07-09 ES ES202130651A patent/ES2932439A1/en active Pending
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|---|---|---|---|
| PC2A | Transfer of patent |
Owner name: INDUSTRIAS TOBIA S.A. Effective date: 20220629 |
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Ref document number: 2932439 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230119 |
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| PA2A | Conversion into utility model |
Effective date: 20231023 |