KR102044146B1

KR102044146B1 - 이동식 휠체어 리프트 장치

Info

Publication number: KR102044146B1
Application number: KR1020190079158A
Authority: KR
Inventors: 정재성
Original assignee: 정재성
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2019-11-13

Abstract

휠체어 리프트 장치가 개시된다. 본 휠체어 리프트 장치는, 탑승된 휠체어를 지지하는 리프트부(100); 상기 리프트부(100)의 승강을 제어하고 상기 리프트부(100)의 상태를 사용자에게 제공하기 위한 제어부(200); 상기 리프트부(100)에 고정연결된 제1 서포트폴(310)과 상기 리프트부(100)에 비고정연결된 제2 서포트폴(320)이 교차된 상태로 결합되어 시소 구조로 상기 리프트부(100)의 승강이 이루어지도록 하는 서포트부(300); 및 상기 제1 서포트폴(310)이 비고정연결되고 상기 제2 서포트폴(320)이 고정연결된 상태에서, 모터(410)에 의해 볼 스크류(420)가 회전하면, 상기 제1 서포트폴(310)이 이동하면서 상기 리프트부(100)가 승강되도록 하는 바디부(400);를 포함한다. 이에 의해, 소음이 적고 누유에 따른 오염이 발생하지 않아 청결한 유지가 가능하게 되며, 측변의 흔들림과 탑승자의 편하중이 발생한 경우에도 비틀림과 흔들림이 방지되도록 하여 탑승자의 안전을 보장하고 불안감을 해소할 수 있게 된다.

Description

이동식 휠체어 리프트 장치{Movable apparatus for wheelchair lifting}

본 발명은 휠체어 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탑승된 휠체어의 지면 대비 높이를 조절하여 단차를 가지는 구역 간의 이동이 가능하도록 하는 이동식 휠체어 리프트 장치에 관한 것이다.

장애인을 위한 편의시설과 복지시설이 증가하고 있으나, 장애인의 입장에서 볼 때 미흡한 부분과 개선될 부분이 많은 것이 사실이다. 그럼에도 불구하고 근래에는 장애인에 대한 인식개선과 함께 장애인으로 하여금 보다 편리하고 윤택한 활동과 생활이 가능하도록 많은 노력이 진행되고 있으나, 구조적 문제나 공간적 문제 등으로 인해 인식과 노력만으로 해결하기 어려운 경우도 빈번히 발생하게 된다.

일 예로, 강연장에서 강의를 위한 단상에 오르기 위해서는 경사로를 설치하여 휠체어가 오를 수 있도록 할 수도 있겠으나, 단상의 단차가 클 경우 경사로의 각도가 가파라야 하거나 경사로를 길게 배치하여 공간을 많이 소모시켜야 하는 문제가 있다.

이와 같이 단차를 가지는 구역 간의 이동이 가능하도록 휠체어 리프트 장치가 사용되고 있다.

그러나, 기존의 휠체어 리프트 장치는, 다음과 같은 문제를 수반하고 있다.

첫째로, 기존의 휠체어 리프트 장치는 유압 펌프를 사용하여 승하강시 소음이 많이 발생하고, 유압 실린더의 길이 확보가 어려워 최대 신장시의 높이가 제약되는 문제가 있었다.

둘째로, 하단부의 양쪽 일측이 고정된 상태에서 하단부의 양쪽 타측이 이동하며 시소 구조를 통해 승하강을 하게 되기에, 유압 차에 의해 승하강시 좌우 높이차 또는 앞뒤 높이차가 발생하게 되는데, 실제로 탑승자의 입장에서 불안감을 조성하는 경우가 많음은 물론이며, 탑승자에 의한 하중에 의해 편심이 가중되어 장치의 뒤틀림을 가중시키게 된다.

셋째로, 시소 구조의 고정점의 위치에 따라 상하의 이동 속도가 일정치 않게 되어 최상단으로 상승된 경우나 최하단으로 하강된 경우에 속도가 갑자기 빨라지게 되어 탑승자에게 불안감을 제공할 여지가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1020722호 (장애인 휠체어 승강 리프트)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 유압 펌프가 아닌 볼 스크류 방식을 사용하여 소음이 적고 누유에 따른 오염이 발생하지 않아 청결한 유지가 가능한 휠체어 리프트 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 측변의 흔들림과 탑승자의 편하중이 발생한 경우에도 비틀림과 흔들림이 방지되도록 하여 탑승자의 안전을 보장하고 불안감을 해소할 수 있는 휠체어 리프트 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이동 속도를 자동 제어하여, 하강시 최하단에서 발생될 수 있는 떨어짐에 의한 충격과 흔들림이 배제되도록 하여 탑승자의 안전을 보장할 수 있는 휠체어 리프트 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 리프트 장치는, 탑승된 휠체어를 지지하는 리프트부(100); 상기 리프트부(100)의 승강을 제어하고 상기 리프트부(100)의 상태를 사용자에게 제공하기 위한 제어부(200); 상기 리프트부(100)에 고정연결된 제1 서포트폴(310)과 상기 리프트부(100)에 비고정연결된 제2 서포트폴(320)이 교차된 상태로 결합되어 시소 구조로 상기 리프트부(100)의 승강이 이루어지도록 하는 서포트부(300); 및 상기 제1 서포트폴(310)이 비고정연결되고 상기 제2 서포트폴(320)이 고정연결된 상태에서, 모터(410)에 의해 볼 스크류(420)가 회전하면, 상기 제1 서포트폴(310)이 이동하면서 상기 리프트부(100)가 승강되도록 하는 바디부(400);를 포함한다.

여기서, 상기 리프트부(100)는, 상부에 상기 휠체어가 탑승되도록 하고, 하부에 상기 제1 서포트폴(310)과 상기 제2 서포트폴(320)이 연결되도록 하는 바닥부(110); 상기 바닥부(110) 위에 탑승된 상태에서 좌우 낙상을 방지하고 상기 바닥부(110) 내에서의 이동을 보조하기 위한 손잡이부(120); 및 상기 리프트부(100)의 승강 중 상기 휠체어의 이동으로 인한 전후 낙상을 방지하고, 상기 리프트부(100)에 오르거나 상기 리프트부(100)에서 내릴 때 경사로를 제공하기 위한 전방 및 후방 게이트부(130, 140);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 리프트부(100)는, 상기 바닥부(110)의 네 모퉁이에 마련되어, 상기 바닥부(110)의 저면에서부터 지면까지의 거리를 센싱하는 센서(150); 및 상기 바닥부(110)의 네 모퉁이에 마련되되, 상기 바닥부(110)의 저면보다 하방 돌출됨으로써 상기 바닥부(110)가 최대로 하강되었을 때 상기 바디부(400)가 상기 바닥부(110)의 저면에 밀착됨으로써 상기 바디부(400)가 상기 지면에서 상승된 상태를 유지할 수 있도록 하여 상기 휠체어 리프트 장치에 대한 이동이 가능하도록 하는 롤러(160);를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제어부(200)는, 상기 리프트부(100)의 승강을 조작하고, 상기 리프트부(100)의 목표 높이값을 설정할 수 있도록 마련되는 조작부; 및 상기 리프트부(100)에 마련된 센서(150)를 통해 수신된 신호를 기반으로, 상기 리프트부(100)의 현재 높이값, 상기 목표 높이값까지 남은 시간값, 상기 목표 높이값까지 남은 거리값을 제공하는 디스플레이부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부(200)는, 상기 모터(410)의 제어를 통해 상기 볼 스크류(420)의 회전 속도가 다단계로 조절되도록 함으로써, 상기 리프트부(100)의 승강 속도를 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제어부(200)는, 디지털 PID(proportional integral derivative) 제어 방식을 적용하여 상기 볼 스크류(420)의 회전 속도가 다단계로 조절되도록 하되, 상기 리프트부(100)가 최하단에 위치할 때부터 최상단에 위치할 때까지 상기 볼 스크류(420)의 상기 회전 속도가 점점 빨라지도록 하여, 상기 리프트부(100)의 지면 대비 상승 속도가 일정하도록 제어할 수 있다.

그리고, 상기 제1 서포트폴(310)과 상기 제2 서포트폴(320)은, 상기 바닥부(110) 및 상기 바디부(400)의 좌우측에 한 쌍씩 마련되고, 각 쌍의 중단이 상호 연결되어 교차된 상태로 결합되어 상기 시소 구조를 이루며, 상기 제1 서포트폴(310)은 일단이 상기 바닥부(110)에 고정연결된 상태에서 타단이 상기 바디부(400) 상의 레일의 방향에 따라 비고정연결된 상태로 수평 이동하고, 상기 제2 서포트폴(320)은 일단이 상기 바디부(400)에 고정연결된 상태에서 타단이 상기 바닥부(110) 하단의 레일의 방향에 따라 비고정연결된 상태로 수평 이동할 수 있다.

또한, 상기 바디부(400)는, 상기 제어부(200)의 제어에 따라 동작되는 상기 모터(410); 양 끝단을 제외한 부분에 나사산을 가지며 상기 모터(410)의 구동에 따라 회전운동하는 상기 볼 스크류(420); 상기 볼 스크류(420)의 회전운동 이외의 움직임을 방지하도록 상기 볼 스크류(420)의 양단에 각각 마련되는 이동방지 부재(430); 및 상기 나사산에 대응되는 나사골을 가짐으로써 상기 볼 스크류(420)의 회전에 따라 전후로 이동되는 나사골 부재(440);를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 바디부(400)는, 상기 나사골부재(440)가 좌우로 비틀리지 않고 전후 이동하도록 상기 나사골 부재(440)의 양측에 연장형성되는 연장형성 부재(450); 상기 제1 서포트폴(310)과 연결되어 상기 제1 서포트폴(310)이 이동되도록 하기 위한 서포트 롤러(500); 상기 서포트 롤러(500)가 이동하는 방향에 대한 가이드를 제공하는 레일(490); 및 일측이 상기 연장형성 부재(450)와 연결되고, 타측이 상기 레일(490)에 의해 전후를 제외한 상하좌우 이동이 구속된 상기 서포트 롤러(500)와 연결됨으로써, 상기 바닥부(110) 및 상기 제1 서포트폴(310)의 비틀림이 제한되도록 마련되는 서포트 연결부(470);를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 바디부(400)는, 상기 한 쌍의 연장형성 부재(450)와 함께 상기 나사골 부재(440)가 좌우로 비틀리지 않고 전후 이동하도록 상기 이동방지 부재(430) 간에 연결되는 한 쌍의 가이드 봉(460); 및 상기 모터(410)가 장착되도록 하고 상기 하부 레일이 마련되며 상기 제2 서포트폴(320)이 고정되도록 마련되는 프레임(480);을 더 포함할 수 있다.

이에 의해, 소음이 적고 누유에 따른 오염이 발생하지 않아 청결한 유지가 가능하게 되며, 측변의 흔들림과 탑승자의 편하중이 발생한 경우에도 비틀림과 흔들림이 방지되도록 하여 탑승자의 안전을 보장하고 불안감을 해소할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 리프트 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트부의 하부 구성과 서포트부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바디부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바디부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 리프트 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트부의 하부 구성과 서포트부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

본 실시예에 따른 휠체어 리프트 장치는, 장애인, 노약자 등 거동이 불편한 이유로 휠체어에 탑승한 사람이 휠체어에 탑승한 상태로 단차를 가지는 구역 간의 이동이 가능하도록 하기 위한 목적으로 마련된다.

이를 위한 본 실시예에 따른 휠체어 리프트 장치는, 리프트부(100), 제어부(200), 서포트부(300) 및 바디부(400)로 구성된다.

리프트부(100)는 휠체어를 하방에서 지지하여 탑승된 상태이거나 승강 중인 상태에서 휠체어 및 탑승자가 안정적으로 자리잡을 수 있는 역할을 하게 된다.

이러한 리프트부(100)의 상승과 하강은 제어부(200)의 제어에 따라 수행된다.

제어부(200)는 리프트부(100)의 일측에 장착된 상태로 마련되어 리프트부(100)의 상승과 하강 뿐 아니라 휠체어 리프트 장치 전반의 동작을 제어하고 리프트부(100)의 상태에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 역할을 한다.

특히, 제어부(200)는 휠체어 리프트 장치의 본연의 역할인 상승과 하강이 가능하도록 하되, 구체적으로는 상호 교차된 상태로 마련되는 서포트부(300)의 구성들이 시소 구조로 오므려졌다 벌어졌다하는 동작을 통해 리프트부(100)가 바닥에 위치한 바디부(400) 대비 상승하거나 하강하는 동작을 하도록 제어하는 역할을 한다.

서포트부(300)는 리프트부(100)의 하단과 바디부(400)의 상단에 연결된 상태로 마련되되, 리프트부(100)에 고정연결되지만 바디부(400)에 비고정연결된 제1 서포트폴(310)과 리프트부(100)에 비고정연결되지만 바디부(400)에 고정연결된 제2 서포트폴(320)이 교차된 상태로 상호 결합되어 시소 구조를 가지도록 형성된다.

제1 서포트폴(310)과 제2 서포트폴(320)이 고정되어 있는 서포트부(300)는 휠체어 리프트 장치의 좌측와 우측에 각각 한 쌍씩 마련되며, 각 쌍에 마련된 제1 서포트 폴(310)과 제 서포트폴(320)은 각각 두 개의 폴 유닛으로 구성될 수 있다.

이에 따라, 리프트부(100)의 좌측 하단에 고정 연결되고 바디부(400)의 좌측 상단에 비고정 연결되어 있는 제1 서포트폴(310)과, 리프트부(100)의 좌측 하단에 비고정 연결되고 바디부(400)의 좌측 상단에 고정 연결되어 있는 제2 서포트폴(320)은 총 4개의 폴 유닛이 상호 교차된 상태로 마련되게 되고, 배치의 순서는 외부에서 내부로 갈 수록 제1 서포트폴(310) 중 하나의 폴 유닛 - 제2 서포트 폴(320) 중 하나의 폴 유닛 - 제2 서포트 폴(320) 중 다른 하나의 폴 유닛 - 제1 서포트폴(310) 중 다른 하나의 폴 유닛의 순서로 구현될 수 있다.

또한, 리프트부(100)의 우측 하단에 고정 연결되고 바디부(400)의 우측 상단에 비고정 연결되어 있는 제1 서포트폴(310)과, 리프트부(100)의 우측 하단에 비고정 연결되고 바디부(400)의 우측 상단에 고정 연결되어 있는 제2 서포트폴(320)도 총 4개의 폴 유닛이 상호 교차된 상태로 마련되게 되고, 배치의 순서는 외부에서 내부로 갈 수록 제1 서포트폴(310) 중 하나의 폴 유닛 - 제2 서포트 폴(320) 중 하나의 폴 유닛 - 제2 서포트 폴(320) 중 다른 하나의 폴 유닛 - 제1 서포트폴(310) 중 다른 하나의 폴 유닛의 순서로 구현될 수 있다.

한편, 이러한 제1 서포트폴(310)과 제2 서포트폴(320)은 전술한 바와 같이 리프트부(100) 또는 바디부(400)와 각각 고정되거나 비고정된 상태로 연결되기 때문에, 비고정된 부분의 움직임을 통해 비로소 시소 구조를 통한 승강 동작이 가능하도록 하게 된다.

예를 들어, 휠체어 리프트 장치가 상승 중에는, 리프트부(100)의 하단에 비고정 연결된 제2 서포트폴(320)이 제1 서포트폴(310)의 방향으로 이동하게 되고, 마찬가지로 바디부(400)의 하단에 비고정 연결된 제1 서포트폴(310)이 제2 서포트폴(320)의 방향으로 이동하게 된다.

이러한 제1 서포트폴(310)과 제2 서포트폴(320)의 비고정 연결된 부분의 이동은, 바디부(400)의 동작에 따라 수행되게 된다.

바디부(400)는 모터와 볼 스크류를 포함하도록 구성되며, 모터에 의해 볼 스크류가 회전하면, 바디부(400)와 비고정 연결되어 있는 제1 서포트폴(310)이 바디부(400)와 고정 연결되어 있는 제2 서포트폴(320) 대비 멀어지거나 가까워지면서 상호 오므려지거나 벌어지는 동작을 하게 된다.

이와 같이 모터와 볼 스크류를 사용하여 휠체어 리프트 장치의 승강을 제어함으로 인해, 전동식 리니어 액츄레이터 또는 유압 실린더를 사용하는 경우에 비해 소음을 줄이고 사용 부품의 크기를 소형화할 수 있게 되며, 오일 누유 문제 등에 대한 해결이 가능하게 된다.

뿐만 아니라, 전동식 리니어 액츄레이터 또는 유압 실린더를 사용하는 방식에서는 리프트부(100)의 낮은 지상고를 유지해야 하는 관계로 초기 저점에서 힘의 방향을 바꾸어주는 힘의 변형 장치 및 치구가 필요하며, 힘의 방향성을 변화 시키지 않으면 실제 상승시에 필요한 토크보다 수십배 많은 토크가 필요해지는 구조적 문제점을 가지고 있었다.

특히, 초기 2~8˚구간에서 힘의 변곡점이 크게 발생하여 초기 상승시나 초기 하강시 리프트부(100)에 이송 충격과 소음이 크게 발생한다. 이와 같은 초기에 발생하는 부하 하중을 극복하기 위해서는 대용량 실린더를 사용해야 하는 문제가 있고, 대용량 실린더의 사용은 곧 변곡 충격과 소음이 커지는 단점 뿐 아니라 실린더의 부피 증가에 따른 공간적 한계로 인해 휠체어가 탑승하는 탑승판 역할을 하는 전방 게이트의 각도가 높아지는 문제를 유발하여 실제 탑승 시 휠체어의 뒤로 밀림 또는 넘어짐 현상으로 안전에 큰 위험적 요소가 발생한다.

본 실시예와 같이 모터와 볼 스크류를 사용하는 방식에서는 전술한 전동식 리니어 액츄레이터 또는 유압 실린더를 사용하는 방식에서 가지는 문제에 대한 해결이 가능하게 된다.

특히, 기존 방식과 달리 힘의 변곡 구간이 없는 한 방향 이송으로 최저점에서 리프트부(100)를 들어올리는 힘의 변형장치를 제거하여 컴팩트한 구조와 크기를 제공하여 130mm의 지상고를 가지도록 설계가 가능하고 초기 부하에 따른 속도 변화와 승강시 발생하는 떨어짐 충격을 제거하여 탑승자의 불안감을 제거하할 수 있게 되며, 탑승판의 역할을 하는 전방 게이트의 각도를 9.5˚ 내외로 설계하는 것이 가능하게 되어 탑승하는 사용자의 안전성을 확보할 수 있게 된다.

한편, 이와 같이 전동식 리니어 액츄레이터 또는 유압 실린더를 사용하는 방식이 아닌 모터와 볼 스크류를 사용하는 방식에서 모터와 볼 스크류의 동작에 대해서는 추후 상세히 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 리프트부(100)는 바닥부(110), 손잡이부(120), 전방 게이트부(130), 후방 게이트부(140), 센서(150) 및 롤러(160)를 포함한다.

바닥부(110)는 상부에 휠체어가 탑승되도록 하고, 하부에 제1 서포트폴(310)과 제2 서포트폴(320)이 연결되도록 하는 역할을 한다. 이러한 바닥부(110)의 상부는 휠체어의 이동에 걸림이 없도록 마련되고, 바닥부(110)의 하부는 전술한 바와 같이 제1 서포트폴(310)이 고정 연결되고 제2 서포트폴(320)이 비고정 연결되도록 마련된다.

특히 제1 서포트폴(310)은 바닥부(110)의 후방 하단의 좌우 측에 각각 고정 연결되도록 마련될 수 있고, 제2 서포트폴(320)은 바닥부(110)의 전방 하단의 좌측과 바닥부(110)의 후방 하단의 좌측을 오갈 수 있도록 비고정 연결되거나 바닥부(110)의 전방 하단의 우측과 바닥부(110)의 후방 하단의 우측을 오갈 수 있도록 비고정 연결된 상태로 마련될 수 있다.

또한, 제2 서포트폴(320)은 바닥부(110)의 하부와 연결되기 위해 별도의 연결 부재를 통해 바닥부(110)와 상호 연결될 수 있으며, 이러한 연결 부재가 바닥부(110)의 하부에 마련된 레일을 따라 움직이도록 연결 부재와 바닥부(110)의 하부가 상호 맞물려지도록 구현될 수 있다.

물론, 별도의 연결 부재를 사용하지 않고, 제2 서포트폴(320)이 직접 바닥부(110)의 하부에 마련된 레일을 따라 움직이도록 구현될 수도 있을 것이다.

손잡이부(220)는 휠체어가 바닥부(110) 위에 탑승된 상태에서 좌우 낙상을 방지하고 사용자로 하여금 휠체어를 탄 상태로 바닥부(110) 내에서 이동을 보조하기 위한 목적을 사용된다.

도 2에 도시된 손잡이부(220)의 형상은 예시적 사항에 불과하며 낙상을 방지하고 손으로 파지하여 이동을 보조할 수 있는 수단이라면 당업자에 의해 충분히 변형 설계가 가능할 것이다.

전방 게이트부(130)와 후방 게이트부(140)는 리프트부(100)의 승강 중 휠체어의 이동으로 인한 낙상을 방지하고, 리프트부(100)에 오르거나 리프트부(100)에서 내릴 때 경사로를 제공하기 위한 목적으로 마련된다.

특히, 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 휠체어 리프트 장치는 전동식 리니어 액츄레이터 또는 유압 실린더를 사용하는 방식이 아닌 모터와 볼 스크류를 사용하는 방식이므로, 기존 방식 대비 탑승판 역할을 하는 전방 게이트부(130)가 지면에 안착될 때 지면으로부터의 각도를 상당 부분 낮출 수 있게 되어 탑승 시 휠체어의 뒤로 밀림 또는 넘어짐 현상을 배제함으로써 보다 안전한 탑승이 가능하도록 할 수 있게 된다.

한편, 바닥부(110)의 하단의 네 모퉁이에는 센서(150)가 마련된다.

센서(150)는 바닥부(110)의 상부면인 실제 휠체어가 위치한 면에 대응되는 위치에 장착되어 지면으로부터 휠체어가 위치한 면까지의 거리를 센싱하는 역할을 한다.

센서(150)에 의해 센싱된 거리 정보는 제어부(200)로 전달되어 제어부(200)의 연산에 따라 탑승자로 하여금 목표 높이까지 남은 거리, 시간 등의 정보를 제공할 수 있게 된다.

제어부(200)의 경우, 리프트부(100)의 승강을 조작하고 리프트부(100)의 목표 높이값을 설정할 수 있도록 하는 조작부와, 센서(150)를 통해 수신된 신호를 기반으로 리프트부(100)의 현재 높이값을 제공하여 사용자로 하여금 확인할 수 있게 하는 디스플레이부를 포함한다.

이에 따라, 제어부(200)는 센서(150)에 의해 센싱된 거리 정보를 활용하여 사용자에게 최종 목적 높이까지 소요되는 거리와 시간에 대한 정보를 제공할 수 있게 되는 것이다.

종래의 휠체어 리프트 장치는, 사용자가 임의로 높이값을 정하고 휠체어 리프트 장치가 정해진 높이값과 실제 이동 지점 간의 단차값에 차이가 있는 경우, 일일이 상승과 하강을 반복하며 이동 지점까지의 높이를 맞추는 방식을 사용하였으나, 본 실시예에 따르면 최초 한 번의 단차값을 측정하는 행위를 통해, 조작부에 해당 단차값을 직접 입력하면 제어부(200)의 제어에 의해 해당 단차값에 맞는 높이로 자동으로 승강이 가능하게 된다.

뿐만 아니라, 제어부(200)는 이상 작동을 감지하기 위한 센서, 긴급 정지 센서, 전원 차단시 자기 유지기능이 구현되도록 하는 추가적인 제어 기능을 구비하고, 추가적인 제어가 필요한 상황에 대해 알람, 화면 등을 통해 사용자에게 제공할 수 있도록 하는 기능을 제공할 수 있다.

한편, 바닥부(110)의 네 모퉁이에는 센서(150) 이외에 롤러(160)가 각각 마련된다.

롤러(160)는 리프트부(100)가 바디부(400)에 가장 근접하도록 지상고를 낮출 때, 바디부(400)의 저면보다 더 낮게 내려올 수 있도록 마련되며, 이를 위해 바닥부(110)의 저면은 바디부(400)가 인입되기 위한 공간을 마련하도록 형성될 수 있다.

이와 같이 롤러(160)가 하부 플레이트인 바디부(400)에 마련되는 것이 아니라 상부 플레이트인 리프트부(100)에 마련됨으로 인해, 휠체어 리프트 장치 자체를 이동시켜야 할 때에는 롤러(160)를 사용하여 손쉬운 이동이 가능하게 되고, 휠체어 리프트 장치를 통해 휠체어를 승강시켜야 할 때에는 롤러(160)가 바닥에 있지 않고 공중으로 떠 있는 상태가 되어, 승강시 바퀴의 밀림이나 미끄러짐이 발생할 수 있는 요인을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바디부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

본 실시예에 따른 바디부(400)는 모터(410), 볼 스크류(420), 이동방지 부재(430), 나사골 부재(440), 연장형성 부재(450), 가이드 봉(460), 서포트 연결부(470), 프레임(480), 레일(490) 및 서포트 롤러(500)를 포함하도록 구성된다.

모터(410)는 제어부(200)의 제어에 따라 구동되며, 회전을 통해 모터(410)에 연결된 볼 스크류(420)를 회전시키는 역할을 한다.

볼 스크류(420)는 모터(410)와 연결된 끝단과 반대쪽 끝단을 제외한 부분에 나사산을 가지며, 모터(410)의 구동에 따라 회전운동을 하게 된다.

볼 스크류(420)가 모터(410)의 구동에 따라 회전운동을 하면서, 회전운동 이외에 앞뒤로 움직이거나 좌우로 비틀어지는 움직임을 방지하기 위해 이동방지 부재(430)가 사용된다.

이동방지 부재(430)는 프레임(480)에 고정된 상태로 마련되되, 전술한 움직임을 방지하기 위해 나사산이 없는 볼 스크류(420)의 양단에 각각 마련된다.

나사골 부재(440)는 볼 스크류(420)의 나사산에 대응되는 나사골을 내부에 가지도록 마련되며, 이와 같이 나사골이 마련됨으로 인해 볼 스크류(420)의 회전에 따라 나사산과 나사골이 맞물리며 전후로 이동되도록 마련된다.

이러한 나사골 부재(440)의 이동은 전술한 제1 서포트폴(310)과 제2 서포트폴(320)이 이동하게 되는 힘의 근원을 제공하게 된다.

나사골은 나사골 부재(440)의 중심의 개구의 내측에 마련되며, 나사골 부재(440)의 양 측부에는 한 쌍의 연장형성 부재(450)가 마련된다.

한 쌍의 연장형성 부재(450)는 나사골부재(440)가 좌우로 비틀리지 않고 전후 이동하도록 나사골 부재(440)의 양측에 연장형성되며, 한 쌍의 연장형성 부재(450)가 한 쌍의 서포트 연결부(470)에 각각 연결됨으로써, 서포트 연결부(470)에 연결되는 제1 서포트폴(310)이 비로소 이동할 수 있는 힘을 전달한다.

이와 같이 힘의 근원이 되는 나사골 부재(440)가 단일로 마련되어 한 쌍의 연장형성 부재(450)를 통해 한 쌍의 서포트 연결부(470)에 동일한 힘을 함께 제공하도록 함으로 인해, 좌우가 비틀리거나 힘의 불균형이 발생하여 탑승자가 불안감을 느끼지 않을 수 있게 할 수 있다.

이러한 휠체어 리프트 장치에는 굉장한 하중이 실리게 되고 그 하중이 정가운데로 집약되는 것이 아니며 사람을 대상으로 하는 장치에 해당하기 때문에 편심과 비틀림으로 인한 구조적 안정성 저해 문제와 비틀림의 가중 문제는 상당히 중요하게 다루어져야 할 것이다.

이를 위해, 서포트 연결부(470)는 일측이 연장형성 부재(450)와 연결되고, 타측이 레일(490)에 의해 전후를 제외한 상하좌우 이동이 구속된 서포트 롤러(500)와 연결됨으로써, 바닥부(110) 및 제1 서포트폴(310)의 비틀림이 제한되도록 한다.

프레임(480)은 모터(410)가 장착되도록 하고 좌우 테두리의 내측면에 하부 레일이 마련되며 제2 서포트폴(320)이 고정되도록 마련된다.

레일(490)은 프레임(480)의 좌우 테두리의 내측면에 마련되어, 서포트 롤러(500)가 이동하는 방향에 대한 가이드를 제공하며, 서포트 롤러(500)의 상하좌우의 움직임이 제한되고 전후의 움직임만 가능하도록 한다.

서포트 롤러(500)는 모터(410)에서 발생되어 볼 스크류(410)의 회전에 따라 전달되는 힘을 근원으로 하여 레일(490) 상에서 움직이며, 이러한 서포트 롤러(500)에 연결되어 있는 제1 서포트폴(310)이 이동할 수 있도록 한다.

또한, 본 실시예에 따른 바디부(400)는 구조적 안정성을 견고히 하기 위한 방안으로써 연장형성 부재(450) 이외에 이동방지 부재(430) 간에 연결되도록 하여 견고함을 강화시키기 위한 가이드 봉(460)을 추가로 구비한다.

가이드 봉(460)은 한 쌍의 연장형성 부재(450)와 함께 나사골 부재(440)가 좌우로 비틀리지 않고 전후 이동하도록 이동방지 부재(430) 간에 연결된다.

프레임(480)은 모터(410)를 비롯한 바디부(400) 전반의 구성이 고정 장착되도록 하고, 측면 내측에 레일(490)이 마련되도록 함으로써, 제1 서포트폴(310) 및 서포트 연결부(470)와 연결되는 서포트 롤러(500)가 레일(490)을 따라 전후로 이동하여 제1 서포트폴(310)이 이동할 수 있는 경로를 제공한다.

따라서, 본 실시예에 따른 바디부(400)는 구조적 안정성을 견고히 하기 위한 방안으로써 연장형성 부재(450) 이외에 이동방지 부재(430) 간에 연결되도록 하여 견고함을 강화시키기 위한 가이드 봉(460)을 추가로 구비한다.

한편, 이와 같이 제어부(200)의 제어에 따라 시소 구조로 제1 서포트폴(310)과 제2 서포트폴(320)이 오므려졌다 벌어지는 동작을 통해 리프트부(100)가 승강하게 되는데, 모터(410)의 회전 속도가 일정하다면 볼 스크류(420)의 회전 속도도 일정하게 되기 때문에, 일정한 회전 속도를 통해 일측이 고정된 상태로 기립하게 되는 제1 서포트폴(310)의 높이의 상승률은 상승 초기에 비해 상승 후기가 더 적게 될 것이고, 상승 후기에 비해 상승 초기에는 상대적으로 급작스러운 상승이 되게 된다.

반대로, 하강 중에는 초기 하강시의 지면 대비 리프트부(100)의 수직 하강 속도는 낮지만, 하강이 마무리될 때에는 지면 대비 리프트부(100)의 수직 하강 속도가 매우 높게 되어, 떨어짐 충격과 흔들림이 발생하게 되고 탑승한 사용자에게 심각한 위험과 불안감을 제공할 우려가 있게 된다.

이를 방지하기 위해, 본 실시예에 따른 제어부(200)는, 모터(410)의 제어를 통해 볼 스크류(420)의 회전 속도가 다단계로 조절되도록 함으로써, 리프트부(100)의 승강 속도를 제어할 수 있다.

특히, 제어부(200)는, 디지털 PID(proportional integral derivative) 제어 방식을 적용하여 볼 스크류(420)의 회전 속도가 다단계로 조절되도록 하되, 리프트부(100)가 최하단에 위치할 때부터 최상단에 위치할 때까지 볼 스크류(420)의 회전 속도가 점점 빨라지도록 하여, 리프트부(100)의 지면 대비 상승 속도가 일정하도록 제어할 수 있다.

이를 통해 탑승한 사용자로 하여금 안정감을 제공하고 떨어짐 충격에서 발생할 수 있는 불안감과 위험 요소를 제거할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 리프트부 200 : 제어부
300 : 서포트부 400 : 바디부
110 : 바닥부 120 : 손잡이부
130 : 전방 게이트부 140 : 후방 게이트부
150 : 센서 160 : 롤러
310 : 제1 서포트폴 320 : 제2 서포트폴
410 : 모터 420 : 볼 스크류
430 : 이동방지 부재 440 : 나사골 부재
450 : 연장형성 부재 460 : 가이드 봉
470 : 서포트 연결부 480 : 프레임
490 : 레일 500 : 서포트 롤러

Claims

탑승된 휠체어를 지지하는 리프트부(100);
상기 리프트부(100)의 승강을 제어하고 상기 리프트부(100)의 상태를 사용자에게 제공하기 위한 제어부(200);
상기 리프트부(100)에 고정연결된 제1 서포트폴(310)과 상기 리프트부(100)에 비고정연결된 제2 서포트폴(320)이 교차된 상태로 결합되어 시소 구조로 상기 리프트부(100)의 승강이 이루어지도록 하는 서포트부(300); 및
상기 제1 서포트폴(310)이 비고정연결되고 상기 제2 서포트폴(320)이 고정연결된 상태에서, 모터(410)에 의해 볼 스크류(420)가 회전하면, 상기 제1 서포트폴(310)이 이동하면서 상기 리프트부(100)가 승강되도록 하는 바디부(400);를 포함하고,
상기 리프트부(100)는,
상부에 상기 휠체어가 탑승되도록 하고, 하부에 상기 제1 서포트폴(310)과 상기 제2 서포트폴(320)이 연결되도록 하는 바닥부(110);
상기 바닥부(110) 위에 탑승된 상태에서 좌우 낙상을 방지하고 상기 바닥부(110) 내에서의 이동을 보조하기 위한 손잡이부(120); 및
상기 리프트부(100)의 승강 중 상기 휠체어의 이동으로 인한 전후 낙상을 방지하고, 상기 리프트부(100)에 오르거나 상기 리프트부(100)에서 내릴 때 경사로를 제공하기 위한 전방 및 후방 게이트부(130, 140);를 포함하며,
상기 리프트부(100)는,
상기 바닥부(110)의 네 모퉁이에 마련되어, 상기 바닥부(110)의 저면에서부터 지면까지의 거리를 센싱하는 센서(150); 및
상기 바닥부(110)의 네 모퉁이에 마련되되, 상기 바닥부(110)의 저면보다 하방 돌출됨으로써 상기 바닥부(110)가 최대로 하강되었을 때 상기 바디부(400)가 상기 바닥부(110)의 저면에 밀착됨으로써 상기 바디부(400)가 상기 지면에서 상승된 상태를 유지할 수 있도록 하여 상기 휠체어 리프트 장치에 대한 이동이 가능하도록 하는 롤러(160);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
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탑승된 휠체어를 지지하는 리프트부(100);
상기 리프트부(100)의 승강을 제어하고 상기 리프트부(100)의 상태를 사용자에게 제공하기 위한 제어부(200);
상기 리프트부(100)에 고정연결된 제1 서포트폴(310)과 상기 리프트부(100)에 비고정연결된 제2 서포트폴(320)이 교차된 상태로 결합되어 시소 구조로 상기 리프트부(100)의 승강이 이루어지도록 하는 서포트부(300); 및
상기 제1 서포트폴(310)이 비고정연결되고 상기 제2 서포트폴(320)이 고정연결된 상태에서, 모터(410)에 의해 볼 스크류(420)가 회전하면, 상기 제1 서포트폴(310)이 이동하면서 상기 리프트부(100)가 승강되도록 하는 바디부(400);를 포함하며,
상기 제어부(200)는,
상기 리프트부(100)의 승강을 조작하고, 상기 리프트부(100)의 목표 높이값을 설정할 수 있도록 마련되는 조작부; 및
상기 리프트부(100)에 마련된 센서(150)를 통해 수신된 신호를 기반으로, 상기 리프트부(100)의 현재 높이값, 상기 목표 높이값까지 남은 시간값, 상기 목표 높이값까지 남은 거리값을 제공하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 모터(410)의 제어를 통해 상기 볼 스크류(420)의 회전 속도가 다단계로 조절되도록 함으로써, 상기 리프트부(100)의 승강 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부(200)는,
디지털 PID(proportional integral derivative) 제어 방식을 적용하여 상기 볼 스크류(420)의 회전 속도가 다단계로 조절되도록 하되, 상기 리프트부(100)가 최하단에 위치할 때부터 최상단에 위치할 때까지 상기 볼 스크류(420)의 상기 회전 속도가 점점 빨라지도록 하여, 상기 리프트부(100)의 지면 대비 상승 속도가 일정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 서포트폴(310)과 상기 제2 서포트폴(320)은,
상기 바닥부(110) 및 상기 바디부(400)의 좌우측에 한 쌍씩 마련되고, 각 쌍의 중단이 상호 연결되어 교차된 상태로 결합되어 상기 시소 구조를 이루며,
상기 제1 서포트폴(310)은 일단이 상기 바닥부(110)에 고정연결된 상태에서 타단이 상기 바디부(400) 상의 레일의 방향에 따라 비고정연결된 상태로 수평 이동하고,
상기 제2 서포트폴(320)은 일단이 상기 바디부(400)에 고정연결된 상태에서 타단이 상기 바닥부(110) 하단의 레일의 방향에 따라 비고정연결된 상태로 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 바디부(400)는,
상기 제어부(200)의 제어에 따라 동작되는 상기 모터(410);
양 끝단을 제외한 부분에 나사산을 가지며 상기 모터(410)의 구동에 따라 회전운동하는 상기 볼 스크류(420);
상기 볼 스크류(420)의 회전운동 이외의 움직임을 방지하도록 상기 볼 스크류(420)의 양단에 각각 마련되는 이동방지 부재(430); 및
상기 나사산에 대응되는 나사골을 가짐으로써 상기 볼 스크류(420)의 회전에 따라 전후로 이동되는 나사골 부재(440);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
제8항에 있어서,
상기 바디부(400)는,
상기 나사골부재(440)가 좌우로 비틀리지 않고 전후 이동하도록 상기 나사골 부재(440)의 양측에 연장형성되는 한 쌍의 연장형성 부재(450);
상기 제1 서포트폴(310)과 연결되어 상기 제1 서포트폴(310)이 이동되도록 하기 위한 서포트 롤러(500);
상기 서포트 롤러(500)가 이동하는 방향에 대한 가이드를 제공하는 레일(490); 및
일측이 상기 한 쌍의 연장형성 부재(450)와 연결되고, 타측이 상기 레일(490)에 의해 전후를 제외한 상하좌우 이동이 구속된 상기 서포트 롤러(500)와 연결됨으로써, 상기 바닥부(110) 및 상기 제1 서포트폴(310)의 비틀림이 제한되도록 마련되는 서포트 연결부(470);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.
제9항에 있어서,
상기 바디부(400)는,
상기 한 쌍의 연장형성 부재(450)와 함께 상기 나사골 부재(440)가 좌우로 비틀리지 않고 전후 이동하도록 상기 이동방지 부재(430) 간에 연결되는 한 쌍의 가이드 봉(460); 및
상기 모터(410)가 장착되도록 하고 상기 레일(490)이 마련되며 상기 제2 서포트폴(320)이 고정되도록 마련되는 프레임(480);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 리프트 장치.