DE69210147T2

DE69210147T2 - Schritte machende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69210147T2
Application number: DE69210147T
Authority: DE
Inventors: Paolo Maestri
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2012-08-12
Also published as: IT1251568B; DE69210147D1; EP0531731A1; ITMI912390A1; ITMI912390A0; ATE137130T1; EP0531731B1; ES2088061T3

Description

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die zur Ausführung einer Gehbewegung ungefähr gleich der Bewegung fähig ist, die eine Person beim Gehen macht.
Auf dem Spielwarensektor sind viele verschiedene Arten einfacher Bewegungsvorrichtungen bekannt; hier wird als Beispiel ein Spielzeug genannt, das aus einer transparenten Kugel besteht, die eine Puppe enthält, die auf einem Durchmesser der Kugel gelenkig angebracht ist; die Kugel bewegt sich durch Rollen und/oder Schwingen, und die Puppe bleibt in aufrechter Stellung.
FR-A-1 002 057 offenbart ein Spielzeug mit einer Gehbewegung wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannt. Dieses Spielzeug kann, wie gezeigt, nur als Spielzeug, das von einem Benutzer an einer Schnur gezogen wird, verkörpert sein; es wurde bisher keine Gehvorrichtung offenbart, auf der ein Benutzer reiten oder sitzen oder stehen kann, wobei er die Vorrichtung Schritt für Schritt zum Gehen veranlaßt.
Auf dem Gebiet der Hilfsmittel für Querschnittsgelähmte sind Gehvorrichtungen bekannt, die im wesentlichen einen Rahmen zum Tragen des Patienten umfassen, an dessen Trägerunterteil zwei Füße integriert sind, deren Unterseite abfällt, um einen Flächenwinkel mit seiner Spitze nach innen und seiner Öffnung zur Seite des Trägers hin zu bilden. Der Benutzer verleiht der Vorrichtung eine Bewegung, die eine Schwingung um eine horizontale Längsachse und eine Drehung um eine vertikale Achse seines Rumpfes kombiniert.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Erreichen von Bewegungen, die denen einer gehenden Person ähnlich sind, mittels einer einfachen vielseitigen Vorrichtung.
Solche Ziele wurden mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, erreicht, während die folgenden Ansprüchen zusätzliche kennzeichnende Einzelheiten der Vorrichtung betreffen.
Die Vorrichtung umfaßt zwei Beinelemente, die an einer oberen Stelle um eine im wesentlichen horizontale Achse schwingend miteinander verbunden sind; diese Verbindung kann aus einem einzigen Stift bestehen, um den sich die Beine drehen können, oder aus zwei koaxialen Stiften, die wiederum durch einen festen Aufbau befestigt oder durch einen zwischengeschalteten Mechanismus verbunden sind. Jedes Bein endet am Unterteil mit einem mit ihm eine Einheit bildenden Fuß, der am unteren Teil eine Auflagefläche aufweist, die normalerweise relativ breit und in Längsrichtung (d.h. die Richtung der Vorwärtsbewegung) und in Querrichtung gekrümmt ist.
Der Schwerpunkt des gesamten Spielzeugs oder, im Falle eines Bewegungshilfsmittels, des Hilfsmittels plus Patient befindet sich unterhalb der Gelenkachse.
Die Vorrichtung wird dadurch bewegt, daß ihr eine schwingende Bewegung in Querrichtung, im wesentlichen eine Schwingung um eine Längsachse, derart erteilt wird, daß zuerst ein Fuß und dann der andere abwechselnd von der Auflagefläche freigemacht wird, und eine Zieh- oder Schubbewegung im wesentlichen in der Bewegungsrichtung gegeben wird, in die zu gehen gewünscht ist.
Die neue Vorrichtung realisiert in einfacher Weise eine Gehbewegung, die der eines sich vorwärts bewegenden Menschen relativ ähnlich ist. Sie kann als Hilfsmittel für Querschnittsgelähmte, als Sportgerät, als Spielzeug, als technische Spielerei oder als Roboter zur Verwendung in der Industrie oder zum Transport ausgeführt sein.
Ausführungsformen der Erfindung sind unten nur als Beispiel und nicht einschränkend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen sie dargestellt sind, und in denen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung im Ruhezustand ist;
Fig. 2 eine Ansicht von rechts bezüglich der Ansicht in Fig. 1 ist;
Fig. 2a eine Ansicht ist, die der in Fig. 2 ähnlich ist, jedoch die Vorrichtung während einer Gehbewegung darstellt;
Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung im Ruhezustand ist;
Fig. 4 und 5 eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht einer modifizierten Ausführungsform der Vorrichtung sind,
Fig. 6 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung ist;
Fig. 7 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung ist, die zur Aufnahme einer Person aufgebaut ist, um als Spielzeug, als Sportgerät oder als Hilfsmittel für Querschnittgelähmte zu dienen,
Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist,
Fig. 9 und Fig. 10 eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform sind,
Fig. 11 eine Vorderansicht der Vorrichtung der Fig. 9 und 10 ist, die als Hilfsmittel für Querschnittgelähmte ausgeführt ist.
Unter Bezugnahme auf die Figuren ist eine erste beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung als Ganzes mit 10 gezeigt und umfaßt ein Paar Beinelemente, 12 bzw. 14, die an einer oberen Stelle im Beispiel mittels eines einfachen Stifts 16 mit horizontaler Achse a, um die sie sich drehen können, miteinander verbunden sind. Jedes Bein bildet an seinem unteren Ende mit einem Fußteil, 13 bzw. 20, eine feste Einheit. Jedes Fußteil besitzt eine relativ breite Unterseite 18', 20', die als Träger dient, und ist sowohl in einer Ebene in Längsrichtung (d.h. in einer Ebene, die sich in Richtung der Bewegung - Pfeil F - erstreckt, d.h. in der in Fig. 2 gezeigten Ebene) als auch in zur Ebene in Längsrichtung quer verlaufenden Ebenen gekrümmt (d.h. in der in Fig. 1 gezeigten Ebene und parallel zu ihr).
In diesem Text wird das Wort "gekrümmt" verwendet, um eine Krümmung anzugeben, die nicht notwendigerweise ein Kreisbogen ist (bzw. nicht notwendigerweise wie eine Kugelkappe), sondern irgendeine Krümmung. Es ist ebenfalls zu bemerken, daß die Krümmung der Auflagefläche der Füße im Längsschnitt und im Querschnitt einen unterschiedlichen Radius haben kann. Geeigneterweise sollten die beiden Unterseiten 18', 20' symmetrische Spiegelbilder sein, und es ist bevorzugt, daß wenigstens in der Nähe der Symrnetrieebene die Kurve in Längsrichtung ein kreisförmiges Profil mit Mittelpunkt auf der Achse a haben sollte.
Außerdem ist ein Arm 25 drehbar am Stift 16 angebracht, wobei der Arm an seinem Ende ein Gewicht 26 trägt. Der Arm 25 kann mit einer Gelenkverbindung auf der Achse a fest sein, die nur eine Drehung erlaubt oder vom sphärischen Typ ist, mit der Möglichkeit einer Querschwingung, die möglicherweise durch eine elastische Vorrichtung begrenzt ist. Der Arm 25 kann auch vom flexiblen Typ sein, der aus einem elastischen Stab oder einem Draht besteht, und wird verwendet, um das Gewicht 26 in einer geeigneten Position anzuordnen, so daß der Schwerpunkt des Aufbaus sich in einer gewünschten Höhe unterhalb der Achse a befindet.
In Fig. 1 ist ein grob menschliches Gehäuse 28 durch eine unterbrochene Linie gezeichnet, wie es verwendet werden könnte, um die Vorrichtung in Spielzeugform auszuführen. In einem solchen Fall kann der Arm 25 weggelassen werden, wobei das Gewicht aus dem Gehäuse 28 besteht oder von ihm getragen wird.
Die Vorrichtung kann sich auf verschiedene Arten bewegen, zum Beispiel kann sie auf eine sich abwärts neigende Fläche gestellt und ihr eine geringfügige Querschwingung verliehen werden, die ausreicht, einen Fuß nach dem anderen abwechselnd freizumachen. Gemäß einer anderen Funktionsweise kann auf einer sich aufwärts oder abwärts neigenden oder horizontalen Fläche, z.B. mittels eines am Stab 25 oder dem Gewicht 26 angebrachten Drahtes, ein Zug auf die Vorrichtung angewendet werden, und es wird der Vorrichtung selbst wie im vorherigen Fall eine Querschwingung verliehen. Sie kann auch mit einer internen Energiequelle bewegt werden, z.B. mit den Händen des Benutzers.
In Fig. 4 und 5 ist eine Variation der Vorrichtung dargestellt, bei der sich der Schwerpunkt des getragenen Gewichts oberhalb der Achse a befindet (der Schwerpunkt des gesamten Aufbaus befindet sich andererseits der Stabilität wegen immer noch unterhalb der Achse a).
Die Elemente der Vorrichtung 100, die den homologen Elementen der Vorrichtung 10 entsprechen, haben dieselben Bezugsziffern und werden nicht ausführlich beschrieben.
Es ist zu bemerken, daß in diesem Fall eine zusätzliche Befestigung für die Beine in der Tatsache besteht, daß sie Schlitze 30, 32 aufweisen, durch die hindurch ein Querstab 34 in loser Weise mittels eines Arms 35 angeordnet ist, wobei der Stab mit dem zu tragenden Gewicht 36 eine Einheit bildet. Der Arm 35 ruht auf dem Stift 16, wie der Arm 25 in der vorhergehenden Ausführungsform.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform mit 200 gezeigt, und sie ist der in Fig. 4 und 5 dargestellten ähnlich, mit einem Gewicht 36, das in einer Position oberhalb der Achse a getragen werden soll, außer daß die zusätzliche Befestigung zwischen den Beinelementen 12, 14 aus einem Kegelrad 40 besteht, das mit zwei Ritzeln 42, 44 in Eingriff ist, wobei jedes mit einem jeweiligen Bein 12, 14 eine Einheit bildet und auf dem Stift 16 ruht.
Fig. 7 stellt eine Ausführungsform der Vorrichtung als Hilfsmittel für Querschnittsgelähmte oder als Sportgerät dar. Die Vorrichtung ist als Ganzes mit der Bezugsziffer 300 bezeichnet und umfaßt im wesentlichen einen Tragrahmen 302 zum Beispiel in Form eines Kastens, der von zwei im wesentlichen vertikalen Beinelementen 312 und 314 getragen wird, die beide mit Stiften 326 und 328 außen an den Wänden 303 und 304 des Kastenrahmens 302 um ein und dieselbe Achse a gelenkig verbunden sind.
Wie im Fall der vorhergehenden Ausführungsformen endet jedes Bein am Unterteil in einem Fuß 318 bzw. 320, dessen untere Auflagefläche sowohl in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung als auch in Querrichtung gekrümmt ist.
Jedes Bein 312, 314 ist mit einer Einrichtung zur Erfassung und Steuerung der Bewegung versehen, die, nur beispielhaft, als Handgriff 322 bzw. 324 dargestellt wurde, die jedoch aus Handgriffen 322', 324' oder etwas anderem bestehen kann.
Der Rahmen 302 besitzt außerdem einen Träger 306 für die Füße des Benutzers und möglicherweise eine Ruhe- oder Stützfläche 308, um das Beugen der Knie zu verhindern.
Der Benutzer, der geeigneterweise durch nicht gezeigte Mittel an der Vorrichtung 300 festgemacht ist, verleiht durch Bewegung seines Kopfes und/oder der Schulter eine Querschwingung (die die Achse a um die Längsachse schwingen läßt) so daß ein Fuß nach dem anderen abwechselnd be- und entlastet wird, und wirkt manuell auf die Bewegungsmittel bezüglich des entlasteten Fußes und normalerweise auch auf den getragenen ein.
Mit Bezug auf Fig. 7 ist zu bemerken, daß der Kastenrahmen 302 mittels der Zwischenschaltung elastischer Aufhängungen an der Achse a aufgehängt sein kann; in einem solchen Fall muß die Ausrichtung der Stifte 326 und 328 durch einen festen zusätzlichen Aufbau sichergestellt sein.
In Fig. 2, 2a und 5 sind Vorrichtungen gezeigt, bei denen die Krümmungsachse der Krümmung des Fußes in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit der Gelenkachse der Beine zusammenfällt.
Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung 400 ähnlich der in Fig. 1-3, bei der sich die Achse c der Vorwärts- und Rückwärtskrümmung der Standfläche der Füße 418, 420 oberhalb der Gelenkachse a der Beine 412, 414 befindet; oder mit anderen Worten: der Radius (R) der Vorwärts- nach Rückwärtskrümmung des Fußes in der inneren vertikalen Ebene des Fußes ist größer als der Abstand (H) zwischen der Gelenkachse der Beine und der Standfläche: H/R < 1, z.B. H/R = 0,96.
Diese Gestalt hat die folgenden Vorteile: in der Situation, in der die Füße mit einem Abstand voneinander angeordnet sind (siehe Fig. 2a), wird eine seitliche Stabilität aufrechterhalten, sogar wenn der Schwerpunkt des Systems relativ hoch liegt. Dies gestattet, daß die Vorrichtung mit kleineren vertikalen Abmessungen ausgeführt sein kann.
Die weitere Ausführungsform in Fig. 9 und 10 ist mit 500 gezeigt. Die Füße 518 und 520 bilden mit den Beinen 512 bzw. 514 eine feste Einheit, und jeder davon trägt auf jeder Seite drei versetzt angeordnete Räder 515, 516, 517; insgesamt ist jedes Bein mit drei Rädern auf jeder Seite versehen, wobei die homologen Räder koaxial und vorzugsweise auf demselben Stift gelenkig verbunden sind, d.h. vorzugsweise ist 516 mit 516', 516'' und 516''' usw. koaxial.
Die drei Räder 515, 516, 517 greifen in gleitender Weise an einer halbkreisförmigen Führungsbahn 521 an, die mit einer Seitenwand 522 eines Körpers 524 eine Einheit bildet. Die Räder 515', 516', 517' des Beins 514 und die Räder 515", 516", 517" des Beins 512 greifen an entgegengesetzten Kanten einer Führungsbahn 526 an und laufen auf ihnen, die mit der Zwischenwand 528 des Körpers 525 eine Einheit bildet. Die Räder 515", 516", 517" greifen an den Kanten der Führungsbahn 536 an und laufen auf ihnen, die als Teil eines Kreises, der mit den Seitenwänden 532 eine Einheit bildet, gestaltet und wiederum an der Platte 525 des Körpers befestigt ist. Der Körper 524 kann offensichtlich irgendeine Gestalt haben. Insbesondere kann für seine Verwendung als Spielzeug an seinen Armen 534, 536 ein Aufbau mit einem Sitz vom Schaukelpferdtyp oder dergleichen befestigt sein; oder es kann für seine Verwendung als Hilfsmittel für Querschnittsgelähmte oder als Sportgerät ein sogenannter Trag'käfig' (Fig. 11) am Körper 524 befestigt sein.
Die Füße 518, 520 sind in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (ein vertikaler Längsschnitt zeigt eine Krümmung mit der Gestalt eines Teils eines Kreises) und in Querrichtung gekrümmt (ein Querschnitt zeigt eine Krümmung mit der Gestalt eines Kreisbogens).
Die Vorrichtung 500 arbeitet in derselben Weise wie die obigen Vorrichtungen; d.h. indem ihr ein Schub oder Zug in Längsrichtung, wie durch den Pfeil in Fig. 10 dargestellt ist, und eine Querschwingung in der genannten Richtung verliehen wird, gleitet der Fuß, der sich in angehobener Stellung befindet, die Führungsbahn entlang in Richtung des Schubs, dann wird er nachfolgend abgesetzt und der andere Fuß wird angehoben, der in derselben Weise fortfährt, usw. Die Drehachse a für die Füße ist in diesem Fall die Achse des Zylinders, der durch die Führungsbahnen 520, 526, 530 definiert ist. Hinsichtlich weiterer Ausführungsformen bietet Fig. 10 den Vorteil besonders kleiner vertikaler Abmessungen.
Die Ausführungsform in Fig. 10 kann als Basis für ein Hilfsmittel für Querschnittsgelähmte oder als Sportgerät verwendet werden. Hinsichtlich der Ausführungsform in Fig. 7 würde sie die folgenden Vorteile bieten:
- kleinere Querabmessungen, da sich der Mechanismus unterhalb des Tragkäfigs befindet;
- größerer Spielraum bei der Realisierung einer zusammenklappbaren Ausführungsform, die sich in Höhe der Knie des Benutzers zusammenklappen läßt, was nützlich ist, um eine sitzende Position zu gestatten.
Offensichtlich sind weitere äquivalente Ausführungsformen möglich, wie zum Beispiel Gleitschuhe an den Beinen, die mit den Führungsbahnen des Körpers konzentrisch sind, oder eine Lösung mit Rädern, die mit dem Körper eine Einheit bilden, und Führungsbahnen, die mit den Beinen eine Einheit bilden.

Claims

1. Vorrichtung für eine Gehbewegung, die ein erstes (12; 312; 512) und ein zweites Bein (14; 314; 514), Mittel zum Verbinden der Beine miteinander in der Weise, daß sie in bezug aufeinander um dieselbe Schwingungsachse schwingen können, umfaßt, wobei jedes Bein mit einem jeweiligen Fuß eine feste Einheit bildet, dessen untere Standfläche sowohl in Längsrichtung, d.h. in Richtung der Bewegung, als auch in einer zur Längsrichtung quer verlaufenden Richtung gekrümmt ist, wobei der Schwerpunkt der Vorrichtung unterhalb der Schwingungsachse der Beine liegt, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse (302) zum Tragen eines Benutzers und zwei Beine (312, 314) umfaßt, die fähig sind, in bezug auf das Gehäuse zu schwingen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen kastenähnlichen Rahmen (302) umfaßt, wobei die beiden Beine an dem Rahmen gelenkig angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Steuermittel für jedes Bein umfaßt, die von einem Benutzer bedient werden können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 als Hilfsmittel für Querschnittsgelähmte.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 als Spielzeug oder Sportgerät.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (302) einen Träger (306) für die Füße des Benutzers und eine Stützfläche (308) für die Knie umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsachse des gekrümmten Profils in Längsrichtung der Füße über der Schwingungsachse für die Beine liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Teil eines Körpers sind, der Führungsbahnen (521, 526, 530) trägt, wobei die Führungsbahnen teilweise zylindrisch sind und als Zylinderachse die Schwingungsachse (a) haben, wobei die Beine entlang der Führungsbahnen beweglich sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beine Räder zum Angreifen an den Führungsbahnen aufweisen.