Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


Seitenleiste

de:intelligenterschrank

Barrierefreies Schranksystem

?2

Video des Prototyps
Das Adobe Flash Plugin wird benötigt, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ziel des Projekts „barrierefreies Schranksystem“

Rollstuhlfahrer, Kleinwüchsige und auch ältere Menschen benötigen, wie auch körperlich nicht eingeschränkte Personen, Stauraum, um Ihre persönlichen Gegenstände und Kleidung zu verstauen. Da der Bewegungsradius der Personen der Zielgruppe dieses Projektes üblicherweise eingeschränkter ist, können handelsübliche Schranksysteme nicht immer problemlos verwendet werden. So sind große Teile eines normalen Kleiderschrankes, insbesondere die höher gelegenen Fächer, für Rollstuhlfahrer und Kleinwüchsige ohne Hilfsmittel nahezu unerreichbar. Ähnliche Probleme ergeben sich in der Küche bei den Oberschränken.

Die Betroffenen haben in der Regel eine normale Wohnung, die nur begrenzte Fläche für Stauraum auf einer erreichbaren Höhe zulässt. Daher ist eine Lagerung der Gegenstände in handelsüblichen Schränken nahezu unumgänglich.

Einige Hersteller haben diese Problematik bereits erkannt und einige innovative Lösungen entwickelt. Dabei handelt es sich zumeist um sehr spezielle Entwicklungen, die häufig auch sehr kostspielig sind.

Im Rahmen dieses Projektes sollen bestehende Schranksysteme analysiert und Ihre Schwachstellen ermittelt werden. Anhand einer Befragung betroffener Personen sollen im Alltag auftretende Problematiken und zukünftige individuelle Bedürfnisse festgestellt werden. Um sich besser in die Situation einer betroffenen Person versetzen zu können, werden die Einschränkungen der Betroffenen analysiert und definiert.

Anhand der gewonnenen Daten soll ein innovatives Aufbewahrungssystem entworfen werden, dass es den Rollstuhlfahrern, Kleinwüchsigen, Älteren und schwächeren Menschen erlaubt, Ihre persönlichen Gegenstände und Kleidungsstücke an jeder beliebigen Stelle im Schrank zu lagern. Das System soll möglichst flexibel konzipiert werden, dass eine Nachrüstung in den meisten handelsüblichen Kleider- und gegebenenfalls auch Küchenschränken möglich ist. Bei der Entwicklung soll besonders die persönlichen Wünsche der Probanden eingegangen und die Schwachstellen bestehender Systeme beseitigt werden, so dass es eine Bereicherung im Alltag darstellt. Ebenso sollen die Anschaffungskosten des Systems moderat bleiben.

Unter Berücksichtigung des demographischen Wandels soll ein Schranksystem entwickelt werden, welches die angestrebte Zielgruppe auch im hohen Alter noch problemlos verwenden kann.

Projektteam

Jürgen Wittmer
Christian Loth
Alexander Mützel
Thomas Fiedler
Niko Schenk

1.Semester

Das erste Semester richtete sich primär auf die Analyse der Zielgruppen eines möglichen barrierefreien Schranksystems. Vorgehensweise und Ergebnisse wurden in folgendem Dokument zusammengefasst.

Zielgruppenanalyse.pdf; Stand 11.1.2013

2.Semester

Im 2.Semester wurde die Konzipierung eines Schrankes umgesetzt. Da aufgrund der ermittelten Problematiken aus den Untersuchungen des 1.Semester eine Vielzahl von Ideen zur Umsetzung bestanden, wurde als Herangehensweise zur Konzipierung die SIL-Methode gewählt. Erläuterung der SIL-Methode

Anhand der SIL-Methode wurden folgende Konzepte entworfen.

1.Konzept „Nachrüst-Kit“

Das Konzept basiert auf der Überlegung ein System zu entwickeln, das an nahezu jeden beliebigem Schrank nachgerüstet werden kann. Es sollen, soweit möglich, alle Problematiken die bisher bekannt waren und sich auch aus dem Fragebogen ergeben haben, behandelt und beseitigt werden.

Als Grundlage für den Schrank dient ein häufig aufzufindender Schranktyp mit Fächern in verschiedenen Höhen zum liegenden verstauen diverser Gegenstände, sowie diversen Aufhängemöglichkeiten für größere Kleidungsstücke wie z.B. Jacken etc. Der Schrank soll mit Schiebetüren verschlossen werden, die elektrisch bewegt werden können. Für einen Aufbau wie hier dargestellt würden sich 4 Schiebetüren eignen. vIm mittleren Fach könnten einer oder mehrere elektrische Kleiderlifte montiert werden, damit aufgehängte Kleidungsstücke zur Vorderseite hin ausgefahren werden können. Auf dem Schrank würde ein Schienensystem montiert werden, an dem sowohl die Türen montiert werden würden, sowie sich ein beweglicher Schlitten mit einem von oben absenkbaren Gestell befinden würde. In beliebigen freien Fächern können Schienen montiert werden, an denen daran befestigte Transportbehälter ein und ausgefahren werden können. Die Behälter können aus den Schienen ausgekoppelt werden. Das absenkbare Gestell soll möglichst nur von oben befestigt sein, damit unterhalb des Gestells Freiraum bleibt. Wird der Inhalt eines Behälters benötigt, würde das Gestell vor dem entsprechendem Behälter positioniert werden und der Behälter über einen Mechanismus herausgeholt werden. Anschließend kann der Behälter an jeder beliebigen Stelle positioniert werden.

Der Mechanismus für das bewegliche Gestell könnte über eine Art Flaschenzug-Mechanik realisiert werden: Ein Stahlseil wird auf jeder Seite des Gestells von oben herab über eine Umlenkrolle innerhalb des Gestells wieder nach oben zurück zum Schlitten geführt. Jede Seite wird auf einer elektrisch betriebenen Mechanik aufgewickelt. Wird eine Seite der Seilmechanik blockiert und die andere Seite per Motor bewegt, kann das Gestell abgesenkt und angehoben werden. Werden beide Stahlseil-Seiten entgegengesetzt bewegt, könnte über die im Gestell befindliche Umlenkrolle eine Mechanik zum herausholen und wieder zurückschieben der Behälter betätigt werden. Die Bedienung kann entweder per externem Touch Panel, per Sprachsteuerung oder per Handy-App erfolgen. Zur Vermeidung von Personenschäden müssten entsprechende Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, wie zum Beispiel eine Absicherung des Bereichs, in dem sich mechanisch bewegliche Teile befinden, durch Lichtschranken oder ähnlichem. Ebenso müssten mechanisch bewegliche Teile durch Gehäuse etc. entsprechend geschützt werden.

2.Konzept „Absenkbares Oberfach“

Der Schrank hat ein absenkbares Oberfach mit einem Glasboden. Dieser wird mittels eines Elektromotors auf die gewünschte Höhe herab gelassen. Das Kleiderfach ist mit einem elektrischen Kleiderlift ausgestattet, dies können auch zwei sein. Links und rechts im unteren Bereich sind Schubladen geplant. Zwischen den Schubladenelementen befindet sich ein Multifunktionsraum. Dieser Multifunktionsraum kann auf verschiedene Arten genutzt werden, z.B als Stauraum für einen Tritt oder als unterfahrbarer Raum für Rollstuhlfahrer. Der Innenraum wird automatisch beleuchtet. Technisch soll der Schrank mit einer Sprachsteuerung ausgestattet werden. Mögliche Befehle sind:

3.Konzept „Erreichbarkeit durch organische Formgebung“

Der Schrank ist in der Front nach Innen geschwungen. Dies soll ein heranfahren an den Schrank mit einem Rollstuhl erleichtern und die Verkehrswegsituation im Wohnraum verbessern. Es sollen verschiedenen Türensysteme für die Front angeboten werden, u.a. Falttüren und Schiebetüren. Durch die Kombination der organischen Formgebung und den frei wählbaren Türensystemen soll eine gute Erreichbarkeit des Lagergutes erreicht werden. Innen ist der Schrank mit einer Beleuchtung versehen.

Die Innenausstattung lässt sich in zwei Dimensionen elektrisch verstellen. Dabei ist vor/zurück und hoch/runter möglich. Angedacht ist eine zusätzliche Absenkung in den Boden. Dazu muss natürlich die Architektur des Wohnraums passen. Die Innenausstattungsmöglichkeiten sollen vielfältig sein. In der Skizze sind einige Beispiel aufgezeigt.

4.Konzept „Regalbediengerät für das Wohnzimmer“

Das Konzept soll die Vorteile einer Schrankwand, eines Schubladenregals und des aus der industriellen Lagerung stammenden Regalbediengerätes vereinen.

Das System besteht aus einer Schrankfront mit Regalkästen die eine komplette Wand in Höhe und Breite ausfüllt. Die einzelnen Regalkästen können über ein Regalbediengerät welches über ein Flaschenzug vertikal in der Höhe verstellt werden kann und horizontal über ein Schienensystem beweglich ist auf eine Optimale Bedienhöhe gefahren werden. Womit das System sowohl für Kleinwüchsige, ältere Menschen, als auch Rollstuhlfahrer geeignet ist. Aber auch für alle anderen Menschen wäre das System Attraktiv, dadurch das die komplette Höhe einer Wand ausgenutzt wird, entsteht somit 20% mehr Stauraum. Legt man die durchschnittliche Raumhöhe in Deutschland von 2,40 zugrunde und berücksichtigt das auch durchschnittlich große Menschen Regale über 2 Meter nicht mehr erreichen können. Das Absetzen der Regale auf das Regalbediengerät würde anders als bei den großen Paletten Systemen der Lagerhalterung nicht über eine Gabel sondern einen starken Elektromagneten funktionieren.

Das Lagerungsprinzip wird sehr gut deutlich in diesem Werbevideo von Mecalux

Die Eingabe würde über ein Optisches Interface oder eine Sprachsteuerung realisiert sein. Aufgrund der hohen zu erwarteten Kosten des Systems bei über 15.000 Euro wäre eine Umsetzung eher im Bereich von Gemeinschaftsbereichen etwa in Altersheimen oder Wohnheimen für behinderte Menschen zu denken, wo sich die Investition aufgrund steigender Selbstständigkeit jedoch auf Dauer lohnen würde.

Auswertung

In der Gruppe wurden die einzelnen Kritiken diskutiert um ein gemeinsames Konzept zu entwickeln. Dabei stellte sich die Herangehensweise mit der schriftlichen Diskussion ergänzt durch eine mündliche Diskussion als sehr vorteilhaft heraus. Die Herangehensweise öffnete die Bereitschaft für Neues und um sich auf die Ideen der anderen Gruppenmitglieder einzulassen. Letztendlich flossen viele Ideen in das Gesamtkonzept ein, die gerade heftig kritisiert, oder auf den ersten Blick als zu gewagt angesehen wurden. Der Entschluss für eine organische Formengebung konnte dadurch gemeinschaftlich gefasst werden, auch wenn in den Kritiken auf Schwierigkeiten in der Stauraumausnutzung hingewiesen wurde. Der Vorteil eines solchen Desings in der Gestaltung der Wohnraumsituation und Verkehrswege konnte so herausgearbeitet werden. Bezogen auf die Zielgruppe wurden verschiedene Hilfsfunktionen in die Konzeption übernommen, u.a. mechanische Höhenverstellungen der Innenausstattung. Konstruktiv wurden einige bedenken in der Quer- und Zugfestigkeit der einzelnen Elemente diskutiert, ebenso der Standfestigkeit. Auf Sicherheitaspekte wurde in den Kritiken hingewiesen und in der Gesamtkonzeption wurde dies berücksichtigt. Gefahrenquellen wurden eleminiert, wie z.B. soll ein einklemmen von Fingern verhindert werden. In der nachfolgenden Funktionalen Beschreibung wird auf die einzelnen Aspekte näher eingegangen.

In folgendem Dokument ist die Bewertung der Konzepte festgehalten, aus den Ergebnissen wurde dann das Gesamtkonzept erarbeitet.

Auswertung der Konzepte

Gesamtkonzept

Funktionale Beschreibung

Die Tür hat der organischen Schrankform entsprechend eine angepasste Rundung. Sie wäre mittels einer oberhalb montierten Aufhängung leicht beweglich. Eine elektrische Öffnung der Türen wäre möglich. In dieser Form sind 2 Türen vorgesehen, die übereinander geschoben werden können. Ein Schranksystem könnte auch mit mehreren Türen entworfen werden. Ein Spiegel auf der Tür wäre aufgrund der gebogenen Form nicht empfehlenswert aber grundsätzlich möglich.

Aufbau und Struktur des Schrankes

Es ist vorgesehen, dass der Schrank Modular aufgebaut werden kann, um den individuellen Wünschen des Probanden gerecht werden zu können. Im gezeigten Beispiel ist auf der linken Seite des Schrankes eine elektrisch absenkbare Kleiderstange vorgesehen. Kleidungsstück, die daran aufgehängt werden, können auf eine gut erreichbare Höhe abgesenkt werden. Auf der rechten Schrankseite sind Lagerboxen vorgesehen. Die Boxen sollen mittels einer in der Seite (hier hinter der rechten Abdeckung versteckt) integrierten Mechanik nach vorne hin herausgezogen und abschließend elektrisch abgesenkt werden. Die Absenkung kann auf beliebige Höhe erfolgen, minimal jedoch (in dieser Ausstattungsvariante) bis zu den unteren Schubladen. Nachdem die Box nicht mehr benötigt wird, kann diese durch die Mechanik wieder in Ihre ursprüngliche Position gefahren werden.

Die Box wird auf der Rückseite in eine spezielle Halterung gehängt. Es können Boxen unterschiedlicher Höhe variabel in das System integriert werden. Um eine Benutzung der Boxen auch ohne die Mechanik zu gewährleisten sind diese mit einem einfachen Öffnungsmechanismus ausgestattet. Durch einen Griff kann die vordere Klappe der Box geöffnet werden und der Inhalt wird auch ohne Benutzung der elektrischen Unterstützung zugänglich. Ein System, das von vornherein auf die Frontklappe verzichtet ist nicht empfehlenswert, da die Boxen bei der Bewegung gegen herausfallende Teile gesichert sein sollten.

Eine Bedienung des Systems ist natürlich nur bei entsprechend geöffneten Türen möglich. Die Steuerung könnte über ein Touch Panel, ein einfaches kostengünstiges Tastersystem, per Sprachsteuerung oder per Mobile-App erfolgen. Eine Kombination verschiedener Steuerungsmechanismen wäre denkbar. Bei der detaillierteren Konzeption sollte ein Sicherheitssystem berücksichtigt werden, welches das System stoppt, sobald sich eine Person oder ein Gegenstand innerhalb des Bewegungsradius befindet. Im unteren Bereich des Schrankes sind Schubladen vorgesehen. Diese sind manuell bedienbar, eine elektrische Öffnungsunterstützung wäre als Option nachrüstbar.

Das Gesamte System sollte möglichst modular ausbaubar sein. So soll der Proband die einzelnen Schrankkomponenten selbst nach Bedarf zusammenstellen können. Also Modulare Elemente wären Schubladen nach Bedarf montierbar oder entfernbar. Für Rollstuhlfahrer könnte die mittlere Schubladenelement entfallen, damit der Schrank befahrbar und besser erreichbar ist. Allerdings muss dabei der Bewegungsradius einer eventuell installierten Boxenmechanik berücksichtigt werden. Ebenso könnten elektrische Kleiderstangen oder ein elektrisches Boxenabsenksystem nach individuellen Wünschen wie Höhe, Anzahl oder Platzierung der Komponenten gewählt werden. Das Absenksystem könnte so designt werden, dass es als komplette Einheit in beliebige Schränke eingebaut werden kann.

Beschreibung der Mechanik

Auf der Rückseite ist eine Platte mit Einhängevorrichtungen erkennbar, die in verschiedenen Höhen angebracht sind. Dort werden die Boxen eingehängt. Eine individuelle Höhenanordnung ist somit möglich. Die Boxen sollen im normalen Zustand nur über die Rückwand befestigt frei hängen. Eine entsprechende Stabilität mit leichten Materialien ist zu beachten, auch bei Beladung. Auf der rechten Seite befindet sich die Mechanik, die im normalen Betriebsfall durch Verblendungen im Schrank verdeckt sein sollte. Die Mechanik würde aus 2 vertikalen parallel angeordneten Gewindestangen bestehen. Auf diesen Gewindestangen würde ein Schlitten befestigt werden, der durch Drehung der Stangen auf- und angefahren werden kann. Auf diesem Schlitten befindet sich ein in der horizontalen elektrisch beweglicher Schlitten. Auf diesem sind Haken montiert, auf der Box sind in gleichen Abständen passende Einhängeösen montiert.

Durch eine entsprechende Positionierung des horizontalen Schlittens kann die Box durch eine Aufwärtsbewegung des vertikalen Schlittens eingehängt werden und aus der Rückwandverankerung gehoben werden. Soll keine Box erfasst werden, wird der horizontale Schlitten etwas weiter nach hinten gefahren. So können die Einhängeösen der Boxen passiert werden.Wurde die Box aus der Rückwand ausgekoppelt, kann sie nach vorn über die anderen Boxen herausgefahren werden und über die Vorderseite des Schrankes abgesenkt werden. Wird die Box nicht mehr benötigt kann sie wieder in Ihre Position auf der Rückwand gefahren und eingehängt werden. Um eine horizontale Querbelastung der Gewindestangen zu vermeiden ist eine seitliche Führung erforderlich, die die Hebelkräfte der Box abfangen soll.

Fazit zum Entwurf

Das Konzept eignet sich sehr gut um einen Schrank zu entwerfen, dem man die Mechanik nicht ansieht und der sich optisch hervorragend in eine Wohnung integrieren lässt. Durch die Boxen, die sich per Hand öffnen lassen, wird die übliche Funktionalität eines Schrankes bewahrt. Da sich die Boxen auf eine einstellbare Höhe absenken lassen eignet sich das System für unsere Zielgruppe und darüber hinaus. Die geplante Modularität des Systems bietet individuelle Schranklösungen für ein breites Interessentenspektrum. Die verwendeten Komponenten, die verbaut werden sollen, sollten möglichst kostengünstig gewählt werden. Ebenso soll die Mechanik platzsparend konstruiert werden, damit der Stauraum bestmöglich genutzt werden kann. Je nach erbrachten Kostenaufwand kann das Schranksystem mit unterschiedlichen luxuriöseren Gegenständen ausgestattet werden wie Sprachsteuerung oder Touchscreen.

Zu beachten sind die eventuell auftretenden Querbelastungen des Gestänges, wenn eine voll beladene Box bewegt wird. Eventuell genügt es nicht, die Mechanik nur auf einer Seite zu installieren, da die Kiste unter Umständen sehr schwer werden kann.

3.Semester

Im 3.Semester wurde ein Prototyp des Schrankes angefertigt.

Diagramm der Schrankkomponenten

Oben links ist der PSoC-Controller in dem die Software zur Steuerung des Schrankes stattfindet. Der PSoC Controller steuert über ein Tastenfeld welches als User-Inteface dient, die Elektromotoren für die vertikale und horizontale Bewegung mittels Fahrtregler. Die Antriebe sind hinter dem Schrank angebracht und über Rollen und Riemen mit den Gewindestangen verbunden an denen die Befestigung für die Schubladen angebracht sind.

Als Basis dient ein von dem Möbelhaus Porta gesponserter Schrank mit 110cm Höhe und 72cm Breite.

Beschreibung der Bautteile

Übertragung der Antriebskraft auf die vertikale Achse

CY29466 PSoC Chip

Weiterführende Informationen zu PSoC Chip

PSoC-Board

Selbstangefärtigte Platine des PSoC-Chips mit der Elektronik zur Steuerung der vertikalen und horizontalen Bewegungen der Schubladenelemente.

Schaltplan des PSoC-Board

Fahrtregler

Produktinformationen zu Fahrtregler

Antrieb für die vertikale Achse

Mechanischer Schalter

Gewindestangen

DIN EN
Durchmesser 8 mm
Länge 1.000 mm
Inhalt 1 Stück
Einsatzbereich Innen, Außen
Material Edelstahl
Artikel-Typ Gewindestange
Gewindeart Vollgewinde
d 8 mm
l 1.000 mm
Gewinde-Typ Metrisches Gewinde

Scheiben

Riemen

Hall-Sensor-Positionsgeber

Hall-Sensor

Medien

de/intelligenterschrank.txt · Zuletzt geändert: 2014/11/24 12:37 (Externe Bearbeitung)