KR102523201B1 - 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠 - Google Patents

가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 있어서, 주 바퀴(11); 상기 주 바퀴(11)와 연결된 동력전달 기어(13); 상기 주 바퀴(12)의 축과 연결된 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44); 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)의 이동을 시키는 제1,2 액츄에이터(32,34); 상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며, 계단 또는 단차(單差) 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 합쳐지는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠을 제안한다.

Description

가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠{Electric Wheel using Variable Track Wheel}
본 발명은 계단 또는 단차(單差) 이동할 수 있는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 관한 것이다. 무엇보다 평지에서는 일반적인 바퀴를 이용하며, 계단 또는 단차(單差)가 있는 곳에서는 궤도바퀴를 이용하도록 가변 궤도형 전동휠에 관한 것이다.
최근 고령화로 인하여 노약자가 많아지고 있으며, 특히 장애인 및 노약자의 이동수단에서는 전동휠체어가 매우 중요한 다리가 되고 있다. 하지만, 전동휠(전동휠체어, 전동스쿠터 등)의 가장 큰 문제점은 바로 단지 5 cm의 단차(單差)에서도 이동하기가 어려우며, 계단을 만나는 경우 이동에 있어서 크게 문제가 되고 있다.
한국소비자조사원에 따르며, 전동휠의 이용자 중에서 35.5%가 단차(單差)로 인한 사고경험이 있으며, 사고유형에서 단차(單差)에 걸림으로 인한 전복사고가 41.2%로 가장 높에 나타나고 있는 것이 현실이다. 하지만, 현재 대부분의 도로 옆에 위치한 인도에서는 불법주차, 불법광고판 및 불법으로 물건적체 등의 이유로 전동휠을 이용하는 장애인과 노약자들이 전동휠을 이용하고 주행하는 것에 있어서 매우 어렵다. 관련된 선행문헌으로 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0010652호, 공개일 2017. 02. 01.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 계단 주행이 가능한 휠체어를 제안하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 메인프레임, 한 쌍의 바퀴, 보조프레임, 바퀴와 체인으로 연동되는 클러스터 유닛 및 바퀴를 지면에 대해 상승 또는 하강되도록 체인을 구동시키는 구동 유닛을 포함하는 계단 주행이 가능한 휠체어를 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-2196729호, 공고일 2020. 12. 31.(이하 [특허문헌2]라함)에서는 계단식 전동휠체어를 제안하였다. 상기 [특허문헌2]에서는 바퀴 구동장치, 계단식 전동휠체어 조작장치, 구동기어, 제1,2 피동기어, 바퀴와 클러치로 분리 결합되는 기어, 경사 주행 시에는 바퀴와 기어를 연결하는 클러치가 분리되게 하고, 궤도형 바퀴와 기어를 연결하는 클러치가 결합되게 한 것을 특징으로 하는 계단식 전동휠체어를 공개하였다.
하지만, 상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌2]에서는 가변 궤도바퀴를 이용하고 있으나, 궤도바퀴의 동작이 효율적이고 안정적이지 못하다는 한계를 가지고 있다.
특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0010652호,공개일 2017.02.01. 특허문헌2: 대한민국 등록특허공보 제10-2196729호,공고일 2020.12.31.
본 발명은 단순하게 궤도바퀴(12)와 주 바퀴(11)를 이용하는 것이 아니라 간단한 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며, 가변 궤도바퀴(12)를 상승시키며, 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 붙어짐을 통하여 가변 궤도바퀴(12)를 하강시키는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 이를 통하여 보다 용이하게 궤도바퀴(12)와 주 바퀴(11)의 변경을 용이하게 하는 구조가 가장 큰 기술적 특징이며, 이를 위하여 복수의 보조바퀴(21 내지 28)를 가지는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠을 제안한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠은, 주 바퀴(11); 상기 주 바퀴(11)와 연결된 동력전달 기어(13); 상기 주 바퀴(12)의 축과 연결된 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44); 및 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)의 이동을 시키는 제1,2 액츄에이터(32,34); 을 포함하며, 상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며, 계단 또는 단차(單差) 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 합쳐지는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠은, 주 바퀴(11); 상기 주 바퀴(11)와 연결된 동력전달 기어(13); 상기 주 바퀴(12)의 축과 연결된 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44); 및 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)의 이동을 시키는 제1,2 액츄에이터(32,34); 을 포함하며, 상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며; 상기 궤도바퀴를 상승시키고, 상기 주 바퀴(11)가 상기 궤도바퀴(12)보다 아래로 위치하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양에서 하나의 형상으로 모아지는 경우, 상기 궤도바퀴(12)의 제1,2 보조바퀴(21,22)와 제3,4 보조바퀴(23,24)는 같은 위치에 정렬되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1,2 액츄에이터(32,34)가 수축 동작하는 경우, 상기 궤도바퀴(12)는 동력전달 기어(13)와 접속하지 않으며 상기 주 바퀴(11)만 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1,2 액츄에이터(32,34)가 확장 동작하는 경우, 상기 궤도바퀴(12)는 동력전달 기어(13)와 접속하며, 상기 주 바퀴(11) 및 상기 궤도바퀴(12)가 동시에 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지는 경우, 상기 궤도바퀴(12)의 제1,2 보조바퀴(21,22)는 제3,4 보조바퀴(23,24) 보다 상측으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 전동휠에서는 계단 또는 단차(單差) 이동시 상기 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 모아지는 경우, 상기 궤도바퀴(12)의 제1,2 보조바퀴(21,22)와 제3,4 보조바퀴(23,24)는 같은 위치에 정렬하게 됨을 통하여 계단 또는 단차(單差)에서 상기 전동휠의 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠은, 첫째, 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통하여 간단하게 궤도바퀴(12)와 주 바퀴(11)의 변경이 가능하며, 둘째, 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼침을 통하여 용이하게 궤도바퀴(12)의 상하 동작이 일어나며, 셋째, 계단 또는 단차(單差)를 빠르게 이동할 수 있는 매우 상승된 효과가 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 계단 또는 단차(單差) 이동시 개념도이다.
도 2는 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 평지 이동시 개념도이다.
도 3은 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 계단 또는 단차(單差) 이동시 개념도이다.
도 4는 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 계단 또는 단차(單差) 이동시 시작품 사진이다.
도 5는 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 평지 이동시 시작품 사진이다.
도 6 및 도 7은 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 사람이 타고 계단 이동시 사진이다.
본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 계단 또는 단차(單差) 이동시 개념도를 나타낸다. 상기 도 1에서 사람은 등받이(62)가 있는 의자(63)에 앉아서 제어부(61)를 통하여 전체 휠체어를 제어한다. 무엇보다 평지(100)가 아닌 계단(101)을 원활하게 이동하기 위하여 휠체어의 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 서로 하나로 만남을 통해서 제1 내지 제4 보조바퀴(21 내지 24)가 주 바퀴(11)보다 아래로 배치시키게 됨을 통하여 궤도바퀴(12)를 통해서 전동휠이 이동하며 상기 궤도바퀴(12)는 전동휠의 모터(미도시)와 연결된 동력전달 기어(13)와 접속되는 것을 기술적 특징으로 한다. 이러한 이동에는 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장부(33,35)가 최대로 확장되고, 전동휠이 계단 또는 단차(單差)를 이동할 수 있다.
도 2는 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 평지 이동시 개념도를 나타낸다. 상기 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에서는 평지 이동시 간단하게 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지는 것을 특징으로 한다. 무엇보다 가변 궤도바퀴(12)를 상승시키고, 주 바퀴(11)가 궤도바퀴(12)보다 아래에 위치하게 된다. 무엇보다 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지는 형상을 하는 것은 기존의 다른 발명에서 전혀 공개하지 않는 매우 독창적인 형상으로서 궤도바퀴의 제1,2 보조바퀴(21,22)는 제3,4 보조바퀴(23,24) 보다 상측으로 이동하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 3은 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 계단 또는 단차(單差) 이동시 개념도를 나타낸다. 상기 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에서는 계단 또는 단차(單差) 이동시 간단하게 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 변경되는 것을 특징으로 한다. 무엇보다 가변 궤도바퀴(12)를 하강시키고, 궤도바퀴(12)가 주 바퀴(11)보다 아래에 위치하게 된다. 무엇보다 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양에서 하나의 형상으로 모이지는 것은 기존의 다른 발명에서 전혀 공개하지 않는 매우 독창적인 형상으로서 궤도바퀴의 제1,2 보조바퀴(21,22)와 제3,4 보조바퀴(23,24)는 같은 위치에 정렬하게 됨을 통하여 계단 또는 단차(單差)에서 전동휠의 이동이 가능하게 할 수 있다.
도 4는 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 계단 또는 단차(單差) 이동시 시작품 사진이다. 상기 도 4에서는 계단 또는 단차(單差) 이동시 간단하게 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 변경되며, 가변 궤도바퀴(12)를 하강시키고, 궤도바퀴(12)가 주 바퀴(11)보다 아래에 위치하게 된다.
도 5는 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠의 평지 이동시 시작품 사진이다. 상기 도 5에서는 평지 이동시 간단하게 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며, 가변 궤도바퀴(12)를 상승시키고, 주 바퀴(11)가 궤도바퀴(12)보다 아래에 위치하게 된다.
도 6 및 도 7은 제안된 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 사람이 타고 계단 이동시 사진이다. 계단 이동시 궤도바퀴(12)을 이용하여 안정적으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 있어서, 주 바퀴(11); 상기 주 바퀴(11)와 연결된 동력전달 기어(13); 상기 주 바퀴(12)의 축과 연결된 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44); 상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)의 이동을 시키는 제1,2 액츄에이터(32,34); 상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며, 계단 또는 단차(單差) 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 합쳐지는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠을 제안하며, 전동휠이 계단 또는 단차(單差)를 이동시 매우 상승된 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
10 : 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠
11 : 주 바퀴
12 : 궤도바퀴
13 : 동력전달 기어
21 : 제1 보조바퀴
22 : 제2 보조바퀴
23 : 제3 보조바퀴
24 : 제4 보조바퀴
25 : 제5 보조바퀴
26 : 제6 보조바퀴
27 : 제7 보조바퀴
28 : 제8 보조바퀴
30 : 제1 모터
31 : 제2 모터
32 : 제1 액츄에이터
33 : 제1 액츄에이터 확장부
34 : 제2 액츄에이터
35 : 제2 액츄에이터 확장부
41 : 제1 고정부
42 : 제2 고정부
43 : 제1 지지판
44 : 제2 지지판
61 : 제어부
62 : 등받침
63 : 의자
100 : 평지
101 : 계단

Claims (7)

  1. 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 있어서,
    주 바퀴(11);
    상기 주 바퀴(11)와 연결된 동력전달 기어(13);
    상기 주 바퀴(11)의 축과 연결된 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44); 및
    상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)의 이동을 시키는 제1,2 액츄에이터(32,34);
    을 포함하며,
    상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며, 계단 또는 단차(單差) 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 합쳐지는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
  2. 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠에 있어서,
    주 바퀴(11);
    상기 주 바퀴(11)와 연결된 동력전달 기어(13);
    상기 주 바퀴(11)의 축과 연결된 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44); 및
    상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)의 이동을 시키는 제1,2 액츄에이터(32,34);
    을 포함하며,
    상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지며;
    상기 궤도바퀴를 상승시키고, 상기 주 바퀴(11)가 상기 궤도바퀴(12)보다 아래로 위치하는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
  3. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양에서 하나의 형상으로 모아지는 경우, 상기 궤도바퀴(12)의 제1,2 보조바퀴(21,22)와 제3,4 보조바퀴(23,24)는 같은 위치에 정렬되는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
  4. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1,2 액츄에이터(32,34)가 수축 동작하는 경우, 상기 궤도바퀴(12)는 동력전달 기어(13)와 접속하지 않으며 상기 주 바퀴(11)만 구동하는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
  5. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1,2 액츄에이터(32,34)가 확장 동작하는 경우, 상기 궤도바퀴(12)는 동력전달 기어(13)와 접속하며, 상기 주 바퀴(11) 및 상기 궤도바퀴(12)가 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
  6. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전동휠에서는 평지 이동시 제1,2 액츄에이터(32,34)의 수축 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 나비 모양으로 날개를 펼쳐지는 경우, 상기 궤도바퀴(12)의 제1,2 보조바퀴(21,22)는 제3,4 보조바퀴(23,24) 보다 상측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
  7. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전동휠에서는 계단 또는 단차(單差) 이동시 상기 제1,2 액츄에이터(32,34)의 확장 동작을 통해서 제1 지지판(43) 및 제2 지지판(44)이 하나의 형상으로 모아지는 경우, 상기 궤도바퀴(12)의 제1,2 보조바퀴(21,22)와 제3,4 보조바퀴(23,24)는 같은 위치에 정렬하게 됨을 통하여 계단 또는 단차(單差)에서 상기 전동휠의 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 가변 궤도바퀴를 이용한 전동휠.
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