DE102016215400A1

DE102016215400A1 - Mobilitätssystem

Info

Publication number: DE102016215400A1
Application number: DE102016215400.1A
Authority: DE
Inventors: Frederic Stefan; Uwe Gussen; Frank Petri
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mobilitätssystem (2, 17, 28) mit wenigstens einem angetriebenen Exoskelett (1, 16, 23) für eine Person (25), das wenigstens eine Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des Exoskeletts (1, 16, 23) aufweist, und wenigstens einem Fahrzeug (3, 29) mit einem Fahrgastraum (4, 30) und wenigstens einer in dem Fahrgastraum (4, 30) angeordneten mechanischen Ankoppelstation (5, 18, 31), an die das Exoskelett (1, 16, 23) mechanisch ankoppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mobilitätssystem mit wenigstens einem angetriebenen Exoskelett für eine Person, das wenigstens eine Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des Exoskeletts aufweist.
Die Mobilität von Personen ist mit der Erhöhung der Weltbevölkerung und mit dem Durchbruch von miteinander verbundenen und automatisierten Mobilitätslösungen neuen Herausforderungen ausgesetzt. Immer mehr Personen müssen immer weiter und so effizient wie möglich reisen. Ein sogenanntes mehrmodales Reisen verlangt von einer Person, dass sie vor dem Erreichen ihres jeweiligen Bestimmungsortes das Transportmittel ein- oder mehrmals (z. B. Auto + Zug + Bus) wechselt. In vielen Situationen sind diese Wechsel mit einem Zeitverlust bzw. Zeitverzögerungen verbunden. In anderen Fällen könnte es vorkommen, dass der Bestimmungsort durch herkömmliche Transportmittel nicht direkt erreichbar ist. Das kann vorkommen, wenn beispielsweise ein Bestimmungsort in einer Fußgängerzone oder in einer Zone mit intensivem Verkehr (Stadtzentrum) und schlechten Parkmöglichkeiten liegt. Eine solche Situation kann insbesondere äußerst lästig sein für Personen, die eine schwere Last tragen müssen, für körperlich behinderte Personen, für Personen mit reduzierter Beweglichkeit, für ältere Personen oder für Personen, die längere Reisestrecken haben.
Viele Ideen bestehen, die Lösungen für den letzten Abschnitt einer Reise anbieten, wie beispielsweise Roller, Elektroroller, zusammenklappbare Fahrräder, Elektrofahrräder, Segway® Personal Transporter und dergleichen. Jedoch sind viele dieser Lösungen sperrig, bieten keinen guten Wetterschutz, sind nicht für raue Böden (z.B. nicht asphaltieren Straßen) und nicht zum Transport von schweren oder sperrigen Lasten geeignet. Fahrzeug-Sharing, wie beispielsweise Carsharing, Fahrrad-Sharing und dergleichen, stellt zwar eine gute Lösung dar, jedoch bietet dieser Service eine begrenzte Zahl von Fahrzeugen pro geografischen Bereich, wodurch der Service nicht immer zuverlässig gewährleistet ist. Schließlich sind einige dieser Services noch an sogenannte Stationen gebunden, die nicht überall verfügbar sind.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Mobilität von Personen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen weiterbildenden, insbesondere bevorzugten oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können.
Ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem umfasst wenigstens ein angetriebenes Exoskelett für eine Person, das wenigstens eine Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des Exoskeletts aufweist, und wenigstens ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum und wenigstens einer in dem Fahrgastraum angeordneten mechanischen Ankoppelstation, an die das Exoskelett mechanisch ankoppelbar ist.
Erfindungsgemäß kann das angetriebene Exoskelett in das Fahrzeug integriert werden. Hierdurch kann beispielsweise der letzte Abschnitt einer Reise und/oder jede Art einer intelligenten modalen Mobilitätslösung unterstützt werden. Die Erfindung ermöglicht insbesondere eine Betriebsweise, die ein mehrmodales Ankoppeln und Abkoppeln von erfindungsgemäßen Exoskeletten an Ankoppelstationen erfindungsgemäßer Fahrzeuge erlaubt, wobei die Exoskelette von Endbenutzern als Mobilitätsgeräte verwendet werden. Das an die Ankoppelstation angekoppelte Exoskelett kann seine Gestalt derart verändern, dass es die das Exoskelett nutzende Person bei irgendeiner gewünschten Körperhaltung, wie beispielsweise eine Sitzhaltung oder eine Stehhaltung, unterstützt.
Das erfindungsgemäße Mobilitätssystem bzw. dessen wenigstens eines Exoskelett kann vier spezielle Betriebsmodi umfassen, nämlich einen Betriebsmodus zum Eintreten in das Fahrzeug (Ankoppelmodus), einen Betriebsmodus zum Verlassen des Fahrzeugs (Abkoppelmodus), einen Betriebsmodus zum Gehen (Gehmodus), bei dem die das Exoskelett nutzende Person sich allein mittels des Exoskeletts fortbewegt, und einen Betriebsmodus zum Reisen (Reisemodus), bei dem die das Exoskelett nutzende Person sich mittels eines anderweitigen Transportmittels, wie beispielsweise eines Personenkraftwagens, eines öffentlichen Verkehrsmittels (z.B. Omnibus, U-Bahn, Zug, Straßenbahn, Flugzeug, Schiff) oder eines Lastkraftwagens fortbewegt.
Der Ankoppelmodus und der Abkoppelmodus können durch eine Reihe von Betriebsabläufen charakterisiert sein, die das Ziel haben, das Exoskelett mittels mechanischer, elektrischer und elektronischer Schnittstellen an die Ankoppelstation des Fahrzeugs anzukoppeln bzw. von der Ankoppelstation abzukoppeln. Eine mechanische Schnittstelle dient hierbei zum mechanischen Ankoppeln des Exoskeletts an die Ankoppelstation. Eine elektrische Schnittstelle dient dem unidirektionalen oder bidirektionalen Austausch von elektrischer Energie zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug. Die elektrische Schnittstelle kann teilweise an der Ankoppelstation oder separat von der Ankoppelstation angeordnet sein. Unter einer elektronischen Schnittstelle ist eine Kommunikationsschnittstelle zu verstehen, über die ein unidirektionaler oder bidirektionaler Datenaustausch zwischen der Elektronikeinheit des Exoskeletts und einer Elektronik des Fahrzeugs möglich ist. Die elektronische Schnittstelle kann teilweise an der Ankoppelstation oder separat von der Ankoppelstation angeordnet sein. Alternativ kann ein kabelloser Datenaustausch zwischen der Elektronikeinheit des Exoskeletts und der Elektronik des Fahrzeugs erfolgen.
Das angetriebene Exoskelett kann eine große Auswahl von Funktionen und Vorteilen bieten. Beispielsweise kann das angetriebene Exoskelett zur Verbesserung einer Gehgeschwindigkeit, zur Gehunterstützung, zur Führung der Person mittels der Elektronikeinheit in Form eines On-Board-Computers, zur Beheizung von wenigstens einem Abschnitt des Exoskeletts, zum Schutz gegen schlechtes Wetter, zur wenigstens teilweisen Unterstützung beim Tragen von schweren Objekten, zur individuellen Unterstützung von körperlich behinderten Personen, zur individuellen Unterstützung älterer Personen, zum Körperschutz und/oder zur Bewegung auf jeder Untergrundart, wie beispielsweise auf Stufen, Asphalt, Schlamm und dergleichen, eingerichtet sein. Die Elektronikeinheit des angetriebenen Exoskeletts kann von einer Elektronik des Fahrzeugs oder über ein anderweitiges Kommunikationsnetz mit Daten, beispielsweise einer genauen Kartographie der Umgebung und/oder einer Route zu dem jeweiligen Bestimmungsort, mit Unterhaltungsdaten oder dergleichen, versorgt werden.
Das erfindungsgemäße Exoskelett kann insbesondere als Mobilitätsgerät für den letzten Abschnitt einer Reise verwendet werden, das vollständig mechanisch, elektrisch und/oder elektronisch in erfindungsgemäße Fahrzeuge integriert werden kann und mit bestimmten Betriebsmodis ausgestattet ist, um auf einfache Weise und zuverlässig in einem erfindungsgemäßen Fahrzeug an eine Ankoppelstation ankoppelbar bzw. von dieser abkoppelbar zu sein. Solche roboterartigen Exoskelette bieten viele Vorteile bezüglich der Unterstützung von Personen mit eingeschränkter Mobilität, einem Erhöhen einer Aufnahmekapazität eines Fahrzeugs, einer Gehgeschwindigkeitserhöhung und dergleichen. Außerdem kann das erfindungsgemäße Exoskelett einen Wetterschutz aufweisen und eine sichere Mobilität auf verschiedenen rauen Untergrundarten sicherstellen.
Die mechanischen, elektrischen und elektronischen Integrationsvorschläge sowie die oben genannten Betriebsmodi (Ankoppelmodus, Abkoppelmodus, Gehmodus, Reisemodus) des Mobilitätssystems werden unten weiter beschrieben.
Das erfindungsgemäße Exoskelett kann an einen Fahrzeugsitz angekoppelt werden, der eine Ankoppelstation aufweist oder ausbildet. Hierzu kann ein Sitzteil und/oder ein Rückenteil des Fahrzeugsitzes allein wenigstens eine formstabile Schale aufweisen, die eine Aufnahme ausbildet, in die wenigstens ein Abschnitt des Exoskeletts zumindest teilweise eingefügt wird. Hierbei kann das Exoskelett gewissermaßen gefaltet bzw. zusammengeklappt werden. Alternativ kann das Exoskelett an eine Ankoppelstation angekoppelt werden und selbst einen vollständigen Fahrzeugsitz ausbilden bzw. einen herkömmlichen Fahrzeugsitz vollständig ersetzen. Durch diese Integration des erfindungsgemäßen Exoskeletts in das erfindungsgemäße Fahrzeug kann irgendein Fahrzeugsitz teilweise bzw. vollständig ersetzt werden.
In jedem Fall kann die das Exoskelett nutzende Person, beispielsweise der Fahrer, an dem Exoskelett eingespannt werden, bevor sie das Fahrzeug verlässt. Während des Reisemodus ist das Exoskelett über die Ankoppelstation sicher an dem Fahrzeug fixiert. Das Exoskelett kann vorzugsweise nur dann von dem Fahrzeug bzw. der Ankoppelstation gelöst werden, wenn das Fahrzeug sich im Stillstand befindet und die das Exoskelett nutzende Person einen bestimmten Betriebsmodus aktiviert hat. Wenn die Person das Fahrzeug verlassen hat, ist der Reisemodus nicht verfügbar.
Wenn die das Exoskelett nutzende Person in dem Fahrzeug sitzt, kann sie beispielsweise auf einem Abschnitt des, insbesondere zusammengeklappten, Exoskeletts sitzen, der eine Sitzoberfläche bereitstellt. Ein üblicherweise vorhandener Sicherheitsgurt kann durch Fixiergurte des Exoskeletts, mit denen die Person an dem Exoskelett einspannbar ist, ersetzt werden oder auch nicht. Ein solcher Fixiergurt des Exoskeletts kann ein Teil der Sitzoberfläche sein und aus dieser zum Anschnallen bzw. Einspannen der Person aus dem die Sitzoberfläche bereitstellenden Abschnitt des Exoskeletts herausgezogen werden, wobei das Exoskelett wenigstens eine Rückholeinheit zum Einziehen eines nicht benutzten Fixiergurtes aufweisen kann.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausgestaltung des Ankoppelmodus beschrieben. Wenn eine Person in ein Fahrzeug eintritt, können die folgenden Untermodi des Ankoppelmodus aktiviert werden, wobei jeder Untermodus vorzugsweise erst dann aktiviert werden kann, wenn der vorhergehende Untermodus beendet ist. Es kann ein Hinsetz-Untermodus gegeben sein, um die das Exoskelett nutzende Person bei einem Hinsetzen zu unterstützen. Alternativ oder additiv kann ein Aufsteh-Untermodus gegeben sein, um die das Exoskelett nutzende Person bei einem Aufstehen zu unterstützen. Es kann ein Fixier-Untermodus gegeben sein, um die mechanische, elektrische und/oder elektronische Verbindung zwischen der Ankoppelstation und dem an die Ankoppelstation angekoppelten Exoskelett sicherzustellen. Es kann ein Ausspann-Untermodus gegeben sein, der es der das Exoskelett nutzenden Person erlaubt, sich falls möglich und bei Bedarf von dem Exoskelett auszuspannen.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausgestaltung des Abkoppelmodus beschrieben. Wenn eine das Exoskelett nutzende Person das Fahrzeug mit dem Exoskelett verlassen will (es ist auch möglich, das Fahrzeug ohne das Exoskelett zu verlassen), kann sie einen Einspann-Untermodus aktivieren, bei dem die Person an dem Exoskelett eingespannt wird. Vorzugsweise lässt sich der Einspann-Untermodus nur dann aktivieren, wenn das Energieniveau eines elektrischen Energiespeichers des Exoskeletts über einem Grenzwert liegt. Während des Einspann-Untermodus sollte die Person sitzenbleiben und sich mittels spezieller Fixiergurte an das Exoskelett binden, wobei die Fixiergurte hierzu von der Person aus einem eine Sitzfläche bereitstellenden Abschnitt des Exoskeletts herausgezogen werden können. Hierdurch können ein Rückenteil des Exoskeletts und Oberschenkelteile des Exoskeletts an der Person befestigt werden. Sobald dies erfolgt ist, kann ein Löse-Untermodus aktiviert werden, um das Exoskelett von der mechanischen, elektrischen und/oder elektronischen Schnittstelle bzw. der Ankoppelstation zu lösen. Sobald dies erfolgt ist, kann die Person einen Ausstieg-Untermodus aktivieren und das Fahrzeug verlassen. In dem Ausstieg-Untermodus kann die Person mit Unterstützung durch das Exoskelett aufstehen und das Fahrzeug verlassen. Hierbei können beispielsweise Unterschenkelabschnitte und Fußabschnitte des Exoskeletts eingesetzt werden. Die Person kann ihre Füße in oder auf die Fußabschnitte stellen und anschließend die Reise mittels des Exoskeletts fortsetzen.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausgestaltung des Reisemodus beschrieben. Zunächst wird auf ein Beispiel eingegangen, bei dem die das Exoskelett nutzende Person ein Fahrer eines Personenkraftwagens ist. Wenn die Person zu dem Personenkraftwagen zurückkehrt, wird der Ankoppelmodus automatisch oder manuell eingeleitet. Zuerst kann der Hinsetz-Untermodus von der Person aktiviert werden, wobei die Person ihre Füße von den Fußteilen des Exoskeletts löst und die Unterschenkelteile des Exoskeletts nach hinten geklappt werden. Wenn dies erfolgt ist, kann sich die Person zurücklehnen und es wird der Fixier-Untermodus aktiviert, um das Exoskelett sicher mit der Ankoppelstation verbinden. Wenn dies erfolgt ist, kann abschließend der Ausspann-Untermodus aktiviert werden, in dem die Person die Fixiergurte lösen kann. Anschließend kann das Fahrzeug normal gefahren werden.
Als nächstes wird auf ein Beispiel für einen Reisemodus in einem öffentlichen Verkehrsmittel eingegangen. Bei diesem Beispiel kann das Exoskelett in jede Art eines öffentlichen Verkehrsmittels, wie beispielsweise einem Bus, einer U-Bahn, einem Flugzeug oder dergleichen, integriert werden. Das öffentliche Verkehrsmittel umfasst in seinem Fahrgastinnenraum vorzugsweise mehrere standardisierte erfindungsgemäße Ankoppelstationen, an die jeweils wenigstens ein erfindungsgemäßes Exoskelett mechanisch, elektrisch und/oder elektronisch angekoppelt werden kann. Die mit der mechanischen, elektrischen und/oder elektronischen Integration verbundenen Funktionalitäten sind ähnlich wie die Funktionalitäten, die bei einem Personenkraftwagen gegeben und oben beschrieben sind. Typischerweise befindet sich das Exoskelett in dem Gehmodus, wenn die das Exoskelett nutzende Person in das öffentliche Verkehrsmittel eintritt. Ein Steh-Untermodus des Ankoppelmodus kann von der Person und/oder automatisch durch das öffentliche Verkehrsmittel mittels eines bestimmten Kommunikationssystems aktiviert werden. Dann kann die Person das Exoskelett an einer freien Ankoppelstation in dem öffentlichen Verkehrsmittel ankoppeln. Das öffentliche Verkehrsmittel kann die Person über eine Signalisierung zur nächsten verfügbaren Ankoppelstation führen. Dann wird der Fixier-Untermodus des Ankoppelmodus aktiviert, sobald das Exoskelett an die Ankoppelstation angekoppelt ist. Die Ankoppelstation kann Energie und Informationen, wie beispielsweise ein Unterhaltungsangebot, eine Konnektivität, eine Einsatzfähigkeit oder dergleichen, mit dem Exoskelett austauschen. Das Ankoppeln kann derart erfolgen, dass das Exoskelett abhängig vom Personenwunsch und/oder abhängig von der jeweiligen Reisedauer eine stehende Haltung oder eine sitzende Haltung der Person unterstützt. Aus Sicherheitsgründen kann vorgesehen sein, dass der Ausspann-Untermodus während der Reise mit dem öffentlichen Verkehrsmittel nicht durch die Person aktivierbar ist. Wenn die das Exoskelett nutzende Person das öffentliche Verkehrsmittel wird verlassen möchte, wird die Person das Exoskelett von der Ankoppelstation abkoppeln und den Gehmodus aktivieren. Der Gehmodus ist der Betriebsmodus des Exoskeletts, bei dem allein das Exoskelett als Mobilitätsgerät verwendet wird. Der Gehmodus kann aktiviert werden, sobald der Abkoppelmodus abgeschlossen worden ist.
Im Folgenden wird die elektronische (digitale) Integration des Exoskeletts in das Fahrzeug beschrieben. Über eine Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem Exoskelett können mehrere digitale Interaktionen angeboten werden. Beispielsweise kann eine intelligente Sitzfunktion angeboten werden, bei der eine Sitzpositionseinstellung mittels Aktoren des Exoskeletts durchgeführt werden kann, die einen höheren Grad an Freiheit ermöglicht. Alternativ oder additiv können Sitzkomforteigenschaften, wie beispielsweise eine Massagefunktion oder eine Rückenstützfunktion, durch Aktoren des Exoskeletts aktiviert werden. Alternativ oder additiv kann ein Heizen oder Kühlen eines mit der Person in Kontakt stehenden Abschnitts des Exoskeletts mittels eines Heizgeräts bzw. Kühlgeräts des Exoskeletts durchgeführt werden.
Des Weiteren kann beispielsweise kann ein intelligentes Energiemanagement realisiert werden. Dabei kann das Exoskelett während des Reisemodus von dem Fahrzeug mit elektrischer Energie versorgt werden, wodurch beispielweise ein elektrischer Energiespeicher des Exoskeletts aufgeladen werden kann. Alternativ oder additiv kann das Exoskelett als zusätzliche elektrische Speicherkapazität für eine elektrische Energierückgewinnung (Rekuperation) während der Fahrt des Fahrzeugs verwendet werden. Hierdurch ist es auch möglich, elektrische Speichereinheiten des Fahrzeugs zu verkleinern, abhängig davon, wie viele Exoskelette in das Fahrzeug integriert sind. Alternativ oder additiv kann das Exoskelett zur Versorgung des Bordnetzes des Fahrzeugs mit elektrischer Energie verwendet werden, wenn das Energieniveau einer elektrischen Speichereinheit des Fahrzeugs unter einem Grenzwert liegt und wenn das Energieniveau des elektrischen Speichers des Exoskeletts über einem Grenzwert liegt.
Des Weiteren kann beispielsweise kann ein intelligenter Datenaustausch angeboten werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug Navigationsdaten oder eine berechnete Route an das Exoskelett senden, um eine nahtlose Fortsetzung der Reise mit dem Exoskelett nach dem Verlassen des Fahrzeugs zu ermöglichen. Alternativ oder additiv kann das Fahrzeug irgendwelche rechenintensiven Informationen als vorverarbeitete Informationen an das Exoskelett senden, um Kapazitäten der Elektronikeinheit des Exoskeletts einzusparen. Alternativ oder additiv kann das Fahrzeug eine Musik-Spielliste, Nachrichten oder dergleichen zu Unterhaltungszwecken an das Exoskelett senden. Alternativ oder additiv kann das Fahrzeug Informationen über die Sitzposition der Person und das Verhalten der Person auf dem Sitz sammeln, um mit dem Exoskelett eine bestimmte Sitzunterstützung anbieten zu können. Alternativ oder additiv kann das Fahrzeug auf Basis eines erfassten Gesundheitszustands der Person, eines Stresszustands der Person, eines physischen Zustand der Person oder dergleichen Informationen über den letzten Abschnitt der Reise an das Exoskelett senden, um eine bestimmte Unterstützung durch das Exoskelett auf dem letzten Abschnitt der Reise anzubieten.
Des Weiteren kann beispielsweise eine Überwachung von Betriebsmodis gegeben sein. Beispielsweise kann der Gehmodus für den letzten Abschnitt der Reise überwacht werden. Alternativ oder additiv kann der Reisemodus überwacht werden. Alternativ oder additiv kann die sichere Fixierung des Exoskeletts in dem Fahrzeug als Fahrzeugsitz überwacht werden. Alternativ oder additiv kann durch eine Überwachung des Energieniveaus des elektrischen Speichers des Exoskeletts verhindert werden, dass das Energieniveau des Exoskeletts auf dem letzten Abschnitt der Reise unter ein minimales Energieniveau fällt. Die Elektronikeinheit des Exoskeletts kann eingerichtet sein, um Bewegungen und eingebettete Eigenschaften, wie beispielsweise Navigation, Heizen, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Smartphone-Interaktion und dergleichen, des Exoskeletts zu kontrollieren.
Die Erfindung umfasst Betriebsmodi, um eine mehrmodale Integration des angetriebenen Exoskeletts in das Fahrzeug sicherzustellen. Insbesondere kann eine funktionelle Integration zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug erfolgen.
Die durch die Ankoppelstation gebildete mechanische Schnittstelle zwischen dem angetriebenen Exoskelett und dem Fahrzeug fixiert das Exoskelett sicher an dem Fahrzeug. Die Ankoppelstation kann für eine Vielzahl verschiedener Fahrzeugarten standardisiert sein. Die Ankoppelstation kann es ermöglichen, das Exoskelett in einer stehenden Position anzukoppeln. Alternativ oder additiv kann es die Ankoppelstation ermöglichen, das Exoskelett in einer sitzenden Position anzukoppeln. Die Ankoppelstation kann eingerichtet sein, einen direkten Körperkontakt zwischen dem Exoskelett und der das Exoskelett nutzenden Person aufrechtzuerhalten. Die Ankoppelstation kann eingerichtet sein, es der das Exoskelett nutzenden Person zu ermöglichen, sich an dem Exoskelett einzuspannen oder sich von diesem auszuspannen, ohne seine Position zu ändern. Die Ankoppelstation kann Verwendung von vorhandener Ausstattung des Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Fahrzeugsitz, machen. Die Ankoppelstation kann eine Energieschnittstelle, beispielsweise zur Versorgung des Exoskeletts mit elektrischer Energie, für ein intelligentes Energiemanagement oder dergleichen, aufweisen.
Die elektronische Schnittstelle kann eingerichtet sein, einen Unterhaltungsdatenaustausch zu ermöglichen. Die elektronische Schnittstelle kann eingerichtet sein, einen bidirektionalen Sensordatenaustausch zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug zu ermöglichen. Die elektronische Schnittstelle kann eine Konnektivitätsschnittstelle, beispielsweise für Internet, Navigation oder drahtlose Kommunikation, umfassen. Die elektronische Schnittstelle kann eingerichtet sein, einen bidirektionalen Datenaustausch, beispielsweise bezüglich einer Bahnlinie, eines Gesundheitszustands oder dergleichen, zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug zu ermöglichen.
Es kann zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug während des Ankoppelmodus und des Abkoppelmodus ein Datenaustausch erfolgen, wobei der Datenaustausch ein nahtloses Fixieren oder Lösen des Exoskeletts an bzw. von der Ankoppelstation ermöglichen kann. Zudem kann der Datenaustausch der das Exoskelett nutzenden Person eine Anleitung bereitstellen, um ein Ankoppeln und Abkoppeln erfolgreich und einfach zu erreichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Elektronikeinheit eingerichtet, den Betriebszustand des Exoskeletts derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das an die Ankoppelstation angekoppelte oder noch nicht angekoppelte Exoskelett von einem aufrechten Gehzustand in einen Sitzzustand überführt wird, wobei das Exoskelett in dem Sitzzustand zumindest teilweise einen Sitz für die das Exoskelett tragende Person ausbildet. Die Person kann beispielsweise mit dem Exoskelett ein öffentliches Verkehrsmittel betreten und das Exoskelett an eine freie Ankoppelstation ankoppeln. Nachdem dies erfolgt ist, kann die Elektronikeinheit das an die Ankoppelstation angekoppelte Exoskelett von dem aufrechten Gehzustand in den Sitzzustand überführen. Bevor das Exoskelett zum Verlassen des Fahrzeugs wieder von der Ankoppelstation gelöst wird, wird es mittels der Elektronikeinheit wieder von dem Sitzzustand in den Gehzustand überführt. Betritt beispielsweise eine Person mit dem Exoskelett einen Personenkraftwagen, überführt die Elektronikeinheit das noch nicht an die Ankoppelstation angekoppelte Exoskelett von dem aufrechten Gehzustand in den Sitzzustand, wodurch das Hinsetzen der Person unterstützt wird. Anschließend oder währenddessen wird das Exoskelett an die Ankoppelstation angekoppelt. Zum Verlassen des Fahrzeugs überführt die Elektronikeinheit das Exoskelett wieder von dem Sitzzustand in den Gehzustand, wodurch eine Aufstehbewegung der Person unterstützt wird. Vorab oder währenddessen wird das Exoskelett an von der Ankoppelstation abgekoppelt. Um den Betriebszustand des Exoskeletts entsprechend steuern und/oder regeln zu können, ist die Elektronikeinheit elektrisch mit Aktoren, also elektrischen Stellgliedern, des Exoskeletts verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Exoskelett wenigstens eine elektrische Energiequelle und wenigstens einen mit der Energiequelle verbundenen ersten elektrischen Anschluss, wobei die Ankoppelstation wenigstens einen mit einem Energieversorgungssystem des Fahrzeugs verbundenen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, und wobei bei an der Ankoppelstation angekoppeltem Exoskelett die beiden elektrischen Anschlüsse miteinander verbunden sind. Hiernach ist die elektrische Schnittstelle zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug an der Ankoppelstation angeordnet. Die elektrische Energiequelle des Exoskeletts ist vorzugsweise wiederaufladbar und kann beispielsweise als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Fahrzeug wenigstens eine elektronische Einrichtung, wobei die Elektronikeinheit über wenigstens eine Kommunikationsverbindung mit der elektronischen Einrichtung verbindbar ist. Die Kommunikationsverbindung kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Über die Kommunikationsverbindung können unterschiedliche Daten zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug ausgetauscht werden, wie es oben beispielhaft beschrieben ist. Die Kommunikationsverbindung kann automatisch aufgebaut werden, wenn die das Exoskelett nutzende Person sich dem Fahrzeug nähert, in den Fahrgastraum eintritt oder sich in dem Fahrgastraum befindet. Insbesondere kann die Kommunikationsverbindung aufgebaut werden, nachdem das Exoskelett an der Ankoppelstation angekoppelt worden ist. Alternativ kann die Kommunikationsverbindung aufgebaut werden, wenn dies von der Person durch Betätigung eines Bedienelements angefordert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Exoskelett wenigstens einen mit der Elektronikeinheit verbundenen ersten Kommunikationsanschluss, wobei die Ankoppelstation wenigstens einen mit der elektronischen Einrichtung verbundenen zweiten Kommunikationsanschluss aufweist, und wobei bei an der Ankoppelstation angekoppeltem Exoskelett die beiden Kommunikationsanschlüsse miteinander verbunden sind. Hiernach ist die elektronische Schnittstelle zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug an der Ankoppelstation angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Exoskelett wenigstens eine Heizeinheit und/oder wenigstens eine Kühleinheit, mit der wenigstens ein in Kontakt mit der Person stehender Abschnitt heizbar bzw. kühlbar ist. Die Elektronikeinheit des Exoskeletts kann die Heizeinheit bzw. die Kühleinheit bei Bedarf oder auf Anforderung durch die Person aktivieren oder deaktivieren, um einen hohen Komfort zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Exoskelett wenigstens eine Massageeinheit und/oder wenigstens eine einstellbare Rückenstützeinheit. Die Elektronikeinheit des Exoskeletts kann die Massageeinheit bzw. die Rückenstützeinheit bei Bedarf oder auf Anforderung durch die Person aktivieren oder deaktivieren, um einen hohen Komfort zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Exoskelett wenigstens eine Einstelleinheit zum Einstellen einer Sitzposition. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Exoskelett einen Fahrzeugsitz teilweise oder vollständig ausbildet, da das Exoskelett eine Sitzeinstellung entsprechend den herkömmlichen Fahrzeugsitzen ermöglicht. Die Elektronikeinheit des Exoskeletts kann die Einstelleinheit bei Bedarf oder auf Anforderung durch die Person aktivieren oder deaktivieren, um eine optimale Sitzposition einstellen zu können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Exoskelett wenigstens eine Wetterschutzeinheit, die von einer Ruhestellung in eine Aktivstellung, und umgekehrt, überführbar ist, wobei die Wetterschutzeinheit in der Aktivstellung die Person zumindest von oben abschirmt und in der Ruhestellung die Person nicht abschirmt. Die Wetterschutzeinheit kann schirmartig ausgebildet sein. Die Wetterschutzeinheit kann aufspannbar ausgebildet sein, um in ihrer Aktivstellung aufgespannt und in ihrer Ruhestellung zusammengefaltet zu sein. Die Elektronikeinheit des Exoskeletts kann eingerichtet sein, die Wetterschutzeinheit bei bestimmten, mittels einer Sensorik des Exoskeletts erfassten Wetterbedingungen automatisch oder auf Aufforderung durch die Person von ihrer Ruhestellung in ihre Aktivstellung überführt werden, und umgekehrt. Die Überführung der Wetterschutzeinheit von ihrer Ruhestellung in ihre Aktivstellung, und umgekehrt, kann mittels wenigstens eines mit der Elektronikeinheit ansteuerbaren Aktors des Exoskeletts erfolgen. Die Wetterschutzeinheit kann zumindest teilweise transparent ausgebildet sein. Die Wetterschutzeinheit kann derart ausgebildet sein, dass sie in ihrer Aktivstellung zumindest auch zusätzlich einen Kopfbereich der Person von vorne abschirmt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Wetterschutzeinheit wenigstens ein Head-up-Display und/oder wenigstens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angeordnet. Über das Head-up-Display können der das Exoskelett nutzenden Person Informationen angezeigt werden, wie beispielsweise eine Route oder dergleichen. Mittels der Mensch-Maschine-Schnittstelle kann die Person die an dem Head-up-Display angezeigten Informationen einstellen oder einzelne Funktionen des Exoskeletts aktivieren oder deaktivieren. Alternativ können das Head-up-Display und/oder die Mensch-Maschine-Schnittstelle separat von der Wetterschutzeinheit angeordnet sein.
Das Exoskelett kann verschiedene Bedienelemente für unterschiedliche Funktionen aufweisen, die von der das Exoskelett nutzenden Person zur Aktivierung oder Deaktivierung der jeweiligen Funktion betätigbar sind. Die Bedienelemente können durch physisch vorhandene Schalter, Taster oder dergleichen oder beispielsweise durch ein Touchscreen ausgebildet sein.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Mobilitätssystems, nach dem das Mobilitätssystem verschiedene Betriebsmodi durchläuft. Gemäß Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind verschiedene Kommunikationen zwischen dem Fahrzeug und den Exoskelett möglich. Auch ist ein Austausch von elektrischer Energie zwischen dem Fahrzeug und dem Exoskelett möglich.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsform beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Exoskeletts eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem in einem angekoppelten Sitzzustand;
2 eine schematische Seitenansicht eines Exoskeletts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem in einem angekoppelten Sitzzustand;
3 eine schematische Seitenansicht eines Exoskeletts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem in einem abgekoppelten Gehzustand;
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem; und
5 ein Ablaufschema eines Betriebs eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele für die Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen beschrieben. Der Einfachheit halber wird in den Abbildungen ein Exoskelett ohne Armteile gezeigt, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt. Stattdessen kann das Exoskelett auch Armteile aufweisen.
1 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines angetriebenen Exoskeletts 1 eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem 2 in einem angekoppelten Sitzzustand. Das angetriebene Exoskelett 1 für eine Person umfasst wenigstens eine nicht gezeigte Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des Exoskeletts 1. Hierzu ist die Elektronikeinheit mit nicht gezeigten Aktoren des Exoskeletts elektrisch verbunden. Das Mobilitätssystem 2 umfasst zudem ein schematisch angedeutetes Fahrzeug 3 mit einem Fahrgastraum 4 und einer in dem Fahrgastraum 4 angeordneten mechanischen Ankoppelstation 5, an die das Exoskelett 1 mechanisch angekoppelt ist.
Die Ankoppelstation 5 umfasst eine Rückenschale 6 und eine Sitzschale 7, die jeweils eine Aufnahme ausbilden. Das Exoskelett 1 umfasst ein Rückenteil 8, das in die an der Rückenschale 6 ausgebildete Aufnahme eingefügt ist und eine Fahrzeugsitzoberfläche ausbildet, an die sich die nicht gezeigte Person anlehnen kann. Des Weiteren umfasst das Exoskelett 1 für jedes Bein der Person ein gelenkig mit dem Rückenteil 8 verbundenes Oberschenkelteil 9, ein in 1 nach hinten geklapptes, gelenkig mit dem Oberschenkelteil 9 verbundenes Unterschenkelteil 10 und ein in 1 nach vorne geklapptes, gelenkig mit dem Unterschenkelteil 10 verbundenes Fußteil 11. Die Oberschenkelteile 9, die Unterschenkelteile 10 und die Fußteile 11 sind in die an der Sitzschale 7 ausgebildete Aufnahme eingefügt. Die Oberschenkelteile 9 bilden eine Fahrzeugsitzoberfläche aus, auf die sich die nicht gezeigte Person aufsetzen kann. An dem Rückenteil 8 und an den Oberschenkelteilen 9 sind Fixiergurte 12 angeordnet, die aus dem Rückenteil 8 bzw. den Oberschenkelteilen 9 herausgezogen werden können, um die Person anzuschnallen bzw. an dem Exoskelett 1 einzuspannen.
Die nicht gezeigte Elektronikeinheit des Exoskeletts 1 ist eingerichtet, den Betriebszustand des Exoskeletts 1 derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das noch nicht an die Ankoppelstation 5 angekoppelte Exoskelett 1 von einem aufrechten Gehzustand in den gezeigten Sitzzustand überführt wird, wobei das Exoskelett 1 in dem Sitzzustand teilweise einen Sitz für die das Exoskelett 1 tragende Person ausbildet. Anschließend wird das Exoskelett 1 an der Ankoppelstation 5 fixiert.
Das Fahrzeug 3 umfasst eine elektronische Einrichtung 13. Die Elektronikeinheit des Exoskeletts 1 ist über wenigstens eine Kommunikationsverbindung mit der elektronischen Einrichtung 13 verbindbar. Hierzu umfasst das Exoskelett 1 einen mit der Elektronikeinheit verbundenen ersten Kommunikationsanschluss 14 und die Ankoppelstation 5 einen mit der elektronischen Einrichtung 13 verbundenen zweiten Kommunikationsanschluss 15, wobei bei an der Ankoppelstation 5 angekoppeltem Exoskelett 1, wie es in 1 gezeigt ist, die beiden Kommunikationsanschlüsse 14 und 15 miteinander verbunden sind.
Das Exoskelett 1 kann wenigstens eine nicht gezeigte elektrische Energiequelle und wenigstens einen nicht gezeigten, mit der Energiequelle verbundenen ersten elektrischen Anschluss aufweisen. Die Ankoppelstation 5 kann wenigstens einen nicht gezeigten mit einem nicht gezeigten Energieversorgungssystem des Fahrzeugs 3 verbundenen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen. Bei an der Ankoppelstation 5 angekoppeltem Exoskelett 1 sind die beiden elektrischen Anschlüsse miteinander verbunden. Die beiden elektrischen Anschlüsse können an den Kommunikationsanschlüssen 14 und 15 angeordnet sein.
Das Exoskelett 1 kann wenigstens eine nicht gezeigte Heizeinheit und/oder wenigstens eine nicht gezeigte Kühleinheit aufweisen, mit der wenigstens ein in Kontakt mit der Person stehender Abschnitt des Exoskeletts 1 heizbar bzw. kühlbar ist. Des Weiteren kann das Exoskelett 1 wenigstens eine nicht gezeigte Massageeinheit und/oder wenigstens eine nicht gezeigte einstellbare Rückenstützeinheit aufweisen. Zudem kann das Exoskelett 1 wenigstens eine nicht gezeigte Einstelleinheit zum Einstellen einer Sitzposition aufweisen.
Das Exoskelett 1 kann zudem das Exoskelett wenigstens eine nicht gezeigte Wetterschutzeinheit aufweisen, die von einer Ruhestellung in eine Aktivstellung, und umgekehrt, überführbar ist, wobei die Wetterschutzeinheit in der Aktivstellung die Person zumindest von oben abschirmt und in der Ruhestellung die Person nicht abschirmt. Ferner kann an der Wetterschutzeinheit oder separat davon wenigstens ein Head-up-Display und/oder wenigstens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Exoskeletts 1 angeordnet sein.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Exoskeletts 16 eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem 17 in einem angekoppelten Sitzzustand. Das angetriebene Exoskelett 16 für eine nicht gezeigte Person umfasst wenigstens eine nicht gezeigte Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des Exoskeletts 16. Hierzu ist die Elektronikeinheit mit nicht gezeigten Aktoren des Exoskeletts 16 elektrisch verbunden. Das Mobilitätssystem 17 umfasst zudem ein schematisch angedeutetes Fahrzeug 3 mit einem Fahrgastraum 4 und einer in dem Fahrgastraum 4 angeordneten mechanischen Ankoppelstation 18, an die das Exoskelett 16 mechanisch angekoppelt ist.
Das Exoskelett 1 umfasst ein Rückenteil 19, das eine Fahrzeugsitzoberfläche ausbildet, an die sich die Person anlehnen kann. Des Weiteren umfasst das Exoskelett 1 für jedes Bein der Person ein gelenkig mit dem Rückenteil 19 verbundenes Oberschenkelteil 20, ein in 1 nach hinten geklapptes, gelenkig mit dem Oberschenkelteil 20 verbundenes Unterschenkelteil 21 und ein in 1 nach vorne geklapptes, gelenkig mit dem Unterschenkelteil 21 verbundenes Fußteil 22. Die Oberschenkelteile 20 bilden eine Fahrzeugsitzoberfläche aus, auf die sich die nicht gezeigte Person aufsetzen kann. An dem Rückenteil 19 und an den Oberschenkelteilen 20 sind nicht gezeigte Fixiergurte angeordnet, die aus dem Rückenteil 19 bzw. den Oberschenkelteilen 20 herausgezogen werden können, um die Person anzuschnallen bzw. an dem Exoskelett 16 einzuspannen.
Die nicht gezeigte Elektronikeinheit des Exoskeletts 16 ist eingerichtet, den Betriebszustand des Exoskeletts 16 derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das an die Ankoppelstation 18 angekoppelte Exoskelett 16 von einem aufrechten Gehzustand in den gezeigten Sitzzustand überführt wird, wobei das Exoskelett 16 in dem Sitzzustand vollständig einen Sitz für die das Exoskelett 16 tragende Person ausbildet.
Das Exoskelett 16 ist an der Ankoppelstation 18 fixiert. Das Fahrzeug 3 umfasst eine elektronische Einrichtung 13. Die nicht gezeigte Elektronikeinheit des Exoskeletts 16 ist über wenigstens eine Kommunikationsverbindung mit der elektronischen Einrichtung 13 verbindbar. Hierzu umfasst das Exoskelett 16 einen mit der Elektronikeinheit verbundenen ersten Kommunikationsanschluss 14 und die Ankoppelstation 18 einen mit der elektronischen Einrichtung 13 verbundenen zweiten Kommunikationsanschluss 15, wobei bei an der Ankoppelstation 18 angekoppeltem Exoskelett 16, wie es in 2 gezeigt ist, die beiden Kommunikationsanschlüsse 14 und 15 miteinander verbunden sind.
Das Exoskelett 1 kann wenigstens eine nicht gezeigte elektrische Energiequelle und wenigstens einen nicht gezeigten, mit der Energiequelle verbundenen ersten elektrischen Anschluss aufweisen. Die Ankoppelstation 18 kann wenigstens einen nicht gezeigten mit einem nicht gezeigten Energieversorgungssystem des Fahrzeugs 3 verbundenen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen. Bei an der Ankoppelstation 18 angekoppeltem Exoskelett 16 sind die beiden elektrischen Anschlüsse miteinander verbunden. Die beiden elektrischen Anschlüsse können an den Kommunikationsanschlüssen 14 und 15 angeordnet sein.
Das Exoskelett 16 kann wenigstens eine nicht gezeigte Heizeinheit und/oder wenigstens eine nicht gezeigte Kühleinheit aufweisen, mit der wenigstens ein in Kontakt mit der Person stehender Abschnitt des Exoskeletts 16 heizbar bzw. kühlbar ist. Des Weiteren kann das Exoskelett 16 wenigstens eine nicht gezeigte Massageeinheit und/oder wenigstens eine nicht gezeigte einstellbare Rückenstützeinheit aufweisen. Zudem kann das Exoskelett 16 wenigstens eine nicht gezeigte Einstelleinheit zum Einstellen einer Sitzposition aufweisen.
Das Exoskelett 16 kann zudem das Exoskelett wenigstens eine nicht gezeigte Wetterschutzeinheit aufweisen, die von einer Ruhestellung in eine Aktivstellung, und umgekehrt, überführbar ist, wobei die Wetterschutzeinheit in der Aktivstellung die Person zumindest von oben abschirmt und in der Ruhestellung die Person nicht abschirmt. Ferner kann an der Wetterschutzeinheit oder separat davon wenigstens ein Head-up-Display und/oder wenigstens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Exoskeletts 16 angeordnet sein.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Exoskeletts 23 eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem in einem abgekoppelten Gehzustand, wobei von dem Mobilitätssystem lediglich das Exoskelett 23 gezeigt ist. Das Exoskelett 23 ist im Wesentlichen entsprechend 2 ausgebildet, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obige Beschreibung zu den 2 verwiesen wird. Alternativ könnte das Exoskelett 23 entsprechend 1 ausgebildet sein.
Das Exoskelett 23 unterscheidet sich einerseits dadurch von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass das Exoskelett 23 eine Wetterschutzeinheit 24 aufweist, die von einer Ruhestellung in die in 3 gezeigte Aktivstellung, und umgekehrt, überführbar ist. Die Wetterschutzeinheit 24 schirmt in ihrer Aktivstellung die Person 25 von oben und teilweise von vorne ab und schirmt in ihrer nicht gezeigten Ruhestellung die Person 25 nicht ab. Andererseits unterscheidet sich das Exoskelett 23 dadurch von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass an der Wetterschutzeinheit 24 ein Head-up-Display 26 und/oder wenigstens eine nicht gezeigte Mensch-Maschine-Schnittstelle angeordnet ist. Rückseitig ist an dem Exoskelett 23 ein Tragabschnitt 27 zum Tragen von Lasten angeordnet.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem 28. Das Mobilitätssystem 28 umfasst wenigstens drei angetriebene Exoskelette 16 für Personen 25, wobei die Exoskelette 16 jeweils eine nicht gezeigte Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des jeweiligen Exoskeletts 16 aufweisen. Zudem umfasst das Mobilitätssystem 28 wenigstens ein Fahrzeug 29 in Form eines öffentlichen Verkehrsmittels mit einem Fahrgastraum 30 und wenigstens drei in dem Fahrgastraum 30 angeordnete mechanische Ankoppelstationen 31, an die jeweils ein Exoskelett 16 mechanisch ankoppelbar ist. Das Exoskelett 16 ist entsprechend dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obige Beschreibung zu 2 verwiesen wird.
Die nicht gezeigte Elektronikeinheit jedes Exoskeletts 16 ist eingerichtet, den Betriebszustand des Exoskeletts 16 derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das an die jeweilige Ankoppelstation 31 angekoppelte Exoskelett 16 von einem aufrechten Gehzustand in einen Sitzzustand überführt wird, wobei das Exoskelett 16 in dem Sitzzustand zumindest teilweise einen Sitz für die das Exoskelett 16 tragende Person ausbildet. Ein solcher Sitzzustand ist bei dem in 4 rechts gezeigten Exoskelett 16 zu sehen. Die beiden übrigen Exoskelette 16 sind in ihrem aufrechten Gehzustand an die jeweilige Ankoppelstation 31 angekoppelt.
Jedes Exoskelett 16 kann wenigstens eine nicht gezeigte elektrische Energiequelle und wenigstens einen nicht gezeigten, mit der Energiequelle verbundenen ersten elektrischen Anschluss aufweisen. Jede Ankoppelstation 31 kann wenigstens einen nicht gezeigten, mit einem nicht gezeigten Energieversorgungssystem des Fahrzeugs 29 verbundenen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, wobei bei an der jeweiligen Ankoppelstation 31 angekoppeltem Exoskelett 16 die beiden elektrischen Anschlüsse miteinander verbunden sind.
Das Fahrzeug 29 kann wenigstens eine nicht gezeigte elektronische Einrichtung aufweisen, mit der die Elektronikeinheit des Exoskeletts 16 über wenigstens eine Kommunikationsverbindung verbindbar ist. Hierzu kann jedes Exoskelett 16 wenigstens einen nicht gezeigten, mit der Elektronikeinheit verbundenen ersten Kommunikationsanschluss und jede Ankoppelstation 31 wenigstens einen nicht gezeigten, mit der elektronischen Einrichtung verbundenen zweiten Kommunikationsanschluss aufweisen, wobei bei an der jeweiligen Ankoppelstation 31 angekoppeltem Exoskelett 16 die beiden Kommunikationsanschlüsse miteinander verbunden sind.
Zudem kann jedes Exoskelett 16 wenigstens eine Heizeinheit und/oder wenigstens eine Kühleinheit aufweisen, mit der wenigstens ein in Kontakt mit der Person 25 stehender Abschnitt des Exoskeletts 16 heizbar bzw. kühlbar ist. Des Weiteren kann jedes Exoskelett 16 wenigstens eine nicht gezeigte Massageeinheit und/oder wenigstens eine nicht gezeigte einstellbare Rückenstützeinheit aufweisen. Zudem kann jedes Exoskelett 16 wenigstens eine nicht gezeigte Einstelleinheit zum Einstellen einer Sitzposition aufweisen.
Das Exoskelett 16 kann wenigstens eine nicht gezeigte Wetterschutzeinheit aufweisen, die von einer Ruhestellung in eine Aktivstellung, und umgekehrt, überführbar ist, wobei die Wetterschutzeinheit in der Aktivstellung die Person 25 zumindest von oben abschirmt und in der Ruhestellung die Person 25 nicht abschirmt. Die Wetterschutzeinheit kann entsprechend 3 ausgebildet sein. An der Wetterschutzeinheit kann wenigstens ein nicht gezeigtes Head-up-Display und/oder wenigstens eine nicht gezeigte Mensch-Maschine-Schnittstelle angeordnet sein.
5 zeigt ein Ablaufschema eines Betriebs eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Mobilitätssystem. Zunächst kann ein Nutzer des Mobilitätssystems unter Nutzung eines in einem Gehmodus 100 befindlichen Exoskeletts zu einem Fahrzeug gehen, mit dem zumindest ein Abschnitt einer Reise durchgeführt werden soll. Als nächstes kann der Nutzer des Exoskeletts, beispielsweise durch eine Betätigung eines Bedienelements, anzeigen, dass er in das Fahrzeug eintreten will. Befindet sich das Fahrzeug im Stillstand, kann das Fahrzeug anzeigen, ob es sich in einem Zustand zum ankoppeln des Exoskeletts an einer freien Ankoppelstation in seinem Fahrgastraum befindet.
Nach dem Betreten des Fahrzeugs kann das Exoskelett automatisch oder durch eine manuelle Aktivierung durch den Nutzer von dem Gehmodus 100 in einen Ankoppelmodus 200 überführt werden. Der Ankoppelmodus 200 umfasst einen Hinsetz-Untermodus 210, einen Aufsteh-Untermodus 220, einen Fixier-Untermodus 230 und einen Ausspann-Untermodus 240, die oben beschrieben sind.
Ist das Ankoppeln des Exoskeletts an die Ankoppelstation in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs abgeschlossen, kann das Exoskelett automatisch in einen Reisemodus 300 wechseln, in dem elektrische Energie und/oder Daten zwischen dem Exoskelett und dem Fahrzeug ausgetauscht werden können.
Der Nutzer des Exoskeletts kann als nächstes, beispielsweise durch Betätigung eines Bedienelements, seine Absicht anzeigen, aus dem Fahrzeug aussteigen zu wollen. Befindet sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt oder einem späteren Zeitpunkt in einem Stillstand und zeigt das Fahrzeug an, dass ein Abkoppeln von der Ankoppelstation sicher durchgeführt werden kann, kann das Exoskelett automatisch oder über eine nutzerseitige manuelle Betätigung eines Bedienelements von dem Reisemodus 300 in einen Abkoppelmodus 400 überführt werden. Der Abkoppelmodus 400 umfasst einen Einspann-Untermodus 410, einen Löse-Untermodus 420 und einen Ausstieg-Untermodus 430. Der Einspann-Untermodus 410 und der Löse-Untermodus 420 sind oben beschrieben. Der Ausstieg-Untermodus 430 wird von dem Exoskelett angenommen, wenn das Exoskelett von der Ankoppelstation gelöst ist. Das Exoskelett kann direkt von dem Ankoppelmodus 200 in den Abkoppelmodus 400, und umgekehrt, überführt werden, wenn der Nutzer des Exoskeletts durch eine manuelle Betätigung eines Bedienelements anzeigt, dass er seine Absicht geändert hat.
Nach Abschluss des Abkoppelmodus 400 verlässt der Nutzer zusammen mit dem Exoskelett das Fahrzeug und das Exoskelett wird automatisch oder manuell durch den Nutzer wieder in den Gehmodus 100 überführt.
Bezugszeichenliste

1: Exoskelett
2: Mobilitätssystem
3: Fahrzeug
4: Fahrgastraum
5: Ankoppelstation
6: Rückenschale
7: Sitzschale
8: Rückenteil
9: Oberschenkelteil
10: Unterschenkelteil
11: Fußteil
12: Fixiergurt
13: elektronische Einrichtung
14: Kommunikationsanschluss
15: Kommunikationsanschluss
16: Exoskelett
17: Mobilitätssystem
18: Ankoppelstation
19: Rückenteil
20: Oberschenkelteil
21: Unterschenkelteil
22: Fußteil
23: Exoskelett
24: Wetterschutzeinheit
25: Person
26: Head-up-Display
27: Tragabschnitt
28: Mobilitätssystem
29: Fahrzeug
30: Fahrgastraum
31: Ankoppelstation
100: Gehmodus
200: Ankoppelmodus
210: Hinsetz-Untermodus
220: Aufsteh-Untermodus
230: Fixier-Untermodus
240: Ausspann-Untermodus
300: Reisemodus
400: Abkoppelmodus
410: Einspann-Untermodus
420: Löse-Untermodus
430: Ausstieg-Untermodus

Claims

Mobilitätssystem (2, 17, 28) mit wenigstens einem angetriebenen Exoskelett (1, 16, 23) für eine Person (25), das wenigstens eine Elektronikeinheit zum Steuern und/oder Regeln eines Betriebszustands des Exoskeletts (1, 16, 23) aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens ein Fahrzeug (3, 29) mit einem Fahrgastraum (4, 30) und wenigstens einer in dem Fahrgastraum (4, 30) angeordneten mechanischen Ankoppelstation (5, 18, 31), an die das Exoskelett (1, 16, 23) mechanisch ankoppelbar ist.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit eingerichtet ist, den Betriebszustand des Exoskeletts (1, 16, 23) derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das an die Ankoppelstation (5, 18, 31) angekoppelte oder noch nicht angekoppelte Exoskelett (1, 16, 23) von einem aufrechten Laufzustand in einen Sitzzustand überführt wird, wobei das Exoskelett (1, 16, 23) in dem Sitzzustand zumindest teilweise einen Sitz für die das Exoskelett (1, 16, 23) nutzende Person (25) ausbildet.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Exoskelett (1, 16, 23) wenigstens eine elektrische Energiequelle und wenigstens einen mit der Energiequelle verbundenen ersten elektrischen Anschluss aufweist und dass die Ankoppelstation (5, 18, 31) wenigstens einen mit einem Energieversorgungssystem des Fahrzeugs (3, 29) verbundenen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, wobei bei an der Ankoppelstation (5, 18, 31) angekoppeltem Exoskelett (1, 16, 23) die beiden elektrischen Anschlüsse miteinander verbunden sind.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (3, 29) wenigstens eine elektronische Einrichtung (13) aufweist und dass die Elektronikeinheit über wenigstens eine Kommunikationsverbindung mit der elektronischen Einrichtung (13) verbindbar ist.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Exoskelett (1, 16, 23) wenigstens einen mit der Elektronikeinheit verbundenen ersten Kommunikationsanschluss (14) aufweist und dass die Ankoppelstation (5, 18, 31) wenigstens einen mit der elektronischen Einrichtung (13) verbundenen zweiten Kommunikationsanschluss (15) aufweist, wobei bei an der Ankoppelstation (5, 18, 31) angekoppeltem Exoskelett (1, 16, 23) die beiden Kommunikationsanschlüsse (14, 15) miteinander verbunden sind.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Exoskelett (1, 16, 23) wenigstens eine Heizeinheit und/oder wenigstens eine Kühleinheit aufweist, mit der wenigstens ein in Kontakt mit der Person (25) stehender Abschnitt des Exoskeletts (1, 16, 23) heizbar bzw. kühlbar ist.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Exoskelett (1, 16, 23) wenigstens eine Massageeinheit und/oder wenigstens eine einstellbare Rückenstützeinheit aufweist.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Exoskelett (1, 16, 23) wenigstens eine Einstelleinheit zum Einstellen einer Sitzposition aufweist.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Exoskelett (1, 16, 23) wenigstens eine Wetterschutzeinheit (24) aufweist, die von einer Ruhestellung in eine Aktivstellung, und umgekehrt, überführbar ist, wobei die Wetterschutzeinheit (24) in der Aktivstellung die Person (25) zumindest von oben abschirmt und in der Ruhestellung die Person (25) nicht abschirmt.
Mobilitätssystem (2, 17, 28) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wetterschutzeinheit (24) wenigstens ein Head-up-Display (26) und/oder wenigstens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angeordnet ist.