DE102019006381A1

DE102019006381A1 - Drallstabilisierter Gehstock

Info

Publication number: DE102019006381A1
Application number: DE102019006381.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-03-11

Abstract

Der Gehstock mit einer drallbasierten Stabilisierung, durch mindestens eine aktiv gesteuerte Rotationsmasse, wird angewandt, damit ein Gehstock mit einem möglichst kleinen Fuß stabilisiert frei im Raum stehen kann.

Description

Thema, Umfeld
Zur Kompensation körperlicher Einschränkungen oder zur Unterstützung beim Laufen werden Gehstöcke verwendet. Für verschiedenartige Einsatzgebiete sind Gehstöcke unterschiedlich ausgeführt. So gibt es beispielsweise den klassischen Gehstock mit Griff. Für Wanderer gibt es Gehstöcke, welche ergonomisch auf das Wandern optimiert sind. Für Menschen mit körperlichen Einschränkungen gibt es ebenfalls verschiedenste Formen und Bauarten von Gehstöcken.
Stand der Technik
Bedingt durch die Gemeinsamkeit, dass es sich bei Gehstöcken um einbeinige Objekte handelt müssen sie, wenn sie gerade nicht verwendet werden, angelehnt werden, damit sie nicht umfallen.
Damit Gehstöcke nicht umfallen, gibt es insbesondere für Gehstöcke im Rehabilitationseinsatz speziell breite Fußbauformen, sodass der Gehstock durch einen möglichst breiten Fuß mitten im Raum frei stehen bleiben kann. Insbesondere für Menschen, welche beim Gehen eingeschränkt sind, ist es nützlich, wenn sie ihren Gehstock, nicht immer anlehnen müssen, wenn sie ihn gerade nicht brauchen.
Kritik am Stand der Technik
Frei im Raum stehende Gehstöcke benötigen jedoch einen sehr breiten Fuß und sind daher in ihrer Handhabung häufig unpraktisch, da sie deutlich mehr Platz benötigen, als Gehstöcke mit einem normalen Fuß. So lassen sich freistehende Gehstöcke zum einen nicht einfach lagern und zum anderen stört der breite Fuß des freistehenden Gehstockes einige Benutzer beim Laufen. Durch diesen breiten Fuß und die damit verbundenen Nachteile haben sich freistehende Gehstöcke nur teilweise etablieren können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher einen freistehenden Gehstock mit einem möglichst kleinen Fuß zu realisieren, indem der Gehstock über ein internes Stabilisierungssystem verfügt.
Patentbeschreibung
Der Gehstock mit einer drallbasierten Stabilisierung wird angewandt, damit ein Gehstock mit einem möglichst kleinen Fuß stabilisiert frei im Raum stehen kann.
Eine rotierende Masse führt zu einem Drall und somit zu einer Stabilisierung um eine Achse. Durch dieses physikalische Grundprinzip wird beispielsweise auch die Stabilisierung von Fahrrädern, Kreiseln und Satelliten ermöglicht. Diese Erfindung setzt ebenfalls auf dieses Prinzip, wendet es in einem Gehstock an und stabilisiert dadurch den Gehstock, dass dieser beim freien Stehen stabilisiert wird.
Hierzu befindet sich im Gehstock (1) mindestens eine Rotationsmasse (11), welche zur Funktionsausführung (Stabilisierung durch den Drall) zum Rotieren gebracht wird. Beschleunigt wird die Rotationsmasse (11) durch einen gehstockinternen Antrieb (12). Dieser Antrieb wandelt die Energie aus einem gehstockinternen Energiespeicher (13) in Rotationsenergie um, sodass die Rotationsmasse rotiert. Weiter dient dieser Antrieb (12) auch dazu, die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsmasse (11) zu reduzieren und letztendlich zu stoppen, sodass der Antrieb (12) die Rotationsenergie zurückwandelt, damit diese wieder im gehstockinternen Energiespeicher (13) gespeichert werden kann. Bevorzugt wird dies durch mehrere kleine Antriebe (12) mit ihren jeweiligen Rotationsmassen (11) realisiert, sodass unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten möglich sind, um die Momente bei der Beschleunigung und Verzögerung klein zu halten. Gesteuert werden die Antriebe (12) und somit die Rotation der Rotationsmassen (11) durch mindestens einen Beschleunigungssensor (21) im Gehstock (1) und durch mindestens einen Sensor zur Gehstockbelastungserfassung (22) und durch mindestens einen Berührungssensor (23) am Griff (2). Verarbeitet werden die Steuerdaten in der Steuereinheit (24).
Dadurch sind folgende Betriebssituationen möglich.

1) Der Gehstock (1) wird aufrecht freistehend abgestellt: In dem Moment, wo der Gehstock (1) freistehend abgestellt wird, erfasst der Beschleunigungssensor (21) eine vergleichsweise ruhige Lage mit lediglich der Erdbeschleunigung beziehungsweise Erdanziehungskraft entlang der Z-Achse. Gleichzeitig erfassen die Berührungssensoren (23) eine Reduktion der Griffkraft und die Gehstockbelastungserfassung (22) erfasst eine Gewichtskraft, welche ungefähr der Masse des Gehstocks (1) entspricht. Daraufhin beschleunigt der Antrieb (12) die stillstehende Rotationsmasse (11) mit der Energie des Energiespeichers (13), sodass durch die Rotationsmasse (11) ein ausreichend starker Drall erzeugt wird um den Stock zu stabilisieren.
2) Der Gehstock (1) steht freistehend: Die beschleunigte Rotationsmasse (11) stabilisiert durch den Drall den stehenden Stock. Der Antrieb (12) hält mit der Energie des Energiespeichers (13) die Drehzahl aufrecht.
3) Der Gehstock (1) wird wieder verwendet: Der freistehende Gehstock (1) wird, nachdem die Berührungssensoren (23) am Griff (2) wieder eine Person erfassen und die Gehstockbelastungserfassung (22) erfasst, dass der Gehstock (1) angehoben wird, in einen drallfreien Zustand versetzt. Hierzu wird die Rotationsmasse (11) durch den Antrieb (12) abgebremst und die Rotationsenergie der Rotationsmasse (11) im Energiespeicher (13) gespeichert.

Der Antrieb (12) wird als Elektromotor oder als anderer Energiewandler ausgeführt. Im Falle eines Elektromotors wird bevorzugt ein Nabenmotor verwendet. Der Energiespeicher (13) wird als Akkumulator und/oder Kondensator und/oder als anderer Energiespeicher ausgeführt. Je nach Typ beziehungsweise je nach Eigenschaften kann der Energiespeicher (13) auch in die Rotationsmasse (11) integriert werden um die Gesamtmasse zu reduzieren. Dies ist beispielsweise bei einzelnen Kondensatorbauarten möglich.
Die Berührungssensoren (23) am Griff (2), sowie die Gehstockbelastungserfassung (22) lassen sich alternativ durch ein Bedienelement (31) am Griff ersetzen. Durch dieses Bedienelement (31) kann ein manueller Betrieb beziehungsweise ein manuelles aktivieren, sowie deaktivieren des Dralles ermöglicht werden.
Zum Aufladen und/oder als Datenschnittstelle verfügt der Gehstock über eine Ladeschnittstelle (32). Weiter kann er zum Aufladen im Falle eines elektrischen Energiespeichers (13) auch mit einer induktiven Ladeschnittstelle (33) zum kabellosen Laden ausgestattet sein.
Weiter kann der Gehstock (1) zum Aufladen, im Falle eines elektrischen Energiespeichers (13), mit einem Lineargenerator (35) und einem dazugehörenden beweglichen Element ausgestattet sein. Dadurch kann, durch die Bewegung des Benutzers beim Laufen (in der Phase ohne stabilisierende Rotation), aus der oszillierenden Bewegung des Gehstockes (1) beim Laufen, Strom erzeugt werden, sodass der Energiespeicher (13) geladen wird.
Zusätzlich kann der Gehstock (1) mit einer USB-Schnittstelle (35) ausgestattet sein, damit er als Powerbank verwendet werden kann, um andere Geräte, wie beispielsweise Mobiltelefone aufzuladen.
Es gibt zwei Ausführungsformen dieser Erfindung. Vom Grundprinzip und den Komponenten sind beide Ausführungsformen vergleichbar. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der kompakten bzw. weniger kompakten Bauform. Die erste Ausführungsform ist sehr kompakt und aufwendiger als die zweite. Bei der ersten Ausführungsform dieser Erfindung ist der Antrieb (12) und die umgebende Rotationsmasse (11) direkt im Stiel des Gehstockes (1) integriert. Die technisch sehr einfach umsetzbare zweite Ausführungsform dieser Erfindung hat den Antrieb (12) und die umgebende Rotationsmasse (11) am Stiel des Gehstocks (1) implementiert.
Ein Beispiel für eine kompakte Lösungsvariante, der Patentansprüche dieser Erfindung, wird in der 1 skizziert. Ein Beispiel für eine kostengünstige Lösungsvariante, der Patentansprüche dieser Erfindung, wird in den 2 und 3 skizziert.

Die 1 stellt die erste Lösungsvariante in der Z-X-Ebene dar. Die erste Lösungsvariante ist eine kompaktere Form der zweiten Lösungsvariante (vergleiche 2). Hierbei ist der Gehstock (1) mit seinem Griff (2) zu sehen. Im Gegensatz zur zweiten einfacheren umsetzbaren Ausführungsform befindet sich hier die Rotationsmasse (11) und der Antrieb (12) direkt im Stiel des Gehstocks (1). Auch bei dieser ersten Variante befindet sich die Rotationsmasse (11) rund herum um den Antrieb (12). Weiter befindet sich im Gehstock (1) der Energiespeicher (13). Zur Steuerung der Steuereinheit (24) befindet sich im Gehstock (1) auch noch der Beschleunigungssensor (21), der Belastungssensor (22) und der Berührungssensor (23). Je nach Ausführungsform befindet sich am Griff noch ein Bedienknopf (31) zum Aktivieren und Deaktivieren der Rotation und/oder dieses Gesamtsystems. Zur Stromerzeugung, während des Laufens, kann der Gehstock (1) auch mit einem Lineargenerator (34) ausgestattet sein, damit der Energiespeicher (13) aufgeladen werden kann. Weiter kann der Gehstock über eine USB-Schnittstelle (35) verfügen, um die Funktion einer Powerbank zu ermöglichen.
Die 2 stellt die Gesamtsituation der zweiten kostengünstigeren Lösungsvariante in der Z-X-Ebene dar. Es ist der Gehstock (1) mit seinem Griff (2) zu sehen. Am Stiel des Gehstocks (1) befindet sich die Rotationsmasse (11) mit ihrem Antrieb (12). Weiter befindet sich im Gehstock der Energiespeicher (13). Zur Steuerung der Steuereinheit (24) befindet sich im Gehstock (1) auch noch der Beschleunigungssensor (21), der Belastungssensor (22) und der Berührungssensor (23). Je nach Ausführungsform befindet sich am Griff noch ein Bedienknopf (31) zum Aktivieren und Deaktivieren der Rotation und/oder dieses Gesamtsystems. Zur Stromerzeugung, während des Laufens, kann der Gehstock (1) auch mit einem Lineargenerator (34) ausgestattet sein, damit der Energiespeicher (13) aufgeladen werden kann. Weiter kann der Gehstock über eine USB-Schnittstelle (35) verfügen, um die Funktion einer Powerbank zu ermöglichen.
Die 3 stellt einen Ausschnitt der zweiten Lösungsvariante in der X-Y-Ebene dar. Dieser Ausschnitt zeigt den Antrieb (12), sowie die Rotationsmasse (11).

Bezugszeichenliste

1:: Gehstock
2 :: Griff
11 :: Rotationsmasse
12 :: Antrieb
13 :: Energiespeicher
21:: Beschleunigungssensor
22 :: Belastungssensor
23 :: Berührungssensor
24 :: Steuereinheit
31:: Bedienelement
32 :: Ladeschnittstelle
33 :: Induktive Ladeschnittstelle
34 :: Lineargenerator
35 :: USB-Schnittstelle

Claims

Der drallstabilisierte Gehstock ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich hierbei um einen Gehstock (1) handelt, welcher durch den Drall einer integrierten Rotationsmasse (11) selbststabilisiert frei stehen kann und dass der Gehstock (1) zur Drallerzeugung aus einer Kombination aus mindestens einer Rotationsmasse (11) kombiniert mit mindestens einem Antrieb (12) kombiniert mit mindestens einem Energiespeicher (13) konstruiert ist und dass der Antrieb (12) mit der Energie des Energiespeichers (13) die Rotationsmasse (11) beschleunigt, sodass die Rotationsmasse (11) rotiert, was zu einem stabilisierenden Drall führt, sodass dadurch der Gehstock (1) frei stehen kann und dass der Antrieb (12), wenn er die Rotationsmasse (11) abbremst, die freiwerdende Energie im Energiespeicher (13) speichert und dass die Rotation der Rotationsmasse (11) über den Antrieb (12) durch die Kombination einer Steuereinheit (24) kombiniert mit einem Beschleunigungssensor (21) kombiniert mit einem Belastungssensor (22) kombiniert mit einem Berührungssensor (23) beeinflusst wird und dass die Steuereinheit (24) über den Antrieb (12) die Rotationsmasse (11) zur Drallerzeugung beschleunigt, wenn anhand des Beschleunigungssensors (21) kombiniert mit dem Belastungssensor (22) kombiniert mit dem Berührungssenor (23) ermittelt wird, dass der Gehstock (1) vom Benutzer losgelassen wird und dass die Steuereinheit (24) über den Antrieb (12) die Rotationsmasse (11) zur Drallerzeugung abbremst, wenn anhand des Beschleunigungssensors (21) kombiniert mit dem Belastungssensor (22) kombiniert mit dem Berührungssenor (23) ermittelt wird, dass der Gehstock (1) wieder vom Benutzer gehalten wird.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (12) als Elektromotor und/oder als anderer Energiewandler ausgeführt wird.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (13) als Akkumulator und/oder als Kondensator und/oder als anderer Energiespeicher ausgeführt wird.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (13) nicht in der Rotationsmasse (11) intergiert ist und/oder teilweise in der Rotationsmasse (11) intergiert ist und/oder komplett in der Rotationsmasse (11) intergiert ist.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 bis 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination aus dem Antrieb (12) kombiniert mit der Rotationsmasse (11) mehrfach im Gehstock (1) verbaut sein kann und dass im Falle einer Mehrfachausführung der Antriebs-Rotationsmassen-Kombination diese Rotationsmassen (11) mit gleichen und/oder mit unterschiedlichen und/oder mit entgegengesetzten Winkelgeschwindigkeiten rotieren können.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass am Griff (2) des Gehstockes (1) für den Benutzer ein Bedienelement (31) integriert sein kann und dass durch dieses Bedienelement (31) ein manueller Betrieb ermöglicht werden kann, sodass auf die Berührungssensoren (23) verzichtet werden kann und/oder auf die Gehstockbelastungserfassung (22) verzichtet werden kann und/oder auf den Beschleunigungssensor (21) verzichtet werden kann.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Berührungssensor (23) am Griff als Drucksensor und/oder als kapazitiver Sensor und/oder als anderer Sensor ausgeführt ist.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gehstock (1) mit einer Ladeschnittstelle (32) ausgestattet ist um die Energie des Energiespeichers (13) aufzuladen und/oder dass der Gehstock (1), im Falle einer elektrischen Ausführung des Energiespeichers (13), mit einer induktiven Ladeschnittstelle (33) ausgestattet sein kann um die Energie des Energiespeichers (13) aufzuladen und/oder dass der Gehstock (1), im Falle einer elektrischen Ausführung des Energiespeichers (13), mit einem Lineargenerator (34) ausgestattet sein kann, damit in der nicht stabilisierten Phase, während die Rotationsmasse (11) stillsteht und zugleich der Benutzer geht, Strom aus der Bewegung des Gehstockes (1) erzeugt werden kann um den Energiespeicher (13) aufzuladen.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gehstock (1), optional mit einer USB-Schnittstelle (35) ausgestattet sein kann, damit er optional die Funktion einer Powerbank erfüllen kann.
Der drallstabilisierte Gehstock nach Anspruch 1 bis 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass alle verwendeten Komponenten komplett im Gehstock (1) intergiert sind und/oder dass ein Teil der Komponenten so am Gehstock befestigt sind, dass sie die ursprünglichen Abmessungen des Gehstockes (1) nach außen erweitern.