KR102636313B1 - 자율 주행 전동 휠체어 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어는, 자율 주행을 위한 이동부가 하단부에 장착되며, 사용자의 착석을 위한 시트부가 구비되는 휠체어 하우징과, 상기 휠체어 하우징에 구비되며 조작에 따라 상기 이동부에 대한 브레이킹(braking) 동작 또는 상기 이동부의 가감속 동작을 실행하는 브레이킹 엑셀부와, 상기 휠체어 하우징에 구비되며, 자율 주행을 위한 정보가 입력되고 주행 경로가 실시간으로 디스플레이되는 제어 모니터부를 포함할 수 있다.

Description

자율 주행 전동 휠체어{SELF DRIVING ELECTRIC WHEELCHAIR}
본 발명은 자율 주행 전동 휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자율 주행 방식에 의해서 휠체어가 자동으로 주행할 수 있어 사용자가 원하는 장소로 원활하게 이동할 수 있음은 물론 브레이킹 및 가감속이 하나의 브레이킹 엑셀부의 조작에 의해 이루어짐으로써 장치의 간소화를 이룰 수 있음은 물론 사용자의 편의를 제공할 수 있는 자율 주행 전동 휠체어에 관한 것이다.
휠체어는 신체 장애인이나 환자 또는 거동이 불편한 노약자가 편하게 이동할 수 있도록 돕기 위한 이동보조장치이다.
이러한 휠체어는 일반적으로 시트와 등받이, 그리고 시트의 양측에 장착된 바퀴로 구성되며, 탑승자가 바퀴를 손으로 직접 회전시키거나 보조자가 뒤에서 손잡이를 잡고 밀어주어 움직이는 수동 휠체어가 많이 사용되고 있다.
하지만 최근에는 수동 휠체어의 불편함으로 인해, 전동 휠체어가 개발되어 실제 사용되고 있는데, 그 종류는 다양하다. 현재 사용되고 있는 휠체어는 구동 모터로 바퀴를 구동시킴으로써 탑승자가 직접 힘을 가하지 않고도 손쉽게 이동이 이루어질 수 있다.
그런데, 종래의 전동 휠체어에 있어서는, 단지 자동으로 구동이 가능할 뿐 탑승자에게 제공되는 기능이 제한적이어서 탑승자에게 충분한 편리성 또는 만족도를 제공하지 못하는 한계가 있다. 아울러, 평지에서는 원활한 이동이 가능할지라도 경사가 있는 구간 또는 계단이 있는 경로에서는 주행이 어렵다는 한계도 있었다.
이에, 탑승자에게 다양한 기능을 통하여 편리성을 제공하면서도 경사 구간을 이동할 수 있는 자율 주행 방식의 새로운 전동 휠체어가 요구되는 실정이다.
관련 선행기술로는, 대한민국특허 공개번호 10-2020-0128883호(발명의 명칭: 자율주행 휠체어 및 제어 시스템) 등이 있다.
본 발명의 실시예는 자율 주행 방식에 의해서 휠체어가 자동으로 주행할 수 있어 사용자가 원하는 장소로 원활하게 이동할 수 있음은 물론 브레이킹 및 가감속이 하나의 브레이킹 엑셀부의 조작에 의해 이루어짐으로써 장치의 간소화를 이룰 수 있음은 물론 사용자의 편의를 제공할 수 있는 자율 주행 전동 휠체어를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어는, 자율 주행을 위한 이동부가 하단부에 장착되며, 사용자의 착석을 위한 시트부가 구비되는 휠체어 하우징과, 상기 휠체어 하우징에 구비되며 조작에 따라 상기 이동부에 대한 브레이킹(braking) 동작 또는 상기 이동부의 가감속 동작을 실행하는 브레이킹 엑셀부와, 상기 휠체어 하우징에 구비되며, 자율 주행을 위한 정보가 입력되고 주행 경로가 실시간으로 디스플레이되는 제어 모니터부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 휠체어 하우징은, 상기 이동부가 하단부 양측에 구비되며 상단부 일측에는 상기 시트부가 구비되고 상기 사용자의 발이 지지되는 영역에 상기 브레이킹 엑셀부가 장착되는 받침 하우징부재를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 받침 하우징부재의 상단부의 앞부분에는 안전 펜스가 장착되고, 상기 받침 하우징부재에 구비되는 높이 방향의 지지 바아에 대해 상기 제어 모니터부가 선형 이동 가능하게 장착되어 상기 사용자의 전방 방향에 상기 제어 모니터부가 위치 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어 모니터부는 패널 타입으로 마련되어 상기 지지 바아에 대해 높이 조절, 수평 이동 또는 경사 조절이 가능하며, 상기 제어 모니터부에는 작동 명령을 위한 터치 키보드와, 주행 경로를 표현하는 내비게이션 모니터부재와, 조그 손잡이부재와, 음성 마이크와, 컵 홀더와, 비상 정지를 위한 버튼과, 비상 호출을 위한 버튼 또는 속도 또는 배터리 잔량을 표현하는 계기판이 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어 모니터부에는 착탈 가능한 투명 보호 커버가 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어 모니터부는 GPS 방식을 이용하여 자율 주행을 제어하거나 상기 제어 모니터부 또는 상기 휠체어 하우징에 구비되는 수동 운전부를 이용하여 수동 주행이 실행될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 시트부는 제어 명령에 따라 자동으로 밸런싱(balancing)되는 전동 밸런스 시트일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 시트부에는 제어 명령에 따라 기울기가 조절되는 등받이부재가 구비되며, 상기 등받이부재의 측부에는 상기 사용자의 팔을 지지하는 팔걸이부재가 위치 조절 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 시트부에는 제어 명령에 따라 펼쳐지는 전동 차양막이 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 시트부의 내부 공간은 수납 공간으로 마련될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어 모니터부는 패널 타입으로 마련되며, 상기 휠체어 하우징에 구비되는 지지 바아에 연결부를 통해 위치 조절 가능하게 장착될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 연결부는, 상기 지지 바아에 대해 높이 조절 및 회전 가능하게 장착되는 연결 바아와, 상기 연결 바아의 상단부에 구비되며 상방이 개방된 디귿(ㄷ) 자 형상을 가지며 대칭되게 관통홀들이 구비되는 브라켓부재와, 상기 브라켓부재에 대응되는 통과홀을 구비하며, 상기 관통홀들과 상기 통과홀에 관통되는 고정 샤프트에 의해 상기 브라켓부재에 회전 가능하게 결합되는 회전축과, 상기 브라켓부재의 외측에서 상기 고정 샤프트의 단부를 클램핑하는 클램퍼를 포함하며, 상기 제어 모니터부의 하단부에 상기 회전축에 대응되는 길이 방향의 홈이 형성되어 상기 회전축에 대해서 상기 제어 모니터부의 슬라이딩 이동이 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 회전축에 대한 상기 제어 모니터부의 이탈을 방지하기 위해 상기 제어 모니터부의 측부에는 모니터 측면 커버가 장착되며, 상기 제어 모니터부에는 상기 회전축에 대한 상기 제어 모니터부를 고정시키기 위한 고정 버튼이 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 브레이킹 엑셀부는, 상기 휠체어 하우징의 바닥 부분에 누름 가능하게 장착되는 페달과, 상기 페달의 하단부로부터 하방으로 형성되는 중공의 원통부재 내측에 위치되며, 스프링으로 둘러싸여 상기 페달을 누를 시 상기 스프링과 함께 가압되며 가속력을 상기 이동부에 전달하는 전달부재 및 상기 전달부재의 외측벽으로부터 수평 방향으로 연장된 연장 바아에 돌출 형성되어 상기 페달을 수평 방향으로 회전 시 상기 바닥 부분에 형성된 로킹 홀에 로킹(locking) 또는 로킹 해제됨으로써 상기 이동부를 브레이킹시키는 돌출 핀을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 브레이킹 엑셀부는, 상기 돌출 핀이 형성된 상기 연장 바아의 회전 반경을 제한하는 제한 블록을 더 포함하며, 상기 돌출 핀에는 스프링이 구비되어 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 돌출 핀이 상기 로킹 홀에 로킹될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 이동부는, 상기 휠체어 하우징의 하단부 양측에서 앞뒤로 장착되는 사륜 구동 휠 또는 상기 휠체어 하우징의 하단부 양측에 장착되는 무한궤도 타입의 이동부일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 전동 휠체어는, 상기 휠체어 하우징에 장착되어 주행 경로의 경사도를 실시간으로 감지하는 감지부 및 상기 휠체어 하우징의 하단부 양측에 구비되며, 상기 감지부의 감지 정보에 기초하여 상기 휠체어 하우징의 전단부를 후단부에 대해 들어올리는 보조 이동부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 보조 이동부는 캠(cam) 형상으로서 회전 정도에 따라 상기 지면과의 접촉을 다르게 하여 상기 이동부의 전단부의 거상 정도를 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 감지부는 고정밀 2축 경사 센서일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자율 주행 방식에 의해서 휠체어가 자동으로 주행할 수 있어 사용자가 원하는 장소로 원활하게 이동할 수 있음은 물론 브레이킹 및 가감속이 하나의 브레이킹 엑셀부의 조작에 의해 이루어짐으로써 장치의 간소화를 이룰 수 있음은 물론 사용자의 편의를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어 모니터부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제어 모니터부의 장착 구조 및 이동 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 브레이크 엑셀부의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5의 브레이크 엑셀부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 브레이크 엑셀부의 동작에 따라 브레이킹 동작이 실행되는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어의 정면도이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 제어 모니터부의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1에 도시된 제어 모니터부의 장착 구조 및 이동 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 브레이크 엑셀부의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 도 5의 브레이크 엑셀부의 작동을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 6의 브레이크 엑셀부의 동작에 따라 브레이킹 동작이 실행되는 과정을 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어(100)는, 기본 틀을 형성하는 것으로 자율 주행을 위한 이동부(140)와 사용자의 착석을 위한 시트부가 구비되는 휠체어 하우징(110)과, 휠체어 하우징(110)에 구비되며 이동부(140)의 브레이킹 동작 또는 이동부(140)의 가감속 동작을 실행하도록 하는 브레이킹 엑셀부(160)와, 휠체어 하우징(110)에 장착되며 자율 주행을 위한 정보가 입력되고 주행 경로가 실시간으로 디스플레이되는 제어 모니터부(170)와, 주행 경로의 경사로를 감지하는 감지부(미도시)와, 감지부의 감지 정보에 기초하여 휠체어 하우징(110)의 전단부를 들어올리는 보조 이동부(150)를 포함할 수 있다.
이러한 구성의 자율 주행 전동 휠체어(100)에 의해서, 사용자가 자율 주행에 의해서 원하는 장소로 원활하게 이동할 수 있으며, 장치로부터 제공되는 다양한 기능에 의해서 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 아울러 경사로가 있는 구간이나 계단 등이 있는 경로도 원활하게 이동할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 본 실시예의 휠체어 하우징(110)은, 휠체어의 기본 틀을 형성하는 것으로서, 이동부(140)가 장착되는 받침 하우징부재(111)와, 받침 하우징부재(111)의 상단면의 일측에 구비되는 시트부(120)를 포함할 수 있다. 이러한 휠체어 하우징(110)에는 후술한 다양한 구성들이 장착됨으로써 사용자는 각각의 구성을 잘 사용하여 자율 주행은 물론 다양한 편의성을 제공받을 수 있다.
본 실시예의 받침 하우징부재(111)의 하단부의 양측 앞뒤에는 사륜 구동 방식으로 작동하는 휠 타입의 이동부(140)가 장착될 수 있다. 이러한 이동부(140)는 후술할 브레이킹 엑셀부(160)에 의해 작동하는데, 사륜 구동 방식을 취하기 때문에 우수한 구동력을 얻을 수 있다.
본 실시예의 전동 휠체어(100)가 가령 경사로 또는 계단 등이 있는 경로를 이동하는 경우, 특히 계단 등이 있는 경우에, 전동 휠체어(100)의 앞 부분이 뒷 부분에 대해 거상되어야 하는데, 이를 위해서, 본 실시예의 받침 하우징부재(111)의 양측에는 보조 이동부(150)가 장착될 수 있다.
본 실시예의 전동 휠체어(100)에는 경사로를 실시간으로 감지하는 감지부가 구비됨으로써 주행 경로의 경사 정도에 따라 이동부(140) 또는 보조 이동부(150)를 적절하게 작동시킬 수 있다. 감지부는 예를 들면 고정밀 2축 경사 센서로 마련될 수 있는데 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 보조 이동부(150)는 캠(cam) 형상으로서 회전 정도에 따라 지면과의 접촉을 다르게 하여 휠체어 하우징(110)의 전단부의 거상 정도를 조절할 수 있다. 다시 말해, 계단 또는 장애물의 높이 등에 따라, 즉 감지부로부터 제공되는 감지 정보에 따라 보조 이동부(150)의 회전 정도를 조절하여 휠체어 하우징(110)의 앞 부분을 들어올릴 수 있으며, 이어서 이동부(140)의 후륜을 구동시킴으로써 계단 등을 오를 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 받침 하우징부재(111)의 전방 면에는 주행 경로를 조명하기 위한 램프(115)가 장착될 수 있으며, 상단부 전단에는 안전 펜스(113)가 장착되어 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
한편, 본 실시예의 시트부(120)는 사용자가 착석하는 부분으로서, 등받이부재(125) 및 전동 차양막(129)이 구비되며, 후술할 제어 모니터부(170)의 제어 명령에 따라 등받이부재(125)의 기울기를 선택할 수 있어 사용자는 자신이 원하는 자세를 취할 수 있음은 물론 날씨 또는 환경 등에 따라 차양막(129)을 선택적으로 펼침으로써 사용자가 비 또는 햇볕에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 시트부(120)는 제어 모니터부(170)로부터 주어지는 제어 명령에 따라 자동으로 밸런싱(balancing)되는 전동 밸런스 시트(121)일 수 있다. 따라서, 사용자는 자신에게 최적화된 시트의 조건을 설정할 수 있을 뿐만 아니라 다른 사용자가 시트부(120)에 착석하는 경우 시트부(120)의 상태를 재설정함으로써 사용자에게 편의성을 제공할 수 있다.
아울러 본 실시예의 시트부(120)의 내부 공간은 수납 공간으로 마련되어 사용자는 자신의 물품을 공간에 보관할 수 있다. 예를 들면, 접이식 우산 또는 장바구니를 보관할 수 있으며, 목발 등과 같은 물품을 수납 공간에 보관하거나 부착할 수도 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 시트부(120)의 등받이부재(125)에는 팔걸이부재(128)가 구비될 수 있다. 따라서 사용자는 자신의 팔을 팔걸이부재(128)에 기댈 수 있으며, 팔걸이부재(128)에는 수동 운전부(130)가 구비될 수 있다.
팔걸이부재(128)는 회전이 가능하여 사용자의 자세에 따라 위치 조절될 수 있다. 본 실시예의 자율 주행 전동 휠체어(100)는 자율 주행 방식으로 주행하는 휠체어이지만, 상황에 따라 사용자가 수동 안전부(130)를 이용하여 수동으로 운전할 수 있음은 당연하다.
또한, 시트부(120)에는 원터치로 작동하는 안전벨트(127)가 구비되며, 따라서 사용자는 안전벨트(127)를 간단하게 멜 수 있음은 물론 원터치 버튼을 눌러서 안전벨트(127)를 해제할 수도 있다.
한편, 본 실시예의 제어 모니터부(170)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 슬라이딩 가능한 패널 타입으로 마련될 수 있다. 전술한 휠체어 하우징(110)의 받침 하우징부재(111)에는 높이 방향으로 마련되는데 지지 바아(117)가 구비되는데, 이러한 지지 바아(117)에 대해 제어 모니터부(170)가 수평 방향으로 슬라이딩 가능함은 물론 높이 조절이 가능하고 아울러 경사 조절이 가능하다.
이러한 제어 모니터부(170)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 구성의 작동 명령을 위한 터치 키보드(171)와, 주행 경로를 표현하는 내비게이션 모니터부재(172)와, 이동부(140)와 같은 구성의 방향 전환을 위한 조그 손잡이부재(173)와, 음성 마이크(미도시)와, 음료 컵을 담기 위한 컵 홀더(174)와, 비상 발생 시 정지를 위한 버튼(175)과, 비상 호출을 위한 버튼(176)과, 속도 또는 배터리 잔량을 표현하는 계기판(미도시) 등이 구비될 수 있다.
아울러, 도 2에 도시된 것처럼, 제어 모니터부(170)에는 착탈 가능한 투명 보호 커버(178)가 구비될 수 있다. 다시 말해, 사용자의 필요에 따라 제어 모니터부(170)의 전방에 투명 보호 커버(178)를 달거나 또는 뗄 수 있는 것이다.
한편, 도시하지는 않았지만, 사용자가 착용하는 헬멧에 뇌파 조정 장치가 장착되어 사용자의 뇌파에 따라 제어 모니터부(170)를 비롯한 본 실시예의 전동 휠체어(100)의 구성들이 작동될 수 있다.
한편, 전술한 것처럼, 본 실시예의 제어 모니터부(170)는 지지 바아(117)에 선형 이동 및 높이 조절 그리고 경사 조절 가능하도록 장착되는데, 이를 위해 도 4에 도시된 것처럼, 제어 모니터부(170)와 지지 바아(117)를 연결하는 연결부(180)가 구비될 수 있다.
본 실시예의 연결부(180)는, 도 4에 도시된 것처럼, 지지 바아(117)에 대해 높이 조절 및 회전 가능하게 장착되는 연결 바아(181)와, 연결 바아(181)의 상단부에 구비되며 상방이 개방된 디귿(ㄷ) 자 형상을 가지며 대칭되게 관통홀(183)들이 구비되는 브라켓부재(182)와, 브라켓부재(182)에 대응되는 통과홀(187)을 구비하며 관통홀(183)들과 통과홀(187)에 관통되는 고정 샤프트(184)에 의해 브라켓부재(182)에 대해 회전 가능하게 결합되는 회전축(186)과, 브라켓부재(182)의 외측에서 고정 샤프트(184)의 단부를 클램핑하는 클램퍼(185)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어 모니터부(170)의 하단부에는 회전축(186)의 형상에 대응되는 길이 방향이 홈(177)이 형성되어 회전축(186)에 대해서 제어 모니터부(170)의 슬라이딩 이동이 가능하다.
또한, 회전축(186)에 대한 제어 모니터부(170)의 이탈을 방지하기 위해 제어 모니터부(170)의 측부에는 모니터 측면 커버(190)가 장착될 수 있다. 제어 모니터부(170)에는 회전축(186)에 대한 제어 모니터부(170)를 고정시키기 위한 고정 버튼(179)이 구비될 수 있다.
이처럼, 지지 바아(117)에 대한 연결 바아(181)의 연결 구조로 인해 제어 모니터부(170)는 높이 조절 및 경사 조절이 가능하고, 또한 회전축(186)에 대한 제어 모니터부(170)의 연결 구조로 인해 제어 모니터부(170)의 수평 방향으로의 선형 이동이 가능하다. 따라서 사용자는 자신의 편의에 맞게 제어 모니터부(170)의 위치를 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예의 브레이킹 엑셀부(160)는, 도 5 내지 도 7에 도시된 것처럼, 받침 하우징부재(111)의 상면 바닥 부분(111a)에 누름 가능하게 장착되는 페달(161)과, 페달(161)의 하단부로부터 하방으로 형성되는 중공의 원통부재(162) 내측에 위치되며 가속력을 이동부(140)에 전달하는 전달부재(163)와, 전달부재(163)의 외측으로부터 수평 방향으로 연장된 연장 바아(165)에 돌출 형성되어 페달(161)을 수평 방향으로 회전 시 바닥 부분(111a)에 형성된 로킹 홀(112)에 로킹(locking) 또는 로킹 해제됨으로써 이동부(140)를 브레이킹시키는 돌출 핀(166)과, 연장 바아(165)의 회전 반경을 제한하는 제한 블록(168)을 포함할 수 있다.
먼저, 본 실시예의 페달(161)의 하단부의 양 영역과, 연장 바아(165)의 단부의 하부에는 아이들 보조 휠(169a, 169b, 169c)이 구비될 수 있다. 그리고 돌출 핀(166)은 복원 스프링(167)에 의해 하단부가 둘러싸이며, 따라서 상방으로 돌출되려는 힘이 발생되는데 이를 이용하여 로킹 홀(112)에 대한 돌출 핀(166)의 로킹이 이루어질 수 있다.
이러한 브레이킹 엑셀부(160)의 작동 과정에 대해 설명하면, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 페달(161)을 누르면 전달부재(163)를 감싸고 있는 스프링(164)이 가압되면서 함께 전달부재(163)가 가압될 수 있다. 그러면, 전달부재(163)의 가압 정도에 따라 이동부(140)에 가속력이 전달되어 이동부(140)의 회전 속도를 가속하거나 감속할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 것처럼, 페달(161)을 일측 방향, 예를 들면 시계 방향으로 회전시키면 페달(161)과 일체로 마련된 원통부재(162) 및 연장 바아(165) 역시 같이 회전하면서, 연장 바아(165)의 단부에 있는 돌출 핀(166)이 돌출되어 받침 하우징부재(111)의 상면의 바닥에 형성된 로킹 홀(112)에 돌출 핀(166)의 상단이 걸릴 수 있다. 이를 통해 이동부(140)의 브레이킹이 실행되는 것이다.
반대로, 페달(161)을 다시 가압하면 로킹 홀(112)에 대한 돌출 핀(166)의 로킹을 해제할 수 있으며, 이후 페달(161)을 반대 방향으로 회전시킴으로써 원래의 상태로 돌아올 수 있다.
이처럼, 하나의 브레이킹 엑셀부(160)를 통해, 가속 및 브레이킹 동작을 할 수 있으며, 이를 통해 장치의 간소화를 이룰 수 있음은 물론 조작의 편의성 역시 얻을 수 있다. 아울러, 브레이킹 엑셀부(160) 조작 시 비상 정지 버튼 등을 이용하여 경적 효과를 발생시킬 수 있고, 비상 호출을 위한 버튼을 이용할 수도 있다.
한편, 전술한 구성의 자율 주행 전동 휠체어(100)는 다양한 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식이 적용될 수 있고, 배터리 교환 방식이 적용될 수 있음은 물론 유선 충전 방식이 적용될 수 있다.
본 실시예의 전동 휠체어(100)는 엘리베이터 이용 가능한 사이즈로 마련되며, 예를 들며 승합차 또는 승용차에도 적재가 가능한 사이즈로 마련될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 전동 휠체어(100)의 재질은 고강도 경량 재질이 사용될 수 있는데, 예를 들면, 티타늄, 듀랄루민 또는 산업용 강화 플라스틱이 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예의 자율 주행 전동 휠체어(100)를 사용할 때 안전을 확보하기 위해서, 레이저 레이더를 이용한 라이다(LiDAR) 방식이 활용될 수 있으며, 초음파센서를 이용하여 경로 상에 있을 수 있는 위험 인자들을 인지할 수 있다. 아울러, 블랙박스가 적용될 수 있으며, 경사센서 및 후진 기동을 이용하여 전도 방지가 발생되는 것을 자동으로 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예의 전동 휠체어(100)의 경우, 실외에서는 GPS 방식에 의해서 자율 주행할 수 있으며, 실내에서는 수동 방식에 의해 주행될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자율 주행 방식에 의해서 휠체어가 자동으로 주행할 수 있어 사용자가 원하는 장소로 원활하게 이동할 수 있음은 물론 브레이킹 및 가감속이 하나의 브레이킹 엑셀부(160)의 조작에 의해 이루어짐으로써 장치의 간소화를 이룰 수 있음은 물론 사용자의 편의를 제공할 수 있다.
아울러, 다양한 안전 장치로 인하여서 사용자의 안전을 최대한 도모할 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어(100)에 대해서 설명하되 전술한 일 실시예의 전동 휠체어(100)와 실질적으로 대응되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율 주행 전동 휠체어의 정면도이다.
이에 도시된 것처럼, 본 실시예의 자율 주행 전동 휠체어(200)의 이동부(240)는 무한 궤도 타입의 이동부(240)로 마련될 수 있다. 이러한 이동부(240)의 경우, 주행 경로의 바닥면에 대한 밀착도가 더 커서 안전한 자율 주행이 이루어질 수 있다.
본 실시예의 이동부(240)의 앞 부분이 경사지게 형성됨으로써 계단 등을 오를 때 용이하게 오를 수 있는데, 이때 보조 이동부(250)가 작동하여 전동 휠체어(200)의 주행이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 자율 주행 전동 휠체어
110: 휠체어 하우징
111: 받침 하우징부재
112: 로킹 홀
113: 안전 펜스
115: 램프
120: 시트부
125: 등받이부재
127: 안전벨트
128: 팔걸이부재
129: 전동 차양막
130: 수동 운전부
140: 이동부
150: 보조 이동부
160: 브레이킹 엑셀부
161: 페달
162: 원통부재
163: 전달부재
164: 스프링
165: 연장 바아
166: 돌출 핀
167: 복원 스프링
168: 제한 블록
170: 제어 모니터부
171: 터치 키보드
172: 내비게이션 모니터부재
173: 조그 손잡이부재
174: 컵홀더
175: 비상 정지 버튼
176: 비상 호출 버튼
177: 홈
178: 투명 보호 커버
180: 연결부
181: 연결 바아
182: 브라켓부재
184: 고정 샤프트
185: 클램프
186: 회전축
190: 모니터 측면 커버

Claims (19)

  1. 자율 주행을 위한 이동부가 하단부에 장착되며, 사용자의 착석을 위한 시트부가 구비되는 휠체어 하우징;
    상기 휠체어 하우징에 구비되며 조작에 따라 상기 이동부에 대한 브레이킹(braking) 동작 또는 상기 이동부의 가감속 동작을 실행하는 브레이킹 엑셀부; 및
    상기 휠체어 하우징에 구비되며, 자율 주행을 위한 정보가 입력되고 주행 경로가 실시간으로 디스플레이되는 제어 모니터부;
    를 포함하며,
    상기 휠체어 하우징은,
    상기 이동부가 하단부 양측에 구비되며 상단부 일측에는 상기 시트부가 구비되고 상기 사용자의 발이 지지되는 영역에 상기 브레이킹 엑셀부가 장착되는 받침 하우징부재를 포함하며,
    상기 받침 하우징부재의 상단부의 앞부분에는 안전 펜스가 장착되고,
    상기 받침 하우징부재에 구비되는 높이 방향의 지지 바아에 대해 상기 제어 모니터부가 선형 이동 가능하게 장착되어 상기 사용자의 전방 방향에 상기 제어 모니터부가 위치 가능한 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모니터부는 패널 타입으로 마련되어 상기 지지 바아에 대해 높이 조절, 수평 이동 또는 경사 조절이 가능하며,
    상기 제어 모니터부에는 작동 명령을 위한 터치 키보드와, 주행 경로를 표현하는 내비게이션 모니터부재와, 조그 손잡이부재와, 음성 마이크와, 컵 홀더와, 비상 정지를 위한 버튼과, 비상 호출을 위한 버튼 또는 속도 또는 배터리 잔량을 표현하는 계기판이 구비되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 모니터부에는 착탈 가능한 투명 보호 커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모니터부는 GPS 방식을 이용하여 자율 주행을 제어하거나 상기 제어 모니터부 또는 상기 휠체어 하우징에 구비되는 수동 운전부를 이용하여 수동 주행이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시트부는 제어 명령에 따라 자동으로 밸런싱(balancing)되는 전동 밸런스 시트인 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시트부에는 제어 명령에 따라 기울기가 조절되는 등받이부재가 구비되며,
    상기 등받이부재의 측부에는 상기 사용자의 팔을 지지하는 팔걸이부재가 위치 조절 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 시트부에는 제어 명령에 따라 펼쳐지는 전동 차양막이 구비되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 시트부의 내부 공간은 수납 공간으로 마련되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모니터부는 패널 타입으로 마련되며, 상기 휠체어 하우징에 구비되는 지지 바아에 연결부를 통해 위치 조절 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 지지 바아에 대해 높이 조절 및 회전 가능하게 장착되는 연결 바아;
    상기 연결 바아의 상단부에 구비되며 상방이 개방된 디귿(ㄷ) 자 형상을 가지며 대칭되게 관통홀들이 구비되는 브라켓부재;
    상기 브라켓부재에 대응되는 통과홀을 구비하며, 상기 관통홀들과 상기 통과홀에 관통되는 고정 샤프트에 의해 상기 브라켓부재에 회전 가능하게 결합되는 회전축;
    상기 브라켓부재의 외측에서 상기 고정 샤프트의 단부를 클램핑하는 클램퍼를 포함하며,
    상기 제어 모니터부의 하단부에 상기 회전축에 대응되는 길이 방향의 홈이 형성되어 상기 회전축에 대해서 상기 제어 모니터부의 슬라이딩 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회전축에 대한 상기 제어 모니터부의 이탈을 방지하기 위해 상기 제어 모니터부의 측부에는 모니터 측면 커버가 장착되며,
    상기 제어 모니터부에는 상기 회전축에 대한 상기 제어 모니터부를 고정시키기 위한 고정 버튼이 구비되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 브레이킹 엑셀부는,
    상기 휠체어 하우징의 바닥 부분에 누름 가능하게 장착되는 페달;
    상기 페달의 하단부로부터 하방으로 형성되는 중공의 원통부재 내측에 위치되며, 스프링으로 둘러싸여 상기 페달을 누를 시 상기 스프링과 함께 가압되며 가속력을 상기 이동부에 전달하는 전달부재; 및
    상기 전달부재의 외측벽으로부터 수평 방향으로 연장된 연장 바아에 돌출 형성되어 상기 페달을 수평 방향으로 회전 시 상기 바닥 부분에 형성된 로킹 홀에 로킹(locking) 또는 로킹 해제됨으로써 상기 이동부를 브레이킹시키는 돌출 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 브레이킹 엑셀부는,
    상기 돌출 핀이 형성된 상기 연장 바아의 회전 반경을 제한하는 제한 블록을 더 포함하며,
    상기 돌출 핀에는 스프링이 구비되어 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 돌출 핀이 상기 로킹 홀에 로킹되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 휠체어 하우징의 하단부 양측에서 앞뒤로 장착되는 사륜 구동 휠 또는 상기 휠체어 하우징의 하단부 양측에 장착되는 무한궤도 타입의 이동부인 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 휠체어 하우징에 장착되어 주행 경로의 경사도를 실시간으로 감지하는 감지부; 및
    상기 휠체어 하우징의 하단부 양측에 구비되며, 상기 감지부의 감지 정보에 기초하여 상기 휠체어 하우징의 전단부를 후단부에 대해 들어올리는 보조 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보조 이동부는 캠(cam) 형상으로서 회전 정도에 따라 지면과의 접촉을 다르게 하여 상기 이동부의 전단부의 거상 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 감지부는 고정밀 2축 경사 센서인 것을 특징으로 하는 자율 주행 전동 휠체어.
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