EP0960613A2

EP0960613A2 - Vehicle for invalids

Info

Publication number: EP0960613A2
Application number: EP99810446A
Authority: EP
Inventors: Georges Gautschi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 1999-12-01
Also published as: EP0960613A3

Abstract

The vehicle has a seat (20) which is held adjustable at the chassis, using an adjusting drive (26). The drive adjusts the seat depending on the position of the chassis or the seat determined by a sensor unit (27), deviating from a horizontal position. Thus, when negotiating an incline, the overall point of gravity of the vehicle and the user is automatically adjusted in the direction of the sloping surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug für Behinderte, mit einem Chassis, an dem mindestens drei Räder befestigt sind, von denen mindestens eines durch einen ebenfalls am Chassis befestigten Elektromotor antreibbar und mindestens eines lenkbar ist, und mit einem Sitz für den Benutzer.The invention relates to a vehicle for the disabled, with a chassis, on which at least three wheels are attached, of which at least one driven by an electric motor also attached to the chassis and at least one is steerable, and with a seat for the user.

Derartige Fahrzeuge müssen verschiedene, teils widersprüchliche Anforderungen erfüllen. So sollen sie möglichst wenig Grundfläche beanspruchen, damit der Benutzer mit dem Fahrzeug auch enge Stellen, wie beispielsweise Türrahmen, passieren und kleine Räume, wie Telefonzellen oder Aufzüge, benutzen kann. Eine kleine Grundfläche bringt aber zwangsläufig auch einen geringen Radabstand mit sich, worunter die Stabilität des Fahrzeuges leidet. Zwar sind die schweren Komponenten, wie Akkumulatoren und Motoren, üblicherweise möglichst tief im Fahrzeug angeordnet, doch ist es unausweichlich, dass durch das Gewicht des Benutzers der Schwerpunkt des beladenen Fahrzeuges nach oben verschoben wird. Dadurch ergibt sich insbesondere beim Befahren von Steigungen und Gefällen eine gewisse Gefahr des Umkippens.Such vehicles must be different, sometimes contradictory Meet requirements. So they should take up as little floor space as possible, so that the user with the vehicle also tight spaces, such as Door frames, pass through and small spaces such as phone booths or elevators, can use. A small footprint inevitably brings you one too small wheelbase, which affects the stability of the vehicle. The heavy components, such as batteries and motors, usually located as deep as possible in the vehicle, but it is inevitable that by the weight of the user the center of gravity of the loaded Vehicle is moved up. This results in particular there is a certain risk of tipping over when driving up and down gradients.

Es sind zwar schon Fahrzeuge mit Vorrichtungen zum Verstellen des Sitzes bekannt, jedoch dienen diese Vorrichtungen nur dem Komfort und/oder sie müssen manuell betätigt werden.There are already vehicles with devices for adjusting the Known seat, but these devices are only for comfort and / or they have to be operated manually.

Demzufolge hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem der Sitz beim Befahren einer geneigten Fläche automatisch so verstellt wird, dass sich die Lage des Gesamschwerpunktes von Fahrzeug und Benutzer zur geneigten Fläche hin verschiebt.Accordingly, the inventor set himself the task of a vehicle to propose of the type mentioned, in which the seat when driving an inclined surface is automatically adjusted so that the position of the Total center of gravity of vehicle and user towards the inclined surface shifts.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Sitz mittels mindestens eines Verstellantriebes verstellbar am Chassis gehalten ist und dass der Verstellantrieb den Sitz in Abhängigkeit von einer durch Sensormittel feststellbaren, von einer Horizontallage abweichenden Lage des Chassis oder des Sitzes verstellt, wodurch beim Befahren einer geneigten Fläche der Gesamtschwerpunkt von Fahrzeug und Benutzer automatisch in Richtung der ansteigenden Fläche verstellt wird.According to the invention, this object is achieved in that the seat is adjustably held on the chassis by means of at least one adjustment drive and that the adjustment drive the seat depending on one by sensor means detectable position of the chassis deviating from a horizontal position or adjusted the seat, which when driving on an inclined surface Overall focus of vehicle and user automatically in the direction of rising surface is adjusted.

Besonders bevorzugt weist das Fahrzeug vier Räder auf, von denen zwei antreibbar und zwei lenkbar sind.The vehicle particularly preferably has four wheels, one of which two are drivable and two are steerable.

Eine bevorzugte Ausführungsart mit einem Chassis, das als im wesentlichen plattenförmiges Bauteil ausgebildet ist, ist konstruktiv besonders einfach und gewichtssparend. Zudem lassen sich alle Elemente wie Akkumulator, Steuerung und so weiter besonders einfach auf dem Chassis unterbringen und befestigen.A preferred embodiment with a chassis that is considered essentially plate-shaped component is structurally special simple and weight-saving. In addition, all elements such as accumulator, Control and so on particularly easy to accommodate on the chassis and fasten.

Ein Schaden an einem Antriebsmotor oder Getriebe eines Fahrzeuges der oben diskutierten Art ist für eine behinderte Person besonders unangenehm, denn sie ist in der Regel nicht in der Lage, den Schaden selbst zu beheben oder Hilfe zu holen. Es wurden zwar schon Fahrzeuge mit zwei unabhängigen Antrieben vorgeschlagen. Bei einem bekannten solchen Fahrzeug lassen sich die Antriebe vom jeweiligen Fahrzeugrad abkuppeln, doch sind dazu Werkzeuge erforderlich. Daher lässt sich dieser Vorgang kaum vom Benutzer selbst bewerkstelligen, wenn dieser den Sitz nicht verlassen kann. Demzufolge liegt einer besonderen Ausführungsart der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug für Behinderte vorzuschlagen, bei dem der Benutzer selbst, ohne Werkzeug und ohne den Sitz zu verlassen, einen Antrieb vom betreffenden Rad abkuppeln und danach weiterfahren kann. Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 4 und 5 angegebenen Massnahmen gelöst.Damage to a drive motor or gearbox of a vehicle of the type discussed above is particularly uncomfortable for a disabled person, because she is usually unable to do the damage herself fix or get help. There were already vehicles with two independent Propulsion suggested. In a known such vehicle the drives can be uncoupled from the respective vehicle wheel, but are tools required for this. Therefore, this process can hardly be done by the user do it yourself if the latter cannot leave the seat. Accordingly, there is a particular embodiment of the present invention the task of proposing a vehicle for the disabled, in which the user himself, without tools and without leaving the seat Uncouple the drive from the wheel in question and then continue driving. This Task is achieved by the measures specified in claims 4 and 5 solved.

Der Verstellantrieb ist bevorzugt als Linearantrieb ausgebildet und es kann ein im Handel erhältlicher Linearantrieb verwendet werden.The adjustment drive is preferably designed as a linear drive a commercially available linear actuator can be used.

Die Ansprüche 7 und 9 umschreiben Ausführungsarten, bei denen der Sitz in Fahrtrichtung nach vorne und hinten verstellbar ist. Dies ergibt beim Befahren von geneigten Flächen annähernd in deren Falllinie eine gute Sicherheit gegen ein Kippen des Fahrzeuges. Sollen geneigte Flächen in einer beliebigen Richtung befahren werden, eignen sich die Ausführungsarten nach den Ansprüchen 8 und 10 besonders gut, weil diese auch eine automatische Verstellung des Sitzes quer zur Fahrtrichtung beinhalten.Claims 7 and 9 describe embodiments in which the seat can be adjusted forwards and backwards in the direction of travel. This results in Driving on inclined surfaces approximately in their fall line provides good safety against tipping of the vehicle. Should inclined surfaces in one The designs are suitable for any direction claims 8 and 10 particularly well because these are also automatic Include adjustment of the seat transverse to the direction of travel.

Die Ausführungsarten nach den Ansprüchen 9 und 10, bei denen der Sitz um eine Achse oder einen Punkt schwenkbar ist, haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie dem Benutzer beim Befahren einer geneigten Fläche eine bequeme und sichere Sitzposition ermöglichen, indem die Sitzfläche immer eine horizontale Lage einnimmt.The embodiments according to claims 9 and 10, in which the seat can be swiveled around an axis or a point, have the additional Advantage that the user when driving on an inclined surface enable a comfortable and safe seating position by always keeping the seat occupies a horizontal position.

Schliesslich kann gemäss Anspruch 11 ein Bedienungselement vorgesehen sein, mit dem der Benutzer den Verstellantrieb manuell beeinflussen kann, um den Sitz in eine gewünschte Position zu bringen. Dadurch kann beispielsweise zum Ein- uns Aussteigen der Sitz in die vorderste Position gebracht werden.Finally, an operating element can be provided according to claim 11 with which the user can influence the adjustment drive manually can to bring the seat into a desired position. This can, for example to get in and out of the seat in the foremost position become.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsarten näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1: eine Draufsicht auf das Chassis mit den Elementen für Antrieb und Steuerung des Fahrzeuges,
Figur 2: eine seitliche Ansicht einer Ausführungsart des Fahrzeuges mit linear verstellbarem Sitz,
Figur 3: das Fahrzeug gemäss Figur 2 mit dem Sitz in der vordersten Position,
Figur 4: eine seitliche Ansicht einer Ausführungsart des Fahrzeuges mit schwenkbarem Sitz und
Figur 5: das Fahrzeug gemäss Figur 4 beim Befahren einer abfallenden Fläche.

The invention is described below with reference to embodiments shown in the drawings. It shows

Figure 1: a plan view of the chassis with the elements for driving and controlling the vehicle,
Figure 2: a side view of an embodiment of the vehicle with a linearly adjustable seat,
Figure 3: the vehicle according to Figure 2 with the seat in the foremost position,
Figure 4: a side view of an embodiment of the vehicle with a pivotable seat and
Figure 5: the vehicle according to Figure 4 when driving on a sloping surface.

Anhand von Figur 1, die eine Draufsicht auf das Chassis zeigt, werden im folgenden die wesentlichen Elemente für Antrieb und Steuerung des Fahrzeuges erklärt. Das Chassis 1 ist im vorliegenden Beispiel als 20 mm dicke Platte aus einer Aluminiumlegierung gebildet. Zwei Schneckengetriebe 2 mit angebauter Bremse 3, je eines für das linke beziehungsweise rechte Antriebsrad sind auf dem Chassis befestigt. Mit jedem Schneckengetriebe 2 ist über eine Kupplung 10 ein elektrischer Antriebsmotor 11 verbunden. Mit der Abtriebswelle des Schneckengetriebes 2 ist eine mittels einer Feder 4 in ihre eingerückte Stellung gedrängte Klauenkupplung 5 verbunden. Am anderen Ende der Klauenkupplung 5 befindet sich eine in einem Lagerbock 6 gelagerte Welle mit einem Kettenrad. Eine Kette 7 überträgt das Drehmoment auf das nicht dargestellte, mittels einer Aufhängung 8 am Chassis 1 befestigte Antriebsrad. In der Figur 1 unten sind die mit Hilfe der Aufhängungen 12 am Chassis 1 befestigten Achsen für die nicht dargestellten Lenkräder vorhanden. Ein aus einem Elektromotor mit angebautem Getriebe bestehender Lenkantrieb 15 betätigt die Lenkachsen über ein Stirnrad 14 und Lenkstangen 13.With reference to Figure 1, which shows a top view of the chassis in the following the essential elements for driving and controlling the Vehicle explained. The chassis 1 is 20 mm in the present example thick plate made of an aluminum alloy. Two worm gears 2 with attached brake 3, one for the left and right drive wheel are attached to the chassis. With each worm gear 2 is An electric drive motor 11 is connected via a coupling 10. With the The output shaft of the worm gear 2 is a spring 4 in it engaged position crowded dog clutch 5 connected. At the other At the end of the claw coupling 5 there is a bearing 6 in a bearing block Shaft with a sprocket. A chain 7 transmits the torque to the not shown, by means of a suspension 8 attached to the chassis 1 drive wheel. In Figure 1 below are those with the help of suspensions 12 on Chassis 1 attached axles available for the steering wheels, not shown. A steering drive consisting of an electric motor with attached gearbox 15 actuates the steering axles via a spur gear 14 and handlebars 13.

Ein Mechanismus 9 mit einem selbsthemmenden Exzenter ermöglicht es dem Benutzer, die Klauenkupplung 5 auszurücken. Damit wird es beispielsweise beim Ausfall eines Motors 11 möglich, mit dem anderen Motor weiterzufahren. Mit Hilfe der Lenkung 12, 13, 14 und 15 kann erreicht werden, dass das Fahrzeug trotz dem einseitigen Antrieb in die gewünschte Richtung fährt.A mechanism 9 with a self-locking eccentric enables the user to disengage the dog clutch 5. So for example it will possible if one motor 11 fails, with the other motor to continue. With the help of the steering 12, 13, 14 and 15 can be achieved that the vehicle in the desired direction despite the one-sided drive moves.

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Fahrzeuges mit dem Chassis 1, dem Sitz 20, den Antriebsrädern 21 und den Lenkrädern 22. Ein Akkumulator für die Versorgung des Fahrzeuges mit elektrischem Strom ist mit 23 nur angedeutet. Mit 24 ist eine Bedienungskonsole bezeichnet, mit welcher der Benutzer alle elektrischen Funktionen des Fahrzeuges steuern kann. Der Sitz 20 ist in diesem Beispiel mittels einer Führung 25 am Chassis gelagert und mit Hilfe eines Linearantriebes 26 bezüglich des Chassis nach vorne und hinten verschiebbar. Der Linearantrieb 26 kann in der Führung 25 integriert sein. Ein mit dem Chassis 1 verbundener Sensor 27 ist als bekannter Lotfühler, beispielsweise als Schwerependel, als Libelle, insbesondere Elektrolyt-Libelle oder als Lotkreisel ausgebildet. Seine Signale werden einer Steuerung 28 zugeleitet, welche bei Bedarf den Linearantrieb 26 ansteuert. Der Linearantrieb kann beispielsweise ein Zahnstangengetriebe, ein Spindelantrieb, ein elektromagnetischer Linearmotor oder eine pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylindereinheit sein.Figure 2 shows a side view of an embodiment of the inventive Vehicle with the chassis 1, the seat 20, the drive wheels 21 and the steering wheels 22. An accumulator for supplying the vehicle with electrical current is only hinted at 23. At 24 is an operator console denotes with which the user performs all electrical functions can control the vehicle. The seat 20 is in this example a guide 25 is mounted on the chassis and by means of a linear drive 26 can be moved forwards and backwards with respect to the chassis. The linear drive 26 can be integrated in the guide 25. One connected to the chassis 1 Sensor 27 is known as a solder probe, for example as a pendulum of gravity Dragonfly, in particular electrolyte dragonfly or designed as a solder gyroscope. His Signals are fed to a controller 28 which, if necessary, the linear drive 26 controls. The linear drive can, for example, be a rack and pinion gear, a spindle drive, an electromagnetic linear motor or a be pneumatic or hydraulic piston-cylinder unit.

Angenommen, das Fahrzeug gemäss Figur 1 befahre in Vorwärtsrichtung ein Gefälle. Sobald der Sensor 27 feststellt, dass er und damit auch das Chassis eine von der Horizontalen abweichende Position einnimmt, gibt er ein entsprechendes, eine Richtung und einen Betrag beinhaltendes Signal ab, welches von der Steuerung 28 dazu benutzt wird, den Linearantrieb 26 in Bewegung zu setzen, derart dass der Sitz 20 nach hinten verschoben wird. Mit dem Linearantrieb 26 oder der Führung 25 kann noch ein (nicht dargestellter) Weggeber verbunden sein, welcher der Steuerung 28 jederzeit die genaue Lage des Sitzes übermittelt. Im vorliegenden Beispiel wird der Sitz nur in Fahrrichtung nach hinten und vorne verschoben. Selbstverständlich könnte auch eine Verschiebung in Seitwärtsrichtung vorgesehen werden. Dazu müsste entweder ein zweiter Sensor oder bevorzugt ein Zweiachsloffühler, ein weiterer Linearantrieb und eine weitere, quer zur Fahrtrichtung bewegliche Führung vorgesehen sein.Assume that the vehicle according to FIG. 1 travels in the forward direction a gradient. As soon as the sensor 27 determines that it and therefore also the chassis adopts a position that deviates from the horizontal a corresponding signal containing a direction and an amount, which is used by the controller 28 to move the linear drive 26 to set so that the seat 20 is moved backwards. With the linear drive 26 or the guide 25 can also be a (not shown) Connected to the encoder, which of the control 28 the exact time Location of the seat transmitted. In the present example, the seat is only in the direction of travel moved back and forth. Of course you could too a sideways shift may be provided. To do this either a second sensor or preferably a two-axis sensor, another Linear drive and another guide that can be moved transversely to the direction of travel be provided.

Die soeben beschriebene automatische Verstellung des Sitzes kann durch den Benutzer mittels eines auf der Bedienungskonsole 24 vorgesehenen Bedienungselementes deaktiviert werden. Mit demselben oder einem weiteren Bedienungselement kann dann der Linearantrieb 26 direkt angesteuert werden. Dadurch wird es möglich, den Sitz, wie in Figur 3 dargestellt, auch bei horizontal stehendem Chassis ganz nach vorne zu verschieben und damit dem Benutzer das Auf- und Absteigen zu erleichtern.The automatic adjustment of the seat just described can by the user by means of one provided on the control panel 24 Control element can be deactivated. With the same or another Operating element, the linear drive 26 can then be controlled directly. This makes it possible, as shown in Figure 3, even when horizontal to move the standing chassis all the way forward and thus the To make it easier for users to get on and off.

Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsart des erfindungsgemässen Fahrzeuges, bei der das Verstellen des Sitzes anders gelöst ist, als bei der Ausführungsart gemäss den Figuren 2 und 3. Der Sitz 20 ist bei diesem Beispiel mittels eines Schwenklagers 29 am Chassis abgestützt. Ein Linearantrieb 26 ist mit seinem einen Ende am Chassis und mit dem anderen am Sitz schwenkbar befestigt. Falls eine Verstellung des Sitzes nur in der Fahrtrichtung erfolgen soll, können zwei Axiallager das Schwenklager 29 bilden. Wenn auch eine Verstellung quer zur Fahrtrichtung möglich sein soll, kann das Schwenklager 29 als kardanisches Lager ausgeführt sein. In diesem Fall wäre ein zweiter Linearantrieb 26 für die Bewegung des Sitzes quer zur Fahrtrichtung vorzusehen. Anders als bei der Ausführungsart gemäss den Figuren 2 und 3 ist beim Beispiel nach den Figuren 4 und 5 der Sensor 27 nicht mit dem Chassis 1, sondern mit dem Sitz 20 verbunden. Der Sensor 27, die Steuerung 28 und der Linearantrieb 26 sind dabei so ausgelegt, dass - innerhalb des Hubbereichs des Linearantriebes - der Sitz stets automatisch in die Horizontallage gebracht wird. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, dass neben dem durch die Erfindung angestrebten Ziel, den Gesamtschwerpunkt in Richtung zur geneigten Fläche zu verstellen, auch das Ziel erreicht wird, dem Benutzer beim Befahren einer geneigten Fläche eine bequeme und sichere Sitzposition zu ermöglichen. Figur 5 zeigt eine Situation, bei der das erfindungsgemässe Fahrzeug auf einer in Fahrtrichtung abwärts geneigten Fläche 30 steht. Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsart die im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebene Möglichkeit der manuellen Sitzpositionsverstellung vorgesehen sein.Figure 4 shows another embodiment of the inventive Vehicle in which the adjustment of the seat is solved differently than in the Design according to Figures 2 and 3. The seat 20 is in this example supported on the chassis by means of a pivot bearing 29. A linear actuator 26 has one end on the chassis and the other on the seat pivotally attached. If the seat is only adjusted in the direction of travel should take place, two thrust bearings can form the pivot bearing 29. If too the pivot bearing can be adjusted transversely to the direction of travel 29 be designed as a gimbal bearing. In this case, one would be second linear drive 26 for the movement of the seat transversely to the direction of travel to provide. It is different from the embodiment according to FIGS. 2 and 3 in the example according to FIGS. 4 and 5, the sensor 27 is not with the chassis 1, but connected to the seat 20. The sensor 27, the controller 28 and the linear drive 26 are designed so that - within the stroke range of the linear drive - the seat is always automatically in the horizontal position brought. This embodiment has the advantage that in addition to the the invention aimed at, the overall focus towards the inclined To adjust the area, the goal is reached, the user at Driving on an inclined surface in a comfortable and safe sitting position enable. Figure 5 shows a situation in which the inventive Vehicle stands on a surface 30 inclined downward in the direction of travel. Of course can also in this embodiment the in connection with Figure 2 described possibility of manual seat position adjustment is provided be.

Claims

Vehicle for the disabled, with a chassis (1) on which at least three wheels (21, 22) are attached, at least one of which an electric motor (11), which is also attached to the chassis, can be driven and at least one is steerable, and with a seat (20) for the user, thereby characterized in that the seat by means of at least one adjustment drive (26) is adjustable on the chassis and that the adjustment drive sits in Dependence on a horizontal position that can be determined by sensor means (27) different position of the chassis or the seat adjusted, which the total center of gravity of the vehicle when driving on an inclined surface (30) and automatically moves the user towards the rising surface becomes.

Vehicle according to claim 1, characterized in that there are four Has wheels (21, 22), two of which can be driven and two can be steered.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the chassis (1) as a substantially plate-shaped Component is formed.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized characterized in that there are two independent drive units, each acting on a wheel which each consist of a motor (11) and a gear (2), a clutch (5) is located between the gear and the wheel, with which the user can disconnect the drive.

Vehicle according to claim 4, characterized in that the Clutch (2) is a claw clutch, which is by means of a self-locking eccentric mechanism (9) against the force of a spring (4) in the disengaged Position can be brought.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the adjustment drive is designed as a linear drive (26).

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the seat (20) by means of a longitudinal guide (25) on the chassis stored and by the adjustment drive (26) in the direction of travel forward and is adjustable behind and that the sensor means (27) are arranged on the chassis (1) are.

Vehicle according to claim 7, characterized in that the Seat (20) arranged transversely to said longitudinal guide (25) further longitudinal guide mounted on the chassis and by the adjustment drive mentioned (26) and another adjustment drive both in the direction of travel is adjustable forwards and backwards as well as sideways left and right.

Vehicle according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the seat (20) by means of a bearing (29) on the chassis by one Axially pivoted and by the adjustment drive (26) in the direction of travel is pivotable forward and backward and that the sensor means (27) on Seat are arranged.

Vehicle according to claim 9, characterized in that the Seat (20) by means of said bearing (29) on the chassis by one point is pivotally mounted, for example by the bearing as a gimbal is executed and that the seat by said adjustment drive (26) and another adjustment drive both in the direction of travel forward and rear and sideways left and right is pivotable.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a control element is present with which the user can influence the adjustment drive (26) manually to move the seat into a to bring the desired position, for example in the foremost position, to to make it easier for the user to get in and out.