KR20160082183A

KR20160082183A - 솔라셀 충전성능 점검을 위한 이륜 개별 구동형 전동휠체어 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20160082183A
Application number: KR1020140195744A
Authority: KR
Inventors: 오갑석; 송영욱; 강충성; 김도형; 장혁수
Original assignee: 동명대학교산학협력단
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2016-07-08

Abstract

본 발명에 따른 전동휠체어는, 휠체어의 골격을 이루는 프레임(100); 휠체어의 사용자가 탑승하는 시트부(200); 휠체어의 구동할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(300); 휠체어 상부에 설치되어 태양광을 집광하는 덮개부(400); 상기 덮개부의 구동을 제어하는 덮개제어부(500);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동휠체어는 전동휠체어의 지붕에 태양전지셀을 설치하여 태양광이 집광되고, 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되는 태양광발전모듈에 의해 전기가 생산되어 휠체어를 구동함으로서 전동휠체어가 방전되는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 전동휠체어 지붕이 차양막 역할을 하여 사용자가 햇빛으로부터 보호되는 효과가 있다.

Description

솔라셀 충전성능 점검을 위한 이륜 개별 구동형 전동휠체어 및 그 구동방법 {Solarcell electric motion wheel chair}

본 발명은 솔라셀 충전성능 점검을 위한 이륜 개별 구동형 전동휠체어 및 그 구동방법에 관한 것이다.

휠체어는 보통 지체장애인이나 다리가 불편한 환자들이 의자에 앉아 이동하기 위해 만들어진 바퀴달린 의자를 휠체어라고 한다. 휠체어는 크게 수동용 휠체어와 전동휠체어로 나뉜다. 그외 특수한 목적으로 사용되는 스포츠형 휠체어, 절단자를 위한 전동휠체어, 한손으로 움직이는 휠체어 등이 있다. 수동용 휠체어는 뒤쪽 큰 바퀴에 달린 바퀴 손잡이를 이용하여 손으로 바퀴를 밀어 이동하는 방식이며, 가볍고 휴대가 편리한 장점이 있는 반면 팔을 사용하는데 불편한 사람이나 언덕이나 특수한 지형에서 휠체어를 밀어 줄 보조자가 있어야 한다는 단점이 있다. 전동휠체어는 수동용 휠체어의 단점을 해결하기 위해 기존 휠체어 구조에 모터와 컨트롤러를 추가시켜 간편하게 한손으로 컨트롤러를 조작하여 모터의 힘으로 휠체어 조작이 가능하도록 되어있으나 배터리를 사용하기 때문에 충전장소의 제약과 자주 충전해야하는 단점이 있다.

일본 공개특허 JP2004167022에서는 태양전지를 사용한 휠체어를 제안한바 있다. 상기 휠체어는 휠, 시트, 등받이, 프레임, 일릭트릭모터로 구성되어 있고, 태양광을 수신하기 위해 고정된 태양광 전지 및 모터를 활용하여 구동하는 휠체어를 게시한바 있다. 상기와 같은 휠체어는 태양열을 채집하는 패널이 일자형태로 되어 있어, 태양광 채집효율이 떨어지고, 프레임부가 고정형으로 되어 있어 실내공간으로 진입하는데 어려움이 있었다.

JP2004167022 A JP10118123 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 하는 것으로, 더욱 상세하게는 전동휠체어에 구비된 배터리가 방전되는 것을 방지하기 위해 솔라셀을 이용한 전동휠체어를 제공하려는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 목적은 덮개부를 펼침형태로 설계하여 태양광 충전효율을 높이는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 목적은 전동휠체어의 프레임을 접이식으로 설계하여 사용자가 실내공간을 출입하는데 불편함이 없도록 하는데 있다.

본 발명에 따른 전동휠체어는, 휠체어의 골격을 이루는 프레임(100); 휠체어의 사용자가 탑승하는 시트부(200); 휠체어의 구동할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(300); 휠체어 상부에 설치되어 태양광을 집광하는 덮개부(400); 상기 덮개부의 구동을 제어하는 덮개제어부(500);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전동휠체어는 전동휠체어의 지붕에 태양전지셀을 설치하여 태양광이 집광되고, 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되는 태양광발전모듈에 의해 전기가 생산되어 휠체어를 구동함으로서 전동휠체어가 방전되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 전동휠체어 지붕이 차양막 역할을 하여 사용자가 햇빛으로부터 보호되는 효과가 있다.

또한, 전동휠체어의 지붕이 접이식으로 설치되어 천고가 낮은 실내공간에서도 사용가능할 수 있어 사용자에게 편리함을 주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 프레임 및 구동부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 프레임 및 구동부의 좌측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지붕을 접은 전동휠체어의 좌측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 충전을 위해 지붕을 2중으로 접은 전동휠체어의 좌측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어 태양전지 셀의 설계도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어 구동부의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어 구동부의 설계도이다.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 프레임 및 구동부 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 프레임 및 구동부의 좌측면도이다.

본 발명은 솔라셀 충전성능 점검을 위한 이륜 개별 구동형 전동휠체어 및 그 구동방법에 관한 것으로, 전동휠체어에 구비된 배터리가 방전되는 것을 방지하기 위해 솔라셀을 이용한 전동휠체어를 제공하려는데 목적이 있다. 본 발명에서는 전동휠체어의 단점인 제한적인 충전장소를 해결하기 위해 태양전지셀을 연결하여 배터리 충전용으로 사용하였다. 전동휠체어의 기본기능인 이동, 회전등을 구현하기 위해 2개의 모터를 장착하여 이륜개별구동이 가능하도록 하였다.

본 발명에 따른 전동휠체어(10)에 있어서, 휠체어의 골격을 이루는 프레임(100); 휠체어의 사용자가 탑승하는 시트부(200); 휠체어의 구동할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(300); 휠체어 상부에 설치되어 태양광을 집광하는 덮개부(400); 상기 덮개부의 구동을 제어하는 덮개제어부(500);로 구성되며, 상기 구동부(300)는, 상기 전동휠체어(10)의 양측면 전방부에 각각 위치하며, 상기 전동휠체어(10)를 지지하고 이송시키는 전륜(310); 상기 전동휠체어(10)의 양측면 후방부에 각각 위치하며, 상기 전동휠체어(10)를 지지하고 주행방향을 조절하는 후륜(320); 상기 전동휠체어(10)의 좌, 우에 각각 하나씩 설치되어 좌, 우 바퀴를 독립적으로 구동하는 DC모터(330); 상기 덮개부(400)에 의해 생산된 전기에너지가 충전되고, 상기 DC모터(330)의 구동을 위한 보조전원으로 사용가능한 배터리(340);로 구성된다. 상기 덮개부(400)는, 태양열을 집광하여 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 판형태의 태양전지셀 패널(410)이 설치된다. 상기 덮개부(400)는, 태양전지셀 패널(410)에 힌지로 결합되는 태양전지셀 커버(420)를 구비하여, 상기 태양전지셀 패널(410)과 태양전지셀 커버(420)가 절첩되도록 형성되어, 태양전지셀 커버(420)가 펼침형태로 펼쳐져 태양광 집광면적을 넓혀준다.

단일모터가 장착된 휠체어는 방향전환이 불가능하고 등판능력이 우수하지 못한 단점이 있어, 두 개의 DC모터(330)를 사용하여 전륜(310)과 후륜(320)이 독립적으로 구동 가능하도록 설계하였다. 이륜개별구동 휠체어 조작시 좌회전은 좌측 구동모터의 전원을 차단하고 우측 구동모터의 구동력으로 주행한다. 우회전은 우측 구동모터의 전원을 차단하고 좌측 구동모터의 구동력으로 주행한다.

상기 태양전지셀 패널(410) 및 커버(420)는 프레임(100)상부에 설치되며 펼쳤을 때 우천 시와 같은 환경적 요인으로부터 사용자를 보호해준다. 태양전지셀 패널(410) 및 태양전지셀 커버(420)는 주행 시 충전할 수 있게 하여 사용시간을 늘려준다. 또한, 태양전지셀 패널(410) 및 태양전지셀 커버(420)을 접는 이유는 각도를 주어 태양전지셀의 충전효율을 높이기 위한 것이다. 또한, 실내에서 이용할 때 높이의 제약으로 통과할 수 없는 점을 개선하기 위해 접을 수 있도록 설계되었다.

상기 덮개제어부(500)는, 태양광의 방향을 감지하는 태양광 추적센서(510); 상기 태양광 추적센서(510)의 감지신호를 받는 컨트롤러(520); 상기 태양광 추적센서(510)의 감지신호에 의거하여 컨트롤러(520)로부터 구동제어신호를 받는 제어장치(530);를 포함하여 구성되며, 태양지향성 구동으로 각도를 조절하여 회전하여 더 많은 태양열을 집광할 수 있도록 한다.

지붕역할을 하는 태양전지셀 패널(410) 및 태양전지셀 커버(420)를 중심기둥(110) 중앙에 지지대(120)를 하나 더 설치해 이중으로 고정하는 방식으로 설계되었다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지붕을 접은 전동휠체어의 좌측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 충전을 위해 지붕을 2중으로 접은 전동휠체어의 좌측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어 태양전지 셀의 설계도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어 구동부의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어 구동부의 설계도이다.

상기 프레임(100)은, 상기 전동휠체어의 뼈대가 되는 중심기둥(110); 상기 덮개부(400)을 지지하는 지지대(120); 상기 중심기둥(110)을 후방으로 접기 위해 사용되는 180경첩(111); 상기 중심기둥(110)을 전방으로 접기 위해 사용되는 접이식 브라켓(112); 상기 중심기둥(110)을 고정하는 토크클램프(113); 상기 중심기둥(110) 및 지지대(120)를 고정하는 도어캐치(114);로 구성된다.

연결방법은 안전한 방식을 접목하고자 이중 접이 방식으로 설계되었다. 전동휠체어(10)에 태양전지 셀을 설치할 때 기존에 개발되어 있는 설치방식이 위쪽 지붕이나 뒤쪽에 고정되어 움직일 수 없는 방식으로 되어 있기 때문이다. 기존의 방식에서 벗어나 90로 접히는 접이식 브라켓(112)를 이용하여 태양전지셀을 90로 한번 접고, 180경첩(111)을 이용하여 뒤쪽으로 한 번 더 접는 방식으로 설계되었다. 태양전지셀이 올라가는 부분을 지지대(120)와 접이식 방식을 이용하여 고정하기 위해 접이식 브라켓(112)으로 고정하였다. 지지대(120)를 2중으로 접히는 구조를 만들기 위해서 의자 뒤쪽 지지대(120) 부분을 2중으로 고정하여 접었다 폈을 때 중심기둥(110)이 고정되는 방식으로 구상하였다. 중심기둥(110)이 뒤로 접히기 위해 뒤쪽부분을 180경첩(111)을 이용하여 고정하였다.

전동휠체어(10)의 중심기둥(110)을 세웠을 때 고정하기 위해 토크클램프(113)을 이용하여 기둥을 고정하는 방식으로 설계되었다. 지붕역할을 하는 태양전지 셀 패널(410) 및 태양전지셀 커버(420)를 접이식 브라켓(112)만으로 고정시 무게로 인한 안전성의 우려로, 파이프를 이용하여 이중으로 지지하는 구조로 설계하였다. 지지대(120)와 상부와의 고정은 탈부착이 용이하도록 도어캐치(114)를 이용하여 고정하도록 설계되었다.

상기 접이식 브라켓(112)으로 중심기둥(110)을 전방으로 90로 접고, 상기 180경첩(111)을 이용하여 중심기둥(110)울 후방으로 한 번 더 접어 2중으로 접히는 구조인 것을 특징으로 한다.

상기 접이식 브라켓(112)는 태양전지셀을 충전하기위해 접거나 지붕으로 사용하기 위해 펼칠 때 사용되며, 180경첩(111)은 접이식 방식에서 중요한 부품중의 하나로 우천시 기둥을 펴거나 공공장소나 실내등에서 중심기둥(110)을 접을 때 사용된다.

태양전지셀 패널(410) 및 태양전지셀 커버(420)를 충전하기 위해 프레임을 접을 수 있으며, 전동휠체어의 중심기둥(110) 중앙부분에 180경첩(111) 및 토크클램프(113)을 결속하여 고정할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 전동휠체어는 전동휠체어의 지붕에 태양전지셀을 설치하여 태양광이 집광되고, 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되는 태양광발전모듈에 의해 전기가 생산되어 휠체어를 구동함으로서 전동휠체어가 방전되는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 전동휠체어 지붕이 차양막 역할을 하여 사용자가 햇빛으로부터 보호되는 효과가 있다. 또한, 전동휠체어의 지붕이 접이식으로 설치되어 천고가 낮은 실내공간에서도 사용가능할 수 있어 사용자에게 편리함을 주는 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허 청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이며 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허 청구범위를 기준으로 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상에 대해서까지 포함되는 것으로 해석되어야할 것이다.

10 전동휠체어
100 프레임
110 중심기둥
111 180경첩
112 접이식 브라켓
113 토크클램프
114 도어캐치
120 지지대
200 시트부
300 구동부
310 전륜
320 후륜
330 DC모터
340 배터리
400 덮개부
410 태양전지셀 패널
420 태양전지셀 커버
500 덮개제어부
510 태양광 추적센서
520 컨트롤러
530 제어장치

Claims

전동휠체어(10)에 있어서,
휠체어의 골격을 이루는 프레임(100);
휠체어의 사용자가 탑승하는 시트부(200);
휠체어의 구동할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(300);
휠체어 상부에 설치되어 태양광을 집광하는 덮개부(400);
상기 덮개부의 구동을 제어하는 덮개제어부(500);로 구성되는 것을 특징으로하는 전동휠체어.
제 1항에 있어서,
상기 구동부(300)는,
상기 전동휠체어(10)의 양측면 전방부에 각각 위치하며, 상기 전동휠체어(10)를 지지하고 이송시키는 전륜(310);
상기 전동휠체어(10)의 양측면 후방부에 각각 위치하며, 상기 전동휠체어(10)를 지지하고 주행방향을 조절하는 후륜(320);
상기 전동휠체어(10)의 좌, 우에 각각 하나씩 설치되어 좌, 우 바퀴를 독립적으로 구동하는 DC모터(330);
상기 덮개부(400)에 의해 생산된 전기에너지가 충전되고, 상기 DC모터(330)의 구동을 위한 보조전원으로 사용가능한 배터리(340);로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동휠체어.
제 1항에 있어서,
상기 덮개부(400)는, 태양열을 집광하여 집광된 태양광이 전기에너지로 변환되도록 하는 판형태의 태양전지셀 패널(410)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전동휠체어.
제 1항에 있어서,
상기 덮개부(400)는, 태양전지셀 패널(410)에 힌지로 결합되는 태양전지셀 커버(420)를 구비하여, 상기 태양전지셀 패널(410)과 태양전지셀 커버(420)가 절첩되도록 형성되어, 태양전지셀 커버(420)가 펼침형태로 펼쳐져 태양광 집광면적을 넓히는 것을 특징으로 하는 전동휠체어.
제 1항에 있어서,
상기 덮개제어부(500)는,
태양광의 방향을 감지하는 태양광 추적센서(510);
상기 태양광 추적센서(510)의 감지신호를 받는 컨트롤러(520);
상기 태양광 추적센서(510)의 감지신호에 의거하여 컨트롤러(520)로부터 구동제어신호를 받는 제어장치(530);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동휠체어.
제 1항에 있어서,
상기 프레임(100)은,
상기 전동휠체어의 뼈대가 되는 중심기둥(110);
상기 덮개부(400)을 지지하는 지지대(120);
상기 중심기둥(110)을 후방으로 접기 위해 사용되는 180경첩(111);
상기 중심기둥(110)을 전방으로 접기 위해 사용되는 접이식 브라켓(112);
상기 중심기둥(110)을 고정하는 토크클램프(113);
상기 중심기둥(110) 및 지지대(120)를 고정하는 도어캐치(114);로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동휠체어.
제 6항에 있어서,
상기 접이식 브라켓(112)으로 중심기둥(110)을 전방으로 90로 접고, 상기 180경첩(111)을 이용하여 중심기둥(110)울 후방으로 한 번 더 접어 2중으로 접히는 구조인 것을 특징으로 하는 전동휠체어.