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Gebiet Der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilitätsunterstützungssystem, welches eine erhöhte Kippstabilität aufweist und dessen Breite veränderbar ist, sowie ein Verfahren zum Verändern der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems.
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Hintergrund der Erfindung
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Mobilitätseinschränkungen durch körperliche Beeinträchtigungen werden durch Unfälle, Krankheiten und durch den Alterungsprozess verursacht. Besonders im Kontext der älter werdenden Gesellschaft nimmt die Anzahl der betroffenen Menschen zu und erzeugt ein immer größeres soziales und ökonomisches Problem. Alter oder Erkrankungen ziehen häufig einen Verlust an körperlicher Kraft nach sich, was meist mit einer Reduktion körperlicher Aktivität einhergeht. In deren Folge verlieren die betroffenen Menschen nicht nur weiter an Kraft, sondern auch an Koordinationsfähigkeit, was häufig in einer Pflegebedürftigkeit endet.
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Ein wichtiges Ziel der Gesundheitsprävention im Alter ist daher die Aufrechterhaltung der Mobilität. Das bis dato erfolgreichste technische Produkt zur Unterstützung der Mobilität für diese Zielgruppe ist ein Rollator. Ein Rollator ist ein passives Gerät, das durch den Benutzer in Bewegung gesetzt wird.
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Insbesondere dienen Rollatoren und andere, ähnliche Apparate zur Unterstützung der Gehfunktion und werden für schwache (ältere) Personen und beispielsweise als Reha-Maßnahme nach einer Operation oder als Unterstützung bei altersbedingter Einschränkung der Gehfunktion eingesetzt. Rollatoren sollen dabei als stabile Stütze beim Gehen dienen. Diese Stabilität erzielen bekannte Rollatoren jedoch nur bei einer vertikalen Belastung der Griffe. Wird der Rollator hingegen mit einer Querbelastung beaufschlagt, d. h. einer horizontalen Kraft an den Griffen, so kommt es häufig zu einem Kippen des Rollators und somit häufig zu schweren Stürzen. Bekannte Rollatoren haben ein Eigengewicht von 5 bis 10 kg und weisen geringe Standflächen auf, um hinreichend wendig und transportabel zu sein. Somit kann ein Rollator bereits ab einer Kraft von etwa 12 N, welche horizontal an den Griffen angreift, über blockierte Räder des Rollators kippen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sich eine sitzende Person an dem Rollator in den Stand ziehen möchte. Ebenso kann der Rollator sehr leicht kippen, wenn sich eine Person seitlich an ihm abstützt. Überdies neigen die Räder des Rollators dazu wegzurutschen, wenn der Rollator nicht mit einer genügend hohen vertikalen Kraft beaufschlagt wird. In diesem Fall sind die Bremsen, welche die Räder blockieren und ein Wegfahren des Rollators verhindern sollen, wirkungslos, da der Rollator wegrutscht. Dies kann zu Stürzen und/oder unkoordinierten Bewegungen der Person führen, die den Rollator führt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die genannten Nachteile zumindest teilweise auszuräumen und ein System zur Verfügung zu stellen, welches eine hohe Kippstabilität aufweist, einfach zu transportieren ist und eine hohe Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit aufweist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird zumindest teilweise gelöst durch ein Mobilitätsunterstützungssystem nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Verändern einer Breite eines Mobilitätsunterstützungssystems nach Anspruch 16.
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Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Mobilitätsunterstützungssystem, wie insbesondere in der Art eines Rollators, umfassend eine Antriebseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Rad des Mobilitätsunterstützungssystems anzutreiben; einen modularen Strukturrahmen, wobei der modulare Strukturrahmen ein Zentralmodul sowie zumindest ein Seitenmodul umfasst, wobei die Antriebseinheit in dem Zentralmodul und/oder dem zumindest einen Seitenmodul angeordnet ist, und wobei dem Seitenmodul zumindest ein Rad zugeordnet ist. Das Zentralmodul und das zumindest eine Seitenmodul weisen je zumindest eine Schnittstelle auf, mittels derer das Zentralmodul mit dem zumindest einen Seitenmodul mechanisch und/oder elektronisch reversibel koppelbar ist.
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Derartige Mobilitätsunterstützungssysteme dienen insbesondere der Gehunterstützung älterer Menschen oder werden zu Reha-Maßnahmen nach einer Operation eingesetzt. Ein Benutzer kann sich hierfür an dem Mobilitätsunterstützungssystem festhalten, und dieses entsprechend steuern, um in eine gewünschte Richtung zu gehen. Das zumindest eine angetriebene Rad des Mobilitätsunterstützungssystems dient dabei insbesondere der Kompensation des Eigengewichts des Mobilitätsunterstützungssystems, so dass sich das Mobilitätsunterstützungssystem sehr leicht durch den Benutzer schieben lässt. Somit kompensiert der Antrieb die Trägheit des Mobilitätsunterstützungssystems beim Beschleunigen und/oder Verzögern, bei Kurvenfahrten und beispielsweise die Hangabtriebskraft beim Gehen im Gefälle. Weitere Anwendungsfälle sind ebenso möglich.
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Die Antriebseinheit umfasst vorzugsweise Software, Elektronik und Mechanik und ermöglicht es, ein Steuersignal in einen entsprechenden Vortrieb des Rades umzuwandeln. Das Rad ist dabei vorzugsweise elektrisch angetrieben. Die Antriebseinheit kann in einem der Module (Zentralmodul und/oder Seitenmodul) angeordnet sein oder die Komponenten der Antriebseinheit können auf die Module verteilt sein. Vorzugsweise ist der Energiespeicher, welcher typischerweise eine aufladbare Batterie ist, im Zentralmodul angeordnet. Die elektrischen Antriebe der Räder sind vorzugsweise in den Seitenmodulen angeordnet. Der modulare Strukturrahmen stellt die mechanische Stabilität des Mobilitätsunterstützungssystems bereit, und dient der Aufnahme der Komponenten des Mobilitätsunterstützungssystems, wie beispielweise der Antriebseinheit und/oder der Räder. Das Seitenmodul, dem zumindest ein Rad zugeordnet ist, definiert den Achsabstand der Räder des Mobilitätsunterstützungssystems. Typischerweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest drei Räder auf, wobei die Räder einer Vorderachse oder einer Hinterachse zugeordnet sind. Der Achsabstand ist der Abstand zwischen der Vorder- und der Hinterachse.
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Die Schnittstelle, mittels derer das Zentralmodul mit dem zumindest einen Seitenteil mechanisch und/oder elektronisch reversibel koppelbar ist, dient dazu, das Mobilitätsunterstützungssystem schnell und einfach in die einzelnen Module zu zerlegen. Die Module (Zentralmodul und Seitenmodule) bilden dabei in sich geschlossene Einheiten. Beispielsweise umfasst ein Seitenmodul ein Rad, einen dem Rad zugeordneten Antrieb sowie eine Leitung, die eine elektronische Schnittstelle mit dem Antrieb verbindet. Über die Schnittstelle und die Leitung können beispielsweise Daten und/oder Leistung übertragen werden. In diesem Fall können im Zentralmodul eine Recheneinheit, welche den Antrieb steuert, sowie ein Energiespeicher angeordnet sein. Tritt ein Defekt an einem der Module auf, so kann das entsprechende Modul separat ausgetauscht und gewartet oder repariert werden. Somit ist eine hohe Verfügbarkeit des Mobilitätsunterstützungssystems sichergestellt. Überdies erleichtert der modulare Strukturrahmen den Transport des zumeist schweren Mobilitätsunterstützungssystems. Der Transport wird vereinfacht, da die einzelnen Module separat transportiert werden können und am Einsatzort des Mobilitätsunterstützungssystems erneut gekoppelt werden können. Somit sind beispielsweise der Transport und das Verladen des Mobilitätsunterstützungssystems in einem PKW vereinfacht. Weiterhin kann durch den Austausch einzelner Module das Mobilitätsunterstützungssystem an den jeweiligen Benutzer angepasst werden. Stehen beispielsweise unterschiedlich große Module zur Verfügung, so kann die Größe des Strukturrahmens an die Körpergröße einer zu unterstützenden Person angepasst werden. Ebenso ist es möglich, die Funktionalität des Mobilitätsunterstützungssystems an die jeweilige Person anzupassen. Insbesondere kann durch den Austausch einzelner Module das Mobilitätsunterstützungssystem aufgerüstet werden und einem Benutzer weitere Funktionen zur Verfügung gestellt werden, wenn diese vom Benutzer benötigt werden. Ebenso können Funktionalitäten einer Baureihe leicht mit den Funktionalitäten einer anderen Baureihe ergänzt und/oder ersetzt werden.
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Vorzugsweise umfassen die Schnittstellen des Zentralmoduls und des zumindest einen Seitenmoduls eine Daten- und/oder Antriebsleistungsschnittstelle. Datenschnittstellen dienen dem Austausch von Daten zu oder von dem zumindest einen Seitenmodul. Beispielweise können Daten, welche in dem zumindest einen Seitenmodul gewonnen werden (beispielsweise Sensordaten) an das Zentralmodul mittels der Datenschnittstelle übermittelt werden. Ebenso können Daten, wie beispielsweise Steuersignale, von dem Zentralmodul an das zumindest eine Seitenmodul übertragen werden. Die Antriebsleistungsschnittstelle erlaubt es, Antriebsleistung vom Zentralmodul an das zumindest eine Seitenmodul zu übertragen. Die Antriebsleistung kann dabei in Form mechanischer Leistung, elektrischer Leistung, pneumatischer Leistung und/oder dergleichen übertragen werden. Beispielsweise kann die Antriebsleistungsschnittstelle eine Welle umfassen, welche die Antriebsleistung für ein angetriebenes Rad des Seitenmoduls bereitstellt. Ebenso kann die Antriebsleistungsschnittstelle ein Kabel oder einen Stecker umfassen, welches elektrische Energie zum Antreiben eines Rades bereitstellt.
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Vorzugsweise sind die Schnittstellen des Zentralmoduls und des zumindest einen Seitenmoduls Schnellmontageschnittstellen, welche dazu eingerichtet sind, das Zentralmodul mit dem zumindest einen Seitenmodul werkzeugfrei zu koppeln. Eine werkzeugfreie Kopplung ermöglicht das Koppeln der Module zu dem Strukturrahmen ohne das Hinzuziehen von weiteren Hilfsmitteln, wie beispielsweise Werkzeugen. Somit kann das Koppeln überall ausgeführt werden. Die Schnellmontageschnittstellen erlauben überdies ein schnelles Koppeln der Module. Beispielweise kann das Koppeln mittels Schnellspanner, mittels geeigneter Bolzen oder Stiftverbindungen, Schnappverbindungen und/oder dergleichen ausgeführt werden.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des Zentralmoduls, wenn das Zentralmodul mit dem zumindest einen Seitenmodul gekoppelt ist, relativ zum Seitenmodul vertikal oder horizontal bewegbar gelagert, um eine Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zu verändern, wobei eine horizontale Bewegung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls vorzugsweise senkrecht zur Breite ist. Die relative Bewegung zumindest eines Teils des Zentralmoduls relativ zum Seitenmodul ermöglicht es, ein Volumen innerhalb des modularen Strukturrahmens derart zu verschieben, dass die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems verändert werden kann.
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Insbesondere da die Module (d. h. das zumindest eine Seitenmodul und das Zentralmodul) feste Volumina aufweisen, ist ein Zusammenklappen des Mobilitätsunterstützungssystems, wie es beispielsweise von herkömmlichen Rollatoren bekannt ist, nicht möglich. Der Raum, welcher durch das Verschieben und/oder Verdrehen des zumindest einen Teils des Zentralmoduls freigegeben wird, kann anschließend von den anderen Teilen des Zentralmoduls und/oder dem zumindest einen Seitenmodul eingenommen werden, um die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zu reduzieren.
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Insbesondere kann auch das vollständige Zentralmodul vertikal oder horizontal bewegbar gelagert sein. Wird nur ein Teil des Zentralmoduls bewegbar gelagert, so verbleiben die Schnittstellen zwischen Zentralmodul und dem zumindest einen Seitenmodul relativ zu dem Seitenmodul ortsfest, wodurch die Konstruktion vereinfacht wird. Wird der zumindest eine Teil des Zentralmoduls vertikal nach oben oder unten bewegt, so bleibt die Länge des Mobilitätsunterstützungssystems vorzugsweise konstant. Dies ist insbesondere beim Navigieren in engen räumlichen Verhältnissen, wie etwa einer Wohnung, vorteilhaft. Wird der zumindest eine Teil des Zentralmoduls in horizontaler Richtung bewegt, so bleibt vorzugsweise die Höhe des Mobilitätsunterstützungssystems konstant, so dass beispielsweise das Mobilitätsunterstützungssystem auch als Sitz genutzt werden kann.
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Insbesondere erlaubt die Breitenreduzierung des Mobilitätsunterstützungssystems das Passieren von engen Stellen, wie beispielsweise engen Türen und/oder Durchgängen. Die Breitenveränderung wird dazu vorzugsweise temporär vorgenommen und erlaubt dem Benutzer im breiten sowie im schmalen Zustand des Mobilitätsunterstützungssystems die bestimmungsgemäße Verwendung des Mobilitätsunterstützungssystems. Dabei steht das Mobilitätsunterstützungssystem vorzugsweise stabil und neigt insbesondere nicht zum Kippen.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem eine Breite im breitesten Zustand zwischen 70 cm und 40 cm, bevorzugt zwischen 65 cm und 50 cm und am bevorzugtesten zwischen 63 cm und 55 cm auf, wobei die Breite um 20% bis 70%, vorzugsweise um 25% bis 60% und am bevorzugtesten um 30% bis 50% reduziert werden kann. Beispielsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem im breiten Zustand, dem normalen Betriebszustand, eine Breite von etwa 60 cm auf. Im Zustand mit reduzierter Breite weist das Mobilitätsunterstützungssystem beispielsweise eine Breite von 40 cm auf, wodurch auch enge Stellen in einer Wohnung oder der Umgebung des Benutzers passiert werden können.
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Vorzugsweise weist der zumindest eine Teil des Zentralmoduls, der relativ zum Seitenmodul bewegbar gelagert ist, eine Keilform oder eine Stufenform auf. Ebenso kann das Zentralmodul selbst eine Keilform oder eine Stufenform aufweisen. Eine Keilform ermöglicht eine stufenlose Verstellung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems, wenn dieser keilförmige Teil, oder das Zentralmodul selbst, in horizontaler oder vertikaler Richtung relativ zu dem zumindest einen Seitenmodul bewegt wird. Wird dieser keilförmige Teil relativ bewegt, so bewegt sich das zumindest eine Seitenmodul vorzugsweise synchron nach innen oder außen, um die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zu verändern.
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Weist das Teil des Zentralmoduls und/oder das Zentralmodul selbst eine Stufenform auf, so ist eine diskrete Verstellung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems möglich. Wird das stufenförmige Teil horizontal oder vertikal relativ zu dem zumindest einen Seitenmodul bewegt, so kann während und/oder nach der horizontalen oder vertikalen Bewegung des stufenförmigen Teils das zumindest eine Seitenmodul in Richtung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems bewegt werden, um die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zu reduzieren oder zu erhöhen. Somit kann die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zumindest zwei unterschiedliche Breiten einnehmen. Wird das stufenförmige Teil mit mehreren Stufen ausgestattet, so sind auch unterschiedlich breite Zustände des Mobilitätsunterstützungssystems möglich.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem weiterhin ein Aktuatorelement auf, wobei das Aktuatorelement dazu eingerichtet ist, die Bewegung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls relativ zum Seitenmodul zu unterstützen, wobei das Aktuatorelement vorzugsweise ein Federelement umfasst. Durch die Unterstützung der Bewegung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls relativ zum Seitenmodul wird die Veränderung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems für den Benutzer vereinfacht. Beispielsweise kann das Aktuatorelement die Schwerkraft des Teils des Zentralmoduls kompensieren, wenn dieses vertikal bewegt werden soll. Ebenso ist es möglich, dass das Aktuatorelement Reibungskräfte kompensiert. Vorzugsweise ist das Aktuatorelement derart eingerichtet, dass die Bewegung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls relativ zum Seitenmodul mittels des Aktuatorelements ausgeführt wird. Das Federelement des Aktuatorelements ist vorzugsweise eine mechanische Feder, eine magnetische Feder und/oder dergleichen.
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Vorzugsweise umfasst das Aktuatorelement einen elektrischen Aktuator. Ein elektrischer Aktuator ermöglicht eine Unterstützung der Bewegung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls relativ zum Seitenmodul, welche beispielsweise kraft- und/oder positionsgeregelt erfolgen kann. Überdies ermöglicht ein elektrischer Aktuator eine Steuerung der Veränderung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems, welche über ein geeignetes Steuerelement vorgenommen werden kann. Die Veränderung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems kann somit vorzugsweise durch den (gegebenenfalls schwachen/älteren) Benutzer selbst vorgenommen werden und erfordert nicht, dass das relativ zum Seitenmodul zu bewegende Teil aktiv von einer Person oder dem Benutzer bewegt wird.
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Vorzugsweise kann das Zentralmodul und/oder zumindest ein Teil des Zentralmoduls, welcher relativ zu dem zumindest einen Seitenmodul bewegbar gelagert ist, blockiert werden, so dass eine relative Bewegung nicht möglich ist. Diese Blockierung stellt sicher, dass die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems nicht versehentlich verändert wird. Die Blockierung kann beispielsweise mechanisch über Bolzen und/oder Stifte erfolgen oder durch geeignete Bremsen, welche auf das Aktuatorelement wirken.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest je eine Vorderachse und eine Hinterachse auf, wobei der Abstand zwischen der Vorderachse und der Hinterachse im Bereich von 40 bis 70 cm, bevorzugt zwischen 45 und 65 cm und am bevorzugtesten zwischen 45 und 55 ist, und wobei der Schwerpunkt des Mobilitätsunterstützungssystems zwischen der Vorderachse und der Hinterachse liegt, und vorzugsweise zumindest 20 cm und noch bevorzugter zumindest 25 cm hinter der Vorderachse liegt. Der Abstand zwischen der Vorder- und der Hinterachse im angegebenen Bereich erlaubt die Bereitstellung eines kippstabilen Mobilitätsunterstützungssystems. Insbesondere die Lage des Schwerpunkts zwischen der Vorder- und der Hinterachse ermöglicht es dem Benutzer, das Mobilitätsunterstützungssystem auch zum Aufstehen, Abstützen und/oder dergleichen zu verwenden, ohne dass der Benutzer einer Sturzgefahr durch Kippen des Mobilitätsunterstützungssystems ausgesetzt ist. Weiterhin ermöglicht die Schwerpunktlage die Räder der Vorder- und Hinterachse derart vertikal zu belasten, dass die Gefahr des Wegrutschens des Mobilitätsunterstützungssystems auch unter ungünstigen Belastungszuständen ausgeschlossen oder zumindest reduziert werden kann. Überdies kann durch die Schwerpunktlage an den Rädern, insbesondere der der Hinterachse, genügend Traktion sichergestellt werden, die bei Bremsvorgängen oder beim Überfahren von Bodenunebenheiten, wie Stufen, nötig ist.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem weiterhin zumindest ein Zusatzgewicht auf, welches in und/oder am Strukturrahmen reversibel angebracht ist, wobei das Zusatzgewicht vorzugsweise ein Fluid ist, wobei das Fluid vorzugsweise in zumindest einem Tank bereitgestellt ist.
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Durch die Bereitstellung von Zusatzgewichten kann das Mobilitätsunterstützungssystem weiter an die zu unterstützende Person angepasst werden. Beispielsweise kann eine leichte Person mit einem leichten Mobilitätsunterstützungssystem unterstützt und eine schwere Person mit einem schweren Mobilitätsunterstützungssystem unterstützt werden. Die Zusatzgewichte können beispielweise in Form von festen, rigiden Zusatzgewichten bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise wird das Zusatzgewicht jedoch in Form eines Fluids bereitgestellt, welches in dafür vorgesehene Tanks gefüllt wird. Diese Tanks können beispielsweise in Hohlräumen des Strukturrahmens vorgesehen sein und/oder am Strukturrahmen selbst befestigt sein/werden. Um negative Effekte durch ein Schwappen des Fluids zu verhindern, sind die Tanks vorzugsweise segmentiert und/oder mit Schwammstrukturen ausgekleidet. Die Bereitstellung des Zusatzgewichts in Form eines Fluids ermöglicht es, das Mobilitätsunterstützungssystem zu transportieren, ohne das Zusatzgewicht mitführen zu müssen. Ist das Fluid beispielsweise Wasser, so kann am Zielort durch Befüllen der Tanks das Zusatzgewicht bereitgestellt werden. Insbesondere können Sensoren vorgehsehen sein, die den Füllstand der Tanks überwachen. Somit ist eine Rückmeldung an den Benutzer möglich, ob die Tanks ausreichend befüllt sind und/oder ob eine ausreichend hohe Kippstabilität sichergestellt ist.
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Ebenso ermöglicht die Bereitstellung eines Zusatzgewichts, das Mobilitätsunterstützungssystem selbst möglichst leicht zu bauen, um eine hohe Mobilität und Transportfähigkeit des Mobilitätsunterstützungssystems sicherzustellen. Das benötigte Gewicht, um eine hohe Kippstabilität des Mobilitätsunterstützungssystems bereitzustellen, kann dann durch das geeignete Bereitstellen von Zusatzgewicht(en) bereitgestellt werden. Weiterhin kann durch das adaptive Anbringen von Zusatzgewichten das Mobilitätsunterstützungssystem energiesparend betrieben werden, falls nur ein geringes Zusatzgewicht notwendig ist. Weiterhin kann das Fahrverhalten verbessert werden.
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Vorzugsweise wiegt das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest 50 kg, bevorzugt zumindest 60 kg und am bevorzugtesten zumindest 75 kg, wobei das Zentralmodul und das zumindest eine Seitenmodul jeweils maximal 30 kg und bevorzugt maximal 25 kg wiegen. Durch die Bereitstellung eines hohen Gewichts kann die Kippstabilität und Traktion des Mobilitätsunterstützungssystems signifikant verbessert werden. Eine Aufteilung des Gewichts, so dass die einzelnen Module, d. h. das zumindest eine Seitenmodul und das Zentralmodul, ein Maximalgewicht von 30 bzw. 25 kg nicht überschreiten, erleichtert den Transport des Mobilitätsunterstützungssystems.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest zwei angetriebene Räder auf, welche mittels der Antriebseinheit angetrieben werden, wobei die Räder vorzugsweise differenziell angetriebene Räder sind und vorzugsweise der Hinterachse zugeordnet sind. Der Antrieb mittels zwei angetriebener Räder stellt einen sicheren Vortrieb des Mobilitätsunterstützungssystems sicher, auch dann, wenn eines der angetriebenen Räder nicht ausreichend Traktion hat. Dies kann beispielsweise bei feuchten oder weichen Untergründen der Fall sein. Ein differenzieller Antrieb der Räder stellt eine hohe Wendigkeit des Mobilitätsunterstützungssystems sicher. Somit kann das Mobilitätsunterstützungssystem auch in engen Räumen und insbesondere in Wohnungen eingesetzt werden, die sehr kleine Kurvenradien erfordern, um alle Bereiche des Raums/der Wohnung erreichen zu können.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest eine Zusatzrolle auf, wobei die Zusatzrolle dazu eingerichtet ist, auf den Boden aufgesetzt zu werden und seitlich zu rollen, wenn die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems verändert wird. Die Zusatzrolle erlaubt es, nach dem relativen Bewegen des zumindest einen Teils des Zentralmoduls das zumindest eine Seitenteil so zu bewegen, dass die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems reduziert wird. Die seitliche Bewegung ist dabei eine Bewegung in der Richtung, in der sich die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems verändert. Vorzugsweise ist die Zusatzrolle ein omnidirektionales Rad, welches umfänglich angeordnete Rollen aufweist. Omnidirektionale Räder erlauben das Rollen des Rades in alle Raumrichtungen, wodurch eine hohe Wendigkeit des Mobilitätsunterstützungssystems erreicht wird. Insbesondere kann das Mobilitätsunterstützungssystem mittels der Zusatzrollen leicht navigiert werden, auch wenn der Antrieb des zumindest einen Rades ausfällt, oder temporär nicht zur Verfügung steht.
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Vorzugsweise weist das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest einen Griff auf, wobei der Griff am Strukturrahmen angeordnet ist und vorzugsweise höhenverstellbar ist. Insbesondere weist das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest zwei Griffe auf. Der Benutzer kann in dem Fall zwischen den Griffen gehen, wenn das Mobilitätsunterstützungssystem den breiten Zustand eingenommen hat. Ist die Breite reduziert worden, so kann der Benutzer vorzugsweise hinter oder neben dem Mobilitätsunterstützungssystem gehen, um enge Stellen zu passieren.
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Vorzugsweise ist das Mobilitätsunterstützungssystem selbst dann kippstabil, wenn eine horizontale Kraft von 150 N, bevorzugt von 180 N und am bevorzugtesten von 200 N an dem Griff angreift. Der Griff ist dabei vorzugsweise zwischen 65 cm und 110 cm, bevorzugt zwischen 70 cm und 105 cm und am bevorzugten zwischen 75 cm und 100 cm hoch eingestellt. Die oben angegebene Kippstabilität bei horizontalen Kräften von 150 N, bevorzugt von 180 N und am bevorzugtesten von 200 N wird bei einem höhenverstellbaren Griff/Griffen erreicht, wenn der Griff in der höchsten Position ist. Ist der Griff entsprechend niedriger eingestellt, so wird vorzugsweise eine höhere Kippstabilität erreicht. Ist das Mobilitätsunterstützungssystem unter den genannten einwirkenden Kräften kippstabil, so kann ein Benutzer das Mobilitätsunterstützungssystem zum Aufstehen und/oder Abstützen verwenden, ohne einer erhöhten Sturzgefahr ausgesetzt zu sein.
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Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Verändern einer Breite eines Mobilitätsunterstützungssystems, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Koppeln des Zentralmoduls mit zwei Seitenmodulen; Bewegen zumindest eines Teils des Zentralmoduls relativ zu den Seitenmodulen, wobei die Bewegungsrichtung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls vorzugsweise vertikal oder horizontal ist; Bewegen der Seitenteile relativ zueinander, um eine Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zu verändern, wobei die Bewegung der Seitenteile vorzugsweise zumindest teilweise gleichzeitig zur Bewegung des zumindest einen Teils des Zentralmoduls abläuft, und vorzugsweise anschließend Blockieren der Bewegbarkeit des zumindest einen Teils des Zentralmoduls relativ zu den Seitenmodulen.
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Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, das Mobilitätsunterstützungssystem in seiner Breite zu verändern und somit einem Benutzer beispielweise enge Stellen zu passieren.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Mobilitätsunterstützungssystems,
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2A bis 2F schematische Darstellungen unterschiedlicher Mobilitätsunterstützungssysteme,
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3 eine schematische Darstellung eines Mobilitätsunterstützungssystems,
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4 eine schematische Darstellung eines Mobilitätsunterstützungssystems,
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5 eine schematische Darstellung eines Teils eines Mobilitätsunterstützungssystems zur Veränderung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems,
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6A bis 6D schematische Darstellungen eines Mobilitätsunterstützungssystems zur Veränderung der Breite des Mobilitätsunterstützungssystems,
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7 eine schematische Darstellung eines Mobilitätsunterstützungssystems mit Zusatzrollen, und
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8 eine schematische Darstellung eines Mobilitätsunterstützungssystems mit Zusatzgewichten.
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Insbesondere zeigt 1 ein Mobilitätsunterstützungssystem 100, welches einen modularen Strukturrahmen umfasst, wobei der modulare Strukturrahmen ein Zentralmodul 110 sowie zwei Seitenmodule 120, 130 aufweist. Jedes der Seitenmodule 120, 130 weist zwei Räder 121, 122, 131, 132 auf. An dem modularen Strukturrahmen sind zwei Griffe 125, 135 angebracht, zwischen welchen ein Benutzer gehen kann. Das Zentralmodul 110 weist eine Antriebseinheit 112 auf, welche beispielsweise Software, Elektronik und Mechanik umfasst. Weiterhin weist das Zentralmodul 110 ein Zusatzmodul 114 auf, welches beispielsweise eine Sitzfläche, ein Korb und/oder dergleichen sein kann. Das Mobilitätsunterstützungssystem 100 weist einen Achsabstand von der Vorderachse, welche durch die Räder 122, 132 bestimmt wird, zu einer Hinterachse, welche durch die Räder 121, 131 bestimmt wird, auf. Weiterhin weist das Mobilitätsunterstützungssystem 100 eine Breite 12 auf. Das Mobilitätsunterstützungssystem 100 ist modular aufgebaut.
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In 2A bis 2F sind unterschiedliche Modulkonfigurationen des Mobilitätsunterstützungssystems 100 zu sehen. Die Bezugszeichen gleicher Nummer bezeichnen dabei gleiche Teile. Insbesondere weist das in 2 gezeigte Mobilitätsunterstützungssystem ein Zentralmodul 110A–110F auf, zwei Seitenmodule 120A–120F, 130A–130F, welche zumindest je ein Rad 121A–121F, 131A–131F aufweisen. Weiterhin umfasst das Mobilitätsunterstützungssystem zumindest zwei Griffe 125A–125F und 135A–135F.
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Die in den 2A bis 2D gezeigten Mobilitätsunterstützungssysteme weisen überdies Räder 122A–122D sowie 132A–132D auf. Die in den 2D und 2F gezeigten Mobilitätsunterstützungssystem weisen ein Rad 112E, 112F auf. Wie in 2A zu sehen sind die Griffe 125A, 135A dem Zentralmodul 110A zugeordnet. Die Räder 121A, 122A, 131A, 132A sind dem jeweiligen Seitenteil zugeordnet. In 2B sind die Griffe 125B, 135B den Seitenmodulen 120B, 130B zugeordnet. In 2C sind die Griffe 125C sowie 135C und die Räder 122C, 132C dem Zentralmodul 110C zugeordnet. In 2D sind die Griffe 125D, 135D den Seitenmodulen 120D, 130D und die Räder 132D, 122D dem Zentralmodul 110D zugeordnet. Die Ausführungsformen der 2E und 2F weisen jeweils nur ein Vorderrad 112E, 112F auf. Dieses Vorderrad 112E, 112F ist jeweils dem Zentralmodul 110E, 110F zugeordnet. Die Griffe 135E, 125E aus 2E sind dem Zentralmodul 110E zugeordnet. Die Griffe 135F, 125F sind den Seitenmodulen 130F bzw. 120F zugeordnet. Die jeweiligen Seitenmodule 130A–130F und 120A–120F können über Schnittstellen mit dem jeweiligen Zentralmodul 110A–110F verbunden werden. Die Schnittstellen sind vorzugsweise mechanische und/oder elektronische Schnittstellen und dienen beispielsweise der Übertragung von Daten und/oder Antriebsleistung. Vorzugsweise sind die Module mittels der Schnittstellen werkzeugfrei koppelbar.
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3 zeigt ein Mobilitätsunterstützungssystem 300, welches ein Zentralmodul 310 sowie zwei Seitenmodule 320, 330 umfasst. Das Mobilitätsunterstützungssystem 300 weist weiterhin zwei Hinterräder 321 sowie zwei Vorderräder 322, 332 auf. Überdies verfügt das Mobilitätsunterstützungssystem 300 über zwei Griffe 325, 335. Das Mobilitätsunterstützungssystem 300 kann in seiner Breite 32, 34 verändert werden, wobei die linke schematische Darstellung das Mobilitätsunterstützungssystem 300 in einem breiten Zustand und die rechte Darstellung das Mobilitätsunterstützungssystem 300 in einem Zustand mit reduzierter Breite 34 zeigt. Um die Breite 32, 34 des Mobilitätsunterstützungssystems 300 zu verändern, wird das keilförmige Zentralmodul 310 vertikal, relativ zu den Seitenmodulen 320, 330 nach oben bewegt (z-Richtung). Die Seitenmodule 320, 330 werden seitlich, entlang der Richtung der Breite 32, 34 in x-Richtung aufeinander zu bewegt und so die Breite 32 auf die schmale, reduzierte Breite 34 verändert. Diese Breitenveränderung ist reversibel. Durch die Keilform des Zentralmoduls 310 kann die Breitenveränderung stufenlos erfolgen.
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4 zeigt ein Mobilitätsunterstützungssystem 400, welches ein Zentralmodul 410 sowie zwei Seitenmodule 420, 430 aufweist. Überdies umfasst das Mobilitätsunterstützungssystem 400 zwei Hinterräder 421 und zwei Vorderräder 422, 432 und die Griffe 425, 435. Im breiten Zustand weist das Mobilitätsunterstützungssystem 400 eine Breite 42 auf. Im Zustand mit reduzierter Breite weist das Mobilitätsunterstützungssystem 400 eine Breite 44 auf. Um die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems 400 zu verändern wird das keilförmige Zentralmodul 410 in horizontaler Richtung, senkrecht zur Breite relativ zu den Seitenmodulen 420, 430 bewegt. Nach der Relativbewegung des Zentralmoduls 410 können die Seitenmodule 420, 430 in X-Richtung aufeinander zu bewegt werden und die Breite kann reduziert werden. Auch dieser Vorgang ist reversibel. Die Mobilitätsunterstützungssysteme 300, 400 können sowohl im breiten Zustand als auch im schmalen Zustand zur Unterstützung eines Benutzers eingesetzt werden. Insbesondere im breiten Zustand kann der Benutzer zwischen den Griffen 325, 335; 425, 435 gehen.
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5 zeigt schematisch einen Mechanismus zur Veränderung der Breite eines Mobilitätsunterstützungssystems 500 in Draufsicht von oben, wobei der Mechanismus ein keilförmiges Zentralmodul 510 sowie zwei Seitenmodule 520, 530 umfasst. Das Zentralmodul 510 ist relativ zu den Seitenmodulen 520, 530 beweglich gelagert. Dazu sind Lager 515, 516 zwischen dem Zentralmodul 510 und den Seitenmodulen 520, 530 angebracht. Ein Aktuatorelement 540, welches vorzugsweise ein Federelement und/oder einen elektrischen Aktuator umfasst, unterstützt die Relativbewegung des Zentralmoduls 510. Wird das Zentralmodul 510 in y-Richtung oder z-Richtung bewegt, so können die Seitenmodule 520, 530 in x-Richtung bewegt werden, um die Breite des Mobilitätsunterstützungssystems zu reduzieren. Die Keilform des Zentralmoduls 510 ermöglicht eine stufenlose Verstellung der Breite 42, 44.
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6 zeigt einen weiteren Mechanismus zur Verstellung der Breite eines Mobilitätsunterstützungssystems, wobei das Zentralmodul 610 stufenförmig ausgeprägt ist. Im breiten Zustand (6A) ist das Zentralmodul 610 vollständig zwischen die Seitenmodule 620, 630 eingebracht. Um die Breite zu verstellen muss zunächst das Zentralmodul 610 in Y-Richtung oder Z-Richtung bewegt werden (6B). Nach dem Abschluss der Bewegung (6C) werden die Seitenmodule 620, 630 in X-Richtung aufeinander zu bewegt. Anschließend kann das Zentralmodul 610 teilweise zwischen die Seitenmodule 620, 630 eingebracht werden. Wie in 6D zu sehen liegt das Mobilitätsunterstützungssystem dann in einem Zustand mit verringerter Breite vor.
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7 zeigt ein Mobilitätsunterstützungssystem 700, welches ein Zentralmodul 710 sowie zwei Seitenmodule 720, 730 aufweist. Das Mobilitätsunterstützungssystem 700 weist weiterhin zwei Griffe 725, 735 sowie zwei Hinterräder 721, 731 und zwei Vorderräder 722, 732 auf. Das Zentralmodul 710 ist keilförmig. Um eine seitliche Bewegung der Seitenmodule 720, 730 zu ermöglichen, sind an den Seitenmodulen Zusatzrollen 726, 736 angebracht, welche vorzugsweise senkrecht zu den Hinterrädern 721, 731 orientiert sind. Um die Seitenmodule 720, 730 seitlich bewegen zu können, werden die Zusatzrollen 726, 736 nach unten bewegt, so dass diese in Kontakt mit dem Boden kommen. Vorzugsweise werden dabei die Hinterräder 731, 721 angehoben. Durch Aufeinanderzurollen der Zusatzrollen 726, 736 können die Seitenmodule 720, 730 aufeinander zu bewegt werden. Vorzugsweise sind die Zusatzrollen 726, 736 Omnidirektionalrollen, so dass das Mobilitätsunterstützungssystem 700 auch bei abgeschaltetem Antrieb leicht navigiert werden kann.
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8 zeigt ein Mobilitätsunterstützungssystem 800, welches mit zumindest einem Zusatzgewicht 850 bereitgestellt werden kann. Das Mobilitätsunterstützungssystem 800 umfasst ein Zentralmodul 810 sowie zumindest zwei Seitenmodule 820, 830. Weiterhin umfasst das Mobilitätsunterstützungssystem 800 die Räder 821, 822, 831, 832 sowie die Griffe 825, 835. Die Zusatzgewichte 851, 852, 853, 854 können am modularen Strukturrahmen des Mobilitätsunterstützungssystems 800 angebracht werden, um das Gewicht des Mobilitätsunterstützungssystems 800 an einen Benutzer anzupassen. Vorzugsweise sind die Zusatzgewichte 851, 852, 853, 854 Tanks, welche mit Fluid gefüllt werden können. Die Tanks weisen vorzugsweise eine Segmentierung auf und/oder sind mit einer Schwammstruktur ausgefüllt, so dass ein Schwappen des Fluids verhindert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 100, 200, 300, 400, 500, 700, 800
- Mobilitätsunterstützungssysteme
- 110
- Zentralmodul
- 120, 130
- Seitenmodul
- 112
- Antriebseinheit
- 114
- Zusatzmodul
- 121, 122, 131, 132
- Räder
- 125, 135
- Griffe
- 11
- Achsabstand
- 12
- Breite
- 110A–110F
- Zentralmodul
- 120A–110F, 130A–130F
- Seitenmodul
- 131A–131F, 132A–132F,
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- 121A–121F, 122A–122F
- Räder
- 125A–125F, 135A–135F
- Griffe
- 112E, 112F
- Räder
- 310, 420, 510, 710
- Keilförmiges Zentralmodul
- 420, 430, 520, 530, 720, 730
- Seitenmodul
- 321, 322, 332, 421, 422, 432, 731, 721, 722
- Räder
- 325, 335, 425, 435, 725, 735
- Griffe
- z
- Vertikale Richtung
- x, y
- Horizontale Richtung
- 32, 42
- Breite
- 34, 44
- Reduzierte Breite
- 610
- Stufenförmiges Zentralmodul
- 620, 630
- Seitenmodul
- 810
- Zentralmodul
- 820, 830
- Seitenmodul
- 825, 835
- Griffe
- 821, 822, 831, 832
- Räder
- 850
- Zusatzgewichte
- 851, 852, 853, 854
- Zusatzgewicht
- 726, 736
- Zusatzrollen