EP3145468A1 - Système de freinage apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique, kit d'aide à la propulsion électrique et fauteuil roulant électrique comportant un tel système - Google Patents

Système de freinage apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique, kit d'aide à la propulsion électrique et fauteuil roulant électrique comportant un tel système

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Publication number
EP3145468A1
EP3145468A1 EP15719738.5A EP15719738A EP3145468A1 EP 3145468 A1 EP3145468 A1 EP 3145468A1 EP 15719738 A EP15719738 A EP 15719738A EP 3145468 A1 EP3145468 A1 EP 3145468A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brakes
control
wheelchair
signal
braking system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15719738.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sami MOHAMMAD
Thierry-Marie GUERRA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Valenciennes et du Hainaut Cambresis
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Valenciennes et du Hainaut Cambresis
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Valenciennes et du Hainaut Cambresis filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3145468A1 publication Critical patent/EP3145468A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/1005—Wheelchairs having brakes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/1005—Wheelchairs having brakes
    • A61G5/1021—Wheelchairs having brakes engaging specific brake elements
    • A61G5/1024—Brake discs

Definitions

  • the present invention relates to a braking system capable of equipping a wheelchair with electric propulsion. It also relates to an electric propulsion kit for equipping a wheelchair and an electric wheelchair comprising such a system.
  • a service brake that brings the wheelchair to a stop without exceeding a certain stopping distance and which is a function of the initial speed
  • the power-vacuum brake which is also a parking brake and is widely used on current engine systems, prevents the user from manually driving his wheelchair if the motors are engaged.
  • the only way to lift this brake is to disengage the motors. In theory it is also possible to lift this brake electronically but it consumes the energy of the battery and then assumes that the battery is charged.
  • an activatable braking system either electronically or by the user, this system serving as an automatic brake, service brake and parking brake.
  • An object of the invention is in particular to allow the realization of such a braking system.
  • the subject of the invention is a braking system capable of equipping an electric powered wheelchair, said system comprising at least:
  • Two hydraulic brakes each adapted to equip a driving wheel of said chair, said brakes being activated by an electrical signal and a manual control;
  • control device controllable by a user, supplying said electrical signal
  • a brake control module generating a control signal for said brakes as a function of said electrical signal supplied by the control device and of the chair speed regulation setpoint; said brakes being actuated by means of an electromagnetic actuator controlled by an activation signal which is a function of the control signal generated by said control module.
  • said brakes being operable by hydraulic pressure
  • the hydraulic pressure in said brakes is generated by said electromagnetic actuator controllable by the control signal provided by the control module.
  • said brakes being actuable by a wire
  • the tension of the wire in said brakes is generated by said electromagnetic actuator controllable by the control signal provided by the control module.
  • the electromagnetic actuator is for example constrained in such a way that in the absence of an activation signal, said hydraulic brakes are activated.
  • Said activation signal is for example a combination of the control signal supplied by the control module and signals representative of the proper operation of wheelchair propulsion elements, the activation signal being present when each representative signal indicates a good operation.
  • the electromagnetic actuator is for example a tubular electromagnet.
  • Said system comprises for example a sensor, said sensor indicating that the brakes are activated or deactivated, in the latter case the electrical operation of the motors being inhibited in the absence of an auxiliary command.
  • the invention also relates to an electric propulsion assistance kit adapted to equip a wheelchair with two electric motors each adapted to equip a drive wheel of said chair, said kit comprising a braking system as described above.
  • the controller produces, for example, motor speed control signals and brake activation control signals.
  • the control module produces, for example, motor speed control signals and brake activation control signals.
  • the invention also relates to an electric wheelchair having two motors each equipped with an electric motor, said wheelchair being equipped with a braking system as described above.
  • the controller produces, for example, motor speed control signals and brake activation control signals.
  • the control module produces, for example, motor speed control signals and brake activation control signals.
  • FIG. 3 a block diagram showing different elements involved in an electric propulsion system of a wheelchair
  • FIG. 5 an exemplary embodiment of a brake activation control of a wheelchair, in a system according to the invention.
  • Figure 1 shows a person moving in a manual wheelchair. The person controls the movement of the chair by exerting a circular thrust forward or back on the handrail 2 coupled to each wheel 1 driving, causing the rolling of these wheels.
  • Two small wheels 5 at the front complete the four-wheel device to ensure the stability of the wheelchair, the latter which are free to rotate about a vertical axis help the wheelchair user to go.
  • An electric propulsion help device reduces or eliminates these physical efforts.
  • Such a device comprises two electric motors, a motor being coupled to each wheel to drive it in rotation.
  • the motors used may be of the brushless motor type, also called “brushless” motors.
  • Other types of motors can be used, such as DC motors.
  • the motor torque delivered by a motor may be a function of the drive movement applied to the handrail 2.
  • a control member such as a joystick for example, also called “joystick” attached to the frame of the chair and more particularly on the armrest for easy handling by the user.
  • the joystick thus makes it possible to control the motors forwards or backwards, to adjust the drive speed of the wheels, and to turn to the left or to the right by activating one or the other of the motors.
  • Electric propulsion works perfectly on regular soils.
  • the electric propulsion devices according to the prior art indeed allow wheelchair users to move easily in interiors, provided there is room and there is no unevenness. They also allow easy movement on sidewalks or flat roads.
  • a braking system provides a service brake which, when actuated and while the wheelchair is in freewheel mode is able to bring the wheelchair to a standstill, all other types of braking imposed by the standards being integrated into the same system.
  • such a system comprises two hydraulic brakes electrically controlled and manually, a brake being provided for each drive wheel 1.
  • Figure 2 illustrates the mounting of a hydraulic brake for a drive wheel.
  • the brake disk 21 is mounted on the wheel facing the engine 20 while the caliper is mechanically secured to the frame 22 of the wheelchair. More precisely the disc is fixed on the hub of the wheel, unrepresented pads rubbing on each side of the disc. These pads are held in the stirrup. The pads are subjected to hydraulic pressure according to a well known mechanism.
  • the stirrup is mounted on a retractable arm 23 to move the stirrup of the brake disc, a tab 24 being provided to release the stirrup.
  • FIG. 3 shows the connection diagram between the different modules involved in the electric propulsion of a wheelchair.
  • a control card 31 contains the servocontrol circuits and calculation of the torque value to be applied to the right motor 32 and the torque value to be applied to the left engine 33.
  • the values of the driving torque to be applied are for example transmitted to motors via a set voltage.
  • an electrical connection 34, 35 is provided respectively between the card and the right engine and the card and the left engine.
  • the control card comprises the interface and amplification means necessary for transmitting the setpoint voltages to the motors. Since the torque calculations are performed by digital circuits, the card also includes the analog-to-digital converters and digital-to-analog converters needed to interface with the other modules.
  • control card 31 is connected to a control device 36.
  • This device may be of the joystick or other type. It sends to the control card an analog or digital control signal.
  • the link 37 between the control device 36 and the control card 31 may be wired or of the wireless network type.
  • the modules 31, 32, 33, 36 and their connections can be fixed by construction on the chair, if it is all basic electric. They can also be part of a kit equipping a basic manual propulsion chair.
  • FIG. 4 presents a block diagram of the braking system which is superimposed on the connection diagram of the electric propulsion elements of FIG. 3.
  • An electromagnetic actuator 41 is connected to the control device 36 and to a manual control member 42, for example a joystick. Subsequently, the electromagnetic actuator will be an example of a tubular electromagnet, other types of electromagnetic actuators may be used.
  • connection of the electromagnet to the control device allows electrical control of the electromagnet.
  • the mechanical connection connecting the lever 42 to the electromagnet allows mechanical control of the electromagnet.
  • the hydraulic circuit of the tubular electromagnet 41 is extended by hoses 43, 44 leading the liquid actuating the brake discs.
  • the electromagnet is thus itself connected by a hose 43, 44 to the brake disc 21 of the right wheel and to the brake disc 21 1 of the left wheel.
  • the electromagnet can be activated and deactivated by an electric signal or by a manual control 42.
  • the electromagnet As for the electrical control of the electromagnet, it is particularly adapted to the safety standards imposed on a wheelchair. Indeed, the electromagnet is forced by a thrust spring of the emitter cylinders of the hydraulic circuit, meaning that the hydraulic brake is active in the absence of the power supply of the electromagnet.
  • the power supply circuit is such that in case of failure of a module, the electromagnet is not electronically powered.
  • the control device 36, the control card 31 and the electric motors 32, 33 each constitute a module.
  • the control card 31 can optionally be separated into two cards, a card being assigned to each engine with the components necessary to achieve operation equivalent to a solution to a single control card.
  • FIG. 5 illustrates an example of a power supply scheme for the electromagnet 41 meeting the above constraints.
  • a terminal of the coil of the electromagnet is connected to a supply Vcc while its other terminal is connected to a set of transistors T1, T2, T3 in series, the last transistor T3 being connected to a reference potential 50, a mechanical mass for example.
  • the example of FIG. 5 comprises three transistors. One can provide a solution with as many transistors as there are modules. For the coil of the electromagnet to be energized, the circuit between the supply Vcc and the reference potential 50 must be closed, that is to say that all the transistors T1, T2, T3 in series with the coil are controlled at closing. Each transistor is controlled by a signal V P , V c , V M from a module.
  • the module When the module is in good condition, it sends a control signal of its associated transistor, typically a voltage.
  • a control signal of its associated transistor typically a voltage.
  • the signal In case of failure of the module, for example a failed drive card or a failed motor, the signal is no longer generated and the corresponding transistor is no longer controlled at closing.
  • the opening of the transistor causes the power supply to be cut off from the electromagnet 41, which activates the hydraulic brakes, since the brake can no longer be deactivated. This increases the security for the user.
  • the control card sends a voltage V P to keep the first transistor T1 closed
  • an electronic card of the control device sends a voltage V c to the second transistor T2 and the internal circuit of each motor sends a voltage V M on the third transistor T3.
  • the assembly of FIG. 5 is equivalent to providing an activation signal of the electromagnet, a combination of the three signals V.sub.p , V.sub.c , V.sub.M , so that, in the absence of this activation signal electromagnet activates braking.
  • the voltage V P issued from the control card in addition to the safety function as described above has a function of controlling and regulating the braking. Indeed, this voltage, resulting from the processing performed by the control card, is a function of the braking command from the user via the control device and / or the speed control of the chair.
  • the electrical assembly of FIG. 5 is an example of implementation for the control of the electromagnet.
  • Other montages are of course possible to reproduce the activation signal of the electromagnet as a combination of signals representative of the proper functioning of certain elements controlling and ensuring the propulsion of the wheelchair, the propulsion comprising both driving the wheels in rotation and braking.
  • the user can deactivate the brakes to, for example, switch to manual propulsion mode or electric propulsion assistance mode, the latter being activated by through the handrails for example. This deactivates the brake without consuming battery power, which is advantageous knowing the importance of battery life.
  • the wheelchair can not operate in all electric with the electric control.
  • a sensor arranged for example in the brake lever 42, indicates whether the brakes are activated or not, that is to say in working condition or not. If the brakes are disabled, the chair is prevented from operating in all-electric mode but allows it for example to operate in an electric propulsion assistance mode or in a manual mode.
  • the prevention of all-electric operation is for example produced by the control card 31 which stops the operation of the motors from a signal from the sensor 42 indicating that the brakes are disabled.
  • the control card 31 may nevertheless control the operation of the engines from an auxiliary control, particularly in the case of an electric propulsion assistance, this auxiliary control may for example be an action on the handrail.
  • a system according to the invention requires only a sensor to ensure the disengagement.
  • the operation of a wheelchair equipped with a braking system is therefore as follows.
  • the hydraulic braking is controlled both by the user via the control device 36, a joystick for example or any other member, or by the control card 31 of the motors according to the regulated speed.
  • the hydraulic brakes are activated. If the wheelchair is moving, it continues its momentum until its complete stop under the action of the brakes. The user can deactivate the brakes via the brake lever 42 and switch to freewheel mode, the user being able to activate the brakes by means of the lever 42.
  • a braking system according to the invention adapted to equip a wheelchair, has been described with hydraulic brakes actuated by hydraulic pressure.
  • the hydraulic brakes may be operable by other means.
  • hydraulic brakes of the type operable by a wire In this case, it is no longer the pressure level that forces braking but the tension of the thread.
  • the tension of the wire is then generated by the tubular electromagnet 41, itself controllable by the control signal supplied by the control module 31.
  • a system according to the invention can take the form of a kit intended to equip a wheelchair or be permanently implanted on an all-electric wheelchair.
  • the braking system according to the invention can be coupled to a system for assisting electric propulsion.
  • a kit according to the invention therefore comprises for example at least:
  • This kit may also include an electric propulsion assistance system, the control device 36 and the control card 31 being shared between the two systems.
  • the kit then comprises two electric motors 20 adapted to be mounted each on a wheel of a wheelchair.
  • a battery is of course designed to supply all the electrical circuits of all the elements.

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Abstract

Le système de freinage, apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique, comporte au moins : deux freins hydrauliques aptes à équiper chacun une roue motrice dudit fauteuil, lesdits freins étant activables par un signal électrique et par une commande manuelle; un dispositif de commande (36), commandable par un utilisateur, fournissant ledit signal électrique; une commande manuelle (42) pour activer et désactiver lesdits freins indépendamment dudit signal électrique; un module (31 ) de pilotage des freins, générant un signal de commande desdits freins en fonction dudit signal électrique fourni par le dispositif de commande et de la consigne de régulation de vitesse du fauteuil; lesdits freins étant actionnés au moyen d'un actionneur électromagnétique (41 ) commandé par un signal d'activation fonction du signal de commande généré par ledit module de pilotage (31).

Description

Système de freinage
apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique, kit d'aide à la propulsion électrique et fauteuil roulant électrique comportant un tel système.
La présente invention concerne un système de freinage apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique. Elle concerne également un kit d'aide à la propulsion électrique pour équiper un fauteuil roulant et un fauteuil roulant électrique comportant un tel système.
Il existe sur le marché divers types de fauteuils roulants, du plus simple dans une version manuelle aux plus sophistiqués dans une version tout électrique. Face aux difficultés rencontrées dans la vie quotidienne, nombre de personnes à mobilité réduite renoncent au fauteuil roulant manuel. En effet, ces fauteuils nécessitent un effort physique important de la part des utilisateurs et ne sont pas toujours faciles à manœuvrer, limitant finalement l'autonomie des personnes. Ces dernières doivent alors faire des choix parmi l'ensemble des fauteuils disponibles sur le marché en fonction notamment de leur handicap, de leurs possibilités physique et de leurs moyens financiers. Une solution pour permettre à ces personnes de retrouver une plus grande autonomie est d'utiliser un fauteuil tout électrique équipé d'un organe de commande. A partir de cet organe de commande, l'utilisateur peut activer le fauteuil dans toutes les directions, le fauteuil étant propulsé au moyen d'un moteur électrique, des mains courantes couplées aux roues étant par ailleurs toujours prévues pour permettre une activation manuelle notamment en cas d'indisponibilité de la propulsion électrique. Une autre solution, moins coûteuse, consiste à équiper un fauteuil roulant classique avec un kit de motorisation additionnel. Parmi les kits de motorisation, il existe les kits d'assistance électrique à la propulsion. Les normes exigent un système de débrayage que permet de passer en mode manuel de propulsion. Elles exigent également un système de freinage qui comporte plusieurs freins :
- un frein de service qui amène le fauteuil à l'arrêt sans dépasser une certaine distance dite d'arrêt et qui est fonction de la vitesse initiale ;
- un frein de service qui permet d'arrêter le fauteuil même si le fauteuil roulant est en mode roues libres, les moteurs étant débrayés ;
- un frein automatique qui fonctionne en libérant le dispositif de commande des moteurs ;
- et enfin un frein de stationnement.
En théorie, tous les systèmes de freinage ne doivent pas dépendre du gonflage et de la pression des pneus.
La plupart des kits ou des fauteuils existant utilisent un frein à manque de courant qui combine le frein automatique et le frein de stationnement, seulement si les moteurs des roues sont embrayés. Quant au freinage alors que le moteur est débrayé, il n'existe pas de façon intégrée aux autres types de freinage. Il existe des leviers de frein de stationnement qui dépendent beaucoup du gonflage des roues.
Toutes les solutions actuelles optent pour un débrayage mécanique. Les normes imposent également que l'on empêche l'utilisation du système d'entraînement des roues si une partie seulement du système de débrayage est activée. Cela implique notamment l'utilisation de deux capteurs pour le système de débrayage.
Le frein à manque de courant, qui est aussi un frein de stationnement et qui est utilisé très largement sur les systèmes de motorisation actuels, empêche l'utilisateur d'entraîner manuellement son fauteuil roulant si les moteurs sont embrayés. Le seul moyen de lever ce frein est de débrayer les moteurs. En théorie il est aussi possible de lever ce frein électroniquement mais cela consomme l'énergie de la batterie et suppose alors que la batterie est chargée.
Le seul moyen pour remédier à ces problèmes, tout en respectant les normes, est d'utiliser un système de freinage activable soit de façon électronique, soit par l'utilisateur, ce système servant comme frein automatique, frein de service et frein de stationnement. Un but de l'invention est notamment de permettre la réalisation d'un tel système de freinage. A cet effet, l'invention a pour objet un système de freinage apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique, ledit système comportant au moins :
- deux freins hydrauliques aptes à équiper chacun une roue motrice dudit fauteuil, lesdits freins étant activables par un signal électrique et par une commande manuelle ;
- un dispositif de commande, commandable par un utilisateur, fournissant ledit signal électrique ;
- une commande manuelle pour activer et désactiver lesdits freins indépendamment dudit signal électrique ;
- un module de pilotage des freins, générant un signal de commande desdits freins en fonction dudit signal électrique fourni par le dispositif de commande et de la consigne de régulation de vitesse du fauteuil ; - lesdits freins étant actionnés au moyen d'un actionneur électromagnétique commandé par un signal d'activation fonction du signal de commande généré par ledit module de pilotage.
Dans un mode de réalisation possible, lesdits freins étant actionnables par pression hydraulique, la pression hydraulique dans lesdits freins est générée par ledit actionneur électromagnétique commandable par le signal de commande fourni par le module de pilotage.
Dans un autre mode de réalisation possible, lesdits freins étant actionnables par un fil, la tension du fil dans lesdits freins est générée par ledit actionneur électromagnétique commandable par le signal de commande fourni par le module de pilotage.
L'actionneur électromagnétique est par exemple contraint de telle manière qu'en l'absence de signal d'activation, lesdits freins hydrauliques sont activés. Ledit signal d'activation est par exemple une combinaison du signal de commande fourni par le module de pilotage et de signaux représentatifs du bon fonctionnement d'éléments de propulsion du fauteuil, le signal d'activation étant présent lorsque chaque signal représentatif indique un bon fonctionnement. L'actionneur électromagnétique est par exemple un électroaimant tubulaire. Ledit système comporte par exemple un capteur, ledit capteur indiquant que les freins sont activés ou désactivés, dans ce dernier cas le fonctionnement électrique des moteurs étant inhibé en l'absence d'une commande auxiliaire. L'invention a également pour objet un kit d'aide à la propulsion électrique apte à équiper un fauteuil roulant comportant deux moteurs électriques aptes chacun à équiper une roue motrice dudit fauteuil, ledit kit comportant un système de freinage tel que décrit précédemment. Le dispositif de commande produit par exemple des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins. Le module de pilotage produit par exemple des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins.
L'invention a également pour objet un fauteuil roulant électrique ayant deux motrices équipées chacune d'un moteur électrique, ledit fauteuil roulant étant équipé d'un système de freinage tel que décrit précédemment. Le dispositif de commande produit par exemple des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins. Le module de pilotage produit par exemple des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, faite en regard de dessins annexés qui représentent :
- la figure 1 , une personne se déplaçant dans un fauteuil roulant ;
- la figure 2, un frein hydraulique d'un système selon l'invention monté sur une roue motrice de fauteuil roulant ;
- la figure 3, un schéma fonctionnel présentant différents éléments impliqués dans un système de propulsion électrique d'un fauteuil roulant ;
- la figure 4, un schéma fonctionnel présentant différents éléments d'un système selon l'invention intégré dans le système précédent ;
- la figure 5, un exemple de réalisation d'une commande d'activation des freins d'un fauteuil roulant, dans un système selon l'invention. La figure 1 représente une personne se déplaçant dans un fauteuil roulant manuel. La personne commande le déplacement du fauteuil en exerçant une poussée circulaire avant ou arrière sur la main courante 2 couplée à chaque roue 1 motrice, entraînant le roulement de ces roues. Deux petites roues 5 situées à l'avant complètent le dispositif à quatre roues pour assurer la stabilité au sol du fauteuil, ces dernières qui sont libres en rotation autour d'un axe vertical aident l'utilisateur du fauteuil à se diriger.
Un dispositif d'aide électrique à la propulsion permet de réduire ou de supprimer ces efforts physiques. Un tel dispositif comporte deux moteurs électriques, un moteur étant couplé à chaque roue pour l'entraîner en rotation. Les moteurs utilisés peuvent être du type moteur sans balais encore appelés moteurs «brushless ». On peut aussi utiliser d'autres types de moteurs, notamment des moteurs à courant continu. Le couple moteur délivré par un moteur peut être fonction du mouvement d'entraînement appliqué sur la main courante 2. Dans ce cas, plusieurs solutions sont possibles pour détecter le couple de propulsion alors produit par l'utilisateur et commander les moteurs d'entraînement en fonction de ce couple appliqué. Une autre solution pour commander les moteurs d'entraînement des roues consiste à utiliser un organe de commande tel qu'une manette par exemple, encore appelée « joystick » fixée sur le châssis du fauteuil et plus particulièrement sur l'accoudoir pour faciliter sa manipulation par l'utilisateur. La manette permet ainsi de commander les moteurs vers l'avant ou vers l'arrière, de régler la vitesse d'entraînement des roues, et de tourner à gauche ou à droite en activant l'un ou l'autre des moteurs. La propulsion électrique fonctionne parfaitement sur des sols réguliers. Les dispositifs de propulsion électrique selon l'art antérieur permettent en effet aux utilisateurs de fauteuils roulants de se déplacer aisément dans des intérieurs, pourvu qu'il y ait la place nécessaire et qu'il n'y ait pas de dénivelés. Ils permettent aussi des déplacements aisés sur trottoirs ou des routes planes.
Parallèlement au système d'entraînement électrique des roues 1 , il faut prévoir un système de freinage répondant notamment aux normes. Un système de freinage selon l'invention prévoit un frein de service qui, lorsqu'il est actionné et alors que le fauteuil roulant est en mode roues libres est capable d'amener le fauteuil à l'arrêt, tous les autres types de freinages imposés par les normes étant intégrés dans ce même système.
Selon l'invention, un tel système comporte deux freins hydrauliques commandés électriquement et manuellement, un frein étant prévu pour chaque roue motrice 1 .
La figure 2 illustre le montage d'un frein hydraulique pour une roue motrice. Le disque de frein 21 est monté sur la roue en regard du moteur 20 tandis que l'étrier est solidaire mécaniquement du châssis 22 du fauteuil roulant. Plus précisément le disque est fixé sur le moyeu de la roue, des plaquettes non représentées venant frotter de chaque côté du disque. Ces plaquettes sont maintenues dans l'étrier. Les plaquettes sont soumises à une pression hydraulique selon un mécanisme bien connu.
Afin de pouvoir retirer la roue en cas de besoin, l'étrier est monté sur un bras escamotable 23 permettant d'éloigner l'étrier du disque de frein, une languette 24 étant prévue pour libérer l'étrier.
La figure 3 présente le schéma de connexion entre les différents modules impliqués dans la propulsion électrique d'un fauteuil roulant. Une carte de pilotage 31 contient les circuits d'asservissement et de calcul de la valeur de couple à appliquer au moteur droit 32 et de la valeur de couple à appliquer au moteur gauche 33. Les valeurs de couples moteurs à appliquer sont par exemple transmises aux moteurs via une tension de consigne. A cet effet, une liaison électrique 34, 35 est prévue respectivement entre la carte et le moteur droit et la carte et le moteur gauche. La carte de pilotage comporte les moyens d'interface et d'amplification nécessaire pour transmettre les tensions de consigne vers les moteurs. Etant donné que les calculs de couples sont effectués par des circuits numériques, la carte comporte par ailleurs les convertisseurs analogique-numérique et les convertisseurs numérique-analogique nécessaires pour s'interfacer aux autres modules. En particulier, la carte de pilotage 31 est reliée à un dispositif de commande 36. Ce dispositif peut-être du type joystick ou autre. Il envoie à la carte de pilotage un signal de commande analogique ou numérique. La liaison 37 entre le dispositif de commande 36 et la carte de pilotage 31 peut être filaire ou du type réseau sans fil. Les modules 31 , 32, 33, 36 et leurs connexions peuvent être fixés par construction sur le fauteuil, si celui-ci est tout électrique de base. Ils peuvent aussi faire partie d'un kit équipant un fauteuil à propulsion manuelle de base. La figure 4 présente un schéma fonctionnel du système de freinage qui se superpose au schéma de connexion des éléments de propulsion électrique de la figure 3.
Un actionneur électromagnétique 41 est relié au dispositif de commande 36 et à un organe de commande manuel 42, par exemple une manette. Par la suite, l'actionneur électromagnétique sera à titre d'exemple un électro-aimant tubulaire, d'autres types d'actionneurs électromagnétiques pouvant être utilisés.
La liaison de l'électro-aimant au dispositif de commande, de type filaire ou du type réseau sans fil, permet une commande électrique de l'électro-aimant. La liaison mécanique reliant la manette 42 à l'électro-aimant permet une commande mécanique de l'électro-aimant.
Le circuit hydraulique de l'électro-aimant tubulaire 41 est prolongé par des durites 43, 44 conduisant le liquide actionnant les disques de frein. L'électro- aimant est ainsi lui-même relié par une durite 43, 44 au disque de frein 21 de la roue droite et au disque de frein 21 1 de la roue gauche.
L'électro-aimant peut être activé et désactivé par un signal électrique ou par une commande manuelle 42.
En ce qui concerne la commande électrique de l'électro-aimant, elle est particulièrement adaptée aux normes de sécurité imposées à un fauteuil roulant. En effet, l'électro-aimant est forcé par un ressort de poussée des cylindres émetteurs du circuit hydraulique, signifiant que le frein hydraulique est actif en l'absence de l'alimentation de l'électro-aimant. Le circuit d'alimentation électrique est tel qu'en cas de défaillance d'un module, l'électro-aimant n'est pas alimenté électroniquement. Dans l'exemple de la figure 4, le dispositif de commande 36, la carte de pilotage 31 et les moteurs électriques 32, 33 constituent chacun un module. La carte de pilotage 31 peut éventuellement être séparée en deux cartes, une carte étant affectée à chaque moteur avec les composants nécessaires pour obtenir un fonctionnement équivalent à une solution à une seule carte de pilotage. La figure 5 illustre un exemple de schéma d'alimentation de l'électro- aimant 41 répondant aux contraintes ci-dessus. Une borne de la bobine de l'électro-aimant est reliée à une alimentation Vcc alors que son autre borne est reliée à un ensemble de transistors T1 , T2, T3 en série, le dernier transistor T3 étant relié à un potentiel de référence 50, une masse mécanique par exemple. L'exemple de la figure 5 comporte trois transistors. On peut prévoir une solution comportant autant de transistors qu'il y a de modules. Pour que la bobine de l'électro-aimant soit alimentée, il faut que le circuit entre l'alimentation Vcc et le potentiel de référence 50 soit fermé, c'est-à-dire que tous les transistors T1 , T2, T3 en série avec la bobine soient commandés à la fermeture. Chaque transistor est commandé par un signal VP, Vc, VM provenant d'un module. Lorsque le module est en bon fonctionnement, il envoie un signal de commande de son transistor associé, typiquement une tension. En cas de défaillance du module, par exemple une carte de pilotage en panne ou un moteur en panne, le signal n'est plus généré et le transistor correspondant n'est plus commandé à la fermeture. L'ouverture du transistor provoque la coupure d'alimentation de l'électro- aimant 41 , ce qui active les freins hydrauliques, le frein ne pouvant plus être désactivé. Cela augmente la sécurité pour l'utilisateur. Dans l'exemple de la figure 5, la carte de pilotage envoie une tension VP pour maintenir le premier transistor T1 en fermeture, une carte électronique du dispositif de commande envoie une tension Vc sur le deuxième transistor T2 et le circuit interne de chaque moteur envoie une tension VM sur le troisième transistor T3. Ici, un même transistor est associé aux deux moteurs, la tension VM étant multiplexée. On peut également prévoir un transistor pour chaque moteur. Le montage de la figure 5 équivaut à fournir un signal d'activation de l'électro- aimant, combinaison des trois signaux VP, Vc, VM, de telle sorte qu'en l'absence de ce signal d'activation l'électro-aimant active le freinage.
La tension VP issue de la carte de pilotage en plus de la fonction de sécurité telle que décrite ci-dessus a une fonction de commande et régulation du freinage. En effet cette tension, issue du traitement effectué par la carte de pilotage, est fonction de la commande de freinage venant de l'utilisateur via le dispositif de commande et/ou de la régulation de vitesse du fauteuil.
Le montage électrique de la figure 5 est un exemple de mise en œuvre pour la commande de l'électro-aimant. D'autres montages sont bien sûr possibles pour reproduire le signal d'activation de l'électro-aimant comme combinaison de signaux représentatifs du bon fonctionnement de certains éléments commandant et assurant la propulsion du fauteuil, la propulsion comprenant à la fois l'entraînement des roues en rotation et le freinage.
Avec la commande manuelle 42, indépendante de la commande électrique de l'électro-aimant, l'utilisateur peut désactiver les freins pour, par exemple, passer en mode à propulsion manuelle ou en mode assistance électrique à la propulsion, cette dernière étant activée par l'intermédiaire des mains courantes par exemple. Cela permet de désactiver le frein sans consommer de l'énergie de la batterie, ce qui est avantageux sachant l'importance de la durée d'autonomie des batteries.
Dans ce cas, le fauteuil ne peut fonctionner en tout électrique avec la commande électrique. Un capteur, disposé par exemple dans la manette de frein 42, indique si les freins sont activés ou pas, c'est-à-dire en état de marche ou pas. Si les freins sont désactivés, le fauteuil est empêché de fonctionner en mode tout électrique mais lui permet par exemple de fonctionner dans un mode d'assistance à la propulsion électrique ou dans un mode manuel. L'empêchement du fonctionnement tout électrique est par exemple produit par la carte de pilotage 31 qui arrête le fonctionnement des moteurs à partir d'un signal issu du capteur 42 indiquant que les freins sont désactivés.
La carte de pilotage 31 peut néanmoins commander le fonctionnement des moteurs à partir d'une commande auxiliaire notamment dans le cas d'une assistance à la propulsion électrique, cette commande auxiliaire pouvant par exemple être une action sur la main courante.
L'inhibition du fonctionnant tout électrique équivaut au débrayage décrit dans les normes en vigueur (norme NF EN 12184 de décembre 2009 notamment). Avantageusement, un système selon l'invention nécessite seulement un capteur pour assurer le débrayage.
Le fonctionnement d'un fauteuil équipé d'un système de freinage selon l'invention est donc le suivant. En régime de propulsion électrique, le freinage hydraulique est commandé à la fois par l'utilisateur via le dispositif de commande 36, un joystick par exemple ou tout autre organe, ou par la carte de pilotage 31 des moteurs en fonction de la vitesse régulée. En cas de défaillance d'un module, moteur électrique, carte de pilotage ou dispositif de commande notamment, les freins hydrauliques sont activés. Si le fauteuil est en déplacement, il continue sur sa lancée jusqu'à son arrêt complet sous l'action des freins. L'utilisateur peut désactiver les freins via la manette de frein 42 et passer en mode roues libres, l'utilisateur pouvant à sa convenance activer les freins au moyens de la manette 42.
Un système de freinage selon l'invention, apte à équiper un fauteuil roulant, a été décrit avec des freins hydrauliques actionnables par pression hydraulique. Il est possible que les freins hydrauliques soient actionnables par un autre moyen. Il est en particulier possible d'utiliser des freins hydrauliques du type actionnables par un fil. Dans ce cas, ce n'est plus le niveau de pression qui force le freinage mais la tension du fil. La tension du fil est alors générée par l'électro-aimant tubulaire 41 , lui-même commandable par le signal de commande fourni par le module de pilotage 31 .
Un système selon l'invention peut prendre la forme d'un kit destiné à équiper un fauteuil roulant ou être implanté à demeure sur un fauteuil roulant tout électrique.
Dans le cas d'un kit, le système de freinage selon l'invention peut être couplé à un système d'aide à la propulsion électrique.
Un kit selon l'invention comporte donc par exemple au moins :
- un dispositif de commande 36 ;
- un module ou une carte 31 de pilotage moteurs intégrant les circuits de commande de freinage ;
- un système de freinage hydraulique tel que décrit précédemment.
Ce kit peut également comporter un système d'aide à la propulsion électrique, le dispositif de commande 36 et la carte de pilotage 31 étant partagés entre les deux systèmes. Le kit comporte alors deux moteurs électriques 20 aptes à être montés chacun sur une roue d'un fauteuil roulant. Une batterie est bien sûr prévue pour alimenter tous les circuits électriques de tous les éléments.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de freinage apte à équiper un fauteuil roulant à propulsion électrique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - deux freins hydrauliques (21 ) aptes à équiper chacun une roue motrice (1 ) dudit fauteuil, lesdits freins étant activables par un signal électrique et par une commande manuelle ;
- un dispositif de commande (36), commandable par un utilisateur, fournissant ledit signal électrique ;
- une commande manuelle (42) pour activer et désactiver lesdits freins indépendamment dudit signal électrique ;
- un module (31 ) de pilotage des freins, générant un signal de commande fonction dudit signal électrique fourni par le dispositif de commande et de la consigne de régulation de vitesse du fauteuil ; - lesdits freins étant actionnés au moyen d'un actionneur électromagnétique (41 ) commandé par un signal d'activation fonction du signal de commande généré par ledit module de pilotage (31 ).
2. Système de freinage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits freins étant actionnables par pression hydraulique, la pression hydraulique dans lesdits freins (21 ) est générée par ledit actionneur électromagnétique (41 ) commandable par le signal de commande fourni par le module de pilotage (31 ).
3. Système de freinage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits freins étant actionnables par un fil, la tension du fil dans lesdits freins (21 ) est générée par ledit actionneur électromagnétique (41 ) commandable par le signal de commande fourni par le module de pilotage.
4. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit actionneur électromagnétique (41 ) est contraint de telle manière qu'en l'absence de signal d'activation, lesdits freins hydrauliques sont activés.
5. Système de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit signal d'activation est une combinaison du signal de commande fourni par le module de pilotage et de signaux représentatifs du bon fonctionnement d'éléments de propulsion du fauteuil, le signal d'activation étant présent lorsque chaque signal représentatif indique un bon fonctionnement.
6. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (42), ledit capteur indiquant que les freins sont activés ou désactivés, dans ce dernier cas le fonctionnement électrique des moteurs étant inhibé en l'absence d'une commande auxiliaire.
7. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit actionneur électromagnétique (41 ) est un électro-aimant tubulaire.
8. Kit d'aide à la propulsion électrique apte à équiper un fauteuil roulant comportant deux moteurs électriques (20) aptes chacun à équiper une roue motrice dudit fauteuil, caractérisé en ce qu'il comporte un système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes.
9. Kit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de commande (36) produit des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins.
10. Kit selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le module de pilotage produit des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins.
1 1 . Fauteuil roulant électrique ayant deux motrices équipée chacune d'un moteur électrique, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
12. Fauteuil roulant électrique selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le dispositif de commande (36) produit des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins.
13. Fauteuil roulant électrique selon l'une quelconque des revendications 1 1 ou 12, caractérisé en ce que le module de pilotage produit des signaux de commande de vitesse des moteurs et des signaux de commande d'activation des freins.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105496667B (zh) * 2015-12-11 2018-05-18 深圳市迈康信医用机器人有限公司 电动轮椅刹车控制系统及电动轮椅
DE102022108906A1 (de) * 2022-04-12 2023-10-12 Sunrise Medical Gmbh Bremsbetätigungsvorrichtung mit elektronischer Signalvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070040349A1 (en) * 2005-07-08 2007-02-22 Zhao Tianyun Portable Power-Saving and Foldable Electric Wheel Chair
US8684113B1 (en) * 2012-02-28 2014-04-01 Gregory Edward Laconis Attachable, powered drive apparatus for wheelchairs

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8616573B1 (en) * 2011-08-13 2013-12-31 Cias, Inc. Manual wheelchair travels straight on sloped sidewalk surfaces

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070040349A1 (en) * 2005-07-08 2007-02-22 Zhao Tianyun Portable Power-Saving and Foldable Electric Wheel Chair
US8684113B1 (en) * 2012-02-28 2014-04-01 Gregory Edward Laconis Attachable, powered drive apparatus for wheelchairs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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