DE102016116370A1 - Self-balancing transport device, in particular wheelchair with support device - Google Patents

Self-balancing transport device, in particular wheelchair with support device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine selbstbalancierende Personen-Transportmittelvorrichtung mit zwei auf derselben Achse liegenden Rädern, wobei zwischen den Rädern die zu befördernde Person auf einer Sitzfläche sitzt oder steht, wobei jedes Rad per Einzelantrieb von einem separaten Elektromotor angetrieben wird, derart, dass unterschiedliche Drehzahlen der Räder eine Kurvenfahrt ermöglichen. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass mindestens zwei Stützvorrichtungen vorgesehen sind, die jeweiligen Stützvorrichtungen unabhängig voneinander ansteuerbar sind und diese auf jeder Seite der Achse ausfahrbar sind, wobei die Stützvorrichtungen Sensorelemente aufweisen, die die Aufgabe haben, zu detektieren, wann diese den Boden kontaktieren und derart weit ausfahren, dass die Sitzfläche gerade und horizontal ausgerichtet ist.The invention relates to a self-balancing person-transport device with two wheels lying on the same axis, between the wheels the person to be transported sits or stands on a seat, each wheel is driven by a separate electric motor, so that different speeds of the wheels allow a cornering. According to the invention it is provided that at least two support devices are provided, the respective support devices are independently controllable and they are extendable on each side of the axis, wherein the support devices have sensor elements which have the task to detect when they contact the ground and so far extend that the seat is straight and horizontal.

Description

Technisches GebietTechnical area

Selbstbalancierende Personen-Transportmittelvorrichtungen sind seit langem bekannt. Beispielsweise sind diese in der DE 20 2012 103 793 U1 beschrieben. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass diese nur zwei auf derselben Achse liegenden Rädern aufweisen. Zwischen den Rädern sitzt oder steht die zu befördernde Person. Jedes Rad wird per Einzelantrieb von einem separaten Elektromotor angetrieben. Unterschiedliche Drehzahlen der Räder ermöglichen eine Kurvenfahrt ähnlich wie bei Kettenfahrzeugen.Self-balancing passenger transport devices have been known for a long time. For example, these are in the DE 20 2012 103 793 U1 described. These are characterized by the fact that they have only two wheels lying on the same axis. Between the wheels sits or stands the person to be transported. Each wheel is powered by a separate drive from a separate electric motor. Different speeds of the wheels allow cornering similar to tracked vehicles.

Die Besonderheit dieser Transportmittelvorrichtung liegt darin, dass mit Hilfe eines elektronischen Regelkreises die Transportmittelvorrichtung automatisch in die Richtung fährt, in die sich ein Fahrer bzw. die Bedienperson lehnt. Das heisst, die Fortbewegung wird ausschliesslich durch Gewichtsverlagerungen gesteuert. Zusätzliche Bedienelemente zum Bremsen oder Beschleunigen sind nicht vorgesehen.The peculiarity of this means of transport means is that with the help of an electronic control circuit, the transport device automatically moves in the direction in which a driver or the operator leans. This means that locomotion is controlled exclusively by shifting the weight. Additional controls for braking or acceleration are not provided.

Auch Rollstühle verwenden bereits diese Technik. Aus der DE 202014103134 U1 ist ein solcher Rollstuhl mit einer Achse bekannt. Im Stillstand ist vorgesehen, insbesondere dann, wenn der Rollstuhl längere Zeit steht, dass Stützelemente ausfahren. Diese Stützelemente fahren bis zum Anschlag aus und nehmen Kontakt mit dem Boden auf. Zwei sich gegenüberliegende Stützelemente fixieren den Rollstuhl im Ruhezustand.Also wheelchairs already use this technique. From the DE 202014103134 U1 is such a wheelchair with an axis known. At rest, it is provided, in particular when the wheelchair is standing for a long time, that support elements extend. These support elements extend to the stop and make contact with the ground. Two opposing support elements fix the wheelchair at rest.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

Ein Nachteil der bisher aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen besteht darin, dass die zwei Stützen ausschliesslich ein Kippen der Transportvorrichtung um die Drehachse der Vorrichtung verhindern. Eine stabile Lage wird bei ausgefahrenen Stützvorrichtungen nicht erreicht, da anstelle einer Dreipunktlagerung eine Vierpunktlagerung erzielt wird. Daher besteht die Gefahr, dass die Transportvorrichtung bei ausgefahrenen Stützvorrichtungen umkippt.A disadvantage of the previously known from the prior art embodiments is that the two supports exclusively prevent tilting of the transport device about the axis of rotation of the device. A stable position is not achieved with extended support devices, since instead of a three-point bearing a four-point storage is achieved. Therefore, there is a risk that the transport device tilts when the support devices are extended.

Zudem kann die Transportvorrichtung nur auf einer ebenen Fläche ausgefahren werden, da die Stützvorrichtungen immer bis zur gleichen Position ausfahren. In addition, the transport device can be extended only on a flat surface, since the support devices always extend to the same position.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen auf einer Achse angeordneten und angetriebenen Rollstuhl hinsichtlich der Stützvorrichtungen zu verbessern.The object of the invention is to improve an arranged and driven on an axis wheelchair with respect to the support devices.

Lösung der Aufgabe und Vorteile der ErfindungSolution to the problem and advantages of the invention

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass ein auf einer Achse angeordneter Rollstuhl mindestens zwei Stützvorrichtungen aufweist, die auf jeder Seite der Achse ausfahren und so den Rollstuhl abstützen. Dabei weisen die Stützvorrichtungen Sensorelemente auf, die die Aufgabe haben, zu detektieren, wann diese den Boden kontaktieren. Dies bringt die Möglichkeit mit sich, dass auch auf einer schrägen Fläche der Rollstuhl fixierbar ist und zwar derart, dass die Sitzfläche gerade und horizontal ausgerichtet ist. Deshalb sind die jeweiligen Stützvorrichtungen unabhängig voneinander ansteuerbar.The basic idea of the invention is that a wheelchair arranged on an axle has at least two support devices which extend on each side of the axle and thus support the wheelchair. In this case, the support devices on sensor elements, which have the task of detecting when they contact the ground. This brings with it the possibility that even on an inclined surface of the wheelchair is fixed in such a way that the seat is aligned straight and horizontal. Therefore, the respective support devices are independently controllable.

Die Stützvorrichtung ist mit der Steuerung der Transportvorrichtung gekoppelt. Dies bewirkt, dass die Stützvorrichtung nicht im Fahren ausgefahren wird und bewirkt, dass bei ausgefahrener Stützvorrichtung die Steuerung des Antriebs der Transportvorrichtung abgeschaltet werden kann. Da dann auch die automatische Gleichgewichtssteuerung abgeschaltet werden kann, kann erheblich Energie eingespart werden.The support device is coupled to the control of the transport device. This causes the support device is not extended while driving and causes the control of the drive of the transport device can be switched off when the support device is extended. Since then the automatic balance control can be switched off, considerable energy can be saved.

Die Stützvorrichtung gibt aufgrund ihrer Konstruktion als Dreibein einen sehr stabilen Stand, auch dann, wenn die Räder nicht mehr den Boden berühren. Dies ist dann der Fall, wenn der Rollstuhl in einer Schräge steht oder auf einer unebenen Fläche.Due to its construction as a tripod, the supporting device gives a very stable position, even when the wheels no longer touch the ground. This is the case when the wheelchair is in a slope or on an uneven surface.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Transportvorrichtung über eine Steuervorrichtung steuer- und lenkbar und die Zusatzfunktionen aktivierbar sind. Diese Steuervorrichtung ist beispielsweise von der Mitte der Transportvorrichtung aus angeordnet und erstreckt sich zwischen den Beinen des Benutzers. Zudem kann ein Display vorgesehen sein, das den Status der Transportvorrichtung, wie Geschwindigkeit, Ladestand des Akkumulators etc. widergibt. Alternativ kann auch ein Joystick vorgesehen sein, mit dem die Vorrichtung zu lenken und zu steuern ist. Another advantage of the invention is that the transport device can be controlled and steered via a control device and the additional functions can be activated. This control device is arranged, for example, from the center of the transport device and extends between the legs of the user. In addition, a display can be provided, which reflects the status of the transport device, such as speed, charge level of the accumulator, etc. Alternatively, a joystick can be provided with which the device is to be steered and controlled.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen hervor.Further advantageous embodiments will become apparent from the following description and the drawings.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:Show it:

1 eine Seitenansicht auf die Transportvorrichtung mit eingefahrener Stützvorrichtung; 1 a side view of the transport device with retracted support device;

2 eine rückwärtige Ansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 1; 2 a rear view of the transport device according to 1 ;

3 eine Vorderansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 1; 3 a front view of the transport device according to 1 ;

4 eine Seitenansicht auf die Transportvorrichtung mit ausgefahrener Stützvorrichtung; 4 a side view of the transport device with extended support device;

5 eine rückwärtige Ansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 4; 5 a rear view of the transport device according to 4 ;

6 eine Vorderansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 4; 6 a front view of the transport device according to 4 ;

7 eine rückwärtige Ansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 1, jedoch mit ausgefahrener Stützvorrichtung auf unebener Fläche; 7 a rear view of the transport device according to 1 , but with extended support on uneven surface;

8 eine Seitenansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 1, jedoch mit ausgefahrener Stützvorrichtung auf einer schrägen Fläche; 8th a side view of the transport device according to 1 , but with extended support on an inclined surface;

9 eine Vorderansicht auf die Transportvorrichtung gemäss 1, jedoch mit ausgefahrener Stützvorrichtung auf einer schrägen Fläche. 9 a front view of the transport device according to 1 , but with extended support on an inclined surface.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

In 1 und den weiteren Figuren ist ein Transportvorrichtung 1 dargestellt. Sie besteht aus einem Chassis 2, das auf einer Achse 3 angeordnet ist, wobei an den freien Enden der Achse 3 jeweils ein Rad 4, 5 angeordnet ist, und jedes Rad 4, 5 eine Antriebsvorrichtung 6, 7 umfasst. Mit dem Chassis 2 ist ein Sitz 8 für den Anwender gekoppelt. Der Sitz 8 umfasst eine Sitzfläche 9 und eine relativ zu dieser Sitzfläche 9 positionierbare Sitzlehne 10. Von der Sitzfläche 9 aus hat der Benutzer die Möglichkeit, über ein Steuerungsmodul 11 verschiedene Funktionen der Transportvorrichtung 1 zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Dabei kann er zusätzlich durch eine Verlagerung des Schwerpunkts S der Antrieb in Fahrtrichtung oder in dessen Gegenrichtung bewirkt werden. Der Benutzer kann auch die Bewegung des Steuerungsmoduls 11 die entsprechende Bewegung auslösen.In 1 and the other figures is a transport device 1 shown. It consists of a chassis 2 that on an axis 3 is arranged, being at the free ends of the axis 3 one wheel each 4 . 5 is arranged, and every wheel 4 . 5 a drive device 6 . 7 includes. With the chassis 2 is a seat 8th coupled for the user. The seat 8th includes a seat 9 and a relative to this seat 9 positionable seat back 10 , From the seat 9 off, the user has the option of using a control module 11 various functions of the transport device 1 to activate or deactivate. He can also be effected by a displacement of the center of gravity S of the drive in the direction of travel or in the opposite direction. The user can also control the movement of the control module 11 to trigger the corresponding movement.

Weitere Funktionen der erfindungswesentlichen Transportvorrichtung 1 sind die jeweiligen Stützvorrichtungen 12. Eine Stützvorrichtung 12 besteht aus einem Teleskopzylinder 13, dessen eines freies Ende an dem Chassis 2 angeordnet ist. Further functions of the transport device essential to the invention 1 are the respective support devices 12 , A support device 12 consists of a telescopic cylinder 13 whose one free end attaches to the chassis 2 is arranged.

Aus den Teleskopzylinder 13 ist eine Hubstange 14 ausfahrbar, an deren Ende ein Tellerelement 15 vorgesehen ist. Das Tellerelement 15 ist drehgelenkig gelagert und passt sich der Struktur der Bodenfläche B, auf dem sich das Tellerelement 15 abstützt an, derart, dass dieses immer flächig aufliegt.From the telescope cylinder 13 is a lifting rod 14 extendable, at the end of a plate element 15 is provided. The plate element 15 is pivotally mounted and adapts to the structure of the bottom surface B, on which the plate element 15 supports, so that it always rests flat.

Die Stützvorrichtung 12 umfasst drei Stützelemente 16, 17, 18, wobei ein erstes Stützelement 18 auf der rückwärtigen Seite der Transportvorrichtung 1 angeordnet ist. Die beiden weiteren Stützelemente 16, 17 sind auf der Vorderseite (in Fahrtrichtung) der Transportvorrichtung angeordnet, so dass die Stützelemente 16, 17, 18 der Stützvorrichtung 12 eine stabile Dreibeinanordnung bilden.The support device 12 includes three support elements 16 . 17 . 18 , wherein a first support element 18 on the rear side of the transport device 1 is arranged. The two other support elements 16 . 17 are arranged on the front (in the direction of travel) of the transport device, so that the support elements 16 . 17 . 18 the support device 12 form a stable tripod arrangement.

Die in den Zeichnungen nicht näher dargestellte elektronische Steuerung ist derart ausgelegt, dass an der Steuervorrichtung 11 durch den Benutzer ein Schaltelement betätigt wird, das bewirkt, dass die Stützvorrichtung 12 aktiv wird. Die Hubstangen 14 der Teleskopzylinder 13 fahren unabhängig voneinander aus (4 ff). Sobald das Tellerelement 15 die Bodenfläche B kontaktiert, schaltet die elektronische Steuerung ab und die Hubstange 14 wird vorzugsweise arretiert. Sofern die übrigen Stützelemente noch keinen Bodenkontakt aufweisen, fahren diese weiter aus, bis die entsprechende Position erreicht wird. Dies ist dann entscheidend, wenn die Bodenfläche B uneben ist (7) oder geneigt (8, 9). Die Stützvorrichtung 12 können beispielsweise elektrisch angetrieben sein.The electronic control not shown in the drawings is designed such that on the control device 11 a switching element is actuated by the user, which causes the support device 12 becomes active. The lifting rods 14 the telescopic cylinder 13 drive independently of each other ( 4 ff). Once the plate element 15 contacted the bottom surface B, the electronic control switches off and the lifting rod 14 is preferably locked. If the other support elements still have no contact with the ground, they continue to drive until the corresponding position is reached. This is crucial if the floor surface B is uneven ( 7 ) or inclined ( 8th . 9 ). The support device 12 For example, they can be electrically powered.

Ist der Bodenkontakt erreicht, so verrastet die Stützvorrichtung 12. Anschliessend schaltet die elektronische Steuerung auch die Steuerung für den Gleichgewichtserhalt der Transportvorrichtung 1 ab, um Energie einzusparen.Once the contact with the ground has been reached, the supporting device locks 12 , Subsequently, the electronic control also switches the control for the balance of the transport device 1 to save energy.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Stützvorrichtung soweit ausfährt, bis die Sitzfläche 9 der Transportvorrichtung 1 horizontal ausgerichtet ist, obwohl die Bodenfläche uneben bzw. geneigt ist. Genau diese Situation wird in den 7 bis 9 dargestellt.Alternatively, it can also be provided that the support device extends as far as the seat surface 9 the transport device 1 is horizontally aligned, although the bottom surface is uneven or inclined. Exactly this situation will be in the 7 to 9 shown.

Damit wird eine Transportvorrichtung, insbesondere für Rollstuhlfahrer bereitgestellt, die eine Achse mit zwei Rädern aufweisen, die im Stillstand einen energiesparenden und sicheren Stand bieten. Dabei muss der Benutzer nicht darauf achten, ob eine schräge oder unebene Standfläche vorhanden ist.Thus, a transport device, in particular for wheelchair users is provided which have an axle with two wheels, which provide an energy-saving and safe stand at a standstill. The user does not have to pay attention to whether there is an inclined or uneven floor space.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202012103793 U1 [0001] DE 202012103793 U1 [0001]
  • DE 202014103134 U1 [0003] DE 202014103134 U1 [0003]

Claims (1)

Selbstbalancierende Personen-Transportmittelvorrichtung mit zwei auf derselben Achse liegenden Rädern, wobei zwischen den Rädern die zu befördernde Person auf einer Sitzfläche sitzt oder steht, wobei jedes Rad per Einzelantrieb von einem separaten Elektromotor angetrieben wird, derart, dass unterschiedliche Drehzahlen der Räder eine Kurvenfahrt ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stützvorrichtungen vorgesehen sind, die jeweiligen Stützvorrichtungen unabhängig voneinander ansteuerbar sind und diese auf jeder Seite der Achse ausfahrbar sind, wobei die Stützvorrichtungen Sensorelemente aufweisen, die die Aufgabe haben, zu detektieren, wann diese den Boden kontaktieren und derart weit ausfahren, dass die Sitzfläche gerade und horizontal ausgerichtet ist.Self-balancing passenger transport device with two wheels lying on the same axis, wherein between the wheels the person to be carried sits or stands on a seat surface, each wheel being driven by a separate electric motor, such that different speeds of rotation of the wheels allow cornering, characterized in that at least two support devices are provided, the respective support devices are independently controllable and they are extendable on each side of the axis, wherein the support devices have sensor elements which have the task to detect when they contact the ground and extend so far in that the seat is aligned straight and horizontal.
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