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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Gehhilfen in Form von Stützrahmen auf Rädern, sogenannte Rollatoren, werden insbesondere in alternden Gesellschaften immer häufiger auch im öffentlichen Raum sichtbar. Um das Vorankommen mit Gepäck zu erleichtern und die Sicherheit zu erhöhen, wird zunehmend an elektrischen Antriebskonzepten gearbeitet.
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Die
DE 20 2012 001 457 U1 beschreibt einen handgeführten Rollator als Gehhilfe mit einem Führungsbügel oder Führungsgriffen und per Handdruck an Stützgriffen oder Stützungsbügel elektromotorisch angetriebenen Rädern.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Steuern eines Kippwinkels eines Gehwagens, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein Gehwagen sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Eine Steuerung einer Drehzahl eines Rades eines Gehwagens unter Verwendung eines einen Kippwinkel des Gehwagens repräsentierenden Kippwinkelsignals kann eine Zuverlässigkeit des Gehwagens – insbesondere beim Einsatz in unebenem Gelände – vorteilhaft unterstützen und ein ungewolltes Umkippen des Gehwagens wirkungsvoll verhindern.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Konzept kann beispielsweise zum Überwinden von Stufen wie z. B. an Gehwegen mit elektrisch angetriebenen wie nicht angetriebenen Rollatoren auf Fußrasten im Bereich der hinteren Räder verzichtet werden. Ein in Verbindung mit Fußrasten erforderliches Gegenhalten mit einem Fuß und gleichzeitiges Ziehen der Handgriffe, um ein Kippen des Rollators zu bewirken, kann damit entfallen, womit eine bestmögliche Standstabilität des Anwenders auch beim Ankippen erreicht werden kann.
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Eine gemäß dem hier vorgestellten Ansatz realisierte Vorrichtung kann als elektronisch geregelte Ankipphilfe mit einem Schutz vor einem Überkippen des Rollators eingesetzt werden. In vorteilhaften Weiterbildungen sind beispielsweise eine Stufenerkennung für eine automatische Ankippunterstützung und eine Erkennung von Abgründen – z. B. in Form von abwärts führenden Stufen – für eine Notbremsung denkbar.
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Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Kippwinkels eines Gehwagens zum Stützen einer Person beim Gehvorgang vorgestellt, wobei der Gehwagen einen Stützrahmen mit zumindest einem Griff zum Handhaben des Gehwagens durch die Person, eine mit dem Stützrahmen verbundene Mehrzahl von Rädern zum Rollen des Stützrahmens und eine Antriebseinrichtung zum Antreiben zumindest eines der Räder aufweist, und wobei das Verfahren den folgenden Schritt aufweist:
Bereitstellen eines Steuersignals an eine Schnittstelle zu der Antriebseinrichtung unter Verwendung eines einen Kippwinkel des Stützrahmens repräsentierenden Kippwinkelsignals, um eine Drehzahl des Rades zu steuern.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät oder in einer Vorrichtung implementiert sein.
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Der Gehwagen kann auch als Rollator bezeichnet werden und kann gehbehinderten oder körperlich schwachen Personen als Stütze beim Gehen dienen. Der Kippwinkel des Gehwagens bzw. des Stützrahmens kann einen Kippweg des Gehwagens aus einer Position des Standes auf einem Untergrund in Richtung der den Gehwagen handhabenden Person repräsentieren. Beispielsweise kann der Kippwinkel einen Winkel zwischen einer Oberfläche eines mit dem Gehwagen zu befahrenden Untergrunds und einem sich im Wesentlichen parallel zu dem Untergrund erstreckenden Abschnitt des Gehwagens beschreiben. Der Stützrahmen kann durch ein Gestell aus miteinander verbundenen Rohren gebildet sein. Beispielsweise kann der Stützrahmen drei oder vier Räder aufweisen und mittels diesen gerollt werden. Bei der Antriebseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor handeln. Bei dem Steuersignal und dem Kippwinkelsignal kann es sich um elektrische Signale handeln.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Bereitstellens das Steuersignal bereitgestellt werden, um die Drehzahl zu reduzieren, wenn das Kippwinkelsignal einen vordefinierten Kippwinkelschwellenwert überschreitet. So kann vorteilhaft verhindert werden, dass der Gehwagen in Richtung der Person umkippt und diese aus dem sicheren Stand bringt.
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Beispielsweise kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens des Kippwinkelsignals von einem an dem Stützrahmen angeordneten oder anordenbaren Beschleunigungssensor und/oder Neigungssensor und/oder Kreiselinstrument aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Kippwinkelsignal zeitnah und robust bereitgestellt werden.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Auswählens des Kippwinkelschwellenwertes aus einer Mehrzahl von Kippwinkelschwellenwerten aufweisen. Diese Ausführungsform des Verfahrens ermöglicht vorteilhaft eine situationsbezogene Einstellung des Kippwinkels. Beispielsweise kann so erreicht werden, dass der Gehwagen zur Überwindung einer Stufe jeweils nicht mehr als erforderlich kippt.
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Günstig ist es auch, wenn in dem Schritt des Auswählens der Kippwinkelschwellenwert ansprechend auf ein von einem Schwellenwertauswahlelement des Gehwagens bereitgestelltes Auswahlsignal ausgewählt wird, wobei das Schwellenwertauswahlelement ausgebildet ist, um von der Person bedient zu werden. Diese Ausführungsform des Verfahrens ermöglicht vorteilhaft eine bedienerspezifische Einstellung des Kippwinkels.
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Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Bestimmens des Kippwinkelschwellenwerts unter Verwendung eines Schwerpunkts des Stützrahmens und eines in einer Fahrtrichtung des Gehwagens hinter dem Schwerpunkt liegenden Drehpunktes des Rades aufweisen. So kann der Kippwinkelschwellenwert sicher und robust ermittelt werden.
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Insbesondere kann in dem Schritt des Bestimmens der Kippwinkelschwellenwert unter Verwendung eines Abstandswertes aus einem Abstandswertebereich von Abständen zwischen dem Schwerpunkt und dem Drehpunkt bestimmt werden. Gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens kann der Kippwinkelschwellenwert mit geringem Rechenaufwand schnell und exakt ermittelt werden.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Bereitstellens das Steuersignal ferner unter Verwendung eines Ankippsignals zum Ankippen des Gehwagens um einen Ankippwinkel bereitgestellt werden, um die Drehzahl aufrechtzuerhalten oder zu erhöhen, wenn das Kippwinkelsignal einen im Vergleich zu dem Ankippwinkel geringeren Kippwinkel repräsentiert. Bei dem Ankippsignal kann es sich um ein elektrisches Signal handeln. Der Ankippwinkel kann einen Winkel zwischen der Oberfläche eines mit dem Gehwagen zu befahrenden Untergrunds und dem sich im Wesentlichen parallel zu dem Untergrund erstreckenden Abschnitt des Gehwagens beschreiben. Damit kann ohne Weiteres gewährleistet werden, dass der Gehwagen mittels der Antriebseinrichtung ausreichend hoch angekippt wird, beispielsweise zur Überwindung einer Stufe auf dem befahrenen Untergrund.
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Beispielsweise kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens des Ankippsignals ansprechend auf eine Aktivierung eines an dem Stützrahmen angeordneten oder anordenbaren Bedienelements durch die Person aufweisen. So kann die den Gehwagen nutzende Person situationsbedingt oder gemäß eigenem Wunsch Einfluss auf die Höhe der Ankippung des Gehwagens nehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bestimmens des Ankippwinkels unter Verwendung einer Höheninformation über eine Höhe einer in einer Fahrtrichtung des Gehwagens dem Gehwagen vorgelagerte Geländestufe eines von dem Gehwagen zu befahrenden Geländes aufweisen. Die Höheninformation kann beispielsweise von einem in den Gehwagen integrierten Sensor bereitgestellt werden. Mit dieser Ausführungsform kann die den Gehwagen nutzende Person vorteilhaft von der Aufgabe entbunden werden, eine ausreichend hohe Ankippung des Gehwagens zu überwachen oder herzustellen.
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Auch kann in dem Schritt des Bereitstellens das Steuersignal ferner ansprechend auf ein von einem Abstandssensor des Gehwagens bereitgestelltes Abstandssignal bereitgestellt werden. Dabei kann das Abstandssignal ein Überschreiten oder Unterschreiten eines Abstandsschwellenwertes eines Abstands zwischen einem Abschnitt des Gehwagens und einem Körperbereich der Person repräsentieren. Das Abstandssignal kann als ein elektrisches Signal von einem in den Gehwagen integrierten Sensor bereitgestellt werden. Diese Ausführungsform des Verfahrens kann einerseits eine Ankippung des Gehwagens einleiten bzw. unterstützen und andererseits dazu beitragen, ein Umkippen des Gehwagens nach hinten zu verhindern.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Ansteuerung eines oder mehrerer Räder des Gehwagens, beispielsweise der hinteren Räder des Gehwagens, um eine Drehzahl des Rades bzw. der Räder zu reduzieren und/oder mit entgegengesetztem Vorzeichen zu erhöhen. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale von Beschleunigungs-Gierraten- und Abstandssensoren, die am Gehwagen verbaut sein können, zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie einen oder mehrere Elektromotoren am Stützrahmen des Gehwagens.
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Es wird ferner ein Gehwagen zum Stützen einer Person beim Gehvorgang vorgestellt, wobei der Gehwagen einen Stützrahmen mit zumindest einem Griff zum Handhaben des Gehwagens durch die Person, eine mit dem Stützrahmen verbundene Mehrzahl von Rädern zum Rollen des Stützrahmens, eine Antriebseinrichtung zum Antreiben zumindest eines der Räder und eine mit der Antriebseinrichtung gekoppelte Vorrichtung wie oben erläutert aufweist.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Gehwagens zum Stützen einer Person im ungekippten Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Steuern eines Kippwinkels eines Gehwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Kippwinkels eines Gehwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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4 eine schematische Darstellung eines Gehwagens zum Stützen einer Person im gekippten Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Gehwagens 100 und eine Person 102, die sich im Gehen auf den Gehwagen 100 stützt. Der Gehwagen 100 setzt sich aus einem Stützrahmen 104 und einer Mehrzahl von Rädern zum Rollen des Stützrahmens 104 zusammen und wird im Folgenden auch als Rollator 100 bezeichnet. Die Person bzw. der Nutzer 102 stützt sich im Gehen auf den Rollator 100, rollt diesen dabei in einer – mittels eines Pfeils in der Darstellung in 1 gekennzeichneten – Fahrtrichtung 106 über ein Gelände 108 vor sich her und erleichtert sich so die Fortbewegung. Dabei ergreift die Person 102 Handgriffe 110 am Stützrahmen 104 mit den Händen.
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Bei dem in 1 skizzierten Szenario bewegt sich der Nutzer 102 auf eine Unebenheit im Gelände 108 – hier eine Stufe 112 in Form z. B. einer Bordsteinkante – zu. Zum Überwinden der Stufe 112 muss der Gehwagen 100 in Richtung der Person 102 gekippt werden. Dabei wird der Stützrahmen 104 so angekippt, dass hintere – nahe der Person 102 befindliche – Räder 114 des Gehwagens 100 in Kontakt mit dem Untergrund bzw. dem Gelände 108 bleiben und vordere – von der Person 102 weiter entfernte – Räder 115 des Gehwagens 100 durch eine Kippbewegung am Stützrahmen 104 so weit angehoben werden, dass sie auf die Stufe 112 aufgesetzt werden können.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt der Gehwagen 100 über eine Antriebseinrichtung 116 – z. B. einen oder mehrere Elektromotoren – die beispielsweise in eine Antriebswelle des Stützrahmens 104 für die hinteren Räder 114 integriert ist. Mittels des Elektromotors 116 werden bei der Fortbewegung der Person 102 mit dem Gehwagen 100 die hinteren Räder 114 in einer geeigneten Geschwindigkeit elektromotorisch angetrieben, sodass die Person 102 weniger Kraft zum Vorwärtsrollen des Gehwagens 100 benötigt. Eine Drehzahl der Räder 114 kann beispielsweise durch die Person 102 manuell durch Betätigen eines Bedienelements an den Handgriffen 110 eingestellt werden. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Gehwagens 100 erfolgt die Ankippung des Gehwagens 100 in Richtung der Person 102 durch ein Festhalten bzw. Heranziehen der Handgriffe 110 zum Körper der Person 102, während gleichzeitig die hinteren Räder 114 weiter durch den Elektromotor 116 angetrieben werden.
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Der in 1 gezeigte Gehwagen 100 weist gemäß dem hier vorgestellten Konzept als Ankipphilfe eine Vorrichtung 118 auf. Die Vorrichtung 118 ist mit dem Gehwagen 100 verbunden und beispielsweise wie in 1 gezeigt am Stützrahmen 104 des Gehwagens 100 angeordnet. Die Vorrichtung 118 ist elektrisch leitfähig mit der Antriebseinrichtung 116 verbunden und ausgebildet, um ansprechend auf ein Kippwinkelsignal mittels der Antriebseinrichtung 116 eine Drehzahl zumindest eines der hinteren Räder 114 zu steuern. Auf diese Weise regelt die Vorrichtung 118 einen Kippwinkel des Gehwagens 100 und sorgt beispielsweise für, dass ein vordefinierter Kippwinkelschwellenwert nicht überschritten wird. So verhindert die Vorrichtung 118, dass der Gehwagen 100 beim Ankippen zur Überwindung der Geländestufe 112 in Richtung der Person 102 überkippt und damit deren sicheren Stand gefährdet.
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Der Kippwinkel des Gehwagens 100 kann bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Winkel zwischen einer Ebene des von dem Gehwagen 100 befahrenen Geländes bzw. Untergrunds 108 und einem horizontalen Element des Gehwagens 100 beschrieben werden. Als das horizontale Element kann beispielsweise eine gedachte Verbindungsachse 120 zwischen einem Drehpunkt 120 eines der hinteren Räder 114 und einem weiteren Drehpunkt 122 eines der vorderen Räder 115 betrachtet werden. In der in 1 gezeigten Stellung des Gehwagens 100, in der der Gehwagens 100 sich mit allen Rädern 114, 115 auf einem ebenen Abschnitt des Geländes 108 befindet, sind der Untergrund 108 und die Verbindungsachse 120 im Wesentlichen parallel, und der Kippwinkel liegt bei null bzw. nahezu null.
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Um den Gehwagen 100 anzukippen und die vorderen Räder 115 in die Höhe zu heben, kann der Nutzer 102 die Griffe 110 des Stützrahmens 104 zu sich heranziehen. Durch den weiteren Antrieb der hinteren Räder 114 wird der Gehwagen 100 in Richtung des Nutzers 102 angekippt und kann mit den vorderen Rädern 115 auf die Stufe 112 aufgesetzt werden.
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Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des Gehwagens 100 ist mit einem oder mehreren Sensoren 126 an einer Vorderseite des Stützrahmens 104 ausgestattet. Über die Sensoren 126 verfügt der Gehwagen 100 über eine automatische Stufenerkennung, die für eine rechtzeitige Ankippung des Gehwagens 100 zur Bewältigung der Stufe 112 gegebenenfalls ohne Zutun der Person 102 sorgt.
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Der in 1 gezeigte beispielhafte Gehwagen 100 verfügt über eine zweite Sensorik 128 und eine dritte Sensorik 130, die in Armhöhe respektive Kniehöhe der Person 102 an dem Stützrahmen 104 angeordnet sind. Die Sensoriken 128, 130, die gegebenenfalls als Entfernungs- bzw. Abstandssensoren ausgebildet sind, ermöglichen über eine Verrechnung der aktuellen Neigungswerte des Gehwagens 100 mit aktuellen Positionen der Person 102 stets einen sicheren Stand der sich auf den Gehwagen 100 stützenden Person 102.
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2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 118 zum Steuern des Kippwinkels des Gehwagens aus 1. Die Vorrichtung 118 verfügt über eine Einleseeinrichtung 200, eine Vergleichseinrichtung 202 und eine Bereitstellungseinrichtung 204. Die Einleseeinrichtung 200 ist eingerichtet, um ein Kippwinkelsignal 206 von einem an dem Stützrahmen des Gehwagens angeordneten Messwertaufnehmer 208 einzulesen. Das Kippwinkelsignal 206 repräsentiert einen aktuellen Kippwinkel des Stützrahmens. Bei dem Messwertaufnehmer 208 handelt es sich je nach Ausführungsbeispiel um einen Beschleunigungssensor, einen Neigungssensor, ein Kreiselinstrument oder einen anderen geeigneten Sensor.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 118 wird der Vergleichseinrichtung 202 über eine geeignete Schnittstelle ein vordefinierter Kippwinkelschwellenwert 210 bereitgestellt. Der Kippwinkelschwellenwert 210 kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 118 aus einer Mehrzahl möglicher Kippwinkelschwellenwerte ausgewählt werden, beispielsweise ansprechend auf ein Auswahlsignal, das durch eine Betätigung eines an dem Gehwagen angeordneten Schwellenwertauswahlelements durch die den Gehwagen nutzende Person erzeugt wird.
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In der Vergleichseinrichtung 202 wird in einer Vergleichsoperation das Kippwinkelsignal 206 mit dem Kippwinkelschwellenwert 210 verglichen. Wenn die Vergleichsoperation zum Ergebnis hat, dass das Kippwinkelsignal 206 den Kippwinkelschwellenwert 210 überschreitet, stellt die Bereitstellungseinrichtung 204 ein Steuersignal 212 an eine Schnittstelle zu der Antriebseinrichtung 116 des Gehwagens bereit.
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Unter Verwendung des Steuersignals 212 steuert die Antriebseinrichtung 116 eine Drehzahl eines über die Antriebseinrichtung 116 angetriebenen Rades des Gehwagens bzw. mehrerer über die Antriebseinrichtung 116 angetriebener Räder. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird bei der Überschreitung des Kippwinkelschwellenwerts 210 die Drehzahl des Rades reduziert, um ein Überkippen des Gehwagens in Richtung der sich hinter dem Gehwagen bewegenden Person zu verhindern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 118 ferner ausgebildet, um einen Ankippvorgang des zugeordneten Gehwagens zu unterstützen und so zu gewährleisten, dass der Gehwagen ausreichend hoch angekippt wird, beispielsweise zum Überwinden einer vor dem Gehwagen liegenden Geländestufe. Dazu wird in der Vergleichseinrichtung 202 der aktuelle Kippwinkel mit einem Ankippwinkel verglichen. Der Ankippwinkel repräsentiert eine für die Überwindung der Geländestufe aktuell erforderliche Ankippung des Gehwagens. Wird in der Vergleichseinrichtung 202 festgestellt, dass das Kippwinkelsignal 206 einen im Vergleich zu dem Ankippwinkel geringeren Kippwinkel repräsentiert, erzeugt die Vergleichseinrichtung 202 ein Ankippsignal 214 und stellt dieses an die Bereitstellungseinrichtung 204 bereit. Das Ankippsignal 214 ist ausgebildet, um eine Drehzahl des von der Antriebseinrichtung 116 angetriebenen Rades aufrechtzuerhalten oder zu erhöhen. Die Bereitstellungseinrichtung 204 ist entsprechend ausgebildet, um das Steuersignal 212 ferner unter Verwendung des Ankippsignals 214 an die Antriebseinrichtung 116 bereitzustellen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 118 ausgebildet, um den Ankippwinkel unter Verwendung einer Höheninformation 216 über eine Höhe der in der Fahrtrichtung dem Gehwagen vorgelagerten Geländestufe des von dem Gehwagen zu befahrenden Geländes zu bestimmen. Die Höheninformation 216 wird beispielsweise von dem vorne an dem Stützrahmen des Gehwagens angeordneten Sensor 126, z. B. einem Radar- oder Lidarsensor, an die Einleseeinrichtung 200 bereitgestellt.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Ankippsignal 214 ansprechend auf eine Aktivierung eines an dem Stützrahmen angeordneten oder anordenbaren Bedienelements durch die den Gehwagen nutzende Person in die Vorrichtung 118 eingelesen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal 212 ferner ansprechend auf ein Abstandssignal 218 bereitgestellt. Das Abstandssignal 218 repräsentiert ein Überschreiten oder Unterschreiten eines Abstandsschwellenwertes eines Abstands zwischen einem Abschnitt des Gehwagens und einem Körperbereich der den Gehwagen schiebenden Person und wird von dem am Stützrahmen des Gehwagens angeordneten Abstandssensor 128 bzw. 130 erzeugt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 118 eine Bestimmungseinrichtung auf, in der der Kippwinkelschwellenwert unter Verwendung eines bekannten oder angenommenen Schwerpunktes des Stützrahmens und eines in einer Fahrtrichtung des Gehwagens hinter dem Schwerpunkt liegenden Drehpunktes des angetriebenen Rades bestimmt wird, beispielsweise unter Verwendung eines Abstandswertes aus einem Abstandswertebereich von Abständen zwischen dem Schwerpunkt und dem Drehpunkt.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens 300 zum Steuern eines Kippwinkels eines Gehwagens, der über eine Antriebseinrichtung zum Antreiben mindestens eines Rades des Gehwagens verfügt. Das Verfahren 300 kann in der in den 1 und 2 gezeigten Vorrichtung zum Steuern eines Kippwinkels eines Gehwagens ausgeführt werden.
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In einem Schritt des Auswählens 302 wird ein Kippwinkelschwellenwert für einen Kippwinkel eines Stützrahmens des Gehwagens aus einer Mehrzahl von Kippwinkelschwellenwerten ausgewählt.
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In einem Schritt des Einlesens 304 wird ein einen aktuellen Kippwinkel des Stützrahmens repräsentierendes Kippwinkelsignal von einem an dem Stützrahmen angeordneten Sensor eingelesen.
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In einem Schritt des Bereitstellens 306 wird unter Verwendung des Kippwinkelsignals und des Kippwinkelschwellenwerts ein Steuersignal an eine Schnittstelle zu der Antriebseinrichtung des Gehwagens bereitgestellt, um eine Drehzahl des von der Antriebseinrichtung angetriebenen Rades zu steuern.
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4 zeigt anhand einer schematischen Darstellung den beispielhaften Gehwagen 100 aus 1 im angekippten Zustand. Wie die Darstellung in 4 zeigt, beträgt ein Kippwinkel 400 zwischen einer planen Ebene des von dem Gehwagen 100 befahrenen Geländes bzw. Untergrunds 108 und der Verbindungsachse 120 zwischen dem Drehpunkt 122 des hinteren Rades 114 und dem weiteren Drehpunkt 124 des gegenüberliegenden vorderen Rades 115 etwa 30 Grad und entspricht einem in dem in 4 gezeigten Szenario erforderlichen Ankippwinkel zum Überwinden der Geländestufe 112.
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Die Darstellung in 4 zeigt einen angenommenen bzw. ermittelten Schwerpunkt 402 des Gehwagens bzw. Rollators 100 und dessen in der gezeigten Kippung aktuellen Abstand zum Drehpunkt 122 des hinteren Rades 114.
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Die in 4 gezeigte Ankippung des Gehwagens 100 wurde durch ein Heranziehen der Handgriffe 110 zum Körper durch die Person 102 und zusätzlich oder alternativ durch eine von dem als z. B. Radar- oder Lidarsensor ausgeführten Sensor 126 bereitgestellte Höheninformation eingeleitet oder unterstützt.
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Durch Festhalten der Rollatorgriffe 110 und weiteres Antreiben der elektrischen Hinterräder 114 mittels der Antriebseinrichtung 116 kippt der Rollator 100 an. Durch in Verbindung mit der Vorrichtung 118 am Stützrahmen 104 installierte Beschleunigungssensoren oder alternativ auch andere Neigungsschalter und/oder Neigungssensoren und/oder Kreiselsysteme wird die maximale Kippung begrenzt auf einen stabilen Zustand, bei dem der Rollator-Schwerpunkt 402 vor oder auf dem Drehpunkt 122 der Hinterräder 114 liegt. Der maximale Kippwinkel 400 ist einstellbar, maximal bis zu einem Gleichgewichtspunkt des in 4 dargestellten Systems, bei dem der Rollator-Schwerpunkt 402 senkrecht auf dem Drehpunkt 122 der Hinterräder 114 steht.
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Bei Auslösung der Ankippfunktion werden der oder die Motoren 116 höchstens bis zum Erreichen eines vorgegebenen Kippwinkelschwellenwertes des Kippwinkels 400 angesteuert. Bei Erreichen des so vorgegebenen maximalen Kippwinkels 400 wird die Drehzahl der hinteren Räder 114 soweit reduziert – bei Bedarf auch ins Negative –, dass der Schwerpunkt 402 des Rollators 100 immer auf oder vor dem Drehpunkt 122 der Hinterräder 114 bleibt. Dadurch wird ein Überkippen des Rollators 100 nach hinten verhindert.
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Durch die optionale Stufenerkennung mittels der Sensorik 126 kann der Kippwinkel 400 vorgegeben werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Auslösung der Ankippfunktion durch einen zusätzlichen Tastschalter per Hand oder Fuß. Ein derartiger Tastschalter ist in geeigneter Höhe am Stützrahmen 104 angeordnet. Zur Auslösung ist nur ein kurzer Druck durch die Person bzw. den Anwender 102 nötig. Die Auslösung erfolgt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erst bei Loslassen des Tastschalters, eventuell mit kleiner Verzögerung, damit eine bestmögliche Standstabilität des Anwenders 102 für den Kippvorgang gegeben ist. Zur Sicherheit vor versehentlicher Auslösung kann gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Zeitintervall nach der Betätigung des Tastschalters vorgegeben sein. Bei Ablauf des Zeitintervalls erfolgt die Auslösung des Ankippvorgangs.
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Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel wird bei Auslösung der Ankippung über einen Lautsprecher am Gehwagen 100 ein Signalton oder ein gesprochener Hinweis ausgegeben. Der gesprochene Hinweis könnte beispielsweise lauten: „Bitte Griffe zum Ankippen festhalten.“
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Die Auslösung kann auch durch die Sensoren 126 zur Stufenerkennung erfolgen, also unter Zuhilfenahme von z. B. Ultraschall-, Radar-, Laser-, Infrarot- oder anderen Sensoren.
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Optional kann die Sensorik 126 auch die Höhe verschiedener Geländestufen 112 erkennen und den Kippwinkel des Rollators 100 für die jeweilige Stufe 112 bestimmen, sodass immer nur eine minimale Kippung des Rollators 100 ausgeführt wird. Das führt zu einem komfortablen Vorgang, da kein Absenken erforderlich ist.
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Die Sensoren 126 zur Stufenerkennung können selbstverständlich auch zur Erkennung von Abgründen – z. B. von abwärts führenden Stufen – dienen. Dadurch kann eine Verzögerung der Räder 114 bis hin zur Notbremsung ausgelöst werden.
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Die Sensoren 126 zur Stufenerkennung sind lediglich optional vorgesehen. Der Ankippvorgang kann auch durch einfaches Heranziehen der Rollatorgriffe 110 ausgelöst werden, ohne dass dazu eine spezielle Vorrichtung oder die Sensoren 126 zur Stufenerkennung erforderlich sind. Wenn der Rollator 100 mit einer Antriebssteuerung unter Verwendung von Abstandsinformationen über einen Abstand des Nutzers 102 zum Rollator 100 ausgerüstet ist, wird bei verkürztem Abstand des Nutzers 102 beim Heranziehen der Rollatorgriffe 110 der Elektromotor 116 oder die Mehrzahl von Elektromotoren 116 angesteuert und somit der Rollator 100 auf die Hinterräder 114 aufgestellt, also angekippt. Dabei überwachen die zuvor genannten Sensoren oder Schalter den Kippwinkel 400 und begrenzen ihn wie oben beschrieben. Die Abstandsinformation über den Abstand der Rollatorgriffe 110 vom Körper der Person 102 wird von der Sensorik 128 bereitgestellt.
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Verfügt der Rollator 100 zusätzlich über die Entfernungssensoren 130 im Kniebereich des Nutzers 102, wie bei dem in den 1 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, kann durch Verrechnung mit der ständig ermittelten Rollator-Neigung ein sicherer Stand des Anwenders 102 geprüft und unterstützt werden, sowohl im normalen Betrieb bergauf und bergab, als auch bei einem Ankippvorgang.
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Bei dem in den 1 und 4 gezeigten Gehwagen 100 sind die vorderen – nicht angetriebenen – Räder 115 gefedert am Stützrahmen 104 angeordnet. Dies ermöglicht ein komfortables und stoßreduziertes Aufsetzen des Gehwagens 100 beim Überwinden der erhöhten Geländestufe 112.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012001457 U1 [0003]
