PL233137B1

PL233137B1 - Wheel chair with the ambulation function

Info

Publication number: PL233137B1
Application number: PL423248A
Authority: PL
Inventors: Piotr Borkowski; Paweł Czerwiński; Katarzyna Burdziak
Original assignee: Politechnika Bialostocka
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PL423248A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wózek inwalidzki z funkcją pionizacji, znajdujący zastosowanie jako urządzenie umożliwiające lokomocję osób z paraliżem kończyn dolnych, jak również wykorzystywane w ich rehabilitacji.The subject of the invention is a wheelchair with the upright function, used as a device enabling the locomotion of people with paralysis of the lower limbs, as well as used in their rehabilitation.

Lokomocja jest nieodzownym elementem życia każdego człowieka, który pozwala na realizację podstawowych funkcji społecznych. Możliwość swobodnego poruszania się pozytywnie wpływa na stan psychofizyczny człowieka, umożliwia realizację celów życiowych oraz branie aktywnego udziału w życiu społecznym.Locomotion is an indispensable element of every human being, which enables the realization of basic social functions. The ability to move freely has a positive effect on the psychophysical state of a person, enables the achievement of life goals and taking an active part in social life.

Trwałe zaburzenia układu ruchu prowadzą do zaburzeń lokomocji wywierających najbardziej negatywny wpływ na życie człowieka. Dysfunkcje tego typu mogą pojawić się w wyniku choroby lub wypadków. Osoby, które cierpią z powodu zaburzeń układu ruchu korzystają z wielu różnorodnych urządzeń, które towarzyszą im każdego dnia i wspomagają (lub umożliwiają) swobodne przemieszczanie się. Różnią się pomiędzy sobą zasadą działania, konstrukcją, rodzajem oraz przeznaczeniem ze względu na stopień upośledzenia układu ruchowego. Wśród dostępnych narzędzi można wyróżnić najprostsze: takie jak laski, balkoniki, kule itp. lub bardziej zaawansowane technicznie np. egzoszkielety czy parapodia. Niektóre z dostępnych rozwiązań nie tylko umożliwiają lokomocję, ale też zapewniają rehabilitację.Permanent disturbances of the locomotor system lead to disturbances of locomotion which have the most negative impact on human life. These types of dysfunctions may appear as a result of illness or accidents. People who suffer from musculoskeletal disorders use a wide variety of devices that accompany them every day and support (or enable) free movement. They differ in the principle of operation, construction, type and purpose due to the degree of impairment of the locomotor system. Among the available tools, the simplest ones can be distinguished: such as canes, balconies, crutches, etc., or more technically advanced, e.g. exoskeletons or parapodia. Some of the available solutions not only allow for locomotion, but also provide rehabilitation.

W przypadku najbardziej zaawansowanych dysfunkcji układu ruchu stosuje się wózki inwalidzkie, które pozwalają na przemieszczanie się osób niepełnosprawnych. Wadą standardowych wózków inwalidzkich jest to, że użytkownik może z nich korzystać będąc jedynie w pozycji siedzącej, podczas gdy ciało ludzkie przystosowane jest do pozycji stojącej.In the case of the most advanced dysfunctions of the locomotor system, wheelchairs are used, which allow disabled people to move around. The disadvantage of standard wheelchairs is that the user can only use them in a sitting position, while the human body is adapted to a standing position.

Ponadto, ciągła pozycja siedząca sprawia poważne problemy podczas codziennych czynności wynikających z nieprzystosowania środowiska do osób poruszających się na wózkach. Odpowiedzią na ten problem są wózki inwalidzkie z funkcją pionizacji, które pojawiły się na rynku stosunkowo niedawno. Urządzenia tego typu umożliwiają nie tylko lokomocję osób z poważnymi dysfunkcjami, ale również dają możliwość uzyskania stojącej sylwetki ciała w niemal w dowolnej chwili bez przymusu wykorzystywania dodatkowych urządzeń, takich jak np. parapodia, czy pionizatory.Moreover, the constant sitting position causes serious problems in everyday activities resulting from the non-adaptation of the environment to people using wheelchairs. The answer to this problem are wheelchairs with the upright function, which appeared on the market relatively recently. Devices of this type allow not only the locomotion of people with serious disabilities, but also the possibility of obtaining a standing body shape almost at any time without the need to use additional devices, such as parapodios or standing frames.

W stanie techniki znane są ręczne wózki z funkcją pionizacji, np. wózek LifeStand LS produkowany w Wielkiej Brytanii. Wózek inwalidzki oraz mechanizm pionizacji napędzane są przy użyciu mięśni kończyn górnych użytkownika. Urządzenie umożliwia osiągnięcie pełnej pionizacji. Mechanizm pionizacyjny jest wspomagany przez dwie sprężyny. W celu podniesienia się użytkownik musi złapać za poręcze znajdujące się w miejscu podłokietników i pociągnąć je do góry. Tor ruchu kończyn w czasie podnoszenia zbliżony jest do toru ruchu podczas napędzania wózka przy pomocy cięgien. W czasie pionizacji następuje obniżenie położenia podnóżka i oparcie go o podłoże, przez co zabezpiecza urządzenie przed utratą stabilności. Użytkownik przed rozpoczęciem operacji podnoszenia musi zostać przypięty pasami do siedziska.Hand trucks with upright function are known in the art, e.g. the LifeStand LS made in Great Britain. The wheelchair and the upright mechanism are powered by the muscles of the user's upper limbs. The device allows you to achieve full upright positioning. The upright mechanism is supported by two springs. In order to get up, the user has to grasp the handrails in the place of the armrests and pull them upwards. The limbs travel path during lifting is similar to the path of movement when the trolley is driven by means of the strings. During upright standing, the position of the footrest is lowered and it rests on the ground, which protects the device against loss of stability. Before starting the lifting operation, the user must be strapped to the seat.

Wózek tego typu charakteryzuje się lekką i wytrzymałą konstrukcją. Brak silnika elektrycznego znacznie zmniejsza masę urządzenia przez co jest on bardzo atrakcyjny dla osób aktywnych. Urządzenie posiada regulację środka ciężkości poprzez zmianę położenia osi kół tylnych. Istnieje również możliwość regulacji położenia oparcia tylnego. Obie pary kół, napędowych i tylnych, posiadają szybkozłącza umożliwiające łatwy i szybki demontaż oraz wymianę.This type of stroller is characterized by a light and durable structure. The lack of an electric motor significantly reduces the weight of the device, which makes it very attractive for active people. The device is equipped with center of gravity adjustment by changing the position of the rear wheel axles. It is also possible to adjust the position of the backrest. Both pairs of wheels, driving and rear, have quick couplers for easy and quick disassembly and replacement.

Kolejny znany typ wózka z funkcją pionizacji, to pół elektryczny wózek inwalidzki, np. Hero 3. Funkcja pionizacji realizowana jest przy pomocy silnika elektrycznego, a sam wózek napędzany jest przy pomocy mięśni użytkownika. Urządzenie pozwala na pełną pionizację. Silnik elektryczny zasilany jest baterią, która starcza na 100 cykli podnoszenia i opuszczania siedziska. Dodatkowo istnieje możliwość zatrzymania procesu podnoszenia w trakcie, jego ponowienie lub powrót do pozycji siedzącej. Wózek wyposażony jest w podłokietniki oraz oparcie kolan. Podłokietniki posiadają możliwość dostosowania długości oraz wysokości. Mogą być ustawione w 4 pozycjach: stojącej, chroniącej klatkę piersiową, siedzącą i odsuniętą stosowaną podczas siadania. Dodatkowo podłokietniki pełnią rolę zabezpieczenia użytkownika przed utratą stabilności.Another known type of wheelchair with the upright function is a semi-electric wheelchair, eg Hero 3. The upright function is performed by an electric motor and the wheelchair itself is powered by the user's muscles. The device allows for full upright standing. The electric motor is powered by a battery that lasts for 100 cycles of lifting and lowering the seat. Additionally, it is possible to stop the lifting process in progress, resume it or return to a sitting position. The stroller is equipped with armrests and a knee rest. The armrests can be adjusted in length and height. They can be set in 4 positions: standing, protecting the chest, sitting and receding for sitting down. Additionally, the armrests protect the user from loss of stability.

W stanie techniki znane są także elektryczne wózki inwalidzkie posiadające możliwość pełnej pionizacji sylwetki użytkownika, np. Levo C3. Wózek przeznaczony jest do użytkowania w pomieszczeniach zamkniętych, jak również w terenie miejskim. Umożliwia poruszanie się na wózku podczas pionizacji sylwetki. Urządzenie może być stosowane w przypadku osób z rozległym paraliżem. Sterowanie odbywa się przy pomocy układu sterującego przymocowanego do podłokietnika lub bezprzewodowo (poprzez Bluethooth). Układ sterujący posiada przełączniki oraz joystick, który służy do kontroli urządzenia podczas poruszania się.In the state of the art, there are also known electric wheelchairs with the possibility of full upright standing of the user's body, e.g. Levo C3. The trolley is intended for use in closed rooms as well as in urban areas. It enables moving on a wheelchair while standing upright. The device can be used in the case of people with extensive paralysis. Control is via the control system attached to the armrest or wirelessly (via Bluethooth). The control system has switches and a joystick that is used to control the device while moving.

PL 233 137 B1PL 233 137 B1

Wózek Levo C3 posiada 3 pary kół, z których tylko koła tylne i środkowe są używane podczas pozycji siedzącej. Koła skrętne znajdują się w tylnej części wózka. Podczas podnoszenia siedziska oś kół przednich ulega obniżeniu i następuje kontakt opon z podłożem. Dzięki temu znacznie zwiększa się baza podparcia wózka, przez co poprawia się jego stabilność. Przegląd dostępnych rozwiązań pokazuje niedobór wózków pionizujących przeznaczonych dla osób aktywnych, które cenią sobie lekką konstrukcję napędzaną siłą mięśni własnych kończyn. Dostępne rozwiązania są większości ciężkie, mało mobile i wyposażone w elektroniczne systemy wspomagania, które wyręczają użytkownika z napędzania funkcji pionizacji lub przemieszczania się, co negatywnie wpływa na ich rehabilitację. Dostępne rozwiązania przeznaczone są głównie dla osób o wysokim poziomie niepełnosprawności.Levo C3 stroller has 3 pairs of wheels, of which only the rear and center wheels are used when seated. The steering wheels are located at the rear of the stroller. When the seat is raised, the axis of the front wheels is lowered and the tires are in contact with the ground. As a result, the support base of the stroller is significantly increased, which improves its stability. The review of available solutions shows the shortage of standing trolleys intended for active people who appreciate a light structure driven by the strength of their own limbs. The available solutions are mostly heavy, not very mobile and equipped with electronic support systems that relieve the user of driving the function of standing upright or moving, which has a negative impact on their rehabilitation. The available solutions are intended mainly for people with a high level of disability.

Wózek inwalidzki z funkcją pionizacji według wynalazku zbudowany jest z sześciu głównych zespołów: ramy nośnej, ramy pomocniczej, siedziska, dużych kół napędowych, małych kół przednich oraz mechanizmu krzywkowego.The wheelchair with the upright function according to the invention consists of six main units: a support frame, a subframe, a seat, large driving wheels, small front wheels and a cam mechanism.

Do górnej części ramy nośnej, która jest centralnym zespołem wózka, przymocowane jest poprzez połączenia gwintowe siedzisko, do bocznej części poprzez połączenia gwintowe - duże koła napędowe. Do boków głównego elementu ramy nośnej, którym jest prostokątna belka nośna poprzez połączenie sworzniowe przymocowane są ramiona prowadzące (służące użytkownikowi do pionizacji wózka), a poprzez połączenie zawiasowe - poziome teleskopy stabilizujące (wspomagające ruch ramy pomocniczej w trakcie pionizacji), które w drugim końcu połączone są zawiasowo z ramą pomocniczą. W dolnej części prostokątnej belki nośnej, poprzez połączenie zawiasowe zamocowane są sprężyny gazowe (wspomagające proces pionizacji), które w drugim końcu łączą się zawiasowo z siedziskiem. Zespołem łączącym ramę pomocniczą z siedziskiem jest mechanizm krzywkowy składający się z obudowy, rolki z trzpieniem oraz prowadnicy. Kształt prowadnicy definiuje tor ruchu ramy pomocniczej oraz jej minimalny i maksymalny zakres podnoszenia.The seat is attached to the upper part of the support frame, which is the central unit of the trolley, and to the side part through threaded connections - large driving wheels. To the sides of the main element of the supporting frame, which is a rectangular supporting beam, guiding arms are attached through a pin connection (used by the user to upright the trolley), and through a hinge connection - horizontal stabilizing telescopes (supporting the movement of the subframe during upright standing), which are connected at the other end are hinged with a subframe. In the lower part of the rectangular supporting beam, gas springs (supporting the uprighting process) are mounted through a hinge connection, which at the other end connect to the seat hingedly. The unit connecting the auxiliary frame with the seat is a cam mechanism consisting of a housing, a roller with a pin and a guide. The slide shape defines the path of the subframe as well as its minimum and maximum lifting range.

W celu podniesienia się użytkownik musi lekko pochylić się do przodu, złapać za ramiona prowadzące i pociągnąć je do góry. Spowoduje to ruch ramy pomocniczej i uruchomienie sprężyn gazowych wspomagających pionizację. Użytkownik przed rozpoczęciem operacji podnoszenia powinien zostać przypięty pasami do siedziska.To rise, the user has to lean forward slightly, grasp the guide arms and pull them upwards. This will cause the subframe to move and actuate gas springs to support the upright positioning. Before starting the lifting operation, the user should be strapped to the seat.

Urządzenie wg wynalazku umożliwia przemieszczanie się osób niepełnosprawnych z paraliżem kończyn dolnych oraz pozwala na pionizację sylwetki użytkownika przy użyciu siły mięśni kończyn górnych.The device according to the invention enables the movement of disabled people with paralysis of the lower limbs and allows for the verticalization of the user's figure using the strength of the muscles of the upper limbs.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wózek inwalidzki w rzucie perspektywistycznym, fig. 2 przedstawia widok z góry na główną ramę nośną, fig. 3 mechanizm krzywkowy w widoku z boku, zaś fig. 4 prezentuje wózek inwalidzki z funkcją pionizacji w widoku z boku w pozycji siedzącej a) oraz w pozycji spionizowanej b).The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a wheelchair in perspective view, fig. 2 shows a top view of the main support frame, fig. 3 a cam mechanism in a side view, and fig. 4 shows a wheelchair. with upright function in a side view in a sitting position a) and in an upright position b).

Wózek z funkcją pionizacji zbudowany jest z 6 głównych zespołów: ramy nośnej 1, ramy pomocniczej 2, siedziska 3, dużych kół napędowych 4, małych kół przednich 5 oraz mechanizmu krzywkowego 6.The trolley with the upright function consists of 6 main units: supporting frame 1, subframe 2, seat 3, large driving wheels 4, small front wheels 5 and a cam mechanism 6.

Do górnej części ramy nośnej 1, która jest centralnym zespołem wózka, przymocowane jest poprzez połączenia gwintowe siedzisko 3, do bocznej części poprzez połączenia gwintowe - duże koła napędowe 4. Do boków głównego elementu ramy nośnej, którym jest prostokątna belka nośna 10 poprzez połączenie sworzniowe przymocowane są ramiona prowadzące 7 (służące użytkownikowi do pionizacji wózka), a poprzez połączenie zawiasowe - poziome teleskopy stabilizujące 9 (wspomagające ruch ramy pomocniczej w trakcie pionizacji), które w drugim końcu połączone są zawiasowo z ramą pomocniczą 2. W dolnej części prostokątnej belki nośnej 10 poprzez połączenie zawiasowe zamocowane są sprężyny gazowe 8 (wspomagające proces pionizacji), które w drugim końcu łączą się zawiasowo z siedziskiem 3. Zespołem łączącym ramę pomocniczą 2 z siedziskiem jest mechanizm krzywkowy 6 składający się z obudowy 11, rolki z trzpieniem 12 oraz prowadnicy 13. Kształt prowadnicy definiuje tor ruchu ramy pomocniczej oraz jej minimalny i maksymalny zakres podnoszenia.The seat 3 is attached to the upper part of the support frame 1, which is the central unit of the trolley, and to the side part through threaded connections - large drive wheels 4. To the sides of the main element of the support frame, which is a rectangular support beam 10, is fastened by a bolt connection there are guiding arms 7 (used by the user to upright the trolley), and through the hinge connection - horizontal stabilizing telescopes 9 (supporting the movement of the subframe during upright standing), which at the other end are hingedly connected to the subframe 2. In the lower part of the rectangular supporting beam 10 gas springs 8 are fastened through the hinge connection (supporting the upright process), which at the other end connect hingedly with the seat 3. The unit connecting the auxiliary frame 2 with the seat is a cam mechanism 6 consisting of a housing 11, a roller with a pin 12 and a guide 13. The slide shape defines the path of the subframe's movement and its minimum y and the maximum lifting range.

Claims

Patent claim

1. A wheelchair with upright function, consisting of a support frame, a seat, large driving wheels, small front wheels, characterized in that to the upper part of the support frame (1), which is the central unit of the wheelchair, the seat ( 3), to the side part through threaded connections - large driving wheels (4), and also to the sides of the main element of the support frame, which is a rectangular bearing bar (10)

PL233 137 Β1 guiding arms (7) are attached through a bolt connection and horizontal stabilizing telescopes (9) through a hinge connection, which at the other end are hinged with the subframe (2), and gas springs are mounted in its lower part through a hinge connection (8), which at the other end connect hingedly with the seat (3), the unit connecting the subframe (2) with the seat is a cam mechanism (6) consisting of a roller housing (11) with a pin (12) and a guide (13). ).