KR102351719B1 - 보조된 추진 시스템, 방법 및 섀시 - Google Patents

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리차드 닐손
요르겐 존슨
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아르조 아이피 홀딩 악티볼락
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Abstract

표면을 따라 유효 하중을 운반하기 위한 보조된 추진 시스템, 방법 및 섀시가 설명된다. 복수의 바퀴들(62)이 섀시(60)에 대해 표면(S) 상에 섀시를 지지하기 위해 배치된다. 구동부(20)는 표면을 따라 섀시(60)에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치된다. 적어도 구동부(20)의 구동 부분(21)은 탄성있는 스프링 구조의 링크(31)를 갖는 장착부(30)를 통해 섀시(60)에 연결되고, 적어도 구동부(20)의 구동 부분(21)은 고정된 방위를 갖고 표면을 향한 방향으로 섀시(60) 및 복수의 바퀴들(62)에 독립적으로 이동 가능하고, 탄성있는 스프링 구조의 링크(31)는 상기 보조된 추진의 제공 동안 적어도 구동부(20)의 구동 부분(21)을 표면으로 지시하도록 배치된다. 센서는 구동부의 가속도를 모니터하고 컨트롤러로 상기 가속도에 대한 데이터를 통신하도록 배치되고, 컨트롤러는 센서로부터 수신된 데이터에 따라 구동부의 동작을 제어한다.

Description

보조된 추진 시스템, 방법 및 섀시{ASSISTED PROPULSION SYSTEM, METHOD AND CHASSIS}
본 발명은 보조된 추진 시스템을 갖는 섀시와 보조된 추진 시스템 및 특히 박스들, 사람들, 동물들 및 이와 유사한 것과 같은 유효 하중들의 이동과 같은 수동의 이송 동작들에 있어서 보조된 추진을 제공하는 것에의 사용을 위해 적용 가능한 방법과 관련된다.
유효 하중 이송 시스템들은 크기, 유효 하중 용량 및 복잡성이 매우 다양하다. 수동으로 동작되는 유효하중 이송 시스템들은 일반적으로 사용하기 쉽고 제어 가능하고 응답적으로(responsive) 설계된다. 그러나, 특정한 환경에서 의도된 유효 하중들을 운반할 수 있는 시스템에서의 이러한 희망들을 조화시키는 것(balancing)은 종종 간단하지 않다.
예컨대, 헬스케어 환경들에서 환자 취급 및 이송을 고려한다. 환자들의 수동의 취급은 간병인(care giver)들을, 특히, 이들의 허리(lower back)에 부상들을 초래할 수 있는, 위험하게 높은 긴장들에 노출시킨다. 이러한 이유 때문에, 일 위치로부터 다른 위치로의 환자의 이송을 위한 환자 취급 장비가 개발되어 왔다. 이들은, 예컨대, 바퀴 달린 침대들과 이동식 슬링들 및 호이스트들에 대한 트롤리들, 유동 프레임들 및 유사한 디바이스들과 같이 다양하다. 이와 같은 장비는 현재 병원들, 케어홈(care home)들 및 개인의 주거지들을 포함하는 다수의 환경들(multitude of settings)에서의 매일의 작업에서 사용된다. 이러한 장비의 적절한 사용은 간병인에 대한 부상의 위험을 상당히 낮출 수 있고 또한 환자에 대한 미끄러짐(slip), 떨어짐(fall), 긴장(strain), 충격(knock)의 위험을 상당히 낮출 수 있다.
그러나, 이러한 장비의 도입은 그 문제들이 존재한다. 수동 병원 침대들 및 이와 유사한 것들이 무겁고, 이동을 개시하거나 멈추는 것이 어렵고, 소기의 방향으로 그 조작자가 최선을 다해 밀더라도 "마음대로" 지시하고 조작하는 것이 어려운 것이 알려져 있다. 추가적으로, 병원 환경에서 유용할 수 있는 장비는 주거의 환경에서의 사용을 위해서는 적합하지 않을 수 있고, 예컨대, 즉, 동일하거나 유사한 목적의 사용을 위해서라도 상이한 환경들 내에서는 상이한 장비가 요구될 수 있다.
예컨대, 침대 프레임, 들것(stretcher), 호이스트 또는 이와 유사한 것과 같은, 섀시 내에 빌트-인되는 시스템들의 형태로의 및 기존의 섀시에 부가되는 디바이스들로서의 양자의, 동력을 제공 받거나 동력이 보조되는 추진 시스템들이 개발되었다. 일반적으로 도움이 되는 반면에 이러한 시스템들은 종종 섀시가 이동될 수 있는 모든 방향으로의 추진을 제공하지는 않는다. 결과적으로, 추진 시스템은 섀시가 추진 시스템에 의해 커버되지 않는 방향으로 이동되어야 하면(예컨대, 측방향으로) 비작동되어야 한다.
많은 동력이 보조되는 추진 시스템들이 이러한 문제를 다루기 위해 개발되었다. 그러나, 동력이 보조되는 추진 시스템을 위한 사용자 인터페이스의 고정된 위치 때문에 조작자(간병인 또는 섀시를 구동하는 다른 인원)가 특정 위치로부터 섀시를 구동시키는 것이 여전히 필요한 경우가 종종 존재한다.
본 발명의 실시예에 따른 섀시는, 표면을 따라 유효 하중(payload)을 운반하는 섀시이고, 상기 표면 상에 상기 섀시를 지지하기 위해 상기 섀시에 대해 배치된 복수의 바퀴들; 상기 표면을 따라 상기 섀시에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치되는 구동부; 상기 구동부의 동작을 모니터하도록 배치되는 적어도 하나의 센서; 및 상기 구동부의 작동에 대해 상기 센서로부터의 데이터로부터 상기 표면의 하나 이상의 특성들을 결정하고 상기 결정된 하나 이상의 특성들에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는 컨트롤러를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 구동부의 회전 속도를 모니터하고, 상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 센서로부터 수신되는 회전 속도 데이터 변화에 기반하여 상기 구동부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는 구동 부분을 포함할 수 있고, 적어도 상기 구동부의 상기 구동 부분은 탄성있는 스프링 구조의 링크를 갖는 장착부를 통해 상기 섀시에 연결되고, 적어도 상기 구동부의 상기 구동 부분은 고정된 방위을 갖고 상기 표면을 향한 방향으로 상기 섀시 및 상기 복수의 바퀴들에 독립적으로 이동 가능하고, 상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 상기 보조된 추진의 제공 동안 적어도 상기 구동부의 상기 구동 부분을 상기 표면으로 지시하도록 배치될 수 있다.
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상기 구동부는 상기 구동 부분이 상기 섀시를 상기 표면을 따라 추진시킬 때 상기 표면을 가로질러 이동하고 상기 표면의 경도 특성들에 따라 상기 구동부의 상기 가속도의 변화를 야기하는 요소를 포함할 수 있고, 상기 센서는 상기 요소의 동작을 모니터하도록 배치되고, 상기 프로세서는 상기 요소에 의해 야기되는 가속도를 결정하고 상기 요소에 의해 야기된 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성될 수 있다.
상기 구동부는 상기 구동 부분에 대해 분리되고 상기 구동 부분이 상기 표면을 따라 상기 섀시를 추진시킬 때 상기 표면을 가로질러 이동하는 요소를 포함할 수 있고, 상기 요소는 상기 표면의 경도 특성들에 따른 변화를 견디고, 상기 센서는 상기 요소의 동작을 모니터하도록 배치되고, 상기 프로세서는 상기 요소에 의해 야기되는 가속도를 결정하고 상기 요소의 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 가속도에 관한 데이터에 따라 상기 표면의 하나 이상의 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러는 상기 표면의 특성들에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하도록 배치될 수 있다.
상기 섀시는 복수의 표면 타입 시그니쳐들을 인코드하는 데이터 저장소를 더 포함할 수 있고, 각 표면 타입 시그니쳐는 상기 표면 타입에 대한 가속도에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
각 표면 타입 시그니쳐는 상기 데이터 저장소 내에서 상기 컨트롤러를 위한 하나 이상의 동작 파라미터들과 연관될 수 있고, 상기 프로세서는 상기 데이터 저장소에 접근하고 상기 표면 타입 시그니쳐들에 따라 상기 센서로부터 수신된 상기 가속도에 대한 데이터를 분류하고 상기 표면 타입 시그니쳐 분류와 연관된 상기 컨트롤러를 위한 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 구동부의 동작을 제어하기 위해 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 상기 컨트롤러로 통신하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성된다.
상기 요소는 상기 구동 부분이 상기 표면을 따라 상기 섀시를 추진시킬 때 상기 요소가 상기 표면을 통과할 때의 가속도의 변화를 결과로서 낳는 비-균질부를 포함할 수 있다.
상기 구동 부분은 복수의 상기 요소들을 포함할 수 있다.
상기 센서는 가속도계, MEMS 가속도계, 스트레인 게이지 요소, 광학 센서, 전기식 센서, 다방향식 구동부에 동력을 공급하는 모터를 모니터하는 시스템, 및 변위 검출기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 섀시의 조작자로부터 제어 입력을 수신하도록 배치될 수 있고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하도록 배치된다.
상기 컨트롤러는 상기 제어 입력으로부터 상기 구동부의 속도 및/또는 가속도에 대한 변화를 결정하도록 배치될 수 있고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따른 상기 변화의 크기를 결정하도록 배치된다.
상기 섀시는 한 쌍의 상기 구동부들을 포함할 수 있고, 상기 한 쌍의 구동부들은 상기 표면에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에서 서로에 대해 이격되어 있고 서로에 대해 독립적일 수 있다.
상기 장착부는 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 것을 제외한 모든 방향들에서 상기 구동 부분으로부터 상기 섀시로 힘들을 전달하도록 배치될 수 있고, 상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 상기 구동 부분으로부터의 힘들에 대해 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 상기 방향으로 댐핑 효과를 적용하도록 배치될 수 있다.
상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 가스 스프링, 압축 스프링, 인장 스프링, 능동적으로 제어되는 압력 압축 공기 실린더 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 환자 취급 장비는, 상기 섀시와, 보조된 추진 시스템의 적어도 일부분을 형성하고 상기 구동부를 상기 섀시에 결합하기 위한 장착부를 통합한 환자 취급 장비로서, 상기 장착부는, 적어도 상기 구동부의 구동 부분을 표면에 직교하는 방향으로 상기 섀시로부터 분리하고, 상기 보조된 추진의 제공 동안 상기 표면에 적어도 상기 구동부의 구동 부분을 향하여 탄성력을 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서의 본 발명의 실시예에 따른 섀시는, 표면을 따라 유효 하중(payload)을 운반하는 섀시이고, 상기 표면 상에 상기 섀시를 지지하기 위해 상기 섀시에 대해 배치된 복수의 바퀴들; 장착부를 통하여 상기 섀시에 결합 가능하고, 상기 표면을 따라 상기 섀시에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치되는 구동부; 상기 구동부의 동작을 제어하도록 제공되는 컨트롤러; 상기 구동부의 동작을 모니터하여, 상기 동작에 관한 데이터를 상기 컨트롤러로 송신하도록 배치되는 센서를 포함하고, 상기 센서는, 상기 구동부의 회전 속도, 상기 섀시에 의하여 지지되는 하중, 및/또는 상기 섀시의 상방 또는 하방 경사각 중 적어도 하나를 모니터하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는, 상기 센서로부터 수신되는 회전 속도 데이터 변화에 기반하여 상기 구동부의 작동을 제어하며, 상기 장착부는, 적어도 상기 구동부의 구동 부분을 표면에 직교하는 방향으로 상기 섀시로부터 분리하고, 상기 보조된 추진의 제공 동안 상기 표면에 적어도 상기 구동부의 구동 부분을 향하여 탄성력을 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에서, 보조된 추진 시스템은 매우 부드러운 바닥 및 매우 단단한 바닥과 같은 상이한 환경들에서 일관되게 동작할 수 있도록 바닥 특성들을 감지하고 바닥 특성들을 고려하도록 배치된다. 유리하게는, 조작자에게 일관된 경험을 제공하는 것은 조작자를 위한 더 많은 즐거움이 되는 것 뿐만아니라, 장비가 더 안전하게 운반되고, 더 예견 가능하게 제어되는 것을 또한 의미한다(조작자가 예컨대, 얼마나 밀기가 어려울 것인지를 결정할 때 바닥의 타입을 고려할 필요가 없는 것과 같이).
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섀시에 전방향식(omni-directional) 구동부를 제공하는 일 방식은, US 4,598,782에 개시된 것처럼, 메카넘(Mecanum) 바퀴라고 불리는 타입의 바퀴를 사용하는 것이다. 메카넘 바퀴는 그 주변에 일련의 롤러들을 갖춘 종래의 바퀴이다. 이러한 롤러들은 바퀴의 회전축에 대해 평행한 평면 내에서 바퀴의 평면에 대해 45°의 회전축을 갖는다. (바퀴의) 회전축에 대해 평행한 평면 내에서, 롤러들의 회전축은 바퀴의 회전 '평면'에 대해 기울어진다(inclined). 메카넘 바퀴를 갖춘 운송 수단의 전방향의 움직임은 각 바퀴의 각 속도들과 회전 방향을 적절하게 제어함으로써 달성된다.
메카넘 바퀴들이 특정한 패턴으로 배치될 때, 메카넘 바퀴들은 3개의 자유도를 갖는 플랫폼을 형성하고, 일 평면의 모든 방향으로 이동하고 동일 평면 내에서 회전하는 것이 가능해진다. WO 2006/062905는 이러한 플랫폼을 설명한다. 동일한 각 속도로, 모든 바퀴들이 동일한 방향으로 돌아가면, 운송 수단의 전진/후진 움직임이 달성된다. 바퀴들을 서로에 대해 동일한 측 상에서 회전시키면 운송 수단의 측방향 움직임이 달성된다. 속도/회전의 조합들은 예컨대, 운송 수단의 회전, 대각선의 이동 등을 결과로서 낳는다.
전방향의 특성들을 플랫폼에게 제공하기 위한 메카넘 바퀴들을 사용할 때, 섀시의 4개의 코너들에 분산된 4개의 바퀴들의 세트를 사용하는 것이 일반적인 관례이다. 대조적으로, 본 발명의 바람직한 실시예들은 단 2개의 메카넘 바퀴들만을 포함하고 따라서 동력이 보조되는 추진 시스템의 비용 및 복잡성이 유리하게 감소된다. 전형적인 4개에서 2개로 사용되는 메카넘 바퀴들의 수를 감소시키는 것은, 이러한 시스템의 비용 및 복잡성을 줄이고 즉, 동력이 보조되는 추진 시스템들은 더 많은 사용들/장비 타입들에 대해 경제적으로 실행 가능(viable)하게 되는, 직접적인 효과를 갖는다.
메카넘 바퀴들이 갖는 한 가지 문제는 메카넘 바퀴들이 완전하게 선형이 아니라는 것이고 장비에 의해 취급되는 유효 하중(환자)은 메카넘 바퀴가 달린 장비에 의해 이동될 때 '덜컥거리는 승차'와 같은 바퀴 둘레 내의 이러한 불균일부들을 경험하게 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는, 유효 하중이 섀시 상에서 또는 그 내에서 이송되고 캐스터 바퀴(castor)와 같은 섀시의 바퀴들에 의해 지지되는 시스템이 제공된다. 바람직하게는 바퀴들에 독립적인 구동부가, 복수의 동력을 제공 받은 메카넘 바퀴들을 사용하는 것과 같이, 한 번에 하나 이상의 복수의 방향들로 섀시를 추진하기 위해 마련된다. 구동부는 섀시의 유효 하중으로부터 디커플된다. 유리하게, 이러한 시스템은 메카넘 바퀴들을 사용하는 시스템들에서 필연적인(inherent) 유효 하중이 '덜컥거리는' 승차에 노출되는 것을 회피하면서 메카넘 바퀴의 다방향식 구동 능력들로부터 이익을 얻는다.
이제 본 발명의 실시예들이 부수하는 도면들을 참조하여 예시의 방식으로서 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섀시를 위한 보조된 추진 시스템의 개요도이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조된 추진 시스템을 포함하는 섀시의 개요도이다;
도 3a 내지 3c는 추진될 때 도 2의 섀시의 선택된 측면들(aspects)을 도해하는 측면도(side view)들이다;
도 4는 조작자의 제어 하에서의 도 2의 섀시의 선택된 측면들을 도해하는 평면도이다;
도 5a는 도 1의 보조된 추진 시스템 또는 도 2의 섀시 내에서의 사용을 위한 메카넘 바퀴들의 바람직한 구성의 도해이다;
도 5b는 본 발명의 실시예들 내에서의 사용에 적합한 메카넘 바퀴의 대안적인 구성을 도해하는 평면도이다;
도 6은 조작자의 제어 하에 있을 때의 도 2의 섀시의 선택된 측면들을 도해하는 평면도이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 동작의 측면들의 도해이다;
도 8 내지 10은 본 발명의 대안적인 실시예들의 선택된 특징들의 도해들이다;
도 11은 본 발명의 대안적인 실시예들의 선택된 특징들을 도해하는 평면도이다;
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 대안적인 실시예들의 선택된 특징들의 도해들이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴 달린 섀시를 위한 보조된 추진 시스템의 개요도이다.
보조된 추진 시스템(10)은 도 2 및 3a 내지 3c에서 도시된 것처럼 장착부(30)를 통해 섀시에 커플 가능한 구동부(20)를 포함한다. 보조된 추진 시스템(10)은 표면(S)를 따라 섀시에 보조된 추진을 제공하도록 배치된다.
장착부(30)은 표면(S)에 실질적으로 수직인 방향(A)으로 섀시로부터 적어도 구동부의 구동 부분(21)을 실질적으로 디커플하고 상기 보조된 추진의 제공 동안 표면(S)으로 적어도 구동부의 구동 부분(21)에 대해 탄성 스프링력을 적용하도록 배치된다.
보조된 추진 시스템은 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는 컨트롤러(40)를 포함하고, 구동부는 바람직하게는 컨트롤러의 제어 하에 있지 않을 때, 외력 하에서 자유롭게 이동할 수 있다(따라서, 예컨대, 이는 수동으로 밀릴 수 있고 실질적으로 저항하지 않을 것임). 보조된 추진 시스템은 또한 구동부의 가속도를 모니터하고 상기 가속도에 대한 데이터를 컨트롤러(40)로 통신하도록 배치되는 센서(50)를 포함한다. 구동부(20)는 표면(S)을 따라 구동 부분을 추진하기 위한 하나 이상의 모터들(22)을 포함할 수 있고 또는 구동부는 모터에 대해 구동 링키지(linkage)에 의해 연결될 수 있다.
바람직하게는, 컨트롤러는 센서로부터 수신된 데이터에 따라 구동부의 모터(들)의 동작을 제어하도록 배치된다. 일 실시예에서, 컨트롤러는 피드백 루프(feedback loop)의 타입으로 동작한다.
선택에 따라, 표면 특성들을 감지함에 더하여, 센서는 외부의 수동 힘들(섀시에 대해 적용되는 것들과 같은)로부터의 구동부의 가속도를 검출할 수 있고 구동부로부터 대응하는 보조된 추진을 제공할 수 있다. 예컨대, 섀시가 고정 위치로부터 밀렸다면, 컨트롤러는 동일한 방향들로 보조된 추진(또는 구동부가 그 방향으로의 추진과 동등하게 되도록 하기 위해 제공할 수 있는 어떠한 방향들로의 추진의 성분들)을 제공할 것이다. 섀시가 이미 움직이고 있고 외력이 섀시를 느리게 하려고 시도하고 있으면, 추진을 느리게함으로써 및/또는 반대 방향으로 추진을 적용함으로써 제동력이 제공될 수 있다. 유사한 배치들이 진행(travel)의 방향의 회전 또는 변경들에 적용된다.
바람직하게는, 컨트롤러는, 그 내용이 여기에 참조로서 통합되는, WO 2010/127985 A1에서 다루어진(set out) 원리들을 사용하여 동작한다. 개시된 동력이 보조된 추진 시스템은 섀시 주위의 여하한 지점으로부터의 조작자로부터의 제어 입력을 수신할 수 있고 섀시를 추진하기 위한 대응하는 구동을 생성할 수 있다. 제어 입력은 소기의 방향으로 섀시를 밀거나 당김으로써 적용될 수 있다.
단일한 구동부(20)가 도시되었으나, 본 발명의 바람직한 실시예들은 섀시로부터 독립적으로 디커플되는 한 쌍의 구동부들을 활용할 수 있다(분리된 또는 공통의 장착부를 가질 수 있음). 이러한 배치는 환자 취급 장비의 사용가 같은 어플리케이션들을 위한 보조된 추진 시스템을 제공하고자 하며, 표면을 따라 제어된 추진 하에서 조종되는(manoeuvred) 능력을 제공한다. 제어 시스템 및 WO 2010/127985 A1에서 설명된 사용자 인터페이스를 조합하여 사용할 때, 본 발명의 실시예들은 비용 절감, 유용성, 제어 가능성 및 환자에 대해 제공되는 승차의 점에서 오늘날 가용한 환자 취급 시스템들에 비해 실질적인 이점들을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 장비가 추진되는 바닥과 같은 표면 특성들이 하기에 설명된 것처럼 고려될 수 있도록 한다. 이는 환자 취급 장비를 위한 기존의 동력을 보조하는 추진 시스템들에 비해, 특히 추진 동력 제어가 WO 2010/127985 A1에서 설명된 것처럼 구동 바퀴들의 회전 속도에 의존하는 타입들에 대해 실질적인 이점들을 제공한다.
구동부는 고정-방위 동력 제공 바퀴들(단일한 바퀴들 또는 공통의 축에 커플된 바퀴들의 쌍들), 롤러들 또는 이와 유사한 것에 의해 마련될 수 있고 구동부는 다방향식 또는 전방향식 구동부들에 의해 마련될 수 있다. 일 실시예에서, 구동부는 모터에 의해 동력을 제공 받는 것이 가능한 많은 메카넘 바퀴들을 포함하지만 또한 섀시에 대해 작용하는 외력들에 응답하여 자유롭게 이동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조된 추진 시스템을 포함하는 섀시의 개요도이다.
도 2에서, 보조된 추진 시스템(10)은 섀시에 커플 가능하기 보다는, 섀시와 통합된다.
섀시(60)는 표면(S)를 따라 유효 하중(P)을 운반하기 위한 플랫폼(61)을 포함한다. 섀시(60)는 표면(S) 상에서 섀시(60)를 지지하기 위해 섀시(60)에 대해 배치된 복수의 바퀴들(62)을 포함한다. 예컨대, 바퀴들은 섀시가 상이한 방향으로 굴러가는 것(wheeled)을 허용하기 위해 회전되도록 배치되는, 캐스터 바퀴들일 수 있다.
구동부(20)는 표면을 따라 섀시에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치된다. 적어도 구동부(20)의 구동 부분은 탄성있는 스프링 구조의 링크를 갖는 장착부(30)를 통해 섀시(60)에 연결된다. 적어도 구동부(20)의 구동 부분은 고정된 방위를 갖고(스스로 그 방위에서 돌아가지 않도록) 실질적으로 표면(S)를 향하거나 그로부터 멀어지는(즉, 실질적으로 도 2의 시트(sheet)를 향해 또는 그로부터 멀어지는) 방향으로 섀시 및 복수의 바퀴들에 대해 독립적으로 이동 가능하다. 탄성있는 스프링 구조의 링크는 보조된 추진의 제공 동안 표면(S)으로 적어도 구동부를 지시하도록 배치된다(선택에 따라서는 항상).
섀시(60)는 다방향식 구동부(20)의 동작 제어를 위해 배치되는 컨트롤러(40) 및 다방향식 구동부(20)의 가속도를 모니터하고 컨트롤러(40)에 가속도에 관한 데이터를 통신하도록 배치되는 센서(50)를 포함하거나 거기에 커플되고, 컨트롤러는 센서(50)로부터 수신된 데이터에 따라 다방향식 구동부(20)의 동작을 제어한다.
도 3a 내지 3c는 추진될 때 도 2의 섀시의 선택된 측면들을 도해하는 측면도들이다. 하나 이상의 구동부가 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이나(메카넘 바퀴 타입의 또는 다른 타입의 혹은 혼합 타입들의), 메카넘 바퀴의 형태의 일 구동부(20)가 도시된다. 도 3a를 참조하여 시스템의 유효 하중(P)은, 바람직하게는 강성의 섀시(60)에 의해, 캐스터 바퀴들과 같은, 로드 베어링 바퀴들(62)에 분산된다는 점에서 메카넘 바퀴(20)로부터 디커플되는 것으로 나타난다. 메카넘 바퀴(20)는 바람직하게는 수직으로(vertically) 우세하게(즉, 실질적으로는 표면에 대해 수직으로(perpendicular)) 이동 가능한 탄성있는 스프링 구조의 링크(31)를 포함하는 장착부(30)에 의해 섀시(60)에 커플된다. 링크(31)는 수평의(horizontal) 참조 평면인 표면과, 실질적으로 수직 방향에 대한 것을 제외한 모든 방향들로 메카넘 바퀴(20)에게 실질적으로 강성 지지를 제공하는 스윙 또는 힌지 암(32)(또는 수직의 슬라이딩 가이드(들) 또는 채널(들))을 포함할 수 있다.
보조된 추진을 제공하는 것이 가능한 충분한 견인을 메카넘 바퀴(20)에 제공하기 위해, 탄성있는 스프링 구조의 링크(4)는 바람직하게는 편향(bias)되고 따라서 메카넘 바퀴(20)는 표면 쪽으로의 수직력에 우세하게 노출된다. 탄성있는 스프링 구조의 링크(31)는 바람직하게는 편향을 제공하거나 편향에 기여하는 탄성 스파링을 포함할 수 있다. 탄성 스프링은 가스 스프링, 압축 스프링, 안정 스프링, 능독적으로 제어되는 압력 압축 공기 실린더 또는 다른 탄성 스프링 수단을 포함할 수 있다.
바람직하게는 편향은 메카넘 바퀴(20) 및 섀시(60)의 구조에 따라 결정 또는 선택되어야 한다. 예컨대, 편향은 힘들(FA, FB 또는 FC) - 각각은 일어날 수 있는 상이한 가능한 사용 예시들을 나타냄 -를 보상하는 것이 가능하도록 선택되는 힘을 제공하기 위해 선택될 수 있다. 예컨대, FA는 슬로프를 오르는 로드 베어링 바퀴(62) 중 하나 또는 몇몇에 의해 섀시(60)에 대한 거리(ZA)를 가질 때 견인을 갖기 위해 메카넘 바퀴(20)에 대해 요구되는 힘을 나타내고, FB는 문턱(threshold)을 넘어가는 메카넘 바퀴(20)에 의해 섀시(60)에 대한 거리(ZB)를 가지고, 섀시에 대해 힘들을 전달하지 않으면서 견인을 유지하기 위한 메카넘 바퀴(20)에 대해 요구되는 힘을 나타내고, FC는 섀시(60)에 대한 거리(ZC)를 가지고 바닥에서 여하한 불균일부들에 의해 방해 받지 않을 때 견인을 갖기 위해 메카넘 바퀴(20)에 대해 요구되는 힘을 나타낸다.
편향은 수동으로 또는 제어 시스템의 제어 하에서 고정 또는 조절 가능할 수 있다. 도해된 메카넘 바퀴 대신에, 단일한 바퀴들 또는 바퀴들의 쌍과 같은 비-다방향식 구동부가 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 이러한 실시예에서, 각 구동부는 2 방향의 추진(각 장착 방위에 대해 전진/후진)을 갖는 바퀴를 포함할 것이다. 한 쌍의 구동부들 - 각 구동부는 단일한 또는 한 쌍의 바퀴들을 가짐 -이 사용될 수 있다.
도 4는 조작자의 제어 하에서의 도 2의 섀시의 선택된 측면들을 도해하는 평면도이다.
도 4를 참조하여, 이동식 슬링 리프터 형태의 환자 취급 장비가 도시된다. 그러나, 본 발명의 원리들, 시스템들 및 방법들은 싯-투-스탠드 디바이스, 위생 의자, 바퀴 달린 침대, 샤워 트롤리 또는 들것과 같은 트롤리, 바퀴 달린 푸드 카트와 같은 트롤리, 바퀴 달린 세면기(wash basin), 바퀴 달린 린넨 카트, 바퀴 달린 x-레이 기계, 바퀴 달린 이송 의자 또는 상당한 중량, 이동식 슬링, 호이스트, 유동 프레임 또는 표면을 따라 제1 지점으로부터 제2 지점으로 환자와 같은 유효 하중의 이송을 포함하는 기능들을 위해 사용되는 유효 하중 이동 디바이스의 다른 형태들을 갖는 여하한 것을 포함하는 많은 타입들의 환자 취급 장비에 적용 가능하다. 장비에 의해 취급되는 환자는 장비에 의해 지지되고 이송되는 유효 하중으로서 설명될 수 있고 간병인은 시스템의 조작자로서 설명될 수 있다.
도시된 환자 취급 디바이스는 여기에서는 섀시로 명명되는 로드 베어링 멤버(60)와 안정성을 제공하기 위해 유효 하중(P)로부터 모두 퍼져 있는(spread apart from) 한 쌍의 앞 쪽 바퀴들(62a) 및 한 쌍의 뒷 쪽 바퀴들(62b)을 포함한다. 유효 하중(P)에 대한 바퀴들(62a)의 앞쪽 쌍의 위치에 의해 전방(forward)이 여기에서 정의된다. 조작자(1)는 예컨대, 섀시(60) 또는 유효 하중(P)을 미는 것에 의해, 이를 소기의 방향으로 간단하게 지시함으로써 여하한 지점으로부터 환자 취급 장비를 조종할 수 있다. 고정된 방위 바퀴들 또는 메카넘 바퀴들(20, 20')과 같은 한 쌍의 구동부들은 예컨대, 도 1, 2 및 3a 내지 3c를 참조하여 이전에 설명된 것처럼 장착부를 통해 섀시에 커플된다. 이러한 실시예에서, 바퀴들(20, 20') 및 섀시의 바퀴들(62a, 62b)은 조작자 지시(direction) 하에서 자유롭게 이동한다. 그러나, 브레이크들 및 이와 유사한 것이 환자 취급 장비의 우발적인 이동을 방지하기 위해 마련될 수 있음이 이해될 것이다.
각 바퀴는 바람직하게는 제어 가능한 동력이 제공되는 구동부를 가진다. 예컨대, 구동부는 브러쉬리스 모터(brushless motor), 속도 변경 기어박스를 갖는 브러쉬리스 모터, 브러쉬드 DC 모터(brushed DC motor) 또는 여하한 적절한 전기식 또는 전기-기계식 구동부를 포함할 수 있다.
환자 취급 장치를 지시하기 위해 조작자에 의해 적용되는 힘들은 바퀴들(20, 20') 중 하나 또는 둘 다의 회전을 개시시킨다. 포터의 회전 속도 변화는, 보조된 추진을 제공하기 위해 바퀴들(20, 20') 중 하나 또는 둘 다를 제어하는, 제어 시스템에 의해 감지된다. 바람직하게는, 제어 시스템은, 그 내용의 전부가 참조로서 여기에 통합되는 WO 2010/127985 A1에서 설명된 것과 같이, 조작자에 의해 적용된 힘들에 따라 동력이 보조되는 추진을 제공하도록 배치된다. 고정된 방위 바퀴들 또는 비-전방향식 바퀴들의 경우, 제어 시스템은 하나 이상의 구동부들의 동력, 반대 방향들로의 구동부들의 쌍들의 구동(스팟(spot)을 턴 온하는 것을 유발함) 또는 보조된 추진의 방향이 조작자에 의해 적용된 힘들의 방향과 충돌할 때 표면으로부터 구동부의 바퀴(들)의 디-커플링과 같은 다른 구동부 배치들(drive arrangements)을 감소시키도록 배치될 수 있다.
메카넘 바퀴들(20, 20')이 거리(Ad)에 의해 유효 하중(P)로부터 및 거리(Bd)에 의해 뒷 쪽 바퀴들(62b)로부터 종방향으로 떨어져 배치되는 섀시 상의 메카넘 바퀴들(20, 20')의 바람직한 배치(placement)가 도 4에서 도시된다. 이러한 바람직한 배치는 2개의 앞 쪽 바퀴들(62a) 및 2개의 뒷 쪽 바퀴들(62b) 양자를 둘레로 하는(circumferencing) 반경(E)를 갖는 원에 의해 도시된, 2개의 메카넘 바퀴들 사이에 위치되는 중심 지점(centre point)에 대해 돌아갈 때(turning around) 환자 취급 장치에 의해 점유되는 최소한의 달성 가능한 전체 면적을 결과로서 낳는다.
메카넘 바퀴들의 바람직한 배치는, 최적의 배치에 비해 더 크게 돌아가면서 환자 취급 장비에 의해 점유되는 더 큰 영역을 단지 결과로서 낳는, Ad>Bd 또는 Bd>=Ad와 같은 다른 배치들 및 조합들이 또한 좋은 퍼포먼스를 결과로서 낳더라도, 반경들(F)이 그 최소의 가능한 값에 도달할 때 달성된다.
바람직한 실시예에서, 메카넘 바퀴들은 대칭적으로 섀시(1) 중심 평면(C)에 대해 거리(Dd)만큼 이격된다. 거리(Dd)는 바람직하게는 메카넘 바퀴들(20, 20')의 너비(Gd)보다 더 크고, 섀시(60)의 너비보다 더 작거나 더 클 수 있으나, 바람직하게는 Dd는 섀시(60)의 너비와 거의 동등하다.
도 5a는 도 1의 보조된 추진 시스템 또는 도 2의 섀시 내에서의 사용을 위한 메카넘 바퀴들의 바람직한 구성의 도해이다. 도 5b는 본 발명의 실시예들 내에서의 사용에 적합한 메카넘 바퀴의 대안적인 구성을 도해하는 평면도이다.
도 5a는 진행 방향들에 관련하여 한 쌍의 메카넘 바퀴들(20, 20')을 도해한다. 메카넘 바퀴들의 관련하는 위치 결정(positioning)은 스케일(scale)을 위한 것이 아니고 하기에서와 같이 2개의 바퀴들의 방위를 단지 보여주기 위해 선택된 것이다.
메카넘 바퀴들(20, 20')은 표면(바닥)의 접촉 지점으로부터 보여지는 것으로 지시된 진행의 방향과 함께 도해된다. 메카넘 바퀴의 성질은, 평면에서 바퀴 축(A1)에 대한 회전 이동으로의 2가지의 변환을 제외한 - 제외되는 방향들은 메카넘 바퀴에 대한 개별적인 롤러들 각도에 대해 수직인 B1, C1임(the excluded directions being perpendicular B1, C1 to the individual rollers angle with regards to the Mecanum wheel) - 메카넘 바퀴의 모든 방향에서의 이동을 변환하는 것을 가능하게 한다. 도 4의 실시예에서, 제1 메카넘 바퀴(20)의 방위는 제2 메카넘 바퀴(20')에 대해 거울 반전된 방위에 있다(즉, 제1 메카넘 바퀴(20)의 롤러들(20a1, 20a2)은 메카넘 바퀴 중간 평면과 관련하여 45도 각도를 갖고 제2 메카넘 바퀴(20')의 롤러들(20'a1, 20'a2)은 메카넘 바퀴 중간 평면과 관련하여 135도 각도를 가짐). 이러한 구성에서, 메카넘 바퀴들(20, 20') 중 적어도 하나는 이동을 바퀴 축(A1)에 대한 회전으로 변환할 것이다. 한 쌍의 거울 반전된 메카넘 바퀴들이 하나의 메카넘 바퀴가 나머지 메카넘 바퀴에 대해 거울 이미지 위치로 지향되는 롤러들을 가지는 것으로 사용되는 한 45도 및 135도 이외의 각도들은 동일한 효과를 달성할 수 있다.
도 5b는 한 쌍의, 메카넘 바퀴들 중 하나 섀시(60)에 대해 대안적인 방위에 장착되는 것을 나타내는 도 5a의 배치의 대안적인 배치의 일부를 나타낸다. 앞서 설명된 것처럼, 각도(E)는 한 쌍 중 제2 메카넘 바퀴(미도시)가 섀시(60) 중심 축(C)에 대해 주로 대칭으로 배치되는 한 0도-360도 사이의 여하한 값을 가질 수 있다. 바람직하게는 각도(E)는 최적으로 동작하는 배치를 위해 도 5a에 의해 도시된 것처럼 0도 또는 도 5b에 의해 도시된 것처럼 90도 이어야 한다.
도 6은 조작자의 제어 하에 있을 때의 도 2의 섀시의 선택된 측면들을 도해하는 평면도이다. 도 6은 전통적인 4개 대신에 2개의 메카넘 바퀴들을 사용하는 회전 및 구동의 측면들을 도해한다.
섀시(60)가 측방향으로 방향(F5)으로 이동하게 되면, 의도된 방향으로 수동 힘이 조작자(1)에 의해 적용된다. 이러한 수동 힘의 결과로서, 메카넘 바퀴들은 회전하게 되며, 하나의 메카넘 바퀴가 시계 방향(R1)으로 회전하는 반면 나머지 메카넘 바퀴가 반시계 방향(R2)으로 회전하는 결과를 낳는다. 전술된 것처럼, 각 메카넘 바퀴들은 구동부를 갖는다. 각 구동부의 모터의 회전 속도 변화는 감지되어 보조된 추진을 제공하기 위해 메카넘 바퀴(20, 20') 각각의 대응하는 모터에 의한 회전을 트리거하는 제어 시스템으로 보고된다. 일 실시예에서, 제어 시스템은 WO 2010/127985 A1에서 본질적으로 설명된 것이다.
바람직하게는, 각 메카넘 바퀴(20, 20') 각각은 표면을 향하거나 그로부터 멀어지는 것을 제외한 모든 방향들에서 섀시에 커플된다. 결과적으로, 표면을 따르는 이러한 메카넘 바퀴들의 모터에 의한 회전은 섀시(60)로 전송되는 구동력들을 결과로서 낳는다. 이러한 힘들은 F1 및 F3 - 양자 모두 조작자(1)에 의해 의도된 것으로서 시스템을 측방향으로 이동시키는 것을 도움 -으로서 소기의 방향으로 시스템을 이동시키는 것을 돕는 힘들로 분할될 수 있고, 나머지는 시스템을 회전시키는 것을 시도하는 토크 힘(F6)을 결과로서 낳는 힘들(F2 및 F4)이 되며, 이러한 토크 힘(F6)은 그러나 조작자(1)에 의해 섀시(60)의 강성 멤버들 상의 여하한 위치 상에 힘(F7)와 함께 작용하여 상쇄되게(balanced out) 될 것임이 이해될 것이다. F7의 방향 및 크기는 조작자(1)에 의해 선택된 접촉 지점에 의해 변화한다. 조작자는 복수의 접촉 지점들을 사용할 수 있고 따라서 도시된 힘(F7)을 각각 F7보다 더 작은 몇몇의 힘 성분 힘들로 분할할 수 있다. 상술된 반작용 힘(F7)으로, 일반적으로 사용되는 4개 대신에 단지 2개의 메카넘 바퀴들을 활용하여 그 기하학적 배치에 의한 원치 않는 힘들을 상쇄하는 것이 가능해진다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 동작의 측면들의 도해이다.
도 7에 있어서, 섀시가 구동되는 표면의 특성들(바닥 타입, 경도와 같은)이 결정 또는 도출 및 사용될 수 있게 하는 방법의 측면들이 도해된다.
표면의 경도는 구동부가 노출될 때의 구름 저항에 직접적으로 커플된다. 매우 단단한 바닥(Cx)은 매우 부드러운 바닥(Ax)보다 더 낮은 구름 저항을 제공한다. 섀시(60)가 진행하는 표면의 경도 특성들을 결정 또는 도출함으로써, 표면에 의해 제공되는 구름 저항의 변화(예컨대, 바닥 커버(covering) 또는 바닥이 하나의 타입으로부터 다른 하나로 변경되면)는 조작자(1)에 의해 감지될 때 일관된 구동 특성들을 결과로서 낳는 보조된 추진 시스템에 의해 보상될 것이다.
섀시가 매우 부드러운 것(Ax), 중간 것(Bx)으로부터 매우 단단한(Cx) 것에 이르는 몇몇의 상이한 바닥 타입들을 통과하더라도, 조작자에 대한 힘들은 실질적으로 변화하지 않게 되고, 이는 긴장 또는 부상의 줄어든 가능성을 의미한다(제한된 저항을 갖는 표면 상에서 높은 저항의 것으로의 밀기의 이행은 뜻밖의 것일 수 있고 조작자는 전통적으로 수동으로 보상하고 스스로를 부상당하게 해 왔음). 추가적으로, 보조된 추진을 표면 특성들의 변화에 맞게 변경하는 것은 조작자가 과 또는 과소 보상시키는 것을 회피시킨다.
앞서 논의된 것처럼, 메카넘 바퀴(20)는 복수의 원뿔형 롤러들(20a) - 원뿔형 롤러들은 '일반적인' 바퀴와 닮은 원형의 패턴을 형성하는 방식으로 배치됨 -을 갖는다. 메카넘 바퀴는 좋은 설계를 가질 수 있으나, 원뿔형 롤러들(20a)은 원뿔형 롤러들이 허브에 부착되고 메카넘 바퀴 회전 측에서 볼 때 20d를 넘어 각각 겹치는 갭들(20c)을 형성할 것이기 때문에 완전한 원형으로부터 항상 편차들을 갖게 될 것이다. 이러한 불균일부들(요소들)은 메카넘 바퀴가 평평한 바닥과 같은 다른 수평 평면을 진행할 때 메카넘 바퀴가 수직 평면으로 이동되도록 한다 - 요컨대, 필연적으로 '덜컥거리게' 된다. 메카넘 바퀴가 '덜컥거릴' 때마다, 메카넘 바퀴는 수직으로 가속/감속된다.
본 발명의 바람직한 실시예들에서, 불균일한 요소들에 의해 야기되는 메카넘 바퀴(20)의 가속도는 예컨대, MEMS 가속도계, 스트레인 게이지 요소, 광학 센서, 변위 검출기 또는 이와 유사한 것의 형태의, 메카넘 바퀴에 직접적으로 또는 간접적으로 커플된 센서(50)에 의해 모니터된다.
가속도 측정들(또는 가속도 측정들에 대한 데이터)은 메카넘 바퀴(20)의 '덜컥거림'에 의해 야기되는 가속도의 효과를 가시화하고 표면의 경도 특성들을 결정 또는 도출하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드로부터의 동작들을 실행하는 프로세서를 갖는 컨트롤러로 또는 중간 유닛(intermediate unit)으로 통신된다. 상이한 표면 타입들(Ax, Bx, Cx)의 특성들은 가속도의 상이한 측정들/가시화된 효과들(X, Y, Z)에 반영될 것이다. 매우 부드러운 바닥(Ax)은 매우 단단한 바닥(Cx)의 시그니쳐(Z)와 상이한 시그니쳐(X)를 갖는다. 가속도를 모니터하고 메카넘 바퀴로부터 컨트롤러(40)로 신호를 피드(feed)하기 위해 메카넘 바퀴(20, 20')에 직접적으로 또는 간접적으로 커플된 센서(50)를 배치함으로써, 컨트롤러(40)는 표면 특성들을 결정하고 특정한 방향으로의 구동의 크기(표면 저항의 증가 또는 감소를 위해 캐터(cater)에 대한 추진을 증가시킴 또는 감소시킴), 돌아갈 때 적용되는 회전력의 크기(표면 저항의 변화에 대해 다시 수용하도록) 등과 같은 보조된 추진의 측면들을 조절할 수 있다.
바람직하게는, 데이터 저장소(55)는 복수의 표면 타입 시그니쳐들에 대한 데이터를 인코드하고, 각 표면 타입 시그니쳐는 상기 표면 타입 상에서 동작할 때 다방향식 구동부의 가속도에 대한 데이터를 포함한다. 각 표면 타입 시그니쳐는 데이터 저장소 내에서 컨트롤러를 위한 하나 이상의 동작 파라미터들과 연관될 수 있다. 컨트롤러(40)(또는 계산을 수행하고 컨트롤러로 보고하는 어떤 중간 유닛)는 데이터 저장소에 접근하고 표면 타입 시그니쳐들에 따라 센서(50)로부터 수신된 가속도에 대한 데이터를 분류하고 표면 타입 시그니쳐 분류와 연관된 컨트롤러를 위한 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함한다. 컨트롤러에 의해 사용된 하나 이상의 동작 파라미터들은 다방향식 구동부(메카넘 바퀴(20)와 같은, 다만, 다른 구동부 타입들이 사용될 수 있고 표면 특성들의 결정을 위해 상이한 바퀴들로부터의 센서 판독값들이 조합 또는 교차-참조될 수 있음이 이해될 것임)의 동작을 제어하기 위한 것이다.
바람직하게는, 프로세서는 메카넘 바퀴가 표면을 통과할 때 메카넘 바퀴(20)(또는 다른 구동부 타입) 내의 비-균질부들에 의해 야기되는 실질적인 수직의 가속도 성분들을 결정하고 결정된 가속도에 따라 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된다.
컨트롤러는 센서로부터 수신된 데이터에 따라 조작자로부터의 수신된 입력(힘)의 효과를 변경한다. 예컨대, 힘은 특정한 가속도 또는 회전으로 해석될 수 있으나, 이는 센서로부터 수신된 데이터에 기반하여 증가되거나, 감소되거나 혹은 무시될 수도 있다.
가속도계는 적절한 간격(샘플링 주파수)으로 독출된다. 이러한 신호는 주어진 바닥 견고성에 대한 고유한 시그니쳐를 만들어내기 위해(come up with) 다양한 방식들로 처리될 수 있다. 그 가장 간단한 형태에 있어서, 신호는 적절한 동력(power)의 '이동 평균'으로 평균될 수 있다. 결과적인 크기는 그 다음으로 그 자신에 대해 표면 견고성의 인디케이터로서 사용될 수 있다. 이러한 경우 상이한 크기 간격들을 갖는 표가 검출된 크기가 특정 간격 내에 속하면 컨트롤러로 전달되는 대응하는 파라미터들과 함께 저장된다.
필요하다면, 구동 바퀴(들)의 각 속도 또한 모니터될 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 앞서 언급된 표는 컨트롤러로 전달되는 파라미터들의 세트를 결정하기 위해 교차-참조되는, 각 차원(dimension), 속도 간격을 더 포함할 수 있다.
다른 파라미터들이 또한 측정 순간에 모터에 대해 적용되는 동력, 시스템의 부하(환자 무게), 전체 시스템의 상방 또는 하방 경사각(예컨대, 경사로를 올라가는 것) 및/또는 주위 온도와 같은 것으로서 고려될 수 있다.
일 예시에서 크기(A), 동력(B), 부하(C) 및 온도(D)의 파라미터들이 저장된다 주어진 A, B, C 및 D의 분석(resolution)에 대해, 저장될 바닥 특성에 대응하는 파라미터 집합들의 결과적인 수는 A * B * C * D 가 될 것이다. 파라미터 집합은 단일한 파라미터로부터 많은 수의 파라이터들까지의 범위일 수 있다. 파라미터(들)은 컨트롤러로 전달되고, 추진 시스템을 제어하는 알고리즘에 영향을 미친다(예컨대, WO 2010/127985 A1에서 다루어진 것과 같음). 예컨대, 파라미터들은 더 높은 시동 토크 보조 또는 감속에 대한 더 큰 민감성을 야기할 수 있다.
메카넘 바퀴들의 특징들은 스스로를 바닥의 특성들을 결정하는 것에 조력하는 것이지만, 도 7의 방법은 다른 비-메카넘 구동부들이 사용되는 다른 배치들에 의해 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 이러한 예시들은 도 8 내지 10을 참조하여 하기에서 설명된다.
도 8 내지 10은 본 발명의 대안적인 실시예들의 선택된 특징들의 도해들이다.
도 8을 참조하여, 앞서 설명된 메카넘 바퀴에 대해 대안적인 구동부가 도시된다. 도 1 내지 7의 실시예들과 관련하여 설명된 임의의 또는 모든 메카넘 바퀴들에 대해 이러한 구동부가 대체될 수 있음이 이해될 것이다. 구동부는 복수의 바퀴들(103, 104, 105) - 각각이 자신들의 축(A)에 대해 자유롭게 회전하는 복수의 롤러들(102)로 구성되고, 각 지지 바퀴(103, 104, 105)는 자신들의 축(B2, C2, D2)에 대해 회전 가능함 -에 의해 지지되는 실질적으로 구체의 형상인 바퀴(100)를 포함한다. 바람직하게는 적어도 3개의 지지 바퀴들(103, 104, 105)이 존재한다. 복수의 지지 바퀴들(103, 104, 105)은 구체의 상부 반구체 주위에서 바람직하게는 균일하게 종방향으로 분산된다. 구체(100)가 표면을 따라 여하한 주어진 방향으로 진행할 때, 이동은 축(B2, C2 또는 D2) 각각에 대한 지지 바퀴들(103, 104, 105) 중 적어도 2개의 회전 이동으로 변환한다.
지지 바퀴들 중 적어도 하나는 회전 속도 변화에 대해 모니터된다. 바람직하게는, 지지 바퀴들 중 적어도 하나는 구동부를 포함(contain)하거나, 예컨대, 브러쉬리스 모터, 속도 변경 기어박스를 갖는 브러쉬리스 모터, 브러쉬드 DC 모터 또는 여하한 적절한 전기식 또는 전기기계식 구동 수단의 형태로 구동부에 링크된다. 구동부의 회전 속도 변화는 수동의 동작에 의한 바퀴의 이동을 통신하고 보조된 추진을 개시하기 위해(지지 바퀴들에 동력 공급 및 이로 인해 구체의 형상인 바퀴(100)에 동력을 공급하는 것에 의해) 바람직하게는 증폭되어 컨트롤러로 통신된다. 결과적으로, 전술된 메카넘 바퀴들을 사용하는 시스템과 비교해 유사한 제어 및 퍼포먼스가 달성될 수 있다.
다방향식 구동부의 다른 변형들이 부수된 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 고찰(envisage)될 수 있다. 구조 내에서, 여하한 수 및 위치의 단방향식, 다방향식 또는 전방향식 구동부들이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 바람직한 실시예들에서, 구동부들은 방위가 고정되고(즉, 구동부들은 방위 또는 방향이 변경되지 않음) 하나 이상의 방향들에서 보조된 추진을 제공함으로써 표면 상에서 섀시의 회전, 변환, 이동 또는 제동을 야기할 수 있다.
도 9는 수직의 가속도를 결정하기 위한 대안적인 실시예를 도해한다. 메카넘 바퀴의 '덜컥거림'에 의지하는 대신에, 불균일한 외측 형상을 갖는 바퀴 혹은 구체 또는 다른 요소의 형태의 요소(120)가 표면(S)에 대해 메카넘 바퀴(또는 다른 구동부)와 함께 진행하도록 위치될 수 있다. 센서(50)는 요소(120)에 직접적으로 또는 간접적으로 커플되거나 또는 그렇지 않으면 요소(120)를 직접적으로 또는 간접적으로 모니터하도록 배치된다. 센서는 MEMS 가속도계, 스트레인 게이지 요소, 광학 센서, 변위 검출기 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 센서(50)는 앞서 설명된 실시예들과 유사한 방식으로 동작하고, 요소가 표면(S)에 대해 진행하고 컨트롤러(보조된 추진을 제어하는 것에 대한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하는 프로세서 또는 마이크로프로세서의 형태일 수 있음)로 출력 신호를 피드할 때, 요소(120)의 가속도를 모니터한다.
도 10에서 도시된 것처럼, 요소(120)의 불균일한 외측 형상은 앞서 설명된 것과 동일한 경도 발견 특성들 및 이점들을 결과로서 낳는 타이어(121) 또는 프리휠을 사용하는 바퀴 또는 구동 바퀴의 타이어 패턴의 형태일 수 있다
요소가 메카넘 또는 요소가 추적하는 다른 구동부에 의해 제공되는 구동과 동일한 방향으로 회전할 수 있기 위해 요소는 자유롭게 회전 가능한 캐스터 바퀴의 형태일 수 있다.
도 11은 본 발명의 대안적인 실시예들의 선택된 특징들을 도해하는 평면도이다.
구동부는 상기 특정한 실시예들에서 메카넘 바퀴로서 도해되었으나, 동일한 섀시는 전방향식 특성들이 없는 한 쌍의 추진되는 평범한 바퀴들과 같은 다른 배치들에 의해 추진될 수 있다. 2개의 추진되는 평범한 바퀴들은 섀시를 추진하기 위해 앞서 설명된 다방향식 구동부들에 비해 더 적은 자유각들을 가질 것이지만 조작자에 대해 유용한 보조를 제공할 수 있다.
대략적으로 동일한 속도 및 방향에서 구동될 때, 2개의 추진 바퀴들(20b)은 경로(D1)에 의해 도해된 것과 같이 전방/후방의 방향으로 우세하게 섀시(60)를 추진할 수 있고, 전방은 섀시(60)의 앞 쪽 바퀴(62a) 쪽으로서 참조되고, 또는 대략적으로 동일한 속도 및 서로에 대해 반대의 방향에서 구동될 때, 2개의 추진 바퀴들(20b)은 경로(D2)에 의해 도해된 것과 같이 2개의 추진 바퀴들(20b) 간의 가상의 지점에 대해 섀시를 회전시키고, 혹은 동일한 방향에서 상이한 속도들로 구동될 때, 2개의 추진 바퀴들(20b)은 경로(D3)에 의해 도해된 것과 같이 아치를 닮은 경로로 섀시를 추진한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 대안적인 실시예들의 선택된 특징들의 도해들이다.
도 12a에서 도시된 것처럼, 추진 바퀴(20b)는 경로(D1)에 의해 도해된 것과 같이 전방/후방의 방향으로 우세하게 섀시(60)를 추진할 수 있고, 전방은 섀시(60)의 앞 쪽 바퀴(62a) 쪽으로서 참조된다.
단일한 평범한 바퀴(20b)가 바퀴를 회전시켜 섀시(60)에 대한 추진을 추가할 수 없다고 하더라도, 사용자(1)는 표면과의 추진 바퀴들(20a) 접촉 지점(C)으로부터, 사용자(10)가 섀시에 대한 진행의 방향을 변경하고자 할 때 그것이 섀시에 대한 앵커 지점으로서 작용하므로, 이익을 얻을 것이다. 스위블링(swivelling) 로드 베어링 캐스터 바퀴들(62a, 62b)의 각각으로부터의 4개의 모호하게 정의된 접촉 지점들 대신에 사용자(1)는 하나의 웰(well)을 제공 받게 될 것이다
앞서 특정한 실시예들에서 구동부가 수동 입력 하에서 자유롭게 굴러갈 수 있고 자유-휠링을 야기하는 수동의 입력 힘의 검출에 따라 선택적인 보조된 추진을 제공할 수 있는 메카넘 바퀴로서 도해되었으나, 이는 사용될 수 있는 다수의 상이한 제어 배치들 중 하나인 것으로 이해될 것이다. 예컨대, 더 전통적인 제어 배치가 사용될 수 있다(예컨대, 제어 입력이, 그렇지 않으면(otherwise) 정적이게(static) 되는 구동부를 통해 구동력을 적용하는 콘솔(console), 사용자 인터페이스, 컨트롤러 또는 이와 유사한 것에서 적용될 수 있음). 정의된 접촉 지점(C)은 평범한 바퀴(20b)의 다방향성 특성들의 부족을 보상하여 섀시(60)의 조종 가능성을 향상시킨다.
도 12b를 참조하여, 시스템의 유효 하중(P)가 추진 바퀴(20b)로부터 디커플되어 도시된다. 유효 하중은, 바람직하게는 강성 섀시(60)에 의해, 캐스터 바퀴들과 같은, 부하 베어링 바퀴들(62)로 분산된다. 추진 바퀴(20b)는 바람직하게는 수직으로(즉, 실직적으로 표면에 대해 수직인) 우세하게 이동 가능한 탄성있는 스프링 구조의 링크(31)를 포함하는 장착부(30)에 의해 섀시(60)에 커플된다. 링크(31)는 수평의 참조 평면인 표면과, 실질적으로 수직 방향에 대한 것을 제외한 모든 방향들로 추진 바퀴(20b)에게 실질적으로 강성 지지를 제공하는 스윙 또는 힌지 암(32)(또는 수직의 슬라이딩 가이드(들) 또는 채널(들))을 포함할 수 있다. 탄성있는 스프링 구조의 링크(31)는 추진 바퀴가 섀시(60)를 추진하도록 하기 위해 추진 바퀴(20b)의 힘(F1)을 표면 쪽으로 적용한다.
도 12c를 참조하여, 섀시가 모든 가능한 방향들에서 표면을 따라 조종 가능하도록 하기 위해, 추진 바퀴(20b)는 힘(F1) 보다 더 큰 크기의 제2 힘(F2)을 적용함으로써 표면으로부터 디커플될 수 있다.
스프링 구조의 링크 또는 유사한 구성요소를 통해 구동 부분에 적용되는 힘은 검출된 표면 특성들에 따라 제어 가능할 수 있음이 이해될 것이다. 예컨대, 스키딩(skidding)의 검출은 스프링 링크를 통해 적용되는 힘의 증가에 의해 보상될 수 있고, 구동부의 조정의 문턱을 넘어가는 변위의 검출은 잠재적인 덜컥거리는 승차로서 해석될 수 있고 속도 및/또는 스프링 구조의 링크를 통해 적용되는 힘은 유효 하중에 대한 안정을 증가시키도록 감소될 수 있다.
앞서 논의된 것과 같은 본 발명의 특정한 실시예들은 컴퓨터 프로세서를 갖는 컴퓨터 시스템 상에서의 실행을 가능하게 하기 위한 제어 로직을 포함하는 펌웨어 내에서 및/또는 컴퓨터 사용 가능한 매체 상에서 상주하는 코드(예컨대, 소프트웨어 알고리즘 또는 프로그램)로서 통합될 수 있다. 이러한 컴퓨터 시스템은 전형적으로 그 실행에 따라 프로세서를 구성하는 코드의 실행으로부터의 출력을 제공하도록 구성되는 메모리 스토리지를 포함한다. 코드는 펌웨어 또는 소프트웨어로서 배치될 수 있고 이산 코드 모듈들, 함수 호출들, 프로시져 호출들 또는 객체-지향 프로그래밍 환경 내의 객체들과 같은 모듈들의 세트로서 조직될 수 있다. 모듈들을 사용하여 구현되면, 코드는 단일한 모듈 또는 서로 협력하여 동작하는 복수의 모듈들을 포함할 수 있다.
본 발명인 선택적인 실시예들은, 개별적이거나 집합적으로, 부분들, 요소들 또는 특징들의 2 이상의 임의의 또는 모든 조합들 내에서, 여기에서 참조되거나 지시되는 부분들, 요소들 및 특징들을 포함하는 것으로서 이해될 수 있고, 여기에서 언급되는 특정한 완전물(integer)들은 본 발명이 관련된 기술 분야 내에서의 알려진 균등물들을 가지고, 이러한 알려진 균등물들은 마치 개별적으로 제시된 것처럼 여기에 통합되는 것으로 간주된다.
본 발명의 도해된 실시예들이 설명되었으나, 아래의 청구항들 및 그 균등물들에서의 기재들에 의해 정의되는 본 발명으로부터 벗어나지 않는 다양한 변경들, 대체물들 및 대안들이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.
항들:
항 1. 표면을 따라 유효 하중을 운반하는 섀시에 있어서,
상기 표면 상에 상기 섀시를 지지하기 위해 상기 섀시에 대해 배치된 복수의 바퀴들;
다방향들 중 어느 하나 이상에서 상기 표면을 따라 상기 섀시에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치되는 다방향식 구동부를 포함하고,
상기 다방향식 구동부의 구동 부분은 탄성있는 스프링 구조의 링크를 갖는 장착부를 통해 상기 섀시에 연결되고, 적어도 상기 다방향식 구동부의 상기 구동 부분은 고정된 방위을 갖고 상기 표면을 향한 방향으로 상기 섀시 및 상기 복수의 바퀴들에 독립적으로 이동 가능하고, 상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 상기 보조된 추진의 제공 동안 적어도 상기 다방향식 구동부의 상기 구동 부분을 상기 표면으로 지시하도록 배치되는, 섀시.
항 2. 제1항에 있어서,
상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는 컨트롤러; 및
상기 다방향식 구동부의 적어도 일부의 가속도를 모니터하고 상기 컨트롤러로 상기 가속도에 대한 데이터를 통신하도록 배치되는 센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따라 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 섀시.
항 3. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 가속도에 대한 데이터에 따라 상기 표면의 하나 이상의 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 표면의 상기 특성들에 따라 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 섀시.
항 4. 제3항에 있어서, 복수의 표면 타입 시그니쳐들을 인코드하는 데이터 저장소를 더 포함하고, 각 표면 타입 시그니쳐는 상기 표면 타입 상에서 동작할 때 다방향식 구동부의 가속도에 대한 데이터를 포함하는, 섀시.
항 5. 제4항에 있어서, 각 표면 타입 시그니쳐는 상기 데이터 저장소 내에서 상기 컨트롤러를 위한 하나 이상의 동작 파라미터들과 연관되고, 상기 프로세서는 상기 데이터 저장소에 접근하고 상기 표면 타입 시그니쳐들에 따라 상기 센서로부터 수신된 상기 가속도에 대한 데이터를 분류하고 상기 표면 타입 시그니쳐 분류와 연관된 상기 컨트롤러를 위한 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하기 위해 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 상기 컨트롤러로 통신하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 섀시.
항 6. 제3항, 제4항, 또는 제5항에 있어서, 상기 구동 부분은 상기 구동 부분이 상기 섀시를 상기 표면을 따라 추진시킬 때 상기 표면을 가로질러 이동하고 상기 표면의 경도 특성들에 따라 상기 다방향식 구동부의 상기 가속도의 변화를 야기하는 요소를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 요소에 의해 야기되는 가속도를 결정하고 상기 요소에 의해 야기된 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 섀시.
항 7. 제6항에 있어서, 상기 요소는 상기 구동 부분이 상기 표면을 따라 상기 섀시를 추진시킬 때 상기 표면을 통과하는 비-균질부(non-unuformity)를 포함하는, 섀시.
항 8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 구동 부분은 복수의 상기 요소들을 포함하는, 섀시.
항 9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 가속도계, MEMS 가속도계, 스트레인 게이지 요소, 광학 센서, 전기식 센서, 다방향식 구동부에 동력을 공급하는 모터를 모니터하는 시스템, 및 변위 검출기 중 하나 이상을 포함하는, 섀시.
항 10. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 섀시의 조작자로부터 제어 입력을 수신하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따라 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 섀시.
항 11. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제어 입력으로부터 상기 다방향식 구동부의 구동 방향에 대한 변화를 결정하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따른 상기 변화의 크기를 결정하도록 배치되는, 섀시.
항 12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제어 입력으로부터 상기 다방향식 구동부의 속도 및/또는 가속도에 대한 변화를 결정하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따른 상기 변화의 크기를 결정하도록 배치되는, 섀시.
항 13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 상기 다방향식 구동부들을 포함하고, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들은 상기 표면에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에서 서로에 대해 이격되어 있고 서로에 대해 독립적인, 섀시.
항 14. 제13항에 있어서, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들은 상기 섀시의 종방향의 축으로부터 실질적으로 등거리로 이격되는, 섀시.
항 15. 제14항에 있어서, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들의 각각은 실질적으로 상기 섀시의 경계(perimeter)에 위치되는, 섀시.
항 16. 제13항, 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들은 상기 섀시의 중심 지점으로부터 실질적으로 등거리로 이격되는, 섀시.
항 17. 제13항, 제14항, 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들은 상기 유효 하중의 기대 무게 중심으로부터 실질적으로 등거리로 이격되는, 섀시.
항 18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들은 상기 섀시의 상기 종방향의 축에 대해 실질적으로 대칭으로 위치되는, 섀시.
항 19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 또는 각 다방향식 구동부는 전방향식 구동부를 포함하는, 섀시.
항 20. 제19항에 있어서, 상기 또는 각 다방향식 구동부는 메카넘 바퀴를 포함하는, 섀시.
항 21. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 각 다방향식 구동부는 상기 섀시의 종방향의 축에 대해 평행하지 않은 회전 중간 평면(midplane of rotation)을 갖는 메카넘 바퀴를 포함하는, 섀시.
항 22. 제21항에 있어서, 상기 다방향식 구동부들 중 하나는 상기 섀시의 종방향의 축에 대해 45 o 에서 회전 중간 평면을 갖는 메카넘 바퀴를 포함하고 상기 다방향식 구동부들 중 나머지 하나는 상기 섀시의 종방향의 축에 대해 135 o 에서 회전 중간 평면을 갖는 메카넘 바퀴를 포함하는, 섀시.
항 23. 제19항에 있어서, 상기 또는 각 전방향식 구동부는:
실질적으로 제1 반구체에서의 지점에서 상기 표면과 접촉하도록 배치되는 실질적으로 구형인 바퀴; 및
상기 제1 반구체에 대해 반대 측의 제2 반구체에 대해 배치되고 상기 구형인 바퀴에 접촉하고 상기 구형인 바퀴와 회전하도록 배치되는 3개 이상의 회전 가능한 요소들을 포함하는, 섀시.
항 24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장착부는 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 것을 제외한 모든 방향들에서 상기 구동 부분으로부터 상기 섀시로 힘들을 전달하도록 배치되고, 상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 상기 구동 부분으로부터의 힘들에 대해 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 상기 방향으로 댐핑 효과를 적용하도록 배치되는, 섀시.
항 25. 제24항에 있어서, 상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 가스 스프링, 압축 스프링, 인장 스프링, 능동적으로 제어되는 압력 압축 공기 실린더 중 하나 이상을 포함하는, 섀시.
항 26. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 섀시를 통합하는, 환자 취급 장비.
항 27. 제26항에 있어서, 바퀴 달린 침대, 트롤리, 이동식 슬링 리프트, 호이스트, 유동 프레임, 싯-투-스탠드 디바이스 또는 위생 의자 중 선택된 하나를 포함하는, 환자 취급 장비.
항 28. 표면을 따라 이동 가능한 바퀴 달린 섀시를 위한 보조된 추진 시스템에 있어서, 상기 보조된 추진 시스템은:
상기 섀시에 장착부를 통해 커플 가능하고 상기 표면을 따라 다방향들 중 어느 하나 이상으로 상기 섀시에 대한 보조된 추진을 제공하도록 배치되는 다방향식 구동부,
상기 장착부는 상기 표면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 상기 섀시로부터 적어도 상기 다방향식 구동부의 구동 부분을 디커플하고 상기 보조된 추진의 제공 동안 적어도 상기 다방향식 구동부의 상기 구동 부분을 상기 표면으로 지시하기 위해 탄성 스프링력을 적용하도록 배치되는, 보조된 추진 시스템.
항 29. 제28항에 있어서, 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는 컨트롤러; 및 상기 다방향식 구동부의 적어도 일부의 가속도를 모니터하고 상기 컨트롤러로 상기 가속도에 대한 데이터를 통신하도록 배치되는 센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따라 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 보조된 추진 시스템.
항 30. 제29항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 가속도에 대한 데이터에 따라 상기 표면의 하나 이상의 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 표면의 상기 특성들에 따라 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 보조된 추진 시스템.
항 31. 제30항에 있어서, 복수의 표면 타입 시그니쳐들을 인코드하는 데이터 저장소를 더 포함하고, 각 표면 타입 시그니쳐는 상기 표면 타입 상에서 동작할 때 다방향식 구동부의 가속도에 대한 데이터를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 32. 제32항에 있어서, 각 표면 타입 시그니쳐는 상기 데이터 저장소 내에서 상기 컨트롤러를 위한 하나 이상의 동작 파라미터들과 연관되고, 상기 프로세서는 상기 데이터 저장소에 접근하고 상기 표면 타입 시그니쳐들에 따라 상기 센서로부터 수신된 상기 가속도에 대한 데이터를 분류하고 상기 표면 타입 시그니쳐 분류와 연관된 상기 컨트롤러를 위한 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하기 위해 상기 하나 이상의 동작 파라미터들을 상기 컨트롤러로 통신하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 보조된 추진 시스템.
항 33. 제30항, 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 구동 부분은 상기 구동 부분이 상기 섀시를 상기 표면을 따라 추진시킬 때 상기 표면을 가로질러 이동하고 상기 표면의 경도 특성들에 따라 상기 다방향식 구동부의 상기 가속도의 변화를 야기하는 요소를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 요소에 의해 야기되는 가속도를 결정하고 상기 요소에 의해 야기된 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 보조된 추진 시스템.
항 34. 제33항에 있어서, 상기 요소는 상기 구동 부분이 상기 표면을 따라 상기 섀시를 추진시킬 때 상기 표면을 통과하는 비-균질부를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 복수의 상기 요소들을 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 36. 제29항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 가속도계, MEMS 가속도계, 스트레인 게이지 요소, 광학 센서, 전기식 센서, 다방향식 구동부에 동력을 공급하는 모터를 모니터하는 시스템, 및 변위 검출기 중 하나 이상을 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 37. 제29항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 섀시의 조작자로부터 제어 입력을 수신하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따라 상기 다방향식 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 보조된 추진 시스템.
항 38. 제37항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제어 입력으로부터 상기 다방향식 구동부의 구동 방향에 대한 변화를 결정하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따른 상기 변화의 크기를 결정하도록 배치되는, 보조된 추진 시스템.
항 39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제어 입력으로부터 상기 다방향식 구동부의 속도 및/또는 가속도에 대한 변화를 결정하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 센서로부터 수신된 데이터에 따른 상기 변화의 크기를 결정하도록 배치되는, 보조된 추진 시스템.
항 40. 제28항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시에 상기 장착부를 통해 커플 가능한 한 쌍의 상기 다방향식 구동부들을 포함하고, 상기 한 쌍의 상기 다방향식 구동부들의 각각의 상기 구동 부분은 상기 표면에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에서 서로에 대해 이격되어 있고 독립적으로 동작 가능하고 상기 표면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 상기 섀시로부터 독립적으로 디커플되는, 보조된 추진 시스템.
항 41. 제40항에 있어서, 상기 한 쌍의 다방향식 구동부들은 상기 보조된 추진 시스템의 중심 축에 대해 실질적으로 대칭으로 위치되는, 보조된 추진 시스템.
항 42. 제28항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 또는 각 다방향식 구동부는 전방향식 구동부를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 43. 제42항에 있어서, 상기 또는 각 다방향식 구동부는 메카넘 바퀴를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 44. 제40항 또는 제41항에 있어서, 각 다방향식 구동부는 상기 보조된 추진 시스템의 중심 축에 대해 평행하지 않은 회전 중간 평면을 갖는 메카넘 바퀴를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 45. 제44항에 있어서, 상기 다방향식 구동부들 중 하나는 상기 중심 축에 대해 45 o 에서 회전 중간 평면을 갖는 메카넘 바퀴를 포함하고 상기 다방향식 구동부들 중 나머지 하나는 상기 중심 축에 대해 135 o 에서 회전 중간 평면을 갖는 메카넘 바퀴를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 46. 제42항에 있어서, 상기 또는 각 전방향식 구동부는:
실질적으로 제1 반구체에서의 지점에서 상기 표면과 접촉하도록 배치되는 실질적으로 구형인 바퀴; 및
상기 제1 반구체에 대해 반대 측의 제2 반구체에 대해 배치되고 상기 구형인 바퀴에 접촉하고 상기 구형인 바퀴와 회전하도록 배치되는 3개 이상의 회전 가능한 요소들을 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 47. 제28항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 부분은 상기 표면을 향하거나 그로부터 멀어지는 것을 제외한 모든 방향들에서 상기 구동 부분으로부터 상기 장착부로 힘들을 전달하기 위해 상기 장착부에 실질적으로 고정되도록 연결되고 이로 인해 상기 디커플링은 실질적으로 힘들을 흡수하기 위해 상기 탄성 스프링력 하에서 상기 구동 부분을 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 방향들로 이동시키도록 구성되는, 보조된 추진 시스템.
항 48. 제47항에 있어서, 상기 장착부는 상기 탄성 스프링력을 제공하기 위한 탄성있는 스프링 구조의 링크를 포함하고, 상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 가스 스프링, 압축 스프링, 인장 스프링, 능동적으로 제어되는 압력 압축 공기 실린더 중 하나 이상을 포함하는, 보조된 추진 시스템.
항 49. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 부분과 상기 표면을 가로질러 이동하는 요소를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 요소의 가속도 특성들을 결정하고 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 보조된 추진 시스템.
항 50. 제49항에 있어서, 상기 요소는 상기 요소가 상기 표면을 가로질러 이동할 때 상기 표면을 통과하는 비-균질부를 포함하는, 보조된 추진 시스템.
다른 실시예들은 여기에서의 교시들 및 하기의 청구항들에 대해 관심(regard)을 갖는 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (41)

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  8. 표면을 따라 유효 하중(payload)을 운반하는 섀시에 있어서,
    상기 표면 상에 상기 섀시를 지지하기 위해 상기 섀시에 대해 배치된 복수의 바퀴들;
    상기 표면을 따라 상기 섀시에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치되는 구동부;
    상기 구동부의 동작을 모니터하도록 배치되는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 구동부의 작동에 대해 상기 센서로부터의 데이터로부터 상기 표면의 하나 이상의 특성들을 결정하고 상기 결정된 하나 이상의 특성들에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 상기 구동부의 회전 속도를 모니터하고,
    상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 센서로부터 수신되는 회전 속도 데이터 변화에 기반하여 상기 구동부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 섀시.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동부는 구동 부분을 포함하고,
    적어도 상기 구동부의 상기 구동 부분은 탄성있는 스프링 구조의 링크(resiliently sprung link)를 갖는 장착부(mount)를 통해 상기 섀시에 연결되고,
    적어도 상기 구동부의 상기 구동 부분은 고정된 방위(orientation)을 갖고 상기 표면을 향하는 방향으로 상기 섀시 및 상기 복수의 바퀴들에 독립적으로 이동 가능하고,
    상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 상기 보조된 추진의 제공 동안 적어도 상기 구동부의 상기 구동 부분을 상기 표면으로 지시하도록 배치되는, 섀시.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 구동 부분이 상기 섀시를 상기 표면을 따라 추진시킬 때 상기 표면을 가로질러(across) 이동하고, 상기 표면의 경도 특성들에 따라 상기 구동부의 가속도의 변화를 야기하는 요소를 포함하고
    상기 센서는 상기 요소의 동작을 모니터하도록 배치되고,
    상기 컨트롤러의 프로세서는 상기 요소에 의해 야기되는 가속도를 결정하고 상기 요소에 의해 야기된 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 섀시.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 구동 부분에 대해 분리되고 상기 구동 부분이 상기 표면을 따라 상기 섀시를 추진시킬 때 상기 표면을 가로질러 이동하는 요소를 포함하고,
    상기 요소는 상기 표면의 경도 특성들에 따른 변화를 견디고(undergoing),
    상기 센서는 상기 요소의 동작을 모니터하도록 배치되고,
    상기 컨트롤러의 프로세서는 상기 요소에 의해 야기되는 가속도를 결정하고, 상기 요소의 상기 결정된 가속도에 따라 상기 표면의 경도 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 더 구성되는, 섀시.
  12. 삭제
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  17. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는 가속도계, MEMS 가속도계, 스트레인 게이지(strain gauge element) 요소, 광학 센서, 전기식 센서, 다방향식(multi-directional) 구동부에 동력을 공급하는 모터를 모니터하는 시스템, 및 변위 검출기(displacement detector) 중 하나 이상을 포함하는, 섀시.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 섀시의 조작자로부터 제어 입력을 수신하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 적어도 하나의 센서로부터 수신된 데이터에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하도록 배치되는, 섀시.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제어 입력으로부터 상기 구동부의 속도와 가속도 중 어느 하나 또는 전부에 대한 변화를 결정하도록 배치되고 상기 제어 입력 및 상기 적어도 하나의 센서로부터 수신된 데이터에 따른 상기 변화의 크기를 결정하도록 배치되는, 섀시.
  20. 제8항에 있어서,
    한 쌍의 상기 구동부를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 구동부는 상기 표면에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에서 서로에 대해 이격되어 있고 서로에 대해 독립적인, 섀시
  21. 제9항에 있어서,
    상기 장착부는 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 것을 제외한 모든 방향들에서 상기 구동 부분으로부터 상기 섀시로 힘들을 전달하도록 배치되고,
    상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 상기 구동 부분으로부터의 힘들에 대해 상기 표면을 실질적으로 향하거나 그로부터 멀어지는 상기 방향으로 댐핑 효과(damping effect)를 적용하도록 배치되는, 섀시.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 탄성있는 스프링 구조의 링크는 가스 스프링, 압축 스프링, 인장 스프링, 능동적으로 제어되는 압력 압축 공기 실린더(actively controlled pressure compressed air cylinder) 중 하나 이상을 포함하는, 섀시.
  23. 제8항에 기재된 섀시와, 보조된 추진 시스템의 적어도 일부분을 형성하고 상기 구동부를 상기 섀시에 결합하기 위한 장착부를 통합한 환자 취급 장비로서,
    상기 장착부는,
    적어도 상기 구동부의 구동 부분을 표면에 직교하는 방향으로 상기 섀시로부터 분리하고,
    상기 보조된 추진의 제공 동안 상기 표면에 적어도 상기 구동부의 구동 부분을 향하여 탄성력을 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환자 취급 장비.
  24. 삭제
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  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 표면을 따라 유효 하중(payload)을 운반하는 섀시에 있어서,
    상기 표면 상에 상기 섀시를 지지하기 위해 상기 섀시에 대해 배치된 복수의 바퀴들;
    장착부를 통하여 상기 섀시에 결합 가능하고, 상기 표면을 따라 상기 섀시에 대해 적어도 보조된 추진을 제공하도록 배치되는 구동부;
    상기 구동부의 동작을 제어하도록 제공되는 컨트롤러;
    상기 구동부의 동작을 모니터하여, 상기 동작에 관한 데이터를 상기 컨트롤러로 송신하도록 배치되는 센서를 포함하고,
    상기 센서는,
    상기 구동부의 회전 속도, 상기 섀시에 의하여 지지되는 하중, 및 상기 섀시의 상방 또는 하방 경사각 중 적어도 하나를 모니터하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센서로부터 수신되는 회전 속도 데이터 변화에 기반하여 상기 구동부의 작동을 제어하며,
    상기 장착부는,
    적어도 상기 구동부의 구동 부분을 표면에 직교하는 방향으로 상기 섀시로부터 분리하고,
    상기 보조된 추진의 제공 동안 상기 표면에 적어도 상기 구동부의 구동 부분을 향하여 탄성력을 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 섀시.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 구동부의 적어도 일부분의 가속을 모니터하고,
    상기 컨트롤러로 상기 가속에 관한 데이터를 송신하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센서로부터 수신되는 데이터에 기반하여 상기 구동부의 작동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 섀시.
  41. 제9항에 있어서,
    상기 표면의 하나 이상의 특성들은 상방 또는 하방 경사각인 것을 특징으로 하는 섀시.
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