KR20130129768A - 장애인을 위한 자전거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장애인를 위한 자전거에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 장애인의 상지운동과 주행을 동시에 구현시킬 수 있는 장애인를 위한 자전거에 관한 것이며, 특히 회전반경이 짧은 좁은 실내에서도 방향 전환이 편리하게 가능한 구조의 자전거를 제공하고 있다.

Description

장애인을 위한 자전거{BICYCLE}
본 발명은 장애인를 위한 자전거에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 장애인의 상지운동과 주행을 동시에 구현시킬 수 있는 장애인를 위한 자전거에 관한 것이며, 특히 회전반경이 짧은 좁은 실내에서도 방향 전환이 편리하게 가능한 구조의 자전거를 제공하고 있다.
일반적으로 하지 기능 장애인를 위한 운동기구와 이동을 위한 이동기구는 구분되어 제작되고, 하지가 불편한 장애인들은 운동기구와 이동기구를 별도로 구비하여 사용하고 있다.
하지 기능 장애인를 위한 운동기기는 대부분의 경우 지정된 장소에 고정식으로 설치되어 특정 부위를 위한 운동기구로서만 사용된다. 또한 하지 기능 장애인가 기본적인 이동수단인 휠체어의 경우 양손으로 바퀴를 굴려 이동과 방향전환을 수행할 수 있고, 토크 조절을 위한 변속수단이 없기 때문에 장거리 이동시 또는 경사진 오르막을 오르는 경우 이동에 문제가 발생된다.
본 발명은 장애인의 상지운동과 주행을 동시에 구현시킬 수 있는 장애인를 위한 자전거를 제공한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 의자(112), 상기 의자(112)가 제공되는 바디(100), 상기 바디(10)의 전방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 앞바퀴(101), 상기 바디(10)의 후방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 뒷바퀴(102), 상기 바디(10)에 클러치 지지부(103)를 통해 설치되고 일방향으로만 회전을 제공하고, 각각 독립적으로 동작하는 한 쌍의 원웨이 클러치(124), 상기 각각의 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되어 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(124)에 전달하는 한 쌍의 연결레버(122), 상기 원웨이 클러치(124)의 동력을 상기 뒷바퀴(102)에 전달하는 동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 뒷바퀴(102)는 상기 방향 전환이 안되도록 고정되어 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 앞바퀴(102)는 상기 바디(100)의 전방의 양 끝단의 하면에 위치하고, 후방에서 미는 힘의 양측의 차이에 의해 방향이 전환되도록 자유 회동 가능하게 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결레버(122)는 길이 조절이 가능하도록 제공된다.
또한, 상기 뒷바퀴에 설치된 브레이크패드; 상기 바디에 설치되고 상기 바디에 대하여 회전되는 브레이크암; 상기 브레이크암과 상기 브레이크패드를 연결시키는 브레이크 와이어; 상기 브레이크암의 하측에 배치되어 사용자의 발을 통해 상기 브레이크암에 제동력을 제공하는 브레이크페달 또는 상기 브레이크암의 상측에 배치되어 사용자의 손을 통해 상기 브레이크암에 제동력을 제공하는 브레이크핸들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 의자(112), 상기 의자(112)가 제공되는 바디(100), 상기 바디(100)의 전방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 앞바퀴(101), 상기 바디(100)의 후방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 뒷바퀴(102), 상기 바디(100)에 클러치 지지부(103)를 통해 설치되고 일방향으로만 회전을 제공하고, 각각 독립적으로 동작하는 한 쌍의 원웨이 클러치(124), 상기 각각의 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되어 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(124)에 전달하는 한 쌍의 연결레버(122), 상기 원웨이 클러치(124)의 동력을 상기 뒷바퀴(102)에 전달하는 동력전달부재, 상기 바디(100)에 제공되어 상기 바디의 경사도를 측정하는 경사센서(139), 상기 바디(100) 상에 상기 의자(112)를 고정시키고, 각각 개별적으로 길이 조절이 가능한 복수의 액츄에이터(130), 상기 경사센서(139)로부터 측정된 값을 통하여 상기 의자(112)의 수평도를 유지하도록 상기 복수의 액츄에이터(130)의 길이를 각각 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 복수의 공압 실린더(130)는 의자의 각 모서리에 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장애인를 위한 자전거는 상지운동부를 통해 사용자의 상체운동과 자전거의 주행을 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 상지운동부에 구동력을 제공하는 과정에서 회전반경이 작은 상황에서도 방향전환이 가능하도록 하는 자전거를 제공한다.
또한 본 발명은 브레이크페달 또는 브레이크핸들을 제공하여 장애인의 신체 상태에 맞는 적절한 제동수단을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 사시도
도 2는 도 1의 상지운동부가 도시된 개략도
도 3은 도 2의 상지운동부의 작동과정이 도시된 예시 1도
도 4는 도 2의 상지운동부의 작동과정이 도시된 예시 2도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거의 측면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거의 동작 상태도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거의 동작 원리도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자전거의 측면도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자전거의 측면도.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예로서 의자를 이용하여 방향전환을 수행하는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장애인용 자전거의 사시도이고, 도 2는 도 1의 상지운동부가 도시된 개략도이고, 도 3은 도 2의 상지운동부의 작동과정이 도시된 예시 1도이고, 도 4는 도 2의 상지운동부의 작동과정이 도시된 예시 2도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거는 의자(12), 앞바퀴(14) 및 뒷바퀴(15)가 배치된 바디(10)와, 상기 바디(10)에 배치되어 사용자의 손에 의한 왕복운동을 회전력으로 전환시켜 상기 뒷바퀴(15)를 회전시키는 상지운동부(20)와, 상기 바디(10)에 배치되고 상기 의자(12)의 무게중심에 따라 상기 앞바퀴(14)의 방향을 전환시키는 방향조정부(30)와, 상기 바디(10)에 배치되고 상기 앞뒷바퀴(14)(15) 중 적어도 어느 하나에 제동력을 제공하는 브레이크부(40)를 포함한다.
상기 바디(10)의 전방에는 상기 앞바퀴(14)가 배치되고, 후방에는 상기 뒷바퀴(15)가 배치되며, 본 실시예에서는 상기 뒷바퀴(15)가 2개 배치된다. 본 실시예에서 상기 바디(10)는 작동원리를 설명하기 위해 간략하게 도시되어 있고, 강도 또는 높낮이에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
상기 상지운동부(20)는 상기 바디(10)에 힌지(23) 연결되는 암(22)과, 상기 뒷바퀴(15)에 설치되고 상기 뒷바퀴(15)의 일방향으로만 회전을 제공하는 원웨이 클러치(24)와, 상기 원웨이 클러치(24) 및 상기 암(22)을 연결시켜 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(24)에 전달하는 연결레버(26)를 포함한다.
상기 암(22)은 상기 바디(10)에 힌지(23) 연결되고, 상기 힌지(23)를 중심으로 상기 암(22)이 전방 또는 후방으로 이동되면서 소정 각도 내에서 왕복운동된다.
상기 원웨이 클러치(24)는 한쪽 방향으로만 동력을 전달하는 구조로 된 축 이음을 의미하는 것으로서, 본 실시예에서는 상기 뒷바퀴(15)의 회전축(16)이 전방으로만 회전되도록 회전력을 전달하고, 프리 휠링 클러치(free wheeling clutch), 백 스톱 클러치(back stop clutch)라고도 한다.
여기서 상기 원웨이 클러치(24)는 상기 연결레버(26)가 회전가능하게 고정된 주동디스크(24a)와, 상기 주동디스크(24a)가 일방향으로만 회전되도록 상호 접촉되는 종동디스크(미도시)를 포함하고, 상기 원웨이 클러치(24) 구조는 자전거의 뒷바퀴에 회전력을 공급하기 위해 자전거의 크랭크암과 연결되는 일반적인 구조인바 상세한 설명을 생략한다.
또한, 상기 원웨이 클러치(24)는 상기 회전축(16)의 좌우 양측에 각각 배치되고, 사용자의 양손을 통해 교대고 제공되는 조작력을 상기 회전축(16)에 지속적으로 공급할 수 있다.
그리고 상기 연결레버(26)는 일단이 상기 암(22)의 하단과 힌지(26a) 연결되고, 타단이 상기 주동디스크(24a)와 힌지(26b) 연결되며, 상기 암(22)이 바디(10)와 연결된 상기 힌지(23)를 중심으로 소정 각도 내에서 왕복운동 될 때 상기 연결레버(26)는 상기 주동디스크(24a)를 소정각도 내에서 왕복운동 시킨다.
한편, 상기 암(22)은 길이조절이 가능하도록 2중 축 구조로 형성될 수 있고, 상기 암(22)의 길이 연장을 통해 상기 힌지(23)와의 거리를 조절하여 사용자의 조작력을 조절할 수 있다.
또한, 도시되진 않았으나 상기 연결레버(26)는 상기 회전축(16) 측으로 이동가능하게 설치될 수 있고, 상기 연결레버(26)의 타측을 상기 회전축(16)으로 이동시킴으로서 일반적인 자전거의 변속기 역할을 수행하며, 상기 암(22)의 상단에 배치된 변속다이얼(21)을 회전시킴으로서 상기 연결레버(26)의 타측 힌지(26b)를 이동시키도록 구성될 수 있다.
상기 브레이크부(40)는 상기 자전거를 제동하기 위한 것으로서, 상기 앞바퀴(14)에 설치된 브레이크패드(41)와, 상기 바디(10)에 설치되고 상기 바디(10)에 대하여 회전되는 브레이크암(42)과, 상기 브레이크암(42)과 상기 브레이크패드(41)를 연결시키는 브레이크 와이어(미도시)와, 상기 브레이크암(42)의 하측에 배치되어 사용자의 발을 통해 상기 브레이크암(42)에 제동력을 제공하는 브레이크페달(44)과, 상기 브레이크암(42)의 상측에 배치되어 사용자의 손을 통해 상기 브레이크암(42)에 제동력을 제공하는 브레이크핸들(45)을 포함한다.
상기 브레이크암(42)은 힌지(42a)를 중심으로 상기 바디(10)에 대하여 회전되고, 상기 회전 시 회전각도에 따라 상기 브레이크 와이어가 당겨지면서 상기 브레이크패드(41) 및 상기 앞바퀴(14)를 밀착시켜 상기 앞바퀴(14)에 제동력을 제공한다.
여기서 상기 브레이크암(42)의 회전은 상기 브레이크페달(44) 또는 상기 브레이크핸들(45)을 통해 이루어질 수 있고, 하지가 불편한 사용자일 경우 손을 통해 상기 브레이크핸들(45)을 당겨 상기 브레이크암(42)을 회전시킬 수 있고, 양발 중 적어도 한쪽이 사용가능한 사용자일 경우 상기 브레이크페달(44)을 눌러 상기 브레이크암(42)을 회전시킬 수 있다. 그래서 본 실시예에 따른 자전거는 사용자의 상태에 따라 상기 브레이크페달(44) 또는 상기 브레이크핸들(45) 중 어느 하나만이 설치되어도 무방하다. 또한 본 실시예에서는 상기 브레이크패드(41)가 앞바퀴(14)에 설치되었으나 이와 달리 뒷바퀴(15)에 설치되어도 무방하고, 앞/뒷바퀴(14)(15) 모두에 설치되어도 무방하다.
앞에서 설명한 자전거의 실시예는 상지운동을 통하여 이동할 수 있는 실시예를 예시하고 있다.
도 13 내지 도 15는 본 발명에 의한 자전거의 방향 전환에 대한 구조를 설명하고 있다.
방향조정부(30)는 사용자의 무게중심 이동을 통해 조향을 실시하기 위한 구성으로서, 본 실시예에서는 상기 의자(12)의 무게중심 이동을 이용해 상기 앞바퀴(14)의 방향을 좌측 또는 우측으로 조정할 수 있다.
상기 방향조정부(30)는 상기 바디(10)에 설치되어 상기 의자(12)에 가해지는 무게중심 변화에 의해 회전되는 조향레버(32)와, 상기 조향레버(32) 및 상기 앞바퀴(14)를 연결시키는 조향와이어(34)와, 상기 바디(10) 및 상기 의자(12) 사이에 배치되어 상기 의자(12)를 지지하는 탄성부재(36)를 포함한다.
상기 조향레버(32)는 레버바디(39)와, 상기 바디(10)에 설치되어 지지되고 상기 레버바디(39)의 회전중심을 형성시키는 회전중심부(31)와, 상기 레버바디(39)의 상단에 형성되고, 상기 의자(12)에 설치되어 상기 의자(12)와 상대회전을 발생시키는 상부회전부(33)와, 상기 레버바디(39)의 하단에 형성되고 상기 조향와이어(34)와 연결되는 와이어연결부(35)를 포함한다.
상기 상부회전부(33)는 본 실시예에서 볼조인트 형태로 형성되어 상기 의자(12)의 무게중심이 변할 경우에 상기 의자(12)와 상대회전을 발생시킨다.
상기 회전중심부(31)는 상기 바디(10)에 지지된 상태에서 상기 상부회전부(33)의 위치변화에 따라 회전중심을 형성시키며, 본 실시예에서는 볼조인트 형태로 형성되는 것을 바람직하다.
상기 와이어연결부(35)는 상기 앞바퀴(14)의 방향을 조정하기 위한 와이어(34)가 고정되는 것으로서, 본 실시예에서 상기 와이어(35)는 상기 앞바퀴(35)의 좌/우 양측에 각각 배치된다.
사용자가 자전거의 주행방향을 전환시키는 경우 상기 의자(12)의 무게중심을 좌측 또는 우측으로 이동시키고, 이와 같은 무게중심의 이동을 통해 상기 의자(12)는 탄성부재(36)에 의해 지지되는 상태에서 좌측 또는 우측으로 기울어지게 된다.
여기서 상기 의자(12)가 회전중심부(31)를 기준으로 좌측 또는 우측으로 기울어지면 상기 와이어연결부(35)가 무게중심 이동방향의 반대로 이동되면서 상기 조향와이어(34)를 당겨지면서 상기 앞바퀴(14)의 방향을 조향시키게 된다. 이후 사용자의 무게중심이 정중앙으로 이동되면 당겨지던 상기 조향와이어(34)가 원위치되면서 상기 앞바퀴(14)의 방향을 원위치시킨다.
특히 상기 조향와이어(34)는 상기 앞바퀴(14)의 좌우측에 각각 배치되는 바, 상기 의자(12)의 좌측 이동 또는 우측 이동에 각각 대응되어 상기 앞바퀴(14)의 방향을 조향시킬 수 있다. 또한, 상기 조향와이어(34)는 탄성을 가진 재질로 형성되어 일측의 조향와이어(34)가 당겨지는 경우 타측의 조향와이어(34)는 늘어나도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전중심부(31)는 360° 어느 방향으로도 이동이 가능한 바, 상기 조향와이어(34)가 당겨지도록 하기 위해 후방 대각선 방향 등으로 상기 의자(12)를 이동시켜도 동일한 효과를 구현시킬 수 있다.
더불어 상기 암(22)은 본 실시예에서 길이를 연장시켜 상기 힌지(23)와의 거리를 증가 또는 감소시킬 수 있고, 이를 통해 상기 사용자가 가하는 조작력(토크)을 조절할 수 있다. 즉, 경사로 등에서 상기 암(22)의 길이를 조절하여 사용자가 제공하는 조작력의 부하를 줄일 수 있고, 이를 통해 사용자의 근육에 무리가 가는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 도시되진 않았으나 상기 연결레버(26)의 타측을 상기 회전축(16)과 근접하게 이동시킴으로서 일반적인 자전거의 변속기 역할을 수행하도록 할 수 있고, 이를 통해 상술한 토크를 조절할 수도 있다.
본 발명의 일 측면은 의자(12), 앞바퀴(14) 및 뒷바퀴(15)를 포함하는 바디(10); 상기 바디(10)에 배치되고, 사용자의 손에 의해 조작되는 암(22)의 왕복운동을 원웨이 클러치(24)를 통해 회전력으로 전환시켜 상기 뒷바퀴(15)를 회전시키는 상지운동부(20); 상기 바디(10)에 배치되고 상기 의자(12)의 무게중심에 따라 상기 앞바퀴(14)의 방향을 전환시키기 위하여 상기 앞바퀴(14) 및 상기 의자(12)를 연결시키는 조향와이어(34)를 포함하는 방향조정부(30); 상기 바디(10)에 배치되고 상기 앞뒷바퀴(14)(15) 중 적어도 어느 하나에 제동력을 제공하는 브레이크부(40)를 포함하는 장애인를 위한 자전거를 제공한다.
상기 상지운동부(20)는 상기 바디(10)에 힌지(23) 연결되는 암(22); 상기 뒷바퀴(15)에 설치되고 상기 뒷바퀴(15)의 일방향으로만 회전을 제공하는 원웨이 클러치(24); 상기 원웨이 클러치(24) 및 상기 암(22)을 연결시켜 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(24)에 전달하는 연결레버(26)를 포함할 수 있다.
상기 방향조정부(30)는 상기 바디(10)에 설치되어 상기 의자(12)에 가해지는 무게중심 변화에 의해 회전되는 조향레버(32); 상기 조향레버(32) 및 상기 앞바퀴(14)를 연결시키는 조향와이어(34); 상기 바디(10) 및 상기 의자(12) 사이에 배치되어 상기 의자(12)를 지지하는 탄성부재(36)를 포함할 수 있다.
상기 조향와이어(34)는 상기 앞바퀴(14)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
상기 조향레버(32)는 레버바디(39); 상기 바디(10)에 설치되어 지지되고 상기 레버바디(39)에 형성되어 회전중심을 형성시키는 회전중심부(31); 상기 레버바디(39)의 상단에 형성되고, 상기 의자(12)에 설치되어 상기 의자(12)와 상대회전을 발생시키는 상부회전부(33); 상기 레버바디(39)의 하단에 형성되고 상기 조향와이어(34)와 연결되는 와이어연결부(35)를 포함할 수 있다.
상기 브레이크부(40)는 상기 앞바퀴(14) 또는 뒷바퀴(15)에 설치된 브레이크패드(41); 상기 바디(10)에 설치되고 상기 바디(10)에 대하여 회전되는 브레이크암(42); 상기 브레이크암(42)과 상기 브레이크패드(41)를 연결시키는 브레이크 와이어; 상기 브레이크암(42)의 하측에 배치되어 사용자의 발을 통해 상기 브레이크암(42)에 제동력을 제공하는 브레이크페달(44) 또는 상기 브레이크암(42)의 상측에 배치되어 사용자의 손을 통해 상기 브레이크암(42)에 제동력을 제공하는 브레이크핸들(45)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 의자(12), 앞바퀴(14) 및 뒷바퀴(15)를 포함하는 바디(10); 상기 바디(10)에 배치되고, 사용자의 손에 의해 조작되는 암(22)의 왕복운동을 원웨이 클러치(24)를 통해 회전력으로 전환시켜 상기 뒷바퀴(15)를 회전시키는 상지운동부(20); 상기 바디(10)에 배치되고 상기 의자(12)의 무게중심에 따라 상기 앞바퀴(14)의 방향을 전환시키기 위하여 상기 앞바퀴(14) 및 상기 의자(12)를 연결시키는 조향와이어(34)를 포함하는 방향조정부(30); 상기 바디(10)에 배치되고 상기 앞뒷바퀴(14)(15) 중 적어도 어느 하나에 제동력을 제공하는 브레이크부(40)를 포함하고, 상기 상지운동부(20)는 상기 바디(10)에 힌지(23) 연결되는 암(22); 상기 뒷바퀴(15)에 설치되고 상기 뒷바퀴(15)의 일방향으로만 회전을 제공하는 원웨이 클러치(24); 상기 원웨이 클러치(24) 및 상기 암(22)을 연결시켜 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(24)에 전달하는 연결레버(26)를 포함하며, 상기 방향조정부(30)는 상기 바디(10)에 설치되어 상기 의자(12)에 가해지는 무게중심 변화에 의해 회전되는 조향레버(32); 상기 조향레버(32) 및 상기 앞바퀴(14)를 연결시키는 조향와이어(34); 상기 바디(10) 및 상기 의자(12) 사이에 배치되어 상기 의자(12)를 지지하는 탄성부재(36)를 포함하는 장애인를 위한 자전거를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 의자(12), 앞바퀴(14) 및 뒷바퀴(15)를 포함하는 바디(10); 상기 바디(10)에 배치되고, 사용자의 손에 의해 조작되는 암(22)의 왕복운동을 원웨이 클러치(24)를 통해 회전력으로 전환시켜 상기 뒷바퀴(15)를 회전시키는 상지운동부(20); 상기 바디(10)에 배치되고 상기 의자(12)의 무게중심에 따라 상기 앞바퀴(14)의 방향을 전환시키기 위하여 상기 앞바퀴(14) 및 상기 의자(12)를 연결시키는 조향와이어(34)를 포함하는 방향조정부(30); 상기 바디(10)에 배치되고 상기 앞뒷바퀴(14)(15) 중 적어도 어느 하나에 제동력을 제공하는 브레이크부(40)를 포함하고, 상기 상지운동부(20)는 상기 바디(10)에 힌지(23) 연결되는 암(22); 상기 뒷바퀴(15)에 설치되고 상기 뒷바퀴(15)의 일방향으로만 회전을 제공하는 원웨이 클러치(24); 상기 원웨이 클러치(24) 및 상기 암(22)을 연결시켜 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(24)에 전달하는 연결레버(26)를 포함하며, 상기 방향조정부(30)는 상기 바디(10)에 설치되어 상기 의자(12)에 가해지는 무게중심 변화에 의해 회전되는 조향레버(32); 상기 조향레버(32) 및 상기 앞바퀴(14)를 연결시키는 조향와이어(34); 상기 바디(10) 및 상기 의자(12) 사이에 배치되어 상기 의자(12)를 지지하는 탄성부재(36)를 포함하고, 상기 브레이크부(40)는 상기 앞바퀴(14) 또는 뒷바퀴(15)에 설치된 브레이크패드(41); 상기 바디(10)에 설치되고 상기 바디(10)에 대하여 회전되는 브레이크암(42); 상기 브레이크암(42)과 상기 브레이크패드(41)를 연결시키는 브레이크 와이어; 상기 브레이크암(42)의 하측에 배치되어 사용자의 발을 통해 상기 브레이크암(42)에 제동력을 제공하는 브레이크페달(44) 또는 상기 브레이크암(42)의 상측에 배치되어 사용자의 손을 통해 상기 브레이크암(42)에 제동력을 제공하는 브레이크핸들(45)을 포함하는 장애인를 위한 자전거를 제공한다.
이하 앞에서 설명한 원리를 이용하여 회전반경을 짧게 제어할 수 있도록 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 5 내지 도 10은 앞에서 설명한 자전거와 동작 원리는 유사하나 그 형태가 상이한 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예의 경우에도 앞에서 설명한 실시예의 구성이 적용될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 의자(112), 상기 의자(112)가 제공되는 바디(100), 상기 바디(10)의 전방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 앞바퀴(101), 상기 바디(10)의 후방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 뒷바퀴(102), 상기 바디(10)에 클러치 지지부(103)를 통해 설치되고 일방향으로만 회전을 제공하고, 각각 독립적으로 동작하는 한 쌍의 원웨이 클러치(124), 상기 각각의 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되어 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(124)에 전달하는 한 쌍의 연결레버(122), 상기 원웨이 클러치(124)의 동력을 상기 뒷바퀴(102)에 전달하는 동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
의자(112)는 의자 지지부(104)에 의해 바디(100)에 고정된다. 원웨이 클러치(124)는 클러치 지지부(103)에 연결되어 회동가능하도록 제공되고, 이는 지지부재(105) 및 지지부(106)을 통해 바디(100)에 고정된다.
원웨이 클러치(124)의 원리는 앞에서 설명한 바와 같다. 본 발명의 특징은, 원웨이 클러치(124)를 의자(112)를 중심으로 양측에 배치하고, 사용자가 양팔을 이용하여 양측의 연결레버(122)를 동작시키면, 이의 조작에 따라 원웨이 클러치(124)가 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 원웨이 클러치(124)의 구조 자체를 권리범위로 청구하는 것이 아니므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 연결레버(122)의 끝단은 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되고, 연결레버(112)의 회전에 따라 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결된 동판이 양방향으로 반복회전하고, 동판에 연결된 종판이 한방향으로만 회전하도록 구성된다. 이러한 구성은 당업자에게 자명한 것이므로 설명을 생략하기로 한다.
원웨이 클러처(124)의 종판에는 동력전달부재(예를 들어 체인)가 연결되고, 이는 후방의 뒷바퀴(102)에 연결되어 회전력을 전달하게 된다.
연결레버(122)는 그 길이가 조절되도록 제공되는 것이 바람직하다. 반대 끝단에는 사용자의 그립감을 편하게 하기 위하여 고무 등의 손잡이(121)가 제공된다.
도 6 및 도 7은 이러한 연결레버(122)의 동작 설명도가 도시되어 있다. 특히, 원웨이 클러치(124)는 독립적으로 동작되기 때문에, 팔의 조작만으로 자전거의 방향을 전환할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 주요한 특징은 앞서 설명한 구조를 이용하여 도 8 내지 도 10의 효과를 얻는 것에 있다. 즉, 좌우에 위치하는 연결레버(122)를 동일한 속도로 반복 운동하게 되면 자전거는 똑바로 직진운동을 하게 된다.
다만, 좌우의 연결레버(122) 중 어느 하나의 속도를 더욱 빠르게 동작하게 되면, 그 반대 방향으로 자전거의 방향이 전환된다. 도 9 내지 도 10은 이러한 상황을 설명하고 있다.
이러한 방향 전환을 위해 본 발명에서 사용되는 뒷바퀴 및 앞바퀴의 형상도 중요한 특징이 있다.
상기 뒷바퀴(102)는 상기 방향 전환이 안되도록 고정되어 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 앞바퀴(102)는 상기 바디(100)의 전방의 양 끝단의 하면에 위치하고, 후방에서 미는 힘의 양측의 차이에 의해 방향이 전환되도록 자유 회동 가능하게 제공되는 것을 특징으로 한다. 이를 위해서, 앞바퀴(102)는 가급적 소형으로 만드는 것이 바람직하다.
이러한 효과로 인해 본 발명에 의한 자전거는 실내에서와 같이 동선이 복잡하고 특히 회전반경이 환경에서 사용자의 편의성을 증대시키는 효과가 있다. 즉, 간편하게 손조작을 통하여 원하는 방향으로의 조절이 편리한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 운행 중에 정지하기 위한 제동 장치를 더 포함하고 있다. 이를 위해, 상기 뒷바퀴에 설치된 브레이크패드; 상기 바디에 설치되고 상기 바디에 대하여 회전되는 브레이크암; 상기 브레이크암과 상기 브레이크패드를 연결시키는 브레이크 와이어; 상기 브레이크암의 하측에 배치되어 사용자의 발을 통해 상기 브레이크암에 제동력을 제공하는 브레이크페달 또는 상기 브레이크암의 상측에 배치되어 사용자의 손을 통해 상기 브레이크암에 제동력을 제공하는 브레이크핸들을 더 포함할 수 있다.
이러한 구조에 대해서는 도 1 내지 도 4를 통하여 설명하였고, 이는 다른 실시예에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 다른 실시예로서, 의자(112), 상기 의자(112)가 제공되는 바디(100), 상기 바디(100)의 전방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 앞바퀴(101), 상기 바디(100)의 후방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 뒷바퀴(102), 상기 바디(100)에 클러치 지지부(103)를 통해 설치되고 일방향으로만 회전을 제공하고, 각각 독립적으로 동작하는 한 쌍의 원웨이 클러치(124), 상기 각각의 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되어 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(124)에 전달하는 한 쌍의 연결레버(122), 상기 원웨이 클러치(124)의 동력을 상기 뒷바퀴(102)에 전달하는 동력전달부재, 상기 바디(100)에 제공되어 상기 바디의 경사도를 측정하는 경사센서(139), 상기 바디(100) 상에 상기 의자(112)를 고정시키고, 각각 개별적으로 길이 조절이 가능한 복수의 액츄에이터(130), 상기 경사센서(139)로부터 측정된 값을 통하여 상기 의자(112)의 수평도를 유지하도록 상기 복수의 액츄에이터(130)의 길이를 각각 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예는, 본 발명의 자전거를 이용하여 전후 경사로 또는 좌우 경사로 등을 이동하는 경우에 탑승자가 항상 수평인 상태를 유지하도록 하는 것에 있다. 이를 위해서 액츄에이터는 응답속도가 빠른 공압 실린더인 것이 바람직하다. 도면에는 도시되지 않았으나, 에어 펌프 등이 제공되어 제어부의 신호에 따라 공압 실린더를 실시간으로 동작하도록 하여 응답성을 향상시키는 것이 필요하다.
이 경우, 상기 복수의 공압 실린더(130)는 의자의 각 모서리에 제공되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 수평 유지 기능은 경사로를 오르는 경우 이외에, 좌우 경사진 곳을 통과하는 경우에도 적용될 수 있도록 하기 위함이다.
상기와 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 다양한 조합을 통해 당업자에 의해 응용이 가능하다.
10 : 바디 12 : 의자
14 : 앞바퀴 15 : 뒷바퀴
16 : 뒷바퀴 회전축 18 : 앞바퀴 회전축
20 : 상지운동부 21 : 변속다이얼
22 : 암 24 : 원웨이 클러치
26 : 연결레버 30 : 방향조정부
31 : 회전중심부 32 : 조향레버
33 : 상부회전부 34 : 조향와이어
35 : 와이어연결부 36 : 탄성부재
39 : 레버바디 40 : 브레이크부
41 : 브레이크패드 42 : 브레이크암
44 : 브레이크페달 45 : 브레이크핸들
100 : 본체 101 : 앞바퀴
102 : 뒷바퀴 103 : 클러치 지지부
104 : 의자 지지부, 122 : 연결레버
124 : 원웨이 클러치 112 : 의자
130 : 공압 실린더 139 : 경사센서

Claims (7)

  1. 의자(112),
    상기 의자(112)가 제공되는 바디(100),
    상기 바디(10)의 전방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 앞바퀴(101),
    상기 바디(10)의 후방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 뒷바퀴(102),
    상기 바디(10)에 클러치 지지부(103)를 통해 설치되고 일방향으로만 회전을 제공하고, 각각 독립적으로 동작하는 한 쌍의 원웨이 클러치(124),
    상기 각각의 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되어 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(124)에 전달하는 한 쌍의 연결레버(122),
    상기 원웨이 클러치(124)의 동력을 상기 뒷바퀴(102)에 전달하는 동력전달부재를 포함하는,
    장애인을 위한 자전거.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 뒷바퀴(102)는 상기 방향 전환이 안되도록 고정되어 제공되는,
    장애인을 위한 자전거.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 앞바퀴(102)는 상기 바디(100)의 전방의 양 끝단의 하면에 위치하고, 후방에서 미는 힘의 양측의 차이에 의해 방향이 전환되도록 자유 회동 가능하게 제공되는,
    장애인을 위한 자전거.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결레버(122)는 길이 조절이 가능하도록 제공되는,
    장애인을 위한 자전거.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 뒷바퀴에 설치된 브레이크패드;
    상기 바디에 설치되고 상기 바디에 대하여 회전되는 브레이크암;
    상기 브레이크암과 상기 브레이크패드를 연결시키는 브레이크 와이어;
    상기 브레이크암의 하측에 배치되어 사용자의 발을 통해 상기 브레이크암에 제동력을 제공하는 브레이크페달 또는 상기 브레이크암의 상측에 배치되어 사용자의 손을 통해 상기 브레이크암에 제동력을 제공하는 브레이크핸들을 더 포함하는,
    장애인을 위한 자전거.
  6. 의자(112),
    상기 의자(112)가 제공되는 바디(100),
    상기 바디(100)의 전방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 앞바퀴(101),
    상기 바디(100)의 후방에 소정의 폭 만큼 이격되어 배치되는 한 쌍의 뒷바퀴(102),
    상기 바디(100)에 클러치 지지부(103)를 통해 설치되고 일방향으로만 회전을 제공하고, 각각 독립적으로 동작하는 한 쌍의 원웨이 클러치(124),
    상기 각각의 원웨이 클러치(124)의 회전축에 연결되어 사용자의 조작력을 상기 원웨이 클러치(124)에 전달하는 한 쌍의 연결레버(122),
    상기 원웨이 클러치(124)의 동력을 상기 뒷바퀴(102)에 전달하는 동력전달부재,
    상기 바디(100)에 제공되어 상기 바디의 경사도를 측정하는 경사센서(139),
    상기 바디(100) 상에 상기 의자(112)를 고정시키고, 각각 개별적으로 길이 조절이 가능한 복수의 액츄에이터(130),
    상기 경사센서(139)로부터 측정된 값을 통하여 상기 의자(112)의 수평도를 유지하도록 상기 복수의 액츄에이터(130)의 길이를 각각 제어하는 제어부를 포함하는,
    장애인을 위한 자전거.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 공압 실린더(130)는 의자의 각 모서리에 제공되는,
    장애인을 위한 자전거.
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