Транспортное средство для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента
Полезная модель относится к наземным транспортным средствам для перемещения инвалидов и др. лиц с ограниченными физическими возможностями по ступеням, главным образом лестничных маршей, к мобильным лестничным подъемникам («ступенькоходам»), средствам реабилитации и эвакуации из многоэтажных зданий и сооружений. Технический результат заключается в дальнейшем улучшении технико-эксплуатационных и экономических (потребительских) характеристик транспортного средства для лиц с ограниченными физическими возможностями. Транспортное средство для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента содержит (см. фиг. 1, 2) раму, по меньшей мере, пару соосных колес, рычажно-шагающий движитель для перемещения по ступеням. На раме установлено устройство для размещения полезной нагрузки и предусмотрены рукоятками для ассистента. В состав рычажно-шагающего движителя входят взаимосвязанные источник автономного электропитания, электромеханический привод и эксцентрично установленные двуплечие опорные рычаги. Последние разнесены вдоль оси колес с возможностью упора в ступени и вращения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес. Имеются системы управления и безопасности. Рама снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией. Устройство оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией конструктивно и функционально совмещено с устройством для размещения полезной нагрузки. Оно выполнена в виде подкатного порта с парными захватами и фиксаторами полезной нагрузки. Отдельная колесная конструкция конструктивно и функционально может быть совмещена с полезной нагрузкой и выполнена накатной, с возможностью использования в качестве таковой инвалидной коляски с креслом, по крайней мере, одной из серийных марок. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Полезная модель относится к наземным транспортным средствам для перемещения инвалидов и др. лиц с ограниченными физическими возможностями по ступеням, главным образом лестничных маршей, к мобильным лестничным подъемникам («ступенькоходам»), средствам реабилитации и эвакуации из многоэтажных зданий и сооружений.
Наиболее существенной, актуальной проблемой на пути создания мобильных технических средств реабилитации (TCP) является проблема преодоления профильных препятствий типа лестниц, отдельных ступеней и поребриков.
Несмотря на многолетние усилия разработчиков TCP нового поколения (в том числе авторов данной заявки), подавляющее большинство инвалидных кресел-колясок, находящихся в индивидуальном и коллективном пользовании, не приспособлено для движения по ступеням, ни самостоятельно, ни с ассистентом.
На стыке XX и XXI веков все-таки появились на мировом рынке так называемые «скаламобили» и «ступенькоходы» (мобильные лестничные подъемники), управляемые ассистентом при пассивной роли инвалида.
За рубежом наиболее известны подъемники S-max, включая его разновидность S-max SDM7 [S-max- der Treppensteiger fur Ihren Rollstuhl. AAT Alber Antriebstechnik GmbH / Postfach 10 0560 D-72426 Albstadt. (Каталог S-IVLAX германской фирмы AAT. - 8 c. - Продукт сети Интернет: http://www.aat-online.de; Ступенькоход S-max SDM7 / Продукт сети Интернет: http://dokmed.ru/teh/13/825-stupenkokhod-s-max-sdm7.html; GB 2290757, A61G 7/10, В62В 1/22, A61G 5/00, 10.01.1996].
Они содержат раму с устройством для размещения полезной нагрузки, рукоятками для ассистента, по меньшей мере, пару соосных колес, рычажно-шагающий движитель для перемещения по ступеням, в состав которого входят взаимосвязанные источник автономного электропитания, электромеханический привод и опорные рычаги, разнесенные вдоль оси колес с возможностью упора в ступени и движения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес, а также системы управления и безопасности, при этом рама снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией. Последнее конструктивно и функционально совмещено с устройством для размещения полезной нагрузки и выполнено в виде подкатного порта с захватом и фиксатором, а отдельная колесная конструкция конструктивно и функционально совмещена с полезной нагрузкой и выполнена накатной, с возможностью использования в качестве таковой инвалидной коляски с креслом из серийных марок.
При этом каждый рычаг выполнен одноплечим и входит в состав механизма, совершая достаточно сложное движение в плоскости при недостаточной компактности.
Лучшими технико-эксплуатационными и экономическими характеристиками обладают известные российские аналоги (авторские запатентованные разработки), объединенные в семейство «Вектор» [RU 2304952 С1, A61G 5/06, B62B 11/00, 27.08.2007; RU 2312788, B62D 57/028, A61G 5/06, 10.06.2007 и др.].
В их числе - наиболее близкий по назначению и совокупности существенных конструктивных признаков аналог заявляемого устройства (прототип). Это транспортное средство для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента, содержащее раму с устройством для размещения полезной нагрузки и рукоятками для ассистента, по меньшей мере, пару соосных колес, рычажно-шагающий движитель для перемещения по ступеням, в состав которого входят взаимосвязанные источник автономного электропитания, электромеханический привод и эксцентрично установленные двуплечие опорные рычаги, 
азнеесенные вдоль оси колес с возможностью упора в ступени и вращения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес, а также системы управления и безопасности, при этом рама снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией [RU 2368366 C1, A61G 5/06, 27.09.2009, пп. 1 и 9 ф-лы].
В известном устройстве-прототипе устройство для размещения полезной нагрузки и устройство оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией пространственно и функционально разобщены, и в случае транспортировки человека (инвалида) в кресле в качестве «полезной нагрузки» используются таковые. При этом кресло изначально установлено в пределах устройства для размещения полезной нагрузки. А устройство оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией предполагает лишь развитие рамы в передней ее части с установкой дополнительных колес как опор для устойчивого положения при движении (в том числе самостоятельном) вне лестниц (ступеней). То есть в представленном примере реализации устройство универсально - коляска и лестничный подъемник (вне ступеней и на ступенях соответственно), но не предполагает, как правило, использования другой - «персональной» уже имеющейся у инвалида кресла-коляски какой-либо серийной марки, не способной преодолевать ступени.
Таким образом, устройство-прототип при всех своих положительных качествах (в сравнении как с описанными выше иностранными близкими аналогами, где главным преимуществом является более простой, компактный и, соответственно, дешевый механизм, а именно рычажно-шагающий движитель) недостаточно приспособлено к все еще преобладанию в современном парке мобильных СТР кресел колясок массового и крупносерийного производства, не способных ни самостоятельно, ни с помощью ассистента преодолевать выраженные профильные препятствия типа лестничных и иных ступеней.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является дальнейшее улучшение технико-эксплуатационных и экономических (потребительских) характеристик транспортного средства для лиц с ограниченными физическими возможностями.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в транспортном средстве для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента (возможные эквивалентные аналоги названия - «лестничный подъемник», «ступенькоход», «лестницеход»), содержащем раму с устройством для размещения полезной нагрузки и рукоятками для ассистента, по меньшей мере, пару соосных колес, рычажно-шагающий движитель для перемещения по ступеням, в состав которого входят взаимосвязанные источник автономного электропитания, электромеханический привод и эксцентрично установленные двуплечие опорные рычаги, разнесенные вдоль оси колес с возможностью упора в ступени и вращения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес, а также системы управления и безопасности, при этом рама снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией, устройство оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией конструктивно и функционально совмещено с устройством для размещения полезной нагрузки и выполнено в виде подкатного порта с парными захватами и фиксаторами полезной нагрузки, с возможностью использования в качестве таковой инвалидной коляски с креслом (кресла-коляски), по крайней мере, одной из серийных марок.
Решение поставленной задачи достигается также за счет дополнительного конструктивного признака (при сформулированной выше основной совокупности признаков): в транспортном средстве отдельная колесная конструкция может быть конструктивно и функционально совмещена с полезной нагрузкой и выполнена при этом накатной (как рациональный, рекомендуемый вариант из числа возможных, это в большей степени улучшает технико-эксплуатационные и экономические характеристики транспортного средства, с позиций модульного принципа в технике и концепции обслуживания инвалидов непосредственно в их индивидуальных креслах-колясках).
На упрощенных чертежах (фиг. 1, 2) изображен, как пример возможности реализации (промышленной применимости полезной модели) вариант конкретного конструктивного выполнения заявляемого устройства:
на фиг. 1 - заявляемое транспортное средство («лестничный подъемник») и полезная нагрузка (инвалидная коляска с инвалидом в ее кресле) раздельно, до их объединения в транспортный комплекс, вид сбоку, где H1 и Н2 - соответственно верхний уровень рамы с энерго-приводными агрегатами подкатной части («лестничного подъемника») и накатной части - полезной нагрузки (инвалидной коляски с инвалидом); е - смещение (эксцентриситет) оси вращения опорных рычагов рычажно-шагающего движителя от оси вращения колес транспортного средства;
на фиг. 2 - заявляемое транспортное средство («лестничный подъемник») и полезная нагрузка (инвалидная коляска с инвалидом в ее кресле) во временном их соединении, т.е. совместно, вид сбоку.
На фотографиях (фиг. 3-8) изображен изготовленный и успешно испытанный авторами опытный образец заявляемого транспортного средства (модель «Вектор-1П»):
на фиг. 3 - заявляемое транспортное средство («лестничный подъемник»), часть полезной нагрузки (инвалидная коляска без инвалида в ее кресле) раздельно, до их объединения в транспортный комплекс, и ассистент, в режиме начала подката транспортного средства («лестничного подъемника») к инвалидной коляске;
на фиг. 4 - подготовка ассистентом фиксатора на ответной части (на инвалидной коляске) нижнего захвата порта транспортного средства («лестничного подъемника») к первому этапу подката с целью временного присоединения коляски к транспортному средству, вид сбоку;
на фиг. 5 - второй этап подката, с зафиксированными нижними захватами;
на фиг. 6 - фиксация ассистентом верхних захватов (включение левого верхнего фиксатора);
на фиг. 7 - заявляемое транспортное средство («лестничный подъемник») и часть полезной нагрузки (инвалидная коляска без инвалида в ее кресле, при снятых задних колесах) во временном их соединении, т.е. совместно как «транспортный комплекс», вид сбоку;
на фиг. 8 - то же, с задними колесами коляски, вид сзади.
Транспортное средство для перемещения инвалида в кресле по лестницам (ступеням) 1 с помощью ассистента содержит (см. фиг. 1, 2) раму 2 с рукоятками 3, 4 (левой и правой соответственно) для ассистента (в верхней задней части рамы 1, телескопической конструкции с возможностью оперативного регулирования высоты расположения рукояток 3, 4) и с устройством для размещения полезной нагрузки (подробнее см. далее по тексту). На задней части рамы 1 установлена пара соосных (ось 5) колес 6, 7 (левое и правое соответственно), а между ними - рычажно-шагающий движитель (подробнее см. далее) для перемещения по ступеням 1. В состав последнего входят взаимосвязанные источник автономного электропитания (парой аккумуляторных батарей) 8, электромеханический привод (по меньшей мере, один электродвигатель с редуктором) 9 и эксцентрично установленные (ось 10, смещенная от оси 5 на величину е) двуплечие опорные рычаги 11, 12 (левый и правый соответственно), разнесенные вдоль оси 5 с возможностью упора в «текущую» (преодолеваемую) ступень 1 и вращения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес 6, 7. Транспортное средство содержит также систему управления (органы управления «вкл./выкл. электропитания», «вкл. вперед или назад / выкл. рычажно-шагающего движителя» - 13, сюда могут быть отнесены и рукоятки 3, 4), и систему безопасности. Рама 2 снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией.
Последнее конструктивно и функционально совмещено с упомянутым устройством для размещения полезной нагрузки и выполнено в виде подкатного порта. Основными элементами порта являются жестко связанные с рамой 2 парные (левые и правые) захваты в виде направленных вперед и/или вперед-вверх несущих кронштейнов - нижние 14, 15 и верхние 16, 17 с фиксаторами (в том числе на левой и правой ответных частях 18, 19 нижних кронштейнов 14, 15).
При этом отдельная колесная конструкция конструктивно и функционально совмещена с полезной нагрузкой и выполнена накатной, с возможностью использования в качестве полезной нагрузки инвалидной коляски (инвалидного кресла-коляски) 20, по крайней мере, одной из промышленно выпускаемой или планируемой к выпуску серийных марок (например, Германского производства), с колесами 21-24 и креслом 25 для размещения инвалида.
Выполнение порта 14-17 «подкатным», а отдельная колесная конструкция, с возможностью временного сопряжения с портом, - «накатной» предполагает превышение нижнего уровня (дорожного просвета) Н2 инвалидной коляски 17 с инвалидом над верхним уровнем H1 передка рамы 2 с установленными на ней агрегатами (при изображенной на фиг. 1, 2 компоновке - по верхнюю точку привода 9 или какого-либо экранирующего его сверху элемента, например рамы 1), обеспечивающее возможность их временного сопряжения (объединения собственно в транспортное средство, которое можно рассматривать и как «транспортный комплекс») с портом 13-16 путем подката «лестничного подъемника» его портом под-за инвалидную коляску 17 на ровной поверхности при их опоре на колеса 6, 7 и 21-24 соответственно, а значит - при качении колес 6, 7. Или, наоборот, накатом коляски 20, управляемой инвалидом, на порт (захваты 14-17) при качении колес 21-24, что эквивалентно, согласно принципу относительности Галилея.
В упомянутую выше систему безопасности входят, главным образом, автоматические тормоза 26, 27 для предотвращения срыва колес 6, 7 с кромки «текущей» ступени 1 - показаны их рычаги с роликами на конце на фиг. 1 в нерабочем (убранном) положении и на фиг. 2 в рабочем. Тормоза 26, 27 аналогичны известным из прототипа или других аналогов.
О фиксаторах подробнее см. далее).
Описанный пример конкретного варианта конструкции транспортного средства (транспортного комплекса, с учетом особенностей полезной нагрузки - в общем-то тоже транспортного средства) не исчерпывает множества возможных других вариантов в рамках заявляемой совокупности существенных признаков, формирующей единственный, независимый пункт формулы полезной модели.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Для подъема или спуска инвалида, находящегося в кресле 25 своей индивидуальной коляски, по лестнице 1 или преодоления отдельных ступенчатых профильных препятствий, ассистент временно соединяет транспортное средство 2 с коляской 20 как полезной нагрузкой (т.е. объединяет их в «транспортный комплекс»).
Этот подготовительный этап ассистент осуществляет с двухэтапным подкатом транспортного средства «лестничный подъемник» к коляске 20.
Для удобства последующих операций коляску 20 ассистент предварительно фиксирует от вредного отката вперед поворотом передних «дополнительных» колес 23, 24 на 90°, т.е. поперек продольной оси и направлению силового воздействия при стыковке транспортного средства с креслом-коляской 20 как полезной нагрузкой «лестничного подъемника».
Сперва ассистент последовательно подготавливает фиксаторы ответных частей 18, 20 нижних захватов 14 и 15 порта к соединению (см. фиг. 4), подкатывает за рукоятки 3, 4 (предварительно выставленные в эргономически соответствующее, удобное для транспортировке данным ассистентом, положение относительно оси 5) транспортное средство на колесах 6, 7 с наклоном его рамы 2 «на себя» сзади к/под коляску 20 (подкат происходит свободно, пока еще без отрыва колес 21-24 от опорной поверхности, за счет соотношения Н2>H1) и последовательно включает фиксаторы захватов 14, 15 с их ответными частями 18, 19 (см. фиг. 5). После чего переходит ко второму этапу подката: подает раму 1 «от себя» с ее поворотом вокруг оси 5 колес 6, 7 до ввода верхних захватов 16 и 17 во взаимодействие с ответными их частями (в данном случае - левой и правой стойками спинки кресла 25 как принадлежность уже коляски 20) и последовательно включает фиксаторы этих захватов (см. фиг. 5, 6).
Если основные колеса 21, 22 коляски 20 выполнены легкосъемными (с нажатием замка, соосного оси их вращения), ассистент может теперь последовательно, предварительно наклоняя раму 1 в продольном направлении до их вывешивания, снять их (особенно если они явно мешают маневрированию на лестничных площадках) и отставляет в сторону (см. фиг. 7).
Уже на этой стадии ассистент может включить бортовое питание, подготовив рычажно-шагающий движитель к работе.
Здесь же ассистент переводит (поворачивает против часовой стрелки) рычаги тормозов 26, 27 из убранного (см. фиг. 1) в рабочее положение (см. фиг. 2, 7). Допустим такой перевод и ранее (см. фиг. 3, 5).
Собственно транспортировка (преодоление ступеней 1) начинается с подвоза ассистентом образованного таким образом «транспортного комплекса» задним ходом вплотную к ступени 1 (с размещением ассистента на ступени 1 выше уровнем и упором колес 6, 7 в первую ступень 1 для подъема или перед кромкой ступени 1 перед спуском), наклона рамы 2 за рукоятки 3, 4 «на себя - вниз» до положения неустойчивого равновесия (нулевого весового баланса) или чуть ниже (положительного весового баланса), включения рычажно-шагающего движителя в режим заднего хода.
Транспортировка на лестничном марше осуществляется при соблюдении (поддержании) ассистентом нулевого или близкого к нему весового баланса и удержании пальцем руки выключателя питания движителя во включенном состоянии. Подъем/спуск транспортного средства с полезной нагрузкой («транспортного комплекса») происходит со скоростью порядка трех и двух секунд на одну ступень соответственно, за счет указанного движителя, при синхронном вращении двуплечих опорных рычагов 11, 12.
По преодолении ступенчатого профильного препятствия 1 ассистент выводит рычаги 11, 12 в горизонтальное или близкое к нему положение, выключает движитель, отключает бортовое питание и отсоединяет коляску 20 от «лестничного подъемника» в последовательности, обратной последовательности стыковки.
Использование полезной модели позволяет достичь дальнейшего (по отношению к прототипу) улучшения технико-эксплуатационных и экономических (потребительских) характеристик транспортного средства для лиц с ограниченными физическими возможностями, что выражается в расширении возможностей перемещать инвалидов по лестницам и отдельным ступенчатым профильным препятствиям непосредственно в их «персональных» колясках, не имеющих функций преодоления ступеней.
Пробная эксплуатация заявляемого транспортного средства с использованием изготовленного авторами опытного образца (2011-2012 гг., не опубликовано, см. фиг. 3-8) подтвердила заявляемую эффективность его применения.
1. Транспортное средство для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента, содержащее раму с устройством для размещения полезной нагрузки и рукоятками для ассистента, по меньшей мере, пару соосных колес, рычажно-шагающий движитель для перемещения по ступеням, в состав которого входят взаимосвязанные источник автономного электропитания, электромеханический привод и эксцентрично установленные двуплечие опорные рычаги, разнесенные вдоль оси колес с возможностью упора в ступени и вращения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес, а также системы управления и безопасности, при этом рама снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией, отличающееся тем, что устройство оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией конструктивно и функционально совмещено с устройством для размещения полезной нагрузки и выполнено в виде подкатного порта с парными захватами и фиксаторами полезной нагрузки с возможностью использования в качестве таковой инвалидной коляски, по крайней мере, одной из серийных марок.
2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что в нем отдельная колесная конструкция конструктивно и функционально совмещена с полезной нагрузкой и выполнена накатной.
