PL 214072 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 214072 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 387381 (51) Int.Cl. A61G 5/06 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 02.03.2009 (54) Przystawne urządzenie samopoziomujące dla wózków inwalidzkich, zwłaszcza dla standardowych wózków składanych (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 13.09.2010 BUP 19/10 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.06.2013 WUP 06/13 (72) Twórca(y) wynalazku: ANTONI BAGIŃSKI, Wrocław, PL ANTONI GRONOWICZ, Wrocław, PL SŁAWOMIR WUDARCZYK, Oborniki Śląskie, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Regina Kozłowska
2 PL 214 072 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest przystawne urządzenie samopoziomujące dla wózków inwalidzkich, zwłaszcza dla standardowych wózków składanych z trzema napędami liniowymi do pokonywania progów i nierówności, będących w powszechnym użytku przez niepełnosprawnych. Z polskiego opisu patentowego nr 190248 znany jest wózek inwalidzki ze składanym podwoziem, zwiększający znacznie zakres samodzielności inwalidy z niesprawnymi kończynami dolnymi, szczególnie zwiększający możliwości korzystania z samochodu osobowego. Wózek inwalidzki zbudowany jest z fotela, składającego się z oparcia pleców, siedzenia i podnóżka z kółkiem oraz z podwozia z kołami. Koła osadzone są w łożyskach umieszczonych w ramach, połączonych z fotelem za pomocą przegubów. Przednie części ram zamocowane są do siedzenia fotela w jego przedniej części w taki sposób, że każda z ram zamocowana jest po przeciwnej stronie siedzenia w stosunku do przenoszonych kół, natomiast tylne części ram zamocowane są do oparcia pleców fotela powyżej połączenia pleców z siedzeniem fotela, po tej samej stronie, co przenoszone koła, przy czym przeguby pozwalają na obrót ram wokół osi, łączącej przeguby jednej ramy. Po zablokowaniu położenia wózka, na przykład poprzez wprowadzenie wysięgnika teleskopowego do jarzma i lekkim uniesieniu wózka, odpina się mocujące zapinki i kolejno najpierw jedną potem drugą ramę obraca się wokół osi, łączącej przeguby ram tak, żeby koła znalazły się na odwrotnej stronie oparcia pleców fotela. Po zamocowaniu zapinek ram wózek ma złożone podwozie. Z opisu patentowego niemieckiego nr DE 4323937 znany jest wózek inwalidzki z napędem elektrycznym przeznaczony dla inwalidów mających pokonać przeszkodę. Wózek ten zawiera przynajmniej jeden zestaw baterii, silnik elektryczny napędzający wózek oraz układ sterujący silnikiem elektrycznym. Wózek inwalidzki jest wyposażony w urządzenie osadzone na kołach wózka w postaci dźwigni pozwalające na pokonywanie przeszkody w postaci progów i schodów. Urządzenie przystawne dla wózków inwalidzkich, zwłaszcza dla standardowych wózków składanych znane z polskiego opisu patentowego nr PL210670, ma w ramie, wózka z przodu, osadzone obrotowo dwie osie, przy czym oś górna przednia połączona jest poprzez napęd liniowy przedni z osią ruchomą przednią wyposażoną w kółka pomocnicze i jednocześnie w ramie wózka z tyłu, osadzone obrotowo dwie osie, przy czym oś górna tylna połączona jest poprzez napęd liniowy tylny z osią ruchomą tylną wyposażoną w kółka pomocnicze. Pomiędzy osią dolną przednią i osią ruchomą przednią jest osadzona dźwignia obrotowa przednia, a pomiędzy osią dolną tylną i osią ruchomą tylną jest osadzona dźwignia obrotowa tylna. Inne urządzenie przystawne dla wózków inwalidzkich, zwłaszcza dla standardowych wózków składanych znane jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.381587. Urządzenie to ma w ramie wózka umocowaną górną oś stałą i dolną oś stałą. W osi górnej stałej osadzony jest obrotowo pierwszy koniec napędu liniowego, zaś drugi koniec napędu liniowego jest osadzony obrotowo na osi ruchomej wyposażonej w kółka pomocnicze, pomiędzy osią ruchomą i dolną osią stałą jest osadzona obrotowo wyprofilowana dźwignia. Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że w zatrzaskach szybkozłącznych ramy wózka, zamocowane są, co najmniej dwa układy napędowe przedni i tylny, przy czym układ napędowy tylny wyposażony jest w dwa układy napędowe liniowe tylny lewy i tylny prawy, z których napęd liniowy tylny lewy połączony jest dźwignią obrotową tylną lewą z osią obrotową tylną lewą z kółkami i podobnie napęd liniowy tylny prawy połączony jest dźwignią obrotową tylną prawą z osią obrotową tylną prawą z kółkami. Korzystnie, wszystkie napędy liniowe podłączone są do wspólnego sterownika elektronicznego, do którego podłączone są również czujniki położenia. Korzystnie, na wyprofilowanej dźwigni obrotowej przedniej umieszczony jest pasek zębaty przewijany pomocniczymi kółkami zębatymi osadzonymi na poprzeczce usztywniającej układ przedni. Korzystnie, na ramie wózka osadzone jest gniazdo umocowane śrubą inbusową, przy czym gniazdo połączone jest z gniazdem ze sprzęgłem, które ma kółko zębate i sworzeń sprzęgła rozłącznego, który sprzęgany jest z zatrzaskiem przeciętym, przenoszącym moment napędowy przez kółko zębate stałe umocowane na osi ruchomej przedniej na pasek zębaty dolny układu przedniego, jednocześnie gniazdo zatrzasku poprzez kółko zębate gniazda połączone jest paskiem zębatym z kółkiem zębatym związanym na stałe z kołem wózka.
PL 214 072 B1 3 Korzystnie, zatrzaski szybkozłączne połączone z osiami stałymi, w których po przeciwnej stronie osadzone są zatrzaski przecięte, przy czym zatrzaski szybkozłączne i zatrzaski przecięte blokowane są w osi stałej uchwytami zatrzasku, a pomiędzy zatrzaskami umieszczona jest sprężyna. Korzystnie, oś ruchoma przednia sprzężona jest na stałe z kółkiem zębatym pasowym współpracującym z paskiem zębatym dolnym układu przedniego. Zaletą urządzenia jest łatwy montaż i demontaż do wózka składanego bez użycia narzędzi, jadący wózkiem nie ingeruje przy utrzymywaniu równoległości wózka do płaszczyzny jazdy, przez co możliwe jest pokonywanie nierówności i progów przy jeździe do przodu jak i do tyłu na bardzo zróżnicowanym terenie. Układ zamontowany z przodu wózka napędzany jest jednym napędem liniowym i dodatkowo posiada zespół kółek zębatych i dwóch pasków zębatych, niezbędnych do przemieszczania wózka w czasie jego utraty kontaktu z podłożem. Napęd dolnych kółek pomocniczych odbywa się poprzez duże koło wózka w obu kierunkach. Zestaw czujników położenia samodzielnie steruje urządzeniem w czasie pokonywania przeszkód, i uruchamia jeden z trzech napędów liniowych bądź jednocześnie wszystkie trzy napędy liniowe w celu utrzymania płaszczyzny poziomej siedziska wózka. Ponadto jadący nie uczestniczy w sterowaniu urządzeniem w czasie podnoszenia daje tylko napęd ręczny na koła wózka. Zadaniem jadącego jest dojechanie do przeszkody, ustawienie tzw. pozycji wyjściowej np. przodem do progu, ustawienie manualnie przedniego układu tak, aby jego kółka oparły się o próg a tylny układ miał oparte pomocnicze kółka o płaszczyznę jazdy, następnie przyciśnięcie przycisku, a zastosowana automatyka uaktywnia podnoszenie przodu wózka do góry na wysokość progu, w tym czasie cały wózek będzie podnoszony równolegle do płaszczyzny jazdy przy pomocy pozostałych napędów liniowych jednocześnie. W czasie podnoszenia sterownik na podstawie informacji z czujników położenia steruje trzema napędami tak aby zachować równoległość całego wózka do podłoża. Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok urządzenia na tle wózka inwalidzkiego pokonującego próg w widoku z boku, fig. 2 - schemat kinematyczny obu urządzeń z podziałem urządzenia tylnego na dwie części, oraz układu kinematycznego kółek pomocniczych przednich napędzanych przy pomocy pasków zębatych w widoku perspektywicznym, fig. 3 - szczegół zamontowania gniazda na ramie wózka z kółkiem zębatym w gnieździe do napędu kółek pomocniczych wózka, a fig. 4 - połączenie zatrzasków na osiach stałych oraz ustalenie kółka zębatego na osi stałej układu przedniego. Przystawne urządzenie samopoziomujące dla wózków inwalidzkich, zwłaszcza dla standardowych wózków składanych ma w ramie wózka 2 osadzonych na stałe osiem zatrzasków szybkozłącznych 22, w których umocowane są dwa układy napędowe tylne i jeden przedni. Układ przedni wyposażony jest w napęd liniowy przedni 3 z wyprofilowaną dźwignią obrotową przednią 4 połączoną z osią ruchomą przednią 5 z kółkami pomocniczymi, a układ tylny wyposażony jest w dwa układy napędowe liniowe tylny lewy 6 i tylny prawy 6, z których napęd liniowy tylny lewy 6 połączony jest dźwignią obrotową tylną lewą 7 z osią obrotową tylną lewą 8 z kółkami i podobnie napęd liniowy tylny prawy 6 połączony jest dźwignią obrotową tylną prawą 7 z osią obrotową tylną prawą 8 z kółkami. Wszystkie napędy liniowe 3, 6, 6 są takie same i zasilane są wspólnym akumulatorem 13 oraz sterowane są wspólnym sterownikiem elektronicznym, do którego podłączone są czujniki położenia. Kółka pomocnicze osadzone na osi ruchomej przedniej 5 napędzane są kołem głównym wózka 1 poprzez pasek zębaty górny 14 i pasek zębaty dolny układu przedniego 15, który umieszczony jest na wyprofilowanej dźwigni obrotowej przedniej 4 i przewijany pomocniczymi kółkami zębatymi 18 osadzonymi na poprzeczce 21 usztywniającej układ przedni. Oś ruchoma przednia 5 sprzężona jest na stałe z kółkiem zębatym pasowym 20 współpracującym z paskiem zębatym dolnym układu przedniego 15. Ponadto na ramie wózka 2 osadzone jest gniazdo 26 umocowane śrubą ustalającą 29. Gniazdo 26 ma kółko zębate gniazda 17 i gniazdo ze sprzęgłem 24 wyposażone w sworzeń sprzęgła rozłącznego 25, który sprzęgany jest z zatrzaskiem przeciętym 27, przenoszącym moment napędowy przez kółko zębate stałe 17 umocowane na osi ruchomej przedniej 5, na pasek zębaty dolnego układu przedniego 15, jednocześnie gniazdo zatrzasku poprzez kółko zębate gniazda 17 połączone jest paskiem zębatym 14 z kółkiem zębatym 16 związanym na stałe z kołem 1 wózka. Zatrzaski szybkozłączne 22 połączone są z osiami stałymi, w których po przeciwnej stronie osadzone są zatrzaski przecięte 27, przy czym zatrzaski szybkozłączne 22 i zatrzaski przecięte 27 blokowane są w osi stałej uchwytami zatrzasku 23, a pomiędzy zatrzaskami 22, 27 umieszczona jest sprężyna 28. Podnoszenie wózka w chwili pokonywania progu 9 przy jeździe do przodu wymaga dojechania wózkiem do progu 9, po czym uruchamia się napęd 3 i podnosi przód wózka, następnie oś ruchoma przednia 5 z kółkami pomocniczymi opiera kółka o próg 9 i podnosi się je na wysokość progu 9, a przy
4 PL 214 072 B1 włączonym przycisku na panelu sterowania automat, uruchamia się napędy liniowe tylne lewy 6 i prawy 6, tak, że cały wózek podnoszony jest równolegle do płaszczyzny jazdy 10. Po dojechaniu do krawędzi progu 9 kółka pomocnicze przednie opuszcza się do dolnego położenia 11 osi ruchomej przedniej 5 i dotyka nimi płaszczyznę jazdy 10. Przy pokonywaniu nierówności, zamocowane na osi obrotowej tylnej lewej 8 i prawej 8 kółka znajdują się w dolnym położeniu 12, natomiast kółka zamocowane na osi ruchomej przedniej 5 opierają się o płaszczyznę jazdy 10, następuje opuszczanie wózka jednocześnie trzema napędami liniowymi 3, 6, 6 do płaszczyzny 10. Przy wjeżdżaniu na próg 9 tyłem wózka, czynności następują w odwrotnej kolejności. Tak, więc równoległe manewry podnoszenia i opuszczania wózka odbywają się przy wcześniejszym manualnym ustawieniu przednich bądź tylnych kółek pomocniczych do pozycji położenia wyjściowego i następnie włączenie samopoziomującego przycisku automat na panelu sterowania, co powoduje równoległe przemieszczanie całego wózka za pomocą trzech napędów liniowych 3, 6 i 6, co zapewniają czujniki położenia sprzężone ze sterownikiem sterującym napędami liniowymi 3, 6 i 6. W urządzeniu układy napędowe tylne i przedni są tak usytuowanie, że nie powodują one kolizji ze skrętnymi samonastawnymi kółkami przednimi wózka ani z podnóżkami 19. Wyprofilowanie dźwigni 4, 7 i 7 jak i umiejscowienie na dźwigni obrotowej przedniej 4 poprzeczki usztywniającej 21 spełniającej rolę usztywnienia oraz osadzenie na niej dodatkowych kółek zębatych przewijających 18, po których przewija się pasek zębaty dolny układu przedniego 15, pozwala na bezkolizyjne pokonywanie progu 9. Na ramie 2 wózka przy pomocy śrub inbusowych, zainstalowane są dwa gniazda 26. Instalacja osi urządzenia w wózku odbywa się za pomocą uchwytów zatrzasków 23 rozpieranych sprężynami 28. Demontaż zespołu gniazda 26 oraz kółek zębatych 17 odbywa się poprzez wykręcenie śruby ustalającej 29, co pozwala na rozłączenie kółka 17' od ramy wózka 2. Urządzenie podczas pokonywania progów i nierówności ma pozycjonowanie siedziska 30 w kierunku jazdy i na boki. Zastrzeżenia patentowe 1. Przystawne urządzenie samopoziomujące dla wózków inwalidzkich, zwłaszcza dla standardowych wózków składanych, umocowane zatrzaskami, szybkozłącznymi w ramie wózka, ma układ napędowy przedni wyposażony w napęd liniowy przedni z wyprofilowaną dźwignią obrotową przednią połączoną z osią ruchomą przednią z kółkami pomocniczymi oraz napęd liniowy tylny połączony dźwignią obrotową tylną z kółkami, ponadto kółka pomocnicze napędzane są kołem głównym wózka poprzez paski zębate, znamienne tym, że w zatrzaskach szybkozłącznych (27) ramy wózka (2), zamocowane są co najmniej dwa układy napędowe przedni i tylny, przy czym układ napędowy tylny wyposażony jest w dwa układy napędowe liniowe tylny lewy (6) i tylny prawy (6 ), z których napęd liniowy tylny lewy (6) połączony jest dźwignią obrotową tylną lewą (7) z osią obrotową tylną lewą (8) z kółkami i podobnie napęd liniowy tylny prawy (6 ) połączony jest dźwignią obrotową tylną prawą (7 ) z osią obrotową tylną prawą (8 ) z kółkami. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wszystkie napędy liniowe (3, 6, 6 ) podłączone są do wspólnego sterownika elektronicznego, do którego podłączone są również czujniki położenia. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na wyprofilowanej dźwigni obrotowej przedniej (4) umieszczony jest pasek zębaty (15) przewijany pomocniczymi kółkami zębatymi (18) osadzonymi na poprzeczce (21) usztywniającej układ przedni. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na ramie wózka (2) osadzone jest gniazdo (26) umocowane śrubą inbusową, przy czym gniazdo (26) połączone jest z gniazdem ze sprzęgłem (24), które ma kółko zębate (17 ) i sworzeń sprzęgła rozłącznego (25), który sprzęgany jest z zatrzaskiem przeciętym (27), przenoszącym moment napędowy przez kółko zębate stałe (17) umocowane na osi ruchomej przedniej (5) na pasek zębaty dolny układu przedniego (15), jednocześnie gniazdo zatrzasku poprzez kółko zębate gniazda (17 ) połączone jest paskiem zębatym (14) z kółkiem zębatym (16) związanym na stałe z kołem (1) wózka. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zatrzaski szybkozłączne (22) połączone z osiami stałymi, w których po przeciwnej stronie osadzone są zatrzaski przecięte (27), przy czym zatrzaski szybkozłączne (22) i zatrzaski przecięte (27) blokowane są w osi stałej uchwytami zatrzasku (23), a pomiędzy zatrzaskami (22, 27) umieszczona jest sprężyna (28).
PL 214 072 B1 5 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że oś ruchoma przednia (5) sprzężona jest na stałe z kółkiem zębatym pasowym (17) współpracującym z paskiem zębatym dolnym układu przedniego (15). Rysunki
6 PL 214 072 B1
PL 214 072 B1 7
8 PL 214 072 B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)