CZ2017221A3 - Multirobot pro transport a rehabilitaci - Google Patents

Abstract

Multirobot pro transport a rehabilitaci je určen pro rehabilitační nebo rekreační podporu tělesně postiženého jako víceúčelové léčebné, rehabilitační a tréninkové zařízení k udržování tělesné kondice i pro zajišťování provozu běžného života. Skládá se ze dvou hlavních podsestav, jimiž jsou podvozek (2) a ovládací teleskopický sloup (3), kde základním dílem podvozku (2) je rám (4) půdorysného tvaru písmene U, mající v zadní části, v jeho letmých zakončeních, příčné čtvercové profily (6), které jsou součástí pružicích a tlumicích torzních jednotek (5). Každá jednotka (5) se skládá tedy z uvedeného čtvercového profilu (6), dále do něj vložených čtyř pryžových šňůr (8) a středem vedeným čepem (7) se čtvercovým průřezem, kde každý čep (7) se čtvercovým průřezem je součástí dvou tlumených a dělených vidlic (9) zadních, přičemž na konci každé z nich je uloženo kolo (10) s vloženým elektromotorem.

Description

MULTIROBOT PRO TRANSPORT A REHABILITACI

Oblast techniky

Multirobot pro transport a rehabilitaci je z oblasti všestranných a víceúčelových léčebných, rehabilitačních a tréninkových zařízení k udržování tělesné kondice, určených pro rehabilitační procesy pacientů, částečně imobilních osob, tělesně postižených, seniorů, pro podporu bezasistenčního života i pro zajišťování provozu běžného života, včetně využití k volnočasovým aktivitám a k udržování tělesné kondice.

Dosavadní stav techniky

V současné době na světových trzích neexistuje robotická technologie podle vynálezu - multirobot se schopností robotické transfigurace jeho technologie mezi jejím využitím jako robotického zařízení pro řízenou rehabilitaci chůzí s oporou a mezi využitím jako plnohodnotného asistenčně, dálkově nebo programovatelně řízeného transportního prostředku pro jízdu ve stoje (analogie segveje), s využitím outdoor i indoor, v institucionálním, domácím nebo outdoorovém prostředí ve volném terénu.

Světové firmy - švýcarská firma HOCOMA (patent EP15886291), francouzská společnost BA HEALTHCARE, japonská robotická laboratoř JAYST (walker JARoW) a další, jsou jednoúčelová zařízení orientovaná pouze na rehabilitaci chůzí nebo v provedení víceúčelových robotických vozíků pro transport pacientů - například firma Otto Bock - zejména typ Xeno - vertikalizační vozík a řada dalších, které umožňují jízdu v sedě i ve stoje, ale neobsahují funkci rehabilitace řízenou chůzí, se systémem robotické transfigurace, umožňující sdružení funkce řízeného rehabilitačního procesu a funkce jízdy ve stoje, s nástavbou využitelnosti asistenčního, dálkového nebo programovatelného řízení transportu uživatele.

Navrhovaný multirobot, oproti uvedeným a řadě dalších řešení sdružuje několik diametrálně odlišných funkcí v jedné robotické technologii - funkci výškové stavitelnosti opěrného skeletu - loketních opěrek a madel, prostřednictvím elektronicky řízeného ovládacího teleskopického sloupu, funkci elektronicky řízených kolových jednotek s elektropohonem a řídícím systémem zabudovaným přímo v jejich prostoru, funkci výsuvných a výklopných elektronicky řízených stupaček k zajištění kombinace funkce řízené rehabilitace chůzí a elektronicky i robotický řízeného transportu uživatele ve stoje, outdoor i indoor, s výhodou využívání všech funkcí jak při běžných provozních a volnočasových aktivitách, tak i v domácím nebo institucionálním prostředí pro účelové využití ke speciálním a vysoce sofistikovaným rehabilitačním procesům.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody jsou odstraněny multirobotem pro transport a rehabilitaci skládajícím se ze dvou hlavních podsestav, jimiž jsou podvozek a ovládací teleskopický sloup, jehož podstata je v tom, že základním dílem podvozku je rám půdorysného tvaru písmene U, mající v zadní části, v jeho letmých zakončeních, příčné čtvercové profily, které jsou součásti pružících a tlumicích torzních jednotek, přičemž každá tato jednotka se skládá tedy z uvedeného čtvercového profilu, dále do něj vložených čtyř pryžových šňůr a středem vedeným čepem se čtvercovým průřezem, kde každý čep se čtvercovým průřezem je součástí dvou tlumených a dělených vidlic zadních, přičemž na konci každé z nich je uloženo kolo s vloženým elektromotorem, přičemž do každé z bočnic rámu jsou z vnitřní strany vetknuta oka, ve kterých je kyvné uložena stupačka propojená s rotačním pohonem přes pryžový pružný hřídel, kde s hřídelem rotačního pohonu je spojená propojovací spojkou doplněnou hadicovou svěrkou, a na opačném konci je pružný hřídel jdoucí středem dutého čepu stupačky zakončen nalisovanou objímkou propojenou se stupačkou tvarovým výstupkem, přičemž v rámu nad úrovní stupaček jsou v bočnicích pevné dorazy, které jsou součástí lože pro uložení elektrických akumulátorů, a v přední části rámu je podélné a pevně vetknut letmý čep se čtvercovým průřezem, který je ve své střední části pružící a tlumicí torzní jednotkou, na níž je kyvné uložena přední náprava, přičemž přední náprava se skládá z příčného nosníku, v jehož střední části je čtvercový profil X který je součástí pružící a tlumicí torzní jednotky, kde na koncích příčného nosníku u přední nápravy jsou svislá pouzdra, ve kterých jsou v ložiskách otočné uloženy nástavce se svislým čepem, kde každý z těchto nástavců se svislým čepem je zakončen čtvercovým profilem, přičemž jeho středem prochází letmý čep se čtvercovým průřezem, který je součástí dělené vidlice přední, kde v každé z vidlic předních je uloženo nepoháněné přední kolo, přičemž součásti rámu v místě vodorovného letmého čepu se čtvercovým průřezem je konzola pro uchycení ovládacího teleskopického sloupu, jehož součásti je v jeho horní části umístěný ovládací panel, přičemž na jeho bočnicích jsou osazeny integrované loketní opěrky s madlem, na nichž jsou v horních partiích umístěny směrové a rychlostní ovládače, přičemž základním dílem ovládacího teleskopického sloupu je výsuvný teleskopický sloup a mezi výsuvným teleskopickým sloupem a konzolou rámu je vložen mezikus.

Výhodné je, když je multirobot pro transport a rehabilitaci opatřen kryty, přičemž pod kryty v přední části, na příčníku rámu, je na jedné straně výsuvného teleskopického sloupu upevněna nabíječka, a na opačné straně jsou ovládací jednotky elektromotorů.

Výhodou navrhovaného multirobota je, že sdružuje několik diametrálně odlišných funkcí v jedné robotické technologii - funkci výškové stavitelnosti opěrného skeletu loketních opěrek a madel, prostřednictvím elektronicky řízeného ovládacího teleskopického sloupu, funkci elektronicky řízených kolových jednotek s elektropohonem a řídícím systémem zabudovaným přímo v jejich prostoru, funkci výsuvných a výklopných elektronicky řízených stupaček, a to vše k zajištění kombinace funkce řízené rehabilitace chůzí a elektronicky i robotický řízeného transportu uživatele ve stoje, outdoor i indor.

-Přehled-obrázků navykreseoh

Na přiložených obrázcích jsou znázorněny příklady provedení dle vynálezu, kde na obr. 1 je přední a zadní celkový axonometrický pohled na transportní a rehabilitační multirobot, na obr. 2 jsou řezy jednotlivými konstrukčními uzly multirobotu, obr. 3 obsahuje pohledy zavěšení kolové jednotky a mechanizmu sklápění stupaček s pohonem.

..... **

Přiklad provedeni-vynálezu

Multirobot 1 pro transport a rehabilitaci se skládá ze dvou hlavních podsestav, jimiž jsou podvozek 2 a ovládací teleskopický sloup 3.

Hlavním dílem podvozku 2 je rám 4 půdorysného tvaru písmene U, mající v zadní části, v jeho letmých zakončeních příčné čtvercové profily 6, které jsou součástí pružících a tlumicích torzních jednotek 5, přičemž každá jednotka 5 se skládá z uvedeného čtvercového profilu 6 dále do něj vložených čtyř pryžových šňůr 8 a středem vedený čep 7 se čtvercovým průřezem. Každý čep 7 se čtvercovým průřezem je součástí dvou tlumených a dělených 9 vidlic zadních, přičemž na konci každé z nich je uloženo kolo s vloženým 10 elektromotorem.

Do každé z bočnic 11 rámu 4 jsou z vnitřní strany vetknuta oka 12, ve kterých je kyvné uložena stupačka 13 propojená s rotačním pohonem 14 přes pryžový pružný hřídel 15, kde s hřídelem rotačního pohonu 14 je spojená propojovací spojkou 16 doplněnou hadicovou svěrkou 17.

Na opačném konci je pružný hřídel 15 jdoucí středem dutého čepu 18 stupačky 13 zakončen nalisovanou objímkou 19 s propojenou se stupačkou tvarovým výstupkem 20, přičemž v rámu 4 nad úrovní stupaček 13 jsou v bočnicích 11 pevné dorazy 21, které jsou součástí lože 22 pro uložení elektrických akumulátorů 23 a v přední části rámu 4 je podélně a pevně vetknut letmý čep 7_se čtvercovým průřezem, který je v jeho střední části pružící a tlumicí torzní jednotky 5, na níž je kyvné uložena přední náprava 24.

Přední náprava 24 se skládá z příčného nosníku 25, v jehož střední části je čtvercový profil 6, který je součástí pružící a tlumicí torzní jednotky 5. Na koncích příčného nosníku 25 přední nápravy 24 jsou svislá pouzdra 26, ve kterých jsou v ložiskách 27 otočně uloženy nástavce se svislým čepem 28. Každý z nástavců 28 se svislým čepem je zakončen čtvercovým profilem 6, přičemž jeho středem prochází letmý čep 7 se čtvercovým průřezem, který je součástí dělené vidlice přední 29. V každé vidlici přední 29 je uloženo nepoháněné přední kolo 30.

Součástí rámu 4 v místě vodorovného letmého čepu se čtvercovým průřezem 7 je konzola 31 sloužící k uchycení ovládacího teleskopického sloupu 3, jehož součástí je v jeho horní části umístěný ovládací panel 32, přičemž z jeho bočnic vycházejí integrované loketní opěrky 33 s madlem 34, na nichž jsou v horních partiích umístěny směrové a rychlostní ovládače 35.

Základním dílem ovládacího teleskopického sloupu 3 je výsuvný teleskopický sloup 36 a mezi výsuvným teleskopickým sloupem 36 a konzolou 31 rámu 4 je vložen mezikus 37.

Celé zařízení je vhodně, podle potřeb funkčních i designových opatřeno kryty 38, přičemž pod kryty 38 v přední části, na příčníku rámu 4 jsou upevněny nabíječka 39, a na opačné straně výsuvného teleskopického sloupu 36 jsou ovládací jednotky 40 elektromotorů.

Funkce

Multirobot 1 pro transport a rehabilitaci je určen pro rehabilitační nebo rekreační podporu tělesně postiženého. Z toho vyplývají potřebné funkce, které jsou zajištěny jeho stavbou.

Mobilita uživatele je zajištěna poháněným podvozkem 2 doplněným ovládacím teleskopickým sloupem 3.

První podsestava - podvozek 2 pro pohyb multirobota 1 pro transport a rehabilitaci stím, že uživatel se pohybuje uvnitř po vlastních nohou, nebo využije možnosti jízdy ve stoje na stupačkách 13.

Druhá podsestava - ovládací teleskopický sloup 3 slouží k polohování a udržení uživatele ve stoji, včetně ovládání všech potřebných funkcí.

Nosným dílem podvozku 2 je tuhý rám 4 půdorysně ve tvaru písmene U, na nějž jsou navázány různé funkční nástavce.

V podvozku 2 jsou na různých místech použity pružící a tlumicí torzní jednotky 5 lišící se pouze tvrdostí vložených pryžových šňůr 8, přičemž k pružení a tlumení je vždy využito čtvercového profilu 6, v němž je uložen čep 7 se čtvercovým průřezem a meziprvky, v rozích čtvercového profilu 6 jsou pryžové šňůry 8 vytvářející pružící a tlumicí efekt.

V zadní části rámu 4 jsou čtvercové profily 6 pružících a tlumicích torzních jednotek 5, jejichž součástí jsou zároveň vidlice 9 zadní, do nichž jsou uložena hnaná kola 10 s vloženým elektromotorem. Dále v bočnicích 11 rámu 4 jsou s ní pevně propojena oka 12, v nichž jsou kyvné uloženy stupačky 13 sloužící pro jízdu uživatele ve stoje. V této poloze stupaček 13 jsou ve funkci pevné dorazy 21 rámu 4. Pro žádaný

pohyb krokem, uživatel zvedne stupačky 13 rotačním pohonem 14 uchyceným na rámu 4 přes propojovací spojku 16, která prostřednictvím pružného hřídele 15 zajištěným k propojovací spojce 16 hadicovou svěrkou 17 přenáší kroutící moment středem dutého čepu 18, přičemž na konci je nalisovaná objímka 19 s tvarovým výstupkem 20, zapadajícím do stupačky 13.

Dále jsou s bočnicemi 11 rámu 4 pevně propojeny dorazy 21 stupaček 13, tvořící zároveň lože 22, na nichž jsou umístěny akumulátory 23 určené pro napájení pohonů multirobota 1 pro transport a rehabilitaci a jeho ovládání.

V ose multirobota 1 pro transport a rehabilitaci, v přední části rámu 4 je umístěna pružící a tlumicí torzní jednotka 5, s rámem 4 propojená prostřednictvím čepu 7 se čtvercovým průřezem, který je jeho součástí. Toto řešení příčně kyvnou přední nápravou 24 je umožňuje přejíždět větší nerovnosti, aniž by nastal problém se záběrem zadních, poháněných kol s vloženým elektromotorem 10. Dále jsou součástí přední nápravy 24 tvořené příčným nosníkem 25, na jehož koncích jsou svislá pouzdra 26, do kterých jsou otočně uloženy prostřednictvím ložisek 27 nástavce se svislým čepem 28, přičemž do každé z nich je zakomponována pružící a tlumicí torzní jednotka 5 sloužící ke kyvnému uchycení vidlice 29 přední, ve které je zasazeno nepoháněné přední kolo 30. Toto kolo 30 uložené otočně ve svislé ose s excentricitou umožňuje samovolné natáčení podle směru jízdy, přičemž směr a rychlost jízdy jsou určovány pouze zadními koly 10 s vloženým elektromotorem.

V přední, zesílené části rámu 4 je s ním pevně propojena konzola 31 sloužící ke šroubovému propojení rámu 4 s ovládacím teleskopickým sloupem 3. Ve spodní části je ovládací teleskopický sloup 3 tvořen výsuvným teleskopickým sloupem 36 a tato podsestava je ke konzole 31 rámu 4 připojena přes mezikus 37, přičemž jeho použití nebo vyloučení slouží k základnímu nastavení výšky ovládacího teleskopického sloupu 3. Ovládací teleskopický sloup 3 má v horní části ovládací panel 32 sloužící ke kontrole stavu a ovládání rehabilitačního multirobota 1 pro transport a rehabilitaci. Z ovládacího panelu 32 vybíhají šikmo madla 34 sloužící k uchopení zápěstím, a na ně navazují vodorovné loketní opěrky 33 sloužící k podpoře uživatele při chůzi nebo při stoji na stupačkách 13. Pro ovládání pohybových parametrů multirobota 1 pro transport a rehabilitaci slouží dva směrové a rychlostní ovládače 35, přičemž každý z nich je umístěn v dosahu madla 34.

Z funkčních a designových důvodů je multirobot 1 pro transport a rehabilitaci opatřeno kryty 38 a pod kryty 38 v přední části, na příčníku rámu 4 je pro potřeby doplňování elektrickou energií upevněna nabíječka 39, a na opačné straně výsuvného teleskopického sloupu 36 jsou upevněny ovládací jednotky 40 elektromotorů multirobota 1 pro transport a rehabilitaci.

Průmyslová využitelnost

Multirobot pro transport a rehabilitaci je určen pro rehabilitační nebo rekreační podporu tělesně postiženého jako víceúčelové léčebné, rehabilitační a tréninkové zařízení k udržování tělesné kondice i pro zajišťování provozu běžného života.

Seznam použitých pozic

1) Multirobot - pro transport a rehabilitaci

2) podvozek

3) ovládací teleskopický sloup

4) rám

5) pružící a tlumicí torzní jednotka

6) čtvercový profil

7) čep se čtvercovým průřezem

8) pryžová šňůra

9) vidlice zadní

10) kolo s vloženým elektromotorem

11) bočnice

12) oko

13) stupačka

14) rotační pohon

15) pružný hřídel

16) propojovací spojka

17) hadicová svěrka

18) dutý čep

19) nalisovaná objímka

20) tvarový výstupek

21) doraz

22) lože

23) akumulátor

24) přední náprava

25) příčný nosník

26) svislé pouzdro

27) ložisko

28) nástavec se svislým čepem

29) vidlice přední

30) nepoháněné přední kolo

31) konzola

32) ovládací panel

33) loketní opěrka

34) madlo

35) směrový a rychlostní ovládač

36) výsuvný teleskopický sloup

37) mezikus

38) kryt

39) nabíječka

40) ovládací jednotka

Claims (2)

1. Patentové nároky

   1. Multirobot 1 pro transport a rehabilitaci skládající se ze dvou hlavních podsestav, jimiž jsou podvozek (2) a ovládací teleskopický sloup (3), vyznačující se tím, že základním dílem podvozku (2) je rám (4) půdorysného tvaru písmene U, mající v zadní části, v jeho letmých zakončeních, příčné čtvercové profily (6), které jsou součástí pružících a tlumicích torzních jednotek (5), přičemž každá jednotka (5) se skládá tedy z uvedeného čtvercového profilu 6, dále do něj vložených čtyř pryžových šňůr (8) a středem vedeným čepem (7) se čtvercovým průřezem, kde každý čep (7) se čtvercovým průřezem je součástí dvou tlumených a dělených vidlic (9) zadních, přičemž na konci každé z nich je uloženo kolo (10) s vloženým elektromotorem, přičemž do každé z bočnic (11) rámu (4) jsou z vnitřní strany vetknuta oka (12), ve kterých je kyvné uložena stupačka (13) propojená s rotačním pohonem (14) přes pryžový pružný hřídel (15), kde s hřídelem rotačního pohonu (14) je spojená propojovací spojkou (16) doplněnou hadicovou svěrkou (17), a na opačném konci je pružný hřídel (15) jdoucí středem dutého čepu (18) stupačky (13) zakončen nalisovanou objímkou (19) propojenou se stupačkou (13) tvarovým výstupkem (20), přičemž v rámu (4) nad úrovní stupaček (13) jsou vbočnicích (11) pevné dorazy (21), které jsou součástí lože (22) pro uložení elektrických akumulátorů (23), a v přední části rámu (4) je podélně a pevně vetknut letmý čep (7) se čtvercovým průřezem, který je ve střední části pružící a tlumicí torzní jednotky (5), na níž je kyvné uložena přední náprava (24), přičemž přední náprava (24) se skládá z příčného nosníku (25), v jehož střední části je čtvercový profil (6), který je součástí pružící a tlumicí torzní jednotky (5), kde na koncích příčného nosníku (25) u přední nápravy (24) jsou svislá pouzdra (26), v kterých jsou v ložiskách (27) otočně uloženy nástavce (28) se svislým čepem, kde každý z těchto nástavců (28) se svislým čepem je zakončen čtvercovým profilem (6), přičemž jeho středem prochází letmý čep (7) se čtvercovým průřezem, který je součástí dělené vidlice (29) přední, kde v každé z vidlic (29) předních je uloženo nepoháněné přední kolo (30), přičemž součástí rámu (4) v místě (7) vodorovného letmého čepu se čtvercovým průřezem je konzola (31) pro uchycení ovládacího teleskopického sloupu (3), jehož součástí je v jeho horní části umístěný ovládací panel (32), přičemž na jeho bočnicích jsou osazeny integrované loketní opěrky (33) s madlem (34), na nichž jsou v horních partiích umístěny směrové a rychlostní ovládače (35), přičemž základním dílem ovládacího teleskopického sloupu (3) je výsuvný teleskopický sloup (36) a mezi výsuvným teleskopickým sloupem (36) a konzolou (31) rámu (4) je vložen mezikus (37).
2. 2. Multifunkční rehabilitační a transportní robot 1 podle nároku 2 vyznačující se tím, že je opatřen kryty (38), přičemž pod kryty (38) v přední části, na příčníku rámu (4), je na jedné straně výsuvného teleskopického sloupu (36) upevněna nabíječka (39), a na opačné straně jsou ovládací jednotky (40) elektromotorů.