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Die
Erfindung betrifft ein Transportmittel, insbesondere für
körperbehinderte Menschen, für eine Fortbewegung
im freien Terrain.
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Gattungsgemäße
Transportmittel werden auch als Rollstuhl bezeichnet. Der Rollstuhl
ist ein Fahrzeug für Menschen, die auf Grund körperlicher Behinderung
oder Beeinträchtigung in ihrer Fähigkeit zum Gehen
eingeschränkt sind. Der Rollstuhl ermöglicht es
diesen Menschen, dennoch mobil zu sein.
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Konventionelle
Rollstühle bewegen sich auf Rädern. Das Rad als
Grundelement einer solchen Bewegung benötigt eine nahezu
ebene und befestigte Rollfläche. Die selbstständige
Fortbewegung eines körperbehinderten Menschen im freien
Terrain mit stets auftretenden Hindernissen bzw. auf weichem Untergrund
ist mit einem konventionellen Rollstuhl fast unmöglich.
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Der
im Rollstuhl sitzende körperbehinderte Mensch ist infolge
seiner Beeinträchtigung gezwungen, sich ausschließlich
auf ebenen und befestigten Flächen bzw. speziell für
Rollstuhlfahrer vorgesehenen Wegen aufzuhalten. Dadurch leidet seine
Bewegungsfreiheit und Lebensqualität.
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Die
DE 10 2004 019 040
A1 offenbart einen Treppensteiger zum Selbststeigen, adaptierbar
an Handrollstühlen mit einem Rahmen, einer Sitzfläche, einer
Lehnenfläche und mit einer Sitzhinterkante, wo sich die
Ebenen von Sitzfläche und Lehnenfläche schneiden,
sowie mit einer treppensteigenden Einheit, wie beispielsweise eine
Raupe. Die sogenannte treppensteigende Einheit umfasst einen zweiten Rahmen
oder ist fest in den Rahmen des Rollstuhles integriert. Der Rollstuhl
umfasst mindestens einen Hebel, wobei dieser drehbar am Rahmen befestigt ist.
Die Drehachse des Hebels verläuft etwa senkrecht zur Sitzhinterkante
und ist maximal 15 cm von der Sitzhinterkante entfernt. Der genannte
Hebel weist eine etwa senkrecht zur Drehachse orientierte Längsachse
auf, wobei der drehachsenferne Teil jedes Hebels ein Rad als Rollmittel
auf dem Untergrund aufweist. Der Hebel ist im Bezug zum Rahmen angetrieben
und um mindestens 360 Grad drehbar.
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In
der
DE 20 2005
004 562 U1 ist eine Vorrichtung zur autodynamischen Überwindung
von Stufen und Stufensystemen zum Anbau an einen Aktivrollstuhl
mit einer Bedieneinheit offenbart, die dem Rollstuhlfahrer die Handhabung
der Vorrichtung ermöglicht, mit einer Nivellierkonstruktion,
die dazu ausgelegt ist, den Rollstuhl während der Stufenüberwindung
in einer konstanten Position von sieben Grad Neigung (nach hinten)
zu halten. Ein am Rollstuhl angeordneter Treppensteiger, der mithilfe
von zwei Laufrädern, die jeweils nächstgelegenen
Treppenstufen befahren kann ermöglicht das Heraufheben
und Absetzten der Vorrichtung auf den nächstgelegenen Treppenabsatz.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin zwei elektrische Antriebsmotore
mit einer Steuereinrichtung und mit einer Sensoreinrichtung, die
mindestens einen Neigungssensor aufweist, der dazu ausgelegt ist,
die Neigung des Rollstuhls zu erfassen. Kennzeichnend für
diese Erfindung ist die Auslegung der Steuereinrichtung zur Steuerung
der Nivellierkonstruktion und des Treppensteigens in Abhängigkeit
von der Neigung des Rollstuhles.
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Besonders
nachteilig bei den vorstehend beschriebenen Lösungen ist,
dass die Räder zur Fortbewegung eine ebene und befestigte
Rollfläche benötigen. Die Vorrichtungen zur Überwindung
von Stufen sind Einzwecklösungen, die für Stufen
mit einer bestimmten Größe ausgelegt sind. Zur Überwindung von
Hindernissen im freien Terrain, beispielsweise unbefestigten Wegen
mit Steinen, Wegspalten, Treppen u. ä., sind diese Lösungen
ungeeignet.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Transportmittel so weiterzubilden,
dass durch dieses Transportmittel den körperbehinderten,
insbesondere gehbehinderten Menschen eine bessere Mobilität ermöglicht
wird. Insbesondere soll das Transportmittel derart ausgebildet sein,
dass sich körperbehinderte Menschen im freien Terrain mit
im Weg liegenden Hindernissen, wie z. B. Steinen, zu überwindenden Stufen
oder Treppen sowie auf weichen Untergründen, beispielsweise
Waldböden, fortbewegen können.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Transportmittel, insbesondere für
körperbehinderte Menschen, gemäß dem
1. Patentanspruch gelöst. Die auf den 1. Patentanspruch
rückbezogenen Patentansprüche 2 bis 15 beinhalten
weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen Transportmittels.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportmittel weist eine Rahmenkonstruktion
sowie eine an der Rahmenkonstruktion befestigte Sitzkonstruktion
auf. Als Verbindungsglied zwischen der Rahmenkonstruktion und dem
Bewegungsterrain ist eine Einrichtung zur Fortbewegung vorgesehen,
welche zumindest sechs angetriebene und gesteuerte Laufelemente
aufweist, die an der Rahmenkonstruktion voneinander beabstandet
angeordnet sind. Die Kopplung jedes Laufelementes zur Rahmenkonstruktion erfolgt
unter Verwendung eines Gelenkes mit mindestens einem rotatorischen
Frei heitsgrad um eine im Wesentlichen vertikale Drehachse. Jedes
Laufelement weist mindestens zwei weitere Gelenke mit mindestens
jeweils einem rotatorischen Freiheitsgrad um eine im Wesentlichen
horizontale Drehachse auf und ist in mindestens zwei in Reihe hintereinander
angeordnete Sektionen gegliedert, wobei die Sektionen mittels eines
der Gelenke mit mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad um
eine im Wesentlichen horizontale Drehachse miteinander verbunden
sind. Bevorzugt sind alle Laufelemente baugleich ausgeführt.
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Die
Bewegung des Transportmittels wird mit einer Einrichtung zur Fortbewegung
gewährleistet, die aus mindestens sechs Laufelementen besteht. Jedes
Laufelement ist als beinartiges Gebilde gefertigt, das an der Rahmenkonstruktion
drehbar gelagert ist. Die Laufelemente sind dabei im Hinblick auf den
Schwerpunkt derart zueinander an der Rahmenkonstruktion angeordnet,
dass das Transportmittel sowohl bei der Fortbewegung als auch beim
Stehen stabil und sicher auf dem Terrain platziert ist. Dies wird
dadurch erreicht, dass die Laufelemente zur Rahmenkonstruktion an
denjenigen Stellen drehbar gelagert sind, die vom Schwerpunktbereich
des gesamten Transportmittels gleich beabstandet sind. Die Rotationsachsen
der Gelenke mit einem rotatorischen Freiheitsgrad, die zwischen
der Rahmenkonstruktion und den Laufelementen angeordnet sind, liegen
parallel zueinander. Jedes Laufelement ist dabei in mindestens zwei
in Reihe hintereinander angeordnete Sektionen gegliedert, wobei
zusätzliche Gelenke mit einem rotatorischen Freiheitsgrad
zwischen den einzelnen Sektionen angeordnet sind.
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Die
an der Rahmenkonstruktion befestigte Sitzkonstruktion ist in konventioneller
Weise als ergonomisch gestalteter Sitz für körperbehinderte
Menschen ausgebildet, wobei der Sitz mit einer behindertengerechten
Ausstattung versehen ist.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Laufelemente
an der Rahmenkonstruktion in zwei in Richtung der Laufbewegung orientierten
Reihen angeordnet sind. Die Gelenkpunkte der Laufelemente sind üblicherweise
in einer gemeinsamen horizontalen Ebene platziert. Die zwei Laufelemente-Reihen
sind seitlich an der Rahmenkonstruktion angelenkt, so dass die sechs
Laufelemente mit ihren mindestens drei Freiheitsgraden nicht durch
die Rahmenkonstruktion in ihrer Bewegung gehindert sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt das zwischen
der Rahmenkonstrukion und der ersten Sektion eines Laufelementes
angeordnete Gelenk zwei rotatorische Freiheitsgrade, wobei eine
Rotationsachse dieses Gelen kes in vertikaler Richtung und die zweite
Rotationsachse in horizontaler Richtung positioniert ist. Dadurch
wird eine vorteilhafte Geometrie des Laufelementes für
eine effiziente und schnelle Schrittbewegung erreicht.
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Erfindungsgemäß sind
die Rotationsachsen des zwischen den Sektionen eines Laufelementes angeordneten
Gelenkes mit einem rotatorischen Freiheitsgrad in horizontaler Richtung
positioniert.
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Die
Rotationsachse des Gelenkes mit einem rotatorischen Freiheitsgrad
ist damit orthogonal zu der vertikalen Rotationsachse des Gelenkes
mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden orientiert. Die Sektionen
eines Laufelementes sind sowohl in horizontaler als auch in vertikaler
Ebene frei bewegbar, so dass jedes Laufelement die für
eine Schrittbewegung notwendige horizontale und vertikale Bewegungskomponente
ausführen kann. Ein erfindungsgemäßes Transportmittel
kann durch koordinierte Schritte der Laufelemente fortbewegt werden.
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Aus
der Natur sind zahlreiche biologische Systeme bekannt, deren Fortbewegung
analog des erfindungsgemäßen Transportmittels
ist. Der Bewegungsapparat einer Spinne oder eines Insekten der Gattung „Sechsbeiner” weist
viele der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Fortbewegung ähnliche
Merkmale auf. Es handelt sich dabei um eine sehr effiziente und
energiesparende Bewegungsart, insbesondere im unebenen Terrain.
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Vorzugsweise
weist zumindest eine Sektion jedes Laufelementes ein Gelenk mit
mindestens einem translatorischen Freiheitsgrad (Schubgelenk) zur
Veränderung der Länge dieser Sektion auf. Jedes Laufelement
weist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung aufgrund eines Gelenkes
mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden, eines Gelenkes mit einem
rotatorischen Freiheitsgrad sowie zumindest einer Sektion mit einem
Gelenk mit mindestens einem translatorischen Freiheitsgrad mindestens
vier Freiheitsgrade auf.
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Vorzugsweise
ist das Gelenk mit mindestens einem translatorischen Freiheitsgrad
in der Sektion des Laufelementes angeordnet, die auf dem Bewegungsterrain
aufsteht. Diese Maßnahme erleichtert eine Bewegung in unebenem
oder weichem Terrain, beispielsweise auf Wald- oder Feldboden sowie
eine Überwindung von horizontalen Hindernissen, beispielsweise
Treppenstufen, Steinen oder Einstiegskanten in öffentlichen
Verkehrsmitteln, erheblich.
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Um
die im urbanen Raum am häufigsten auftretenden Hindernisse,
nämlich Treppen, Randsteine oder Stufen, überwinden
zu können, ist die Bewegungslänge des Gelenkes
mit mindestens einem translatorischen Freiheitsgrad so bemessen,
dass eine Längenveränderung erreicht wird, die
mindestens der Höhe einer üblichen Treppenstufe,
dass heißt ungefähr 15 bis 25 Zentimeter, entspricht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das
Laufelement eine ringförmig geschlossene Gelenkkette mit
vier Gelenken mit jeweils mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad
auf, wobei die Drehachsen der vier Gelenke parallel zueinander positioniert
sind – Parallelogrammführung.
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Das
Laufelement weist bei einer solchen Ausgestaltung eine sehr hohe
Steifigkeit auf, wodurch auf die einzelnen Gelenke mit einem rotatorischen
Freiheitsgrad deutlich geringere Kräfte einwirken.
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Die
vorstehend beschriebene Ausgestaltung des Laufelementes mit einer
ringförmig geschlossenen Gelenkkette mit vier Gelenken
mit jeweils mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad kann vorteilhaft
durch die Anordnung eines weiteren Gelenkes mit mindestens einem
translatorischen Freiheitsgrad in der Gelenkkette weitergebildet
werden. Es ergibt sich eine Gelenkkette mit fünf Gelenken,
wobei vier Gelenke jeweils mindestens einen rotatorischen Freiheitsgrad
mit parallel zueinander positionierten Drehachsen aufweisen und
ein Gelenk mindestens einen translatorischen Freiheitsgrad aufweist.
Durch das Gelenk mit dem translatorischen Freiheitsgrad wird eine
Sektion des Laufelementes in ihrer Länge veränderbar
ausgeführt und so der Bewegungsumfang des Laufelementes
erweitert.
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Vorteilhaft
ist die Rahmenkonstruktion des Transportmittels in Leichtbauweise
ausgeführt. Dies kann beispielsweise eine Rohrkonstruktion
sein. Eine Rahmenkonstruktion aus Rohren ist besonders vorteilhaft
auf Grund der hohen Festigkeit und des geringen Gewichtes, was bei
einem mobilen Transportmittel von sehr großer Bedeutung
ist.
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Vorzugsweise
werden die Laufelemente in Gruppen zu je drei Laufelementen gesteuert.
Mindestens drei auf dem Bewegungsterrain aufstehende Laufelemente
gewährleisten einen ausreichend sicheren Stand des Transportmittels.
Dabei befindet sich der Schwerpunkt des Transportmittels ständig innerhalb
eines Dreieckes, dessen Eckpunkte die Kontaktpunkte der jeweils
auf dem Bewegungsterrain aufstehenden Laufelemente sind.
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Die
Laufelemente können durch Muskelkraft und/oder Joysticks
und/oder intelligente Computersteuerung und/oder durch ein GPS-Modul
gesteuert werden.
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Vorzugsweise
ist in der für das Aufstehen auf dem Bewegungsterrain ausgebildeten
Sektion jedes Laufelementes ein Drucksensor angeordnet, der den Kontakt
des Laufelementes mit dem Bewegungsterrain detektiert. Das Signal
der Detektierung dient der Steuerung der Laufelemente für
die Bewegung des Transportmittels. In Abhängigkeit des
Ergebnisses der Detektierung wird durch die Steuerung entweder ein
neuer Schrittvorgang eingeleitet oder das Aufstehen der Laufelemente
auf dem Bewegungsterrain gesteuert.
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Zum
Betrieb des erfindungsgemäßen Transportmittels
unter Verwendung der vorgenannten Vorrichtungsmerkmale kann wie
folgt verfahren werden:
- • Detektierung
des Kontakts der Laufelemente mit dem Bewegungsterrain unter Verwendung
der Drucksensoren,
- • Anheben einer Gruppe von drei Laufelementen unter
Verwendung eines oder beider Gelenke mit im Wesentlichen horizontaler
Drehachse,
- • Drehen der Laufelemente dieser Gruppe unter Verwendung
des Gelenkes mit im Wesentlichen vertikaler Drehachse und
- • Absetzen der Laufelemente dieser Gruppe auf der Fahrbahn
unter Verwendung eines oder beider Gelenke mit im Wesentlichen horizontaler Drehachse.
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Da
sich der Schwerpunkt des Transportmittels ständig über
einem Dreieck befindet, dessen Eckpunkte die Kontaktpunkte der jeweils
auf dem Bewegungsterrain aufstehenden Laufelemente sind, handelt
es sich bei dem vorstehend beschriebenen Bewegungsablauf um ein
sogenanntes statisches Gehen. Das Transportmittel kann ohne Einwirken
einer äußeren Kraft nicht umfallen.
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Natürlich
kann der Bewegungsablauf der Laufelemente auch so gesteuert werden,
dass ein dynamisches Gehen erfolgt, bei dem sich der Schwerpunkt
des Transportmittels auch außerhalb des Dreiecks befinden
kann, dessen Eckpunkte die Kontaktpunkte der jeweils auf dem Bewegungsterrain
aufstehenden Laufelemente sind, ohne dass es zu einem Umkippen des
Transportmittels kommt. Die dafür notwendige Steuerung
ist jedoch deutlich aufwändiger.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Transportmittels sind
Mittel zur Lagestabilisierung des Sitzes, beispielsweise ein Kreiselkompass,
vorgesehen, wobei die Lagestabilisierung des Sitzes durch die Steuerung
der Laufelemente, d. h. der Gelenke mit in Wesentlichen horizontaler
Drehachse und/oder der Gelenke mit einem translatorischen Freiheitsgrad
erfolgt.
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Die
signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber
dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
- • Universeller
Einsatz des Transportmittels für körperbehinderte
Menschen bzw. für eine Nutzlast, da eine Bewegung auf jedem
Bewegungsterrain möglich ist.
- • Das Transportmittel ist – im Gegensatz zum
klassischen Rollstuhl – für eine Vielzahl von
Bewegungsarten geeignet, beispielsweise zur Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung, zum Seitengang, Kurvengang
sowie Klettergang für die Überwindung von Höhendifferenzen.
- • Das Transportmittel weist ein komfortables Gehverhalten
für körperbehinderte Menschen auf.
- • Das Transportmittel kann aufgrund seiner kompakten
Bauweise gut transportiert werden; der Transport im Kofferraum eines
PKWs ist ohne Demontage möglich.
- • Die Möglichkeiten für körperbehinderte
Menschen, mehr als bisher am gesamten gesellschaftlichen Leben teilzuhaben,
werden aufgrund ihrer besseren Mobilität erweitert.
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Mit
dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird
die Erfindung weiter erläutert, ohne sie jedoch auf diese
Ausführungsform einzuschränken.
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Die zugehörigen Zeichnungen
zeigen in
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1:
ein einzelnes Laufelement, in
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2:
eine weitere Ausgestaltung des Laufenlementes, bei dem das Laufelement
als Gelenkkette mit vier Gelenken mit jeweils mindestens einem rotatorischen
Freiheitsgrad ausgeführt ist, in
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3:
eine weitere Ausgestaltung des Laufelementes, in
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4:
eine Gesamtansicht des Transportmittels, in
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5:
eine Veranschaulichung der Kontaktpunkte der auf dem Bewegungsterrain
aufstehenden Laufelemente bei einem Schritt und
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6:
ein Laufschema für die Steuerung des erfindungsgemäßen
Transportmittels.
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1 zeigt
eine schematische Ausgestaltung eines Laufelementes 3.0.
Das Laufelement 3.0 weist zwei hintereinander angeordnete
durch ein Gelenk 3.7 mit einem rotatorischen Freiheitsgrad
verbundene Sektionen 3.1 und 3.2 auf. Ein zwischen
der ersten Sektion 3.1 und der Rahmenkonstruktion 1 angeordnetes
Gelenk 3.4 umfasst zwei Teilgelenke 3.4.1 und 3.4.2 mit
jeweils einem rotatorischen Freiheitsgrad. Die Drehachse 3.5 des
Teilgelenkes 3.4.1 ist vertikal, die Drehachse 3.6 des
zweiten Teilgelenkes 3.4.2 horizontal ausgerichtet. Die
Bewegung der entsprechenden Gelenkelemente der Teilgelenke 3.4.1 und 3.4.2 des
Gelenkes 3.4 um die Drehachsen 3.5 und 3.6 erfolgt
durch nicht dargestellte, vorzugsweise elektrohydraulische Antriebe.
Das zwischen der ersten Sektion 3.1 und der zweiten Sektion 3.2 angeordnete
Gelenk 3.7 mit einem rotatorischen Freiheitsgrad ist analog
dem Teilgelenk 3.4.2 mit horizontal ausgerichteter Drehachse 3.6 des
Gelenkes 3.4 ausgebildet. Seine Drehachse 3.6 ist
ebenfalls horizontal ausgerichtet. In der zweiten Sektion 3.2 ist ein
Gelenk 3.8 mit einem translatorischen Freiheitsgrad angeordnet.
Dadurch ist die Länge dieser zweiten Sektion 3.2 veränderbar.
Das Endstück der zweiten Sektion 3.2 ist für
ein sicheres Aufstehen auf dem Bewegungsterrain als Fußstütze 3.9 ausgebildet.
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2 zeigt
eine weitere Ausgestaltung des Laufelementes 3.0, bei dem
das Laufelement 3.0 eine ringförmig geschlossene
Gelenkkette mit vier Gelenken 3.4.2.1, 3.4.2.1, 3.7.1 und 3.7.2 mit
jeweils mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad aufweist – Parallelogrammführung.
Das Laufelement 3.0 weist drei Sektionen 3.1, 3.2 und 3.3 auf,
die durch Gelenke 3.7.1 und 3.7.2 mit jeweils
mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad miteinander verbunden
sind. Die Sektionen 3.1 und 3.3 stehen jeweils mit
Teilgelenken 3.4.2.1 und 3.4.2.2 mit mindestens einem
rotatorischen Freiheitsgrad in Verbindung, die Teil des an der Rahmenkonstruktion 1 angeordneten Gelenkes 3.4 sind,
wodurch die Gelenkkette geschlossen wird. Die Drehachsen 3.6 aller
vier Gelenke der Gelenkkette sind horizontal und parallel zueinander
ausgerichtet. Der Gelenkkette mit vier Gelenken 3.4.2.1, 3.4.2.1, 3.7.1 und 3.7.2 mit
jeweils mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad nachgeordnet
ist an der Sektion 3.2 ein Gelenk 3.8 mit einem translatorischen
Freiheitsgrad angeordnet. Das Endstück der Sektion 3.2 ist
als Fußstütze 3.9 ausgebildet.
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Der 3 zeigt
eine Weiterbildung der Ausgestaltung des Laufelementes 3.0,
das eine ringförmig geschlossenen Gelenkkette mit vier
Gelenken 3.4.2.1, 3.4.2.1, 3.7.1 und 3.7.2 mit
jeweils mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad aufweist, wie sie
in 2 gezeigt ist. Die Weiterbildung weist in der Gelenkkette
ein weiteres Gelenk 3.8 mit mindestens einem translatorischen
Freiheitsgrad auf. Das Gelenk ist bei der dargestellten Ausführung
in der Sektion 3.3 angeordnet und ermöglicht eine
Längenveränderung dieser Sektion 3.3.
Dadurch wird der Bewegungsumfang des Laufelementes 3.0 erweitert,
indem die Sektion 3.2 des Laufelementes 3.0 in
einer vertikalen Ebene schwenkbar ist.
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4 zeigt
eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Transportmittels.
Das Transportmittel umfasst eine Rahmenkonstruktion 1,
eine Sitzkonstruktion 2, eine Einrichtung zur Fortbewegung 3, umfassend
sechs Laufelemente 3.0 und eine Steuerung. Die Rahmenkonstruktion 1 besteht
aus einem aus mehreren Rohren gefertigten Rahmen, wobei die Rohre
aus Aluminiumlegierung oder anderen Leichtmetallen hergestellt sind.
Auf der Rahmenkonstruktion 1 ist eine Sitzkonstruktion 2 befestigt,
die körperbehindertengerecht ausgebildet ist. Das heißt,
die Sitzkonstruktion 2 ist dem Benutzer angepasst ergonomisch
geformt und gepolstert beziehungsweise mit Gurten oder anderem Zubehör
ausgestattet. An der Sitzkonstruktion ist ein Bedienelement angeordnet, durch
das der Benutzer die Bewegung des Transportmittels steuern kann.
Das Bedienelement ist vorzugsweise als Joystick ausgebildet. An
der Rahmenkonstruktion 1 ist eine Energiequelle, bevorzugt
ein elektrischer Akkumulator, für die Antriebe angeordnet.
Die Einrichtung zur Fortbewegung 3 umfasst sechs beinartige
Laufelemente 3.0, die seitlich an der Rahmenkonstruktion 1 in
zwei Reihen zu je drei Laufelementen 3.0 angelenkt sind.
Jedes Laufelement 3.0 weist zwei in Reihe hintereinander
angeordnete und durch ein Gelenk 3.7 mit einem rotatorischen Freiheitsgrad
miteinander verbundene Sektionen 3.1 und 3.2 auf.
Ein zwischen der ersten Sektion 3.1 und der Rahmenkonstruktion 1 angeordnetes
Gelenk 3.4 wird von zwei Teilgelenken mit jeweils einem
rotatorischen Freiheitsgrad gebildet, wobei die Drehachse des unmittelbar
mit der Rahmenkonstruktion 1 verbundenen Teilgelenkes vertikal
ausgerichtet ist, wogegen die Drehachse des zweiten Teilgelenkes
des Gelenkes 3.4 horizontal ausgerichtet ist.
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In
der Sektion 3.2 jedes Laufelementes ist ein Gelenk 3.8 mit
einem translatorischen Freiheitsgrad angeordnet, wodurch die Länge
dieser zweiten Sektion 3.2 veränderbar ist. Das
Endstück der zweiten Sektion 3.2 ist für
ein sicheres Aufstehen auf dem Bewegungsterrain als Fußstütze 3.9 ausgebildet.
Die untere, mit dem Bewegungsterrain in Berührung stehende
Kontaktfläche der Fußstütze 3.9 kann
zur Erreichung eines sicheren Kontaktes zu unterschiedlichen Terrainmaterialien
und -oberflächen auswechselbar ausgeführt sein.
Im Ruhezustand betragen Breite und Länge des dargestellten
erfindungsgemäßen Transportmittels 600 mm × 900
mm.
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5 zeigt
die Kontaktpunkte der auf dem Bewegungsterrain aufstehenden Laufelemente
bei einem Schritt, das heißt dem Versetzen von drei Laufelementen 3.0.
Der Schwerpunkt 5 des Transportmittels befindet sich ständig über
einem Dreieck, dessen Eckpunkte die Kontaktpunkte der jeweils auf dem
Bewegungsterrain aufstehenden Laufelemente 3.0 sind. Im
dargestellten Fall beträgt die Länge 4 eines
Schrittes 150 mm.
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Die 6 zeigt
ein Laufschema zur Steuerung des erfindungsgemäßen
Transportmittels bei der Vorwärtsbewegung. Ein Schritt
weist die nachstehende Abfolge auf:
- • Sicherstellen,
dass durch den Hub des Gelenkes 3.8 mit einem translatorischen
Freiheitsgrad die Laufelemente 3.01 links, 3 links und
2 rechts auf dem Bewegungsterrain fest aufstehen,
- • Anheben der Laufelemente 3.02 links, 1 rechts und
3 rechts durch Bewegen der jeweiligen Gelenke 3.4.2 und/oder 3.7 mit
im Wesentlichen horizontaler Drehachse,
- • Drehen der Gelenke 3.4.1 mit im Wesentlichen vertikaler
Drehachse der Laufelemente 3.02 links, 1 rechts und 3 rechts
um ihre vertikale Drehachse um einen Drehwinkel, der eine solche
Schrittlänge 4 ergibt, dass der Schwerpunkt 5 des
Transportmittels oberhalb des Dreieckes verbleibt, dessen Eckpunkte
die Kontaktpunkte der auf dem Bewegungsterrain aufstehenden Laufelemente 3.01 links,
3 links und 2 rechts sind = Vorwärtsbewegung der Rahmenkonstruktion 1,
- • Absetzen der Laufelemente 3.02 links, 1
rechts und 3 rechts durch Bewegen der jeweiligen Gelenke 3.4.2 und/oder 3.7 mit
im Wesentlichen horizontaler Drehachse,
- • Sicherstellung, dass durch den Hub des Gelenkes 3.8 mit
einem translatorischen Freiheitsgrad die Laufelemente 3.02 links,
1 rechts und 3 rechts fest auf dem Bewegungsterrain aufstehen.
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Der
nachfolgende Schritt erfolgt in gleicher Bewegungsabfolge, jedoch
mit dem Unterschied, dass die Laufelemente 3.01 links,
3 links und 2 rechts bewegt werden und die Laufelemente 3.02 links,
1 rechts und 3 rechts fest auf dem Bewegungsterrain aufstehen.
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Die
beschriebene Abfolge entspricht einem Tripod-Gang, bei dem zu jedem
Zeitpunkt drei Laufelemente 3.0 auf dem Bewegungsterrain,
beispielsweise der Fahrbahn, aufstehen.
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- 1
- Rahmenkonstruktion
- 2
- Sitzkonstruktion
- 3
- Einrichtung
zur Fortbewegung
- 3.0
- Laufelement
- 3.1
- Sektion
eines Laufelementes
- 3.2
- Sektion
eines Laufelementes
- 3.3
- Sektion
eines Laufelementes
- 3.4
- Gelenk
mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden
- 3.4.1
- Teilgelenk
mit im Wesentlichen vertikalen Drehachse
- 3.4.2
- Teilgelenk
mit im Wesentlichen horizontaler Drehachse
- 3.5
- vertikale
Drehachse
- 3.6
- horizontale
Drehachse
- 3.7
- Gelenk
mit einem rotatorischen Freiheitsgrad
- 3.8
- Gelenk
mit einem translatorischen Freiheitsgrad
- 3.9
- Fußstütze
- 4
- Schrittlänge
- 5
- Schwerpunkt
des Transportmittels
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004019040
A1 [0005]
- - DE 202005004562 U1 [0006]