KR102278493B1 - 전 지형 휠체어 - Google Patents

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이우진
조현식
최시영
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Abstract

본 발명은 계단을 안정적으로 오를 수 있는 전 지형 휠체어를 제공한다.
본 발명에 따른 전 지형 휠체어는, 의자를 포함하는 본체; 및 본체의 양 측에 회전 가능하도록 각각 결합되는 바퀴를 포함하고, 상기 바퀴는, 회전축으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 스포크와 상기 스포크의 외측 단부에 연결되는 타이어를 가지는 지지 휠; 및 상기 지지 휠의 외측에 연결되어 상기 지지 휠과 함께 회전하며 상기 지지 휠에 지지력을 제공하기 위한 지지부를 포함하며, 상기 스포크는 곡선 형상을 가질 수 있다.

Description

전 지형 휠체어{ALL TERRAIN WHEEL CHAIR}
본 발명은 전 지형 휠체어에 관한 것으로, 구체적으로는 계단을 안정적으로 오를 수 있는 전 지형 휠체어에 관한 것이다.
휠체어는 다리가 자유롭지 못한 사람 또는 몸이 불편한 사람이 앉은 상태로 이동할 수 있도록 만들어진 이동 수단으로서 사람이 앉기 위한 의자, 의자의 양 측에 회전 가능하도록 연결되고 이용자의 구동에 의해 회전 운동을 하는 대형 휠, 그리고 휠체어가 쓰러지지 않고 수평을 유지할 수 있도록 휠체어의 전방에 구비되는 소형 휠을 포함한다.
일반적으로 휠체어는 구동 방식에 따라 이용자 스스로의 힘으로 휠을 구동하여 주행하거나 보호자의 도움으로 주행 가능한 수동식 휠체어와, 배터리의 전원을 이용하여 자동으로 주행 가능한 전동식 휠체어로 구분될 수 있다.
이러한 휠체어는 평지의 이동시에는 크게 제약이 없으나 계단을 오르내리지 못하는 단점이 있으므로 건물이나 지하철 등에는 휠체어 이동이 가능한 경사로나 휠체어용 리프트 등의 시설이 설치되어 있다.
하지만, 공공시설은 휠체어 이동이 가능한 시설을 설치하도록 의무 규정되어 있으나, 일반 시설의 경우 이러한 시설의 설치가 강제되어 있지 않아 휠체어 이동이 제한적이다. 또한, 휠체어용 리프트가 설치된 경우에도 이를 이용하기 위하여 역무원이나 관계자를 호출하여야 하므로 시간이 많이 소요되어 사용 편의성이 매우 떨어진다.
따라서, 현재까지 휠체어 사용자들에게는 계단이라는 큰 장벽으로 인하여 이동이 상당히 제한되는 문제가 있다.
또한, 휠체어를 이용하여 경사로를 오르는 경우에 휠체어가 기울어져 이용자의 자세가 불안정하게 되고, 휠체어의 무게 중심이 후방으로 이동함으로써 외부로부터의 작은 충격이나 이용자의 사소한 실수로 인하여 휠체어의 제어력을 상실하는 경우에 휠체어 전복 가능성이 매우 높아 이용자나 주변의 보행자가 사고에 노출되는 단점이 있다.
대한민국공개특허 제10-2015-0141341호(2015.12.18)
본 발명은 계단을 미끄러짐 없이 안정적으로 오를 수 있는 전 지형 휠체어를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 휠체어가 기울어지는 경우에도 이용자의 자세를 안정적으로 유지시킬 수 있고, 휠체어의 전복을 방지할 수 있는 전 지형 휠체어를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 전 지형 휠체어는, 의자를 포함하는 본체; 및 본체의 양 측에 회전 가능하도록 각각 결합되는 바퀴를 포함하고, 상기 바퀴는, 회전축으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 스포크와 상기 스포크의 외측 단부에 연결되는 타이어를 가지는 지지 휠; 및 상기 지지 휠의 외측에 연결되어 상기 지지 휠과 함께 회전하며 상기 지지 휠에 지지력을 제공하기 위한 지지부를 포함하며, 상기 스포크는 곡선 형상을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 지지부는, 상기 지지 휠의 회전축과 함께 회전하도록 구비되는 중심판부; 상기 중심판부에 방사상으로 형성되는 복수의 실린더 배럴; 상기 실린더 배럴에 각각 삽입되는 지지 로드; 및 상기 실린더 배럴 내에서 상기 지지 로드를 지지하기 위한 탄성체를 포함하고, 상기 지지 로드의 외측 단부는 상기 타이어에 회전 가능하도록 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 지지 로드 내측 단부에 연결되어 상기 실린더 배럴 내를 슬라이딩 이동하는 피스톤을 더 포함하고, 상기 탄성체는 스프링 또는 유체일 수 있다.
바람직하게는, 상기 실린더 배럴 내의 일측에 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함하고, 상기 지지 로드의 길이 방향으로 형성되는 슬릿에 상기 돌출부가 삽입되어 상기 지지 로드가 슬라이딩 이동할 수 있다.
바람직하게는, 상기 의자의 수평 유지를 위한 수평 유지부를 더 포함하고, 상기 수평 유지부는, 상기 의자의 수평도를 감지하기 위한 자이로 센서; 및 상기 의자와 상기 본체 사이를 연결하고, 상기 의자의 수평도에 대응하여 상기 의자의 수평을 유지하기 위한 복수의 연결 실린더를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 의자의 수평 유지를 위한 수평 유지부를 더 포함하고, 상기 수평 유지부는, 상기 의자의 하부와 상기 본체의 상부에 형성되는 반원 형상의 안내 레일; 및 상기 안내 레일에 회전 가능하도록 배치되어 상기 의자의 슬라이딩 이동을 가이드할 수 있다.
바람직하게는, 전복 방지부를 더 포함하고, 상기 전복 방지부는, 신축 가능한 연장 로드를 가지고 상기 본체의 후면에 설치되는 연장부; 및 상기 연장 로드의 단부에 회전 가능하도록 구비되는 전복 방지휠을 포함할 수 있다.
본 발명의 전 지형 휠체어는, 계단을 미끄러지지 않고 확실하게 오를 수 있고, 휠체어가 기울어지는 경우에도 이용자의 자세를 안정적으로 유지시킬 수 있으며, 최악의 경우에도 휠체어의 전복을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 바퀴 구조를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 지지 휠 구조를 나타내는 도면,
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 지지부 구조를 나타내는 도면,
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 지지부 구조를 나타내는 도면,
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 의자 수평 유지부의 구조를 나타내는 도면,
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 의자 수평 유지부의 구조를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 전복 방지부를 나타내는 도면, 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 계단 이동을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 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. 또한, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어는 의자(110)를 포함하는 본체(100), 본체(100)의 양 측에 회전 가능하도록 각각 결합되는 바퀴(200), 휠체어의 전복 방지를 위한 전복 방지부(500)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 바퀴 구조를 나타내는 도면으로서, 바퀴는 지지 휠 및 지지부를 포함한다.
지지 휠(210)은 바퀴의 회전 축으로부터 방사상으로 배치되는 복수의 스포크(211) 및 타이어(212)를 가지고, 스포크(211)의 외곽 단부는 원형의 타이어(212)에 연결되는데, 스포크(211)는 직선이 아닌 곡선 형태를 가진다. 타이어(212)는 내부에 기체가 밀봉되는 형태이거나 빈 공간이 없이 기체가 내장되지 않는 형태일 수 있다. 또한, 스포크(211)의 지지력을 향상시킬 수 있도록 지지링(213)이 복수의 스포크(211)의 중앙부를 따라 연결될 수 있으며, 스포크(211), 타이어(212) 및 지지링(213)의 재질은 탄성 재질일 수 있는데 본 발명의 일 실시예에 따르면 고무일 수 있다.
지지부(300)는 휠체어의 하중을 지지하면서 신축 가능한 구조를 가지는데, 중심판부(310) 및 지지 로드(320)를 포함한다. 중심판부(310)는 바퀴의 회전축에 지지 휠(210)과 함께 회전하도록 결합되는데, 중심판부(310)는 원판 형상으로서 복수의 실린더 배럴(311)이 방사상으로 형성된다. 복수의 실린더 배럴(311) 각각에는 소정 길이의 지지 로드(320)가 삽입되는데, 실린더 배럴(311) 내에 지지 로드(320)의 내측 단부를 가압하도록 탄성체(312)가 구비되고, 지지 로드(320)가 실린더 배럴(311)로부터 소정 높이 이상 돌출되지 않도록 제한 수단(미도시)이 구비된다. 즉, 지지 로드(320)는 중심판부(310)로부터 외측 방향으로 가압되되 소정 높이까지만 수직으로 돌출될 수 있다. 또한, 지지 로드(320)의 외측 단부는 타이어(212)에 회전 가능하도록 결합된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 지지 휠 구조를 나타내는 도면으로서, 지지 휠(210)에서 스포크(211)를 지지하기 위한 지지링이 생략될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 지지부 구조를 나타내는 도면 및 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 지지부 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부는 실린더 배럴(311) 내에 지지 로드(320)의 내측 단부와 결합되는 피스톤(321)을 포함할 수 있다. 피스톤(321)은 실린더 배럴(311) 외측 방향으로 가압될 수 있는데, 이때 가압 수단은 탄성체 또는 유체일 수 있다. 유압에 의한 실린더 가압 구조는 이미 주지된 관용 기술이므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지부는 지지 로드(320)의 길이 방향을 따라 슬릿(Slit)(322)이 형성되고 중심판부(310)에는 각각의 슬릿(322)에 삽입될 수 있는 돌출부(330)가 형성되어 지지 로드(320)의 슬라이딩 이동이 보다 안정적으로 안내됨과 동시에 지지 로드(320)의 이동이 제한될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 의자 수평 유지부의 구조를 나타내는 도면 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 의자 수평 유지부의 구조를 나타내는 도면이다.
의자(110)는 본체로부터 분리되어 독립적으로 움직일 수 있는데, 이는 의자 수평 유지부(400)에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 의자 수평 유지부(400)는 연결 실린더(411)와 자이로 센서(미도시) 및 연결 실린더(411)를 구동하기 위한 모터(미도시)를 포함한다. 즉, 휠체어의 이동 각도가 변하는 경우에도 이동 각도에 대응하여 연결 실린더(411)가 제어됨으로써 의자가 항시 수평으로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 의자 수평 유지부(400)는 본체에 곡선으로 형성되는 안내 레일(421), 의자(110)의 하부와 안내 레일(421) 사이에서 의자(110)를 지지하고 의자(110)가 안내 레일(421)을 따라 이동할 수 있도록 구비되는 안내 휠(422), 의자(410)의 소정 각도 이상의 이동을 제한하기 위한 제한 수단(미도시)을 포함한다. 따라서, 본체(100)의 각도가 변하는 경우에도 의자(110)는 자중에 의해 안내 레일(421)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있으므로 의자(110)의 수평 유지가 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 전복 방지부를 나타내는 도면이다.
본체(100)의 후면에 전복 방지부(500)가 설치되는데, 전복 방지부(500)는 전복 방지휠(510) 및 연장부를 포함한다. 연장부는 전복 방지휠(510)에 연결되는 연장 로드(521)를 포함하는데, 휠체어가 계단을 오르는 경우에 연장 로드(521)가 연장부로부터 연장되어 휠체어의 후방으로 전복 방지휠(510)이 돌출된다. 이의 작동은 사용자에 의해 제어될 수 있으며, 일례로 유압 실린더 구성에 의해 자동으로 돌출되는 전복 방지휠(510)에 의해 휠체어가 후방으로 전복되는 것이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전 지형 휠체어의 계단 이동을 나타내는 도면이다.
휠체어 이동 시에 스포크(211)의 지지력이 사용자와 휠체어의 하중을 이기지 못하여 과도하게 변형되거나 횡방향으로 변형될 수 있으나 지지부(300)에 의해 이의 변형이 제한되어 휠체어의 원할한 이동이 가능하다. 휠체어가 이동하여 타이어(212) 계단의 모서리에 접촉한 상태에서 휠체어가 계속 전진하면 탄성 재질의 타이어(212)와 스포크(211)가 가압되어 변형된다. 이때, 가압 정도에 대응하여 접촉하는 계단 주변의 지지 로드(320)가 슬라이딩 이동하여 단축되며 타이어(212)와 스포크(211)를 지지한다. 휠체어가 지속적으로 전진하는 경우 바퀴(200)가 순차적으로 계단을 타고 오를 수 있다. 이때, 스포크(211)가 곡선 형상을 가지되 곡선 방향이 휠체어의 전방 하부를 향하도록 형성되므로 스포크의 외측 단부에 의해 타이어(212)가 계단에 보다 확실하게 걸칠 수 있다. 즉, 스포크(211)가 갈고리와 같은 역할을 하여 타이어(212)가 계단에 보다 확실하게 맞물리므로 미끄러짐 없이 계단을 확실하게 오를 수 있다.
종래의 기술에 따르면, 계단을 안정적으로 오를 수 있는 휠체어가 존재하지 않아 장애인의 이동이 제한되는 문제가 있다.
또한, 휠체어를 이용하여 경사로를 오르는 경우에 휠체어가 기울어져 이용자의 자세가 불안정하게 되고, 휠체어의 무게 중심이 후방으로 이동함으로써 외부로부터의 작은 충격이나 이용자의 사소한 실수로 인하여 휠체어의 제어력을 상실하는 경우에 휠체어 전복 가능성이 매우 높아 이용자나 주변의 보행자가 사고에 노출되는 단점이 있다.
하지만, 본 발명에 따르면, 계단을 확실하게 오를 수 있고, 휠체어가 기울어지는 경우에도 이용자의 자세를 안정적으로 유지시킬 수 있으며, 최악의 경우에도 휠체어의 전복을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
110: 본체 200: 바퀴
300: 지지부 400: 의자 수평 유지부
500: 전복 방지부

Claims (7)

  1. 의자를 포함하는 본체; 및
    본체의 양 측에 회전 가능하도록 각각 결합되는 바퀴
    를 포함하고, 상기 바퀴는,
    회전축으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 스포크와 상기 스포크의 외측 단부에 연결되는 타이어를 가지는 지지 휠; 및
    상기 지지 휠의 외측에 연결되어 상기 지지 휠과 함께 회전하며 상기 지지 휠에 지지력을 제공하기 위한 지지부
    를 포함하며, 상기 지지부는,
    상기 지지 휠의 회전축과 함께 회전하도록 구비되는 중심판부;
    상기 중심판부에 방사상으로 형성되는 복수의 실린더 배럴;
    상기 실린더 배럴에 각각 삽입되는 지지 로드; 및
    상기 실린더 배럴 내에서 상기 지지 로드를 지지하기 위한 탄성체
    를 포함하고,
    상기 스포크는 곡선 형상을 가지며, 상기 지지 로드의 외측 단부는 상기 타이어에 회전 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 전 지형 휠체어.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 로드 내측 단부에 연결되어 상기 실린더 배럴 내를 슬라이딩 이동하는 피스톤
    을 더 포함하고,
    상기 탄성체는 스프링 또는 유체인 것을 특징으로 하는 전 지형 휠체어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실린더 배럴 내의 일측에 돌출 형성되는 돌출부
    를 더 포함하고,
    상기 지지 로드의 길이 방향으로 형성되는 슬릿에 상기 돌출부가 삽입되어 상기 지지 로드가 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 하는 전 지형 휠체어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 의자의 수평 유지를 위한 수평 유지부
    를 더 포함하고, 상기 수평 유지부는,
    상기 의자의 수평도를 감지하기 위한 자이로 센서; 및
    상기 의자와 상기 본체 사이를 연결하고, 상기 의자의 수평도에 대응하여 상기 의자의 수평을 유지하기 위한 복수의 연결 실린더를 포함하는 전 지형 휠체어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 의자의 수평 유지를 위한 수평 유지부
    를 더 포함하고, 상기 수평 유지부는,
    상기 의자의 하부와 상기 본체의 상부에 형성되는 반원 형상의 안내 레일; 및
    상기 안내 레일에 회전 가능하도록 배치되어 상기 의자의 슬라이딩 이동을 가이드하는 안내 휠을 포함하는 전 지형 휠체어.
  7. 제1항에 있어서,
    전복 방지부
    를 더 포함하고, 상기 전복 방지부는,
    신축 가능한 연장 로드를 가지고 상기 본체의 후면에 설치되는 연장부; 및
    상기 연장 로드의 단부에 회전 가능하도록 구비되는 전복 방지휠을 포함하는 전 지형 휠체어.
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