KR101179804B1 - 자동 핸드 카트 - Google Patents

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KR101179804B1
KR101179804B1 KR1020120011098A KR20120011098A KR101179804B1 KR 101179804 B1 KR101179804 B1 KR 101179804B1 KR 1020120011098 A KR1020120011098 A KR 1020120011098A KR 20120011098 A KR20120011098 A KR 20120011098A KR 101179804 B1 KR101179804 B1 KR 101179804B1
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Abstract

본 발명은 계단과 같은 경사 요철면의 등반 또는 하강 시에 물건이 적재된 핸드 카트를 큰 힘을 들이지 않으면서 손쉽고 안전하게 이동시킬 수 있는 자동 핸드 카트에 관한 것이다.
본 발명의 자동 핸드 카트는, 하단부에는 후방측으로 돌출되어 물품이 적재되는 적재부(110)가 구비되고, 상단부에는 손잡이(120)가 구비된 본체프레임(100); 상기 본체프레임(100) 하부의 전방 양측에 연결된 주차륜(200); 및 상기 주차륜(200)의 회전중심(A)을 기준으로 전방 상측으로 이격되어 편심된 위치에 회전중심(B)을 갖도록 구비되고, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 회전되며, 계단의 등반 시 상측에 위치하는 계단의 수평면(703)에 외측단이 지지된 상태에서 회전 시 발생하는 회전 반발력을 이용하여 상기 계단의 단턱(702)에 걸려 이동이 저지되는 상기 주차륜(200)에 상방향의 인양력을 제공하는 등반보조수단(600);을 포함한다.

Description

자동 핸드 카트{AUTOMATED HAND CART}
본 발명은 자동 핸드 카트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 계단과 같은 경사 요철면의 등반 또는 하강 시에 물건이 적재된 핸드 카트를 큰 힘을 들이지 않으면서 손쉽고 안전하게 이동시킬 수 있는 자동 핸드 카트에 관한 것이다.
일반적으로 핸드 카트(Hand Cart)는 물품을 적재하여 바퀴를 통해 쉽게 이동시킬 수 있도록 하는 운반장치이다. 핸드 카트의 일반적인 구조는, 세로 방향으로 배치되고 상단부에는 손잡이가 구비된 본체프레임과, 본체프레임의 하부에서 후방측 직각 방향으로 돌출되어 물품이 적재되는 적재부가 마련되고, 본체프레임 하부의 전방 양측에는 각각 주차륜(바퀴)이 구비된 구조로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 핸드 카트는 적재부에 물품을 적재하고 손잡이를 아래로 눌러 본체프레임의 상단부가 전방측으로 기울어진 상태가 되도록 하여 본체프레임과 물품의 무게 중심을 주차륜에 위치시킨 상태에서 손잡이를 전방측으로 당기거나 후방측으로 밀어 주차륜의 회전에 의해 물품을 원하는 장소로 이동시키게 된다.
그러나, 이러한 핸드 카트를 이용하여 물품을 이동시키는 경우, 평지에서는 주차륜의 회전이 원활하게 이루어져 물품을 쉽게 이동시킬 수 있으나, 계단과 같은 경사 요철면을 오르는 경우에는 계단의 단차에 의해 주차륜의 이동이 저지됨으로써 핸드 카드를 들어 올려 계단을 한 칸씩 이동시키는데 많은 힘과 시간이 소요되는 문제가 있고, 경사 요철면을 내려가는 경우에는 심한 요동에 의해 물품이 파손될 우려가 있는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로, 대한민국 등록실용신안 제20-0455071호에는 상단부에 손잡이가 형성된 본체프레임과, 상기 본체프레임의 하부에 수평으로 돌출 형성된 적재부와, 본체프레임의 좌우 하방에 상기 적재부와 반대 방향으로 각각 직각으로 돌출되게 용접 결합되는 앞바퀴 지지대에 결합되는 원형의 앞바퀴와, 본체프레임의 좌우 중간에 각각 상기 적재부와 반대 방향으로 직각으로 돌출되어 용접 결합되는 보조 바퀴 지지대에 연결되는 보조바퀴 연결봉에 결합되어 상기 앞바퀴가 수직으로 낙하하지 않도록 보조하는 보조바퀴를 포함하고, 상기 보조바퀴의 각도가 조절되도록 구성된 수동 카트가 개시되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 물건을 탑재한 상태에서 계단을 내려갈 때 앞바퀴가 수직으로 낙하하는 것을 방지하여 물건의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있고, 계단을 오르는 경우에도 상측에 위치한 계단의 수평면에 보조바퀴를 거치한 후 지렛대의 원리를 이용하여 앞바퀴를 들어올려 계단을 오르는데 드는 힘을 줄일 수 있는 이점은 있으나, 계단을 한 칸씩 오를 때마다 수동에 의해 본체프레임의 기울기를 조절해야 하므로 사용상에 불편이 따르는 단점이 있다.
핸드 카트와 관련된 또 다른 선행기술로, 대한민국 등록특허 제10-0809625호에는 틀을 이루는 바디 프레임부와, 상기 바디 프레임부의 하부에 직각 방향으로 돌출된 평판형의 적재 플레이트부와, 상기 적재 플레이트부의 하단부 양측에 구비된 제1바퀴부와, 상기 바디 프레임부 전면 방향으로는 평지는 물론, 계단과 같은 경사 요철면을 오르내릴 수 있도록 하는 제2바퀴부를 포함하고, 상기 제2바퀴부는 외측으로 주구동축이 형성된 외측 프레임부와, 상기 외측 프레임부의 내측으로 그 외측 프레임부와 일정 간격을 두고 서로 마주보는 방향으로 보조구동축이 형성된 내측 프레임부를 포함하는 장방형의 바퀴장착 프레임과, 서로 구동에 방해되지 않을 정도의 간격을 유지하도록 상기 주구동축에 축고정된 다수개의 대형바퀴와, 상기 대형바퀴와 대형바퀴 사이에 형성되는 간극을 줄일 수 있도록 서로 엇갈림 배열로 교차 형성된 상기 외측 프레임부 및 내측 프레임부의 각 보조구동축에 축고정된 다수개의 제1 내지 제4소형바퀴를 포함하여 구성된 계단 승강용 운반장치가 개시되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 짐을 적재할 수 있는 적재 장소가 높은 위치의 계단을 오르내릴 때 적재 공간의 하단부에 위치한 기어 형태의 바퀴들이 간극을 줄이는 직선형 배열 구조로 형성되어 계단의 모서리를 번갈아가면서 접촉되므로 작은 힘으로도 계단을 쉽게 오르내릴 수 있는 이점은 있으나, 다수개의 대형바퀴와 소형바퀴를 구비해야 하므로 그 구조가 복잡해지고, 수동에 의해 카트를 이동시켜야 하므로 계단을 오르내릴 때 카트를 당기는데 큰 힘을 가해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 계단과 같은 경사 요철면의 등반 또는 하강 시에 물건이 적재된 핸드 카트를 큰 힘을 들이지 않으면서 손쉽고 안전하게 이동시킬 수 있도록 하는 자동 핸드 카트를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 동력에 의해 구동되는 등반보조수단을 구비하되, 그 동력의 전달 구조를 간소화 및 경량화함과 동시에 계단의 등반 시 핸드 카트에 최대의 인양력을 제공할 수 있는 자동 핸드 카트를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 핸드 카트의 손잡이 구조를 개선하여 사용자의 신체 조건 및 적재된 물건의 중량에 따라 손잡이의 각도를 용이하게 조절하여 사용할 수 있는 자동 핸드 카트를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 자동 핸드 카트는, 하단부에는 후방측으로 돌출되어 물품이 적재되는 적재부(110)가 구비되고, 상단부에는 손잡이(120)가 구비된 본체프레임(100); 상기 본체프레임(100) 하부의 전방 양측에 연결된 주차륜(200); 및 상기 주차륜(200)의 회전중심(A)을 기준으로 전방 상측으로 이격되어 편심된 위치에 회전중심(B)을 갖도록 구비되고, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 회전되며, 계단의 등반 시 상측에 위치하는 계단의 수평면(703)에 외측단이 지지된 상태에서 회전 시 발생하는 회전 반발력을 이용하여 상기 계단의 단턱(702)에 걸려 이동이 저지되는 상기 주차륜(200)에 상방향의 인양력을 제공하는 등반보조수단(600);을 포함하여 구성된다.
이 경우 상기 등반보조수단(600)은, 상기 회전중심(B)에 일단부가 결합되고, 상기 계단의 절곡된 형상에 대응되는 만곡된 형상으로 이루어진 링크부(610)와, 상기 링크부(610)의 타단부에 고정되는 롤러(620)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 등반보조수단(600)은, 상기 회전중심(B)에 일단부가 결합되는 제1링크부(610-1)와, 상기 제1링크부(610-1)의 타단부에 형성되는 회동축(612)에 일단부의 회동축(612a)이 회동 가능하게 연결되며 상기 제1링크부(610-1)와 사이에 둔각의 각도를 이루면서 연결되는 제2링크부(610-2)와, 상기 제2링크부(610-2)의 타단부에 결합되는 롤러(620)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)가 연결되는 상기 회동축(612,612a)에는 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도가 커지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(630)가 개재되고, 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)의 회동 방향 양측부에 상하로 대향된 위치에는 각각 상기 제2링크부(610-2)의 회전 범위를 제한하는 제1스토퍼(613,616)와 제2스토퍼(614,617)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
또한 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도 범위는, 상기 롤러(620)가 지면에 접촉되어 눌려짐에 따라 상기 제1스토퍼(613,616)가 접촉되는 경우에는 95°~110°이고, 상기 탄성부재(630)의 탄성력에 의해 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)가 벌어져 상기 제2스토퍼(614,617)가 접촉되는 경우에는 120°~125°인 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 등반보조수단(600)의 회전을 위한 동력을 제공하는 수단으로, 전원공급부(300); 상기 전원공급부(300)의 전원에 의해 구동되는 구동부(400); 및 상기 구동부(400)의 회전속도를 감속함과 동시에 상기 구동부(400)의 회전력을 증대시켜 상기 등반보조수단(600)에 전달하는 동력전달부(500);을 포함하고, 상기 전원공급부(300)와 구동부(400) 및 동력전달부(500)는 상기 본체프레임(100)에 장착된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되며, 그 하단부에는 웜(420a)이 결합되고, 상기 동력전달부(500)는, 상기 웜(420a)에 치합되어 상기 웜(420a)의 회전속도를 감속하는 웜휠(512a)을 포함하는 제1동력전달부(510a); 및 상기 제1동력전달부(510a)의 동력을 상기 등반보조수단(600)에 전달하는 제2동력전달부(520);로 구성될 수 있다.
또한 상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되며, 그 하단부에는 웜(420a)이 결합되고, 상기 동력전달부(500)는, 상기 웜(420a)에 치합되어 상기 웜(420a)의 회전속도를 감속하는 웜휠(512a)을 포함하고, 상기 웜휠(512a)과 상기 등반보조수단(600)은 동일한 회전축(511a) 상에 결합된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 본체프레임(100)에는 상기 손잡이(120)의 일측에 원주방향을 따라 일정 간격으로 다수개의 각도조절홀(141)이 천공된 각도조절판(140)이 장착되고, 상기 각도조절판(140)에는 회전축(131)을 중심으로 회전손잡이(130)가 회동 가능하게 연결되며, 상기 다수개의 각도조절홀(141) 중 어느 하나와 상기 회전손잡이(130)에 형성된 관통홀(132)에 회전손잡이 고정수단(133)이 선택적으로 체결되어, 상기 회전손잡이(130)의 각도가 조절되는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 자동 핸드 카트에 의하면, 모터의 동력에 의해 회전되어 주차륜에 인양력을 제공하는 등반보조수단을 구비함으로써 계단과 같은 경사 요철면의 등반 시 물건이 적재된 핸드 카트를 큰 힘을 들이지 않고 손쉽게 등반 이동시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 등반보조수단을 계단의 형상에 대응되도록 둔각을 이루며 만곡된 링크부를 구비하되, 링크부의 회전중심이 주차륜의 회전중심으로부터 전방 상측으로 이격되어 위치하도록 구성함으로써 등반보조수단의 회전에 의해 주차륜에 큰 힘의 인양력을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에서는 등반보조수단의 링크부를 제1링크부와 제2링크부로 분할 구성하고, 제1링크부와 제2링크부 사이에 소정 각도 범위에서 회전각도의 유격이 형성될 수 있도록 구성함으로써, 계단의 등반 또는 하강 시에 주차륜이 지면에 급작스럽게 낙하하는 것을 방지하여 충격을 흡수함으로써 적재된 물품의 파손을 방지할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 등반보조수단의 회전을 위한 동력전달수단의 구조를 간소화함으로써 그 중량 및 부피를 최소화함과 동시에 등반보조수단의 구동이 안정적으로 원활하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에서는 본체프레임의 상단부에 회전 각도의 조절이 용이한 회전손잡이를 부가함으로써 사용자의 신체조건 및 적재물의 중량을 고려하여 핸드 카트의 손잡이 구조를 작업에 편리한 상태로 용이하게 조절할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 핸드 카트의 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 도 1의 측면도,
도 4는 자동 핸드 카트의 동력전달부와 등반보조수단의 일실시예를 보여주는 주요부 사시도,
도 5는 자동 핸드 카트의 동력전달부와 등반보조수단의 다른 실시예를 보여주는 주요부 사시도,
도 6은 자동 핸드 카트의 동력전달부와 등반보조수단의 또 다른 실시예를 보여주는 주요부 사시도,
도 7은 자동 핸드 카트의 등반보조수단의 또 다른 실시예로서, (a)는 분해 사시도, (b)는 결합 사시도, (c)와 (d)는 각도 조절 범위를 나타낸 측면도,
도 8은 자동 핸드 카트의 주차륜과 등반보조수단의 위치 관계를 나타낸 설명도,
도 9는 본 발명에 따른 자동 핸드 카트가 계단을 등반하는 과정을 나타낸 작동 상태도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 핸드 카트의 사시도, 도 2는 도 1의 정면도, 도 3은 도 1의 측면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 자동 핸드 카트는, 하단부에는 후방측으로 돌출되어 물품이 적재되는 적재부(110)가 구비되고 상단부에는 전방측으로 비스듬히 구부러진 손잡이(120)가 구비된 본체프레임(100)과, 상기 본체프레임(100) 하부의 전방 양측에 연결된 주차륜(200)과, 모터의 동력을 전달받아 회전됨으로써 계단의 등반 또는 하강 시 주차륜(200)에 상방향의 인양력을 제공함으로써 주차륜(200)이 계단을 쉽게 등반 또는 하강할 수 있도록 보조하는 등반보조수단(600)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 등반보조수단(600)이 회전되도록 동력을 제공하기 위한 수단으로, 본체프레임(100)의 전방 측면에는 전원공급부(300)와 구동부(400) 및 동력전달부(500)가 장착되어 있다.
상기 본체프레임(100)은 상단부에 구비된 손잡이(120)의 일측에는 회전축(131)을 중심으로 선회되는 회전손잡이(130)가 구비되고, 상기 손잡이(120)와 회전손잡이(130) 사이에는 회전손잡이(130)의 회전각을 조절하기 위한 각도조절판(140)이 구비된다. 상기 각도조절판(140)에는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 일정 간격으로 다수개의 각도조절홀(141)이 천공되어 있고, 회전손잡이(130)에는 관통홀(132)이 형성되어 있어, 회전손잡이(130)의 각도조절 시에는 상기 관통홀(132)이 다수개의 각도조절홀(141) 중 어느 하나에 대응되도록 회전손잡이(130)를 원하는 각도로 회전시킨 상태에서 회전손잡이 고정수단(133)을 관통홀(131)과 각도조절홀(141)에 삽입하여 고정하게 된다. 이와 같이, 본체프레임(100)의 상단부에 손잡이(120) 이외에 각도 조절이 용이한 회전손잡이(130)를 부가함으로써 사용자의 신체 조건이나 적재물의 중량에 맞추어 회전손잡이(130)의 각도를 선택하여 편리하게 사용할 수 있게 된다.
상기 주차륜(200)은 본체프레임(100) 하부 전방면에서 전방측으로 돌출되도록 결합된 축지지대(150)에 주차륜(200)의 회전축(210)의 일측단이 고정되고, 상기 회전축(210)의 타측단은 주차륜(200)의 중앙부에 베어링(220)을 매개로 회전 가능하게 연결되어 있다. 핸드 카트가 평지를 이동하는 경우에는 손잡이(120) 또는 회전손잡이(130)를 아래로 당겨 본체프레임(100)을 전방측으로 비스듬히 기울여 본체프레임(100)과 적재물품의 무게중심을 주차륜(200)에 집중시킨 상태에서 손잡이(120) 또는 회전손잡이(130)를 전방측으로 당기거나 후방측으로 밀어 핸드 카트를 이동시키게 된다. 이와 달리, 핸드 카트가 계단과 같은 경사 요철면을 등반 또는 하강하는 경우에는 후술하는 등반보조수단(600)에 의해 인양력을 제공받아 주차륜(200)이 계단을 쉽게 오르내릴 수 있게 된다.
상기 전원공급부(300)는 구동부(400)에 전원을 공급하기 위한 수단으로서, 중량을 경량화하고 부피를 최소화할 수 있도록 충전식 밧데리를 사용함이 바람직하다. 상기 전원공급부(300)의 하측에 구비되는 구동부(400)는 전원공급부(300)로부터 인가되는 전원에 의해 구동되어 회전력을 제공하게 된다. 도 4를 참조하면, 구동부(400)의 구동축(410)은 동력전달부(500)의 케이싱(500a)의 상단부를 관통하여 케이싱(500a)의 내측으로 연장되어 있다.
상기 동력전달부(500)는 구동부(400)의 회전력을 등반보조수단(600)에 전달하기 위한 구성으로, 다수의 기어들의 조합에 의한 기어비를 이용하여 구동부(400)의 회전방향을 전환하고 회전속도를 감속함과 동시에 구동부(400)의 동력을 증대시켜 등반보조수단(600)에 전달할 수 있도록 구성되어 있다.
도 4는 자동 핸드 카트의 동력전달부와 등반보조수단의 일실시예를 보여주는 주요부 사시도, 도 5는 자동 핸드 카트의 동력전달부와 등반보조수단의 다른 실시예를 보여주는 주요부 사시도, 도 6은 자동 핸드 카트의 동력전달부와 등반보조수단의 또 다른 실시예를 보여주는 주요부 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 동력전달부(500)의 일실시예로, 상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되고, 구동축(410)의 하단부에는 제1베벨기어(420)가 결합되고, 상기 제1베벨기어(420)에 치합되는 제2베벨기어(512)와, 상기 제2베벨기어(512)와 동일한 제1회전축(511)에 결합된 제1평기어(513)를 포함하는 제1동력전달부(510) 및 상기 제1평기어(513)에 치합되며 상기 제1평기어(513)보다 큰 직경으로 형성된 제2평기어(522)와, 상기 제2평기어(522)의 중심에 관통결합되며 상기 등반보조수단(600)의 회전중심을 이루는 제2회전축(521)을 포함하는 제2동력전달부(520)로 구성될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 구동축(410)의 하단부에 결합된 제1베벨기어(420)와 제1회전축(511)에 결합된 제2베벨기어(512)가 치합됨으로써 구동축(410)의 회전방향을 90°로 전환하여 제1회전축(511)에 전달하게 되고, 제2베벨기어(512)의 일측으로 이격되어 제1회전축(511)에 결합된 제1평기어(513)는 더 큰 직경을 갖는 제2평기어(522)에 치합됨으로써 제2평기어(522)가 결합된 제2회전축(521)에 감속된 회전속도 및 증대된 회전력을 전달하게 된다.
도 5를 참조하면, 상기 동력전달부(500)의 다른 실시예로, 상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되며, 그 하단부에는 웜(420a)이 결합되고, 상기 웜(420a)에 치합되는 웜휠(512a)과, 상기 웜휠(512a)과 동일한 제1회전축(511)에 결합된 제1평기어(513)를 포함하는 제1동력전달부(510a) 및 상기 제1평기어(513)에 치합되며 상기 제1평기어(513)보다 큰 직경으로 형성된 제2평기어(522)와, 상기 제2평기어(522)의 중심에 관통결합되며 상기 등반보조수단(600)의 회전중심을 이루는 제2회전축(521)을 포함하는 제2동력전달부(520)로 구성될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 구동축(410)의 하단부에 결합된 웜(420a)과 제1회전축(511)에 결합된 웜휠(512a)이 치합됨으로써 구동축(410)의 회전방향을 90°로 전환하여 제1회전축(511)에 전달함과 동시에 웜휠(512a)이 결합된 제1회전축(511)에 1차로 감속된 회전속도 및 증대된 회전력을 전달하게 되고, 웜휠(512a)의 일측으로 이격되어 제1회전축(511)에 결합된 제1평기어(513)는 더 큰 직경을 갖는 제2평기어(522)에 치합됨으로써 제2평기어(522)가 결합된 제2회전축(521)에 2차로 감속된 회전속도 및 증대된 회전력을 전달하게 된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 실시예들에서 제1회전축(511)의 양측 단부와, 제2회전축(521)의 제2평기어(522)의 양측부는 동력전달부(500)의 케이싱(500a)의 내벽에 베어링(514,523)을 매개로 회전 가능하게 연결되고, 상기 제2회전축(521)의 양측 단부와 상기 주차륜(200)의 회전축(210)은 본체프레임(100)의 전방측으로 연장된 축지지대(150)에 베어링(524,220)을 매개로 회전 가능하게 연결된다. 이와 같은 구성에 의하면, 제1회전축(511)과 제2회전축(521)이 나란한 상태에서 안정적으로 지지되므로 구동부(400)의 동력이 등반보조수단(600)에 전달되는 과정에서 진동의 발생을 억제하고 원활하고 안정적인 동력 전달이 가능하게 된다.
도 6을 참조하면, 상기 동력전달부(500)의 또 다른 실시예로, 상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되며, 그 하단부에는 웜(420a)이 결합되고, 상기 웜(420a)에 치합되는 웜휠(512a)과, 상기 웜휠(512a)이 결합되는 회전축(511a)과 동축으로 상기 등반보조수단(600)이 결합된 것으로 구성될 수도 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 구동축(410)의 하단부에 결합된 웜(420a)과 회전축(511a)에 결합된 웜휠(512a)이 치합됨으로써 구동축(410)의 회전방향을 90°로 전환하여 회전축(511a)에 전달함과 동시에 웜휠(512a)이 결합된 회전축(511a)과 등반보조수단(600)에 감속된 회전속도 및 증대된 회전력을 전달하게 됨으로써 전술한 도 5의 실시예에 비하여 동력전달수단(500)의 구조를 보다 간소하게 구성할 수 있는 이점이 있다.
이하, 상기 등반보조수단(600)의 구성 및 작용을 설명한다.
도 4를 참조하면, 등반보조수단(600;600-1)의 일실시예는, 상기 제2회전축(521)에 일단부가 결합되고, 계단의 절곡된 형상에 대응되는 만곡된 형상으로 이루어진 링크부(610)와, 상기 링크부(610)의 타단부에 고정되는 롤러(620)로 구성될 수 있다. 또한 상기 등반보조수단(600-1)은, 도시된 바와 같이 제2회전축(521)의 양측부에 하나씩 한 쌍으로 구비될 수 있으나, 그 설치 개수를 달리하여 구성될 수 있음은 물론이다.
도 5를 참조하면, 등반보조수단(600;600-2)의 다른 실시예는, 상기 제2회전축(521)에 중간부가 결합되고, 상기 제2회전축(521)의 양측으로 계단의 절곡된 형상에 대응되는 만곡된 형상이 대칭적으로 이루어진 링크부(610a)와, 상기 링크부(610a)의 양 끝단부에 고정되는 롤러(620)로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 폭이 좁은 계단의 요철면을 등반하는 경우에 도 4에 도시된 링크부(610)가 외팔 구조로 구성된 경우에 비하여, 보다 신속한 등반이 가능해지는 이점이 있다.
도 7은 자동 핸드 카트의 등반보조수단의 또 다른 실시예로서, (a)는 분해 사시도, (b)는 결합 사시도, (c)와 (d)는 각도 조절 범위를 나타낸 측면도이다.
등반보조수단(600;600-3)의 또 다른 실시예로, 상기 제2회전축(521)에 일단부가 결합되는 제1링크부(610-1)와, 상기 제1링크부(610-1)의 타단부에 형성되는 회동축(612)에 일단부의 회동축(612a)이 회동 가능하게 연결되며 상기 제1링크부(610-1)와 사이에 둔각의 각도를 이루면서 연결되는 제2링크부(610-2)와, 상기 제2링크부(610-2)의 타단부의 롤러고정축(619)에 결합되는 롤러(620)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)가 연결되는 상기 회동축(612,612a)에는 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도가 커지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(630)가 개재되고, 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)의 회동 방향 양측부에 상하로 대향된 위치에는 각각 상기 제2링크부(610-2)의 회전 범위를 제한하는 제1스토퍼(613,616)와 제2스토퍼(614,617)가 구비된 것으로 구성될 수 있다. 또한 상기 탄성부재(630)의 일단부는 제1링크부(610-1)에 구비된 제1스토퍼(613)와 걸림부(615) 사이에 끼워져 고정되고, 탄성부재(630)의 타단부는 제2링크부(620-1)에 구비된 제1스토퍼(616)와 걸림부(618) 사이에 끼워져 고정될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 핸드 카트의 계단 등반 또는 하강 시, 계단의 평면(701, 도 9 참조)을 이동하는 경우에는 롤러(620)가 주차륜(200)을 포함한 핸드 카트의 하중에 의해 아래로 눌려져 도 6(c)에 도시된 바와 같이 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도는 대략 95°~110°를 이루게 되고, 롤러(620)가 계단의 상면(703)을 딛고 등반하는 경우나 외력이 작용하지 않는 경우에는 탄성부재(630)의 탄성력에 의해 제2링크부(610-2)가 제1링크부(610-1)와 이격되는 방향으로 회전되어 도 6(d)에 도시된 상태가 되어 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도는 대략 120°~125°를 이루게 된다.
이와 같이 등반보조수단(600-3)을 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)로 분할 구성하고, 그 사이의 각도가 일정 범위, 대략 10°~30°의 유격 범위 내에서 조절되도록 구성함으로써, 계단의 등반 또는 하강 시에 주차륜(200)이 안정적으로 상승 또는 하강할 수 있게 되어, 주차륜(200)이 계단의 지면(701,702)에 급격하게 낙하되는 것을 방지함으로써 낙하 충격을 흡수할 수 있게 된다.
한편, 상기 실시예들에서 등반보조수단(600)에 구비되는 롤러(620)는 계단의 상면에 접촉된 후에 회전이 억제된 상태로 지지될 수 있도록 링크부(610,610a,610-2)에 고정 장착된 것으로 구성됨이 바람직하며, 계단면과의 마찰력을 높일 수 있도록 폴리에틸렌 또는 폴리우레탄 재질로 구성함이 바람직하다.
이하, 도 8을 참조하여 주차륜(200)과 등반보조수단(600)의 위치 관계를 설명한다. 본 발명에서의 특징적 구성인 등반보조수단(600)은 계단의 등반 시 주차륜(200)에 큰 힘의 인양력을 제공하여 계단의 등반이 수월하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 구성으로, 주차륜(200)의 회전중심(A)을 기준으로 전방 상측으로 이격되어 편심된 위치에 등반보조수단(600)의 회전중심(B)이 위치하도록 하여, 계단의 등반 시 상측에 위치하는 계단의 수평면(703)에 등반보조수단(600)의 외측단인 롤러(620)가 지지된 상태에서 계단의 수직면(702)과의 마찰을 최소화하면서 주차륜(200)을 상방향으로 끌어 올릴 수 있도록 구성되어 있다.
또한 등반보조수단(600)의 회전 시, 등반보조수단(600)의 회전중심(B)으로부터 외측 단부에 결합되는 롤러(620)는 주차륜(200)의 전방측 외주면보다 전방으로 돌출되어 위치되고, 지면에 접촉되는 주차륜(200)의 하단부 외주면보다는 하측에 위치되도록 등반보조수단(600)의 회전중심(B)의 위치와 등반보조수단(600)의 길이가 설정된다. 평지의 이동 시에는 등반보조수단(600)의 롤러(620)가 주차륜(200)의 하단부보다 상측에 위치하도록 등반보조수단(600)이 회전되어 고정된 상태가 되도록 하여 주차륜(200)의 회전에 간섭을 일으키지 않도록 하고, 계단의 등반 시에는 롤러(620)가 주차륜(200)의 전방측으로 돌출되어 계단의 상측면(703)을 용이하게 딛고 올라설 수 있게 됨과 아울러 롤러(620)의 하단부가 주차륜(200)의 하단부 외주면보다 하측에 위치하게 되어 주차륜(200)을 상측으로 들어올리면서 이동하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 자동 핸드 카트가 계단을 등반하는 과정을 나타낸 작동 상태도이다. 도 9의 (a)~(h)를 참조하면, 핸드 카트가 계단의 등반 시, (a)에 도시된 바와 같이 롤러(620)의 하단부가 주차륜(200)의 하단부 외주면보다 하측에 위치된 상태로 등반보조수단(600)이 회전하게 되므로 등반보조수단(600)은 도 7(c)에 도시된 바와 같이 접혀지게 되어 주차륜(200)을 상승시키면서 전진 이동하게 된다. 그리고 사용자가 핸드 카트를 당기는 힘에 의해 주차륜(200)이 회전되어 전진 이동함과 동시에 (b)~(e)와 같이 등반보조수단(600)이 회전되어 계단의 상측면(703)에 롤러(620)가 접촉하게 된다. 이 경우 등반보조수단(600)은 탄성부재(630)의 탄성력에 의해 도 7(d)에 도시된 바와 같이 펼쳐진 상태가 된다.
그 후, (f)에 도시된 바와 같이 모터의 동력에 의한 등반보조수단(600)의 회전력은 계단의 상측면(703)과 롤러(620) 간의 접촉점을 회전 중심으로 하는 회전 반발력으로 작용하게 되어 주차륜(200)에 인양력을 제공하게 되며, 이에 따라 주차륜(200)이 계단의 측면(702)과 모서리부를 타고 회전되어 상방향으로 이동하게 된다. 계단의 모서리부의 상측으로 인양된 주차륜(200)은 사용자가 핸드 카트를 전방측으로 당기는 힘과 등반보조수단(600)의 회전력에 의해 (g)에 도시된 바와 같이 계단의 상측면(703) 상으로 이동하게 되며, 등반보조수단(600)이 더욱 회전하게 되면 (h)에 도시된 바와 같이 등반보조수단(600)은 도 7(c)와 같이 접히게 됨으로써 주차륜(200)이 계단의 상측면(703)에 큰 충격없이 안정적으로 안착하게 된다.
상기에서는 핸드 카트가 계단을 등반하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 계단을 하강하는 경우는 계단의 등반 과정을 역순으로 하여 이루어지게 된다.
또한 핸드 카트에는 전원공급부(300)의 전원을 구동부(400)에 인가하는 스위칭수단(미도시됨)와, 계단의 등반 또는 하강 시 동력의 회전방향을 설정하는 방향조절수단(미도시됨)이 구비된다. 상기와 같이, 본 발명에 의하면 동력에 의해 구동되는 등반보조수단(600)을 구비함으로써 핸드 카트에 중량물을 적재한 상태에서도 계단의 등반 또는 하강 작업을 큰 힘을 들이지 않으면서 손쉽고 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
100 : 본체프레임 110 : 적재부
120 : 손잡이 130 : 회전손잡이
131 : 회전손잡이 회전축 132 : 관통홀
133 : 회전손잡이 고정수단 140 : 각도조절판
141 : 각도조절홀 150 : 축지지대
200 : 주차륜 300 : 전원공급부
400 : 구동부 410 : 구동축
420 : 제1베벨기어 420a : 웜
500 : 동력전달부 500a : 케이싱
510 : 제1동력전달부 511 : 제1회전축
512 : 제2베벨기어 512a : 웜휠
513 : 제1평기어 514,515 : 베어링
520 : 제2동력전달부 521 : 제2회전축
522 : 제2평기어 523,524 : 베어링
600,600-1,600-2,600-3 : 등반보조수단 610,610a : 링크부
610-1 : 제1링크부 610-2 : 제2링크부
611 : 고정축 612,612a : 회동축
613,616 : 제1스토퍼 614,617 : 제2스토퍼
615,618 : 걸림부 619 : 롤러고정축
620 : 롤러 630 : 탄성부재
A : 주차륜의 회전중심 B : 등반보조수단의 회전중심

Claims (9)

  1. 하단부에는 후방측으로 돌출되어 물품이 적재되는 적재부(110)가 구비되고, 상단부에는 손잡이(120)가 구비된 본체프레임(100);
    상기 본체프레임(100) 하부의 전방 양측에 연결된 주차륜(200); 및
    상기 주차륜(200)의 회전중심(A)을 기준으로 전방 상측으로 이격되어 편심된 위치에 회전중심(B)을 갖도록 구비되고, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 회전되며, 계단의 등반 시 상측에 위치하는 계단의 수평면(703)에 외측단이 지지된 상태에서 회전 시 발생하는 회전 반발력을 이용하여 상기 계단의 단턱(702)에 걸려 이동이 저지되는 상기 주차륜(200)에 상방향의 인양력을 제공하는 등반보조수단(600);을 포함하되,
    상기 등반보조수단(600)은, 상기 회전중심(B)에 일단부가 결합되는 제1링크부(610-1)와, 상기 제1링크부(610-1)의 타단부에 형성되는 회동축(612)에 일단부의 회동축(612a)이 회동 가능하게 연결되며 상기 제1링크부(610-1)와 사이에 둔각의 각도를 이루면서 연결되는 제2링크부(610-2)와, 상기 제2링크부(610-2)의 타단부에 결합되는 롤러(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)가 연결되는 상기 회동축(612,612a)에는 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도가 커지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(630)가 개재되고, 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)의 회동 방향 양측부에 상하로 대향된 위치에는 각각 상기 제2링크부(610-2)의 회전 범위를 제한하는 제1스토퍼(613,616)와 제2스토퍼(614,617)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2) 사이의 각도 범위는,
    상기 롤러(620)가 지면에 접촉되어 눌려짐에 따라 상기 제1스토퍼(613,616)가 접촉되는 경우에는 95°~110°이고,
    상기 탄성부재(630)의 탄성력에 의해 상기 제1링크부(610-1)와 제2링크부(610-2)가 벌어져 상기 제2스토퍼(614,617)가 접촉되는 경우에는 120°~125°인 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 등반보조수단(600)의 회전을 위한 동력을 제공하는 수단으로,
    전원공급부(300);
    상기 전원공급부(300)의 전원에 의해 구동되는 구동부(400); 및
    상기 구동부(400)의 회전속도를 감속함과 동시에 상기 구동부(400)의 회전력을 증대시켜 상기 등반보조수단(600)에 전달하는 동력전달부(500);을 포함하고,
    상기 전원공급부(300)와 구동부(400) 및 동력전달부(500)는 상기 본체프레임(100)에 장착된 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되며, 그 하단부에는 웜(420a)이 결합되고,
    상기 동력전달부(500)는,
    상기 웜(420a)에 치합되어 상기 웜(420a)의 회전속도를 감속하는 웜휠(512a)을 포함하는 제1동력전달부(510a); 및
    상기 제1동력전달부(510a)의 동력을 상기 등반보조수단(600)에 전달하는 제2동력전달부(520);로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 구동부(400)의 구동축(410)은 수직 하방향으로 배치되며, 그 하단부에는 웜(420a)이 결합되고,
    상기 동력전달부(500)는,
    상기 웜(420a)에 치합되어 상기 웜(420a)의 회전속도를 감속하는 웜휠(512a)을 포함하고, 상기 웜휠(512a)과 상기 등반보조수단(600)은 동일한 회전축(511a) 상에 결합된 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 본체프레임(100)에는 상기 손잡이(120)의 일측에 원주방향을 따라 일정 간격으로 다수개의 각도조절홀(141)이 천공된 각도조절판(140)이 장착되고, 상기 각도조절판(140)에는 회전축(131)을 중심으로 회전손잡이(130)가 회동 가능하게 연결되며, 상기 다수개의 각도조절홀(141) 중 어느 하나와 상기 회전손잡이(130)에 형성된 관통홀(132)에 회전손잡이 고정수단(133)이 선택적으로 체결되어, 상기 회전손잡이(130)의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 자동 핸드 카트.
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