KR102229901B1 - 컨버터블 모션 휠체어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휠체어에 관한 것으로 보다 상세하게는, 컨버터블 모션 휠체어에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컨버터블 모션 휠체어는 등판(110), 엉덩이판(120), 다리판(130) 및 발판(140)을 포함하는 상부 프레임(100); 상기 상부 프레임(100) 하부에 위치한 하부 프레임(200); 상기 상부 프레임(100)과 연동하여, 상기 상부 프레임(100)을 침대 형상 또는 휠체어 형상으로 변경하는 메커니즘을 제공하는 제 1 형태 변환부(300a); 상기 하부 프레임(100)에 탑재되고, 상기 상부 프레임(100)의 높이를 조절하는 높이 조절부(400); 및 상기 하부 프레임(200) 상에 구비되고, 보조 바퀴(351) 및 손잡이(360)의 위치를 가변하는 제 2 형태 변환부(300b)를 포함한다.

Description

컨버터블 모션 휠체어{CONVERTIBLE MOTION WHEELCHAIR}
본 발명은 휠체어에 관한 것으로 보다 상세하게는, 컨버터블 모션 휠체어에 관한 것이다.
요양원 또는 요양 병원에 입원한 거동이 불편한 고령환자들은 치료를 위한 이동, 외부 병원으로의 외부 진료, 접견 등을 위해 요양보호사의 도움이 필수적이다. 그러나 요양원 또는 요양 병원에서 근무하는 요양보호사들의 주로 50대 이상의 여성으로 이루어져 있어 많은 문제점을 호소하고 있는 실정이다. 예를 들어, 환자가 누워있는 상태에서 침대를 이동시키기 위해서는 많은 인력과 침대 전용 승강기가 필요하다는 문제점 및 휠체어를 이용하여 환자를 이동시키기 위해서 침대에서 휠체어로 또는 휠체어에서 침대로 환자를 옮겨야 하는데 이 과정에서 요양보호사의 도움이 필수적이며, 이에 의해 요양보호사들이 부상, 근골격계 질환, 스트레스 등을 받게 되며, 퇴사 또는 환자로의 스트레스가 전달되어 양방 간의 사이가 점점 불편해지는 문제점이 있다.
1. 한국공개특허 10-2011-0037429호(2011.04.13 공개) 2. 한국공개특허 10-2018-0104432호(2018.09.21 공개)
본 발명은 환자가 침대에서 내려오지 않아도 이동할 수 있도록 휠체어에서 침대 및 침대에서 휠체어로 변환이 가능하고, 휠체어에서 침대로 변환 시 전방과 후방의 지지대를 통해 침대의 안정성을 극대화시킨 컨버터블 모션 휠체어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컨버터블 모션 휠체어는 등판(110), 엉덩이판(120), 다리판(130) 및 발판(140)을 포함하는 상부 프레임(100); 상기 상부 프레임(100) 하부에 위치한 하부 프레임(200); 상기 상부 프레임(100)과 연동하여, 상기 상부 프레임(100)을 침대 형상 또는 휠체어 형상으로 변경하는 메커니즘을 제공하는 제 1 형태 변환부(300a); 상기 하부 프레임(100)에 탑재되고, 상기 상부 프레임(100)의 높이를 조절하는 높이 조절부(400); 및 상기 하부 프레임(200) 상에 구비되고, 보조 바퀴(351) 및 손잡이(360)의 위치를 가변하는 제 2 형태 변환부(300b)를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 형태 변환부(300a)는 1 액추에이터(310), 제 1 링크(323), 제 2 링크(327)를 포함하고, 상기 제 1 액추에이터(310)는 제 1 본체(311) 및 제 1 로드(312)를 포함하고, 상기 제 1 링크(323)는 상기 제 1 액추에이터(310)에 의한 등판(110)의 변위를 상기 다리판(130)으로 전달하고, 상기 제 2 링크(327)는 상기 다리판(130)의 변위를 발판(140)에 전달할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 액추에이터(310)는 제 1 본체(311) 및 제 1 로드(312)를 포함하고, 상기 제 1 본체(311)는 상기 엉덩이판(120) 하부에 고정 설치되고, 상기 제 1 본체(311)는 상기 제 1 로드(312)가 상기 제 1 본체(311) 외측으로 확장 및 상기 제 1 본체(311) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성하고, 상기 제 1 로드(312)는 상기 제 1 본체(311) 외측으로 연장되고, 제 1 브라켓(321) 및 제 2 브라켓(322)이 사기 등판(110) 하부에 고정되고, 제 3 브라켓(324)이 다리판(130)의 하부에 고정되고, 제 4 브라켓(325)이 엉덩이판(120)의 하부에 고정되고, 제 5 브라켓(326)이 발판(140)의 하부에 고정되고, 상기 제 1 로드(312)의 선단에 제 1 브라켓(321)이 고정되고, 상기 제 1 링크(323)의 일측은 제 2 브라켓(322)에 고정되고, 상기 제 1 링크(323)의 타측은 제 3 브라켓(324)에 고정되고, 상기 제 2 브라켓(322) 및 제 3 브라켓(324)은 축으로 제 1 링크(323)와 결합되어, 상기 축을 중심으로 제 1 링크(323)가 회동 가능하게 하고, 상기 제 2 링크(327)의 일측은 제 4 브라켓(325)에 고정되고, 상기 제 2 링크(327)의 타측은 제 5 브라켓(326)에 고정되고, 상기 제 4 브라켓(325) 및 제 5 브라켓(326)은 축에 의해 제 2 링크(327)와 결합되어, 상기 축을 중심으로 제 2 링크(327)가 회동 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 형태 변환부(300b)는 제 3 액추에이터(340), 전방 받침대(350), 가이드부(390), 제 4 링크(370), 제 4 브라켓(361) 및 손잡이(360)를 포함하고, 상기 제 3 액추에이터(340)는 상기 하부 프레임(200)에 설치되고, 상기 제 3 액추에이터(340)는 제 3 본체(341) 및 제 3 로드(342)를 포함하고, 상기 제 3 본체(341)는 하부 프레임(200)에 고정되고, 상기 제 3 본체(341)는 상기 제 3 로드(342)가 상기 제 3 본체(341) 외측으로 확장 및 상기 제 3 본체(341) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성하고, 상기 제 3 로드(342)는 제 3 본체(341) 외측으로 연장되고, 상기 제 3 로드(342)는 발판(140) 하부에 대향하는 제 1 측으로 연장되고, 상기 가이드부(390)는 제 3 로드(342)의 이동방향에 평행하게 하부 프레임(200)에 고정 설치되고, 상기 가이드부(390)는 중공형이고, 상기 전방 받침대(350) 일측은 가이드부(390)에 삽입되고, 상기 전방 받침대(350)는 제 3 로드(342)와 연결되고, 상기 전방 받침대(350)는 상기 제 3 로드(342)를 따라 상기 가이드부(390)에 의해 가이드되면서 이동하고, 상기 전방 받침대(350) 타측 하부에 보조 바퀴(351)이 설치될 수 있다.
또한, 상기 보조 바퀴(351)는 발판(140) 또는 다리판(130) 하부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 전방 받침대(350)에서 가이드부(390)를 관통하여 가이드부(390)에서 노출되는 영역에, 제 4 링크(370)의 일측이 고정되고, 상기 제 4 링크(370)의 타측에 제 4 브라켓(361)이 고정되고, 상기 제 4 브라켓(361)은 제 4 링크(370)를 기준으로 회동 가능하게 결합되고, 상기 제 4 브라켓(361)의 일부는 하부 프레임(200)에 밀착되고, 상기 제 4 링크(370)에 손잡이(360)의 일측이 고정되고, 상기 손잡이(360)의 타측은 등판(110)에 반대 방향으로 절곡될 수 있다.
또한, 상기 손잡이(360)에서 절곡된 영역은 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드일 때, 손잡이(360)에서 절곡된 영역의 하단은 바퀴부(210) 하단과 동일 평면 또는 동일 평면 보다 상부로 기 설정된 높이에 위치할 수 있다.
또한, 컨버터블 모션 휠체어는 제어 모듈(600)을 더 포함하고, 상기 제어 모듈(600)은 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드에서 휠체어 모드로의 변환시, 제 1 액추에이터(310) 전개 시작 시점으로부터 기 설정된 제 1 지연시간이 경과한 때, 제 3 액추에이터(350)를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈(600)은 아래 수학식
[수학식]
제 1 지연시간 = 제 1 액추에이터 전개 시간 - 제 3 액추에이터 전개 시간
에 따라, 제 1 지연시간을 산출할 수 있다.
또한, 컨버터블 모션 휠체어는 제어 모듈(600)을 더 포함하고, 상기 제어 모듈(600)은 컨버터블 모션 휠체어가 휠체어 모드에서 침대 모드로의 변환시, 제 1 액추에이터(310)가 제 1 로드(312)를 제 1 본체(311) 측으로 수축시키는 동작 및 제 3 액추에이터(350)가 제 3 본체(351) 외측으로 제 3 로드(352)를 확장시키는 동작을 동시에 시작시킬 수 있다.
또한, 컨버터블 모션 휠체어는 제어 모듈(600)을 더 포함하고, 상기 제어 모듈(600)은 제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 410) 상의 구동 시간을 파악하고, 최종적으로 기동된 모터사용시간을 X초라고 할 때, 최종 모터사용시간이 종료된 시점부터 휴식시간에 해당하는 kX초 동안 외부에 알람을 제공할 수 있다.
본 발명은 링크 및 리니어 액추에이터를 이용하여 침대에서 휠체어, 휠체어에서 침대로 변환하는 것에 의해 환자가 침대에서 내려오지 않아도 원하는 곳으로 이동할 수 있으며, 환자를 도와주는 의료 관계자들의 어려움을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 휠체어에서 침대 형태로 변환 시 브레이크 손잡이가 후방 지지대 역할을 수행하고, 보조 바퀴가 전방 지지대 역할을 수행하는 것에 의해 침대의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 컨버터블 모션 휠체어의 사시도이다.
도 2는 도 1의 컨버터블 모션 휠체어가 침대 형태로 변환된 사시도이다.
도 3은 도 2의 하부 사시도이다.
도 4는 좌석부의 형태 변환 과정도이다.
도 5는 좌석부의 높이 조절 과정도이다.
도 6은 컨버터블 모션 휠체어의 전방 받침대 및 손잡이의 변환 과정도이다.
도 7은 본 발명의 컨버터블 모션 휠체어의 침대 모드에서 휠체어 모드로의 변환을 위한 제어시퀀스이다.
도 8은 본 발명의 컨버터블 모션 휠체어의 휠체어 모드에서 침대 모드로의 변환을 위한 제어시퀀스이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도 1 내지 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 컨버터블 모션 휠체어에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다.
도 1 내지 8을 참조하면, 본 발명에 따른 컨버터블 모션 휠체어(1)는 상부프레임(100), 하부프레임(200), 형태 변환부(300), 높이 조절부(400) 및 팔걸이부(500)를 포함할 수 있다. 형태 변환부(300)는 제 1 형태 변환부(300a) 및 제 2 형태 변환부(300b)를 포함할 수 있다. 팔걸이부(500)는 상부프레임(100) 양측에 구비될 수 있다.
상부 프레임(100)은 등판(110), 엉덩이판(120), 다리판(130) 및 발판(140)을 포함할 수 있다. 상부 프레임(100)은 인체를 구획하는 단위의 판으로 구획될 수 있다. 각각 구획된 판은 상호 회동 가능하게 연결될 수 있다.
등판(110)의 일측은 엉덩이판(120) 일측과 제 1 회전축(111)에 의해 회동 가능하게 연결될 수 있다.
엉덩이판(120)의 타측은 다리판(130)의 일측에 제 2 회전축(121)에 의해 회동 가능하게 연결될 수 있다.
다리판(130)의 타측은 발판(140)의 일측에 제 3 회전축(131)에 의해 회동 가능하게 연결될 수 있다.
등판(110)의 상부에 등시트(110a), 엉덩이판(120) 상부에 엉덩이시트(120a), 다리판(130) 상부에 다리시트(130a), 발판(140) 상부에 발시트(140a)가 탑재될 수 있다.
등판(110), 엉덩이판(120), 다리판(130) 및 발판(140)으로 구획되는 상부 프레임(100)은 제 1 형태 변환부(300a)에 의해 평평한 침대 형상에서 휠체어 형상으로 변환될 수 있다. 제 1 형태 변환부(300a)는 상부 프레임(100) 상에 설치될 수 있다. 제 1 형태 변환부(300a)는 상부 프레임(100)과 연동하여 상부 프레임(100)을 침대 형상 또는 휠체어 형상으로 변경하는 매커니즘을 제공할 수 있다.
제 1 형태 변환부(300a)는 제 1 액추에이터(310), 제 1 링크(323), 제 2 링크(327)를 포함할 수 있다.
제 1 액추에이터(310)는 제 1 본체(311) 및 제 1 로드(312)를 포함할 수 있다.
제 1 본체(311)는 엉덩이판(120) 하부에 고정 설치될 수 있다. 제 1 본체(311)는 제 1 로드(312)가 제 1 본체(311) 외측으로 확장 및 제 1 본체(311) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성할 수 있다. 제 1 본체(311)는 모터 기동 방식일 수 있다.
제 1 로드(312)는 제 1 본체(311) 외측으로 연장될 수 있다.
제 1 브라켓(321) 및 제 2 브라켓(322)은 등판(110) 하부에 고정될 수 있다. 제 3 브라켓(324)은 다리판(130)의 하부에 고정될 수 있다. 제 4 브라켓(325)은 엉덩이판(120)의 하부에 고정될 수 있다. 제 5 브라켓(326)은 발판(140)의 하부에 고정될 수 있다.
제 1 로드(312)의 선단에 제 1 브라켓(321)이 고정될 수 있다. 제 1 링크(323)의 일측은 제 2 브라켓(322)에 고정되고, 제 1 링크(323)의 타측은 제 3 브라켓(324)에 고정될 수 있다. 제 2 브라켓(322) 및 제 3 브라켓(324)은 핀 또는 축에 의해 제 1 링크(323)와 결합되어, 그 핀 또는 축을 중심으로 제 1 링크(323)가 회동 가능하게 할 수 있다. 제 2 브라켓(322) 및 제 3 브라켓(324)은 일체로 형성될 수도 있다.
제 2 링크(327)의 일측은 제 4 브라켓(325)에 고정되고, 제 2 링크(327)의 타측은 제 5 브라켓(326)에 고정될 수 있다. 제 4 브라켓(325) 및 제 5 브라켓(326)은 핀 또는 축에 의해 제 2 링크(327)와 결합되어, 그 핀 또는 축을 중심으로 제 2 링크(327)가 회동 가능하게 할 수 있다.
상기와 같은 구조에서 제 1 링크(323)는 제 1 액추에이터(310)에 의한 등판(110)의 변위를 다리판(130)으로 전달할 수 있고, 제 2 링크(327)는 다리판(130)의 변위를 발판(140)에 전달할 수 있다.
도 4를 참조하면, 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드에서 휠체어 모드로 형상 변경될 때, 제 1 본체(311)의 기동에 의해, 제 1 로드(312)가 제 1 본체(311) 외측으로 확장할 수 있다.
이때, 제 1 로드(312)가 제 1 브라켓(321)을 제 1 방향(도 4에서 시계 방향)으로 밀어 올리는 것에 의해, 등판(110)이 엉덩이판(120)의 일측을 기준으로 제 1 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제 1 링크(323)에 의해 등판(110)의 변위가 다리판(130)으로 전달되어, 다리판(130)이 엉덩이판(120)의 타측을 기준으로 제 1 방향으로 회전할 수 있다. 그리고, 다리판(130)의 변위는 제 2 링크(327)에 의해 발판(140)으로 전달될 수 있다. 이때, 다리판(130)이 제 1 방향으로 회전하면, 제 4 브라켓(325)에 의해 엉덩이판(120)에 지지되는 제 2 링크(327)의 타단을 중심으로 발판(140)이 제 2 방향(도 4에서 반시계 방향)으로 회전할 수 있다.
이 같이, 엉덩이판(120)을 중심으로 제 1 액추에이터(310)의 기동에 의해, 등판(110) 및 다리판(130)이 제 1 방향으로 회전하고, 발판(140)이 제 2 방향으로 회전하는 것에 의해, 상부 프레임(100)이 침대 형상에서 휠체어 형상으로 변형될 수 있다.
이와 반대로, 컨버터블 모션 휠체어가 휠체어 모드에서 침대 모드로 형상 변경될 때, 제 1 본체(311)의 기동에 의해, 제 1 로드(312)가 제 1 본체(311) 측으로 수축될 수 있다.
이때, 제 1 로드(312)가 제 1 브라켓(321)을 제 2 방향(도 4에서 반시계 방향)으로 당기는 것에 의해, 등판(110)이 엉덩이판(120)의 일측을 기준으로 제 2 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제 1 링크(323)에 의해 등판(110)의 변위가 다리판(130)으로 전달되어, 다리판(130)이 엉덩이판(120)의 타측을 기준으로 제 2 방향으로 회전할 수 있다. 그리고, 다리판(130)의 변위는 제 2 링크(327)에 의해 발판(140)으로 전달될 수 있다. 이때, 다리판(130)이 제 2 방향으로 회전하면, 제 4 브라켓(325)에 의해 엉덩이판(120)에 지지되는 제 2 링크(327)의 타단을 중심으로 발판(140)이 제 1 방향(도 4에서 시계 방향)으로 회전할 수 있다.
이 같이, 엉덩이판(120)을 중심으로 제 1 액추에이터(310)의 기동에 의해, 등판(110) 및 다리판(130)이 제 2 방향으로 회전하고, 발판(140)이 제 1 방향으로 회전하는 것에 의해, 상부 프레임(100)이 침대 형상에서 휠체어 형상으로 변형될 수 있다.
하부 프레임(200)은 상부 프레임(100) 하부에 위치할 수 있다.
하부 프레임(200)에 높이 조절부(400)가 탑재될 수 있다.
높이 조절부(400)는 제 2 액추에이터(410), 제 3 링크(420) 및 크로스바(422)를 포함할 수 있다.
제 3 링크(420)는 하부 프레임(200) 길이 방향을 기준으로 양측에 설치될 수 있다. 제 3 링크(420)의 하부측은 하부 프레임(200)에 회동 가능하게 고정되고, 제 3 링크(420)의 상부측은 상부 프레임(200)에 회동 가능하게 고정될 수 있다. 제 3 링크(420)의 상부측은 상부 프레임(200)의 엉덩이판(120)에 회전 가능하게 고정될 수 있다.
하부 프레임(200)의 양측에 위치한 제 3 링크(420)는 크로스바(422)에 의해 연결될 수 있다. 크로스바(422) 상에는 제 6 브라켓(421)이 설치될 수 있다.
제 2 액추에이터(410)는 제 2 본체(411) 및 제 2 로드(412)를 포함할 수 있다.
제 2 본체(411)는 하부 프레임(200)에 고정될 수 있다. 제 2 본체(411)는 제 2 로드(412)가 제 2 본체(411) 외측으로 확장 및 제 2 본체(411) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성할 수 있다. 제 2 본체(411)는 모터 기동 방식일 수 있다. 제 2 본체(411)는 상부로 경사지게 하부 프레임(200) 상에 설치될 수 있다.
제 2 로드(412)는 제 2 본체(411) 외측으로 연장될 수 있다. 제 2 로드(412)는 상부로 경사지게 연장될 수 있다.
제 2 로드(412)의 선단은 제 6 브라켓(421)에 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부 프레임(100)의 높이를 높이는 경우, 제 2 로드(412)는 제 2 본체(411)의 기동에 의해 제 2 본체(411)의 외측으로 확장될 수 있다. 이때, 제 6 브라켓(421) 및 크로스바(422)를 통해 제 3 링크(420)가 제 2 로드(412)가 확장하는 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제 3 링크(420) 상부측의 위치는 하부 프레임(200)을 기준으로 높게 이동하여 상부 프레임(100)의 위치를 높게 할 수 있다.
상부 프레임(100)의 높이를 낮게 하는 경우, 제 2 로드(412)는 제 1 본체(411)의 기동에 의해 제 1 본체(411) 측으로 수축할 수 있다. 이에 의해, 제 3 링크(420)가 제 2 로드(412)가 수축하는 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제 3 링크(420)의 상부측의 위치는 하부 프레임(200) 측으로 이동하여 상부 프레임(100)의 위치를 낮게 할 수 있다.
하부 프레임(200)의 하부에 바퀴부(210)가 설치될 수 있다.
하부 프레임(200) 상에 제 2 형태 변환부(300b)가 구비될 수 있다. 제 2 형태 변환부(200)는 후술하는 보조 바퀴(351) 및 손잡이(360)의 위치를 가변할 수 있다.
제 2 형태 변환부(300b)는 제 3 액추에이터(340), 전방 받침대(350), 가이드부(390), 제 4 링크(370), 제 4 브라켓(361) 및 손잡이(360)를 포함할 수 있다.
제 3 액추에이터(340)는 하부 프레임(200)에 설치될 수 있다.
제 3 액추에이터(340)는 제 3 본체(341) 및 제 3 로드(342)를 포함할 수 있다.
제 3 본체(341)는 하부 프레임(200)에 고정될 수 있다. 제 3 본체(341)는 제 3 로드(342)가 제 3 본체(341) 외측으로 확장 및 제 3 본체(341) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성할 수 있다. 제 3 본체(341)는 모터 기동 방식일 수 있다.
제 3 로드(342)는 제 3 본체(341) 외측으로 연장될 수 있다. 제 3 로드(342)는 발판(140) 하부에 대향하는 제 1 측으로 연장될 수 있다.
가이드부(390)는 제 3 로드(342)의 이동방향에 평행하게 하부 프레임(200)에 고정 설치될 수 있다. 가이드부(390)는 중공형일 수 있다.
전방 받침대(350)는 "ㄷ"자 형상일 수 있다. 전방 받침대(350) 일측은 가이드부(390)에 삽입될 수 있다. 전방 받침대(350)는 핀(P)에 의해, 제 3 로드(342)와 연결될 수 있다. 전방 받침대(350)는 핀(P)에 의해 제 3 로드(342)를 따라 가이드부(390)에 의해 가이드되면서 이동할 수 있다. 전방 받침대(350) 타측 하부에 보조 바퀴(351)이 설치될 수 있다. 보조 바퀴(351)는 발판(140) 또는 다리판(130) 하부에 위치할 수 있다. 이에 의해, 보조 바퀴(351)가 하중을 받으면서 발판(140) 또는 다리판(130)이 하부로 기우는 것을 방지할 수 있다. 이와 동시에, 보조 바퀴(351)는 상부 프로임(100)이 휠체어로 형상 변경이 되면, 휠체어 앞 바퀴가 될 수 있다.
전방 받침대(350)에서 가이드부(390)를 관통하여 가이드부(390)에서 노출되는 영역에, 제 4 링크(370)의 일측이 고정될 수 있다.
제 4 링크(370)의 타측에 제 4 브라켓(361)이 고정될 수 있다. 이때, 제 4 브라켓(361)은 제 4 링크(370)를 기준으로 회동 가능하게 결합될 수 있다.
제 4 브라켓(361)의 일부는 하부 프레임(200)에 밀착될 수 있다.
제 4 링크(370)에 손잡이(360)의 일측이 고정될 수 있다. 손잡이(360)의 일측은 바 형성이고 손잡이(360)의 타측은 등판(110)에 반대 방향으로 절곡될 수 있다. 손잡이(360)에서 절곡된 영역은 휠체어 모드로 운행시 손으로 잡는 그립 영역일 수 있다.
컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드일 때, 손잡이(360)에서 절곡된 영역의 하단은 바퀴부(210) 하단과 동일 평면 또는 동일 평면 보다 상부로 기 설정된 높이에 위치할 수 있다.
이 같은 구조에 의해, 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드일 때, 등판(110)의 하중을 지지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드에서 휠체어 모드로 형상 변경될 때, 제 3 본체(341)의 기동에 의해 제 3 로드(342)가 제 3 본체(341) 측으로 수축될 수 있다. 이때, 제 3 로드(342)를 따라, 전방 받침대(350)가 가이드부(390)에 의해 가이드 되면서, 제 3 본체(342) 측으로 당겨질 수 있다. 이때, 전방 받침대(350)가 이동하는 방향으로 즉, 등판(110) 측으로 제 4 링크(370)이 이동할 수 있다. 이때, 제 4 브라켓(361)이 하부 프레임(200)에 밀착된 영역에 지지되면서 제 2 방향(도 6에서 반시계 방향)으로 회전할 수 있다. 이때, 손잡이(360)는 제 4 브라켓(361)을 따라 회전할 수 있다. 이때, 손잡이(360)는 하부 프레임(200) 또는 등판(110)에 밀착될 때까지 회전할 수 있다. 이에 의해, 손잡이(360)에서 그립 영역이 등판(110) 측에 위치할 수 있다.
이와 반대로, 컨버터블 모션 휠체어가 휠체어 모드에서 침대 모드로 형상 변경될 때, 제 3 본체(341)의 기동에 의해 제 3 로드(342)가 제 3 본체(341) 외측으로 확장될 수 있다. 이때, 제 3 로드(342)를 따라, 전방 받침대(350)가 가이드부(390)에 의해 가이드 되면서, 제 3 본체(342) 외측으로 밀려질 수 있다. 이때, 전방 받침대(350)가 이동하는 방향으로 즉, 발판(140) 측으로 제 4 링크(370)이 이동할 수 있다. 이때, 제 4 브라켓(361)이 하부 프레임(200)에 밀착된 영역에 지지되면서 제 1 방향(도 6에서 시계 방향)으로 회전할 수 있다. 이때, 손잡이(360)는 제 4 브라켓(361)을 따라 회전할 수 있다. 이때, 손잡이(360)는 최저점까지 이에 의해, 손잡이(360)에서 그립 영역의 하단이 바퀴부(210) 하단과 동일 평면 또는 동일 평면 보다 상부로 기 설정된 높이에 위치할 수 있다.
컨버터블 모션 휠체어(1)의 적정한 영역에 제어 모듈(600)이 설치될 수 있다.
먼저, 제 1 액추에이터(310), 제 2 액추에이터(410) 및 제 3 액추에이터(340)의 사양표는 다음과 같을 수 있다. 표 1은 본 발명의 컨버터블 모션 휠체어에 적용되는 제 1 내지 제 3 액추에이터의 사양표이다. 액추에이터가 모터 기동 방식인 경우, 아래 사양표는 모터 사양표일 수 있다.
용도 행정거리 속도(부하시) 총 전개 시간(부하시)
1. 제 2 액추에이터(높이조절) 200 mm 4.4 mm/sec 약 45초
2. 제 1 액추에이터(각도조절) 100 mm 4.4 mm/sec 약 23초
3. 제 3 액추에이터(받침대전개) 150 mm 8.5 mm/sec 약 18초
여기서, 행정 거리는 제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 350)에 속하는 로드의 최대 확장 및 수축 거리일 수 있다. 그리고, 속도는 행정거리에 해당하는 로드의 이동 속도일 수 있다. 그리고, 총 전개 시간은 로드가 최대 확장 위치 및 최대 수축 위치에 도달하는 시간일 수 있다. 전개 시간은 로드가 최대 확장 위치 및 최대 수축 위치에 도달하기 위한 동작 시간일 수 있다.
먼저, 이용자의 신체에 가해지는 무리 및 안전성을 고려하여, 높이 조절을 위한 제 2 액추에이터(340)의 운행 속도와 각도 조절을 위한 제 1 액추에이터(310)의 동작 속도가 전방 받침대(350) 전개 속도 보다 느릴 수 있다. 전방 받침대(350)의 조작에 의해, 휠체어 모드에서 침대 모드로의 변경시 손잡이(360)에 의한 상체 하중의 지지를 통한 안정성 제공을 고려하여, 전방 받침대(350)의 조작을 위한 제 3 액추에이터(340)의 동작 속도는 다른 액추에이터(310, 410) 보다 빠른 것이 바람직하다.
제어모듈(600)은 이 같은 사양에 기초하여, 기 설정된 제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 350)의 동작 시퀀스에 따라 제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 350)의 동작을 제어할 수 있다.
[컨버터블 모션 휠체어의 침대 모드에서 휠체어 모드로의 변환을 위한 제어시퀀스]
표 2는 컨버터블 모션 휠체어의 침대 모드에서 휠체어 모드로의 전환을 위한 제어시퀀스를 정리한 것이다.
순서 모터 조작방법
1 [제 2 로드]를 확장하여 베드를 최대 높이로 이동.
2 [제 1 로드]를 확장하여 등받이를 세움.
3 순서2 작동 시점에서 기 설정된 시간(예를 들어, 5초) 후, [제 3 로드]를 수축하여 손잡이를 올림.
표 1에 의하는 경우, 높이 조절과 별개로 상부 프레임(100)이 휠체어로 변하는데 23초가 소요될 수 있다. 상부 프레임의 각도 조절 완료 후 상부 프레임의 높이를 올리는데 약 45 초가 소요될 수 있다. 상대적으로 동작 속도가 느린 제 1 액추에이터(310)가 제 1 로드의 확장 동작을 시작한 때로부터 기설정된 시간이 경과한 때(예를 들어, 제 1 로드 확장 동작 시작 시점으로부터 5 초 후)에 제 3 액추에이터(350)가 제 3 로드 수축의 동작을 수행하면 제 1 액추에이터(310) 및 제 3 액추에이터(350)가 서로 기구물의 충돌 없이 총 동작시간을 13 초(표 1 기준) 단축시킬 수 있다.
이에 제어모듈(600)은 도 7의 시퀀스에 따라 컨버터블 모션 휠체어의 침대 모드에서 휠체어 모드로의 전환을 위한 제어를 수행할 수 있다.
먼저, 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드에 있을 수 있다. (S701)
이때, 제어 모듈(600)은 제 2 액추에이터(410)에 제어 명령을 송출하여 제 2 액추에이터(410)가 제 2 로드(412)를 제 2 본체(411) 외측으로 확장시키는 동작을 시작하도록 할 수 있다. (S702) 이에 의해, 상부 프레임(100)의 높이가 상승할 수 있다.
제 2 액추에이터(410)의 상부 프레임(100) 높이 상승 동작이 완료된 것으로 판단되면, 제어 모듈(600)은 제1 액추에이터(310)에 제어 명령을 송출하여 제 1 액추에이터(310)가 제 1 로드(312)를 제 1 본체(311) 외측으로 확장시키는 동작을 시작시킬 수 있다. (S703, S704)
그리고, 제어 모듈(600)은 제 1 액추에이터(310) 전개 시작 시점으로부터 기 설정된 제 1 지연시간이 경과하였는지 여부를 판단할 수 있다. (S705)
여기서, 기 설정된 제 1 지연시간은 아래 수학식 1에 의하는 것이 바람직하다.
[수학식 1]
제 1 지연시간 = 제 1 액추에이터 전개 시간 - 제 3 액추에이터 전개 시간
제어 모듈(600)은 S705에서 제 1 지연시간이 경과한 것으로 판단되면, 제 3 액추에이터(350)에 제어 명령을 송출하여 제 3 액추에이터(350)가 제 3 로드(352)를 제 3 본체(351) 측으로 수축시키는 동작을 시작하도록 할 수 있다. (S706).
그리고, 제 1 및 제 3 액추에이터(310, 350) 전개 동작이 완료된 것으로 판단되면, 제어 모듈(600)은 컨버터블 모션 휠체어의 침대 모드에서 휠체어 모드로의 전환 동작이 완료된 것으로 판단할 수 있다. (S707, S708)
[컨버터블 모션 휠체어의 휠체어 모드에서 침대 모드로의 변환을 위한 제어시퀀스]
표 3은 컨버터블 모션 휠체어의 휠체어 모드에서 침대 모드로의 전환을 위한 제어시퀀스를 정리한 것이다.
순서 모터 조작방법
1 [각도조절 모터]를 수축하여 등받이를 내림.
2 순서1과 동시에 [받침대 전개 모터]를 확장시켜 받침대를 전개.
표 3에 의하는 경우, 높이 조절과 별개로 상부 프레임(100)이 침대로 변하는데 23초가 소요될 수 있다. 다만, 침대 모드로의 변환시에는 전방 받침대(350)의 전개 속도가 상부 프레임(100) 전개 속도보다 빠르기 때문에 동시에 제 1 및 제 3 액추에이터(310, 340)가 동작하여도 기구물의 충돌 없이 동시에 전개가 가능하다.
이에, 제어모듈(600)은 도 8의 시퀀스에 따라 컨버터블 모션 휠체어의 휠체어 모드에서 침대 모드로 전환을 위한 제어를 수행할 수 있다.
먼저, 컨버터블 모션 휠체어가 휠체어 모드에 있을 수 있다. (S801)
이때, 제어 모듈(600)이 제 1 액추에이터(310) 및 제 3 액추에이터(340)에 제어 명령을 송출하여, 제 1 액추에이터(310)가 제 1 로드(312)를 제 1 본체(311) 측으로 수축시키는 동작 및 제 3 액추에이터(350)가 제 3 본체(351) 외측으로 제 3 로드(352)를 확장시키는 동작을 동시에 시작하도록 할 수 있다. (S802)
그리고, 제 1 액추에이터(310)가 제 1 로드(312)를 제 1 본체(311) 측으로 수축시키는 동작 및 제 3 액추에이터(350)가 제 3 본체(351) 외측으로 제 3 로드(352)를 확장시키는 동작이 완료되면, 제어 모듈(600)은 제 2 액추에이터(410)에 제어 명령을 송출하여 제 2 엑츄에이터(410)가 제 2 로드(412)를 제 2 본체(411) 측으로 수축시키는 동작을 시작하도록 할 수 있다. (S803, S804)
그리고, 제어 모듈(600)은 제 2 액추에이터(410)의 제 2 로드(412)이 수축 동작이 완료되면, 침대 모드로의 변환 동작을 종료시킬 수 있다. (S805, S806)
도 8에서 일부 단계는 생략되거나 그 순서를 달리하여 실시될 수도 있다. 예를 들어, 컨버터블 모션 휠체어의 휠체어 모드에서 침대 모드로의 변환 그 자체 만을 실시하고자 하는 경우, S804 및 S805는 생략된 채로 실시될 수 있다. S804 및 S805 단계에서 제 2 액추에이터의 동작에 의해 상부 프레임의 높이는 조절될 수 있으며, 병원 침대로 환자 위치를 변경하려 할 때 제 2 액추에이터는 상부 프레임의 시트(110a ~ 140a) 높이가 병원 침대 시트 높이와 일치하도록 작동될 수 있다.
제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 410)의 구동 수단으로 모터가 사용되는 경우, 모터의 사용률(Duty Cycle)은 10 %인 것이 바람직하다. 일반적으로, 최대 2분 모터 사용 후 18분 모터 휴식을 권장하고 있다. 이는 모터의 발열에 의한 고장 방지하기 위해 냉각 시간을 확보하기 위함이다.
수식으로 표현하면, 모터사용시간은 X초 일 때, 휴식시간은 9X초 일 수 있다.
이때, 제어모듈(600)은 제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 410) 상의 구동 시간을 파악하고, 최종적으로 기동된 모터사용시간을 X초라고 할 때, 최종 모터사용시간이 종료된 시점부터 휴식시간에 해당하는 kX초(여기서, k는 휴식마진계수이며 1을 초과하는 수, 예를 들어, k=9) 동안 외부에 알람을 제공할 수 있다. 휴식마진계수는 모터의 사양 및 특성에 따라 설계자에 의해 선택적으로 변경될 수 있다. 이때, 알람은 시각 또는 청각 등 다양한 수단에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 휴식시간 동안 빨간색 LED가 켜질 수 있고, 디스플레이부를 통해 잔여 휴식시간을 카운팅하면서 디스플레이 할 수 있다.
1 : 컨버터블 모션 휠체어
100 : 상부 프레임
200 : 하부 프레임
300 : 형태 변환부
300a : 제 1 형태 변환부
300b : 제 2 형태 변환부
400 : 높이 조절부
500 : 팔걸이
600 : 제어모듈

Claims (11)

  1. 등판(110), 엉덩이판(120), 다리판(130) 및 발판(140)을 포함하는 상부 프레임(100);
    상기 상부 프레임(100) 하부에 위치한 하부 프레임(200);
    상기 상부 프레임(100)과 연동하여, 상기 상부 프레임(100)을 침대 형상 또는 휠체어 형상으로 변경하는 메커니즘을 제공하는 제 1 형태 변환부(300a);
    상기 하부 프레임(200)에 탑재되고, 상기 상부 프레임(100)의 높이를 조절하는 높이 조절부(400); 및
    상기 하부 프레임(200) 상에 구비되고, 보조 바퀴(351) 및 손잡이(360)의 위치를 가변하는 제 2 형태 변환부(300b)를 포함하는 컨버터블 모션 휠체어.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 형태 변환부(300a)는 1 액추에이터(310), 제 1 링크(323), 제 2 링크(327)를 포함하고,
    상기 제 1 액추에이터(310)는 제 1 본체(311) 및 제 1 로드(312)를 포함하고,
    상기 제 1 링크(323)는 상기 제 1 액추에이터(310)에 의한 등판(110)의 변위를 상기 다리판(130)으로 전달하고,
    상기 제 2 링크(327)는 상기 다리판(130)의 변위를 발판(140)에 전달하는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터(310)는 제 1 본체(311) 및 제 1 로드(312)를 포함하고,
    상기 제 1 본체(311)는 상기 엉덩이판(120)의 하부에 고정 설치되고,
    상기 제 1 본체(311)는 상기 제 1 로드(312)가 상기 제 1 본체(311) 외측으로 확장 및 상기 제 1 본체(311) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성하고,
    상기 제 1 로드(312)는 상기 제 1 본체(311) 외측으로 연장되고,
    제 1 브라켓(321) 및 제 2 브라켓(322)이 사기 등판(110) 하부에 고정되고,
    제 3 브라켓(324)이 다리판(130)의 하부에 고정되고,
    제 4 브라켓(325)이 엉덩이판(120)의 하부에 고정되고,
    제 5 브라켓(326)이 발판(140)의 하부에 고정되고,
    상기 제 1 로드(312)의 선단에 제 1 브라켓(321)이 고정되고,
    상기 제 1 링크(323)의 일측은 제 2 브라켓(322)에 고정되고,
    상기 제 1 링크(323)의 타측은 제 3 브라켓(324)에 고정되고,
    상기 제 2 브라켓(322) 및 제 3 브라켓(324)은 축으로 제 1 링크(323)와 결합되어, 상기 축을 중심으로 제 1 링크(323)가 회동 가능하게 하고,
    상기 제 2 링크(327)의 일측은 제 4 브라켓(325)에 고정되고, 상기 제 2 링크(327)의 타측은 제 5 브라켓(326)에 고정되고,
    상기 제 4 브라켓(325) 및 제 5 브라켓(326)은 축에 의해 제 2 링크(327)와 결합되어, 상기 축을 중심으로 제 2 링크(327)가 회동 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 형태 변환부(300b)는 제 3 액추에이터(340), 전방 받침대(350), 가이드부(390), 제 4 링크(370), 제 4 브라켓(361) 및 손잡이(360)를 포함하고,
    상기 제 3 액추에이터(340)는 상기 하부 프레임(200)에 설치되고,
    상기 제 3 액추에이터(340)는 제 3 본체(341) 및 제 3 로드(342)를 포함하고,
    상기 제 3 본체(341)는 하부 프레임(200)에 고정되고,
    상기 제 3 본체(341)는 상기 제 3 로드(342)가 상기 제 3 본체(341) 외측으로 확장 및 상기 제 3 본체(341) 측으로 수축하기 위한 기동력을 생성하고,
    상기 제 3 로드(342)는 제 3 본체(341) 외측으로 연장되고,
    상기 제 3 로드(342)는 발판(140) 하부에 대향하는 제 1 측으로 연장되고,
    상기 가이드부(390)는 제 3 로드(342)의 이동방향에 평행하게 하부 프레임(200)에 고정 설치되고,
    상기 가이드부(390)는 중공형이고,
    상기 전방 받침대(350) 일측은 가이드부(390)에 삽입되고,
    상기 전방 받침대(350)는 제 3 로드(342)와 연결되고,
    상기 전방 받침대(350)는 상기 제 3 로드(342)를 따라 상기 가이드부(390)에 의해 가이드되면서 이동하고,
    상기 전방 받침대(350) 타측 하부에 보조 바퀴(351)이 설치되는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조 바퀴(351)는 발판(140) 또는 다리판(130) 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전방 받침대(350)에서 가이드부(390)를 관통하여 가이드부(390)에서 노출되는 영역에, 제 4 링크(370)의 일측이 고정되고,
    상기 제 4 링크(370)의 타측에 제 4 브라켓(361)이 고정되고,
    상기 제 4 브라켓(361)은 제 4 링크(370)를 기준으로 회동 가능하게 결합되고,
    상기 제 4 브라켓(361)의 일부는 하부 프레임(200)에 밀착되고,
    상기 제 4 링크(370)에 손잡이(360)의 일측이 고정되고,
    상기 손잡이(360)의 타측은 등판(110)에 반대 방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 손잡이(360)에서 절곡된 영역은 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드일 때, 손잡이(360)에서 절곡된 영역의 하단은 바퀴부(210) 하단과 동일 평면 또는 동일 평면 보다 상부로 기 설정된 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제어 모듈(600)을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈(600)은 컨버터블 모션 휠체어가 침대 모드에서 휠체어 모드로의 변환시,
    제 1 액추에이터(310) 전개 시작 시점으로부터 기 설정된 제 1 지연시간이 경과한 때, 제 3 액추에이터(350)를 동작시키는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(600)은 아래 수학식

    [수학식]
    제 1 지연시간 = 제 1 액추에이터 전개 시간 - 제 3 액추에이터 전개 시간

    에 따라, 제 1 지연시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  10. 제 1 항에 있어서,
    제어 모듈(600)을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈(600)은 컨버터블 모션 휠체어가 휠체어 모드에서 침대 모드로의 변환시,
    제 1 액추에이터(310)가 제 1 로드(312)를 제 1 본체(311) 측으로 수축시키는 동작 및 제 3 액추에이터(350)가 제 3 본체(351) 외측으로 제 3 로드(352)를 확장시키는 동작을 동시에 시작시키는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
  11. 제 1 항에 있어서,
    제어 모듈(600)을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈(600)은 제 1 내지 제 3 액추에이터(310, 340, 410) 상의 구동 시간을 파악하고, 최종적으로 기동된 모터사용시간을 X초라고 할 때, 최종 모터사용시간이 종료된 시점부터 휴식시간에 해당하는 kX초 동안 외부에 알람을 제공하는 것을 특징으로 하는 컨버터블 모션 휠체어.
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