KR100384546B1

KR100384546B1 - 계단을 오르내릴 수 있는 동력 휠체어

Info

Publication number: KR100384546B1
Application number: KR10-2000-0058611A
Authority: KR
Inventors: 김민정
Original assignee: 김민정
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2003-05-22
Also published as: KR20010000542A

Abstract

본 발명은 보행을 못하는 신체 부자유자가 스스로 운전할 수 있도록 한 동력휠체어에 특수장치를 부설하여 지하철이나 공공시설의 계단을 남의 도움 없이 스스로 오르내릴 수 있게 안출한 것으로서 사회활동을 하는 장애인이 겪는 불편함과 번거로움을 다소나마 덜어보려는 것이다.

Description

계단을 오르내릴 수 있는 동력 휠체어 {CLIMB STEP WHEEL CHAIR}

기존하는 휠체어는 동력과 무동력 등 다양하게 있으며 특히 본 발명과 관련된 동력 휠체어는 그 기능이 장애인에게 적합하도록 되어있어서 일반적인 주행에는 편리하다고 볼 수 있으나, 기복이 심한 노면이나 계단 등에는 적응되지 못하므로 이러한 장소에서는 부득이 타인의 도움을 받아야 하기 때문에 불편하다 할 것이다. 또한 지하철 등 공공시설에 있어서 장애인용 통로나 LIFT 시설이 있는 곳에서는 그런대로 이용할 수 있으나 그러한 시설이 모든 곳에 갖추어 진 것이 아니므로 불편함에는 별반 차이가 없다고 본다. 예를 들어 지하철의 경우 아예 장애인 도움시설이 없거나 있어도 초입계단 정도에만 설치하고 지하의 여러층 계단에는 없어서 사실상 이용할 수가 없는 곳이 허다하다. 그렇다고 모든 필요조건을 갖추기에는 엄청난 시설비에 비하여 이용빈도가 낮은 것을 감안할 때 공공시설이라 하여도 시설을 완벽하게 갖추기가 어려운 것은 부득이하다 할 것이다.

이와 같이 현실적으로 불가피한 장애인의 열악한 시설이용환경을 극복하기 위하여 본 발명은 공공시설의 특별한 배려를 받지 않고도 스스로 보통 계단을 오르내릴 수 있도록 안출한 것이며, 특히 각 계단의 규격이 불규칙한 것을 감안하고 그중 제일 큰 규격(170×340mm)을 기준으로 하여 설계한 것이며 보다 작은 규격의 계단은 4륜구동의 역할로 극복되도록 하였다. 이는 휠체어 제작상의 경제적 측면과 간편성 때문에 부득이 승강구조의 기술설계 기준을 하한선으로 한 것이므로 만약에 실제 운행에서 계단의 규격차이가 극복되지 않는다면 휠체어에 추가로 앞 뒤 바퀴의 간격을 조절하는 구조를 만들고 계단의 규격마다 조절하면 어렵지 않게 해결된다. (이미 설계는 되어 있으나 출원에서 제외함)

부언하자면 시공기술의 미숙인지는 모르겠으나 계단마다 규격이 틀리게 한 것이 본 발명의 설계를 어렵게 하고있다.

제 1 도는 본 발명의 평면도 (TOP VIEW)

제 2 도는 본 발명의 측면도

제 3 도는 본 발명의 전면도

제 4 도는 본 발명의 후면도

제 5 도는 본 발명의 사시도

제 6 도는 본 발명의 분해사시도

제 7 도는 본 발명의 주요부분 상세도

는 TALON 위치도

는 TALON 상세도

는 TRIGGER 상세도

제 8 도는 본 발명의 주요부품 구성도 (FLOW DIAGRAM)

는 BALANCER SYSTEM

는 TALON과 MISSION FLOW DIAGRAM

는 CONTROLLER와 BRAKE SYSTEM

제 9 도는 본 발명의 승강진행도

는 TALON의 동작도

는 SPRING에 의하여 튕겨나와 있는 상태

는 접지점에서 눌리어 WEDGE에 막힌 상태

는 평지운행시 들어가 있는 상태

는 계단 오름과 중력축의 변화

는 계단 내려옴과 발판의 돌출된 형태

제 10 도는 본 발명의 BASIC DATA

※ 도면의 부호설명

101. MAIN POWER MOTOR 102. 조향모터

103. BALANCE MOTOR 104. 배터리

201. 안장 202. 배터리 BOX

203. BODY SHELL 204. BALANCE PIN

205. CONTROL CHAMBER 206. BRAKE LEVER

207. 안장 HINGES 208. 미션 LEVER

209. BODY FRAME 210. 발판

211. 발판 받침 212. TIE ROD

213. KNUCKLE ARM 214. BRAKE LINE

215. FLANGE 216. AXLE HOUSING

217. WHEEL 218. 조향기어

219. AXLE 220. 타이어

221. RIM 222. CONTROL HANDLE

223. TAPE SPRING 224. 절연체

225. CONTROL PILOT

226. 브레이크 BALANCE PULLEY(PRIMARY)

227. 브레이크 BALANCE PULLEY(SECONDARY)

228. 미션 PILOT 229. 후륜구동(평지)

230. 4륜구동(계단)

301. BALANCE SENSOR ASSEMBLY

302. RELAY S.W(좌회전) 303. RELAY S.W(우회전)

304. BALANCER 기어 400. TALON ASSEMBLY

401. TALON LEVER 402. TALON PILOT

403. TALON BALANCE PULLEY(PRIMARY)

404. TALON BALANCE PULLEY(SECONDARY)

405. GUIDE RING 406. GUIDE RING SPRING

407. TRIGGER ROD 408. TRIGGER

409. WEDGE SPRING 410. WEDGE

411. RACK 기어 412. TALON HOUSING

413. TALON SLEEVE 414. STOPPER

415. SPRING 416. WHEEL MATCHING

417. TALON 418. WEDGE RETAINER

1) 주행 :

이를 실현하기 위하여 본 발명은 일반도로에서는 후륜구동 만으로 시속 5∼8km 정도의 주행을 할 수 있고 계단 등 가파른 곳에서는 4륜구동으로 변속하여 느리지만 강력한 추진력을 갖게 하였으며 특히 계단을 오를 땐 TALON LEVER의 조작으로 TALON이 타이어 밖으로 매발톱처럼 튀어나와 계단의 앞 모서리에 걸쳐지게 되어 바퀴와 동체가 계단을 딛고 올라서는 형상이 된다. 이때 TALON이 접지부분에 다다르면 동체의 중압에 의하여 융통간격이 없어지고 안쪽의 쐐기(WEDGE)에 받치게 되어 약간(설계상은 5mm)만 바퀴보다 돌출된 상태로 남아서 미끄럼 방지 역할을 한다. 이것은 또한 돌출상태로 주행하여도 동체가 심하게 덜컹거리지 않게 하는 효과도 있다. 이러한 동작으로 계단을 오른 후 TALON LEVER를 풀면 TALON은 들어가고 타이어로 주행하게 되며, 계단을 내려올 땐 TALON을 사용치 않아도 전동기와 부수기어가 ENGINE BRAKE 작용을 하여 BRAKE 사용 없이도 안전하게 내려올 수 있다.

2) 안장과 평형유지 :

계단이나 경사가 심한 곳에 오르내릴 땐 휠체어가 앞이나 뒤로 심하게 기울어지기 때문에(27˚±) 안장이 고정되어 있으면 전복의 위험이 있으므로 평형유지가 극히 중요한 것이다. 그러므로 이를 해결하기 위하여 안장에 BALANCER를 설치하고 BALANCE SENSOR의 감응에 따라 앞이나 뒤로 제쳐져서 평형이 유지된다. 또한 휠체어의 중량 비중이 높은 배터리를 안장 밑에 매달리도록 하여 동력소모를 극소화시켰으며, 안장이 제쳐질 때는 발판이 따라 올라가서 문제가 없으나 앞으로 숙일 때는 발판이 AXLE HOUSING에 걸리게 되어서 안되므로 안장과 분리하여 고리로 BALANCE PIN에 걸도록 하고 안장이 숙여져도 그대로 있다가 뒤로 제쳐질 때면 배터리 BOX에 받치어서 따라 올라가게 하였다. 발판이 묘한 곡선으로 된 것은 숙였을 때 발디딤의 불편을 완화시키기 위한 것이고, 안장은 사용자의 체격에 맞도록 조정하게 하였으며 이는 중력축의 안전유지에도 중요한 역할을 한다.

3) 컨트롤 :

본 발명의 모든 제어장치는 장애인에 맞도록 하였다. 즉 전진, 후진, 좌·우 조향의 컨트롤을 조그마한 꼭지 하나로 하도록 하고 구성체를 야구공 만하게 하여 필요할 때 BRAKE LEVER를 당기는 손잡이로도 쓰게 하였고 이것은 좌측이나 우측 어느 쪽이든지 선택하여 설치토록 하였다.

이를 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.

전동기로 운영하는 4륜구동 구조의 차체에 평형조정되는 안장을 설치한 장애인용 휠체어에 있어서 안장(201)의 오른쪽(또는 왼쪽) 앞에 휠체어를 조종하는CONTROL CHAMBER(206)와 HANDLE(205)을 상부에 부착한 브레이크 LEVER(207)를 안장 밑의 배터리 BOX(202)에 설치하고 배터리(104) 교환이 용이하도록 덮개역할도 하는 안장과 함께 하나의 구성체로서 BODY SHELL(203)의 상부 중앙에 있는 BALANCE PIN(204)으로 동체와 연결하고, BALANCE PIN 주변에 평형을 조정하는 BALANCE 기어(203)와 이를 통제하는 BALANCE SENSOR(301)가 부착되어 필요시에 BALANCE MOTOR(103)에 의하여 작동되며, 안장의 발판(210)은 가변성 위치 관계로 안장과 분리형으로 하여 고리로 BALANCE PIN에 끼웠고, 앞바퀴 양쪽의 FLANGE(215) 사이에 조향기어(218)와 KNUCKLE ARM(213), TIE ROD(212) 등의 조향장치를 하고 조향모터(102)로 조종토록 하였으며, 앞 뒤 바퀴의 휠(217)에 TALON ASSEMBLY(400)를 휠 MATCHING(416)으로 접속하여 구성하였다. 계단을 오를 땐 미션 LEVER(208)를 당겨서 미션 PILOT(228)이 후륜구동(229)에서 4륜구동(230)으로 변속시키고, 이와 함께 TALON LEVER(401)를 당기면 그 힘이 제 1 BALANCE PULLEY(403)를 거쳐서 제 2 BALANCE PULLEY(404)에 전달되어 각 바퀴의 TALON PILOT(402)을 균등한 압력으로 누르게 되고, PILOT의 압력을 받은 GUIDE RING(405)에 부착된 TRIGGER(408)가 TALON RACK 기어(411)를 물고 있는 STOPPER(414)를 튕겨내어 TALON(417)이 스프링(415)에 의하여 타이어(220) 밖으로 매발톱처럼 돌출하면서 계단의 앞 모서리에 걸쳐지게 되어 바퀴가 회전함에 따라 계단을 딛고 올라서는 형상으로 올라가게 된다. 내려올 땐 TALON을 사용하지 않고도 전동기와 부수기어로서 ENGINE BRAKE 작용을 하여 BRAKE를 사용 안하고도 안전하게 내려올 수 있다.

1) 본 발명을 실용화함으로서 공공시설에서의 장애인용 LIFT나 전용통로 등의 설치부담을 덜어주는 경제적인 효과가 있고,

2) 각기 장애인 당사자의 임의적인 사회 활동에서 활동제약요건이 되던 가파른 곳이나 계단 등을 타인의 도움 없이 해결한다는 것은 본인들에게는 대단히 긴요한 것이다.

3) 불확실하지만 하나의 전망으로서 본 발명이 실현되면 산업적 측면에서 상당한 경제적 효과가 있을 것이다.

Claims

전동기로 운행되는 4륜구동 구조의 차체에 평형조정되는 안장을 설치한 장애인용 휠체어에 있어서 안장(201)의 오른쪽(또는 왼쪽) 앞에 휠체어를 조종하는 CONTROL CHAMBER(206)와 HANDLE(205)을 상부에 부착한 브레이크 LEVER(207)를 안장 밑의 배터리 BOX(202)에 설치하고 배터리(104) 교환이 용이하도록 덮개역할도 하는 안장과 함께 하나의 구성체로서 BODY SHELL(203)의 상부중앙에 있는 BALANCE PIN(204)으로 동체와 연결하고, BALANCE PIN 주변에 평형을 조정하는 BALANCE 기어(203)와 이를 통제하는 BALANCE SENSOR(301)가 부착되어 필요시에 BALANCE MOTOR(103)에 의하여 작동되며, 안장의 발판(210)은 가변성 위치 관계로 안장과 분리형으로 하여 고리로 BALANCE PIN에 끼웠고, 앞바퀴 양쪽의 FLANGE(215) 사이에 조향기어(218)와 KNUCKLE ARM(213), TIE ROD(212) 등의 조향장치를 하고 조향모터(102)로 조종토록 하였으며, 앞 뒤 바퀴의 휠(217)에 TALON ASSEMBLY(400)를 휠 MATCHING(416)으로 접속하여 구성한 것을 계단을 오를 땐 미션 LEVER(208)를 당겨서 미션 PILOT(228)이 후륜구동(229)에서 4륜구동(230)으로 변속시키고, 이와 함께 TALON LEVER(401)를 당기면 그 힘이 제 1 BALANCE PULLEY(403)를 거쳐서 제 2 BALANCE PULLEY(404)에 전달되어 각 바퀴의 TALON PILOT(402)을 균등한 압력으로 누르게 되고, PILOT의 압력을 받은 GUIDE RING(405)에 부착된 TRIGGER(408)가 TALON RACK 기어(411)를 물고 있는 STOPPER(414)를 튕겨내어 TALON(417)이 스프링(415)에 의하여 타이어(220) 밖으로 매발톱처럼 돌출하면서 계단의 앞 모서리에 걸쳐지게 되어 바퀴가 회전함에 따라 계단을 딛고 올라서는 형상으로 올라가게 되며, 계단을 내려올 땐 TALON을 사용하지 않고도 모터와 부수기어의 ENGINE BRAKE 작용으로 안전하게 내려올 수 있는 것을 특징으로 한 계단을 오르내릴 수 있는 동력휠체어