KR20040019144A - 장애인 자가운전을 위한 특수 차량 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장애인의 이동권 확보를 위한 장애인 자가 운전 특수 차량 시스템을 개시한 것으로, 본 발명은 조이스틱으로 운전이 가능하고 차량 운전 시와 휠체어 이동시의 높이 조정이 가능한 전동 휠체어와, 차량의 뒤편에 장착되고 리모콘으로 동작 가능한 휠체어 리프트와, 리모콘으로 차량 문 개폐 동작이 가능한 도어 시스템과, 휠체어를 운전석 위치에 고정할 수 있는 휠체어 고정장치와, 모터로 동작되어 전기 신호 입력만으로 차량 조향이 가능한 조향 제어 시스템과, 모터와 리니어 가이드 장치를 이용하여 전기 신호 입력만으로 차량 속도를 조절할 수 있는 가/감속 제어 시스템과, 장애 증상에 따라 차량의 조향 및 가/감속 제어에 필요한 전기 신호를 생성할 수 있는 조이스틱을 구비한 컨트롤 장치와, 컨트롤 장치로부터 신호를 읽어낸 후 가/감속 제어장치와 조향 제어 장치에 출력 명령을 수행하도록 하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제한적이고 의존적인 장애인의 이동권을 혼자서 휠체어 조종에서 차량 운전까지 모두 가능한 독립적인 이동권으로 확장시키는 효과가 있으며, 본 발명의 조향 제어 시스템과 가 감속 제어 시스템은 통상의 자동차에 부가적인 장치를 부착하거나 일부 부품을 교체함으로써 간단히 설치될 수 있으며, 일반인들이 통상의 운전방법으로 조작 가능한 잇점이 있다.

Description

장애인 자가운전을 위한 특수 차량 시스템{INTELLIGENT DRIVING SYSTEMS FOR HANDICAPPED PERSON}

본 발명은 장애인의 이동권 확보를 위한 시스템에 관한 것으로서, 특히 상지 혹은 하지 장애인이 다른 사람의 도움을 받지 않고 자동차에 승, 하차할 수 있고 운전까지 가능한, 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템에 관한 것이다.

장애인용 특수 차량은 대개의 경우 일반 자동변속기 차량에 장애인용 보조장치를 장착하여 장애인이 손수 운전하는 장애인 자가 운전용 차량과, 휠체어를 탄 장애인이 손쉽게 탑승할 수 있도록 하는 휠체어 리프트(lift), 이동 보조기(hoist) 등이 장착된 장애인 탑승용 특장 차량의 두 가지로 구분된다.

장애인 자가 운전용 차량은 장애 부위에 따라 특수 장치를 설치하여 일반인처럼 운전할 수 있도록 제작된다. 양발이 부자유스러운 사람은 엑셀과 브레이크를 손으로만 조작할 수 있도록 레버 형식으로 만드는 식으로, 장애가 있는 부분을 이용하여 작동하여야 하는 차량 시스템을 장애가 없는 부위로 옮겨 작동할 수 있도록 필요한 보조 장치를 설치함으로써 장애인의 차량 운전을 가능케 한다.

그러나, 이러한 장애인 자가 운전용 차량은 장애인이 운전을 하기 위해서 휠체어에서 운전석으로 옮겨 앉고 나서 휠체어를 차량에 적재하여야 하고, 또 목적지에 도착해서도 휠체어를 내려서 휠체어로 옮겨 타는 것을 도와줄 사람이 필요하므로, 장애인이 다른 사람의 도움을 받지 않고 혼자서 이동하는 독립적인 이동권 확보가 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 장애인 탑승용 특장 차량은 차량의 내부 공간을 높이고, 휠체어 리프트, 휠체어 고정장치 등을 장착하여 장애인이 휠체어에 앉은 채로 차량에 탑승하는 것이 가능하도록 한 시스템이다.

이러한 장애인 탑승용 특장 차량의 경우, 장애인이 직접 운전을 할 수 있는 시스템이 아니므로, 누군가 다른 사람이 대신 운전을 해야 한다. 따라서, 이 시스템 역시 장애인의 독립적인 이동권 확보가 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 장애인이 휠체어에 앉은 상태에서 리프트를 이용하여 승차한 다음, 휠체어에 앉은 상태 그대로 차량의 운전이 가능하도록 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 통상적인 차량 운전 방법을 이용한 일반인의 운전이 가능하도록 가 감속 페달의 동작에 방해를 주지 않고, 통상적인 자동차에 부가적인 장비를 부착하여 간단히 구축가능한 가감속 제어 시스템을 구비한 특수 차량 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 휠체어로 이동 시 적절한 좌석 높이와 차량 운전 시의 적절한 좌석 높이의 조정이 가능하도록 좌석의 높이 조정이 용이하며, 조이스틱 등의 장치를 통하여 이동이 가능한 전동 휠체어 시스템을 구비한 특수 차량 시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 조이스틱으로 운전이 가능하고 차량 운전 시와 휠체어 이동시의 높이 조정이 가능한 전동 휠체어와, 차량의 뒤편에 장착되고 리모콘으로 동작 가능한 휠체어 리프트와, 리모콘으로 차량 문 개폐 동작이 가능한 도어 시스템과, 휠체어를 운전석 위치에 고정할 수 있는 휠체어 고정장치와, 모터로 동작되어 전기 신호 입력만으로 차량 조향이 가능한 조향 제어 시스템과, 모터와 리니어 가이드 장치를 이용하여 전기 신호 입력만으로 차량 속도를 조절할 수 있는 가/감속 제어 시스템과, 장애 증상에 따라 차량의 조향 및 가/감속 제어에 필요한 전기 신호를 생성할 수 있는 조이스틱 또는 풋 컨트롤을 구비한 컨트롤 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템을 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 휠체어 리프트를 도시한 개략 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 조향 제어 시스템을 도시한 개략 정단면도,

도 4는 본 발명에 따른 가/감속 제어 시스템을 도시한 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 가이드를 도시한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 리니어 가이드의 동작을 설명하는 작동 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 스티어링 휠 11 ; 모터

12 ; 스티어링 축 13 ; 감속기어장치

20 ; 모터 21 ; 타이밍 벨트

22 ; 슬라이더 23 ; 리니어 가이드

24 ; 텐던 25 ; 링크장치

26 ; 가속페달 27 ; 감속페달

30 ; 하우징 31 ; 볼 스크류

32 ; 풀리 33 ; 볼 베어링

34 ; 텐던 고정구 35 ; 링크 고정구

40 ; 힌지 브라켓 41, 42 ; 레버

43 ; 회전 링크 44 ; 직선 링크

45 ; 롤러

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전체 시스템의 구성을 나타내는 블럭도로서, 차량 제어 시스템과 휠체어, 휠체어 리프트 등의 모든 시스템이 장착된 차량의 개념이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 차량 뒤편에 휠체어를 승/하강시키기 위한 휠체어 리프트가 장착되어 있고, 차량 내부에는 조향을 위한 조향 제어 시스템과, 차량의 속도조절을 위한 가/감속 제어 시스템, 장애인 운전자의 의도를 받아들이는 조이스틱이 구비된 컨트롤 장치, 컨트롤 장치에서 발생되는 신호를 처리하여 조향 제어 시스템과 가/감속 시스템을 제어하는 중앙제어장치가 장착되어 있다. 그리고 휠체어에 앉은 상태에서 차량 운전 시의 안전성을 위해 휠체어를 차량과 결합시켜 고정시키는 고정장치가 차량과 휠체어에 부착되어 있다.

차량의 뒤편에 장착된 휠체어 리프트는 도 2에 도시된 바와 같이, 장애인이 휠체어(2)에 앉은 상태에서 다른 사람의 도움 없이 승차가 가능하도록 리모콘으로 동작되며 미도시된 차량의 문 또한 리모콘으로 개폐될 수 있다. 또한, 휠체어 리프트(1)는 차량 내부로 완전히 내장되어 차량 운행에 전혀 지장을 주지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 차량의 조향을 위한 조향 제어 시스템과 가/감속 제어 시스템은 장애인이 아닌 일반인도 운전이 가능하도록 설계되어 있다. 도 3은 본 발명에 따른 조향 제어 시스템을 도시한 것으로, 중앙제어장치로부터 발생되는 출력 명령을 수행하여 스티어링 휠(10)을 동작시켜주는 모터(11)와, 스티어링 축(12)과 모터(11)를 연결하며 적절한 회전비를 유지하는 감속 기어 장치(13)로 구성된다.

또한 도 4는 본 발명에 따른 가/감속 제어 시스템을 도시한 것으로, 중앙제어장치로부터 발생되는 출력 명령을 수행하기 위해 설치되는 모터(20)와, 모터(20)에 의해 슬라이더(22)가 직선운동될 수 있도록 타이밍 벨트(21)로 연결되어 설치되는 리니어 가이드(23)와, 상기 슬라이더(22)와 가속페달(26) 사이에 설치되는 텐던(24)과, 상기 슬라이더(22)와 감속페달(27) 사이에 설치되는 링크장치(25)로 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 가이드를 도시한 단면도로서, 하우징(30) 내부에 길이방향으로 볼 스크류(31)가 회전가능하게 설치되고, 볼 스크류(31)의 회전축 상에 타이밍 벨트(21)가 연결되는 풀리(32)가 설치되며, 볼 스크류(31)의 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위한 볼 베어링(33)이 구비된 슬라이더(22)가 볼 스크류 결합되어 하우징(30) 일단에 돌출된다.

본 발명에 따른 슬라이더(22)는 가속페달(26)과 연결되는 텐던(24)이 고정되는 텐던 고정구(35)와 감속페달(27)과 연결되는 링크장치(25)의 일단이 고정되는 링크 고정구(36)를 구비한다.

본 발명에 따른 링크장치(25)는 차량 바닥면에 부착된 힌지 브라켓(40)과, 힌지 브라켓(40)에 힌지결합되며 그 일단이 감속페달(27)의 뒤쪽에서 앞쪽으로 걸어서 감속페달(27)을 작동시키는 회전 링크(43)와, 회전 링크(43)의 타단에 결합되어 회전 링크(43)를 회전시킬 수 있도록 잡아당기는 직선 링크(44)로 이루어지며, 직선 링크(44)의 일단은 슬라이더(22)의 링크 고정구(35)에 결합된다.

본 발명에 따른 텐던(24)은 그 일단이 가속페달(26)의 레버(42)에 결합되고 그 타단이 슬라이더(22)의 텐던 고정구(34)에 결합되며, 텐던(24)이 가속페달(26)을 작동시키는 방향으로 당겨질 수 있도록 힌지 브라켓(40) 일단에 방향전환을 위한 롤러(45)를 설치하여 텐던(24)이 롤러(45)를 거쳐 가속페달(26)의 레버(42)에 결합되는 구조를 이루고 있다. 또한, 텐던(24)은 롤러(45)에 의해 회전 링크(43) 아래로 통과하기 때문에 운전자와의 간섭을 피할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 리니어 가이드의 동작을 설명하기 위한 작동 단면도로서, 각각 감속 또는 제동시, 중립시 및 가속시의 상태를 나타내고 있다.

먼저 감속 또는 제동시에는 리니어 가이드(23)의 슬라이더(22)가 전방으로 이동하여 직선 링크(44)를 밀어주어 그에 따라 회전 링크(43)를 회전시킴으로써 감속페달(27)을 차량 바닥방향으로 잡아당겨주어 감속페달(27)을 작동시킨다. 중립시에는 리니어 가이드(23)의 슬라이더(22)가 중간에 위치하여 감속페달(27) 및 가속페달(26)이 작동되지 않도록 한다. 가속시에는 리니어 가이드(23)의 슬라이더(22)가 후방으로 후퇴하여 텐던(24)을 잡아당김으로써 가속페달(26)이 차량 바닥방향으로 작동되어 가속시킨다.

이와 같은 본 발명에 따른 가/감속 제어 시스템의 경우 페달을 눌러 주는 동작을 가/감속 페달의 저면에 설치된 레버(42) 또는 회전링크(43)를 통해서 하도록 설계되어 있어 정상인이 발로 페달을 밟아서 동작시키는 데 아무런 어려움이 없다. 이러한 설계는 장애인의 차를 동료나 가족 등 일반인들이 운전하는 경우가 발생할 경우를 위한 것이며, 이 장치들은 통상의 차량에 부가적인 장치를 부착하거나 일부 부품을 교체함으로써 간단히 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 차량을 운전하기 위한 컨트롤 장치는 장애의 증상에 따라 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 하지 장애인을 위한 2 자유도 조이스틱이 개발되어 있으며, 상지 장애인을 위한 풋 컨트롤(foot control) 장치가 개발되어 있다. 즉, 하지 장애인을 위한 2 자유도 조이스틱은 한 손으로 조향 동작과 가 감속 동작이 모두 가능한 컨트롤이고, 상지 장애인을 위한 풋 컨트롤 장치는 조향 동작을 한쪽 발로 할 수 있는 컨트롤이다.

본 발명에 따르면, 조이스틱 또는 풋 컨트롤 등의 컨트롤 장치로부터 신호를 읽어낸 후 적절한 출력 명령을 내보냄으로써 가/감속 제어장치와 조향 제어 장치가 적절한 동작을 수행하도록 하는 기능은 중앙제어장치가 담당한다. 이 중앙제어장치는 장애인의 증상에 따라 바뀌는 컨트롤 장치에 맞추어서 적절히 프로그래밍될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 차량 밖에서의 장애인의 독립적인 이동권을 보장하는 수단인 전동 휠체어는 운전자의 조종을 위한 조이스틱과 몸체, 구동 장치, 배터리, 높이 조정 장치 등으로 구성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 휠체어를 타고 그대로 차량으로 들어가서 휠체어에 앉은 채로 운전을 하기 위해 휠체어에 높이 조정 기능이 부가되었다. 이러한 높이 조정 기능은 차량의 운전석으로서의 적절한 높이와 휠체어로 이동할 때의 적절한 높이가 다르기 때문에 개발된 기능이다.

한편, 운전석 위치에 쉽게 탈 부착이 가능한 좌석을 채용하여, 장애인이 운전할 경우에는 좌석을 분리하고 휠체어에 앉은 채로 운전하고, 일반인이 운전할 경우에는 좌석을 장착하여 운전할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 시스템은 장애인의 독립적인 이동권 확보를 가능하게 만든다. 장애인은 휠체어를 타고 차량에 접근할 수 있으며, 휠체어의 높이를 차량 운전에 적합한 정도로 낮춘 다음, 리모콘으로 차량의 문을 열고 휠체어 리프트를 동작시켜 휠체어에 앉은 상태로 차량 내로 들어갈 수 있고, 차량 내부에서 리모콘을 이용하여 리프트를 다시 원위치 시킨 후 차량 문을 닫을 수 있다. 또한 차량의 운전석 위치로 이동하여 휠체어와 차량을 고정장치를 이용해 결합시키고, 장애 증상에 적절하게 설계된 컨트롤 장치를 통해 차량을 운전하여 원하는 목적지까지 이동할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 장애인의 독립적인 이동권 확보를 위한 전 과정을 하나의 시스템으로 개발하여 종래 전동 휠체어를 통한 근거리 이동에 국한되거나, 일반인이 운전을 대신 하여주는 등의 제한적이고 의존적인 장애인의 이동권을 혼자서 휠체어 조종에서 차량 운전까지 모두 가능한 독립적인 이동권으로 확장시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 조향 제어 시스템과 가감속 제어 시스템은 통상의 자동차에 부가적인 장치를 부착하거나 일부 부품을 교체함으로써 간단히 설치될 수 있으며, 일반인들이 통상의 운전방법으로 조작 가능하다.

Claims (7)

1. 조이스틱으로 운전이 가능하고 차량 운전 시와 휠체어 이동시의 높이 조정이 가능한 전동 휠체어와,

   차량의 뒤편에 장착되고 리모콘으로 동작 가능한 휠체어 리프트와,

   리모콘으로 차량 문 개폐 동작이 가능한 도어 시스템과, 휠체어를 운전석 위치에 고정할 수 있는 휠체어 고정장치와,

   모터로 동작되어 전기 신호 입력만으로 차량 조향이 가능한 조향 제어 시스템과,

   모터와 리니어 가이드 장치를 이용하여 전기 신호 입력만으로 차량 속도를 조절할 수 있는 가/감속 제어 시스템과,

   장애 증상에 따라 차량의 조향 및 가/감속 제어에 필요한 전기 신호를 생성할 수 있는 조이스틱 또는 풋 컨트롤을 구비한 컨트롤 장치와,

   상기 컨트롤 장치로부터 신호를 읽어낸 후 상기 가/감속 제어장치와 조향 제어 장치에 출력 명령을 수행하도록 하는 중앙제어장치를 포함하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조향 제어 시스템은 컨트롤 장치로부터 발생되는 출력 명령을 수행하여 스티어링 휠을 동작시켜주는 모터와, 스티어링 축과 모터를 연결하며 적절한 회전비를 유지하는 감속 기어 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가/감속 제어 시스템은 상기 중앙제어장치로부터 발생되는 출력 명령을 수행하기 위해 설치되는 모터와, 상기 모터에 의해 슬라이더가 직선운동될 수 있도록 타이밍 벨트로 연결되어 설치되는 리니어 가이드와, 상기 슬라이더와 가속페달 사이에 설치되는 텐던과, 상기 슬라이더와 감속페달 사이에 설치되는 링크장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 리니어 가이드는 하우징 내부에 길이방향으로 볼 스크류가 회전가능하게 설치되고, 상기 볼 스크류의 회전축 상에 타이밍 벨트가 연결되는 풀리가 설치되며, 상기 볼 스크류의 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위한 볼 베어링이 구비된 슬라이더가 볼 스크류 결합되어 상기 하우징 일단에 돌출되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 슬라이더는 상기 가속페달과 연결되는 텐던이 고정되는 텐던 고정구와, 상기 감속페달과 연결되는 링크장치의 일단이 고정되는 링크 고정구를 구비하는 것을 특징으로 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 링크장치는 차량 바닥면에 부착된 힌지 브라켓과, 상기 힌지 브라켓에 힌지결합되며 그 일단이 감속페달의 뒤쪽에서 앞쪽으로 걸어서 상기 감속페달을 작동시키는 회전 링크와, 상기 회전 링크의 타단에 결합되어 상기 회전 링크를 회전시킬 수 있도록 잡아당기는 직선 링크로 이루어지며, 상기 직선 링크의 일단이 상기 슬라이더의 링크 고정구에 결합되는 것을 특징으로 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 텐던이 상기 가속페달을 작동시키는 방향으로 당겨질 수 있도록 방향전환을 위한 롤러를 설치하여 상기 텐던이 상기 롤러를 거쳐 상기 가속페달의 레버에 결합되는 것을 특징으로 하는 장애인 자가 운전을 위한 특수 차량 시스템.