ГИРОКРЕСЛО ДЛЯ ЛЮДЕЙ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ Российский патент 2024 года по МПК A61G5/04 B62D37/06 B60G3/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к медицинскому оборудованию, в частности к креслам для людей с ограниченными возможностями и может быть использовано для перемещения людей с ограниченной подвижностью по горизонтальным, наклонным и ступенчатым поверхностям, в том числе и зимой.

Уровень техники

Из уровня техники известны различные конструкции двухколёсных электрических кресел для людей с ограниченными возможностями (WO2016001451A1, CN216222058 и другие), которые содержат раму, сиденье, два колеса, электромотор, аккумуляторную батарею. Недостатком известных кресел является недостаточная компенсация колебаний при движении по неровностям, в частности, вертикальных колебаний, например, при съезде с бордюров, а также увеличенное потребление энергии из-за необходимости дополнительной компенсации в горизонтальной плоскости (влево-вправо и вперед-назад).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является Самобалансирующееся транспортное средство (WO 2020020880 А1, МПК A61G5/107, опубл. 30.01.2020 или https://www.scewo.com/), содержащему два колеса (3, 4), разнесенных по оси и установленных на основном корпусе (2), электропривод, соединенный по меньшей мере с одним колесом (3, 4) и устройство управления, предназначенное для удержания транспортного средства в равновесии за счет приведения в действие привода, а также содержит гусеничное шасси, закрепленное под днищем между колесами. Основным недостатком данного кресла является увеличенный радиус разворота за счет увеличенных габаритов, необходимых при использовании гусеничного шасси, увеличенный вес, который также несет за собой увеличенный расход энергии при передвижении.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранения указанных недостатков.

Технический результат заключается в повышении стабильности управления креслом с одновременным уменьшением потребления энергии и уменьшенным радиусом разворота.

Заявленный технический результат достигается тем, что используют гирокресло для людей с ограниченными возможностями согласно настоящему изобретению. Гирокресло для людей с ограниченными возможностями содержит сиденье, два колеса, электромотор, аккумуляторную батарею, гироскоп, модуль управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй электромотор, где каждый электромотор управляет соответствующим колесом, дополнительно содержит многорычажную подвеску, которая представляет собой два амортизатора и рычаги многорычажной подвески, причем два рычага и один амортизатор образуют для каждого колеса блок компенсации вертикальных колебаний при движении, который имеет одну степень свободы передвижения вверх-вниз, и дополнительно содержит выдвижное третье колесо, которое установлено позади оси упомянутых колес.

Дополнительная особенность заключается в том, что содержит штангу с опорой для ног, выполненную с возможностью изменения длины выдвижения упомянутой опоры и угла наклона.

Дополнительная особенность заключается в том, что дополнительно содержит подлокотники с возможностью изменения угла установки со встроенной панелью управления, где указанная панель управления установлена на одном из указанных подлокотников с возможностью переустановки на другой подлокотник.

Дополнительная особенность заключается в том, что дополнительно содержит съемный руль, установленный по впереди по центру гирокресла.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен общий вид гирокресла для людей с ограниченными возможностями согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 показаны вид сзади и вид сбоку гирокресла для людей с ограниченными возможностями согласно настоящему изобретению с удаленными декоративными элементами.

На фиг. 3 показан разрез А-А гирокресла для людей с ограниченными возможностями согласно настоящему изобретению.

На фиг. 4 показан разрез Б-Б гирокресла для людей с ограниченными возможностями согласно настоящему изобретению.

На указанных фигурах обозначены следующие позиции: 1 – спинка сиденья, 2 – подлокотники, 3 – колеса, 4 – пульт управления, 5 – руль, 6 – актуаторы, 7 – подножка, 8 – рама кресла, 9 – амортизаторы, 10 – рама колесной базы, 11 – электромоторы, 12 – колеса, 13 – аккумуляторная батарея, 14 – рычаги многорычажной подвески, 15 – актуатор третьего колеса, 16 – регулируемый каркас спинки сиденья, 17 – механизм регулировки спинки сиденья, 18 – третье колесо, 19 – механизм регулировки (снятия) руля.

Осуществление изобретения

Гирокресло для людей с ограниченными возможностями содержит раму кресла (8) и колесную базу, где колесная база содержит раму (10) колесной базы с установленными на нее двумя электромоторами (11) (например, электромоторы KL-9050), каждый из которых управляет соответствующим колесом (3). Колесами (3) гирокресла могут быть, например, колеса, собранные из мотошины с диском, например, KENDA 3.50–10.

Основными средствами предотвращения колебаний при движении являются амортизаторы (9). Основная рама (8) (или рама гирокресла) и колесная база связаны между собой подвеской: многорычажной подвеской (14) и двумя амортизаторами (9), например, амортизаторами L-290. Причем два рычага (14) и один амортизатор (9) образуют для каждого колеса блок компенсации вертикальных колебаний при движении, который имеет только одну степень свободы передвижения вверх-вниз. Такое выполнение подвески гирокресла позволяет колесам лучше адаптироваться к неровностям дороги, колеса могут свободно перемещаться вверх и вниз, что позволяет им лучше сцепляться с дорогой и уменьшает вероятность скольжения.

Гирокресло также содержит третье колесо (18), которое через соответствующий актуатор (15), например, XTL DC 24V 100мм-24мм/с-500Н, обеспечивает поднятие или опускание упомянутого третьего колеса (18), которое является также и третьей точкой опоры. Указанное выдвижное третье колесо (18) установлено позади оси упомянутых колес (3). Указанный актуатор (15) закреплен на раме гирокресла (8), а точка контакта третьего колеса с поверхностью находится позади оси, на которой расположены указанные два колеса (12). Данная точка опоры в виде третьего колеса (18) необходима при остановке/стоянке, когда гирокресло находится без движения, что позволяет отключать питание и экономить заряд аккумуляторной батареи (13), увеличивая время использования гирокресла без подзарядки.

Также предусмотрено выдвижение третьего колеса (18) при «спрыгивании» с бордюров и других возвышенностей. Эта работа связана с тем, что третье колесо (18) является частью многорычажной подвески и участвует в амортизации. Если третье колесо через пульт управления убрано, то для компенсации колебаний третье колесо становится автоматически третьей опорой за счет данной конструкции.

Работа третьего колеса (18) осуществляется следующим образом. В режиме «Стоянка» третье колесо (18) находится в выдвинутом положении и является третьей точкой опоры для повышения устойчивости устройства. В режиме «Движение» для начала движения необходимо зажать одну из кнопок на пульте управления (например, зеленую) в течение 3-х секунд для того, чтобы поднять третье колесо (18). Далее при помощи отклонения телом вперед-назад осуществляется движение гирокресла. При преодолении различного вида препятствий и/или при «спрыгивании» с бордюров третье колесо (18) автоматически выдвигается в качестве дополнительной третьей точки опоры для повышения устойчивости устройства. При осуществлении парковки гирокресла необходимо зажать кнопку на пульте управления (например, зеленую) в течение 3-х секунд для того, чтобы выдвинуть на землю третье колесо. Осуществить парковку и выключить устройство, при этом третье колесо остается в выдвинутом положении на земле.

Рама (8) гирокресла содержит соответствующие опоры для установки гирокресла, состоящего из сиденья, спинки (1) и двух подлокотников (2), которые закреплены на каркасе (16) указанной спинке. Указанная спинка (1) сиденья выполнена регулируемой посредством механизма (17) регулировки спинки гирокресла в виде двух механизмов регулировки угла наклона спинки до 155 градусов (DXRacer A1-61-N0-TT), которые закреплены на раме (8) гирокресла, обеспечивая дополнительный комфорт при использовании настоящего изобретения.

При этом для дополнительной безопасности гирокресло снабжено ремнем безопасности (не показано).

Подлокотники (2) также выполнены с возможностью изменения угла установки посредством двух механизмов трансформации подлокотников, позволяя устанавливать их в таком виде, чтобы обеспечить максимальное удобство для пользователя при посадке/высадке с гирокресла, а также во время движения на нем. По умолчанию подлокотники выставлены параллельно земле.

Дополнительно, гирокресло содержит подножку (7), которая посредством двух актуаторов (6) (например, XTL DC 24V 100мм-24мм/с-500Н), может корректировать высоту положения ног. Управление высотой положения подножки происходит с их помощью пульта управления (4). При этом угол положения подножки (7) относительно горизонта регулируется механически.

Гирокресло для людей с ограниченными возможностями также оснащено съемным рулем (5), который установлен впереди по центру гирокресла. С помощью руля (5) при помощи давления телом на него и от него осуществляется перемещение центра масс вперед-назад, что инициирует движение гирокресла вперед-назад. При повороте руля вправо-влево осуществляется соответствующий поворот вправо-влево. В руль (5) дополнительно установлен датчик Холла, который определяет, куда повернут руль, что обеспечивает автоматическое включение поворотника «вправо» или «влево» (не показаны), что позволяет автоматически предупреждать о намерении совершить маневр при повороте руля.

Гирокресло для людей с ограниченными возможностями также снабжено соответствующими световыми огнями (фары, стробоскопы и т. п., не показаны), помимо упомянутых поворотников, позволяя обеспечивать дополнительную безопасность при передвижении как в светлое, так и в темное время суток.

На раме гирокресла установлена аккумуляторная батарея (13) (например, литиевый аккумулятор X2 I2 X2se I2se), подключенный к упомянутым электромоторам (11), актуаторам (6, 15), а также к блоку управления (не показан). Блок управления предназначен для управления гирокреслом и в состав которого также входит гироскоп, отвечающий за стабилизацию и балансировку при езде влево-вправо-вперед-назад, а также за стабилизацию и балансировку устройства в целом. Гироскоп содержит две массы, двигающиеся в противоположных направлениях. Принцип работы гироскопа заключается в следующем: когда появляется угловая скорость, на массу действует сила Кориолиса, направленная перпендикулярно их движению, происходит смещение масс на величину, пропорциональную прикладываемой скорости, изменяется расстояние между подвижными и неподвижными электродами, что приводит к изменению емкости конденсатора и напряжению на его обкладках, что выдается соответствующим сигналом, который далее поступает в блок управления для соответствующей обработки.

Гирокресло для людей с ограниченными возможностями также снабжено пультом управления (4), который в предпочтительном варианте осуществления расположен на правом подлокотнике (2), но может быть установлен и на левый подлокотник (2) по запросу потребителя. На пульте управления находятся 6 кнопок (не показано):

1) Кнопка «старт». Необходимо зажать 3 секунды и загорается дисплей.

2) Кнопка «фары». Предназначена для включения фар.

3) Кнопка «опустить подножку».

4) Кнопка «поднять подножку».

5) Кнопка «опустить третье колесо».

6) Кнопка «поднять третье колесо».

Также гирокресло для людей с ограниченными возможностями имеет в своем составе ключ дистанционного управления (не показан), который содержит три кнопки «балансировка, блокировка устройства и аварийный сигнал»:

• «блокировка устройства» для защиты от угона и для того, чтобы оно не укатилась в момент того, когда человек будет сходить с гирокресла.

• «балансировка» включает гироскоп и обеспечивает стабилизацию гирокресла.

• «аварийный сигнал» приводит в работу все фары в случае неполадок или экстренной ситуации.

Устройство по настоящему изобретению работает следующим образом.

Режим «Зарядка».

Основной тумблер питания находится в положении «выкл», что позволяет подключать зарядное устройство. Аккумуляторная батарея (13) выполнена таким образом, что для полной зарядки требуется 12 часов. По окончанию зарядки аккумулятора требуется вытащить зарядное устройство из соответствующего разъема, который в предпочтительном варианте расположен сбоку под колесом (3). Основной тумблер питания (не показан) также расположен в непосредственной близости от указанного разъема для зарядного устройства.

Режим «Работа».

1) Снимаем верхнюю часть руля (5), чтобы убедиться, что гирокресло находится на 3-х опорах (двух основных колесах и третьего, выдвижного), переключить основной тумблер питания в положение «вкл».

2) Садимся в гирокресло, устанавливаем руль (5) в рабочее положение.

3) На пульте управления (4), который в предпочтительном варианте осуществления расположен на правом подлокотнике (2), нажать кнопку «power» и удерживать 5 сек, пока не включится дисплей.

4) На ключе дистанционного управления (не показан): кнопка А – разблокировать устройство, удерживать кнопку А 3 сек – режим балансировки. На пульте зажать зеленую кнопку 3 сек, чтобы убрать третье колесо.

5) Далее при отклонении вперед-назад рулем осуществляют движение на гирокресле.

6) При остановке необходимо выпустить третье колесо (18), нажав красную кнопку на пульте и выключить баланс на ключе.

7) При условии экстренной ситуации, если пользователь не может сам остановиться, нужно отключить балансный режим на ключе.

8) На дисплее пульта управления (4) отражается процент заряда. При низком проценте заряда необходимо поставить гирокресло на зарядку.

9) При парковке выдвигаем третье колесо (18) и выключаем балансный режим (экономия заряда), нажимаем кнопку «power» 5 сек, выключить питание, снять руль (5), встать и выключить тумблер питания.

При нажатии кнопку «вкл» на тумблере и заряд идет на аккумуляторную батарею (13), потом питание на основную плату блока управления и на преобразователь (не показаны). С указанного преобразователя ток поступает на все актуаторы (6, 15) и через другой преобразователь на фары. Питание с основной платы после нажатия кнопки «power» инициирует запуск дисплея пульта управления (4) и основных систем. В зависимости от положения гироскопа и руля (5) блок управления коммутирует соответствующее питание для электромоторов (11), управляя таким образом движением гирокресла.

Уменьшение радиуса разворота достигается за счет использования в изобретении многорычажной подвески с одной степенью свободы вверх-вниз, так как такая подвеска позволяет колесам лучше адаптироваться к неровностям дороги. Колеса могут свободно перемещаться вверх и вниз, что позволяет им лучше сцепляться с дорогой и уменьшает вероятность скольжения. Благодаря этому гирокресло может легче и быстрее поворачивать на узких улицах или в ограниченном пространстве.

Изобретение относится к гирокреслу для людей с ограниченными возможностями. Гирокресло содержит: сиденье, два колеса, электромоторы колес, аккумуляторную батарею, гироскоп, модуль управления, многорычажную подвеску, выдвижное третье колесо. Многорычажная подвеска представляет собой два амортизатора и рычаги. Два рычага и один амортизатор образуют для каждого колеса блок компенсации вертикальных колебаний при движении. Каждый блок имеет одну степень свободы передвижения вверх-вниз. Выдвижное третье колесо установлено позади оси упомянутых колес. Достигается повышение стабилизации управления гирокреслом. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гирокресло для людей с ограниченными возможностями, содержащее сиденье, два колеса, электромотор, аккумуляторную батарею, гироскоп, модуль управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй электромотор, где каждый электромотор управляет соответствующим колесом, дополнительно содержит многорычажную подвеску, которая представляет собой два амортизатора и рычаги многорычажной подвески, причем два рычага и один амортизатор образуют для каждого колеса блок компенсации вертикальных колебаний при движении, который имеет одну степень свободы передвижения вверх-вниз, и дополнительно содержит выдвижное третье колесо, которое установлено позади оси упомянутых колес.

2. Гирокресло по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит штангу с опорой для ног, выполненную с возможностью изменения длины выдвижения упомянутой опоры и угла наклона.

3. Гирокресло по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит подлокотники с возможностью изменения угла установки со встроенной панелью управления, где указанная панель управления установлена на одном из указанных подлокотников с возможностью переустановки на другой подлокотник.

4. Гирокресло по п. 1, отличающееся тем, что оснащено съемным рулем, которое управляется с помощью давления телом при перемещении его вперед-назад-вправо-влево.

5. Гирокресло по п. 1, отличающееся тем, что содержит соответствующие световые огни, позволяющие передвижение как в светлое, так и в темное время суток, также автоматически предупреждающие о намерении совершить маневр при повороте руля.