DE10018516C1

DE10018516C1 - Stair climbing device for invalid wheelchair has extendible support device operated when sensor device indicates possible tipping of stair climbing device

Info

Publication number: DE10018516C1
Application number: DE2000118516
Authority: DE
Inventors: Thomas Birmanns
Original assignee: Alber GmbH
Current assignee: Alber GmbH
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2020-04-15
Also published as: EP1145697A2; EP1145697A3

Abstract

The stair climbing device (1) has an attached grip unit allowing operation of the stair climbing device by the wheelchair user, a control device for controlling the functions of the stair climbing device and a retention force sensor device, associated with the grip unit, which provides a signal when possible tipping of the stair climbing device is indicated, for operation of an extendible support device (40), via the control device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Treppensteigvorrichtung und insbesondere eine Treppensteigvorrichtung für Rollstühle für Gehunfähige.The invention relates to a stair climbing device and in particular a stair climbing device for wheelchairs Disabled.

Aus der DE 37 13 564 C2 ist eine motorisch betriebene Treppensteigvorrichtung bekannt, die dazu ausgelegt ist, einen Rollstuhl mit einer darin sitzenden Person durch lediglich eine Bedienperson hinauf oder hinab zu befördern. Hierbei muss die Bedienperson den sich aus der gehunfähigen Person, dem Rollstuhl und der Treppensteigvorrichtung ergebenden Gesamtschwerpunkt ständig ausbalancieren. Bei dem Steigvorgang erfolgt je nach verwendeter Antriebsvorrichtung ein periodischer Lastwechsel von Stufe zu Stufe, der ständige Korrekturen der Bedienperson erfordert. Zudem können durch Schwerpunktsverlagerungen der in dem Rollstuhl sitzenden Person Korrekturen der Schwerpunktslage erforderlich sein. Würden derartige Korrekturen nicht korrekt durchgeführt, könnte es zu kritischen Situationen kommen, bei denen die Treppensteigvorrichtung zusammen mit dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen zu kippen drohen.DE 37 13 564 C2 describes a motor-driven one Stair climbing device known, which is designed to a wheelchair with a person sitting in it only to transport an operator up or down. The operator must be able to walk Person, the wheelchair and the stair climbing device constantly balance the resulting center of gravity. In which The climbing process takes place depending on the drive device used a periodic load change from level to level, the constant Operator corrections required. You can also by Shifting the center of gravity of those sitting in the wheelchair Person corrections to the center of gravity may be required. If such corrections were not carried out correctly, there could be critical situations in which the Stair climbing device together with the wheelchair and the Wheelchair occupants threaten to tip over.

In der DE 297 21 477 U1 wird eine Treppensteigvorrichtung offenbart, die einen Neigunssensor und eine zusätzliche Stützvorrichtung aufweist. Die Stützvorrichtung ist frei schwenkbar an der Treppensteigvorrichtung gelagert und während des gesamten Steigvorgangs in Berührung mit mindestens einer Treppenstufe. Wenn bei dieser bekannten Treppensteigvorrichtung der Neigungswinkelsensor einen Neigungswinkel erkennt, bei dem die Treppensteigvorrichtung zusammen mit der beförderten Last zu kippen droht, wird die Stützvorrichtung gegenüber der Treppensteigvorrichtung blockiert, so dass die freie Verschwenkbarkeit aufgehoben ist und ein Abstützen der Treppensteigvorrichtung über die Stützvorrichtung an der oder den Treppenstufen erfolgt.DE 297 21 477 U1 describes a stair climbing device discloses a tilt sensor and an additional Has support device. The support device is free pivoted on the stair climbing device and during the entire climbing process in contact with at least one step. If known at this Stair climbing device the inclination angle sensor one Detects angle of inclination at which the stair climbing device threatens to tip over together with the transported load Support device opposite the stair climbing device blocked so that the free pivotability is canceled and supporting the stair climbing device over the Support device on the stairs or steps.

Aus der WO 90/00997 A1 ist ein Rollstuhl mit einer motorisch betriebenen Treppensteigvorrichtung, einem Neigungswinkel sensor und einer Sicherheitseinrichtung bekannt. Sobald der Neigungswinkelsensor einen Neigungswinkel erkennt, der größer ist als ein vorbestimmter Neigungswinkel, wird die Steigvorrichtung über die Sicherheitseinrichtung angehalten.From WO 90/00997 A1 is a wheelchair with a motor operated stair climbing device, an angle of inclination sensor and a safety device known. Once the Tilt angle sensor detects a tilt angle that is larger is as a predetermined inclination angle, the Climbing device stopped over the safety device.

Auf dem hier relevanten technischen Gebiet gibt der Neigungswinkel nicht zuverlässig Aufschluss über die tatsächliche Kippgefahr einer Treppensteigvorrichtung. Treppensteigvorrichtungen werden typischerweise mit unterschiedlichen Lasten betrieben. Beispielsweise werden Personen oder Gegenstände unterschiedlichen Gewichts befördert. Zudem weisen die Lasten eine unterschiedliche Schwerpunktsanordnung auf. So kann beispielsweise ein kleiner Rollstuhl mit eng am Treppensteiger angeordneter Sitzfläche oder ein großer Pflegerollstuhl mit weit vorn liegender Sitzfläche betrieben werden. Eine weitere Veränderung der Schwerpunktslage der aus der Treppensteigvorrichtung, dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen gebildeten Einheit ergibt sich zudem durch Bewegungen des Rollstuhlinsassen. Der für eine sichere Handhabung der Treppensteigvorrichtung ideale Neigungswinkel kann in der Praxis um Größenordnungen von bis zu 15° variieren.In the relevant technical field here Tilt angle not reliable information about the actual risk of a stair climbing device tipping over. Stair climbers are typically included operated different loads. For example People or objects of different weights promoted. In addition, the loads have a different Center of gravity on. For example, a small one Wheelchair with a seating area close to the stair climber or a large nursing wheelchair with a front one Seat are operated. Another change in Center of gravity of the from the stair climbing device, the Wheelchair and the wheelchair occupant unit formed also by movements of the wheelchair occupant. The one for safe handling of the stair climbing device ideal In practice, the angle of inclination can be of orders of magnitude up to vary to 15 °.

Eine zusätzliche Veränderung des Neigungswinkels ergibt sich durch den Betrieb der Treppensteigvorrichtung, d. h. durch Lastwechsel beim Umsetzen von einer auf die nächste Stufe bzw. beim Durchlaufen einer exzentrischen Hubbewegung. Diese mehr oder weniger zyklischen Veränderungen des Neigungswinkels können in der Praxis größer als 10° sein.There is an additional change in the angle of inclination by operating the stair climber, d. H. by Load changes when moving from one to the next level or when going through an eccentric lifting movement. This more or less cyclical changes in the In practice, the angle of inclination can be greater than 10 °.

Wird bei der aus der DE 297 21 477 U1 bekannten Treppensteigvorrichtung ein bestimmter Neigungswinkel gewählt, bei dessen Überschreiten die Stützvorrichtung zur Ausübung ihrer Abstützfunktion aktiviert wird, so kann der Fall eintreten, dass eine Aktivierung bereits erfolgt, obwohl noch keine Kippgefahr bestand, beispielsweise dann, wenn eine sehr leichte Person befördert wird.Is known from DE 297 21 477 U1 Stair climbing device a certain angle of inclination selected, when exceeded, the support device for Exercising their support function is activated, the In the event that activation already occurs, though there was still no danger of tipping over, for example if one very light person is transported.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Treppensteigvorrichtung bereit zu stellen, die dazu in der Lage ist, eine Kippgefahr zuverlässig zu erkennen.The technical problem underlying the invention is to get a stair climbing device ready place that is able to tip over reliably recognizable.

Zur Lösung dieses technischen Problems wird erfindungsgemäß eine Treppensteigvorrichtung, beispielsweise für Rollstühle für Gehunfähige, mit einer Steigeinheit, einer mit der Steigeinheit verbundenen Griffeinheit, die einer Bedienperson die Handhabung der Treppensteigvorrichtung ermöglicht, einer Steuereinrichtung zum Steuern von Funktionen der Treppensteigvorrichtung, einer Sensoreinrichtung zum Erkennen einer drohenden Gefahr des Kippens der Treppensteigvorrichtung und einer auf ein Signal der Sensoreinrichtung hin bezüglich ihrer Abstützfunktion aktivierbaren Stützvorrichtung bereit gestellt, bei der die Sensoreinrichtung einen Haltekraftsensor aufweist, der im Bereich der Griffeinheit angeordnet und dazu ausgelegt ist, die Haltekraft der Bedienperson zu erfassen, und bei der die Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist, die Stützvorrichtung zum Ausüben der Abstützfunktion als Reaktion auf ein Signal des Haltekraftsensors in Abhängigkeit von der durch den Haltekraftsensor erfassten Haltekraft zu aktivieren.To solve this technical problem, the invention a stair climbing device, for example for wheelchairs for the disabled, with a climbing unit, one with the Climbing unit connected handle unit that an operator the handling of the stair climbing device enables one Control device for controlling functions of the Stair climbing device, a sensor device for detection an impending danger of tipping the Stair climber and one on a signal from the Sensor device with respect to its support function activatable support device provided, in which the Sensor device has a holding force sensor which in Area of the handle unit is arranged and designed to to detect the holding force of the operator, and at which the Control device is designed to Support device for performing the support function in response to a signal of the holding force sensor depending on the holding force detected by the holding force sensor activate.

Das durch die Erfindung verwirklichte Funktionsprinzip ist dazu geeignet, die in der Praxis variierenden Einflussgrößen, insbesondere unterschiedliche Lasten, unterschiedliche Schwerpunktslagen und Lastwechsel, automatisch, d. h. ohne veränderte Voreinstellungen, und zuverlässig zu kompensieren. Die Treppensteigvorrichtung muss während des Steigvorgangs ständig ausbalanciert werden, so dass sich die aus Treppensteigvorrichtung, Rollstuhl und Rollstuhlinsasse gebildete Einheit möglichst im Gleichgewicht befindet. Je weiter sich diese Einheit von einem idealen Gleichgewichtszustand entfernt, desto größer muss die Haltekraft der Bedienperson sein, um ein Kippen zu verhindern. Wenn sich der Schwerpunkt der aus der Steigvorrichtung, dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen gebildeten Einheit nicht exakt über der beispielsweise radförmigen oder stelzenförmigen Stütze der Treppensteigvorrichtung befindet, ergibt sich ein Kippmoment. Um ein Kippen zu verhindern, leitet die Bedienperson eine entsprechende Kraft in die Griffeinheit ein. Die Haltekraft der Bedienperson ist somit ein direktes Maß für die Kippgefahr.The functional principle realized by the invention is suitable for influencing variables that vary in practice, especially different loads, different Center of gravity and load changes, automatically, d. H. without changed default settings, and to compensate reliably. The stair climbing device must be used during the climbing process to be constantly balanced so that it turns out Stair climbing device, wheelchair and wheelchair occupant formed unit is as balanced as possible. Each this unit continues from an ideal Equilibrium removed, the greater the Holding force of the operator to prevent tipping prevent. If the focus is from the Climbing device, the wheelchair and the wheelchair occupant unit formed not exactly over the example wheel-shaped or stilt-shaped support of the There is a tilting moment. In order to prevent tipping, the operator guides one appropriate force in the handle unit. The holding power the operator is thus a direct measure of that Risk of tipping over.

Vorzugsweise wird die Haltekraft anhand eines Biegemoments ermittelt. Durch geeignete Anordnung des Haltekraftsensors, wie sie beispielsweise in den Unteransprüchen beschrieben ist, kann eine drohende Kippgefahr zuverlässig erkannt werden. Insbesondere eignet sich für das Detektieren der Haltekraft anhand eines Biegemoments die Stelle, an der die Steigeinheit, d. h. des Teils der Treppensteigvorrichtung, die den eigentlichen Steigmechanismus einschließlich des Antriebs umfasst, mit der Griffeinheit, d. h. desjenigen Teils der Treppensteigvorrichtung, den die Bedienperson hält, verbunden ist. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, die Haltekraft direkt an den Handgriffen zu ermitteln, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn ein Teil der Last auf der Griffeinheit aufliegt.The holding force is preferably based on a bending moment determined. Through a suitable arrangement of the holding force sensor, as described for example in the subclaims danger of tipping over can be reliably detected become. It is particularly suitable for detecting the Holding force based on a bending moment where the Climbing unit, d. H. of the part of the stair climbing device that the actual climbing mechanism including the drive comprises, with the handle unit, d. H. that part of the Stair climbing device that the operator holds is. However, there is also the option of Holding force right on the handles to determine what is particularly advantageous when part of the load the handle unit rests.

Wenn die Haltekraft anhand eines Biegemoments ermittelt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung zusätzlich zu dem Haltekraftsensor einen Griffsensor aufweist, der erkennt, ob die Bedienperson die Greifeinheit hält. Sollte der zwar unwahrscheinliche aber theoretisch mögliche Fall auftreten, dass die Bedienperson die Griffe losläßt, würde eine akute Kippgefahr bestehen, obwohl keine relevante Haltekraft erfasst wird. Die Steuereinrichtung ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform daher zudem dazu ausgelegt, die Stützvorrichtung zum Ausüben der Abstützfunktion anzusteuern, wenn der Griffsensor detektiert, dass die Bedienperson die Griffeinheit nicht hält.If the holding force is determined using a bending moment, it is advantageous if the sensor device in addition to the holding force sensor has a grip sensor that detects whether the operator holds the gripping unit. Should be unlikely but theoretically possible case occur that the operator releases the handles would be acute There is a risk of tipping, although no relevant holding force is recorded. The control device is at a advantageous embodiment is therefore also designed to To control the support device for performing the support function, when the grip sensor detects that the operator Handle unit does not hold.

Zur weiteren, gegebenenfalls redundanten Absicherung besteht die Möglichkeit, zusätzlich andere charakteristische Betriebsgrößen der Treppensteigvorrichtung zu überwachen, beispielsweise mittels eines Neigungssensors und/oder Beschleunigungssensors, um in Verbindung mit der Überwachung der Haltekraft eine Aktivierung der Stützvorrichtung auszulösen.There is further, possibly redundant protection the possibility of additional other characteristic Monitor operating parameters of the stair climbing device, for example by means of an inclination sensor and / or Accelerometer to work in conjunction with monitoring the holding force an activation of the support device trigger.

In der Praxis werden vorwiegend solche Stützvorrichtungen eingesetzt, die ein Überkippen nach vorne, d. h. treppabwärts verhindern. Die Überwachung der Haltekraft wird somit vorzugsweise im Hinblick auf diese Kipprichtung durchgeführt. Es versteht sich jedoch, dass ein Überkippen nach hinten ebenfalls überwacht und mittels geeigneter Kippsicherungen verhindert werden kann.In practice, such support devices are predominantly used used, which tilts forward, d. H. down the stairs prevent. The monitoring of the holding force is thus preferably carried out with regard to this tilt direction. However, it is understood that overturning backwards also monitored and using suitable anti-tip devices can be prevented.

Der Haltekraftsensor umfasst üblicherweise Dehnmessstreifen. Es können allerdings auch induktive Systeme, optoelektronische Sensoren oder weitere dem Fachmann geeignet erscheinende Sensoren verwendet werden. Je nach verwendetem Sensor, insbesondere in solchen Fällen, in denen Dehnmessstreifen verwendet werden, welche vorzugsweise über eine Brückenschaltung gekoppelt sind, sind Veränderungen der Nullpunktslage in Betracht zu ziehen. Diese können durch Feuchtigkeitseinfluss, Kriechverhalten der Werkstoffe, Restspannungen in bestimmten Bauteilen oder mechanische Überlastung verursacht werden. Es empfiehlt sich daher, die Steuereinrichtung dahingehend auszulegen, von Zeit zu Zeit einen Nullabgleich durchzuführen. Ein solcher Nullabgleich kann beispielsweise beim Laden einer zum Betrieb der Steigeinheit vorgesehenen Spannungsquelle durchgeführt werden, da während des Ladevorgangs die Treppensteigvorrichtung üblicherweise abgestellt ist und somit keine Kräfte in die Griffeinheit eingeleitet werden.The holding force sensor usually includes strain gauges. However, inductive systems, optoelectronic sensors or other suitable to the expert appearing sensors are used. Depending on the used Sensor, especially in those cases where Strain gauges are used, which are preferably about a bridge circuit are coupled, changes of Take the zero point into account. This can be done by Influence of moisture, creep behavior of the materials, Residual stresses in certain components or mechanical Overload caused. It is therefore recommended that the Control device to be interpreted from time to time carry out a zero adjustment. Such a zero adjustment can for example when loading one to operate the Climbing unit provided voltage source performed be because the Stair climbing device is usually turned off and thus no forces are introduced into the handle unit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in derThe invention is based on a preferred Embodiment further explained with reference to FIG the drawing in which

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treppensteigvorrichtung zeigt, wobei sich die Stützvorrichtung in der Ruhestellung befindet, Fig. 1 is a sectional view of an embodiment of the stair climbing device according to the invention shows, with the support device is in the rest position,

Fig. 2 eine Darstellung der Steigvorrichtung gemäß Fig. 1 ist, bei der sich die Stützvorrichtung in der Bereitschaftsstellung befindet, FIG. 2 is an illustration of the climbing device according to FIG. 1, in which the support device is in the standby position,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Treppensteigvorrichtung gemäß Fig. 1 ist, bei der sich die Stützvorrichtung in einer ersten ausgefahrenen Stellung befindet, Fig. 3 is a sectional view of the stair climbing device according to FIG. 1, in which the support device is in a first extended position,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Treppensteigvorrichtung gemäß Fig. 1 ist, bei der sich die Stützvorrichtung in einer zweiten ausgefahrenen Stellung befindet, Fig. 4 is a sectional view of the stair climbing device according to FIG. 1, in which the support device is in a second extended position,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines an einer Steigeinheit befestigten Haltesensors ist,5 is a schematic representation of Fig. Secured to a riser of a unit holding the sensor,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 dargestellten Haltekraftsensor ist und Fig. 6 is a plan view of the holding force sensor shown in Fig. 5 and

Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten Haltekraftsensors ist. Fig. 7 is a side view of the holding force sensor shown in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt im Schnitt in schematischer Darstellung eine Treppensteigvorrichtung 1. Ein aus einem ersten Rad 11 und einem zweiten Rad 12 bestehendes erstes Räderpaar ist zusammen mit einem entsprechenden zweiten Räderpaar (nicht gezeigt) so ausgelegt, dass die Treppensteigvorrichtung eine Treppe hinauf und hinab bewegt werden kann. Hierzu können die Räder 11, 12 sowie die beiden entsprechenden nicht dargestellten Räder des zweiten Räderpaars nicht nur um ihre eigene Achse, sondern gleichzeitig um eine allen Rädern gemeinsame Achse drehen. Diese Art des Treppensteigmechanismus ist in der DE 37 13 564 C2 offenbart. Fig. 1 is a sectional schematic representation of a stair-climbing device 1. A first pair of wheels consisting of a first wheel 11 and a second wheel 12 is designed together with a corresponding second pair of wheels (not shown) such that the stair climbing device can be moved up and down stairs. For this purpose, the wheels 11 , 12 and the two corresponding wheels (not shown) of the second pair of wheels can rotate not only about their own axis, but simultaneously about an axis common to all wheels. This type of stair climbing mechanism is disclosed in DE 37 13 564 C2.

Die zwei Räderpaare bilden zusammen mit einer Antriebseinrichtung eine Steigeinheit.The two pairs of wheels form together with one Drive device a climbing unit.

An der Treppensteigvorrichtung sind eine oder mehrere Griffstangen 20 befestigt, die in den Figuren lediglich mit ihrem unteren Teilstück dargestellt sind. An dem oberen, in den Figuren nicht dargestellten Teilstück sind Griffe montiert, mit denen die Steigvorrichtung während des Betriebs von einer Bedienperson gehalten und geführt werden kann.One or more handle bars 20 are attached to the stair climbing device and are only shown with their lower part in the figures. On the upper section, not shown in the figures, handles are mounted with which the climbing device can be held and guided by an operator during operation.

An der Steigvorrichtung kann ein Rollstuhl (nicht gezeigt) befestigt werden, beispielsweise dadurch, dass die Steigvorrichtung von hinten unter den Rollstuhl gefahren und mit entsprechenden Haltevorrichtungen an dem Rollstuhl befestigt wird. Nach dem Befestigungsvorgang kann die Steigvorrichtung zusammen mit dem Rollstuhl an eine Treppe herangefahren werden und durch zyklisches Drehen und Verschwenken der Räder zusammen mit dem Rollstuhl und einer darin befindlichen Person eine Treppe hinauf oder hinab bewegt werden.A wheelchair (not shown) can be attached to the climbing device. are attached, for example, in that the Climbing device under the wheelchair from behind and with appropriate holding devices on the wheelchair is attached. After the fastening process, the Climbing device together with the wheelchair to a staircase be brought up and by cyclical turning and Swiveling the wheels together with the wheelchair and one person inside up or down stairs be moved.

An der Steigvorrichtung 1 ist eine Stützvorrichtung 40 angebracht, die einen Scherenarm 41 mit vier Endschenkeln 42, 43, 44 und 45 aufweist. Die Endschenkel 42 und 43 sind der Steigvorrichtung 1 zugewandt und an dieser verschwenkbar befestigt. Die Endschenkel 44 und 45 sind von der Steigvorrichtung abgewandt und halten zusammen mit einem Verbindungselement 46 ein Abstützelement 47.A support device 40 is attached to the climbing device 1 , which has a scissor arm 41 with four end legs 42 , 43 , 44 and 45 . The end legs 42 and 43 face the climbing device 1 and are pivotably attached to it. The end legs 44 and 45 face away from the climbing device and hold a support element 47 together with a connecting element 46 .

Von den beiden der Steigvorrichtung 1 zugewandten Endschenkeln ist der erste Endschenkel 42 bezüglich einer ersten Schwenkachse 51 verschwenkbar, die zu der Treppensteigvorrichtung 1 ortsfest ist. Der zweite Endschenkel 43 ist bezüglich einer zweiten Schwenkachse 52 verschwenkbar. Die zweite Schwenkachse 52 befindet sich an dem äußeren Ende eines Schwenkhebels 53, der mittels einer Betätigungswelle 54 verschwenkbar ist. Die Drehung der Betätigungswelle 54 wird durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung bewirkt.Of the two, the climbing device 1 facing end legs, the first end leg 42 with respect to a first pivot axis 51 which is fixed to the stair climbing device 1 pivotable. The second end leg 43 can be pivoted with respect to a second pivot axis 52 . The second pivot axis 52 is located at the outer end of a pivot lever 53 which can be pivoted by means of an actuating shaft 54 . The rotation of the actuating shaft 54 is effected by a drive device, not shown.

Die Treppensteigvorrichtung 1 verfügt über einen oder mehrere Sensoren, die die Gefahr eines drohenden Kippens der Treppensteigvorrichtung während des Betriebs erkennen, sowie über eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt), die die Signale der Sensoren verarbeitet und die Antriebseinrichtung steuert.The stair climbing device 1 has one or more sensors which recognize the risk of the stair climbing device tipping over during operation, and a control device (not shown) which processes the signals from the sensors and controls the drive device.

Mindestens einer der Sensoren der Treppensteigvorrichtung 1 ist ein Haltekraftsensor. Fig. 5 zeigt schematisch den Grundkörper 80 der Steigeinheit der Treppensteigvorrichtung 1. Einzelheiten der Steigeinheit, insbesondere die Räderpaare und deren Antrieb sind zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen. Ein Haltekraftsensor 100 ist mit seinem einen Ende 101 an dem Grundkörper 80 befestigt. Das gegenüber liegende Ende 102 des Haltekraftsensors 100 dient zur Aufnahme einer Greifstange 20. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, weist der Haltekraftsensor 100 eine Bohrung 110 auf, die als erster Befestigungspunkt an dem Grundkörper 80 dient. An dem Ende 101 des Haltekraftsensors 100 sind zwei Bohrungen 111, 112 vorgesehen, die wahlweise als zweiter Befestigungspunkt an dem Grundkörper 80 genutzt werden können.At least one of the sensors of the stair climbing device 1 is a holding force sensor. Fig. 5 shows schematically the main body 80 of the riser unit of the stair climbing device 1. Details of the climbing unit, in particular the pairs of wheels and their drive, have been omitted to simplify the illustration. A holding force sensor 100 is attached at one end 101 to the base body 80 . The opposite end 102 of the holding force sensor 100 serves to receive a gripping rod 20 . As can be seen in particular from FIG. 6, the holding force sensor 100 has a bore 110 which serves as the first attachment point on the base body 80 . At the end 101 of the holding force sensor 100 , two bores 111 , 112 are provided, which can optionally be used as a second fastening point on the base body 80 .

Zur Befestigung des Haltekraftsensors 100 wird dieser mit seiner Bohrung 110 auf einen entsprechend dimensionierten Bolzen 82 aufgesteckt, der an dem Grundkörper 80 befestigt ist. Der Bolzen 82 ist hinsichtlich der Bohrung 110 so dimensioniert, dass der Haltekraftsensor 100 sich in Bezug auf den Grundkörper 80 um den Mittelpunkt des Bolzens 82 drehen kann. Die vollständige Befestigung des Haltekraftsensors 100 an der Steigeinheit 80 erfolgt durch eine Schraube 81, die durch ein Langloch 83 in dem Grundkörper 80 der Steigeinheit wahlweise mit der Gewindebohrung 111 oder 112 am Ende 101 des Haltekraftsensors 100 verschraubt ist. Durch die Bereitstellung eines Langlochs 83 in dem Grundkörper 80 der Steigeinheit sowie die Bereitstellung zweier Gewindebohrungen 111 und 112 in dem Haltekraftsensor 100 besteht die Möglichkeit, die Neigung der Griffeinheit zu verstellen. Die Befestigung zwischen dem Haltekraftsensor 100 und dem Grundkörper 80 der Steigeinheit erfolgt somit über zwei Befestigungspunkte, von denen einer, nämlich der durch die Bohrung 110 hindurchgesteckte Bolzen 82, als Drehpunkt ausgelegt ist.To fasten the holding force sensor 100 , the bore 110 is plugged onto a correspondingly dimensioned bolt 82 which is fastened to the base body 80 . The bolt 82 is dimensioned with respect to the bore 110 such that the holding force sensor 100 can rotate with respect to the base body 80 around the center of the bolt 82 . The holding force sensor 100 is completely fastened to the climbing unit 80 by a screw 81 , which is optionally screwed through a slot 83 in the base body 80 of the climbing unit to the threaded bore 111 or 112 at the end 101 of the holding force sensor 100 . The provision of an elongated hole 83 in the base body 80 of the climbing unit and the provision of two threaded bores 111 and 112 in the holding force sensor 100 make it possible to adjust the inclination of the handle unit. The fastening between the holding force sensor 100 and the base body 80 of the climbing unit thus takes place via two fastening points, one of which, namely the bolt 82 inserted through the bore 110 , is designed as a fulcrum.

Zwischen den beiden Befestigungspunkten ist in dem Haltekraftsensor 100 eine im wesentlichen rechtwinklige und mit abgerundeten Ecken versehene Ausnehmung 120 vorgesehen. Zu beiden Seiten der Ausnehmung 120 sind Dehnmessstreifen 121, 122 vorgesehen, die über eine Brückenschaltung, beispielsweise eine Wheatstone-Brücke miteinander gekoppelt sind.Between the two fastening points, an essentially rectangular recess 120 with rounded corners is provided in the holding force sensor 100 . Strain gauges 121 , 122 are provided on both sides of the recess 120 and are coupled to one another via a bridge circuit, for example a Wheatstone bridge.

Wenn die Treppensteigvorrichtung 1 durch Einleitung einer im wesentlichen senkrecht zur Griffstange 20 verlaufenden Kraft gekippt wird, bewirkt diese Kraft, dass im Bereich des Haltekraftsensors 100 ein Biegemoment erzeugt wird. Dieses Biegemoment hat zur Folge, dass der Haltekraftsensor 100 auf einer Seite der Ausnehmung 120 gedehnt und auf der gegenüber liegenden Seite gestaucht wird. Die Ausnehmung 120 sorgt somit für eine gezielte Verformung des in diesem Bereich als Federkörper ausgebildeten Haltekraftsensors 100. Die Verformung wird über die Dehnmessstreifen 121, 122 aufgenommen, die Signale der Dehnmessstreifen 121, 122 werden an die nicht gezeigte Steuereinrichtung weiter geleitet und dort verarbeitet.If the stair climbing device 1 is tilted by the introduction of a force which is substantially perpendicular to the handle bar 20 , this force has the effect that a bending moment is generated in the region of the holding force sensor 100 . The consequence of this bending moment is that the holding force sensor 100 is stretched on one side of the recess 120 and compressed on the opposite side. The recess 120 thus ensures a targeted deformation of the holding force sensor 100, which is designed as a spring body in this area. The deformation is recorded via the strain gauges 121 , 122 , the signals from the strain gauges 121 , 122 are forwarded to the control device (not shown) and processed there.

Es versteht sich, dass an Stelle des in den Figuren dargestellten Haltekraftsensors andere Formen eines Haltekraftsensors verwendet werden können, beispielsweise ein T-förmiger Haltekraftsensor, der an seinen beiden kurzen freien Enden mit dem Grundkörper 80 der Steigeinheit verschraubt ist und dessen langes freies Ende zur Aufnahme einer Griffstange 20 dient. It goes without saying that, instead of the holding force sensor shown in the figures, other forms of a holding force sensor can be used, for example a T-shaped holding force sensor, which is screwed at its two short free ends to the base body 80 of the climbing unit and its long free end for receiving a handle bar 20 is used.

Es versteht sich zudem, dass an Stelle der Dehnmessstreifen oder zusätzlich hierzu andere Sensorsysteme verwendet werden können, beispielsweise induktive Systeme, optoelektronische Sensoren oder dergleichen. Es besteht zudem die Möglichkeit, neben den die Haltekraft detektierenden Sensoren solche Sensoren vorzusehen, die andere charakteristische Kenngrößen des Betriebs der Treppensteigvorrichtung erfassen, beispielsweise einen Neigungswinkelsensor, der den Neigungswinkel der Treppensteigvorrichtung detektiert, einen Beschleunigungssensor, einen Abstandssensor, der den Abstand oder das Vorhandensein einer unterhalb oder oberhalb der Treppensteigvorrichtung befindlichen Stufe oder eines Absatzes erfasst, einen Griffsensor, der erkennt, ob die Bedienperson die Griffeinheit hält und einen Positionssensor, der feststellt, in welcher Stellung sich die Räder 11, 12 des ersten Räderpaars sowie die entsprechenden Räder des zweiten Räderpaars befinden.It goes without saying that other sensor systems can be used instead of or in addition to the strain gauges, for example inductive systems, optoelectronic sensors or the like. In addition to the sensors that detect the holding force, it is also possible to provide sensors that detect other characteristic parameters of the operation of the stair climbing device, for example an inclination angle sensor that detects the inclination angle of the stair climbing device, an acceleration sensor, a distance sensor that detects the distance or the presence of one detects a step or a step located below or above the stair climbing device, a grip sensor which detects whether the operator is holding the grip unit and a position sensor which detects the position of the wheels 11 , 12 of the first pair of wheels and the corresponding wheels of the second pair of wheels are located.

In der Ruhestellung ist der Scherenarm 41 vollständig eingezogen, so dass er sich praktisch vollständig innerhalb der Aussenkonturen der Treppensteigvorrichtung 1 befindet.In the rest position, the scissor arm 41 is completely retracted, so that it is practically completely within the outer contours of the stair climbing device 1 .

Bei der Inbetriebnahme der Treppensteigvorrichtung 1 verbleibt die Stützvorrichtung 40 zunächst in der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung. Die Treppensteigvorrichtung kann somit problemlos mit einem Rollstuhl verbunden werden und die aus Treppensteigvorrichtung 1, Rollstuhl und Rollstuhlinsasse bestehende Einheit kann bis an den Rand einer Treppe herangefahren werden. Hierbei schiebt die Bedienperson die Treppensteigvorrichtung mit dem daran befestigten Rollstuhl üblicherweise vor sich her. Bei Annäherung an das untere Ende einer Treppe wendet die Bedienperson die aus Treppensteigvorrichtung 1, Rollstuhl und Rollstuhlinsasse bestehende Einheit, so dass sie zwischen dieser Einheit und der Treppe steht und den Steigvorgang im Rückwärtsgehen durchführen kann. Diese Wendung ist beim Annähern an den oberen Rand einer Treppe nicht erforderlich, da das Treppenabsteigen in Vorwärtsrichtung erfolgt. When the stair climbing device 1 is started up , the support device 40 initially remains in the rest position shown in FIG. 1. The stair climbing device can thus be easily connected to a wheelchair and the unit consisting of stair climbing device 1 , wheelchair and wheelchair occupant can be moved up to the edge of a staircase. The operator usually pushes the stair climbing device with the wheelchair attached to it in front of him. When approaching the lower end of a staircase, the operator turns the unit consisting of the stair climbing device 1 , wheelchair and wheelchair occupant so that it stands between this unit and the staircase and can carry out the climbing process in backward walking. This turn is not necessary when approaching the top of a staircase because the stairs are descending in the forward direction.

In beiden Fällen ist jedoch ein Ankippen der Treppensteigvorrichtung erforderlich, bei dem die Bedienperson die Griffeinheit zu sich hinzieht, um die aus Treppensteigvorrichtung 1, Rollstuhl und Rollstuhlinsassen bestehende Einheit in eine geneigte Lage zu bringen, die ein Aufsteigen oder Absteigen der Treppe ermöglicht. Die bei diesem Ankippen auftretenden Kräfte sowie Änderungen des Neigungswinkels und des Abstandes bestimmter Teile der Treppensteigvorrichtung von dem Boden werden durch die Sensoren erfasst, welche entsprechende Signale an die Steuereinrichtung abgeben. Anhand der Signale erkennt die Steuereinrichtung durch Vergleich mit gespeicherten typischen Signalverläufen beziehungsweise Grenzwerten den Ankippvorgang und versetzt die Stützvorrichtung 40 in eine Bereitschaftstellung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.In both cases, however, a tilting of the stair-climbing device is required, in which the operator pulls the handle unit towards him in order to bring the unit consisting of stair-climbing device 1 , wheelchair and wheelchair occupants into an inclined position which enables the stairs to be climbed or descended. The forces occurring during this tilting and changes in the angle of inclination and the distance of certain parts of the stair climbing device from the floor are detected by the sensors, which emit corresponding signals to the control device. On the basis of the signals, the control device recognizes the tilting process by comparison with stored typical signal profiles or limit values and sets the support device 40 in a standby position, as shown in FIG. 2.

Hierzu wird die Betätigungswelle 54 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch der Schwenkhebel 53 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Uhrzeigersinn in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschwenkt wird. Die Drehung der Betätigungswelle 54 wird durch die nicht dargestellte Antriebseinrichtung bewirkt. Die Steuerung der Antriebseinrichtung erfolgt über die nicht gezeigte Steuereinrichtung.For this purpose, the actuating shaft 54 is rotated clockwise, whereby the pivot lever 53 is pivoted clockwise from the position shown in FIG. 1 into the position shown in FIG. 2. The rotation of the actuating shaft 54 is effected by the drive device, not shown. The drive device is controlled via the control device, not shown.

Das Verschwenken des Schwenkhebels 54 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Uhrzeigersinn in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewirkt nicht nur ein teilweises Ausfahren des Scherenarms 41, sondern gleichzeitig ein Verschwenken des Scherenarms 41 im Uhrzeigersinn.The pivoting of the pivot lever 54 from the position shown in Fig. 1 position in the clockwise direction into the position shown in Fig. 2 position causes not only a partial extension of the scissor arm 41, but at the same time pivoting of scissor arm 41 clockwise.

Wenn nach dem Steigvorgang das Treppenende erreicht ist, bringt die Bedienperson die aus der Treppensteigvorrichtung 1, dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen bestehende Einheit von der geneigten Lage wieder in die horizontale Lage. Die Steuereinrichtung erkennt anhand bestimmter Signale der Sensoreinrichtung, insbesondere anhand der Signale des Abstandssensors das Vorhandensein eines Treppenabsatzes und weiß diesen willentlich von der Bedienperson durchgeführten Vorgang von einem unbeabsichtigten Aufrichten der Einheit während des Steigvorgangs zu unterscheiden, so dass ein unnötiges Ausfahren der Stützvorrichtung 40 in die Abstützstellung nicht erfolgt.When the end of the stairs is reached after the climbing process, the operator brings the unit consisting of the stair climbing device 1 , the wheelchair and the wheelchair occupant back into the horizontal position from the inclined position. The control device recognizes the presence of a landing on the basis of certain signals from the sensor device, in particular on the basis of the signals from the distance sensor, and knows how to deliberately distinguish this operation performed by the operator from an unintentional erection of the unit during the climbing process, so that the support device 40 extends unnecessarily into the Support position has not occurred.

Während des Betriebs der Treppensteigvorrichtung 1, insbesondere dann, wenn diese eine Treppe hinauf oder hinab bewegt wird, verbleibt die Stützvorrichtung 40 so lange in der in Fig. 2 gezeigten Bereitschaftsstellung, wie aufgrund der Sensoren keine drohende Gefahr des Kippens der Treppensteigvorrichtung 1 detektiert wird.During the operation of the stair climbing device 1 , in particular when it is moved up or down a staircase, the support device 40 remains in the standby position shown in FIG. 2 as long as no imminent danger of the stair climbing device 1 tipping is detected due to the sensors.

Da die Treppensteigvorrichtung 1 so benutzt wird, dass die Räderpaare der Treppe zugewandt sind, würde der kritischere Fall des Kippens in einer Richtung auftreten, die ein Verschwenken der gesamten Treppensteigvorrichtung 1 in den Fig. 1 bis 4 um das Rad 11 im Gegenuhrzeigersinn zur Folge hätte.Since the stair climbing device 1 is used in such a way that the wheel pairs face the staircase, the more critical case of tipping would occur in a direction which would result in the entire stair climbing device 1 in FIGS. 1 to 4 being pivoted about the wheel 11 in the counterclockwise direction .

Wenn die Gefahr eines derartigen Verschwenkens im Gegenuhrzeigersinn um das Rad 11 droht, wird die Antriebseinrichtung so angesteuert, dass die Betätigungswelle 54 den Schwenkhebel 53 aus der in Fig. 2 dargestellten Stellung im Uhrzeigersinn weiter in die in Fig. 3 dargestellte Stellung verschwenkt. Hierdurch wird der Scherenarm 41 weiter ausgefahren und gleichzeitig verschwenkt, wobei die Verschwenkung des Scherenarms 41 zunächst im Uhrzeigersinn verläuft. Die Stützvorrichtung 40 wird somit aus der in Fig. 2 dargestellten Bereitschaftsstellung in eine Abstützstellung gebracht. Die Abstützstellung ist dann erreicht, wenn das Abstützelement 47 mit einer oder mehreren Treppenstufen bzw., wenn sich die Treppensteigvorrichtung am unteren Ende der Treppe befindet, mit dem darunter liegenden Treppenabsatz in Berührung gelangt.If there is a risk of such pivoting counterclockwise around the wheel 11 , the drive device is actuated such that the actuating shaft 54 pivots the pivot lever 53 clockwise from the position shown in FIG. 2 into the position shown in FIG. 3. As a result, the scissor arm 41 is extended further and simultaneously pivoted, the pivoting of the scissor arm 41 initially running clockwise. The support device 40 is thus brought from the standby position shown in FIG. 2 into a support position. The support position is reached when the support element 47 comes into contact with one or more stair steps or, if the stair climbing device is at the lower end of the stair, with the step of the stair below.

Durch diese Berührung wird eine Abstützung der Treppensteigvorrichtung 1 zusammen mit dem daran befestigten Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen bewirkt, die ein weiteres Kippen der aus der Treppensteigvorrichtung 1 und dem Rollstuhl sowie dem Rollstuhlinsassen bestehenden Einheit verhindert.This contact causes the stair-climbing device 1 to be supported together with the wheelchair and the wheelchair occupant attached to it, which prevents the unit consisting of the stair-climbing device 1 and the wheelchair and the wheelchair occupant from tilting further.

Das Verschwenken des Schwenkhebels 53 im Uhrzeigersinn zum Bewegen der Stützvorrichtung 40 von der in Fig. 2 gezeigten Bereitschaftsstellung in die zuvor erläuterte Abstützstellung erfolgt mit hoher Geschwindigkeit, um ein gefährliches Kippen zuverlässig zu verhindern. Die Steuereinrichtung steuert die Antriebseinrichtung derart, dass die Bewegung des Schwenkhebels 53 dann beendet wird, wenn eine zuverlässige Abstützung erfolgt ist. Dies kann durch entsprechende Sensoren detektiert werden.The pivoting of the pivot lever 53 clockwise to move the support device 40 from the standby position shown in FIG. 2 to the previously explained support position takes place at high speed in order to reliably prevent dangerous tipping. The control device controls the drive device in such a way that the movement of the swivel lever 53 is ended when reliable support has taken place. This can be detected by appropriate sensors.

Wenn die aus der Treppensteigvorrichtung 1 und dem Rollstuhl zusammen mit dem Rollstuhlinsassen gebildete Einheit im abgestützten Zustand bereits einen beträchtlichen Kippwinkel erreicht haben, ist es für die Bedienperson unter Umständen mit erheblichem Kraftaufwand verbunden, diese Einheit zurück in eine ausbalancierte Lage zu bringen. Zur Unterstützung dieses Vorgangs kann der Schwenkhebel 53 aus der in Fig. 3 dargestellten Lage weiter im Uhrzeigersinn in die in Fig. 4 dargestellte Lage verschwenkt werden. Hierdurch wird nicht nur der Scherenarm 41 nochmals weiter ausgefahren, sondern gleichzeitig verschwenkt, wobei auf diesem Bewegungsabschnitt die Verschwenkung des Scherenarms 41 im Gegenuhrzeigersinn erfolgt. Hierdurch kann ein Aufrichten der Treppensteigvorrichtung 1 bewirkt werden.If the unit formed from the stair-climbing device 1 and the wheelchair together with the wheelchair occupant has already reached a considerable tilt angle in the supported state, it may be associated with considerable effort for the operator to bring this unit back into a balanced position. To support this process, the pivot lever 53 can be pivoted further clockwise from the position shown in FIG. 3 into the position shown in FIG. 4. As a result, not only is the scissor arm 41 extended again, but is pivoted at the same time, the pivoting of the scissor arm 41 taking place in this counterclockwise direction. This can cause the stair climbing device 1 to be erected.

Es versteht sich, dass die Abstützstellung von den örtlichen Gegebenenheiten und der Stellung der Treppensteigvorrichtung in dem Moment, in dem die Kippgefahr erkannt wird, sowie der Geschwindigkeit des Ausfahrens der Stützvorrichtung und der Kippgeschwindigkeit abhängt. Die tatsächliche Stellung der Stützvorrichtung 40 kann somit eine beliebige Zwischenstellung zwischen den in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Stellungen sein oder gegebenenfalls auch über die in Fig. 4 dargestellte Stellung hinausgehen.It is understood that the support position depends on the local conditions and the position of the stair climbing device at the moment when the risk of tipping is recognized, as well as the speed of the extension of the support device and the tipping speed. The actual position of the support device 40 position shown 4 can thus any intermediate position between those shown in Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4 positions his or optionally also in Fig. Go.

Es versteht sich für den Fachmann, dass der Scherenmechanismus 40 zwei Scherenarme aufweisen kann, welche parallel zueinander angeordnet und an den jeweiligen Gelenkstellen miteinander verbunden sind.It is understood by the person skilled in the art that the scissor mechanism 40 can have two scissor arms which are arranged parallel to one another and are connected to one another at the respective articulation points.

Claims

1. stair climbing device ( 1 ), for example for wheelchairs for the disabled, with a climbing unit, a handle unit connected to the climbing unit, which enables an operator to handle the stair climbing device, a control device for controlling functions of the stair climbing device, a sensor device for recognizing an impending danger of Tilting the stair climbing device and a support device ( 40 ) which can be activated with respect to its support function upon a signal from the sensor device,
characterized by
that the sensor device has a holding force sensor ( 100 ) which is arranged in the region of the handle unit and is designed to detect the holding force of the operator, and
that the control device is designed to activate the support device ( 40 ) for performing the support function in response to a signal from the holding force sensor ( 100 ) as a function of the holding force detected by the holding force sensor.

2. stair climbing device according to claim 1, characterized characterized that the handle unit handles has and the holding force sensor designed for this is the holding force directly to the Grips to grasp.

3. Stair climbing device according to claim 1, characterized in that the holding force sensor ( 100 ) is designed to detect the holding force by detecting a bending moment.

4. Stair climbing device according to 3, characterized in that the holding force sensor is arranged on a spring body ( 100 ) having a recess ( 120 ).

5. Stair climbing device according to 4, characterized in that the spring body ( 100 ) has a substantially rectangular recess ( 120 ), a sensor element ( 121 , 122 ) being arranged on two opposite sides of the recess.

6. Stair climbing device according to claim 5, characterized in that the handle unit has at least one operating rod ( 20 ), at one end of which at least one handle is arranged and the other end of which is connected to the climbing unit with the spring body ( 100 ) being coupled.

7. stair climbing device according to claim 6, characterized in that the spring body ( 100 ) is connected to the climbing unit at at least two fastening points ( 110 ; 111 , 112 ), the connecting line of both fastening points running essentially in the longitudinal direction of the operating rod ( 20 ) right-angled recess ( 120 ) is arranged between the two fastening points ( 110 ; 111 , 112 ) and the fastening point ( 110 ) lying between the right-angled recess ( 120 ) and the operating rod ( 20 ) is designed as a fulcrum.

8. Stair climbing device according to one of the preceding claims, characterized in that the holding force sensor comprises a strain gauge as a sensor element ( 121 , 122 ).

9. stair climbing device according to claim 8, characterized in that a plurality of strain gauges ( 121 , 122 ) are provided and coupled to each other via a bridge circuit.

10. Stair climbing device according to one of the preceding claims, characterized in that, in addition to the holding force sensor, a grip sensor is provided which detects whether the operator is holding the grip unit, and that the control device is designed so that the support device ( 40 ) for performing the support function as Activate in response to a signal from the handle sensor.

11. Stair climbing device according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the holding force sensor, an inclination angle sensor is provided which detects the inclination angle of the climbing unit, and that the control device is designed so that the support device ( 40 ) for performing the support function in response to a To activate the signal from the inclination angle sensor.