KR101241754B1

KR101241754B1 - Multi Functional Electric Wheel-chair

Info

Publication number: KR101241754B1
Application number: KR1020100134871A
Authority: KR
Inventors: 정슬
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2013-03-14
Also published as: KR20120072935A

Abstract

본 발명은 노약자나 장애인을 위한 휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카트로 변환이 가능하며, 오르막길 또는 내리막길에서 착좌부는 항시 수평 자세를 유지하고, 휠체어로부터 하차가 용이한 다기능 전동 휠체어에 관한 것이다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 다기능 전동 휠체어는 경사진 곳의 주행 시에도 착좌부의 자세를 안정적으로 유지할 수 있어 어떠한 지형에서도 편안한 주행이 가능한 효과가 있다.
또한, 적은 힘으로도 용이하게 하차가 가능한 효과가 있다.
또한, 접이식으로 사이즈를 줄일 수 있어 보관 및 운송이 용이하다.
또한, 급발진 및 급제동을 방지하기 때문에 주행 시 위험성이 감소된다.The present invention relates to a wheelchair for the elderly and the disabled, and more particularly, it can be converted into a cart, and on the uphill or downhill, the seating portion always maintains a horizontal posture, and relates to a multifunctional electric wheelchair which is easy to get off from the wheelchair. .
The multifunctional electric wheelchair of the present invention by the above configuration can stably maintain the posture of the seating part even when driving on an inclined place, and thus has an effect of allowing comfortable driving in any terrain.
In addition, there is an effect that can easily get off with a small force.
In addition, the size can be reduced by folding, easy storage and transportation.
In addition, the risk of driving is reduced because it prevents sudden starting and sudden braking.

Description

Multi Functional Electric Wheelchair {Multi Functional Electric Wheel-chair}

본 발명은 노약자나 장애인을 위한 휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카트로 변환이 가능하며, 오르막길 또는 내리막길에서 착좌부는 항시 수평 자세를 유지하고, 휠체어로부터 하차가 용이한 다기능 전동 휠체어에 관한 것이다.
The present invention relates to a wheelchair for the elderly and the disabled, and more particularly, it can be converted into a cart, and on the uphill or downhill, the seating portion always maintains a horizontal posture, and relates to a multifunctional electric wheelchair which is easy to get off from the wheelchair. .

최근에 사회가 점점 고령화 되어 감에 따라 노인을 위한 복지 정책의 중요성이 대두되고 있다. 가장 문제가 되는 것 중의 하나가 노인을 부양하는 문제이다. 하지만 사회적 구조로 볼 때, 부양인구가 점점 줄어들어 노인들이 혼자서 사회생활을 해야 하는 경우가 많아지고 있다. 따라서 노인들이 사회생활을 할 수 있도록 돕는 것이 중요한 해결책의 하나이다. 가장 기본적인 사회생활은 기동성이다. 기동성이 확보되어야 생활의 기본 수준, 즉 장보기, 사람만나기, 간단한 업무 처리 등을 유지할 수 있기 때문이다. 하지만, 노령화로 인한 체력의 소진으로 움직임이 원활하지 않은 것이 사실이다. 특히, 보행이 불편한 장애인의 경우에는 더욱 그러하다. 기동성을 필요로 하는 일들을 할 수 있어야만 자립할 수 있기 때문이다.As society has grown older, the importance of welfare policies for the elderly has emerged. One of the most problematic is to support the elderly. However, in terms of social structure, the number of dependents is gradually decreasing and the elderly are often required to live alone. Therefore, helping the elderly to live social life is one of the important solutions. The most basic social life is mobility. This is because mobility is necessary to maintain the basic level of life, such as shopping, meeting people, and handling simple tasks. However, it is true that movement is not smooth due to the exhaustion of physical strength due to aging. This is especially true for people with disabilities who are uncomfortable walking. This is because you need to be able to do things that require mobility.

보행이 불편한 장애인이나 노인들의 기동성을 도와주는 방법은 많이 있다. 힘을 조절기능이 있는 카드 형태의 이동로봇에 의존하여 이동하는 방법과 불편한 다리에 보행 보조기를 직접 착용하는 방법이 있다. 하지만 두 다리를 사용하지 못하는 경우에 사용하는 수단 중의 하나가 휠체어이다.There are many ways to help mobility of people with disabilities or the elderly who have difficulty walking. There are two methods of moving the power depending on the card-type mobile robot, which has a force control function, and a walking aid directly on the inconvenient leg. However, one of the tools used when two legs are not available is a wheelchair.

휠체어는 착좌부와 이동수단으로 이루어지며, 거동이 불편한 노약자 또는 장애인이 착좌하여 팔의 힘 또는 전동 장치를 이용하여 이동이 가능하도록 만들어진 의료기구이다. 특히 전동 휠체어는 전동 장치를 동력원으로 이동하기 때문에 간편한 조작으로 원하는 곳으로 이동할 수 있어 기력이 쇄한 노약자들에게 매우 유용한 수송체이다. 상용화가 되어 있는 일반적인 휠체어의 경우에는 4개의 바퀴로 구성된 이동 로봇 형태를 갖추고 있다. 조향을 할 수 있는 핸들이나 조이스틱을 부착하였으며, 탑승자가 편안하게 앉을 수 있도록 의자가 부착되어있다.The wheelchair is composed of a seating unit and a means of transportation, and is a medical device made by an elderly person or a disabled person who is inconvenient to move so that he or she can move by using the power of an arm or an electric device. In particular, the electric wheelchair is a very useful vehicle for senior citizens who are depleted of energy because they can move to a desired place with a simple operation because the electric device is moved to a power source. In general, the wheelchair is equipped with a four-wheeled mobile robot. A steering wheel or joystick is attached and a chair is attached to allow the passenger to sit comfortably.

기존의 휠체어 로봇들은 모두 신뢰성과 그 가치가 입증되어 상용화 되었지만, 이러한 신뢰성과 가치가 모두 평지에서만 국한되어있다. 우리나라 지형 특성상 내리막길, 오르막길과 같은 경사진 언덕에서는 그 안정성이 검증되지 않았다. 경사진 지면을 내려갈 때 무게 중심에 의해 앞으로 쏠리는 현상이 나타나는데, 이 때 탑승자는 불편함을 느끼게 된다. 전동 휠체어의 경우 큰 부피 때문에 휴대가 불편하여 운송 수단을 통한 원거리 이동을 할 수 없었다. 또한 몸이 불편한 노약자의 승하차에 대한 부분이 고려되어있지 않아 승하차에 어려움이 따르는 것이 사실이다.Conventional wheelchair robots have been commercialized with proven reliability and value, but all these reliability and values are limited to flat land. The stability of slopes such as downhill and uphill roads has not been verified due to the topography of Korea. When descending the inclined ground, the center of gravity is pulled forward, which makes the passenger uncomfortable. In the case of electric wheelchairs, due to their large volume, they were inconvenient to carry, so they could not be moved remotely by means of transportation. In addition, it is true that getting on and off is difficult because the elderly people who are uncomfortable are not considered to get on and off.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 휠체어 전방의 이동 수단을 상하 조절 가능하도록 하여 경사진 곳의 주행 시에도 착좌부의 수평상태를 유지하게 되는 휠체어를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wheelchair to maintain the horizontal state of the seating portion even when driving inclined by allowing the movement means in front of the wheelchair to be adjusted up and down. have.

또한, 슬라이드 가능한 착좌부를 구성하여 휠체어에서 하차가 용이한 휠체어를 제공함에 있다.In addition, to provide a wheelchair easy to get off the wheelchair by configuring a slidable seating portion.

또한, 접이식 구조를 통해 수납 및 운송이 용이하고 카트모드로 변형이 가능한 휠체어를 제공함에 있다.In addition, the folding structure is easy to receive and transport and provides a wheelchair that can be transformed into a cart mode.

마지막으로 급발진 및 급제동 방지 시스템을 적용하게 되는 휠체어를 제공함에 있다.
Lastly, the present invention provides a wheelchair to which a rapid start and a braking prevention system are applied.

본 발명의 휠체어는 프레임(10)과, 상기 프레임(10)에 설치되는 착좌부(20)와, 메인 모터에 의해 구동되는 이동수단(30)을 포함하는 전동 휠체어에 있어서, 상기 전동 휠체어는, 수평프레임(11)과, 수직프레임(12)으로 구성되는 프레임(10); 밑받침(21)과, 상기 밑받침(21)에 힌지 결합되는 등받이(22)로 구성되는 착좌부(20); 및 상기 메인 모터의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하되, 상기 밑받침(21)은 상기 수평프레임(11)에 수평방향으로 슬라이드 되도록 결합되고, 상기 등받이(22)는 제1 동력원(51)에 의해 상기 수직프레임(12)에 상하 슬라이드 되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.In the wheelchair of the present invention, the electric wheelchair includes a frame 10, a seating unit 20 installed on the frame 10, and a moving means 30 driven by a main motor. A frame 10 composed of a horizontal frame 11 and a vertical frame 12; A seating portion (20) consisting of an underlay (21) and a backrest (22) hinged to the underlay (21); And a control unit controlling the driving of the main motor. It includes, but the underlay 21 is coupled to slide in the horizontal direction to the horizontal frame 11, the backrest 22 is coupled to slide up and down on the vertical frame 12 by a first power source (51). It is characterized by.

이때, 상기 이동수단(30)은 상기 수직프레임(12)의 하단에 설치되는 후륜부(31); 및 지지프레임(32a, 32b)과, 상기 지지프레임(32a, 32b)에 의해 상기 수직프레임(12)에 연결되는 전륜휠(32c)로 구성되는 전륜부(32); 를 포함하되, 상기 수평지지프레임(32a)은 제2 동력원(52)에 의해 상기 수직프레임(12)에 상하 슬라이드 되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.At this time, the moving means 30 is the rear wheel portion 31 is installed on the lower end of the vertical frame 12; And a front wheel part 32 including a support frame 32a and 32b and a front wheel wheel 32c connected to the vertical frame 12 by the support frames 32a and 32b. Including, the horizontal support frame (32a) is characterized in that coupled to the vertical frame 12 by the second power source 52 to slide up and down.

또한, 상기 지지프레임(32a, 32b)은 하단에 전륜휠(32c)이 연결되는 수직지지프레임(32b)과, 상기 수직지지프레임(32b)의 상단과, 수직프레임(12)을 연결하는 수평지지프레임(32a)으로 구성되되, 상기 수직지지프레임(32b)과 상기 수평지지프레임(32a)은 제1 힌지결합부(91)를 통해 힌지 결합되고, 상기 수평지지프레임(32a)상에는 제2 힌지결합부(92)가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the support frame (32a, 32b) is a vertical support frame 32b, the front wheel wheel 32c is connected to the lower end, the upper end of the vertical support frame (32b), the horizontal support connecting the vertical frame 12 Frame 32a, the vertical support frame 32b and the horizontal support frame 32a is hinged through the first hinge coupling portion 91, the second hinge coupling on the horizontal support frame (32a) The unit 92 is formed.

또한, 상기 휠체어는 'ㄷ' 자형으로 되며, 개방부 끝단이 상기 수직프레임(12)의 상단에 힌지 결합되며, 상기 수직프레임(12)으로부터 착탈 가능한 손잡이부(40);가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the wheelchair is a 'c' shape, the open end is hinged to the upper end of the vertical frame 12, the handle portion 40 is removable from the vertical frame 12; It is done.

또한, 상기 제1 동력원(51) 및 제2 동력원(52)은 서브 모터에 의해 회전하는 웜과 웜휠인 것을 특징으로 한다.In addition, the first power source 51 and the second power source 52 is characterized in that the worm and worm wheel rotated by the sub-motor.

또한, 상기 메인 모터는, 일정 가속도 이상이 될 경우 제어부에 의해 동작이 정지되는 것을 특징으로 한다.In addition, the main motor is characterized in that the operation is stopped by the control unit when the constant acceleration or more.

또한, 상기 제2 동력원(52)은, 지면의 경사각을 감지할 수 있는 경사 센서에 의해 경사각을 입력받아 상기 지지프레임(32a, 32b)을 승하강 시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the second power source 52, by receiving an inclination angle by the inclination sensor that can detect the inclination angle of the ground, it characterized in that the support frame (32a, 32b) to raise and lower.

아울러, 상기 휠체어는, 전진, 좌회전, 우회전, 후진의 4가지의 입력 값을 AD변환을 통해 제어부에서 연산하며, 상기 후륜부(31)의 좌우 2개의 바퀴를 PWM(pulse width modulation)을 통해 독립적으로 제어하여 상기 4가지 입력 값에 따른 움직임을 결정하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the wheelchair, four input values of forward, left turn, right turn, backward is calculated by the control unit through the AD conversion, and the two left and right wheels of the rear wheel part 31 independently through PWM (pulse width modulation) Control to determine the motion according to the four input values.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 다기능 전동 휠체어는 경사진 곳의 주행 시에도 착좌부의 자세를 안정적으로 유지할 수 있어 어떠한 지형에서도 편안한 주행이 가능한 효과가 있다.The multifunctional electric wheelchair of the present invention by the above configuration can stably maintain the posture of the seating part even when driving on an inclined place, and thus has an effect of allowing comfortable driving in any terrain.

또한, 적은 힘으로도 용이하게 하차가 가능한 효과가 있다.In addition, there is an effect that can easily get off with a small force.

또한, 접이식으로 사이즈를 줄일 수 있어 보관 및 운송이 용이하다.In addition, the size can be reduced by folding, easy storage and transportation.

또한, 급발진 및 급제동을 방지하기 때문에 주행 시 위험성이 감소된다.
In addition, the risk of driving is reduced because it prevents sudden starting and sudden braking.

도 1은 본 발명의 휠체어 전체사시도
도 2a는 본 발명의 하차 수단 작동상태 측면도(작동 전)
도 2b는 본 발명의 하차 수단 작동상태 측면도(작동 후)
도 3a는 본 발명의 휠체어 경사구간 주행상태 측면도(오르막)
도 3b는 본 발명의 휠체어 경사구간 주행상태 측면도(내리막)
도 4a는 본 발명의 휠체어 접이 수단 작동상태 측면도(작동 전)
도 4b는 본 발명의 휠체어 접이 수단 작동상태 측면도(작동 중)
도 4c는 본 발명의 휠체어 접이 수단 작동상태 측면도(작동 후)
도 5는 본 발명의 제어부 구성도
도 6은 본 발명의 휠체어 주행 제어 순서도
도 7은 본 발명의 휠체어 기울기 제어 순서도
도 8은 본 발명의 휠체어 정지 제어 순서도1 is a perspective view of a wheelchair of the present invention
Figure 2a is a side view of the discharging means operating state of the present invention (before operation)
Figure 2b is a side view of the discharging means operating state of the present invention (after operation)
Figure 3a is a side view (uphill) of the driving state of the wheelchair slope of the present invention
Figure 3b is a side view of the wheelchair inclined section of the present invention (downhill)
Figure 4a is a side view of the wheelchair folding means operating state of the present invention (before operation)
Figure 4b is a side view of the wheelchair folding means operating state of the present invention (in operation)
Figure 4c is a side view of the wheelchair folding means operating state of the present invention (after operation)
5 is a control block diagram of the present invention
Figure 6 is a wheelchair driving control flow chart of the present invention
Figure 7 is a wheelchair tilt control flowchart of the present invention
8 is a wheelchair stop control flow chart of the present invention

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 다기능 전동 휠체어는 프레임(10), 착좌부(20), 이동수단(30), 손잡이부(40), 제1 동력원(51), 제2 동력원(52), 메인 모터(MM) 및 서브 모터(SM)를 포함하여 이루어진다.
Multifunctional electric wheelchair of the present invention is the frame 10, seating portion 20, the moving means 30, the handle portion 40, the first power source 51, the second power source 52, the main motor (MM) and It comprises a sub-motor SM.

상기 프레임(10)은 본 발명의 휠체어를 지지하기 위한 구성으로, 강성이 있는 금속 빔 상으로 될 수 있다. 상기 프레임(10)은 수평프레임(11)과 수직프레임(12)으로 구성된다. 상기 수평프레임(11)의 상단에는 착좌부(20)가 위치할 수 있고, 상기 수평프레임(11)은 수직프레임(12)의 중앙에 결합되거나, 일체로 구성될 수 있다. 상기 수직프레임(12)의 상단에는 손잡이부(40)가 힌지 결합되며, 하단에는 이동수단(30)이 설치된다. 상기 수직프레임(12)상에는 제1 및 제2 동력원(51, 52), 메인 모터(MM), 서브 모터(SM) 및 제어부(미도시)가 설치된다.
The frame 10 is configured to support the wheelchair of the present invention and may be on a rigid metal beam. The frame 10 includes a horizontal frame 11 and a vertical frame 12. The seating unit 20 may be positioned at an upper end of the horizontal frame 11, and the horizontal frame 11 may be coupled to the center of the vertical frame 12 or may be integrally formed. The upper end of the vertical frame 12, the handle portion 40 is hinged, the lower end is provided with a moving means (30). The first and second power sources 51 and 52, the main motor MM, the sub-motor SM and a controller (not shown) are installed on the vertical frame 12.

상기 착좌부(20)는 밑받침(21)과 등받이(22)로 구성되며, 밑받침(21)은 상기 수평프레임(11)의 상단에, 등받이(22)는 상기 수직프레임(12)의 일측에 결합 설치된다. The seating portion 20 is composed of a base 21 and the back 22, the base 21 is on the top of the horizontal frame 11, the back 22 is coupled to one side of the vertical frame 12 Is installed.

이때, 상기 착좌부(20)는 사용자가 휠체어에서 하차 시 하차를 용이하게 하기 위한 하차수단을 구비하며, 하차수단에 필요한 구성은 다음과 같다.At this time, the seating portion 20 is provided with a disengagement means for facilitating disengagement when the user gets off the wheelchair, the configuration required for the disengagement means is as follows.

상기 하차수단은 힌지회전부(61), 수평슬라이드부(62), 착좌힌지결합부(71), 수직슬라이드부(72), 제1 동력원(51), 제1 서브 모터(SM1), 제어부를 포함한다. The getting off means includes a hinge rotating unit 61, a horizontal slide unit 62, a seating hinge coupling unit 71, a vertical slide unit 72, a first power source 51, a first sub-motor SM1, and a control unit. do.

우선 상기 밑받침(21)과 등받이(22)는 상기 밑받침(21) 후단과 상기 등받이(22)의 하단에 형성되는 착좌힌지결합부(63)를 통해 힌지 결합될 수 있다. 또한, 상기 힌지회전부(61)는 상기 밑받침(21)의 하단에 결합된다. 상기 힌지회전부(61)는 상기 수평슬라이드부(62)에 연결되며, 상기 수평슬라이드부(62)는 상기 수평프레임(11)의 상단에 전후 수평방향으로 슬라이드 가능하도록 결합된다. 마지막으로 상기 수직슬라이드부(71)는 상기 등받이(22)의 후면에 설치되고, 상기 수직프레임(12)에 상하 슬라이드 가능하도록 결합된다.First, the underlay 21 and the backrest 22 may be hinged through the seat hinge coupling portion 63 formed at the rear end of the underlay 21 and the lower end of the backrest 22. In addition, the hinge rotating portion 61 is coupled to the lower end of the underlay (21). The hinge rotation part 61 is connected to the horizontal slide part 62, and the horizontal slide part 62 is coupled to the upper end of the horizontal frame 11 so as to be slidable in the front and rear horizontal directions. Finally, the vertical slide unit 71 is installed at the rear of the backrest 22 and is coupled to the vertical frame 12 so as to be slidable up and down.

따라서 상기 수직슬라이드부(72)가 상방으로 회동하면, 등받이(22)가 상승회동하고, 등받이(22)에 연결된 밑받침(21)의 후단은 상기 힌지회전부(61)에 의해 상승 회동함과 동시에 전단은 상기 수평슬라이드부(62)를 통해 후방으로 슬라이드 된다. 즉 밑받침(21)의 경사각을 도 2b에 도시된 바와 같이 변형시켜 사용자의 하차를 용이하게 한다.Therefore, when the vertical slide portion 72 rotates upward, the backrest 22 pivots up, and the rear end of the base 21 connected to the backrest 22 is pivoted up and down by the hinge rotating portion 61 at the same time. Slides backward through the horizontal slide unit (62). That is, the inclination angle of the underlay 21 is modified as shown in FIG. 2b to facilitate the user's getting off.

상기 수직슬라이드부(72)는 제1 동력원(51)을 통해 상하 회동하게 되며, 상기 제1 동력원(51)은 제어부의 제어에 의해 동작된다. 상기 제1 동력원(51)은 서브 모터(SM)에 의해 회전하는 웜과 웜휠의 구성이 적용될 수 있다.
The vertical slide unit 72 is rotated up and down through the first power source 51, the first power source 51 is operated by the control of the controller. The first power source 51 may be a configuration of a worm and a worm wheel rotated by the sub-motor (SM).

상기 이동수단(30)은 후륜부(31)와 전륜부(32)로 구성된다. 상기 후륜부(31)는 상기 수직프레임(12)의 하단에 설치된다. 상기 후륜부(31)는 메인 모터(MM)에 의해 구동되는 통상의 바퀴 구성이 적용될 수 있다. 상기 전륜부(32)는 상기 후륜부(31)의 전방에 위치하며, 후륜부(31)의 구동에 의해 자유 회전 하는 통상의 바퀴 구성이 적용될 수 있다. 상기 전륜부(32)는 수평지지프레임(32a), 수직지지프레임(32b), 및 전륜휠(32c)로 구성된다. 상기 수평지지프레임(32a)은 일단이 상기 수직프레임(12)에 연결되며, 타단에는 상기 수직지지프레임(32b)의 상단이 연결된다. 상기 수직지지프레임(32b)의 하단에는 전륜휠(32c)이 연결된다. 따라서 상기 전륜부(32)는 상기 후륜부(31)의 전방에 위치하되, 수직프레임(12) 상에 연결된다.The moving means 30 is composed of a rear wheel portion 31 and a front wheel portion (32). The rear wheel part 31 is installed at the lower end of the vertical frame 12. The rear wheel part 31 may be a conventional wheel configuration driven by the main motor (MM). The front wheel part 32 is located in front of the rear wheel part 31, a conventional wheel configuration that can be freely rotated by the driving of the rear wheel part 31 can be applied. The front wheel part 32 is composed of a horizontal support frame 32a, a vertical support frame 32b, and a front wheel wheel 32c. One end of the horizontal support frame 32a is connected to the vertical frame 12, and the other end of the horizontal support frame 32a is connected to the upper end of the vertical support frame 32b. The front wheel 32c is connected to the lower end of the vertical support frame 32b. Therefore, the front wheel part 32 is located in front of the rear wheel part 31, but is connected on the vertical frame 12.

이때, 상기 이동수단(30)은 내리막길이나 오르막길의 경사에 관계없이 상기 착좌부(20)의 밑받침(21)을 해수면과 수평상태로 유지시키기 위해 수평유지수단을 구비하며, 수평유지수단에 필요한 구성은 다음과 같다.At this time, the moving means 30 is provided with a horizontal holding means for maintaining the base 21 of the seating portion 20 in a horizontal state with the sea level, regardless of the slope of the downhill or uphill, The configuration is as follows.

상기 수평유지수단은 수평지지프레임(32a)과 제2 동력원(52) 및 제어부를 포함한다. 상기 수평지지프레임(32a)의 일단은 상기 수직프레임(12)에 상하 슬라이드 가능하도록 연결된다. 상기 수평지지프레임(32a)은 제2 동력원(52)을 통해 상하 회동하게 되며, 상기 제2 동력원(52)은 제어부의 제어에 의해 동작된다. 상기 제2 동력원(52)은 서브 모터(SM)에 의해 회전하는 웜과 웜휠의 구성이 적용될 수 있다.The horizontal holding means includes a horizontal support frame 32a, a second power source 52, and a controller. One end of the horizontal support frame 32a is connected to the vertical frame 12 so as to be slidable up and down. The horizontal support frame 32a rotates up and down through the second power source 52, and the second power source 52 is operated by the control of the controller. The second power source 52 may have a configuration of a worm and a worm wheel that are rotated by the sub-motor SM.

상기 서브 모터(SM)는 복수 개 구비되며, 상기 제1 동력원(51)의 구동을 위한 서브 모터(SM)와 제2 동력원(52)의 구동을 위한 서브 모터(SM)가 각각 구비될 수 있다.A plurality of sub-motors SM may be provided, and a sub-motor SM for driving the first power source 51 and a sub-motor SM for driving the second power source 52 may be provided. .

따라서 오르막길을 주행할 때에는 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 수평지지프레임(32a)의 상승 회동을 통해 전륜부(32)가 후륜부(31)보다 상측에 위치하게 하여 밑받침(21)의 수평상태를 유지하고, 내리막길을 주행할 때에는 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 수평지지프레임(32a)의 하강 회동을 통해 전륜부(32)가 후륜부(31)보다 하측에 위치하게 하여 밑받침(21)의 수평상태를 유지시킨다. 주행 시 경사부의 경사각은 경사센서를 통해 감지하게 되며, 경사센서에서 감지한 경사각에 따라 제2 동력원(52)의 상하 미세 조정을 제어부를 통해 구현한다.
Therefore, when driving uphill, the front wheel part 32 is positioned above the rear wheel part 31 by the upward rotation of the horizontal support frame 32a, as shown in FIG. When driving downhill, the front wheel part 32 is positioned below the rear wheel part 31 by the lower rotation of the horizontal support frame 32a, as shown in FIG. 3B. Keep level. The inclination angle of the inclination part is detected by the inclination sensor during driving, and the up and down fine adjustment of the second power source 52 is implemented through the control unit according to the inclination angle detected by the inclination sensor.

상기 손잡이부(40)는 'ㄷ' 자형으로 이루어지며 개방부 끝단이 상기 수직프레임(12)의 상단에 힌지 결합된다. 따라서 상기 손잡이부(40)가 하방 회동하여 지면과 수평을 유지할 때에는 사용자의 임의 이탈을 방지하는 가이드 역할을 하게 되며, 상기 손잡이부(40)가 상방 회동하여 지면과 수직을 유지할 때에는 카트의 손잡이 역할을 수행한다. 상기 손잡이부(40)가 지면과 수직을 유지하였을 때, 상기 손잡이부(40)의 밀폐부 끝단은 후방으로 절곡 형성되어 파지를 용이하게 구성할 수 있다. 또한 상기 손잡이부(40)는 필요시에만 장착 사용하고, 보관이나 이동 시에 탈거할 수 있도록 상기 수직플레임(12)으로부터 착탈 가능하게 구성된다.
The handle portion 40 is made of '''shape and the open end is hinged to the upper end of the vertical frame (12). Therefore, when the handle part 40 rotates downward to maintain the ground level, the handle part 40 serves as a guide for preventing the user's random departure. When the handle part 40 rotates upward, the grip part 40 serves as a handle of the cart. Do this. When the handle portion 40 is kept perpendicular to the ground, the end of the sealing portion of the handle portion 40 is bent backwards can be easily configured to grip. In addition, the handle portion 40 is mounted to use only when necessary, it is configured to be detachable from the vertical flame 12 so that it can be removed during storage or movement.

본 발명의 휠체어는 보관 및 운반을 용이하게 하기 위해 접이식으로 구성된다. 우선 도 4a에 도시된 바와 같이 손잡이부(40)가 수직으로 힌지회동 가능하며, 도 4b에 도시된 바와 같이 착좌부(20)가 후방으로 슬라이드 된다. The wheelchair of the present invention is configured to be foldable to facilitate storage and transport. First, as shown in FIG. 4A, the handle part 40 can be hinged vertically, and as shown in FIG. 4B, the seating part 20 slides backward.

아울러 상기 수평지지프레임(32a)과 수직지지프레임(32b)은 제1 힌지결합부(91)를 통해 힌지 결합되어 상기 수직지지프레임(32b)이 내측으로 접힐 수 있도록 구성되며, 수평지지프레임(32a)상에도 제2 힌지결합부(92)가 형성되어 도 4c에 도시된 바와 같이 수평지지프레임(32a)을 내측으로 한 번 더 접을 수 있도록 구성한다.
In addition, the horizontal support frame (32a) and the vertical support frame (32b) is hinged through the first hinge coupling portion 91 is configured so that the vertical support frame (32b) can be folded inward, horizontal support frame (32a) The second hinge coupling portion 92 is also formed on the) to configure the horizontal support frame 32a to be folded once more inward as shown in FIG. 4C.

본 발명의 휠체어는 기본적인 주행을 위한 메인 모터(MM)로 2개의 DC 모터를 사용하였고, 서브 모터(MM)로는 착좌부(20) 평형 유지 기능인 수평지지프레임(32a)의 상하 회동을 위한 1개의 DC 모터, 탑승자의 하차 기능인 수직슬라이드부(72)의 상하 슬라이드를 위한 1개의 DC 모터를 사용하여 총 4개의 DC 모터를 사용하였다.The wheelchair of the present invention uses two DC motors as a main motor (MM) for basic driving, and one sub-motor (MM) for vertical rotation of the horizontal support frame 32a, which maintains the balance of the seating portion 20, as the sub-motor (MM). A total of four DC motors were used by using a DC motor and one DC motor for vertical slide of the vertical slide unit 72, which is a function of getting off the occupant.

상기 경사센서는 언덕의 기울기를 검출 하도록 1개의 Tilt Sensor(SA1)를 사용하였으며, 급발진, 급정거 기능을 위해 가속도 측정용 AM-3Axis 3축 가속도 센서를 사용하였다. The tilt sensor uses one Tilt Sensor (SA1) to detect the slope of the hill, and used the AM-3Axis 3-axis acceleration sensor for acceleration measurement for sudden start and stop function.

제어부는 DSP2812를 이용하여, 주행용 2개의 DC 모터(RS232), 슬라이드용 2개의 DC 모터를 각각 제어하였다. 주행용 2개의 DC모터는 모터 Driver (NT-DMDSC-50A)를 통하여 제어되며 슬라이드용 2개의 DC 모터는 모터 Driver (LMD18200)를 통해 각각 제어된다. 상기 제어부는 상기 수직프레임(12)상에 배터리를 장착하여 전원을 공급한다. The control unit controlled two DC motors for running (RS232) and two DC motors for slide using the DSP2812. Two DC motors for driving are controlled through a motor driver (NT-DMDSC-50A), and two DC motors for slides are controlled through a motor driver (LMD18200). The controller supplies power by mounting a battery on the vertical frame 12.

도 5는 본 발명의 제어부의 하드웨어 구조를 나타낸다. 외부 입력으로는 조이스틱의 움직임 값과 센서 값이다. 조이스틱을 조작하여 전진, 좌회전, 우회전, 후진의 4가지의 입력 값을 AD변환을 통해 DSP2812에서 연산하여 받아들인다. 4가지 경우에 따른 오른쪽 바퀴와 왼쪽 바퀴의 2개의 PWM(pulse width modulation)을 만들어서 DC 모터의 속도를 제어함으로써 로봇의 움직임을 결정하도록 하였다.5 shows a hardware structure of the control unit of the present invention. External inputs are joystick movement and sensor values. By operating the joystick, the four input values of forward, left, right, and reverse are calculated and accepted by the DSP2812 through AD conversion. Two pulse width modulations (PWMs) of the right and left wheels were made according to four cases to control the speed of the DC motor to determine the robot's movement.

도 6을 참조하면, 본 발명의 휠체어는 탑승자가 조이스틱을 조작하여 이동을 할 수 있다. 조이스틱의 움직임 값을 받아 그에 따른 전진, 좌회전, 우회전 기능을 수행하도록 하였다. 조이스틱의 ADC 값을 DSP를 통해 연산하여 그에 맞는 상황에 따라 전진 및 좌회전, 우회전 지령을 RS-232 통신을 통해 전달해 주면 모터드라이버를 통해 모터를 제어하는 순서로 진행 된다.
Referring to FIG. 6, the wheelchair of the present invention may allow a passenger to move by operating a joystick. Receive the joystick's movement value and perform forward, left turn and right turn accordingly. If the ADC value of the joystick is calculated through the DSP and the forward, left and right turns commands are transmitted through RS-232 communication according to the situation, the motor driver is controlled through the motor driver.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 휠체어의 자세제어에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the attitude control of the wheelchair of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 휠체어가 경사를 만나게 되면 기울어진 만큼 탑승자도 기울어지게 된다. 따라서 그 각도에 따른 제어를 해야 한다. 예를 들어, 로봇이 오르막길을 오른다면 로봇은 탑승자는 뒤쪽으로 기울어지게 된다. 도 3a에 도시된 바와 같이 이 상태에서 모터가 회전하여 앞바퀴가 위쪽으로 올라간다면 로봇은 평형을 유지할 수 있게 된다. 마찬가지로 도 3b에 도시된 바와 같이 내리막길에서도 로봇이 내리막길을 내려 갈 때에 앞바퀴가 기울어진 만큼 아래쪽으로 내려와 각도를 보정해 준다면 평형을 유지 할 수 있게 된다. 이러한 기울기는 틸트 센서로 검출한다. 언덕에서

만큼의 기울기가 생기면 기울여진 방향으로 모터를 회전하여 상하 슬라이딩 운동을 통해 평형을 유지시켜준다. 도 7은 각도 제어의 PD 제어 블록다이어그램이다. 여기서 제어기의 값은

로 사용하였다.
When the wheelchair of the present invention meets the inclination, the occupant is inclined as much as the inclination. Therefore, control must be made according to the angle. For example, if the robot climbs uphill, the robot will tilt backwards. As shown in FIG. 3A, when the motor rotates and the front wheel moves upward in this state, the robot can maintain the equilibrium. Likewise, as shown in FIG. 3B, when the robot descends the downhill, the front wheel tilts downward to correct the angle, thereby maintaining the equilibrium. This tilt is detected by the tilt sensor. On the hill

When the amount of inclination occurs, the motor is rotated in the inclined direction to maintain the equilibrium by vertical sliding movement. 7 is a PD control block diagram of angle control. Where the value of the controller

Used as.

아울러 도 8에 도시된 순서도에 따라 본 발명의 휠체어는 급발진 및 급정거를 방지하기 위하여 일정 속도 이상의 가속도가 되면 동작을 정지하는 기능이 제어부에 부가된다. 즉 설정된 가속도 이상으로 휠체어가 동작하게 되면 메인모터(MM)의 동작을 정지시키게 된다.
In addition, the wheelchair of the present invention according to the flow chart shown in Figure 8 is added to the control unit to stop the operation when the acceleration more than a certain speed to prevent sudden start and sudden stop. That is, when the wheelchair is operated above the set acceleration, the operation of the main motor MM is stopped.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
The technical spirit should not be interpreted as being limited to the above embodiments of the present invention. Various modifications may be made at the level of those skilled in the art without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims. Therefore, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

10 : 프레임 11 : 수평프레임
12 : 수직프레임
20 : 착좌부 21 : 밑받침
22 : 등받이
30 : 이동수단 31 : 후륜부
32 : 전륜부 32a : 수평지지프레임
32b : 수직지지프레임 32c : 전륜휠
40 : 손잡이부
51 : 제1 동력원 52 : 제2 동력원
61 : 힌지회전부 62 : 수평슬라이드부
71 : 착좌힌지결합부 72 : 수직슬라이드부
91 : 제1 힌지결합부 92 : 제2 힌지결합부10: frame 11: horizontal frame
12: vertical frame
20: seating portion 21: underlay
22: backrest
30: moving means 31: rear wheel
32: front wheel part 32a: horizontal support frame
32b: vertical support frame 32c: front wheel
40: handle
51: first power source 52: second power source
61 hinge hinge 62 horizontal slide
71: seat hinge coupling portion 72: vertical slide portion
91: first hinge coupling portion 92: second hinge coupling portion

Claims

In the electric wheelchair comprising a frame 10, a seating portion 20 installed on the frame 10, and a moving means 30 driven by a main motor,
The electric wheelchair,
A frame 10 composed of a horizontal frame 11 and a vertical frame 12;
A seating portion (20) consisting of an underlay (21) and a backrest (22) hinged to the underlay (21);
A controller for controlling the driving of the main motor; And
Disengagement means for modifying the inclination angle of the underlay 21 to facilitate disengagement of the user; / RTI >
The getting off means,
Hinge rotation unit 61 is coupled to the lower end of the underlay (21);
A horizontal slide unit 62 connected to the hinge rotation unit 61 and coupled to the upper end of the horizontal frame 11 so as to be slidable in a horizontal direction back and forth;
Seating hinge coupling portion 71 for connecting the rear end of the underlay (21) and the lower end of the backrest (22); And
A vertical slide unit 72 installed at a rear surface of the backrest 22 and coupled to the vertical frame 12 so as to be slidable up and down; Composed of, multifunctional electric wheelchair.

The method of claim 1,
The moving means 30 is
A rear wheel part 31 installed at a lower end of the vertical frame 12; And
A front wheel part 32 including a support frame 32a and 32b and a front wheel wheel 32c connected to the vertical frame 12 by the support frames 32a and 32b; Including, multifunctional electric wheelchair.

The method of claim 2,
The support frames 32a and 32b are vertical support frames 32b to which front wheels 32c are connected to the bottom, horizontal support frames to connect upper ends of the vertical support frames 32b and vertical frames 12 to each other. 32a),
The horizontal support frame 32a is coupled to slide vertically to the vertical frame 12 by a second power source 52,
The vertical support frame 32b and the horizontal support frame 32a are hinged through the first hinge coupler 91, and a second hinge coupler 92 is formed on the horizontal support frame 32a. The multifunctional electric wheelchair characterized by the above.

The method of claim 1,
The wheelchair
Multi-functional electric wheelchair characterized in that the 'c' shape, the open end is hinged to the upper end of the vertical frame 12, the handle portion 40 is removable from the vertical frame 12; .

delete

The method of claim 1,
The main motor,
The multifunctional electric wheelchair characterized in that the operation is stopped by the control unit when a certain acceleration or more.

The method of claim 3, wherein
The second power source 52,
Multifunctional electric wheelchair, characterized in that for lifting the support frame (32a, 32b) by receiving the inclination angle by the inclination sensor that can detect the inclination angle of the ground.

The method of claim 2,
The wheelchair,
Four input values of forward, left turn, right turn and backward are calculated by the control part through AD conversion.
Multifunctional electric wheelchair characterized in that the two wheels to the left and right of the rear wheel 31 is independently controlled through pulse width modulation (PWM) to determine movement according to the four input values.