DE3213699C2

DE3213699C2 - Manipulator für Behinderte

Info

Publication number: DE3213699C2
Application number: DE19823213699
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3213699A1

Abstract

Ein Manipulator für Behinderte umfaßt einen Balgmotor (12) und eine auf diesen arbeitende Balgpumpe (18). Zur Steuerung der Bewegung des Balgmotors in verschiedenen Koordinaten-Richtungen ist eine Führungseinrichtung vorgesehen, welche z.B. drei flexible Ketten (24, 30) aufweisen kann, die an verschiedenen Stellen einer Arbeitsplatte (10) angreifen und so die Höhe und Neigung der Arbeitsplatte vorgeben.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Manipulator für Behinderte, bei dem ein in einer Führungseinrichtung angeordneter, mit Druckluft beaufschlagbarer Balgmotor zum Ausüben von Kräften und Bewegen von Gegenständen, insbesondere Werkzeugen und Werkzeugteilen, verwendet wird.

Servomotoren aufweisende Manipulatoren zur Durchführung verschiedener Arbeiten, weiche ohne große Kraftaufwendung betätigt werden können, sind an sich bekannt. Sie werden z. B. in Laboratorien zur Durchführung von Arbeiten mit radioaktiven Substanzen verwendet. Derartige Manipulatoren sind jedoch teuer, da sie üblicherweise Kolben-Zylinder-Einheiten oder elektrische Servomotoren aufweisen. Andererseits sind z. B. aus der Zeitschrift »Hydraulics and Pneumatics«, Juni 1970, S. 27, Anordnungen verschiendenster Ausführungen bekannt geworden, bei denen ein in einer Führungseinrichtung angeordneter, mit Druckluft beaufschlagbarer Balgmotor zum Ausüben von Kräften und Bewegen von Gegenständen, insbesondere Werkzeugen und Werkzeugteilen, verwendet wird. Insgesamt handelt es sich hier um Hochdruck-Pneumatikgeräte, die von einer externen Druckluftversorgung abhängig sind und einen komplizierten und teueren Aufbau haben.

Unter Berücksichtigung des obenbeschriebenen Standes der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Manipulator für Behinderte zu schaffen, der bei einfachem und billigem Aufbau unabhängig von einer gesonderten Energieversorgung überall verwendet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Manipulator vor, bei dem die den Balgmotor treibende Druckluft von einer durch Korperkraft betätigten Balgpumpe geliefert wird.

Der neue Manipulator besteht aus einem Balgmotor und einer auf diesen arbeitenden Elalgpumpe sowie einer mechanischen Führungseinrichtung. Balgelemente lassen sich in großen Stückzahlen sehr billig herstellen, es stellen sich bei ihnen keine Abdichtprobleme. Durch jjie Koppelung von Balgmotor und Balgpumpe ist sehr preiswert eine Servoanlage für die verschiedensten Einsatzzwecke realisierbar, wobei die Balgpumpe, weil sie mit Niederdruck-Druckluft betrieben werden kann, vom Behinderten mit einem gesunden Fuß oder einem gesunden Arm betätigt werden kann. Die Führungseinrichtung gibt den Weg des Balgmotorabtriebsteües vor, sofern der Balg keine für den betrachteten Zweck ausreichende Eigensteifigkeit aufweist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Der Ordnung halber soll darauf hingewiesen werden, daß diedie Gegenstände der Ansprüche 2 und 3 bildenden Lösungen dem Grundsatz nach aus der obenerwähnten Zeitschrift »Hydraulics and Pneumatics« bekannt sind.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 eine seitliche Ansicht einer balgmotorbetätigten, höhen- und neigungsverstellbaren Arbeitsplatte für Behinderte;

Fig.2 eine seitliche Ansicht einer neigungsverstellbaren Arbeitsplatte für Behinderte; und

F i g. 3 eine seitliche Ansicht eines Balgmotor-Manipulators zum Anziehen eines Strumpfes.

F i g. 1 zeigt eine tablettähnliche Arbeitsplatte 10, auf welcher z. B. eine mit einem Getränk gefüllte Tasse abgestellt, zum Mund des Patienten angehoben und in gewünschtem Ausmaße geneigt werden kann. Zur Durchführung dieser Bewegungen ist ein Balgmotor 12 vorgesehen, dessen obere Stirnfläche an der Unterseite der Arbeitsplatte und dessen untere Stirnfläche an der Oberseite einer Grundplatte 14 befestigt ist. Über einen Versorgungsschlauch 16 ist der Balgmotor 12 mit einer mit dem Fuß betätigbaren Balgpumpe 18 verbunden.

Die Unterseite der Arbeitsplatte 10 trägt bei ihrem in Fig. 1 links gelegenen Ende zwei hintereinanderliegende Laschen 20, welche mit einer Aufnahmeöffnung für jeweils ein als Kugelkette ausgebildetes Zugmittel 24 versehen sind. Entsprechend trägt die Grundplatte 14 auf ihrer Oberseite links zwei hintereinanderliegende Laschen 26, weiche ebenfalls mit Aufnahmeöffnungen 22 für das untere Ende des Zugmittels 24 versehen sind.

Bei ihrer in F i g. 1 rechts gelegenen Seite ist die Arbeitsplatte 10 in der Mitte mit einer einzigen Lasche 28 versehen, welche ebenfalls eine Aufnahmeöffnung 22 für ein drittes Zugmittel 30 aufweist, dessen zweites Ende in einer von der rechten Seite der Grundplatte 14 getragenen Lasche 32 ebenfalls über eine Aufnahmeöffnung 22 festgelegt ist.

Die Zugmittel 24 sind auf eine kleinere effektive Länge eingestellt als das Zugmittel 30, so daß sie beim Ausfahren des Balgmotors 12 als erste straff gespannt werden. Nach diesem Spannen der Zugmittel 24 kann die _:

Arbeitsplatte 10 mit ihrem in Fig. 1 rechts gelegenen Ende nicht mehr weiter angehoben werden, wenn der Balgmotor 12 weiter ausgefahren wird. Ein weiteres Ausfahren des Balgmotors 12 führt somit zu einem Verschwenken der Arbeitsplatte 10 um die Verbindungslinie der Laschen 20, wobei sich der Balgmotor entsprechend krümmt. Die maximale Neigung der Arbeitsplatte 10 ist über die Länge dea Zugmittels 30 vorgegeben. Sind alle Zugmittel 24 und 30 gespannt, so hst die Arbeitsplatte 10 eine sowohl nach ihrer Höhe als auch nach ihrer Neigung wohldefinierte Arbeitsstellung erreicht-

Man erkennt, daß man durch Änderung der effektiven Lage der Zugmittel 'eicht die Lage der Arbeitsplatte in ihrer Arbeitsstellung vorgeben kann, ebenso denjenigen Punkt, ab dem die Arbeitsplatte 10 beim Ausfahren des Balgmotors 12 anfängt zu verkippen.

In F i g. 2 sind für eine weitere Ausführungsform Bauteile, die den oben schon betriebenen Bauteilen funktionsmäßig entsprechen, wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Arbeitsplatte 10 ist über Gelenkbolzen 34 nun an Ständern 36 gelagert, welche auf der Oberseite der Grundplatte 14 befestigt sind. Eine Stütze 38, welche den in Fig.2 links gelegenen Abschnitt der Arbeitsplatte 10 untergreift, hält die Arbeitsplatte 10 bei entlastetem Balgmotor 12 in horizontaler Ausrichtung. Wird der Balgmotor 12 mit Druck beaufschlagt, so wird die Arbeitsplatte 10 um die Achse der Gelenkbolzen 34 nach oben verschwenkt, wie gestrichelt angedeutet.

F i g. 3 zeigt einen Manipulator zum Anziehen eines Strumpfes. Ein Balgmotor 40 ist an seinen beiden Enden durch Stirnplatten 42, 44 verschlossen. Letztere haben angeformte Führungslaschen 46, die auf einer abgewinkelten Führungsstange 48 laufen. Weitere Führungslasehen 50 sind hintereinanderliegend unter Abstand an den Balgmotor 40 angeformt und laufen ebenfalls auf der Führungsstange. Vertikale Stangenabschnitte 52,54 sind an einer Grundplatte 56 befestigt. Die in Fig.3 links gelegene Stirnplatte 42 ist mit einem Anschlußstutzen 58 versehen, über welchen der Balgmotor 40 mit Druckluft beaufschlagbar ist Die in F i g. 3 rechts gelegene Stirnplatte 44 trägt einen in Fig.3 freitragend nach vorne ragenden Stützring 60, auf welchem das obere Ende eines Strumpfes festklemmbar ist.

1st der Balgmotor 40 nicht mit Druck beaufschlagt, so befindet er sich zusammengezogen auf dem unteren horizontalen Abschnitt der Führungsstange 48.

Bei Druckbeaufschlagung wird der das obere Strumpfende tragende Sciitzring 60 zunächst in horizontaler Richtung und dann schräg nach oben bewegt, so daß das Sirumpfende über den Fuß und dann über die Ferse und auf den Unterschenkel des Benutzers bewegt wird.

Die obenstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 3 beschriebenen Manipulatoren für Behinderte zeichnen sich sämtlich durch einen extrem einfachen und wartungsfreien mechanischen Aufbau aus. Sie benötigen keinerlei externe Energiequellen und lassen sich sehr leicht bedienen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Manipulator für Behinderte, bei dem ein in einer Führungseinrichtung (24, 30; 34, 36; 46—50) angeordneter, mit Druckluft beaufschlagbarer Balgmotor (12; 40) zum Ausüben von Kräften und Bewegen von Gegenständen, insbesondere Werkzeugen und Werkzeugteilen, verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Balgmotor (12; 40) treibende Druckluft von einer durch Körperkraft betätigten Balgpumpe (18) geliefert wird.

2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (24, 30; 34, 36; 46—50) ein Führungsgestänge aufweist, welches mit einer Arbeitsplatte (10) verbunden ist, die durch das feste Ende des Balgmotors (12) angetrieben ist

3. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsgestänge (24, 30; 34, 36; 46—50) einen Schwenkarm aufweist

4. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung mindestens drei flexible Zugmittel (24,30) aufweist, die an unterschiedlichen Punkten einer Arbeitsplatte (10) befestigt sind, die durch das freie Ende des Balgmoiors (12) angetrieben ist

5. Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die effektive Länge der Zugmittel (24, 30) einstellbar (22) ist.

6. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daf¹ die Führungseinrichtung eine Mehrzahl von mit dem Balgmotor (40) verbundenen, axial fluchtend unter Abstand aufeinanderfolgenden Führungslaschen (46, 50) und eine Führungsstange (48) aufweist, auf welcher die Führungslaschen (46, 50) gleitend geführt sind.

7. Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (48) biegbar ist.