PL202239B1

PL202239B1 - Wheeled vehicle, particularly for rehabilitation purposes

Info

Publication number: PL202239B1
Application number: PL359484A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Misiarz
Original assignee: Stanisław Misiarz
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2009-06-30
Also published as: PL359484A1

Abstract

1. Pojazd kołowy, zwłaszcza urządzenie rehabilitacyjne, wyposażony w ramę, siedzenie, koła jezdne osadzone na co najmniej dwóch osiach, wychylne oparcie o ruchu wahadłowym oraz układ napędowy zawierający koła napędowe z cięgnem, znamienny tym, że na jednej z osi (10) rozmieszczone są w odległości (a) od siebie dwa koła zębate (12, 12'), a każde z nich osadzone jest na tej osi (10) za pośrednictwem mechanizmu sprzęgła jednokierunkowego (13) o kierunku przenoszenia napędu zgodnym z ruchem pojazdu (1), przy czym każde z tych kół zębatych (12, 12') stanowi element dwóch zespołów cięgnowych (I, II), z których pierwszy zespół cięgnowy (I) oprócz koła zębatego (12) posiada zębate koło zwrotne (14), zaś obydwa koła (12, 14) opasane są łańcuchem bez końca (15), natomiast drugi zespół cięgnowy (II) oprócz zębatego koła (12') wyposażony jest w zębate koło zwrotne (16) oraz koło pośrednie (18) zlokalizowane pomiędzy zębatym kołem (12') a kołem zwrotnym (16), przy czym koło zwrotne (14) pierwszego zespołu cięgnowego (I) oraz koło pośrednie (18) drugiego zespołu cięgnowego (II) osadzone są na sztywno na wspólnej osi (19), natomiast koła zębate drugiego zespołu cięgnowego (II) opasane są łańcuchem bez końca (15') tak, że koło pośrednie (18) zazębione jest z zewnętrzną stroną łańcucha (15'), a wychylne oparcie (5) połączone jest sztywnym łącznikiem (21), zamocowanym korzystnie w rejonie osi wychyłu (0) oparcia (5), z łańcuchem (15 lub 15') jednego z dwóch zespołów cięgnowych (I lub II)1. A wheeled vehicle, especially a rehabilitation device, equipped with a frame, seat, wheels mounted on what at least two axles, pivoting backrest and a drive system containing the drive wheels with the cable, characterized in that they are arranged on one of the axles (10) two gears (12, 12 ') at a distance (a) apart, each one of them is mounted on this axle (10) via a mechanism the one-way clutch (13) with the conveying direction propulsion compatible with the movement of the vehicle (1), each of these gears (12, 12 ') is part of two units tendons (I, II), of which the first tendon (I) in addition to the toothed wheel (12), it has a toothed return wheel (14), and both wheels (12, 14) are girdled with an endless chain (15), while the second cable assembly (II) apart from the toothed wheel (12 ') is equipped with a toothed idler (16) and a wheel intermediate (18) located between the toothed wheel (12 ') and the idler (16), the first idler (14) the cable assembly (I) and the idler (18) of the second of the tension unit (II) are mounted rigidly on the joint axle (19), while the gears of the second cable assembly (II) are belted with an endless chain (15 ') so that the idler (18) is in mesh with the outer side of the chain (15 '), and the tilting back (5) is connected by a rigid link (21), preferably mounted in the region of the pivot axis (0) of the backrest (5), with a chain (15 or 15 ') of one of the two units tendons (I or II)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest pojazd kołowy, zwłaszcza rehabilitacyjny, znajdujący zastosowanie w szczególności jako ruchome urządzenie treningowo - rehabilitacyjne do ćwiczeń mięśni brzucha i grzbietu, zwłaszcza u osób z wadą postawy ciała.The subject of the invention is a wheeled vehicle, especially a rehabilitation vehicle, used in particular as a mobile training and rehabilitation device for exercising the abdominal and back muscles, especially in people with a body posture defect.

Znane jest, na przykład z literatury fachowej oraz z niemieckiego zgłoszenia patentowego DE 197 49 351 A1, urządzenie w postaci pojazdu służące do wykonywania ćwiczeń mających na celu wzmocnienie mięśni odpowiedzialnych za postawę ciała u ludzi. Przedmiotowe urządzenie ma zestawy kołowe, przedni i tylny, zamocowane na ramie. Poza tym rama wyposażona jest w siedzisko oraz przyporządkowane mu oparcie, które jest obrotowo zamocowane na osi, o korzystnym kącie wahadłowego wychyłu 15° do tyłu oraz 35° do przodu. Oparcie wyposażone jest w uchwyty na ręce i/lub stosownie ukształtowane szelki, dzięki którym oparcie odchyla się w trakcie wykonywania przez osobę ćwiczącą ruchów pochylających i prostujących tułów.It is known, for example, from the specialist literature and from the German patent application DE 197 49 351 A1, for a device in the form of a vehicle for carrying out exercises aimed at strengthening the postural muscles in humans. The device in question has front and rear wheelsets mounted on a frame. In addition, the frame is provided with a seat and an associated backrest, which is pivotally mounted on an axis, with a preferred pendulum angle of 15 ° to the rear and 35 ° to the front. The backrest is equipped with handles for hands and / or appropriately shaped braces, thanks to which the backrest tilts during the exercising person's torso tilting and straightening movements.

W celu uatrakcyjnienia wykonywania ć wiczeń , zwł aszcza dla dzieci, zaproponowano, aby wykorzystać wahadłowe ruchy oparcia do napędzania całego urządzenia. W tym celu przedstawiono kilka koncepcji przeniesienia napędu z wahadłowego ruchu oparcia na koła. Pierwotnie wersja takiego pojazdu wykorzystywała zastosowanie mechanizmu korbowego, niemniej taka konstrukcja mimo swojej prostej budowy okazała się mało funkcjonalna, głównie z powodu wymuszania przez mechanizm korbowy ruchu wychylnego oparcia. Poza tym zaproponowano, aby przenosić napęd za pośrednictwem zazębiających się kilku kół zębatych. W jeszcze innej koncepcji próbowano wykorzystać napęd pneumatyczny, w którym to rozwiązaniu ruch oparcia urządzenia powodował zwrotne ruchy tłoka dostarczającego powietrze do małego zbiornika zasilającego silnik pneumatyczny. Dodatkowo znane jest także rozwiązanie z wykorzystaniem nawiniętych na bębny linek, które połączone są z osią napędową oraz wahadłowym oparciem i przebiegają przez rolki prowadzące.In order to make the exercises more attractive, especially for children, it was proposed to use the swinging movements of the backrest to drive the entire device. For this purpose, several concepts of power transmission from the swinging movement of the backrest to the wheels have been presented. Originally, the version of such a vehicle used a crank mechanism, but such a structure, despite its simple structure, turned out to be ineffective, mainly due to the crank mechanism forcing the backrest tilting movement. In addition, it has been proposed to transmit power via meshing several gears. Yet another concept tried to use a pneumatic drive, in which solution the movement of the back of the device caused the piston to feed back the air into a small reservoir feeding the air motor. In addition, there is also a known solution with the use of cables wound on the drums, which are connected to the drive axle and the swinging backrest and run through guide rollers.

Przedstawione powyżej rozwiązania dotyczące konstrukcji zespołu napędowego urządzenia rehabilitacyjnego posiadają jednak liczne niedogodności. Jako najbardziej niekorzystne cechy można wymienić występowanie martwych punktów w układzie napędowym, znaczny stopień skomplikowania i zwią zany z tym brak niezawodnoś ci ukł adu napę dowego oraz dosyć wysokie koszty wytworzenia.However, the above-mentioned solutions for the construction of the drive unit of the rehabilitation device have numerous disadvantages. The most disadvantageous features are the presence of blind spots in the drive system, a high degree of complexity and the related lack of reliability of the drive system, and relatively high production costs.

Istota wynalazku polega na tym, że na jednej z osi jezdnych rozmieszczone są w pewnej odległości od siebie dwa koła zębate, a każde z nich osadzone jest na tej osi za pośrednictwem mechanizmu sprzęgła jednokierunkowego o kierunku przenoszenia napędu zgodnym z ruchem pojazdu. Każde z tych kół zębatych stanowi element dwóch zespołów cięgnowych. Pierwszy zespół cięgnowy oprócz tego koła zębatego posiada zębate koło zwrotne, a obydwa koła opasane są łańcuchem bez końca. Drugi zespół cięgnowy oprócz zębatego koła wyposażony jest także w zębate koło zwrotne oraz koło pośrednie zlokalizowane pomiędzy dwoma kołami tego zespołu cięgnowego. Koło zwrotne pierwszego zespołu cięgnowego oraz koło pośrednie drugiego zespołu cięgnowego osadzone są na sztywno na wspólnej osi. Koła zębate drugiego zespołu cięgnowego opasane są łańcuchem bez końca tak, że koło pośrednie zazębione jest z zewnętrzną stroną łańcucha. Wychylne oparcie pojazdu kołowego połączone jest sztywnym łącznikiem, zamocowanym korzystnie w rejonie osi wychyłu oparcia, z łańcuchem jednego z dwóch zespołów cięgnowych.The essence of the invention consists in the fact that on one of the driving axles two gears are arranged at a distance from each other, and each of them is mounted on this axle by means of a one-way clutch mechanism with a drive transmission direction in line with the vehicle movement. Each of these gears is part of two tension units. The first cable assembly, in addition to the toothed wheel, has a toothed idler wheel, and both wheels are girdled with an endless chain. The second pulley, in addition to the toothed pulley, is also equipped with a toothed idler and an intermediate pulley located between two pulleys of the pulley. The return wheel of the first cable set and the idler of the second cable set are rigidly mounted on a common axis. The gears of the second cable assembly are banded with an endless chain so that the idler is meshed with the outside of the chain. The tilting backrest of a wheeled vehicle is connected by a rigid link, preferably mounted in the region of the tilt axis of the backrest, with the chain of one of the two tension units.

W korzystnym wykonaniu koła zębate ze sprzęgłami jednokierunkowymi osadzone są na tylnej osi pojazdu, co skutkuje prostszą oraz ergonomiczną konstrukcją pojazdu.In a preferred embodiment, the gears with backstops are mounted on the rear axle of the vehicle, which results in a simpler and ergonomic vehicle design.

Korzystnym jest również, gdy sztywny łącznik zamocowany jest do łańcucha rozłącznie. Umożliwia to okresową zmianę miejsca zamocowania łącznika na łańcuchu, co znacznie wydłuża żywotność łańcucha.It is also advantageous if the rigid link is detachably attached to the chain. This makes it possible to periodically change the mounting location of the link on the chain, which significantly extends the life of the chain.

Inną korzyść osiąga się poprzez zamocowanie sztywnego łącznika do łańcucha pierwszego zespołu cięgnowego, zawierającego dwa koła zębate. Takie rozwiązanie wpływa na lepsze działanie układu przenoszenia napędu.Another advantage is achieved by attaching the rigid link to the chain of the first cable assembly including two gears. This solution improves the performance of the drive train.

Również dla płynnego oraz skutecznego działania układu napędowego celowym jest wykonanie sztywnego łącznika tak, żeby w rejonie swojego końca zamocowanego do wychylnego oparcia miał kształt łukowy, zaś na pozostałym odcinku był prosty.Also for the smooth and effective operation of the drive system, it is advisable to make the rigid linkage so that it has an arcuate shape in the region of its end attached to the pivoting support, and is straight in the remaining section.

Zasadnicza zaleta rozwiązania według wynalazku związana jest z jego dużą funkcjonalnością oraz prostą budową, opartą na typowych i powszechnie dostępnych elementach, zapewniających jednocześnie niski koszt wykonania. Zaproponowana konstrukcja pojazdu zapewnia niezawodność działania oraz płynne poruszanie się pojazdu. Podczas wykonywania przez osobę ćwiczącą wahadłowych ruchów tułowia, powodujących wahadłowe ruchy oparcia, napęd przenoszony jest na koła jezdPL 202 239 B1 ne pojazdu w jednym kierunku, zarówno podczas wychyłu oparcia do przodu, jak i podczas wychyłu do tyłu. Poza tym to osoba wykonująca ćwiczenia decyduje o zakresie wychyłu, dzięki czemu zapewniony jest komfort dla ćwiczącego, gdyż w sytuacji chwilowej przerwy w wykonywaniu ćwiczeń mechanizm napędowy nie wymusza ruchu oparcia, jak to ma miejsce w przypadku wykorzystania napędu z mechanizmem korbowym.The main advantage of the solution according to the invention is related to its high functionality and simple structure, based on typical and commonly available elements, ensuring at the same time low cost of implementation. The proposed vehicle structure ensures reliable operation and smooth vehicle movement. When the subject performs the swinging movements of the torso, causing the swinging backrests, the drive is transferred to the road wheels of the vehicle in one direction, both when the backrest is tilted forward and when the backrest is tilted back. Moreover, it is the person who performs the exercises that decides about the tilt range, which ensures comfort for the exerciser, because in the event of a temporary break in the exercise, the drive mechanism does not force the backrest to move, as is the case with a drive with a crank mechanism.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie w widoku z boku, fig. 2 ilustruje schematycznie urządzenie w widoku z góry, natomiast fig. 3 - usytuowanie poszczególnych kół zę batych i przebieg ł ań cuchów układu napędowego również w ujęciu schematycznym.The invention is illustrated in more detail in the embodiment in which fig. 1 shows schematically the device in a side view, fig. 2 schematically shows the device in top view, and fig. 3 shows the arrangement of the individual gears and the course of the chain chains. also in a schematic view.

Zgodnie z wynalazkiem pojazd kołowy 1 posiada ramę 2 oraz zamocowane do niej przedni zestaw kołowy 3, siedzisko 4, oparcie 5 i tylny zestaw kołowy 6. Przedni zestaw kołowy 3 osadzony jest w stosunku do ramy 2 obrotowo i wyposażony jest w jedno koło 7 oraz dwa oparcia 8 na stopy osoby ćwiczącej, umożliwiające kierowanie pojazdem 1. Oparcie 5 usytuowane w rejonie siedziska 4 zamocowane jest na wysięgniku 9 w taki sposób, że możliwy jest ograniczony ruch obrotowy oparcia 5 względem osi 0, zasadniczo prostopadłej do osi wzdłużnej p pojazdu 1. Tylny zestaw kołowy 6 ma postać osi tylnej 10, na której każdym końcu osadzone jest koło jezdne 11. W środkowym rejonie osi tylnej 10 rozmieszczone są w odległości a od siebie dwa zębate koła tylne 12, 12'. Każde z zębatych kół tylnych 12, 12' osadzone jest na osi tylnej 10 za pośrednictwem mechanizmu sprzęgła jednokierunkowego 13 o kierunku przenoszenia napędu zgodnym z kierunkiem ruchu pojazdu 1. Każde z zębatych kół tylnych 12, 12' stanowi element dwóch zespołów cięgnowych I oraz II. Pierwszy zespół cięgnowy | oprócz zębatego koła tylnego 12 posiada zębate koło zwrotne 14, a obydwa koła 12 i 14 opasane są łańcuchem 15 bez końca. Drugi zespół cięgnowy || oprócz zębatego koła tylnego 12' wyposażony jest w zębate koło zwrotne 16 zamocowane na wsporniku do 17 do ramy 2 oraz koło pośrednie 18 zlokalizowane pomiędzy zębatym kołem tylnym 12' a kołem zwrotnym 16. Koło zwrotne 14 pierwszego zespołu cięgnowego | oraz koło pośrednie 18 drugiego zespołu cięgnowego || osadzone są na sztywno na wspólnej osi 19, zamocowanej na wsporniku 20 do ramy 2. Koła zębate drugiego zespołu cięgnowego || opasane są łańcuchem 15' bez końca tak, że koło pośrednie 18 zazębione jest z zewnętrzną stroną łańcucha 15'.According to the invention, a wheeled vehicle 1 has a frame 2 and a front wheel set 3, a seat 4, a backrest 5 and a rear wheel set 6 fixed thereto. The front wheel set 3 is rotatably mounted in relation to the frame 2 and is equipped with one wheel 7 and two. the backrest 8 on the feet of the exercising person, enabling steering the vehicle 1. The backrest 5 located in the area of the seat 4 is fixed on the extension arm 9 in such a way that a limited rotational movement of the backrest 5 is possible in relation to the axis 0, substantially perpendicular to the longitudinal axis p of the vehicle 1. Rear a wheelset 6 takes the form of a rear axle 10, on each end of which a road wheel 11 is mounted. In the central region of the rear axle 10, two rear toothed wheels 12, 12 'are spaced apart from each other. Each of the rear toothed wheels 12, 12 'is mounted on the rear axle 10 by means of a one-way clutch mechanism 13 with the direction of transmission in the direction of movement of the vehicle 1. Each of the rear toothed wheels 12, 12' is part of two linkage units I and II. First cable assembly | in addition to the rear toothed wheel 12, it has a idler 14, and both wheels 12 and 14 are bound by an endless chain 15. Second cable assembly || in addition to the rear toothed wheel 12 ', it is equipped with a toothed idler 16 fixed on the bracket 17 to the frame 2 and an idler 18 located between the rear toothed wheel 12' and the idler 16. Idler 14 of the first pulley | and idler 18 of the second cable set || they are mounted rigidly on a common axle 19, fixed on the bracket 20 to the frame 2. Toothed wheels of the second tension unit || they are banded endlessly with an endless chain 15 'so that the idler 18 is meshed with the outside of the chain 15'.

W rejonie osi wychyłu 0 oparcia 5 zamocowany jest jeden koniec sztywnego łącznika 21, natomiast drugi koniec łącznika 21 połączony jest rozłącznie z łańcuchem 15 pierwszego zespołu cięgnowego |. Sztywny łącznik 21 w rejonie swojego końca zamocowanego do wychylnego oparcia 5 ma kształt łukowy, zaś na pozostałym odcinku jest prosty.In the region of the pivot axis 0 of the backrest 5, one end of the rigid link 21 is fastened, while the other end of the link 21 is detachably connected to the chain 15 of the first cable assembly |. The rigid link 21 in the region of its end attached to the pivotable support 5 has an arcuate shape, and is straight in the rest.

Osoba poruszająca się pojazdem 1 wykonuje naprzemienne wychylne ruchy tułowia w przód i tył, które powodują jednocześnie wychylne, wahadłowe ruchu oparcia 5. Ruchy oparcia 5 są możliwe dzięki trzymaniu się rękoma uchwytów 22 oparcia 5 oraz ewentualnie dzięki nie uwidocznionym na rysunku szelkom. Wahadłowe ruchy oparcia 5 za pośrednictwem łącznika 21 wymuszają zwrotny, ograniczony ruch łańcucha 15 pierwszego zespołu cięgnowego | Ponieważ koło zwrotne 14 tego zespołu cięgnowego I połączone jest na sztywno z kołem pośrednim 18 drugiego zespołu cięgnowego ||, zwrotne ruchy łańcucha 15 pierwszego zespołu cięgnowego | przenoszone są również na łańcuch 15' drugiego zespołu cięgnowego ||. Różny przebieg łańcuchów pomiędzy dwoma kołami zębatymi pierwszego zespołu cięgnowego I oraz trzema kołami zębatymi drugiego zespołu cięgnowego || powoduje, że górne nitki łańcuchów 15 i 15' zespołów cięgnowych I i || mają przeciwny kierunek poruszania się podczas ruchu oparcia 5 w przód i przeciwny kierunek poruszania się podczas ruchu oparcia 5 w tył. Tak więc podczas ruchu oparcia 5 do przodu jedno z dwóch sprzęgieł jednokierunkowych 13 przenosi napęd na tylne koła jezdne 11, natomiast podczas ruchu oparcia 5 napęd przenoszony jest przez drugie sprzęgło jednokierunkowe 13. Dzięki temu każdy ruch tułowia osoby wykonującej ćwiczenie powoduje napędzanie pojazdu 1.The person moving the vehicle 1 performs alternating forward and backward pivoting movements of the torso, which at the same time cause the backrest 5 to pivot, swinging movements. The pendulum movements of the backrest 5 through the link 21 impose a reversible, limited movement of the chain 15 of the first tension unit | Since the idler 14 of this cable assembly I is rigidly connected to the idler 18 of the second cable assembly ||, the turning movements of the chain 15 of the first cable assembly | are also transferred to the 15 'chain of the second cable assembly ||. Different chain paths between the two sprockets of the first pulley I and the three sprockets of the second pulley || causes the upper threads of the chains 15 and 15 'of the tension units I and || have an opposite direction of movement during the forward movement of the backrest 5 and an opposite direction of movement during the movement of the back support 5 backward. Thus, during the forward movement of the backrest 5, one of the two one-way clutches 13 transmits the drive to the rear wheels 11, while during the movement of the backrest 5, the drive is transmitted by the second one-way clutch 13. As a result, each movement of the torso of the person performing the exercise drives the vehicle 1.

Wynalazek obejmuje swoim zakresem również zastosowanie zamiast kół zębatych oraz cięgna łańcuchowego innych typów kół przenoszących siły przy użyciu innego typu cięgna.The invention also covers the use of other types of force transmitting wheels using a different type of cable instead of gears and chain linkage.

Claims

1. A wheeled vehicle, in particular a rehabilitation device, equipped with a frame, seat, road wheels mounted on at least two axles, a pivoting backrest and a drive system including drive wheels with a cable, characterized in that it is arranged on one of the axles (10)

Two gears (12, 12 ') are connected at a distance (a) from each other, and each of them is mounted on this axis (10) by means of a one-way clutch mechanism (13) with the drive transmission direction in accordance with the motion of the vehicle (1), each of these toothed wheels (12, 12 ') being part of two tension units (I, II), of which the first cable unit (I), apart from the toothed wheel (12), has a toothed idler (14) , while both wheels (12, 14) are banded with an endless chain (15), while the second cable assembly (II), apart from the toothed wheel (12 '), is equipped with a toothed idler (16) and an idler (18) located between the toothed wheel (12'). wheel (12 ') and idler (16), while the idler wheel (14) of the first pulley (I) and the idler (18) of the second pulley (II) are rigidly mounted on the common axle (19), while the pulleys the toothed gear of the second cable assembly (II) is bound with an endless chain (15 ') so that the idler (18) is meshed with the outer side of the chain (15 '), and the tilting backrest (5) is connected by a rigid link (21), preferably mounted in the region of the tilt axis (0) of the backrest (5), with the chain (15 or 15') of one of the two tension units ( I or II).

2. The wheeled vehicle according to claim Device according to claim 1, characterized in that the gears (12, 12 ') with one-way clutches (13) are mounted on the slide of the rear axle (10) of the vehicle (1).

3. Wheeled vehicle according to claim The method of claim 1, characterized in that the rigid link (21) is detachably attached to the chain (15 or 15 ').

4. The wheeled vehicle according to claim A method as claimed in claim 1 or 3, characterized in that the rigid link (21) is attached to the chain (15) of the first tension unit (I).

5. The wheeled vehicle according to claim 1, A method as claimed in claim 1 or 3, characterized in that the rigid link (21) has an arcuate shape in the region of its end attached to the swivel support (5), and is straight in the remaining section.