KR101179257B1 - 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어에 관한 것이다.

본 발명의 전동 휠체어는, 하부가 휠체어의 골격을 이루는 베이스프레임에 분리,결합되고, 상부는 휠체어 탑승자의 상부에 위치되어 차양막의 기능을 할 수 있는 물체를 설치하도록 된 설치프레임; 상기 설치프레임의 상부에 설치되어 차양막의 기능을 하면서 태양광이 집광되고 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 패널 형태의 태양광발전모듈; 상기 태양광발전모듈에 의해 생산된 전기에너지가 충전되고, 상기 모터의 구동을 위한 보조 전원으로 사용 가능한 충전배터리;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 전동 휠체어는, 주행을 위한 배터리가 방전되는 것이 방지되고, 방전이 되더라도 그러한 상황에 적절히 대처할 수 있으며, 햇빛으로부터 사용자가 보호되는 특징이 있다.

휠체어, 배터리, 태양광발전, 차양막, 파라솔

Description

태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어{AN ELECTRIC MOTION WHEEL CHAIR}

본 발명은 전동 휠체어에 관한 것이다.

장애인이나 거동이 불편한 노약자 등의 이동을 위해 전동휠체어가 안출되어 널리 사용되고 있다.

이러한 전동휠체어에는 충전용 배터리가 구비되어 있고, 이 배터리의 전기에너지에 의해 모터가 구동되어 휠체어의 주행이 이루어지는 구조로 되어 있다.

이와 같이 배터리의 전원을 공급받아 구동되는 휠체어의 특성상 사용 중 배터리의 방전이 발생될 경우 사용자는 곤란한 상황에 놓이게 되는 문제점이 있었다.

즉, 원거리로 이동된 상황에서 배터리가 방전되면 곧바로 충전이 어렵고 대부분의 사용자는 거동이 불편한 경우이기 때문에 매우 곤란한 상황에 놓이게 되었던 것이다.

한편, 종래의 휠체어는 차양막을 가지고 있지 않아 사용자가 햇빛에 그대로 노출되기 때문에 많은 불편함을 느끼고 있는 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 전동 휠체어에 구비된 배터리가 방전되는 것을 방지하고, 방전이 되더라도 그러한 상황에 적절히 대처할 수 있으며, 햇빛으로부터 사용자를 보호할 수 있는 전동 휠체어를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 설치프레임의 상부에 설치되어 차양막의 기능을 하면서 태양광이 집광되고 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 패널 형태의 태양광발전모듈과 이 태양광발전모듈에 의해 생산된 전기가 저장되고 휠체어의 주행을 위한 모터의 보조 전원으로 사용 가능한 충전배터리를 구비함으로써 전동 휠체어가 방전되는 것을 방지하고, 방전이 되더라도 그러한 상황에 적절히 대처할 수 있으며, 햇빛으로부터 사용자가 보호되도록 한다.

이러한 본 발명의 전동 휠체어는, 하부가 휠체어의 골격을 이루는 베이스프레임에 분리,결합되고, 상부는 휠체어 탑승자의 상부에 위치되어 차양막의 기능을 할 수 있는 물체를 설치하도록 된 설치프레임을 갖는다.

또, 설치프레임의 상부에 설치되어 차양막의 기능을 하면서 태양광이 집광되고 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 패널 형태의 태양광발전모듈을 갖는다.

또, 태양광발전모듈에 의해 생산된 전기에너지가 충전되고, 상기 모터의 구동을 위한 보조 전원으로 사용 가능한 충전배터리를 갖는다.

본 발명의 전동휠체어는 차양막의 기능을 하면서 태양광이 집광되고 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 패널 형태의 태양광발전모듈과 이 태양광발전모듈에 의해 생산된 전기가 저장되고 휠체어의 주행을 위한 모터의 보조전원으로 사용 가능한 충전배터리를 구비하고 있어, 전동 휠체어가 방전되는 것이 방지되고, 방전이 되더라도 그러한 상황에 적절히 대처할 수 있으며, 햇빛으로부터 사용자가 보호되도록 한다.

본 발명에 있어서, 태양광발전모듈이 설치된 상태의 설치프레임을 전동휠체어에서 분리하여 지면에 내려놓았을 때 설치프레임이 넘어지지 않도록 무게중심이 설치프레임에 고르게 분포된 구조일 경우 태양광발전모듈을 파라솔과 같은 용도로 사용할 수 있다.

또, 설치프레임의 상단부와 하단부 사이에 간격조절구가 구비되어 있고, 설치프레임 중 상기 간격조절구의 하부에 위치되는 부분은 좌측지주와 우측지주를 가지며, 상기 좌측지주와 우측지주 하단부 사이의 간격을 간격조절구를 통해 조절할 수 있도록 된 경우 설치프레임과 태양광발전모듈을 지면에 안정적으로 세워놓을 수 있다.

또, 좌측지주와 우측지주에는 관통된 버튼통과홀이 형성되어 있고, 간격조절 구는 좌측지주와 우측지주가 일정한 경로를 따라 이동하도록 형성된 가이드홈을 갖는 몸체; 상기 몸체의 뒤쪽에서 앞쪽으로 전, 후진 가능하되 버튼통과홀을 경유하여 전, 후진 가능한 버튼; 및 상기 버튼이 몸체의 뒤쪽에서 앞쪽으로 전진된 상태가 되도록 버튼을 밀어주는 스프링을 갖는 경우 설치프레임과 태양광발전모듈을 지면에 안정적으로 세워놓는 것이 용이하다.

또, 패널 형태의 태양광발전모듈이 설치프레임의 중앙부와 좌, 우측 끝부분에 각각 위치되어 있되 좌, 우측 끝부분에 위치된 것은 지면을 향해 기울어짐이 가능한 경우 발전효율 및 차양막으로서의 효과가 더욱 우수하다.

또, 충전배터리로부터 전기에너지를 공급받아 발광하는 발광램프가 다수 개 설치되어 있는 경우 야간운행시의 안정성을 높일 수 있으며, 방향전환 램프로서의 역할을 수행하도록 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 배터리로부터 전원을 공급받아 주행하는 전동 휠체어에 관한 것이다.

그러나 본 발명은 전동 휠체어가 사용 중 방전되는 것을 방지하고, 방전이 되더라도 그러한 상황에 적절히 대처할 수 있으며, 햇빛으로부터 사용자를 보호할 수 있는 전동 휠체어를 제공하려는 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명의 휠체어는, 하부가 휠체어의 골격을 이루는 베이스프레임(10)에 분리,결합되고, 상부가 휠체어 탑승자의 상부에 위치되어 차양막의 기능을 할 수 있는 물체를 설치하도록 된 설치프레임(20)을 갖는다.

또, 설치프레임(20)의 상부에 설치되어 차양막의 기능을 하면서 태양광이 집광되고 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 패널 형태의 태양광발전모듈(30)을 갖는다.

또, 태양광발전모듈(30)에 의해 생산된 전기에너지가 충전되고, 상기 모터의 구동을 위한 보조 전원으로 사용 가능한 충전배터리(40)를 갖는다.

즉, 전동 휠체어 자체에 구비된 배터리를 휠체어의 주행을 위한 주전원으로 사용하고, 태양광발전모듈(30)에 의해 생산된 전기에너지를 충전하고 있는 충전배터리(40)를 보조 전원으로 사용하는 것이다.

이러한 충전배터리(40)를 구비하면 주전원 배터리가 방전된 경우에도 보조 전원인 충전배터리(40)를 이용해서 전동 휠체어의 주행이 가능한 특징이 있다.

전동 휠체어의 주행을 위한 모터에 충전배터리(40)의 전원이 공급될 것인지 여부를 전동 휠체어의 사용자가 결정할 수 있도록 하되 주전원 배터리가 방전된 경우 등 비상시에만 사용할 수 있도록 할 수도 있다.

상기 충전배터리(40)는 방전이 되더라도 태양광발전시스템으로 재충전이 되 는 것이기 때문에 충전배터리(40)까지 방전되더라도 일정 시간이 지나면 다시 충전이 가능하다.

그러나 충전배터리(40)가 완전 방전되는 것은 방지되도록 할 필요성이 있으며, 충전배터리(40)에 충전되는 전원이 일정량 이상이면 충전배터리(40)의 전원을 이용해서 휠체어의 주행이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 충전배터리(40)에 저장된 전원의 용량이 설정된 수치 이상이 되면 전동 휠체어 자체에 구비된 주전원 배터리의 전원공급을 차단하거나 공급량을 줄이고, 충전배터리(40)의 전원을 모터에 자동 공급하는 제어부를 전동 휠체어에 구비할 수 있다.

물론, 상기 제어부는 충전배터리(40)에 저장된 전원의 용량이 설정된 수치 이하가 되면 충전배터리(40)의 전원이 모터에 자동 공급되는 것을 차단해야 한다.

또, 충전배터리(40)와 모터는 전선으로 연결되어 있어야 한다.

이러한 구성에서 제어부는 주전원 배터리가 방전된 경우에만 충전배터리의 잔존 전기에너지를 사용할 수 있도록 하되 탑승자에게 방전을 경고하는 것이 바람직하다.(사용자가 충전배터리(40)의 전기에너지를 사용할 것인지를 결정하도록 하는 방식이 가장 바람직함)

전술한 태양광발전모듈(30)이나 충전배터리(40)는 이미 널리 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 태양광발전모듈(30)이 차양막의 기능을 할 수 있는 것은 패널 형태의 태양광발전모듈(30)은 그 상부로부터의 햇빛을 차단할 수 있기 때문임을 밝힌다.

설치프레임(20)과 베이스프레임(10)이 분리, 결합되는 방식은 이미 공지된 다양한 분리, 결합방식을 적용하여 구현 가능하다.

예를 들어 설명하면, 다양한 클램프 방식으로 구현할 수도 있고, 깊은 홀이나 홈에 설치프레임(20)을 끼워넣어 고정하는 방식으로 구현할 수도 있다.

도 3은 베이스프레임(10)의 하부에 위치된 클램프(11)에 설치프레임(20)이 삽입되는 것을 도시한 것이다.

본 발명에 있어서, 태양광발전모듈(30)이 설치된 상태의 설치프레임(20)을 전동 휠체어에서 분리하여 지면에 내려놓았을 때 설치프레임(20)이 넘어지지 않고 도 2와 같이 세워져 있도록 무게중심이 설치프레임(20)에 고르게 분포되어 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 태양광발전모듈(30)을 파라솔과 같은 용도로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 경우 충전배터리(40)가 태양광발전모듈(30) 및 설치프레임(20)과 함께 분리되어 파라솔과 같이 사용하는 경우에도 태양광발전을 통한 충전배터리(40)로의 충전이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

설치프레임(20)을 지면에 더욱 안정적으로 세워 놓을 수 있도록 설치프레임의 상단부와 하단부 사이에 간격조절구(50)가 구비되어 있도록 하고, 설치프레임(20) 중 상기 간격조절구(50)의 하부에 위치되는 부분은 좌측지주(21)와 우측지주(22)를 가지며, 좌측지주(21)과 우측지주(22) 하단부 사이의 간격을 간격조절 구(50)를 통해 조절할 수 있도록 할 수 있다.

즉, 설치프레임(20)의 하부가 지면에 넓게 펼쳐져 안치되도록 함으로써 안정적인 자세를 유지하도록 하는 것이다.

상기와 같은 간격조절구(50)는 다양한 형태로 구현할 수 있으나 도 5와 같은 형태로 구현하는 것이 사용이 편리하여 바람직하다.

도 5의 경우 간격조절구(50)는 좌측지주(21)와 우측지주(22)가 일정한 경로를 따라 이동하도록 가이드홈(51a)이 형성되고, 고정홀(54)이 형성된 몸체(51)를 가지고 있다.

또, 좌측지주(21)와 우측지주(22)의 내부에서 외부로 전, 후진 가능하되 좌측지주(21)와 우측지주(22)에 형성된 버튼통과홀(21a)과 몸체에 형성된 고정홀(54)를 경유하여 전, 후진 가능한 버튼(52)을 가지고 있다.

또, 버튼(52)이 고정홀(54)을 관통하여 전진된 상태가 되도록 버튼(52)을 밀어주는 스프링(53)을 가지고 있다.
따라서 버튼(52)을 눌러 버튼(52)이 고정홀(54)에서 이탈되도록 한 상태에서 좌측지주(21)나 우측지주(22)를 좌, 우로 움직일 수 있으며, 좌측지주(21)나 우측지주(22)가 좌, 우로 움직일 때 버튼(52)은 고정홀(54)과 고정홀(54) 사이의 벽면을 가압하는 상태로 이동되며, 이동 과정에서 고정홀(54)에 이르면 고정홀(54)로 삽입되어 좌측지주(21)나 우측지주(22)가 좌, 우로 움직일 수 없는 상태가 된다.
이러한 버튼과 고정홀 사용방식을 통해 물체의 이동과 멈춤이 가능하도록 하는 구조는 이미 다양한 산업분야에 이용되고 있다.

본 발명에 있어서, 패널 형태의 태양광발전모듈(30)이 설치프레임(20)의 중앙부와 좌, 우측 끝부분에 각각 위치되어 있도록 하는 것이 태양광발전 효율을 높일 수 있어 바람직하다.

이러한 구조에서 좌, 우측 끝부분에 위치된 태양광발전모듈(30)은 지면을 향해 기울어짐이 가능한 것이 바람직하다.(도 4참조)

이는 차양막으로서의 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 태양광 발전 효율을 높일 수 있기 때문이다.

물론, 지면을 향해 기울어지는 각도를 조절 가능하도록 구현할 수도 있으며, 기울어짐을 위한 구조는 실린더의 전, 후진 정도에 의해 이루어지도록 구현할 수 있다.

본 발명에 있어서, 충전배터리(40)로부터 전기에너지를 공급받아 발광하는 발광램프(60)가 다수 개 설치되어 있도록 하면, 야간주행 상황 등에서 타인에게 더 잘 보이게 되기 때문에 안전성을 높일 수 있다.

상기 발광램프(60)가 방향전환 표시램프로서의 기능을 하도록 구현할 수도 있다.

이때의 발광램프(60)는 엘이디(LED)로 구현하는 것이 전력소모량을 최소화할 수 있어 바람직하다.

도 1은 본 발명의 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어의 전체 개략도

도 2는 설치프레임이 전동 휠체어에서 분리되고, 지면에 세워진 상태를 도시한 개략도

도 3은 베이스프레임과 설치프레임의 결합관계를 설명하기 위한 개략도

A : 클램프의 설치상태]

B : 클램프에 설치프레임이 삽입, 고정된 상태

도 4는 3개의 태양광발전모듈이 구비되어 있는 것을 설명하기 위한 개략도

도 5는 본 발명의 구성요소인 간격조절구를 설명하기 위한 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10. 베이스프레임 11. 클램프

20. 설치프레임 21. 좌측지주

21a. 버튼통과홀 22. 우측지주

30. 태양광발전모듈 40. 충전배터리

50. 간격조절구1. 몸체 51a. 가이드홈

52. 버튼 53. 스프링

54. 고정홀 60. 발광램프

Claims (7)

1. 모터에 의해 주행되는 전동 휠체어에 있어서,

   하부는 휠체어의 골격을 이루는 베이스프레임(10)에 분리,결합되고, 상부는 휠체어 탑승자의 상부에 위치되어 차양막의 기능을 할 수 있는 물체를 설치하도록 된 설치프레임(20);

   상기 설치프레임(20)의 상부에 설치되어 차양막의 기능을 하면서 태양광이 집광되고 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 패널 형태의 태양광발전모듈(30);

   상기 태양광발전모듈(30)에 의해 생산된 전기에너지가 충전되고, 상기 모터의 구동을 위한 보조 전원으로 사용 가능한 충전배터리(40);를 포함하여 구성되며,

   상기 충전배터리(40)와 모터가 전선으로 연결되어 있고,

   상기 충전배터리(40)에 저장된 전원의 용량이 설정된 수치 이상이 되면 전동 휠체어 자체에 구비된 주전원 배터리의 전원공급을 차단하거나 공급량을 줄이고, 충전배터리(40)의 전원을 모터에 자동 공급하되 충전배터리(40)에 저장된 전원의 용량이 설정된 수치 이하가 되면 충전배터리(40)의 전원이 모터에 자동 공급되는 것을 차단하는 제어부;가 구비된 것을 특징으로 하는, 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 태양광발전모듈(30)이 설치된 상태의 설치프레임(20)을 전동휠체어에서 분리하여 지면에 내려놓았을 때 설치프레임(20)이 넘어지지 않도록 무게중심이 설치프레임(20)에 고르게 분포된 것을 특징으로 하는, 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 설치프레임(20)의 상단부와 하단부 사이에 간격조절구(50)가 구비되어 있고, 설치프레임(20) 중 상기 간격조절구(50)의 하부에 위치되는 부분은 좌측지주(21)와 우측지주(22)를 가지며,

   상기 좌측지주(21)과 우측지주(22) 하단부 사이의 간격을 간격조절구(50)를 통해 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는, 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,

   상기 패널 형태의 태양광발전모듈(30)은 설치프레임(20)의 중앙부와 좌, 우측 끝부분에 각각 위치되어 있되 좌, 우측 끝부분에 위치된 것은 지면을 향해 기울어짐이 가능한 것을 특징으로 하는, 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 충전배터리(40)로부터 전기에너지를 공급받아 발광하는 발광램프(60)가 다수 개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전모듈을 갖는 전동 휠체어.
7. 삭제

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