KR20160092112A

KR20160092112A - 휠체어용 자세 유지 장치

Info

Publication number: KR20160092112A
Application number: KR1020150012153A
Authority: KR
Inventors: 오도영; 김근우; 심한수; 정우철
Original assignee: 주식회사이지무브
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-08-04

Abstract

본 발명은 휠체어의 좌판을 지지하는 두 개의 지지 프레임이 서로 엇갈린 위치에서 요동운동을 할 수 있도록 구성함으로써, 휠체어가 도로의 노면 상태에 따라 기울어지더라도 이와 상관없이 휠체어 이용자는 미리 정한 자세를 유지하게 하여 휠체어가 넘어지거나 휠체어 이용자가 쓰러지지 않고 안전하게 사용할 수 있게 한 휠체어용 자세 유지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 이들 두 개의 지지 프레임이 모터의 회전력을 기어로 전달받아 요동 운동을 할 수 있게 구성함으로써, 간단한 구조로 힘이나 속도를 조작할 수 있으며, 쉽게 제작하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 기어의 맞물림을 이용하여 회전력 전달이 정확하고 신속하게 이루어지므로 노면 상태와 상관없이 휠체어 이용자의 자세를 계속하여 안정적으로 유지할 수 있게 한 휠체어용 자세 유지 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 실질적으로 휠체어 이용자가 앉는 좌판을 지지하는 지지 프레임이 수평 상태뿐만 아니라 이용자나 보호자가 제어기를 통해 그 각도를 조절할 수 있게 구성함으로써, 휠체어 이용자의 장애 정도 등에 따라 가장 편안한 자세를 취하면서도 노면 상태에 따라 그 자세 설정을 안정적으로 유지할 수 있게 한 휠체어용 자세 유지 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

휠체어용 자세 유지 장치{APPARATUS OF HOLDING POSTURAL POSITION FOR WHEELCHAIR}

본 발명은 휠체어용 자세 유지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어의 맞물림을 이용하여 엇갈리게 설치한 두 개의 지지 프레임이 휠체어에서 상하 및 좌우로 요동 운동하면서 휠체어 이용자가 미리 설정한 자세를 유지할 수 있게 구성함으로써, 시트를 전방위로 쏠림없이 수평으로 유지 할 수 있게 하여 한쪽으로 경사진 도로뿐만 아니라 복합경사에서도 이용자가 가장 안정된 자세로 휠체어를 이용할 수 있게 한 것이다.

휠체어는 다리가 자유롭지 못한 사람이나 몸이 불편한 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 바퀴를 단 의자로, 이용자의 장애 정도 등에 따라 다양한 형태로 개발하여 사용하고 있다. 한가지 예로서 구동 방식에 따라서, 손을 사용할 수 있는 경우 미는 바퀴가 있는 수동식 휠체어를 이용할 수 있고, 손을 자유롭게 사용하지 못하는 경우 전동식 휠체어를 이용할 수 있다.

한편, 휠체어는 통상적으로 상체를 자유롭게 움직일 수 있는 이용자의 경우 큰 문제가 없으나, 중증 장애와 같이 이용자의 의지와 상관없이 상체가 움직이는 이용자의 경우 요철이 있는 노면이나 경사로 등을 이용할 때 휠체어에서 떨어지지 않도록 자세를 유지하거나 몸이 움직이지 못하도록 지지해 줄 필요가 있다. 특허문헌 1 내지 특허문헌 4에는 이처럼 자세를 유지할 수 있게 하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1은 사람이 앉은 자세로 지지할 수 있는 정상적인 구조와 함께 경사진 도로를 주행할 때에도 의자는 항상 수평 위치가 되도록 변화할 수 있게 되어 중풍 환자나 뇌성마비 환자와 같이 상반신 거동이 불편한 환자에게도 사용할 수 있는 전동 휠체어 시트 평행자세 자동조절 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다

특허문헌 2는 경사로에서 경사로에서의 휠체어 자세 제어 시스템과 그 따른 제어방법에 관한 것으로서, 경사로에서 휠체어의 기울기를 측정하고 측정된 기울기에 따라 휠체어의 높이를 조절하여 수평을 유지하는 경사로에서의 휠체어 자세제어시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.

특허문헌 3은 수동식이나 전동식 휠체어에 관한 것으로서, 종래의 휠체어가 노면의 불량이나 도로 환경 및 주행 중 발생하는 돌발상황 등에 의하여 쉽게 전복되는 것을 방지함으로써 예기치 않은 전복 사고로 인한 탑승자의 안전사고를 미리 방지하고 차체의 손상을 예방하기 위한 것이다. 이를 위하여 휠체어 차체 프레임의 좌우 측방에 대기 상태에서 펼친 상태로 폭 방향의 길이가 변할 수 있도록 안전바퀴 프레임을 마련하였으며, 운행 중 차체가 위험을 감지하거나 차체의 자세가 균형을 잃는 경우 차체 자세 감지 센서가 이를 감지하여 안전바퀴 프레임을 신속하게 펼쳐 구동함으로써 휠체어의 전복을 방지하는 구조를 제안한다.

특허문헌 4는 자신의 의지로 신체를 정상적으로 유지하지 못하는 이용자가 바른 자세를 유지하면서 의도하지 않게 제 위치를 이탈하는 것을 방지하여 휠체어를 안전하게 이용할 수 있도록 한 자세보조기능을 가지는 휠체어에 관한 것으로서; 구동 바퀴와 보조 바퀴를 가지는 프레임에 고정되는 시트쿠션 및 시트 백과, 상기 시트 백에 구비하여 이용자의 상반신을 안전한 상태로 유지할 수 있도록 단속하는 상체 벨트를 기본으로 한다.

하지만, 이런 기존의 자세 유지 장치는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 통상적으로 휠체어를 이용하는 이용자의 신체를 구속하여 휠체어에서 떨어지지 않게 착용하는 구조가 많다. 이는 이용자를 휠체어와 일체로 구속하므로 휠체어에서 이용자가 떨어지는 문제를 해결할 수 있으나 다른 문제를 일으킨다.

(2) 예를 들어서, 휠체어를 노면이 평편하지 않은 험로나 경사가 있는 도로에서 이용할 때, 이처럼 이용자의 신체를 구속하다 보면 휠체어의 무게 중심이 어느 한쪽으로 쏠려 이용자와 함께 휠체어가 넘어질 우려가 있다.

(3) 이처럼 휠체어가 넘어지면, 휠체어가 고장을 일으켜 바로 사용할 수 없는 경우가 있고, 특히 휠체어에 깔리거나 눌려서 이용자가 더 큰 부상으로 이어질 우려가 있다.

(4) 이러한 문제를 해결하기 위한 한가지 방안으로 다른 특허문헌에서는 휠체어가 전후로 위치를 보상하여 이용자가 항상 수평 상태를 유지하게 하는 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 기술도 다음과 같은 문제가 발생한다.

(5) 우선, 휠체어가 상하 방향이 아닌 좌우 방향으로 경사진 도로나 험로를 주행할 때, 즉 경사진 도로에서 왼쪽이나 오른쪽으로 휠체어를 움직일 때 상술한 것과 같은 문제가 항상 발생할 우려가 있다.

(6) 또한, 상하로 경사진 도로를 휠체어로 주행하는 경우도 항상 휠체어가 상하 방향으로만 주행하는 것이 아니고 때에 따라 방향을 바꿔서 주행해야 하므로 이처럼 휠체어의 전후 방향으로만 자세를 유지하게 해서는 기존 휠체어와 같은 문제가 발생한다.

(7) 따라서, 구조가 간단하면서도 험로나 비포장도로 그리고 경사진 도로와 같이 휠체어를 주행하는 도로 상황과 상관없이 휠체어 이용자가 안전하게 이용할 수 있도록 자세를 유지할 수 있는 장치에 대한 개발이 요구된다.

한국등록특허 제1010010호 (등록일 : 2011.01.14) 한국공개특허 제10-2013-0057648호 (공개일 : 2013.06.03) 한국등록특허 제1290837호 (등록일 : 2013.07.23) 한국공개특허 제10-2014-0008072호 (공개일 : 2014.01.21)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 휠체어의 좌판을 지지하는 두 개의 지지 프레임이 서로 엇갈린 위치에서 요동운동을 할 수 있도록 구성함으로써, 휠체어가 도로의 노면 상태에 따라 기울어지더라도 이와 상관없이 휠체어 이용자는 미리 정한 자세를 유지하게 하여 휠체어가 넘어지거나 휠체어 이용자가 쓰러지지 않고 안전하게 사용할 수 있게 한 휠체어용 자세 유지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 이들 두 개의 지지 프레임이 모터의 회전력을 기어로 전달받아 요동 운동을 할 수 있게 구성함으로써, 간단한 구조로 힘이나 속도를 조작할 수 있으며, 쉽게 제작하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 기어의 맞물림을 이용하여 회전력 전달이 정확하고 신속하게 이루어지므로 노면 상태와 상관없이 휠체어 이용자의 자세를 계속하여 안정적으로 유지할 수 있게 한 휠체어용 자세 유지 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 실질적으로 휠체어 이용자가 앉는 좌판을 지지하는 지지 프레임이 수평 상태뿐만 아니라 이용자나 보호자가 제어기를 통해 그 각도를 조절할 수 있게 구성함으로써, 휠체어 이용자의 장애 정도 등에 따라 가장 편안한 자세를 취하면서도 노면 상태에 따라 그 자세 설정을 안정적으로 유지할 수 있게 한 휠체어용 자세 유지 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휠체어용 자세 유지 장치는, 전동식 또는 수동식 휠체어(W)에 장착하는 자세 유지 장치에 있어서, 상기 휠체어(W)에 장착한 베이스 프레임(100); 정역 방향으로 회전하며 상기 베이스 프레임(100)에 장착한 모터(210), 및 상기 모터(210)의 회전력을 전달하는 제1기어 열(220)을 포함하는 제1구동 수단(200); 상하로 요동 회전을 할 수 있게 길이 중간 부분을 상기 제1구동 수단(200)에 장착하며, 회전 지지하는 한쪽에는 상기 제1기어 열(220)과 맞물리는 제1기어 브래킷(310)을 갖춘 제1지지 프레임(300); 상기 제1지지 프레임(300)과 엇갈려서 상하 요동 회전을 할 수 있게 이 제1지지 프레임(300)에 길이 중간 부분을 장착하여 휠체어의 좌판을 지지하며, 회전 지지하는 한쪽에는 제2기어 브래킷(410)을 갖춘 제2지지 프레임(400); 정역 방향으로 회전하며 상기 제1지지 프레임(300)에 장착한 모터(510), 및 상기 제2기어 브래킷(410)과 맞물려서 모터(210)의 회전력을 전달하는 제2기어 열(520)을 포함하는 제2구동 수단(500); 제2지지 프레임(400)에 장착하여 수평 상태를 감지하는 수평 감지 센서(600); 및 상기 수평 감지 센서(600)의 감지 신호를 바탕으로 상기 모터(210,510)를 작동시켜 상기 제2지지 프레임(400)이 미리 정한 자세를 유지하게 제어하는 제어기(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 베이스 프레임(100)은, 한쪽이 상기 휠체어(W)를 기준으로 상하로 회전할 수 있게 장착하고, 이 상기 휠체어(W)와 베이스 프레임(100) 사이에는 완충 스프링(111)을 장착하여 상하로 완충 작용을 하게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1기어 열(220)은, 상기 모터(210) 축과 연결하여 일체로 회전하는 제1 기어(221); 제1 기어(221)와 직접 맞물려서 회전하는 제2 기어(222); 및 제2 기어(222)와 미리 정한 거리만큼 떨어져서 같은 회전축 위에서 회전하며, 상기 제1기어 브래킷(310)과 맞물리는 제3 기어(223);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2기어 열(520)은, 상기 모터(510) 축과 연결하여 일체로 회전하는 제4 기어(521);, 제4 기어(521)와 직접 맞물려서 회전할 수 있게 장착한 제5 기어(522); 및 제5 기어(522)와 제2기어 브래킷(410)과 맞물리게 설치한 제6 기어(523)킷(410)과 맞물리는 제6 기어(523);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 제어기(700)는, 휠체어 이용자의 장애 정도에 따라 수평 상태를 기준으로, 미리 상기 제2지지 프레임(400)의 위치를 수평상태 또는 수평 상태에서 소정의 각도만큼 경사지게 입력시켜 놓고 항상 그 입력된 상태를 유지하게 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휠체어용 자세 유지 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 모터와 기어를 이용하여 휠체어 이용자가 앉는 좌판을 지지하는 2개의 지지 프레임이 서로 엇갈리게 위치한 상태에서 각각 상하 및 좌우요동을 하게 하여 자세를 유지하게 해 주므로 휠체어 이용자는 휠체어가 노면에 요철이 있거나 험로 그리고 경사면 등을 주행할 때도 안전하고 편리하게 휠체어를 이용할 수 있다.

(2) 기어의 맞물림을 통해 이처럼 자세 유지를 위해 필요한 동력을 전달하므로 정확한 동력 전달이 이루어지므로 유지하고자 하는 자세에 대하여 신속하고 견고하게 지속할 수 있다.

(3) 본 발명에 따른 자세 유지 장치를 지지하는 고정 프레임을 휠체어에 상하로 요동할 수 있게 하고, 특히 휠체어와 고정 프레임 사이에 완충 스프링을 더 장착함으로써, 자세 유지와 별도로 자세 유지 장치 전체에 대한 완충 작용이 이루어지게 하여 휠체어 이용자가 더욱더 편안하게 휠체어를 이용할 수 있다.

(4) 실질적으로 휠체어 이용자가 앉을 좌판을 지지하는 지지 프레임의 자세 각도를 제어기를 통해 휠체어 이용자나 보호자가 조절할 수 있게 구성함으로써, 휠체어 이용자의 장해 정도 등에 따라 가장 편안한 자세로 휠체어를 이용할 수 있게 지지 프레임의 각도를 조절할 수 있어 편리하다.

(5) 본 발명에 따른 자세 유지 장치는 수동으로 사용하는 휠체어뿐만 아니라 배터리 등으로 움직이는 전동식 휠체어에도 적용하여 사용할 수 있다.

(6) 이처럼 본 발명은 기어와 모터를 이용하여 지지 프레임을 요동 운동시켜 주므로 구조가 간단하여 제작하기가 쉽고, 또한 기어의 맞물림을 이용하여 고장이 잘 나지 않아 유지 관리 면에서 유리하다.

도 1은 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 전체 형상을 보여주기 위해 뒤에서 본 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 전체 형상을 보여주기 위해 앞에서 본 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 전체 형상을 보여주기 위한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 전체 형상을 보여주기 위한 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 전체 형상을 보여주기 위한 배면도.
도 6은 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 전체 형상을 보여주기 위한 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 자세 유지 장치를 동작시키기 위한 모터를 제어하기 위한 블록도.
도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 자세 유지 장치의 자세 유지 상태를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 휠체어용 자세 유지 장치는, 도 1 내지 도 11과 같이, 휠체어(W)에 장착한 베이스 프레임(100), 서로 엇갈리게 장착한 상태에서 상하로 요동 운동을 할 수 있게 장착한 제1지지 프레임(300)과 제2지지 프레임(400), 각 지지프레임(300,400)을 작동시켜주는 제1구동 수단(200)과 제2구동 수단(500), 이들 구동수단(200,500)을 제어하기 위한 수평 감지 센서(600)와 제어기(700)를 포함한다.

특히, 본 발명은 각 지지프레임(300,400)을 각각 요동 운동하게 하는 각 구동수단(200,500)을 기어 방식으로 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 정확한 구동력을 전달하여 유지하고자 하는 자세를 한층 더 견고하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 제어기(700)를 통해 유지 자세를 조절할 수 있게 구성함으로써, 휠체어 이용자의 장애 정도 등에 따라 휠체어 좌판이 수평 상태가 아니더라도 휠체어 이용자가 가장 편안한 자세를 유지할 수 있게 자세 위치를 조절하여 편안하고 편리하게 휠체어(W)를 이용할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 휠체어(W)는 전동식이나 수동식으로 제작한 통상의 기술로 이루어진 휠체어를 의미하며, 본 발명에서는 전동식 휠체어에 본 발명에 따른 자세 유지 장치를 장착한 예를 보여준다.

베이스 프레임(100)은, 도 1 내지 도 6과 같이, 휠체어(W)에 장착하여 다른 구성요소들을 지지하는 역할을 한다. 이러한 베이스 프레임(100)은, 도면에서, 전동식의 휠체어(W)를 구성하는 양측의 구동 수단을 연결하는 연결 바(B)에 끼워져서 장착한 예를 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 베이스 프레임(100)은 후술할 제1구동 수단(200)을 지지할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로라도 제작할 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 휠체어(W)의 양측 구동수단과 나란하게 한 쌍의 가로 바(110)를 구성하고, 가로 바(110) 사이에 이들을 연결하는 벽체(120)로 구성한 예를 보여준다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 베이스 프레임(100)은 휠체어(W)가 구동함에 따라 완충 작용을 할 수 있게 하여 휠체어 이용자가 주행 중에도 편안하게 앉을 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 베이스 프레임(100)은, 도 1 및 도 2와 같이, 연결 바(B)를 이용하여 휠체어(W)에 상하로 요동할 수 있게 장착하고, 완충 스프링(111)을 장착하여 상하로 움직이면서 완충 작용을 얻을 수 있게 장착한다. 이때, 완충 스프링(111)은 베이스 프레임(100)과 휠체어(W) 사이에 장착하여 베이스 프레임()이 상하로 완충할 수 있는 위치라면 어디든지 장착할 수 있으며, 도면에서는 가로 바(110)를 휠체어 위로 절곡하고 그 사이에 장착한 예를 보여준다.

제1구동 수단(200)은, 도 1 내지 도 5와 같이, 베이스 프레임(100)에 장착하여 후술할 제1지지 프레임(300)을 요동시켜 준다. 이러한 제1구동 수단(200)은, 실제 구동력을 발생하는 모터(210)와, 이 모터(210)의 회전력으로 제1지지 프레임(300)을 요동시켜 주는 제1기어 열(220)을 포함한다.

모터(210)는 통상적으로 제작한 것을 사용하나, 바람직하게는 정역 방향으로 회전할 수 있는 모터를 이용하여 쉽게 회전 방향과 속도를 제어할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 모터(210)는 상술한 베이스 프레임(100)에 장착하는 데, 이때 도면에서는 박스 형태로 제작한 블록 내에 장착한 예를 보여준다.

제1기어 열(220)은, 도 1·도 2 및 도 4와 같이, 제1구동 수단(200)에 장착하여 모터(210)의 회전력을 전달한다. 이를 위하여, 상기 모터(210) 축에 장착한 제1 기어(221), 제1 기어(221)와 맞물려서 회전하는 제2 기어(222), 그리고 후술할 제1지지 프레임(300)에 회전력을 전달하는 제3 기어(223)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1기어 열(220)은 하나의 기어를 이용하여 모터(210)의 회전력을 바로 제1지지 프레임(300)에 전달할 수 있게 구성하는 것이 동력 손실 등을 줄일 수 있어서 유리하나, 본 발명에서는 한정된 공간에 배치함에 따라 기어끼리 간섭을 일으키거나 어긋나서 맞물리지 않으므로 이를 보상하여 서로 맞물리는 위치를 조절하기 위한 것이다. 물론, 이러한 위치 조절을 할 수만 있다면 직접 연결하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

제1지지 프레임(300)은, 도 1 내지 도 6과 같이, 후술할 제2지지 프레임(400)을 지지하여 상하 요동할 수 있게 구성한다. 이를 위하여, 제1지지 프레임(300)은 좌판과 유사한 형태, 즉 사각 형태로 제작하는 것이 바람직하다. 도면에서는 빔 형태로 이루어진 바를 이용하여 격자 형태로 제작한 예를 보여주고 있으나, 플레이트 형태로 제작하여 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 제1지지 프레임(300)은, 도 1·도 2 및 도 4와 같이, 상술한 제1구동 수단(200)에 요동 회전할 수 있게 장착한다. 이를 위하여, 상기 제1지지 프레임(300)은 길이 중간 부분을 제1구동 수단(200)에 회전할 수 있게 장착하고, 특히 이 회전 중심이 되는 어느 한쪽에는 제1기어 브래킷(310)을 장착한다.

여기서, 상기 제1기어 브래킷(310)은, 도 1 및 도 2와 같이, 제1지지 프레임(300)의 회전을 지지하도록 구성한 것으로, 한쪽(도면에서는 아래쪽)에 기어를 형성한 것이다. 이때, 이 제1기어 브래킷(310)에 형성한 기어는, 도 4와 같이, 상술한 제3 기어(223)와 맞물리게 장착한다.

이처럼 이루어진 제1지지 프레임(300)은, 도 8 및 도 9와 같이, 예시적으로 휠체어(W)가 경사로를 오르거나 내려갈 때 제1구동 수단(200)의 구동력을 받아 수면과 수평인 상태를 유지할 수 있다.

제2지지 프레임(400)은, 도 1 및 도 2와 같이, 상술한 제1지지 프레임(300)과 같은 형태로 제작한다. 즉, 제2지지 프레임(400)은, 도 8 내지 도 11과 같이, 실질적으로 휠체어 이용자가 앉는 좌판을 지지하는 구성이다.

이러한 제2지지 프레임(400)의 구성은 상술한 제1지지 프레임(300)과 같은 형태 즉, 사각 형태로 제작하여 요동 회전을 할 수 있게 그 길이 중간 부분을 회전 지지하고, 회전 지지하는 어느 한쪽에는 제2기어 브래킷(410)을 구성한다.

하지만, 제2지지 프레임(400)은 다음과 같은 점에서 제1지지 프레임(300)과 차이가 있다. 첫째, 제2지지 프레임(400)은, 제1지지 프레임(300)과 엇갈린 위치에서 요동 운동을 할 수 있게 장착한다. 이는, 제1지지 프레임(300)이 도 8 및 도 9와 같이 경사진 도로에서 자세를 위치하게 하기 위한 것이라면, 제2지지 프레임(400)은 도 10 및 도 11과 같이 예시적으로 도로의 진행 방향에서 좌우 측에서 자세를 유지할 수 있게 하는 것이다. 이러한 자세 유지는 이들 두 개의 지지 프레임(300,400)의 상호 작용을 통해 노면 상태에 맞게 연동하게 제어하는 것이 바람직하다.

둘째, 제2지지 프레임(400)은, 도 1 및 도 2와 같이, 제1지지 프레임(300)과 비교하여 그 크기를 크게 제작한다. 이는, 제2지지 프레임(400)이 휠체어의 좌판을 지지할 수 있는 충분한 크기를 확보할 수 있게 하기 위함이다.

제2구동 수단(500)은, 도 1 내지 도 5와 같이, 회전력을 발생하기 위한 모터(510)와, 회전력을 제2기어 브래킷(410)을 통해 전달하기 위한 제2기어 열(520)을 포함하는 구성으로 제1구동 수단(200)과 같다. 이에 그 상세한 구성은 생략하고 차이를 중심으로 설명한다.

즉, 모터(510)는 정역 방향으로 회전할 수 있는 것으로, 상술한 제1지지 프레임(300)에 장착한다. 그리고, 제2기어 열(520)은, 세 개의 제4 내지 제6 기어(521~523)가 서로 맞물리게 장착하는 데, 제1 기어(521)는 모터(510) 축에, 그리고 제6 기어(523)는 제2기어 브래킷(420)과 맞물린다.

이처럼 이루어진 제2구동 수단(500)은, 도 1·도 2·도 10 및 도 11과 같이, 제1지지 프레임(300)과 엇갈리게 장착한 제2지지 프레임(400)을 요동 운동시켜 휠체어(W)의 진행 방향에서 휠체어가 좌우로 기울어지는 경우 제2지지 프레임(400)이 수평 상태가 되게 자세를 유지한다.

수평 감지 센서(600)는 제2지지 프레임(400)의 수평 상태를 검출할 수 있는 곳이라면 어디든지 설치할 수 있다. 이러한 수평 감지 센서(600)는, 도 7과 같이, 제2지지 프레임(400)의 수평 상태를 감지하고 감지 신호를 제어기(700)로 출력하여 자세 유지에 필요한 자료로 활용하게 한다.

이러한 수평 감지 센서(600)는, 수평상태와 수평에서 어느 방향으로 어느 정도 기울어졌는지를 알 수 있는 센서라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 예를 들어서, 수평 감지 센서(600)로는 자이로 센서를 예로 들 수 있으며, 자이로 센서는 현재의 방향과 각도 그리고 움직임을 검출하는 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다.

제어기(700)는, 도 7과 같이, 수평 감지 센서(600)의 감지 신호를 바탕으로 모터(210,510)를 각각 제어한다. 이때, 제어기(700)는 기본적으로 제2지지 프레임(400)이 수평 상태를 유지할 수 있게 모터(210,510)를 제어함으로써, 본 발명에 따른 자세 유지 장치를 탑재한 휠체어가 요철 노면이나 험로 그리고 경사진 도로에서 주행하더라도 휠체어 이용자가 항상 처음 자세를 유지할 수 있게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제어기(700)는 제2지지 프레임(400)이 수평 상태를 유지할 수 있게 제어하는 것이 기본이나, 수평 상태가 아닌 소정의 각도를 유지하게 미리 설정해 놓을 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 휠체어 이용자의 경우 상해 정도에 따라 그 자세가 모두 달라지고 이에 편안한 자세로 앉아있기 위해서는 제2지지 프레임(400)이 수평이 아닌 상태일 수 있다. 이에, 이용자의 장애 정도 등에 따라 제2지지 프레임(400)의 설정 각도를 임의로 조절하여 사용하게 함으로써, 휠체어 사용자가 자신에게 맞는 자세를 설정하여 더욱 편안하게 휠체어를 이용할 수 있다.

또한, 이처럼 조절할 때는 제2지지 프레임(400)의 위치만 예로 들어서 설명하고 있으나, 제2지지 프레임(400)과 더불어 제1지지 프레임(300)의 위치도 함께 조절할 수 있게 구성함으로써, 휠체어 이용자의 앉은 자세에서 가장 편안한 자세를 설정할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

도 8 내지 도 11은, 본 발명에 따른 자세 유지 장치를 이용하여 휠체어의 진행방향을 기준으로 전후와 좌우 방향으로 휠체어가 경사진 경우에 제2지지 프레임이 수평 상태를 이루는 것을 보여주고 있다. 하지만, 이처럼 한쪽만이 아니라 이러한 각 방향이 복합적으로 기울어지는 경우이더라도 본 발명에 따른 자세 유지 장치는 서로 엇갈리게 설치하여 요동 운동을 하는 지지 프레임을 통해 어떠한 각도에서든지 수평 상태를 유지할 수 있음을 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명은 서로 엇갈리게 장착한 두 개의 지지 프레임이 각각 요동 운동을 하면서 휠체어 좌판을 미리 정한 자세를 유지할 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 휠체어 이용자가 편안할 뿐만 아니라 안전하게 휠체어를 사용할 수 있다.

100 : 베이스 프레임 110 : 가로 바
111 : 완충 스프링 120 : 격벽
200 : 제1구동 수단 210, 510 : 모터
220 : 제1기어 열 221 : 제1 기어
222 : 제2 기어 223 : 제3 기어
300 : 제1지지 프레임 310 : 제1기어 브래킷
400 : 제2지지 프레임 410 : 제2기어 브래킷
500 : 제2구동 수단 520 : 제2기어 열
521 : 제4 기어 522 : 제5 기어
523 : 제6 기어 600 : 수평 감지 센서
700 : 제어기 W : 휠체어

Claims

전동식 또는 수동식 휠체어(W)에 장착하는 자세 유지 장치에 있어서,
상기 휠체어(W)에 장착한 베이스 프레임(100);
정역 방향으로 회전하며 상기 베이스 프레임(100)에 장착한 모터(210), 및 상기 모터(210)의 회전력을 전달하는 제1기어 열(220)을 포함하는 제1구동 수단(200);
상하로 요동 회전을 할 수 있게 길이 중간 부분을 상기 제1구동 수단(200)에 장착하며, 회전 지지하는 한쪽에는 상기 제1기어 열(220)과 맞물리는 제1기어 브래킷(310)을 갖춘 제1지지 프레임(300);
상기 제1지지 프레임(300)과 엇갈려서 상하 요동 회전을 할 수 있게 이 제1지지 프레임(300)에 길이 중간 부분을 장착하여 휠체어의 좌판을 지지하며, 회전 지지하는 한쪽에는 제2기어 브래킷(410)을 갖춘 제2지지 프레임(400);
정역 방향으로 회전하며 상기 제1지지 프레임(300)에 장착한 모터(510), 및 상기 제2기어 브래킷(410)과 맞물려서 모터(210)의 회전력을 전달하는 제2기어 열(520)을 포함하는 제2구동 수단(500);
제2지지 프레임(400)에 장착하여 수평 상태를 감지하는 수평 감지 센서(600); 및
상기 수평 감지 센서(600)의 감지 신호를 바탕으로 상기 모터(210,510)를 작동시켜 상기 제2지지 프레임(400)이 미리 정한 자세를 유지하게 제어하는 제어기(700);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 자세 유지 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 프레임(100)은,
한쪽이 상기 휠체어(W)를 기준으로 상하로 회전할 수 있게 장착하고,
이 상기 휠체어(W)와 베이스 프레임(100) 사이에는 완충 스프링(111)을 장착하여 상하로 완충 작용을 하게 한 것을 특징으로 하는 휠체어용 자세 유지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1기어 열(220)은,
상기 모터(210) 축과 연결하여 일체로 회전하는 제1 기어(221); 제1 기어(221)와 직접 맞물려서 회전하는 제2 기어(222); 및 제2 기어(222)와 미리 정한 거리만큼 떨어져서 같은 회전축 위에서 회전하며, 상기 제1기어 브래킷(310)과 맞물리는 제3 기어(223);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 자세 유지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2기어 열(520)은,
상기 모터(510) 축과 연결하여 일체로 회전하는 제4 기어(521);, 제4 기어(521)와 직접 맞물려서 회전할 수 있게 장착한 제5 기어(522); 및 제5 기어(522)와 제2기어 브래킷(410)과 맞물리게 설치한 제6 기어(523)킷(410)과 맞물리는 제6 기어(523);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 자세 유지 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기(700)는,
휠체어 이용자의 장애 정도에 따라 수평 상태를 기준으로, 미리 상기 제2지지 프레임(400)의 위치를 수평상태 또는 수평 상태에서 소정의 각도만큼 경사지게 입력시켜 놓고 항상 그 입력된 상태를 유지하게 제어하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 자세 유지 장치.