NL1005297C1

NL1005297C1 - Wheelchair.

Info

Publication number: NL1005297C1
Application number: NL1005297A
Authority: NL
Inventors: Petrus Johannes Scheulderman
Original assignee: Seenus Nl Bv R Van
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-18
Also published as: EP0861649A2; EP0861649A3

Description

RolstoelWheelchair

De uitvinding heeft betrekking op een rolstoel, voorzien van een frame met twee voorwielen, die elk door een elektromotor aandrijfbaar zijn, en met tenminste een aan de achterzijde gelegen zwenkwiel, dat is voorzien van een 5 zwenkas met een rechtuitstand, en een besturingseenheid voor de elektromotoren met een bedieningsorgaan, waarmee de gebruiker snelheid en richting van de rolstoel kan regelen, welk bedieningsorgaan een snelheidssignaal en een richtings-signaal afgeeft, waarbij de besturingseenheid de elektromo-10 toren bestuurt in afhankelijkheid van de uitgangssignalen van het bedieningsorgaan.The invention relates to a wheelchair, provided with a frame with two front wheels, each of which can be driven by an electric motor, and with at least one rear swivel wheel, which is provided with a swivel shaft with a straight position, and a control unit for the electric motors with an operating device, with which the user can control the speed and direction of the wheelchair, which operating device gives a speed signal and a direction signal, the control unit controlling the electric motors in dependence on the output signals of the operating device.

Een dergelijke rolstoel is beschreven in de Europese octrooiaanvrage 95202638 van aanvraagster. De besturingseenheid werkt op gebruikelijke wijze zodanig dat het snel-15 heidssignaal de draaisnelheid van de elektromotoren bepaalt, terwijl bij een richtingssignaal dat een afwijking van de rechtuitstand aangeeft, het richtingssignaal een snelheids-verschil tussen de beide elektromotoren veroorzaakt. Teneinde bij hogere snelheden, d.w.z. sneller dan circa 6 km/uur, 20 een goede rechtuitstabiliteit te waarborgen, is bij deze rolstoel een mechanische voorziening aangebracht, die bij verdraaiing van de zwenkas uit de rechtuitstand een rotatie-kracht op de zwenkas uitoefent in de richting van de rechtuitstand.Such a wheelchair is described in applicant's European patent application 95202638. The control unit operates in a usual manner such that the speed signal determines the speed of rotation of the electric motors, while with a direction signal indicating a deviation from the straight ahead position, the direction signal causes a speed difference between the two electric motors. In order to ensure good straight-line stability at higher speeds, ie faster than about 6 km / h, a mechanical device is fitted in this wheelchair, which, when the swivel axis is rotated from the straight-ahead position, exerts a rotational force on the swivel axis of the straight line.

25 De uitvinding beoogt een rolstoel van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij voor het waarborgen van een goede rechtuitstabiliteit met voordeel gebruik wordt gemaakt van de reeds aanwezige besturingseenheid voor de elektromotoren.The object of the invention is to provide a wheelchair of the type mentioned in the preamble, wherein advantageous use is made of the control unit for the electric motors which is already present to ensure good straight-line stability.

30 Hiertoe heeft de rolstoel volgens de uitvinding een positiesensor die een rotatiestandsignaal afgeeft, dat afhankelijk is van de rotatiestand van de zwenkas van het zwenkwiel, waarbij regelmiddelen zijn aangebracht, die een gecompenseerd richtingssignaal aan de besturingseenheid 1005297 2 leveren, zodanig dat de besturingseenheid de elektromotoren mede in afhankelijkheid van het rotatiestandsignaal bestuurt .To this end, the wheelchair according to the invention has a position sensor which gives a rotational position signal, which depends on the rotational position of the swivel axis of the castor wheel, wherein control means are provided, which supply a compensated direction signal to the control unit 1005297 2, such that the control unit controls the electric motors partly in dependence on the rotational position signal.

Op deze wijze wordt een rolstoel verkregen, waarbij 5 met behulp van een eenvoudige elektronische schakeling met voordeel gebruik wordt gemaakt van de gebruikelijke besturingseenheid voor het waarborgen van een goede rechtuit-stabiliteit.In this way a wheelchair is obtained, wherein the usual control unit is advantageously used with a simple electronic circuit to ensure good straight-line stability.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van 10 de tekening, waarin een uitvoeringsvoörbeeld van de rolstoel volgens de uitvinding is weergegeven.The invention is further elucidated with reference to the drawing, in which an embodiment of the wheelchair according to the invention is shown.

Fig. 1 toont een zij-aanzicht van een uitvoeringsvorm van de rolstoel volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a side view of an embodiment of the wheelchair according to the invention.

Fig. 2 is een schematisch bovenaanzicht van het frame 15 van de rolstoel uit fig. 1.Fig. 2 is a schematic plan view of the frame 15 of the wheelchair of FIG. 1.

Fig. 3 is een zij-aanzicht van het frame uit fig. 2.Fig. 3 is a side view of the frame of FIG. 2.

Fig. 4 toont een blokschema van de regelmiddelen en de besturingseenheid van de rolstoel uit fig. 1.Fig. 4 shows a block diagram of the control means and the control unit of the wheelchair of FIG. 1.

In fig. 1 is een zij-aanzicht weergegeven van een 20 rolstoel die is voorzien van een in de fig. 2 en 3 weergegeven frame 1 met twee voorwielen 2 en 3, die elk door een elektromotor 4 resp. 5 aandrijfbaar zijn. Aan de achterzijde draagt het frame 1 een centraal gelegen zwenkwielsamenstel 6 met twee dicht bij elkaar gelegen wielen 7. Het zwenkwiel-25 samenstel 6 is voorzien van een zwenkas 8 die zich in de tekening in de rechtuitstand bevindt. Voor een nadere beschrijving van de constructie van het frame 1 en bijbehorende onderdelen wordt verwezen naar de bovengenoemde Europese octrooiaanvrage 95202638 van aanvraagster.Fig. 1 shows a side view of a wheelchair which is provided with a frame 1 shown in Figs. 2 and 3 with two front wheels 2 and 3, each of which is driven by an electric motor 4 and 4, respectively. 5 are drivable. At the rear, the frame 1 carries a centrally located swivel wheel assembly 6 with two closely spaced wheels 7. The swivel wheel assembly 6 is provided with a swivel shaft 8 which is in the straight-ahead position in the drawing. For a further description of the construction of the frame 1 and associated parts, reference is made to the above-mentioned European patent application 95202638 of the applicant.

30 Zoals in fig. 1 is weergegeven, omvat de rolstoel op gebruikelijke wijze een zitting 9, een verstelbare rugleuning 10, beensteunen 11 en armleuningen 12. De zithoek van de zitting 9 is instelbaar zoals nader is beschreven in de bovengenoemde Europese octrooiaanvrage.As shown in Fig. 1, the wheelchair conventionally comprises a seat 9, an adjustable backrest 10, legrests 11 and armrests 12. The seat angle of the seat 9 is adjustable as further described in the above-mentioned European patent application.

35 De elektromotoren 4 en 5 zijn bestuurbaar door middel van een in het schema volgens fig. 4 met 13 aangeduide besturingseenheid die op zichzelf bekend is en hier niet 1005297 3 nader behoeft te worden beschreven. De bediening van de elektromotoren 4, 5 en daarmede van de snelheid en de richting van de rolstoel vindt plaats met behulp van een bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld als joystick uitgevoerd 5 bedieningsorgaan 14 dat wordt ondersteund door één van de armleuningen 12, zodat het bedieningsorgaan 14 voor de gebruiker gemakkelijk bedienbaar is. De joystick 14 kan op bekende wijze vanuit een neutrale stand in alle richtingen worden gezwenkt, waarbij de richting waarin de joystick 10 wordt bewogen de gewenste bewegingsrichting van de rolstoel aangeeft en de uitslag van de joystick de gewenste snelheid van de rolstoel aangeeft. De joystick 14 geeft hierbij twee uitgangssignalen af, een snelheidssignaal 15 en een rich-tingssignaal 16. De besturingseenheid 13 bekrachtigt de 15 elektromotoren 4 en 5 in afhankelijkheid van deze beide signalen. Indien het richtingssignaal 16 een van rechtuit afwijkende richting aangeeft, wordt hierbij een snelheids-verschil tussen de beide elektromotoren 4, 5 gecreëerd, zodanig dat de rolstoel in de gewenste richting beweegt.The electric motors 4 and 5 are controllable by means of a control unit indicated by 13 in the diagram according to Fig. 4, which is known per se and does not need to be described in more detail here. The operation of the electric motors 4, 5 and thus of the speed and direction of the wheelchair takes place with the aid of a control member 14 designed as a joystick in the exemplary embodiment shown, which is supported by one of the armrests 12, so that the control member 14 is the user is easy to operate. The joystick 14 can be pivoted in a known manner from a neutral position in all directions, wherein the direction in which the joystick 10 is moved indicates the desired direction of movement of the wheelchair and the travel of the joystick indicates the desired speed of the wheelchair. The joystick 14 hereby outputs two output signals, a speed signal 15 and a direction signal 16. The control unit 13 energizes the 15 electric motors 4 and 5 in dependence on these two signals. If the direction signal 16 indicates a direction deviating from a straight line, a speed difference is hereby created between the two electric motors 4, 5, such that the wheelchair moves in the desired direction.

20 Het is gebleken dat bij hogere snelheden, dat wil zeggen sneller dan ca. 6 km/uur de stabiliteit van het zwenkwielsamenstel 6 te wensen overlaat, indien geen maatregelen worden getroffen om de rechtuitstabiliteit van het zwenkwielsamenstel 6 te waarborgen. Bij de in de bovenge-25 noemde Europese octrooiaanvrage 95202638 beschreven rolstoel is hiertoe een mechanische voorziening aangebracht, waarmede een uitstekende rechtuitstabiliteit wordt verkregen.It has been found that at higher speeds, that is to say faster than about 6 km / h, the stability of the swivel wheel assembly 6 leaves something to be desired, if no measures are taken to ensure the straight-ahead stability of the swivel wheel assembly 6. In the wheelchair described in the above-mentioned European patent application 95202638 a mechanical provision is provided for this purpose, with which an excellent straight-line stability is obtained.

Bij de in de tekening weergegeven rolstoel is voor het waarborgen van een goede rechtuitstabiliteit een posi-30 tiesensor 17 aangebracht, die een rotatiestandsignaal af- geeft, dat afhankelijk is van de rotatiestand van de zwenkas 8 van het zwenkwielsamenstel 6. Bij de beschreven uitvoeringsvorm is de positiesensor 17 uitgevoerd als een over 360° verdraaibare potentiometer. Andere typen positie-35 sensoren kunnen echter ook worden toegepast. Het rotatie-standsignaal van de positiesensor 17 wordt bij voorkeur via een begrenzingsorgaan 18, waarvan de werking hierna nog 1005297 4 nader zal worden toegelicht, en een schakelaar 19 toegevoerd aan een bewerkingsorgaan 20. Dit bewerkingsorgaan 20 ontvangt tevens het richtingssignaal van het bedieningsorgaan 14. Het bewerkingsorgaan 20 combineert de beide ingangs-5 signalen tot een gecompenseerd richtingssignaal dat aan de besturingseenheid 13 wordt geleverd. Dit betekent dat wanneer het rotatiestandsignaal van de positiesensor 17 aangeeft, dat de zwenkas 8 uit de rechtuitstand is verdraaid, terwijl het richtingssignaal van het bedienings-10 orgaan 14 aangeeft dat de gebruiker rechtuit wil rijden, het bewerkingsorgaan 20 een zodanig richtingssignaal aan de besturingseenheid 13 afgeeft, dat de besturingseenheid 13 de elektromotoren 4 en 5 ongelijk bekrachtigt, zodanig dat de zwenkas 8 naar de rechtuitstand terugkeert. Het bewerkings-15 orgaan 20 is hiertoe volgens een eenvoudige uitvoeringsvorm uitgevoerd als een optelschakeling die het rotatiestandsignaal met negatief voorteken optelt bij het richtingssignaal. Deze optelschakeling kan bijvoorbeeld een verschil-versterker omvatten.In the wheelchair shown in the drawing, in order to ensure good straight-line stability, a position sensor 17 is provided, which emits a rotational position signal, which depends on the rotational position of the pivot shaft 8 of the swivel wheel assembly 6. In the described embodiment the position sensor 17 is designed as a potentiometer which can be rotated through 360 °. However, other types of position-35 sensors can also be used. The rotational position signal of the position sensor 17 is preferably supplied via a limiting member 18, the operation of which will be explained in more detail below, and a switch 19 is supplied to a processing member 20. This processing member 20 also receives the direction signal from the operating member 14. The processor 20 combines the two input 5 signals into a compensated direction signal which is supplied to the control unit 13. This means that when the rotational position signal from the position sensor 17 indicates that the pivot shaft 8 is rotated out of the straight-ahead position, while the direction signal from the operating member 14 indicates that the user wants to drive straight ahead, the processing member 20 provides such a directional signal to the control unit 13 provides that the control unit 13 energizes the electric motors 4 and 5 unevenly, such that the pivot shaft 8 returns to the straight-ahead position. According to a simple embodiment, the processing member 20 is designed for this purpose as an adder which adds the rotational position signal with a negative sign to the direction signal. This adder circuit may, for example, comprise a difference amplifier.

20 Het begrenzingsorgaan 18 begrenst het rotatiestand signaal van de positiesensor 17 tot een kleine afwijking van de bij de rechtuitstand behorende waarde, zodat het aan de besturingseenheid 13 geleverde gecompenseerde richtingssignaal wordt beperkt, zodat enerzijds een te sterke reactie 25 van de elektromotoren 4, 5 wordt vermeden en anderzijds een gewenste richtingsverandering ddor middel van het bedieningsorgaan 14 mogelijk blijft.The limiting member 18 limits the rotational position signal of the position sensor 17 to a small deviation from the value associated with the straight-ahead position, so that the compensated direction signal supplied to the control unit 13 is limited, so that on the one hand an excessive response 25 of the electric motors 4, 5 is and, on the other hand, a desired change of direction by means of the operating member 14 remains possible.

Aangezien het gecompenseerde richtingssignaal voor het waarborgen van de rechtuitstabiliteit alleen nodig is 30 bij met een hogere snelheid vooruitrijden, wordt het snel-heidssignaal 15 van het bedieningsorgaan 14 tevens toegevoerd aan een comparator 21 die het snelheidssignaal vergelijkt met een referentiewaarde Vref, die overeenkomt met een bepaalde voorwaartse minimumsnelheid. Bij het overschrijden 35 van deze referentiewaarde sluit de comparator 21 de schakelaar 19, zodat het rotatiestandsignaal van de positiesensor 1005297 5 17 alleen aan het bewerkingsorgaan 20 wordt geleverd bij een hogere voorwaartse snelheid.Since the compensated direction signal for ensuring straight-line stability is only necessary when driving at a higher speed, the speed signal 15 from the control member 14 is also applied to a comparator 21 which compares the speed signal with a reference value Vref, which corresponds to a certain forward minimum speed. When this reference value is exceeded, the comparator 21 closes the switch 19, so that the rotational position signal from the position sensor 1005297 5 17 is only supplied to the processor 20 at a higher forward speed.

Bij voorkeur is tussen de positiesensor 17 en het begrenzingsorgaan 18 een versterker 22 aangebracht, waardoor 5 reeds bij een kleine verdraaiing uit de rechtuitstand een toereikende compensatie wordt verkregen.Preferably, an amplifier 22 is arranged between the position sensor 17 and the limiting member 18, whereby sufficient compensation is obtained even with a small rotation from the straight-ahead position.

Uit het voorgaande zal duidelijk zijn dat bij de beschreven rolstoel met voordeel gebruik wordt gemaakt van de reeds beschikbare besturingseenheid 13 voor het waar-10 borgen van de rechtuitstabiliteit van de rolstoel. Voorts wordt de veiligheid van de rolstoel verbeterd, doordat scherpe koerswijzigingen bij hogere snelheden worden voorkomen.From the foregoing it will be clear that the described wheelchair advantageously uses the already available control unit 13 to guarantee the straight-line stability of the wheelchair. Furthermore, the safety of the wheelchair is improved by preventing sharp course changes at higher speeds.

Hoewel bij de beschreven rolstoel een centraal 15 gelegen zwenkwielsamenstel wordt toegepast, is het uiteraard ook mogelijk de rolstoel met twee zwenkwielsamenstellen of enkele zwenkwielen aan de buitenzijden van de rolstoel uit te rusten. In dit geval kan op één van de zwenkassen of op beide zwenkassen een positiesensor worden geplaatst.Although a centrally located castor wheel assembly is used in the described wheelchair, it is of course also possible to equip the wheelchair with two castor wheel assemblies or single castor wheels on the outer sides of the wheelchair. In this case, a position sensor can be placed on one of the pivot axes or on both pivot axes.

20 De uitvinding is niet beperkt tot het in het voor gaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, dat binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kan worden gevarieerd.The invention is not limited to the exemplary embodiment described above, which can be varied in a number of ways within the scope of the invention.

10052971005297

Claims

1. Wheelchair, provided with a frame (1) with two front wheels (2,3), each of which can be driven by an electric motor (4,5), and with at least one centrally located rear wheel (6,7), which is equipped with a pivot shaft (8) with a straight ahead position, and a control unit (13) for the electric motors with an operating device (14), with which the user can control the speed and direction of the wheelchair, which operating device has a speed signal (15) and a directional signal (16), wherein the control unit controls the electric motors in dependence on the output signals of the actuator, characterized by a position sensor (17) which delivers a rotational position signal which depends on the rotational position of the pivot axis (8) of the swivel wheel (6,7), wherein control means (18-21) are provided, which supply a compensated direction signal to the control unit (13), such that the control unit partly depends on the electric motors (4,5) of the rotational position signal.

Wheelchair according to claim 1, characterized in that the control means (18-21) comprise a processing member (20), which combines the direction signal of the operating member (14) with the rotational position signal of the position sensor (17) into a compensated direction signal for the control unit (13).

Wheelchair according to claim 2, characterized in that the position sensor (17) is connected via a switch (19) to the processing member (20), means (21) being provided which close the switch when the speed signal of the operating member is exceeds threshold 30, which threshold preferably corresponds to a forward minimum speed.

Wheelchair according to claim 3, characterized in that the speed signal (15) is applied to a comparator (21), the output of which operates the switch (19). 1005297

Wheelchair according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the processing member (20) is designed as an adder which adds the rotational position signal with negative sign to the direction signal (16).

Wheelchair according to any one of the preceding claims, characterized in that a limiting member (18) is arranged which limits the rotational position signal to a predetermined rotation from the straight-ahead position of the pivot axis (8).

Wheelchair according to claim 6, characterized in that an amplifier (22) is arranged between the position sensor (17) and the limiting member (18).

Wheelchair according to any one of the preceding claims, characterized in that the position sensor (17) is designed as a potentiometer that can be rotated through 360 °. 1005297