KR102119099B1 - 휠체어용 보조동력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전동 모듈; 및 상기 전동 모듈과 휠체어를 결합시키는 결합 모듈을 포함하고, 상기 결합 모듈은, 상기 전동 모듈에 설치되는 제1 결합 유닛; 휠체어에 설치되고, 상기 제1 결합 유닛과 체결되어 상기 전동 모듈과 휠체어를 연결하는 제2 결합 유닛; 상기 제1 결합 유닛에 설치되는 제3 결합 유닛; 및 상기 제2 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛의 결합 지점을 중심으로 선회하여 접근하는 상기 제3 결합 유닛과 사용자의 조작 없이 체결되어 휠체어의 전방부가 지면에서 들어 올려지게 하도록 배치되는 제4 결합 유닛을 포함하는, 휠체어용 보조동력장치를 제공한다.

Description

휠체어용 보조동력장치{ASSISTANT POWER APPARATUS FOR WHEELCHAIR}
본 발명은 휠체어에 장착되어 휠체어를 구동하기 위해 사용되는 휠체어용 보조동력장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휠체어는 장애인, 노약자 그리고 다리가 자유롭지 못한 사람이나 몸이 불편한 사람이 앉은 상태에서 원하는 장소로 이동할 수 있도록 바퀴를 설치한 의자를 말한다.
휠체어는 그 구동방법에 따라 사용자가 손으로 바퀴를 구동시키는 수동휠체어와, 전동기를 통해 바퀴를 구동시키는 전동휠체어로 구분된다.
수동휠체어는 사용자가 직접 손으로 바퀴를 구동시켜야 하므로 장거리 운행이 어렵고 불편하다. 또한, 경사도에서 운행시 사용자의 하중으로 인하여 뒤로 밀리는 경우가 발생하여, 타인의 도움을 받아야 하는 문제점이 있다. 따라서, 보호자 또는 사용자가 직접 힘을 가하여 수동휠체어를 구동해야 하기 때문에 힘이 약한 노약자는 수동휠체어를 구동하기 불편한 단점이 있다.
한편, 전동휠체어는 전동기를 통해 바퀴를 구동시킴으로써 사용자의 편리성 측면에서 장점이 있으나, 실외용으로 사용되어 실내에서는 별도의 수동휠체어를 구비해야 하는 문제가 있다.
최근에는 수동휠체어에 별도의 보조동력장치를 탈부착할 수 있도록 함으로써, 사용자가 필요에 따라 수동 방식 또는 전동 방식으로 휠체어를 운용할 수 있게 하기도 한다.
수동휠체어에 보조동력장치가 결합된 경우에, 수동휠체어의 전방부(보조 바퀴)가 지면에서 들려져야 한다. 그렇지 않을 경우는, 수동휠체어의 4개의 바퀴 및 보조동력장치의 1개의 바퀴가 지면에 붙어 있어서, 언덕을 올라가거나 도로의 경계석 등 돌출된 부분을 넘을 때 보조동력장치의 바퀴가 들떠서 수동휠체어를 견인하지 못하게 된다. 따라서, 보조동력장치의 1개의 바퀴와 수동휠체어의 2개의 바퀴(메인 바퀴)만이 지면에 지지되어 3점 지지 형태가 되어야 한다.
수동휠체어를 전동 방식으로 운용하기 위해 수동휠체어에 보조동력장치를 결합함에 있어서, 그들 간의 하나의 결합 구조만으로는 보조동력장치의 후방부와 수동휠체어의 전방부(보조 바퀴)가 지면으로부터 들려진 3점 지지 상태를 달성하지 못한다. 구체적으로, 보조동력장치와 수동휠체어 각각의 하중에도 불구하고 그들이 들려진 상태를 유지하기 위해서는, 위 하나의 결합 구조에 더하여 추가적인 결합 구조가 요구된다. 그 추가적인 결합 구조에서는 위 하중을 떠받치기 위한 큰 결합력이 필요하다. 나아가, 큰 결합력의 유지를 위해, 추가적인 결합 구조는 하나의 결합 구조에서의 잠금 과정에 더하여, 또 하나의 잠금 과정을 요구하기도 한다. 이에 관해서는 미국 특허출원공개공보 US2006/0000664호(2006.01.05.)와 같은 선행특허가 개시되어 있다.
본 발명의 일 목적은, 하나의 결합 구조에 더해지는 추가적인 결합 구조에 있어서 사용자에 의한 별도의 잠금 조작 과정 없이도 결합이 이루어지게 하는, 휠체어용 보조동력장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 휠체어용 보조동력장치는, 전동 모듈; 및 상기 전동 모듈과 휠체어를 결합시키는 결합 모듈을 포함하고, 상기 결합 모듈은, 상기 전동 모듈에 설치되는 제1 결합 유닛; 휠체어에 설치되고, 상기 제1 결합 유닛과 체결되어 상기 전동 모듈과 휠체어를 연결하는 제2 결합 유닛; 상기 제1 결합 유닛에 설치되는 제3 결합 유닛; 및 상기 제2 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛의 결합 지점을 중심으로 선회하여 접근하는 상기 제3 결합 유닛과 사용자의 조작 없이 체결되어 휠체어의 전방부가 지면에서 들어 올려지게 하도록 배치되는 제4 결합 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛은, 상기 제3 결합 유닛이 상기 제4 결합 유닛에 접근함에 의해, 자력 결합에 의해 상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결이 완료되도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 하나는, 전기적 입력 여부에 따라 선택적으로 자성을 갖는 자력선택 부재를 포함하고, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 다른 하나는, 상기 자력선택 부재가 자성을 가질 때 상기 자력선택 부재에 대해 자력 결합되는 자력결합 대상체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 자력선택 부재는, 영전자석을 포함하고, 상기 자력결합 대상체는, 금속 블럭을 포함하며, 상기 전동 모듈은, 배터리; 및 상기 배터리의 전력이 상기 영전자석에 공급되게 하여, 상기 영전자석이 상기 금속 블럭에서 분리되게 하는 분리 조작기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 체결이 완료되고 상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결이 진행되기 전의 상태에서, 상기 제3 결합 유닛의 결합면과 상기 제4 결합 유닛의 결합면은 서로 간에 경사지게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 전동 모듈은, 구동 바퀴와, 상기 구동 바퀴를 구동하는 동력을 상기 구동 바퀴에 제공하는 구동 모터를 포함하고, 상기 결합 모듈은, 상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결이 완료됨에 따라, 상기 구동 바퀴에 대한 상기 구동 모터의 동력 전달을 차단하는 차단 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차단 유닛은, 상기 제1 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 제4 결합 유닛 측으로 연장하도록 배치되는 스위칭 부재; 및 상기 제2 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 스위칭 부재와 접촉됨에 따라 상기 스위칭 부재가 스위칭되게 하는 접촉 대상체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 결합 모듈은, 상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결 상태를 유지하도록 구성되는 안전체결 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 안전체결 유닛은, 상기 제2 결합 유닛 측에 설치되어, 상기 전동 모듈의 전후진 방향에 교차하는 방향을 따라 배치되는 체결 후크; 및 상기 제1 결합 유닛 측에 설치되어, 상기 체결 후크를 수용하여 결합하는 결합홀을 구비하는 체결 대상체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접촉 대상체는, 상기 체결 후크에 형성되는 대상면을 포함하고, 상기 대상면은, 상기 스위칭 부재와 접촉되는 접촉부와, 상기 스위칭 부재와 접촉되지 않도록 오목하게 형성된 비접촉부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 휠체어용 보조동력장치에 의하면, 결합 모듈이 전동 모듈과 휠체어를 결합시킴에 있어서, 결합 모듈의 제3 결합 유닛이 제4 결합 유닛을 향해 접근함에 따라 사용자의 잠금 조작 없이도 자력 결합에 의해 그들이 서로 체결될 수 있다. 그에 의해, 전동 모듈과 휠체어 간의 결합 과정이 보다 단순화되면서도, 그들 간의 결합이 강인하게 유지될 수 있다.
제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 자력 결합에 더하여, 제1 결합 유닛과 제2 결합 유닛의 결합은 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 결합력을 보조할 수 있다. 그에 의해, 전동 모듈의 후방부와 휠체어의 전방부가 지면을 향해 하강 회전하려는 벤딩 모멘트들 간의 평형을 이루게 하여 전동 모듈의 후방부와 휠체어의 전방부가 지면에서 들려진 상태를 유지할 수 있게 된다.
나아가, 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 체결이 이루어지면, 차단 유닛은 구동 모터의 동력이 구동 바퀴에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 그에 의해, 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 체결을 위해 사용된 구동 모터의 동력이 계속 작용하여 휠체어가 원치 않게 후진하는 것을 막을 수 있다. 이는 휠체어 사용자의 안정감을 높일 수 있다.
또한, 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 체결 상태를 유지하도록 하는 안전 체결 유닛에 의해, 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 체결 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다. 나아가, 안전체결 유닛은 차단 유닛과 연관되어, 안전체결 유닛에 대한 조작에 의해 차단 유닛의 작동이 해제될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 보조동력장치(100 및 200) 중 전동 모듈(100)을 휠체어(H)에 결합하기 위한 구성인 결합 모듈(200)의 초기 정렬 상태를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 모듈(200)에 대한 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 결합 모듈(200)의 결합이 완료된 상태에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 결합 모듈(200)에서 안전체결 유닛(270)이 조작되기 전의 상태를 보인 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합 모듈(200)을 반대 방향에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 4의 결합 모듈(200)에서 안전체결 유닛(270)이 조작된 상태를 보인 사시도이다.
도 7은 도 4의 체결 후크(271)를 보인 사시도이다.
도 8은 도 4의 상태에서 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)와 휠체어(H) 간의 연결 상태를 보인 사시도이다.
도 9는 도 1의 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)의 제어 작동을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휠체어용 보조동력장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1을 참조하면, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)는, 전동 모듈(100)과 결합 모듈(200)을 포함할 수 있다.
전동 모듈(100)은 전력을 동력으로 하여 휠체어(H)를 견인하는 구성이다. 구체적으로, 전동 모듈(100)은 휠체어(H)를 전진 방향(F), 또는 후진 방향(B)으로 견인할 수 있다. 이를 위해, 전동 모듈(100)은, 베이스 프레임(110), 스티어링 프레임(120), 핸들(130), 구동 바퀴(140), 구동 모터(150), 지원 박스(160), 및 연결 링크(170)를 포함할 수 있다.
베이스 프레임(110)은 대체로 중공 파이프의 형태를 가질 수 있다. 베이스 프레임(110)의 중공 부분에는 스티어링 프레임(120)이 삽입된다. 스티어링 프레임(120)의 상부에는 핸들(130)이 연결된다. 사용자가 핸들(130)을 좌우로 회전 조작함에 의해, 스티어링 프레임(120)은 베이스 프레임(110)에 대해 상대 회전하게 된다. 스티어링 프레임(120)의 하부에는 구동 바퀴(140) 및 구동 모터(150)가 연결된다. 구동 모터(150)는 구동 바퀴(140)가 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 구르도록 구동 바퀴(140)를 회전시킨다. 구동 모터(150)에 대한 전력 공급 및 제어는 지원 박스(160)에 의해 이루어질 수 있다. 이를 위해, 지원 박스(160)는 컨트롤러(161) 및 배터리(165, 이상 도 9 참조)를 포함할 수 있다. 배터리(165)는 구동 모터(150)의 작동에 필요한 전력을 저장하고, 컨트롤러(161)의 제어 등에 의해 구동 모터(150)에 대한 전력 공급을 수행한다. 이러한 지원 박스(160)는 베이스 프레임(110)에 설치될 수 있다. 아울러, 연결 링크(170)도 베이스 프레임(110)에 설치되어, 휠체어(H)를 향해 연장될 수 있다. 연결 링크(170)는 핸들(130)의 하측에 배치되며, 휠체어(H)의 좌/우 프레임에 대응하여 한 쌍으로 구비될 수 있다.
결합 모듈(200)은 전동 모듈(100)과 휠체어(H)를 결합시키는 구성이다. 이를 위해, 결합 모듈(200)은, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220), 그리고 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)을 포함할 수 있다. 본 도면을 참조하면, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)은 제1 결합 유닛(210) 및 제2 결합 유닛(220)의 하측에 배치된다. 또한, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)이 결합 과정은 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)의 결합 과정이 완료된 후에 진행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 결합 유닛(210)은 전동 모듈(100), 구체적으로 연결 링크(170)에 설치될 수 있다. 연결 링크(170)가 한 쌍으로 구비되는 경우에, 제1 결합 유닛(210)도 각 연결 링크(170)에 하나씩 설치되어 전체 한 쌍으로 구비될 수 있다. 제1 결합 유닛(210)은, 구체적으로 하우징(211), 연결 블럭(213), 그리고 로터리 래치(215)를 가질 수 있다. 하우징(211)은, 본 실시예에서 대체로 원통체 형상을 가질 수 있다. 하우징(211)의 일 면에는 연결 블럭(213)이 돌출되어, 연결 링크(170)에 결합된다. 로터리 래치(215)는 하우징(211)의 상부에 설치될 수 있다.
제2 결합 유닛(220)은 휠체어(H)의 프레임에 장착되고, 제1 결합 유닛(210)과 결합되는 대상체가 된다. 제2 결합 유닛(220)은, 구체적으로 하우징(221), 설치 블럭(223), 그리고 결합 핀(225)을 가질 수 있다. 하우징(221)은 제1 결합 유닛(210)의 하우징(211)에 대응하는 사이즈 및 형상을 가질 수 있다. 하우징(221)에는 체결 브라켓(222)이 형성되고, 체결 브라켓(222)은 휠체어(H)의 프레임에 결합된다. 설치 블럭(223)은 하우징(221)의 상부에서 돌출되어, 로터리 래치(215)에 대응하게 위치할 수 있다. 결합 핀(225)은 설치 블럭(223)에 결합될 수 있다. 이러한 결합 핀(225)은 로터리 래치(215)에 삽입되어 로터리 래치(215)에 구속되는 부재이다.
제3 결합 유닛(230)은, 제1 결합 유닛(210)과 함께 연결 링크(170)에 설치되는 구성이다. 제3 결합 유닛(230)으로서는, 선택적으로, 예를 들어 전기적 입력에 의해, 자성을 갖거나 잃는 자력선택 부재가 사용될 수 있다. 상기 자력선택 부재는 전자석, 또는 영전자석일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 자력선택 부재가 영전자석인 경우를 예시한다. 상기 영전자석은, 전자석과 반대로, 전류를 공급했을 때 자력을 잃고, 전류를 차단하면 자력이 흐르는 자석이다. 제3 결합 유닛(230)의 결합면(231)은 후술할 제4 결합 유닛(240)의 결합면(241)과 마주하도록 배치된다. 구체적으로, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)은 체결되었으나 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)이 체결되기 전의 상태에서, 그 결합면들(231 및 241)은 서로 간에 경사지게(평행하지 않게) 배치될 수 있다.
제4 결합 유닛(240)은, 제2 결합 유닛(220)과 함께, 휠체어(H) 측에 설치되는 구성이다. 제4 결합 유닛(240)으로서는, 예를 들어 자력결합 대상체가 사용될 수 있다. 상기 자력결합 대상체는 상기 영전자석이 자성을 가질 때 상기 영전자석에 대해 자력 결합되는 대상물이다. 상기 자력결합 대상체로서는, 예를 들어 금속 블럭이 사용될 수 있다. 상기 영전 자석과 상기 금속 블럭은 서로 간에 강력한 자력 결합력을 갖기에, 상기 영전 자석에 전기적 입력을 가해야만 그들이 쉽게 분리될 수 있다. 본 실시예와 달리, 제3 결합 유닛(230)을 금속 블럭으로 구성하고, 제4 결합 유닛(240)을 영전자석으로 구성하는 것도 가능하다.
결합 모듈(200)은 제1 결합 유닛(210) 내지 제4 결합 유닛(240)에 더하여, 차단 유닛(260), 및 안전체결 유닛(270)을 더 포함할 수 있다.
차단 유닛(260)은 구동 바퀴(140)에 대한 구동 모터(150)의 동력 전달을 차단하여 구동 바퀴(140)가 정지하게 하는 구성이다. 이러한 차단 유닛(260)은 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 결합에 의해 작동하게 된다. 이를 위해, 차단 유닛(260)는 스위칭 부재(261)와, 접촉 대상체를 가질 수 있다. 스위칭 부재(261)가 연결 링크(170) 측에 설치될 때, 접촉 대상체는 휠체어(H) 측에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 접촉 대상체는 후술할 안전체결 유닛(270)의 체결 후크(271), 구체적으로 체결 후크(271)의 대상면(274, 도 7 참조)일 수 있다. 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)의 결합 완료에 의해 스위칭 부재(261)는 상기 접촉 대상체와 접촉하게 된다. 그에 의해 스위칭 부재(261)는 스위칭되면서 구동 모터(150)의 동력 전달 회로를 차단하게 된다. 스위칭 부재(261)는 컨트롤러(161)에 전기적 회로 구성을 위해 연결될 수 있으나, 컨트롤러(161)의 제어를 받지는 않을 수 있다.
안전체결 유닛(270)은 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 체결을 보다 안전하게 강화하는 구성이다. 안전체결 유닛(270)은 체결 후크(271)와 체결 대상체(275)를 구비할 수 있다. 체결 후크(271)는 제4 결합 유닛(240) 측에 설치되고, 체결 대상체(275)는 제3 결합 유닛(230) 측에 설치될 수 있다. 체결 후크(271)는 전진 방향(F) 및 후진 방향(B)에 교차 방향, 구체적으로는 수직 방향을 따라 배치될 수 있다. 체결 후크(271)가 상기 체결 대상체에 결합되면, 스위칭 부재(261)의 스위칭 상태가 해소되어 구동 모터(150)의 구동 바퀴(140)에 대한 동력 전달 회로가 복원될 수 있다.
결합 모듈(200)의 구체적 구성 및 결합 단계는 도 3 내지 도 7을 추가로 참조하여 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)은 서로 근접된 상태에서 서로 체결된다. 구체적으로, 사용자는 제1 결합 유닛(210)의 로터리 래치(215)에 제2 결합 유닛(220)의 결합 핀(225)이 삽입되게 하여, 결합 핀(225)이 로터리 래치(215)에 구속되게 한다.
제3 결합 유닛(230)은, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)의 결합 지점{결합 핀(225)이 위치한 지점}을 중심으로 선회 방향(S)으로 선회하며 제4 결합 유닛(240)에 근접될 수 있다. 제3 결합 유닛(230)인 영전 자석이 제4 결합 유닛(240)인 금속 블럭에 근접됨에 따라, 그들 간에 자력 결합이 일어나게 된다. 그 결합이 완료됨에 의해, 영전 자석(230)의 결합면(231)과 금속 블럭(240)의 결합면(241)은 서로 면대면으로 접촉된 상태가 된다.
제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)의 결합에 의해, 차단 유닛(260)의 스위칭 부재(261)는 안전체결 유닛(270)의 체결 후크(271)에 접촉되어 스위칭된다.
안전체결 유닛(270)은 설치 블럭(270')을 더 포함할 수 있다. 설치 블럭(270')은 하우징(221)에 설치되며, 체결 후크(271)가 삽입되는 관통홀(270")을 구비한다. 체결 후크(271)는, 제한 그루브(272)와 제한 핀(273)을 가질 수 있다. 제한 그루브(272)는 체결 후크(271)가 관통홀(270")에 삽입되는 삽입 방향(I)을 따라 연장한다. 제한 핀(273)은 설치 블럭(270')에 박히고, 제한 핀(273)의 자유단은 제한 그루브(272) 내에 위치하게 된다. 제한 그루브(272)와 제한 핀(273)에 의해 체결 후크(271)의 이동 구간은 제한된다. 체결 대상체(275)는 제1 결합 유닛(210)의 하우징(211)에 설치되며, 체결 후크(271)가 삽입 결합되는 결합홀(276)을 가진다. 체결 후크(271)가 결합홀(276)에 삽입되지 않은 상태에서, 체결 후크(271)는 스위칭 부재(261)가 접촉되는 대상체가 된다.
다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 사용자의 잠금 조작에 의해 체결 후크(271)가 체결 대상체(275)의 결합홀(276)에 삽입 결합되면, 제1 결합 유닛(210)의 하우징(211)과 제2 결합 유닛(220)의 하우징(221)이 기구적으로 결합되게 된다. 그에 따라, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 자력 결합에 더하여, 추가적으로 기구적 결합이 제공될 수 있다.
여기서, 체결 후크(271) 중 대상면(274)은 스위칭 부재(261)가 접촉되는 접촉 대상체의 역할을 하게 된다. 구체적으로, 대상면(274)은 접촉부(274a)와 비접촉부(274b)를 포함할 수 있다. 접촉부(274a)는 체결 후크(271)의 단부 측에 형성되어, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)이 체결된 상태에서 스위칭 부재(261)와 접촉하는 부분이다. 그에 반해, 비접촉부(274b)는 체결 후크(271)의 중앙 부분에 오목하게 형성된 부분이다. 이러한 비접촉부(274b)는 체결 후크(271)가 결합홀(276)에 삽입 결합된 상태에서 스위칭 부재(261)에 대응하게 된다. 그 결과, 스위칭 부재(261)는 비접촉부(274b)와는 접촉하지 않고 이격된 상태가 된다.
이제, 도 8을 추가로 참조하여, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)와 휠체어(H) 간의 결합 상태에 대해 설명한다.
도 8 및 앞선 도면들을 참조하면, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)이 결합됨에 의해, 휠체어(H)의 전방부, 구체적으로 보조 바퀴(AW)는 지면에서 들어 올려져서 공중에 떠 있게 된다. 이 상태에서, 전동 모듈(100)을 지면을 향해 하강 회전시키려는 제1 벤딩 모멘트(M1)와 휠체어(H)를 지면을 향해 하강 회전시키려는 제2 벤딩 모멘트(M2)가 평형을 이루게 된다. 또한, 전동 모듈(100)에 의한 견인력(T)과 휠체어(H)에 의한 저항력(R)은 하나의 작용선 상에서 서로 반대 방향으로 작용할 수 있을 것이다.
여기서, 제1 벤딩 모멘트(M1)와 제2 벤딩 모멘트(M2)의 평형을 유지하는 유지력은, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)의 체결에 의해 보다 강화될 수 있다. 나아가, 안전체결 유닛(270)에 의해서도 상기 유지력이 강화될 수 있다.
이상의 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)와 휠체어(H) 간의 결합 과정 및 그 후의 작동 관계는 도 9를 추가로 참조하여 설명한다.
도 9 및 앞선 도면들을 참조하면, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)는 지원 박스(160) 내의 구성으로서 컨트롤러(161)와 배터리(165)를 포함할 수 있다. 나아가, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)는 구동 조작기(180) 및 분리 조작기(190) 또한 포함할 수 있다.
배터리(165)는 전력을 충전하고, 구동 모터(150)와 제3 결합 유닛(230){영전자석(230)}에 전력을 공급한다. 배터리(165)의 전력 공급은 컨트롤러(161) 또는 분리 조작기(190)에 의해 제어 된다.
구동 조작기(180)는 사용자가 전동 모듈(100)을 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 구동시키고자 하는 명령을 입력하는 구성이다. 구동 조작기(180)로부터 입력되는 명령에 따라, 컨트롤러(161)는 구동 모터(150)를 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 회전시켜 구동 바퀴(140)가 해당 방향으로 회전하게 한다.
분리 조작기(190)는 제3 결합 유닛(230)을 제4 결합 유닛(240)으로부터 분리하기 위한 사용자의 명령을 입력받는 구성이다. 분리 조작기(190)가 조작되면 배터리(165)로부터 영전자석(230)으로 전력 공급 회로가 연결되어, 영전자석(230)에 배터리(165)의 전력이 공급된다. 그에 의해, 영전자석(230)은 자력을 잃어서 제4 결합 유닛(240)과의 자기적 결합 상태가 해제된다. 이상의 분리 조작기(190) 및 구동 조작기(180)는 핸들(130)에 설치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 사용자는 결합 모듈(200)의 제2 결합 유닛(220) 및 제4 결합 유닛(240)이 휠체어(H)의 프레임에 장착된 상태에서, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220) 간의 결합, 그리고 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 결합을 시도할 수 있다.
이를 위해, 사용자는 제1 결합 유닛(210)을 제2 결합 유닛(220)에 근접시켜 결합한 상태(도 2 참조)에서, 구동 조작기(180)를 조작하여 컨트롤러(161)에 후진 명령을 입력할 수 있다. 후진 명령을 입력받은 컨트롤러(161)는, 배터리(165)가 구동 모터(150)에 전력을 공급하여 구동 모터(150)가 후진 방향(B)으로 회전하게 한다. 구동 모터(150)의 회전에 의해 구동 바퀴(140)가 후진 방향(B)으로 회전함에 의해, 전동 모듈(100)은 휠체어(H)를 향해 후진 방향(B)으로 이동할 수 있다.
전동 모듈(100)이 휠체어(H)를 향해 후진 이동함에 의해, 영전자석(230)은 금속 블럭(240)과 자력 결합 상태가 된다. 이와 달리, 휠체어(H)에 앉은 사용자가 핸들(130)을 밀어서 영전자석(230)과 금속 블럭(240)을 결합시킬 수도 있다. 이 경우에는, 로터리 래치(215)와 결합 핀(225)을 중심으로 연결 링크(170)가 선회 방향(S)으로 선회하면서 구동 바퀴(140)는 후진 방향(B)으로 이동하기 때문이다. 이 상태에서, 결합 모듈(200)은 제1 벤딩 모멘트(M1)와 제2 벤딩 모멘트(M2)가 서로 평형을 이룬 상태를 유지한다. 또한, 영전자석(230)과 금속 블럭(240)은 견인력(T)과 저항력(R)이 서로 동일 작용선 상에서 반대 방향으로 작용하도록 서로 결합된다.
나아가, 영전자석(230)이 금속 블럭(240)과 결합되면, 스위칭 부재(261)는 체결 후크(271)에 의해 스위칭되어 구동 바퀴(140)에 대한 구동 모터(150)의 동력 전달을 차단한다. 이는 결합 모듈(200)의 결합 과정에서 휠체어(H)가 필요 이상으로 후진하지 않도록 한다.
체결 후크(271)가 사용자의 조작에 의해 삽입홀(276)에 삽입 결합되면, 차단 유닛(260)의 동력 전달 차단 기능은 해제된다. 이러한 상태에서, 사용자는 휠체어(H)의 좌석에 앉은 채로 구동 조작기(180)를 조정하여 휠체어(H)를 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 전동 구동할 수 있다.
사용자가 전동 모듈(100)을 휠체어(H)로부터 분리하려는 경우에, 사용자는 먼저 안전체결 유닛(270)을 잠금 상태를 해제해야 한다. 이후, 사용자가 분리 조작기(190)를 조작하면, 배터리(165)의 전력이 영전자석(230)에 공급된다. 그에 의해, 영전자석(230)은 자력을 잃게 되고, 영전자석(230)과 금속 블럭(240)과의 자력 결합 상태는 해제된다. 그에 따라, 휠체어(H)의 보조 바퀴(AW)가 지면에 닿게 된다. 이 상태에서, 사용자는 로터리 래치(215)를 조작하여 그에서 결합 핀(225)을 제거할 수 있다. 사용자가 이제 보조동력장치(100)를 전진 방향(F)으로 밀어낼 수 있다.
상기와 같은 휠체어용 보조동력장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 전동 모듈 110: 베이스 프레임
120: 스티어링 프레임 130: 핸들
140: 구동 바퀴 150: 구동 모터
160: 지원 박스 170: 연결 링크
180: 구동 조작기 190: 분리 조작기
200: 결합 모듈 210: 제1 결합 유닛
220: 제2 결합 유닛 230: 제3 결합 유닛(영전자석)
240: 제4 결합 유닛(금속 블럭) 260: 차단 유닛
270: 안전체결 유닛

Claims (10)

  1. 전동 모듈; 및
    상기 전동 모듈과 휠체어를 결합시키는 결합 모듈을 포함하고,
    상기 결합 모듈은,
    상기 전동 모듈에 설치되는 제1 결합 유닛;
    휠체어에 설치되고, 상기 제1 결합 유닛과 체결되어 상기 전동 모듈과 휠체어를 연결하는 제2 결합 유닛;
    상기 제1 결합 유닛에 설치되는 제3 결합 유닛; 및
    상기 제2 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛의 결합 지점을 중심으로 선회하여 접근하는 상기 제3 결합 유닛과 사용자의 조작 없이 체결되어 휠체어의 전방부가 지면에서 들어 올려지게 하도록 배치되는 제4 결합 유닛을 포함하고,
    상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛은,
    상기 제3 결합 유닛이 상기 제4 결합 유닛에 접근함에 의해, 자력 결합에 의해 상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결이 완료되도록 구성되는, 휠체어용 보조동력장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 하나는,
    전기적 입력 여부에 따라 선택적으로 자성을 갖는 자력선택 부재를 포함하고,
    상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 다른 하나는,
    상기 자력선택 부재가 자성을 가질 때 상기 자력선택 부재에 대해 자력 결합되는 자력결합 대상체를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자력선택 부재는, 영전자석을 포함하고,
    상기 자력결합 대상체는, 금속 블럭을 포함하며,
    상기 전동 모듈은,
    배터리; 및
    상기 배터리의 전력이 상기 영전자석에 공급되게 하여, 상기 영전자석이 상기 금속 블럭에서 분리되게 하는 분리 조작기를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 체결이 완료되고 상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결이 진행되기 전의 상태에서, 상기 제3 결합 유닛의 결합면과 상기 제4 결합 유닛의 결합면은 서로 간에 경사지게 배치되는, 휠체어용 보조동력장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전동 모듈은,
    구동 바퀴와, 상기 구동 바퀴를 구동하는 동력을 상기 구동 바퀴에 제공하는 구동 모터를 포함하고,
    상기 결합 모듈은,
    상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결이 완료됨에 따라, 상기 구동 바퀴에 대한 상기 구동 모터의 동력 전달을 차단하는 차단 유닛을 더 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차단 유닛은,
    상기 제1 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 제4 결합 유닛 측으로 연장하도록 배치되는 스위칭 부재; 및
    상기 제2 결합 유닛 측에 설치되고, 상기 스위칭 부재와 접촉됨에 따라 상기 스위칭 부재가 스위칭되게 하는 접촉 대상체를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결합 모듈은,
    상기 제3 결합 유닛과 상기 제4 결합 유닛 간의 체결 상태를 유지하도록 구성되는 안전체결 유닛을 더 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 안전체결 유닛은,
    상기 제2 결합 유닛 측에 설치되어, 상기 전동 모듈의 전후진 방향에 교차하는 방향을 따라 배치되는 체결 후크; 및
    상기 제1 결합 유닛 측에 설치되어, 상기 체결 후크를 수용하여 결합하는 결합홀을 구비하는 체결 대상체를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접촉 대상체는,
    상기 체결 후크에 형성되는 대상면을 포함하고,
    상기 대상면은,
    상기 스위칭 부재와 접촉되는 접촉부와, 상기 스위칭 부재와 접촉되지 않도록 오목하게 형성된 비접촉부를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
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WO2017175103A1 (en) * 2016-04-06 2017-10-12 Klaxon Mobility Gmbh Connection assembly for coupling an auxiliary drive system to a wheelchair for disabled people.

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