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Die Erfindung ist zu den Behelfsgeräten zuzurechnen,
die für
die Erleichterung beim Steigen des Benutzers auf die Treppenstufen
bestimmt sind, zum Beispiel, in Wohnhäusern oder Gebäuden, wo
es keine Aufzüge
oder andere Hebevorrichtungen gibt.
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Das Gerät ist für die Benutzer bestimmt, die
wegen den Gesundheitszustand die beschränkte Beweglichkeit des Bewegungs-
und Stützapparates
haben oder unter den Herz- und Kreislauferkrankungen leiden, die
erlauben dem Benutzer nicht die mittelschwere Belastung bei Bewegungen
ausstehen zu können.
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Außerdem kann man dieses Gerät auch während der
Krankenhausbehandlung in der postoperativen Periode, als die Gesundheit
des Benutzers wiederherstellt wird, für teilweisende körperliche
Entlastung des Körpers
verwenden.
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Weit bekannt sind die Konstruktionen
der, einen Stiel enthaltenen, Krücken
für die
Invaliden (siehe 1 und 2), die aus strapazierfähigen, leichte
Holzarten, zum Beispiel, die Eiche, die Buche, die Hagebuche u.s.w.,
ausgeführt
sind. Die gesamte Länge
dieser Krücken
ist nicht länger,
als die Höhe
von der Stützfläche bis
zu dem Unterarm des Benutzers, unter welchem die Unterarmstütze (3)
mit der weichen Unterlage (4) sich befindet.
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Auf der Entfernung von der Erdebene
bis zu der Handbiegung des Benutzers befindet sich der Handgriff
(33) für
die Stützung.
Das untere Ende der Krücke
das auf die Erde sich stützt,
ist mit dem Dämpfer
(2) aus Gummi, der eine willkürliche Form hat, ausgestattet.
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Für
das Steigen auf die Treppenstufen kann der Benutzer. je nach dem
gesundheitlichen Zustand. eine oder zwei Krücken benutzen. In beiden Fällen muss
der Benutzer die beträchtlichen
Muskelanstrengungen bei Bewegung anwenden und besonders beim Steigen
nach oben auf die Stufen der Flucht in den Gebäuden, die keine Hebevorrichtungen
haben. Das bezieht sich auch auf die Fälle, wenn der Benutzer die
natürlichen
Hindernisse, zum Beispiel, das Steigen auf die Erhöhungen bewältigen muss.
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Auf der 1 und 4 ist
die ähnliche
Konstruktion der Krücke
angegeben, aber aus den metallen Röhren ausgeführt.
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In dieser Konstruktion ist der Trägestiel
aus zwei Teilen (1) und (6) ausgeführt, die
Einer in den Anderen hereingehen. In dieser Konstruktion ist der
Handgriff (5) für
die Stützung
auch auf der Ebene der Handbiegung des Benutzers, senkrecht zu der
senkrechten Achse des Trägestiels
(6) mit der Ellbogenstütze
(7), eingebaut. Der Benutzer haltet sich an diesen Handgriff
(5) und die Ellbogenstütze
(7) hilft sein Ellbogengelenk fixieren. Aber in dieser
Konstruktion der Krücke
gibt's keine Unterarmstütze (3)
und dass erlaubt dein Benutzer nicht bei Bewegung sein Gewicht verteilen.
Deswegen ist die Krücke
auf der 3 und der 4 kleiner, als die Krücke auf
der 1 und 2.
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Man kann, unter Berücksichtigung
der Größe des Benutzers,
die gesamte Länge
des Trägestiels
(1) 3 und 4 durch die Umstellung des
beweglichen Trägestiels
(1) und der Fixierung seiner Lage mit Hilfe des Sperrbolzens
(8) zu ändern.
Das untere Ende des beweglichen Trägestiels (1), das
auf die Erde sich stützt, ist
mit dem Dämpfer
(2), zum Beispiel aus Gummi, ausgestattet.
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Wie oben gezeigt war, diese Konstruktion
der Krücke
(siehe die 3 und 4) erleichtert nicht dem Benutzer
die Muskelanstrengungen beim Steigen nach oben auf die Stufen der
Flucht minimal zu machen und das ganze Gewicht des Benutzers auf
seine Hände
fällt.
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Ursprünglich wird angenommen, dass
der Benutzer kann bei seinem Gesundheitszustand auf beiden Füßen stehen
und mit kleiner Muskelanstrengung sie zu bewegen, und auch kleine
Gewichte mit Hilfe beiden Händen
zu übertragen.
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Die Aufgabe (das Ziel) der Erfindung
ist das mobile, raumsparende, preiswerte und relativ leichtes elektromechanische
Gerät für das Steigen
des Benutzers auf die Treppestufen in den Gebäuden, die keine Hebevorrichtungen
haben, zu schaffen und zwar:
- – Die physische
Belastung teilweise ausschließen,
die beim Steigen nach oben den Bewegungs- und Stützapparat des Benutzers beeinträchtigt;
- – Die
Möglichkeit
mit erkrankten oder nichtarbeitenden (unbeweglichen) Kniegelenken,
die beide Füße vom Benutzer
haben, nach oben (nach unten) steigen;
- – Die
Möglichkeit
diese Geräte
vom Benutzer transportiert zu können,
bei Bewegung zu Fuß auf
der Strasse oder mit dein öffentlichen
Verkehr;
- – Die
maximal vereinfachte Steuerungsart des Gerätes beim Steigen des Benutzers
nach oben (nach unten).
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in
entsprechenden Punkten 1, 2, 3, 4 und 5 der
Patentansprüche
vorgestellt.
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Unten sind die Figuren gezeigt, die
weiter durch die entsprechenden Beschreibungen, Schemen und grafische
Darstellungen für
Benutzüng
des Gerätes
wie in Statik, so auch in Dynamik erklärt werden.
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Es ist gezeigt:
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1 Die
Krücke
von der industriellen Herstellung aus dem Holz (der Stand der Technik);
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2 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der 1 (der
Stand der Technik);
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3 Die
zusammengesetzte Krücke
aus dem röhrenförmige Walzmaterial
mit der Ellbogenstütze
(7) (der Stand der Technik);
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4 Der
Einschnitt in dem Schnitt B-B auf der 3 (der
Stand der Technik);
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5 Die
seitliche Gesamtansicht des elektromechanischen Gerätes;
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6 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der 5;
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7 Der
Einschnitt B-B auf der 6;
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8 Die
Gesamtansicht von vorne auf den Benutzer in der Ausgangslage bei
Verwendung zwei Geräte;
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9 Der
Einschnitt in dem Schnitt A-A auf der 7;
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10 Die
Gesamtansicht des beweglichen Blocks (26) im Schnitt;
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11 Die
Schraube (21);
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12 Die
Führungshülse (18);
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13 Das
Futteral (11);
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14 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der 13;
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15 Der
Anschlag (28);
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Fig.l6 Die
Stützscheibe
(17);
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17 Der
Einschnitt in den Schnitt A-A auf der 16;
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18 Die
Stange (9) nach dem Schnitt;
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19 Die
Kassette (14);
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20 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der Fig.19;
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21 Das
Schutzgehäuse
(37);
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22 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der 21;
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23 Der
Einschnitt in den Schnitt B-B auf der 21;
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24 Das
Schutzgehäuse
(38);
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25 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der 24;
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26 Der
Einschnitt in den Schnitt B-B auf der 24;
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27 Das
Bruchstück
von der Befestigung des Endschalters (35) auf der Führungshülse (18);
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28 Die
Ansicht nach dem Zeiger A auf der 27;
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29 Der
Dämpfer
(2);
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30 Der
Einschnitt in den Schnitt A-A auf der 29;
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31 Der
Einschnitt in den Schnitt A-A auf der 12;
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32 Die
Klammer (32);
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33 Die
Ansicht, nach dem Zeiger A auf der 32;
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34 Das
prinzipielle Schaltbild des elektromechanischen Gerätes;
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35 Die
Lage der Kontakten auf dem Schaltbild (34), wenn der Benutzer vor dem Steigen
in der Ausgangslage ist (der bewegliche Block (26) befindet
sich in der höchsten
Lage, ganz oben);
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36 Dasselbe,
beim Steigen des Benützers,
vor der Treppenstufe (der bewegliche Block senkt sich herab „↓");
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Fig. 37 Dasselbe,
bei Fixierung der Höheebene
des Steigens (der bewegliche Block(26) ist in der unteren
Lage fixiert „↓");
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38 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer die standfeste Lage auf der
nachfolgenden Stufe angenommen hat (der bewegliche Block (26)
kehrt in die höchste
Lage zurück,
nach oben „↑");
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39 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer die Ausgangslage auf der nachfolgenden Stufe
angenommen hat (der bewegliche Block (26) ist in der höchsten Lage,
ganz oben fixiert „↑");
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40 Die
grafische Darstellung der Ausgangslage, die bei der seitlichen Ansicht
auf den Benutzer mit dein elektromechanischen Gerät man sehen
kann;
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41 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer auf die vorgegebene Höhe gestiegen
ist (seitliche Ansicht);
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42 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer sein rechte Fuß auf die
nachfolgende Stufe umgestellt hat;
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43 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer sein linke Fuß auf die
nachfolgende Stufe umgestellt hat;
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44 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer das elektromechanische Gerät selbst
auf die nachfolgende Stufe überträgt;
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45 Dasselbe,
aber in dem Moment, als der Benutzer die erneute Ausgangslage auf
der nachfolgende Stufe angenommen hat.
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Das elektromechanische Gerät für das Steigen
auf die Treppenstufen (siehe die 5, 6 und 7) ist als verbundene, miteinander und
nacheinander, Elemente ausgeführt,
die weiter folgen: die Stange (9) mit der Stütze (3),
die eine U-Form hat und das obere Ende eine weiche Unterlage (4)
hat, und das untere Ende der Stange (9) mit dein Futteral
(11) verbunden ist, in deren Inneren sich der Elektromotor
(12), mit den angeschlossenen zu ihm planetarischen Reduziergetriebe
(13), befindet und der Elektromotor (12) durch
die Kontakte zu den Batterien (15) angeschlossen ist. Die
Batterien (15) befinden sich in der Kassette(14)
und werden durch die Feder (16) gehalten, die mit gegenüberliegenden
Ende an die Stützscheibe
(17) sich stützt.
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Das Futteral (11) ist mit
seinem unteren Ende mit der Führungshülse (18)
verbunden, die auf den seitlichen Flächen zwei längsläufigen, diametral entgegengesetzten
Nute (19) und (20) hat.
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Im Inneren der Führungshülse (18) befindet
sich die Schraube (21), die im Zentrum der Drehungsachse
eine nicht durchgehende Öffnung
(22) hat. Die Schraube (21) ist durch die Verbindungsmuffe
(23) mit der Ausgangswelle (24) von den planetarischen
Reduziergetriebe (13) verbunden und ihr untere Ende mit
der Schraubenmutter (25) des beweglichen Blocks (26)
verbunden ist.
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Die Schraubenmutter (25)
ist fest mit dem Zylindergehäuse
(27) des beweglichen Blocks (26) verbunden, und
an den Seiten der Schraubenmutter (25) zwei Anschläge (28)
und (29) eingesetzt sind, die diametral entgegengesetzt
sind und die frei entlang der längsläufigen Nute
(19) und (20) der Führungshülse (18) gleiten können.
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Im Bodenzentrum (30) des
beweglichen Blocks (26) senkrecht zu seiner Oberfläche befindet
sich der Führungsstiel
(31), der bei Bewegüng
des beweglichen Blocks (26) kann frei entlang der nicht
durchgehenden Öffnung
(22) in der Schraube (21) gleiten. Die Schraube
(21) und die Schraubenmutter (25) darstellen ein
kinematisches Gleitpaar mit dem Sperrgewinde.
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Auf der Außenfläche, am Bodens (30)
des beweglichen Blocks (26) ist der Dämpfer (2) eingesetzt.
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Von Außen auf der Seitenfläche des
Futterals (11) ist auf der Ebene der Handbiegung des Benutzers der
Klammer (32) mit dem Handgriff (33) eingebaut,
die Achse des Handgriffes senkrecht zu der Seitenfläche des
Futterals (11) ist. Auf dein Handgriff (33) ist
das Element des Steuerungsschemas für das Gerät, so genannter Tastenstand
(34), eingebaut.
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Auf äußeren Seitenfläche des
Futterals (11) auf der Ebene, wo der Elektromotor (12)
sich befindet, gibt's
die Lüftungsöffnungen
(10).
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Von Außen, auf der Seitenfläche der
Führungshülse (18),
auf der Seite ihren längsläufigen Nut
(20), auf jedem Ende, die entsprechenden Endschalter (35)
und (36) eingebaut sind, die äußersten Lagen des beweglichen
Blocks (26) fixieren.
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Die längsläufigen Nute (19) und
(20) der Führungshülse (18)
sind von oben mit entsprechenden Schützgehäusen (37) und (38)
abgedeckt.
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Die gesamte Höhe des Gerätes H1 (7) ist dem Abstand von der
Stützefläche bis
zu dem Unterarm des Benutzers gleich und für jeden Benutzer streng individuell.
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Das Schaltbild (siehe die 34) für die Gerätsteuerung besteht aus folgenden
Hauptelementen:
dem Elektromotor (12), der Batterien
(15), dem Tastenstand (34), zwei Endschalter (35)
und (36), der Verbindungsleitungen.
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Das elektromechanische Gerät für das Treppenstufensteigen
funktioniert folgendermaßen.
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Für
das Beispiel ist auf der 8 die
Gesamtansicht von vorne auf den Benutzer dargestellt, der in der
Ausgangslage sich befindet und zwei Geräte verwendet.
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In dieser Lage hält sich der Benutzer an beide
Handgriffe (33) und seine Unterarme stützen sich auf zwei Stützen (3).
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Beide Geräte stützen sich auf die Stützfläche durch
den Dämpfer
(2). Hieraus folgt, dass in der Ausgangslage wird das Gewicht
des Benutzers unter acht Stützpunkte
verteilt und zwar: zwei Füße, zwei
Hände, zwei
Unterarme und zwei Dämpfer
(2).
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Auf den grafischen Darstellungen
Fig. 40, 41, 42, 43, 44 und 45 sind
einzelne Fragmente mit der Seitenansicht auf den Benutzer gezeigt,
wenn er das Steigen auf die nächstliegenden
Stufen der Flucht bewältigt.
(Siehe die Fig. 40, 41, 42, 43, 44 und 45).
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Gemäß der 40 ist der Benutzer in der Ausgangslage
auf der Stützfläche und
die lineare Größe H1 des Geräts
ist minimal, aber beim Steigen nach oben wird diese Größe H1 sich vergrößern auf 250mm. (Siehe die 41) Gemäß der 41 wird das Gewicht des Benutzers auf
zwei Stützpunkte übertragen
und zwar auf die Dämpfer
(2). Er muss in diesem Fall das Gleichgewicht, in dieser
Lage halten, zu lernen, bis der rechte(siehe die 42) und dann auch der linke Fuß(siehe
die 43) auf die nächstliegende
Stufe gestellt wird.
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Nachdem der Benutzer die standfeste
Lage auf der nächstliegenden
Stufe angenommen hat(siehe die 44),
muss er, in die Ausgangslage das Gerät bringend, ihn in die Ausgangsposition
verstellen (siehe die 45).
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Weiter wird das Verfahren, für das Verstellen
des Geräts
von dem Benutzer bei der Bewältigung
der Treppenstufen, ähnlich
obenbeschriebenen wiederholt.
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Für
das Einschalten des Geräts
muss der Benutzer auf den Tastenstand (34) drücken und
in aufgedrückten
Zustand so lange halten, bis von ihm die Lage gemäß der 43 angenommen ist.
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Um das Gerät in die Ausgangslage zurückbringen,
muss der Benutzer die Taste des Tastenstandes (34) loslassen,
die auf dem Handgriff (33) sich befindet.
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Beim Steigen des Benutzers nach oben
schaltet sich der Elektromotor (12) ein, der das Drehmoment durch
das Getriebe (13) zu der Schraube (21) übergibt.
Drehend übergibt
die Schraube (21) durch die Schraubenmutter (25)
die Drehung zu dem beweglichen Block (26). Der bewegliche
Block (26) verschiebt sich auf die rechnerische Größe 250mm
und bleibt stehen.
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Der bewegliche Block (26),
gleitend nach unten entlang der längsläufigen Nute (19) und
(20) der Führungshülse (18),
stützt
sich von der Seite der Nut (20) mit seinem Anschlag (29)
auf den Endschalter (36) und die Schaltung wird abgeschaltet.
Bei rückgängiger Bewegung
des beweglichen Blocks (26) stützt sich sein Anschlag (29)
auf den Endschalter (35) und die Schaltung wird auch automatisch
abgeschaltet.
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Wie man sieht auf den obenangeführten Darstellungen,
geht das abwechselnde Umstellen der Füße des Benutzers nach leicht
geneigten Linie von oben nach unten, d.h. in diesem Fall wird der
Benutzer die minimalen Muskelanstrengungen für die Verschiebung der Füße aufwenden.
Und während
der Zeit, als der bewegliche Block (26) nach oben in die
Ausgangslage (siehe die 44)
gleitet, müssen
von dem Benutzer die geringen Muskelanstrengungen der Hände, für die Übertragung
und Aufstellen des Geräts
in die neue Ausgangslage auf die nächstliegende Stufe, angelegt
sein (siehe die 45).
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Durch die entsprechenden Schaltbilder
(siehe Fig. 35, 36, 37, 38 und 39) sind die Lagen der Steuerungskontakten
für die
Elemente des Schaltbildes 34 gezeigt,
und zwar:
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35 Der
Elektromotor (12) ist stromlos gemacht.
Kontakt: SA.1
(34) und Kontakt: SQ2( ) normal geöffnet.
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36 – Der Elektromotor
(12) ist eingeschaltet nach dem Stromkreis:
+E (15) – :SQ1 – :SA.1 – M (12) – :SA.3 – :SQ2,
:SA.5 – -E
(15).
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37 Der
Elektromotor (12) ist stromlos gemacht, weil der Kontakt
:SQ1 normal offen ist.
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38 Der
Elektromotor (12) dreht sich in entgegengesetzter Richtung
nach dem Stromkreis:
+E (15) – :SA.4 – M (12) – :SA.2 – :SQ2 – -E (15).
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39 Der
Elektromotor (12) ist stromlos gemacht.
Die Kontakten
:SA.1 (34) und :SQ2 sind normal offen.
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Das Schaltbild (34) für die Gerätsteuerung
bei jeder Richtung der Elektromotorsdrehung (12) sieht
die Übergebung
von ihm des maximalen Drehmoments vor, außer den Fällen, als die Batterien (15)
werden mehr, als auf 50% von ihrer ursprünglichen Kapazität (nach
den technischen Daten), entladen sein.
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So, zu Lösung der aufgestellten Aufgabe
für die
Hilfeleistung dem Benutzer beim Steigen auf die Treppenstufen der
Fluchten, war die Wahl auf den elektrischen Antrieb mit der autonomen
Energiequelle, wie Satz Batterien (15), für das Gerät (siehe
Fig. 5, 6, 7)
gefallen in solchen Absicht, dass dieses Gerät ermöglicht dein Benutzer auf die
rechnerische Größe (≈250mm) steigen,
und der Benutzer selbst würde
selbstständig
die Füße abwechselnd
auf die nächstliegende
Stufe nach leicht geneigten Linie von oben nach unten umstellen und
dann, die standfeste Lage annehmend, die Geräte selbst bei geringen Anstrengungen
seiner Hände übertragen.
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Solch eine Art des Steigens des Benutzers
nach oben auf die Treppenstufen durch das Aufheben auf die kleinen
Höhen,
ermöglicht
ihm die minimalen Anstrengungen der Hände und Füße anwenden und dabei die kurzen
Unterbrechungen für
Aufbau der Muskelkraft vor dein nächsten Steigen machen.
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Es muss bemerkt sein, dass es einen
positiven Effekt bei Verwendung von dem Benutzer ähnlichen Geräten in dem
Fall ergibt, wenn der Gesamtgewicht für ein Gerät wird nicht größer, als
3kg (d.h. ungefähr
5% von dem Gesamtgewicht des Benutzers).
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So, mit Rücksicht auf die individuelle
Eigenartigkeit des Benutzers (das Gewicht, die Größe) und
der Gesundheitszustand, sind von großer Bedeutung das Gesamtgewicht
des Gerätes,
die mechanische Strapazierfähigkeit
der einzelnen Bestandteile und die zuverlässige Arbeit.
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Solche Bestandteile wie, zum Beispiel,
die Schraube (21) und die Schraubenmutter (25)
(siehe Informationsquelle 1, 2) tragen die hauptsächliche
Arbeitsbelastung, die vom Gewicht des Benutzers abhängig ist.
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Das erwähnte kinematische Paar, die
Schraube (21) und die Schraubenmutter (25), arbeiten
zusammen als Schraubenwindegerät
und beim Heben große
einseitige Achsenbelastungen aufnehmen, infolgedessen müssen diese
Bestandteile das Einzugssperrgewinde haben (zum Beispiel, Sägengewinde
S 32×3
kl.1 nach DIN 513, siehe Inf.3).
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Außerdem, die Werkstoffe der
Schraube (21) und der Schraubenmutter (25), wie
es oben gesagt war, bilden ein Gleitpaar (siehe Inf.1). Zum Beispiel,
die Schraubenmutter (25) kann aus Bronzelegierungen, zum Beispiel,
Sorte Ƃp. OΦ 10-1
nach OCT1. 90054-72, und die Schraube (21) aus legierter
Stahlsorte, zum Beispiel, Sorte 18 × ΓT nach ΓOCT 4543-71 mit der Wärmebehandlungsmöglichkeit
ihrer Oberfläche „(D)" bis 56...62 Einheiten
nach der Skala HRC. Der Reibungskoeffizient unter ihnen, bei Vorhandensein
des entsprechenden Schmiermittels, muss nicht höher, als K ≤ 0,05 sein.
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Um das Gewicht des Gerätes zu verringen,
kann man für
ihn leichte und mechanisch strapazierfähige Legierungen der Metalle
(zum Beispiel, die Legierungen des Titans, Aluminiums) oder der
Kunststoff verwenden (siehe Inf.1).
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Als Elektrogetriebe in dem Gerät ist das
Getriebe des Elektroschraubenziehers-Bohreutter Firma T. I. P, der in den
Werken Deutschlands seriengefertigt wird, verwendet (siehe Inf.1).
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Um die Reibung zwischen den einander
reibenden Oberflächen,
bei den Bestandteile vom Gerät,
zu vermindern, muss ihre Unebenheit minimal sein (nicht größer, als
).
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