ES1322273U

ES1322273U - DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRIC WHEELCHAIRS

Info

Publication number: ES1322273U
Application number: ES202432281U
Authority: ES
Inventors: Díaz Francisco José García
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2024-12-10
Filing date: 2024-12-10
Publication date: 2025-08-26
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: ES1322273Y

Abstract

Device for controlling electric wheelchairs, comprising: a. A wireless communication module for receiving control signals from an external device. b. An integrated microcontroller connected to the receiving means and to the control unit of the wheelchair, configured to generate electrical control signals based on the captured signals. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo para el control de sillas de ruedas eléctricas Device for controlling electric wheelchairs

Sector de la técnicaTechnical sector

La invención se encuadra en el sector de la tecnología asistiva, específicamente en sistemas de control para dispositivos de movilidad personal. Se refiere a un dispositivo de fácil implementación diseñado para mejorar la capacidad de movimiento de usuarios de sillas de ruedas eléctricas, permitiendo el control de las mismas a través de señales inalámbricas recibidas desde dispositivos externos. Este dispositivo pretende ser una actualización de fácil integración para sillas de ruedas existentes en el mercado. The invention falls within the field of assistive technology, specifically control systems for personal mobility devices. It relates to an easy-to-implement device designed to improve the mobility of electric wheelchair users, allowing them to be controlled via wireless signals received from external devices. This device is intended to be an easy-to-integrate upgrade for existing wheelchairs on the market.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los controles de sillas de ruedas más comunes son los de tracción manual y el control por palanca. The most common wheelchair controls are manual drive and lever control.

Existen soluciones alternativas para el control de las sillas de ruedas eléctricas, como control cefálico, soplido-mentón o control por mando a distancia. Estas soluciones no son personalizables, escalables, reprogramables, actualizables o universales. There are alternative solutions for controlling electric wheelchairs, such as head control, chin-plucking, or remote control. These solutions are not customizable, scalable, reprogrammable, upgradeable, or universal.

Asimismo, no existe en el mercado una silla de ruedas capaz de ser controlada por la voz, y menos un dispositivo acoplable a una silla de ruedas comercial para añadir esta funcionalidad. La mayoría de modificaciones patentadas se refieren a estructuras para mejorar algunos de los aspectos mecánicos de la silla de ruedas, las mejoras electrónicas son menos numerosas y son menos aun las que se refieren a la adaptación sencilla de sillas de ruedas comerciales. Likewise, there is no wheelchair on the market capable of being controlled by voice, let alone a device that can be attached to a commercial wheelchair to add this functionality. Most patented modifications concern structures that improve some of the wheelchair's mechanical aspects; electronic improvements are fewer, and even fewer address the simple adaptation of commercial wheelchairs.

Existen invenciones que, en apariencia, pueden mantener una cierta similitud con el invento que a este documento atañe, de entre ellos, la más similar es la expuesta en el documento ES1170858U; sin embargo, el documento mencionado resulta poco preciso y generalista; por lo deducible del documento, las características principales y el funcionamiento, así como el flujo de datos, el tratamiento de los mismos, los componentes y tecnologías, difieren de la invención que en la actual memoria se defiende. There are inventions that, on the surface, may bear a certain similarity to the invention at issue in this document. The most similar of these is the one described in document ES1170858U. However, the aforementioned document is imprecise and general in nature. From what can be inferred from the document, the main features and operation, as well as the data flow, processing, components, and technologies, differ from the invention defended in this document.

Otra invención que puede resultar similar es la expuesta en el documento ES2170870T3; el cual, al ser más completo, permite corroborar la diferencia de funcionamiento y diseño. Another invention that may be similar is the one described in document ES2170870T3; the more comprehensive document allows us to corroborate the difference in function and design.

El documento ES2296542B2 hace referencia al uso de computadoras portátiles estándar, así como a la traducción directa de los comandos a los motores. Document ES2296542B2 refers to the use of standard laptop computers, as well as the direct translation of commands to the motors.

Ninguna de las invenciones tiene un funcionamiento similar en conjunto con la facilidad de instalación y personalización, tampoco en el método de implementación, capacidad de actualización o modularidad. None of the inventions perform similarly in terms of ease of installation and customization, implementation method, upgradeability, or modularity.

Explicación de la invenciónExplanation of the invention

Las soluciones existentes en el mercado para personas con necesidades de movilidad específicas suelen ser genéricas y poco adaptables, lo que obliga a la adquisición de nuevos productos. En el caso de las sillas de ruedas eléctricas, los precios son elevados, y obtener un modelo avanzado puede no ser viable para todos. Además, el impacto medioambiental es significativo tanto en la fabricación de nuevas sillas como en el desecho de las existentes. Existing solutions on the market for people with specific mobility needs are often generic and poorly adaptable, necessitating the purchase of new products. In the case of electric wheelchairs, prices are high, and obtaining a state-of-the-art model may not be feasible for everyone. Furthermore, the environmental impact is significant, both in the manufacturing of new chairs and in the disposal of existing ones.

La presente invención se refiere a un dispositivo para el control de sillas de ruedas eléctricas que se instala entre la palanca de control (joystick) y la placa de control original de la silla. El dispositivo está diseñado para palancas de control genéricas y es compatible con tecnologías de sillas de ruedas existentes como VR-2 o R-net, lo que abarca gran parte del mercado y permite su adaptación a otras tecnologías. La conexión se realiza mediante conectores estandarizados, facilitando una instalación sencilla sin necesidad de conocimientos técnicos avanzados. The present invention relates to a device for controlling electric wheelchairs that is installed between the joystick and the chair's original control board. The device is designed for generic joysticks and is compatible with existing wheelchair technologies such as VR-2 or R-net, covering a large portion of the market and allowing for adaptation to other technologies. Connection is via standardized connectors, facilitating simple installation without the need for advanced technical knowledge.

El dispositivo incluye un microcontrolador integrado que recibe señales de control a través de un módulo de comunicación inalámbrica basado en tecnología Bluetooth. The device includes an integrated microcontroller that receives control signals through a wireless communication module based on Bluetooth technology.

Este módulo permite la recepción de señales desde un dispositivo externo, como un teléfono móvil o una tableta. El microcontrolador está configurado para procesar estas señales y generar señales eléctricas que controlan la silla de ruedas a través de la placa de control original, utilizando los puertos de conexión existentes. This module allows the reception of signals from an external device, such as a mobile phone or tablet. The microcontroller is configured to process these signals and generate electrical signals that control the wheelchair through the original control board, using the existing connection ports.

Para garantizar la seguridad del usuario, el dispositivo incorpora sensores de proximidad ultrasónicos conectados al microcontrolador. Estos sensores detectan obstáculos en el entorno y, al identificar una posible colisión, envían señales al microcontrolador para detener el movimiento de la silla de ruedas, evitando accidentes. To ensure user safety, the device incorporates ultrasonic proximity sensors connected to the microcontroller. These sensors detect obstacles in the environment and, upon identifying a potential collision, send signals to the microcontroller to stop the wheelchair from moving, preventing accidents.

El dispositivo también dispone de medios físicos para la actualización del software, a través de un conector específico situado en el propio dispositivo. Esto permite cargar nuevas versiones del software almacenado en el microcontrolador, facilitando mejoras y adaptaciones futuras sin necesidad de modificar físicamente el dispositivo. The device also has physical means for software updates, via a dedicated connector located on the device itself. This allows new versions of the software stored on the microcontroller to be loaded, facilitating future improvements and adaptations without the need to physically modify the device.

La integración del dispositivo con la silla de ruedas se realiza sin alterar la configuración original. Al conectarse entre la palanca de control y la placa de control, se mantiene el funcionamiento del control manual original. Los datos de entrada de la palanca también son procesados por el microcontrolador, permitiendo que el usuario pueda optar por el control manual en cualquier momento y asegurando una transición suave entre los diferentes métodos de control. The device's integration with the wheelchair is achieved without altering the original configuration. By connecting the joystick to the control board, the original manual control function is maintained. The joystick's input data is also processed by the microcontroller, allowing the user to switch to manual control at any time and ensuring a smooth transition between different control methods.

El diseño modular y escalable del dispositivo permite la integración de módulos de control adicionales conectables físicamente, como sistemas de control gestual o seguimiento ocular. Esto amplía las posibilidades de personalización y adaptación a las necesidades específicas de cada usuario The device's modular and scalable design allows for the integration of additional, physically connectable control modules, such as gesture control or eye-tracking systems. This expands the possibilities for customization and adaptation to the specific needs of each user.

En resumen, este dispositivo ofrece una solución técnica para mejorar y actualizar sillas de ruedas eléctricas existentes, añadiendo funcionalidad de control mediante señales inalámbricas y garantizando la seguridad del usuario. Su diseño permite una instalación sencilla, compatibilidad con una amplia gama de modelos y la posibilidad de futuras ampliaciones y actualizaciones. In short, this device offers a technical solution for improving and upgrading existing electric wheelchairs, adding control functionality via wireless signals and ensuring user safety. Its design allows for simple installation, compatibility with a wide range of models, and the possibility of future expansions and upgrades.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description being made and in order to help better understand the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, in which the following has been represented for illustrative and non-limiting purposes:

Figura 1.- Muestra un esquema general del sistema, indicando los componentes principales y su interconexión. Figure 1.- Shows a general diagram of the system, indicating the main components and their interconnection.

(1) Persona: usuario del sistema. (1) Person: system user.

(2) Dispositivo móvil externo: equipado con un microprocesador y una aplicación que permite enviar señales al dispositivo. (2) External mobile device: equipped with a microprocessor and an application that allows sending signals to the device.

(3) Microcontrolador: integrado en el dispositivo, conectado a los sensores y a la unidad de control de la silla de ruedas. (3) Microcontroller: integrated into the device, connected to the sensors and the wheelchair control unit.

(4) Silla de ruedas eléctrica: conectada al microcontrolador, recibe las señales eléctricas. (4) Electric wheelchair: connected to the microcontroller, it receives electrical signals.

(5) Sensores: distintos sensores conectados al microcontrolador. (5) Sensors: different sensors connected to the microcontroller.

(6) Palanca de control: método de control original, conectado al microcontrolador. (6) Joystick: original control method, connected to the microcontroller.

Figura 2.- Muestra un esquema de conexionado del circuito, los conectores representados muestran el tipo de conector (hembra o macho), los conectores con seis pines son los que transmiten los datos y alimentación entre los elementos del mando, los conectores representado por dos pines son los que transmiten la energía de la batería de la silla. Las flechas de doble sentido indican como han de ser conectados los distintos elementos entre sí. Figure 2 shows a wiring diagram of the circuit. The connectors shown show the connector type (female or male). The six-pin connectors transmit data and power between the control elements, and the two-pin connectors transmit power from the chair's battery. The two-way arrows indicate how the different elements should be connected to each other.

(7) Palanca de control con conexión hembra original. (7) Control lever with original female connection.

(8) Dispositivo desarrollado (microcontrolador), interpuesto entre los elementos originales, cuenta con conectores estándares iguales a los originales, para ser conectados como se muestra. (9) Placa de control de la silla de ruedas con conectores originales (macho para datos y alimentación de los elementos del mando y hembra para la conexión a las baterías). (8) Developed device (microcontroller), interposed between the original elements, has standard connectors equal to the originals, to be connected as shown. (9) Wheelchair control board with original connectors (male for data and power supply to the control elements and female for connection to the batteries).

(10) Divisor para alimentar la placa original del mando y el microcontrolador, la alimentación puede ser extraída de la placa original para aprovechar la transformación del voltaje integrada. (11) Conexión proveniente de la batería, con conexión macho original. (10) Splitter to feed the original controller board and the microcontroller, the power supply can be extracted from the original board to take advantage of the integrated voltage transformation. (11) Connection from the battery, with original male connection.

Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention

La presente invención proporciona una solución eficiente y de bajo costo para el control de sillas de ruedas eléctricas, aprovechando las sillas existentes y mejorando su funcionalidad mediante la integración de un sistema que recibe señales de control desde un dispositivo externo. Este sistema se caracteriza por su bajo precio, modularidad, flexibilidad y capacidad de adaptación a distintos modelos de sillas de ruedas que emplean tecnologías como VR-2 o R-net, cubriendo así una gran parte del mercado existente. The present invention provides an efficient and low-cost solution for controlling electric wheelchairs, leveraging existing wheelchairs and improving their functionality by integrating a system that receives control signals from an external device. This system is characterized by its low price, modularity, flexibility, and adaptability to different wheelchair models that employ technologies such as VR-2 or R-net, thus covering a large portion of the existing market.

El dispositivo se instala fácilmente en el mando original de la silla, insertándose entre la palanca de control y la placa de tratamiento de datos, sin necesidad de conocimientos técnicos avanzados al utilizar conectores estandarizados que solo encajan en una posición. La instalación puede integrarse dentro del mando original desarrollando una sencilla placa de circuito impreso a medida. Tanto la alimentación como los datos pasan por medio de los mencionados conectores. The device is easily installed in the chair's original controller, inserted between the control lever and the data processing board. It does not require advanced technical knowledge, as it uses standardized connectors that only fit in one position. The installation can be integrated into the original controller by developing a simple custom printed circuit board. Both power and data are routed through the aforementioned connectors.

El dispositivo incluye un microcontrolador integrado que recibe señales de control a través de un módulo de comunicación inalámbrica basado en tecnología Bluetooth. Este módulo permite la recepción de señales desde un dispositivo externo, como un teléfono móvil o una tableta. The device includes an integrated microcontroller that receives control signals via a wireless communication module based on Bluetooth technology. This module allows signals to be received from an external device, such as a mobile phone or tablet.

El dispositivo móvil externo, que posee un microprocesador, ejecuta una aplicación que recibe y procesa las órdenes del usuario y las envía al dispositivo mediante la conexión Bluetooth. Es importante destacar que el microprocesador del dispositivo móvil es el que se encarga de procesar las órdenes de control, mientras que el microcontrolador del dispositivo integrado en la silla de ruedas recibe estas señales y las convierte en señales eléctricas para controlar la silla. The external mobile device, which has a microprocessor, runs an application that receives and processes the user's commands and sends them to the device via Bluetooth. It's important to note that the mobile device's microprocessor is responsible for processing the control commands, while the microcontroller of the device integrated into the wheelchair receives these signals and converts them into electrical signals to control the chair.

El dispositivo también dispone de medios físicos para la actualización del software, a través de un conector específicosituado en el propio dispositivo. Esto permite cargar nuevas versiones del software almacenado en el microcontrolador, facilitando mejoras y adaptaciones futuras sin necesidad de modificar físicamente el dispositivo. The device also has physical means for software updates, via a dedicated connector located on the device itself. This allows new versions of the software stored on the microcontroller to be loaded, facilitating future improvements and adaptations without the need to physically modify the device.

El diseño modular y escalable del dispositivo permite la integración de módulos de control adicionales conectables físicamente, como sistemas de control gestual o seguimiento ocular. Esto amplía las posibilidades de personalización y adaptación a las necesidades específicas de cada usuario. The device's modular and scalable design allows for the integration of additional, physically connectable control modules, such as gesture control or eye-tracking systems. This expands the possibilities for customization and adaptation to each user's specific needs.

Claims

1. Device for controlling electric wheelchairs, comprising:

a. A wireless communication module for receiving control signals from an external device.

b. An integrated microcontroller connected to the receiving means and to the wheelchair control unit, configured to generate electrical control signals based on the captured signals.

2. Device according to claim 1, additionally comprising:

a. A communication module for connecting additional sensors and actuators.

b. Physical means to update the device software, including connection ports or wireless interfaces.

3. Device according to any of the preceding claims, characterized in that the device is physically coupled to the original control of the wheelchair by means of a mechanical interface that includes at least one standardized connector;

4. A device according to any of the preceding claims, further comprising: a. An integrated manual control system, including an original control board connected to the microcontroller, allowing the user to operate the wheelchair by physical controls in case of failure of the wireless system or by preference.

b. A set of proximity sensors connected to the microcontroller, configured to detect obstacles in the environment and generate a stop signal when a risk of collision is detected, stopping the movement of the wheelchair by connecting the microcontroller to the original control unit of the chair.

5. Device according to any of the preceding claims, characterized in that the device is configured to integrate additional physically connectable control modules and actuators, such as push-button actuators and proximity sensors.