DE102011080056A1

DE102011080056A1 - Gehhilfe

Info

Publication number: DE102011080056A1
Application number: DE201110080056
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: DE102011080056B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gehhilfe (1) mit einem Rahmen (100), an welchem zumindest zwei Räder (200) drehbar gelagert sind, und welcher zumindest einen Griffabschnitt (110) aufweist, über welchen sich ein Benutzer (2) an der Gehhilfe (1) abstützen kann, wobei die Gehhilfe (1) weiterhin zumindest eine Bremse (245, 240, 210) aufweist, mit welcher eine Bremskraft auf zumindest eines der Räder (200) ausübbar ist, wobei die Gehhilfe (1) weiterhin Messmittel (300, 500) aufweist, mit welchen zumindest ein Signal (S) erzeugbar ist, welches die vom Benutzer (2) auf die Gehhilfe (1) ausgeübte Kraft und/oder den Abstand (a) des Benutzers (2) von der Gehhilfe (1) repräsentiert, und dass die Gehhilfe (1) weiterhin eine Regeleinrichtung aufweist, mit welcher die von der Bremse auf zumindest eines der Räder (200) ausgeübte Kraft in Abhängigkeit des Signals beeinflussbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Gehhilfe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gehhilfe mit einem Rahmen, an welchem zumindest zwei Räder drehbar gelagert sind, und welche zumindest einen Griffabschnitt aufweist, über welchen sich ein Benutzer an der Gehhilfe abstützen kann, wobei die Gehhilfe weiterhin zumindest eine Bremse aufweist, mit welcher eine Bremskraft auf zumindest eines der Räder ausübbar ist. Gehhilfen der eingangs genannten Art werden auch als Gehwagen oder Rollator bezeichnet und dienen gehbehinderten oder körperlich geschwächten Personen als fortwährende Stütze beim Gehen und Stehen.
Aus der europäischen Norm EN ISO 11199 Teil 2 ist eine Gehhilfe der eingangs genannten Art bekannt. Diese weist einen Grundrahmen auf, welcher zwei, meist höhenverstellbare Handgriffe trägt. An diesen Handgriffen kann sich der Benutzer abstützen, um auf diese Weise die unteren Extremitäten von seinem Körpergewicht teilweise zu entlasten. Damit sich der Benutzer mit der Gehhilfe vorwärts bewegen kann, trägt diese am Rahmen weiterhin meist vier Räder, mittels welcher die Gehhilfe vorwärts geschoben werden kann. Um abschüssige Strecken sicher begehen zu können oder ein sicheres Abstellen der Gehhilfe zu ermöglichen, kann diese eine Bremse aufweisen, welche auf zumindest ein Rad der Gehhilfe einwirkt. Meist handelt es sich um Bremsen, welche über einen Handhebel und einen Bowdenzug bedienbar sind. Dabei wird ein Reibpartner gegen die Lauffläche von zumindest einem Rad geführt. Daneben können die bekannten Gehhilfen mit weiteren Hilfsmitteln ausgestattet sein, beispielsweise einem Transportkorb, einer Sitzfläche oder einer Haltevorrichtung für einen Gehstock.
Diese bekannten Gehhilfen weisen jedoch den Nachteil auf, dass viele Benutzer nicht in der Lage sind, eine adäquate Bremskraft über die Handhebel auszuüben bzw. diese richtig zu dosieren. Weiterhin neigen viele Benutzer zum Fehlgebrauch der Gehhilfe, indem diese mit zu großem Abstand vor dem Körper geführt wird, sodass sich keine gerade Körperhaltung ergibt und nur geringe Stützkräfte aufgebracht werden können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Gehhilfe zu schaffen, welche eine aufrechte Körperhaltung fördert und welche auch von unerfahrenen oder gebrechlichen Benutzern an Steigungen und/oder Gefällestrecken sicher geführt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gehhilfe gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Gehhilfe gemäß Anspruch 13 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Gehhilfe mit einem Rahmen aus einem Metall, einer Legierung oder einem Kunststoff vorgeschlagen. Der Rahmen kann beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, einer Stahllegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen. Der Rahmen kann mit einem oder mehreren Gelenken ausgestattet werden, sodass die Gehhilfe zusammengelegt werden kann, beispielsweise für den Transport in einem Kraftfahrzeug oder zur platzsparenden Aufbewahrung. Der Rahmen ist dazu eingerichtet und bestimmt, die übrigen Einrichtungen der Gehhilfe zu tragen.
Der Rahmen weist zumindest einen Griffabschnitt auf, welcher dazu bestimmt ist, vom Benutzer oder der Benutzerin der Gehhilfe umgriffen zu werden, sodass der Benutzer Kräfte in den Rahmen einleiten kann. Dadurch ist der Benutzer in der Lage, leichter das Gleichgewicht zu halten und/oder die unteren Extremitäten von seinem Körpergewicht zumindest teilweise zu entlasten.
Weiterhin weist die vorgeschlagene Gehhilfe zumindest zwei Räder auf. Diese dienen dazu, die Gehhilfe auf dem Boden zu verschieben, sodass sich der Benutzer der Gehhilfe mit dieser fortbewegen kann. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Gehhilfe zwei Räder aufweisen und aktiv stabilisiert werden, wie aus der US 6,915,878 B2 bekannt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Gehhilfe drei Räder aufweisen, sodass diese ohne weitere elektronische Stabilisierung standfest ist. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Gehhilfe vier Räder aufweisen, sodass an jeder Ecke des Rahmens ein Rad angeordnet ist. Hierdurch ist die Gehhilfe besonders standfest.
Die vorgeschlagene Gehhilfe ist mit zumindest einer Bremse ausgestattet, welche auf zumindest eines der Räder wirkt. Die Bremse kann auf das zumindest eine Rad ein Drehmoment bzw. eine Kraft ausüben, sodass die Geschwindigkeit der Gehhilfe reduziert wird und/oder die zum Schieben der Gehhilfe benötigte Kraft ansteigt. Hierzu kann die Bremse einen Reibbelag gegen die Lauffläche des Rades führen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann eine an sich bekannte, mechanische oder hydraulische Scheiben- oder Felgenbremse verwendet werden, wie diese beispielsweise von Fahrrädern bekannt sind. Erfindungsgemäß wird dabei ein elektrisches Stellglied vorgeschlagen, beispielsweise ein Servomotor, um die Bremse in Abhängigkeit eines elektrischen Ansteuersignals zu betätigen. In wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Bremse eine Wirbelstrombremse enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bremse eine elektromagnetische Bremse umfassen, welche beispielsweise ähnlich wie ein an sich bekannter Elektromotor aufgebaut ist und entweder über einen Keilriemen, einen Zahnriemen, eine Antriebskette oder ein Getriebe auf das zumindest eine Rad wirkt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bremse in Form eines Radnabenmotors in die Radnabe bzw. die Felge eines Rades integriert sein.
In jedem Fall kann die Bremse durch ein elektrisches Signal aktiviert werden. Somit kann die Bremse in Abhängigkeit einer Eingangsgröße von einer Regeleinrichtung beeinflusst werden, sodass die Eingangsgröße auf einem vorgebbaren Wert oder in einem vorgebbaren Toleranzbereich gehalten wird. Hierzu kann die Regeleinrichtung einen PI-Regler, einen PID-Regler oder einen P-Regler aufweisen. Die Regeleinrichtung kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung als neuronales Netz oder in Fuzzy-Logik realisiert sein. Die Regeleinrichtung kann in Hardware realisiert werden, beispielsweise in Form mehrerer miteinander verbundener Operationsverstärker oder zumindest eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC). In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Regeleinrichtung ein Computerprogramm umfassen, welches auf einem Mikroprozessor oder einem Mikrokontroller ausgeführt wird.
Als Eingangssignal für die Regeleinrichtung wird eine Messgröße verwendet, welche die Körperhaltung des Benutzers repräsentiert, sodass eine gebeugte, orthopädisch nicht sinnvolle Körperhaltung erkannt werden kann. Hierzu weist die Gehhilfe Messmittel auf, welche die Körperhaltung des Benutzers erfassen und ein entsprechendes Signal erzeugen, welches der Regeleinrichtung zuführbar ist.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Messmittel eine Videokamera umfassen, welche aus einer elektronischen Bildverarbeitung die Körperhaltung des Benutzers ermittelt. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Messmittel den Abstand des Benutzers von der Gehhilfe erfassen, beispielsweise über einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor oder eine Lichtschranke. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Benutzer einen Transponderchip tragen, beispielsweise am Oberkörper oder in den Schuhen, welcher durch einen Nahbereichsfunk ausgelesen wird, um den Abstand des Benutzers von der Gehhilfe zu erfassen. Sofern die Messmittel den Abstand des Benutzers oder dessen Körperhaltung erfassen, kann eine unphysiologische Körperstellung direkt erkannt werden.
Eine unphysiologische Körperhaltung und/oder eine Vergrößerung des Abstandes des Benutzers von der Gehhilfe führen erfindungsgemäß zum Ansteigen der Bremskraft, sodass die Gehhilfe sich langsamer vorwärts bewegt als der Benutzer. Hierdurch wird der Abstand des Benutzers von der Gehhilfe wieder verringert, was durch einen weiteren Regeleingriff zu einer Verringerung der Bremskraft führt. Auf diese Weise kann die Gehhilfe stets einen konstanten Abstand zum Benutzer einhalten, unabhängig davon, ob dieser sich in der Ebene oder entlang eines Gefälles oder einer Steigung bewegt. Eine unerwünschte gebeugte Haltung wird dadurch vermieden, welche die Bandscheiben und die Rückenmuskulatur belastet und die Übersicht im Straßenverkehr verschlechtert.
In wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Messmittel alternativ oder zusätzlich die vom Benutzer auf die Gehhilfe ausgeübte Kraft erfassen. Im Betrieb der Gehhilfe übt der Benutzer über die Griffabschnitte des Rahmens eine Kraft auf die Gehhilfe aus. Diese wird bei richtiger Anwendung der Gehhilfe eine vergleichsweise geringe Horizontalkomponente aufweisen, welche zum Vorwärtsbewegen der Gehhilfe dient und eine vergleichsweise große Vertikalkomponente, mit welcher sich der Benutzer auf der Gehhilfe abstützt. Ein Anstieg der horizontalen Kraftkomponente führt zu einer Beschleunigung der Gehhilfe, so dass sich diese schneller oder langsamer als der Benutzer bewegt und sich der Abstand des Benutzers ändert. Dadurch kann eine vorübergehend geänderte Horizontalkomponente der Kraft einen Regeleingriff auslösen.
Sofern die Bremse eine elektromagnetische Bremse enthält, beispielsweise eine Wirbelstrombremse, kann die Bremskraft unmittelbar durch die Regelung des zumindest eine Spule durchfließenden Stromes erzeugt werden. Die zumindest eine Spule erzeugt ein Magnetfeld, welches elektromagnetische Wirbelströme in einer Bremsscheibe oder der Felge des betreffenden Rades erzeugt. Eine solche Bremskraft ist weiterhin geschwindigkeitsabhängig, sodass zusätzlich eine Regelung auf die Gehgeschwindigkeit des Benutzers erfolgt und vermieden wird, dass der Benutzer seiner Gehhilfe nicht mehr folgen kann.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bremse einen Radnabenmotor enthalten oder daraus bestehen. Ein solcher Radnabenmotor kann spritzwassergeschützt in der Radnabe bzw. der Felge der Gehhilfe integriert sein. Auf diese Weise ergibt sich ein kompakter und wartungsfreier Aufbau. Der Radnabenmotor weist in bekannter Weise einen Rotor und einen Stator auf, welche in Abhängigkeit eines zugeführten Gleich- oder Wechselstromes ein Drehmoment auf das Rad erzeugen. Durch Umpolung des erregenden Stromes kann die Richtung des Drehmomentes beeinflusst werden, sodass der Radnabenmotor sowohl als Bremse als auch als Antrieb wirken kann. Hierdurch kann die Gehhilfe nicht nur kontrolliert abgebremst werden, um den Benutzer eine aufrechte Haltung und/oder zusätzliche Sicherheit an Gefällestrecken zu ermöglichen, sondern die Gehhilfe kann auch angetrieben werden und bietet dann eine Entlastung an Steigungen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Messmittel einen auf den Griffabschnitt verschiebbaren Handgriff enthalten und zumindest einen Wegstreckengeber, welcher die Stellung des verschiebbaren Handgriffes auf dem Griffabschnitt erfasst, wobei der Handgriff von einer Feder in eine Ruhelage bewegt wird und vom Benutzer gegen die Federkraft verschoben werden kann. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht unmittelbar die Erfassung der Horizontalkräfte, welche meist von einem zu großen Abstand des Benutzers von der Gehhilfe herrühren. Diese führen zu einem Verschieben des verschieblich gelagerten Handgriffes auf dem Rahmenrohr. Die Verschiebung wird durch eine Federkraft begrenzt, sodass eine große Horizontalkraft eine große Verschiebung und eine geringere Horizontalkraft eine geringere Verschiebung bewirkt. Die Stellung des Handgriffes kann mit einem Wegstreckengeber erfasst werden, beispielsweise einem Hall-Element, einem Schiebewiderstand, einer Gabellichtschranke oder einem anderen, an sich bekanntem Element. In einigen Ausführungsformen kann der Wegstreckengeber redundant ausgeführt sein, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung enthalten die Messmittel zumindest eines der folgenden Elemente: eine Lichtschranke und/oder eine Ultraschallquelle und einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsender und einen Radarempfänger. Diese Messmittel können den Abstand des Benutzers von der Gehhilfe unmittelbar erfassen, entweder durch die Unterbrechung eines quer zur Gehrichtung verlaufenden Lichtstrahles oder durch die Laufzeit eines Schall- oder Radarsignals. Diese, den Abstand des Benutzers repräsentierenden Signale können nachfolgend der Regeleinrichtung als Ist-Wert zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Messmittel auch mehrere der genannten Elemente enthalten, beispielsweise eine Einrichtung zur Erfassung der auf die Gehhilfe ausgeübten Kraft und eine Einrichtung zur Erfassung des Abstandes oder mehrere, redundante Messmittel zur Erfassung des Abstandes. Auf diese Weise können die erhaltenen Signale plausibilisiert werden, um die Genauigkeit der Messung zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung enthält die Gehhilfe weiterhin eine Anzeigeeinrichtung, mittels welcher das von dem zumindest einen Messmittel erzeugte Signal dem Benutzer visualisierbar ist. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Visualisierung durch eine oder zwei Leuchtdioden erfolgen, welche durch unterschiedliche Farben bzw. einen Farbwechsel eine physiologische und eine unphysiologische Körperhaltung anzeigen. Alternativ kann die Anzeige auch durch eine analoge oder digitale Anzeige erfolgen, welchen eine Abweichung vom Sollwert visualisiert. In diesem Fall kann dem Benutzer die Aufgabe gestellt werden, die Anzeige in einer Mittelstellung zu halten, sodass dieser eine größere Abweichung vom Soll- zum Ist-Wert zusätzlich durch sein Verhalten ausgleichen kann. In diesem Fall kann auf eine Regeleinrichtung zum automatischen Regeln der Bremskraft in einigen Ausführungsformen der Erfindung auch verzichtet werden.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bremskraft auf zumindest eines der Räder so geregelt werden, dass eine unerwünschte Drehung der Gehhilfe vermieden wird. Zur Erkennung einer Drehung kann die Horizontalkomponente der vom Benutzer ausgeübten Kraft bzw. eine Differenz zwischen der auf den rechten und linken Handgriff ausgeübten Kraft herangezogen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Einrichtung zur Erkennung der Drehung Erfassungsmittel für die Raddrehzahl und/oder ein Gyroskop aufweisen. Dadurch steigt die Sicherheit bei der Benutzung der Gehhilfe weiter an.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
1 die korrekte Anwendung einer gattungsgemäßen Gehhilfe.
2 zeigt die falsche Anwendung einer gattungsgemäßen Gehhilfe.
3 zeigt eine Gehhilfe gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Einrichtung zur Messung einer horizontalen Kraftkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen Komponenten der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens.
1 zeigt die korrekte Anwendung einer an sich bekannten Gehhilfe 1. Diese wird vor dem Körper des Benutzers bzw. der Benutzerin 2 geführt. Der Benutzer 2 hält die Gehhilfe an zwei Handgriffen bzw. Griffabschnitten 110 des Rahmens der Gehhilfe 1. Dies erlaubt dem Benutzer 2, eine im Wesentlichen vertikal wirkende Stützkraft auf die Gehhilfe auszuüben, sodass der Benutzer 2 seine unteren Extremitäten ganz oder teilweise entlasten kann. Dadurch können Mobilitätseinschränkungen des Benutzers 2 ausgeglichen werden. Diese Stützkräfte können umso größer ausfallen bzw. umso leichter ausgeübt werden, je näher der Benutzer 2 an der Gehhilfe 1 steht bzw. geht.
Am Rahmen der Gehhilfe sind Räder befestigt, mit welchen die Gehhilfe 1 über den Boden geschoben werden kann. Dadurch kann der Benutzer die Gehhilfe 1 an den Handgriffen in jede gewünschte Richtung schieben und dieser folgen. Dazu übt der Benutzer 2 eine horizontale Kraftkomponente auf die Gehhilfe 1 aus. Da diese nur den Rollwiderstand der Gehhilfe überwinden muss, kann diese horizontale Kraftkomponente vergleichsweise gering sein.
2 zeigt einen häufig zu beobachtenden Fehlgebrauch der Gehhilfe 1. In diesem Fall ist der Abstand a zwischen dem Benutzer 2 und der Gehhilfe 1 zu groß, sodass der Benutzer 2 seinen Oberkörper neigen muss, um weiterhin den Kontakt zur Gehhilfe 1 zu halten. Dies führt zu einem kurzzeitig Anstieg der horizontalen Kraftkomponente F_H und einer Reduktion der vertikalen Kraftkomponente F_V. Die Gehhilfe wird kurzzeitig mit größerer Kraft vorwärts getrieben, was in einer höheren Gehgeschwindigkeit resultiert, wobei gleichzeitig die entlastende Stützkraft abnimmt. Gleichzeitig richtet sich der Blick zum Boden, sodass die Übersicht im Straßenverkehr abnimmt. Durch die Beugung des Rückens werden darüber hinaus Bandscheiben und Rückenmuskulatur stärker beansprucht. Die Verletzungsgefahr durch einen Sturz steigt für den Benutzer 2 somit erheblich an.
Um die in 2 dargestellte Situation zu verhindern, ist die in 3 dargestellte Gehhilfe 1 mit einer automatisch wirkenden Bremse ausgestattet, welche eine Gegenkraft zur horizontalen Kraftkomponente des Benutzers 2 ausübt. Hierdurch kann die Gehhilfe 1 langsamer bewegt werden als der Benutzer 2, sodass sich der Abstand a wieder verringert. Wenn der Abstand a wieder den in 1 dargestellten Sollwert erreicht hat, wird die Bremskraft verringert, sodass sich die Gehhilfe 1 und der Benutzer 2 wieder mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, bis der Abstand a wieder eine Abweichung vom Sollwert angenommen hat.
Die erfindungsgemäße Gehhilfe 1 wird nachfolgend anhand von 3 näher erläutert. Die Gehhilfe 1 weist einen Rahmen 100 auf. Der Rahmen 100 kann aus einer Stahl- oder Aluminiumlegierung gefertigt sein. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Rahmen 100 aus einem Kunststoffmaterial bestehen oder ein solches enthalten. Das Kunststoffmaterial kann zumindest teilweise ein faserverstärkter Kunststoff sein, beispielsweise mit Glas- und/oder Aramid- und/oder Kohlefasern. Der Rahmen 100 kann eines oder mehrere Gelenke aufweisen, anhand welcher der Rahmen 100 zusammenlegbar ist. Dies kann den Transport und/oder die Lagerung der Gehhilfe 1 erleichtern.
Am Rahmen 100 kann eine optionale Sitzfläche 130 befestigt sein, sodass der Benutzer sich während einer Ruhepause auf die Gehhilfe 1 setzen kann. Optional kann auf der Sitzfläche 130 auch ein Tablett befestigt sein, welches den Transport von Gegenständen erlaubt, beispielsweise Geschirr oder Wäschestücken. Weiterhin kann am Rahmen 100 ein optionaler Korb 140 befestigt sein, sodass der Benutzer auch für größere Gegenstände, beispielsweise seine Einkäufe, eine Transportmöglichkeit besitzt.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist vier Räder 200 auf. Dabei sind die vorderen Räder in je einer Lenkgabel 220 geführt, sodass die Gehhilfe 1 vom Benutzer in jede beliebige Richtung gesteuert werden kann. Die hinteren Räder 200 sind in einer starren Gabel 230 geführt, um eine gewisse Richtungsstabilität der Gehhilfe 1 zu ermöglichen. Zumindest eines der Räder 200, in einigen Ausführungsformen der Erfindung zwei gegenüberliegende Räder oder in wiederum einer anderen Ausführungsform alle Räder 200, weisen eine Bremse auf, welche von einer Regeleinrichtung beeinflusst werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bremse einen Radnabenmotor 210 auf. Dieser ist staub- und spritzwassergeschützt im Inneren der Felge des Rades 200 angeordnet und kann zumindest eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzte Bremskraft auf das Rad 200 ausüben. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Radnabenmotor 210 alternativ auch eine Antriebskraft erzeugen, welche in Richtung der Bewegungsrichtung der Gehhilfe 1 wirkt.
Der Radnabenmotor 210 ist in an sich bekannter Weise aus einem Rotor und einem Stator aufgebaut, welche Elektromagnete und/oder Permanentmagnete aufweisen, um so durch elektromagnetische Kräfte das gewünschte Drehmoment am Rad 200 zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zusätzlich eine redundante, mechanische Bremse 240 vorhanden sein, bei welcher ein Reibbelag gegen die Lauffläche des Rades 200 geführt wird, um bei einem Versagen der elektrischen Bremse 210 ein sicheres Benutzen der Gehhilfe 1 zu ermöglichen. Die erforderliche Bremskraft wird in diesem Fall durch einen Handhebel 245 ausgeübt und entweder hydraulisch oder durch einen Bowdenzug auf den Bremsbelag 240 übertragen.
Um die Bremskraft der elektrischen Bremse 210 zu dosieren, weist die Gehhilfe 1 zumindest ein Messmittel auf, welches eine den Abstand a repräsentierende Messgröße erzeugt. In 3 sind drei unterschiedliche Messmittel 500, 550 und 300 dargestellt. Die Gehhilfe 1 kann eines oder mehrere dieser Messmittel aufweisen oder weitere, welche in der 3 nicht dargestellt sind.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann eine den Abstand a repräsentierende Messgröße mittels einer Lichtschranke 550 erhalten werden, welche an einem Ausleger 150 des Rahmens 100 angeordnet ist. Die Lichtschranke 550 enthält einen Sender, beispielsweise eine Leuchtdiode oder einen Halbleiterlaser sowie einen Empfänger, beispielsweise eine Photodiode. Der Empfänger kann entweder an der gegenüberliegenden Seite des Rahmens angeordnet sein oder an derselben Seite wie der Sender. In diesem Fall ist an der gegenüberliegenden Seite des Rahmens ein Spiegel angeordnet.
Der zumindest eine von der Lichtschranke 550 ausgesandte Lichtstrahl 540 wird durch die Beine des Benutzers unterbrochen und zeigt damit an, dass der Benutzer einen entsprechenden Abstand von der Gehhilfe 1 eingenommen hat. Sofern der Lichtstrahl nicht unterbrochen ist bzw. nicht zyklisch durch die Schrittbewegung unterbrochen wird, zeigt die Lichtschranke 550 an, dass die Gehhilfe entweder nicht in Benutzung ist oder der Benutzer einen zu großen Abstand eingenommen hat. In beiden Fällen kann eine Bremskraft ausgeübt werden, entweder um ein unkontrolliertes Wegrollen der Gehhilfe zu verhindern oder um den Abstand zwischen Gehhilfe 1 und Benutzer 2 zu verringern, wie bereits vorstehend beschrieben.
Alternativ oder kumulativ kann die Gehhilfe 1 mit einer Ultraschall- oder Radarmessung 500 ausgestattet sein. Diese umfasst einen Sender 510 und einen Empfänger 520. Der Sender 510 sendet eine gepulste Radar- oder Ultraschallstrahlung 530 aus, welche in Richtung des Benutzers 2 gerichtet ist. Die Strahlung wird vom Benutzer 2 reflektiert und vom Empfänger 520 nachgewiesen. Über die Laufzeit des Signals 530 kann der Abstand des Benutzers 2 von der Gehhilfe 1 gemessen werden. Über eine Dopplerverschiebung des Signals kann eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Benutzer 2 und der Gehhilfe 1 ermittelt werden. Somit erlaubt die Messeinrichtung 500 die unmittelbare Bestimmung des Abstandes des Benutzers 2 von der Gehhilfe 1.
Schließlich kann die Gehhilfe 1 zumindest ein Griffelement 300 aufweisen, welches die Horizontalkomponente der vom Benutzer auf die Gehhilfe 1 ausgeübten Kraft bestimmt. Dieses Griffelement wird nachfolgend anhand von 4 näher erläutert.
Die Gehhilfe 1 kann eines oder mehrere der genannten Messmittel aufweisen. Sofern mehrere Messmittel vorhanden sind, können deren Signale plausibilisiert bzw. kontrolliert werden, sodass sich durch die redundante Messung eine vergrößerte Genauigkeit und/oder ein größeres Sicherheitsniveau der Abstandsmessung ergibt.
Die von den Messmitteln erfassten Messwerte können an einer optionalen Anzeigeeinrichtung 40 visualisiert werden, beispielsweise mit zwei Leuchtdioden 45, welche durch rotes und grünes Licht einen korrekten oder einen falschen Abstand anzeigen. Selbstverständlich kann die Anzeigeeinrichtung 40 auch anders ausgeführt sein, beispielsweise als LCD-Anzeige. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Anzeigeeinrichtung 40 auch entfallen.
Die Gehhilfe 1 ist weiterhin mit einer Elektronikbox 60 ausgestattet, welche die Energieversorgung der Gehhilfe 1 sicherstellt und die Signalverarbeitung und -auswertung ermöglicht und ein Ansteuersignal für die Radnabenmotoren erzeugt. Diese Komponenten werden anhand von 5 näher erläutert.
4 zeigt eine Einrichtung 300 zur Erfassung einer Horizontalkraft. Die Einrichtung 300 enthält einen Griff 310, an welchem der Benutzer an die Gehhilfe greift und führt. Der Griff 310 ist verschieblich auf einem Griffabschnitt 110 des Rahmens 100 gelagert. Um eine leichte Verschiebbarkeit des Griffes 310 sicherzustellen, ist dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Griffabschnittes 110. Der Griff 310 kann mit optionalen Gleitbuchsen 340 gelagert sein, welche beispielsweise ein Kugellager oder ein Gleitlager enthalten. Die Gleitbuchsen 340 können aus einem selbstschmierenden Kunststoff oder einer anderen selbstschmierenden Materialpaarung gefertigt sein.
Der Griff 310 wird von einer Feder 320 in eine Ruhelage bewegt. Die Feder 320 kann beispielsweise eine Blattfeder oder eine Spiralfeder enthalten. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Feder 320 ein Elastomer oder eine Luftfeder umfassen. Wenn der Benutzer 2 eine Horizontalkraft auf den Griff 310 ausübt, wird die Feder 320 komprimiert und der Griff 310 auf dem Griffabschnitt 110 verschoben. Ein optionaler Wulst 315 am Griff 310 verhindert dabei, dass der Benutzer 2 vom Griff 310 abrutscht. Da die von der Feder 320 auf den Griff 310 ausgeübte Kraft mit zunehmender Verschiebung des Griffes 310 zunimmt, ist die Lage des Griffelementes 310 auf dem Griffabschnitt 110 ein Maß für die jeweils ausgeübte Horizontalkraft.
Die Position des Griffabschnittes 110 wird durch einen Wegstreckengeber 330 erfasst. Der Wegstreckengeber 330 kann in an sich bekannter Weise induktiv oder kapazitiv die relative Verschiebung zwischen dem Griffelement 310 und dem Griffrohr 110 messen. Alternativ kann der Wegstreckengeber 330 auch ein Linearpotentiometer oder einen Hall-Sensor enthalten. Die vom Wegstreckengeber erzeugten elektrischen Signale werden über eine Verkabelung 335 zur Elektronikbox 60 geleitet und dort ausgewertet.
Wie anhand von 5 erkennbar ist, enthält die Elektronikbox 60 eine Batterie 620, welche die Energieversorgung der Bremsen und der Auswerteelektronik und gegebenenfalls der Messmittel sicherstellt. Die Batterie 620 kann beispielsweise einen Bleiakkumulator, einen Lithium-Ionen-Akku, einen Lithiumpolymerakku oder einen Nickelmetallhydridakku umfassen. Die Batterie 620 kann in an sich bekannter Weise mit einer Ladeelektronik und/oder einer spannungsstabilisierenden elektronischen Schaltung versehen sein, um eine effiziente Ladung und Entladung sicherzustellen. Die Zellenzahl der Batterie 620 richtet sich nach der erforderlichen Spannung, welche zwischen etwa 6 V und etwa 40 V betragen kann, und der gewünschten Betriebszeit.
Weiterhin enthält die Elektronikbox 60 eine Auswerteschaltung 610, welche die Signale der Messmittel 300 und 500 auswertet. Die ausgewerteten Signale können entweder auf einer Anzeigeeinrichtung 40 visualisiert und/oder als Stellgröße R der Bremse bzw. dem Radnabenmotor 210 zugeführt werden. Hierzu kann die Auswerteelektronik 610 einen Mikroprozessor oder einen Mikrokontroller enthalten, eine analoge oder digitale elektronische Schaltung, welche einen Regelkreis realisiert, einen Analog/Digital-Wandler, einen Digital/Analog-Wandler oder weitere, an sich bekannte Elemente. Die Auswerteschaltung 610 kann aus dem Eingangssignal S eine Regelgröße R erzeugen, beispielsweise durch ein neuronales Netz, einen PID-Regler, eine Fuzzy-Logik oder eine andere, an sich bekannte Schaltung. Hierzu ist eine Ausgangsleitung der elektronischen Schaltung 610 mit dem Radnabenmotor 210 verbunden, um diesem ein Steuersignal zuzuführen. Darüber hinaus wird dem Radnabenmotor 210 elektrische Energie aus der Batterie 620 zugeführt.
Weiterhin wird der elektronischen Schaltung 610 zumindest ein Eingangssignal S zugeführt, welches den Abstand a des Benutzers 2 von der Gehhilfe 1 repräsentiert. Dieses kann beispielsweise von einem Ultraschall- oder Radarsensor 500 erzeugt werden oder von der anhand 4 erläuterten Einrichtung 300 zur Messung einer Horizontalkraft. Sowohl die Einrichtung 300 als auch die Messeinrichtung 500 können optionale elektronische Schaltungen 505 bzw. 305 aufweisen, um die erhaltenen Messsignale dezentral zu filtern, zu verstärken, zu digitalisieren oder in anderer Weise aufzubereiten.
Anhand von 6 wird das Verfahren zum Betrieb der Gehhilfe nochmals erläutert. Im ersten Verfahrensschritt 51 wird der Abstand a zwischen der Gehhilfe 1 und dem Benutzer 2 erfasst. Alternativ oder kumulativ kann im Verfahrensschritt 52 die vom Benutzer 2 auf die Gehhilfe 1 ausgeübte Kraft erfasst werden, insbesondere deren Horizontalkomponente F_H. Die Verfahrensschritte 51 und 52 können dabei sequenziell oder parallel vorgenommen werden. Bei sequenzieller Ausführung der Verfahrensschritte kann der Verfahrensschritt 52 vor dem Verfahrensschritt 51 oder nach dem Verfahrensschritt 51 ausgeführt werden.
In Verfahrensschritt 53 wird aus der Abweichung des erfassten Abstandes vom Sollwert des Abstandes eine Stellgröße R ermittelt. Die Stellgröße R repräsentiert eine auf die Gehhilfe auszuübende Brems- oder Antriebskraft. Im Verfahrensschritt 54 wird eine Stellgröße R aus der Abweichung der erfassten Kraft vom Sollwert der Kraft ermittelt. Auch die Verfahrensschritte 53 und 54 können in beliebiger Reihenfolge oder parallel abgearbeitet werden.
Schließlich wird die Stellgröße R einer Bremse bzw. einem Antrieb zugeführt, um im Verfahrensschritt 55 ein Drehmoment auf zumindest ein Rad der Gehhilfe auszuüben. Dieses Drehmoment führt zu einer Beschleunigung oder einer Verlangsamung der Gehhilfe 1, was wiederum zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstandes a führt. Die Verfahrensschritte 51–55 werden nun zyklisch wiederholt, sodass der Abstand a des Benutzers von der Gehhilfe fortwährend geregelt wird.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6915878 B2 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN ISO 11199 Teil 2 [0002]

Claims

Gehhilfe (1) mit einem Rahmen (100), an welchem zumindest zwei Räder (200) drehbar gelagert sind, und welcher zumindest einen Griffabschnitt (110) aufweist, über welchen sich ein Benutzer (2) an der Gehhilfe (1) abstützen kann, wobei die Gehhilfe (1) weiterhin zumindest eine Bremse (245, 240, 210) aufweist, mit welcher eine Bremskraft auf zumindest eines der Räder (200) ausübbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehhilfe (1) weiterhin Messmittel (300, 500) aufweist, mit welchen zumindest ein Signal (S) erzeugbar ist, welches die vom Benutzer (2) auf die Gehhilfe (1) ausgeübte Kraft und/oder den Abstand (a) des Benutzers (2) von der Gehhilfe (1) repräsentiert, und dass die Gehhilfe (1) weiterhin eine Regeleinrichtung aufweist, mit welcher die von der Bremse auf zumindest eines der Räder (200) ausgeübte Kraft in Abhängigkeit des Signals beeinflussbar ist.
Gehhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse eine elektromagnetische Bremse (210) enthält.
Gehhilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse einen Radnabenmotor (210) enthält.
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Bremse (210) zumindest einen ersten und einen zweiten Betriebszustand aufweist, wobei die Bremse im ersten Betriebszustand eine Bremskraft und im zweiten Betriebszustand eine Antriebskraft erzeugt.
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse eine Wirbelstrombremse enthält.
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das die Messmittel (300) dazu eingerichtet sind, zumindest eine vom Benutzer (2) in etwa horizontaler Richtung auf die Gehhilfe (1) ausgeübte Kraft zu erfassen
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (300) einen auf dem Griffabschnitt (110) verschiebbaren Handgriff (310) enthalten und zumindest einen Wegstreckengeber (330), welcher die Stellung des verschiebbaren Handgriffes (300) auf dem Griffabschnitt (110) erfasst, wobei der Handgriff (310) von einer Feder (320) in eine Ruhelage bewegt wird und vom Benutzer (2) gegen die Federkraft verschoben werden kann.
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (500) zumindest eines der folgenden Elemente enthalten: – zumindest eine Lichtschranke (550) und/oder – zumindest eine Ultraschallquelle (510) und einen Ultraschallsensor (520) und/oder – zumindest einen Radarsender (510) und einen Radarempfänger (520).
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin enthaltend eine Anzeigeeinrichtung (40), mittels welcher das von dem zumindest einen Messmittel (300, 500) erzeugte Signal dem Benutzer (2) visualisierbar ist.
Gehhilfe (1) mit einem Rahmen (100), an welchem zumindest zwei Räder (200) drehbar gelagert sind, und welcher zumindest einen Griffabschnitt (110) aufweist, über welchen sich ein Benutzer (2) an der Gehhilfe (1) abstützen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehhilfe (1) weiterhin Messmittel (300, 500) aufweist, mit welchen zumindest ein Signal (S) erzeugbar ist, welches die vom Benutzer (2) auf die Gehhilfe (1) ausgeübte Kraft und/oder den Abstand (a) des Benutzers (2) von der Gehhilfe (1) repräsentiert, und dass die Gehhilfe (1) weiterhin eine Anzeigeeinrichtung (40) aufweist, mittels welcher das von dem zumindest einen Messmittel (300, 500) erzeugte Signal dem Benutzer (2) visualisierbar ist.
Gehhilfe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (300) einen auf dem Griffabschnitt (110) verschiebbaren Handgriff (310) enthalten und zumindest einen Wegstreckengeber (330), welcher die Stellung des verschiebbaren Handgriffes (300) auf dem Griffabschnitt (110) erfasst, wobei der Handgriff (310) von einer Feder (320) in eine Ruhelage bewegt wird und vom Benutzer (2) gegen die Federkraft verschoben werden kann.
Gehhilfe nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (500) zumindest eines der folgenden Elemente enthalten: – zumindest eine Lichtschranke (550) und/oder – zumindest eine Ultraschallquelle (510) und einen Ultraschallsensor (520) und/oder – zumindest einen Radarsender (510) und einen Radarempfänger (520).
Verfahren zum Betrieb einer Gehhilfe (1), enthaltend die folgenden Schritte: – Erfassen (51) des Abstandes (a) zwischen der Gehhilfe (1) und dem Benutzer (2) und/oder – Erfassen (52) der vom Benutzer (2) auf die Gehhilfe (1) ausgeübten Kraft, – Ermitteln (53) einer Stellgröße (R) aus der Abweichung des erfassten Abstandes vom Sollwert des Abstandes und/oder – Ermitteln (54) einer Stellgröße (R) aus der Abweichung der erfassten Kraft vom Sollwert der Kraft, – Ausüben (55) eines Drehmomentes auf zumindest ein Rad der Gehhilfe in Abhängigkeit der Stellgröße (R), und/oder – Visualisieren des Abstandes (a) und/oder der auf die Gehhilfe (1) ausgeübten Kraft.