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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung des Rückens, umfassend eine erste und eine zweite Befestigungseinrichtung zur Befestigung an unteren Extremitäten einer Person, eine Aktuatoreinrichtung und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Befestigungseinrichtung mit der Aktuatoreinrichtung, wobei die Befestigungseinrichtung einen ersten um eine erste Drehachse drehbaren Rotationskörper und einen zweiten um eine zweite Drehachse drehbaren Rotationskörper aufweist, sodass die erste Befestigungseinrichtung und die zweite Befestigungseinrichtung drehbar gegenüber der Verbindungseinrichtung sind, wobei die Aktuatoreinrichtung mit dem ersten Rotationskörper mittels einer ersten Seileinheit und mit dem zweiten Rotationskörper mittels einer zweiten Seileinheit verbunden ist.
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Aus dem Stand der Technik sind derartige Vorrichtungen zur Rückenunterstützung hinlänglich bekannt, auch bekannt unter einem Exoskelett. Mittels eines derartigen Exoskeletts bzw. einer derartigen Vorrichtung kann eine Bewegung des Rückens zum Heben von Lasten unterstützt werden, vorliegend mittels des Aktuators.
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Der Stand der Technik weist aber durch die Konstruktion einen Nachteil auf, dass die Bewegung der Rotationskörper nicht unabhängig voneinander ausgebildet ist oder lediglich mittels einer aufwändigen Konstruktion, etwa durch das Vorsehen von unabhängig arbeitenden Elektromotoren, unabhängig voneinander ausgebildet werden können. Im Unterstützungsfall hingegen, also wenn der Aktuator die Bewegung des Rückens unterstützt, etwa beim Anheben der Last, sollten die Rotationskörper simultan angesteuert werden. Dies bedarf jedoch, beispielsweise im Fall der Elektromotoren, eine aufwändige (An-)Steuerung der Elektromotoren.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, dass eine Ansteuerung des Aktuators und der Rotationskörper unabhängig voneinander sind und im Unterstützungsfall die Rotationskörper gemeinsam angesteuert werden können.
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Ein Kerngedanke der vorliegenden Anmeldung ist es daher, eine Vorrichtung zur Unterstützung des Rückens, umfassend eine erste und eine zweite Befestigungseinrichtung zur Befestigung an unteren Extremitäten einer Person, eine Aktuatoreinrichtung und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Befestigungseinrichtung mit der Aktuatoreinrichtung, wobei die Befestigungseinrichtung einen ersten um eine erste Drehachse drehbaren Rotationskörper und einen zweiten um eine zweite Drehachse drehbaren Rotationskörper aufweist, sodass die erste Befestigungseinrichtung und die zweite Befestigungseinrichtung drehbar gegenüber der Verbindungseinrichtung sind, wobei die Aktuatoreinrichtung mit dem ersten Rotationskörper mittels einer ersten Seileinheit und mit dem zweiten Rotationskörper mittels einer zweiten Seileinheit verbunden ist, wobei die Aktuatoreinrichtung einen Aktuator und eine mit dem Aktuator verbundene Seilvorrichtung umfasst, wobei die Seileinrichtung eine erste Seilscheibeneinheit, welche mit der ersten Seileinheit verbunden ist, und eine zweite Seilscheibeneinheit, welche mit der zweiten Seileinheit verbunden ist, umfasst, wobei die erste Seilscheibeneinheit und die zweite Seilscheibeneinheit um eine gemeinsame Welle drehbar gelagert und relativ zueinander drehbar sind.
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Durch eine Bewegung des Rückens, etwa ein Bücken nach vorne, werden die erste Seileinheit und die zweite Seileinheit in ihrer Länge verändert, da die Wegstrecke zwischen der Seilvorrichtung und dem ersten Rotationskörper und dem zweiten Rotationskörper, respektive, verändert wird.
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Vorzugsweise sind die Längen der ersten Seileinheit und der zweiten Seileinheit derart ausgebildet, dass wenn die Person sich vollständig oder nahezu vollständig gebückt hat, also keine weitere Rotation um die Drehachse der Rotationskörper vorgesehen ist, so dass die Seileinheiten vollständig gespannt sind und den Aktuator betätigen, so dass eine Gegenkraft durch den Aktuator erzeugt wird. Besonders bevorzugt sind die Längen der ersten Seileinheit und der zweiten Seileinheit derart ausgebildet, dass wenn die Person aufrecht oder nahezu aufrecht steht, keine Gegenkraft oder im Wesentlichen keine Gegenkraft durch den Aktuator erzeugt wird. Sobald sich die Person beginnt zu bücken oder gebückt hat, erzeugt der Aktuator eine Gegenkraft.
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Der Aktuator kann dabei entweder ein elektrischer Aktuator sein oder auch ein pneumatischer Aktuator, wie etwa ein aus dem Stand der Technik bekannter Luftmuskel.
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Um die genannte Aufgabe zu lösen, wird eine Seilvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Seileinrichtung eine erste Seilscheibeneinheit, welche mit der ersten Seileinheit verbunden ist, und eine zweite Seilscheibeneinheit, welche mit der zweiten Seileinheit verbunden ist, umfasst, wobei die erste Seilscheibeneinheit und die zweite Seilscheibeneinheit um eine gemeinsame Welle drehbar gelagert und relativ zueinander drehbar sind.
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Verbunden ist hierbei derart zu verstehen, dass die erste Seileinheit mit der ersten Seilscheibeneinheit in kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Kontakt steht.
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Durch eine derartige Seilvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Seilscheibeneinheit, welche zueinander relativ bewegbar sind hinsichtlich der Rotation um die gemeinsame Welle, kann eine Entkopplung des ersten und zweiten Rotationskörpers hinsichtlich der Bewegung erreicht werden.
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Es kann vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Länge der ersten Seileinheit und der zweiten Seileinheit, respektive, auf der ersten Seilscheibeneinheit und der zweiten Seilscheibeneinheit, respektive, aufgerollt ist. Die Seilscheibeneinheiten können daher auch als ein erster und zweiter Seilspeicher angesehen werden.
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Es kann aber auch denkbar sein, dass nicht die Seilscheibeneinheiten als Seilspeicher dienen, sondern eine erste und eine zweite Seilspeichereinheit vorgesehen sein können, auf welchen die erste Seileinheit als auch die zweite Seileinheit aufgerollt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein erstes Federelement, welches mit der ersten Seilscheibeneinheit verbunden ist, und ein zweites Federelement, welches mit der zweiten Seilscheibeneinheit verbunden ist, vorgesehen sind, um bei einer Drehung der ersten Seilscheibeneinheit und/oder der zweiten Seilscheibeneinheit um die gemeinsame Welle die erste Seilscheibeneinheit und/oder zweite Seilscheibeneinheit nach einer Drehung um die gemeinsame Welle zurückzustellen.
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Genauso ist es denkbar, dass das erste und zweite Federelement mit der jeweiligen Seilspeichereinheit vorgesehen sein könnte, wodurch ein Aufrollen der ersten und zweiten Seileinheit möglich ist.
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Bei einer Bewegung werden daher die Seileinheiten zunächst von dem Seilspeicher, ob nun separat oder einer Seilscheibeneinheit, zunächst abgerollt, abhängig von der Bewegung des Rückens. Sind die Seileinheiten vollständig abgerollt, so wird ein Zug auf den Aktuator bewirkt, so dass eine Gegenkraft des Aktuators erzeugt wird.
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Bei einer Bewegung des Rückens wieder nach oben, also in Richtung der normalen aufrechten Position, so wird aufgrund der Federelemente wieder auf den jeweiligen Seilspeicher aufgerollt. Hierdurch kann prinzipiell, unabhängig von der Richtung der Bewegung, durch das Aufrollen der Seileinheiten auf dem jeweiligen Seilspeicher, eine Vorspannung der jeweiligen Seileinheit erreicht werden, wodurch eine bessere Betätigbarkeit erreicht werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das erste Federelement und das zweite Federelement um die gemeinsame Welle herum angeordnet sind.
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Es könnte jedoch auch denkbar sein, dass wenn eine separate Seilspeichereinheit vorgesehen ist, jede Seilspeichereinheit, um eine gemeinsame Drehachse oder auch separaten Drehachsen drehbar anzuordnen.
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Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, die Seilvorrichtung kompakter auszurichten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die erste Seileinheit mit der ersten Seilscheibeneinheit und die zweite Seileinheit mit der zweiten Seilscheibeneinheit derart verbunden sind, dass bei einer Drehung der ersten Seilscheibeneinheit und der zweiten Seilscheibeneinheit sich diese in entgegengesetzte Richtung um die gemeinsame Welle drehen.
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Beispielsweise könnte man sich vorstellen, dass die Verbindungen der Seileinheiten auf unterschiedlichen Seiten der gemeinsamen Welle angeordnet sind, was zu einer Drehung der einen Seilscheibeneinheit in die entgegengesetzte Richtung der anderen Seilscheibeneinheit zur Folge hat.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die erste Seilscheibeneinheit einen ersten sich in Richtung der zweiten Seilscheibeneinheit erstreckenden Stift und die zweite Seilscheibeneinheit einen zweiten sich in Richtung der ersten Seilscheibeneinheit erstreckenden Stift aufweisen, wobei zwischen der ersten Seilscheibeneinheit und der zweiten Seilscheibeneinheit eine Zwischenscheibeneinheit in Richtung der gemeinsamen Welle gesehen angeordnet ist, wobei die Zwischenscheibeneinheit eine erste Aussparung, welche mit dem ersten Stift in Wirkkontakt bringbar ist, mittels einer Drehung der ersten Seilscheibeneinheit, und eine zweite Aussparung, welche mit dem zweiten Stift in Wirkkontakt bringbar ist, mittels einer Drehung der zweiten Seilscheibeneinheit, aufweist.
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Insbesondere ist die Zwischenscheibeneinheit ebenso drehbar um die gemeinsame Welle angeordnet. Weiter insbesondere steht die Zwischenscheibeneinheit mit der ersten Seilscheibeneinheit und der zweiten Seilscheibeneinheit lediglich nur dann in Kontakt, wenn der erste Stift und/oder der zweite Stift mit der Seilscheibeneinheit in Kontakt stehen.
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Besonders bevorzugt ist es daher, dass wenn der erste Stift mit der ersten Aussparung und der zweite Stift mit der zweiten Aussparung in Kontakt stehen, die Relativbewegung der ersten Seilscheibeneinheit und der zweiten Seilscheibeneinheit zueinander verhindert ist.
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Wenn keine Relativbewegung der Seilscheibeneinheiten zueinander mehr möglich ist, heißt das, dass wenn eine Seileinheit weiter bewegt wird, also die Seillänge verändert werden muss oder soll, die gesamte Seilvorrichtung, also die erste Seilscheibeneinheit, die zweite Seilscheibeneinheit und die Zwischenscheibeneinheit, um die gemeinsame Welle als Ganzes gedreht wird.
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Das bedeutet weiter, dass die andere Seileinheit entsprechend in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird und so gesehen auf der entsprechenden Seilscheibeneinheit aufgerollt wird.
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Dies bedeutet weiter, dass wenn die Seileinheiten vollständig abgerollt sind und die Relativbewegung zueinander verhindert ist, trotzdem eine Bewegung der unteren Extremitäten möglich ist. Durch das Drehen der Seilvorrichtung als Ganzes um die gemeinsame Welle wird die Bewegung der unteren Extremitäten, also der Beine, imitiert, wodurch eben genau diese Bewegung möglich ist. Das heißt weiter, dass wenn die Person gebückt ist, eine Bewegung in der gebückten Haltung insbesondere nach vorne und nach hinten möglich ist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es daher vorgesehen, dass wenn der erste Stift mit der ersten Aussparung und der zweite Stift mit der zweiten Aussparung in Wirkkontakt stehen, eine weitere Drehung der ersten Seilscheibeneinheit oder der zweiten Seilscheibeneinheit eine Drehung der gesamten Seilvorrichtung bewirkt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist durch Rückstellung der ersten Seilscheibeneinheit und/oder der zweiten Seilscheibeneinheit, resultierend in einer Drehbewegung der ersten Seilscheibeneinheit und/oder der zweiten Seilscheibeneinheit, die erste Seileinheit auf der ersten Seilscheibeneinheit und/oder die zweite Seileinheit auf der zweiten Seilscheibeneinheit aufwickelbar.
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Dies trifft insbesondere auch dann zu, wenn die Seileinheiten vollständig abgewickelt bzw. abgerollt sind und eine Drehung der gesamten Seilvorrichtung vorgesehen ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Seilscheibeneinheit eine erste Aufnahme auf, welche komplementär zu einem ersten Ende der ersten Seileinheit ausgebildet ist, um dieses aufzunehmen, und dass die zweite Seilscheibeneinheit eine zweite Aufnahme aufweist, welche komplementär zu einem ersten Ende der zweiten Seileinheit ausgebildet ist, um dieses aufzunehmen.
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Hierdurch wird eine im Wesentlichen zumindest teilweise formschlüssige Verbindung geschaffen, wodurch die Seileinheiten mit der jeweiligen Seilscheibeneinheit in Verbindung stehen können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung als eine aktive oder passive Vorrichtung ausgebildet ist. Aktiv bzw. passiv sind hierbei im energietechnischen Sinne zu verstehen, wobei bei einer passiven Variante kein Energieeintrag von außen möglich ist, bei der aktiven Variante hingegen schon.
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Im Falle des Aktuators ausgebildet als pneumatischer Aktuator, etwa als Luftmuskel, ist eine passive Variante der Vorrichtung zu verstehen, dass der Aktuator einmalig mit einer bestimmten Menge an Fluid gefüllt wird und dieser dann im Gebrauch der Vorrichtung als eine Feder arbeitet.
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Im Falle der aktiven Variante für den Aktuator ausgebildet als pneumatischer Aktuator ist eine aktive Variante derart zu verstehen, dass der Aktuator mit einer externen Energiequelle, also etwa einem Fluidreservoir, einem Kompressor oder dergleichen verbunden ist, mittels welcher Fluid in den Aktuator eingebracht werden kann oder aus dem Aktuator entnommen werden kann.
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Insbesondere in der Industrie ist meist ein leichter Zugang zu Druckluft oder dergleichen möglich.
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Es sei dabei darauf hingewiesen, dass die aktive Variante der Vorrichtung weitere Steuerung der jeweiligen Elemente benötigt, ebenso Sensoren, um diese Steuerung durchführen zu können.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden von der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
- 1 Vorrichtung nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform;
- 2 Vorrichtung der 1 in einer Rückansicht;
- 3 Aktuatorvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
- 4 Seilvorrichtung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
- 5 Seilvorrichtung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
- 6 Seilvorrichtung gemäß 5 in einer Seitendarstellung;
- 7 Seilvorrichtung gemäß 5 in einer Rückansicht;
- 8 Seilvorrichtung gemäß 5 in einer Draufsicht.
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Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es kann möglich sein, dass in Figuren manche Elemente ohne Bezugszeichen zur besseren Übersichtlichkeit sind.
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In der 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Unterstützung des Rückens dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 eine erste Befestigungseinrichtung 2 und eine zweite Befestigungseinrichtung 3 umfasst, welche ausgebildet und dafür vorgesehen sind, an unteren Extremitäten, vorzugsweise den Beinen und weiter bevorzugt mit Oberschenkel, einer Person verbunden zu werden.
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Darüber hinaus ist eine Verbindungseinrichtung 5 zu erkennen, welche mit der ersten Befestigungseinrichtung 2 und der zweiten Befestigungseinrichtung 3 schwenkbar verbunden sind. Insbesondere weist die erste Befestigungseinrichtung 2 einen ersten Rotationskörper 6 auf, welcher um eine erste Drehachse 7 drehbar mit der Verbindungseinrichtung 5 verbunden ist. Ebenso weist die zweite Befestigungseinrichtung 3 einen zweiten Rotationskörper 8 auf, welcher um eine zweite Drehachse 9 drehbar mit der Verbindungseinrichtung 5 verbunden ist.
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Weiter umfasst die erste Befestigungseinrichtung 2 eine erste Befestigungsverbindung 33 und eine erste Befestigungsplatte 34, wobei die erste Befestigungsverbindung 33 an dem ersten Rotationskörper 6 verbunden ist und in einer ersten Längsrichtung L1 der Extremität verlaufend angeordnet ist. Es ist dabei die erste Längsrichtung L1 so zu verstehen, dass diese Längsrichtung L1 parallel zu einer Erstreckungsrichtung der Extremität ausgebildet ist. Das heißt, dass bei einer Bewegung der Extremität sich die erste Längsrichtung L1 entsprechend der Bewegung der Extremität mit verändert. Die erste Befestigungsplatte 34 ist dabei fest mit der Extremität verbunden.
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Weiter umfasst die zweite Befestigungseinrichtung 3 eine zweite Befestigungsverbindung 35 und eine zweite Befestigungsplatte 36, wobei die erste Befestigungsverbindung 35 an dem zweiten Rotationskörper 8 verbunden ist und in einer zweiten Längsrichtung L2 der Extremität verlaufend angeordnet ist. Es ist dabei die zweite Längsrichtung L2 so zu verstehen, dass diese Längsrichtung L2 parallel zu einer Erstreckungsrichtung der Extremität ausgebildet ist. Das heißt, dass bei einer Bewegung der Extremität sich die zweite Längsrichtung L2 entsprechend der Bewegung der Extremität mit verändert.
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Die Längsrichtung L1, L2 können dabei einen Winkel zueinander einschließen, insbesondere bevorzugt aus dem Bereich von 0° bis maximal 150° bzw. maximal bis zu dem Winkel, welchen die Extremitäten zueinander einschließen können.
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Die Befestigungsverbindungen 33, 35 sind dabei starr mit dem jeweiligen Rotationskörper 6, 8 verbunden, so dass eine Rotation des Rotationskörper 6, 8 eine Rotation der Befestigungsverbindungen 33, 35 und ebenso der Befestigungsplatten 34, 36 bedingt.
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Die Verbindungseinrichtung 5 umfasst vorliegend ein Kraftübertragungsmittel 31 sowie ein Polster 32, welche an dem Kraftübertragungsmittel 31 angeordnet ist und zur Erhöhung des Tragekomforts dient. Die erste Befestigungseinrichtung 2, die zweite Befestigungseinrichtung 3 und die Aktuatoreinrichtung 4 sind jeweils mit dem Kraftübertragungsmittel 31 verbunden, insbesondere drehbar.
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Es ist auch möglich, dass die Rotationskörper 6, 8 derart an der Verbindungseinrichtung 5 angeordnet sind, dass die Rotationskörper 6, 8 um die gleiche Drehachse drehbar angeordnet sind.
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Weiter ist eine Oberkörperbefestigungseinrichtung 26 erkennbar, welche mit einem Oberkörper der Person verbunden werden kann, wobei die Oberkörperbefestigungseinrichtung 26 mittels eines Verbindungssystems 27 umfassend mindestens ein Verbindungsmittel 28 mit der Verbindungseinrichtung 5 verbunden ist. Die Oberkörperbefestigungseinrichtung 26 ist hierbei als ein Gurtsystem ausgebildet.
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Weiter ist zu erkennen, dass die Aktuatoreinrichtung 4 mittels einer ersten Verbindungsstelle 29 mit der Verbindungseinrichtung 5 und mittels einer zweiten Verbindungsstelle 30 mit der Oberkörperbefestigungseinrichtung 26 verbunden ist, insbesondere schwenkbar.
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In der 2 ist dabei die Vorrichtung 1 der 1 in einer rückwärtigen Ansicht dargestellt, um die Verbindung der Aktuatoreinrichtung 4 mit den jeweiligen Rotationskörpern nochmals darzustellen.
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Wie zu erkennen ist, ist die Aktuatoreinrichtung 4 mittels der ersten Seileinheit 10 mit dem ersten Rotationskörper 6 und mittels der zweiten Seileinheit 11 mit dem zweiten Rotationskörper 8 verbunden.
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Für eine bessere Führung der ersten Seileinheit 10 und der zweiten Seileinheit 11 ist es denkbar, dass eine erste Umhüllung 27 für die erste Seileinheit 10 und eine zweite Umhüllung 28 für die zweite Seileinheit 11 vorgesehen sind. Vorzugsweise sind die Umhüllungen 27, 28 flexibel oder bis zu einem gewissen Grad starr ausgebildet, um die jeweilige Seileinheit 10, 11 führen zu können.
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In der 3 ist eine Ausführungsform der Aktuatoreinheit 4 dargestellt, wobei die Aktuatoreinheit 4 einen Aktuator 12 und eine Seilvorrichtung 13 umfasst.
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Der Aktuator 12 ist dabei ein pneumatischer Aktuator 12, welcher als ein Luftmuskel ausgebildet ist mit einem ersten Ende 41 und einem zweiten Ende 42, wobei das erste Ende 41 einen Fluidanschluss 40 aufweist, mittels welchem Fluid in den Aktuator 12 eingebracht oder entnommen werden kann. Das zweite Ende 42 ist mit einer Seilvorrichtung 13 verbunden, welche in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird.
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In der 4 ist die Seilvorrichtung 13 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform und in einer Explosionsdarstellung dargestellt.
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Wie dargestellt, umfasst die Seilvorrichtung 13 eine erste Seilscheibeneinheit 14 und eine zweite Seilscheibeneinheit 15, welche um eine gemeinsame Welle 16 drehbar angeordnet sind. Besonders vorteilhaft sind die Ausgestaltungen der Seilscheibeneinheiten 14, 15 identische, wobei die erste Seilscheibeneinheit 14 gespiegelt zu der zweiten Seilscheibeneinheit 15 angeordnet ist.
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Weiter weist die erste Seilscheibeneinheit 14 respektive die zweite Seilscheibeneinheit 15 eine erste Aufnahme 24 respektive eine zweite Aufnahme 25 auf. Die Ausführungen der ersten Aufnahme 24 gelten in analoger Weise für die Aufnahme 25.
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Die erste Aufnahme 24 weist eine bestimmte Form auf, wobei ein erstes Ende 47 der ersten Seileinheit 10 zumindest teilweise komplementär zu der Form der ersten Aufnahme 24 ausgebildet ist und derart ausgebildet ist, dass in Zugrichtung der Seileinheit eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten Aufnahme 24 und dem ersten Ende 47 hergestellt ist.
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Dadurch, dass die Seilscheibeneinheiten 14, 15 spiegelverkehrt zueinander hinsichtlich der Welle 16 angeordnet sind, sind die Aufnahmen 24, 25 auf verschiedenen Seiten der Welle 16 angeordnet, was zur Folge hat, dass sich die Seilscheibeneinheiten 14, 15 relativ zueinander in unterschiedliche Richtungen bewegen, bei Bewegung beider Seileinheiten 10, 11.
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Ebenso sind ein erstes Deckelelement 43 und ein zweites Deckelelement 44 vorgesehen, welche ebenso wie die Seilscheibeneinheiten 14, 15 gespiegelt zueinander ausgebildet sind und identisch ausgebildet sind. Die Deckelelemente 43, 44 können mit der jeweiligen Seilscheibeneinheit 14, 15 verbunden werden, um ein Herausfallen des jeweiligen ersten Endes 47, 48 der Seileinheiten 10, 11 zu verhindern.
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Weiter weisen die Deckelelemente 43, 44 jeweils eine erste Wellenaufnahme 45 respektive eine zweite Wellenaufnahme 46 auf, mittels welchen die gemeinsame Welle 16 in seiner Position festgelegt werden kann. Die Welle 16 ist dabei vorzugsweise in die Wellenaufnahmen 45, 46 eingeführt bzw. durchgeführt, so dass die Welle 16 drehbar gegenüber den Wellenaufnahmen 45, 46 ist.
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Ebenso umfasst die erste Seilscheibeneinheit 14 einen ersten Stift 19, welcher sich in Richtung der zweiten Seilscheibeneinheit 15 erstreckt, und die zweite Seilscheibeneinheit 15 einen zweiten Stift, welcher sich in Richtung der ersten Seilscheibeneinheit 14 erstreckt.
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Darüber hinaus umfasst die Seilvorrichtung 13 eine Zwischenscheibeneinheit 21, welche in Erstreckungsrichtung der Welle 16 gesehen zwischen der ersten Seilscheibeneinheit 14 und der zweiten Seilscheibeneinheit 15 angeordnet ist. Der erste Stift 19 sowie der zweite Stift 20 sind dabei jeweils in einem Abstand 49 um die Drehachse der Welle 16 in radialer Richtung der Welle 16 beabstandet, oder in einem Abstand 49 von der Welle 16 in radialer Richtung beabstandet.
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Die Zwischenscheibeneinheit 21 weist weiter einen ersten Bereich 50 und einen zweiten Bereich 51 auf. Der erste Bereich 50 entspricht einem Teil eines ersten Kreisrings 56 mit einem ersten äußeren Durchmesser 52 und einem ersten inneren Durchmesser 53, welcher kleiner ist als der erste äußere Durchmesser und größer als der Radius der Welle 16 ist oder gleich dem Radius der Welle 16 ist. Der zweite Bereich 51 entspricht einem zweiten Kreisring 57 mit einem zweiten äußeren Durchmesser 54 und einem zweiten inneren Durchmesser 55, welcher kleiner ist als der zweite äußere Durchmesser 54 und größer als der Radius der Welle 16 ist.
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Bogenförmig zwischen dem ersten Kreisring 56 und dem zweiten Kreisring 57 als Übergang von dem ersten Kreisring 56 und dem zweiten Kreisring 57 sind die erste Aussparung 22 und die zweite Aussparung 23 angeordnet, welche in Übereinstimmung mit dem ersten Stift 19 und dem zweiten Stift 20 in dem Abstand 49 von der Drehachse der Welle 16 angeordnet sind.
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Die jeweiligen inneren 53, 55 und äußeren Durchmesser 52, 54 sind kleiner als die Erstreckung der Seilscheibeneinheiten 14, 15 in radialer Richtung gesehen. Es ist natürlich zu erkennen, dass der zweite äußere Durchmesser 54 und der zweite innere Durchmesser 55 größer sind als der Abstand 49.
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Weiter sind ein erstes Federelement 17 und ein zweites Federelement 18 zu erkennen, wobei das erste Federelement 17 mit der ersten Seilscheibeneinheit 14 und das zweite Federelement 18 mit der zweiten Seilscheibeneinheit 15 verbunden sind. Das heißt, dass bei einer Drehbewegung der entsprechenden Seilscheibeneinheit 14, 15 eine Rückstellkraft erzeugt wird, welche die Seilscheibeneinheit 14, 15 wieder um die Welle 16 in die der Drehbewegung entgegensetzte Richtung zurückdreht.
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Die Drehbewegung, welche durch das jeweilige Federelement 17, 18 hervorgerufen wird, hängt ebenso auf von dem Zug der jeweiligen Seileinheit 10, 11. Wird die Seileinheit 10, 11 entspannt, so wird durch die Drehbewegung durch das Federelement 17, 18 mehr Länge der Seileinheit 10, 11 auf der Seilscheibeneinheit 14, 15 aufgerollt.
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Sind die Seileinheiten 10, 11 vollständig von der jeweiligen Seilscheibeneinheit 14, 15 abgerollt, so stehen der erste Stift 19 und der zweite Stift 20 mit der Zwischenscheibeneinheit 21 in Kontakt, so dass eine Relativbewegung zwischen den Seilscheibeneinheiten 14, 15 gehemmt wird.
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Wird nun eine Seileinheit 10, 11 weiter gespannt, so bewirkt die Hemmung eine Drehung der gesamten Seilvorrichtung 13 um die gemeinsame Welle 16, da eben die Seilscheibeneinheiten 14, 15 in Wirkkontakt zueinander stehen.
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Dadurch ist es möglich, dass auch im vollständig abgerollten Falle, also wenn der Aktuator eine Gegenkraft erzeugt, beispielsweise durch Zug auf den Luftmuskel, so ist es dennoch möglich eine Gehbewegung durchzuführen, aufgrund des obig beschriebenen Sachverhalts.
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Zusammengefasst wird also nur eine Unterstützung durch den Aktuator 12 hervorgerufen, wenn mittels der Seilvorrichtung 13 ein Zug oder ein Signal zum Betätigen an den Aktuator 12 übermittelt wird, wobei dies dann der Fall ist, wenn die Relativbewegung der Seilscheibeneinheiten 14, 15 zueinander gehemmt ist. Die Seileinheiten 10, 11 sind vollständig von den Seilscheibeneinheiten 14, 15 abgerollt. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn die Person sich vollständig gebückt hat oder nahezu vollständig gebückt hat.
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Falls die Person sich zwischen einer vollständigen Bückung und der normalen aufrechten Position befindet, so ist ein Teil der jeweiligen Seileinheit 10, 11 mittels der Drehbewegung hervorgerufen durch das zugehörige Federelement 17, 18 auf der jeweiligen Seilscheibeneinheit 14, 15 aufgerollt, so dass eine Relativbewegung der Seilscheibeneinheiten 14, 15 zueinander möglich ist und kein Zug oder ein Signal auf den Aktuator 12 übertragen wird.
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In den 5 bis 8 ist die Seilvorrichtung 13 zusammengebaut in unterschiedlichen Darstellungen gezeigt.
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Die 5 zeig die Seilvorrichtung 13 in einer perspektivischen Ansicht, wobei ein Seilvorrichtungsverbindungselement 58 gezeigt ist, welches ausgebildet und vorgesehen ist, die Seilvorrichtung 13 mit dem Aktuator 12 zu verbinden.
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Das Seilvorrichtungsverbindungselement 58 umfasst hierbei einen ersten Haltebereich 59 und einen zweiten Haltebereich 60 sowie eine Verbindungsplatte 61. Dabei ist die Seilvorrichtung 13 zwischen dem ersten Haltebereich 59 und dem zweiten Haltebereich 60, in Erstreckungsrichtung der gemeinsamen Welle 16 gesehen, angeordnet. Ebenso ist die Verbindungsplatte 61 zwischen dem ersten Haltebereich 59 und dem zweiten Haltebereich 60 angeordnet. Vorzugsweise sind der erste Haltebereich 59 und der zweite Haltebereich 60 lösbar mit der Verbindungsplatte 61 verbunden, etwa durch eine Schraubverbindung.
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Weiter weist der erste Haltebereich 59 einen ersten Durchgang 62 und der zweite Haltebereich einen zweiten Durchgang 63 auf, durch welche jeweils die Welle 16 sich hindurcherstreckt, wodurch die Seilvorrichtung 13 drehbar mit dem Seilvorrichtungsverbindungselement 58 verbunden ist.
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Die Verbindungsplatte 61 weist darüber hinaus einen dritten Durchgang 64 auf, wobei sich der dritte Durchgang 64 senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Welle 16 erstreckt. Der dritte Durchgang 64 ist dafür ausgebildet und vorgesehen, dass eine Verbindung zwischen der Verbindungsplatte 61 und dem zweiten Ende 42 des Aktuators 12 hergestellt werden kann, beispielsweise durch eine Verschraubung oder dergleichen.
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In der 6 ist eine Seitenansicht des Gegenstands der 5 dargestellt.
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In der 7 ist eine Vorderansicht des Gegenstands der 5 dargestellt, wobei hierbei besonders gut die Anordnung der ersten Seilscheibeneinheit 14, der zweiten Seilscheibeneinheit 15, der Zwischenscheibeneinheit 21 und dem ersten Stift 19 und dem zweiten Stift 20 zu erkennen ist.
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Die 8 schließlich zeigt den Gegenstand der 5 in einer Draufsicht.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- erste Befestigungseinrichtung
- 3
- zweite Befestigungseinrichtung
- 4
- Aktuatoreinrichtung
- 5
- Verbindungseinrichtung
- 6
- erster Rotationskörper
- 7
- erste Drehachse
- 8
- zweiter Rotationskörper
- 9
- zweite Drehachse
- 10
- erste Seileinheit
- 11
- zweite Seileinheit
- 12
- Aktuator
- 13
- Seilvorrichtung
- 14
- erste Seilscheibeneinheit
- 15
- zweite Seilscheibeneinheit
- 16
- gemeinsame Welle
- 17
- erstes Federelement
- 18
- zweites Federelement
- 19
- erster Stift
- 20
- zweiter Stift
- 21
- Zwischenscheibeneinheit
- 22
- erste Aussparung
- 23
- zweite Aussparung
- 24
- erste Aufnahme
- 25
- zweite Aufnahme
- 26
- Oberkörperbefestigungseinrichtung
- 27
- Verbindungssystem
- 28
- Verbindungsmittel
- 29
- erste Verbindungsstelle
- 30
- zweite Verbindungsstelle
- 31
- Kraftübertragungsmittel
- 32
- Polster
- 33
- erste Befestigungsverbindung
- 34
- erste Befestigungsplatte
- 35
- zweite Befestigungsverbindung
- 36
- zweite Befestigungsplatte
- 37
- erste Umhüllung
- 38
- zweite Umhüllung
- 39
- Einhausung
- 40
- Fluidanschluss
- 41
- erstes Ende des Aktuators
- 42
- zweites Ende des Aktuators
- 43
- erstes Deckelelement
- 44
- zweites Deckelelement
- 45
- erste Wellenaufnahme
- 46
- zweite Wellenaufnahme
- 47
- erstes Ende der ersten Seileinheit
- 48
- erstes Ende der zweiten Seileinheit
- 49
- Abstand
- 50
- erster Bereich
- 51
- zweiter Bereich
- 52
- erster äußerer Durchmesser
- 53
- erster innerer Durchmesser
- 54
- zweiter äußerer Durchmesser
- 55
- zweiter innerer Durchmesser
- 56
- erster Kreisring
- 57
- zweiter Kreisring
- 58
- Seilvorrichtungsverbindungselement
- 59
- erster Haltebereich
- 60
- zweiter Haltebereich
- 61
- Verbindungsplatte
- 62
- erster Durchgang
- 63
- zweiter Durchgang
- 64
- dritter Durchgang
