LEVANTARSE DE O SENTARSE EN UN DISPOSITIVO DE ASIENTO

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se encuadra en el campo técnico de los dispositivos utilizados para asistir a personas a la hora de que desean levantarse de o sentarse en un asiento, tal como una silla, butaca, el asiento de un vehículo, taburete, silla de ruedas, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los sistemas para ayudar a levantarse y sentarse en un asiento están destinados a ser utilizados por personas mayores y personas con alguna discapacidad física permanente o temporal. Habitualmente, tales dispositivos están constituidos generalmente por dispositivos mecánicos (por ejemplo muelles) que desplazan una superficie de apoyo para ayudar a levantarse a una persona. Otros dispositivos comprenden un elemento hinchable con el mismo propósito. Todos estos dispositivos son activados por el usuario y su funcionamiento es todo/nada, es decir, cuando el usuario lo activa, el dispositivo pasa de una posición a otra (por ejemplo, se hincha completamente o el elemento mecánico realiza su recorrido completo).

Asientos que incorporan mecanismos mecánicos o neumáticos para ayudar a que la persona pueda realizar el movimiento de levantarse o sentarse se describen, por ejemplo, en los documentos de patente US-7000988, US-5346280, US-5165753, US-5498064 y US-4778217.

Por otra parte, dispositivos de ayuda que emplean cojines hinchables se describen, como por ejemplo en los documentos de patente US-5988747, US- 5505518 y US-5361433.

Asimismo, también se han diseñado con la misma finalidad dispositivos portátiles que mediante dispositivos mecánicos o neumáticos ayudan a la persona a levantarse, como los descritos, por ejemplo, en los documentos de patente US- 2006150321 -A, US-5082327, US-4629162, US-61 13188, US-5333931 , y US- 6637818. En todas las soluciones, el propio usuario activa mediante alguna clase de interruptor el sistema de aire para inflar o desinflar el dispositivo que le ayuda a levantarse y no permiten una regulación personalizada.

Los dispositivos de asistencia conocidos adolecen del problema que se basan en un funcionamiento todo/nada, es decir, el dispositivo se activa o se desactiva. Al respecto, debe tenerse en cuenta que un dispositivo de este tipo trata de ayudar a una persona (por ejemplo, una persona mayor o con algún grado de discapacidad o en rehabilitación) a sentarse o a levantarse, pero el nivel de ayuda que precisa cada persona es muy distinto, es decir, hay personas que necesitarán una ayuda casi completa para levantarse, pero por otro lado habrá personas que no necesitan tanta ayuda. También está el problema de cómo se entrega la fuerza del dispositivo. Los dispositivos conocidos proporcionan el mismo nivel de ayuda sin tener en cuenta las necesidades puntuales y el esfuerzo que realice la persona, es decir, aunque no necesites ayuda en ese instante de tiempo (o en esa fase particular del movimiento) el sistema te la proporciona.

Por otra parte, también se conocen colchones que pueden inflarse por zonas para cambiar la presión de contacto del paciente con la superficie de soporte y evitar la formación de escaras. Estos colchones incorporan sensores de presión que permiten detectar la presión del usuario en determinadas zonas y así provocar el inflado o desinflado selectivo de esas zonas. En algunos casos estos sistemas modifican las estrategias y los ciclos de inflado y desinflado en función de la información proporcionada por los sensores de presión al realizar el usuario algunos movimientos. Estos dispositivos para colchones se describen, por ejemplo, en los documentos de patente US-2005204476-A, US-7069610, US-7107642, US- 2008005843-A, US-6058537, US-6034526 y US-6877178. Sin embargo, estos colchones únicamente actúan sobre la zona de soporte para modificar la presión de contacto y no ofrecen la posibilidad de ayudar a una persona a levantarse o sentarse.

A la vista de lo anterior, era deseable poder contar con un dispositivo de asistencia a una persona que desea levantarse o sentarse en un asiento, que permitiera evitar los inconvenientes de los dispositivos del estado de la técnica proporcionando una ayuda más eficaz a las personas que lo necesiten para poder realizar el movimiento de levantarse y sentarse en un asiento por sí mismas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes del estado de la técnica más arriba detallados, mediante un dispositivo de asistencia para un usuario que desea levantarse de o sentarse en un dispositivo de asiento, que comprende un dispositivo actuador susceptible de estar dispuesto en el dispositivo de asiento y activable para desplazar al menos una parte del dispositivo de asiento entre una posición de altura mínima y una posición de altura máxima para ayudar al usuario a sentarse desplazando la parte del dispositivo de asiento hacia dicha posición de altura mínima y para ayudar al usuario a levantarse desplazando la parte del dispositivo de asiento hacia dicha posición de altura máxima;

al menos un dispositivo sensor para determinar la fuerza ejercida por el usuario sobre el dispositivo de asiento;

una unidad de control conectada al dispositivo actuador y al dispositivo sensor, para activar el dispositivo actuador en función de valores de fuerza detectados (F) por el dispositivo sensor; comprendiendo la unidad de control además un sistema detector de presencia que determina la presencia de un usuario en el dispositivo de asiento cuando al menos un valor de fuerza detectado es mayor que un valor de asiento ocupado (FUSUARIO),

donde

la unidad de control comprende además

un sistema detector de la intención del usuario de levantarse para detectar si los valores de fuerza detectados por el dispositivo sensor son menores que el valor de fuerza de referencia y activar el dispositivo actuador para desplazar la parte del dispositivo de asiento hacia la posición de altura máxima cuando al menos un valor de fuerza detectado es menor que el valor de fuerza de referencia,

un sistema detector de la intención del usuario de sentarse para detectar si los valores de fuerza detectados son mayores que un valor de fuerza de referencia y activar el dispositivo actuador para desplazar la parte del dispositivo de asiento hacia la posición de altura mínima cuando al menos un valor de fuerza detectado es mayor que el valor de fuerza de referencia;

con la particularidad de que el sistema de detección de la intención del usuario de levantarse y el sistema de detección de la intención del usuario de sentarse funcionan simultáneamente a partir de los valores de fuerza detectados (F); por lo que la unidad de control evalúa continuamente el movimiento que está realizando el usuario para activar el modo de asistencia requerido,

siendo la unidad de control un microprocesador en el que está implantado el sistema de monitorización y que comprende una memoria en la que están almacenados los valores de fuerza de asiento ocupado y de referencia; y estando dispuesto el dispositivo de asistencia en el dispositivo de asiento.

Según una realización de la invención, la unidad de control comprende además un sistema detector de activación para, cuando la unidad de control está en un modo de asiento ocupado, detectar si al menos un valor de fuerza detectado por el dispositivo sensor es menor que a un valor de fuerza de activación y para poner la unidad de control en un modo de espera listo para activar el dispositivo actuador mientras dicho al menos un valor de fuerza detectado es menor que el valor de fuerza de activación. A su vez, en esta realización, el sistema detector de la intención del usuario de levantarse detecta, cuando la unidad de control está en el modo de espera listo para activar el dispositivo actuador, si al menos un valor de fuerza detectado por el dispositivo sensor es menor que el valor de fuerza de referencia y para poner la unidad de control en un modo de subida del asiento que activa el dispositivo actuador para desplazar dicha parte del dispositivo de asiento hacia dicha posición de altura máxima mientras dicho al menos un valor de fuerza detectado es inferior al valor de fuerza de referencia. A su vez y también en esta realización, el sistema detector de la intención del usuario de sentarse detecta, si dicho valor de fuerza detectado es mayor que dicho valor de fuerza de referencia y pone la unidad de control en un modo de bajada del asiento que activa el dispositivo actuador para desplazar dicha parte del dispositivo de asiento hacia dicha posición de altura mínima mientras dicho al menos un valor de fuerza detectado es mayor que dicho valor de fuerza de referencia. A su vez y también esta realización comprende un sistema detector de presencia que vuelve a poner la unidad de control en un modo de espera de asiento vacío cuando ha detectado al menos un valor de fuerza detectado (F) menor que el valor de fuerza de asiento ocupado.

La combinación de características anteriormente descritas del dispositivo de asistencia correspondiente a la presente invención no sólo permite determinar si hay un usuario sentado en el dispositivo de asiento, sino también si el usuario está realizando algún movimiento para sentarse o levantarse de manera que el análisis de tales movimientos permite detectar la intención de los movimientos del usuario de forma continua y la activación del dispositivo actuador en el modo de asistencia correspondiente, proporcionando así en cada momento la asistencia requerida por el usuario ya que el dispositivo de asistencia es capaz de detectar un cambio en la intención del usuario como, por ejemplo, cuando el usuario comienza a sentarse (de manera que los valores de fuerza detectados son mayores que el valor de fuerza de referencia de manera que la unidad de control pasa al modo de bajada del asiento en el que activa el dispositivo actuador para que preste asistencia al usuario para sentarse) pero cambia de idea y se levanta (de manera que los valores de fuerza obtenidos son inferiores al valor de fuerza de referencia de manera que la unidad de control pasa al modo de subida del asiento en el que activa el dispositivo actuador para que preste asistencia al usuario para levantarse) o viceversa. Todo ello es posible sin que el usuario tenga que realizar movimientos distintos a los que realiza de forma natural para levantarse de o sentarse en un dispositivo de asiento sin dispositivo de asistencia, es decir, el dispositivo de asistencia conforme a la presente invención funciona automáticamente sin necesidad de que el usuario proporcione órdenes de manejo mediante mandos, botones u otros dispositivos, ya que el sistema responde proporcionando la ayuda necesaria en función de dichos movimientos naturales.

Por lo tanto, la presente invención mejora notablemente la funcionalidad de los dispositivos de asistencia ya que permite brindar asistencia para levantarse y sentarse en función de las necesidades de cada usuario.

El término "dispositivo de asiento" empleado en el contexto de la presente invención se refiere a cualquier dispositivo en el que una persona pueda tomar asiento y del que se puede levantar, y comprende dispositivos tales como sillas, sillas de ruedas, sillones, asientos de tazas de inodoros, bancos, taburetes, sofás, soportes, etc. A su vez, el término "zona de asiento" se refiere a aquella parte del asiento en la que se posa la persona cuando está sentada.

El término "levantarse" o "sentarse" en un asiento empleado en el contexto de la presente invención se refiere de manera genérica la movimiento para "entrar" o "salir" de un dispositivo de asiento, y por ejemplo comprende la operación de transferencia de una silla de ruedas a una cama ó la transición desde/hacia un asiento de un vehículo.

Por otra parte, el término "dispositivo actuador" se refiere a un sistema que puede ser mecánico, neumático, eléctrico, etc. o combinaciones de ambos que proporciona fuerza para ayudar a realizar el movimiento a la persona, generando la fuerza a partir de un sistema que transforma energía en energía mecánica como por ejemplo un motor eléctrico o un sistema que genera la fuerza a partir de un almacén de energía como por ejemplo un muelle.

El término "dispositivo sensor" empleado en el contexto de la presente invención se refiere a un sistema que determina ei valor de la fuerza ejercida por el usuario sobre la zona de asiento, un sistema que puede implementarse con sensores de fuerza, sensores de presión, sensores de contacto etc. o combinaciones de ambos.

De acuerdo con la invención, el dispositivo sensor puede ser un sensor de fuerza integrado en la estructura mecánica de dispositivo de asiento que permite medir la fuerza ejercida sobre la zona de asiento al sentarse una persona.

De acuerdo con la invención, en otra implementación, el dispositivo sensor puede ser una vejiga rellena de un fluido en la que está dispuesto al menos un sensor de presión como por ejemplo un sensor de presión absoluta MPX4250 de la empresa estadounidense Freescale Semiconductor, Inc., pudiendo estar dispuestos uno o varios sensores de presión en el interior de la vejiga de manera que miden la presión interior en al menos una cámara en el interior de la vejiga, y/o pudiendo estar dispuestos en el exterior de la vejiga comunicados con el interior para determinar la presión interior de la vejiga, y/o pueden estar dispuestos formando una red en la superficie de la vejiga, La vejiga puede estar compuesta por una pluralidad cámaras internas con uno o varios sensores de presión en cada cámara. Cada sensor es capaz de proporcionar medidas continuas de presión que cuyos valores constituyen datos de entrada que son procesados por la unidad de control. A partir de la presión medida sobre la zona de asiente el dispositivo sensor puede determinar la fuerza sobre el asiento estimando una determinada superficie de contacto (F = Presión ^* Superficie).

El dispositivo sensor también puede ser otro sistema que obtiene la fuerza sobre el asiento a partir de la superficie de contacto, por ejemplo calculando la fuerza de manera proporcional al valor de la superficie de contacto. La superficie de contacto puede medirse con varios sensores de contacto distribuidos sobre el asiento, o también con una matriz de sensores de presión.

Adicionalmente, el dispositivo sensor puede ser implementado con uno o varios sensores de contacto que permiten calcular la fuerza en la zona del asiento en valores discretos. A modo de ejemplo, utilizando dos sensores de contacto (dos interruptores mecánicos) situados uno en la superficie de la zona de asiento y otro en el interior de la espuma del asiento se puede determinar el valor de fuerza en uno de los siguientes valores: nula, suave, fuerte.

El mismo modo, el dispositivo sensor puede consistir en un sensor (o varios) que mide la proximidad del cuerpo del usuario a la zona de asiento y partir de esta información determina el valor de la fuerza sobre el asiento, por ejemplo estimando la fuerza como inversamente proporcional a la distancia.

El dispositivo sensor determina la fuerza sobre la zona de asiento, pero no exclusivamente, se puede implementar el sistema incluyendo sensores adicionales en el respaldo (o quizás en el reposabrazos).

El dispositivo de la presente invención puede ser un dispositivo independiente que se dispone sobre un asiento "fijo", es decir, desprovisto de un dispositivo actuador propio, o puede ser integrable en un dispositivo de asiento existente, como por ejemplo en una silla elevadora con medios actuadores ya existentes a los que se conecta la unidad de control, como la silla elevadora descrita en la patente estadounidense US-7000988, en cuya zona de asiento se dispone el dispositivo sensor. El dispositivo de asistencia también puede ser integrado en sillas de tipo catapulta como las comercializadas por la empresa estadounidense Pride Mobility Products Corp. en las que la unidad de control se puede conectar al motor eléctrico que acciona la subida'bajada de la silla y el dispositivo sensor, como por ejemplo una vejiga del tipo más arriba descrito, puede incorporarse en la zona de asiento. Asimismo, el dispositivo de asistencia puede integrarse en productos de cojín eléctrico tales como el dispositivo de asiento UPLIFT POWER SEAT™ de la empresa estadounidense Uplift Technologies Inc. o a productos cuya actuación está basada en elementos inflables tales como por ejemplo el dispositivo elevador de asientos descrito en la patente estadounidense US-5375910.

En una primera realización del sistema detector de presencia, éste pone la unidad de control en el modo de asiento ocupado después de haber detectado una pluralidad de sucesivos valores de fuerza mayores que el valor de asiento ocupado, y vuelve a poner la unidad de control en el modo de asiento vacío cuando ha detectado al menos un valor de fuerza menor que el valor de asiento ocupado.

Por otra parte, en una segunda realización del sistema detector de presencia, alternativa o complementaria a la primera realización antes descrita, éste mantiene la unidad de control en el modo de asiento ocupado mientras que no detecta al menos un valor de fuerza inferior a un predeterminado valor umbral de fuerza de asiento ocupado que es inferior al valor de asiento ocupado, y vuelve a poner la unidad de control en el modo de asiento vacío cuando detecta al menos un valor de fuerza inferior a dicho valor umbral de fuerza de asiento ocupado, estando el valor umbral de fuerza de asiento ocupado almacenado en la memoria del microprocesador. Además, en una tercera realización del sistema detector de presencia, éste pone la unidad de control en el modo listo para activar el dispositivo actuador después de haber detectado una pluralidad de sucesivos valores de fuerza menores que el valor de activación durante al menos un intervalo de tiempo medido, y vuelve a poner al unidad de control en el modo sentado cuando ha detectado al menos un valor de fuerza mayor que el valor de activación.

En una cuarta realización del sistema detector de presencia, alternativa o complementaria a la primera realización del sistema detector de activación antes descrita, éste mantiene la unidad de control en el modo listo para activar el dispositivo actuador mientras que no detecta al menos un valor de fuerza superior a un predeterminado valor umbral de fuerza de activación que es superior al valor de activación, y vuelve a poner la unidad de control en el modo sentado cuando detecta al menos un valor de fuerza superior al valor umbral de fuerza de activación, estando el valor umbral de fuerza de activación almacenado en la memoria del microprocesador.

En una primera realización de los sistemas de detección de la intención del usuario de levantarse o sentarse, éstos ponen la unidad de control en el modo de subida del asiento (ayuda al usuario para levantarse) después de haber detectado una pluralidad de sucesivos valores de fuerza menores que el valor de referencia, y vuelven a poner al unidad de control en el modo de bajada del asiento (ayuda al usuario para sentarse) cuando ha detectado al menos un valor de fuerza mayor que el valor de referencia. El funcionamiento de los sistemas de detección del usuario de levantarse o sentarse es simultáneo.

En una segunda realización de los sistemas de detección de la intención del usuario de levantarse o sentarse, alternativa o complementaria a la primera realización de los sistemas de detección de la intención del usuario de levantarse o sentarse, éstos mantienen la unidad de control en el modo de subida del asiento (ayuda al usuario para levantarse) mientras que no detectan al menos un valor de fuerza superior a un predeterminado primer valor umbral de referencia que es superior al valor de referencia, y vuelven a poner la unidad de control en el modo de bajada del asiento (ayuda al usuario para sentarse) cuando detecta al menos un valor de fuerza superior al primer valor umbral de activación, estando el primer valor umbral almacenado en la memoria del microprocesador.

Cuando la primera unidad comprende uno o más contadores de tiempo para obtener intervalos de tiempo, la unidad de control también puede cambiar del modo de asiento ocupado ai modo de asiento vacío cuando el sistema detector de presencia durante un intervalo de tiempo medido más largo que un intervalo de tiempo máximo predeterminado no ha detectado al menos un valor de fuerza mayor que el valor de asiento ocupado, estando el intervalo de tiempo máximo predeterminado almacenado en la memoria del microprocesador. Alternativa o complementariamente, la unidad de control puede cambiar del modo listo para activar el dispositivo actuador al modo sentado cuando el sistema detector de presencia durante un intervalo de tiempo medido más largo que un intervalo de tiempo máximo predeterminado no ha detectado al menos un valor de fuerza menor que el valor de activación, estando el intervalo de tiempo máximo predeterminado almacenado en la memoria del microprocesador. Asimismo, la unidad de control puede estar diseñada para cambiar del modo de bajada del asiento (ayuda al usuario para sentarse) al modo listo para activar el dispositivo actuador cuando el sistema detector de presencia durante un intervalo de tiempo medido más largo que un intervalo de tiempo máximo predeterminado no ha detectado al menos un valor de fuerza menor que el valor de referencia, estando el intervalo de tiempo máximo predeterminado almacenado en la memoria del microprocesador.

La unidad de control también puede estar diseñada para que el cambio del modo sentado al modo listo se realice exclusivamente cuando se han determinado (uno o varios) valores de fuerza inferiores al valor de activación durante un intervalo de tiempo medido (o un valor superior sostenido durante un intervalo de tiempo), estando el intervalo de tiempo máximo predeterminado almacenado en la memoria del microprocesador.

El dispositivo de asistencia puede estar diseñado de forma que ofrezca una asistencia individualizada para cada usuario que utilice el dispositivo de asiento, es decir, para ofrecer más asistencia si un usuario tiene poca fuerza y, al contrario, si un usuario tiene más fuerza el sistema proporcionará menos ayuda. En este caso, el usuario no tendrá que seleccionar explícitamente el nivel de asistencia que necesita ya que ello éste resulta automáticamente en un ajuste de los valores de fuerza de asiento ocupado, de activación y de referencia mediante una calibración automática de estos valores que se pueden guardar en la unidad de control a modo de perfil de usuario. Esta calibración de los valores de asiento ocupado , de activación y de referencia comprende la monitorización continua durante un periodo de tiempo o un ciclo de calibración establecido de los valores de la fuerza determinados por el dispositivo sensor cuando el dispositivo de asiento está siendo utilizado por un usuario, y la evaluación de los valores de fuerza obtenidos para establecer un perfil que comprende un determinado valor de fuerza de asiento ocupado, un determinado valor de fuerza de activación, un determinado valor de fuerza de referencia y, en su caso, un determinado valor umbral de fuerza de la fuerza de referencia inferior y/o un valor umbral de fuerza de fuerza de referencia superior.

El valor de la fuerza de referencia se puede determinar, por ejemplo, mediante un ciclo de calibración. En este ciclo el usuario se sienta y se levanta y a partir del registro de las fuerzas obtenidas se establece un valor de fuerza máximo (F _M AX) y un valor mínimo (F _M , _N ) de la fuerza, de manera que se puede calcular el rango de variación de la fuerza (AF) mediante la siguiente fórmula:

AF = F ¹ MAX - F ¹ MIN

Seguidamente, el valor de la fuerza de referencia (F _RE F) se establece en un punto entre el valor de fuerza máximo y el valor de fuerza mínimo, dentro del intervalo de referencia aplicándose, por ejemplo, la siguiente fórmula

AF AF

F ¹ MIN + ^τ -=— , <— F ¹ REF <— F ¹ MAX --=— _

ni nz en la que n 1 y n2 pueden ser números iguales o diferentes, preferentemente números enteros comprendidos entre 1 y 20, como por ejemplo 4.

El valor de activación (F _A CT) se puede determinar a partir del valor de referencia y de los valores de fuerza máximo y el valor de fuerza mínimo, por ejemplo se puede establecer el valor de activación como el 95% del valor de referencia (F _A CT= F _RE F ^* 0.95 ).

El valor de asiento ocupado se puede determinar de manera análoga, por ejemplo, en un porcentaje del valor de la fuerza máxima histórica registrada, o también se puede prefijar como el valor determinado por un dispositivo sensor cuando el dispositivo de asiento está ocupado por un determinado peso, como por ejemplo, 30 Kilogramos. Con los valores de fuerza de referencia, de asiento ocupado y de activación se pueden establecer perfiles de valores de fuerza individualizados para cada usuario y/o para cada grupo de usuarios en relación con los que en los ciclos de calibración se hayan obtenido combinaciones de valores de fuerza similares. Estos perfiles pueden ser guardados en la unidad de control y reconocidos por la misma en base a que de un ciclo de obtención de valores de fuerza resulte una combinación que idéntica o similar a un perfil guardado.

La unidad de control puede estar diseñada además para que pueda evaluar si su actuación, es decir, su respuesta a los valores de fuerza obtenidos en los diversos modos de funcionamiento y de espera es efectiva y adecuar su comportamiento para proporcionar un nivel de asistencia adaptado particularmente a la persona y en ese momento, de forma que la unidad de control puede "aprender" con el uso para funcionar mejor.

La unidad de control también puede estar diseñada para actuar de forma distinta en cada modo de funcionamiento, por ejemplo modificando el valor de fuerza de referencia dependiendo de si el movimiento del usuario al que el dispositivo actuador es el de querer levantarse o sentarse y también dependiendo de si la fase del movimiento es inicial, media o final.

La unidad de control también puede estar provista de medios de gestión para gestionar la inicialización que actúan cuando se enciende el dispositivo de asistencia al ser conectado a la alimentación eléctrica. Así, por ejemplo, cuando no está presente un usuario en la zona de asiento, los medios de gestión pueden ordenar al dispositivo actuador que lleve el dispositivo de asistencia a una posición establecida, por ejemplo la posición de altura máxima o la posición de altura mínima, o la posición mantenida antes de que el dispositivo de asistencia fuera desconectado de la alimentación eléctrica la última vez.

En otra realización del dispositivo de asistencia, el dispositivo sensor está implementado con sensores de fuerza integrados en las patas del asiento que permiten medir la fuerza ejercida por la silla sobre el suelo y a partir de esta medición determinar la presión sobre el asiento conociendo la superficie del asiento (Presión =

Fuerza /Superficie). En esta realización, se pueden incluir sensores de fuerza en las patas de una silla estándar (uno en cada pata) para medir la fuerza ejercida por cada pata de la silla sobre el suelo. Aunque la superficie de contacto varia (apoyo en el respaldo o apoyo el asiento y respaldo) se puede determinar cuando la persona se va a levantar y estimar la fuerza sobre el asiento para que la unidad de control active ios modos de asistencia necesarios.

En otra realización, el dispositivo de asistencia está integrado en una silla de ruedas con función de pie y levantamiento del asiento, por ejemplo el producto Permobil C400 VS. Estos sistemas permiten mediante el mando de control levantar a una persona en una silla de ruedas hasta una posición de pie o bien levantar el asiento hasta una posición más elevada. En este caso el dispositivo sensor puede estar integrado en el propio asiento y el dispositivo actuador es el propio sistema de actuación de la silla. La unidad de control presentada en esta invención permite manejar el funcionamiento de la funciones de pie y levantamiento de asiento utilizando automáticamente el movimiento del cuerpo del usuario, sin recurrir al mando de control de la silla. Este modo de uso es especialmente útil en las transiciones para entrar o salir de la silla de ruedas, realizadas por el propio usuario cuando tiene la suficiente capacidades o ayudado por otra persona (u otro sistema como por ejemplo una grúa) porque funciona automáticamente sin necesidad de utilizar un mando (y por ello una mano). De este modo el usuario tiene las manos libres para agarrarse a otros sitios y realizar más fácilmente la transición. De este modo, el ayudante tiene las manos libres para agarrar/ayudar al usuario a realizar más fácilmente la transición.

En otra realización del dispositivo de asistencia, el dispositivo sensor está compuesto por uno o varios sensores de contacto que se activan con el contacto del cuerpo de la persona con la zona del asiento. Por ejemplo, puede combinarse un sensor de contacto superficial (en la tela que cubre el asiento) con otro sensor de contacto en el interior del asiento (entre la espuma). En este caso, la unidad de control puede proporcionar las mismas funciones con una pequeña variación de su implementación simplificándose los criterios de los sistemas de detección, según las siguientes posibilidades:

(i) Con un único sensor de contacto: si estando sentado se pierde el contacto el sistema pasa a modo listo; si en modo listo sigue sin contacto durante un periodo de tiempo, se pasa al modo de asistencia (levantarse); si en modo asistencia (levantarse) se mantiene el contacto durante otro periodo de tiempo

, se pasa al modo de asistencia (sentarse); si en modo de asistencia (sentarse) se pierde el contacto, se pasa al modo de asistencia (levantarse);

(ii) con dos sensores de contacto (superficial y profundo), se puede estimar una fuerza sobre la zona de asiento en tres niveles: nula, suave, fuerte. Se puede modificar ¡os criterios de los sistemas de detección en la unidad de control para utilizar esta información;

(iii) con varios sensores de contacto (en diferentes zonas de la superficie de asiento, por ejemplo en el centro y en los lados), se puede estimar una fuerza sobre el asiento en varios niveles: nula, suave, media, fuerte, etc. Y modificar entonces los criterios de los sistemas de detección en la unidad de control para utilizar esta información.

En otra realización del dispositivo de asistencia, el dispositivo actuador es un sistema con un "muelle" (en general, elástico, mecánico o neumático), o un sistema compuesto por varios muelles, que almacene la energía mecánica al sentarse y la devuelva al levantarse. En este caso la unidad de control maneja un sistema de bloqueo/frenado para gestionar cuando se proporciona la fuerza para levantarse. Al sentarse la unidad de control gestiona cuando el asiento puede bajar o está bloqueado siendo el usuario el que realiza la fuerza hacia abajo con su propio peso.

En otra realización del dispositivo de asistencia, este puede ser implementado en una silla de oficina para proporcionar la ayuda a partir del movimiento realizado por la persona sin tener que utilizar los mandos. Por ejemplo en las sillas de oficina VELA Tango (http://www.vela.dk/00148/00150/) ó eMove4,http://www.asd.co.uk/special needs/emove/emove.htm ó el modelo SPS7 (http://www.asd.co.uk''sport/sport_details.htm) de Advance Seating designs. En este caso el dispositivo sensor puede estar integrado en el asiento y el dispositivo actuador puede ser el propio sistema actuador de la silla (en los citados ejemplos, motores eléctricos y muelle neumático). La unidad de control presentada en esta invención permite mejorar el uso de estas sillas gestionando la ayuda para levantarse o sentarse en estas sillas sin necesidad de que el usuario utilice los controles para manejar esta gestión de la ayuda.

En otra realización del dispositivo de asistencia, este puede ser implementado cuyo dispositivo actuador tenga unos interruptores de fin de carrera para indicar la posición de altura máxima y mínima. En este caso, la unidad de control puede utilizar esta información para mejorar el funcionamiento del algoritmo de control.

Como se puede observar, la presente invención supera los inconvenientes del estado de la técnica antes descritos de una forma eficaz mediante un dispositivo de asistencia con una estructura relativamente sencilla y económica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS A continuación se describen aspectos y reaiizaciones de la invención sobre la base de unos dibujos, en los que

la figura 1 es una vista esquemática de los elementos más relevantes según una realización de la invención aplicada a un primer tipo de asiento;

la figura 2 es una vista esquemática de la relación de la unidad de control con el dispositivo actuador;

la figura 3 es un diagrama que muestra una forma de obtener el valor de una fuerza de referencia mediante un ciclo de calibración;

la figura 4 muestra los modos de funcionamiento más relevantes de en los que actúa la unidad de control según una realización de la invención;

la figura 5 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo sentado";

la figura 6 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo listo";

la figura 7 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo de asistencia para levantarse";

la figura 8 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo de asistencia para sentarse";

la figura 9 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo asiento vacío";

la figura 10 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo asiento ocupado";

la figura 1 1 muestra esquemáticamente el dispositivo sensor según una realización de la presente invención;

la figura 12 es una vista esquemática de los elementos más relevantes según una realización de la invención aplicada a un segundo tipo de asiento;

la figura 13 es una vista esquemática de los elementos más relevantes según una realización de la invención aplicada a un tercer tipo de asiento.

En estas figuras aparecen referencias numéricas que identifican los siguientes elementos:

1 dispositivo de asiento

1 a zona de asiento

1 b parte de respaldo

1 c patas 1 d apoyabrazos

1 e columna de apoyo

2 dispositivo actuador

3 dispositivo sensor

4 unidad de control

5 sensor de presión

F _act valor de íuerza de activación

Fmax valor de fuerza máximo en la calibración del valor de fuerza de referencia

F valor de fuerza detectado

Fmir, valor de fuerza mínimo en la calibración del valor de fuerza de referencia

F _ref valor de fuerza de referencia

FI _J S _U AR _Í O valor de fuerza de asiento ocupado

t periodo de tiempo de la calibración

TMAX tiempo disponible en el modo de subida del asiento

T _MED intervalo de tiempo medido en un modo de asistencia

T _LN tiempo disponible en el primero modo de asistencia

TRESET intervalo de tiempo máximo de funcionamiento antes de un reinicio

MODOS DE REALIZAR LA INVENCIÓN

En la realización del dispositivo de asistencia esquemáticamente ilustrada en la figura 1 , el dispositivo actuador -2- (mostrado en su posición de altura máxima) es de tipo catapulta. La parte estacionaria del dispositivo actuador está dispuesta sobre y está aplicado sobre la zona de asiento -1 a- de una silla -1 - convencional. Sobre la parte móvil del dispositivo actuador -2- está inmovilizado una vejiga -3- rellena de un fluido y en cuyo interior está alojado, como se puede ver con más detalle en la figura 1 1 , un sensor de presión absoluta -5-. Entre el sensor -5- y el dispositivo actuador -2- está interconectado una unidad de control -4- que recibe señales identificativas de los valores detectados por el sensor -5-, procesa tales señales recibidas y emite señales de control al dispositivo actuador -2-, de manera que la parte móvil del dispositivo actuador que puede comprender, por ejemplo, un mecanismo actuador que incluye un motor eléctrico acoplado a un husillo (no mostrados en las figuras) para desplazar dicha parte móvil entre una posición de altura máxima mostrada en la figura 1 , y una posición de altura mínima (no mostrada en la figura 1 ) en la que la parte móvil del dispositivo actuador -2- es coplanaria con su parte estacionaria. La figura 2 muestra esquemáticamente y de forma genérica cómo la unidad de control -4- interacciona con el dispositivo actuador -2- a raíz de las intenciones del usuario detectadas a raíz de que se mida la fuerza ejercida por el usuario sobre el dispositivo sensor.

La figura 3 muestra la obtención de un valor de fuerza de referencia -F _ref - a partir de un ciclo de calibración correspondiente de una duración -t-. Para el cálculo del valor de fuerza de referencia -F _ref - se emplean las dos fórmulas más arriba indicadas en la presente memoria descriptiva.

Como se desprende de la figura 4, la unidad de control puede estar operando en diversos modos de funcionamiento y la interrelación general de los mismos. Puede observarse que la unidad de control se puede encontrar en un modo de espera asiento vacío, un modo de espera asiento ocupado, un modo de bajada del asiento que presta asistencia para que el usuario pueda sentarse, un modo de subida del asiento que presta asistencia para que el usuario pueda levantarse, un modo de espera de activación del modo de subida del asiento en el que la unidad de control está lista para entrar en los modos de asistencias, y un modo de espera en el que el usuario está sentado. Estos modos de funcionamiento de la unidad de control se explicarán con más detalle con referencia a las figuras 5 a 10.

La figura 5 muestra la transición de los modos de funcionamiento desde el modo sentado en el que se encuentra la unidad de control cuando el usuario está sentado en el dispositivo de asiento. Así. cuando la unidad de control está en este modo sentado y el sistema detector de activación descrito más arriba en el apartado "DESCRIPCIÓN DE LA PRESENTE INVENCIÓN" de la presente memoria descriptiva recibe del dispositivo sensor valores de fuerza detectados -F- menores que un valor de fuerza de activación -F _3Ct - predeterminado, el sistema detector de activación considera que la unidad de control está lista para entrar en un modo de asistencia y, por tanto, pone la unidad de control en un modo de activación o modo listo para activar el dispositivo actuador. Por contra, si el sistema detector de activación no recibe del dispositivo sensor valores de fuerza detectados -F- menores que el valor de fuerza de activación -F _act - vuelve a poner la unidad de control en el modo de estado de espera sentado en el que el sistema detector de activación monitoriza los valores de fuerza detectados -F- recibidos del dispositivo sensor.

Como ¡lustra la figura 6, desde el modo de espera activación o modo listo, cuando el sistema detector de la intención del usuario de sentarse también descrito más arriba en el apartado "DESCRIPCIÓN DE LA PRESENTE INVENCIÓN" de la presente memoria descriptiva recibe del dispositivo sensor valores de fuerza detectados -F- mayores que un valor de fuerza de referencia -F _ref - predeterminado, la unidad de control se mantiene en ese modo de espera de activación ya que se encuentra que esos valores de fuerza detectados -F- mayores son indicativos de que el usuario sentado en el dispositivo de asiento no está haciendo esfuerzos para levantarse. Por otra parte, la unidad de control también puede pasar a un modo de subida del asiento en el que activa el dispositivo actuador para que haga ascender su parte móvil desde la posición de altura mínima hacia la posición máxima. Este modo de subida del asiento se produce cuando el sistema detector de la intención del usuario de levantarse asimismo descrito más arriba en el apartado "DESCRIPCIÓN DE LA PRESENTE INVENCIÓN" de la presente memoria descriptiva recibe del dispositivo sensor valores de fuerza detectados -F- menores que un valor de fuerza de referencia -F _re .- predeterminado ya que, en este caso, se considera que esos valores de fuerza detectados -F- menores son indicativos de que el usuario está intentando levantarse lo cual tiene como resultado una disminución de la fuerza ejercida por el usuario sobre el dispositivo sensor. Este modo de subida del asiento es mantenido mientras que el sistema detector de la intención del usuario de levantarse siga recibiendo valores de fuerza detectados -F- menores que el valor de fuerza de referencia -F, _ef -.

La figura 6 también muestra un contador de tiempo. Este contador de tiempo está integrado en la unidad de control y mide el tiempo transcurrido -T _med - desde la entrada de la unidad de control en el modo de espera de accionamiento. Cuando ese tiempo transcurrido -T _med - sobrepasa un intervalo de tiempo máximo de funcionamiento -T _RE SET- de la unidad de control no ha pasado a dicho segundo sistema de asistencia, la unidad de control vuelve a dicho modo sentado.

Como se puede ver en la figura 7, cuando la unidad de control se encuentra en el segundo modo de activación y, por lo tanto, el dispositivo actuador ha iniciado el ascenso de su parte móvil hacia su posición de altura máxima, la unidad de control puede pasar a diversos modos en dependencia de los valores de fuerza detectados - F-. Así, si el cuarto sistema continua detectando valores de fuerza detectados -F- inferiores al valor de fuerza de referencia -F _REF -, la unidad de control sigue manteniéndose en el modo de subida del asiento anteriormente mencionado de manera que la parte móvil del dispositivo actuador se desplaza hacia la posición de altura máxima. Si, por contra el cuarto sistema ya no detecta tales valores de fuerza detectados -F- inferiores, se limita a monitorizar los valores de fuerza detectados -F-. En ese momento, cuando el sistema detector de la intención del usuario de sentarse detecta que los valores de fuerza detectados -F- son superiores al valor de fuerza de referencia -F _RE F-, la unidad de control entra en el modo de bajada del asiento anteriormente mencionado en el que la unidad de control activa el dispositivo actuador para que su parte móvil descienda hacia la posición de altura mínima, manteniéndose la unidad de control en este modo de bajada del asiento mientras que el tercer sistema detecte que los valores de fuerza detectados -F- siguen siendo superiores al valor de fuerza de referencia -F _RE F-. Cuando el sistema detector de la intención del usuario de sentarse ya no detecta que valores de fuerza detectados -F- superiores al valor de fuerza de referencia -F _REF -, vuelve a limitarse a monitorizar los valores de fuerza detectados -F-, y el sistema detector de la intención del usuario de levantarse vuelve a poner la unidad de control en el modo de subida del asiento y si los valores de fuerza detectados -F- siguen siendo inferiores al valor de fuerza de referencia -F _REF - la unidad sigue en este modo de subida del asiento hasta que la parte móvil del dispositivo actuador haya alcanzado la posición de altura máxima.

En la figura 7 también se puede observar que la unidad de control comprende un contador de tiempo que mide el tiempo transcurrido -T _med - desde la entrada de la unidad de control en el modo de subida del asiento hasta que la parte móvil del dispositivo actuador ha alcanzado su posición de altura máxima. Si la unidad de control detecta que el tiempo transcurrido -T _med - medido es superior a un tiempo disponible en el modo de subida del asiento -T _M AX-, la unidad de control da por finalizada el modo de subida del asiento y vuelva al modo de espera de asiento vacío.

Como ilustra la figura 8, cuando la unidad de control se encuentra en el primer modo de activación y la parte móvil del dispositivo actuador está en una posición ascendida entre su posición de altura mínima y su posición de altura máxima, la unidad de control también puede pasar a diversos modos en dependencia de los valores de fuerza detectados -F-. Cuando en esa posición ascendida de dicha parte móvil del dispositivo actuador en la que la unidad de control se encuentra en dicho modo de bajada del asiento, el sistema detector de la intención del usuario de sentarse no deja de detectar valores de fuerza detectados -F- superiores al valor de fuerza de referencia— F _REE -, la unidad control sigue en el primer modo de activación hasta que la parte móvil del dispositivo actuador haya alcanzado su posición de altura mínima. Por contra, si el dispositivo sensor deja de emitir valores de fuerza detectados -F- superiores al valor de fuerza de referencia -F _RE - _:F -, la unidad de control sale del modo de bajada del asiento y el tercer sistema de monitorización se limita a monitorizar los valores de fuerza detectados -F-, mientras que el sistema detector de la intención del usuario de levantarse, cuando detecta valores de fuerza detectados -

F- inferiores al valor de fuerza de referencia -F _REF -, mantiene la unidad de control en el modo de subida del asiento en las condiciones ya anteriormente descritas con referencia a la figura 7.

La figura 8 también ilustra que el contador de tiempo también mide el tiempo transcurrido -T, _red - desde que la unidad de control ha entrado en el modo de bajada del asiento hasta que la parte móvil del dispositivo actuador ha alcanzado su posición de altura mínima. Si la posición de altura mínima se alcanza en un transcurrido ~T _med - más corto que un tiempo disponible en el primero modo de asistencia -T _M¡N -, la unidad de control pasa al modo de activación más arriba descrito en la presente memoria descriptiva con referencia a las figuras 5 y 6.

La figura 9 muestra una realización de las transiciones de la unidad de control desde el "modo de espera asiento vacío" que ya se ha mencionado con anterioridad en la descripción de la figura 7, o en el que se pone inicialmente la unidad de control cuando se enciende el dispositivo de asistencia conectándolo a una fuente de alimentación eléctrica (no mostrada en las figuras) de forma en sí conocida. En el modo de espera de asiento vacío la parte móvil del dispositivo actuador se encuentra en su posición de altura máxima. Cuando el sistema detector de presencia recibe valores de fuerza detectados -F- del dispositivo sensor, y el sistema detector de presencia determina si estos valores de fuerza detectados -F- son mayores, o no, que un valor de fuerza de asiento ocupado -FUSUARIO- preestablecido. Si los valores de fuerza detectados -F- son mayores que el valor de fuerza de asiento ocupado- FUSUAR!O-, el primer sistema detecto considera esos valores de fuerza detectados -F- m ayo res como representativos de la presencia de un usuario detectado que se sienta en la silla, y pone la unidad de control en un "modo de espera asiento ocupado". Si, por contra, los valores de fuerza detectados -F- son inferiores al valor de fuerza de asiento ocupado --F USUARIO-, la unidad de control se mantiene en el modo de espera asiento vacío.

Como se ilustra en la figura 10, una vez que la unidad de control ha entrado en el modo de espera asiento ocupado, el sistema detector de la intención del usuario de sentarse monitoriza si los valores de fuerza detectados -F- son mayores que un valor de fuerza de referencia -F _REF - predeterminado y, si lo son, hace que la unidad de control entre en un modo de bajada del asiento en el que la unidad de control activa el dispositivo actuador para que su parte móvil se desplace a la posición de altura mínima, asistiendo así al usuario para que pueda sentarse. Por otra parte, si lo valores de fuerza detectados -F- recibidos por el sistema detector de la intención del usuario de sentarse en el modo de espera de asiento ocupado son inferiores al valor de fuerza de referencia -F _REF -, la unidad de control se mantiene en el modo de espera de asiento ocupado. Por otra parte, el sistema detector de presencia simultáneamente detecta que los valores de fuerza detectados -F- son incluso inferiores al valor de fuerza de asiento ocupado -FUSUARIO-, hace que la unidad vuelva a pasar al modo de espera asiento vacío.

De acuerdo con lo que se deprende claramente de la anterior descripción de las realizaciones de la invención, cuando los valores de fuerza detectados -F- son inferiores al valor de fuerza de referencia -F _REF -, esos valores de fuerza detectados -F- inferiores se consideran indicativos de movimientos realizados por el usuario con la intención de levantarse, mientras que cuando los valores de fuerza detectados -F- son superiores al valor de fuerza de referencia -F _REF -, esos valores de fuerza detectados - F- superiores se consideran indicativos de movimientos realizados por el usuario con la intención de sentarse. De esta forma, cuando se detectan esos valores de fuerza detectados -F- inferiores después de haberse detectado esos valores de fuerza detectados -F- superiores o viceversa, la unidad de control considera este hecho como un cambio de intención del usuario de levantarse para volverse a sentar y viceversa, de tal manera que la unidad de control puede encontrarse alternantemente en el primer y en el modo de subida del asiento antes de que la parte móvil del dispositivo actuador llegue finalmente a su posición de altura máxima o mínima.

La figura 12 muestra una realización del dispositivo conforme a la presente invención en la que el dispositivo de asiento -1 - es una silla, y en la que el dispositivo sensor -3- está ¡mplementado con sensores de fuerza integrados en las patas -1c- de la silla -1 -, que permiten medir la fuerza ejercida por la silla -1 - sobre el suelo y a partir de esta medición determinar la fuerza sobre la zona de asiento -1 a- para que la unidad de control -4- active los modos de asistencia necesarios.

La figura 13 muestra una realización del dispositivo conforme a la presente invención en la que el dispositivo de asiento -1 - es una silla de oficina, en la que el dispositivo sensor -3- comprende un único sensor de fuerza integrado en una columna de sustentación -1 e- que comprende un pistón neumático y una estructura de patas - 1c-. La zona de asiento se apoya sobre la columna -1 e-.(1 a) de manera que el dispositivo sensor -3- mide la fuerza con que la zona de asiento (1 a) se apoya sobre la columna (1 e), para determinar la fuerza (F) ejercida por el usuario sobre la zona de asiento (1 a).

En esta realización y análogamente a lo descrito con anterioridad con referencia a la figura 12, esta medición permite estimar la fuerza sobre la zona de asiento -1 a- para que la unidad de control -4- active los modos de asistencia necesarios.