DE102012021370B3

DE102012021370B3 - Faltrollstuhl

Info

Publication number: DE102012021370B3
Application number: DE201210021370
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-04
Filing date: 2012-11-04
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-11-05

Abstract

Der Faltrollstuhl 1 ist durch Teleskopräderbeine 25 höhenverstellbar. Durch den Linearmotor 27 der Nockenschlitz-Faltmechanik 41 werden Rückenlehne 32 mit Kopfstütze 42, Roboterarm 31, Armlehne 40, Steuereinheit 2 und hintere Teleskopräderbeine 25 mit Lenkrädern 30 über die Steuereinheit 2 zentral und automatisch gefaltet. Mittels haptischer, akustischer, optischer, gestischer, mimischer und Funk- und Ultraschalldaten werden über die Steuereinheit 2 zentral und automatisch alle Falt, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer- und Bedienungsfunktionen gesteuert.

Description

Es ist bekannt, dass es vollgefederte Falträder als Zweirad ( DE 10 2007 037 648 A1 ), Dreirad, Vierrad und Rollstuhl gibt, und dass sie einen manuellen und/oder elektrischen Antrieb aufweisen, und dass Rahmen, Gepäckträger, Lenker, Ständer und Pedalen faltbar sind, und Sattel und Lenker höhenverstellbar sind und der Antrieb aus mechanischem Getriebe und/oder Elektromotor besteht. Darüber hinaus ist die Anwendung von Computern und elektronischen Bauelementen zur Realisierung von Stellbewegungen an Zweirädern bekannt ( DE 100 44 342 A1 , DE 102 39 140 A1 , DE 299 16 031 U1 , DE 696 31 979 T2 , DE 10 2011 012 063 A1 , US 2005 02362 03 A1 ). Desweiteren sind Faltrollstühle ( EP 2382 954 A2 ), Heberollstühle ( EP 1133 968 A2 ), Tret-Generatoren ( CH 697 413 B1 ), Differenzial-Nabenmotoren ( DE 103 50 862 A1 ) und Roboterarme ( DE 102 96 748 T5 ) bekannt.
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, dass bei einem Faltrollstuhl der Rahmen, die Rückenlehne und die Armlehnen per Hand auf- und zugefaltet werden und die Höhenverstellung der Räderbeine per Hand erfolgt und es keine zentrale automatische Steuerung für alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer- und Bedienungsfunktionen sowie für Interaktionen des Fahrers mit dem Faltrollstuhl und Interaktion des Faltrollstuhls mit der Umgebung gibt.
Es ist daher Aufgebe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten vollgefederten Faltrollstuhl bereit zu stellen, so dass

– bei Faltrollstühlen haptisch, akustisch, optisch, gestisch, mimisch und mittels Funk und Ultraschall über eine Steuereinheit alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer-, und Bedienungsfunktionen zentral automatisch gesteuert werden, und
– der manuelle und/oder elektrische Antrieb zentral automatisch vom Fahrer und/oder fern- und/oder selbstgesteuert erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Faltrollstuhl mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wie folgt gelöst:

– Steuereinheit mit Computer und abnehmbaren iPad mit 3D-Kamera, Mikrofon, Lautsprecher und Ultraschallsensor, die vom Fahrer haptisch und/oder akustisch und/oder optisch und/oder gestisch und/oder mimisch befehlt wird, und/oder von einer Zentralstelle per Funk über GPS befehlt wird, und/oder durch Vorprogrammierung als Selbststeuerung über GPS befehlt wird, wobei zentral über die Steuereinheit alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer- und Bedienungsfunktionen automatisch ausgeführt werden, und
– der Tret-Generator für den Fuß- und/oder Handbetrieb zwei gegenläufige Rotoren hat, und
– der Differenzial-Nabenmotor zentral automatisch elektrisch stufenlos schaltet, und
– die Teleskop-Räderbeine einen elektrischen Linearantrieb für den Hebemechanismus haben, und
– der Roboterarm über Steuerseile von Elektromotoren automatisch über die Steuereinheit bewegt wird.

Demgemäß wird ein Faltrollstuhl 1 mit Akku 54 und Federung 55 bereit gestellt (1, 2 und 3),

– der eine zentrale Steuereinheit 2, bestehend aus Computer 3 und abnehmbaren iPad 4 mit 3D-Kamera 5, Mikrofon 6, Lautsprecher 7 und Ultraschallsensor 8 aufweist,
– der ein iPad 4 hat, das haptische, akustische, optische, gestische, mimische Daten und Funk- und Ultraschalldaten aufnimmt und an den Computer 3 weiterleitet,
– dass der Computer 3 die Daten vom iPad 4 als Befehle an alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer- und Bedienungsfunktionen weiterleitet,
– dass die Datenweiterleitung über die Stromleitungen 9 durch hochfrequente Überlagerung erfolgt,
– dass Ultraschallsensoren 8 die Umgebung des Faltrollstuhls 1 erfassen und an die Steuereinheit 2 weiterleiten,
– dass der Tretgenerator 10, für Fuß- und Handbetrieb, der an der Vorderseite der Sitzfläche 11 montiert ist, einen Dauermagneten-Außenrotor 50 mit einem Dauermagneten 12 und einen Magnetspulen-Innenrotor 51 mit Magnetspulen 13 aufweist, die gegenläufig sind und durch einen Kurbelantrieb 14 über das Treibrad 15 mit einem Innenzahnkranz 16 und Außenzahnkranz 17 angetrieben werden,
– dass der Differenzial-Nabenmotor 18 eine starre Achse 19 hat, an der die Dauermagnetscheibe 20 befestigt ist, und die auf beiden Seiten je eine Magnetspulenscheibe 21 hat, welche um die starre Achse 19 drehbar gelagert sind, die mit je einem Achswellenkegelrad 22 versehen sind und zwei Ausgleichskegelräder 23 antreiben, die im Nabengehäuse 24 gelagert sind und das Nabengehäuse 24 antreiben,
– dass die Teleskopräderbeine 25 für Höhenverstellung 26 einen elektrischen Linearmotor 27 aufweisen und die Vorderräder 28 einen Differenzial-Nabenmotor 18 haben und die Hinterräder 29 Lenkräder 30 aufweisen und die Lenkung mittels der Differenzial-Nabenmotoren 18 erfolgt,
– dass der Roboterarm 31 an der Rückenlehne 32 befestigt ist und in der Rückenlehne 32 die Roboterarm-Steuerungsmotoren 33 angebracht sind, und an der Rückenlehne 32 ein erstes Kardangelenk 34 befestigt ist, an dem die erste Kardanwelle mit den vier Führungsstreben 36 angebracht ist, wobei an dem zweiten Kardangelenk 34 die zweite Kardanwelle mit den Führungsstreben 36 angebracht ist und an der zweiten Kardanwelle die zwei Fingergelenke 37 mit ihren zwei Führungsstreben 36 angebracht sind, und von den Führungsstreben 36 Steuerseile 38 in die Rückenlehne 32 zu den Steuerungsmotoren 33 führen und die Steuerseile 38 mittels Zahnriemen 39 von den Steuerungsmotoren 33 über die Steuereinheit 2 zentral automatisch gesteuert werden,
– dass der Faltrollstuhl 1, der mit einem Einkaufskorb bestückt ist, durch die Steuereinheit 2 für zentral ferngesteuerte automatische Einkäufe und Besorgungen ohne Fahrer geeignet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass statt einer Vielzahl von unterschiedlichen und dezentral zu bedienenden Mechaniken für die verschiedenen Anwendungen, wie:

– falten, schalten, heben, fahren und bedienen, und
– aufzeichnen von biometrischen, gestischen, mimischen und medizinischen Daten,

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung. Die vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in beliebiger Weise mit einander kombiniert werden. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche und funktionsgleiche Komponenten.
Von den Figuren zeigen:
1: Faltrollstuhl, Seitenansicht im Fahrzustand
2: Faltrollstuhl, Seitenansicht im Faltzustand
3: Faltrollstuhl, Seitenansicht im hochgefahrenen Zustand
4: Tretgenerator, Draufsicht
5: Differenzial-Nabenmotor, Vorderansicht
6: Roboterarm, Draufsicht
7: Roboterarm, Seitenansicht
Die Steuereinheit 2 mit Computer 3 an der Armlehne 40 (1, 2 und 3) hat einen abnehmbaren iPad 4 mit 3D-Kamera 5, Mikrofon 6, Lautsprecher 7 und Ultraschallsensor 8 zur haptischen, akustischen, gestischen, mimischen, optischen und ultraschallmäßigen Datenaufnahme.
Unter der Sitzfläche 11 (1, 2 und 3) vorne sind die Teleskopräderbeine 25 starr befestigt und die Vorderräder 28 sind mit Differenzial-Nabenmotoren 18 bestückt, und unter der Sitzfläche 11 hinten sind die Teleskopräderbeine 25 faltbar gelagert und die Hinterräder 29 sind lenkbar gelagert. Oberhalb der Sitzfläche 11 ist hinten die Rückenlehne 32 mit Armlehne 40 und Roboterarm 31 faltbar gelagert und über eine Nockenschlitz-Faltmechanik 41 mit den hinteren Teleskopräderbeinen 25 verbunden. An der Vorderseite der Sitzfläche 11 ist der Tretgenerator 10 schwenkbar gelagert angebracht.
Die Nockenschlitz-Faltmechanik 41 wird durch einen Linearmotor 27 betätigt. Die Höhenverstellung 26 der Teleskopräderbeine 25 erfolgt durch Linearmotoren 27. Am vorderen Ende der faltbaren Armlehne 40 ist die Steuereinheit 2 befestigt. Utraschallsensoren 8 an der Kopfstütze 42, an der Steuereinheit 2 und an den Fingergelenken 37 zeichnen die Umgebung zur Steuerung des Faltrollstuhls 1 auf. An den Fingergelenken 37 sind Berührungssensoren 48 angebracht.
Der Tretgenerator 10 (4) hat einen Kurbelantrieb 14 mit einem Treibrad 15, das mit dem Innenzahnkranz 16 den Innenrotor 51 mit den Magnetspulen 13 des Generators 44 antreibt, und mit dem Außenzahnkranz 17 den Außenrotor 50 mit dem Dauermagneten 12 des Generators 44 gegenläufig zum Innenrotor 51 antreibt. Tretlager 45 und Generator 44 sind mit Lagerstreben 46 fest mit einander verbunden.
Der Differenzial-Nabenmotor 18 (5) hat eine starre Nabenachse 19 mit Dauermagnetscheibe 20. Links und rechts neben der Dauermagnetscheibe 20 sind zwei Magnetspulenscheiben 21 auf der Nabenachse 19 gelagert. An den Magnetspulenscheiben 21 sind je einen Achswellenkegelrad 22 befestigt, die in zwei Ausgleichkegelräder 23 eingreifen, die im Nabengehäuse 24 der Nabe 49 drehbar gelagert sind und die Nabe 49 antreiben.
Mindestens ein Roboterarm 31 (6 und 7) ist an der Seite der Rückenlehne 32 angebracht. In der Rückenlehne 32 befinden sich die Steuerungsmotoren 33 mit Zahnriemen 39 an denen die Bowdenzüge 56 befestigt sind, die zu den zu steuernden Gelenken des Roboterarms 31 führen. An der Seite der Rückenlehne 32 ist das Schulterdrehgelenk 57 befestigt, an dem das Kardangelenk 34 für den Oberarm mit der Kardanwelle befestigt ist, an dem das Kardangelenk 34 für den Unterarm mit der Kardanwelle befestigt ist, an dem das Handdrehgelenk 58 befestigt ist, an dem das Fingergelenk 37 befestigt ist. Die Bowdenzüge 56 werden durch Öffnungen in der Mitte der Gelenke und Kardankreuze 36 geführt. In den Spitzen der Fingergelenke 37 befinden sich Ultraschallsensoren 8 und Berührungssensoren 48, die über die Steuereinheit 2 die Steuerungsmotoren 33 für die Bewegungen der Bedienfunktion des Roboterarms 31 steuern.
Bezugszeichenliste

1: Faltrollstuhl
2: Steuereinheit
3: Computer
4: iPad
5: 3D-Kamera
6: Mikrofon
7: Lautsprecher
8: Ultraschallsensor
9: Stromleitung
10: Tretgenerator
11: Sitzfläche
12: Dauermagnet
13: Magnetspule
14: Kurbelantrieb
15: Treibrad
16: Innenzahnkranz
17: Außenzahnkranz
18: Differenzial-Nabenmotor
19: starre Achse
20: Dauermagnetscheibe
21: Magnetspulenscheibe
22: Achswellenkegelrad
23: Ausgleichkegelrad
24: Nabengehäuse
25: Teleskopräderbein
26: Höhenverstellung
27: Linearmotor
28: Vorderrad
29: Hinterrad
30: Lenkräder
31: Roboterarm
32: Rückenlehne
33: Steuerungsmotor
34: Kardangelenk
35: Kardanwelle
36: Kardankreuz, Führungsstreben
37: Fingergelenk
38: Steuerseile
39: Zahnriemen
40: Armlehne
41: Nockenschlitz-Faltmechanik
42: Kopfstütze
43: Gehäuse
44: Generator
45: Tretlager
46: Lagerstreben
49: Nabe
50: Außenrotor
51: Innenrotor
52: Generatorachse
53: Differenzialgetriebe
54: Akku
55: Federung
56: Bowdenzug
57: Schulterdrehgelenk
58: Handdrehgelenk

Claims

Faltrollstuhl mit Federung, Akku und elektrischem Antrieb und mit Falt- und Hebemechanismen dadurch gekennzeichnet, dass der Faltrollstuhl 1 an der Armlehne 40 eine Steuereinheit 2 mit Computer 3 und abnehmbarem iPad 4 mit 3D-Kamera 5, Mikrofon 6, Lautsprecher 7 und Ultraschallsensor 8 aufweist, und dass das iPad 4 haptische, akustische, optische, gestische, mimische Daten und Funk- und Ultraschalldaten aufnimmt und an den Computer 3 weiterleitet und dass der Computer 3 die Daten vom iPad 4 als Befehle an alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer- und Bedienungsfunktionen weiterleitet, und dass die Datenweiterleitung über die Stromleitungen 9 durch hochfrequente Überlagerung erfolgt, und dass Ultraschallsensoren 8 die Umgebung des Faltrollstuhls 1 erfassen und an die Steuereinheit 2 weiterleiten, und dass das Falten der hinteren Teleskopräderbeine 25, der Rückenlehne 32 mit Roboterarm 31 und Armlehne 40 mit Steuereinheit 2 durch einen elektrischen Linearmotor 27 an der Nockenschlitz-Faltmechanik 41 erfolgt, und dass der Tretgenerator 10, der an der Vorderseite der Sitzfläche 11 verstellbar montiert ist, einen Dauermagnet-Außenrotor 50 und einen Magnetspulen-Innenrotor 51 aufweist, die gegenläufig sind und durch einen Kurbelantrieb 14 über das Treibrad 15 mit einem Innenzahnkranz 16 und Außenzahnkranz 17 angetrieben werden, und dass die Teleskopräderbeine 25 für Höhenverstellung 26 einen elektrischen Linearmotor 27 aufweisen und die Vorderräder 28 einen Differenzial-Nabenmotor 18 aufweisen, und dass der Differenzial-Nabenmotor 18 eine starre Achse 19 aufweist, an der die Dauermagnetscheibe 20 befestigt ist, und der auf beiden Seiten je eine Magnetspulenscheibe 21 aufweist, welche um die starre Achse 19 drehbar gelagert sind, die mit je einem Achswellenkegelrad 22 versehen sind und zwei Ausgleichskegelräder 23 antreiben, die im Nabengehäuse 24 gelagert sind und das Nabengehäuse 24 antreiben, und die Hinterräder 29 Lenkräder 30 sind, und die Lenkung mittels der Differenzial-Nabenmotoren 18 erfolgt, und dass mindestens ein Roboterarm 31 an der Rückenlehne 32 befestigt ist, und in der Rückenlehne 32 Steuerungsmotoren 33 sind, die über Bowdenzüge 56 das Schulterdrehgelenk 57, das Kardangelenk 34 für den Oberarm, das Kardangelenk 34 für den Unterarm, das Handdrehgelenk 58 und das Fingergelenk 37 über die Steuereinheit 2 durch Ultraschallsensoren 8 und Berührungssensoren 48 den Roboterarm 31 zentral automatisch bewegen, und dass die Steuereinheit 2 alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer-, und Bedienungsfunktionen des Faltrollstuhls zentral automatisch steuert.
Faltrollstuhl 1 nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 2 an der Armlehne 40 beweglich montiert ist, wobei die Steuereinheit 2 einen Computer 3, einen abnehmbaren iPad 4 mit 3D-Kamera 5, Mikrofon 6, Lautsprecher 7 und Ultraschallsensoren 8 aufweist und die Steuerungsbefehle hochfrequent über die Stromleitungen 49 zu allen Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr- und Steuerungsmotoren 33 geleitet werden, sodass die haptischen, akustischen, optischen, gestischen, mimischen Daten und Funk- und Ultraschalldaten des Fahrers und der Umgebung mittels geeigneter Software von der Steuereinheit 2 in Befehle umgewandelt werden, die zentral automatisch alle Falt-, Schalt-, Hebe-, Fahr-, Steuer- und Bedienungsfunktionen steuern.
Faltrollstuhl 1 nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Tretgenerator 10 einen Kurbelantrieb 14 und einen Generator 44 aufweist, und der Kurbelantrieb 14 und der Generator 44 mit einem geschlossenen Gehäuse 43 umgeben sind, wobei der Kurbelantrieb 14 mit einem Treibrad 15 versehen ist, das mit dem Innenzahnkranz 16 den Innenrotor 51 mit den Magnetspulen 13 antreibt und mit dem Außenzahnkranz 17 den Außenrotor 50 mit den Dauermagneten 12 gegenläufig zum Innenrotor 51 antreibt, wobei der Kurbelantrieb 14 über das Tretlager 45 mittels Lagerstreben 46 mit der Generatorachse 52 verbunden ist, und dass bei Stromeinspeisung der Generator 44 als Motor für den Kurbelantrieb 14 fungiert.
Faltrollstuhl 1 nach einem der Ansprüche 1–3 dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial-Nabenmotor 18 im Vorderrad 28 eine starre Nabenachse 19 mit in der Mitte fest montierter Dauermagnetscheibe 20 aufweist an der links eine Magnetspulenscheibe 21 und rechts eine Magnetspulenscheibe 21 sich um die starre Achse 19 gelagert dreht und an den Magnetspulenscheiben 21 je ein Achswellenkegelrad 22 fest befestigt ist, das in die Ausgleichskegelräder 23 eingreift, die im Nabengehäuse 24 drehbar gelagert sind, sodass die Magnetspulenscheiben 21 über das Differenzialgetriebe 53 durch die Steuereinheit 2 die Nabe 24 zentral automatisch stufenlos gesteuert wird.
Faltrollstuhl 1 nach einem der Ansprüche 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Roboterarm 31 an der Rückenlehne 32 befestigt ist, und in der Rückenlehne 32 Steuerungsmotoren 33 sind, die über Bowdenzüge 56 das Schulterdrehgelenk 57, das Kardangelenk 34 für den Oberarm, das Kardangelenk 34 für den Unterarm, das Handdrehgelenk 58 und das Fingergelenk 37 über die Steuereinheit 2 durch Ultraschallsensoren 8 und Berührungssensoren 48 den Roboterarm 31 zentral automatisch bewegen, und die Bowdenzüge 56 durch die Öffnungen in der Mitte der Gelenke und Kardankreuze 36 geführt werden und in den Fingerspitzen der Fingergelenke 37 sich Ultraschallsensoren 8 und Berührungssensoren 48 befinden, die über die Steuereinheit 2 zentral automatisch die Bewegungen für die Bedienungsfunktionen des Roboterarms 31 steuern.
Faltrollstuhl 1 nach einem der Ansprüche 1–5 dadurch gekennzeichnet, dass der Faltrollstuhl 1 mit Steuereinheit 2 und Roboterarm 31 einen Einkaufskorb auf der Sitzfläche 11 aufweist und durch Fernsteuerung über die Steuereinheit 2 zentral ferngesteuert automatisch Einkäufe und Besorgungen ohne Fahrer ausführt.