KR20090103357A - Wheelchair for climbing the stairs and the wheels thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휠체어 및 휠체어의 바퀴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계단을 오르내릴 수 있도록 구성되어 있고 계단에서도 탑승자를 안전하게 수송할 수 있도록 하는 계단 주행이 가능한 휠체어 및 그 바퀴에 관한 것이다.The present invention relates to a wheelchair and a wheel of a wheelchair. More particularly, the present invention relates to a wheelchair and a wheel capable of running a stairway configured to be able to move up and down stairs, and to safely transport occupants even on the stairs.
일반적으로 휠체어는 다리를 사용하지 못하는 장애인이 이동할 수 있는 유일한 수단으로서, 사용자가 손으로 직접 휠을 돌려서 이동하는 수동식 휠체어와 모터의 구동에 따른 바퀴의 회전동작에 따라 이동되는 전동 휠체어로 구분된다.In general, wheelchairs are the only means by which a disabled person who cannot use a leg can move, and is classified into a manual wheelchair where a user directly rotates the wheel by hand and an electric wheelchair that is moved according to the rotation of the wheel according to the driving of the motor.
도 1에는 통상적인 전동 휠체어를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional electric wheelchair.
통상적인 전동휠체어(10)는 지상으로부터 일정 높이에 위치되어 프레임(12)에 의하여 지지되며, 손잡이(14)가 구비된 등받이를 포함하는 휠체어의자(16)와, 휠체어의자(16)의 후방 아래쪽에 설치되어 모터 및 구동축(18a)으로 이루어지는 구동부재(18)로 구성된다.A conventional electric wheelchair 10 is positioned at a certain height from the ground and supported by the frame 12, and includes a wheelchair chair 16 including a backrest provided with a handle 14 and a rear lower portion of the wheelchair chair 16. And a drive member 18 formed of a motor and a drive shaft 18a.
그리고 휠체어의자(16)를 지지하는 프레임(12)의 후면 양쪽에서 외측 지면과 접촉되도록 설치되고 구동부재(18)를 구성하는 구동축(18a)과 연결되어 구동부재(18)로부터 전달되는 동력을 전달받아 전후방향으로 회동되는 바퀴(20)와, 상기 프레임(12)의 선단 양쪽에서 지면에 접촉되도록 설치되어 사용자의 조작에 따라 전후 및 좌우 회전되면서 전동휠체어(10)의 이동방향을 제어하는 좌우 한쌍의 조향바퀴(22)와, 조향바퀴(22)가 설치된 프레임에 지지된 상태에서 휠체어의자(16)의 전방 아래쪽에 설치되는 발받침판(24)으로 이루어진다.And it is installed to contact the outer surface on both sides of the frame 12 supporting the wheelchair chair 16 and is connected to the drive shaft 18a constituting the drive member 18 to transfer the power transmitted from the drive member 18. The left and right pairs of wheels 20 which are rotated in the front-rear direction and installed on the both sides of the front end of the frame 12 to be in contact with the ground to control the movement direction of the electric wheel chair 10 while being rotated back and forth and left and right according to the user's operation. Steering wheel 22 of the, and the steering wheel 22 is made up of the footrest plate 24 is installed in the front lower portion of the wheelchair chair 16 in the state supported by the frame is installed.
이와 같은 구조의 종래 전동휠체어(10)에서는 구동부재(18)를 구성하는 모터가 구동되면 바퀴(20)와 연결된 구동축(18a)이 회동됨에 따라 휠체어의 전방 또는 후방이동이 이루어지고, 전동휠체어(10) 전면에 설치된 조향바퀴(22)를 좌우 방향으로 조절함에 따라 전동휠체어(12)의 이동방향이 조절된다.In the conventional electric wheel chair 10 having such a structure, when the motor constituting the driving member 18 is driven, the driving shaft 18a connected to the wheel 20 is rotated so that the front or rear movement of the wheelchair is made, and the electric wheel chair ( 10) The direction of movement of the electric wheelchair 12 is adjusted by adjusting the steering wheel 22 installed on the front side in the left and right directions.
그러나, 이와 같이 이루어지는 종래의 전동휠체어의 경우 전방 또는 후방으로의 주행 이동은 가능하여 평탄한 노면에서는 이동에 별다른 문제가 없지만 계단을 오르내리거나 인도 상에 설치되는 경계턱을 통과할 수 없기 때문에 휠체어용 경사로나 장애인용 리프트가 설치되어 있지 않은 건물이나 지하철역사의 출입이 불가능하여 지체 장애인의 이동권이 심각하게 제한된다는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional electric wheelchair made in this way it is possible to move forward or backward on the flat road surface there is no problem in the movement, but because it can not go up and down the stairs or pass through the boundary jaw installed on the sidewalk for wheelchairs There is a problem that the right of movement of the physically handicapped is severely limited because it is impossible to enter a building or subway station without a ramp or a disabled lift.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 특수한 구조로 제작된 바퀴를 가지고 있어서 계단을 오르내릴 수도 있고 계단이 아닌 평지를 다닐 때는 일반적인 휠체어와 같이 동작하며, 계단을 오르내릴 때에도 탑승자의 심리적, 신체적 편안함을 유지한 채로 타인의 도움없이 자유롭게 이동할 수 있는 휠체어를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the present invention has a wheel made of a special structure can move up and down the stairs, and when walking on a flat rather than a staircase works like a normal wheelchair, The objective is to provide a wheelchair that can move freely without the help of others while maintaining the psychological and physical comfort of the occupant.
이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴는 휠체어의 바퀴를 회전시키기 위한 구동축과 연결되는 바퀴의 중심부와 상기 중심부에 결합되어 상기 중심부로부터 바퀴의 테두리 방향으로 일정한 길이만큼 길게 뻗으며 바퀴의 중심을 기준으로 서로 일정한 각도를 이루면서 배치되는 다수 개의 디딤부를 포함하여 구성되고 다수 개의 고정핀 관통공이 형성되며, 한 쌍이 서로 일정한 간격을 두고 서로 대응되는 형태로 마주보도록 평형하게 위치하는 동일 형태 및 크기를 가지는 한 쌍의 바퀴틀판과, 바퀴의 접지면의 일부에 해당하는 원호면을 이루는 부분으로서 양 가장자리 측변이 서로 마주보는 한 쌍의 상기 디딤부들 중 바퀴의 테두리의 일부가 되는 모서리들에 연결되는 다수 개의 바퀴틀 접지면체와, 양 말단이 서로 마주보는 한 쌍의 상기 디딤부의 안쪽 면들마다 결합되어 수평 방향으로 바퀴 내부를 가로지르는 다수 개의 힌지축과, 양 말단이 한 쌍의 상기 바퀴틀판의 안쪽면 각각에 연결되어 수평 방향으로 바퀴 내부를 가로지르는 걸림봉과, 바퀴축의 길이 방향을 따라 양 방향으로 이동 가능하도록 휠체어에 설치되고 바퀴 방향으로 이동되어 상기 고정핀 관통공을 관통하여 바퀴 내부로 유입되거나 바퀴 반대 방향으로 이동되어 상기 고정핀 관통공과 분리될 수 있는 고정핀과, 일부가 서로 마주보는 한 쌍의 상기 바퀴틀판 사이에 끼워져 바퀴의 접지면으로부터 바퀴의 중심을 향하는 방향의 외력을 받으면 상기 힌지축을 중심으로 바퀴의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전 운동이 가능하도록 상기 힌지축과 힌지 결합됨으로써 상기 고정핀이 상기 고정핀 관통공과 분리된 상태에서 바퀴의 접지면으로부터 바퀴의 중심을 향하는 방향의 외력을 받으면 상기 힌지축을 중심으로 회전되어 상기 한 쌍의 바퀴틀판 사이로 유입되고 상기 고정핀이 상기 고정핀 관통공에 결합된 상태에서는 바퀴의 접지면과 수직한 방향의 외력을 받더라도 상기 고정핀에 걸려서 움직이지 못하며 이 상태에서 외부면의 일부가 바퀴의 접지면의 일부에 해당되도록 원호면을 가지는 다수 개의 회동부 및 상기 힌지축 둘레에 감기고 한쪽 말단부는 상기 회전부의 내측면에 닿아 지지되고 다른 한쪽 말단부는 상기 바퀴틀 접지면체에 닿아 지지됨으로써 상기 회동부에 바퀴의 접지면과 수직한 방향의 외력이 가해지지 않은 상태에서는 상기 회동부의 외부면의 일부가 바퀴의 접지면의 일부에 해당되는 상태로 유지되도록 하는 토션 스프링을 포함하여 구성된다.Wheelchair wheels capable of running the stairs according to the present invention for achieving the above object is coupled to the center and the center of the wheel connected to the drive shaft for rotating the wheel of the wheelchair constant length from the center to the rim of the wheel It consists of a plurality of stepping parts are formed extending at a predetermined angle to each other relative to the center of the wheel and are formed with a plurality of fixing pin through-holes, and the pair is balanced to face each other at a regular interval to correspond to each other A pair of wheel frames having the same shape and size positioned and an arcuate surface corresponding to a part of the ground plane of the wheels. A plurality of wheelbed ground planes connected to the edges, A plurality of hinge shafts, which are coupled to each of the inner surfaces of the pair of stepping portions whose ends face each other and cross the inside of the wheel in a horizontal direction, and both ends are connected to each of the inner surfaces of the pair of wheel frames, and the wheels in a horizontal direction Hanging rods that traverse the inside, and installed in the wheelchair to be movable in both directions along the longitudinal direction of the wheel shaft and moved in the direction of the wheel penetrates through the fixing pin through hole into the wheel or moved in the opposite direction to the fixed pin A pin that can be separated from the through hole, and a pair of wheel frames facing each other, the outer pin being inserted into the center of the wheel from the ground plane of the wheel and receiving the same external force as the direction of rotation of the wheel about the hinge axis. The fixing pin is hinged by the hinge shaft and the hinge shaft so as to enable rotational movement in the direction. When the external force in the direction toward the center of the wheel is received from the ground plane of the wheel in a state separated from the fixed pin through-hole, it rotates about the hinge axis and flows between the pair of wheel frame plates, and the fixing pin passes through the fixing pin through-hole. In the combined state, even when subjected to an external force in a direction perpendicular to the ground plane of the wheel, the fixed pin does not move, and in this state, a plurality of rotating parts having an arc surface such that a portion of the outer surface corresponds to a part of the ground plane of the wheel; It is wound around the hinge shaft, and one end part is supported by the inner surface of the rotating part and the other end part is supported by the wheel frame ground plane, so that no external force is applied in the direction perpendicular to the ground plane of the wheel. In order to maintain a part of the outer surface of the rotating part corresponding to a part of the ground surface of the wheel It is configured to include a torsion spring.
또한, 상기 바퀴틀 접지면체와 상기 회동부 각각의 바퀴의 접지면에 해당되는 면에는 고무가 덧대어지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a rubber pad is applied to a surface corresponding to the ground plane of each wheel of the wheel body ground plane and the pivot unit.
또한, 상기 회동부 중 상기 걸림봉에 걸릴 때 상기 걸림봉과 접하는 부위에는 완충 고무가 덧대어지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a cushioning rubber is padded in a portion of the pivoting portion that comes into contact with the locking rod when caught by the locking rod.
또한, 상기 디딤부의 개수는 4개이며 상기 바퀴틀판은 바람개비 형태를 가지는 것이 바람직하다.In addition, the number of the stepping portion is four and the wheel frame plate preferably has a pinwheel form.
또한, 상기 고정핀은 구동축의 길이 방향을 따라 설치된 스프링에 의해 탄발 지지되는 것이 바람직하다.In addition, the fixing pin is preferably elastically supported by a spring installed along the longitudinal direction of the drive shaft.
또한, 상기 고정핀은 고정핀 지지부에 설치되고, 상기 고정핀 지지부는 레버와 결합되며, 상기 레버의 중간부가 휠체어의 일측부에 힌지 결합되어 상기 레버를 측면 방향으로 밀거나 당김으로써 상기 고정핀을 상기 고정핀 통과공에 끼우거나 뺄 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the fixing pin is installed on the fixing pin support, the fixing pin support is coupled to the lever, the middle portion of the lever is hinged to one side of the wheelchair to push or pull the lever in the lateral direction to the fixing pin It is preferable that the fixing pin can be inserted into or removed from the hole.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계단 주행이 가능한 휠체어는 상기 휠체어 바퀴를 양측에 장착한 전동 휠체어로서, 상기 휠체어 바퀴는 앞뒤 2개씩 모두 4개가 장착되고 네 바퀴 굴림 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the wheelchair capable of running the stairs according to the present invention for achieving the above object is an electric wheelchair equipped with the wheelchair wheels on both sides, the wheelchair wheels are equipped with four front and rear two by four wheel rolling method It is preferable.
또한, 상기 휠체어의 진행방향 쪽의 외측면에는 계단의 존재 여부를 감지하기 위한 계단 감지 센서가 구비되고, 상기 계단 감지 센서에 의해 일정 거리 이내의 전방에 계단이 있는 것이 감지되면 자동으로 상기 고정핀이 상기 고정핀 관통공으로부터 빠지도록 하고 일정 거리 이내의 전방에 계단이 있는 것이 감지 되지 않으면 자동으로 상기 고정핀이 상기 고정핀 관통공에 끼워지도록 하는 고정핀 자동 작동부가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, a step detection sensor for detecting the presence of the step is provided on the outer side of the direction of the direction of the wheelchair, and if the step is detected by the step detection sensor in the front within a predetermined distance automatically the fixing pin It is preferable that a fixed pin automatic operation unit is provided so as to be pulled out of the fixing pin through hole and the fixing pin is automatically fitted into the fixing pin through hole if it is not sensed that there is a step within a predetermined distance.
또한, 상기 휠체어의 의자부의 일측에는 의자부의 수평을 유지하는 수평 유지부가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that one side of the chair portion of the wheelchair is provided with a horizontal holding portion for keeping the chair portion horizontal.
또한, 상기 휠체어의 의자부는 제자리 회전이 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the chair portion of the wheelchair is preferably configured to be rotated in place.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴에 의하면 계단이나 턱을 용이하게 넘어갈 수 있도록 운행되고, 탑승자가 탑승하는 의자부의 수평을 유지하는 수평 유지부가 형성되어 탑승자가 전동휠체어의 전복 위험의 불안감을 떨쳐 버릴 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 기존의 휠체어나 전동휠체어로 가기가 어려운 곳을 갈 수 있게 됨으로써 장애인의 이동능력을 향상시켜 줄 수 있게 되어 장애인의 사회 활동의 참여를 확대시키고 기존 생활 환경에 많은 개조가 없어도 비장애인이 활동하는 생활환경에서 자유롭게 이동할 수 있어서 사회기반시설의 개조비용이 절감되는 효과가 있다.As described above, according to the wheelchair wheel capable of running the stairs according to the present invention, the horizontal wheel is formed so as to easily move the stairs or the jaws, and maintains the level of the chair part on which the occupant rides. The advantage is that you can shake off the anxiety of danger. Therefore, it is possible to go to a place where it is difficult to go to the existing wheelchair or electric wheelchair, thereby improving the mobility of the disabled, thereby expanding the participation of the social activities of the disabled, and the non-disabled activities without the need for many modifications to the existing living environment. It is possible to move freely in the living environment to reduce the cost of retrofit of the infrastructure.
도 1은 일반적인 전동 휠체어를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a general electric wheelchair.
도 2a는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴의 바퀴틀판을 나타낸 측면도.Figure 2a is a side view showing a wheel plate of a wheelchair wheel capable of running stairs according to the present invention.
도 2b는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴의 회동부를 나타낸 측면도.Figure 2b is a side view showing the rotating part of the wheelchair wheel capable of running according to the present invention.
도 2c는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴의 고정핀을 나타낸 측면도.Figure 2c is a side view showing the fixing pin of the wheelchair wheel capable of running according to the present invention.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴를 나타낸 측면도.Figure 3a and Figure 3b is a side view showing a wheelchair wheel capable of running according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어 바퀴를 나타낸 정면도.Figure 4 is a front view showing a wheelchair wheel capable of running stairs according to the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어가 계단을 올라가는 모습을 나타낸 측면도.Figure 5a to 5d is a side view showing a state in which the wheelchair can run up the stairs according to the present invention up the stairs.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 의한 계단 주행이 가능한 휠체어가 계단을 내려가는 모습을 나타낸 측면도.Figure 6a to 6d is a side view showing a state in which the wheelchair can run down the stairs according to the present invention down the stairs.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
100: 바퀴틀 110: 바퀴틀판100: cast iron 110: cast iron plate
111: 중심부 112: 디딤부111: center 112: step
113: 고정핀 관통공 200: 회동부113: fixing pin through hole 200: rotating part
210: 완충고무 220: 힌지축 관통공210: buffer rubber 220: hinge shaft through hole
230: 걸림턱 300: 걸림봉230: locking jaw 300: locking bar
400: 힌지축 500: 토션스프링400: hinge axis 500: torsion spring
600: 고정핀 700: 고정핀 지지부600: fixed pin 700: fixed pin support
730: 스프링 800: 레버730: spring 800: lever
900: 장애물 감지센서 910: 내리막 계단 감지센서900: obstacle detection sensor 910: downhill stair sensor
1000: 의자부 1100: 수평유지부1000: chair portion 1100: horizontal holding portion
1200: 구동축1200: drive shaft
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a, 도 2b, 도 2c 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휠체어 바퀴의 구성요소들을 나타낸 정면도이다.2A, 2B, and 2C are front views illustrating components of a wheelchair wheel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바퀴틀(100)을 나타낸 것이다. 바퀴틀(100)은 동일한 형태 및 크기를 가진 한 쌍의 바퀴틀판(110)과 바퀴틀 접지면체(120)로 구성된다.Figure 2a shows a wheel frame 100 according to an embodiment of the present invention. The wheel frame 100 is composed of a pair of wheel frame plate 110 and the wheel frame ground plane 120 having the same shape and size.
한 쌍의 바퀴틀판(110)은 서로 대응되는 형태로 마주보면서 서로 일정 거리만큼 떨어져서 평행하게 위치한다. 바퀴틀판(110)은 가운데 부분인 중심부(111)와 중심부(111)로부터 십자 형태로 바퀴의 테두리 쪽으로 길게 뻗는 일정한 폭을 가진 네개의 디딤부(112)를 포함하여 구성된다. 디딤부(112)의 폭의 중심을 따라 디딤부(112)의 길이 방향으로 뻗는 가상의 연장선은 바퀴의 중심과 일정 거리만큼 떨어져 있게 되며, 이러한 형태적 특징으로 인하여 바퀴틀판(110)은 전체적으로 바람개비 형태를 가진다.The pair of wheel plates 110 are parallel to each other by a predetermined distance facing each other in a form corresponding to each other. The wheel frame plate 110 is configured to include a central portion 111 and four stepping portions 112 having a constant width extending from the central portion 111 toward the rim of the wheel in a cross shape. The imaginary extension line extending in the longitudinal direction of the stepping unit 112 along the center of the width of the stepping unit 112 is spaced apart from the center of the wheel by a certain distance, and due to this morphology, the wheel frame 110 is entirely pinwheeled. Has a form.
중심부(111)는 휠체어의 구동축(1200)과 연결되는 부분으로서 구동축(1200)에 연결되어 구동축(1200)과의 결합을 가능하게 하는 8개의 결합 볼트(114)가 바퀴의 중심으로부터 일정 거리만큼 떨어진 부위에 일정한 간격을 두고 결합된다. 또한 중심부(111)의 네 모서리 각각에는 고정핀 관통공(113)이 형성된다.The central part 111 is a part that is connected to the drive shaft 1200 of the wheelchair, and eight coupling bolts 114 connected to the drive shaft 1200 to enable the coupling with the drive shaft 1200 are separated by a predetermined distance from the center of the wheel. It is combined at regular intervals. In addition, each of the four corners of the central portion 111 is formed with a fixing pin through hole 113.
걸림봉(300)은 양 말단이 한 쌍의 바퀴틀판(110)의 한 가운데 각각에 연결되어 수평 방향으로 바퀴 내부를 가로지르는 부재이고, 힌지축(400)은 양 말단이 한 쌍의 서로 마주보는 디딤부(112) 안쪽 면 중 바퀴 테두리와 인접한 부분 각각에 연결되어 수평 방향으로 바퀴 내부를 가로지르는 부재이다.Hanging rod 300 is a member that both ends are connected to each of the center of the pair of wheel frame plate 110 to cross the inside of the wheel in the horizontal direction, the hinge shaft 400 is a pair of both ends facing each other It is a member that is connected to each of the parts adjacent to the wheel rim of the inner surface of the stepping portion 112 to cross the inside of the wheel in the horizontal direction.
한 쌍의 바퀴틀판(110) 사이의 공간은 가운데의 걸림봉(300)과 힌지축(400)들 외에는 어떠한 것도 없는 빈 공간이다. 한 쌍의 바퀴틀판(110)을 서로 이어주는 부분은 걸림봉(300)과 바퀴의 접지면의 일부에 해당되는 부분들인 바퀴틀 접지면체(120)들 뿐이다. 바퀴틀 접지면체(120)는 디딤부(112) 중 바퀴의 테두리에 해당하는 가장자리 모서리와 수직하게 연결되는 부분으로서 모두 4개가 구비되고 원호면을 이룬다.The space between the pair of wheel frame 110 is an empty space without any other than the locking rod 300 and the hinge shaft 400 in the middle. The portion connecting the pair of wheel frames 110 to each other is only the wheel frame ground plane 120, which is a portion corresponding to a part of the grounding surface of the locking rod 300 and the wheel. Wheel frame ground plane 120 is a part connected vertically to the edge of the corner 112 corresponding to the rim of the wheel 112 is provided with all four and forms an arc surface.
힌지축(200)은 하나의 바퀴틀판(110)에 구비된 디딤부(112)의 개수만큼 구비되는 것으로서 본 실시 예에서는 모두 4개가 구비된다.The hinge shaft 200 is provided as many as the number of the stepping portion 112 provided in one wheel plate 110, all four are provided in this embodiment.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회동부(200)를 나타낸 것이다.Figure 2b shows a rotating part 200 according to an embodiment of the present invention.
회동부(200)는 힌지축(400)에 회동 가능하게 결합하는 부재로서, 힌지축(400)이 관통할 수 있도록 힌지축 관통공(220)이 형성된다. 회동부(200) 중 힌지축(400)에 결합되는 부분은 한 쌍의 바퀴틀판(110) 사이의 공간에 삽입되고, 그 외의 부분도 한쌍의 바퀴틀판(110) 사이의 공간에 삽입 가능하도록 그 폭이 한 쌍의 바퀴틀판(110) 사이의 거리보다 짧다.The pivot 200 is a member rotatably coupled to the hinge shaft 400, and a hinge shaft through hole 220 is formed to allow the hinge shaft 400 to penetrate. The portion of the pivoting portion 200 coupled to the hinge shaft 400 is inserted into the space between the pair of wheel frame plates 110, and the other portions can be inserted into the space between the pair of wheel frame plates 110. The width is shorter than the distance between the pair of wheel plates 110.
회동부(200)는 그 일부가 바퀴의 접지면의 일부에 해당될 수 있도록 원호면을 형성하며, 회동부(200) 중 회동부(200)의 원호면의 한쪽 끝과 인접한 안쪽 부위에는 힌지축(400)과 결합되기 위한 힌지축 관통공(220)이 형성되고 회동부의 원호면의 다른 한쪽 끝에는 바퀴틀 접지면체(120)의 안쪽 면에 걸리기 위한 부분인 걸림턱(230)이 구비된다.The rotating part 200 forms an arced surface so that a part thereof may correspond to a part of the ground plane of the wheel, and a hinge shaft is formed at an inner portion adjacent to one end of the arcing surface of the rotating part 200 of the rotating part 200. Hinge shaft through-hole 220 is formed to be coupled to the 400 and the other end of the circular arc surface of the rotating part is provided with a locking jaw 230 that is a portion to be caught on the inner surface of the wheel frame ground plane 120.
바퀴틀 접지면체(120)와 회동부(200) 각각의 바퀴의 접지면에 해당되는 면에는 자동차의 타이어의 역할을 하는 고무가 덧대어지는데, 본 발명의 바퀴의 접지면은 계단에 닿은 상태에서 어느 정도 슬립이 일어날 수 있어야 하므로 마찰이 크게 일어나는 연한 고무보다는 어느 정도 단단한 고무가 사용되는 것이 바람직하다.In the surface corresponding to the ground surface of each wheel of the wheel frame ground plane 120 and the rotating unit 200 is a rubber that is added as a tire of the car, the ground plane of the wheel of the present invention is in contact with the stairs It is preferable to use a rubber that is harder to some extent than soft rubber, which has a large friction, since a certain amount of slip should be possible.
또한, 회동부(200) 중에서 도 3b에 도시된 것과 같이 회동부(200)가 걸림봉(300)에 걸린 상태일 때 걸림봉(300)과 직접적으로 닿는 부위의 표면에는 완충 고무(210)가 결합된다.In addition, as shown in FIG. 3B of the pivoting part 200, when the pivoting part 200 is caught by the locking bar 300, a buffer rubber 210 is formed on the surface of the portion that directly contacts the locking bar 300. Combined.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정핀(600)을 나타낸 것이다.Figure 2c shows a fixing pin 600 according to an embodiment of the present invention.
고정핀(600)은 바퀴틀판(110)의 고정핀 관통공(113)을 관통하여 바퀴의 내부로 삽입되어 회동부(200)의 안쪽 모서리가 고정핀(600)에 걸려서 회동부(200)가 움직이지 못하도록 하기 위한 것이다.The fixing pin 600 penetrates the fixing pin through hole 113 of the wheel frame plate 110 and is inserted into the wheel so that the inner edge of the rotating part 200 is caught by the fixing pin 600 so that the rotating part 200 is fixed. It is to prevent it from moving.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휠체어 바퀴를 나타낸 것으로서, 도 3a는 바퀴가 완전히 원형을 이루고 있을 때의 모습을 나타낸 것이고, 도 3b는 바퀴의 회동부(200) 하나가 접혀져서 안쪽으로 들어간 모습을 나타낸 것이다.3A and 3B illustrate a wheel of a wheelchair according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3A illustrates a state in which the wheels are completely circular, and FIG. 3B shows one pivoting part 200 of the wheel folded. It shows the figure that went into the inside.
도 3a에 도시된 것과 같이, 네 개의 회동부(200)가 네 개의 힌지축(400) 각각에 힌지 운동이 가능하도록 결합됨으로써 원형의 바퀴 형태를 이루게 된다. 네 개의 회동부(200) 중 서로 대각선 방향으로 위치하는 회동부(200)끼리는 바퀴의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 형태를 이루도록 구성된다. 회동부(200)와 힌지축(400)의 결합 관계는 회동부(200)의 원호면에 외력이 가해졌을 때 회동부(200)의 힌지축(400)을 중심으로 하는 회전 방향이 바퀴의 구동축(1200)의 회전 방향과 같아야 한다는 것이다.As shown in FIG. 3A, four pivots 200 are hinged to each of the four hinge shafts 400 to form a circular wheel. Of the four rotating parts 200, the rotating parts 200 positioned diagonally to each other are configured to form symmetrical shapes with respect to the center of the wheel. Coupling relationship between the rotating part 200 and the hinge shaft 400 is the rotational axis around the hinge shaft 400 of the rotating part 200 when the external force is applied to the circular arc surface of the rotating part 200 is the drive shaft of the wheel It should be the same as the direction of rotation of 1200.
힌지축(400)에는 토션 스프링(500)이 설치되는데 토션 스프링(500) 중에서 코일 형태를 이루는 부분은 힌지축(400) 둘레에 감기며, 토션 스프링(500)의 양쪽 말단 각각은 길게 뻗는데 이 길게 뻗은 부분 중 하나는 바퀴틀 접지면체(120)의 안쪽 면에 닿아서 지지되고 다른 하나는 회동부(200)의 원호면 안쪽 면에 닿아서 지지된다.A torsion spring 500 is installed at the hinge shaft 400. The coil-shaped portion of the torsion spring 500 is wound around the hinge shaft 400, and both ends of the torsion spring 500 extend long. One of the elongated portions is supported by touching the inner surface of the wheel frame ground plane 120 and the other is supported by touching the inner surface of the circular arc surface of the pivot 200.
고정핀(600)이 고정핀 관통공(113)에 삽입된 상태에서는 회동부(200)의 안쪽 가장자리부가 고정핀(600)에 닿아서 걸려 있게 되어 안쪽으로 들어오도록 힌지 운동을 할 수가 없다.In the state in which the fixing pin 600 is inserted into the fixing pin through hole 113, the inner edge portion of the pivot 200 comes into contact with the fixing pin 600 and thus cannot be hinged to enter the inside.
고정핀(600)이 고정핀 관통공(113)에서 빠져 있는 상태에서는 회동부(200)가 외력을 받으면 힌지축(400)을 축으로 회전이 가능한데, 도 3b에 도시된 것과 같이 회동부(200) 중 하나에 바깥쪽에서 누르는 힘이 가해지면 눌린 회동부(200)는 힌지축(400)을 축으로 하여 안쪽으로 힌지 운동을 하게 되며 이로써 회동부(200)는 한 쌍의 바퀴틀판(100) 사이 공간으로 들어오게 된다. 회동부(200)가 바퀴 안쪽 방향으로 움직일 수 있는 최대 범위는 회동부(200)의 안쪽 가장자리부가 도 3b에 도시된 것과 같이 걸림봉(300)에 닿아 걸리게 될 때까지다. 회동부(200)가 걸림봉(300)에 닿은 상태에서는 도 3b에 도시된 것과 같이 바퀴를 측면에서 바라볼 때 중심각이 직각인 부채꼴 형태의 텅 빈 부분이 생기게 된다.In the state in which the fixing pin 600 is removed from the fixing pin through-hole 113, when the rotating part 200 receives an external force, the hinge pin 400 can be rotated about the axis. As shown in FIG. 3B, the rotating part 200 When a pressing force is applied to one of the outside, the pressed rotating part 200 is hinged inward with the hinge axis 400 as the axis, so that the rotating part 200 is between the pair of wheel frames 100. You enter the space. The maximum range in which the rotating unit 200 can move in the inner direction of the wheel is until the inner edge portion of the rotating unit 200 comes into contact with the locking bar 300 as illustrated in FIG. 3B. In the state in which the rotation part 200 touches the catching rod 300, as shown in FIG. 3B, when the wheel is viewed from the side, a hollow portion having a fan shape having a right angle at the center angle is formed.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정핀, 고정핀 지지부 및 레버를 정면에서 바라본 모습이다.4 is a front view of the fixing pin, the fixing pin support, and the lever according to an embodiment of the present invention.
고정핀(600)은 바퀴 안쪽의 바퀴 구동축(1200) 둘레를 감싸는 고정핀 지지부(700)에 설치된다. 고정핀 지지부(700)는 구동축(1200)의 길이 방향을 따라 바퀴 방향으로 이동하거나 바퀴의 반대 방향으로 이동하도록 설치되며 고정핀 지지부(700)는 구동축(1200) 둘레를 감싸는 원통형의 부재(710)와 원통형의 부재(710)의 양 말단 중 바퀴와 가까운 부분의 말단에 결합되는 정사각형의 판형 부재(720)를 포함하여 구성된다. 이 중에서 판형 부재(720)의 네 귀퉁이에 각각 하나씩 모두 4개의 고정핀(600)이 결합되며, 각 고정핀(600)은 스프링의 탄발력을 받도록 탄설 지지된다.The fixing pin 600 is installed on the fixing pin support part 700 surrounding the wheel driving shaft 1200 inside the wheel. The fixed pin support part 700 is installed to move in the direction of the wheel along the longitudinal direction of the drive shaft 1200 or to move in the opposite direction of the wheel and the fixed pin support part 700 is a cylindrical member 710 surrounding the drive shaft 1200 circumference And a square plate member 720 coupled to an end of a portion close to the wheel of both ends of the cylindrical member 710. Of these, four fixing pins 600 are all coupled to each of four corners of the plate member 720, and each of the fixing pins 600 is carbon-supported to receive the spring force.
이러한 구성으로 인하여 고정핀 지지부(700)가 바퀴 쪽으로 밀착되도록 이동되는 순간 고정핀(600)이 단번에 고정핀 관통공(113)에 삽입되지 않고 바퀴틀판(110)의 중심부의 바깥면에 닿게 되는 경우 고정핀(600)과 닿아있는 스프링(730)이 수축하게 되고 바퀴의 회전으로 인해 고정핀 관통공(113)이 고정핀(600)이 들어갈 수 있도록 되는 순간에 고정핀(600)이 스프링(730)이 미는 힘에 의해 고정핀 관통공(113)에 자동적으로 삽입될 수 있어서 항상 고정핀(600)이 고정핀 관통공(113)에 삽입되도록 한다.Due to this configuration, when the fixing pin support part 700 is moved in close contact with the wheel, the fixing pin 600 is not inserted into the fixing pin through-hole 113 at one time and touches the outer surface of the center of the wheel frame plate 110. The spring 730 is in contact with the fixing pin 600 is contracted and the fixing pin 600 is the spring 730 at the moment that the fixing pin through-hole 113 is able to enter the fixing pin 600 due to the rotation of the wheel. ) Can be automatically inserted into the fixing pin through hole 113 by the pushing force so that the fixing pin 600 is always inserted into the fixing pin through hole 113.
고정핀 지지부(700) 중 원통형 부재(710)에는 걸림홈(711)이 원통형 부재(710)를 빙 두르면서 패여 있고, 레버(800)의 하단부는 두 갈래로 갈라져 있으며 두 갈래로 갈라져 있는 레버(800)의 하단부 각각이 원통형 부재(710)의 양 측에서 걸림홈(711)에 삽입되어 있다. 한편, 레버(800)의 중간부는 휠체어의 일측부의 힌지부(810)에 힌지 결합되어 있어 레버(800)의 윗부분을 잡고 안쪽으로 당기면 레버(800)가 힌지 운동을 함으로써 고정핀(600)이 바퀴 쪽으로 이동되고 레버(800)의 윗부분을 잡고 바깥쪽으로 밀면 레버(800)가 힌지 운동을 함으로써 고정핀(600)이 바퀴의 반대 쪽으로 이동된다. 레버(800)는 고정핀 지지부(700)와 고정 결합되어 있지 않고 분리된 채로 걸림홈(711)에 삽입되어 있는 것이므로 바퀴가 회전되면 고 정핀 지지부(700)는 함께 회전되나 레버(800)는 바퀴나 고정핀 지지부(700)와 함께 회전되지 않는다. 레버(800)를 밀고 당기는 것은 휠체어의 장애물 감지 센서(900)와 연계되어 필요시 자동으로 조작되도록 구성하는 것이 바람직하다.In the cylindrical member 710 of the fixing pin support part 700, the locking groove 711 is enclosed while the cylindrical member 710 is rounded, and the lower end of the lever 800 is divided into two branches and the two branches are divided into levers ( Each of the lower ends of the 800 is inserted into the locking grooves 711 at both sides of the cylindrical member 710. On the other hand, the middle portion of the lever 800 is hinged to the hinge portion 810 of one side of the wheelchair, holding the upper portion of the lever 800 and pulled inward, the lever 800 is hinged by the fixing pin 600 When moved toward the wheel and grasping the upper portion of the lever 800 and pushed outwards, the lever 800 is hinged to move the fixing pin 600 to the opposite side of the wheel. Since the lever 800 is not fixedly coupled to the fixing pin support 700 and is inserted into the locking groove 711 while being separated, the fixing pin support 700 is rotated together when the wheel is rotated, but the lever 800 is the wheel. I do not rotate with the fixing pin support 700. Pushing and pulling the lever 800 is preferably configured to be automatically operated in connection with the obstacle detection sensor 900 of the wheelchair.
도 5a 내지 도 5d 및 도 6a 내지 도 6d는 상기와 같이 구성된 휠체어 바퀴를 장착한 휠체어를 나타낸 것이다.5a to 5d and 6a to 6d illustrate a wheelchair equipped with a wheelchair wheel configured as described above.
휠체어는 모터 구동에 의해 전진 또는 후진하는 전동 휠체어로서 전륜 2개, 후륜 2개가 장착된 4륜 구동 방식의 휠체어이다. 바퀴를 네 개 장착한 이유는 바퀴가 두 개인 것보다 계단을 오르내리는 데 있어서 더욱 안정적이기 때문이다.The wheelchair is a four-wheel drive wheelchair equipped with two front wheels and two rear wheels as an electric wheelchair moving forward or backward by a motor drive. The four wheels are mounted because they are more stable in climbing stairs than two wheels.
휠체어의 의자부(1000)는 180° 회전이 가능하도록 구성되고, 의자부(1000)의 수평을 유지하는 수평유지부(1100)가 의자부(1000)의 일측에 구비된다. 수평유지부(1100)는 노면의 기울기를 휠체어의 차체 및 의자수평센서가 감지를 하면, 해당되는 기울어짐을 해소하기 위하여 수평모터를 의자수평센서가 수평을 재인식할 때까지 작동시켜서 수평기어의 중심축을 기준으로 회전하게 됨으로써 의자부(1000) 및 탑승자의 무게중심을 상향 또는 하향 기울기 반대편으로 저절로 이동하게 되어 휠체어의 전도를 방지하는 역할을 담당하게 한다. 그러나 상기와 같은 수평유지부(1100)의 구성은 하나의 예시일 뿐이고 다른 구조의 적용이 얼마든지 가능하다.Chair portion 1000 of the wheelchair is configured to be rotated 180 °, the horizontal holding portion 1100 for maintaining the horizontal of the chair portion 1000 is provided on one side of the chair portion (1000). When the horizontal maintenance unit 1100 detects the inclination of the road surface by the body of the wheelchair and the chair horizontal sensor, the horizontal motor is operated until the chair horizontal sensor recognizes the horizontal to eliminate the corresponding inclination, thereby reducing the center axis of the horizontal gear. By being rotated as a reference, the center of gravity of the chair unit 1000 and the occupant is spontaneously moved to the opposite side of the upward or downward inclination so as to prevent the fall of the wheelchair. However, the configuration of the horizontal holding unit 1100 as described above is just one example and may be applied to other structures.
도 5a는 평지를 운행중인 휠체어를 나타낸 것으로서, 평지 운행 중에는 고속으로 기어가 작동되며 수평 유지부(1100)가 의자부(1000)를 수평으로 맞추어준다.FIG. 5A illustrates a wheelchair operating on a flat surface, wherein a gear is operated at a high speed during flat driving, and the horizontal holding unit 1100 adjusts the chair unit 1000 horizontally.
도 5b는 계단 승강 직전의 휠체어를 나타낸 것으로서, 계단에 접근하기 전 약 50cm 전에 휠체어의 전면부에 부착된 장애물 감지센서(900)가 작동되며 기어가 저속으로 전환된다. 약 20cm 전에는 접이식 바퀴의 고정핀(600)이 빠져 계단을 오를 수 있게된다.Figure 5b shows the wheelchair just before the stairs ascend, about 50cm before approaching the stairs the obstacle sensor 900 attached to the front of the wheelchair is activated and the gear is switched to low speed. Before about 20cm, the fixing pin 600 of the folding wheel is taken out so that the stairs can be climbed.
도 5c는 계단 승강 중인 휠체어를 나타낸 것으로서, 계단 승강 중에는 의자부(1000)가 앞으로 기울어져 수평으로 유지된다. 이때에는 계단에 닿는 회동부(200)마다 걸림봉(300)에 닿을 때까지 바퀴 안으로 접혀 들어가서 수평하게 앞으로 뻗은 디딤부(112)의 하단이 계단의 상면을 구를 수 있게 된다.FIG. 5C illustrates a wheelchair in which the stairs are being raised and lowered, and the chair unit 1000 is inclined forward and maintained horizontally during the stairs lifting. At this time, the lower end of the stepping portion 112, which is folded into the wheel and extends horizontally forward, reaches the upper surface of the stairs until it reaches the locking rod 300 for each rotating part 200 touching the stairs.
도 5d는 계단 승강이 완료된 휠체어를 나타낸 것으로서, 의자부(1000)가 다시 제 위치로 돌아오고 바퀴에 고정핀(600)이 끼워져 바퀴가 평지 모드로 바뀐다.5d illustrates a wheelchair in which the stairs are lifted and completed, and the chair unit 1000 returns to its original position and the fixing pin 600 is fitted to the wheel to change the wheel to the flat mode.
도 6a는 계단 하강 전인 휠체어를 나타낸 것으로서, 의자부(1000)가 계단을 오를때에 비해서 제자리에서 180° 회전한 상태로 있게 되며, 휠체어의 후면부에 부착된 내리막 계단 감지 센서가 작동하면 기어가 저속으로 변경되고 계단 바로 직전에 바퀴의 고정핀(600)이 빠진다.Figure 6a shows the wheelchair before the stairs descending, the chair unit 1000 is rotated 180 ° in place compared to when climbing the stairs, when the downhill staircase sensor attached to the rear of the wheelchair operates the gear is slow Changed to just before the stairs, the fixing pin 600 of the wheel falls out.
도 6b는 계단 하강 중인 휠체어를 나타낸 것으로서, 내려오는 동안 의자부(1000)는 수평을 유지한다.6B shows the wheelchair descending the stairs, and the chair part 1000 is horizontal while descending.
도 6c는 계단 하강이 완료된 휠체어를 나타낸 것으로서, 의자는 원위치로 되며 바퀴의 고정핀(600)은 앞바퀴와 뒷바퀴가 순차적으로 고정핀(600)에 의해 잠기며, 고속으로 기어가 전환된다.Figure 6c shows the wheelchair completed the step of descending, the chair is in the original position and the fixed pin 600 of the wheel is locked to the front wheel and the rear wheel by the fixed pin 600 in sequence, the gear is switched at high speed.
도 6d는 평지 운행 중인 휠체어를 나타낸 것으로서, 감지센서가 계단이나 장애물 여부를 확인하며 주행한다.Figure 6d is a flat running wheelchair, the sensor detects whether the stairs or obstacles to drive.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.As described above, the present invention has been described only with respect to specific examples, but it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical spirit of the present invention based on the above specific examples. And modifications belong to the appended claims.
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