Neuartiger Rollstuhl: Besserer Antrieb durch Kurbeln

Wer Rollstühle für ganz einfache Geräte hält, an denen es nichts mehr zu verbessern gibt, hat sich geirrt. Das Forschungsteam für Biomechanik und Rehabilitationstechnik der TU Wien hat nun ein völlig neues Antriebssystem entwickelt, bei dem der Rollstuhl nicht durch einen Greifring am Rad bewegt wird, sondern mit Hilfe von Kurbeln.

Das ist ergonomischer und entspricht viel besser den natürlichen Bewegungsmustern des Oberkörpers. Der neue Rollstuhltyp wurde nun zum Patent angemeldet, jetzt wird nach Industriepartnern gesucht.

Die Gelenke sind nicht für den Rollstuhl gemacht

„Der Bewegungsablauf beim Rollstuhlfahren ist normalerweise recht unnatürlich“, erklärt Prof. Margit Gföhler (Institut für Konstruktionswissenschaften und Produktentwicklung, TU Wien).

„Wenn man den Rollstuhl an einem gewöhnlichen Greifring bewegt, kommt es zu extremen Gelenkstellungen, für die unser Körper einfach nicht gemacht ist.“ Die Folge davon ist, dass viele Menschen Gelenksverletzungen und -schmerzen haben, die durch das Rollstuhlfahren ausgelöst werden.

Um das zu ändern, entwickelte Margit Gföhler und ihr Forschungsteam ein biomechanisches Computermodell, mit dem verschiedene Bewegungsabläufe des Oberkörpers analysiert werden können. „Wir haben überlegt: Was wäre der optimale Bewegungsablauf? Welche Bewegungen kommen der Funktion von Schultern und Armen am ehesten entgegen?“ sagt Gföhler.

Der Bewegungsablauf, der sich in der biomechanischen Simulation als besonders geeignet herausstellte, wurde dann in einen mechanischen Antrieb umgesetzt. Das Ergebnis war ein Rollstuhl, der von zwei Kurbeln angetrieben wird.

Während jeder Umdrehung ändert die Kurbel ihre Länge, sodass keine kreisrunde, sondern eine eher eierförmige Bewegung entsteht. Die Kurbeln werden an den Armlehnen des Rollstuhls montiert, sie treiben dann über einen Zahnriemen die Hinterräder an, die dann etwas kleiner gestaltet werden können als normalerweise üblich.

Durch die kompakten Abmessungen wird der Rollstuhl weder breiter noch länger, und ist daher auch mit dem neuen Antrieb für die Verwendung im Alltag und auch in Innenräumen geeignet.

Bessere Winkel, weniger Anstrengung

Die neue Rollstuhltechnik wurde in verschiedenen Tests untersucht, auch in Zusammenarbeit mit dem Rehabilitationszentrum „Weißer Hof“ in Klosterneuburg. „Die Rückmeldungen waren sehr positiv, es wird als angenehm empfunden, dass sich die Gelenke nun nur noch im natürlichen Winkelbereich bewegen müssen und eine durchgängige Bewegung ohne Unterbrechungen möglich ist“, berichtet Margit Gföhler.

Außerdem wurden spirometrische Untersuchungen durchgeführt: Durch Analyse der Atemluft lässt sich messen, wie anstrengend eine bestimmte Tätigkeit ist. Mit Hilfe der neuen Antriebstechnik lässt sich dieselbe Geschwindigkeit wie bisher mit deutlich weniger Anstrengung erreichen.

„Unser neues Rollstuhlkonzept könnte sicher für viele Menschen eine echte Verbesserung der Lebensqualität sein“, ist Margit Gföhler optimistisch. „Wir hoffen, bald einen Industriepartner zu finden, der unsere Entwicklung in einem kommerziellen Produkt umsetzt. Mit Unterstützung des Forschungs- und Transfersupports der TU Wien wurde der Rollstuhlantrieb bereits zum Patent angemeldet.

Fotodownload: https://www.tuwien.ac.at/dle/pr/aktuelles/downloads/2019/Rollstuhl

TU Wien Technology Offer – weitere technische Details: https://www.tuwien.ac.at/fileadmin/t/tuwien/fotos/pa/2019/TUWien_2018-024_Wheelc…

Prof. Margit Gföhler
Institut für Konstruktionswissenschaften und Produktentwicklung
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
T: +43-1-58801-30615
margit.gfoehler@tuwien.ac.at

Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2018 Jul;2018:2146-2149. doi: 10.1109/EMBC.2018.8512658.
Wrist Kinematics and Kinetics during Wheelchair Propulsion with a Novel Handle-based Propulsion Mechanism.