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Die Erfindung betrifft eine Lenkrolle zum Vermitteln einer Information an einen Benutzer beim muskelbetriebenen Bewegen von einem rollbaren Gegenstand, wobei die Lenkrolle mindestens eine Laufrolle aufweist, die mindestens eine Laufrolle um eine Rollenachse drehbar ist und die Lenkrolle eine vertikale Drehachse aufweist, wobei die vertikale Drehachse im Wesentlichen orthogonal zur Rollenachse angeordnet ist, und die vertikale Drehachse mit dem rollbaren Gegenstand derart verbunden ist, dass die Lenkrolle um die vertikale Drehachse schwenkbar ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen rollbaren Gegenstand.
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Lenkrollen sind an einer Vielzahl von Gegenständen, beispielsweise einen Transportwagen oder einen Bürostuhl, montiert, um diese in jegliche Richtung rollen zu können. Hierbei richten sich die Lenkrollen selbstständig zur aktuellen Bewegungsrichtung aus und führen bei einem Richtungswechsel des rollenden Gegenstandes zunächst eine Drehung der jeweiligen Lenkrolle um ihre vertikale Achse durch.
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Des Weiteren sind mechanische Feststellbremsen der Laufrolle und Richtungsfeststeller der schwenkbaren Achse einer Lenkrolle bekannt. Dadurch kann die Bewegbarkeit von durch muskelbewegten rollbaren Gegenständen gezielt ausgeschlossen und somit der rollbare Gegenstand zum Stillstand gebracht werden. Beispielsweise wird in der
DE 10 2013 007 112 A1 ein Mobilteil mit Lenkrolle beschrieben, bei der durch eine Bestromung eines Elektromagneten über ein Keilgetriebe eine Schließung einer Trommelbremse bewirkt und somit die Arretierung der Laufrolle der Lenkrolle und der vertikalen Drehachse erzielt wird.
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Aus der
US 2017/0008340 A1 ist ebenfalls ein elektrischer Bremsmechanismus zur Arretierung der Dreh- und Rollbewegung von Lenkrollen bekannt.
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Die
DE 10 2009 058 919 A1 offenbart eine an einer Laufrolle angeordnete Brems- und Verriegelungseinrichtung mit einem reibschlüssigen Zugmittel und einer Band- oder Seiltrommel.
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In der
DE 101 05 614 A1 ist eine elektromechanische Feststelleinrichtung der Drehbewegung eines Laufrades mit einer einen Steuernocken der Laufrolle durchsetzenden Betätigungswelle beschrieben.
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Die
US 2015/0266342 A1 betrifft eine Lenkrolle mit einer Steuer- und Recheneinheit und einer elektromechanischen Bremse, an welche ein Kontrollsignal über ein Kabel von einer zentralen Kontrolleinheit übertragen oder von einem Mikrocontroller der Lenkrolle direkt generiert wird.
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Nachteilig bei allen bekannten mechanischen und/oder elektrischen Bremssystemen für Lenkrollen ist, dass deren Betätigung immer von der Aufnahmefähigkeit, der Benutzerentscheidung sowie der Fähigkeit des Benutzers abhängt. Somit wird oder werden ein notwendiger Richtungs- und/oder Geschwindigkeitswechsel sowie ein Stillstand des rollenden Gegenstandes nicht immer zuverlässig durch den Benutzer durchgeführt.
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Zudem ist der Benutzer des rollenden Gegenstandes weitgehend auf eine Vermittlung von visuellen, auditiven sowie audio-visuellen Informationen beschränkt. Werden diese Informationen von einem Benutzer missachtet, indem beispielsweise ein Warnschild übersehen wird, so wird der rollende Gegenstand vom Benutzer beispielsweise in einen Gefahrenbereich und/oder zugangsbeschränkten Bereich, wie beispielsweise eine Infektionsstation in einem Krankenhaus, unberechtigt eingebracht.
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Des Weiteren sind einige Benutzer, wie beispielsweise Menschen mit eingeschränkten Seh- und Hörvermögen, Demenzkranke und Kleinkinder nicht in der Lage, diese Informationen überhaupt oder optimal aufzunehmen und zu verarbeiten. Dadurch, dass die Vermittlung von unmittelbar mit den muskelbetriebenen Bewegungen von rollbaren Gegenständen zusammenhängenden Informationen bislang lediglich visuell beziehungsweise audio-visuell durch textuelle und symbolische Kommunikation sowie durch auditive Reize vorgenommen wird, entstehen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen Probleme. Gerade bei einer starken zusätzlichen Exposition werden visuelle, auditive und/oder audio-visuelle Reize auch von nichtwahrnehmungseingeschränkten Personen häufig nicht optimal rezipiert, übersehen und folglich nicht berücksichtigt. Dies stellt eine kontinuierliche Fehler- und Gefahrenquelle dar, insbesondere wenn sicherheits- und/oder gefährdungsrelevante Informationen übersehen und/oder nicht umgesetzt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Lenkrolle zum Vermitteln einer Information an einen Benutzer bei muskelbetriebenem Bewegen von einem rollbaren Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei insbesondere die Lenkrolle mindestens eine Laufrolle aufweist, die mindestens eine Laufrolle um eine Rollenachse drehbar ist und die Lenkrolle eine vertikale Drehachse aufweist, wobei die vertikale Drehachse im Wesentlichen orthogonal zur Rollenachse angeordnet ist, und die vertikale Drehachse mit dem rollbaren Gegenstand derart verbunden ist, dass die Lenkrolle um die vertikale Lenkachse schwenkbar ausgebildet ist, und die Lenkrolle mindestens eine elektromagnetische Bremse an der Laufrolle und/oder an der vertikalen Drehachse aufweist, wobei die elektromagnetische Bremse eine Spule aufweist, wobei die Spule um eine Welle der Laufrolle oder eine Welle der vertikalen Drehachse angeordnet ist, und die Lenkrolle derart eingerichtet ist, dass mittels der elektromagnetischen Bremse anhand einer Steuerinformation eine Bremskraft, insbesondere variable Bremskraft, auf die Laufrolle und/oder die vertikale Drehachse aufbringbar ist und somit die Information an den Benutzer während des muskelbetriebenen Bewegens des rollbaren Gegenstandes vermittelbar ist.
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Somit wird eine ausreichende Vermittlung von unmittelbar mit der muskelkraftbetriebenen Verbringung von rollbaren Gegenständen zusammenhängenden Informationen ermöglicht und die Aufnahme und Umsetzung dieser durch den Benutzer verbessert.
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Durch eine elektronische Veränderung der Gleitreibung der Rollbewegung der Laufrolle auf dem Untergrund und/oder Drehbewegung der vertikalen Drehachse wird direkt und automatisch ein Richtungswechsel, und/oder Geschwindigkeitswechsel oder ein Stillstand des rollenden Gegenstandes erzielt. Zudem wird dadurch die Wegführung und/oder Navigation des rollenden Gegenstandes sofort und unmittelbar beeinflusst.
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Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die veränderte Gleitreibung als Widerstand direkt für den Benutzer des rollenden Gegenstandes wahrnehmbar ist, wodurch die empfangene Information an den Benutzer weitergegeben wird. Dadurch werden bisherige visuelle, audio-visuelle, auditive und/oder haptische Reize an den Benutzer durch die zusätzlichen propriozeptiven/kinästhetischen Reize des Benutzers aufgrund der Veränderung der Gleitreibung unterstützt oder ersetzt.
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Die Propriozeption, Propriorezeption, propriozeptive Wahrnehmung oder auch Tiefensensibilität bezeichnet die Wahrnehmung von Körperbewegung und -lage im Raum oder bei der Lage einzelner Körperteile zueinander. Diese ist Teil der Interozeption und unterscheidet sich von der Oberflächensensibilität, insbesondere der taktilen oder haptischen Wahrnehmung. Insbesondere wird der Kraftsinn zur Propriozeption gerechnet, welcher Informationen über den Spannzustand von Muskeln und Sehnen liefert.
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Mittels der Steuerinformationen ist die Kraft zum Bewegen des rollbaren Gegenstandes mittels der elektromagnetischen Bremse auch derart einstellbar, dass der Benutzer die notwendige Kraft nicht mehr aufwenden kann und der rollbare Gegenstand folglich auch im Stillstand verbleibt.
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Es ist besonders vorteilhaft, dass beim Bewegen des rollenden Gegenstandes propriozeptiv durch den Kraftsinn wahrgenommene Veränderungen der Rollbewegung der Laufrolle dem Benutzer Informationen über die ausgeführte Tätigkeit vermittelt. Hierbei wird die Stärke des mechanischen Widerstandes aufgrund der Wirkung der elektromagnetischen Bremse genutzt, um eindeutig und individuell, das heißt ohne eine Offenlegung der Informationen an Außenstehende, eine Information direkt dem Benutzer mitzuteilen.
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Somit wird die erforderliche Bewegung des rollenden Gegenstandes dem Benutzer mittels der Steuerinformation und der elektromagnetischen Bremse vermittelt und unmittelbar automatisch ausgeführt. Dadurch erfolgt die erforderliche Bewegung und/oder der Stillstand eines rollbaren Gegenstandes auch dann, wenn beispielsweise ein Benutzer trotz kontinuierlicher Aufforderung durch visuelle oder auditive Hinweise oder aufgrund der Auffassung einer Zugangsbeschränkung als eine Wahrnehmung der äußeren Einschränkung seiner persönlichen Freiheit diese erforderliche Handlung nicht durchführt. Folglich kann ein fahrlässiges oder gefährliches Fehlverhalten vermieden werden.
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Darüber hinaus können Benutzer, welche in ihrem Seh- oder Hörvermögen beeinträchtigt oder noch nicht vollständig entwickelt sind und somit visuelle oder auditive Reize nicht vollständig oder nur sehr eingeschränkt erfassen, in ihrer Bewegung des rollbaren Gegenstandes unterstützt oder es kann gezielt in die Bewegung des rollbaren Gegenstandes eingegriffen werden.
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Weiterhin ist besonders vorteilhaft, dass die Information an den Benutzer unmittelbar und/oder mittelbar mit dem muskelbetriebenen Bewegen des rollbaren Gegenstandes zusammenhängen ist.
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Unter unmittelbar mit dem muskelbetriebenen Verbringen und somit Bewegen eines rollbaren Gegenstandes zusammenhängenden Informationen werden insbesondere Informationen verstanden, welche in einem aktuellen zeitlichen Zusammenhang mit dem muskelbetriebenen Verbringen des rollbaren Gegenstandes stehen. Unmittelbare Informationen können beispielsweise Informationen zur Wegführung, Zugangsbeschränkung und/oder Ortsbeschreibung darstellen. Unmittelbar mit dem muskelbetriebenem Bewegen von rollbaren Gegenständen zusammenhängende Informationen betreffen den Benutzer aktuell vor und in Ausführung der Handlung selbst.
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Unter einer mittelbaren Information wird eine Information verstanden, welche mit dem muskelbetriebenen Bewegen des rollbaren Gegenstandes in keinem aktuellen zeitlichen Zusammenhang steht. Hierbei kann es sich beispielsweise um allgemeine Warnhinweise handeln, welche in keinem aktuellen zeitlichen Zusammenhang mit dem muskelbetriebenen Bewegen des rollbaren Gegenstandes steht.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass mittels der gesteuerten elektromagnetischen Bremse eine elektronische Veränderung der Gleitreibung der Laufrolle und/oder der Drehachse der Lenkrolle zur Herstellung propriozeptiver/kinästhetischer Reize für die Vermittlung von Informationen im Zusammenhang mit dem Bewegen und somit Positionieren von muskelbetriebenen rollbaren Gegenständen verwendet wird.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
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Als „Lenkrolle“ (auch „Castorrad“) wird eine um eine vertikale Achse schwenkbare Laufrolle bezeichnet, welche sich selbstständig in eine Bewegungsrichtung des durch die Lenkrolle gestützten rollenden Gegenstandes ausrichtet und frei von einem Antrieb ist. Eine Lenkrolle weist mindestens eine Laufrolle auf. Die Lenkrolle ist mit einer zusätzlichen im Wesentlichen vertikal ausgerichteten „vertikalen Drehachse“ an dem rollbaren Gegenstand befestigt. Diese vertikale Drehachse der Lenkrolle schneidet sich insbesondere nicht mit einer horizontal ausgerichteten „Rollenachse“ der Laufrolle, sondern diese weisen einen definierten Abstand, auch Nachlauf genannt, zueinander auf, sodass die Laufrolle dem rollenden Gegenstand nachgeschleppt wird. Dies führt insbesondere dazu, dass sich die Lenkrolle erst um ihre vertikale Drehachse in einen neue Bewegungsrichtung ausrichten muss, wenn die momentane Ausrichtung der Lenkrolle nicht der aufgezwungenen Bewegungsrichtung des rollenden Gegenstandes entspricht. Beim Ausrichten erfolgt eine zusätzliche Reibung zwischen der Laufrolle und dem Untergrund und/oder Boden.
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Eine „Laufrolle“ ist insbesondere ein Rad, welches als scheibenförmiger Gegenstand idealerweise eine kreisförmige Kontur aufweist und sich um seine Achse („Rollenachse“ genannt), welche senkrecht auf der idealisierten Kreisebene steht, drehbar gelagert ist. Beim Bewegen rollt die Laufrolle ihren Umfang auf dem Untergrund und/oder Boden ab.
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Unter „muskelbetriebenem Bewegen“ wird insbesondere ein Ziehen, Schieben, Drehen und/oder eine sonstige Lageveränderung eines rollbaren und/oder rollenden Gegenstandes verstanden.
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Eine „elektromagnetische Bremse“ ist insbesondere eine Bremse, welche ihre Antriebskraft von einem Elektromagneten bezieht. Der Elektromagnet besteht insbesondere aus einem eisenhaltigen Kern, welcher beispielweise als Welle und/oder Achse ausgebildet sein kann und mit einem Draht (Spule) umwickelt ist, wobei bei Stromfluss durch die Spule ein Magnetfeld erzeugt wird. Die elektromagnetische Bremse dient insbesondere zum Abbremsen und/oder Stoppen der Laufrolle und/oder der Drehbewegung der Lenkrolle um die vertikale Drehachse. Die elektromagnetische Bremse wird insbesondere durch den Stromfluss durch die Spule betätigt und dadurch eine Bremskraft aufgebracht oder gelockert. Bei einer elektromagnetischen Bremse kann es sich auch um eine elektromagnetische Kupplung handeln.
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Durch die elektromagnetische Bremse wird insbesondere die Gleitreibung der Rollbewegung der Laufrolle auf dem Untergrund und/oder der Drehbewegung der vertikalen Achse der schwenkbaren Lenkrolle beeinflusst. Eine „Gleitreibung“ liegt insbesondere vor, wenn die Laufrolle auf dem Untergrund gleitet, sich also Laufrolle und Untergrund gegeneinander bewegen. Bei der Gleitreibung wirkt auf die Rolle eine Gleitreibungskraft, welche derart gerichtet ist, dass diese die Bewegung der Laufrolle relativ zum Untergrund hemmt.
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Bei einer „Steuerinformation“ handelt es sich insbesondere um eine Information, welche die elektromagnetische Bremse angesteuert und somit die Funktionsweise und/oder Bremskraft der elektromagnetischen Bremse verändert. Durch die Steuerinformation wird insbesondere mittels der elektromagnetischen Bremse eine Veränderung der Gleitreibung der Laufbewegung der Laufrolle und/oder der Drehbewegung an der vertikalen Drehachse der Lenkrolle bewirkt. Bei einer Steuerinformation kann es sich insbesondere um ein analoges oder digitales Steuersignal handeln. Beispielsweise handelt es sich bei der Steuerinformation um eine Spannung im Bereich von 0 bis 10 V. Bei der Steuerinformation kann es sich auch um ein Steuersignal einer Steuer- und/oder Recheneinheit handeln.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Lenkrolle sind mehrere elektromagnetische Bremsen an der Laufrolle und/oder an der vertikalen Drehachse angeordnet.
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Somit kann gleichzeitig die Gleitreibung der Laufbewegung der Laufrolle und der vertikalen Drehachse beeinflusst werden. Des Weiteren kann bei einer Lenkrolle mit mehreren Laufrollen ein gleichzeitiges Abbremsen und/oder Stoppen aller Laufrollen realisiert werden. Zudem kann bei einer Lenkrolle mit mehreren Laufrollen auch die einzelnen Laufrollen mit unterschiedlicher Intensität abgebremst oder gelockert werden.
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Um erfindungsgemäß eine Veränderung der Gleitreibung in einfacher Art und Weise und eine direkte Veränderung der Gleitreibung zu erzielen, weist oder weisen die elektromagnetische Bremse oder die elektromagnetischen Bremsen jeweils eine Spule auf, wobei die Spule jeweils um die Rollenachse der Laufrolle oder die vertikale Drehachse angeordnet ist.
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Dadurch wird bei einem Stromfluss durch die Spule ein Reibschluss zwischen der Spule und der Rollenachse oder der vertikalen Drehachse bewirkt, sodass die Bremskraft unmittelbar auf die Rollenachse oder die vertikale Drehachse einwirkt. Folglich erfolgt ein schnelles Abbremsen der Lenkrolle mit einem Richtungs- und/oder Geschwindigkeitswechsel oder einem Stillstand, welcher sofort und direkt die Information an den Benutzer vermittelt.
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Es ist besonders vorteilhaft, dass aufgrund der Verwendung einer Spule für die elektromagnetische Bremse, die handelsüblichen Maße von Lenkrollen durch die elektromagnetische Bremse nicht beeinflusst werden und bestehende Lenkrollen in einfacher Weise durch Anordnung einer Spule um die bestehende Rollachse und/oder die vertikale Drehachse als Kern der elektromagnetischen Bremse umgerüstet werden können.
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Eine „Spule“ ist insbesondere eine Wicklung, welche geeignet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen. Eine Spule ist insbesondere ein aufgewickelter Draht, wobei die Windungen voneinander räumlich isoliert sind. Die Spule weist insbesondere eine Induktivität auf und ist von Strom durchfließbar. Bei Stromfluss erzeugt die Spule insbesondere ein Magnetfeld in der Spule.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Lenkrolle ist die Spule koaxial mit der Rollenachse oder der vertikalen Drehachse angeordnet.
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Dadurch, dass die Spule zentriert um die Rollachse oder die vertikale Drehachse angeordnet ist, wird eine einfache Konstruktion erreicht und gleichzeitig eine optimale physikalische Kopplung erzielt. Folglich wird mittels der koaxial angeordneten Spule eine gleichmäßige Bremskraft auf die Rollenachse und/oder vertikale Drehachse aufgebracht.
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„Koaxial“ (auch „gleichachsig“) bedeutet insbesondere, dass die Spule und die Rollenachse oder die vertikale Drehachse eine übereinstimmende Rotationsachse aufweisen. Koaxial bedeutet auch, dass die Spule und die Rollenachse oder die vertikale Drehachse zumindest eine gemeinsame Achse aufweisen.
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Zur gezielten Ansteuerung der elektromagnetischen Bremse oder der elektromagnetischen Bremsen, ist der Lenkrolle eine Steuer- und/oder Recheneinheit zugeordnet oder die Lenkrolle weist eine Steuer- und/oder Recheneinheit auf, sodass die Steuerinformation mittels der Steuer- und/oder Recheneinheit vorgebbar ist.
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Unter einer „Steuer- und/oder Recheneinheit“ wird insbesondere ein elektronisches Steuer- und/oder Rechenwerk verstanden. Bei einer Steuer- und/oder Recheneinheit kann es sich beispielsweise um eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung oder um einen Prozessor handeln. Neben der Vorgabe einer Steuerinformation an die elektromagnetische Bremse dient die Steuer- und/oder Recheneinheit auch der elektronischen Datenverarbeitung. Insbesondere verarbeitet die Steuer- und/oder Recheneinheit Daten von zugeordneten Sensoren und schaltet den Stromdurchfluss der Spule oder Spulen. Statt einer Steuereinheit kann auch alternativ oder ergänzend eine Regeleinheit verwendet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Lenkrolle weist die Steuer- und/oder Recheneinheit einen Mikrocontroller auf oder die Steuer- und/oder Recheneinheit ist als Mikrocontroller ausgebildet.
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Somit wird eine sensorisch und aktorisch modifizierte Lenkrolle zur Steuerung der Gleitreibung der Rollenbewegung der Laufrolle und der vertikalen Drehachse der Lenkrolle für die Übermittlung von Informationen während des muskelbetriebenen Bewegens von rollenden Gegenständen bereitgestellt.
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Somit wird die Steuer- und Recheneinheit in einfacher Weise mit einem Standardbauteil realisiert.
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Ein „Mikrocontroller“ ist insbesondere ein Halbleiterchip, welcher einen Prozessor und/oder eine Peripheriefunktion aufweist.
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Ein „Rotationsencoder“ (auch „Drehgeber“ oder „Drehwinkelgeber“ genannt) ist insbesondere ein Sensor für den Drehwinkel. Somit kann insbesondere mittels des Rotationsencoders die aktuelle Stellung der Rollenachse und/oder der vertikalen Drehachse zum rollbaren Gegenstand bestimmt werden.
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Um den Drehwinkel der Rotationsachse und/oder der vertikalen Drehachse zu bestimmen, weist die Lenkrolle einen Rotationsencoder auf.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Lenkrolle eine visuelle Ausgabeeinheit und/oder eine auditive Ausgabeeinheit auf.
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Dadurch kann zusätzlich zu der Information, welche beim Bewegen des rollenden Gegenstandes aufgrund einer Veränderung der Gleitreibung der Lenkrolle dem Benutzer vermittelt wird, mindestens eine weitere visuell und/oder auditiv erkennbare Information vermittelt werden.
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Hierbei kann die visuelle Ausgabeeinheit dazu genutzt werden, um ergänzend zu der propriozeptiv wahrgenommenen Vermittlung von Informationen eine redundante und/oder präzisierende Information dieser Vermittlung zu gewährleisten. Es ist besonders vorteilhaft, dass aufgrund der propriozeptiv wahrgenommenen Veränderung der Gleitreibung beim Benutzer gleichzeitig eine höhere Aufmerksamkeit gegenüber einer simultan oder kurze Zeit später ausgesendeten visuellen Information der visuellen Ausgabeeinheit erzeugt wird.
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Die visuelle Ausgabeeinheit ist bevorzugt an der elektromagnetischen Bremse angeordnet und ringförmig ausgestaltet.
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Um die propriozeptiv wahrgenommene Information noch durch eine weitere Sinneswahrnehmung zu ergänzen, kann zusätzlich zur visuellen Ausgabeeinheit oder ergänzend die auditive Ausgabeeinheit angeordnet werden, sodass die Aufmerksamkeit des Benutzers, beispielsweise durch einen zusätzlichen Warnton, weiter gesteigert werden kann.
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Damit die Steuerinformation oder eine andere Information empfangbar und/oder sendbar ist, ist der Lenkrolle eine Netzwerkschnittstelle zugeordnet oder die Lenkrolle weist eine Netzwerkschnittstelle auf.
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Somit können neben der Steuerinformation auch andere Informationen von lokalen oder entfernten Quellen, beispielsweise ein Raumplan mit gekennzeichneten Zugangsbeschränkungsbereichen, an die Lenkrolle und somit die Steuer- und/oder Recheneinheit übermittelt und für die Veränderung der Gleitreibung mittels der elektromagnetischen Bremse verwendet werden.
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Beispielsweise können mittels entsprechender Sensoren der relative Rotationswinkel und der absolute Rotationswinkel der Rollenachse und/oder der vertikalen Drehachse sowie die Beschleunigung und die Position der Lenkrolle erfasst und mittels der Netzwerkschnittstelle an einen externen Empfänger gesendet werden. Hierbei kann der externe Empfänger wiederum selbst eine lokale oder entfernt liegende Quelle darstellen, und entsprechende Informationen an die Netzwerkschnittstelle der Lenkrolle übermitteln.
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Hierbei wird unter „Information von einer lokalen Quelle“ eine Information verstanden, welche sensorisch in unmittelbarem Umfeld der Lenkrolle und/oder von dem rollbaren Gegenstand sensorisch erfasst werden. Hierunter fallen zum Beispiel sensorisch in den anliegenden Räumen erfasste Informationen, wie beispielsweise von CO- und/oder Raumluftsensoren, Zustandsmessungen von Maschinen und Apparaten, von Bilderkennungssystemen und ähnliches. Als „entfernte Quelle“ werden insbesondere Datenbanken, Programmierschnittstellen zu Diensten wie Kalendern sowie sensorisch erfasste Informationen aus Bereichen, welche nicht an der Lenkrolle und/oder dem rollbaren Gegenstand anliegen, wie beispielsweise der Position anderer ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Lenkrolle ausgestatteten Gegenstände, verstanden. Durch die Ausgestaltung der Lenkrolle als Eingabe-/Ausgabeanordnung ist diese insbesondere in vorhandene IT-Infrastrukturen einbindbar.
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Eine „Netzwerkschnittstelle“ ist insbesondere eine Schnittstelle, welche einem Computer, Prozessor, Mikrocontroller oder einer Netzwerkkomponente den Zugang zu einem Rechnernetz ermöglicht.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen rollbaren Gegenstand, wobei der rollbare Gegenstand eine zuvor beschriebene Lenkrolle aufweist und insbesondere ein Wagen, ein Transportwagen, ein Einkaufswagen, ein Gepäckwagen, ein Gestell, ein Stuhl, ein Rollstuhl, eine Gehhilfe, ein Krankenhausbett oder ein Spielzeug ist.
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Somit sind Informationen beim manuellen Bewegen des rollenden Gegenstandes direkt dem Benutzer vermittelbar und mittels der Lenkrolle als aktives Navigationssystem kann der Benutzer direkt geführt werden. Durch Einbringen eines Widerstandes mittels der elektromagnetischen Bremse in das muskelbetriebene Schieben und Ziehen des rollenden Gegenstandes kann der räumliche Weg für den Benutzer erschwert begehbar oder auch komplett blockiert werden.
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Im Falle eines Einkaufswagens mit vier erfindungsgemäßen Lenkrollen kann beispielsweise nach Übertragen der Einkaufsliste über die Netzwerkschnittstelle gezielt mittels des Einbringens von propriozeptiven, kinästhetischen Reizen das Schieben des Einkaufswagens durch den einkaufenden Benutzer derart beeinflusst werden, dass die kürzesten Wege zu den auf der Einkaufliste befindlichen Waren und somit eine zielgerichtete Auswahl von Waren erfolgt. Hierbei wird der Zugang zu Bereichen, in denen sich nicht die gewünschten Waren befinden oder die lediglich dem Personal zustehen, durch Einschränken der Rollbewegung gehemmt oder gänzlich verwehrt. Durch Beeinflussung der Einschränkung der Rollbewegung sowie der Drehbewegung der Lenkrolle kann der Einkaufswagen entsprechend einer optimierten Wegführung anhand der Kaufabsicht in schnellster Zeit durch den Supermarkt geführt werden. Zudem kann im Bereich einer Selbstbedienungskasse bei einer fehlerhaften oder unvollständigen Transkation des Geschäftsprozesses durch Übertragung eines externen Steuersignals an die Lenkrolle eine graduelle Anhebung des Reibungswiderstandes bis zur Arretierung des Einkaufswagens erhöht werden und dadurch der Einkäufer direkt auf einen möglichen Fehler beim Bezahlen aufmerksam gemacht werden. Zudem kann über die auditive Ausgabeeinheit eine entsprechende Meldung direkt an den Einkäufer zur Kommunikation gerichtet werden.
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Ebenso kann ein Gepäckwagen in einer öffentlichen Infrastruktur, wie beispielsweise einem Bahnhof oder Flughafen, mittels der Lenkrolle gezielt zur Wegfindung, zeiteffizienten Wegführung und Einhaltung von Zugangsbeschränkungen für ein Verbringen des Gepäckwagens genutzt werden. Beispielsweise kann dadurch das Mitnehmen des Gepäckwagens in einen öffentlichen Sanitärbereich verhindert werden.
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Im Falle eines Krankenhausbettes ausgestattet mit den erfindungsgemäßen Lenkrollen, kann durch ein Erschweren des muskelbetriebenen Verbringens des Krankenhausbettes gegenüber einer unbeabsichtigten Kollision mit Möbeln im baulichen Bereich eine Sensibilisierung des Personals erzielt werden. Auch können entfernte Informationen, beispielsweise aus einem Belegungskalender und Raumbuchungsplan, bezogen werden, um gezielt neu bezogene Betten entsprechend des Bedarfes in die entsprechenden Krankenzimmer zu schieben. Zudem kann auch eine Kontamination eines frisch bezogenen Krankenhausbettes vermieden werden, indem beispielsweise mittels der erfindungsgemäßen Lenkrollen ein Eintritt des Krankenhausbettes in Bereiche mit biologischer Kontamination, beispielsweise durch multiresistente Keime, verhindert wird. Auch kann im Zusammenhang mit komplexen Arbeitsprozessen beispielsweise eine fehlerhafte Prozessfolge aufgrund unterlassener Dekontamination oder Desinfektion durch ein graduelles Anheben des Reibungswiderstandes der Lenkrollen dem schiebenden Personal des Krankenhausbettes persönlich und unmittelbar kommuniziert werden.
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Ein anderer vorteilhafter Anwendungsbereich sind lenkrollengestützte Geh- und Bewegungshilfen, wie beispielsweise Rollatoren oder Rollstühle, bei denen ebenfalls mit der Einbringung propriozeptiver/kinästhetischer Reize während der Nutzung der Gehhilfe oder des Rollstuhles Informationen zur Wegfindung, Orientierung sowie Einhaltung von Wegbeschränkungen direkt der hilfsbedürftigen Person übermittelt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Betreuung und Unterstützung von Menschen mit eingeschränktem Erinnerungsvermögen, da dadurch eine Selbstgefährdung verhindert werden kann.
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Ebenso kann die erfindungsgemäße Lenkrolle vorteilhaft in Transportwagen zur Verbringung von Gegenständen in der Lagerlogistik eingesetzt werden, indem beispielsweise ein propriozeptives/kinästhetisches unmittelbares Signal beim Passieren eines relevanten Lagerortes abgegeben wird. Neben der Wegfindung kann hier ebenfalls eine zeiteffiziente Wegführung und eine Einhaltung von Zugangsbeschränkungen realisiert werden. Ebenso kann auch eine fehlerhafte Prozessfolge, beispielsweise aufgrund von unvollständigem Beladen und/oder Entladen des Transportwagens mit einzelnen Gütern, vermieden werden.
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Bei der Benutzung eines rollbaren Spielzeugs, beispielsweise eines Spielautos für ein Kleinkind, welches in seinem Alter auditive und/oder visuelle Informationen noch gar nicht verstehen kann, kann mittels der erfindungsgemäßen Lenkrolle beispielsweise ein Rutschen auf dem Spielauto in einen gefährlichen Bereich, wie auf die Straße oder in einen an den Garten angrenzenden Teich, verhindert werden.
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Somit können die rollbaren Gegenstände so ausgestaltet werden, dass Arbeitsschutzrichtlinien und -vorschriften eingehalten sowie der Zutritt zu gefährlichen und/oder beschränkten Bereichen sowie die Selbstgefährdung verhindert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine schematische Explosionszeichnung einer Lenkrolle mit zwei Spulen als Magnetbremse um eine Welle einer Laufrolle und eine Welle der vertikalen Drehachse.
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Eine Lenkrolle 101 weist eine Laufrolle 103 auf. Entlang einer horizontalen Achse 105 ist eine Welle 111 der Laufrolle 103 angeordnet. Die Welle 111 der Laufrolle 103 ist koaxial von einer ersten Spule 113 als Magnetbremse umgeben.
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Orthogonal zur horizontalen Achse 105 weist die Lenkrolle 101 eine vertikale Achse 107 auf. In Ausrichtung der vertikalen Achse 107 ist eine Welle 115 der vertikalen Drehachse der Lenkrolle 101 angeordnet. Die Welle 115 der vertikalen Drehachse ist mit einem Schleifring 119 zur elektrischen Leistungs- und Signalübertragung verbunden. Um die Welle 115 ist in einer nicht näher bezeichneten Halterung eine zweite Spule 117 als Magnetbremse koaxial um die Welle 115 angeordnet.
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Des Weiteren weist die Lenkrolle 101 einen Mikrocontroller 121 und eine Netzwerkschnittstelle 125 sowie oberhalb der zweiten Spule 117 einen Rotationsencoder 123 und eine ringförmige Leuchtanzeige 127 auf. Des Weiteren ist an der Lenkrolle 101 ein Lautsprecher 129 angeordnet.
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Vier Lenkrollen 101 sind an einem nicht gezeigten Transportwagen montiert, welcher manuell von einer Person in einer Lagerhalle geschoben wird. Mit dem nicht gezeigten Transportwagen und den vier Lenkrollen 101 werden folgende Arbeitsgänge realisiert.
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Über die Netzwerkschnittstelle 125 ist ein Gebäudeplan mit zugangsbeschränkten Bereichen der Lagerhalle an die jeweilige Lenkrolle 101 übertragen worden. Bei Annäherung des Transportwagens aufgrund des Schiebens zu einem zugangsbeschränkten Bereich, wird durch Einbringen eines Stromflusses jeweils in die erste Spule 113 und die zweite Spule 117 als Magnetbremse in jeder Lenkrolle 101 der Widerstand beim Schieben erhöht, da der jeweilige Stromdurchfluss durch die erste Spule 113 und die zweite Spule 117 der jeweiligen Magnetbremsen einen Reibschluss von der Welle 111 der Laufrolle 103 und der Welle 115 der vertikalen Drehachse bewirkt und somit in einer Veränderung des aufzubringenden Drehmomentes für die Rollbewegung der jeweiligen Laufrolle 103 und der Drehbewegung der Welle 115 der vertikalen Drehachse der jeweiligen Lenkrolle 101 resultiert.
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Zudem wird für eine Bestimmung des Reibungswiderstandes eine aktuelle Stellung der Welle 115 der vertikalen Drehachse und somit der jeweiligen Lenkrolle 101 relativ zum Transportwagen kontinuierlich der Drehwinkel der Welle 115 der vertikalen Drehachse gemessen. Hierbei erfolgt die Verarbeitung der Sensordaten sowie ein Regeln des Stromflusses der ersten Spule 113 und der zweiten Spule 117 mittels des Mikrocontrollers 121.
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Trotz des Abbremsens der vier Lenkrollen 101 des nicht gezeigten Transportwagens mittels der ersten Spule 113 und der zweiten Spule 117 als Magnetbremsen wird der Transportwagen von der Person weiter in den zugangsbeschränkten Bereich geschoben. Daraufhin wird mittels eines Steuersignals des Mikrocontrollers 121 der Stromfluss durch die Spulen 113 und 117 weiter erhöht, sodass die vier Lenkrollen 101 vollständig blockiert werden und der Transportwagen zum Stillstand kommt. Zusätzlich zu dieser propriozeptiven/kinästhetischen unmittelbaren Vermittlung der entsprechenden zugangsbeschränkten Information an die Person erfolgt über die ringförmige Leuchtanzeige 127 ein rotes visuelles Warnsignal sowie über den Lautsprecher 129 ein Warnton. Daraufhin wird die Person auf ihren Fehler aufmerksam und schiebt den Transportwagen außerhalb des zugangsbeschränkten Bereiches.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Lenkrolle
- 103
- Laufrolle
- 105
- horizontale Achse
- 107
- vertikale Achse
- 111
- Welle der Laufrolle
- 113
- erste Spule als Magnetbremse
- 115
- Welle der vertikalen Drehachse
- 117
- zweite Spule als Magnetbremse
- 119
- Schleifring
- 121
- Mikrocontroller
- 123
- Rotationsencoder
- 125
- Netzwerkschnittstelle
- 127
- Leuchtanzeige
- 129
- Lautsprecher
