NL1026282C2 - Rolstoel met mechanische arm. - Google Patents

Description

Titel: Rolstoel met mechanische arm.

h : ' Γ ' 1 De uitvinding heeft betrekking op een stoel. De uitvinding heeft in i ; | 1 het bijzonder betrekking op een rolstoel met een of meerdere mechanische armen. Een dergelijke rolstoel is uit de praktijk bekend.

Mensen met een beperkte mobiliteit zijn veelal aangewezen op het 5 gebruik van een rolstoel. Deze kan hand of elektrisch aangedreven zijn. Indien de gebruiker bovendien geen of een beperkte arm en/of hand functie heeft kan de rolstoel daarbij een mechanische arm worden voorzien waarmee bepaalde functies zoals grijpfuncties kunnen worden overgenomen. Een dergelijke mechanische arm is bekend onder de naam 10 MANUS of ARM en wordt aangeboden door Exact Dynamics, Nederland.

MANUS of ARM is een elektrisch aangedreven, gelede arm die is op gebouwd uit een reeks segmenten, zwenkbaar met elkaar verbonden. Een basissegment wordt gevormd door een koker met een lengteas die zich ongeveer verticaal uitstrekt, in welke koker aandrijfmotoren zijn voorzien 15 voor de verschillende segmenten. Deze motoren zijn via tandriemen en/of aandrijfassen verbonden met de verschillende verbindingspunten tussen de segmenten, voor verstelling daarvan. De koker is zodanig met de rolstoel verbonden dat deze kan roteren rond de lengteas.

Bij de bekende rolstoel is MANUS of ARM bevestigd aan de 20 voorzijde van de rolstoel, voor de voorrand van een van de armleuningen daarvan. Daardoor neemt de mechanische arm relatief veel ruimte in, wat bijvoorbeeld nadelig is bij het passeren van deuren, het aanschuiven van de rolstoel aan een tafel (bijvoorbeeld eettafel) en het manouvreren met de rolstoel in kleine ruimten en is deze kwetsbaar, zowel in een uitgevouwen 25 gebruiksstand als in een ingetrokken opbergstand.

Deze bekende mechanische arm heeft voorts als nadeel dat bij gebruik de arm singuliere punten passeert c.q. moet passeren, waardoor 1 026282 * 2 aansturing wordt bemoeilijkt, in het bijzonder als gevolg van optredende krachten nabjj die singuliere punten en de daar te bereiken snelheden.

Een verder nadeel van deze bekende mechanische arm is dat met name de overgang tussen een eerste en tweede segment, gerekend vanaf het 5 basissegment bij gebruik binnen het zichtveld van de gebruiker bewegen en het zicht op bijvoorbeeld een werkblad aan de rolstoel en/of van bijvoorbeeld een tafel en/of het zicht op de omgeving en/of gesprekspartner wordt bemoeilijkt

Een nog verder nadeel van deze bekende mechanische arm is dat 10 het bereik daarvan relatief beperkt is als gevolg van het feit dat steeds een compromis wordt gekozen tussen enerzijds de beschikbare lengte van de arm, in het bijzonder tussen het basissegment en een grijper, en anderzijds de beschikbare ruimte voor de mechanische arm op de rolstoel, welke om een compacte arm vraagt.

15 De uitvinding beoogt een stoel, in het bijzonder een rolstoel te verschaffen, voorzien van een gelede mechanische arm, waarbij ten minste een aantal van de genoemde nadelen van de bekende combinatie is vermeden, met behoud van de voordelen daarvan.

De uitvinding beoogt in het bijzonder een rolstoel te verschaffen 20 waarbij de mechanische arm in een ingetrokken of opbergstand zodanig is op genomen dat deze de buitenafmetingen van de rolstoel niet nadelig beïnvloedt.

De uitvinding beoogt voorts een rolstoel van de in de aanhef beschreven soort te verschaffen waarbij de mechanische arm in een 25 gebruiksstand een relatief groot bereik heeft en een grote bewegingsvrijheid, terwijl deze relatief compact kan worden opgeborgen.

Een verder doel van de uitvinding is een der gelijke rolstoel te verschaffen waarbij de positie van de mechanische arm, althans de bevestiging daarvan ten opzichte van de gebruiker instelbaar is doch en/of 30 met de zittinghoogte aanpasbaar is.

1 026282 ' 3

Een nog verder doel van de onderhavige uitvinding is eèn rolstoel te verschaffen met een mechanische arm die singuliere punten kan vermijden en die een grote vrijheid biedt voor besturing van de grijper.

Ten minste een aantal van deze en verdere doelen wordt volgens de 5 uitvinding bereikt met een stoel, in het bijzonder een rolstoel volgens conclusie 1

Bij een stoel volgens de uitvinding kan de mechanische arm nagenoeg geheel binnen de buitencontour van de rolstoel worden opgeborgen. De buitencontour wordt in deze in hoofdzaak bepaald door twee 10 raakvlakken aan weerszijden langs de meest buitenwaarts gelegen delen van de rolstoel, een raakvlak langs de achterzijde van de een meest achterwaarts reikend deel van de rolstoel en een raakvlak aan de voorzijde van een meest voorwaarts gelegen deel van de rolstoel, gezien in bovenaanzicht, waarbij de raakvlakken zich verticaal uitstrekken. Als 15 gevolg van deze compacte en geschikte opbergstand wordt het voordeel bereikt dat tijdens met name rijden met de rolstoel de mechanische arm goed is beschermd tegen botsingen met de omgeving en bovendien de manoeuvreerbaarheid en de bewegingsvrijheid van de rolstoel vergroot. Een verder voordeel is dat de mechanische arm minder zichtbaar is waardoor 20 deze minder stigmatiserend zal zijn.

Bij een rolstoel volgens de uitvinding is de mechanische arm bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat deze ten minste zeven graden van vrijheid heeft, althans biedt aan een grijper van de mechanische arm, naast de open/dicht functie van de grijper en een eventuele lift.

25 Hiermee wordt het voordeel bereikt dat singuliere punten in de aansturing van de arm kunnen worden vermeden, dat een grotere bewegingsvrijheid wordt verkregen en dat de verschillende delen van de arm tijdens gebruik eenvoudig uit het primaire gezichtsveld van de gebruiker kunnen worden gehouden. Daardoor wordt steeds zicht behouden 30 op bijvoorbeeld de grijper, een zich daarin bevindend voorwerp, een 1026282 - 4 werkblad aan de rolstoel en/of een werkblad of tafel waarbij de rolstoel zich , bevindt of een ander object of een persoon waarmee de gebruiker van de ' r 1 ' ! rolstoel interactie wenst of juist wenst te vermijden.

. I

. In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een rolstoel 5 volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de mechanische arm verplaatsbaar is ten opzichte van de rolstoel, in het bijzonder langs een zijde van de rolstoel. Hiertoe is een verplaatsingsinrichting voorzien waarmee de gehele mechanische arm kan worden verplaatst, in een opbergstand en/of in een gebruiksstand. Een belangrijk voordeel van een dergelijke rolstoel is dat 10 de positie van de mechanische arm steeds kan worden aangepast, bijvoorbeeld aan een gewenste functie voor de gebruiker, aan een gebruikssituatie van de rolstoel en aan een gewenste opbergstand en/of gebruiksstand van de mechanische arm.

Het is daarbij bijzonder voordelig indien een besturing van de 15 mechanische arm is voorzien, in het bijzonder ten minste gedeeltelijk softwarematig, waardoor de verplaatsingsinrichting en de segmenten van de mechanische arm gezamenlijk en in onderlinge samenhang worden aangestuurd. Daardoor kunnen met de verplaatsingsinrichting singuliere punten worden vermeden, kan het bereik en de bewegingsvrijheid van de 20 mechanische arm aanmerkelijk worden verbeterd, zelfs met een relatief korte arm en kan steeds de meest geschikte positie voor de mechanische arm worden gekozen.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een mechanische arm, in het bijzonder geschikt voor gebruik binnen een rolstoel volgens de 25 uitvinding.

De uitvinding heeft daarenboven betrekking op een besturingseenheid voor een mechanische arm volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft bovendien betrekking op een rolstoel waarbij tijdens gebruik een schouder van de mechanische arm, dat wil zeggen de 30 overgang tussen een basissegment en het eerste segment van de arm zich 1026282- 5 nabij een schouder van de gebruiker uitstrekt. Hiermee ie de mechanische / ; arm op geschikte wijze gepositioneerd om met name bij verplaatsing van de 1 ' ; rolstoel minimale hinder te geven en bovendien zal de mechanische arm zich i [ ! 1 tijdens gebruik ongeveer uitstrekken als een normale arm van de gebruiker 5 indien die in staat zou zijn haar of zijn arm te gebruiken, hetgeen voor de gebruiker ten minste fysiek, motorisch, cognitief en/of psychologisch bijzonder voordelig kan zijn. Met name ook in trainingssituaties.

In de volgconclusies zijn nadere voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding gegeven. Ter verduidelijking van de uitvinding zullen 10 voordelige uitvoeringsvormen daarvan nader worden beschreven aan de hand van de tekening. Daarin toont: fig. 1 een rolstoel volgens de uitvinding, met mechanische arm in op geborgen stand; fig. 2 een rolstoel volgens fig. 1, in bovenaanzicht; 15 fig. 3 een rolstoel volgens fig. 1 en 2, in vooraanzicht; fig. 4 een mechanische arm volgens de uitvinding; in voor- en zijaanzicht, in uitgevouwen toestand; fig. 5 een mechanische arm volgens fig. 4, in voor-, zij- en bovenaanzicht, in ingevouwen toestand; 20 fig. 6A - C de aanzichten van een rolstoel volgens fig. 1-3, met de mechanische arm in uitgevouwen toestand; fig. 7A - D een viertal posities van een mechanische arm volgens de uitvinding op een rolstoel in een eerste alternatieve uitvoeringsvorm; fig. 8A - D een rolstoel met mechanische arm vergelijkbaar met die 25 volgens fig. 1-6, met een draagframe, in vier verschillende posities, fig. 9A - H een rolstoel met mechanische arm in een alternatieve positie, in een achttal toestanden; fig. 10 een rolstoel met mechanische arm op een verplaatsingsinrichting, in verschillende posities; 1026282 - 6 fig. 11 een rolstoel vergelijkbaar met die volgens fig. 10, voorzien van een rail voor een verplaatsingsinrichting in een alternatieve uitvoeringsvorm; fig. 12A - B een tweetal mogelijke opbergposities voor een 5 mechanische arm op een verplaatsingsinrichting volgens fig. 10 of 11; fig. 13-15 een aantal alternatieve uitvoeringsvormen van een mechanische arm volgens de uitvinding; fig. 16 een rolstoel in voor· en zijaanzicht met ingetekende buitencontour; en 10 fig. 17 schematisch een besturingseenheid voor een mechanische arm volgens de uitvinding.

In deze beschrijving is een aantal uitvoeringsvormen getoond ter illustratie. Deze dienen geenszins beperkend te worden uitgelegd. In deze beschrijving en de tekeningen hebben gelijke of corresponderende delen 15 gelijke of corresponderende verwijzingscijfers. De getoonde uitvoeringsvormen hebben alle betrekking op elektrische of elektrisch ondersteunde rolstoelen, daar een mechanische arm volgens de uitvinding over het algemeen op dergelijke rolstoelen zal worden gebruikt. Het zal evenwel duidelijk zijn dat de mechanische arm, verder ook als arm 20 aangeduid, ook bij andere stoelen of ander meubilair kan worden gebruikt, zoals bij handgedreven en/of duwrolstoelen, bedden, gewone stoelen, autonome mobiele basis en dergelijke.

In fig. 1 - 3 is een drietal aanzichten getoond van een rolstoel 1 volgens de uitvinding. De rolstoel is voorzien van een frame 2 in de vorm 25 van een onderstel 3 met daaraan een viertal wielen, te weten twee paar vaste voorwielen 4 en een tweetal zwenkbare achterwielen 5. Uiteraard kunnen allerlei onderstellen van rolstoelen worden toegepast. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld wordt een zitdeel 6, omvattende een zitting 7, een rugleuning 8, armleuningen 9 en een voetensteun 10 op het onderstel 3 30 gedragen door een gelede arm 11 waarmee de hoogte H van de zitting 7 ten 1026282- 7 opzichte van het onderstel 3 en daarmee ten opzichte van de grond 12 instelbaar is, bijvoorbeeld elektrisch, hydraulisch of pneumatisch. Bij voorkeur is deze hoogte verstelling zodanig dat een gebruiker, zittend in de zitondersteuning, zowel op een normale zithoogte nabij bijvoorbeeld een 5 tafel of een andere zittende mens kan worden gebracht als aanmerkelijk hoger, bijvoorbeeld zodanig dat de ooghoogte van de zittende gebruiker in de buurt komt van de ooghoogte van een staande mens. Het verstelbereik is derhalve bij voorkeur meer dan 25 cm, meer in het bijzonder meer dan 35 cm en in het bijzonder meer dan 40cm.

10 Aan het zitdeel 6 is een mechanische arm 13 voorzien. Deze arm 13 is in meer detail getoond in fig. 4 (in uitgevouwen toestand) en fig. 5 (in ingevouwen toestand). De arm 13 omvat een basissegment 14, voorzien van een eerste deel 15 en een tweede deel 16. Het eerste en tweede deel 15, 16 zijn eventueel door een eerste scharnieras 17 met elkaar verbonden. Het 15 eerste deel 15 is verbonden met een liftmechanisme 18, uitgevoerd als een vierstangen mechanisme Het liftmechanisme is voorzien van een basiselement 39 dat aan een zijde van het zitdeel 6, onder de armleuning 9 bevestigd, nabij of naast de rugleuning 8 of aan het onderstel De stangen 19, 20 van het liftmechanisme strekken zich daarbij voorwaarts uit, dat wil 20 zeggen in de normale rijrichting R van de rolstoel 1, onder de armleuning 9, langs de zitting 7. Bij verstelling van het zitdeel 6 in de hoogterichting H zal de mechanische arm 13 derhalve meebewegen.

Op het tweede deel 16 van het basissegment 14 is een schoudergewricht 21 voorzien dat roteerbaar is rond een tweede ae 22. Een 25 bovenarm is als eerste segment 23 verbonden met het schoudergewricht via een derde as 24, welke een hoek α insluit met de tweede as 22. Aan het tegenovergelegen einde van de bovenarm is in een elleboog 25 een onderarm als tweede segment 26 met het eerste segment verbonden, zwenkbaar rond een vierde as 27, welke zich ongeveer evenwijdig aan de derde as 24 30 uitstrekt. Het tweede segment 26 is in een eerste subsegment 28 en een 1 026282 · 8 tweede subsegment 29 onderverdeeld, welke onderling zijn verbonden in een / rotatielagering 30 waardoor het tweede subsegment 29 roteerbaar is ten 1 1 ; opzichte van het eerste subsegment 28 rond een vijfde as 31 die zich . , i ' ongeveer evenwijdig aan een lengterichting van het tweede segment 5 uitstrekt. Op het van het eerste segment 23 afgekeerde einde van het tweede subsegment 29 is een pols voorzien als derde segment 32, roteerbaar met het tweede subsegment 28 verbonden rond een zesde as 33 die zich ongeveer evenwijdig, bij voorkeur in een vlak met de vijfde as 31 uitstrekt. Het derde segment 32 heeft een lengterichting die een hoek β insluit met de 10 lengterichting van het tweede segment 26. Aan het van het tweede segment 26 afgekeerde einde van het derde segment 32 is een grijper 34 voorzien, zwenkbaar met het tweede segment 26 verbonden via een zevende as 35, welke zich ongeveer haaks op de zesde as 33 uitstrekt. De hoeken α en β kunnen naar wens worden gekozen, β is bijvoorkeur zodanig gekozen dat de 15 grijper niet in lijn met de lengtes van het naastgelegen segment ligt.

In de arm 13 is een reeks motoren aangebracht voor aansturing van de verschillende segmenten ten opzichte van elkaar en ten opzichte van het zitdeel 6. De motoren 36 A — G zijn in fig. 4 en 5 in stippellijnen weergegeven en grijpen via een op zichzelf bekend 20 overbrengingsmechanisme 37 A - G aan op de betreffende assen, althans segmenten. Deze overbrengingsmechanismen zijn getoond als tandwieloverbrengingen doch varianten voor deze overbrengingsmechanismen 37 zullen voor de vakman direct duidelijk zijn.

Het zal duidelijk zijn dat de voor bekrachtiging en besturing van de 25 verschillende motoren en eventueel op en/of in de arm 13 aangebrachte sensoren, bedieningselementen, informatie elementen zoals beeldschermen, (led)displays, camera's en dergelijke benodigde bekabeling zich door en/of langs de arm 13 kan uitstrekken. Ter vereenvoudiging is deze bekabeling niet getoond.

1 02 6282- 9

De lengten van de verschillende segmenten 23, 26, 32 en de grijper 34, alsmede de positie van de verschillende assen 17, 22, 24, 27, 31, 33, 35 zijn zodanig gekozen dat de arm 13 vanuit bijvoorbeeld een in fig. 4 getoonde uitgevouwen stand kan worden bewogen naar een in fig. 5 5 getoonde opbergstand waarbij het eerste en tweede segment in bovenaanzicht (fig. 5C) naast elkaar en in zijaanzicht (fig. 5A) boven elkaar zijn gelegen, waarbij de grijper 34 zich in hoofdzaak tussen deze segmenten 23, 26 en het basissegment 14 uitstrekt. Hierdoor is een bijzonder compacte opsluiting verkregen.

10 De zitting 7 bepaalt een eerste niveau NI. Zoals duidelijk blijkt uit de tekening bevindt de mechanische arm 13 zich in de getoonde opgevouwen stand volledig onder een door de armsteun 9 bepaald tweede niveau, aangegeven door het vlak N2. Een tafelblad of werkblad 70 strekt zich ongeveer op het tweede niveau N2 uit, waarbij op het tafelblad 36 in de 15 getoonde uitvoeringsvorm een besturingsmiddel 71 is aangebracht in de vorm van een joystick voor besturing van bijvoorbeeld de rolstoel 1 en de mechanische arm 13. Uiteraard kunnen ook allerlei andere besturingsmiddelen zijn voorzien, naast of in plaats van de joystick.

In de getoonde opgevouwen toestand (fig. 1 - 3 en 5) is de lift 18 20 maximaal omlaag bewogen. In het tafelblad 70 is nabij een langsrand aan de zijde van de rolstoel 1 waar de arm 13 is aangebracht een uitsparing 38 voorzien. Wanneer de arm 13 vanuit de opbergstand naar een gebruiksstand wordt bewogen kan de arm worden "uitgevouwen" en kan het basissegment 14 omhoog worden bewogen tot direct onder of eventueel in de uitsparing 25 38, zodat de gehele verdere arm 13 zich boven het tweede niveau N2 relatief vrij kan bewegen.

Als gevolg van de zeven assen 17, 22, 24, 27, 31, 33, 35 heeft de arm 13, althans de grijper 34 ten opzichte van het basissegment 14 zeven graden van vrijheid. Bij geschikte aansturing van de arm 13 kunnen 30 singuliere punten eenvoudig worden vermeden. Bovendien kan de grijper 1 026282 * 10 steeds op bijzonder geschikte wijze worden verplaatst, waarbij de { verschillende segmenten 23, 26, 32 steeds zodanig kunnen worden bewogen ' ' ! dat deze in hoofdzaak buiten het primaire gezichtsveld van de gebruiker ; ' worden gehouden. Bijvoorbeeld kan er daardoor voor worden gezorgd dat de 5 gebruiker steeds vrij zicht houdt op de grijper 34, op het tafelblad 70, op het bedieningsmiddel 71, op een te grijpen of bedienen voorwerp, op een gesprekspartner of op een ander relevant object of persoon in zijn of haar omgeving. Dit kan door de gebruiker actief worden gestuurd doch bij voorkeur is een regelinrichting 40 voorzien waarmee dit (semi) automatisch 10 wordt gestuurd door een geschikt algoritme. Zo kunnen bijvoorbeeld sensoren zoals een (video) camera of krachtsensoren in of aan de arm 13 en de rolstoel 1 zijn voorzien die de positie en/of bewegingsrichting van de grijper detecteren, waarbij de besturingseenheid op basis daarvan en/of op basis van vóóraf ingegeven bewegingspatronen, doelen en dergelijke de 15 verschillende motoren aanstuurt, enerzijds voor het vermijden van singuliere punten en/of obstakels en anderzijds om de gebruiker het beste zicht te (blijven) bieden, of het (semi)-automatisch grijpen en manipuleren van objecten. Zo kan bijvoorbeeld bij het drinken uit een kopje met behulp van de mechanische arm zodanig worden gestuurd dat het eerste en tweede 20 segment 23, 26 zo veel mogelijk omlaag zijn gericht. Dit is voordelig voor de gebruiker, bijvoorbeeld ook omdat dit relatief natuurlijk lijkt en weinig stigmatiserend is. Het grootste “zichtprobleem” treedt momenteel (met huidige robot) op wanneer de gebruiker drinkt. De grijper is dan nabij de mond en in die positie belemmeren boven- en onderarm het zicht op de 25 omgeving.

De schouder, elleboog en pols en/of de subsegmenten kunnen zodanig zijn uitgevoerd dat de verschillende segmenten ten opzichte van elkaar over meer dan 360 graden kunnen roteren. Evenwel kunnen ook begrenzingen op de bewegingsvrijheid rond een of meer assen worden 30 voorzien, waardoor bijvoorbeeld eenvoudiger gebruik kan worden gemaakt 1 026282 11 van bekabeling. Uiteraard kunnen de motoren overigens ook op afstand < ; worden aangestuurd.

' ' In fig. 7 is een alternatieve uitvoeringsvorm van een rolstoel 1 met i ; ) 1 arm 13 getoond, in vier verschillende standen. Fig. 7A toont de arm in een 5 opbergstand, hg. 7C en D tonen details daarvan. Fig. 7B toont de arm 13 in gebruik, boven een tafel of werkblad 70. Bij deze uitvoeringsvorm is geen lift 18 voorzien. Het basissegment 14 is hierbij via een eerste as 17 zwenkbaar gekoppeld aan een basisdeel 39 dat in zijaanzicht gezien nabij een midden van de zitting 7 onder de armleuning 9 is aangebracht aan het zitdeel 6. Het 10 basissegment 14 heeft een zodanige lengte L dat een van het basisdeel 39 afgekeerd einde naar keuzen onder een uitsparing 38 in het werkblad 70 of naast, of tot voorbij de achterzijde (in zijaanzicht gezien) van de rugleuning 8 kan worden gebracht. Of in zijn geheel achter de rugleuning. Het schoudergewricht 21 is op genoemd einde van het basissegment voorzien, 15 met de tweede as 22 ongeveer evenwijdig aan de eerste as 17. Hierdoor kan de mechanische arm 13 nagenoeg volledig achter de rugleuning 8 worden . opgeborgen, zoals blijkt uit hg. 7. Bovendien wordt als gevolg van het rond de eerste as 17 zwenkbare basissegment 14 de reikwijdte van de arm 13 vergroot, evenals de manoeuvreerbaarheid, terwijl de lengte van de 20 verschillende segmenten relatief klein kan worden gehouden. Bij hoogteverstelling van het zitdeel 6 beweegt de arm 13 wederom mee. De extra eerste as 17 zorgt voor een extra (zevende) vrijheidsgraad.

Fig. 8 toont een rolstoel 1 met arm 13, vergelijkbaar met die volgens fig. 7, waarbij evenwel de eerste zwenkas 17 naast de rugleuning 8 25 is geplaatst, waardoor de lengte van het basissegment 14 is verlengd en de reikwijdte van de arm 13 nog verder is vergroot. In de opbergstand (fig. 8B) is de arm 13 wederom onder de armleuning 9 gevouwen. Uit fig. 8C blijkt duidelijk dat de arm 13 relatief ver naar achter kan reiken. Duidelijk zal zijn dat ook het reiken naar opzij gemakkelijker zal worden, althans een 1 026282 - 12 grotere reikwijdte zal bieden. Daarnaast biedt deze oplossing voordelen bij het uitvoeren van een zijdelingse transfer van de gebruiker uit de rolstoel.

Fig. 9 toont een verdere alternatieve opstelling van een arm 13 aan een rolstoel 1. De arm 13 kan wederom althans grotendeels zijn opgebouwd 5 als beschreven aan de hand van de eerdere figuren, in het bijzonder fig. 4 en 5, waarbij evenwel een ander basissegment 14 is toegepast, dat bovendien anders is gepositioneerd. Bij deze uitvoeringsvorm is het basissegment via een eerste zwenkas 17 verbonden met een basisdeel 39 dat is geplaatst nabij een schouder S van een in het zitdeel 6 van de rolstoel 1 zittende gebruiker, 10 althans in zijaanzicht tussen de rugleuning 8 en de schouder S. Het basissegment 14 heeft een lengte L die relatief klein is, zodanig dat bij verzwenking daarvan naar achter (fig. 9A - C) het vrije einde 41 daarvan zich in zijaanzicht net achter de rugleuning 8 bevindt, terwijl in een naar voren gezwenkte stand (fig. 9Έ - H) genoemd einde 41 zich ongeveer naast 15 de schouder S bevindt. Aan dit einde 41 is een schoudergewricht 21 voorzien, zwenkbaar rond een tweede as 22. De arm 13 strekt zich verder vanaf dit schoudergewricht 21 uit. Tijdens gebruik lijkt hiermee een situatie verkregen te zijn die lijkt op de normale arm van een zittende gebruiker, hetgeen voor de gebruiker bijzonder voordelig kan zijn. Immers, de arm 13 20 zal zodanig kunnen worden aangestuurd dat het lijkt alsof het de arm van de gebruiker zelf is. Eventueel kan de arm 13 in elk van de getoonde uitvoeringsvormen zelfs worden gebruikt ter ondersteuning van de arm van de gebruiker zelf. De lengte van de arm 13 in zijn geheel gestrekte vorm en in het bijzonder de lengte van de verschillende segmenten 23, 26, 32 kan 25 uiteraard naar wens worden gekozen. In het bijzonder geschikt lijkt een zodanige keuze dat de lengte van de arm 13 ongeveer overeenkomt met die van een gemiddelde volwassen mens of, in het bijzonder, van de beoogde gebruiker of zodanig dat daarmee het bereik van een motorisch niet gehinderde persoon van gelijke grootte zittend in de rolstoel kan worden 30 gesimuleerd, inclusief vooroverbuigend reiken. In fig. 9G is bijvoorbeeld !026282- 13 getoond reiken naar de grond G en in fig. 9H reiken naar een kopje K op een tafel T. Het kopje K kan bijvoorbeeld worden vastgenomen als getoond in fig. 9D.

In fig. 10 en 11 zijn twee alternatieve uitvoeringsvormen van een 5 rolstoel 1 volgens de uitvinding getoond, waarbij een verplaatsingsinrichting 50 is voorzien naast de rolstoel maar binnen diens volume, althans naast het zitdeel 6, waarlangs de mechanische arm 13 kan worden verplaatst tussen verschillende posities zoals aangeduid in fig. 10 en 11 door in cirkels weergegeven letters A - E. Deze posities kunnen uiteraard zowel discrete 10 posities zijn waarin de arm 13 voor gebruik kan worden vastgezet of kunnen slechts voorbeelden van een oneindig aantal mogelijke posities zijn.

In fig. 10 -12 omvat de verplaatsingsinrichting 50 een rail 51 die enkel of dubbel gekromd kan zijn en welke zich langs een zijde van het zitdeel 6 uitstrekt. De rail 51 is bij voorkeur aan het zitdeel 6 vastgezet doch 15 kan ook aan het onderstel van de rolstoel 1 zijn bevestigd. De mechanische arm 13 is met het basissegmént 14 aan de rail 51 verbonden, waarbij het basissegment 14 is voorzien van een aandrijfmotor 52 die het basissegment ten opzichte van de rail 51 positioneert en de arm langs de rail 51 kan bewegen. Daartoe kan de rail bijvoorbeeld zijn voorzien van een vertanding 20 en de aandrijfmotor van een daarmee samenwerkende vertanding. Voor de vakman zullen deze en andere oplossingen direct duidelijk zijn en naar believen kunnen worden gekozen binnen het raam van de huidige uitvinding.

Bij de in fig. 10 getoonde uitvoeringsvorm strekt de rail 51 zich uit 25 vanaf nabij een bovenste langsrand van de rugleuning 8 langs de onderzijde van de armleuning 9 naar een positie nabij een voorste einde van de armleuning 9. De eerste positie A biedt de mogelijkheid de arm 13 op te bergen achter de rugleuning 8, vergelijkbaar met fig. 9 en voor gebruik van de arm 9 als getoond in en beschreven aan de hand van in het bijzonder fig. 30 9 De tweede positie B biedt de mogelijkheid tot opbergen van de arm 13 1 026282 · 14 onder de armleuning 9, zoals getoond in en beschreven aan de hand van in j. het bijzonder fig. 1 - 3, en eventueel een positie geschikt voor zijwaarts 1 ' ; reiken. De derde positie C biedt de mogelijkheid de arm 13 te gebruiken bij I : ! · bijvoorbeeld een werkblad of tafel, zoals getoond in en beschreven aan de 5 hand van in het bijzonder fig. 6. De twee opbergstanden zijn in zijaanzicht getoond in fig. 12 A en B.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 11 strekt de rail 51 zich uit vanaf de positie A als hiervoor beschreven omlaag naar een tweede positie B nabij de onderzijde van de rugleuning 8, bij de zitting 7, via een derde 10 positie C overeenkomstig de tweede positie in fig. 10 en een vierde positie D overeenkomstig de derde positie in fig. 10 naar een positie nabij de voetensteun 10. De eerste positie A biedt dezelfde mogelijkheden als eerder beschreven aan de hand van fig. 10. De tweede positie B biedt een gebruiksstand vanwaar ver naar achter kan worden gereikt en/of een 15 opbergpositie vergelijkbaar met die in de eerset positie A. De derde positie C biedt een positie als de tweede positie in fig. 10, de vierde positie een positie als de derde positie in fig. 10. De vijfde positie E is bijzonder geschikt voor laag reiken.

Uiteraard zijn hierop vele variaties mogelijk, bijvoorbeeld door 20 plaatsing van een van de andere getoonde en/of beschreven uitvoeringsvormen van mechanische arm 13. Eenzelfde oplossing met een verplaatsingsinrichting kan ook worden gecombineerd met de bekende mechanische arm zoals MANUS. De rail kan ook een tweetal geleiderails boven en/of naast elkaar omvatten, bijvoorbeeld voor meer stabiliteit en 25 betere bestuurbaarheid.

In fig. 13 is een mechanische arm 13 volgens de uitvinding getoond, waarbij de het schoudergewricht 21 geen offset is aangebracht. Onder offset dient in deze te worden begrepen een verplaatsing van de lengteas LS van een segment, hier het eerste segment 23, ten opzichte van een naastgelegen 30 rotatieas, hier de as 22. Bij deze uitvoeringsvorm is geen offset voorzien 1026282- 15 zodat de lengteas LS de rotatieas 22 snijdt. Hierdoor wordt verhinderd dat f de arm 13, in het bijzonder het schoudergewricht 21 botst tegen bijvoorbeeld ; een werkblad met name bij rotatie rond de as 22. Doordat bij deze uitvoeringsvorm het eerste segment 23 zwenkbaar is rond de as 24 welke 5 zich haaks op de tweede as 22 uitstrekt en nabij een langsrand van het basissegment 14 is aangebracht kan het eerste segment 23 toch ver in de richting van de grond G worden verzwenkt, waardoor voldoende bewegingsvrijheid en bereik wordt verkregen.

Fig. 14 toont een mechanische arm 13 volgens de uitvinding, 10 waarbij de lengte van het eerste en tweede segment 23, 26 is vergroot, waardoor een grotere reikwijdte is bereikt. Het opbergvolume wordt hierdoor uiteraard vergroot. Als alternatief kan ten minste één van de segmenten uitschuifbaar worden uitgevoerd, waardoor een grotere reikwijdte wordt verkregen. Voor de vakman zullen oplossingen daarvoor en 15 alternatieven direct duidelijk zijn.

Fig. 15 toont schematisch een mechanische arm 13 met een extra vrijheidsgraad doordat het eerste segment 23 geheel of gedeeltelijk om zijn lengteas LS roteerbaar is. Daardoor wordt de bewegingsvrijheid verder vergroot. Immers, de richting van de vierde as kan worden geroteerd.

20 Hiertoe kan bijvoorbeeld een as in de bovenarm zijn opgenomen evenwijdig aan de lengteas van het eerste segment 23, vergelijkbaar met de as 29 in de onderarm 26 in fig. 4. Voor de vakman zullen alternatieve uitvoeringsvormen voor een roteerbaar eerste segment 23 direct voor de hand liggen. Het zal duidelijk zijn dat daarbij kan worden gekozen voor 25 rotatie van het gehele eerste segment rond genoemde as evenwijdig aan de lengte as als van een gedeelte daarvan, zoals bij het tweede segment in fig.

4.

In fig 16 is een rolstoel volgens de uitvinding in drie aanzichten getoond, met ingetekend de buitencontour van de rolstoel 1 met daarbinnen 30 de arm 13. Deze buitencontour wordt hier bepaald door: 1026787- 16 een tweetal eerste, evenwijdige vlakken Cl, in de rijrichting R gezien aan weerszijden van de rolstoel 1, verticaal langs de meest naar buiten gelegen delen van de rolstoel 1, in hg. 16 langs de voorwielen 4; en een tweetal tweede, evenwijdige vlakken C2, in rijrichting R 5 gezien voor en achter de rolstoel 1, langs respectievelijk het meest naar achter gelegen deel van de rolstoel 1 en het meest naar voren gelegen deel van de rolstoel 1, in fig. 16 respectievelijk de achterwielen 5 in de in de normale rijrichting gezwenkte stand en de voorzijde van de voetensteun 10.

Duidelijk zal zijn dat bij verschillende rolstoelen 1 deze 10 buitencontour anders bepaald zal zijn. Zoals duidelijk is uit de tekening zal bij de getoonde uitvoeringsvormen steeds de arm 13 in hoofdzaak binnen deze buitencontour liggen. In hoofdzaak dient in deze te worden begrepen als zodanig dat in opgeborgen stand niet meer dan 20%, meer in het bijzonder minder dan 10% en bij voorkeur minder dan 5% van het volume 15 van de arm 13 in die opgeborgen stand zich buiten genoemde contour uitstrekt. Het zal duidelijk zijn dat zich bij voorkeur geen volume van de arm 13 zich buiten die contour uitstrekt.

In fig. 17 is schematisch een besturingseenheid 60 getoond voor een rolstoel 1, althans voor een arm 13 volgens de uitvinding. Deze 20 besturingseenheid 60 omvat een centrale regeleenheid 61 waarop de mechanische arm 13, sensoren zoals camera's 62, kracht- en/of benaderingssensoren 63 en dergelijke kunnen worden aangesloten. Bovendien is in de regeleenheid 61 een database 64 voorzien waarin specifieke besturingsprogramma's voor een arm 13 zijn opgeslagen. In de 25 regeleenheid 61 is een algoritme voorzien waarmee op basis van eenvoudige commando's van bijvoorbeeld de joy stick en inputsignalen van de sensoren 62, 63 de arm 13 kan worden aangestuurd, zodanig dat een optimale beweging wordt verkregen waarbij singuliere punten kunnen worden vermeden. Bovendien kan op basis van de gewenste standen en bewegingen 30 van de arm de beste positie van de verschillende segmenten worden 1 026282 - 17 gekozen, zodanig dat deze zo veel mogelijk buiten bijvoorbeeld het / gezichtsveld, in het bijzonder het primaire gezichtsveld van de gebruiker ' Γ ' ' ! kunnen worden gehouden. Met de centrale besturingseenheid 60 zijn bij i : ! ' ; ' voorkeur ook de bedieningselementen, zoals de joystick 71 verbonden, 5 evenals verstelmiddelen voor de rolstoel, bijvoorbeeld voor zithoogte, zithoek, rugleuninghoek en dergelijke, indien elektrisch verstelbaar, welke verstelmiddelen algemeen zijn aangeduid met 72. Bovendien kan de aandrijving 73 van de rolstoel hiermee verbonden zijn. Alle verbindingen kunnen zowel via draden als draadloos zijn.

10 Bij een uitvoeringsvorm met een verplaatsingsinrichting 50 is ook deze met de besturingseenheid 60 verbonden. Duidelijk zal zijn dat met behulp van genoemd algoritme dan steeds de meest geschikte positie van arm 13 langs de rails 51 zal worden ingesteld. Ook de meest geschikte opbergstand kan steeds worden gekozen met behulp van de genoemd 15 algoritme. Bij voorkeur is een besturingseenheid 60 volgens de uitvinding uitgevoerd als een (zelf) lerend systeem, zodat dit steeds beter op een gebruiker ingespeeld raakt. Het verdient daarbij de voorkeur dat in de database voor meerdere gebruikers informatie kan worden opgeslagen.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de in de beschrijving en 20 tekening getoonde uitvoeringsvoorbeelden. Vele variaties daarop zijn mogelijk binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding.

Zo kan een arm 13 volgens de uitvinding op een andere wijze met de rolstoel zijn verbonden, bijvoorbeeld met het onderstel of aan het werkblad, indien aanwezig. Uiteraard kan de rolstoel zijn voorzien van 25 andere wielen, bijvoorbeeld hoepelwielen achter, voor handondersteunde aandrijving of als trippelrolstoel. Bovendien kunnen meer dan één arm worden voorzien of kan de arm op een aparte wagen, dat wil zeggen los van de rolstoel verplaatsbaar zijn aangebracht, bijvoorbeeld op een mobilebase die bijvoorbeeld onder een rolstoel kan worden opgeslagen. Uiteraard kan 30 elk van de getoonde en/of beschreven uitvoeringsvormen van een arm 13 1026282' 18 volgens de uitvinding ook bij een andere rolstoel 1 worden toegepast of bij een ander ondersteuningselement zoals een tafel, bed of "gewone" stoel, waarbij de arm zich ook in de opbergstand buiten de contour van een dergelijk ondersteuningselement kan uitstrekken. De verschillende assen 5 17, 22, 24, 27, 31, 33, 35 kunnen in andere volgorde liggen, bijvoorbeeld as 35 tussen de assen 31 en 33, terwijl de hoek β uiteraard ook ongeveer 0° kan zijn. De getoonde vorm van de arm 13 is slechts ter illustratie getoond. Eén of meer van de segmenten van een arm volgens de uitvinding kunnen in lengte verstelbaar zijn, voor het verkrijgen van extra reikwijdte. Ook kan 10 een traditionele arm zoals manus worden geplaatst op verplaatsingsmiddelen zoals beschreven in de uitvinding.

1 02 6? 82“

Claims (16)

1 C 2 6 2 8 2 - van de mechanische arm dat singuliere punten tijdens gebruik worden vermeden.

1. Rolstoel, voorzien van een zitting op een eerste niveau, en een rugleuning, gedragen op een onderstel en ten minste één armleuning, gelegen op een tweede niveau, boven genoemd eerste niveau, waarbij een mechanisch arm is voorzien, omvattende een reeks segmenten, aangedreven 5 door ten minste één motor, waarbij de mechanische arm opvouwbaar en/of intrekbaar is in een stand waarbij de mechanische arm zich nagenoeg volledig onder genoemde armsteun uitstrekt, bij voorkeur volledig onder genoemd tweede niveau of nagenoeg geheel achter of naast de rugleuning, althans zodanig dat de mechanische arm zich in op gevouwen en/of 10 ingetrokken stand nagenoeg geheel binnen een buitencontour van de rolstoel bevindt.

2. Rolstoel met een mechanische arm in het bijzonder volgens conclusie 1, waarbij de zwenkarm ten minste zeven graden van vrijheid heeft.

3. Rolstoel volgens conclusie 2, waarbij de mechanische arm ten minste twee ten opzichte van elkaar beweegbare, door ten minste één motor aandrijfbare segmenten omvat, waarbij van ten minste één van de segmenten de lengte instelbaar is.

4. Rolstoel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste de zitting en bij voorkeur de zitting en de armsteun worden gedragen door een sub frame dat verstelbaar is verbonden met een hoofdframe van de rolstoel, waarbij de mechanische arm is verbonden met het subframe, zodanig dat deze verstelbaar is tezamen met de zitting.

4. Rolstoel met een mechanische arm, in het bijzonder volgens een der 20 conclusies 1-3, waarbij de rolstoel is voorzien van ten minste een zitting, een rugleuning en een frame dat de zitting en rugleuning draagt, waarbij de arm is bevestigd op een verplaatsingsinrichting waarmee de mechanische arm kan worden verplaatst ten opzichte van de rolstoel.

5. Rolstoel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de mechanische arm is bevestigd op een draagframe dat verstelling van een bevestigingspunt van de mechanische arm ten opzichte van de zitting mogelijk maakt in ten minste twee verschillende richtingen.

5. Rolstoel volgens conclusie 4, waarbij ten minste één rail is voorzien 25 zie zich langs een zijde van de rolstoel uitstrekt, op of aan welke rail genoemde verplaatsingsinrichting is voorzien. 1 026282 *

6. Rolstoel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de 20 segmenten van de mechanische arm zwenkbaar met elkaar zijn verbonden voor de vorming van een gelede mechanische arm, waarbij in of nabij elke verbinding tussen twee segmenten een motor is voorzien voor beweging van de betreffende twee segmenten relatief ten opzichte van elkaar.

6. Rolstoel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde ! t, mechanische arm een basissegment omvat, welk basissegment onder een I armsteun is bevestigd.

7 Rolstoel volgens conclusie 6, waarbij een elektrische voeding is 25 voorzien voor de verschillende motoren, welke voeding onder het tweede niveau en bij voorkeur onder het eerste niveau is aangebracht, in het bijzonder in of aan een hoofdframe van de rolstoel, waarbij tussen een basissegment van de mechanische arm waarmee de mechanische arm met de rolstoel is verbonden en de voeding een roteerbare verbinding is voorzien, 30 zodanig dat genoemd basissegment roteerbaar is rond een as over meer dan 1026282 360°, zonder onderbreking van elektrisch contact tussen de voeding en de f motoren. • l' ' ' 1

‘ 8. Rolstoel volgens conclusie 7, waarbij genoemde verbinding 1 : 1 ' sleepcontacten omvat waarmee zowel elektrische stroom als stuursignalen 5 kunnen worden overgebracht tussen respectievelijk de voeding en de motoren en een besturingsinrichting en de motoren en eventuele sensoren en bedieningsmiddelen op en/of in de mechanische arm.

7. Rolstoel volgens conclusie 6, waarbij genoemd basissegment een 5 kokervormige behuizing omvat met een lengteas, welke lengteas zich ongeveer evenwijdig aan een lengteas van de armsteun uitstrekt, zodanig dat de mechanische arm in een ingetrokken en/of opgevouwen stand zich nagenoeg volledig onder genoemde ten minste ene armsteun uitstrekt, in bovenaanzicht gezien naast genoemde zitting.

9. Rolstoel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste een van de segmenten van de mechanische arm in lengte verstelbaar is.

10. Rolstoel volgens conclusie 5, waarbij het draagframe is voorzien van aandrijfmiddelen, in het bijzonder elektrisch bekrachtigde aandrijfmiddelen waarmee genoemde verstelling mogelijk is, welke aandrijfmiddelen bij voorkeur zijn ingericht voor compensatie van bewegingen van de zitting, zodanig dat tijdens een handeling met de 15 mechanische arm een vooraf gekozen stand van een basissegment van de mechanische arm ten opzichte van een horizontaal vlak wordt gehandhaafd.

11. Rolstoel volgens conclusie 5, waarbij het draagframe via een zwenkas met de rolstoel is verbonden.

12. Rolstoel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de 20 mechanische arm is bevestigd in een zodanige positie dat tijdens gebruik door een in de rolstoel gezeten gebruiker een schouder te noemen overgang tussen een basissegment en een eerste segment van de mechanische arm zich bevindt nabij een schouder van de gebruiker.

13. Mechanische arm, geschikt voor een rolstoel volgens een der 25 voorgaande conclusies.

14. Besturingseenheid voor een mechanische arm volgens een der voorgaande conclusies.

15. Besturingseenheid volgens conclusie 14, waarbij in de besturingseenheid een algoritme is opgenomen voor het zodanig aansturen

16. Besturingseenheid volgens conclusie 14 of 15, waarbij in de besturingseenheid een algoritme is opgenomen voor het zodanig aansturen 5 van de mechanische arm en een draagframe en/of verplaatsingsinrichting waarop de mechanische arm is opgenomen dat de positie van de mechanische arm tijdens gebruik steeds wordt aangepast op basis van een beoogd gebruik. 10 i) ü - !d 2 8 2