KR101413045B1

KR101413045B1 - 수평조절이 가능한 휠체어

Info

Publication number: KR101413045B1
Application number: KR1020130005369A
Authority: KR
Inventors: 권홍
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-07-02

Abstract

본 발명은 수평조절이 가능한 휠체어에 관한 것이다.
본 발명은 뒷바퀴가 장착되는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정의자; 상기 고정의자의 상부에 배치되며, 좌판을 구비하는 유동의자; 지면의 경사도가 변화하더라도 상기 좌판이 수평상태를 유지하도록 상기 고정의자로부터 상기 좌판을 유동시키는 수평조절부; 및 상기 유동의자를 상기 고정의자에 선택적으로 고정시키는 고정부; 를 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어를 제공한다.

Description

수평조절이 가능한 휠체어{Auto-level Adjustable Wheel-Chair}

본 발명은 휠체어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사면에서도 안정적으로 이동할 수 있는 휠체어에 관한 것이다.

일반적으로 휠체어는 다리를 자유롭게 쓰지 못하는 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 바퀴를 단 의자로서, 바퀴의자라고도 불린다. 휠체어는 의자와, 의자의 양 측면에 부착되어 손으로 조작함으로써 원하는 위치로 의자를 이동시킬 수 있는 휠(바퀴)을 포함하여 구성된다.

휠체어는 조작 형태에 따라 이용자가 스스로의 힘으로 바퀴를 돌려서 주행하거나 보호자가 밀어서 주행하는 방식의 수동식 휠체어와, 배터리에 충전된 전기의 힘으로 주행하는 전동식 휠체어로 구분할 수 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 관한 수동식 휠체어의 사시도이고, 도 2는 종래 휠체어의 경사면에서의 동작을 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 수동식 휠체어(1)는 프레임(10)과, 프레임(10)에 장착되는 의자(20)와, 의자(20)의 후방 영역에 위치하는 뒷바퀴(30)와, 의자(20)의 전방 영역에 위치하는 앞바퀴(40)와, 앞바퀴(40)에 인접 설치되는 발판(50)을 포함하여 구성된다.

이러한 휠체어(1)는 의자(20)에 착석한 이용자가 다른 사람의 도움을 받아 이동하도록 프레임(10)에서 연장된 손잡이(60)와, 이용자가 휠체어(1)를 직접 이동시킬 수 있도록 뒷바퀴(30)에 부착된 회전손잡이(70)를 더 포함할 수 있다.

그런데 도 2에 도시된 바와 같이, 휠체어(1)가 경사면(2)을 오를 경우, 경사면(2)의 경사각(θ) 만큼 휠체어(1)가 기울어지게 되므로 휠체어(1)에 착석한 이용자의 자세가 불안정하고 많은 힘이 드는 등 휠체어의 조작이 어려운 문제가 있다.

특히 종래의 휠체어(1)는 이용자 혼자서 경사면(2)을 오르다가 부주의로 경사면(2)에서 미끄러지게 되면, 뒤에 있는 벽(3)이나 사물에 부딪히면서 주로 이용자의 머리가 다치는 문제가 있다.

실제로 휠체어를 탄 환자가 경사면에서 미끄러질 경우, 병원의 실내에서는 서랍이나 책장 등에 머리가 부딪히고, 병원의 실외에서는 조경용 바위 등에 머리가 부딪히는 사고가 빈번히 발생한다.

따라서 본 발명은 경사면에서도 안정적으로 휠체어를 이동할 수 있을 뿐만 아니라 경사면에서 미끄러짐 사고 발생시 머리 부위의 부상을 방지할 수 있도록 수평조절이 가능한 휠체어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 뒷바퀴가 장착되는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정의자; 상기 고정의자의 상부에 배치되며, 좌판을 구비하는 유동의자; 지면의 경사도가 변화하더라도 상기 좌판이 수평상태를 유지하도록 상기 고정의자로부터 상기 좌판을 유동시키는 수평조절부; 및 상기 유동의자를 상기 고정의자에 선택적으로 고정시키는 고정부; 를 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어를 제공한다.

상기 수평조절부는 상기 유동의자에 결합되며 자중에 의해 수평이 유지되는 유동중량체; 및 상기 유동중량체의 이동을 가이드하도록 상기 고정의자에 구비되는 가이드레일;을 포함할 수 있다.

상기 유동중량체는 아래로 볼록한 형상을 가지며, 상기 가이드레일은 위로 오목한 형상을 가질 수 있다.

상기 수평조절부는 상기 유동중량체 또는 상기 가이드레일에 회전가능하게 장착되어 상기 유동중량체의 유동시 상기 가이드레일을 따라 회전하는 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 수평조절부는 상기 유동중량체의 이동범위를 제한하도록 상기 가이드레일에 결합되는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 고정부는 상기 고정의자와 상기 유동의자에 각각 형성된 나사공에 체결되는 고정나사를 포함할 수 있다.

상기 고정부는 상기 프레임과 상기 유동의자를 고정나사를 통해 고정할 수 있도록 상기 유동의자에 형성된 다수의 나사공을 더 포함할 수 있다.

상기 지면에 경사도에 따라 상기 높이가 조절가능하도록 높이조절부를 가지며, 상기 프레임에 장착되는 앞바퀴를 더 포함할 수 있다.

상기 높이조절부는 유압스프링을 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수평조절이 가능한 휠체어에 의하면, 다른 사람의 도움이 없더라도 경사면에서도 안정적으로 쉽게 휠체어를 이동할 수 있을 뿐만 아니라 경사면에서 미끄러짐 사고시 머리 부위의 부상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 관한 수동식 휠체어의 사시도이다.
도 2는 종래 휠체어의 경사면에서의 동작을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어의 측면도이다.
도 4는 도 3의 요부에 대한 구성도로서 뒷바퀴를 생략한 상태의 단면도이다.
도 5는 도 3의 앞바퀴에 대한 높이조절 동작을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어의 경사면에서의 동작을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 휠체어는 후술하겠지만 운동방식이 흔들의자를 연상시키므로 흔들이 의자 등으로 명칭될 수 있으며 본 기술은 전동식 휠체어, 수동식 휠체어에 모두 채용될 수 있다. 설명의 편의상 본 실시예에서는 수동식 휠체어에 관하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어의 측면도이고, 도 4는 도 3의 요부에 대한 구성도로서 뒷바퀴를 생략한 상태의 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예의 휠체어(101)는 크게 프레임(100), 고정의자(200), 유동의자(300), 수평조절부(400), 고정부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

프레임(100)은 휠체어(101)의 몸체를 이루며, 각종 부품들이 장착될 수 있다. 프레임(100)에는 한 쌍의 뒷바퀴(130)가 회전가능하게 장착되고, 뒷바퀴(130)의 일측에는 도시하지 않았지만 뒷바퀴(130)를 움직이는 회전손잡이(70, 도 1 참조)가 장착될 수 있다.

고정의자(200)는 프레임(100)에 고정설치된다. 고정의자(200)는 환자가 앉을 수 있는 유동의자(300)를 받쳐주는 역할을 하며, 1단 의자로 호칭될 수 있다. 고정의자(200)의 단부에는 다른 사람이 휠체어(101)를 밀거나 당길 수 있는 손잡이(160)가 결합될 수 있다.

고정의자(200)의 상부에는 유동의자(300)가 유동가능하게 장착된다. 유동의자(300)는 이용자가 앉을 수 있는 좌판(310)을 구비하며, 2단 의자로 호칭될 수 있다.

이처럼 본 발명의 휠체어(101)는 고정의자(200, 1단 의자)와 유동의자(300, 2단 의자)의 2중 구조로 이루어진다. 고정의자(200)와 유동의자(300)가 서로 고정되면 일반적인 휠체어(1, 도 1 참조)처럼 사용될 수 있고, 고정의자(200)와 유동의자(300)가 서로 고정되지 않으면 수평조절부(400)에 의해 유동의자(300)에 앉은 이용자는 경사면에서도 수평을 유지할 수 있다.

보다 상세하게 수평조절부(400)는 유동의자(300)의 좌판(310)이 수평상태를 유지하도록 수평을 조절하는 역할을 한다. 즉, 수평조절부(400)는 지면이 수평한 상태에서 경사도가 변화하더라도 좌판(310)이 수평상태를 유지하도록 고정의자(200)로부터 좌판(310)을 유동시킬 수 있다. 이에 따라 좌판(310)에 앉은 이용자는 경사면에서도 수평을 유지할 수 있기 때문에 안정적으로 경사면에서 이동하거나 정지해 있을 수 있다.

수평조절부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 유동중량체(410), 가이드레일(420), 스토퍼(430), 롤러(440)를 포함하여 구성될 수 있다.

유동중량체(410)는 유동의자(300), 즉 좌판(310)의 하부에 결합되며 자중에 의해 수평이 유지되는 중량체로 이루어질 수 있다. 예를 들어 유동중량체(410)는 무게중심이 중심 하부에 놓이도록 단면이 아래로 볼록한 반원형상으로 이루어질 수 있다. 따라서 유동중량체(410)는 무게중심이 하부 중앙에 위치하므로 부유하는 상태에서는 항상 수평유지가 유지될 수 있다. 유동중량체(410)는 본 실시 형태 이외에도 다양한 형상 및 재질로 이루어질 수 있다.

가이드레일(420)은 유동중량체(410)의 이동을 가이드하도록 고정의자(200)에 구비될 수 있다. 예를 들어 가이드레일(420)은 고정의자(200)의 외면 형상을 이루도록 고정의자(200)와 일체로 형성될 수 있고, 다른 부재로 제작되어 고정의자(200)에 결합될 수 있다.

가이드레일(420)은 아래로 볼록한 형상의 유동중량체(410)의 단면형상과 대응하도록 위로 오목한 포물선 단면 형상을 가질 수 있다. 이처럼 가이드레일(420)과 유동중량체(410)는 상대적으로 서로간의 포물선을 따라 유동하는 관계를 갖는다.

스토퍼(430)는 유동중량체(410)의 이동범위를 제한하도록 가이드레일(420)에 결합될 수 있다. 스토퍼(430)는 유동중량체(410)의 이동범위를 설정함으로써 고정의자(200)로부터 유동의자(300)가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어 스토퍼(430)는 가이드레일(420)의 양측 가장자리 영역에서 일정 높이 돌출된 핀(pin) 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(430)는 이에 제한되지 않고 다양한 형상으로 변형실시 가능하다.

롤러(440)는 유동중량체(410) 또는 가이드레일(420)에 회전가능하게 장착되어 유동중량체(410)의 유동시, 가이드레일(420)을 따라 회전한다. 즉, 롤러(440)는 유동중량체(410)가 가이드레일(420)을 따라 원활하게 이동할 수 있도록 한다. 롤러(440)는 상술한 스토퍼(430)와 접촉되면서 유동중량체(410)의 이동범위를 제한할 수 있다. 롤러(440)는 적어도 하나로 이루어질 수 있는데, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 지점에 장착될 수 있다. 이때 중앙에 위치한 롤러(440)는 가이드레일(420)에 장착되고, 양측에 위치한 롤러(440)들은 유동중량체(410)에 장착될 수도 있다.

고정부(500)는 유동의자(300)를 고정의자(200)에 선택적으로 고정시킬 수 있다. 즉, 고정부(500)는 유동의자(300)를 고정의자(200)에 완전히 고정시키거나 유동의자(300)가 고정의자(200)로부터 유동할 수 있도록 한다.

고정부(500)는 이러한 기능을 수행하면 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 고정의자(200)와 유동의자(300)에 각각 형성된 나사공(520, 530)에 체결되는 고정나사(510)를 포함하여 이루어질 수 있다.

고정나사(510)가 체결되면 유동의자(300)는 고정의자(200)에서 고정된 위치를 유지하게 되어 일반적인 휠체어(1)처럼 동작할 수 있다. 그리고 고정나사(510)가 나사공(520, 530)으로부터 분리되면 유동의자(300)는 고정의자(200)에 대해 상대적으로 유동하면서 좌판(310)을 수평적으로 유지시킬 수 있다.

예를 들어 고정나사(510)는 휠체어(101)로부터 착탈되도록 볼트 형상으로 이루어질 수 있고, 휠체어(101)의 프레임(100)이나 고정의자(200)에 장착될 수 있다.

다른 형태로 고정나사(510)는 레버(lever, 미도시)와 연결된 형태로 이루어져, 이용자가 레버를 누름에 따라 나사공(520, 530)으로부터 고정나사(510)를 인출입시키도록 동작시킬 수 있다.

한편, 고정부(500)는 프레임(100)과 유동의자(300)가 고정나사(510)를 통해 고정될 수 있도록 유동의자(300)에 형성된 다수의 나사공(550)을 더 포함할 수 있다. 따라서 고정의자(200)와 유동의자(300)의 고정위치를 달리할 수 있으며 더욱 체결력을 높일 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 실시예의 휠체어(101)는 수평조절부(400)에 의하여 유동의자(300)는 고정의자(200)에 대해 도 4에 도시된 바와 같이 A와 B 방향의 포물선을 따라 유동하면서 위치가 변화될 수 있다. 이때, 실질적으로는 고정의자(200)에 장착된 뒷바퀴(130)가 경사면을 이동하면서 위치가 변화되므로 유동의자(300)는 좌판(310)의 수평이 유지되도록 위치가 유지되고 고정의자(200)가 경사면의 경사각에 대응하게 유동하는 것처럼 동작된다.

도 5는 도 3의 앞바퀴에 대한 높이조절 동작을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어의 경사면에서의 동작을 보여주는 도면이다.

한편, 프레임(100)에는 뒷바퀴(130)에 의해 움직이는 휠체어(101)를 보조적으로 지지하도록 앞바퀴(140)가 더 장착된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이 앞바퀴(140)에는 지면에 경사도에 따라 높이가 조절가능하도록 높이조절부(600)가 장착될 수 있다.

높이조절부(600)는 앞바퀴(140)의 높이를 조정함으로써 경사면 상황에 놓인 휠체어(101)가 수평유지부(400)와 함께 이용자를 더욱 안정적인 수평상태를 유지할 수 있도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 앞바퀴(140)에는 유압스프링을 포함하는 높이조절부(600)가 장착될 수 있다. 유압스프링은 경사면에 대응하여 신축이 가능하게 동작할 수도 있으며 이용자가 임의로 신축범위를 조절할 수도 있다.

이러한 높이조절부(600) 의해 도 5의 (a)처럼 휠체어(101)가 경사가 없는 평지를 이동할 경우에는 평상시의 높이를 유지하며, 경사가 내리막으로 변화될 경우에는 도 5의 (b)처럼 앞바퀴(140)가 더 아래로 내려올 수 있다. 그리고 경사가 오르막으로 변화될 경우에는 도 5의 (c)처럼 앞바퀴(140)가 더 올라가서 높이가 낮아질 수 있다.

따라서 도 6에 도시된 바와 같이 경사면(2)을 오를 경우, 좌판(310)은 수평 상태를 유지할 수 있고, 이용자 혼자서 경사면(2)을 오르다가 부주의로 경사면(2)에서 미끄러지게 되면, 뒤에 있는 벽(3)이나 사물에 부딪히더라도 머리를 충격하지 않게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

101 : 휠체어 100 : 프레임
130 : 뒷바퀴 140 : 앞바퀴
150 : 발판 160 : 손잡이
200 : 고정의자 300 : 유동의자
310 : 좌판 400 : 수평조절부
410 : 유동중량체 420 : 가이드레일
430 : 스토퍼 440 : 롤러
500 : 고정부 520, 530, 550 : 나사공
600 : 높이조절부

Claims

뒷바퀴가 장착되는 프레임;
상기 프레임에 고정되는 고정의자;
상기 고정의자의 상부에 배치되며, 좌판을 구비하는 유동의자;
지면의 경사도가 변화하더라도 상기 좌판이 수평상태를 유지하도록 상기 고정의자로부터 상기 좌판을 유동시키는 수평조절부; 및
상기 유동의자를 상기 고정의자에 선택적으로 고정시키는 고정부;를 포함하고,
상기 수평조절부는
상기 유동의자의 하부에 결합되며 무게중심이 하부 중앙에 놓이는 아래로 볼록한 반원통형상의 자중에 의해 수평이 유지되는 유동중량체; 및
상기 유동중량체의 이동을 가이드하도록 상기 고정의자에 구비되는 가이드레일;을 포함하고,
상기 고정의자의 상부는 상기 유동중량체의 반원통형상에 대응하는 오목한 반원통형상을 포함하고 상기 오목한 반원통형상에 내에 상기 유동중량체가 위치하는 수평조절이 가능한 휠체어.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 수평조절부는 상기 유동중량체 또는 상기 가이드레일에 회전가능하게 장착되어 상기 유동중량체의 유동시 상기 가이드레일을 따라 회전하는 롤러를 더 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어.
제4항에 있어서,
상기 수평조절부는 상기 유동중량체의 이동범위를 제한하도록 상기 가이드레일에 결합되는 스토퍼를 더 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어.
제1항에 있어서,
상기 고정부는 상기 고정의자와 상기 유동의자에 각각 형성된 나사공에 체결되는 고정나사를 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어.
제1항에 있어서,
상기 고정부는 상기 프레임과 상기 유동의자를 고정나사를 통해 고정할 수 있도록 상기 유동의자에 형성된 다수의 나사공을 더 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어.
제1항 또는 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임의 전방 하단에 결합하여 지면의 경사도에 따라 높이를 조절하는 높이조절부를 개재하여 상기 프레임에 결합하는 앞바퀴를 더 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어.
제8항에 있어서,
상기 높이조절부는 유압스프링을 포함하는 수평조절이 가능한 휠체어.