NO170911B

NO170911B - Rullestol

Info

Publication number: NO170911B
Application number: NO882787A
Authority: NO
Inventors: Rolf-Dieter Weege
Original assignee: Meyra Wilhelm Meyer Gmbh & Co
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1992-09-21
Also published as: DE3724161C1; NO882787D0; NO170911C; DE8709996U1; NO882787L; CA1293684C; EP0300185A3; EP0300185A2; US5022476A; EP0300185B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en rullestol av den art som er angitt i innledningen til patentkrav 1.

Fra tittelen "Antriebstechnik bei Elektro-Rollstuhlen" av Rolf-D.Weege i tidsskriftet "Biomedizinische TechnikBio-medical Engineering", bind 29, hefte 5, mai 1984, sidene 95 - 103, er det kjent en rullestol av foreliggende art og hvor to elektrisk drevne drivhjul er anordnet foran to etter-løpende svingehjul, som er innbyrdes forbundet over en sporstang som ved sine ender står i inngrep med svingearmer, som befinner seg på hver sin av de dreibart opplagrede svingeakser for svingehjulene. På en av svingeaksene befinner det seg et svingehåndtak for innstilling av svingehjulenes svingevinkel.

En sådan mekanisk tvangsstyrt svingning har flere ulemper. Ved den mekaniske forbindelse mellom svingehjulene over en svingestang vil svingevinkelen og dermed krumningsradius begrenses til mindre verdier. Utover dette er den mekaniske forbindelse mellom svingehjulene ved hjelp av svingestangen ikke i stand til eksakt innstilling av svingevinkelen. Særlig i det tilfelle heftekontakten mellom svingehjulene og underlaget er stor, fører dette til en aksial spennings-påvirkning av hjulene og som følge av dette til en sideveis glidning av minst et svingehjul og dermed til forhøyet hjuldekkslitasje og øket drivytelse. Ved det påkrevede etterløp av svingehjulene fører dette også til større svingekrefter.

Det er da et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en rullestol av ovenfor angitt art og hvor ulempene ved den kjente rullestol er unngått, således at altså svingehjulene tillater større svingevinkler og ikke kommer i klem sideveis, samtidig som derved øket energiforbruk og hjuldekkslitasje unngås.

Dette grunnleggende formål for oppfinnelsen oppnås ved de særtrekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. Disse særtrekk i henhold til oppfinnelsen har som grunnleggende prinsipp at en mekanisk forbindelse mellom svingehj ulene over en forbindelsesstang helt er oppgitt, idet i stedet h^ert svingehjul er tilordnet en egen svingemotor. Ved dette oppnås for det første den store fordel at svingevinkelenjkan innstilles helt opp til 360°. Svingehjulene kan altså innstilles i vilkårlig vinkelstilling i alle retninger. Ved utnyttelse av elektrisk drivkraft for innstilling av svingehjulenes retningsvinkel åpnes også muligheten for en sådan eléktrisk styring av svingemotorene at svingehjulenes vinkelinnstilling alltid nøyaktig tilsvarer svingebevegelsens lover, således at sideveis klemvirkning på svingehjulene og øket hjuldekkslitasje på disse unngås. Svingebevegelsens lover innebærer at svingehjulene innstilles slik at deres rulleakser blir rettet nøyaktig langs krumningsradien for hjulenes;bevegelsesbaner. Under svingebevegelsen vil da det indre svingehjul ha en større svingevinkel enn det ytre svingehjul, og de innstilte svingevinkler vil således hovedsakelig være omvendt proporsjonale med hjulbanenes krumningsradius.

i

Det håndbetjente svingeledd kan være et ratt eller en svinge-spak somjer utformet som elektromekanisk svingevinkelgiver, og således i avhengighet av ratthjulets eller styrespakens vinkelstilling avgir et elektrisk svingesignal, som i sin tur mates inn i en elektrisk styreinnretning som i samsvar med svingebevegelsens lover frembringer innstillingssignaler for styring av de to svingemotorer på sådan måte at de innstiller svingehjulenes retningsvinkler slik at de hovedsakelig er omvendt proporsjonale med radien av den innstilte svinge-

l

kurve, eller nærmere bestemt i samsvar med ligningen i krav 1.

i

Den elektromekaniske svingevinkelgiver kan være utført på hvilken som helst hensiktsmessig måte. Det kan da dreie seg

i

om et enkelt potensiometer, en dreiefeltgiver, en vinkelkoder eller lignende. Det er også mulig å anvende kjørespaken som svingevinkelgiver, således at ved hjelp av denne den

i

I

absolutte og relative hastighet kan innstilles for to drivhjul som er utstyrt med hver sin drivmotor, og derved direkte kan styres i forhold til hverandre.

Svingesignalet kan imidlertid også dannes på grunnlag av for-skjellen mellom de to drivhjuls hastighet. På dette grunn-prinsipp hviler da videreutviklingen i henhold til fig. 2 av oppfinnelsens anordning, hvor to drivhjul er anordnet, og fra disse drivhjuls hastigheter avledes da innstillingssignalene for svingehjulene i den elektriske innretning under hensyn til den sammenheng som er angitt i krav 2. Den elektriske styreinnretning for dannelse av innstillingssignaler kan da utgjøres av en analoginnretning. Mer hensiktsmessig er imidlertid anvendelse av en digital elektrisk innretning, f.eks. en enkel regneenhet, hvori de enkelte elektriske størrelser omformes ved hjelp av en analog/digitalomformer, eller eventuelt forutsettes forelagt i digital form, hvilket vil høre til almen kunnskap for alle fagfolk på dette område.

Da svingehjulenes innstillingsvinkel fastlegges av svingemotorene i hver sin retningsvinkel, er det prinsippielt ikke nørvendig med et etterløp av svingehjulene for å oppnå stabi-liserende tendens for disse. I henhold til oppfinnelsens videre utvikling som angitt i patentkrav 3 forløper da svingehjulenes svingeakser gjennom hver sin dreieakse for hjulene.

Eventuelt er det til og med mulig å utnytte svingehjul foran-drivhjulene for å oppnå en dynamisk stabilisering, idet svingeaksen for hver av hjulene i henhold til den videre utvikling av oppfinnelsegjenstanden i henhold til patentkrav 4 ligger på baksiden av svingehjulenes omdreiningsakser. I dette tilfelle må man imidlertid ta ytterligere hensyn til den svingevinkelfeil som betinges av dette forhold, ved dannelse av innstillingssignalene for svingemotorene i den elektriske styreinnretning som frembringer disse innstillingssignaler. Det dreier seg imidlertid her om tiltak som vil være kjent for alle fagfolk på det fagområde som gjelder konstruksjon av kjøretøyer og en nærmere forklaring her vil således ikke være nødvendig.

i

I

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til de vedføydé tegninger, hvorpå:

j

i

Fig. 1 viser et utførelseseksempel på en rullestol i

henhold til oppfinnelsen og sett bakfra,

Fig. 2 viser rullestolen i fig. 1 sett fra siden,

Fig. 3 tjener til å anskueliggjøre arbeidsfunksjonen

ved svingebevegelse av den viste rullestol i fig. 1

og! 2,

i

og;

Fig. 4 viser skjematisk den elektriske utrustning for rullestolen i henhold til fig. 1-3.

Den rullestol som er vist i fig. 1 og 2 oppviser et sete 1, et rygglene 2 og armlener 3, hvorav det ene er utstyrt med en kjørespak 5. I en bæreramme 6 er det anbragt en kasse 7 med et batteri<j>. På forsiden av bærerammen 6 regnet i kjøreret-ningen er det festet to drivmotorer 8 og 9 med tilhørende drivhjul 10 og 11. På baksiden regnet i kjøreretningen er det da anbragt to svingehjul 12 og 13, som ved hjelp av hjulgafler 14 og 15 og svingeaksler 16 og 17 er opplagret i svingelagre 18 og 19. Svingeakslene 16 og 17 befinner seg like over rulleaksene for svingehjulene 14 og 15, samt er forbundet med hver sin svingemotor 20 og 21 for innstilling av svingevinkelen for svingehjulene 12 og 13.

i

Sporvidden; for svingehjulene 12 og 13 er betegnet med t^, mens sporvidden for drivhjulene 10 og 11 er angitt ved tv (fig. 1). Akselavstanden mellom drivhjulene 10 og 11 på den ene side samt svingehjulene 12 og 13 på den annen side er betegnet méd L (fig. 3). Den elektriske styreinnretning for styring av drivmotorene 8 og 9 samt svingemotorene 20 og 21 befinner seg i en boks 22 på baksiden av rygglenet 2.

i

Fig. 3 anskueliggør sammenhengene ved kjøring i sving. De to drivhjul 10 og 11 beveger seg om et krumningssenter 0, hvor svingehastigheten v-j_ for det indre drivhjul 11 og va for det ytre drivhjul 10 er antydet ved vektorer. Svingehjulene 12 og 13 er med sine rulleakser likeledes rettet mot krum-ningssenteret og har av denne grunn forskjellige retningsvinkler a og P. Fig. 4 viser som blokkskjema den elektriske utrustning for rullestolen i fig. 1 og 2. Drivmotorene 8 og 9 effektforsynes gjennom hver sin drivelektronikk 23 og 24, og er innkoblet i en reguleringssløyfe med denne. Regulerings-sløyfen for drivmotoren 8 omfatter en ledning 25, et addisjonsledd 26, en ledning 27, drivelektronikken 23 og en ledning 28. Reguleringssløyfen for drivmotoren 9 dannes av en ledning 29, et addisjonsledd 30, én ledning 31, drivelektronikken 24 og en ledning 32. Reguleringssløyfene påvirkes over addisjonsleddene 26, 30, som over ledningene 33 og 34 mottar styresignaler fra en elektrisk styreinnretning 35, som i sin tur mottar et driv- og svingesignal over en ledning 36 fra styreboksen 4. Bevegeligheten av styrespaken 5 er antydet ved dobbeltpiler 37 og 38.

Svingemotorene 20 og 21 er likeledes innordnet i regulerings-sløyf er. Reguleringssløyfen for svingemotoren 20 utgjøres av en ledning 39, et addisjonsledd 40, en ledning 41, en drivelektronikk 42 og en ledning 43. Reguleringssløyfen for svingemotoren 21 dannes av en ledning 44, et addisjonsledd 45, en ledning 46, en drivelektronikk 47 og en ledning 48. Over en ledning 49 påvirker den elektriske styreinnretning 35 addisjonsleddet 40 og dermed reguleringssløyfen for svingemotoren 20. Over en ledning 50 påvirker den elektroniske innretning 35 addisjonsleddet 45 i reguleringssløyfen for svingemotoren 21. Utover dette foreligger ledninger 51-54 for overføring av de foreliggende tilstandsverdier for drivmotorene 8 og 9, samt svingemotorene 10 og 11 tilbake til den elektriske styreinnretning 35, hvor disse verdier sammenlignes med de tilsiktede verdier som er fastlagt ved innstillingeIn av styrespaken 5. Som svingemotorer kan det også anvendes trinnmotorer eller lignende, og regulerings-sløyf ene vil da bortfalle.

I

Den elektriske styreinnretning 35 bearbeider de mottatte

i

signaler i samsvar med de angitte formler i krav 1 og 2, således at svingebevegelsens lover oppfylles. Dette innebærer at ved enhver innstilling av styrespaken 5 vil hastigheten<1>av drivmotorene 8 og 9 samt de fastlagte retningsvinkler ved svingemotorene 20 og 21 sørge for at rulleaksene såvel for drivhjulene 10 og 11 som for svingehjulene 12 og 13 forløper gjennom et felles krumningssenter for svingebevegelsen, slik det vil fremgå av fig. 3.

Claims

1. Rullestol med elektrisk drivmotor for minst et drivhjul (10,11) samt et par innstillbare svingehjul (12,13) anordnet for svingebévegelse om hver sin hovedsakelig loddrette svingeakse under tvangsstyring fra minst en svingemotor i

(20,21) og ét håndbetjent svingeledd (5) som utgjøres av en elektromekanisk svingevinkelgiver innrettet for å avgi ét elektrisk svingesignal i samsvar med svingeleddets vinkelstilling, karakt) erisert ved at hvert svingehjul (12, 13) er tilordnet en egen svingemotor (20, 21) for varierende innstilling! av vedkommende hjuls vinkelstilling (a,3) om sin svingeakse,i mens en elektrisk styreinnretning (35) er anordnet for å motta det elektriske svingesignal samt innrettet for ut ifra dette signal å frembringe to innstillingssignaler for styring av de to svingemotorer (20,21) til slik innstilling av svingehjulenes vinkel-stillinger !(a,(3) om sine respektive svingeakser (16,17) at betingelsen alltid er oppfylt, hvor ra er krumningsradius for det ytre svingehj uls bevegelsesbane og r-j_ er krumningsradius for det indre svingehjuls bevegelsesbane.

2. Rullestol som angitt i krav 1, og som er forsynt med et par elektrisk drevne drivhjul (10, 11) som fortrinnsvis er anordnet i kjøreretningen foran svingehjulene (12, 13) samt har hver sin drivmotor (9,10), karakterisert ved at drivmotorenes hastighetsforskjell blir innstilt av det elektriske utgangs-signal fra svingevinkelgiveren, idet den elektriske styreinnretning (35) frembringer sådanne innstillingssignaler at svingevinklene i tillegg oppfyller følgende betingelser: a = svingevinkelen for det ytterste hjul,

3 = svingevinkelen for det innerste hjul, tft = sporvidden for de bakre svingehjul (12, 13), tv = sporvidden for de fremre drivhjul (10, 11),

1 = vi/va»v-l = hastigheten av det innerste drivhjul, va = hastigheten av det ytterste drivhjul. L = avstanden mellom svingehjul og drivhjul.

3. Rullestol som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte svingeakser (16,17) løper gjennom hver sin dreieakse for svingehjulene (12,13).

4. Rullestol som angitt i krav 1 eller 2 karakterisert ved at svingeaksene (16,17) forløper på baksiden av hver sin dreieakse for svingehjulene (12,13).