WO2017182292A1

WO2017182292A1 - Kollisionssicheres fahrbares mobilitätsassistenz-system

Info

Publication number: WO2017182292A1
Application number: PCT/EP2017/058342
Authority: WO
Inventors: Eva Schneider; Martin Riedel
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2018-10-18
Also published as: DE102016206498B3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilitäts-Assistenzsystem (1) in der Form einer fahrbaren Gehhilfe wie ein Rollator, welches einen Hauptkörper (10) mit einem Fahrwerk (12) und einem Antrieb (14) umfasst und zumindest eine Verkleidungshülle (40, 41, 42). Die Verkleidungshülle ist über Lagerelemente (50) an dem Hauptkörper (10) befestigt, die derart ausgebildet sind, um eine reversible Relativbewegung der Verkleidungshülle (40, 41, 42) zum Hauptkörper (10) zu ermöglichen, insbesondere um Kollisionen des Mobilitäts-Assistenzsystems (1) mit der Umgebung abzudämpfen. Die Verkleidungshülle (40, 41, 42) ist mit Sensoren (60) zur Kollisionsdetektion versehen, die dazu eingerichtet sind eine Relativbewegung zwischen Verkleidungshülle (40, 41, 42) und Hauptkörper (10) zu detektieren. Die Sensoren (40, 41, 42) sind mit einer Steuerung (22) des Antriebs (14) gekoppelt. Die Steuerung (22) ist eingerichtet, um in Reaktion auf eine Kollisions-Detektion bzw.eine Detektion einer Relativbewegung den Antrieb geeignet anzusteuern, insbesondere zu stoppen.

Description

KOLLISIONSSICHERES FAHRBARES MOBILITÄTSASSISTENZ-SYSTEM

1. Technischer Bereich Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilitätsassistenz-System in der Form einer fahrbaren Gehhilfe wie ein Rollator, das mit einem Antrieb versehen und mit besonderen Sicherheitseigenschaften ausgerüstet ist.

2. Technischer Hintergrund

Mobilitätseinschränkungen durch körperliche Beeinträchtigungen werden bspw. durch Unfälle, Krankheiten oder den Alterungsprozess verursacht. Besonders im Kontext der älter werdenden Gesellschaft nimmt die Anzahl der betroffenen Menschen zu und erzeugt ein immer größeres soziales und ökonomisches Problem. Alter oder Erkrankungen ziehen häufig einen Verlust an körperlicher Kraft nach sich, was meistens mit einer Reduktion

körperlicher Aktivität einhergeht.

Ein wichtiges Ziel der Gesundheitspräventation insbesondere im Alter ist daher die Aufrechterhaltung der Mobilität. Das bis dato erfolgreichste technische Produkt zur Unterstützung der Mobilität für diese Zielgruppe ist ein sogenannter Rollator. Ein Rollator ist eine fahrbare Gehhilfe, die im Wesentlichen aus einem Gestell mit Rädern besteht, das von dem Benutzer geschoben wird und dem Benutzer Halt und Unterstützung bietet.

Viele ältere Menschen benutzen Roilatoren um bei der täglichen

eigenständigen Fortbewegung innerhalb und außerhalb der Wohnung unterstützt zu werden. Herkömmliche Roilatoren sind in der Regel leicht und werden nur passiv betrieben, das heißt manuell von dem Benutzer geschoben. Sie haben üblicherweise keinen zusätzlichen Antrieb. Damit sind die üblichen Roilatoren bei potentiellen Kollisionen nicht gefährlich und das

Verletzungsrisiko durch aktives Einklemmen ist in der Regel gering. Aufgrund des Leichtbaus wird bei Roilatoren meist eine offene

Rahmenkonstruktion eingesetzt, die zugleich dem Benutzer eine bessere Sicht auf den Weg vor und neben dem Rollator ermöglicht. Diese Roilatoren bieten jedoch durch ihre leichte Bauart häufig nicht ausreichend Stabilität, bezogen auf eine feste Stütze bzw. im Stand, oder bei der Bewegung insbesondere bei Aufsteh- oder Hinsetzabläufen.

Vom gleichen Anmelder sind Mobilitätsassistenz-Systeme vorbekannt, die einen Hauptkörper mit einem Fahrwerk und einem Antrieb aufweisen, insbesondere einen Elektromotor, mit dem das Assistenzsystem fortbewegt werden kann. Derartige Assistenzsysteme sind naturgemäß deutlich schwerer und damit auch deutlich stabiler und kippsicherer als passive Gehhilfen ohne eigenen Antrieb. Um die Leichtgängigkeit beim Bewegen zu gewährleisten, wird der Benutzer durch in der Regel elektrische Antriebe unterstützt. Dies birgt jedoch ein höheres Risiko bei Kollisionen des Systems mit Personen oder der Umgebung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Mobilitätsassistenz- System in der Form einer fahrbaren Gehhilfe, wie ein Rollator, bereitzustellen, das mit einem Antrieb versehen ist und dennoch sicher betrieben werden kann. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Verletzungsgefahr bzw. die Gefahr von Beschädigungen von Gegenständen bei Kollisionen des angetriebenen Assistenzsystems zu verringern bzw. zu vermeiden. Dabei gilt ein besonderer Augenmerk der Minimierung bzw. der Vermeidung von Verletzungen von Personen durch Einklemmen, wenn beispielsweise eine Person oder ein Körperteil einer Person zwischen das angetriebene Assistenzsystem und festen Gegenständen der Umgebung gerät oder um zu verhindern, dass Körperteile einer Person oder Gegenstände von beweglichen Elementen des Assistenzsystems eingeklemmt werden.

3. Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die oben genannten Aufgaben werden zumindest teilweise gelöst durch ein Mobilitätsassistenz-System nach Anspruch 1. Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Mobilitätsassistenz-System in der Form einer fahrbaren Gehhilfe, wie insbesondere in der Art eines

Rollators, umfassend einen Hauptkörper mit einem Fahrwerk und einem Antrieb, der dazu eingerichtet ist, zumindest ein Rad des Fahrwerks des

Assistenzsystems anzutreiben. Weiter soll eine Verkleidungshülle vorgesehen sein, welche über Lagerelemente an dem Hauptkörper befestigt ist, welche Lagerelemente derart ausgebildet sind, um eine reversible Relativbewegung der Verkleidungshülle zum Hauptkörper zu ermöglichen, um insbesondere Kollisionen des Mobilitätsassistenz-Systems mit der Umgebung abzudämpfen.

Derartige Mobilitätsassistenz-Systeme dienen insbesondere der

Gehunterstützung von älteren oder gehbehinderten Personen, und werden beispielsweise auch zu Reha-Maßnahmen nach einer Operation eingesetzt. Der Benutzer kann sich an dem Hauptkörper des Assistenzsystems beispielsweise abstützen und über geeignete Steuervorrichtungen das Assistenzsystem steuern, um in eine gewünschte Richtung zu gehen. Das zumindest eine angetriebene Rad dient dabei insbesondere der Kompensation des

Eigengewichts des Assistenzsystems, so dass sich das Mobilitätsassistenz- System sehr leicht durch den Benutzer schieben lässt. Der Antrieb kann beispielsweise die Trägheit des Assistenzsystems beim Beschleunigen und/oder Verzögern, bei Kurvenfahrten und auch beim Gehen im Gefälle kompensieren. Der Antrieb umfasst vorzugsweise Software, Elektronik und Mechanik und ermöglicht es, ein Steuersignal in einen entsprechenden Vortrieb des zumindest einen angetriebenen Rades umzuwandeln. Das Rad ist dabei vorzugsweise über einen Elektromotor angetrieben. Weiter ist vorzugsweise ein Energiespeicher vorgesehen, wie insbesondere eine aufladbare Batterie, die ebenfalls im Hauptkörper untergebracht ist.

Am Hauptkörper beweglich befestigt ist zumindest eine Verkleidungshülle vorgesehen. Die Verkleidungshülle ist insbesondere großflächig an der Vorderseite des Assistenzsystems angeordnet und weiter sind vorzugsweise auch zumindest die beiden Seiten des Assistenzsystems mit derselben oder weiteren Verkleidungshüllen abgedeckt. Die zumindest eine Verkleidungshülle ist über spezielle Lagerelemente am Hauptkörper befestigt. Die Lagerelemente erlauben eine reversible Relativbewegung der Verkleidungshülle zum

Hauptkörper. Wenn das Assistenzsystem beispielsweise versehentlich gegen einen Türrahmen gesteuert wird, so stößt zuerst die Verkleidungshülle gegen den Türrahmen und wird bei Fortbewegung des Assistenzsystems zum

Hauptkörper hin bewegt. Dabei dienen die Lagerelemente auch vorzugsweise als Dämpfungselemente, um durch Aufnahme von Bewegungsenergie und Reduzierung von Geschwindigkeit, die Impulswirkung beim Stoß zu verringern. Wenn das Assistenzsystem aus der Kollision weg bewegt wird, kehrt die Verkleidungshülle aufgrund der reversiblen, vorzugsweise federnden, Lagerung selbsttätig in die Ausgangsposition zurück. Vorzugsweise ist die Verkleidungshülle mit Sensoren zur Kollisionsdetektion versehen. Dabei sollten Kollisionen vorzugsweise in einem möglichst großen Bereich um das Assistenzsystem mehrdimensional detektiert werden können. Durch eine entsprechende Auswertung der Kollisionssituation

(Kollisionsbereich und Richtung etwa) kann die Steuerung des

Assistenzsystems angemessen reagieren und Gefahren abwenden. Dies kann beispielsweise durch sofortiges Anhalten geschehen oder durch ein kurzes Zurückweichen entgegen der Kollisionsrichtung. Denkbar ist auch die

Sperrung der Fahrtrichtung in Kollisionsrichtung und dass nur Fahrbefehle aus der Kollision heraus zulässig sind.

Weiter vorzugsweise sind die Sensoren bzw. weitere Sensoren des Systems dazu eingerichtet eine Relativbewegung zwischen Verkleidungshülle und Hauptkörper zu detektieren. Dies hat den Vorteil, dass die Sensoren nicht schon bei einer bloßen Berührung beispielsweise ein Anhalten des

Assistenzsystems verursachen, sondern nur wenn durch die Berührung bzw. den Kontakt mit der Umgebung ausreichend Kräfte ausgeübt werden, die eine Relativbewegung zwischen Verkleidungshülle und Hauptkörper bewirken. Derartige Sensoren haben zudem den Vorteil, dass sie vorteilhaft zwischen Verkleidungshülle und Hauptkörper angeordnet werden können, so dass die Sensoren von außen völlig unauffällig sind und das Design des

Assistenzsystems nicht beeinträchtigen. Generell bevorzugt können die Sensoren daher als Drucktaster ausgebildet sein, die bei einer

Relativbewegung der Verkleidungshülle zum Hauptkörper hin berührt und betätigt werden können. Die Sensoren zur Detektion der Relativbewegung sind damit gleichzeitig auch Sensoren zur Detektion einer Kollision.

Vorzugsweise sind die Sensoren zur KoUisionsdetektion bzw. Relativbewegung mit einer Steuerung des Antriebs gekoppelt, wobei die Steuerung eingerichtet ist, um in Reaktion auf eine KoUisionsdetektion bzw. eine Detektion einer Relativbewegung (was einer KoUisionsdetektion entspricht) den Antrieb geeignet anzusteuern, beispielsweise zu stoppen. Weitere geeignete

Reaktionen der Steuerung können wie erwähnt auch ein kurzes

Zurückweichen des Assistenzsystems entgegen der Kollisionsrichtung beinhalten und/oder das Sperren des Antriebs in Fahrtrichtung, so dass nur Fahrbefehle angenommen werden, die aus der entdeckten Kollision heraus führen können.

Vorzugsweise sind die Sensoren als Drucktaster ausgebildet und zwischen Verkleidungshülle und Hauptkörper derart angeordnet, dass eine relative Bewegung der Verkleidungshülle zum Hauptkörper hin zu einer Betätigung eines Drucktasters führen kann. Dabei ist dem Fachmann klar, dass bei einer Vielzahl von vorgesehenen Drucktastern nicht jeder der Drucktaster bei einer Relativbewegung betätigt werden muss. Je nach Lagerung der

Verkleidungshülle am Hauptkörper kann eine Kollision beispielsweise eines Rands der Verkleidungshülle dazu führen, dass nur ein Teil der

Verkleidungshülle sich relativ zum Hauptkörper hin bewegt, die

Verkleidungshülle mithin relativ zum Hauptkörper verkippt bzw. gedreht wird. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn nicht jede Art der Relativbewegung zu einer Betätigung der Drucktaster führt, sondern vorzugsweise nur

Relativbewegungen, die ein gewisses Mindestmaß haben. Auch hiermit kann verhindert werden, dass leichte Berührungen der Verkleidungshülle bereits zu einer entsprechenden Steuerung des Antriebs führen, wie etwa einem Stoppen des Antriebs. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die relative Bewegung der

Verkleidungshülle zum Hauptkörper hin mindestens 2 mm betragen muss zur Betätigung eines Drucktasters, bevorzugt mindestens 3 mm und noch mehr bevorzugt mindestens 4 mm. Die Drucktaster besitzen vorzugsweise einen nachgiebigen Auslösehebel, der auch nach Betätigung des Drucktasters eine weitere Relativbewegung ohne festen Anschlag zulässt. Die Drucktaster werden daher vorzugsweise so positioniert, dass eine kleine definierte

Hüllenbewegung zu keiner Auslösung führt, um einen gewissen

Toleranzbereich für Schwingungen während der normalen Fahrt zu bieten oder um die Empfindlichkeit hinsichtlich Kollisionen geeignet zu verringern.

Beispielsweise kann nach 3 mm Hüllenbewegung der Taster betätigt, das heißt ausgelöst werden, und die Hülle dennoch weiter bewegt werden können, zum Beispiel bis zu 10 mm, um die Belastungen bei einer Kollision so gering wie möglich zu halten.

Die Verwendung von Drucktastern ist bevorzugt, da diese sehr zuverlässig arbeiten, haltbar sind und in einer großen Variation und Vielfalt kostengünstig zur Verfügung stehen. Wie erwähnt, sind die Drucktaster vorzugsweise zwischen der Verkleidungshülle und dem Hauptkörper des Assistenzsystems angeordnet, um eine Relativbewegung zwischen Hülle und Hauptkörper zu detektieren. Die Anzahl und Anordnung der Drucktaster entscheidet über die tatsächliche Erkennung der Hüllenbewegung. Beispielsweise sind zur vollständigen Erkennung sämtlicher theoretisch möglicher Bewegungen innerhalb der Freiheitsgrade theoretisch acht Drucktaster notwendig, da diese nur auf eine Richtung (Druck) schalten. Da aber zum Beispiel im Falle einer Seitenverkleidungshülle Kollisionen nur in seitlicher Richtung zum

Hauptkörper hin oder nach hinten zur Rückseite des Hauptkörpers gerichtete Hüllenbewegungen denkbar sind, kann die Anzahl der Drucktaster reduziert werden, wodurch Kosten eingespart werden können. Eine sichere

Kollisionserfassung ist vorzugsweise bei Positionierung der Drucktaster am Rand der Verkleidungshülle bzw. im Umfeld der Lagerelemente gegeben. Durch geeignete Wahl der Positionierung der Drucktaster und die Auswertung der Schaltzeitpunkte der Drucktaster können genaue Aussagen ermöglicht werden, wo eine Kollision stattgefunden hat. Außerdem kann die Anzahl der Drucktaster und damit die Komplexität des Systems weiter reduziert werden, indem die typischen Kollisionssituationen berücksichtigt werden. Beispielsweise kann berücksichtigt werden, dass nicht alle möglichen Bewegungsrichtungen der Verkleidungshülle relativ zum

Hauptkörper hin überwacht werden müssen, da beispielsweise eine Bewegung der Verkleidungshülle in senkrechter Richtung bei typischen Kollisionen nicht auftritt. Derartige unrealistische Kollisionen können daher vorteilhaft zugunsten von Kosten und Gewicht nicht oder nur geringfügig berücksichtigt werden.

Vorzugsweise sind mehrere Verkleidungshüllen vorgesehen, um eine möglichst umfängliche Verkleidung des Hauptkörpers des Assistenzsystems zu erreichen. Dabei ist es insbesondere bevorzugt zumindest drei

Verkleidungshüllen vorzusehen, von denen eine erste Verkleidungshülle an der Vorderseite des Hauptkörpers angeordnet ist und die beiden anderen an den Seiten des Hauptkörpers neben der ersten Verkleidungshülle angeordnet sind. An der Rückseite des Hauptkörpers ist in der Regel keine

Verkleidungshülle im Sinne der Erfindung notwendig, da sich hier der Benutzer befindet und die Assistenzsysteme in der Regel nur nach vorne bewegt werden. Dementsprechend treten Kollisionen im häufigsten Falle an der Vorderseite des Assistenzsystems auf, bzw. an den beiden vorderen Kanten. Die Verwendung von zumindest drei Verkleidungshüllen erlaubt unter anderem eine besonders einfache Feststellung der Kollisionssituation, insbesondere wo die Kollision stattgefunden hat und in welcher Richtung. Dies ermöglicht besonders effiziente Reaktionsmaßnahmen in Reaktion auf die festgestellte Kollision. Die mehreren Verkleidungshüllen sind dabei vorzugsweise einzeln und unabhängig voneinander über entsprechende Lagerelemente reversibel beweglich an dem Hauptkörper befestigt.

Die Lagerung bzw. die Lagerungselemente sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Verkleidungshülle (bzw. jede Verkleidungshülle) in zumindest vier Freiheitsgraden relativ zum Hauptkörper beweglich ist, insbesondere in Längsrichtung hin und weg vom Hauptkörper, quer zum Hauptkörper und in zwei Kipprichtungen zum Hauptkörper. Dies ermöglicht eine Beweglichkeit in Längs- und vorzugsweise horizontaler Querrichtung zur Hüllennormalrichtung sowie in zwei Kipprichtungen. Eine Vertikalbewegung der Verkleidungshülle sowie eine Drehung bzw. Rotation um die

Flächennormale sind üblicherweise nicht notwendig, da Kollisionen typischerweise keine entsprechenden Kräfte in diese Richtungen ausüben.

Vorzugsweise umfassen die Lagerelemente Gummidämpfer, die zwischen dem Hauptkörper und der Verkleidungshülle angeordnet sind. Die Gummidämpfer geben der Lagerung die gewünschte Elastizität, so dass eine Relativbewegung der Verkleidungshülle zum Hauptkörper relativ möglich ist. Die

Verkleidungshülle wird also durch die Gummidämpfer wieder automatisch in die Ausgangsstellung zurückgebracht, nachdem die Kollisionssituation aufgelöst wurde. Vorteilhaft bei diesem Aufbau ist weiter, dass die

Gummielemente sowohl eine Lagerfunktion als auch eine Rückstell- bzw. Federfunktion übernehmen, sowie auch eine Schwingungsdämpfung.

Vorzugsweise weisen die Gummidämpfer eine zylindrische Form auf und sind so ausgebildet, dass sie bei Belastung in Längsrichtung der Zylinderform eine höhere Steifigkeit haben als bei Belastung quer zur Längsrichtung der

Zylinderform. Die Länge der Zylinderform, sowie die Verhältnisse von Länge zu Durchmesser aber auch die Shore-Härte beeinflussen dabei das

richtungsabhängige Nachgiebigkeitsverhalten der Lagerelemente. Mit Hilfe dieser Eigenschaften können die Lagerpunkte und Ausrichtungen der

Gummidämpfer ausgewählt werden, um eine zweckmäßige schwimmende

Aufhängung der Verkleidungshüllen mit mehrdimensionaler Beweglichkeit zu ermöglichen.

Wenn die Gummidämpfer vorteilhaft eine zylindrische Form aufweisen, sollte die Längsachse der Zylinderform im Wesentlichen senkrecht zur

Vorwärtsbewegungsrichtung des Mobilitätsassistenz-Systems ausgerichtet sein. Durch eine geeignet gewählte Länge der zylindrischen Form der

Gummidämpfer können somit relativ große Bewegungen von

Verkleidungshülle zu Hauptkörper realisiert werden, wobei die Bewegung dennoch reversibel ist. Durch die Dimensionierung der Gummidämpfer kann somit das Bewegungsverhalten der Verkleidungshülle in Relation zum

Hauptkörper in einem weiten Bereich eingestellt werden. Beispielsweise sorgen lange und dünne Gummidämpfer bei derartigen Anordnungen für relativ große Bewegungsbereiche der Verkleidungshülle bei relativ geringen

Kräften. Bei kurzen zylindrischen Formen mit größerem Durchmesser werden größere Kräfte benötigt, um die Verkleidungshülle zum Hauptkörper zu bewegen. Das Bewegungsverhalten der Verkleidungshülle kann somit auch dadurch beeinflusst werden, dass an verschiedenen Punkten der

Verkleidungshülle unterschiedliche Lagerelemente verwendet werden.

Vorzugsweise ist das Verkleidungselement reversibel beweglich am

Hauptkörper derart gelagert, dass eine relative Bewegung bis 10 mm reversibel möglich ist, bevorzugt bis 15 mm und noch mehr bevorzugt bis zu 20 mm. Diese Bewegungsbereiche ermöglichen ein gutes Dämpfungsverhalten bei gleichzeitig sicherer Kollisionsdetektion.

Vorzugsweise umfasst die Verkleidungshülle eine Kunststoffhülle, die auf einem Rahmen montiert ist. Die Kunststoffhülle kann in einem derartigen Fall aus einem sehr leichten und nachgiebigen Material hergestellt sein, da die strukturelle Festigkeit vom Rahmen gegeben wird. Die Lagerelemente sind dabei vorzugsweise am Rahmen eingerichtet.

Eine Möglichkeit zur Kollisionsdetektion besteht in der Verwendung von beispielsweise berührungssensitiven Leisten. Dabei sind bevorzugt nur Bereiche der Verkleidungshülle mit vorzugsweise länglich ausgeprägten Leisten versehen, die an besonders kollisionsgefährdeten Stellen sind. Die Leisten werden dabei so positioniert, dass sie einen Großteil der Kollisionen mit üblichen Körpern der Umgebung, wie Möbeln, Wänden, Türrahmen oder Personen, abdecken. Eine berührungssensitive Leiste kann beispielsweise als Sensoren geeignete Drucktaster umfassen oder andere geeignete Sensoren.

Vorzugsweise sind beim Mobilitätsassistenz-System zur Vermeidung des Einklemmens von beispielsweise Körperteilen eines Benutzers Spalten zwischen der Verkleidungshülle und weiteren Oberflächen des

Mobilitätsassistenz-Systems kleiner als 6 mm ausgebildet, bevorzugt kleiner als 4 mm. Insbesondere kann dies dadurch erreicht werden, dass die

Verkleidungshülle derart ausgebildet ist, dass größere Spalten vermieden werden.

Weiter ist bevorzugt, dass Spalten zwischen beweglichen Teilen des

Mobilitätsassistenz-Systems durch bewegliche Abdeckungen zumindest teilweise abgedeckt sind, um das Einklemmen von Körperteilen eines

Benutzers auszuschließen. Die Abdeckung sollte wiederum vorzugsweise so erfolgen, dass eventuell durch die Bewegung von Teilen des

Mobilitätsassistenz-Systems auftretende Spalten kleiner als 6 mm sind, bevorzugt kleiner als 4 mm. Bewegliche Teile des Mobilitätsassistenz-Systems stellen insbesondere die Haltegriffe des Mobilitätsassistenz-Systems dar, an denen sich der Benutzer abstützt. Diese Haltegriffe können vorzugsweise elektrisch verstellbar eingerichtet sein, so dass das Assistenzsystem auf verschieden große Benutzer eingestellt werden kann. Außerdem kann eine elektrische Einstellung der Haltegriffe dazu verwendet werden, um einem Benutzer beispielsweise das Aufstehen aus einer sitzenden Position zu vereinfachen. Bei derartig elektrisch verstellbaren Griffen besteht ein hohes Risiko des Einklemmens von Körperteilen, wenn die Griffe verstellt werden. Da der Verstellbereich in der Regel relativ groß sein kann, können sich große Spalte öffnen. Durch die Verwendung von beweglichen Abdeckungen können diese Spalte immer ausreichend verdeckt werden, um Klemmstellen zu vermeiden.

An dem Mobilitäts-Assistenzsystem ist vorzugsweise zumindest eine

Abdeckung als Kreisblende ausgebildet und/oder zumindest eine Abdeckung mittels eines Drehlagers drehbar an einer einen Handgriff tragenden Schwinge des Mobilitäts-Assistenzsystem angeordnet. Eine drehbare Lagerung der

Abdeckung ist insbesondere an der Schwinge wirkungsvoll, da sich diese in der Regel bewegen lässt und somit Spalten bzw. Schereffekte auftreten können, die Verletzungen begünstigen. Die drehbare Lagerung erlaubt eine geeignete Bewegung der Abdeckung bei Bewegung der Schwinge, so dass hiermit effizient die sich ändernden Spalte abgedeckt werden können.

Vorzugsweise deckt die Verkleidungshülle die Vorderseite des Hauptkörpers zumindest zu 6o% ab, mehr bevorzugt zu zumindest 8o%. Eine derartige großflächige Abdeckung erlaubt einen besonders sicheren Betrieb des Assistenzsystems, da Kollisionen in einer Vielzahl von möglichen Richtungen abgedämpft bzw. detektiert werden können.

4. Ausführliche Beschreibung der Figuren

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. l eine schematische Ansicht eines Mobilitätsassistenz-Systems in der Form einer fahrbaren Gehhilfe und einen Benutzer;

Fig. 2 eine schematische dreidimensionale Ansicht von Verkleidungshüllen; Fig. 3 die schematische Ansicht von Fig. 2 aus einer anderen Perspektive; Fig. 4 weitere Details der Verkleidungshüllen der Figuren 2 und 3;

Fig. 5 eine schematische, dreidimensionale Detailansicht eines Hauptkörpers des Mobilitätsassistenz-Systems von Fig. 1;

Fig. 6 ein Detail eines höhenverstellbaren Griffs des Mobilitätsassistenz- Systems der Fig. 1; und

Fig. 7 ein weiteres Detail eines höhenverstellbaren Griffs des

Mobilitätssystems nach Anspruch 1.

Insbesondere zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines

Mobilitätsassistenz-Systems 1 in der Form einer fahrbaren Gehhilfe. Das Mobilitätsassistenz-System 1 weist einen Hauptkörper 10 auf, der über ein Fahrwerk 12 verfügt und entsprechende Räder 16. Das System 1 weist dabei zwei Achsen auf, d.h. insgesamt vier Räder 16, von denen zwei Räder in der Darstellung der Fig. 1 auf der gegenüberliegenden Seite des Systems angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die Räder der Vorderachse über einen Antrieb 14 aktiv angetrieben werden. Der Antrieb 14 umfasst hierzu vorzugsweise eine Energiequelle, eine Steuerung und entsprechende Elektromotoren, die in der Darstellung der Fig. 1 jedoch verdeckt sind. Am Hauptkörper 10 sind drei Verkleidungshüllen 40, 41, 42 (siehe Fig. 2) über Lagerelemente derart befestigt, dass eine reversible

Relativbewegung der Verkleidungshüllen zum Hauptkörper 10 möglich ist. Hierdurch können insbesondere Kollisionen des Mobilitätsassistenz-Systems 1 mit der Umgebung abgedämpft werden. Beispielhaft ist weiter ein Benutzer 2 dargestellt, der sich an Griffen 18 des Mobilitätsassistenz-Systems 1 abstützt, um sich mithilfe des Systems 1 sicher fortzubewegen. Die Griffe 18 sind am

Ende einer Schwinge 20 vorgesehen, mit denen die Griffe 18 höhenverstellbar sind. Die Schwinge 20 kann hierzu über einen elektrischen

Verstellmechanismus verschwenkt werden. Wie aus der schematischen Ansicht der Fig. 1 weiter erkennbar ist, kann der Benutzer 2 aufgrund der Bauform des Systems 1 einen relativ großen Bereich vor dem System 1 nicht einsehen. Hierdurch besteht die Gefahr von Kollisionen. Wenn der Benutzer 2 beispielsweise mittels des Antriebs 14 das System 1 nach vorne bewegt (nach links in Fig. 1), indem er beispielsweise entsprechende Steuerungsmittel am Griff 18 betätigt, kann es vorkommen, dass das System 1 gegen ein Hindernis in der Umgebung bewegt wird. Um die Gefahren einer Kollision mit der Umgebung zu verringern, weist das System 1 erfindungsgemäß

Verkleidungshüllen auf, die am Hauptkörper 10 befestigt sind, wie im

Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 näher beschrieben werden wird.

In Fig. 2 sind drei Verkleidungshüllen 40, 41 und 42 in einer

dreidimensionalen schematischen Ansicht dargestellt. Die Verkleidungshüllen 40, 41, 42 sind am Hauptkörper 10 des Systems 1 über Lagerelemente befestigt, die eine reversible Relativbewegung der Verkleidungshüllen zum Hauptkörper ermöglichen. Hierdurch können Kollisionen des

Mobilitätsassistenz-Systems 1 mit der Umgebung abgedämpft werden. In Fig. 2 deuten die dargestellten Pfeile die Hauptkollisionsrichtungen an, die beim Betrieb des Systems 1 am wichtigsten sind. Eine Betrachtung der Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 zeigt, dass die Verkleidungshülle 40 die Vorderseite des Hauptkörpers 10 um ca. 80% abdeckt.

In Fig. 3 sind die Verkleidungshüllen der Fig. 2 in einer um 180⁰ gedrehten Ansicht gezeigt, sodass die Rückseiten der Verkleidungshüllen erkennbar sind. Die Verkleidungshüllen 40, 41, 42 bestehen vorzugsweise aus spritzgegossenen Kunststoffteilen. Um den Verkleidungshüllen die notwendige strukturelle Festigkeit zu geben, sind an der Rückseite bzw. Innenseite der

Verkleidungshüllen entsprechende Verstärkungsrippen 43 ausgeformt.

Außerdem weisen die Verkleidungshüllen an geeigneten Stellen

Befestigungsvorsprünge 44 auf, an denen die erfindungsgemäßen

Lagerelemente angreifen können.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 eine bevorzugte

Ausführungsform von Lagerelementen 50 näher erläutert. Die Lagerelemente 50 bestehen im Wesentlichen aus einem Gummidämpfer 51, der eine zylindrische Form aufweist, sodass er bei Belastung in Längsrichtung der Zylinderform eine höhere Steifigkeit hat als bei Belastung quer zur

Längsrichtung der Zylinderform. Der Gummidämpfer 51 verfügt an seinen beiden distalen Enden über Aufhängungselemente 52, 53. Ein

Aufhängungselement dient dabei zur Befestigung des Lagerelements 50 an der Verkleidungshülle und das entsprechende gegenüberliegende

Aufhängungselement zur Befestigung des Lagerelements 50 am Hauptkörper. In den beiden schematischen Ansichten der Verkleidungshüllen 40 und 42 sind die Aufhängungselemente nicht abgebildet, um die räumliche Anordnung der Gummidämpfer 51 klarer darstellen zu können. Wie der Fachmann erkennen kann, sind die Gummidämpfer derart angeordnet, dass die

Längsachsen der Zylinderform im Wesentlichen senkrecht zur

Vorwärtsbewegungsrichtung des Mobilitätsassistenz-Systems 1 ausgerichtet sind. In der in Fig. 4 gezeigten Variante für die vordere Verkleidungshülle 40 sind vier Lagerelemente 50 vorgesehen, wobei die beiden oberen

Lagerelemente derart angeordnet sind, dass die Längsachse der

Gummidämpfer horizontal verläuft und die beiden unten liegenden

Lagerelemente 50 sind derart angeordnet, dass die Längsachse der Gummidämpfer senkrecht verläuft. Der Fachmann kann daraus schließen, dass die Freiheitsgrade der Bewegung der vorderen Verkleidungshülle 40 somit im Wesentlichen in Längsrichtung hin und weg zur Vorderseite des Hauptkörpers liegen, quer zum Hauptkörper in horizontaler Richtung und in zwei Kipprichtungen zum Hauptkörper. Bei einer Kollision beispielsweise des linken Randes der Verkleidungshülle 40 wird sich die Verkleidungshülle 40 relativ zur Vorderseite des Hauptkörpers 10 verkippen, sodass sich im

Wesentlichen die linke Hälfte der Verkleidungshülle 40 relativ zum

Hauptkörper hin bewegt, wohingegen sich die rechte Hälfte der

Verkleidungshülle 40 kaum relativ zum Hauptkörper bewegen wird. Bei einer mittigen Kollision der Verkleidungshülle 40 wird sich beispielsweise die gesamte Verkleidungshülle 40 im Wesentlichen gleichmäßig relativ zum Hauptkörper hin bewegen. Bei einem Stoß am unteren Rand der

Verkleidungshülle 40 wird sich dementsprechend im Wesentlichen die untere Hälfte zum Hauptkörper hin bewegen und eine Kippbewegung um die horizontale Querachse parallel zur Hauptebene der Verkleidungshülle 40 einstellen. Diese Relativbewegungen von Verkleidungshülle zu Hauptkörper können durch das Vorsehen von geeigneten Sensoren, wie beispielsweise von Drucktastern, detektiert werden. Dabei erlaubt die Positionierung der Sensoren, wie etwa der Drucktaster, auch eine Auswertung der

Kollisionssituation, also beispielsweise der Kollisionsrichtung und des ungefähren Ortes, an der die Kollision auftritt.

Analog gilt dies auch für die seitlichen Verkleidungshüllen 41 und 42, wobei in Fig. 4 beispielhaft die rechte Verkleidungshülle 42 dargestellt ist. Im gezeigten Beispiel verfügt die Verkleidungshülle 42 über drei Lagerelemente 50, wobei wieder aus Gründen der Klarheit die Aufhängungselemente nicht dargestellt sind. Die Gummidämpfer der Lagerelemente sind alle derart angeordnet, dass die Längsachse der Zylinderform im Wesentlichen senkrecht zur

Vorwärtsbewegungsrichtung des Mobilitätsassistenz-Systems ausgerichtet ist. Diese Anordnung erlaubt eine flexible Einstellung des Bewegungsverhaltens der Verkleidungshüllen. Insbesondere kann durch die geeignete Wahl des Materials für die Gummidämpfer 51 und die Dimensionierung der

Zylinderform das Bewegungs- und Dämpfungsverhalten der Verkleidungshüllen über einen weiteren Bereich eingestellt werden. Die in Figur 4 dargestellten Pfeile deuten die wesentlichen Freiheitsgrade der Bewegung der Verkleidungshüllen relativ zum Hauptkörper an. Die wichtigsten Freiheitsgrade entsprechen dabei den in der Praxis am häufigsten vorkommenden Kollisionssituationen.

In Fig. 5 ist eine Detailansicht des Hauptkörpers 10 des Mobilitätssystems mit demontierten Verkleidungshüllen gezeigt. In dieser Ansicht ist die Steuerung 22 schematisch angedeutet, mit der der Antrieb 14 angesteuert werden kann. Außerdem sind schematisch eine Reihe von Lagerelementen 50 abgebildet, über die die Verkleidungselemente reversibel beweglich am Hauptkörper 10 befestigt werden können. Die reversible Bewegung erfolgt dabei im

Wesentlichen durch die elastischen Gummidämpfer, die eine selbsttätige Rückstellung der Verkleidungshüllen in ihre Ausgangsposition bewirken, wenn eine Kollisionssituation ausgeräumt wurde. In Fig. 5 ist insbesondere beispielhaft und schematisch ein Sensor 60 dargestellt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Drucktaster ausgebildet ist. Man erkennt, dass der Drucktaster oder Sensor 60 zwischen Verkleidungshülle und Hauptkörper 10 derart angeordnet ist, dass eine relative Bewegung der Verkleidungshülle zum Hauptkörper hin zu einer Betätigung des Drucktasters 60 führen kann. In Fig. 5 ist nur ein Drucktaster 60 beispielhaft dargestellt. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die Anzahl der Sensoren bzw. Drucktaster nahezu beliebig erhöht werden kann, wodurch die Kollisionsdetektion verbessert wird. Außerdem erlaubt eine größere Anzahl an Sensoren bzw. Drucktastern 60 eine genauere Detektion einer Relativbewegung zwischen Verkleidungshüllen und

Hauptkörper. Der Sensor bzw. Drucktaster 60 ist vorzugsweise so positioniert bzw. eingerichtet, dass eine kleine relative Bewegung der Verkleidungshülle zu keiner Auslösung führt. Beispielsweise kann somit eingestellt werden, dass eine geringe Bewegung der Verkleidungshülle um ca. 3 mm noch zu keiner Kollisionsdetektion mit entsprechender Reaktion der Steuerung 22 führt, wie etwa dem Stoppen des Antriebs 14. Außerdem sind die Sensoren bzw.

Drucktaster 60 derart eingerichtet, dass auch nach Auslösung des Tasters die Verkleidungshülle noch weiter bewegt werden kann, wie beispielsweise um bis zu 20 mm, um die Belastungen auf den jeweiligen Kollisionspartner so gering wie möglich zu halten. Die Gummidämpfer 51 dienen dabei nicht nur der Lagerung, sondern auch als Rückstell- bzw. Federelemente.

In Fig. 6 ist schematisch eine teilgeschnittene Detailansicht eines Griffs 18 und der zugehörigen Schwinge 20 gezeigt. Der Griff 18 ist mittels der Schwinge 20 höhenverstellbar, um das Assistenzsystem 1 auf verschiedene Benutzer einstellen zu können. Bei dieser Höhenverstellung des Griffs 18 entstehen zwei Spalten zwischen den beweglichen Teilen des Mobilitätsassistenz-Systems 1, nämlich insbesondere beispielsweise zwischen der Außenhülle der Schwinge 20 und des daran drehbar befestigten Handgriffs 18. Bei einer Bewegung der Schwinge 20 können diese Spalten vergrößert und verkleinert werden, sodass insbesondere im letzteren Fall die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen des Benutzers besteht. Dies ist insbesondere an den Spalten 24, 25 der Fall. Um diese Gefahr auszuräumen, ist in Fig. 6 eine bewegliche Abdeckung in Form einer Kreisblende 26 vorgesehen. Der Fachmann erkennt, dass wenn die Schwinge 20 nach oben in Fig. 6 bewegt wird, und der

Handgriff 18 relativ zum distalen Ende der Schwinge 20 gedreht wird, um den Handgriff in einer konstanten räumlichen Orientierung für den Benutzer zu halten, sich der obere Spalt 24 vergrößern würde. Durch das Vorsehen der Kreisblende 26 wird jedoch auch bei einer relativen Bewegung von Schwinge 20 zum Handgriff 18 verhindert, dass sich ein größerer Spalt auftut.

In Fig. 7 ist eine weitere Detailansicht der Schwinge 20 gezeigt, und deren drehbare Befestigung mittels einer Achse 21 am Hauptkörper 10. An der Schwinge 20 ist drehbar eine bewegliche Abdeckung 27 gelagert, um den Spalt 28 auch bei einer Bewegung der Schwinge 20 abdecken zu können.

Referenzzeichenliste :

1 Mobilitätsassistenz-System

2 Benutzer

10 Hauptkörper

12 Fahrwerk

14 Antrieb Rad

Handgriff Schwinge

Achse der Schwinge

Steuerung, 25, 28 Spalte

Kreisblende bewegliche Abdeckung, 41, 42 Verkleidungshüllen

Verstärkungsrippen

Befestigungsvorsprung

Lagerelement

Gummidämpfer, 53 Aufhängungselemente

Sensor

Claims

6. April 2017KUKA Roboter GmbH K137922WO Maj/eße Ansprüche 1 bis 17

1. Mobilitäts-Assistenzsystem (1) in der Form einer fahrbaren Gehhilfe wie ein Rollator, umfassend:

Einen Hauptkörper (10) mit einem Fahrwerk (12) und einem Antrieb (14), der dazu eingerichtet ist, zumindest ein Rad (16) des Fahrwerks (12) anzutreiben; und

zumindest eine Verkleidungshülle (40, 41, 42), welche über

Lagerelemente (50) an dem Hauptkörper (10) befestigt ist, die derart

ausgebildet sind, um eine reversible Relativbewegung der Verkleidungshülle (40, 41, 42) zum Hauptkörper (10) zu ermöglichen, insbesondere um

Kollisionen des Mobilitäts-Assistenzsystems (1) mit der Umgebung

abzudämpfen.

2. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die

Verkleidungshülle (40, 41, 42) mit Sensoren (60) zur Kollisionsdetektion versehen ist.

3. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mobilitäts-Assistenzsystem (1) mit Sensoren versehen ist, die dazu

eingerichtet sind eine Relativbewegung zwischen Verkleidungshülle (40, 41, 42) und Hauptkörper (10) zu detektieren.

4. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden

Ansprüche 2 bis 3, wobei die Sensoren (40, 41, 42) mit einer Steuerung (22) des Antriebs (14) gekoppelt sind, und die Steuerung (22) eingerichtet ist, um in Reaktion auf eine Kollisions-Detektion bzw. eine Detektion einer

Relativbewegung den Antrieb geeignet anzusteuern, insbesondere zu stoppen.

5. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden

Ansprüche 2 bis 4, wobei die Sensoren (60) als Drucktaster ausgebildet sind, die zwischen Verkleidungshülle (40, 41, 42) und Hauptkörper (10) derart angeordnet sind, dass eine relative Bewegung der Verkleidungshülle (40, 41, 42) zum Hauptkörper (10) hin zu einer Betätigung eines Drucktasters (60) führen kann.

6. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach Anspruch 5, wobei die relative Bewegung der Verkleidungshülle (40, 41, 42) zum Hauptkörper (10) hin mindestens 2 mm betragen muss zur Betätigung eines Drucktasters (60), bevorzugt mind. 3 mm und noch mehr bevorzugt mind. 4 mm.

7. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest drei Verkleidungshüllen (40, 41, 42) vorgesehen sind, von denen eine erste Verkleidungshülle (40) an der Vorderseite des Hauptkörpers (10) angeordnet ist und die beiden anderen (41, 42) an den Seiten des Hauptkörpers (10) neben der ersten Verkleidungshülle angeordnet sind.

8. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagerung mittels der Lagerelemente derart ausgebildet ist, dass die Verkleidungshülle (40, 41, 42) in zumindest vier Freiheitsgraden beweglich relativ zum Hauptkörper (10) ist, insbesondere in Längsrichtung hin- und weg vom Hauptkörper, quer zum Hauptkörper und in zwei

Kipprichtungen zum Hauptkörper.

9. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die Lagerelemente (50) Gummidämpfer (51) umfassen, die zwischen Hauptkörper (10) und Verkleidungshülle (40, 41, 42) angeordnet sind.

10. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die Gummidämpfer (51) eine zylindrische Form aufweisen und so ausgebildet sind, dass sie bei Belastung in Längsrichtung der

Zylinderform eine höhere Steifigkeit haben als bei Belastung quer zur Längsrichtung der Zylinderform.

11. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, wobei die Gummidämpfer (51) eine zylindrische Form aufweisen und die Längsachse der Zylinderform im Wesentlichen senkrecht zur Vorwärts-Bewegungsrichtung des Mobilitäts-Assistenzsystems

ausgerichtet ist.

12. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verkleidungselement (40, 41, 42) reversibel beweglich am Hauptkörper (10) gelagert ist, so dass eine relative Bewegung bis 10 mm reversibel möglich ist, bevorzugt bis 15 mm noch mehr bevorzugt bis zu 20 mm.

13. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verkleidungshülle (40, 41, 42) eine Kunststoffhülle umfasst, die auf einem Rahmen montiert ist.

14. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Vermeidung des Einklemmens von Körperteilen eines Benutzers Spalten (28) zwischen der Verkleidungshülle und weiteren

Oberflächen des Mobilitäts-Assistenzsystem kleiner als 6 mm ausgebildet sind, bevorzugt kleiner als 4 mm.

15. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Spalten (24, 25) zwischen beweglichen Teilen (20, 18) des Mobilitäts- Assistenzsystem durch bewegliche Abdeckungen (26, 27) zumindest teilweise abgedeckt sind, um das Einklemmen von Körperteilen eines Benutzers auszuschließen.

16. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach Anspruch 15, wobei zumindest eine Abdeckung (27) als Kreisblende ausgebildet ist und/oder wobei zumindest eine Abdeckung (27) mittels eines Drehlagers drehbar an einer einen Handgriff (18) tragenden Schwinge (20) des Mobilitäts-Assistenzsystem angeordnet ist.

17. Das Mobilitäts-Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verkleidungshülle (40, 41, 42) die Vorderseite des Hauptkörpers (10) zumindest zu 60% abdeckt, mehr bevorzugt zu zumindest 80 %.