DE102015202924A1 - Drive device for a sliding carriage, in particular a Schiebe Gehhilfe - Google Patents
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Abstract
Antriebseinrichtung für einen Schiebewagen, insbesondere eine Schiebegehhilfe, umfassend einen Radnabenmotor (10) mit eine Rotor (11) und einem Stator (12), wobei der Rotor (11) mit einem anzutreibenden Laufrad (4) verbunden ist, und der Stator (12) auf einer Achse (13) angeordnet ist, die ein- oder beidseits des Radnabenmotors (10) zur Verbindung mit einer Radaufhängung (9) des Schiebewagens (1) hervorsteht, wobei motorseitig wenigstens ein Sensor (18) zur Erfassung einer ein Maß für eine auf den Schiebewagen (1) ausgeübte Schubkraft darstellenden Information an der Achse (13) sowie eine den Betrieb des Radnabenmotors (10) in Abhängigkeit der erfassten Information steuernde Steuerungseinrichtung (17) vorgesehen ist.Drive device for a sliding carriage, in particular a sliding walker, comprising a wheel hub motor (10) with a rotor (11) and a stator (12), wherein the rotor (11) is connected to an impeller (4) to be driven, and the stator (12) is arranged on an axle (13) which on one or both sides of the wheel hub motor (10) for connection to a suspension (9) of the sliding carriage (1) protrudes, wherein the motor side at least one sensor (18) for detecting a measure of a on the push carriage (1) applied thrust force representing information on the axis (13) and a the operation of the wheel hub motor (10) in response to the detected information controlling control device (17) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Schiebewagen, insbesondere eine Schiebegehhilfe.The invention relates to a drive device for a sliding carriage, in particular a Schiebe Gehhilfe.
In vielen Bereichen des täglichen Lebens kommen Schiebewagen zum Einsatz, die unterschiedlichen Zwecken dienen. Es kann sich bei ihnen um Transporthilfsmittel handeln, wie beispielsweise eine Schubkarre, einen Kofferwagen oder einen Kinderwagen, oder um Gehhilfen, sogenannte Rollatoren, deren sich ältere oder behinderte Menschen bedienen. Ein solcher Schiebewagen in Form einer Gehhilfe ist beispielsweise aus
Wenngleich derartige Schiebewagen respektive Rollatoren für den Nutzer von Vorteil sind, so sind sie dennoch aufwändig aufgebaut. So sind entsprechende Sensoren im Bereich der Stützgriffe zu integrieren und mit einer Steuerungseinrichtung zu verbinden, die den Elektromotor steuert.Although such sliding carriage or rollators are advantageous for the user, they are nevertheless elaborately constructed. Thus, corresponding sensors are to be integrated in the area of the support handles and connected to a control device which controls the electric motor.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Antriebseinrichtung für einen Schiebewagen, insbesondere eine Schiebegehhilfe, anzugeben.The invention is thus based on the problem, a contrast improved drive means for a sliding carriage, in particular a Schiebegehhilfe indicate.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Antriebseinrichtung für einen Schiebewagen, insbesondere eine Schiebegehhilfe, vorgesehen, umfassend einen Radnabenmotor mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor mit einem anzutreibenden Laufrad verbunden ist, und der Stator auf einer Achse angeordnet ist, die ein- oder beidseits des Radnabenmotors zur Verbindung mit einer Radaufhängung des Schiebewagens hervorsteht, wobei motorseitig wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer ein Maß für eine auf den Schiebewagen ausgeübte Schubkraft darstellenden Information an der Achse sowie eine den Betrieb des Radnabenmotors in Abhängigkeit der erfassten Information steuernde Steuerungseinrichtung vorgesehen ist.To solve this problem according to the invention a drive device for a sliding carriage, in particular a Schiebe Gehhilfe provided, comprising a wheel hub motor with a rotor and a stator, wherein the rotor is connected to an impeller to be driven, and the stator is arranged on an axis, the one or protrudes on both sides of the wheel hub motor for connection to a suspension of the sliding carriage, wherein the motor side at least one sensor for detecting a measure of a force exerted on the sliding carriage pushing force representing information on the axis and the operation of the wheel hub motor in response to the detected information controlling control device is provided ,
Die erfindungsgemäß vorgesehene Antriebseinrichtung zeichnet sich durch einen kompakten Aufbau aus und umfasst alle relevanten Komponenten, die zur adaptiven Unterstützung im Rahmen der Nutzung eines solchen Schiebewagens von Nöten sind. Die Antriebseinrichtung weist einen Radnabenmotor auf, umfassend einen Rotor und einen Stator. Der Rotor ist unmittelbar mit dem anzutreibenden Laufrad verbunden, das heißt, dass das Laufrad bevorzugt direkt auf dem Rotor sitzt, so dass eine Rotorbewegung unmittelbar zu einer Laufradbewegung führt. Der Stator hingegen sitzt auf einer Achse, die die Schnittstelle zum Wagengestell darstellt. Die Achse ragt ein- oder beidseits des Radnabenmotors hervor, steht also nach außen ab und ermöglicht die einfache Verbindung mit einer entsprechenden Radaufhängung des Schiebewagens. The inventively provided drive device is characterized by a compact design and includes all relevant components that are needed for adaptive support in the context of the use of such a sliding carriage. The drive device has a wheel hub motor, comprising a rotor and a stator. The rotor is directly connected to the impeller to be driven, that is, the impeller preferably sits directly on the rotor, so that a rotor movement leads directly to an impeller movement. The stator, on the other hand, sits on an axis that represents the interface to the carriage frame. The axle protrudes on one or both sides of the wheel hub motor, so stands out from the outside and allows easy connection with a corresponding suspension of the sliding carriage.
Motorseitig ist des Weiteren wenigstens ein Sensor vorgesehen, über den letztlich die auf den Schiebewagen ausgeübte Schubkraft respektive ein Maß hierfür erfasst wird. Der Sensor erfasst die Information respektive sein Messsignal unmittelbar an der Achse. Das entsprechende Sensorsignal wird einer Steuerungseinrichtung gegeben, die ebenfalls integriert ist, und die die Sensorinformation auswertet und entsprechend den Betrieb des Radnabenmotors steuert. Furthermore, at least one sensor is provided on the motor side via which the thrust force exerted on the sliding carriage or a measure thereof is ultimately detected. The sensor acquires the information or its measurement signal directly on the axis. The corresponding sensor signal is given to a control device, which is also integrated, and which evaluates the sensor information and controls the operation of the wheel hub motor accordingly.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist also als kompakte Einrichtung mit sämtlichen benötigten Betriebskomponenten ausgelegt. Sie ist aufgrund der Anordnung der Achse auf einfache Weise montierbar, das heißt dass die Achse lediglich in der Radaufhängung des Schiebewagens zu befestigen ist, worüber die Antriebseinrichtung montiert ist. Dies ermöglicht es auch mit besonderem Vorteil die Antriebseinrichtung als nachrüstbare Einrichtung an Schiebewagen respektive insbesondere Gehhilfen zu verbauen, die bisher nicht über eine elektromotorische Unterstützung verfügten. Es ist lediglich ein bisheriges, nicht angetriebenes Rad gegen die Antriebseinrichtung, die wie beschrieben selbst ein Laufrad aufweist, auszutauschen. Die Achse der Antriebseinrichtung ist so ausgelegt und über Befestigungsmittel entsprechend am Schiebewagengestell respektive der dortigen Radaufhängung integrierbar, so dass auf einfache Weise eine Nachrüstung möglich ist.The drive device according to the invention is thus designed as a compact device with all the required operating components. It is due to the arrangement of the axle mounted in a simple manner, that is, that the axle is to be fastened only in the suspension of the sliding carriage, about which the drive means is mounted. This also makes it particularly advantageous to install the drive device as a retrofittable device on sliding carriage or in particular walking aids, which did not previously have an electric motor support. It is merely a previous, non-driven wheel against the drive device, which has an impeller itself as described, replace. The axis of the drive device is designed and integrated via fastening means according to the sliding carriage frame respectively the local suspension, so that a retrofit is possible in a simple manner.
Aufgrund der Integration sämtlicher relevanter Betriebselemente, insbesondere des wenigstens einen Sensors sowie der Steuerungseinrichtung, ist eine Montage dieser Elemente an anderen Positionen, wie bisher im Stand der Technik üblich, nicht erforderlich. Due to the integration of all relevant operating elements, in particular the at least one sensor and the control device, a mounting of these elements in other positions, as usual in the prior art, is not required.
Der Sensor selbst ist entweder zur Messung einer Biegung oder zur Messung einer Torsion der Achse ausgebildet. Wie beschrieben nimmt der Sensor das Messsignal direkt an der Achse auf. Je nach Betriebssituation wird die Achse entsprechend belastet. Ist beispielsweise eine Untergrundunebenheit gegeben, so muss der Nutzer zwangsläufig etwas stärker gegen den Schiebewagen drücken, um über die Unebenheit zu fahren. Diese erhöhte Schubkraft resultiert unmittelbar in einer Biegebeanspruchung der biegeweichen Achse, so dass der Sensor ein entsprechendes, aus einer Biegung resultierendes Signal erfassen kann. Hierzu wird bevorzugt wenigstens ein entsprechender Dehnungsmessstreifen an der Achse angeordnet, der eine entsprechende Biegung, sei sie auch noch so gering, sensiert. The sensor itself is designed either for measuring a bend or for measuring a torsion of the axis. As described, the sensor picks up the measurement signal directly at the axis. Depending on the operating situation, the axle is loaded accordingly. If, for example, there is background unevenness, then the user must inevitably press a little more strongly against the sliding carriage in order to drive over the unevenness. This increased thrust force results directly in a bending stress of the flexurally soft axis, so that the sensor can detect a corresponding, resulting from a bend signal. For this purpose, at least one corresponding strain gauge is preferably arranged on the axis, which senses a corresponding bend, no matter how small.
Alternativ kann auch eine Torsionsmessung erfolgen. Je nach Nutzerschubkraft ändert sich das Drehmoment an der Achse und folglich die erfasste Torsion. Auch diese Torsion wird bevorzugt mittels eines an der Achse angeordneten Dehnungsmessstreifens erfasst. Unabhängig davon, ob nun eine Biegung oder eine Torsions erfasst wird, wird das entsprechende Sensorsignal unmittelbar der Steuerungseinrichtung gegeben, die daraufhin je nach Messsignal die Steuerung des Radnabenmotors vornimmt.Alternatively, a torsion measurement can be done. Depending on the user thrust, the torque on the axle changes, and consequently the detected torsion. This torsion is also preferably detected by means of a strain gauge arranged on the axle. Regardless of whether a bend or a torsion is detected, the corresponding sensor signal is given directly to the control device, which then performs the control of the wheel hub motor depending on the measurement signal.
Alternativ zur Messung einer Biegung oder Torsion ist es auch denkbar, als Sensor einen Druckmesssensor zu verwenden, der an der Achse in dem in der Radaufhängung anzuordnenden Bereich angeordnet ist. Ist die Radaufhängung beispielsweise gabelförmig ausgeführt und steht die Achse beidseits hervor, so kann die Achse beispielsweise einseitig fest eingespannt werden, so dass sie drehfest mit der Radaufhängung und damit dem Wagengestell verbunden ist. Im Bereich der zweiten Verbindungsstelle zur Radaufhängung ist ein Druckmesssensor angeordnet, der den dort gegebenen Druck, der sich natürlich je nach Umgebungssituation ändert, erfasst. Als ein solcher Sensor kann ein Zug-Druck-Sensor oder beispielweise ein piezoelektrischer Foliensensor verwendet werden.As an alternative to measuring a bend or torsion, it is also conceivable to use as sensor a pressure measuring sensor which is arranged on the axle in the region to be arranged in the wheel suspension. For example, if the suspension is fork-shaped and the axle protrudes on both sides, then the axle can for example be firmly clamped on one side, so that it is rotationally fixed to the wheel suspension and thus to the carriage frame. In the region of the second connection point to the wheel suspension, a pressure measuring sensor is arranged, which detects the pressure given there, which of course changes depending on the surrounding situation. As such a sensor, a tension-pressure sensor or, for example, a piezoelectric film sensor may be used.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann ein Sensor zur Erfassung einer ein Maß für die Beschleunigung darstellenden Beschleunigungsinformation vorgesehen sein, wobei die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Betriebs des Radnabenmotors in Abhängigkeit der Beschleunigungsinformation ausgebildet ist. Wird über diesen Beschleunigungssensor eine Beschleunigung erfasst, auch wenn diese sehr gering ist, so kann hieraus ein Nutzerwunsch nach einer Fortbewegung bestimmt werden. Wird also nach einem Stillstand eine auch noch so geringe Beschleunigung erfasst, so kann dies seitens der Steuerungseinrichtung sofort als Signal verarbeitet werden, dass der Wagen aktiv geschoben wird, mithin also auch eine Schiebeunterstützung seitens des Radnabenmotors erforderlich ist.According to an expedient development of the invention, a sensor for detecting a measure of the acceleration representing acceleration information may be provided, wherein the control device is designed to control the operation of the wheel hub motor in response to the acceleration information. If an acceleration is detected via this acceleration sensor, even if it is very low, then a user request for a locomotion can be determined from this. If, however, even the slightest acceleration is detected after a standstill, this can be immediately processed by the control device as a signal that the carriage is actively pushed, and therefore also a sliding support on the part of the wheel hub motor is required.
Dabei ist je nach erfasster Beschleunigung eine unterschiedliche Steuerung möglich. Wird eine positive Beschleunigung erfasst, mithin also ein Anschieben oder Beschleunigen des Schiebewagens, so wird dieses Signal in eine Erhöhung des Motorstroms zur Erzeugung eines entsprechenden Drehmoments umgesetzt, das heißt, der Radnabenmotor treibt aktiv das Laufrad an respektive beschleunigt es. Wird jedoch eine negative Beschleunigung erfasst, mithin also ein Bremsimpuls, so führt dies zu einer Reduktion des Motorstroms, das heißt, dass der Radnabenmotor aktiv den Schiebewagen bremst.Depending on the detected acceleration, a different control is possible. If a positive acceleration detected, so therefore a pushing or accelerating the sliding carriage, this signal is converted into an increase of the motor current to generate a corresponding torque, that is, the wheel hub motor actively drives the wheel on respectively accelerates it. However, if a negative acceleration detected, thus a braking pulse, so this leads to a reduction of the motor current, that is, that the wheel hub motor actively brakes the pushcart.
Besonders vorteilhaft ist die Beschleunigungserfassung in dem Fall, wenn der Nutzer stolpert, es also zu einer ungewollten, sehr starken Beschleunigung kommt. Hier kann die Steuerungseinrichtung wiederum unterstützend eingreifen. Sobald beispielsweise ein zuvor gesetzter Beschleunigungsschwellwert durch das sensorseitig erfasste Signal überschritten wird, so ist dies ein Indiz dafür, dass eine ungewollt starke Beschleunigung, beispielsweise ein Stolpern, gegeben ist. Hieraufhin steuert die Steuerungseinrichtung den Radnabenmotor so an, dass er den Schiebewagen sofort abbremst und der Schiebewagen einerseits nicht weiter davonrollt, und andererseits insbesondere auch seitens des Nutzers zum Abstützen genutzt werden kann, so dass er hierdurch einen endgültigen Sturz gegebenenfalls noch verhindern kann. Hierüber kann eine zusätzliche Adaption des elektromotorischen Antriebs an die tatsächliche Situation erreicht werden.Particularly advantageous is the acceleration detection in the case when the user stumbles, so it comes to an unwanted, very strong acceleration. Here, the control device can intervene again supportive. As soon as, for example, a previously set acceleration threshold value is exceeded by the signal detected by the sensor, this is an indication that there is an unintentionally strong acceleration, for example tripping. Hereupon, the control device controls the wheel hub motor so that it brakes the pushcart immediately and the pushcart on the one hand no longer rolls off, and on the other hand can be used in particular by the user for supporting, so that he can thereby possibly prevent a final fall. Over this an additional adaptation of the electromotive drive to the actual situation can be achieved.
Weiterhin zweckmäßig ist es, einen Sensor zur Erfassung einer die Raumlage des Radnabenmotors beschreibenden Lageinformation vorzusehen, wobei die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Radnabenmotors in Abhängigkeit der Lageinformation ausgebildet ist. Aus der Erfassung der Raumlage des Radnabenmotors respektive der Antriebseinrichtung, und damit in letzter Konsequenz des Wagengestells, kann ermittelt werden, ob der Schiebewagen horizontal steht, also auf einer Ebene, oder ob er an einer Steigung steht, es also bergauf geht, oder ob eine Gefällstrecke befahren wird. Ist die Lage bekannt, so kann wiederum seitens der Steuerungseinrichtung der Radnabenmotor entsprechend angesteuert werden und das Motormoment entsprechend eingestellt werden, so dass der Unterstützungsgrad noch besser an die tatsächliche Situation angepasst werden kann.Furthermore, it is expedient to provide a sensor for detecting a location information describing the spatial position of the wheel hub motor, wherein the control device is designed to control the wheel hub motor in dependence on the position information. From the detection of the spatial position of the wheel hub motor respectively the drive means, and thus in the final consequence of the carriage frame, it can be determined whether the sliding carriage is horizontal, ie on a plane, or if it is on a slope, so it goes uphill, or if one Downhill is traveled. If the situation is known, the wheel hub motor can in turn be controlled accordingly by the control device and the engine torque can be adjusted accordingly, so that the degree of support can be better adapted to the actual situation.
Besonders bevorzugt wird ein 3-Achs-Sensor vorgesehen, der als Beschleunigungssensor und/oder als Lagesensor dienen kann. Particularly preferred is a 3-axis sensor is provided, which can serve as an acceleration sensor and / or as a position sensor.
Schließlich ist es zweckmäßig, wenn ein Sensor zur Erfassung der Drehzahl des Rotors vorgesehen ist, wobei die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Radnabenmotors in Abhängigkeit der Drehzahl ausgebildet ist. Wird die Rotordrehzahl und damit auch die Laufraddrehzahl erfasst, so kann eine konstante Drehzahlregelung erfolgen, wenn weder ein Bremsen noch ein Beschleunigen erfasst wird. Die Antriebseinrichtung arbeitet in diesem Fall also drehzahlgeregelt. Zwischen einem Betrieb, der in Abhängigkeit eines erfassten Beschleunigungs- oder Bremsimpulses erfolgt, und einem drehzahlgeregelten, also konstanten Betrieb, kann ohne weiteres umgeschaltet werden. Finally, it is expedient if a sensor for detecting the rotational speed of the rotor is provided, wherein the control device is designed to control the wheel hub motor as a function of the rotational speed. If the rotor speed and thus also the impeller speed is detected, a constant speed control can take place if neither braking nor acceleration is detected. The drive means operates in this case so speed controlled. Between an operation that takes place as a function of a detected acceleration or braking pulse, and a speed-controlled, ie constant operation, can be easily switched.
Als ein solcher Drehzahlsensor kann beispielsweise ein Lichtschrankensensor vorgesehen sein, alternativ ist auch ein Hallsensor einsetzbar.As such a speed sensor, for example, a light barrier sensor may be provided, alternatively, a Hall sensor can be used.
Die erfindungsgemäße, quasi modulare Antriebseinrichtung, die als einzelnes Bauteil am Schiebewagen verbaut werden kann, lässt eine einfache Integration zu. Da sämtliche relevanten Komponenten vorgesehen sind, sind keine zusätzlichen Elemente am Schiebewagen zu verbauen, insbesondere müssen keine Sensoren im Griffbereich verbaut werden. Die Anzahl der Schnittstellen sowie der erforderlichen Konstruktionsaufwand auch für den Hersteller des Schiebewagens, insbesondere des Rollators, verringert sich daher. Die Erfassung aller relevanten, der Steuerung zugrunde zu legenden Informationen geschieht unmittelbar in der Antriebseinrichtung, wobei neben der Bereitstellung einer Schubkraftunterstützung es durch Verbau zusätzlicher Sensoren wie Beschleunigungssensor, Lagesensor oder Drehzahlsensor möglich ist, einen sehr flexiblen adaptiven Unterstützungsbetrieb zu realisieren. Da auch die Steuerungseinrichtung bereits Teil der Antriebseinrichtung ist, kann diese entsprechend programmiert werden, um neben z. B. der Sturzerkennung und Sturzvermeidung gegebenenfalls mögliche weitere Sicherheitsfunktionen zu implementieren, wie beispielsweise einen automatischen Notruf im Sturzfall, der beispielsweise über den Beschleunigungssensor erfasst werden kann, eine Diebstahlsicherung, eine Aufzeichnung von Bewegungsprofilen, eine Nutzererkennung, was aus dem Bewegungs- oder Schiebeprofil abgeleitet werden kann, eine Wegrollsperre und Ähnliches. Auch eine unterstützte Kurvenfahrt ist mit einem Schiebewagen umfassend zwei erfindungsgemäße Antriebseinrichtungen möglich. Hierzu ist wagenseitig ein Sensor vorgesehen, z.B. ein Gyrometer, mit dem eine Drehung um die Hochachse erfasst werden kann. Ist dies der Fall, wo werden die beiden Radnabenmotoren entsprechend unterschiedlich angesteuert und unterstützen bzw. vereinfachen die Kurvenfahrt (Differentialfunktion). Mit der Differentialfunktion bzw. der unterschiedlichen Ansteuerung der beiden Motoren wird die Handhabung des Schiebewagens gegenüber einer radsynchronen Motorsteuerung weiter verbessert.The inventive, quasi-modular drive device that can be installed as a single component on the sliding carriage, allows for easy integration. Since all relevant components are provided, no additional elements to be installed on the sliding carriage, in particular, no sensors must be installed in the grip area. The number of interfaces and the required design effort for the manufacturer of the sliding carriage, especially the rollator, therefore reduced. The detection of all relevant information to be based on the control takes place directly in the drive device, wherein in addition to the provision of thrust assistance it is possible by installing additional sensors such as acceleration sensor, position sensor or speed sensor to realize a very flexible adaptive support operation. Since the control device is already part of the drive device, this can be programmed accordingly, in addition to z. B. the fall detection and fall avoidance possibly to implement other possible safety features, such as an automatic emergency call in case of a fall, which can be detected for example via the acceleration sensor, an anti-theft device, a record of movement profiles, user recognition, which are derived from the movement or sliding profile can, a rollaway and the like. A supported cornering is possible with a sliding carriage comprising two drive devices according to the invention. For this purpose, a sensor is provided on the carriage side, e.g. a gyrometer with which a rotation about the vertical axis can be detected. If this is the case, where are the two wheel hub motors driven accordingly different and support or simplify the cornering (differential function). With the differential function or the different control of the two motors, the handling of the sliding carriage compared to a wheel-synchronous motor control is further improved.
Auch kann eine Abstandsregelung erfolgen, also stets ein definierter Soll-Abstand zwischen dem Benutzer und dem Schiebewagen eingeregelt werden, der konstant gehalten wird. Wenn der Nutzer loslaufen möchte, geht er auf den Schiebewagen, also z. B. den Rollator zu, so dass dieser beschleunigt und der Soll-Abstand sich wieder einstellt. Beim Bremsen zum Verlangsamen oder Anhalten erhöht sich der Abstand zwischen Nutzer und Wagen, so dass der Motor wieder heruntergeregelt wird und bremst. Die Nutzerkennung wird hierbei über die Auswertung des Beschleunigungssignals durchgeführt. Zur Abstandsmessung können auch ein oder mehrere Sensoren, z. B. Ultraschallsensoren, die am Gestell angebracht sind und die Beine des Nutzers erfassen, vorgesehen sein.Also, a distance control can be done, so always a defined target distance between the user and the sliding carriage are adjusted, which is kept constant. If the user wants to start, he goes to the pushcart, so z. B. the rollator, so that it accelerates and the target distance is restored. When braking to slow down or stop, the distance between the user and the car increases, so that the engine is downshifted and brakes again. The user identification is carried out here via the evaluation of the acceleration signal. For distance measurement and one or more sensors, for. B. ultrasonic sensors, which are mounted on the frame and detect the legs of the user, be provided.
Dabei kann das System so ausgelegt werden, dass der Nutzer stets einen Teil der Antriebskraft selbst erbringen muss, wobei Änderungen dieser Nutzerkraft stets aufgrund der daraus resultierenden Änderung der Verformung der biege- oder torsionsweichen Radachse erfasst werden können und zu einer schnellen Anpassung des Motormoments über die Steuerungseinrichtung führen. Das zuzuschaltende Motormoment wird seitens der Steuerungseinrichtung anhand der Größe der Verformung und, sofern vorgesehen, bevorzugt dem Betrag der Beschleunigung übermittelt. Mittels des optional verbaubaren Lagesensors werden auch Steigungen und Gefällstrecken erfasst, so dass der Unterstützungsgrad respektive das Motormoment auch hierauf noch angepasst werden kann.In this case, the system can be designed so that the user must always provide a portion of the driving force itself, with changes in this user power can always be detected due to the resulting change in the deformation of the bending or torsionally soft axle and a rapid adjustment of the engine torque over the Lead control device. The zuzuschaltende engine torque is transmitted by the controller on the basis of the size of the deformation and, if provided, preferably the amount of acceleration. Slopes and downhill gradients are also recorded by means of the optional built-in position sensor so that the degree of support or the engine torque can still be adjusted to this effect.
Lediglich eine Energieversorgung in Form eines geeigneten Akkumulators ist am Schiebewagengestell an einer geeigneten Position zu verbauen. Ansonsten ist lediglich eine Antriebseinrichtung in der beschriebenen Weise zu montieren, wobei bevorzugt natürlich zwei solcher Antriebseinrichtungen anstelle der beiden nicht gelenkten Hinterräder montiert werden. Only a power supply in the form of a suitable accumulator is installed on the sliding carriage frame at a suitable position. Otherwise, only a drive device is to be mounted in the manner described, wherein, of course, preferably two such drive devices are mounted instead of the two non-steered rear wheels.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
Die Laufräder
Die Antriebseinrichtung
Die aufgeschnitten gezeigte Antriebseinrichtung
Innerhalb einer Seitenverkleidung
An der Achse
Des Weiteren vorgesehen ist ein kombinierter Beschleunigungs- und Lagesensor
Eine näheres Eingehen auf die Funktion des Beschleunigungssensors folgt in Verbindung mit
Der Sensor
Schließlich ist ein Drehzahlsensor
Ersichtlich sind sämtliche Komponenten an respektive innerhalb der Antriebsvorrichtung
Anschließend stellt sich eine starke negative Beschleunigung ein, siehe den Bereich
Sodann steigt, siehe das Diagramm, das Beschleunigungssignal
Über den Sensor
Ferner können am Wagengestell auch Sensoren, z. B. Ultraschallsensoren, zur Erfassung des Ist-Abstands des Nutzers zum Schiebewagen vorgesehen sein. Dann ist eine Kombination aus Beschleunigungserfassung und Abstandsregelung möglich.Furthermore, sensors, for. B. ultrasonic sensors, be provided for detecting the actual distance of the user to the sliding carriage. Then a combination of acceleration detection and distance control is possible.
Das Antriebssystem ist aus zwei Radnabenmotoren und einer Energieversorgungs- und Messeinheit aufgebaut. Die Messeinheit muss dabei so angebracht werden, dass sich die Beine des Nutzers im Erfassungsbereich der Ultraschallsensoren befinden.The drive system consists of two wheel hub motors and a power supply and measuring unit. The measuring unit must be positioned so that the user's legs are within the detection range of the ultrasonic sensors.
Die Kombination der Beschleunigungserfassung und der Abstandsregelung ermöglicht einen konstanten Fahrbetrieb und eine Nutzererkennung ohne zusätzliche Sensorik und weitere Schnittstellen. Die Aktivierung des Antriebssystems erfordert ein Freigabekriterium, welches aus zwei Signalen besteht. Das erste Kriterium ist die Einstellung eines initialen Abstands des Nutzers während des Betriebs. Das zweite Kriterium ist ein Beschleunigungsimpuls des Nutzers, welcher einen eingestellten Schwellwert überschreiten muss. Aufgrund des Ganges des Nutzers verringert dieser seinen Abstand zu der angebrachten Messeinheit, wobei diese Abstandsänderung als Regelgröße der Motoransteuerung verwendet wird. Verringert der Nutzer seinen Abstand, werden die Motoren abgebremst. Das Freigabekriterium für den Fahrbetrieb wird nach einer gewissen Zeit im Stillstand zurückgenommen. Eine erneute Freischaltung des Fahrbetriebs ist durch ein erneutes Aufbringen eines Beschleunigungsimpulses möglich.The combination of acceleration detection and distance control enables constant driving and user recognition without additional sensors and other interfaces. The activation of the drive system requires a release criterion, which consists of two signals. The first criterion is the setting of an initial distance of the user during operation. The second criterion is an acceleration pulse of the user, which must exceed a set threshold. Due to the passage of the user, this reduces its distance to the attached measuring unit, this change in distance is used as a control variable of the motor drive. If the user reduces his or her distance, the engines are braked. The release criterion for the driving operation is withdrawn after a certain time at standstill. A renewed activation of the driving operation is possible by reapplying an acceleration pulse.
Bringt der Nutzer einen negativen Beschleunigungsimpuls auf, wird der Rangiermodus aktiviert. Dies bedeutet, dass die Motoren in den Freilaufbetrieb geschalten werden und somit Rangierfahrten möglich sind. Während des Rangierbetriebs kann dem Nutzer eine akustische oder optische Rückmeldung gegeben werden.If the user applies a negative acceleration impulse, the shunting mode is activated. This means that the motors are switched to freewheeling operation and thus maneuvering is possible. During the shunting operation, the user can be given an acoustic or visual feedback.
Durch die Verwendung eines Beschleunigungs- und Drehratensensors ist es möglich, Steigungen zu identifizieren und somit in Gefällstrecken zu bremsen oder die Geschwindigkeiten bei Steigungen anzupassen.By using an acceleration and yaw rate sensor, it is possible to identify slopes and thus brake in declines or adjust the slopes.
Die Sturzerkennung erfolgt ebenfalls mit zwei Kriterien, nämlich einem Beschleunigungsimpuls und einem hohen Wert der Regelgröße. Bei Erfüllen dieses Kriteriums wird eine Bremsung eingeleitet.The fall detection also takes place with two criteria, namely an acceleration pulse and a high value of the controlled variable. When this criterion is met, braking will be initiated.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schiebewagen Schiebewagen
- 22
- Wagengestell carriage frame
- 33
- Laufrad Wheel
- 44
- Laufrad Wheel
- 55
- Schiebegriff push handle
- 66
- Person person
- 77
- Antriebseinrichtung driving means
- 88th
- Energieversorgung power supply
- 99
- Radaufhängung Arm
- 1010
- Radnabenmotor hub motor
- 1111
- Rotor rotor
- 1212
- Stator stator
- 1313
- Achse axis
- 1414
- Durchbrechung perforation
- 1515
- Befestigungsmutter fixing nut
- 1616
- Seitenverkleidung side panel
- 1717
- Steuerungseinrichtung control device
- 1818
- Sensor sensor
- 1919
- Sensor sensor
- 2020
- Drehzahlsensor Speed sensor
- 2121
- Beschleunigungssignal acceleration signal
- aa
- Beschleunigung acceleration
- tt
- Zeit Time
- S1 S 1
- Schwellwert threshold
- S2 S 2
- Schwellwert threshold
- S3 S 3
- Schwellwert threshold
- II
- Bereich Area
- IIII
- Bereich Area
- IIIIII
- Bereich Area
- IVIV
- Bereich Area
- VV
- Bereich Area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202012001457 U1 [0002] DE 202012001457 U1 [0002]
Claims (10)
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DE102015202924.7A DE102015202924A1 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Drive device for a sliding carriage, in particular a Schiebe Gehhilfe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102015202924.7A DE102015202924A1 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Drive device for a sliding carriage, in particular a Schiebe Gehhilfe |
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-
2015
- 2015-02-18 DE DE102015202924.7A patent/DE102015202924A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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R003 | Refusal decision now final |