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Technisches Feld
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für
Elektrorollstühle mit omnidirektionalen Rädern,
die durch unabhängige Motoren ansteuerbar sind. Bei dieser
Art von Steuerungssystem wird am Rollstuhl jedes einzelne Rad von
einem unabhängigen Motor angetrieben. Das hat zur Folge,
dass dieser in jede Richtung und ohne Manöver lenkbar ist und
dass Translationen und/oder Rotationen ohne große körperliche
Kraftaufwendung von Seiten des Benutzers möglich sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für
omnidirektionale Elektrorollstühle. Genanntes Steuerungssystem
ermöglicht ein omnidirektionales Fahren des Rollstuhls
mit Hilfe eines Steuerknüppels oder eines ähnlichen
Bedienungsgeräts und/oder einer kabellosen Fernbedienung.
Das Steuerungssystem des Rollstuhls besteht, demzufolge, aus einer
Basis mit mindestens drei omnidirektionalen Rädern und
entsprechenden Motoren, einer Verarbeitungseinheit und einer, für
den Benutzer, einfachen und benutzerfreundlichen Schnittstelle (Tastbildschirm).
Dieses Steuerungssystem für Rollstühle kann durch
Fernsteuerung angesteuert werden und erhält, über
an der Basis befindliche Sensoren, sensorische Daten, so dass Hindernisse
gemieden werden können.
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Zuzüglich
wird das Steuerungssystem des Rollstuhls durch wiederaufladbare
Batterien oder Brennstoffzellen elektrisch gespeist, so dass eine grössere
Nutzungsautonomie gewährleistet ist.
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Stand der Technik
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Für
gewöhnlich ist das Selbstwertgefühl eines Rollstuhlpatienten
mit körperlicher Behinderung etwas geringer. Hinzu kommt,
dass der Rollstuhlpatient, hauptsächlich aufgrund einer
Einschränkung an Bewegungsfreiheit, Probleme aufweist,
welche auf eine Verringerung der Lebensqualität unter den Durchschnitt
zurückzuführen sind.
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In
den letzten Jahren, konnten Rollstuhlpatienten mit körperlichen
Einschränkungen immer mehr von hoch entwickelten Rollstühlen
profitieren, welche mit mehr Bauteilen ausgestattet sind um ihnen
einen größeren Komfort und eine verbesserte Lebensqualität
gewährleisten zu können. Einige Rollstühle
sind manuell angetrieben, andere besitzen irgendeine Art von Motorisierung
die dem Benutzer ohne Erschöpfung erlauben größere
Entfernungen zu bestreiten, jedoch immer mit einigen Einschränkungen
was die Lebensdauer der Batterien betrifft.
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Ein
Rollstuhl erlaubt Rollstuhlpatienten mit Bewegungseinschränkungen
nicht nur eine Erhöhung der Mobilität, wobei diese
noch immer durch architektonische Hindernisse limitiert wird, sondern auch
eine Verbesserung der Lebensqualität, der Eigenständigkeit
und des Selbstwertgefühls.
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Heutzutage
gibt es handelsübliche für die meisten Patienten
mit Bewegungseinschränkungen geeignete Rollstühle,
die in verschiedenen Größen, Ausführungen,
ergonomischen Gestaltungen, mit unterschiedlichen Motorisierungen,
Schnittstellen, usw. erhältlich sind.
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Obgleich
dieser großen Auswahl an Rollstühlen, sind diese
noch immer sehr kostspielig, wobei das größte
Problem auf ihre reduzierte Bewegungsfreiheit zurückzuführen
ist, insbesondere im Inneren eines Hauses, da Manöver auf
beschränktem Raum normalerweise besonders schwer ausführbar und
erschöpfend sind.
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Die
Notwendigkeit an besserer Beweglichkeit besteht vor allem wenn das
Umfeld, in dem der Rollstuhl bewegt werden soll, räumlich
besonders beschränkt ist. In vielen Situationen sind herkömmliche
Rollstühle unbrauchbar oder nicht geeignet, gerade wegen
dieser Bewegungseinschränkung.
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So
wie ein Kraftfahrzeug zum Parken manövriert werden muss
(der anstrengendste Teil beim Auto fahren), geschieht das Selbe
wenn jemand mit Bewegungseinschränkungen sich in eine Wohnung begibt
(eine Reihe von Manövern muss ausgeführt werden).
Einige Rollstühle sind bereits mit Antriebsmotoren ausgestattet
um Rollstuhlpatienten mit stärkeren körperlichen
Einschränkungen oder die größere Strecken
zurücklegen müssen zu helfen. Dessen ungeachtet
gibt es noch immer eine Energiebeschränkung aufgrund von
kurzlebigen Batterien, welche normalerweise besonders schwer sind
und eine lange Aufladezeit haben (für gewöhnlich
8–10 Stunden).
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Aus
der
WO8603132 ist ein
Rollstuhl bekannt, der, verglichen mit der vorliegenden Erfindung,
mehrere Einschränkungen und Unterschiede aufweist. Der
hier vorgeschlagene Rollstuhl besitzt einen anderen kreisförmigen
Radversatz und die Räder sind verschiedenen. Außerdem
ist dieser nicht motorisiert und weist auch nicht dieselbe einfache Manövrierfähigkeit
auf. Der in der
WO8603132 vorgeschlagene
Rollstuhl erlaubt weder eine automatische Steuerung noch die Aufnahme
von jeglichen Daten die dem Benutzer hilfreich sein könnten,
im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung. Die Benutzer-Schnittstelle
ist ebenfalls sehr eingeschränkt und für Rollstuhlpatienten
mit körperlicher Behinderung nicht besonders geeignet.
Dieser Rollstuhl hat ebenfalls eine reduzierte Autonomie.
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Aus
der
JP2002029202 ist
ein Fahrzeug bekannt, welches vier omnidirektionale Räder
hat und diese zur Bewegung in alle Richtungen benutzt. Die Anordnung
der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz, obwohl die Ausführung
mit vier Rädern ebenfalls möglich ist, kann mit
nur drei Rädern benutzt werden (bevorzugte Ausführung),
was die Manövrierfähigkeit des Rollstuhls erheblich
vereinfacht. Davon abgesehen, und im Gegensatz zur beschriebenen Erfindung
in der
JP2002029202 ,
wird bei der vorliegenden Erfindung keine Hilfsperson benötigt,
die den Rollstuhl anschiebt.
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Aus
der
JP2001233219 ist
ein Fahrzeug bekannt, welches zwei omnidirektionale Räder
hat und, mindestens, ein Vollrad. Die Ausführung der vorliegenden
Erfindung beabsichtigt die Benutzung von, mindestens, drei omnidirektionalen
Rädern, was die Bedienung und Manövrierfähigkeit
dieses Rollstuhls erheblich vereinfacht. Davon abgesehen, ist dieses Fahrzeug nicht
motorisiert und weist keine Autonomie auf, so dass die Hilfe einer
zweiten Person zum anschieben nötig ist.
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Aus
der
JP2001124054 ist
ein Rollstuhl mit vier, nicht autonomen, omnidirektionalen Rädern
bekannt. Bei einer vierrädrigen Ausführung ist
ein Aufhängungsmechanismus nötig um einen ständigen Kontakt
der vier Räder mit dem Boden zu garantieren. Andernfalls
besteht die Gefahr, dass der Rollstuhl umkippt. In der vorliegenden
Erfindung, obwohl die Ausführung mit vier Rädern
ebenfalls möglich ist, sollten vorzugsweise drei Räder
benutzt werden. Die dreirädige Ausführung verhindert,
dass ein Aufhängungsmechanismus angebracht werden muss.
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Aus
der
US4483405 ist ein
Rollstuhl mit nicht omnidirektionalen Rädern bekannt. Hier
wird die Omnidirektionalität simuliert und indirekt erreicht,
d. h. das Fahrzeug kann nur im Stillstand gedreht werden, wobei
die Räder in die neue und gewünschte Richtung
gedreht werden. Dieses Fahrzeug ist für Rollstuhlpatienten
mit starken körperlichen Behinderungen oder eingeschränkten
körperlichen Fähigkeiten nicht empfehlenswert,
da die Hilfe einer zweiten Person zum Drehen und Fortbewegen des
Rollstuhls nötig ist.
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Zusätzlich
beachten die handelsüblichen omnidirektionalen Räder
die Problemstellung der Erschütterung nicht. Diese omnidirektionalen
Räder, obwohl mit einer Zentralachse und zwei parallelen Zylinderreihen
ausgebildet, führen am Rollstühlen zu einigen
Erschütterung, im Gegensatz zu den omnidirektionalen Rädern
der vorliegenden Erfindung, die keinerlei Erschütterung
hervorrufen.
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Die
Omnidirektionalität der omnidirektionalen Räder
wird durch die Zylinder ermöglicht. Dennoch ist das Radprofil
nicht vollständig rund, aufgrund der Zylinderform, so dass
eine auf- und absteigende, schwingende Bewegung erzeugt wird, die dem
Rollstuhlpatienten einige Unannehmlichkeiten schafft. Vergleichsweise,
besteht das omnidirektionale Rad der vorliegenden Erfindung aus
zwei Reihen (2) bestehend aus vier ovalförmigen
Abschnitten, die ein völlig Rundes Radprofil schaffen,
und so jegliche Erschütterung verbunden mit der Bewegung
des Rollstuhls beseitigen.
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Die
vorliegende Erfindung, durch Förderung einer Ausgestaltung
eines Steuerungssystems für omnidirektionale Rollstühle,
mit eigenen Motoren, die unabhängig jedes Rad antreiben,
und das durch ein einfaches Gerät am Rollstuhl oder kabellos
ferngesteuert werden kann, unterstützt durch eine einfache Schnittstelle,
die dazu dient die gewünschte Fahrtrichtung zu definieren,
löst das Beweglichkeitsproblem von Rollstuhlpatienten mit
reduzierten physischen Möglichkeiten. Zusätzlich
bietet die vorliegende Erfindung dem Benutzer den Vorteil einer
grösseren Manövrierfähigkeit in reduzierten
Räumen, so wie, zum Beispiel, in Wohnungen, verglichen
mit den Rollstühlen beschrieben im "Stand der Technik".
Weiterhin erlauben die wiederaufladbaren Batterien oder Brennstoffzellen
dem Benutzer längere Strecken mit größerer
Autonomie zurückzulegen.
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Es
erweist sich als wichtig hervorzuheben, dass die vorliegende Erfindung
nicht eine einfache Kombination von omnidirektionalen Rädern
mit einem Motor darstellt, da unabhängige und verschiedene
Kräfte auf jedes der omnidirektionalen Räder ausgeübt
werden, unter Berücksichtigung, dass jedes Rad seinen eigenen
Motor besitzt, der durch die Verarbeitungseinheit angesteuert wird,
so dass komplexe Manöver oder körperliche Anstrengung
von Seiten des Benutzers, sowie die Hilfe einer zweiten Person zur
Fortbewegung des Rollstuhls, vermieden werden.
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Die
Benutzung eines Steuerknüppels und von Sensoren am Rollstuhl,
die das Steuerungssystem mit Informationen über existierende
Hindernisse versorgt, vereinfachen weiterhin das Manövrieren des
Rollstuhls in begrenzten Räumen.
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Erwähnenswert
ist weiterhin die Bedeutung der omnidirektionalen Räder
bei der Anwendung dieses Steuerungssystems für Rollstühle,
welche speziell für diesen Zweck entwickelt wurden.
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Die
vorliegende Erfindung behebt ebenfalls das Autonomieproblem des
Rollstuhls, durch Verwendung von wiederaufladbaren Batterien oder Brennstoffzellen,
welches in keinem der vorher genannten Dokumente berücksichtigt
wurde.
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Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung besteht aus einem Steuerungssystem für
motorisierte Räder eines Rollstuhls, der omnidirektionale
Räder benutzt. Dieses System besteht aus einer Verarbeitungseinheit,
welche die Steuerungsbefehle liest, die vom Benutzer über
einen Steuerknüppel oder eine ähnliche Vorrichtung
eingegeben werden, und/oder über eine kabellose Fernsteuerung,
und einer Schnittstelle wie, zum Beispiel, ein Tastbildschirm. Genannter
Bildschirm erlaubt die Steuerung der Bewegung des Rollstuhls auf
einfache Weise ohne grosse Anstrengung sowie die Wegbestimmung.
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Die
Verarbeitungseinheit für die Rollstuhlsteuerung berechnet
wie viel Kraft die unabhängigen Motoren auf die einzelnen
Räder übertragen sollen, basierend auf den vom
Benutzer eingegebenen Richtungs- und Geschwindigkeitsparametern,
und sendet diese an die entsprechenden Motoren. Dieses System speichert
kontinuierlich sämtliche Information von den Sensoren und
Antrieben des Steuerungssystems, so dass Hindernisse vermieden werden
können. Der Benutzer wird ebenfalls über den Zustand
des gesamten Systems informiert, einschliesslich über die
Autonomie der Batterien.
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Die
Tastbildschirm-Schnittstelle kann dazu genutzt werden um in die
Verarbeitungseinheit den gewünschten Weg, dem gefolgt werden
soll, auf einfache und intuitive Weise einzugeben sowie zum Erhalten
und Anzeigen von sämtlichen Verarbeitungsinformationen
durch die Systemverarbeitungseinheit.
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Dieses
Steuerungssystem für Rollstühle verfügt
ebenfalls über eine Verarbeitungseinheit, Steuerungen,
eine Bildschirmschnittstelle und eine Basis, an der mindestens drei
Räder mit den zugehörigen drei Motoren angebracht
sind. Diese Räder wurden speziell für dieses System
entwickelt.
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Diese
Räder erlauben, dass der Rollstuhl, ohne Manöver,
in alle Richtungen zu bewegen ist. Folglich ist es nicht notwendig
den Rollstuhl in die gewünschte Richtung zu drehen, da
dieser in alle Richtungen gefahren werden kann.
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Dieser
Rollstuhl kann sich seitwärts oder diagonal bewegen, wobei
die Bewegung stets linear verläuft.
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Es
ist ebenfalls möglich den Rollstuhl zu drehen, während
eine lineare Bewegung ausgeführt wird, mit anderen Worten,
die Richtung des Rollstuhls kann gedreht werden (Veränderung
der Blickrichtung) während der Rollstuhl in eine andere
Richtung fährt. Das bedeutet auch, dass der Rollstuhl in eine
andere Richtung fahren kann als die Blickrichtung des Benutzers.
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Das
erfindungsgemäße Steuerungssystem für
omnidirektionale Elektrorollstühle kann diesen auch seitlich
(links und rechts) fahren, wobei die Blickrichtung unverändert
bleibt, in anderen Worten, ohne Drehung. Dasselbe geschieht wenn
Diagonale gefahren werden.
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Eine
andere wichtige Eigenschaft dieses neuen Rollstuhls, welcher durch
das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung angesteuert wird,
ist die Art wie dieser sich um sich selbst dreht. Die Drehung wird über
die Zentralachse des Rollstuhls ausgeführt, was bei herkömmlichen
Rollstühlen nicht möglich ist. Der omnidirektionale
Rollstuhl kann seine Bewegungsrichtung umkehren wobei die selbe Position
im Raum beibehalten wird. Herkömmliche Rollstühle
müssen im Raum bewegt werden. Wenn jedoch nicht der notwendige
Platz vorhanden ist, kann der Rollstuhl die notwendigen Manöver
einfach nicht ausführen. Die Verwendung von vier omnidirektionalen
Rädern kann die Verwendung von Aufhängungen voraussetzen
um einen ständigen Kontakt der vier Räder mit
dem Boden zu garantieren. Das in dieser Erfindung vorgeschlagene
Steuerungssystem besitzt eine Fernsteuerung, so dass eine Begleitperson
den Rollstuhl fahren kann, ohne dass Verkabelungen angeschlossen
sind, oder der Benutzer kann den Rollstuhl auch zu sich fahren lassen,
zum Beispiel wenn dieser aus dem Bett steigen möchte und der
Rollstuhl in einiger Entfernung in einer Ecke des Zimmers abgestellt
ist. Ein weiteres Beispiel zur Nutzung der Fernsteuerung ist der
Fall in dem der Benutzer Autofahrer ist und, nachdem er eingestiegen
ist, der Rollstuhl nun in den Kofferraum soll (eventuell kann der
Kofferraum mit einer kleinen automatischen Rampe ausgestattet sein,
so dass der Rollstuhl hineinfahrbar ist).
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Das
vorgeschlagene System dieser Erfindung erlaubt dem Benutzer den
Rollstuhl zu bewegen, sich um seine Zentralachse zu drehen oder
in sämtliche Richtungen zu fahren, so dass der Benutzer
lediglich den Zielort in das Steuerungssystem eingeben muss. Das
vorgeschlagene System wird elektrisch mit wiederaufladbaren Batterien
oder Brennstoffzellen versorgt, was das Gewicht des Rollstuhls verringert
und somit die Autonomie erhöht.
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Vorteile der Erfindung
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Der
grösste Vorteil dieses Steuerungssystems für motorisierte
omnidirektionale Rollstühle ist die Leichtigkeit mit der
der Rollstuhl manövriert werden kann, was dazu führt,
dass der Benutzer weniger körperliche Kraft aufwenden muss
um die notwendigen Bewegungen auszuführen, er eine grössere Leichtigkeit
bezüglich der Beweglichkeit in engen Räumen verspürt
und eine Verkürzung der notwendigen Zeit um die gewünschten
Bewegungen durchzuführen sowie eine Verringerung der notwendigen
Energie (körperliche oder elektrische) um die Bewegung auszuführen.
Die Möglichkeit in eine bestimmte Richtung zu schauen und
dabei in eine andere zu fahren, und vor allem die Steigerung an
Selbstwertgefühl und Selbstständigkeit des Rollstuhlpatienten mit
körperlichen Einschränkungen da dieser sich nun nicht
mehr so langsam bei seinen persönlichen Tätigkeiten
fühlt, bedeuten für den Benutzer grosse Vorteile.
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Ein
weiterer Vorteil dieses Rollstuhls besteht in der Möglichkeit
Hindernisse zu erkennen und zu umgehen. Dies ist möglich
aufgrund der um den Rollstuhl angebrachten Sensoren und der fahrzeugeigenen
Verarbeitungseinheit.
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Neben
all den bereits aufgeführten Vorteilen, bietet dieses System
dem Benutzer eine grössere Eigenständigkeit da
das System mit wiederaufladbaren Batterien oder Brennstoffzellen
gespeist wird, was für körperlich behinderte Rollstuhlpatienten
ein sehr grosser Vorteil ist.
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Ausführliche Beschreibung
der Erfindung
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Ein
Steuerungssystem für omnidirektionale Elektrorollstühle
beinhaltet die folgenden Bestandteile:
- • Verarbeitungseinheit
mit reduzierter Grösse;
- • Steuerungsgerät;
- • Benutzerfreundliche Schnittstelle, wie zum Beispiel
ein Tastbildschirm;
- • Basis/Plattform mit mindestens drei omnidirektionalen
Rädern die von individuellen Motoren angetrieben werden;
- • Wiederaufladbare Batterien oder Brennstoffzellen
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Oberhalb
der Basis/Plattform ist ein Sitz angebracht (der Sitz ist veränderlich
und hängt von der Art der Behinderung ab) auf dem der Rollstuhlpatient platz
nimmt.
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Die
Motoren sind mit den, mindestens drei, omnidirektionalen Rädern
verbunden und an der Basis angebracht (erste Ebene der Anordnung),
sowie den Batterien. Die für die Funktionsfähigkeit
des Systems notwendigen elektronischen Elemente sind auf der zweiten
Ebene angebracht. Auf der nächsten höheren Ebene
befindet sich die Verarbeitungseinheit. Oberhalb dieser Konstruktion
ist der Sitz befestigt, der gemäss der Behinderung des
Benutzer ausgewählt werden kann. Auf der Armlehne des Sitzes
wird ein Steuerknüppel oder eine ähnliche Vorrichtung
zur Steuerung des Rollstuhls angebracht, sowie ein Tastbildschirm
(8) in den der Benutzer Informationen an den Rollstuhl
eingibt oder welche über diesen erhält.
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Obwohl
typische und im Handel erhältliche omnidirektionale Räder
für dieses Steuerungssystem für Rollstühle
benutzt werden können, wurde ein spezielles omnidirektionales
Rad entwickelt, welches für dieses bestimmte Steuerungssystem
ausgebildet wurde. Der Grund für die Neuentwicklung dieses Rads
ist dem Benutzer einen grösseren Komfort zu ermöglichen,
so dass Erschütterungen nicht gespürt werden.
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Dieses
Rad besteht aus zwei Reihen (Bezugzeichen 2c in 2)
mit vier ovalförmigen Abschnitten, unter Berücksichtigung,
dass das gesamte Radprofil völlig rund ist, wodurch jegliche
Erschütterungen die auf die Bewegung des Rollstuhls zurückzuführen
sind, beseitigt werden. Die zwei Reihen sind um 45 Grad versetzt,
so dass diese runde Form zu Stande kommt. Jedes dieser Elemente
wird durch zwei Vertiefungen (2c in 2) in jedem
der Teile, die das Rad bilden, gestützt, so dass diese
nicht in Kontakt mit dem Aussenbereich (mit dem Boden oder mit Staub
der sich ansammeln könnte) kommen. Obgleich dieses Rad
aus mehreren Teilen besteht (und nicht aus einem einzigen Stück),
ist es so gestaltet, dass es widerstandsfähig ist und schwere
Gewichte tragen kann ohne auseinader zu fallen (was bei herkömmlichen
omnidirektionalen Rädern passiert).
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Die
Basis/Plattform der omnidirektionalen Räder kann so gestaltet
werden, dass drei omnidirektionale Räder angebracht werden
können (4a), so dass sichergestellt
ist, dass die drei Räder den Boden gleichzeitig berühren,
was jedoch eine geringere Stabilität zur Folge hat. Bei
der Benutzung von vier omnidirektionalen Rädern, wie in 4b dargestellt, kann
es vorkommen, dass eines der Räder den Boden nicht berührt,
wobei die Folge jedoch eine grössere Stabilität
und Bequemlichkeit ist. Beim Gebrauch von drei omnidirektionalen
Rädern ist zueinander ein Versatz von 120 Grad vorgesehen.
Beim Gebrauch von vier omnidirektionalen Rädern ist zueinander
ein Versatz von 90 Grad vorgesehen.
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Auf
diese Basis/Plattform, wird dann der Sitz angepasst, der den besonderen
Ansprüchen des Benutzers entspricht.
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Weitere
Bestandteile dieses Steuerungssystems für Rollstühle
sind eine Verarbeitungseinheit mit reduzierter Grösse welche
die gesamte Elektronik, die zur Bewegung des Rollstuhls notwendig
ist, ansteuert, ein oder mehrere Bediengeräte, wie zum
Beispiel ein Steuerknüppel und/oder eine kabellose Fernsteuerung,
eine Schnittstelle wie zum Beispiel ein Tastbildschirm, oder andere
herkömmliche Eingabegeräte die bei Rollstühlen
benutzt werden, welche entsprechend den Einschränkungen
des Benutzers ausgewählt werden, und die dem Benutzer eine
einfache Bedienung der Rollstuhlbewegungen erlaubt, auf bedienerfreundliche
und konfigurierbare Weise.
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Weiterer
Bestandteil dieses Steuerungssystems für Rollstühle
ist ein Satz wiederaufladbarer Batterien oder Brennstoffzellen,
welche die elektrischen Motoren speisen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
das gesamte System mit sämtlichen Bauteilen dar: die Basis
(1) an der die mit den Rädern (2) gekoppelten
Motoren angebracht werden (2) sowie die Batterien (3).
Die elektronischen Elemente, die für das Funktionieren
des Systems zuständig sind, befinden sich auf der zweiten
Ebene (4). Auf der nächst höheren Ebene
befindet sich die Verarbeitungseinheit (5). Oberhalb dieser
Struktur ist der Sitz (6) angebracht. An der Armlehne des
Sitzes ist ein Steuerknüppel oder eine ähnliche
Vorrichtung zur Steuerung des Rollstuhls angebracht (7),
sowie ein Tastbildschirm in den der Benutzer Informationen an den
Rollstuhl eingibt oder welche von diesem erhält (8).
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2 zeigt
die Ausführung eines omnidirektionalen Rads mit einer Zentralachse
(an der die Motorachse angebracht wird), spezifiziert in (2a),
und zwei Zylinderreihen (in ovalform), spezifiziert in (2c). Jeder
Zylinder besitzt zwei Vertiefungen (2d) durch die die Stützachsen
eingelassen werden, was einen besseren Halt und Dauerhaftigkeit
ermöglicht, ohne leichtes Verbiegen.
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3 zeigt
ein Beispiel eines existierenden, omnidirektionalen Rads mit Erschütterungsproblemen.
Dieses omnidirektionale Rad weist ebenso eine Zentralachse auf,
spezifiziert durch (A), sowie zwei parallele Reihen mit kleinen
Zylindern, spezifiziert durch (B).
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4 stellt die Basis/Plattform dar, an der die
omnidirektionalen Räder angebracht sind. Bei dieser Art
von Basis/Plattform können drei omnidirektionale Räder
angebracht werden, so dass diese zueinander einen Versatz von 120
Grad aufweisen (4a). Bei dieser Art von Basis/Plattform
können ebenfalls vier omnidirektionale Räder angebracht werden,
wie in 4b spezifiziert, so dass in
diesem Fall der Versatz zwischen den Rädern 90 Grad aufweisen
muss.
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5 zeigt,
dass mit einem herkömmlichen Rollstuhl die möglichen
Bewegungen einzig nach vorne und nach hinten ausführbar
sind, wie in (C) spezifiziert, wobei eine Drehung in eine neue Richtung
möglich ist (D), diese Bewegung jedoch nicht einfach auszuführen
ist aufgrund des Versatzes der vier traditionellen Räder.
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6 zeigt,
dass beim omnidirektionalen Rollstuhl, jedes Rad einen unabhängigen
Motor besitzt, so dass jedes Rad ein Antriebsrad ist. Die Reihe an
Bewegungen, unabhängig von der Ausgestaltung mit drei oder
vier Rädern, ermöglicht dem Rollstuhl seine Omnidirektionalität,
so dass dieser in jede Richtung fahrbar ist, sich um sich selbst
drehen kann, oder diese zwei Bewegungen simultan ausführen kann,
wie in (1) spezifiziert.
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7 und 8 zeigen
vergleichsweise die Anzahl an notwendigen Manövern um einen
herkömmlichen Rollstuhl und den der vorliegenden Erfindung
in Räumen mit reduziertem Platz von Punkt X zu Punkt Y
zu fahren. Das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung (8)
vereinfacht das Fahren mit jeder Ausrichtung und in jede Richtung
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für
Rollstühle, welche dem Benutzer ermöglicht, ohne
grosse Kraftaufwendung, den Rollstuhl omnidirektional in jede Richtung
zu fahren. Dieses System besteht aus einer Basis (1), an
der die Räder und Motoren angebracht sind (2),
sowie Batterien (3). Die elektronischen Teile, notwendig
für eine vollständige Funktionstüchtigkeit,
sind auf einer zweiten Ebene angebracht (4). Auf der nächst
höheren Ebene befindet sich die Verarbeitungseinheit (5). Über
diese gesamte Anordnung wird der Sitz angebracht (6). Auf
seiner Armlehne wird ein Steuerknüppel (oder ein anderes
Bedienungsgerät für Rollstühle) (7)
sowie ein digitaler Bildschirm (8) angebracht, so dass
der Benutzer sämtliche Rollstuhlinformationen eingeben
und auch ablesen kann. Die fahrzeugeigene Verarbeitungseinheit kann
auch von Sensoren, die sich um den gesamten Rollstuhl befinden,
Informationen erhalten, so dass Hindernisse automatisch vermieden
werden können. Zusätzlich wird dieses Steuerungssystem
für Rollstühle elektrisch durch wiederaufladbare
Batterien oder Brennstoffzellen (3) angetrieben, wodurch
eine grössere Autonomie erzielt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 8603132 [0011, 0011]
- - JP 2002029202 [0012, 0012]
- - JP 2001233219 [0013]
- - JP 2001124054 [0014]
- - US 4483405 [0015]