DE2906372A1 - Kranken-rollstuhl - Google Patents

Kranken-rollstuhl

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DE2906372A1 DE19792906372 DE2906372A DE2906372A1 DE 2906372 A1 DE2906372 A1 DE 2906372A1 DE 19792906372 DE19792906372 DE 19792906372 DE 2906372 A DE2906372 A DE 2906372A DE 2906372 A1 DE2906372 A1 DE 2906372A1
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Description

Patentanwalt Dipl.-lng. Th. Hoefer
4800 Bielefeld 1, den Kreuzstraße 32 Telefon (0521) 171072 - Telex 9-32449
Bankkonten: Commerzbank AG, Bielefeld 6851471 (BLZ 48040035) Sparkasse Bielefeld 72001563 (BLZ 48050161) Postscheckkonto: Amt Hannover 68928-304
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Kranken-Rol1st uhi
Die Erfindung bezieht sich avtf einen Kranken-Rollstuhl mit elektrischem Fahrantrieb und Lenkrädern, die mittels eines Steuerknüppels Ober eine elektrische und mechanische Steuereinrichtung in eine gewünschte Seitenwink-elstelluns:
03003 A/0444
- jf -
geschwenkt v/erden können, um den Krankenrollstuhl sowohl gerade als auch in Kurvenbahnen zu bewegen.
Bei bekannten Kranken-Rollstühlen können die Lenkräder verhältnismäßig stark nach der einen oder anderen Seite ausgeschwenkt werden, um auf einem kleinen Wendekreis fahren zu kennen. Ein größerer Seitenausschlag der Lenkräder kann jedoch dann zu einem Unfall führen, wenn die Fahrgeschwindigkeit und damit die träge Masse (Drehmasse) des Kranken-Rollstuhles mit der mitfahrenden Person zu groß ist, um sofort der Schwenkspur der Lenkräder zu folgen, In diesem Fall kippt der Kranken-Rollstuhl um. Aus diesem Grund sind am Fahrgestell Anschläge angeordnet worden, um den Seitenausschlag (Seiteneinschlag) zu begrenzen. Dieses hat den Nachteil eines unerwünschten großen Wenderadius. Auch bei einer Lenkgeschwindigkeit, die sich proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges bewegt, tritt das Kippmoment bei vollem Lenkeinschlag nur zeitlich verzögert auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kranken-Rollstuhl mit einer Steuereinrichtung derart auszugestalten, daß die Lenkräder derart in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit gesteuert werden, daß das Massenträgheitsmoment (Drehmasse) der Drehbewegung des Kranken-Rollstuhles (dem Seitenausschlag der Lenkräder) so proportional ist, daß der Krankenrollstuhl bei Jeder Geschwindigkeit der Schwenkbewegung der Lenkräder folgt.
Gemäß der Erfindung ist ein Kranken-Rollstuhl mit elektrischem Fahrantrieb und Lenkrädern, die mittels eines Steuerknüppels über eine elektrische und mechanische Steuereinrichtung in eine gewünschte
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Seitenwinkelsteilung geschwenkt werden können, mit einer elektrischen Steuereinrichtung ausgestattet, mittels der einerseits bei hoher Fahrgeschwindigkeit der Lenkausschlag der Lenkräder klein und andererseits bei niedriger Fahrgeschwindigkeit der Lenkausschlag der Lenkräder groß ist. Dabei sind vorzugsweise entsprechend der hohen Fahrgeschwindigkeit ein kleiner Lenkausschlag und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit ein großer Lenkausschlag durch die Steuereinrichtung an einen Verstell motor für die Schwenkbewegung der Lenkruder angelegt.
Eine solche Steuereinrichtung zeigt den unfallbeseitigenden Vorteil, daß der Lenkausschlar (Lenkeinschlag) ,Ie nach Fahrgeschwindigkeit kleiner oder größer ist, so daß der Kranken-Rollstuhl mit seiner Drehmasse bei großer Fahrgeschwindigkeit nicht zum Kiopen neigt, sondern die fahrende Person sicher auf einem größeren Wendekreis bewegt, ^fahrend bei kleiner Fahrgeschwindigkeit (z.B. in Räumen) der Rollstuhl auf einem kleinen Wendekreis gefahren werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist in den Stromkreis der Steuerschaltung ein Spannungsteiler eingeschaltet, der bei hoher Fahrgeschwindigkeit eine niedrige Spannung und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit eine hohe Spannung an einen elektrischen Verstellmotor für die Schwenkbewegung der Lenkräder anlegt.
Dazu ist es bevorzugt, eine Sollvrer- und eine Istwert-Potent iom et er se haltung für die Speisung, des Verstellmotors vorzusehen, die zur Ruhestellung der Lenkräder mit einer Spannungsausgleichsvorrichtung ausgestattet ist.
Bei kleiner Fahrgeschwindigkeit kann der größte Lenkausschlag ausgenutzt und damit ein möglichst enger Wenderadius erreicht werden.
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2306372
-M-
<\uf der Zeichnung Ist ein Ausführunpsbeispiel der Kr fin dun p· dargestellt. Es neif-ien:
Fip, 1 eine schematise:he Seitenansicht einas Xranken-Rollstunles ndt Steuerkasten, mechanischen' Lenkgetriebe und elektrischem Schaltkar- ten für die Steuerung eines rückseitigen Lenkradpaares,
Fif. 2 eine Teildraufsicht auf denselben Kranken-Rollstuhl mit rückseitigem Lenkradraar,
Fi.~. 3 eine schematische Darstellung der mechanischen und elektrischen Steuerun.p; und
Pif. 4 einl Blockschaltbilder der elektrischen Steuerung.
Ein Krankenfahrstuhl hat f^roße Vorderräder Io und kleinere rückseitige Lenkräder 11, die alle an einem Fahrgestell 'jelap-ert sind. Die Vorderräder werden mittels eines elektromotorischem Fahrantriebes 13 gedreht.
Die rückseicipen Lenkruder 11 sind mittels eines an einem Seitenrahmen des Fahrgestelles 12 anp-.eordneten Steuerknüppels
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SAD ORlONAL
14, der in einem Steuerkasten 15 schwenkbar gelagert ist, über eine elektrische Steuerschaltung in einem Elektro-Kasten 16 und ein mechanisches Lenkgetriebe 17 in ihrem Seitenwinkelausschlag steuerbar. Gleichzeitig steuert der Steuerknüppel I1T die Fahrgeschwindigkeit über den Fahrantrieb 13.
Der Steuerknüppel I1J folgt dazu dem Handdruck einer in dem Rollstuhl sitzenden Person, und zwar einerseits in Längsrichtung des Rollstuhles zur Einstellung der Fahrgeschwindigkeit und andererseits quer zur Längsrichtung des Rollstuhles zur Verstellung der rückseitigen Lenkräder 11 in einem gewünschten Seitenwinkel (Winkel/? .0 , um gewünschte Kurven zu fahren.
Der Steuerknüppel IM arbeitet als Sollwertgeber auf ein Geberpoteniometer B (Drehwiderstand Fig. 4), das über einen Spannungsteiler A entsprechend der Fahrgeschwindigkeit eine gewisse Spannung Über die Leitung b erhält. Dem Spannungsteiler A wird dazu über die Leitung a eine dem Ausschlag des Steuerknüppels Ik entsprechende unterschiedliche Spannung eingegeben. Die vom Geberpotentiometer B abgehende Spannung (Leitung c) wird über einen Verstärker C zu einem Differentialverstärker (Leistungsverstärker) D geführt.
Diese in den Differentialverstärker D eingebende Spannung (Sollwert) wird dann auf einen Steuermotor 18
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als Verstellmotor für das Lenkgetriebe 17 zur Verstellung der rückseitigen Lenkräder 11 gegeben.
In der Verstelleinheit für die rückseitigen Lenkräder 11 ist ein Drehwiderstand als Istwert-Potentiometer E angeordnet, der den Ist-Wert der Winkelstellung der Lenkräder 11 erfaßt und dementsprechend eine gewisse Spannung über einen Verstärker P in den vorgenannten Differentialverstärker D (Leidung d) ergibt. Das Ist-Potentiometer E ist an eine Batterie 19 angeschlossen.
Die von diesem Differentialverstärker D ausgehende Spannung (größer als Null) wirkt auf den Steuermotor (Stellmotor) 18 so, daß die Lenkräder solange verstellt werden, bis das Istwert-Potentiometer E ausgeglichen ist (Null-Wert ).
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit in den steuerbaren Spannungsteiler A eingebene Spannung derart geteilt wird, daß bei großer Fahrgeschwindigkeit die an dem Sollwert-Potentiometer B anliegende Spannung niedrig ist und damit der maximal mögliche Lenkeinschlag (Winkelverstellung der Lenkräder 11 aus der Mittelstellung) klein ist (vergl. Winkelot in Fig. 2). Verringert sich die Fahrgeschwindigkeit, so vergrößert sich die Eingangsspannung am Sollwert-Potentiometer und damit wird der maximal mögliche Lenkeinschlag der Lenkräder 31 größer (vergl. Winkel/? in Fig. 2).
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Es ist also SO5 daß in Abhängigkeit von der elektrischen Größe für die Fahrgeschwindigkeit, die mittels des Steuerknüppels vorgegebene elektrische Größe für den Lenkeinschlag der Lenkräder mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verringert wird.
Die Steuerung \\Tertet somit die elektrische Größe von Sollwert und Istwert des Lenkeinschlages der Lenkräder 11 aus und betätigt den Steuermotor 18 als Verstellmotor für die Lenkräder solange, bis elektrische Größengleichheit herrscht.
Dazu werden Soll- und Istwert ständig versuchen (im Diffenerentialverstäfrjeer D) und die Regelabweichung gebildet. Die Regelabweichung wird elektronisch verstärkt und steuert den Leistungsteil für den Steuermctor 18 an. Je nachdem, ob die Regelabweichung positiv oder negativ ist, wird der Steuermotor 18 auf Vorwärtsbzw. Rückwärtslauf geschaltet.
Um mit steigender Fahrgeschwindigkeit eine Verkleinerung des Einschlagwinkels (Seitenwinkels) zu erreichen, wird der vom Steuerknüppel 1*1 vorgegebene Sollwert über den Spannungsteiler A verringert. Die z.B. über die Ankerspannung bzw. eine Tachomaschine erfaßte elektrische Größe der Fahrgeschwindigkeit steuert die Versorgungsspannung des Sollwert-Potentiometers D herab. Von einem gewissen Wert der Fahrgeschwindigkeit an, wird die VersorgungssDannung an den Spannungsteiler A so vermindert, daß bei
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einer maximalen Fahrgeschwindigkeit nur noch etwa die Hälfte des Volleinscnlages der Lenkräder erreicht wird (Fig. 2 Winkel (S ).
Die Ausbildung des mechanischen Lenkgetriebes 17 sieht einen Steuermotor 18 vor, der eine Zahnstange 21 bewegt, die aufgrund ihrer linearen Bewegung die Lenkziugstange 22 über Winkelgelenke 23 bewegt und damit die Lenkräder 11 mittels einer Radgabel 24 dreht. Beide Lenkräder 11 sind mittels einer Spurstange 25 verbunden.
Aufgrund der Lenkgeometrie des Rollstuhles ist bei einer Links- bzw. Rechtskurve mit gleichem Kurvenradius der Seitenwinkeleinschlag des Lenkrades 11, das auf der jeweiligen Innenseite der Kurve läuft, größer als der Seitenwinkeleinschlag des auf der Außenseite der Kurve (äußerer Kurvenradius) laufenden Lenkrades 11.
Da das Istwert-Potentiometer E mit einem Lenkrad 11 gekoppelt ist, ergeben sich für einen gleichen Lenkradeinschlag links oder rechts des Rollstuhles unterschiedliche elektrische Größen (Unsymmentrie). Dazu ist eine gesonderte elektrische Kompensationsschaltung (nicht dargestellt) vorgesehen, die den Unterschied bei Links- und Rechtseinschlag ausgleicht.
An die Stelle eines Sollwert-und eines Istwert-Potentiometers kann auch eine geeignete (entsprechend wirkende) andere Regelschaltung für die Speisung des Verstellmotors verwendet werden.
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Leerseite

Claims (3)

Patentansprüche
1." Kranken-Rollstuhl mit elektrischem Fahrantrieb und Lenkrädern, die mittels eines Steuerknüppels über eine elektrische und mechanische Steuereinrichtung in eine gewünschte Seitenwinkelsteilung schwenkbar gelagert sind, gekennzeichnet durch elektrische (elektronische) Steuereinrichtung derartiger Ausbil-dung, daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit der LenkausBchlag der Lenkräder klein und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit der Lenkausschlag der Lenkräder groß ist.
2. Kranken-Rollstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung bei hoher Fahrgeschwindigkeit einen kleinen Lenkausschlag und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit einen großen Lenkausschlag an einem elektrischen Verstellmotor (18) für die Schwenkbewegung der Lenkräder anlegt.
3. Kranken-Rollstuhl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis eines in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit mit Spannung beaufschlagten Steuereinrichtung ein Spannungsteiler (A) eingeschaltet ist, der bei hoher Fahrgeschwindigkeit eine niedrige Spannung und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit eine hohe Spannung an einen elektisehen Verstellmotor (18) für die Schwenkbewegung der Lenkräder anlegt.
-lo-
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Kranken-Rollstuhl nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sollwert- und eine Istwert-Potentiometerschaltung für die Speisung des Verstellmotors vorgesehen ist, die mit einer Vorrichtung zum Spannungsausgleich (Differentialverstärker) ausgestattet ist.
03 C 034/0444
DE2906372A 1979-02-19 1979-02-19 Kranken-Rollstuhl Expired DE2906372C2 (de)

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