DE1588141A1 - Fernsteuerungsvorrichtung,insbesondere zur Benutzung durch Koerperbehinderte - Google Patents

Description

'^⁸ ^ PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. WERNER FREISCHEM

DiPL.-iNG. ILSE FREISCHEM

5000 KÖLN HEUMARKT 50 T E LE F O N : (02 21) 23 58

20. Oktober 1967 D 70 PaGm 67/1

Albert E.F. Dudley, 43 Wing Road, Linslade, Leighton Buzzard, Bedfordshire,' England

Fernsteuerungsvorrichtung, insbesondere zur Benutzung durch Körperbehinderte

(Priorität vom 21. Oktober 1966 wird beansprucht)

Diese Erfindung betrifft Fernsteuerungsvorrichtungen, die besonders geeignet sind, zum Betrieb durch körperbehinderte Personen oder Invaliden, die unfähig sind, normale Steuerbetätigungen herkömmlicher Art durchzuführen.

Auch äusserst behinderte Personen, die nur geringe Muskelkraft haben, müssen atmen um zu leben, und es ist ihnen normalerweise möglich, ihre Atmung mindestens so weit zu kontrollieren, dass sie fähig sind, zeitweise das Einatmen oder Ausatmen genügend lange auszusetzen, dass es bemerkbar ist und dazu verwendet werden kann, eine gewünsohte Steuerungefunktion einzuleiten.

009846/0218

1588ΗΊ

Durch die vorliegende Erfindung werden Vorrichtungen geschaffen, mit denen aus einer Reihe verschiedener Steuerungsfunktionen ein Invalide eine "beliebige durch Atmungssteuerung einleiten kann. Die Erfindung ist in ihrer Anwendung jedoch nicht nur auf die Atmungskontrolle beschränkt, sondern kann ebenfalls ihre menschliche Ausgangsinstruktion von einer anderen, schwachen oder mit geringem Kraftaufwand erfolgenden körperlichen Betätigung eines Invaliden beziehen.

Diese Erfindung schafft eine durch eine körperlich behinderte Person oder einen Invaliden zu benutzende Fernsteuerungsvorrichtung , die eine Reihe elektrischer Schaltvorrichtungen enthält, von denen jede in einem getrennten elektrischen Steuerungsstromkreis angeordnet ist, um die Erregung dieser Stromkreise zu steuern, ferner ein einziges Beiätigungsmittel, das in Bezug auf die genannten Schaltvorrichtungen beweglich ist, damit es in eine Lagegebracht werden kann, in der es mit jeder dieser Schaltvorrichtungen zusammenwirkt, und zwar nacheinander, ausserdem Antriebsmittel zur Bewirkung einer entsprechenden Bewegung zwischen dem genannten Betätigungsmittel und den Schaltvorrichtungen und Vorrichtungen, die in Abhängigkeit von einer schwachen oder mit geringem Kraftaufwand durchgeführten körperlichen Betätigung durch den Benutzer den Betrieb der genannten Antriebsvorrichtungen bewirkt, um das genannte Betätigungsmittel in Übereinstimmung mit einer gewünschten Schaltvorrichtung zu bringen und den Betrieb des genannten Betätigungsmittels in der genannten,

gewünsohten Stellung zu bewirken.

009846/0218 "* ⁵ "

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Fernsteuerungsvorrichtung ,

Fig. 2 die Seitenansicht eines Membranschalters der Vorrichtung,

Fig. 3 einen ersten elektrischen Stromkreis der Vorrichtung,

Fig. 4 einen zweiten elektrischen Stromkreis der Vorrichtung,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Membranschalters, der anstelle des in Fig. 2 gezeigten Membranschalters benutzt werden kann,

Fig. 6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Membranschalters.

Gemäss den Zeichnungen besteht die Vorrichtung aus einer G-rundplatte 1 mit einer Seitenwand 2, in der Anschlüsse 3 montiert sind. In den auf der Grundplatte 1 befestigten Blocks 4 ist eine Schraubspindel 5 drehbar montiert, die bei Drehung einen Schlitten 6 bewegt. Mit der Schraubspindel 5 ist ein elektrischer Motor 7 verbunden, der als Antrieb dient. Am Schlitten 6 ist ein Solenoid 8 befestigt, dessen Ankter 9 so angeordnet ist, um jeweixi·- einen der Schalter 10 durch Drücken zu öffnen oder su

schiieβsen, wenn der Solenoid nioht mehr erregt ist. Die 009846/0218

Schalter 10 sind in einem mit der Grundplatte 1 befestigten Bügel 11 montiert und erstrecken sich in einer Reihe parallel zur Schraubspindel 5.

In den Blocks 4 ist eine in Längsrichtung gleitbare Stange 12 montiert, an deren dem Motor 7 benachbarten Ende ein Glied 13 befestigt ist zur Betätigung eines Umkehrschalters 14, um die Richtung umzukehren, in der die Schraubspindel 5 durch den Motor 7 gedreht wird. An der Stange 12, und zwar innen in Block 14, sind zwei Ringe 15 befestigt, gegen die der Schlitten 6 stösst, wenn er sich jeder Endstellung nähert, wodurch er die Stange 12 in Längsrichtung bewegt und den Umkehrschalter 14 betätigt, um die Bewegungsrichtung des Schlittens 6 umzukehren. Auf der Grundplatte 1 ist ausserdem ein U-förmiger Bügel 16 des Membranschalters 17 befestigt. In einem aufrechten Glied des Bügels 16 ist ein Rohr 18 montiert, in dessen äusseres Ende der Invalide in Richtung eines (nicht dargestellten) biegsamen Rohres blasen kann. In dem inneren Ende des Rohres ist ein Gummisack 19 vorgesehen, dessen öffnung über dem inneren Ende des Rohres befestigt ist. Genau gegenüber dem Sack 19 ist ein Federkontakt 19A angeordnet, um mit einem einstellbaren Schraubenkontakt 20, der in das andere aufrechte Glied des Bügels geschraubt ist, zusammenzuwirken. Wenn der Invalide in das Rohr 18 bläst, dehnt sich der Beutel 19 aus und drückt den Federkontakt 19A gegen den einstellbaren Schraubenkontakt 20. Wenn der Invalide zu

009 846/0218

1588H1

blasen aufhört, zieht sich der Beutel 19 zusammen, um dem Federkontakt 19A zu gestatten, von dem verstellbaren Schraubenkontakt 20 abzurücken. An dem Anker 9 ist ein Kragen 21 befestigt, der so angeordnet ist, dass er einen Mikroschalter 22 betätigen kann und ebenfalls als Widerlager für eine vorrückende Feder 23 des Solenoids dient. Bei Erregung des Solenoids wird der Anker 9 zurückgezogen und der Mirkoschalter 22, der mit dem AntriebsStromkreis des Motors 7 verbunden ist, wird geschlossen. Der Schlitten 6 trägt einen Mikroschalter 23, der mit dem Membranschalter 17 parallel geschaltet ist und so angeordnet ist, dass er durch eine Reihe Nockeneinschnitte 24 geöffnet werden kann. Die Einschnitte 24 sind auf der Grundplatte 1 vorgesehen und direkt gegenüber den entsprechenden Schaltern 10 angeordnet.

Fig. 3 zeigt, dass der Motor 7 und der Solemoid 8 von einem einzigen Paar Netzanschlüssen 25 gespeist werden, die zu einem (nicht dargestellten) Transformator führen. Die entsprechenden Schalter 10 sind mit den zugehörigen Steuerstromkreisen zum Zwecke der jeweiligen Funktionen verbunden, die der Invalide durchzuführen wünscht, z.B. zum Öffnen oder Schiiessen einer Tür oder zum An- und Abschalten einer Leselampe. Einer dieser zugehörigen Schaltkreise ist in Fig. 4 dargestellt, aus der zu ersehen ist, dass der entsprechende Sohalter 10, der entsprechende Ansohluss 3 und eine Anzeigelampe 26 in Reihe 009846/0218

-G-

mit den Netzanschlüssen 27 geschaltet sind. Die Figur zeigt ebenfalls einen Stecker 28 zum Einstecken in die Steckdose 3, um z.B. eine Leselampe zu speisen.

Der Betrieb der Vorrichtung wird nachstehend beschrieben.

Es wird angenommen, dass sich der Schlitten 6 in einer Stellung befindet, in der die Mikroschalter 22 und 23 geöffnet wind, das heisst, der Anker 9 wirkt auf einen der Schalter 10. Wenn der Invalide in das Rohr 18 bläst und den Schalter 17 schliesst, wird der Solenoid 8 erregt und zieht den Anker 9 zurück, wodurch sich der Mikroschalter 22 schliesst, um den Motor 7 anzulassen. Der Schlitten bewegt sich dann entlang der Schraube 5, wobei er, wenn nötig, an jedem Ende die Richtung umkehrt. Der Invalide hält den Druck in dem Rohr 18 aufrecht, um den Mikroschalter 23 zu überfahren, der sich jedesmal öffnet, wenn der Anker 9 sich direkt gegenüber einem Schalter 10 befindet. Wenn sich der Anker 9 gegenüber dem Schalter 10 eines Steuerungsstromkreises für eine gewählte Funktion befindet, kann der Invalide den Druck in dem Rohr 18 so senken, dass der Membranschalter 17 geöffnet wird, und, da der Mikroschalter 23 ebenfalls geöffnet ist, ist der Solemoid 8 nicht mehr erregt. Durch die "Ent-Erregung" des Solemoids 8 kann der Anker 9 vorrücken, um den Mikrosohalter 22 zu öffnen, wodurch der Motor 7 abgestellt wird und sich der Sohalter 10 sohliesst.

009846/0218

Bei Schliessung des Schalters 10 wird die betreffende Funktion ausgeführt, und die entsprechende Lampe 26 zeigt an, dass die bestimmte Funktion ausgeführt wird. Wenn der Invalide dann, während die erste Funktion noch in Betrieb ist, eine zweite Funktion in Betrieb setzen möchte, braucht er bloss noch einmal den Druck in dem Rohr 18 zu erhöhen, um zu bewirken, dass sich der Schlitten 6 in die Stellung gegenüber dem Schalter 10 bewegt, der mit dieser zweiten Funktion verbunden ist. Danach lässt der Invalide noch einmal den Druck in dem Rohr fallen, damit der Solenoid 8 sich "entregt" und der Motor 7 abgestellt wird. Wenn der Invalide später den Betrieb der ersten Funktion einstellen will, bringt er den Schlitten 6 in die Stellung gegenüber dem Schalter 10 zurück, der mit der ersten Funktion verbunden ist, so dass das Vorrücken des Ankers 9 den Schalter 10 öffnet, wodurch die Lampe 26 erlischt und die Funktion abgestellt wird. Die Anordnung der Nockeneinschnitte 24, wodurch der Mikroschalter 23 geschlossen bleibt, ausgenommen, wenn sich der Anker 9 gegenüber einem Schalter 10 befindet, hindert den Anker 9 daran, zwischen zwei Schalter 10 vorgerückt zu werden, wenn der Invalide aus irgendeinem Grunde den Druck in dem Rohr nicht aufrecht erhalten kann, da ein solches Vorrücken den Anker 9 gegen einen der Schalter 10 pressen kann.

Der Membranschalter ist für einen vollständig gelähmten Invaliden vorgesehen, doch kann er durch einen gewöhnlichen Mikroschalter ersetzt werden, wenn der Invalide sin Glied oder seinen Kopf bewegen kann, mit dem der Mikroschalter mechanisch verbunden sein kann.

0098 46/0218

In Pig. 5 ist eine Alternativform des in Pig. 2 dargestellten Schalters gezeigt. Dieser Schalter enthält ein rohrförmiges Gehäuse 30 aus elektrisch isolierendem Material mit einer ringförmigen Innenwand 31, in der eine zentrale Bohrung vorgesehen ist, die den Schaft 32 eines metallenen Kontaktknopfes 33 aufnimmt, der in dem Gehäuse angebracht ist. Auf einer Seite der Innenwand 31 ist eine metallene Unterlegscheibe 34 angeordnet, die mit einem Aussenanechluss 35 verbunden ist. Eine sehr leichte Metallfeder ist zwischen der Unterlegscheibe 34 und dem Kopf des Knopfes 33 angeordnet, um den Knopf 33 in seiner normalen Ruhestellung zu halten und ebenfalls eine elektrische Verbindung zwischen der Unterlegscheibe und dem Knopf herzustellen. Eine Metall-Kontaktplatte 37 ist durch eine Schraube am freien Ende des Schaftes 32 befestigt und^ine mit einem Aussenanschluss 40 verbundene, metallene Scheibe 32 ist neben der Platte 37, jedoch nicht mit ihr in Kontakt stehend, mittels einer Endkappe 41 angeordnet, die in die Bohrung des Gehäuses 31 passt. An dem entgegengesetzten Ende der Bohrung des Gehäuses 31 ist ein Behälter 42 angepasst, der zur Bohrung des Gehäuses 31 hin mittels einer biegsamen Membran 43 geschlossen ist und mit einem Zuführungsrohr 44 versehen ist, duroh das der Benutzer Luft in den Behälter blasen kann. Die Membran 43 liegt dia?cht neben dem Kopf des Knopfes 33» so dass, wenn Luft durch das Rohr 44 in den Behälter geblasen wird, die Membran verschoben wird, um den Knopf axial gegen die Kraft

009846/0218

1588U1

der Feder 36 zu bewegen und damit die Platte 37 3-ⁿ Kontakt mit der Scheibe 39 bringt und so einen elektrischen Stromkreis zwischen den Klemmen 35 und 40 herstellt. Bei Beendigung des Blasvorgangs nimmt die Membran 43 ihre Anfangsstellung ein, und der Knopf 33 wird durch die leder 36 in seine Anfangsstellung zurückgedrückt, wodurch der Stromkreis zwischen den Anschlüssen (Klemmen) 35 und 40 geöffnet wird.

Eine andere Alternativform des in Pig. 2 oder in Fig. 5 gezeigten Schalters in in Fig. 6 dargestellt. Er besteht aus einem Rohr 50, aus Polyäthylen oder einem anderen geeigneten, elektrisch isolierendem Werkstoff, in dem ein Block 51 aus Polyäthylen oder einem anderen Kunststoff angeordnet ist, in den ein Permanentmagnet 52 eingebettet ist. Die Enden des Rohres 50 sind durch Endplatten 53 und 54 geschlossen, die MittelÖffnungen aufweisen, von denen mindestens eine mit einem Rohr 56 verbunden ist, durch das Luft in das Innere des Rohres 50 hineingeblasen oder herausgesaugt werden kann. Zwei Paar mit Glas verkapselte, magnetische Zungenkontakte 57,58 und 59»60 sind an jeweils entgegengesetzten Enden des Rohres 50 befestigt, in Stellungen, in denen sie nicht von dem Magneten 52 betätigt werden, wenn sich derselbe in der Mittellage befindet. Diese Mittellage des Magneten 52 ist durch zwei schwache Federn 61 und 62 geaiohert, die zvi sohen den entgegengesetzten Endseiten des Blocke 51 und den sioh gegenüberliegenden Seiten der

009846/0218

- 10 -

- ίο -

Endplatten 53 und. 54 angeordnet sind. Wenn Luft durch die Röhre 56 in das Rohr 50 geblasen wird, verschiebt sich der Block 51 zu der Endplatte 53 hin, und die Kontakteinheiten 57 und 58 werden durch den Magneten betätigt. Wenn das Blasen aufhört, nimmt der Block 51 wieder seine Ausgangsstellung ein, und die Kontakte 57 und 58 werden gelöst. Wenn Luft aus dem Rohr 50 durch die Röhre'56 herausgesaugt wird, bewegt sich der Block 51 zu der Endplatte 54 und die Kontakteinheiten 59,60 werden durch den Magneten 52 betätigt. Wenn der Saugvorgang aufhört, nimmt der Block wieder seine Mittelstellung ein, und die Kontakteinheiten 59,60 werden gelöst. Die Kontaktpaare können zusammen g betätigt und freigelassen werden, oder sie können der Reihe nach betätigt und gelöst werden, wenn sie auf dem Rohr 50 axial versetzt angeordnet sind.

009846/0218

- 11 -

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE :

   1. Fernsteuerungsvorrichtung zur Benutzung durch eine körperlich "behinderte Person oder einen Invaliden, gekennzeichnet durch eine Reihe elektrischer Schaltvorrichtungen (10), von denen jede in einem getrennten elektrischen Steuerstromkreis angeordnet ist, um die Erregung des "betreffenden Stromkreises zu steuern, ferner aus einem einzigen Betätigungsmittel (8,9), das in Bezug auf die genannten Reihen von Schaltvorrichtungen (10) beweglich ist, um in eine Stellung gebracht zu werden, in der es nacheinander mit jeder dieser Schaltvorrichtungen (10) zusammenwirkt, ausserdem Antriebsmittel (5,6,7) zur Bewirkung einer entsprechenden Bewegung zwischen dem genannten Betätigungsmittel (8,9) und den Schaltvorrichtungen (10), und aus Vorrichtungen (17), die in Abhängigkeit von einer schwachen oder mit geringem Kraftaufwand durchzuführenden, körperlichen Betätigung des Benutzers den Betrieb der genannten Antriebsmittel (5,6,7) bewirken, um das genannte Betätigungsmittel (8,9) in eine Stellung zu bringen, in der es mit einer gewünschten dieser Schaltvorrichtungen (10) in Einklang steht, und den Betrieb des genannten Betätigungsmittels (8,9) in der genannten gewünschten Stellung bewirkt.

   3.ÄD ORIGINAL - 12 -

   009846/0218

   2. Fernsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der genannten körperlichen Betätigung abhängigen Torrichtungen eine Vorrichtung (17) enthalten, die in Abhängigkeit von der Atmung des Benutzers einen elektrischen Stromkreis schliessen, um den Betrieb der genannten Antriebsmittel zu bewirken, und den betreffenden elektrischen Stromkreis offenen, um den Betrieb des genannten Betätigungsmittels nur dann zu bewirken, wenn das Betätigungsmittel mit einer der genannten Schaltvorrichtungen in Einklang steht,

   3. Vorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der körperlichen Betätigung abhängende Element (17) aus einem Membranschalter mit elektrischen Kontakten (34,35, und 39,40), die durch die Kraft einer schwachen Feder (36) auseinandergedrückt werden und so angeordnet sind, dass sie sich durch die Bewegung einer biegsamen Membran (43) schliessen, die ihrerseits angeordnet ist, um sich in Abhängigkeit von dem Atemvorgang des Benutzers der Vorrichtung zu bewegen und die genannten Kontakte zu betätigen.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der körperlichen Betätigung abhängige Element (17) aus einem elektrischen Schalter in Form eines Rohres (50) besteht, das einen Dauermagneten (52) enthält, der leicht von einer Feder (61,62) beauf-

   009846/021 8

   - 13—

   schlagt wird, um eine Mittelstellung in dem Rohr (50) einzunehmen und der in Abhängigkeit von einem durch das genannte Rohr gehenden Luftstrom aus der Mittelstellung in eine Stellung verschiebbar ist, in der dieser Magnet (52) mit mindestens einem verschlossenen, magnetischen Zungenkontakt (Magnetschalter) (57»58 bzw. 59_f6O) zusammenwirkt, um diesen zu betätigen.

   009846/0218

   Leerseite