ES2881074T3 - Dispositivo de movilidad - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo (1) de movilidad que comprende: un marco principal (3), brazos (5) oscilantes de las ruedas de accionamiento conectados de manera pivotante al marco principal (3), ruedas (7) de accionamiento conectadas a uno de los brazos (5) oscilantes respectivos de las ruedas de accionamiento, motores (7a, 7b) de rueda, estando cada motor (7a, 7b) de rueda configurado para accionar una rueda (7) de accionamiento respectiva, un brazo (9) oscilante de la rueda trasera conectado de manera pivotante al marco principal (3), una rueda trasera (11) conectada al brazo (9) oscilante de la rueda trasera, y un dispositivo (15) de accionamiento configurado para controlar un ángulo (a) del brazo oscilante de la rueda trasera entre el brazo (9) oscilante de la rueda trasera y el marco principal (3) independientemente del control de los motores (7a, 7b) de la rueda, comprendiendo además el dispositivo (1) de movilidad: un sistema (13) de soporte del cuerpo conectado de manera pivotante al marco principal (3), en donde el sistema (13) de soporte del cuerpo incluye un sistema (13a) de soporte del cuerpo inferior, en donde el sistema (13) de soporte del cuerpo comprende un sistema (13d) de soporte del cuerpo superior conectado de manera pivotante al sistema (13a) de soporte del cuerpo inferior.

Description

descripción
Dispositivo de movilidad
Campo técnico
La presente descripción se refiere generalmente a dispositivos de movilidad.
Antecedentes
Recientemente, se han presentado nuevos enfoques en el diseño del dispositivo de movilidad. Un ejemplo de este tipo se describe en WO2017201513. Este documento describe un dispositivo de movilidad balanceada energizado que puede proporcionar al usuario la capacidad de sortear con seguridad entornos esperados de la vida diaria que incluyen la capacidad de maniobrar en espacios reducidos y de subir curvas, escaleras y otros obstáculos, y de desplazarse de manera segura y cómoda en vehículos. El dispositivo de movilidad puede proporcionar desplazamiento elevado y equilibrado.
Un inconveniente del diseño descrito en WO2017201513 es que es relativamente voluminoso. Por lo tanto, el dispositivo de movilidad ocupa un espacio relativamente grande. De forma adicional, la solución es muy compleja debido a su enfoque en la capacidad de equilibrarse y subir escaleras. El aspecto de equilibrio es además un factor de riesgo para los usuarios con discapacidades.
Otro dispositivo de movilidad se describe en WO2016/181173. La geometría de la silla de ruedas puede alterarse debido al giro relativo de dos pares de ruedas energizadas independientemente. Un inconveniente con esta solución es que en caso de que la posición de los pares de ruedas se cambie durante el accionamiento, el accionamiento puede verse afectado.
E-n US2007/152427 A1 describe conjuntos de ruedas articuladas y vehículos asociados, por ejemplo, sillas de ruedas. Estos incluyen conjuntos de ruedas articuladas con al menos un brazo conector desviado fijado en giro en un extremo a una plataforma de carga útil, por ejemplo, un asiento, y fijado en el otro extremo a un accionador lineal, donde el accionador lineal se conecta además a una rueda. Las realizaciones incluyen un accionador giratorio para variar el ángulo de oscilación del accionador lineal, un accionador giratorio para girar excéntricamente una rueda sin núcleo, un motor del accionador lineal para variar la longitud del accionador lineal y un motor de propulsión.
WO 97/44206 A1 describe un sistema de suspensión para acoplar a tierra las ruedas energizadas y/o las ruedas giratorias de una silla de ruedas energizada, que comprende tres enlaces, dos de los que se conectan de manera universalmente pivotante entre el marco de la silla de ruedas y un alojamiento o sub-marco del eje transversal de montaje de las ruedas de manera que las ruedas puedan inclinarse en relación con el marco de la silla de ruedas en un plano vertical.
US-6 112843 A describe un vehículo que incluye mecanismos de accionamiento izquierdo y derecho. Cada mecanismo incluye un primer y segundo elementos de tracción para acoplar la superficie del suelo y transmitir una fuerza de accionamiento entre el vehículo y la superficie del suelo. Cada mecanismo incluye un primer y segundo brazos acoplados al primer y segundo elementos de tracción para su giro relativo alrededor del primer y segundo ejes respectivamente.
DE-19933 053 A1 describe una suspensión de ruedas que tiene un asiento montado en un marco y ruedas montadas en el marco para poder regularse o pivotar, al menos dos con unidades que permiten al menos dos velocidades del vehículo. El arreglo de suspensión tiene un mecanismo de regulación de pista que permite que la rueda asociada con el arreglo de suspensión se regule transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo. Un portador de rueda se monta giratoriamente a través de al menos un brazo de control en un marco del portador y la rueda se soporta sobre el mismo, por lo que el regulador de pista permite que el marco del portador se desplace en el vehículo transversalmente a la dirección longitudinal.
Resumen
En vista de lo anterior, un objetivo general de la descripción actual es proporcionar un dispositivo de movilidad que resuelva o al menos mitigue los problemas de la técnica anterior.
Por lo tanto, se proporciona un dispositivo de movilidad que comprende: un marco principal, brazos oscilantes de la rueda de accionamiento conectados de manera pivotante al marco principal, ruedas de accionamiento conectadas a uno de los brazos oscilantes de la rueda de accionamiento respectivos, motores de rueda, estando cada motor de rueda configurado para accionar una rueda de accionamiento respectiva, un brazo oscilante de la rueda trasera conectado de manera pivotante al marco principal, una rueda trasera conectada al brazo oscilante de la rueda trasera y un dispositivo de accionamiento configurado para controlar un ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera entre el brazo oscilante de la rueda trasera y el marco principal independientemente del control de los motores de rueda.
De esta manera, el espacio ocupado del dispositivo de movilidad puede reducirse en gran medida, dependiendo del ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera. En particular, el ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera determina la distancia entre el eje de rueda trasera de la rueda trasera y los ejes de ruedas de accionamiento de las ruedas de accionamiento.
Al controlar el ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera, el brazo oscilante de la rueda trasera y los brazos oscilantes de las ruedas de accionamiento pueden colocarse en un intervalo que va desde la rueda trasera que está muy cerca de las ruedas de accionamiento para estar tan lejos como lo permita el brazo oscilante de la rueda trasera y el brazo oscilante de las ruedas de accionamiento.
Las conexiones de pivote entre los brazos oscilantes de las ruedas de accionamiento y el marco principal pueden estar separadas de la conexión de pivote entre el brazo oscilante de la rueda trasera y el marco principal.
El dispositivo de movilidad puede ser un dispositivo de movilidad para usuarios discapacitados.
El dispositivo de movilidad puede ser un vehículo de movilidad, por ejemplo, un vehículo de movilidad para usuarios discapacitados.
Según una realización, el dispositivo de accionamiento se configura para regular el ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera al pivotar el brazo oscilante de la rueda trasera en relación con el marco principal y, de esta manera, regular una distancia entre un eje de rueda trasera de la rueda trasera y los ejes de rueda de accionamiento de las ruedas de accionamiento.
El dispositivo de movilidad comprende un sistema de soporte del cuerpo conectado de manera pivotante al marco principal.
El sistema de soporte del cuerpo comprende un sistema de soporte del cuerpo inferior.
El sistema de soporte del cuerpo inferior puede comprender un miembro de soporte del cuerpo medial alargado conectado de manera pivotante al marco principal y que forma la conexión de pivote entre el marco principal y el sistema de soporte del cuerpo. El eje longitudinal central del miembro de soporte del cuerpo medial puede coincidir con el plano medio, es decir, el plano sagital medio, del dispositivo de movilidad.
Debido a la forma alargada del miembro de soporte del cuerpo medial, el sistema de soporte del cuerpo inferior puede comprender, según un ejemplo, un asiento de sillín dispuesto en el miembro de soporte del cuerpo medial. El sistema de soporte del cuerpo comprende un sistema de soporte del cuerpo superior conectado de manera pivotante al sistema de soporte del cuerpo inferior.
Una realización comprende un accionador conectado de manera pivotante al sistema de soporte del cuerpo y conectado de manera pivotante al marco principal, en donde el accionador está configurado para controlar un ángulo del sistema de soporte del cuerpo entre el marco principal y el sistema de soporte del cuerpo.
El centro de gravedad combinado del dispositivo de movilidad y el usuario puede cambiarse de esta manera sin inclinarlo. Este no es el caso de ningún dispositivo de movilidad en el mercado actual.
Según una realización, el accionador se configura para regular el ángulo del sistema de soporte del cuerpo al pivotar el sistema de soporte del cuerpo en relación con el marco principal.
Una realización comprende sensores inerciales y un sistema de control, en donde el sistema de control se configura para controlar el dispositivo de accionamiento y de esta manera el ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera basándose en las mediciones de los sensores inerciales.
Los sensores inerciales pueden incluir por ejemplo un acelerómetro y un giroscopio.
Los sensores inerciales pueden disponerse en o dentro del marco principal.
Según una realización el sistema de control se configura para controlar el accionador para regular el ángulo del sistema de soporte del cuerpo basándose en las mediciones de los sensores inerciales.
Según una realización el sistema de control se configura para determinar un ángulo actual del brazo oscilante de la rueda trasera y un ángulo actual del sistema de soporte del cuerpo, y para obtener un centro de gravedad correspondiente del dispositivo de movilidad, y en donde el sistema de control se configura para determinar el centro de gravedad de la combinación del dispositivo de movilidad y el usuario del dispositivo de movilidad basándose en el centro de gravedad del dispositivo de movilidad y en las mediciones de los sensores inerciales, y para regular el ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera y/o el ángulo del sistema de soporte del cuerpo basándose en el centro de gravedad de la combinación del dispositivo de movilidad y un usuario del dispositivo de movilidad para obtener un centro de gravedad regulado de la combinación del dispositivo de movilidad y el usuario del dispositivo de movilidad para su estabilidad.
Según una realización, el sistema de control almacena todas las combinaciones posibles del ángulo del brazo oscilante de la rueda trasera y del ángulo del sistema de soporte del cuerpo y el centro de gravedad correspondiente del dispositivo de movilidad.
Según una realización, el marco principal es una estructura alargada. El marco principal puede tener un eje longitudinal central que coincide con el plano medio del dispositivo de movilidad.
Según una realización el marco principal tiene una primera porción de extremo a la que el sistema de soporte del cuerpo se conecta de manera pivotante al marco principal y una segunda porción de extremo a la que el brazo oscilante de la rueda trasera se conecta de manera pivotante al marco principal.
Según con una realización las ruedas de accionamiento son ruedas delanteras y en donde los brazos oscilantes de las ruedas de accionamiento son brazos oscilantes delanteros. Como alternativa, las ruedas de accionamiento podrían ser ruedas de accionamiento de las ruedas intermedias y los brazos oscilantes de las ruedas de accionamiento serían entonces brazos oscilantes de las ruedas intermedias.
Según una realización el dispositivo accionador se configura para controlar solamente el movimiento de giro del brazo oscilante de rueda trasera.
Según una realización, el dispositivo de accionamiento es un motor eléctrico o un accionador tal como un accionador eléctrico, un accionador neumático o un accionador hidráulico.
Una realización comprende una batería de ion de litio configurada para accionar al menos uno de los motores de rueda. Alternativamente, puede usarse cualquier otro tipo de batería con la capacidad correspondiente por unidad de volumen. De esta manera, el volumen ocupado por la batería puede reducirse en gran medida en comparación con las baterías tradicionales de ácido de plomo. Esto puede reducir en gran medida el tamaño y el peso del dispositivo de movilidad y, en particular, permitir el movimiento del brazo oscilante de la rueda trasera en relación con el marco principal ya que el paquete de batería tradicional dispuesto centralmente puede desecharse. La batería/baterías del presente dispositivo de movilidad también pueden disponerse centralmente en un ejemplo de este; sin embargo, pueden disponerse en un miembro dinámico, tal como el marco principal.
Una realización comprende un mecanismo de enlace transversal que conecta los brazos oscilantes de las ruedas de accionamiento, en donde el mecanismo de enlace transversal se configura para regular la posición vertical de las ruedas de accionamiento de manera que una bajada de una de las ruedas de accionamiento provoca una elevación correspondiente de la otra de las ruedas de accionamiento, lo que permite de esta manera la inclinación lateral para su estabilidad.
Generalmente, todos los términos usados en las reivindicaciones deben interpretarse según su significado común en el campo técnico, a menos que se defina explícitamente de cualquier otra manera en la presente descripción. Todas las referencias a un/unos/el elemento, aparato, componente, medios, etc. deben interpretarse de manera abierta como referencia a al menos un caso del elemento, aparato, componente, medios, etc., a menos que se indique explícitamente de cualquier otra manera.
Breve descripción de Ios dibujos
Las realizaciones específicas del concepto inventivo se describirán a continuación, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un ejemplo de un dispositivo de movilidad en una posición del mismo;
la Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista lateral del marco principal y de un brazo oscilante de la rueda trasera del dispositivo de movilidad en la Fig. 1;
la Fig. 3 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva del dispositivo de movilidad en la Fig. 1 en otra posición de este;
la Fig. 4 muestra un diagrama en bloque de un sistema de control del dispositivo de movilidad en la Fig. 1;
las Figs. 5a-5d muestran esquemáticamente ejemplos de varias posiciones que puede obtener el dispositivo de movilidad en la Fig. 1;
la Fig. 6 muestra una vista en perspectiva del dispositivo de movilidad en aún otra posición; y
la Fig. 7 muestra una sección de una unidad de equilibrio lateral del dispositivo de movilidad ilustrado en la Fig. 6.
Descripción detallada
El concepto de la invención se describirá ahora totalmente de aquí en adelante con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones ilustrativas. Sin embargo, el concepto de la invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe considerarse como limitado a las realizaciones expuestas en la presente descripción; más bien, estas modalidades se proporcionan a manera de ejemplo para que esta descripción sea exhaustiva y completa, y transmita totalmente el alcance del concepto de la invención a aquellos expertos en la técnica. Los números similares se refieren a elementos similares a lo largo de la descripción.
La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de un dispositivo 1 de movilidad. El dispositivo 1 de movilidad se muestra en una primera posición. El dispositivo 1 de movilidad puede ser un dispositivo de movilidad para un usuario discapacitado. El dispositivo 1 de movilidad puede ser un vehículo de movilidad, y en un sentido puede verse como un nuevo tipo de silla de ruedas que reemplaza y/o complementa los tipos de sillas de ruedas existentes.
El dispositivo 1 de movilidad comprende un marco principal 3, brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento, de los que solo uno es visible, ruedas 7 de accionamiento, brazos 9 oscilantes de las ruedas de traseras, ruedas traseras 11, y un sistema 13 de soporte del cuerpo.
El marco 3 principal ilustrado tiene una forma alargada. El marco principal 3 es una estructura esencialmente similar a una viga. El marco principal 3 tiene un eje longitudinal central que coincide con el plano medio del dispositivo 1 de movilidad.
Los brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento se conectan de manera pivotante al marco principal 3. Cada rueda 7 de accionamiento se conecta a un brazo 5 oscilante respectivo de la rueda de accionamiento. El dispositivo 1 de movilidad comprende además motores de rueda, que no se muestran en la Fig. 1. Cada motor de rueda se configura para accionar una rueda 7 de accionamiento respectiva. Cada motor de rueda puede incorporarse por ejemplo en un buje de rueda respectivo. El dispositivo 1 de movilidad comprende además un sistema de control que se configura para controlar los motores de rueda.
Los brazos 9 oscilantes de las ruedas traseras se conectan de manera pivotante al marco principal 3. En el presente ejemplo, el dispositivo 1 de movilidad comprende dos brazos oscilantes idénticos de las ruedas traseras, pero podría comprender alternativamente un único brazo oscilante de la rueda trasera con una única rueda trasera conectada a este o con dos ruedas traseras conectadas a este. En una alternativa con un solo brazo oscilante de la rueda trasera, las dos ruedas traseras pueden conectarse de manera pivotante al brazo oscilante de la rueda trasera por medio de un brazo oscilante adicional respectivo o un eje oscilante, para proporcionar un pivote individual de cada rueda trasera. Sin embargo, la operación del uno o más brazos oscilantes de las ruedas traseras según se describe en la presente descripción es idéntica en todos los casos.
La Fig. 2 muestra una vista lateral del dispositivo 1 de movilidad con el sistema 13 de soporte del cuerpo, los brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento y las ruedas de accionamiento retiradas para mayor claridad. El marco principal 3 tiene una posición algo diferente que en la Fig. 1.
El dispositivo 1 de movilidad comprende una o más baterías 14. Las baterías 14 se configuran para accionar el dispositivo 1 de movilidad, p. ej., para accionar los motores de rueda, el dispositivo de accionamiento, y el accionador descritos en la presente descripción. La una o más baterías 14 pueden ser por ejemplo baterías de litio, pero cualquier otro tipo de batería con un desempeño similar de la unidad de energía/volumen es adecuado para este fin.
El dispositivo 1 de movilidad comprende un dispositivo 15 de accionamiento. En este ejemplo, el dispositivo 15 de accionamiento está contenido dentro del marco principal 3. El dispositivo 15 de accionamiento se configura para controlar el movimiento pivotante de los brazos 9 oscilantes de las ruedas de traseras en relación con el marco principal 3. El dispositivo 15 de accionamiento se configura para controlar independientemente el movimiento de pivote de los brazos 9 oscilantes de las ruedas de traseras. Por tanto, el dispositivo 15 de accionamiento está dedicado para controlar el brazo 9 oscilante de la rueda trasera y su movimiento/posición de pivote. El dispositivo 15 de accionamiento puede comprender por ejemplo un servomotor, como en el ejemplo mostrado en la Fig. 2, o un accionador lineal o dispositivo similar.
Por lo tanto, el dispositivo 15 de accionamiento se configura para controlar un ángulo de pivote entre el marco principal 3 y los brazos 9 oscilantes de las ruedas traseras. Este ángulo de pivote se denominará a continuación ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera. El ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera puede definirse por ejemplo como el ángulo entre el eje 16 central longitudinal del marco principal 3 y un plano 18 central longitudinal de los brazos 9 oscilante traseros o como la orientación del plano 18 central longitudinal en un sistema de coordenadas de referencia del marco principal 3 centrado en el eje de pivote entre el marco principal 3 y el brazo 9 oscilante de la rueda trasera. En el ejemplo que se muestra en la Fig. 2, el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera es de 180° basándose en la primera definición proporcionada anteriormente. Al modificar el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera, se regula o modifica la distancia d entre el eje impulsor de la rueda trasera A1 ilustrado en la Fig. 1 y los ejes A2 de las ruedas de accionamiento que, en este ejemplo, coinciden. El dispositivo 15 de accionamiento puede configurarse, en particular, para pivotar los brazos 9 oscilantes de las ruedas trasera en ambas direcciones desde su posición central longitudinal axialmente alineada que se muestra en la Fig. 2, como se muestra mediante flechas A, es decir, hacia el eje x positivo y hacia el eje y negativo, respectivamente, del sistema de coordenadas que se muestra en la Fig. 2.
El control del ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y por tanto la colocación de los brazos 9 oscilante de las ruedas traseras proporcionan un primer grado de libertad para el control del centro de gravedad, así como para la inclinación hacia delante y hacia atrás.
El sistema 13 de soporte del cuerpo se conecta de manera pivotante al marco principal 3. El sistema 13 de soporte del cuerpo puede conectarse de manera pivotante al marco principal 3 en una primera porción de extremo de este en la dirección longitudinal del marco principal 3. Los brazos 9 oscilantes de rueda trasera pueden conectarse al marco principal 3 en una segunda porción de extremo de este en la dirección longitudinal del marco principal 3. En el presente ejemplo, el marco principal 3 tiene una primera porción de extremo curva. Como otra alternativa, el marco principal 3 podría tener una extensión esencialmente recta entre sus dos extremos en la dirección longitudinal.
Volviendo ahora a la Fig. 3, se muestra otra posición del dispositivo 1 de movilidad. Esta posición tiene relación con la que se muestra en la Fig. 1 obtenida al modificar la posición del sistema 13 de soporte del cuerpo en relación con el marco principal 3. Para este fin, el dispositivo 1 de movilidad puede comprender un accionador 17. El accionador 17 se conecta de manera pivotante al marco principal 3 y al sistema 13 de soporte del cuerpo. El accionador 17 se configura para modificar un ángulo de pivote entre el marco principal 3 y el sistema 13 de soporte del cuerpo. Este ángulo de giro se denominará a continuación ángulo p del sistema de soporte del cuerpo. El ángulo p del sistema de soporte del cuerpo puede definirse por ejemplo como el ángulo entre el eje 19 central longitudinal de la primera porción de extremo del marco principal 3 que se extiende a través del eje 20 de pivote de la conexión de pivote entre el marco principal 3 y el sistema 13 de soporte del cuerpo, y el eje 21 central longitudinal de la estructura/porción del sistema de soporte del cuerpo que se conecta de manera pivotante al marco principal 3, o como la orientación del eje 21 central longitudinal en un sistema de coordenadas de referencia del marco principal 3 centrado en el eje 20 de pivote.
El control del ángulo p del sistema de soporte del cuerpo proporciona un segundo grado de libertad para el control del centro de gravedad, así como para la inclinación hacia delante y hacia atrás.
El sistema 13 de soporte ilustrativo del cuerpo comprende un sistema 13a de soporte del cuerpo inferior. El sistema 13a de soporte del cuerpo inferior tiene un miembro 13c de soporte alargado del cuerpo medial que forma la conexión de pivote con el marco principal 3. El sistema 13a de soporte ilustrativo del cuerpo inferior comprende también un asiento 13d. El asiento 13d puede ser por ejemplo un asiento de sillín, como se muestra en la Fig. 3, o un asiento regular. Además, el sistema 13a de soporte del cuerpo inferior puede incluir también un miembro transversal 13i, mostrado en la Fig. 1, conectado transversalmente al miembro 13c de soporte del cuerpo en un extremo distal de este con respecto a la conexión de pivote con el marco principal 3. El miembro 13c de soporte del cuerpo y el miembro transversal 13i pueden tener una configuración en forma de T, es decir, pueden tomar la forma de una T. El miembro 13c de soporte del cuerpo puede formar la base de la T y el miembro transversal 13i puede formar la parte superior de la T como se observa en una vista superior.
El sistema 13 de soporte ilustrativo del cuerpo comprende un sistema 13e de soporte del cuerpo superior. El sistema 13e de soporte del cuerpo superior comprende miembros laterales 13f conectados de manera pivotante al sistema 13a de soporte del cuerpo inferior. Particularmente, los miembros laterales 13f pueden estar conectados en un primer extremo al miembro transversal 13i en un extremo lateral respectivo del mismo. El sistema 13e de soporte del cuerpo superior comprende además un respaldo 13g y reposabrazos 13 h conectados a los miembros laterales 13f en un segundo extremo de los miembros laterales 13f.
Como alternativa a la configuración anterior, el sistema de soporte del cuerpo inferior podría ser, en cambio, un sistema de suspensión del cuerpo inferior con el miembro de suspensión alargado del cuerpo medial conectado de manera pivotante al marco principal. En este caso, los miembros laterales pueden estar conectados de manera pivotante al miembro transversal, pero en lugar de extenderse verticalmente hacia arriba desde sus puntos de pivote, se extienden verticalmente hacia abajo desde sus puntos de pivote. El asiento se conecta a los miembros laterales. Por lo tanto, en este caso, el usuario estaría suspendido del sistema de suspensión del cuerpo inferior.
El dispositivo 1 de movilidad comprende además un sistema 23 de control, como se muestra esquemáticamente en el diagrama de la Fig. 4. De forma adicional, el dispositivo 1 de movilidad comprende sensores inerciales 25. El sistema 23 de control se configura para recibir datos de medición de los sensores inerciales 25. El sistema 23 de control se configura para controlar el dispositivo 15 de accionamiento basándose en las mediciones de los sensores inerciales 25.
El sistema 23 de control se configura para controlar el accionador 17 basándose en las mediciones de los sensores inerciales 25.
Los sensores inerciales 25 pueden configurarse para detectar aceleración, desaceleración y orientación del marco principal 3. A esto, los sensores inerciales 25 pueden disponerse en o dentro del marco principal 3. Los sensores inerciales 25 pueden comprender por ejemplo un acelerómetro y un giroscopio.
El dispositivo 1 de movilidad puede configurarse para determinar el ángulo actual a del brazo oscilante de la rueda trasera. A esto, el dispositivo 1 de movilidad puede comprender un primer sensor de posición configurado para detectar la posición del dispositivo 15 de accionamiento. El sistema 23 de control puede configurarse para determinar el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera basándose en la posición del dispositivo 15 de accionamiento, p. ej. el ángulo del rotor en caso de que el dispositivo 15 de accionamiento sea un servomotor o el grado de extensión en caso de que el dispositivo 15 de accionamiento sea un accionador lineal.
El dispositivo 1 de movilidad puede configurarse además para determinar el ángulo actual p del sistema de soporte del cuerpo. A esto, el dispositivo 1 de movilidad puede comprender un segundo sensor de posición configurado para detectar la posición del accionador 17. El sistema 23 de control puede configurarse para determinar el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo basándose en la posición del accionador 17, p. ej. el grado de extensión en caso de que el accionador 17 sea un accionador lineal.
El sistema 23 de control almacena todas las combinaciones posibles del ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y del ángulo p del sistema de soporte del cuerpo y del centro de gravedad correspondiente del dispositivo 1 de movilidad. En particular, el sistema 23 de control comprende un medio de almacenamiento que almacena todas estas combinaciones.
El sistema 23 de control puede configurarse además para controlar los motores 7a de rueda. El sistema 23 de control puede configurarse para controlar los motores 7a de rueda basándose en las mediciones de los sensores inerciales 25 para proporcionar compensación de equilibrio inmediata en caso de que el centro de gravedad de la combinación del dispositivo de movilidad y el usuario cambie repentinamente, lo que requiere el movimiento del dispositivo 1 de movilidad para obtener estabilidad.
En funcionamiento, el primer sensor de posición proporciona los primeros datos de posición al sistema 23 de control sobre la posición del dispositivo 15 de accionamiento. El segundo sensor de posición proporciona los segundos datos de posición al sistema 23 de control sobre la posición del accionador 17. Basándose en la posición del dispositivo 15 de accionamiento y la posición del accionador 17, el sistema 23 de control es capaz de determinar el centro de gravedad del dispositivo 1 de movilidad mediante el uso de las combinaciones almacenadas en el medio de almacenamiento, por ejemplo, en la forma de una estructura de datos tal como una tabla. Basándose en los primeros datos de posición, el sistema 23 de control puede determinar el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera. Además, basándose en los segundos datos de posición, el sistema 23 de control puede determinar el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo. El sistema 23 de control se configura para determinar el centro de gravedad del dispositivo 1 de movilidad basándose en el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo mediante el uso de las combinaciones almacenadas en el medio de almacenamiento.
El sistema 23 de control recibe además las mediciones de los sensores inerciales 25. Basándose en el centro de gravedad del dispositivo 1 de movilidad por sí solo, es decir, sin un usuario, obtenido como se ha descrito anteriormente, y en las mediciones, puede obtenerse el centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario. El centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario es el centro de gravedad total del dispositivo 1 de movilidad cargado con el usuario.
El sistema 23 de control se configura para regular el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y/o el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo basándose en el centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad para obtener un centro de gravedad regulado de la combinación del dispositivo 1 de movilidad en caso de que sea necesario para la estabilidad.
Por lo tanto, como un ejemplo de funcionamiento, en caso de que el dispositivo 1 de movilidad comience a volcarse sobre las ruedas de accionamiento debido a p. ej. la fractura pesada o lanzamiento hacia adelante del torso de un usuario, los sensores inerciales 25 detectarán esto, y el sistema 23 de control será capaz de controlar los motores 7a y 7b de rueda para contrarrestar el movimiento de vuelco. El sistema 23 de control puede controlar por ejemplo los motores 7a, 7b de rueda de tal manera que el dispositivo 1 de movilidad se mueva ligeramente hacia delante, y simultáneamente controlar el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y/o el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo para obtener un centro de gravedad regulado de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario que sea más seguro.
Generalmente, cuando el centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario se mueve hacia delante, la distancia d entre el eje A1 de accionamiento de la rueda trasera, ilustrada en la Fig. 1, y los ejes A2 de las ruedas de accionamiento se acorta. Cuando el centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario se mueve hacia atrás, la distancia d entre el eje A1 de accionamiento de la rueda trasera y los ejes A2 de las ruedas de accionamiento se extiende.
El dispositivo 1 de movilidad puede comprender además una interfaz de usuario que permite al usuario controlar el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo dentro de los límites seguros con respecto al centro de gravedad, para permitir por ejemplo la inclinación según se desee. Puede obtenerse la inclinación hacia delante y hacia atrás, es decir, la inclinación anterior y posterior. La interfaz de usuario se conecta eléctricamente al sistema 23 de control, y el sistema 23 de control se configura para recibir entrada de usuario desde la interfaz de usuario de manera que basándose en la entrada de usuario, la posición actual del dispositivo 15 de accionamiento, la posición actual del accionador 17 y las mediciones de los sensores inerciales 25, el sistema 23 de control puede controlar el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo a una posición segura iniciada por el usuario.
Varias configuraciones posibles de la posición del dispositivo 1 de movilidad con un usuario del dispositivo de movilidad a bordo se muestran en las Figs. 5a-5d. En la Fig. 5a, el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera y el ángulo p del sistema de soporte del cuerpo han sido establecidos por el sistema 23 de control para obtener una inclinación completamente erguida.
La Fig. 5b muestra el dispositivo 1 de movilidad maniobrando sobre una superficie irregular. En este ejemplo, el ángulo a del brazo oscilante de la rueda trasera se regula dinámicamente a medida que el dispositivo 1 de movilidad se mueve hacia delante y la superficie del suelo cambia.
La Fig. 5c muestra el acortamiento de la distancia d debido al centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario que se mueve hacia delante. La Fig. 5d muestra la extensión de la distancia d debido al centro de gravedad de la combinación del dispositivo 1 de movilidad y el usuario que se mueve hacia atrás.
La Fig. 6 ilustra una posición de inclinación posterior del dispositivo 1 de movilidad. Como se muestra, el dispositivo 1 de movilidad puede comprender una unidad 27 de equilibrio lateral. El dispositivo 1 de movilidad podría proporcionarse alternativamente sin la unidad 27 de equilibrio lateral.
La unidad 27 de equilibrio lateral puede formar parte del marco principal 3. Los brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento pueden conectarse de manera pivotante a la unidad 27 de equilibrio lateral. La unidad 27 de equilibrio lateral se configura para proporcionar compensación de estabilidad lateral de tal manera que en caso de que uno de los brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento se pivote para elevarse verticalmente p. ej. debido a que una rueda de accionamiento se mueva sobre una superficie elevada que no está presente debajo de la otra rueda de accionamiento, el otro brazo 5 oscilante de las ruedas de accionamiento se hace girar a una posición descendida verticalmente con la cantidad correspondiente. Esto proporciona estabilidad lateral por ejemplo si se acciona a lo largo de una superficie inclinada.
La unidad 27 de equilibrio lateral ilustrada comprende elementos 29 de separación laterales que se extienden en direcciones laterales opuestas desde el cuerpo principal del marco principal 3. Cada brazo 5 oscilante de las ruedas de accionamiento se monta de forma fija en un elemento 29 de distancia lateral respectivo. La unidad 27 de equilibrio lateral comprende además un dispositivo de posición predeterminado medial, que en este ejemplo se extiende centralmente desde el cuerpo principal del marco principal 3.
La Fig. 7 muestra una sección del conjunto 27 de equilibrio lateral que expone esquemáticamente el interior del mismo. La unidad 27 de equilibrio lateral comprende un mecanismo 33 de enlace transversal que conecta los brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento. El mecanismo 33 de enlace transversal se configura para realizar la compensación lateral de movimiento mencionada anteriormente de los dos brazos 5 oscilantes opuestos de las ruedas de accionamiento. En este ejemplo, el mecanismo 33 de enlace transversal está contenido en el marco principal 3.
El mecanismo 33 de enlace transversal comprende una unidad de engranaje que incluye tres piñones 33a-33c. Dos de los piñones son piñones laterales 33a y el tercero de los piñones es un piñón medial 33c. Los tres piñones 33a-33c están dispuestos en un tipo de configuración diferente. A esto, el piñón medial 33c conecta en giro los dos piñones laterales 33a y 33b de forma que el movimiento pivotante en una primera dirección de uno de los brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento se transfiere al otro brazo 5 oscilante de las ruedas de accionamiento por medio del piñón medial 33c de manera que realiza un movimiento pivotante en una segunda dirección opuesta a la primera dirección.
Cada elemento 29 de distancia lateral está conectado de manera fija a un piñón lateral 33a y 33b respectivo. Cada elemento 29 de distancia lateral puede comprender, según un ejemplo un dispositivo de control de torsión tal como un dispositivo de desviación de torsión, p. ej., un resorte de torsión, que desvía el elemento 29 lateral de distancia a una posición de giro predeterminada. En la posición de rotación predeterminada, ambos brazos 5 oscilantes de las ruedas de accionamiento tienen la misma posición, como se ilustra por ejemplo en la Fig. 1. Alternativamente, los elementos 29 de distancia laterales pueden no tener resortes de torsión.
El dispositivo 31 de posición predeterminada medial se conecta de forma fija al piñón medial 33c. El dispositivo 31 de posición predeterminada medial comprende un dispositivo de control de torsión tal como un servomotor o un dispositivo de desviación de torsión, p. ej., un resorte de torsión para impulsar o desviar el piñón medial 33c a una posición predeterminada.
El concepto de la invención se ha descrito principalmente anteriormente con referencia a algunos ejemplos. Sin embargo, tal cual como se aprecia fácilmente por una persona experta en la técnica, otras realizaciones diferentes a las descritas anteriormente son igualmente posibles dentro del alcance del concepto de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

  1. reivindicacio nes
    i. Un dispositivo (1) de movilidad que comprende:
    un marco principal (3),
    brazos (5) oscilantes de las ruedas de accionamiento conectados de manera pivotante al marco principal (3),
    ruedas (7) de accionamiento conectadas a uno de los brazos (5) oscilantes respectivos de las ruedas de accionamiento,
    motores (7a, 7b) de rueda, estando cada motor (7a, 7b) de rueda configurado para accionar una rueda (7) de accionamiento respectiva,
    un brazo (9) oscilante de la rueda trasera conectado de manera pivotante al marco principal (3), una rueda trasera (11) conectada al brazo (9) oscilante de la rueda trasera, y
    un dispositivo (15) de accionamiento configurado para controlar un ángulo (a) del brazo oscilante de la rueda trasera entre el brazo (9) oscilante de la rueda trasera y el marco principal (3) independientemente del control de los motores (7a, 7b) de la rueda, comprendiendo además el dispositivo (1) de movilidad:
    un sistema (13) de soporte del cuerpo conectado de manera pivotante al marco principal (3), en donde el sistema (13) de soporte del cuerpo incluye un sistema (13a) de soporte del cuerpo inferior, en donde el sistema (13) de soporte del cuerpo comprende un sistema (13d) de soporte del cuerpo superior conectado de manera pivotante al sistema (13a) de soporte del cuerpo inferior.
  2. 2. El dispositivo (1) de movilidad según la reivindicación 1, en donde el dispositivo (15) de accionamiento se configura para regular el ángulo (a) del brazo oscilante de la rueda trasera al pivotar el brazo (9) oscilante de la rueda trasera en relación con el marco principal (3), regulando de esta manera una distancia d entre un eje de la rueda trasera de la rueda trasera (11) y los ejes de las ruedas de accionamiento de las ruedas (7) de accionamiento.
  3. 3. El dispositivo de movilidad según la reivindicación 1 o 2, que comprende un accionador (17) conectado de manera pivotante al sistema (13) de soporte del cuerpo y conectado de manera pivotante al marco principal (3), en donde el accionador (17) está configurado para controlar un ángulo (p) del sistema de soporte del cuerpo entre el marco principal (3) y el sistema (13) de soporte del cuerpo.
  4. 4. El dispositivo (1) de movilidad según la reivindicación 3, en donde el accionador (17) se configura para regular el ángulo (p) del sistema de soporte del cuerpo al pivotar el sistema (13) de soporte del cuerpo en relación con el marco principal (3).
  5. 5. El dispositivo (1) de movilidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende sensores inerciales (25) y un sistema (23) de control, en donde el sistema (23) de control se configura para controlar el dispositivo (15) de accionamiento y, de esta manera el ángulo (a) del brazo oscilante de rueda trasera basándose en mediciones de los sensores inerciales (25).
  6. 6. El dispositivo (1) de movilidad según la reivindicación 5 dependiente de la reivindicación 4, en donde el sistema (23) de control se configura para controlar el accionador (17) para regular el ángulo (p) del sistema de soporte del cuerpo basándose en las mediciones de los sensores inerciales (25).
  7. 7. El dispositivo (1) de movilidad según la reivindicación 6, en donde el sistema (23) de control se configura para determinar un ángulo actual (a) del brazo oscilante de la rueda trasera y un ángulo actual (p) del sistema de soporte del cuerpo, y para obtener un centro de gravedad correspondiente del dispositivo (1) de movilidad, y en donde el sistema (23) de control se configura para determinar el centro de gravedad de la combinación del dispositivo (1) de movilidad y el usuario del dispositivo de movilidad basándose en el centro de gravedad del dispositivo (1) de movilidad y en las mediciones de los sensores inerciales (25), y para regular el ángulo (a) del brazo oscilante de la rueda trasera y/o el ángulo (p) del sistema de soporte del cuerpo basándose en el centro de gravedad de la combinación del dispositivo de movilidad y un usuario del dispositivo de movilidad para obtener un centro de gravedad regulado de la combinación del dispositivo (1) de movilidad y el usuario del dispositivo de movilidad para su estabilidad.
  8. 8. El dispositivo (1) de movilidad según la reivindicación 7, en donde el sistema (23) de control almacena todas las combinaciones posibles del ángulo (a) del brazo oscilante de la rueda trasera y del ángulo (p) del sistema de soporte del cuerpo y del centro de gravedad correspondiente del dispositivo (1) de movilidad.
  9. 9. El dispositivo (1) de movilidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el marco principal (3) es una estructura alargada.
  10. 10. El dispositivo (1) de movilidad según la reivindicación 9, en donde el marco principal (3) tiene una primera porción de extremo a la que el sistema (13) de soporte del cuerpo se conecta de manera pivotante al marco principal (3) y una segunda porción de extremo a la que el brazo (9) oscilante de la rueda trasera se conecta de manera pivotante al marco principal (3).
  11. 11. El dispositivo (1) de movilidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las ruedas (7) de accionamiento son ruedas delanteras y en donde los brazos (5) oscilantes de las ruedas de accionamiento son brazos oscilantes delanteros.
  12. 12. El dispositivo (1) de movilidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una batería de ion de litio configurada para accionar al menos uno de los motores (7a, 7b) de rueda.
  13. 13. El dispositivo (1) de movilidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un mecanismo (33) de enlace transversal que conecta los brazos (5) oscilantes de las ruedas de accionamiento, en donde el mecanismo (33) de enlace transversal se configura para regular la posición vertical de las ruedas (5) de accionamiento de manera que una bajada de una de las ruedas (5) de accionamiento provoca una elevación correspondiente de la otra de las ruedas (5) de accionamiento, lo que permite de esta manera la inclinación lateral para su estabilidad.
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