KR102526807B1 - 휠체어 속도 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휠체어 속도 제어 장치에 관한 것이다.
일 실시예에 따르면, 휠체어의 휠 속도를 측정하는 속도 측정 유닛; 및 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도에 기반하여, 휠의 속도를 제어하는 속도 제어 유닛을 포함하고, 상기 속도 제어 유닛은 점탄성 유체를 보관하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제1임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 외부로 배출하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제2임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 흡입하는 유체 공급부; 상기 유체 공급부에서 배출 또는 흡입되는 점탄성 유체의 경로를 제공하는 유체 공급라인; 및 상기 유체 공급라인에 연결되며, 공급되는 점탄성 유체에 의해 휠을 감속하는 감속부를 포함하는 휠체어 속도 제어 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 휠체어의 휠 속도를 측정하는 속도 측정 유닛; 및 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도에 기반하여, 휠의 속도를 제어하는 속도 제어 유닛을 포함하고, 상기 속도 제어 유닛은 점탄성 유체를 보관하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제1임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 외부로 배출하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제2임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 흡입하는 유체 공급부; 상기 유체 공급부에서 배출 또는 흡입되는 점탄성 유체의 경로를 제공하는 유체 공급라인; 및 상기 유체 공급라인에 연결되며, 공급되는 점탄성 유체에 의해 휠을 감속하는 감속부를 포함하는 휠체어 속도 제어 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 휠체어 속도 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 휠체어 탑승자는 질병이나 사고가 원인이 되어 하지의 기능에 문제가 생긴 경우가 대부분이며, 일부에서는 엉덩이와 골반부위까지 문제가 생겨서 혼자서는 앉는 자세의 균형을 유지하기가 어려운 경우도 있다.
이 경우 휠체어가 내리막 경사길로 이동하게 되면 휠체어는 앞으로 기울어지게 되며, 탑승자는 체중심이 앞으로 쏠려서 휠체어에서 앞으로 넘어지면서 이탈하게 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 제조사마다 차이가 있지만 대부분의 휠체어는 수평면을 기준으로 휠체어 착석부가 뒷바퀴 쪽으로 기울어지도록 설계되어 제작되고 있지만, 여전히 가파른 내리막 경사길에서 고속주행이 발생하면 너무 쉽게 휠체어가 전복되거나 힘이 없는 탑승자가 휠체어 앞으로 팅겨져 나가는 사고가 발생한다.
그리고 수동휠체어의 구동 방식은 탑승자가 직접 손으로 뒷바퀴에 연결된 회전 손잡이을 잡고 돌리면서 가속하거나, 동시에 손으로 감속하는 방식을 선택하고 있다.
그리고 통상적으로 많이 발생하는 내리막 경사길에서의 휠체어 사고 형태는 탑승자가 고속 주행 중에 스스로 속도조절을 하지 못해서 주위 사물이나 사람과의 충돌하면서 멈추거나, 탑승자가 휠체어 앞으로 넘어지면서 휠체어가 전복되어 멈추는 양상을 보이고 있어서 탑승자에게는 매우 위협적인 위험요소가 되고 있다.
이를 막기 위한 통상적인 방법은 건강한 보호자가 내리막길에서는 힘으로 휠체어를 뒤로 당기면서 급가속을 막고 감속을 시키면서 동행하면서 천천히 같이 내려오는 것이다.
이와 같이 종래의 휠체어는 탑승자가 이동 속도를 조절할 수 있는. 더욱 자세하게는, 급가속을 방지하고 서서히 감속시킬수 있는 브레이크 장치가 존재하지 못해 가파른 내리막길에서는 건강한 보호자의 동행과 도움 없이는 탑승자의 안전을 장담하기가 어려운 구조를 가지고 있다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 휠체어의 속도를 판단하여, 속도가 급속하게 빨라지는 경우 자동으로 속도를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 휠체어의 휠 속도를 측정하는 속도 측정 유닛; 및 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도에 기반하여, 휠의 속도를 제어하는 속도 제어 유닛을 포함하고, 상기 속도 제어 유닛은 점탄성 유체를 보관하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제1임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 외부로 배출하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제2임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 흡입하는 유체 공급부; 상기 유체 공급부에서 배출 또는 흡입되는 점탄성 유체의 경로를 제공하는 유체 공급라인; 및 상기 유체 공급라인에 연결되며, 공급되는 점탄성 유체에 의해 휠을 감속하는 감속부를 포함하는 휠체어 속도 제어 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 속도 측정 유닛은 상기 휠의 원주 방향으로 서로 이격되어 배치되며, 제1방향으로 편광축을 갖는 제1편광판, 휠체어 본체에 고정 배치되며, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 편광축을 갖는 제2편광판 및 휠체어에 본체에 고정 배치되며, 단위 시간당 제1편광판과 제2편광판이 겹침 횟수를 측정하여, 상기 휠의 속도를 측정하는 속도측정측정부를 포함하는 휠체어 속도 제어 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 점탄성 유체는 상기 감속부에 공급된 이후, 기 설정된 제1임계 충격값에서 탄성을 갖고, 상기 제1임계 충격값 미만에서 점성을 갖는 휠체어 속도 제어 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치는 휠체어의 속도를 판단하여, 속도가 급속하게 빨라지는 경우 자동으로 속도를 제어할 수 있다는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치가 적용된 휠체어를 나타내는 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 측면 확대 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 후면 확대 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치 중 감속부의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 측면 확대 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 후면 확대 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치 중 감속부의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치가 적용된 휠체어를 나타내는 이미지이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 측면 확대 이미지이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 후면 확대 이미지이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치 중 감속부의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 속도 제어 장치는 휠체어(10)에 장착되어 휠의 속도를 측정하고, 휠 속도를 기반으로 휠의 속도를 제어할 수 있다.
휠체어 속도 제어 장치는 속도 측정 유닛(100) 및 속도 제어 유닛(200)을 포함할 수 있다.
속도 측정 유닛(100)은 휠체어의 휠 속도를 측정할 수 있다.
속도 제어 유닛(200)은 속도 측정 유닛(100)에서 측정한 휠 속도에 기반하여, 휠의 속도를 제어할 수 있다.
속도 측정 유닛(100)은 제1편광판(110), 제2편광판(120) 및 속도측정측정부(130)를 포함할 수 있다.
제1편광판(110)은 휠의 원주 방향으로 서로 이격되어 배치되며, 제1방향으로 제1편광축을 가질 수 있다. 제1편광판(110)은 휠의 회전과 함께 회전할 수 있다.
제2편광판(120)은 휠체어 본체에 고정 배치되며, 제1방향과 직교하는 제2방향으로 제2편광축을 가질 수 있다.
즉, 제1편광판(110)이 휠의 회전과 함께 회전함으로써, 제2편광판(120) 겹치거나 겹치지 않을 수 있다.
속도측정측정부(130)는 휠체어에 본체에 고정 배치되며, 단위 시간당 제1편광판(110)과 제2편광판(120)이 겹침 횟수를 측정하여, 휠의 속도를 측정할 수 있다.
예컨대, 속도측정측정부(130)는 LED등의 광원을 제2편광판(120)을 거쳐 휠 측으로 방출할 수 있으며, 휠을 투과하거나 반사되는 반사광을 다시 측정할 수 있다.
여기서, 제1편광판(110)과 제2편광판(120)이 겹치는 경우 제1평광축과 제2편광축이 직교하여 광이 방출되는 것을 차단할 수 있으며, 제1편광판(110)과 제2편광판(120)이 겹치지않는 경우 제1편광판(110)의 제1평광축과 제2편광축이 직교하지 않아, 제2편광판(120)에서만 광이 방출될 수 있다.
즉, 속도측정측정부(130)는 광이 방출된 후 차단되는 단일 광사이클 횟수를 측정하여, 설정된 단위 시간(예를 들어, 10초) 동안 광사이클의 횟수를 측정하여, 휠의 속도를 연산할 수 있다.
속도 제어 유닛(200)은 유체 공급부(210), 유체 공급라인(220) 및 감속부(230)를 포함할 수 있다. 또한, 속도 제어 유닛(200)은 휠 그 자체일 수 있다.
유체 공급부(210)는 점탄성 유체를 보관하고, 속도 측정 유닛(100)에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제1임계 속도 값을 초과하는 경우 점탄성 유체(1)를 외부로 배출하고, 속도 측정 유닛(100)에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제2임계 속도 값을 초과하는 경우 점탄성 유체를 다시 흡입하여 보관할 수 있다.
도시하지 않았지만, 유체 공급부(210)는 점탄성 유체(1)의 배출 및 흡입을 담당하는 펌프(미도시) 및 속도 측정 유닛(100)에서 측정한 휠 속도를 기반으로 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
유체 공급부(210)는 휠축에 배치되는 바람직하며, 이를 통해 휠에 점탄성 유체(1)를 균일하게 배출하고, 균일하게 흡입할 수 있다.
유체 공급라인(220)은 유체 공급부(210)에서 연결되어, 배출 또는 흡입되는 점탄성 유체의 경로를 제공할 수 있다.
감속부(230)는 유체 공급라인(220)에 연결되며, 공급되는 점탄성 유체에 의해 휠을 감속할 수 있다.
점탄성 유체(1)는 감속부(230)에 공급된 이후, 기 설정된 제1임계 충격값에서 탄성을 갖고, 제1임계 충격값 미만에서 점성을 가질 수 있다.
여기서, 감속부(230)는 휠에 인접하게 배치되어 점탄성 유체(1)가 탄성을 갖게되는 경우, 휠이 감속될 수 있다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 감속부(230)는 유체 공급라인(220)에 연결되어 점탄성 유체(1)가 공급되는 유체 공급 영역(231)과 유체 공급 영역(231)의 팽창에 의해 위치가 이동되는 마찰부재(232)를 포함할 수 있다.
마찰부재(232)는 휠(20)보다 마찰력이 큰 재료로 구성되어 지면(G)과 마찰부재(232)가 맞닿는 경우 휠(20)이 지면(G)과 맞닿는 경우에 비해 마찰이 증대하여, 휠(20)이 감속될 수 있다.
유체 공급 영역(231)을 통해 점탄성 유체(1)가 공급되지 않는 경우, 유체 공급 영역(231)에는 점탄성 유체(1)가 공급되지 않아 마찰부재(232)는 휠(20)의 외부로 노출되지 않아 지면과 이격될 수 있다. 반면, 유체 공급 영역(231)을 통해 점탄성 유체(1)가 공급되는 경우, 유체 공급 영역(231)에는 점탄성 유체(1)가 공급고, 마찰부재(232)를 외부로 밀어내, 마찰부재(232)가 휠(20)의 외부로 노출되고 지면(G)과 마찰부재(232)가 맞닿을 수 있다. 이 경우는 지면(G)과 휠(20)이 이격될 수 있다.
한편, 마찰부재(232)가 지면(G)에 맞닿아 회전시 발생하는 충격(임계 충격값이)은 마찰부재(232)를 통해 점탄성 유체(1)에 전달되고, 이 과정에서 점탄성 유체(1)는 탄성을 갖는 고체화가 진행되고, 마찰부재(232)와 지면(G) 사이에 마찰 및 충격을 더울 상쇄할 수 있어, 휠(20)은 감속될 수 있다.
한편, 도 5에서는 마찰부재(232)의 면적이 휠(20)의 면적보다 작게 도시되어 있으나, 마찰부재(232)의 면적이 휠(20) 보다 넓은 것이 바람직하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 점탄성 유체
10 : 휠체어
100 : 속도 측정 유닛
110 : 제1편광판
120 : 제2편광판
130 : 속도측정측정부
20 : 휠
200 : 속도 제어 유닛
210 : 유체 공급부
220 : 유체 공급라인
230 : 감속부
231 : 유체 공급 영역
232 : 마찰부재
G : 지면
10 : 휠체어
100 : 속도 측정 유닛
110 : 제1편광판
120 : 제2편광판
130 : 속도측정측정부
20 : 휠
200 : 속도 제어 유닛
210 : 유체 공급부
220 : 유체 공급라인
230 : 감속부
231 : 유체 공급 영역
232 : 마찰부재
G : 지면
Claims (3)
- 휠체어의 휠 속도를 측정하는 속도 측정 유닛; 및
상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도에 기반하여, 휠의 속도를 제어하는 속도 제어 유닛을 포함하고,
상기 속도 제어 유닛은
점탄성 유체를 보관하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제1임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 외부로 배출하고, 상기 속도 측정 유닛에서 측정한 휠 속도값이 기설정된 제2임계 속도 값을 초과하는 경우 상기 점탄성 유체를 흡입하는 유체 공급부;
상기 유체 공급부에서 배출 또는 흡입되는 점탄성 유체의 경로를 제공하는 유체 공급라인; 및
상기 유체 공급라인에 연결되며, 공급되는 점탄성 유체에 의해 휠을 감속하는 감속부를 포함하는
휠체어 속도 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 속도 측정 유닛은
상기 휠의 원주 방향으로 서로 이격되어 배치되며, 제1방향으로 편광축을 갖는 제1편광판,
휠체어 본체에 고정 배치되며, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 편광축을 갖는 제2편광판 및
휠체어에 본체에 고정 배치되며, 단위 시간당 제1편광판과 제2편광판이 겹침 횟수를 측정하여, 상기 휠의 속도를 측정하는 속도측정측정부를 포함하는
휠체어 속도 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 점탄성 유체는 상기 감속부에 공급된 이후, 기 설정된 제1임계 충격값에서 탄성을 갖고, 상기 제1임계 충격값 미만에서 점성을 갖는
휠체어 속도 제어 장치.
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