KR101660156B1 - 전기 휠체어를 위한 완충 구조 - Google Patents

Abstract

전기 휠체어를 위한 단순하게 구조된 완충 구조는 프레임, 2개의 구동 유닛들, 2개의 전방 안내 유닛들, 2개의 전방 충격 흡수재들, 2개의 회전 방지 유닛들, 및 2개의 후방 충격 흡수재들을 포함한다. 상기 2개의 전방 안내 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치되고 각각은 전방 안내 휠, 전방 완충 암 및 비틀림 스프링을 포함한다. 상기 2개의 전방 및 후방 충격 흡수재들은 상기 프레임에 연결된다. 상기 2개의 회전 방지 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치된다. 상기 전방 안내 암들은 상기 전방 안내 힐들이 피봇회전하도록 구동될 때, 상기 비틀림 스프링들은 상기 프레임이 전복하지 않도록 하는 반발력을 생성할 수 있고, 안정성을 개선시킨다. 상기 완충 구조가 고르지 못한 울퉁불퉁한 도로를 지나갈 때, 상기 전방 및 후방 충격 흡수재들은 상기 프레임 상에 부과되는 충격을 제거할 수 있고 앉아 있는 편안함을 향상시킨다.

Description

전기 휠체어를 위한 완충 구조{SUSPENSION STRUCTURE FOR AN ELECTRIC WHEELCHAIR}

본 발명은 완충 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 휠체어를 위한 완충 구조에 관한 것이다.

대만 특허 출원 제098214606호에 개시된 종래의 전기 휠체어는 일반적으로 작은 앞바퀴, 큰 앞바퀴, 및 작은 뒷바퀴에 연결되는 프레임을 포함한다. 이러한 프레임과 작은 앞바퀴 사이에는 연결 부재, 충격 흡수재 및 전방 암(front arm)이 연결된다. 이러한 연결 부재는 프레임에 대해 피봇회전하고, 프론트 암은 연결 부재에 대해 피봇회전하고, 충격 흡수재는 연결 부재와 프론트 암 사이에 연결되고, 큰 앞바퀴는 모터 및 프론트 암에 연결된다. 후방 암(rear arm)은 작은 뒷바퀴에 연결되고 프레임에 대해 피봇회전하고, 프레임과 후방 암 사이에는 충격 흡수재 또한 연결된다. 작은 앞바퀴 및 작은 뒷바퀴가 울퉁불퉁한 도로들을 지나갈 때, 충격 흡수재들은 충격을 감소시키고 앉아 있을 때의 편안함을 향상시킬 수 있다. 하지만, 이 종래의 전기 휠체어의 완충 구조는 매우 복잡하고 조립이 어렵고, 복잡한 구조는 완충 구조의 구조적 강도를 더욱 더 감소시킨다. 게다가, 종래의 완충 구조는 충격 흡수 효과만 제공할 뿐 전복을 방지할 수 없다.

미국 특허 제 8408598호에 개시된 전기 휠체어를 위한 다른 종래의 완충 구조는 구조에 있어서 단순화되었지만, 여전히 전복을 방지할 수는 없다.

본 발명은 상기에서 설명된 단점들을 감소 및/또는는 제거하기 위해 발생되었다.

TW 098214606 A1 US 8408598 B1

본 발명의 주요 목적은 조립하기 용이하고 휠체어의 앉아 있는 편안함 및 안정성을 향상시킬 수 있는, 전기 휠체어를 위한 단순하게 구조된 완충 구조를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조는, 상부 면, 하부 면, 전단 및 후단을 가지는 프레임, 체어 시트는 상기 상부 면 상에 장착되고, 상기 전단으로부터 상기 후단까지 연장되는 방향은 제1방향으로 정의되고, 상기 제1방향에 수직한 방향은 제2방향으로 정의되고; 2개의 구동 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치되고 그 각각은 보기(bogie) 및 상기 보기에 고정되는 전달 장치를 포함하고, 상기 보기들 각각의 일 단은 전달 피봇 유닛을 통해 상기 프레임에 대해 피봇회전하고, 상기 전달 장치들 각각은 상기 보기들 각각의 타 단을 향해 연장되고, 상기 완충 구조는

상기 보기들 각각에는 상기 제2방향을 따라 연장되는 조립 부분이 더 제공되고;

2개의 구동 휠들은 상기 전달 장치들에 연결되고 이에 의해 회전되고;

2개의 전방 안내 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치되고 각각은 전방 안내 휠, 전방 완충 암 및 비틀림 스프링을 포함하고, 상기 전방 안내 휠들은 상기 전방 완충 암들의 일 단 각각에 대해 피봇하고, 상기 전방 완충 암들 각각의 타 단은 상기 전단에 근접하게 위치되고 또한 전방 완충 암 피봇 축을 통해 상기 프레임에 대해 피봇하고, 상기 비틀림 스프링들 각각은 상기 전방 완충 암 피봇 축 상에 슬리브되고 또한 상기 제2전방 확장 부분에 고정되는 일 단 및 상기 프레임의 전단에 근접하는 하부 면에 인접하는 타 단을 가지고;

2개의 전방 충격 흡수재들 각각은 상기 전방 완충 암들 각각의 양단들 사이에서 피봇되는 일 단 및 상기 보기들 각각의 상기 조립 부분에 대해 피봇회전되는 타 단을 가지고, 상기 제1방향에 대하여 전방 충격 흡수재 각도를 가지는 일 방향으로 연장되고;

2개의 회전 방지 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치되고 각각은 회전 방지 휠 및 후방 완충 암을 포함하고, 상기 회전 방지 유닛들 각각은 상기 후방 완충 암들 각각의 일 단에 대해 피봇되고 상기 후방 완충 암들 각각의 타 단은 후방 완충 암 피봇 축을 통해 상기 프레임에 대해 피봇회전하고; 및

2개의 후방 충격 흡수재들 각각은 상기 후방 완충 암들 각각의 양 단들 사이에서 피봇회전하는 일 단 및 상기 프레임에 대해 피봇회전하는 타 단을 가지고, 상기 제1방향에 대해 후방 충격 흡수재 각도를 가지는 방향으로 확장하고, 상기 후방 충격 흡수재 각도는 상기 제1방향과 상기 후방 충격 흡수재의 타단으로부터 상기 후방 충격 흡수재의 일단으로 연장되는 방향 사이의 각도로 정의되고, 상기 전방 충격 흡수재 각도는 상기 제1방향과 상기 전방 충격 흡수재의 일단으로부터 상기 전방 충격 흡수재의 타단으로 연장되는 방향 사이의 각도로 정의되며, 상기 전방 충격 흡수재 각도는 상기 후방 충격 흡수재 각도보다 더 큰 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조가 전기 휠체어 상에 조립된 것을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조의 상면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조의 전달 유닛, 전방 안내 유닛 및 전방 충격 흡수재를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조가 편평한 베어링 표면 상에 배치된 것을 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조가 볼록한 장애물을 올라가는 것을 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조가 오목한 장애물을 지나가는 것을 보여준다.

본 발명은, 단지 설명의 목적으로 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는, 첨부된 도면들과 함께 볼 때 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 휠체어를 위한 완충 구조는 프레임(10), 2개의 구동 유닛들(20), 2개의 구동 휠들(30), 2개의 전방 안내 유닛들(40), 2개의 전방 충격 흡수재들(50), 2개의 회전 방지 유닛들(60), 및 2개의 후방 충격 흡수재들(70)을 포함한다.

상기 프레임(10)은 상부 면(11), 하부 면(12), 전단(13) 및 후단(14)을 포함한다. 체어 시트(A)는 상기 상부 면(11) 상에 장착된다. 상기 전단(13)으로부터 상기 후단(14)까지 연장되는 방향은 제1방향(D1)으로 정의되고, 상기 제1방향(D1)에 수직하는 일 방향은 제2방향(D2)으로 정의된다.

상기 2개의 구동 유닛들(20)은 상기 프레임(10)의 양 면들에 위치되고 각각은 보기(21) 및 상기 보기(21)에 고정되는 전달 장치(22)를 포함한다. 상기 보기들(21) 각각의 일 단은 전달 피봇 유닛(211)을 통해 상기 프레임(10)에 대해 피봇회전되고, 상기 전달 장치들(22) 각각은 상기 보기들(21) 각각의 타 단을 향해 연장된다. 상기 보기들(21) 각각에는 상기 제2방향(D2)을 따라 연장되는 조립 부분(212)이 더 마련된다.

상기 2개의 구동 휠들(30)은 상기 전달 장치들(22)에 연결되고 또한 이에 의해 회전된다.

상기 2개의 전방 안내 유닛들(40)은 상기 프레임(10)의 양 면들에 위치되고 각각은 전방 안내 휠(41), 전방 완충 암(42) 및 비틀림 스프링(43)을 포함한다. 상기 전방 안내 휠들(41)은 상기 전방 완충 암들(42)의 일 단 각각에 대해 피봇회전되고, 상기 전방 완충 암들(42) 각각의 타 단은 상기 전단(13)에 근접하게 위치되고 또한 전방 완충 암 피봇 축(421)을 통해 상기 프레임(10)에 대해 피봇회전된다. 상기 전방 완충 암들(42) 각각의 양 단들 사이에는 제1전방 확장 부분(422) 및 제2전방 확장 부분(423)이 형성된다. 이 실시예에 있어서, 상기 제1전방 확장 부분(422)은 상기 제1방향(D1)을 따라 연장되는 편평하고 곧은 부분이고, 상기 제2전방 확장 부분(423)은 상기 하부 면(12)을 향해 연장되는 기울어진 부분이고 상기 제1방향(D1)에 대한 각도를 정의한다. 상기 비틀림 스프링들(43) 각각은 상기 전방 완충 암 피봇 축(421) 상에 슬리브되고 상기 제2전방 확장 부분(423)에 고정되는 일 단 및 상기 프레임(10)의 상기 전단(13)에 근접하는 상기 하부 면(12)에 인접되는 타 단을 가진다.

상기 2개의 전방 충격 흡수재들(50) 각각은 상기 전방 완충 암들(42) 각각의 양 단들 사이에서 피봇회전되는 일 단 및 상기 보기들(21) 각각의 상기 조립 부분(212)에 대해 피봇회전되는 타 단을 가지고, 상기 제1방향(D1)에 대한 전방 충격 흡수재 각도(θ1)를 가지는 일 방향으로 연장된다.

상기 2개의 회전 방지 유닛들(60)은 상기 프레임(10)의 양 면들에 위치되고 각각은 회전 방지 휠(61) 및 후방 완충 암(62)을 포함한다. 상기 회전 방지 휠(61)은 상기 후방 완충 암(62)의 일단에 대해 피봇회전되고, 상기 후방 완충 암(62)의 타 단은 후방 완충 암 피봇 축(621)을 통해 상기 프레임(10)에 대해 피봇회전된다. 상기 후방 완충 암들(62) 각각의 양 단들 사이에는 제1후방 확장 부분(622) 및 제2후방 확장 부분(623)이 형성된다. 상기 제1후방 확장 부분(622)은 상기 제1방향(D1)으로 연장되는 곧고 편평한 부분이고, 상기 제2후방 확장 부분(623)은 상기 제1방향(D1)에 대해 각도를 가지고 상기 프레임의 상기 하부 면을 향해 연장되는 기울어진 부분이다.

상기 2개의 후방 충격 흡수재들(70) 각각은 상기 후방 완충 암들(62) 각각의 2개의 단들 사이에서 피봇회전되는 일 단 및 상기 프레임(10)에 대해 피봇회전되는 타 단을 가지고, 상기 제1방향(D1)에 대해 후방 충격 흡수재 각도(θ2)를 가지는 일 방향으로 연장된다. 상기 후방 충격 흡수재 각도(θ2)는 상기 제1방향(D1)과 상기 후방 충격 흡수재(70)의 타단으로부터 상기 후방 충격 흡수재(70)의 일단으로 연장되는 방향(D4) 사이의 각도로 정의되고, 상기 전방 충격 흡수재 각도(θ1)는 상기 제1방향(D1)과 상기 전방 충격 흡수재의 일단(50)으로부터 상기 전방 충격 흡수재(50)의 타단으로 연장되는 방향(D3) 사이의 각도(θ1)로 정의되고, θ1>θ2 이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 휠체어의 완충 구조는 수평적 베어링 표면(G) 상에 배치되고, 상기 구동 휠들(30), 상기 전방 안내 휠들(41) 및 상기 회전 방지 휠들(61)은 모두 지면에 대해 눌려진다.

완충 구조가 볼록한 장애물을 지나갈 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠들(30)은 상기 전방 안내 휠들(41)이 상기 장애물에 접촉될 때까지 전방으로 휠체어를 움직일 것이다. 이 때, 상기 구동 유닛들(20)로부터의 구동력은 상기 전방 완충 암 피봇 축(421) 주위에서 위쪽으로 피봇회전하도록 상기 전방 안내 휠들(41)이 상기 전방 완충 암들(42)을 구동하도록 하여, 상기 전방 안내 휠들(41)은 상기 장애물을 쉽게 올라갈 수 있다. 반면, 상기 전방 완충 암들(42)의 피봇 운동은 상기 비틀림 스프링들(43)이 압축되게 하여, 상기 전방 안내 휠들(41)이 상기 장애물을 올라가기만 하면, 상기 비틀림 스프링들(43)은 상기 전방 완충 암들(42)을 통해 상기 장애물에 대해 상기 전방 안내 휠들(41)을 누를 것이고, 이로써 상기 전방 안내 휠들(41)의 그립을 향상시킨다.

상기 전방 완충 암 피봇 축들(421)의 위쪽 피봇회전 운동 또한 상기 전방 충격 흡수재들(50)을 압축하고, 그후 상기 전방 충격 흡수재들(50)은 상기 전달 피봇 유닛들(211) 주위로 움직이는 것에 의해, 상기 프레임(10)의 상기 하부 면(12)을 향해 피봇회전하기 위해 상기 보기들(21)을 밀어, 상기 전방 충격 흡수재들(50)은 상기 전방 안내 유닛들(40)로부터 위쪽으로 미는 힘을 흡수하게 되고, 이로써 상기 프레임(10)은 뒤쪽으로 전복되는 것이 방지된다. 상기 전방 안내 유닛들(40)이 상기 장애물을 통과한 후, 상기 전달 장치들(22)은 전방으로 회전하기 위해 상기 전방 구동 휠들(30)을 구동시키는 것을 계속하고, 이에 반하여, 상기 회전 방지 유닛들(60)은 상기 후방 충격 흡수재들(70)을 압축 및 압축해제하여, 상기 회전 방지 휠들(61)의 위치를 변경하기 위해 상기 후방 완충 암들(62)이 상기 후방 완충 암 피봇 축들(621) 주위로 피봇회전하도록 하여, 상기 회전 방지 휠들(61)은 성공적으로 상기 장애물을 통과할 수 있다.

상기 완충 구조가 오목한 장애물을 지나갈 때, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠들(30)은 상기 전방 안내 휠들(41)이 상기 오목한 장애물에 접촉될 때까지 전방으로 휠체어를 움직일 것이다. 이 때, 상기 전방 안내 휠들(41)은 상기 회전 방지 휠들(61)에 비하여 다른 높이들인 상기 장애물의 표면으로 낮게 내려가고, 상기 전방 충격 흡수재들(50)은 상기 프레임(10) 및 상기 회전 방지 휠들(61)을 그 본래 높이에 유지하기 위해 확장될 것이고, 이로써 상기 휠체어는 안정된다.

상기 장애물의 표면으로 낮게 내려간 후, 상기 전방 안내 휠들(41)은 상기 전방 완충 암들(42)이 상기 전방 완충 암 피봇 축들(421) 주위로 아래쪽으로 피봇회전하도록 구동될 것이고, 상기 전방 완충 암들(42)의 상기 제2전방 확장 부분들(423)이 상기 비틀림 스프링들(43)을 압축하도록 해 주고, 그후 상기 비틀림 스프링들(43)은 상기 프레임(10)을 밀고, 상기 프레임(10)이 상기 전방 완충 암들(42)을 향해 반발력을 생성하게 해 주고, 상기 프레임(10) 및 상기 회전 방지 유닛들(60)이 상기 베어링 표면(G)의 표면에 대해 모두 단단히 눌려지게 되고, 상기 프레임(10)은 전방으로 전복되는 것이 방지된다. 상기 회전 방지 유닛들(60) 및 상기 전방 안내 유닛들(40)의 반발력은 그립 성능을 개선시키는 한편, 상기 휠체어의 전복 가능성을 실질적으로 감소시킨다. 상기 전방 안내 유닛들(40)이 성공적으로 상기 오목한 장애물을 통과한 후, 상기 전달 장치들(22)은 전방으로 회전하기 위해 상기 전방 구동 휠들(30)을 구동시키는 것을 계속하고, 이에 반하여, 상기 회전 방지 유닛들(60)은 상기 후방 충격 흡수재들(70)을 압축 및 압축해제하여, 상기 회전 방지 휠들(61)의 위치를 변경하기 위해 상기 후방 완충 암들(62)이 상기 후방 완충 암 피봇 축들(621) 주위로 피봇회전하도록 하여, 상기 회전 방지 휠들(61)은 성공적으로 상기 장애물을 통과할 수 있다.

일반적으로, 상기 전방 안내 암들(42)이 상기 전방 안내 휠들(41)이 피봇회전하도록 구동시킬 때, 상기 비틀림 스프링들(43)은 상기 프레임(10)이 전복되지 않도록 하는 반발력을 생성할 수 있고, 안정성을 개선시킨다. 상기 완충 구조가 고르지 못한 울퉁불퉁한 도로를 지나갈 때, 상기 전방 및 후방 충격 흡수재들(50, 70)은 상기 프레임(10) 상에 부과되는 충격을 완화시킬 수 있고, 앉아 있는 편안함을 향상시킨다.

본 발명에 따른 다양한 실시예들을 도시하고 설명하였지만, 추가의 실시예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백하다.

10: 프레임 20: 구동 유닛 30: 구동 휠
40: 전방 안내 유닛 50: 전방 충격 흡수재 60: 회전 방지 유닛
70: 후방 충격 흡수재

Claims (3)

1. 프레임, 2개의 구동 유닛들, 2개의 전방 안내 유닛들, 2개의 전방 충격 흡수재들, 2개의 회전 방지 유닛들, 및 2개의 후방 충격 흡수재들을 포함하고,
   상기 프레임은 상부 면, 하부 면, 전단 및 후단을 가지며, 체어 시트는 상기 상부 면 상에 장착되고, 상기 전단으로부터 상기 후단까지 연장되는 방향은 제1방향으로 정의되고, 상기 제1방향(D1)에 수직한 방향은 제2방향(D2)으로 정의되고,
   상기 2개의 구동 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치하고 각각은 보기(bogie) 및 상기 보기에 고정되는 전달 장치를 포함하고, 상기 보기 각각의 일 단은 전달 피봇 유닛을 통해 상기 프레임에 대해 피봇회전하고, 상기 전달 장치 각각은 상기 보기 각각의 타 단을 향해 연장되고,
   상기 보기 각각에는 상기 제2방향을 따라 연장되는 조립 부분이 더 제공되고, 2개의 구동 휠들은 상기 전달 장치에 연결되고 상기 전달 장치에 의해 회전되고,
   상기 2개의 전방 안내 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치되고 각각은 전방 안내 휠, 전방 완충 암 및 비틀림 스프링을 포함하고, 상기 전방 안내 휠은 상기 전방 완충 암의 일 단에 대해 피봇하고, 상기 전방 완충 암의 타 단은 상기 전단에 근접하게 위치되고 전방 완충 암 피봇 축을 통해 상기 프레임에 대해 피봇하고, 상기 비틀림 스프링 각각은 상기 전방 완충 암 피봇 축 상에 슬리브되고 제2전방 확장 부분에 고정되는 일 단 및 상기 프레임의 전단에 근접하는 하부 면에 인접하는 타 단을 가지고,
   상기 2개의 전방 충격 흡수재들 각각은 상기 전방 완충 암 각각의 양단들 사이에서 피봇되는 일 단 및 상기 보기 각각의 상기 조립 부분에 대해 피봇회전되는 타 단을 가지고, 상기 제1방향에 대하여 전방 충격 흡수재 각도를 가지는 방향으로 연장되고,
   상기 2개의 회전 방지 유닛들은 상기 프레임의 양 면들에 위치되고 각각은 회전 방지 휠 및 후방 완충 암을 포함하고, 상기 회전 방지 유닛 각각은 상기 후방 완충 암 각각의 일 단에 대해 피봇되고, 상기 후방 완충 암 각각의 타 단은 후방 완충 암 피봇 축을 통해 상기 프레임에 대해 피봇회전하고,
   상기 2개의 후방 충격 흡수재들 각각은 상기 후방 완충 암 각각의 양 단들 사이에서 피봇회전하는 일 단 및 상기 프레임에 대해 피봇회전하는 타 단을 가지고, 상기 제1방향에 대해 후방 충격 흡수재 각도를 가지는 방향으로 연장되고, 상기 후방 충격 흡수재 각도(θ2)는 상기 제1방향(D1)과 상기 후방 충격 흡수재의 타단으로부터 상기 후방 충격 흡수재의 일단으로 연장되는 방향(D4) 사이의 각도로 정의되고, 상기 전방 충격 흡수재 각도(θ1)는 상기 제1방향(D1)과 상기 전방 충격 흡수재의 일단으로부터 상기 전방 충격 흡수재의 타단으로 연장되는 방향(D3) 사이의 각도로 정의되며, 상기 전방 충격 흡수재 각도(θ1)는 상기 후방 충격 흡수재 각도(θ2)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 전기 휠체어를 위한 완충 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 제1전방 확장 부분 및 제2전방 확장 부분은 상기 전방 완충 암 각각의 양단들 사이에 형성되고, 상기 제1전방 확장 부분은 상기 제1방향을 따라 확장되고, 상기 제2전방 확장 부분은 하부 면을 향해 확장되고 상기 제1방향에 대해 각을 정의하고, 상기 비틀림 스프링 각각은 상기 제2전방 확장 부분에 고정되는 일 단 및 상기 프레임의 전단에 근접하는 상기 하부 면에 인접하는 타 단을 가지는, 전기 휠체어를 위한 완충 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 제1후방 확장 부분 및 제2후방 확장 부분은 상기 후방 완충 암 각각의 양단들 사이에 형성되고, 상기 제1후방 확장 부분은 상기 제1방향으로 확장되고, 상기 제2후방 확장 부분은 상기 프레임의 하부 면을 향해 확장되고 상기 제1방향에 대해 각도를 가지는, 전기 휠체어를 위한 완충 구조.

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