KR20120096633A

KR20120096633A - 파워어시스트 장치 및 이를 이용한 파워어시스트 전동휠체어

Info

Publication number: KR20120096633A
Application number: KR1020110015831A
Authority: KR
Inventors: 공정식
Original assignee: 인덕대학산학협력단
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-08-31
Also published as: KR101184998B1

Abstract

본 발명은 장애인이 팔운동을 용이하게 할 수 있는 파워어시스트 장치 또는 전동휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 힘의 크기를 측정하는 복수의 센서부와, 상기 센서부로부터 생성된 정보를 무선으로 출력하는 제1통신부를 구비하고, 전동휠체어의 바퀴프레임에 등 간격으로 설치되는 복수의 측정모듈;과, 상기 복수의 측정모듈과 연결되는 연결편을 구비한 핸드림; 및 상기 제1통신부로부터 정보를 수신하는 제2통신부와, 상기 제2통신부로부터 정보를 수신하여 상기 전동휠체어의 모터를 제어하는 제어부를 구비하여 상기 전동휠체어의 한 부분에 설치되는 제어유닛;을 포함하되, 상기 측정모듈, 상기 핸드림 및 상기 제어유닛이 상기 전동휠체어에 장착된 상태에서, 이용자가 수동으로 상기 전동휠체어의 바퀴를 회전시키기 위해서 상기 핸드림을 잡고 힘을 가하면, 상기 센서부에서 상기 핸드림에 가해진 힘을 측정하여 정보를 생성하고, 상기 제어부가 상기 정보에 따라 상기 모터를 제어하여 상기 바퀴의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 장치에 의해 달성된다. 이에 따라, 측정모듈을 기존의 전동휠체어의 바퀴프레임에 나사결합만으로 쉽게 설치할 수 있기 때문에 기존의 전동휠체어의 구조를 변경하지 않고도 용이하게 장착할 수 있다. 또한, 측정모듈과 제어유닛이 무선으로 연결되어 신호용 및 전원용 전선을 생략함으로써, 기존의 전동휠체어의 구조변경 없이 설치가 가능하고, 깔끔한 외관을 유지할 수 있는 장점이 있다. 게다가, 파워어시스트 장치를 나사결합만으로 일반 전동휠체어에 설치할 수 있으므로, 적은 비용으로도 일반적인 전동휠체어를 구조변경 없이 파워어시스트 전동휠체어로 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있다.

Description

파워어시스트 장치 및 이를 이용한 파워어시스트 전동휠체어{Power assist device and Power-assisted wheelchair}

본 발명은 장애인이 팔운동을 용이하게 할 수 있는 파워어시스트 장치 또는 전동휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 전동휠체어의 구조를 변경하지 않고도 일반적인 전동휠체어를 파워어시스트 전동휠체어로 용이하게 변경할 수 있는 파워어시스트 장치 및 이를 이용한 파워어시스트 전동휠체어에 관한 것이다.

일반적으로 전동휠체어는 장애인이 컨트롤러를 가지고 모터로 바퀴를 회전시켜 이동하는데 사용한다.

그런데, 장애인이 컨트롤러만을 작동하여 이동하면 운동부족으로 건강이 악화되는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해서 파워어시스트 전동휠체어가 개발되었는데, 파워어시스트 전동휠체어는 일반인이 쓰기에는 너무 고가여서 사용하기엔 무리가 있었다.

설령, 일반적인 전동휠체어를 개조하더라도 전동휠체어의 구조를 크게 변경해야 하는 문제점과 이에 따른 비용이 많이 들고, 한번 고장 나면 서비스를 받을 수 없어서 사용할 수 없는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구동력을 보조받기 위해서 이용자의 완력을 측정하는 핸드림이 연결된 측정모듈을 일반적인 전동휠체어의 바퀴프레임에 나사결합시키고 파워어시스트 수동모드로 변경할 수 있는 제어유닛을 전동휠체어의 한 부분에 설치하며 측정모듈과 제어유닛을 무선으로 연결함으로써, 일반적인 전동휠체어의 구조를 변경하지 않고도 적은 비용으로 파워어시스트 전동휠체어로 용이하게 변경시킬 수 있는 파워어시스트 장치 및 이를 이용한 파워어시스트 전동휠체어를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 힘의 크기를 측정하는 복수의 센서부와, 상기 센서부로부터 생성된 정보를 무선으로 출력하는 제1통신부를 구비하고, 전동휠체어의 바퀴프레임에 등 간격으로 설치되는 복수의 측정모듈;과, 상기 복수의 측정모듈과 연결되는 연결편을 구비한 핸드림; 및 상기 제1통신부로부터 정보를 수신하는 제2통신부와, 상기 제2통신부로부터 정보를 수신하여 상기 전동휠체어의 모터를 제어하는 제어부를 구비하여 상기 전동휠체어의 한 부분에 설치되는 제어유닛;을 포함하되, 상기 측정모듈, 상기 핸드림 및 상기 제어유닛이 상기 전동휠체어에 장착된 상태에서, 이용자가 수동으로 상기 전동휠체어의 바퀴를 회전시키기 위해서 상기 핸드림을 잡고 힘을 가하면, 상기 센서부에서 상기 핸드림에 가해진 힘을 측정하여 정보를 생성하고, 상기 제어부가 상기 정보에 따라 상기 모터를 제어하여 상기 바퀴의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 장치에 의해 달성된다.

또, 상기 측정모듈은, 내부에 수용공간이 형성되고 외면에 상기 핸드림의 상기 연결편이 삽입되는 삽입구가 상기 수용공간과 연결되어 형성되며 상기 전동휠체어의 상기 바퀴프레임에 등 간격으로 고정되는 복수의 본체와, 상기 수용공간의 양쪽에 배치되는 상기 복수의 센서부와, 탄성체를 구비하고 상기 본체에 상기 연결편이 삽입된 상태에서 상기 연결편과 상기 센서부 사이에 각각 배치되는 가압부 및 상기 본체의 한 부분에 설치되는 상기 제1통신부를 포함할 수 있다.

또, 상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부는, 블루투스, IrDA, RF 통신 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

한편 본 발명의 목적은, 상기 파워어시스트 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 전동휠체어에 의해서도 달성된다.

본 발명은 측정모듈을 기존의 전동휠체어의 바퀴프레임에 나사결합만으로 쉽게 설치할 수 있기 때문에 기존의 전동휠체어의 구조를 변경하지 않고도 용이하게 장착할 수 있는 장점이 있다. 또한, 핸드림과 바퀴프레임을 연결하는 거리가 짧아서 핸드림이 휘어지는 것을 방지할 수도 있다. 게다가, 측정모듈과 제어유닛이 무선으로 연결되어 신호용 및 전원용 전선을 생략함으로써, 기존의 전동휠체어의 구조변경 없이 설치가 가능하고, 깔끔한 외관을 유지할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 본 발명의 파워어시스트 장치를 나사결합만으로 일반 전동휠체어에 설치할 수 있으므로, 적은 비용으로도 일반적인 전동휠체어를 구조변경 없이 파워어시스트 전동휠체어로 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있다. 특히, 파워어시스트 장치가 고장나더라도 나사를 풀어서 교체할 수 있으므로 교체가 용이하고, 전동휠체어의 구조를 변경하지 않기 때문에 기존의 전동휠체어의 부품을 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 전동휠체어의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 파워어시스트 장치에서 핸드림 및 측정모듈의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 장치의 제어 블록도이다.

본 발명의 목적은, 힘의 크기를 측정하는 복수의 센서부(2a)와, 상기 센서부(2a)로부터 생성된 정보를 무선으로 출력하는 제1통신부(4a)를 구비하고, 전동휠체어(5)의 바퀴프레임(61)에 등 간격으로 설치되는 복수의 측정모듈(1);과, 상기 복수의 측정모듈(1)과 연결되는 연결편(22)을 구비한 핸드림(2); 및 상기 제1통신부(4a)로부터 정보를 수신하는 제2통신부(32)와, 상기 제2통신부(32)로부터 정보를 수신하여 상기 전동휠체어(5)의 모터(7)를 제어하는 제어부(33)를 구비하여 상기 전동휠체어(5)의 한 부분에 설치되는 제어유닛(3);을 포함하되, 상기 측정모듈(1), 상기 핸드림(2) 및 상기 제어유닛(3)이 상기 전동휠체어(5)에 장착된 상태에서, 이용자가 수동으로 상기 전동휠체어(5)의 바퀴(6)를 회전시키기 위해서 상기 핸드림(2)을 잡고 힘을 가하면, 상기 센서부(2a)에서 상기 핸드림(2)에 가해진 힘을 측정하여 정보를 생성하고, 상기 제어부(33)가 상기 정보에 따라 상기 모터(7)를 제어하여 상기 바퀴(6)의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 장치에 의해 달성된다.

또, 상기 측정모듈(1)은, 내부에 수용공간(111)이 형성되고 외면에 상기 핸드림(2)의 상기 연결편(22)이 삽입되는 삽입구(118)가 상기 수용공간(111)과 연결되어 형성되며 상기 전동휠체어(5)의 상기 바퀴프레임(61)에 등 간격으로 고정되는 복수의 본체(1a)와, 상기 수용공간(111)의 양쪽에 배치되는 상기 복수의 센서부(2a)와, 탄성체(32)를 구비하고 상기 본체(1a)에 상기 연결편(22)이 삽입된 상태에서 상기 연결편(22)과 상기 센서부(2a) 사이에 각각 배치되는 가압부(3a) 및 상기 본체(1a)의 한 부분에 설치되는 상기 제1통신부(4a)를 포함할 수 있다.

또, 상기 제1통신부(4a) 또는 상기 제2통신부(32)는, 블루투스, IrDA, RF 통신 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 전동휠체어의 측면도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 장치의 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 파워어시스트 장치에서 핸드림(2) 및 측정모듈(1)의 결합 사시도 및

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 장치의 제어 블록도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 장치는 측정모듈(1), 핸드림(2) 및 제어유닛(3)을 포함한다.

측정모듈(1)은, 복수가 사용되고 전동휠체어(5)의 바퀴프레임(61)에 등 간격으로 설치되며, 본체(1a), 센서부(2a), 가압부(3a), 제1통신부(4a)를 포함한다. 여기에 센서부(2a) 및 제1통신부(4a)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 측정모듈(1)은 4개가 사용되고, 전동휠체어(5)의 바퀴프레임(61)의 내면에 등 간격으로 설치되며, 본 발명에서는 편의상 최상단에 설치되는 측정모듈(1)을 기준으로 설명하기로 한다. 물론 측정모듈(1)은 2개나 3개 또는 5개 이상이 사용될 수도 있다.

본체(1a)는, 케이스(11), 센서고정편(117), 제1커버(12) 및 제2커버(13)를 포함한다.

케이스(11)는, 대략 직육면체로 상단 및 하단이 개구되고, 상부에 센서고정편(117), 센서부(2a) 및 가압부(3a)가 설치되는 수용공간(111)이 형성된다.

그리고, 케이스(11)는 수용공간(111)의 전후단에 센서부(2a)가 삽입되는 센서삽입홈(116)이 형성되고, 수용공간(111)의 양측에 돌출부(112)가 내측을 향해 돌출형성되며, 돌출부(112)에 가압패널(33)이 슬라이드 이동하도록 가이드홈(112a)이 형성된다.

또한 케이스(11)는, 바닥에 핸드림(2)의 연결편(22)이 고정되어 슬라이드 이동하도록 고정핀(23)이 삽입되는 핀홈(113)이 길이방향으로 길게 형성되고, 케이스(11)의 외측면에 핸드림(2)의 연결편(22)이 삽입되도록 수용공간(111)과 연결되는 삽입구(118)가 형성되며, 케이스(11)의 하부에 배터리 및 제1통신부(4a)가 삽입되는 수납공간(114)이 형성된다.

이러한, 케이스(11)는 삽입구(118)의 반대쪽 면에 휠체어의 바퀴프레임(61)에 나사결합되어 고정되도록 구멍이 형성된 결합편(115)이 돌출 형성된다. 이에 따라, 구멍에 나사를 끼워서 바퀴프레임(61)의 기 설정된 위치에 고정한다.

센서고정편(117)은, 대략 사각의 패널형태로 가장자리가 돌출되어 단차져 형성되고, 가장자리에 가압편(31)이 끼워지도록 관통공이 형성되며, 돌출된 부분이 내측을 향하도록 수용공간(111)의 전후단에 각각 끼워진다. 이에 따라, 케이스(11)의 센서삽입홈(116)에 센서부(2a)를 각각 삽입한 상태에서 센서고정편(117)을 수용공간(111)의 전후단에 각각 끼워넣으면 센서부(2a)가 케이스(11)에 고정된다.

제1커버(12)는, 대략 직사각의 패널로 저면에 케이스(11)의 바닥에 형성된 핀홈(113)과 동일한 핀홈(121)이 형성되고, 케이스(11)의 수용공간(111)에 설치되는 센서부(2a) 및 가압부(3a)를 보호하기 위해서 케이스(11)의 상부 개구를 막도록 나사결합된다. 이때, 제1커버(12)와 케이스(11) 사이에는 빗물이나 이물질이 수용공간(111)으로 유입되는 것을 방지하도록, 제1커버(12)와 케이스(11) 사이를 밀폐하는 패킹(미도시)이 설치될 수 있다.

제2커버(13)는, 대략 제1커버(12)와 유사한 형태로 케이스(11)의 수납공간(114)에 삽입되는 배터리 및 제1통신부(4a)를 보호하기 위해서 케이스(11)의 하부 개구를 막도록 나사결합된다. 이때, 상술한 바와 같이 제2커버(13)와 케이스(11) 사이를 밀폐하는 패킹(미도시)이 더 설치될 수도 있다.

센서부(2a)는, 케이스(11)의 수용공간(111) 양단에 각각 설치되고, 대략 힘의 크기를 측정하여 정보를 생성하는 (Force Sensing Resistor)센서 등이 사용된다. 이때, 센서부(2a)는 FSR센서와 A/D컨버터(미도시)가 일체로 형성될 수 있다. 즉, 센서부(2a)는 배터리의 전원을 공급받아 작동하고 센서부(2a)에서 생성된 정보를 제1통신부(4a)를 통해 제2통신부(32)로 송신한다. 이에 따른 설명은 후술한다.

가압부(3a)는, 가압편(31), 탄성체(32) 및 가압패널(33)을 포함한다.

가압편(31)은, 대략 단차진 원기둥 형태로 센서고정편(117)의 관통공에 삽입되어 센서부(2a)와 밀착된다. 이에 따른 설명은 후술한다.

탄성체(32)는, 대략 코일스프링, 우레탄, 고무 또는 합성수지 등이 사용되며, 일단은 가압편(31)에 끼워지고 타단은 가압패널(33)의 돌출된 부분에 끼워진다. 이에 따른 설명은 후술한다.

가압패널(33)은, 대략 사각패널 형태로, 가장자리에 탄성체(32)가 끼워지도록 돌출 형성되고, 가장자리의 양쪽에 케이스(11)에 형성된 돌출부(112)의 가이드홈(112a)에 대응하는 가이드돌기가 형성된다. 이에 따라, 가압패널(33)은 가이드돌기가 돌출부(112)의 가이드홈(112a)에 끼워져 슬라이드 이동한다. 즉, 센서고정편(117)이 케이스(11)에 설치된 상태에서 가압편(31)이 센서고정편(117)의 관통공에 삽입되고, 그 다음 센서고정편(117)에 탄성체(32)가 끼워진 후 가압패널(33)이 끼워진다. 그리고, 핸드림(2)의 연결편(22)이 가압패널(33)과 가압패널(33) 사이에 끼워진다. 따라서, 연결편(22)은 탄성체(32)에 의해서 항상 중립에 위치할 수 있다.

한편, 연결편(22)이 가압패널(33)을 누르면, 탄성체(32) 및 가압편(31)을 거쳐 센서부(2a)에 힘이 전달되고, 센서부(2a)에서는 전달된 힘을 측정하여 정보를 생성하여 제1통신부(4a)로 송신한다. 이에 따른 설명은 후술한다.

제1통신부(4a)는, 센서부(2a)와 연결되어 케이스(11)의 수납공간(114)에 설치되고, 배터리의 전원을 공급받아 작동하며, 센서부(2a)에서 생성된 정보를 제2통신부(32)로 실시간으로 송신한다. 여기서, 제1통신부(4a)는 블루투스, IrDA 또는 RF 통신 등의 근거리 무선통신망을 사용한다. 이에 따른 설명은 후술한다.

배터리는, 대략 충전지 또는 일반적인 일차 전지 등이 사용되며, 케이스(11)의 수납공간(114)에 삽입되어 센서부(2a) 및 제1통신부(4a)에 전원을 공급한다. 여기서, 배터리는 케이스(11)에 고정되거나 탈착될 수 있다. 즉, 배터리가 케이스(11)에 고정되는 경우에는 충전지가 사용되고, 케이스(11)의 외면에 충전단자(미도시)를 구비할 수도 있다.

핸드림(2)은, 전동휠체어(5)의 바퀴(6)를 손으로 회전시키기 위해서 전동휠체어(5)의 바퀴(6)에 설치되는 것으로, 파지부(21)와 케이스(11)의 삽입구(118)에 끼워지는 연결편(22) 및 고정핀(23)을 구비한다.

파지부(21)는, 대략 링 형태로 그립 감을 높이기 위해서 외면이 굴곡져 형성되고, 외경이 바퀴(6)의 외경보다 작게 형성된다.

연결편(22)은, 대략 직육면체로, 케이스(11)에 형성된 삽입구(118)의 폭보다 소정 정도 좁게 형성되고, 고정핀(23)이 삽입되어 관통하는 구멍이 형성되며, 파지부(21)의 중심축 방향으로 돌출되도록 파지부(21)의 측면에 일체로 형성된다. 여기서, 연결편(22)은 4개의 측정모듈(1)에 대응하도록 4개의 연결편(22)이 파지부(21)의 둘레에 등 간격으로 형성된다. 이에 따라, 4개의 측정모듈(1)이 전동휠체어(5)의 바퀴프레임(61)에 설치된 상태에서 연결편(22)을 케이스(11)의 삽입구(118)에 삽입하고, 고정핀(23)을 연결편(22)의 구멍에 삽입한 후, 제1커버(12)를 케이스(11)에 나사 결합시키면 고정핀(23)이 케이스(11)의 핀홈(113)과 제1커버(12)의 핀홈(121)에 끼워져 파지부(21)가 본체(1a)에 고정된다. 이때, 고정핀(23)의 양단이 핀홈(113, 121)에 끼워져 슬라이드 이동함으로써, 연결편(22)이 슬라이드 이동할 수 있다.

제어유닛(3)은, 전동휠체어(5)의 한 부분에 설치되고, 전동휠체에어 장착된 전원공급부(8)로부터 전원을 공급받아 작동하며, 전환스위치(31), 제2통신부(32) 및 제어부(33)를 포함한다.

전환스위치(31)는, 사용자가 전동휠체어(5)를 파워어시스트 수동모드와 전동모드로 전환하는 것으로 제어부(33)와 연결된다. 이에 따라, 이용자는 전환스위치(31)를 눌러서 전동휠체어(5)를 수동 또는 전동으로 전환할 수 있다.

제2통신부(32)는, 전동휠체어(5)의 한 부분에 설치되어 제1통신부(4a)로부터 정보를 실시간으로 수신하여 제어부(33)로 전송한다. 여기서, 제2통신부(32)는 제1통신부(4a)에 대응하도록 블루투스, IrDA 또는 RF 통신 등의 근거리 무선통신망을 사용한다.

제어부(33)는, 제2통신부(32)로부터 수신된 정보를 분석하여 전동휠체어(5)에 장착된 모터(7)의 회전수를 제어한다. 여기서, 제어부(33)는 이용자의 완력에 따른 데이터를 저장하는 메모리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이는, 이용자에 따라 완력이 제각각 다른데 완력에 따라 모터(7)의 회전수를 제어해야 하기 때문이다. 즉, 힘이 센 이용자의 경우에는 모터(7)의 회전수가 낮아야 할 것이고, 힘이 약한 이용자의 경우에는 모터(7)의 회전수가 높아야 전동휠체어(5)의 진행 속도를 일정속도로 유지시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 힘이 세고 약한 이용자에 따라 모터(7)의 회전수를 제어할 수 있도록 제어부(33)는 이용자의 완력 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다.

한편, 힘이 세고 약한 이용자에 따라 모터(7)의 회전수를 제어하기 위해서 메모리부를 생략하고, 센서부(2a)의 측정 범위를 변경하거나 측정 범위가 다른 센서부(2a)를 사용할 수도 있다. 즉, 이용자의 힘이 세거나 약한 정도에 따라 이에 맞는 센서부(2a)를 사용하거나 센서부(2a)의 측정 범위를 높이거나 낮춤으로써, 제어부(33)가 모터(7)의 회전수를 제어할 수도 있다.

또한, 센서부(2a)의 측정 범위를 변경하기 위해서 탄성체(32)의 탄성계수가 다른 탄성체(32)를 사용할 수도 있다. 즉, 탄성계수가 높은 탄성체(32)를 사용하면 센서부(2a)는 높은 압력을 받고 있는 상태이므로 더욱 센 범위의 힘을 측정할 수 있고, 탄성계수가 낮은 탄성체(32)를 사용하면 센서부(2a)는 낮은 압력을 받고 있는 상태이므로 약한 범위의 힘을 측정한다. 따라서, 탄성계수가 높거나 낮은 탄성체(32)를 사용하여 센서부(2a)의 측정범위를 변경함으로써, 제어부(33)가 모터(7)의 회전수를 제어할 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 파워어시스트 전동장치 및 이를 이용한 전동휠체어(5)의 작동상태를 상세히 설명하기로 한다.

여기서, 전동휠체어(5)의 전진 및 후진의 제어는 모터(7)의 회전방향을 정회전 또는 역회전으로 회전시키는 것이므로, 본 발명에서는 전진의 경우만을 예를 들어 설명하기로 한다.

먼저 이용자의 완력에 맞는 센서부(2a) 및 탄성체(32)를 선택하여 본 발명에 장착한다.

이용자가 전동휠체어(5)를 수동으로 전환하기 위해서 제어유닛(3)의 전환스위치(31)를 눌러서 수동으로 전환한다.

이용자는 파지부(21)를 잡고 전방으로 회전시키면 파지부(21)에 이용자의 완력이 입력되고, 파지부(21)와 일체로 형성된 연결편(22)이 전진하면서 가압패널(33)을 전방으로 밀어낸다.

가압패널(33)이 전방으로 소정 거리 이동하면, 가압패널(33)에 전달된 힘은 탄성체(32) 및 가압편(31)을 통해 케이스(11)의 전방에 배치된 센서부(2a)에 전달된다.

센서부(2a)는 가압편(31)을 통해 힘을 전달받아 정보를 생성하여 제1통신부(4a)로 전송한다.

제1통신부(4a)는 센서부(2a)로부터 전달받은 정보를 실시간으로 제2통신부(32)로 전송한다.

제2통신부(32)는 제1통신부(4a)로부터 정보를 수신하여 제어부(33)로 전송한다.

제어부(33)는 제2통신부(32)로부터 정보를 수신하여 이를 분석하여 모터(7)의 회전수를 제어하게 된다. 이때, 총 4개의 측정모듈(1)은 서로 다른 크기의 힘이 입력되어 센서부(2a)에서 측정값이 서로 다르게 나타날 수 있다. 즉, 이용자의 손에서 가장 가까운 측정모듈(1)에서는 큰 힘이 전달되어 센서부(2a)에서는 높은 힘의 측정값이 나올 것이고, 이용자의 손으로부터 가장 먼 측정모듈(1)에서는 작은 힘이 전달되어 해당하는 센서부(2a)에서는 낮은 힘의 측정값이 나올 것이다. 따라서, 제어부(33)는 4개의 측정모듈(1)로부터 측정된 값을 모두 더하고 이를 4로 나눠서 평균값을 산출하여 모터(7)의 회전수를 제어한다.

가령, 이용자가 센 힘으로 파지부(21)를 잡고 회전시키면, 제어부(33)는 모터(7)의 회전수를 낮춰서 전동휠체어(5)를 일정한 속도로 전진시킨다. 즉, 이용자의 완력이 셀수록 바퀴(6)의 회전수는 상승하므로, 여기에 모터(7)의 회전수를 조금만 더해서 전동휠체어(5)의 진행속도를 일정한 속도로 유지하는 것이다.

만약, 이용자가 약한 힘으로 파지부(21)를 잡고 회전시키면, 제어부(33)는 모터(7)의 회전수를 높여서 전동휠체어(5)를 일정한 속도로 전진시킨다. 즉, 이용자의 완력이 약할수록 바퀴(6)의 회전수는 낮아지므로, 여기에 모터(7)의 회전수를 높여서 전동휠체어(5)의 진행속도를 일정한 속도로 유지하는 것이다.

이에 따라, 이용자가 입력한 힘에 따라서 제어부(33)는 모터(7)의 회전수를 제어하므로 전동휠체어(5)는 항상 일정한 속도로 이동이 가능하며, 평상시의 완력만으로도 핸드림(2)을 회전시켜 경사도로를 용이하게 오를 수 있다.

따라서, 본 발명은 기존의 전동휠체어(5)에 설치가 용이한 장점이 있다.

만약, 모터(7) 쪽에 핸드림(2)을 장착하려면 모터(7) 쪽의 커버의 구조를 변경해야 하고, 또한, 바퀴(6)의 중심에서부터 핸드림(2) 까지 프레임으로 연결해야 한다. 즉, 모터(7)에 설치된 커버를 구조변경해야 하므로 별도의 커버를 제작해야 하는 번거로움과 이에 따른 비용이 상승하고, 커버와 핸드림(2)을 연결하는 프레임을 길게 형성해야 하므로 핸드림(2)이 휘어질 수 있는 취약한 구조를 취할 수밖에 없으며, 무게 또한 증가하는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명은 측정모듈(1)을 기존의 전동휠체어(5)의 바퀴프레임(61)에 나사결합만으로 쉽게 설치할 수 있기 때문에 기존의 전동휠체어(5)의 구조를 변경하지 않고도 용이하게 장착할 수 있다. 또한, 핸드림(2)과 바퀴프레임(61)을 연결하는 거리가 짧아서 핸드림(2)이 휘어지는 것을 방지할 수 있으며, 무게를 최소화하여 경량화할 수 있다.

본 발명은 측정모듈(1)과 제어유닛(3)을 무선으로 연결하기 때문에 매우 깔끔하고 간단하게 설치할 수 있다.

가령, 제1통신부(4a)와 제2통신부(32)를 유선으로 연결하려면 반드시 모터축을 관통하여 지나가거나 브러시를 이용하여 연결해야 하는데, 이는 모터(7)를 분해해야 하는 번거로움이 있고, 이를 적용하기 위해서 기존의 모터(7) 부분의 구조를 크게 변경해야 하므로 구조가 복잡해지고 비용이 상승하는 문제가 있다.

하지만, 본 발명은 측정모듈(1)과 제어유닛(3)이 무선으로 연결되어 신호를 보내는 통신선을 생략함으로써, 기존의 전동휠체어(5)의 구조변경 없이 설치가 가능하고, 깔끔한 외관을 유지할 수 있다.

따라서, 본 발명은 기존의 전동휠체어(5)에 본 발명의 파워어시스트 장치를 설치함으로써, 전동휠체어(5)를 수동 및 전동으로 용이하게 변경할 수 있고, 또한 일반적인 전동휠체어(5)를 파워어시스트 전동휠체어로 용이하게 변경시킬 수 있다.

상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.

1; 측정모듈
1a; 본체
11; 케이스
111; 수용공간
112; 돌출부
112a; 가이드홈
113, 121; 핀홈
114; 수납공간
115; 결합편
116; 센서삽입홈
117; 센서고정편
118; 삽입구
12; 제1커버
13; 제2커버
2a; 센서부
3a; 가압부
31; 가압편
32; 탄성체
33; 가압패널
4a; 제1통신부
2; 핸드림
21; 파지부
22; 연결편
23; 고정핀
3; 제어유닛
31; 전환스위치
32; 제2통신부
33; 제어부
5; 전동휠체어
6; 바퀴
61; 바퀴프레임
7; 모터
8; 전원공급부

Claims

힘의 크기를 측정하는 복수의 센서부와, 상기 센서부로부터 생성된 정보를 무선으로 출력하는 제1통신부를 구비하고, 전동휠체어의 바퀴프레임에 등 간격으로 설치되는 복수의 측정모듈;
상기 복수의 측정모듈과 연결되는 연결편을 구비한 핸드림;
상기 제1통신부로부터 정보를 수신하는 제2통신부와, 상기 제2통신부로부터 정보를 수신하여 상기 전동휠체어의 모터를 제어하는 제어부를 구비하여 상기 전동휠체어의 한 부분에 설치되는 제어유닛;을 포함하되,
상기 측정모듈, 상기 핸드림 및 상기 제어유닛이 상기 전동휠체어에 장착된 상태에서, 이용자가 수동으로 상기 전동휠체어의 바퀴를 회전시키기 위해서 상기 핸드림을 잡고 힘을 가하면, 상기 센서부에서 상기 핸드림에 가해진 힘을 측정하여 정보를 생성하고, 상기 제어부가 상기 정보에 따라 상기 모터를 제어하여 상기 바퀴의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 측정모듈은,
내부에 수용공간이 형성되고 외면에 상기 핸드림의 상기 연결편이 삽입되는 삽입구가 상기 수용공간과 연결되어 형성되며 상기 전동휠체어의 상기 바퀴프레임에 등 간격으로 고정되는 복수의 본체와, 상기 수용공간의 양쪽에 배치되는 상기 복수의 센서부와, 탄성체를 구비하고 상기 본체에 상기 연결편이 삽입된 상태에서 상기 연결편과 상기 센서부 사이에 각각 배치되는 가압부 및 상기 본체의 한 부분에 설치되는 상기 제1통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부는,
블루투스, IrDA, RF 통신 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 장치.
제 1 항에 따른 파워어시스트 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워어시스트 전동휠체어.