CN1124953C - 楼梯爬升装置的安全装置 - Google Patents
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Abstract
一种安全装置，它同楼梯爬升装置(10)一起用来运送器具和货物、尤其是携有无行走能力人的轮椅(9)，其特征是，在楼梯爬升装置(10)或在轮椅(9)上设有一个装配装置(20)，它具有一个转轴(21)，其中，在转轴(21)上支承着一个支撑臂(30)，一个制动及锁定装置(40)一方面固定在支撑臂(30)上，而另一方面固定在装配装置(20)上，在此，一个传感器(70)这样控制制动及锁定装置，即一旦楼梯爬升装置(10)在楼梯(1)上有倾翻的危险时，它就锁定支撑臂(30)，而当楼梯爬升装置(10)正确地向楼梯(1)倾斜时，支撑臂(30)被松开。
Description
技术领域
本发明涉及一种安全装置，它同楼梯爬升装置一起用来运送器具和货物、尤其是携有无行走能力人的轮椅。
背景技术
目前为止有两种结构原理适合于在楼梯上运送携有无行走能力人的轮椅，一种结构是采用履带行走结构。其履带长度应足以同时抓住至少三级楼梯台阶，由此，无照管的轮椅和人的倾倒是不可能的，并因此排除造成受伤、甚至死亡的倾翻。基于履带行走机构的长度和宽度，这种楼梯爬升装置对于狭窄和盘旋式楼梯存在问题。
另一种结构是采用许多轮子，它们不仅绕自身的轴旋转，而且同时还绕一个所有轮的共同轴线旋转。可参见DE-C37 13 564或DE-C32 26 294。在这些装置中，一方面具有优点的是，仅仅橡胶轮与楼梯、尤其是楼梯台阶边缘接触，因此损害大大避免。另一方面很危险的是，轮子的仅仅有限深度可作用到这些台阶上。这种装置的使用也因此需要格外小心和谨慎，尤其携带人时。实际中楼梯是多种多样的，从相对较平的，完全直向伸展的楼梯到狭窄且陡的螺旋楼梯。利用基于多轮原理的楼梯爬升装置爬升楼梯不是不危险的，因为该装置可能倾翻。楼梯爬升装置、轮椅和人因此必须由一个力气大的人把住。尽管如此还经常发生事故。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种附加装在可发生倾翻的楼梯爬升装置上的安全装置。
按照本发明，提出了一种安全装置，它同楼梯爬升装置一起用来运送器具和货物、尤其是携有无行走能力人的轮椅，其中，在楼梯爬升装置或者在轮椅上设有一个装配装置，它具有一个转轴，在该转轴上支承着一个支撑臂，一个制动及锁定装置一方面固定在支撑臂上，而另一方面固定在装配装置上，一个传感器这样来控制制动及锁定装置，即一旦楼梯爬升装置在楼梯上有倾翻的危险时，就锁定支撑臂，而当楼梯爬升装置正确地向楼梯倾斜时，支撑臂被松开。
该安全装置具有许多优点，本发明还提出对其进行的进一步构造和其它拓展。
第一个重要优点是，它可配备给所有已公开的和待开发的楼梯爬升装置，因此在将来倾翻将不再可能。
另一优点是，支撑臂可被构造得相对短，因为它仅须跨过1至2个楼梯台阶。除此之外，它很窄，因此对于狭小的盘旋式楼梯也没有问题。
第三个优点是，本发明的支撑臂不改变楼梯爬升装置本身的操纵，因为在正常情况下它可相对于楼梯爬升装置完全自由运动，仅仅当楼梯爬升装置有倾翻危险时支撑臂的旋转铰链才被锁定，且锁定到操纵人员将楼梯爬升装置重新置于不再危险的位置为止。
按照本发明的第一优选实施例，安装在支撑臂下端部的、最好由弹性并因此保护楼梯的材料组成的该装置作用产生一个基本垂直作用于下一个或下第二个台阶踏凳面上的支撑过程。可以确定，支撑在台阶的踏凳面上远比支撑在台阶的前边棱上更安全可靠。在旋转铰链锁定时形成的冲击被最佳地缓冲。
在支撑臂的自由端部最好安装或成型出若干个支撑脚，它们中分别有一个在危险情况下可如已述那样支撑在下一个或下第二个楼梯台阶上。多个支撑脚的设置实现了对楼梯台阶的不同高度和深度的理想匹配。
按照一拓展形式，支撑脚被分成两个单元，其中一个、最好是上单元可逆一弹簧推移或摆动地支撑在支撑臂上并配有一个锁定装置，一旦楼梯上的支撑力超过弹簧力时，它就将运动的单元锁住。当楼梯爬升装置有从楼梯上倾翻的危险并且制动及锁定装置已经闭锁了该支撑臂的旋转铰链时，则是这种情况。
特别是为了保护楼梯台阶边缘，建议按照本发明的一个有利构造，平行于支撑臂装配一个滑橇，其中，一个拉簧这样将支撑臂拉入滑撬内，即在正常情况下，仅仅滑撬的端棱靠在楼梯台阶棱上。这可理解为，弹力必须这样大，即支撑臂的支撑脚在危险情况下可以无延迟地发挥其支撑功能。
滑撬最好具有U型截面，由此在正常情况下使支撑臂和它的支撑脚在各方向被盖住。
为保护楼梯台阶的边棱，滑撬端棱可以涂覆有良好滑动性能的材料。如在滑撬的端棱前设置连续循环的带，则获得更好的保护。
如已谈到的，一旦楼梯爬升装置有向前倾斜并从楼梯上摔下去的危险，支撑臂的转动铰链必须被尽可能无延迟地锁定。这意味着，楼梯爬升装置的角度位置必须被不断测量和监控。
在此最好采用一个摆式倾斜传感器，安装在楼梯爬升装置上或装配装置上。
旋转铰链的锁安装置可有许多变化形式。
在第一种形式中，制动及锁定装置由一个棘轮和一个棘爪组成。其中，棘轮的中心最好位于转动轴的中心。棘爪设置成摆的形式并绕一自身的轴线可摆动地安装在装配装置上。一旦楼梯爬升装置向前倾斜，棘爪就落入棘轮的齿中并锁定旋转铰链。这种锁定装置机械上简单且功能可靠。
作为一种变化形式，棘轮的中心被相对于转轴移动。棘爪可绕一自身的轴线摆动地设置在装配装置上并由一个弹簧在棘爪和装配装置之间确定地保持在其静止位置。这种结构形式具有以下优点，即棘爪由于重力作用不必调整，这允许设计中更大的自由度。此外，这种功能与第一种形式的相同。
在上两种形式中，棘爪最好由一个重量小的部分和一个重量大的部分组成，前者由于其重量小而可快速落入棘轮内，而后者用于保持垂直方向。两部分由一弹簧拉紧，不过该弹簧弹力应这样弱，使得棘爪不延迟地快速落入棘轮中。
在两种实施形式中，棘轮相对于支撑臂的角度位置最好可调。由此，可使由楼梯爬升装置、轮椅和无行走能力人的不同大小和重量而引起的总重心移位得到补偿。
一种制动及锁定装置的替代实施形式是在支撑臂和装配装置或楼梯爬升装置之间有限长度的可锁定张紧元件。
另一种可能是采用闸瓦制动器。
最好是弹性带式止动器，因为它工作快速、可靠并具有所需的空行功能。
另一可能是采用电动离合器，
根据另一种变化形式，制动及锁定装置设置成可锁定的缸—活塞单元，最好为具有内部流体循环和在流体循环内具有由倾斜传感器控制的制动阀。作为流体可采用液压油，也可采用气体。
作为具有优点的本发明拓展形式，在支撑臂和装配板之间具有一个支撑弹簧。该支撑弹簧必须这样设计，即当楼梯爬升装置具有相对于楼梯正确的倾斜位置时，它是没有力的。当楼梯爬升装置向后朝楼梯倾斜时，该弹簧将它压回正常位置。当楼梯爬升装置有向前倾翻的危险时，则该弹簧又将其拉回到正确的位置。在两种情况下，支撑弹簧使操纵者卸荷。
如果支撑臂设有滑撬，弹簧在支撑臂与滑撬之间及在支撑臂与装配装置之间在力方面这样相互协调，在楼梯爬升装置有向楼梯下倾翻的危险时，滑橇朝后退并因此使支撑脚松开，以便置于台阶上。
为进一步使操纵者卸荷和能在楼梯上快速且特别是安全地运送重的负载，并行于制动及锁定装置设有一个传动装置。它可以是带线圈的电机、液压缸或类似物。在每一种情况下，传动装置都是根据支撑臂相对于楼梯爬升装置的位置和/或支撑臂在楼梯上的压紧力的额定—实际值差值来控制。
不仅支撑脚适合用于支撑臂在楼梯台阶的登踏面上的支撑，而且，尤其例如环形履带也适合。固定在两臂或三臂式转台(Drehkreuz)上的支撑轮也适合。由转台和支撑轮组成的结构已用在楼梯爬升装置中。甚至存在这样的可能性，安全装置可被装备一个主动支持楼梯爬升装置的提升机构并被安装在支撑臂上的电动传动装置。
按照第一种形式，履带或者带支撑轮的转台由电机驱动。按照第二种形式，支撑臂上也设置一个循环链式提升机构。
楼梯爬升装置上和支撑臂上的提升机构最好彼此同步。在这种情况下，轮椅被以最小波动地上楼和下楼运送。操纵者主要起导向作用，而不再起把持作用。这样的楼梯爬升装置因此也可由小力气的人操作。制动和锁定装置在这种情况下也仍然保持有效并在危险情况下避免载有轮椅和无行走能力人的楼梯爬升装置在楼梯上翻到。
附图说明
下面将参照图中所示实施例对本发明进一步说明。
图1是带有轮椅的楼梯爬升装置在楼梯上的侧视示意图，
图2是图1中带有第一种安全装置的楼梯爬升装置的简图，
图3是图1和2中带有变型的安全装置的楼梯爬升装置的简图，
图4是图1中带有第三种安全装置的楼梯爬升装置的简图，
图5是带有轮椅和第四种实施形式的安全装置的楼梯爬升装置的侧视示意图，
图6是带有轮椅和第五种实施形式的安全装置的楼梯爬升装置的侧视示意图。
具体实施方式
图1以侧视示意图形式示出了一个在楼梯1上的带有轮椅9的楼梯爬升装置10。该楼梯爬升装置10以其滚轮12立于楼梯台阶上。作为运送轮椅9上台阶和下台阶的提升机构在此示出了一种例如循环链式(Paternosterartig)装置13。不过原则上所有形式的如在说明书前言所提到的类似提升装置(Hubeinrichtung)都适合。操纵杆11上的手柄14使得操纵人、楼梯爬升装置10、轮椅9和无行走能力的人向后倾斜如此远，即该组合体的总重心S正好位于滚轮12的轴线上方，使该组合保持在该位置并且引导上下楼。
一旦提升装置13起作用，滚轮12便失去与楼梯1的接触。由此重心S此刻处在楼梯1上的楼梯爬升装置10的支架前，楼梯爬升装置10、轮椅9和无行走能力的人有向前从楼梯1上摔下去的危险。这必须由操纵人用力拉住手柄14来避免。实践证明，这不总是能行的。
图2以局部示意图形式示出了安装在楼梯爬升装置10上的安全装置，该安全装置的用途在于，当重心S向前偏移过远时避免楼梯爬升装置10、轮椅9和无行走能力的人的组合体摔到楼梯上。
该安全装置包括至少一个固定在楼梯爬升装置10上的装配装置20。装配装置20的固定部分22可容易地与相应的楼梯爬升装置适配。因此，该安全装置可装配在各种形式的楼梯爬升装置上。
在装配装置20上设有一个水平转轴21，一支撑臂30可自由旋转地支撑在其上。支撑臂30在几个、例如一个或两个楼梯台阶1上伸展。在它的自由端上设有若干防滑支撑脚31，它们被这样安置在一个斜撑39上，即它们在危险情况下近似垂直地支撑在楼梯台阶1的登踏面上。
支撑臂30在正常情况下相对于装配装置20及楼梯爬升装置10必须是可完全自由移动的，而在危险情况下必须立即被锁住。在此采用了一种制动和锁定装置40。在上述实施例中它由一个棘轮32和一个棘爪41，42组成。棘轮32固定在支撑臂30上。其中，棘轮32和支撑臂30之间的角位置可在必要时调整，为此设有孔34。
棘爪41，42可绕一水平轴线44自由摆动地悬挂在装配装置20上。只要楼梯爬升装置10正确地向后倾斜，棘轮32和棘爪41，42被相对间隔开。一旦楼梯爬升装置10竖起，棘爪41和棘轮32之间的间隔就会按照一个正弦函数缩短直至最后棘爪41落入棘轮32的齿33内。由此支撑臂30被锁定而楼梯爬升装置10不能进一步竖起。当操纵人使楼梯爬升装置10重新正确向后倾，棘爪41由棘轮32脱开，支撑臂30可自由移动。
如从图2可以看出，棘爪由一个轻的第一部分41和一个重的第二部分42组成。前者具有棘瓜齿，后者由于重力用来保持始终垂直的位置。两部分41，42通过一个轻的弹簧43连在一起。基于这种两部分的结构，在轻的棘爪部分41上的棘瓜齿可以很快落入棘轮齿轮33内。
一个具有U形截面的滑撬50盖在支撑臂30和支撑脚31上。一个拉簧52将支撑臂30拉入滑撬50。滑撬50的正面51是这样成形的，即支撑脚31在正常情况下消失在正面51后面。因此仅仅正面51在楼梯台阶边缘上滑动。如果正面边51涂有良好滑动材料，则楼梯边棱受到保护。
不过，拉簧52应足够弱，以确保支撑脚31在危险情况下可无延迟地尽可能垂直支撑在下一个台阶1的登踏面上。
图3示出了在楼梯爬升装置10上的安全装置40′的第二个实施形式。落入棘轮32齿33内的棘爪虽然又由两个由一弱弹簧连在一起的部分41′，42′组成。不过在这种情况下只有重的棘爪部分42′悬挂安装，而轻的棘爪部分41′竖在旁边。棘爪41′，42′的功能与图1中棘爪41，42的功能相同。
在装配装置20和支撑臂30之间设有一个附加支撑弹簧60。它被这样确定尺寸，即当楼梯爬升装置具有相对于台阶1正确的倾斜位置时，它是没有力的。当楼梯爬升装置10向前或后改变它的位置时，支撑弹簧60将楼梯爬升装置10重新拉或压到正确位置。
力通过支撑臂30和滑撬50被传递到相应的楼梯台阶上。通过这种方式使楼梯爬升装置的操纵人卸载。
为了在楼梯爬升装置严重、危险地向楼梯下倾斜时不失去滑撬50，51的背软(Ruckweich)功能，两弹簧52，60必须在力上彼此协调。
图4示出了在楼梯爬升装置10上的安全装置的第三种实施形式，作为制动及锁定装置40”，在装配装置20和支撑臂30之间设有一个可锁定的缸-活塞单元48，它具有内部流体循环和一个在流体循环内的电控锁定阀49。楼梯爬升装置10在楼梯1上的位置借助一个机电倾斜传感器70测得，该传感器在楼梯爬升装置10处在危险位置时向锁定阀49发出锁定信号。
与图2和图3所示实施形式不同，在本实施例中，其上具有支撑脚31的斜撑被设置成两部分。一个斜撑部分39.1牢固地固定在支撑臂30上，第二个斜撑部分39.2与之相反可相对于支撑臂30移动和摆动地被支承。在此一个由栓钉和一个长孔组成的组合体37用来与压力弹簧38相连。基于斜撑39.1，39.2的两部分结构，该安全装置适合于特别低矮的楼梯1。
图5示出了一种主动的安全装置，其中，支撑臂30设有一个电机控制的提升装置130，它与楼梯爬升装置10的提升机构相当。一个探测轮131和一个探测传感器132用作提升装置130的控制及保险开关。当提升机构13在楼梯爬升装置10上、而提升装置130在支撑臂30上正确调整时，两提升机构同步运行，而携有无行走能力人的轮椅9实际上没有轮椅9的与功能有关的倾覆运动地被运送上楼和下楼。借助前面所述的制动及锁定装置，支撑臂30在楼梯爬升装置10出现危险并有从楼梯上摔下去的危险的这种情况下被立即锁住。这可理解为，提升装置13，130在这种情况下被立即停住。
图6示出了一种安全装置，他既可被构造成被动式，也可为主动式。在支撑臂30的自由端部上可旋转地固定有一个具有三个支撑轮231的三臂式转台230。支撑轮231支撑在楼梯台阶的登踏面上。当转台230被电机驱动且转数与提升机构13同步时，轮椅9又没有问题并实际上没有波动地被运送上下楼。
如从图5和6可以看出，当轮椅在平的面上行进或推动时支撑臂30与安装在其上面的装置一起摆到轮椅9的下面。
Claims (31)
1、一种安全装置，它同楼梯爬升装置(10)一起用来运送器具和货物、尤其是携有无行走能力人的轮椅(9)，其特征是，在楼梯爬升装置(10)或者在轮椅(9)上设有一个装配装置(20)，它具有一个转轴(21)，在该转轴(21)上支承着一个支撑臂(30)，一个制动及锁定装置(40)一方面固定在支撑臂(30)上，而另一方面固定在装配装置(20)上，一个传感器(70)这样来控制制动及锁定装置(40)，即一旦楼梯爬升装置(10)在楼梯(1)上有倾翻的危险时，就锁定支撑臂(30)，而当楼梯爬升装置(10)正确地向楼梯(1)倾斜时，支撑臂(30)被松开。
2、按照权利要求1所述的安全防护臂，其特征是，安装在支撑臂(30)的下端部内的装置(31)作用一个在很大程度上垂直于下一个或下第二个台阶登踏面在其上登踏的支撑过程。
3、按照权利要求1或2所述的安全装置，其特征是，在支撑臂(30)的自由端部上安装或成型出多个支撑脚(31)，它们中分别有一个在危险情况下支撑在楼梯台阶(1)的踏登面上。
4、按照权利要求3所述的安全装置，其特征是，支撑脚(31)被分成两个单元(39.1，39.2)，其中一个单元、最好是上单元(39.2)可逆弹簧(38)移动和摆动地被支承在支撑臂(30)上，一旦楼梯(1)上的支承力超过弹簧(38)的力时，一个锁定装置(36)就锁定可移动的单元(39.2)。
5、按照权利要求4所述的安全装置，其特征是，锁定装置(36，37)由一个支撑臂(30)上的销、一个在可运动单元(39.2)上的长形孔，一个在支撑臂(30)上的齿轮和一个在可运动单元(39.2)上的齿组成。
6、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，平行于支撑臂(30)装配了一个滑撬(50)，一拉簧(52)这样将支撑臂(30)拉入滑撬(50)，即在正常情况下，仅仅滑撬(50)的端边51靠在楼梯台阶(1)的边棱上。
7、按照权利要求6所述的安全装置，其特征是，滑撬(50)具有一个U形截面。
8、按照权利要求6或7所述的安全装置，其特征是，滑撬(50)的端边(51)涂有易滑材料。
9、按照权利要求6所述的安全装置，其特征是，在滑撬(50)的端边(51)前装有一个连续环绕的带。
10、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，传感器(70)是一个摆(41，42)，安装在楼梯爬升装置(10)或装配装置(20)上。
11、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，制动及锁定装置(40)由一个棘轮(32)和一个棘爪(41，42)组成。
12、按照权利要求11所述的安全装置，其特征是，棘轮(32)的中心位于转轴(21)的中心，棘爪(41，42)被作为摆构成并绕一轴(44)摆动地被安装在装配装置(20)上。
13、按照权利要求12所述的安全装置，其特征是，棘爪由一个重量轻的部分(41)和一个重量大的部分(42)组成，一弹簧(43)将这两个部分(41，42)拉紧。
14、按照权利要求11所述的安全装置，其特征是，棘轮(32)的中心相对于转轴(21)移位，棘爪(41，42)可绕一轴(44)摆动地支承在装配装置(20)上，一个在棘爪(41，42)和装配装置(20)之间的弹簧确定棘爪的静止位置。
15、按照权利要求11至14之一所述的安全装置，其特征是，棘轮(32)相对于支撑臂(30)的角位置可被调节。
16、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，制动及锁定装置(40)是一个在支撑臂(30)和装配装置(20)或者楼梯爬升装置(10)之间有限长度的可锁定的张紧元件。
17、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，作为制动及锁定装置(40)设置了一个闸瓦制动器。
18、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，作为制动及锁定装置(40)设置了一个弹性带制动器。
19、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，作为制动及锁定装置(40)设置了一个电动离合器。
20、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，作为制动及锁定装置(40)设置了一个可锁定的缸-活塞单元(48)。
21、按照权利要求20所述的安全装置，其特征是，缸-活塞单元(48)具有一个内部的流体循环和一个在流体循环内由传感器(70)控制的制动阀(49)。
22、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，与制动及锁定装置并行设有一个支撑弹簧(60)，当楼梯爬升装置(10)正确地向楼梯(1)倾斜时，该支撑弹簧(60)是没有力的。
23、按照权利要求22所述的安全装置，其特征是，支撑弹簧(60)弱于拉簧(52)。
24、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，并行于制动及锁定装置(40)设置了一个传动机构，该传动机构依照支撑臂(30)相对于楼梯爬升装置(10)的位置和/或支撑臂(30)的在楼梯(1)上的压力的额定—实际差值被控制。
25、按照权利要求24所述的安全装置，其特征是，传动机构和制动及锁定装置(40)被集成在一起。
26、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，支撑臂(30)上安装有一个循环履带。
27、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，支撑臂(30)的自由端部上安装了一个具有至少两个支撑轮(231)的转台(230)。
28、按照权利要求27所述的安全装置，其特征是，该转台(230)是电机驱动的。
29、按照权利要求26所述的安全装置，其特征是，该履带是电机驱动的。
30、按照权利要求1所述的安全装置，其特征是，在支撑臂(30)上固定有一个循环链式提升机构(130)。
31、按照权利要求28，29或30所述的安全装置，其特征是，电机传动机构与楼梯爬升装置(10)的提升机构(13)同步。
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