KR100992110B1

KR100992110B1 - 휠체어

Info

Publication number: KR100992110B1
Application number: KR1020080102418A
Authority: KR
Inventors: 김규석; 문무성; 류제청; 김신기; 조현석; 강성재; 권칠용
Original assignee: 한국산재의료원
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-11-04
Also published as: KR20100043395A

Abstract

본원발명은 계단과 같은 장애물을 자유롭게 오르내릴 수 있는 계단승월휠체어에 관한 것으로, 두 개의 캐터필러장치를 통해 계단과 같은 장애물을 승하강할 수 있는 계단승월휠체어에 관한 것이다.

승월, 캐터필러, 경사플레이트, 전방차륜, 주차륜

Description

휠체어{WHEEL CHAIR}

본 발명은 휠체어에 관한 것으로, 특히 계단과 같은 장애물을 용이하게 승, 하강할 수 있는 계단승월휠체어에 관한 것이다.

일반적으로, 휠체어란 이동이 자유롭지 못한 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 형성된 이동수단으로, 파이프 형상의 프레임에 고정된 좌석부, 전방차륜과 주차륜 및 조향핸들 등으로 구성되고, 보호자 조작타입과 이용자 조작타입으로 구별할 수 있으며, 또한 동력주행타입과 보호자 또는 이용자 구동타입으로 구별할 수 있다. 이러한 휠체어는 모두 사람을 한 명 태운 상태로 전방차륜 및 주차륜의 구동에 의해 도로 또는 실내 등을 주행하도록 하고 있다. 한편, 주차륜은 그 크기가 크게 형성되어 있으나, 전방차륜은 주행 중 조향성을 향상시키기 위해 대개 작은 지름의 바퀴로 형성되어 있다.

따라서, 도로 또는 실내 등에서 주행 중 둔턱 또는 단차 등의 장애물이 있는 경우에는 이것을 타고 넘어가기 위해 많은 힘이 들게 된다는 문제가 있으며, 특히 계단과 같은 장애물을 만나게 되는 경우에는 휠체어가 이를 올라가거나 또는 내려 갈 수 없다는 문제가 발생한다.

한편, 상술한 바와 같이 휠체어가 계단을 오르거나 내려오지 못하는 문제점을 해결하기 위해, 지하철 등과 같은 공공시설물에서는 계단에 별도의 비탈길을 시공하거나 또는 휠체어 리프트를 제작하여 이러한 문제를 해결하고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 구조물을 계단과 같은 구조물이 있는 경우에 일일이 시공하는 것은 많은 비용이 발생할 뿐 아니라, 공공시설물이 아닌 일반 시설물에서는 이러한 시설물조차 구비되어 있지 않은 것이 현실이다. 따라서, 휠체어 자체로 계단과 같은 장애물을 극복하여 운행할 수 있는 방안이 논의되고 있다.

상술한 바와 같은 기술적 문제를 해결하도록 하는 종래 휠체어의 일 실시예가 한국등록특허 제332,361호(동력휠체어)에 개시되어 있다. 도 1에 종래 계단을 승, 하강할 수 있는 동력휠체어의 일 실시예가 도시되어 있는 바, 상기 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 동력휠체어는 본체(4)와, 이 본체(4)의 하 부 양측에 장착되어 구동장치에 의해 구동되는 무한궤도(6)와, 이 본체(4)에 설치된 시트(2)와, 상기 본체(4)의 전방에 설치된 조향륜(24)과, 상기 조향륜(24)에 연결된 조향핸들(26)과, 지면과 소정간격을 이루도록 상기 조향륜(24)의 전방 상측에 설치된 보조휠(30)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 시트(2)는 본체(4)에 설치된 수평유지장치(12)에 설치되며, 상기 수평유지장치(12)는 상기 본체(4)의 상면에 설치된 지지대(14)와, 이 지지대(14)에 전후방향으로 회동가능하게 설치되며 그 상 면에 상기 시트(2)가 장착되는 수평케이블(16)과, 이 수평케이블(16)에 연결되어 상기 본체(4)의 전후방 기울기에 따라 수평케이블(16)을 전후 회동시키는 회동수단(18)을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다. 이렇게 형성된 상기 동력휠체어는 무한궤도를 이용하여 주행하는 본체의 전방에 조향륜과 보조휠을 설치하고, 상기 본체의 상측에 시트의 수평을 유지하는 수평유지장치를 장착함으로써, 계단을 손쉽게 오르내릴 수 있도록 한 동력휠체어를 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 계단승월휠체어는 실제 동작시 그 동작에 안정성이 부족하다는 단점이 발생하며, 특히 계단의 하강 시 원활한 하강이 쉽지 않다는 문제가 있다.

따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 기존의 계단승월휠체어의 문제점을 해소할 수 있는 방안을 강구하게 되었는 바, 그에 대한 해결방안은 이하에서 설명하도록 한다.

본원발명은 상술한 바와 같은 기술적 문제를 해소하기 위해 마련된 것으로, 본원발명의 목적은 계단과 같은 장애물을 자유롭게 오르내릴 수 있는 계단승월휠체어를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.

또한, 본원발명은 상술한 바와 같은 계단승월장치의 모듈화를 통해, 기존의 자세제어가 가능한 일반 전동 휠체어에 상기 계단승월장치 모듈을 손쉽게 설치하여 사용할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본원발명의 계단승월휠체어는 프레임과, 상기 프레임에 마련된 자세제어가 가능한 좌석부, 전방차륜과 주차륜 및 조향핸들을 포함하여 구성되는 휠체어에 있어서, 주행 시에는 휠체어 하부에 설치되어 있다가, 계단과 같은 장애물을 통과하는 경우 하강하여 상기 장애물을 통과하도록 하는 캐터필러장치가 상기 휠체어에 승하강 가능하도록 마련되되, 상기 캐터필러장치는, 메인캐터필러; 상기 메인캐터필러와는 별도의 축에 의해 마련되는 보조캐터필러; 상기 메인캐터필러와 보조캐터필러를 움직이도록 하는 동력부;를 포함하여 구성되며, 상기 캐터필러장치는 보조캐터필러의 각도의 변환을 행할 수 있도록 하는 제1엑츄에이터가 추가로 설치되며, 상기 캐터필러장치는 보조캐터필러와 함께 계단의 오르내림에 있어 안정된 경사각을 만들도록 하는 경사플레이트와 상기 경사플레이트의 움직임을 가져오도록 하는 제2엑츄에이터로 구성된 경사플레이트부가 추가로 설치된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본원발명에 따른 계단승월 캐터필러모듈은, 메인캐터필러; 상기 메인캐터필러와는 별도의 축에 의해 마련되는 보조캐터필러; 및 상기 메인캐터필러와 보조캐터필러를 움직이도록 하는 동력부;를 포함하여 구성되며, 상기 계단승월 캐터필러모듈은 상기 보조캐터필러의 각도의 변환을 행할 수 있도록 하는 제1엑츄에이터가 추가로 설치되고, 또한 상기 보조캐터필러와 함께 계단의 오르내림에 있어 안정된 경사각을 만들도록 하는 경사플레이트와 상기 경사플레이트의 움직임을 가져오도록 하는 제2엑츄에이터로 구성된 경사플레이트부가 추가로 설치된 것을 그 특징으로 한다.

상술한 본원발명의 목적은 이 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

본원발명은 상술한 바와 같이, 계단승월 메카니즘을 구비하도록 하는 것에 의해, 보다 안정적으로 계단과 같은 장애물을 오르내릴 수 있도록 한 것을 기술적 장점으로 한다.

또한, 본원발명에 따른 계단승월 메카니즘을 모듈화하도록 하는 것에 의해 자세제어장치를 구비한 기존의 휠체어에 상기 계단승월 메카니즘 모듈을 손쉽게 장착할 수 있도록 한 것을 기술적 장점으로 한다.

또한, 본원발명에 따른 계단승월 메카니즘은 종래 사용되고 있는 캐터필러의 간단한 구성의 변환을 통해 보다 큰 기능적 효과를 가져오도록 하고 있다는 점에서, 본원발명의 기술적 장점이 있다 할 것이다.

이상에서의 서술은 특정의 실시예와 관련한 것으로, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본원발명에 따른 계단승월휠체어의 일반주행 시의 모습을 도시하고, 도 3은 본원발명에 따른 계단승월휠체어가 장애물을 만난 경우의 동작을 도시하며, 도 4는 본원발명에 따른 계단승월휠체어를 사용하여 계단을 오르는 동작을 도시하고, 도 5는 본원발명에 따른 계단승월휠체어를 사용하여 계단을 내려가는 동작을 도시한다.

상기 서술한 바와 같이, 본원발명에 따른 계단승월휠체어는 보다 안정적으로 계단과 같은 장애물의 이동을 행할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 하고 있는 바, 구체적으로 이하의 도면을 기초로 하여 이를 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3에는 본원발명에 따른 계단승월휠체어의 구체적인 구성이 도시되어 있는 바, 상기 도면을 참고하여 본원발명을 설명하면, 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)는 프레임(110)과, 상기 프레임(110)에 마련된 자세제어가 가능한 좌석부(120), 전방차륜(130)과 주차륜(140) 및 조향핸들을 포함하여 구성되는 휠체어에 있어서, 주행 시에는 상기 계단승월휠체어(100) 하부에 설치되어 있다가, 계단(200)과 같은 장애물을 통과하는 경우 하강하여 상기 장애물을 통과하도록 하는 캐터필러장치(150)가 상기 휠체어에 승하강 가능하도록 마련되는 것을 그 특징으로 하고 있다. 즉, 본원발명에 따른 휠체어는 계단과 같은 장애물을 주행 중 마주치게 되는 경우, 휠체어(100) 하부에 설치되어 있는 캐터필러장치(150)를 승하강장치를 통해 하강하도록 하여 상기 캐터필러장치(150)를 통해 이동하도록 하는 것을 그 특징으로 하고 있다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 캐터필러장치(150)의 구체적인 구성을 살펴보면 다음과 같다. 본원발명에 따른 상기 캐터필러장치(150)는 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 두 개의 캐터필러로 구성되는 바, 구체적으로 상기 계단승월휠체어(100)의 전방에 설치되는 메인캐터필러(160)와, 상기 메인캐터필러(160)와는 별도의 축에 의해 마련되는 보조캐터필러(170)로 구성되며, 본원발명의 일 실시예에서는 상기 메인캐터필러(160)와 보조캐터필러(170)는 동일한 동력부를 사용하여 그 구동이 가능하도록 설계된다.

또한, 상술한 바와 같이 구성되는 캐터필러장치(150)에 있어, 상기 보조캐터필러(170)에는 상기 캐터필러의 각도를 변환시키는 등, 상기 보조캐터필러(170)에 움직임을 가할 수 있도록 하는 제1엑츄에이터가 설계된다. 구체적으로, 본원발명에 따른 상기 캐터필러장치(150)는 두 개의 캐터필러(160, 170)로 구성되되, 특히 상기 후방에 마련되는 보조캐터필러(170)를 특정 각도로 위치 변경을 가할 수 있도록 하는 것에 의해, 본원발명에 따른 캐터필러장치(150)를 통해 상기 계단과 같은 장애물의 승하강을 가능할 수 있도록 한다.

또한, 본원발명에 따른 캐터필러장치(150)는 상기 바퀴 양 측에 설치되는 캐터필러 사이에 경사플레이트(180)와 상기 경사플레이트(180)의 동작을 가능하게 하는 제2엑츄에이터로 구성된 경사플레이트부가 별도로 설치된다. 상기 경사플레이트(180)는 본원발명에 따른 휠체어(100)가 계단과 같은 장애물을 하강하려고 하는 경우, 상기 계단승월휠체어(100)가 급격한 경사에 앞으로 쏠리는 일 없이 안정적으로 상기 장애물을 통과할 수 있는 기능을 행하도록 형성된 구성부분이다. 즉, 상기 경사플레이트(180)는 계단과 같은 장애물의 승강시에 적용되는 구성이라기보다는 장애물의 하강시에 상기 계단승월휠체어(100)의 적절한 하강을 가능하도록 하는 역할을 행하는 구성부분이다.

한편, 상술한 바와 같이 구성되는 캐터필러장치(150)는 하나의 모듈로 구성될 수 있음을 또한 기술적 특징으로 한다. 구체적으로, 본원발명의 상기 일 실시예에 개시되어 있는 바와 같이, 메인캐터필러(160)와, 상기 메인캐터필러(160)는 별도의 축에 의해 설계되는 보조캐터필러(170)와, 경사플레이트부 및 이를 구동하도록 하는 동력부를 포함하여 하나의 모듈로 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 구성을 갖는 캐터필러장치 모듈은 현재 일반적으로 사용되고 있는 자세제어장치가 구비된 좌석부를 갖는 휠체어에 적용될 수 있다. 또한, 상기 본원발명에 따른 캐터필러장치 모듈을 일반적으로 사용되는 휠체어에 설치하도록 하는 경우, 상기 캐터필러장치 모듈을 제어하도록 하는 제어부의 구성을 더 포함하도록 하는 것에 의해 이를 설계하는 것이 가능하다.

즉, 상술한 바와 같이, 본원발명에 따른 캐터필러장치(150)는 상기 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 계단승월휠체어(100)에 직접 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 캐터필러장치(150)를 모듈화하도록 하는 것에 의해 기존의 휠체어 에 직접 설치하여 사용할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.

한편, 도 4 및 도 5에는 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)를 사용하여 계단과 같은 장애물을 이동하도록 하는 구성이 개시되어 있는 바, 상기 도면을 참조하여 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 도 4에는 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)가 캐터필러장치(150)를 사용하여 상기 계단(200)을 올라가는 동작이 도시되어 있는 바, 이를 구체적으로 설명하면, 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 계단승월휠체어(100)가 계단(200)에 도달하게 되면, 보조캐터필러(170)가 제1엑츄에이터의 작용에 의해 상기 계단의 높이만큼 동작의 변환을 행하게 되어, 상기 계단(200)을 승강하게 되며, 메인캐터필러(160)가 상기 계단(200)에 올라가게 되면, 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 보조캐터필러(170)가 원위치로 이동하게 되고 그 후, 상기 캐터필러장치(150)를 이용하여 계단(200)을 올라가게 형성되어 있다. 이처럼, 상기 메인캐터필러(160)가 계단을 올라간 후, 상기 보조캐터필러(170)가 상기 메인캐터필러(160)와 동일하게 일직선으로 형성되는 것은 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 캐터필러와 계단(200)의 모서리가 만나게 되는 부분을 최소 2개 이상이 되도록 함으로써, 상기 계단(200)을 본원발명에 따른 캐터필러장치(150)가 승강하게 되는 경우, 안정적으로 그 동작이 가능하도록 함을 기술적 특징으로 한다.

한편, 상술한 바와 같은 동작에 의해, 본원발명에 따른 계단승월장치(100)가 계단(200)의 끝에 다다르게 되면, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 보조캐터필러(170)는 다시 제1엑츄에이터에 의해 각도변환을 하게 되어, 계단(200) 끝의 평지에 원활하게 안착할 수 있도록 동작의 변환을 행하게 되고, 그 후, 상기 메인캐터필러(160)가 상기 계단(200)의 끝에 도달하는 동작을 행하도록 하는 것에 의해 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)는 캐터필러장치(150)를 통해 계단을 올라가게 된다. 그 후, 상기 캐터필러장치(150)는 상기 계단승월휠체어(100)의 하부로 상승하게 되어 원 위치에 돌아가도록 구성된다.

상기 도 5에는 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)를 사용하여 계단(200)을 하강하는 동작이 구체적으로 도시되어 있는 바, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 계단승월휠체어(100)가 계단(200)과 같은 장애물에 도달하게 되면, 상기 계단승월휠체어(100)는 센서 또는 사용자의 조작에 의해 상기 캐터필러장치(150)를 하강하도록 한 후, 그 구동을 행하게 된다. 구체적으로 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 보조캐터필러(170)는 상기 계단승월휠체어(100)가 전방으로 기울 수 있는 각도로 기울도록 한 후, 경사플레이트(180)를 계단(200) 측으로 하강하도록 하는 것에 의해 계단(200) 상에 상기 경사플레이트(180)를 내려놓도록 한다. 그 후, 상기 계단승월휠체어(100)를 아래 측으로 하강하도록 하는 것에 의해, 안정적으로 상기 계단승월휠체어(100)를 계단(200) 상에 내려놓도록 한다. 상술한 바와 같은 동작이 끝난 후, 상기 메인캐터필러(160)와 보조캐터필러(170)의 구동에 의해 상기 계단승월휠체어(100)는 상기 계단(200)을 내려오게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 경사플레이트(180)는 상기 보조캐터필러(170)와 함께 상기 계단(200)과 같은 장애물의 승하강을 하는 경우에 있어, 안정된 경사각을 만들어 주는 역할을 수행하게 되고, 특히 급격한 각도변화와 둔턱에 대해 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)의 순간 기울림을 방지하여 상기 휠체어(100) 탑승자에게 안정감을 주도록 한다.

한편, 본원발명에 따른 계단승월휠체어(100)는 상기 지면 및 계단과 같은 장애물을 감지 및 제어할 수 있는 제어알고리즘을 구비하는 제어부가 설치되어, 지면 및 장애물 상태를 인식하여 구동 방식을 선택하고 캐터필러 주행에 필요한 동작을 휘체어 자세 균형과 맞추어 제어 및 유지할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 휠체어를 도시한 도면이다.

도 2는 본원발명에 따른 계단승월휠체어의 캐터필러장치가 휠체어에 장착된 모습을 도시한 도면이다.

도 3은 본원발명에 따른 계단승월휠체어의 캐터필러장치를 이용한 동작의 모습을 도시한 도면이다.

도 4는 본원발명에 따른 계단승월휠체어를 사용하여 계단을 올라가는 동작을 도시한 도면이다.

도 5는 본원발명에 따른 계단승월휠체어를 사용하여 계단을 내려가는 동작을 도시한 도면이다.

*도면의 주요부호에 대한 설명*

100: 계단승월휠체어 110: 프레임

120: 좌석부 130: 전방차륜

140: 주차륜 150: 캐터필러장치

160: 메인캐터필러 170: 보조캐터필러

180: 경사플레이트 200: 계단

Claims

프레임(110)과, 상기 프레임(110)에 마련된 자세제어가 가능한 좌석부(120), 전방차륜(130)과 주차륜(140) 및 조향핸들을 포함하여 구성되는 휠체어에 있어서,

주행 시에는 휠체어 하부에 설치되어 있다가, 계단(200)과 같은 장애물을 통과하는 경우 하강하여 상기 장애물을 통과하도록 하는 캐터필러장치(150)가 상기 휠체어에 승하강 가능하도록 마련되고,

상기 캐터필러장치(150)는,

메인캐터필러(160);

상기 메인캐터필러(160)와는 별도의 축에 의해 마련되는 보조캐터필러(170);

상기 메인캐터필러(160)와 보조캐터필러(170)를 움직이도록 하는 동력부;

상기 계단(200)을 오르내림에 있어 상기 계단(200) 상에 내려 놓여져, 상기 보조캐터필러(170)와 함께 안정된 경사각을 만들도록 하는 경사플레이트(180); 및

상기 경사플레이트(180)의 움직임을 가져오도록 하는 제2엑츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단승월 휠체어.
삭제
제1항에 있어서,

상기 캐터필러장치(150)는 보조캐터필러(170)의 각도의 변환을 행할 수 있도록 하는 제1엑츄에이터가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 계단승월 휠체어.
삭제
메인캐터필러(160);

상기 메인캐터필러(160)와는 별도의 축에 의해 마련되는 보조캐터필러(170); 및

상기 메인캐터필러(160)와 보조캐터필러(170)를 움직이도록 하는 동력부;를 포함하고,

상기 계단의 오르내림에 있어 상기 계단 상에 내려 놓여져, 상기 보조캐터필러(170)와 함께 안정된 경사각을 만들도록 하는 경사플레이트(180); 및

상기 경사플레이트(180)의 움직임을 가져오도록 하는 제2엑츄에이터;를 포함하는 계단승월 캐터필러모듈.
제5항에 있어서,

상기 계단승월 캐터필러모듈은 상기 보조캐터필러(170)의 각도의 변환을 행할 수 있도록 하는 제1엑츄에이터가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 계단승월 캐터필러모듈.
삭제