WO2021093913A1 - Vorrichtung mit antriebsmodul und verfahren zur kraftunterstützung - Google Patents

Vorrichtung mit antriebsmodul und verfahren zur kraftunterstützung Download PDF

Info

Publication number
WO2021093913A1
WO2021093913A1 PCT/DE2020/000284 DE2020000284W WO2021093913A1 WO 2021093913 A1 WO2021093913 A1 WO 2021093913A1 DE 2020000284 W DE2020000284 W DE 2020000284W WO 2021093913 A1 WO2021093913 A1 WO 2021093913A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive
overload
damper
pull
lifting
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/000284
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik HEINZELMANN
Original Assignee
Heinzelmann Dominik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heinzelmann Dominik filed Critical Heinzelmann Dominik
Priority to DE112020005619.8T priority Critical patent/DE112020005619A5/de
Publication of WO2021093913A1 publication Critical patent/WO2021093913A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/54—Safety gear
    • B66D1/58—Safety gear responsive to excess of load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D3/00—Portable or mobile lifting or hauling appliances
    • B66D3/04—Pulley blocks or like devices in which force is applied to a rope, cable, or chain which passes over one or more pulleys, e.g. to obtain mechanical advantage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D3/00—Portable or mobile lifting or hauling appliances
    • B66D3/18—Power-operated hoists
    • B66D3/20—Power-operated hoists with driving motor, e.g. electric motor, and drum or barrel contained in a common housing

Definitions

  • the invention relates to a device with a drive module with mechanical overload protection and an electrical drive for connecting work-specific modules for lifting and carrying loads.
  • Lifting supports in the form of so-called exoskeletons or the like are known: They are required to support human strength - for example as exoskeletons, but also as mobile carrying support, which - put on by a person carrying - supports them in their work.
  • Lifting aids are required in industry, construction, care facilities, moving aids and generally to protect the back. Lifting aids are known, for example, from EP3176123A1, DE10201420520A1, DE1020182067823A1, DE202011104994 U1 or DE102004023981 A1. Many known systems were heavy, unwieldy, complex and / or prone to failure.
  • an electrically driven system of drive spindles is provided, which are coupled to a mechanical damper magazine via purely mechanical means and thus allow safe work, because if the electric drive fails, the dampers can be operated by the carrier with pure muscle power, which requires force, but enables emergency operation (e.g. user-controlled
  • the device has elastic damping elements which, in the overstretched skin, neutralize and switch off the drive system by increasing the counter-pressure as the compression force increases, and can bend the load safely under damping by damping magazines.
  • the length of the tension core which can be drawn in by the motor, is limited by the running up of pulleys in a cage against the pressure of the dampers. In this way, the wearer can put down the load in a neutral position of his arms, which is determined by the length of the tension core. Due to the behavior of the damper magazine, the active lengths of the pull rods are only limited slowly and slowly, and if the electric drive fails, the pull rods do not snap back.
  • the invention can also have a position sensor connected to the actuator, which is capable of emitting signals to the actuator according to its angle of inclination.
  • the position sensor which transmits signals to the actuator according to the angle of inclination of the wearer's back, can control the drive accordingly - including its start and end support point.
  • the invention thus relates to a partially active system that only actively uses energy during the lifting and lowering process via the pulling soul, but remains passive in all other system states because the safety functions are mechanical and passive and are therefore not tied to safety electronics. This means that the operator is always above the system status.
  • the invention relates to a method for overload-protected force support for lifting, the electrical driving of a support system, and the build-up of mechanical counterforce in accordance with the increase in the support force in a counteracting damper system, the damper system building up a correspondingly increasing counterforce as the force of the support system increases, and both forces build up equalize at the overload point.
  • the safety system of the device is designed in such a way that the damper is in a defined Kochiastfell or in the event of failure (e.g.
  • an electric motor overload protection device of the electric drive system decouples the electric motor or switches it off.
  • Fig. 2 an action sketch of the principle of the cable pull system
  • Fig. 2c end area of the drive module with one-sided overload
  • the drive module shown in the overview in FIG. 1 is mounted on a rigid connection plate 6, which ensures the positional stability of the drive module for the purpose of building up the cable pull forces.
  • the drive module is required as an actuator for rope-operated, body-carried lifting aids in order to bring the tensile forces that support the lifting and lowering of loads into externally attached gripping, walking and working tools.
  • the drive module has five main assemblies (see FIG. 1): a drive spindle 8, an actuator 17, a pull slide 19, a damper magazine 9 and a guide module 12 containing at least one pull core 11.
  • the drive module is used as an additional module that adapts to requirements to enable active, mechanically disengageable power assistance. Due to the tension elements 11, which are used to transfer the forces closed supporting modules are used, the adaptable modules can be controlled, moved and relieved. The active control is carried out by the electrically operated actuator 17.
  • the active electrical control is combined with purely mechanical safety functions (damper magazine 9, self-locking spindle 8).
  • the active lifting mechanism spindle drive 8 for the pull slide 19, which controls the active pull core length
  • the active lifting mechanism is only provided if the position, location and load of the carrier and the system are in an approved and harmless range. This area is limited by the guide pulley (s) 16, connected to the mechanical dampers 9 in a guide module 12 and attached to the slide 19, via the guide module 12
  • Spindle drive builds up and finally the effective distance of the spindle drive is neutralized by the increasing counterforce (damping) of the damper section.
  • the electric drive 17 If the carrier is in a non-permitted force range, the electric drive 17 is not provided and thus a negative effect - ie overloading of the system and its carrier - is prevented.
  • the dampers of the coupled passive damper 10 with the damper magazine 9 prevents the system from suddenly stopping or the support failing in the event of an impending overload, which can lead to damage to the system and carrier.
  • the tension core (11) guided in a core guide 7 runs on the connection plate 6 and the interface adapter 22 for connecting the work-specific modules (armrest or the like) is located. Depending on the task at hand, another module can be connected here, which is actuated by the tension core 11 extending beyond the interface adapter 22.
  • the pressure and deformation-resistant core guide 7 is used for safe spatial guidance and protection of the pull core 11.
  • the drive spindle 8 moves the pull slide 19 with the pull slide pulleys 14. Depending on the direction of rotation of the drive spindle 8, it slides up and down on the guide rails 21 and pulls and shortens deflection pulleys 14 which are rotatably attached to it and over which the tension cores 11 run.
  • the drive spindle 8 Due to the properties of the drive spindle 8, high tensile forces can be generated.
  • the drive spindle 8 is set in rotation by means of the actuator 17.
  • Each tension core 11 is on a train in loading movable pulleys 16 in guide modules 12 and on the pull carriage pulleys 14 and is anchored in the fixed core end connection 13 on the connection plate 6.
  • the interaction between the active and passive element plays a particularly important role in the system. Every active state is accompanied by a passive opponent (damper).
  • the internal structure ensures that the lifting mechanism is actively executed, regulated and controlled, but the safety mechanism is implemented by a purely passive mechanical element. This means that the person consciously activates the support through the passive element, but the system is always automatically neutralized in the event of overload.
  • the damper magazine 9 contains several safety dampers 10 - here gas springs - which are responsible for variable damping of the electrically controlled train through connection to the axes of the deflection rollers 16.
  • the damper magazine 9 has a modular design and can be adapted / changed depending on the application.
  • other elastic dampers can also be used, which preferably offer an elastic, stepless resistance to overload.
  • the pulleys 16, which determine the active cable length and thus the tensile force, are guided in the guide module 12, which enables an up and down movement of the guide rollers 15 attached to the damper piston of the gas springs used here as a damper on guide pins 26 from a predetermined force within the Cage of the guide module 12 allows.
  • the interface adapter 22 enables a connection between the work-specific modules (not shown) and the drive 17.
  • signals from modules to and from the electric drive 17 can also be transmitted.
  • This actively controllable path A which is used for adaptable systems, can always be controlled by the passive damper cup B. be completely eliminated.
  • the passive damper device (damper magazine) can be selected according to the application. In gravity scenarios, the area in which the damper section acts with increasing force corresponds to the approach to the maximum permitted load. In this way, overloading the system can be avoided and sudden component failure due to stops at the upper load limit can be prevented.
  • the constant protection of the wearer has top priority and must be guaranteed regardless of the state of charge or the power supply of the built-in electronics and the electric motor. This also protects against deliberate incorrect operation, for example through deliberate and improper hanging of loads.
  • the carrier is always obliged to take part in the lifting process when lifting loads. An operation without the wearer actively controlling and supporting it (with his hands / arms) by his own effort is not permitted.
  • the guide module 12 is shown in FIG. 3. It consists of the upper sliding plate 23 and the lower sliding plate 25, as well as the side guide 24. In the guide module 12, the pulleys 16 connected to the pistons of the dampers 10 are guided.
  • the guide module 12 is designed to be particularly robust in order to be able to absorb the forces on the deflecting rollers 16 caused by the tension elements 11. Depending on the version of the work-specific support module, the damper properties are different.
  • the guide pin 26 ensures uniform and parallel guidance of the deflection roller within the lateral guide 24.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Invalid Beds And Related Equipment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung als Antriebsmodul zur Anbindung von arbeitsspezifischen Modulen zur mobilen Unterstützung eines Hebens und Tragens von Lasten mit einenm elektrisch angetriebenen und gesteuerten Antrieb mit einer mechanische Sicherung gegen Überlast sowie ein Verfahren zur überlastgesicherten Kraftunterstützung des Hebens mit dieser Vorrichtung, wobei ein Sicherheitselement mit spezifischem elastischen Verhalten (hier Dämpfersystem mit Grenzkraft als Auslösung) in Wirkverbindung mit der anliegenden Last vorgesehen wird, wobei das Sicherheitselement abhängig von der der Last eine Zugseelenlänge freigibt, wodurch die Wirkung des Antriebs neutralisiert werden kann.

Description

Vorrichtung mit Antriebsmodul und Verfahren zur Kraftunterstützung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Antriebsmodul mit mechanischer Überlastungssicherung und einem elektrischen Antrieb zur Anbindung arbeitsspezifischer Moduln zum Heben und Tragen von Lasten.
Hebeunterstützungen in Form von sog. Exoskeletten oder dgl. sind bekannt: Sie werden zur Unterstützung der menschlichen Kraft benötigt - bspw. als Exoskelette, aber auch als mobile Trageunterstützung, die - von einer tragenden Person angelegt - diesen in seiner Tätigkeit unterstützt. Hebehilfen werden in Industrie, im Bauwesen, in Pflegeeinrichtungen, bei Umzugshelfem und generell zur Rückenschonung benötigt Hebehilfen sind bspw. aus der EP3176123A1, DE10201420520A1, der DE1020182067823A1, der DE202011104994 U1 oder der DE102004023981 A1 bekannt. Viele bekannte Systeme waren schwer, unhandlich, kompliziert aufgebaut und/oder störanfällig.
Die bekannten Hebehilfen waren häufig unhandlich und bei aktiven Systemen bestand ein Problem darin, dass sichergestellt werden muss, dass die Hebehilfen bei Überlastung abgeschaltet werden, bzw. vom Anwender im Notfall das System auch ohne den Hilfeantrieb bewegt werden kann. Dies ist bei einer rein elektrischen Lösung sehr aufwendig, da bei Ausfall der Elektrik auch die Steuerung versagt, bzw. bei der Kraftunterstützung stets zwischen maschinellen und menschlichem Input unterschieden werden muss, um die Sicherheit zu gewährleisten. Bei System mit Direktantrieb auf Höhe eines menschlichen Gelenks muss zusätzlich die Rotationsgeschwindigkeit an den Menschen angeglichen werden. Falls die gesamte Elektrik des Systems ausfällt, sind bisherige Systeme aktionslos.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, elektrisch angetriebene Hebehilfen zu verbessern, bzw zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung als Antriebsmodul nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein elektrisch angetriebenes System von Antriebsspindeln vorgesehen, die über rein mechanische Mittel an ein mechanisches Dämpferma- gazin angekoppelt werden und so ein sicheres Arbeiten erlauben, denn bei Ausfall des Elektroantriebs lassen sich die Dämpfer vom Träger mit reiner Muskelkraft betätigen, was Kraft erfordert, aber einen Notbetrieb ermöglicht (bspw. vom Nutzer kontrolliertes
Bestätigungskopie Senken bereits gehobener Lasten). Es ist ein System von selbsthemmendem Spindeiantrieb, Dämpfermagazinen und Tragesystemen, das besonders sicheres Arbeiten erlaubt und den möglichen Ausfall der Elektrik durch Mechanik abfängt. Der Antriebsweg des Spindelantriebs wird selbstständig begrenzt, so daß selbst im Fall eines Fehlverhaltens der Steuerung, bei der der Antrieb sich nicht, wie vorgegeben abschaltet, sondern weiter Länge der Zugseele einzieht, keine weitere Kraftübertragung möglich ist, weil die Betriebsstrecke am oberen Ende der Spindel zu Ende ist.
Die Vorrichtung weist insbesondere elastische Dämpferelemente auf, die im Überiastfell das Antriebssystem durch mit steigendem Kompressionsdrude wachsenden Gegendrude neutralisieren, ausschalten und die Last unter Dämpfung durch Dämpfungsmagazine gefahrlos a biegen kann. Die Länge der Zugseele, die durch den Motor eingezogen werden kann, wird durch das Hochlaufen von in einem Käfig gegen den Druck der Dämpfer geführten Umlenkrollen begrenzt. So kann der Träger die Last in einer durch die Länge der Zugseele bestimmten neutralen Lage seiner Arme ablegen. Durch das Verhalten des Dämpfermagazins werden die aktiven Längen der Zugseelen nur gedämpft-langsam begrenzt und es kommt beim Ausfall des Elektroantriebs nicht zu einem Rückschnalzen der Zugseelen. Die Erfindung kann auch einen mit dem Aktuator verbundenen Lagesensor, der zur Abgabe von Signalen an den Aktuator entsprechend seinem Neigungswinkel befähigt ist, aufweisen. Dabei kann der Lagesensor, der entsprechend des Neigungswinkels des Rückens des Trägers Signale an den Aktuator übermittelt, entsprechend den Antrieb - etngeschlossen dessen Anfangs- und Endunterstützungspunkt - steuern.
Die Erfindung bezieht sich also auf ein teilaktives System, das nur bei dem Hebe- sowie Senkvorgang aktiv über die Zugseelen Energie aufwendet, dagegen bei allen anderen Systemzuständen passiv bleibt, weil die Sicherheitsfunktionen mechanisch und passiv sind und somit nicht an eine Sicherheitselektronik gebunden sind. Somit ist der Bediener stets über den Systemzustand erhaben.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur überlastgesicherten Kraftunterstützung des Hebens, das elektrisches Antreiben eines Unterstützungssystems, und Aufbau von mechanischer Gegenkraft entsprechend dem Anwachsen der Unterstützungskraft in einem entgegenwirkenden Dämpfersystem, wobei das Dämpfersystem mit steigender Kraft des Unterstützungssystems eine entsprechend wachsende Gegenkraft aufbaut und beide Kräfte sich am Überlastpunkt ausgleichen, aufweist. Das Sicherungssystem der Vorrichtung ist so ausgelegt, dass Dämpfer in einem definierten Überiastfell oder bei Ausfall (z.B. Anlegen einer schwereren Last, als ertaubt oder Antriebsausfall) den durch das Verfahren des Zugschlittens auf der selbsthemmenden Spindel die eingezogene Zugseelenlänge und den Gegendruck der elastischen Dämpferelemente und die sich dadurch verschiebenden, im Führungsmodul 12 laufenden, am Dämpfer angeschlossenen Umlenkrollen neutralisieren.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens koppelt eine Elektromotor- Überlastsicherung des elektrischen Antriebssystems den Elektromotor ab oder schaltet ihn aus.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, auf die sie keinesfalls eingeschränkt ist. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht des Antriebsmoduls
Fig.2 eine Aktionsskizze des Prinzips des Seilzugsystems
Fig. 2a Startbereich des Antriebsmoduls mit niedriger Unterstützung
Fig. 2b Endbereich des Antriebsmoduls
Fig 2c Endbereich des Antriebsmoduls bei einseitiger Überlast und
Fig. 3 eine Detailansicht des Führungssystems 12
Das in Fig. 1 in der Übersicht gezeigte Antriebsmodul ist auf einer starren Anbindungsplatte 6 montiert, die Ortsfestigkeit des Antriebsmoduls zwecks Aufbau der Seilzugkräfte sicherstellt.
Das Antriebsmodul wird bei dieser AusfQhrungsform als Aktuator bei seilbetriebenen körpergetragenen Hebehilfen benötigt, um die beim Anheben und Absenken von Lasten unterstützende Zug-Kräfte in extern angebrachte Greif-, Geh- und Arbeitswerkzeuge zu bringen.
Das Antriebsmodul weist fünf Haupt-Baugruppen (s. Fig. 1) auf: Eine Antriebsspindel 8, einen Aktuator 17, einen Zugschlitten 19, ein Dämpfermagazin 9 und ein mindestens eine Zugseele 11 beinhaltendes Führungsmodul 12 .
Das Antriebsmodul wird dazu verwendet, um als sich an Anforderungen adaptierendes Zusatzmodul eine aktive, mechanisch abschaltbare Kraftunterstützung zu ermöglichen. Durch die Zugseelen 11 , welche zur Übertragung der Kräfte in ange- schlossene unterstützende Moduln verwendet wird, können die adaptierbaren Moduie gesteuert, bewegt und entlastet werden. Die aktive Steuerung erfolgt durch den elektrisch betriebenen Aktuator 17.
Die aktive elektrische Steuerung wird erfindungsgemäß mit rein mechanischen Sicherheitsfunktionen (Dämpfermagazin 9, selbsthemmende Spindel 8) kombiniert. So kann in jedem Systemzustand eine maximale Unterstützung sowie eine maximale Sicherheit gewährleistet werden. Der aktive Hebemechanismus (Spindelantrieb 8 für den Zugschlitten 19, welcher die aktive Zugseelenlänge steuert) wird nur bereitgestellt, wenn die Position, Lage und Belastung des Trägers und des Systems in einem zugelassenen und unbedenklichen Bereich ist. Dieser Bereich ist durch die in einem Führungsmodul 12 verschieblich mit den mechanischen Dämpfern 9 verbundene, auf dem Schlitten 19 angebrachte Umlenkrolle(n) 16 über das Führungsmodul 12 begrenzt, welches mit Näherung an den Überlastbereich durch Belastung der Dämpfer über die Seilzüge eine wachsende Gegenkraft zum Spindelantrieb aufbaut und schließlich die Wirkstrecke des Spindelantriebs durch die steigende Gegenkraft (Eindämpfen) der Dämpferstrecke, neutralisiert. Befindet sich der Träger in einem nicht zugelassenen Kräftebereich, wird der elektrische Antrieb 17 nicht bereitgestellt und somit ein Negativ Effekt - d.h. Überlastung des Systems und seines Trägers - verhindert Bei der Abschaltung des Antriebs 17 wird durch die Dämpfer der angekoppelten passiven Dämpfer 10 mit dem Dämpfermagazin 9 verhindert, dass bei drohender Überlastung ein ruckartiges Anhalten des Systems oder Versagen der Unterstützung stattfindet, was zu Schäden an System und Träger führen kann.
Auf der Anbindungsplatte 6 verläuft die in einer Seelenführung 7 geführte Zugseele (11) und befindet sich der Schnittstellenadapter 22 zur Anbindung der arbeitsspezifischen Moduln (Armstütze od. dgl.). Je nach Aufgabenstellung kann hier ein anderes Modul angeschiossen werden, das durch die über den Schnittstellenadapter 22 hinaus verlaufende Zugseele 11 betätigt wird. Die druck- und verformungsfest ausgeführte Seelenführung 7 dient zur sicheren räumlichen Führung und Schutz der Zugseele 11. Die Antriebspindel 8 bewegt den Zugschlitten 19 mit den Zugschlittenumlenkrollen 14. Je nach Drehrichtung der Antriebsspindel 8 gleitet dieser auf den Führungsschienen 21 auf und ab und zieht und verkürzt dadurch an ihm drehbar befestigte Umlenkrollen 14, über welche die Zugseelen 11 verlaufen. Durch die Eigenschaften der Antriebsspindel 8 können hohe Zugkräfte erzeugt werden. Mittels des Aktuators 17 wird die Antriebsspindel 8 in Rotation versetzt. Jede Zugseele 11 wird an einer auf Zug in be- wegbaren Umlenkrollen 16 in Führungsmoduln 12 sowie an den Zugschlitten-Umlenkrollen 14 umgeienkt und ist in der festen Seelen-Endanbindung 13 auf der Anbindungsplatte 6 verankert. Das Zusammenspiel zwischen aktivem und passivem Element spielt im System eine besonders wichtige Rolle. Jeder aktive Zustand wird durch einen passiven Gegenspieler (Dämpfer) begleitet. Der innere Aufbau sorgt dafür, dass der Hebemechanismus aktiv ausgeführt, geregelt und gesteuert wird, der Sicherheits- Mechanismus aber durch ein rein passives mechanisches Element ausgeführt ist. Das heißt, dass der Mensch die Unterstützung bewusst durch das passive Element aktiviert, das System aber stets im Überiastungsfall automatisch neutralisiert wird. Dies bringt bei Betriebs- und Bedienungsfehlem eine besondere Sicherheit und ermöglicht es dem Menschen, stets Herr über alle Bedienzustände zu sein. Selbst bei totalem Energievertust wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau nie ein kritischer Systemzustand erreicht. Sollte noch eine externe Kraft auf das System wirken, kann der Träger die Dämpfer Überdrücken. Sollte das System lastfrei sein, kann der Träger sich ohne Probleme aus dem System lösen, indem er es entlastet - beispielsweise durch Heben der Hände und dadurch Verringern des Zugs auf die jeweilige Zugseele 11 (s. Fig. 2 C). Der Aktuator zieht die Zugseeien 11 nur in eine Richtung und kann somit schnell umgangen werden. Da keine schnellwirkenden Federelemente gespannt werden, , erfolgt die Entlastung nahezu sofort und das System fährt langsam in die Ausgangstage der Fig.2 zurück.
Das Dämpfermagazin 9 beinhaltet bei dieser Ausführungsform mehrere Sicherungsdämpfer 10 - hier Gasfedem - die für eine variable Dämpfung des elektrisch gesteuerten Zugs durch Anschluß an die Achsen der Umlenkrollen 16 zuständig sind. Das Dämpfermagazin 9 ist hier modular gestaltet und kann je nach Anwendung angepasst/ gewechselt werden. Es können selbstverständlich auch andere elastische Dämpfer eingesetzt werden, die bevorzugt einen elastischen stufenlosen Widerstand gegen Überlastung bieten. Geführt werden die Umlenkrollen 16, welche die aktive Seilzuglänge und damit die Zugkraft bestimmen, im Führungsmodul 12, welches eine Auf- und Ab-Bewegung der an den Dämpferkolben der hier als Dämpfer eingesetzten Gasfedern angebrachten Führungsrollen 15 auf Führungsstiften 26 ab einer vorbestimmten Krafteinwirkung innerhalb des Käfigs des Führungsmoduls 12 ermöglicht. Der Schnittstellenadapter 22 ermöglicht eine Verbindung zwischen den arbeitsspezifischen Moduln (nicht gezeigt) und dem Antrieb 17. Hier können auch Signale von Moduln an und vom Elektroantrieb 17 übermittelt werden. Diese aktiv regelbare Strecke A, welche für adaptierbare Systeme verwendet wird, kann stets durch die passive Dämpfersbecke B vollständig eliminiert werden. Die passive Dämpfervorrichtung (Dämpfermagazin) kann anwendungsspezifisch gewählt werden. Bei Schwerkraft Szenarien entspricht der Bereich, in dem die Dämpferstrecke mit wachsender Kraft wirkt, der Annäherung an maximal erlaubte Belastung. So kann eine Überlastung des Systems vermieden und schlagartiges Bauteilversagen durch Anschlägen an der oberen Belastungsgrenze verhindert werden. Der ständige Schutz des Trägers hat oberste Priorität und muss unabhängig von Ladezustand oder der Energieversorgung der verbauten Elektronik sowie des Elektromotors gewährleistet sein. Ebenfalls schützt dieser vor bewusster Fehlbedienung, beispielsweise durch das bewusste und unsachgemäße Einhängen von Lasten. Der Träger ist stets dazu verpflichtet, am Hebeprozess beim Heben von Lasten teilzunehmen. Eine Betätigung, ohne dass der Träger dies aktiv (durch seine Hände/Arme) durch eigenes Zutun steuert und unterstützt, wird nicht erlaubt.
In Fig. 3 ist das Führungsmodul 12 gezeigt. Es besteht aus der oberen Gteitplatte 23 und der unteren Gleitplatte 25, sowie der Seitenführung 24. Im Führungsmodul 12 werden die mit den Kolben der Dämpfer 10 verbundenen Umlenkrollen 16 geführt. Das Führungsmodul 12 ist besonders robust ausgelegt, um die durch die Zugseelen 11 entstehenden Kräfte auf die Umlenkrollen 16 aufnehmen zu können. Je nach Ausführung des arbeitsspezifischen Unterstützungsmoduls sind die Dämpfereigenschaften unterschiedlich. Der Führungsstift 26 sorgt für eine gleichmäßige und parallele Führung der Umlenkrolle innerhalb der Seitenführung 24.
Während die Erfindung detailliert anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, ist dem Fachmann ersichtlich, dass verschiedenste Alternativen und Ausfüh- rungs-formen zur Durchführung der Erfindung im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche möglich sind.
Figure imgf000008_0001

Claims

Ansprüche
1.Vorrichtung als Antriebsmodul zur Anbindung von arbeitsspezifischen Modulen zur mobilen Unterstützung eines Hebens und Tragens von Lasten mit einem elektrisch angetriebenen und gesteuerten Antrieb, gekennzeichnet durch eine mechanische Sicherung gegen Überlast.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch gesteuerte Antrieb: eine Antriebsspindel (8), einen Aktuator (17), einen durch die Antriebsspindel (8) auf einem Führungssystem (Schienen 21) bewegten Zugschlitten (19) mit Zugschlittenumlenkrollen (14) für die mindestens eine Zugseele (11) und mindestens eine Zugseele (11) führendes Führungsmodul (12) aufweist, und die mechanische Sicherung gegen Überlast: ein mechanisch-elastisch wirkendes Dämpfermagazin ( 9 ) beinhaltet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (8) die Einzugsiänge der Zugseele (11) über im Zugschlitten (19) angebrachte Zugseelenumlenkrollen (14) verändert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Dämpfer so ausgelegt sind, dass sie in einem definierten Überlastfall das Antriebssystem durch Eindämpfen über die im Führungsmodul (12) gegen den Gaslederdruck auf den Kolben einer Gasfeder (9) hochlaufenden Umlenkrollen (16) neutralisieren und ggf. zurückfahren.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elastische Dämpfer eine Feder, ausgewählt aus Gasfedem, Metallfedem, KunststoffFedem, ist.
6. Verfahren zur überlastgesicherter Kraftunterstützung des Hebens, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitselement mit spezifischem elastischen Verhalten (hier Dämp- fersystem mit Grenzkraft als Auslösung) in Wirkverbindung mit der anliegenden Last vorgesehen wird, wobei das Sicherheitselement abhängig von der der Last eine Zugseeienlänge freigibt, wodurch die Wirkung des Antriebs neutralisiert werden kann.
7. Verfahren nach Anspruch 6. gekennzeichnet durch Elektrisches Antreiben der Vorrichtung, und
Aufbau von mechanischer Gegenkraft in einem dem elektrischen Antrieb entgegenwirkenden Dämpfersystem entsprechend dem Aufbau der Unterstützungskraft, wobei das Dämpfersystem mit wachsender Gegenkraft des Unterstützungssystems bei entsprechender Belastung eine entsprechend wachsende Gegenkraft aufbaut, bis sich beide Kräfte am Überiastpunkt ausgleichen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromotor- Überiastsicherung des elektrischen Antriebssystems vorgesehen wird, welche den elektrischen Antrieb bei Blockierung abschaltet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 - 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagesensor entsprechend des Neigungswinkels des Rückens des Trägers Signale an den Aktuator übermittelt, der den Antrieb entsprechend steuert.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -4, ferner gekennzeichnet durch einen mit dem Aktuator verbundenen Lagesensor, der zur Abgabe von Signalen an den Aktuator entsprechend seinem Neigungswinkel befähigt ist.
PCT/DE2020/000284 2019-11-15 2020-11-16 Vorrichtung mit antriebsmodul und verfahren zur kraftunterstützung WO2021093913A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112020005619.8T DE112020005619A5 (de) 2019-11-15 2020-11-16 Vorrichtung mit antriebsmodul und verfahren zur kraftunterstützung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEDE202019004693.3 2019-11-15
DE202019004693.3U DE202019004693U1 (de) 2019-11-15 2019-11-15 Antriebsmodul mit Überlastungssicherung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021093913A1 true WO2021093913A1 (de) 2021-05-20

Family

ID=69148527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2020/000284 WO2021093913A1 (de) 2019-11-15 2020-11-16 Vorrichtung mit antriebsmodul und verfahren zur kraftunterstützung

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE202019004693U1 (de)
WO (1) WO2021093913A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112459451B (zh) * 2020-11-13 2022-02-18 北京市政建设集团有限责任公司 一种建筑施工两用防快坠吊篮装置
CN114734427B (zh) * 2022-03-31 2023-09-01 北京大学 一种便携式手指外骨骼机器人

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004023981A1 (de) 2004-05-14 2005-12-08 Olthof, Alexander Olde Vorrichtung zum Bewegungstraining
DE202011104994U1 (de) 2011-08-30 2012-06-22 Kurt Billhardt Fahrbare bedienerintegrierende Hubvorrichtung
DE102014205200B3 (de) 2014-03-20 2015-06-11 Kba-Metalprint Gmbh Vorrichtung zur thermischen Nachverbrennung von Abluft
DE102015209329A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Honda Motor Co., Ltd. Bewegungs-Unterstützungsvorrichtung
EP2948276A2 (de) * 2013-01-28 2015-12-02 Scuola Superiore S.Anna Robotische vorrichtung zur unterstützung von menschlicher kraft
EP3176123A1 (de) 2015-12-04 2017-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Hebevorrichtung und verfahren zur kraftunterstützung beim bewegen von einem gut
US20180116851A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Tendon device for suit type robot for assisting human with physical strength

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004023981A1 (de) 2004-05-14 2005-12-08 Olthof, Alexander Olde Vorrichtung zum Bewegungstraining
DE202011104994U1 (de) 2011-08-30 2012-06-22 Kurt Billhardt Fahrbare bedienerintegrierende Hubvorrichtung
EP2948276A2 (de) * 2013-01-28 2015-12-02 Scuola Superiore S.Anna Robotische vorrichtung zur unterstützung von menschlicher kraft
DE102014205200B3 (de) 2014-03-20 2015-06-11 Kba-Metalprint Gmbh Vorrichtung zur thermischen Nachverbrennung von Abluft
DE102015209329A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Honda Motor Co., Ltd. Bewegungs-Unterstützungsvorrichtung
EP3176123A1 (de) 2015-12-04 2017-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Hebevorrichtung und verfahren zur kraftunterstützung beim bewegen von einem gut
US20180116851A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Tendon device for suit type robot for assisting human with physical strength

Also Published As

Publication number Publication date
DE202019004693U1 (de) 2019-12-13
DE112020005619A5 (de) 2023-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2408414B1 (de) Fallschutzvorrichtung
EP3126276B1 (de) Aufzug mit einer bremsvorrichtung
EP2794451B1 (de) Betätiger zu aufzugs-bremse
WO2021093913A1 (de) Vorrichtung mit antriebsmodul und verfahren zur kraftunterstützung
DE102007015277A1 (de) Aufzugsanlage mit einer Aufzugskabinenbremseinrichtung und Verfahren zum Bremsen einer Aufzugskabine
EP1305249B1 (de) Aufzugskabine mit einer in diese integrierten treibscheiben-antriebsmaschine
DE102014209684A1 (de) Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungsgerät
EP3620425A1 (de) Verfahrbarer personenlift
EP3215449B1 (de) Aufzug mit einer bremsvorrichtung
EP2851052A1 (de) Medizinische Unterdruckkammer mit verschieblicher Liegefläche
EP3221015A1 (de) Trainingsvorrichtung mit 3d-positionserfassung und deren betriebsverfahren
EP1468950B1 (de) Antrieb mit Linearmotor, Aufzug mit diesem Antrieb und Verfahren zum Betrieb dieses Antriebs
EP0440839A1 (de) Vorrichtung zur Verhinderung unkontrollierter Bewegungen von Aufzügen
EP1277495A1 (de) Steighilfe
CH669181A5 (de) Vorabschalteinrichtung an einem nockenrad-geschwindigkeitsbegrenzer fuer aufzuege.
DE102012016336A1 (de) Geschwindigkeitsbegrenzer für ein Aufzugsystem
DE102005044922B4 (de) Steighilfe für Steigleitern
EP4061757B1 (de) Einfach rückstellbare elektronische fangvorrichtung
DE102009055700A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer Trainingskraft für einen Benutzer eines Trainingsgeräts
DE102014003469B4 (de) Notabstiegsystem für Großmaschinen
EP3129315B1 (de) Aufzugsystem
DE19643455A1 (de) Steigvorrichtung
EP3621909B1 (de) Aufzugssystem mit zwei schächten
EP2959874A1 (de) Patientenaufstehhilfe
EP2338822A1 (de) Aufzuganlage mit Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20848986

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20848986

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112020005619

Country of ref document: DE