DE20316186U1

DE20316186U1 - Steuervorrichtung für motorgetriebene Rollstühle

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Publication number: DE20316186U1
Application number: DE20316186U
Authority: DE
Original assignee: Invacare Deutschland GmbH
Current assignee: Invacare Deutschland GmbH
Priority date: 2003-10-13
Filing date: 2003-10-13
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2013-10-14

Abstract

Steuervorrichtung für motorgetriebene Rollstühle mit einer Kopfstütze, an der ein erstes Betätigungselement und an beiden Seiten der Kopfstütze ein nach vorne vorstehendes zweites und drittes Betätigungselement beweglich angeordnet sind, wobei jedes Betätigungselement über eine Schalteinrichtung verfügt, mit einer an die Schalteinrichtungen angeschlossene Steuereinrichtung, in der mindestens zwei Steuerprogramme abgelegt sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schalteinrichtungen mindestens des zweiten und dritten Betätigungselementes (20, 30) mindestens zweistufige Schalter sind,
dass eine der Schalteinrichtungen zusätzlich einen zeitabhängigen Schalter oder eine zeitabhängige Schaltfunktion aufweist, und
dass die Steuereinrichtung (2, 6) zur Umsetzung der Schaltsignale der mindestens zweistufigen Schalter in Fahrgeschwindigkeitssignale sowie zur Umsetzung des Schaltsignals des zeitabhängigen Schalters oder der zeitabhängigen Schaltfunktion in eine Steuerprogrammumschaltung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für motorgetriebene Rollstühle mit einer Kopfstütze, an der ein erstes Betätigungselement und an beiden Seiten der Kopfstütze ein nach vorne vorstehendes zweites und drittes Betätigungselement beweglich angeordnet sind, wobei jedes Betätigungselement über eine Schalteinrichtung verfügt, mit einer an die Schalteinrichtungen angeschlossenen Steuereinrichtung, in der mindestens zwei Steuerprogramme abgelegt sind.
Motorbetriebene Rollstühle weisen in der Regel an der Armlehne Bedienungselemente auf, mit denen der Behinderte den Rollstuhl steuern kann. Er kann zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt sowie zwischen Rechts- und Linksfahrt wählen. Rollstühle mit an der Armlehne befestigten Bedienelementen können jedoch nicht von allen Behinderten gesteuert werden, wenn die betreffenden Körperfunktionen nicht mehr zur Verfügung stehen. Es sind dies vorwiegend Patienten mit spinalen Verletzungen, die z.B. bei Autounfällen auftreten, Tetraplegiker, Spastiker, die nur noch den Kopf bewegen können, nicht aber die Hände, oder Personen mit Erkrankungen wie ALS, Muskeldystrophie oder Multipler Sklerose.
Es werden daher Rollstühle benötigt, die über eine sogenannte Kopfsteuerung verfügen. Bei derartigen Steuervorrichtungen werden die Fahrfunktionen im wesentlichen über die Kopfbewegung gesteuert. Hierfür sind insgesamt vier Betätigungselemente vorgesehen, wovon zwei Betätigungselemente für Rechts-/Linksfahrt und ein Betätigungselement für die Geradeausfahrt zur Verfügung stehen. Das vierte Betätigungselement dient zur Programmauswahl, insbesondere zur Auswahl von Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt und ist entweder als Handschalter oder als zusätzliches Element im Kopfbereich ausgebildet. Handschalter sind aus den genannten Gründen nicht für alle Patienten praktikabel.
Ein viertes Betätigungselement, das neben dem rechten oder linken Betätigungselement angeordnet ist, ist von der Handhabung her insofern problematisch, als die Bedienungsperson sehr genau darauf achten muss, welche seitlichen Kopfbewegungen sie ausführen muss, um das vierte Betätigungselement und nicht etwa das zweite oder dritte Betätigungselement zu bewegen. Es sind daher ungewohnte Kopfbewegungen notwendig, die häufig zu Fehlbedienungen führen können.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Kopfsteuerung besteht darin, dass die Fahrtgeschwindigkeit bei Kurvenfahrt, d.h. die Drehgeschwindigkeit, nicht gesteuert werden kann. Es ist nur im Rahmen einer Ein- /Ausfunktion möglich, den Rollstuhl in Bewegung zu setzen oder anzuhalten. Um die Drehgeschwindigkeit zu ändern, muss ständig hin- und hergeschaltet werden, was zu einer ruckartigen Drehbewegung führt, die insgesamt für den Behinderten anstrengend ist.
Es sind weiterhin Kopfsteuerungen bekannt, die nicht mit mechanischen Betätigungselementen, sondern mit Ultraschallsensoren arbeiten. Auch bei diesen Ausführungen sind insgesamt vier Betätigungselemente bzw. vier Sensoren notwendig. Ein erheblicher Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, dass der Behinderte sehr genau darauf achten muss, dass seine Kopfhaltung keine Fahrtrichtungsänderung bewirkt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Steuervorrichtung zu vereinfachen und damit die Bedienung sicherer zu machen sowie den Fahrkomfort zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird mit einer Steuervorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schalteinrichtungen mindestens des zweiten und dritten Betätigungselementes mindestens zweistufige Schalter sind, dass eine der Schalteinrichtungen zusätzlich einen zeitabhängigen Schalter oder eine zeitabhängige Schaltfunktion aufweist und dass die Steuereinrichtung zur Umsetzung der Schaltsignale der zweistufigen Schalter in Fahrgeschwindigkeitssignale sowie zur Umsetzung der Schaltsignale des zeitabhängigen Schalters oder der zeitabhängigen Schaltfunktion in eine Steuerprogrammumschaltung ausgebildet ist.
Die Steuereinrichtung kann eine oder mehrere Steuereinheiten umfassen, was von der Bauweise und insbesondere von der vorhandenen Motorsteuerung des Rollstuhls abhängt. Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise eine den Schalteinrichtungen zugeordnete Steuereinheit und eine dem Motor zugeordnete in der Regel vorhandene Rollstuhlsteuereinheit, wobei in diesem Fall die Steuerprogramme in der Rollstuhlsteuereinheit abgelegt sind und die den Schalteinrichtungen zugeordnete Steuereinheit lediglich zur Umsetzung und Anpassung der von den Schalteinrichtungen kommenden Signale dient, so dass diese von der Rollstuhlsteuereinheit verarbeitet werden können. Es ist auch möglich, sämtliche Funktionen in einer Steuereinheit, beispielsweise in der Rollstuhlsteuereinheit zu integrieren.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, das vierte Betätigungselement einzusparen, so dass für den Behinderten nur drei Betätigungselemente zur Verfügung stehen. Dadurch wird die Steuervorrichtung übersichtlicher und die Gefahr von Fehlbedienungen deutlich reduziert.
Die Funktion des zusätzlichen vierten Betätigungselementes gemäß des Standes der Technik wird vorzugsweise in das erste Betätigungselement und die zugeordnete Schalteinrichtung integriert, indem die Schalteinrichtung zusätzlich ein zeitabhängiges Schaltelement aufweist oder der vorhandene Schalter, wie der mindestens zweistufige Schalter, mit einer entsprechenden Funktion ausgestattet wird. Es besteht z.B. die Möglichkeit, die zweite Stufe eines zweistufigen Schalters mit dieser zeitabhängigen Funktion zu belegen. Dies kann dadurch erfolgen, dass zwischen zwei Schaltpositionen das Zeitintervall gemessen und ausgewertet wird.
Der zeitabhängige Schalter oder die zeitabhängige Schaltfunktion unterscheidet zwischen einem schnellen und einem langsamen Schaltvorgang. Was unter schnell und langsam zu verstehen ist, wird über die Ansprechzeit der Schalteinrichtung bzw. des zeitabhängigen Schalters definiert, die vorzugsweise einstellbar ist, um eine Anpassung an die Bedürfnisse des Behinderten vornehmen zu können.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein schneller Schaltvorgang, also ein schnelles Betätigen und Bewegen des ersten Betätigungselementes mit einer Programmumschaltung verknüpft wird und ein langsamer Schaltvorgang mit der Steuerung der Geradeausfahrt.
Hieran ist die Steuereinrichtung angepasst, in der das von der Schalteinrichtung der ersten Betätigungseinrichtung gelieferte Schaltsignal in eine Programmumschaltung oder ein Signal für den Motor umgesetzt wird, um die Geradeausfahrt zu steuern.
Zwei- oder mehrstufige Schalter ermöglichen eine Regelung der Fahrtgeschwindigkeit, in der jeder Schaltstufe eine Geschwindigkeit zugeordnet wird. Dies gilt vorzugsweise für die Rechts- und Linksfahrt, die über die zweiten und dritten Betätigungselemente gesteuert werden.
Vorzugsweise wird das Erreichen der jeweiligen Stufe optisch oder akustisch angezeigt.
Je mehr Stufen der Schalter aufweist, desto feiner kann die Geschwindigkeit geregelt werden.
Obwohl ein Proportionalschalter, der im Prinzip unendlich viele Schaltstufen aufweist und bei dem proportional zur Auslenkung der Betätigungseinrichtung die Geschwindigkeit erhöht wird, die optimale Lösung darstellt und den besten Fahrkomfort gewährleistet, hat sich gezeigt, dass ein zwei- oder dreistufiger Schalter und somit zwei oder drei Geschwindigkeiten völlig ausreichend sind.
Vorzugsweise sind die mindestens zweistufigen Schalter optische Schalter. Derartige Schalter zeichnen sich durch eine hohe Funktionssicherheit aus.
Die bevorzugte Integration der Fahrfunktion für Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt und der Umschaltfunktion für die Programmwahl in das erste Betätigungselement bzw. der zugeordneten Schalteinrichtung bietet dem Behinderten einen hohen Bedienkomfort, weil er über dieselbe Kopfbewegung – nämlich vor und zurück – und lediglich über die Steuerung der Geschwindigkeit der Kopfbewegung unterschiedliche Funktionen wählen kann.
Vorzugweise ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass nach einer Programmumschaltung das betreffende Programm mittels eines Betätigungselementes, vorzugsweise des zweiten oder dritten Betätigungselementes bestätigbar ist. Der Bedienungsperson wird dadurch die Möglichkeit gegeben, nach der Programmwahl oder Programmumschaltung noch einmal zu überlegen, ob das Programm tatsächlich gewünscht wird. Erst durch die Bestätigung über die Betätigung, vorzugsweise des zweiten oder dritten Betätigungselementes, wird das Programm in Gang gesetzt mit der Folge, dass über die zweiten und dritten Betätigungselemente die Rechts-/Linksfahrt gesteuert werden kann und über das erste Betätigungselement die Geradeausfahrt, wobei entsprechend des gewählten Programmes es sich dann um eine Vorwärts- oder um eine Rückwärtsfahrt handelt.
Um dem Behinderten anzeigen zu können, in welchem Programm er sich befindet, ist die Steuereinheit vorzugsweise an eine optische oder eine akustische Signaleinrichtung angeschlossen. Die akustische Signaleinrichtung kann auch eine Sprachausgabe umfassen. Die optische Signaleinrichtung ist vorzugsweise ein Display, das in der Armlehne integriert sein kann oder über ein flexibles Kabel an die Steuereinrichtungen angeschlossen ist, was es der Bedienungsperson ermöglicht, das Display in jede gewünschte Position zu bringen.
Vorzugsweise ist das erste Betätigungselement eine schwenkbare Platte, die vorzugsweise gepolstert ist. Eine schwenkbare Platte, die vorteilhafterweise um eine horizontale Achse schwenkbar ist, hat den Vorteil, dass der Bewegungsablauf der schwenkbaren Platte an die Kopfbewegung angepasst ist.
Vorzugsweise sind die zweiten Betätigungselemente Stäbe, die an der Kopfstütze angebracht sind. Stäbe haben den Vorteil, dass sie das Gesichtsfeld nur unwesentlich einschränken.
Ein erfindungsgemäßer Rollstuhl ist mit einer solchen Steuervorrichtung ausgestattet, wobei die Betätigungselemente oberhalb der Rückenlehne angeordnet sind und die Steuereinrichtung an den Antriebsmotor angeschlossen ist.
Vorzugsweise ist das Display mittels eines beweglichen Kabels an die Steuereinrichtung angeschlossen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Display in eine Armlehne integriert.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Rollstuhl mit einer Steuervorrichtung in perspektivischer Darstellung und
2 die Draufsicht auf die in 1 gezeigte Steuervorrichtung.
In der 1 ist ein motorgetriebener Rollstuhl 1 mit einer Rollstuhlsteuereinheit 2 gezeigt, der auf einem Fahrgestell einen Sitz 3 mit Armlehnen 40 und einer Rückenlehne 4 aufweist, an der eine Kopfstütze 5 befestigt ist. Das obere Ende der Kopfstütze 5 trägt ein erstes Betätigungselement 10 in Form einer schwenkbar gelagerten Platte, die vorzugsweise gepolstert ist. Die Bewegungsrichtung dieses ersten Betätigungselementes 10 ist durch den Doppelpfeil gekennzeichnet. In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Betätigungselement 10 um die am unteren Ende der Platte liegende horizontale Achse 12 schwenkbar. Unterhalb des ersten Betätigungselementes 10 ist ein Schaltkasten 11 angeordnet, in dem sich die dem ersten Betätigungselement 10 zugeordnete Schalteinrichtung befindet. Daneben befindet sich die Steuereinheit 6 als Bestandteil der Steuereinrichtung, die mit der Rollstuhlsteuereinheit 2 verbunden ist.
Seitlich des ersten Betätigungselementes 10 sind an der Kopfstütze 5 zwei weitere Betätigungselemente angeordnet. Es handelt sich um das zweite und dritte Betätigungselement 20 und 30, die als horizontale Stäbe ausgebildet sind. Diese Stäbe sind, wie im Zusammenhang mit der 2 erläutert wird, ebenfalls mit Schalteinrichtungen ausgestattet.
In der 2 ist die Draufsicht auf die Steuereinrichtung dargestellt. Das erste Betätigungselement 10 wird durch den Kopf 9 der Bedienungsperson in Pfeilrichtung betätigt, wobei das erste Betätigungselement, das die Form einer Platte hat, insgesamt drei Stellungen A, B und C einnehmen kann. A bezeichnet die Grundstellung, B das Erreichen der ersten Stufe und C das Erreichen der zweiten Stufe.
Das erste Betätigungselement 10 ist mit einer im Schaltkasten 11 befindlichen nicht näher dargestellten Schalteinrichtung verbunden. Die Schalteinrichtung umfasst einen zweistufigen Schalter, dem die Schaltpositionen B und C zugeordnet sind. Durch Messung eines Zeitintervalls, in welchem zwischen den Schaltpositionen B und C gewechselt wird, erkennt die Steuereinheit 6, ob die Kopfbewegung und damit die Bewegung des ersten Betätigungselementes 10 in Pfeilrichtung schnell oder langsam erfolgt. Je nach Geschwindigkeit der Bewegung erfolgt dann eine Umschaltung in einen anderen Programmteil oder eine Steuerung der Geradeausfahrt, wobei es in Abhängigkeit des gewählten Programmes sich um eine Vorwärts- oder um Rückwärtsfahrt handeln kann.
Die Ansprechzeit des zeitabhängigen Schalters oder die der zeitabhängigen Schaltfunktion kann beispielsweise über ein Potentiometer (nicht dargestellt) eingestellt werden.
An der Kopfstütze 5 sind seitlich der ersten Betätigungseinrichtung 10 die zweite Betätigungseinrichtung 20 und die dritte Betätigungseinrichtung 30 in Form von Stäben oder Antennen angeordnet. Die Stäbe 20, 30 können ebenfalls die Stellungen A, B, C einnehmen, die die Grundstellung, die erste Stufe und die zweite Stufe bezeichnen. Die zweite und dritte Betätigungseinrichtung 20, 30 sind in den Schaltkästen 21 und 31 mit zugeordneten Schalteinrichtungen verbunden, die zweistufige Schalter umfassen. Die Bedienungsperson hat die Möglichkeit, über die zweistufigen Schalter zwei Geschwindigkeiten für die Kurvenfahrt zu wählen.
Sämtliche Schalter und Schalteinrichtungen sind mit der Steuereinrichtung 6 verbunden, die an die Rollstuhlsteuereinheit 2 des Motors des Rollstuhls angeschlossen ist.
Weiterhin ist die Rollstuhlsteuereinheit 2 über ein flexibles Kabel 8 mit dem Display 7 verbunden, von dem die Bedienungsperson das jeweils gewählte Programm ablesen kann. Nach der Wahl des jeweiligen Programmes wird über eine Rechts- oder Linksbewegung des Kopfes und Betätigen der zweiten oder dritten Betätigungseinrichtung ein Signal an die Steuereinrichtung 6 gegeben, mit dem das gewählte Programm bestätigt wird. Daraufhin wird dieses Programm in Gang gesetzt.

Bezugszeichenliste

1: Rollstuhl
2: Rollstuhlsteuereinheit
3: Sitz
4: Rückenlehne
5: Kopfstütze
6: Steuereinrichtung
7: Display
8: bewegliches Kabel
9: Kopf
10: erste Betätigungseinrichtung
11: Schaltkasten
12: Achse
20: zweite Betätigungseinrichtung
21: Schaltkasten
30: dritte Betätigungseinrichtung
31: Schaltkasten
40: Armlehne
A: Grundstellung
B: erste Stufe
C: zweite Stufe

Claims

Steuervorrichtung für motorgetriebene Rollstühle mit einer Kopfstütze, an der ein erstes Betätigungselement und an beiden Seiten der Kopfstütze ein nach vorne vorstehendes zweites und drittes Betätigungselement beweglich angeordnet sind, wobei jedes Betätigungselement über eine Schalteinrichtung verfügt, mit einer an die Schalteinrichtungen angeschlossene Steuereinrichtung, in der mindestens zwei Steuerprogramme abgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen mindestens des zweiten und dritten Betätigungselementes (20, 30) mindestens zweistufige Schalter sind, dass eine der Schalteinrichtungen zusätzlich einen zeitabhängigen Schalter oder eine zeitabhängige Schaltfunktion aufweist, und dass die Steuereinrichtung (2, 6) zur Umsetzung der Schaltsignale der mindestens zweistufigen Schalter in Fahrgeschwindigkeitssignale sowie zur Umsetzung des Schaltsignals des zeitabhängigen Schalters oder der zeitabhängigen Schaltfunktion in eine Steuerprogrammumschaltung ausgebildet ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitabhängige Schalter eine einstellbare Ansprechzeit aufweist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zweistufigen Schalter Proportionalschalter sind.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2, 6) derart ausgebildet ist, dass nach Programmumschaltung mittels des ersten Betätigungselementes (10) das betreffende Programm mittels des zweiten oder dritten Betätigungselementes (20, 30) bestätigbar ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zweistufigen Schalter optische Schalter sind.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuereinrichtung (2, 6) eine optische und/oder akustische Signaleinrichtung (7) angeschlossen ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungselement (10) eine schwenkbare Platte ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Betätigungselemente (20, 30) Stäbe sind.
Rollstuhl (1) mit einer Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Betätigungselemente (10, 20, 30) oberhalb der Rückenlehne (4) angeordnet sind und die Steuereinrichtung (2, 6) an den Antriebsmotor (2) angeschlossen ist.
Rollstuhl nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Display (7) mittels eines beweglichen Kabels (8) an die Steuereinrichtung (2, 6) angeschlossen ist.
Rollstuhl nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Display (7) in eine Armlehne (40) integriert ist.