KR20160099426A - 지형지물을 기반으로 하는 휠체어 - Google Patents

Abstract

일반적으로 지면을 통행하는 휠체어는 그 하단면 부근에 캐스터를 구비하여 캐스터(또는 휠)와 지면과의 마찰력으로 이동하며 캐스터의 특성을 이용하여 에너지 효율을 높이게 된다. 그러나, 이렇게 캐스터를 이용한 휠체어는 계단 통행(이동)이 불가능하고, 굴곡, 언덕, 보도턱 등에 따르는 움직임이 아닌 일률적인 동작만을 취하므로 불편하다는 한계가 있다. 본 발명에 의하면, 계단, 굴곡, 언덕, 보도턱 통행 시 지형지물을 기반으로하여 더욱 안락한 이동수단을 제공한다는 장점이 있다. 액추에이터, 상기 액추에이터의 위치정보를 송출하는 제1무선통신모듈, 상기 제1무선통신모듈과 무선 연결되는 제2무선통신모듈, 지형정보를 저장하는 서버, 상기 제2무선통신모듈과 상기 서버에서 정보를 수신하여 명령 신호를 송출하는 컨트롤러, 상기 제2무선통신모듈 및 서버 및 컨트롤러를 포함하는 제어모듈을 포함하되, 상기 제어모듈과 상기 액추에이터는 이격되어, 상기 액추에이터의 위치정보는 상기 제1무선통신모듈에서 전송되어 상기 제2무선통신모듈에 수신되고 상기 서버의 상기 지형정보와 상기 액추에이터의 위치정보를 비교하여 상기 컨트롤러에서 명령신호를 상기 제2무선통신모듈로 전달하여 상기 제2무선통신모듈에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신모듈로 송출하여 상기 제1무선통신모듈에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 액추에이터가 동작하는 것에 의한다.

Description

지형지물을 기반으로 하는 휠체어 {WHEELCHAIR BASED ON GEOGRAPHICAL FEATURES}

본 발명은 휠체어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지형지물을 반영하여 동작하는 휠체어에 관한 것이다.

일반적으로 지면을 통행하는 휠체어는 그 하단면 부근에 캐스터를 구비하여 캐스터(또는 휠)와 지면과의 마찰력으로 이동하며 캐스터의 특성을 이용하여 에너지 효율을 높이게 된다. 그러나, 이렇게 캐스터를 이용한 휠체어는 계단 통행(이동)이 불가능하고, 굴곡, 언덕, 보도턱 등에 따르는 움직임이 아닌 일률적인 동작만을 취하므로 불편하다는 한계가 있다.

본 발명은 안전하게 계단을 통행하는 휠체어를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 굴곡, 언덕, 보도턱 통행 시 지형지물을 기반으로하여 더욱 안락한 이동수단을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 지형지물에 따라 통행 속도를 제어하여 안전하게 이동하는 휠체어를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 통행 시 수평을 유지하며 안락하게 이동하는 휠체어를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 캐스터를 병설하고 주행이동과 승강이동을 자유롭게 병행하여 평평한 지면과 승하강 요구 지형을 편리하게 이동할 수 있도록 하는 휠체어를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 지형지물을 기반으로 하는 휠체어는 구동부, 상기 구동부의 위치정보를 전송하는 위치정보송출부, 상기 위치정보송출부와 연결되고 무선으로 송수신되는 제1무선통신부, 상기 제1무선통신부와 무선 연결되는 제2무선통신부, 지형정보를 저장하는 지형정보저장부, 상기 제2무선통신부와 상기 지형정보저장부에서 정보를 수신하여 명령 신호를 송출하는 명령신호송출부, 상기 제2무선통신부 및 지형정보저장부 및 명령신호송출부를 포함하는 원격제어부를 포함하되, 상기 원격제어부와 상기 구동부는 이격되어, 상기 구동부의 위치정보는 상기 제1무선통신부에서 전송되어 상기 제2무선통신부에 수신되고 상기 지형정보저장부의 상기 지형정보와 상기 구동부의 위치정보를 비교하여 상기 명령신호송출부에서 명령신호를 상기 제2무선통신부로 전달하여 상기 제2무선통신부에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신부로 송출하여 상기 제1무선통신부에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 구동부가 동작하는 것을 포함한다.

또한, 상기 구동부는 제2구동제어부를 더 포함하고, 상기 원격제어부는 제1구동제어부를 더 포함하여, 상기 지형정보저장부에서 상기 제1구동제어부에 정보를 전달하고 상기 제1구동제어부에서 상기 명령신호송출부로 신호가 전달되어 상기 명령신호송출부에서 명령신호를 제2무선통신부로 전달하여 상기 제2무선통신부에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신부로 송출하여 상기 제1무선통신부에서 수신하고 상기 명령신호가 상기 제2구동제어부에 전달되어, 상기 제2구동제어부에서 전달되는 신호에 의하여 상기 구동부가 동작하는 것을 포함한다.

한편, 액추에이터, 상기 액추에이터의 위치정보를 송출하는 제1무선통신모듈, 상기 제1무선통신모듈과 무선 연결되는 제2무선통신모듈, 지형정보를 저장하는 서버, 상기 제2무선통신모듈과 상기 서버에서 정보를 수신하여 명령 신호를 송출하는 컨트롤러, 상기 제2무선통신모듈 및 서버 및 컨트롤러를 포함하는 제어모듈을 포함하되, 상기 제어모듈과 상기 액추에이터는 이격되어, 상기 액추에이터의 위치정보는 상기 제1무선통신모듈에서 전송되어 상기 제2무선통신모듈에 수신되고 상기 서버의 상기 지형정보와 상기 액추에이터의 위치정보를 비교하여 상기 컨트롤러에서 명령신호를 상기 제2무선통신모듈로 전달하여 상기 제2무선통신모듈에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신모듈로 송출하여 상기 제1무선통신모듈에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 액추에이터가 동작하는 것을 포함한다.

또한, 상기 액추에이터는 제2컨트롤러를 더 포함하여, 상기 제1무선통신모듈에서 수신한 상기 명령신호가 상기 제2컨트롤러에 전달되어, 상기 제2컨트롤러에서 전달되는 신호에 의하여 상기 액추에이터가 동작하는 것을 포함한다.

또한, 상기 액추에이터는 태그 리더를 더 포함하여, 상기 액추에이터의 근거리무선통신망내의 지형정보를 상기 태그 리더로 수신하고, 상기 수신된 지형정보는 상기 제1무선통신모듈에서 상기 제2무선통신모듈로 송출하여 상기 액추에이터의 위치정보와 상기 지형정보를 수신한 상기 제1컨트롤러에서 명령신호를 상기 제2무선통신모듈로 전달하는 것을 포함한다.

한편, 액추에이터, 상기 액추에이터의 위치정보를 송출하는 무선통신모듈, 상기 무선통신모듈과 연결되는 제어단을 포함하고, 상기 액추에이터의 위치정보가 상기 무선통신모듈로 송출되고, 상기 위치정보와 매칭되는 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 무선통신모듈로 수신되어 상기 수신된 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 제어단에 전달되어 상기 제어단에서 명령신호를 상기 액추에이터로 전달하는 것을 포함한다.

또한, 상기 액추에이터는 수평한 평판, 상기 평판의 밑면에 고정되는 하우징, 상기 하우징과 연결되어 지지되고 상기 평판과 평행하고 이동가능하게 설치된 수평가동몸체, 상기 수평가동몸체의 이동량을 조절하는 수평이동량조절부, 상기 수평가동몸체의 일측에 연결되어 고정되고 수직 방향으로 이동가능하게 설치된 수직가동몸체, 상기 수직가동몸체의 이동량을 조절하는 수직이동량조절부를 포함한다.

또한, 상기 수평이동량조절부는 상기 하우징 내부에 일부가 고정되고 회전축이 수평인 제1서보모터가 설치되고, 상기 제1서보모터의 회전축에 설치된 제1구동풀리, 상기 제1구동풀리와 연결되는 제1종동풀리, 상기 제1구동풀리와 제1종동풀리를 연결하는 제1벨트, 및 수평하고 상기 제1종동풀리와 연결되는 제1볼스크류, 상기 제1볼스크류의 일부와 치합되어 연결되는 제1볼박스를 포함하여, 상기 제1서보모터의 회전력은 상기 제1구동풀리, 상기 제1벨트, 상기 제1종동풀리, 상기 제1볼스크류로 전달되고, 상기 수직이동량조절부는 상기 수평가동몸체를 수직한 방향으로 관통하여 고정된 제2볼박스, 상기 제2볼박스에 전체 길이 중 일부분이 치합된 제2볼스크류, 회전축이 상기 수평가동몸체에 수직한 방향으로 고정된 제2서보모터, 상기 제2서보모터의 회전축에 설치된 제2구동풀리, 상기 제2구동풀리와 연결되고 상기 제2볼스크류에 치합되는 제2종동풀리, 상기 제2구동풀리와 상기 제2종동풀리를 연결하는 제2벨트를 포함하여, 상기 제2서보모터의 회전력은 상기 제2구동풀리, 상기 제2벨트, 상기 제2종동풀리, 상기 제2볼스크류로 전달되는 것을 포함한다.

또한, 제1가동몸체, 제2가동몸체, 제3가동몸체, 제4가동몸체, 및 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체를 지지하는 평판을 더 포함하고, 미리 정해진 펄스를 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체에 전달하여, 상기 제1가동몸체 내지 상기 제4가동몸체가 지면과 순차적으로 이격 및 접촉되며 균형을 잡고 상기 평판을 이동시키는 것을 포함한다.

또한, 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체에 각각 수직가동몸체를 더 포함하고, 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체에 포함되는 각각의 수직가동몸체의 위치가 결정되어 상기 평판이 수평을 유지하며 이동되는 것을 포함한다.

또한, 평판을 더 포함하고, 상기 평판의 하부에 지지되는 제1지지체, 상기 제1지지체에 지지되어 횡운동을 하는 제1이동블럭, 상기 제1지지체에 연결되어 지지되어 종운동을 하는 제2이동블럭을 더 포함한다.

또한, 제1서보모터 및 상기 제1서보모터와 연결되고 외주연에 나선이 연속적으로 형성된 제1볼스크류를 더 포함하여, 상기 제1이동블럭 외측면의 일부는 상기 제1지지체 내측면에 삽입되고, 상기 제1볼스크류의 일부는 상기 제1이동블럭 내주연과 치합되어, 상기 제1서보모터가 회전하는 경우 상기 제1볼스크류가 회전되며 상기 제1이동블럭이 상기 제1지지체의 내측면에 직선 운동되는 것을 포함한다.

또한, 제2서보모터 및 상기 제2서보모터와 연결되고 외주연에 돌기가 연속적으로 형성된 피니언을 더 포함하고, 상기 피니언의 돌기와 치합되는 랙이 상기 피니언의 회전으로 직선 운동되는 것을 포함한다.

또한, 외주연에 나선이 연속적으로 형성된 제1볼스크류를 더 포함하여, 상기 제1지지체의 일측에 제1서보모터가 고정되고, 상기 제1서보모터는 상기 제1볼스크류와 연결되고, 상기 제1볼스크류의 외주연 일부는 상기 제1서보모터의 타측방향으로 연장되어 상기 제1이동블럭 내주연과 치합되고, 상기 제1이동블럭 외측면의 일부는 상기 제1지지체 내측면에 삽입되어 상기 제1서보모터가 회전하는 경우 상기 제1볼스크류가 회전되며 상기 제1이동블럭이 상기 제1지지체의 내측면에서 횡운동을 하며, 상기 제1이동블럭의 일측면을 종방향으로 관통하는 랙을 더 포함하여, 상기 랙은 상기 제2지지체에 의해 지지되며 상기 제2지지체의 타측 방향에 제2서보모터와 연결되는 피니언과 치합되고, 상기 랙의 하부에는 제2이동블럭이 연결되어 상기 제2서보모터가 회전하는 경우 상기 피니언이 회전하여 상기 랙이 종운동하여 상기 제2이동블럭이 종운동을 하는 것을 포함한다.

또한, 상기 제1지지체, 상기 제1이동블럭, 상기 제2이동블럭을 포함하는 제1구동체 내지 제3구동체를 더 포함하여, 상기 제1구동체 내지 제3구동체의 하부가 지면에 순차적으로 접촉하며 구동하여 상기 평판이 이동하는 것을 포함한다.

본 발명에 의하면 휠체어가 계단을 통행하도록 하는 장점이 있다.

또한, 굴곡, 언덕, 보도턱 통행 시 지형지물을 기반으로하여 더욱 안락한 이동수단을 제공한다는 장점이 있다.

또한, 지형지물에 따라 통행 속도를 제어하여 안전하게 이동할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 통행 시 수평을 유지하며 안락하게 이동할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 캐스터를 병설하고 평평한 지면의 주행이동과 계단, 굴곡, 보도턱 등의 승하강이동을 자유롭게 병행하여 편리하게 이동할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개략적 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 개략적 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 개략적 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 개략적 구성을 도시한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 측면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 측면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 개략적 구성을 도시한 블럭도이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 구성 및 작용을 도면의 부호와 함께 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휠체어는 도 1에서 보는 바와 같이, 구동부(90), 상기 구동부(90)의 위치정보를 전송하는 위치정보송출부(92), 상기 위치정보송출부(92)와 연결되고 무선으로 송수신되는 제1무선통신부(94), 상기 제1무선통신부(94)와 무선 연결되는 제2무선통신부(86), 지형정보를 저장하는 지형정보저장부(82), 상기 제2무선통신부(86)와 상기 지형정보저장부(82)에서 정보(신호)를 수신하여 명령 신호를 송출하는 명령신호송출부(84), 상기 제2무선통신부(86) 및 지형정보저장부(82) 및 명령신호송출부(84)를 포함하는 원격제어부(81)를 포함하되, 상기 원격제어부(81)와 상기 구동부(90)는 이격되어, 상기 구동부(90)의 위치정보는 상기 제1무선통신부(94)에서 전송되어 제2무선통신부(86)에 수신되고 상기 지형정보저장부(82)의 상기 지형정보와 상기 구동부(90)의 위치정보를 비교하여 상기 명령신호송출부(84)에서 명령신호를 제2무선통신부(86)로 전달하여 제2무선통신부(86)에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신부(94)로 송출하여 상기 제1무선통신부(94)에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 구동부(90)가 동작하는 것을 포함한다.

제1무선통신부(94)는 위치정보송출부(92)와 구동부(90)와 연결되며, 제2무선통신부(86)와 무선신호로 송수신하게 된다. 원격제어부(81)은 제2무선통신부(86)와 지형정보저장부(82) 및 명령신호송출부(84)를 포함한다. 또한, 제1무선통신부(94)은 입력되는 데이터를 증폭시키는 증폭기(미도시), 증폭된 데이터를 무선 신호로 변환시키는 펄스변조기(미도시), 무선신호를 공중으로 송수신하는 송수신용 안테나(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제2무선통신부(86)은 입력되는 데이터를 증폭시키는 증폭기(미도시), 증폭된 데이터를 무선 신호로 변환시키는 펄스변조기(미도시), 무선신호를 공중으로 송수신하는 송수신용 안테나(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구동부(90)는 액추에이터를 포함하며, 상기 액추에이터는 유압, 공기압을 포함하는 압력과 전기력, 복원력, 압전력 중 하나 이상의 힘을 운동력으로 변환하는 작동기를 포함한다. 상기 액추에이터는 화학에너지, 위치에너지, 전기에너지, 역학에너지를 포함하는 여러 에너지 중 하나 이상의 에너지를 운동에너지로 변환하는 기기를 포함한다. 상기 액추에이터는 서보모터, 스텝모터, 리니어모터, 구동실린더 중 하나 이상을 포함한다.

또한, 상기 구동부(90)의 속도를 제어하는 속도제어부를 더 포함한다. 상기 속도제어부는 속도제어레버 및 제어부를 포함한다. 실시 예로 속도제어레버의 변화에 따라서 제어부에서 감지하며, 상기 제어부는 상기 감지된 신호에 의하여 송출하는 펄스를 다르게 하여 구동부(90)의 속도를 조절한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예인 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 구동부(90)는 제2구동제어부(88)를 더 포함하고, 상기 원격제어부(81)는 제1구동제어부(98)를 더 포함하여, 상기 지형정보저장부(82)에서 상기 제1구동제어부(98)에 정보를 전달하고 상기 제1구동제어부(98)에서 상기 명령신호송출부(84)로 신호가 전달되어 상기 명령신호송출부(84)에서 명령신호를 제2무선통신부(86)로 전달하여 제2무선통신부(86)에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신부(94)로 송출하여 상기 제1무선통신부(94)에서 수신하고 상기 명령신호가 상기 제2구동제어부(88)에 전달되어, 상기 제2구동제어부(88)에서 전달되는 신호에 의하여 상기 구동부(90)가 동작하는 것을 포함한다.

제1무선통신부(94)은 명령 신호를 수신하고, 수신된 명령 신호는 제2구동제어부(88)로 전달되어 계획된 신호를 제2구동제어부(88)에서 추출 및 전달하여 구동부(90)에 전달하여 동작을 제어하게 된다. 상기 구동부(90)는 액추에이터를 포함하여 지형정보에 맞게 동작하게 된다. 구동부(90)의 바람직한 동작의 예는 후술한다.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 휠체어는 도 3에서 보는 바와 같이, 액추에이터(40), 상기 액추에이터(40)의 위치정보를 송출하는 제1무선통신모듈(904), 상기 제1무선통신모듈(904)과 무선 연결되는 제2무선통신모듈(806), 지형정보를 저장하는 서버(802), 상기 제2무선통신모듈(806)과 상기 서버(802)에서 정보(신호)를 수신하여 명령 신호를 송출하는 제1컨트롤러(908), 상기 제2무선통신모듈(806) 및 서버(802) 및 제1컨트롤러(908)를 포함하는 제어모듈(801)를 포함하되, 상기 제어모듈(801)과 상기 액추에이터(40)는 이격되어, 상기 액추에이터(40)의 위치정보는 상기 제1무선통신모듈(904)에서 전송되어 제2무선통신모듈(806)에 수신되고 상기 서버(802)의 상기 지형정보와 상기 액추에이터(40)의 위치정보를 비교하여 상기 제1컨트롤러(908)에서 명령신호를 제2무선통신모듈(806)로 전달하여 제2무선통신모듈(806)에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신모듈(904)로 송출하여 상기 제1무선통신모듈(904)에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 액추에이터(40)가 동작하는 것을 포함한다.

액추에이터(40)을 포함하는 휠체어(51)는 위치정보를 송출하는 제1무선통신모듈(904)를 포함한다. 휠체어(51)와 이격된 제어모듈(801)은 제2무선통신모듈(806), 지형정보를 저장하는 서버(802) 및 제1컨트롤러(908)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제1무선통신모듈(904)은 입력되는 데이터를 증폭시키는 증폭기(미도시), 증폭된 데이터를 무선 신호로 변환시키는 펄스변조기(미도시), 무선신호를 공중으로 송수신하는 송수신용 안테나(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제2무선통신모듈(806)은 입력되는 데이터를 증폭시키는 증폭기(미도시), 증폭된 데이터를 무선 신호로 변환시키는 펄스변조기(미도시), 무선신호를 공중으로 송수신하는 송수신용 안테나(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.

제1무선통신모듈(904)과 제2무선통신모듈(806)은 무선 방식으로 연결되며, WiMax, 3G, 무선 주파수(RF), GSM, WLAN(Wireless LAN), UWB(Ultra WideBand), Zigbee, RFID(Radio Frequency IDentification), Bluetooth, mmWave, 적외선 통신(IrDA) 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 지형정보는 지형지물 정보를 포함하며, 계단 정보, 굴곡, 언덕, 보도턱 정보를 포함한다.

휠체어(51)의 위치 정보를 제1무선통신모듈(904)로 전달하고, 제1무선통신모듈(904)은 수신된 위치 정보를 송출하여 무선으로 연결되는 제2무선통신모듈(806)이 수신한다. 미리 지형정보를 저장하는 서버(802)에서 수신된 휠체어(51)의 위치 정보와 비교된 지형정보에 맞는 명령 신호를 제1컨트롤러(908)에 전송하여 제2무선통신모듈(806)에서 송출하고, 명령신호를 제1무선통신모듈(904)에서 수신하게 된다. 제1무선통신모듈(904)은 명령 신호를 액추에이터(40)에 전달하여 동작을 제어하게 되고, 미리 계획된 동작데로 휠체어(51)가 동작하게 된다.

또한, 상기 액추에이터(40)는 제2컨트롤러(808)를 더 포함하여, 상기 제1무선통신모듈(904)에서 수신한 상기 명령신호가 상기 제2컨트롤러(808)에 전달되어, 상기 제2컨트롤러(808)에서 전달되는 신호에 의하여 상기 액추에이터(40)가 동작하는 것을 포함한다. 상기 휠체어(51)은 액추에이터(40)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 액추에이터(40)는 제2컨트롤러(808)를 더 포함하여, 상기 제1무선통신모듈(904)에서 수신한 상기 명령신호가 상기 제2컨트롤러(808)에 전달되어, 상기 제2컨트롤러(808)에서 전달되는 제2명령신호에 의하여 상기 액추에이터(40)가 동작하는 것을 포함한다.

상세하게는, 제1무선통신모듈(904)은 명령 신호를 수신하고, 수신된 명령 신호는 제2컨트롤러(808)로 전달되어 계획된 신호를 제2컨트롤러(808)에서 추출 및 전달하여 액추에이터(40)에 전달하여 동작을 제어하게 되고, 미리 계획된 동작데로 휠체어(51)가 동작하게 된다. 이 경우, 제1컨트롤러(908)에서 전송되는 신호가 적은 양이라 하더라도, 이를 독출하여 분석하는 제2컨트롤러(808)에 의해 더 많은 신호를 액추에이터(40)에 보낼 수 있는 효과가 있다.

또한, 바람직한 다른 실시 예인 도 12에서 보는 바와 같이, 상기 액추에이터(40)는 태그 리더(20)를 더 포함하여, 상기 액추에이터(40)의 근거리무선통신망내의 태그(10)에 저장된 지형(태그)정보를 상기 태그 리더(20)로 수신하고, 상기 수신된 지형(태그)정보는 상기 제1무선통신모듈(904)에서 상기 제2무선통신모듈(806)로 송출하여 상기 액추에이터(40)의 위치정보와 상기 지형(태그)정보를 수신한 상기 제1컨트롤러(908)에서 명령신호를 제2무선통신모듈(806)로 전달하는 것을 포함한다.

계단(05)의 정보를 저장하고 있는 태그(10)가 계단(05)의 시작 위치 부근에 고정 부착된다. 상기 계단(05)의 시작 위치는 지면과 첫 수직면이 만나는 위치를 포함한다. 오르막 계단의 경우에는 수직면이 지면을 기준으로 상승하는 방향으로 수직이며, 내리막 계단인 경우에는 수직면이 지면을 기준으로 하강 방향으로 수직인 것을 포함한다. 상기 계단(05)의 시작 위치 부근은 상기 계단(05)의 시작 위치에서 근거리무선통신 망내의 범위를 포함한다. 상기 태그(10)는 계단의 하강을 위한 시작인지, 승강을 위한 시작인지의 정보를 포함한다. 상기 계단 정보(태그정보)는 계단의 높이, 폭, 수를 포함한다. 상기 계단 인자(정보)는 계단의 높이, 폭, 수를 각 x,y,z 지점 포인트 별로 저장된 정보인 것을 포함한다.

태그 리더(20)가 정보를 수신하는 바람직한 예로, 태그 리더(20)는 자기장을 형성하며, 태그 리더(20)는 연속적으로 RF캐리어(Carrier) 사인파를 발생하면서, 사인파 신호에 변조가 일어나는 것을 감시한다. 이 때 변조가 일어나는 것은 망내에 태그(10)가 존재한다는 것을 의미하게 된다. 태그(10)가 태그 리더(20)에 의해 발생된 자기장 내에 들어가게 되고, 태그(10)가 정상 동작을 할 수 있을 정도의 충분한 에너지를 공급받으면, 자기장의 변화에 의한 전류가 유기되어 이로 인한 전압이 발생한다. 태그(10)는 캐리어(Carrier) 주파수를 분주, 클럭(Clock)신호를 사용하여 코일 입력단에 연결된 곳에 데이터 값을 출력하게 된다. 태그(10)의 출력은 데이터에 따라 순차적으로 코일을 단락시킨다. 코일의 단락은 RF캐리어(Carrie) 사인파의 진폭에 약간의 변동을 순간적으로 야기시키고, 태그 리더(20)는 진폭의 미세한 변동을 감지하고 정해진 부호화방식에 따라 비트열을 추출하여, 상기 태그(10)에 저장된 정보를 취득하게 된다. 이 경우, 상기 태그(10)가 Target이 되고(또는 Transponder), 태그 리더(20)가 Initiator가 된다. 상기 태그 리더(20)가 반송파 전자기장(Carreir Field)를 태그(10)에 제공하여 상기 태그(10)는 현재의 전자기장을 모듈레이팅하여 응답하게 된다.

태그 리더(20)에서 태그(10)를 통하여 계단(05)의 정보를 수신하면, 이를 상기 제1무선통신모듈(904)에서 상기 제2무선통신모듈(806)로 송출한다. 이 때, 액추에이터(40) 또는 이를 포함하는 휠체어(51)의 위치 정보를 함께 보내어, 제2무선통신모듈(806)은 위치정보와 계단정보를 함께 취득하게 된다. 사전에 정보를 저장하고 있는 서버(802)에서 위치정보와 계단정보에 매칭되는 적절한 신호를 제1컨트롤러(908)로 전송하며, 이를 다시 제2무선통신모듈(806)로 전달하게 된다. 제2무선통신모듈(806)에서는 제1무선통신모듈(904)로 송출하고 제1무선통신모듈(904)에서 수신된 신호에 의해 액추에이터(40)가 계획된 동작으로 동작하게 된다.

또한, 바람직한 실시 예인 도 7에서 보는 바와 같이, 액추에이터(40), 상기 액추에이터(40)의 위치정보를 송출하는 제1무선통신모듈(904), 상기 제1무선통신모듈(904)과 연결되는 제어단(803)을 포함하고, 상기 액추에이터(40)의 위치정보가 상기 제1무선통신모듈(904)로 송출되고, 상기 위치정보와 매칭되는 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 제1무선통신모듈(904)로 수신되어 상기 수신된 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 제어단(803)에 전달되어 상기 제어단(803)에서 명령신호를 액추에이터(40)로 전달하는 것을 포함한다.

상세하게는, 액추에이터(40)를 포함하는 휠체어(51)의 위치 정보가 제1무선통신모듈(904)을 통해 송출된다. 제어단(803)은 상기 제1무선통신모듈(904)과 유선으로 연결되고, 상기 위치정보를 상기 휠체어(51)와 이격된 제2의 무선통신모듈(미도시)에서 수신하고, 상기 제2의 무선통신모듈(미도시)과 연결된 저장모듈(미도시)에 의해 상기 위치정보와 매칭되는 지형정보가 독출되고, 상기 독출된 지형정보와 매칭되는 신호를 제2의 무선통신모듈(미도시)에서 송출하여, 상기 제1무선통신모듈(904)에서 수신하고, 상기 제1무선통신모듈(904)에서 수신된 상기 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 제어단(803)에 전달되어 상기 제어단(803)에서 명령신호를 액추에이터(40)로 전달하는 것을 포함한다.

또한, 도 4 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 액추에이터(40)는 지면과 수평한 평판(55), 상기 평판(55)의 밑면에 고정되는 하우징(420), 제1가동몸체(52)을 포함하며, 상기 제1가동몸체(52)는 상기 하우징(420)과 연결되어 지지되고 상기 평판(55)과 수평(평행)하게 길이가 신장 및 복원되는(이동가능하게 설치된) 수평가동몸체(440), 상기 수평가동몸체(440)의 이동량을 조절하는 수평이동량조절부(446), 상기 수평가동몸체(440)의 일측에 연결되어 고정되고 수직 방향으로 이동가능하게 설치된 수직가동몸체(460), 상기 수직가동몸체(460)의 이동량을 조절하는 수직이동량조절부(466)를 포함한다.

상기 수평이동량조절부(446)는 상기 하우징(420) 내부에 일부가 고정되고 회전축이 지면과 수평인 제1서보모터(441)가 설치되고, 상기 제1서보모터(441)의 회전축에 설치된 제1구동풀리(442)가 연결된다. 상기 제1구동풀리(442)는 제1종동풀리(443)와 연결되고, 상기 제1구동풀리(442)와 제1종동풀리(443)는 제1벨트(445)로 연결되어 동력을 전달한다. 상기 제1종동풀리(443)는 제1볼스크류(447)로 연결되고, 상기 제1볼스크류(447) 외주연에는 나선이 연속적으로 형성되어 제1볼박스(449)와 그 일부가 치합되어 연결된다. 수평가동몸체(440)의 하부에는 리니어모션가이드레일(432)가 가이드레일종지지체(434)와 가이드레일횡지지체(436)에 의해 지지된다. 가이드레일종지지체(434)와 가이드레일횡지지체(436)는 수직가동몸체(460), 제2볼스크류(467), 제2볼박스(469)의 동작에 제약이 없도록 종방향으로는 뚫린 형태가 바람직하다. 수평가동몸체(440)의 하부는 리니어모션가이드레일(432)와 맞물려 수평가동몸체(440)의 직선운동이 가능하도록 한다. 또한, 상기 제1구동풀리(442), 상기 제1벨트(445), 상기 제1종동풀리(443)를 연결하는 외부에 마운팅 브라켓트(미도시)를 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 리니어모션가이드레일(432)는 수평가동몸체(440)의 하부 중 일부를 관통하여 하중을 견디도록 설계하는 것이 바람직하며, 리니어모션가이드레일(432)를 4개로 하여 수평가동몸체(440)의 각 모서리 부위에 관통되도록 하여 더 많은 하중을 견디도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 제1무선통신모듈(904)에서 신호가 전달되면, 제1서보모터(441)에서 회전력이 발생하며, 제1구동풀리(442), 제1벨트(445), 제1종동풀리(443)으로 순차적으로 전달되며, 제1볼스크류(447)가 회전되고, 제1볼스크류(447)의 제1볼스크류(447)와 상기 제1볼박스(449)사이의 치합부위의 변화에 따라 상기 제1볼박스(449)와 고정된 수평가동몸체(440)의 위치가 리니어모션가이드레일(432)을 기반으로 직선운동을 하며, 수평가동몸체(440)의 위치가 가변적으로 조절된다.

또한, 상기 수직이동량조절부(466)는 상기 수평가동몸체(440)를 수직한 방향으로 관통하여 고정된 제2볼박스(469), 상기 제2볼박스(469)에 전체 길이 중 일부분이 치합되고 외주연에는 나선이 연속적으로 형성된 제2볼스크류(467), 회전축이 상기 수평가동몸체(440)에 수직한 방향으로 고정된 제2서보모터(461), 상기 제2서보모터(461)의 회전축에 설치된 제2구동풀리(462), 상기 제2구동풀리(462)와 연결되고 상기 제2볼스크류(467)에 연결되어 상기 제2볼스크류(467)를 회전시켜주는 제2종동풀리(463), 상기 제2구동풀리(462)와 상기 제2종동풀리(463)를 연결하는 제2벨트(465)를 포함하여, 상기 제2서보모터(461)의 회전력은 상기 제2구동풀리(462), 상기 제2벨트(465), 상기 제2종동풀리(463), 제2볼스크류(467)로 전달되는 것을 포함한다.

상기 제1무선통신모듈(904)에서 신호가 전달되면, 제2서보모터(442)에서 회전력이 발생하며, 제2구동풀리(462), 제2벨트(465), 제2종동풀리(463)으로 순차적으로 전달되며, 제2볼스크류(467)가 회전되고, 상기 수평가동몸체(440)와 고정된 제2볼박스(469)와 그 일부가 치합된 제1스크류(467)의 회전으로 치합 부위가 변화되어 수직 방향으로 이동하며, 이와 함께 수직가동몸체(460)가 수직이동된다.

휠체어 이동의 바람직한 예로, 도 6에서 보는 바와 같이, 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58), 및 상기 제1가동몸체(52) 내지 제4가동몸체(58)를 지지하는 평판(55)을 더 포함하고, 상기 제1무선통신부(94)에서 상기 수신된 데이터를 분석하여 미리 정해진 펄스를 상기 제1가동몸체(52) 내지 제4가동몸체(58)에 전달하여, 상기 제1가동몸체(52) 내지 제4가동몸체(58)가 지면과 순차적으로 이격 및 접촉되며 균형을 잡고 상기 평판(55)을 이동시키는 것을 포함한다. 상기 평판(55)은 각 가동몸체를 지지할 수 있는 크기면 충분하며, 각 평판(55)의 연결은 프레임을 통하여 지지하는 것도 가능하다.

상기 평판(55) 중 외곽에 균형을 이루는 4각 모서리를 설정하고, 상기 모서리 부근 밑면에 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)로 균형을 잡는다.

지형정보의 바람직한 예로, 계단 정보를 송수신하여 동작하는 휠체어를 설명한다.

상기 제1무선통신부(94)에서 정보를 수신하여 상기 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)는 정보에 맞게 사전에 계획된 동작을 하게 된다. 제1가동몸체(52)의 수직가동몸체(460)가 제1무선통신부(94)의 펄스 폭 변조 (PWM, Pulse Width Modulation)를 통해서 상기의 제2서보모터(461)가 역회전되어, 수직 길이가 복원되고 나머지 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)가 지면과 맞닿아 중심을 잡게 된다. 제1가동몸체(52)의 수평가동몸체(440)가 평판(55)의 진행 방향으로 제1무선통신부(94)의 신호로 신장된 후, 제1가동몸체(52)의 수직가동몸체(460)은 제1무선통신부(94)의 신호로 다시 신장되어, 지면 혹은 계단의 바닥면과 맞닿게 된다. 동일한 동작으로 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)는 순차적으로 지면 또는 계단면과 이격되어 구동체의 진행방향으로 진행하며 각 가동몸체가 지면 또는 계단면과 이격되는 동안에는 나머지 3개의 가동몸체가 지면과 닿아 중심을 잡게 된다. 상기의 예는 4족 보행과 유사한 동작이다. 이 때, 계단의 높이, 폭, 수를 모두 알기 때문에, 2단 이상의 보폭도 적절히 조합하여 수월하게 계단을 통행할 수 있게 된다. 계단을 오르게 될 때에는 상기 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)의 수직가동몸체(460)가 모두 신장된 후에 상기의 동작을 하게 되면 계단을 오를 수 있게 된다.

또한, 지형정보의 다른 바람직한 예로, 보도턱 정보를 송수신하여 동작하는 휠체어를 설명한다.

상기 제1무선통신모듈(904)에서 보도턱 정보를 수신하여 상기 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)는 정보에 맞게 사전에 계획된 동작을 하게 된다. 제1가동몸체(52)의 수직가동몸체(460)가 제1무선통신모듈(904)의 펄스 폭 변조 (PWM, Pulse Width Modulation)를 통해서 상기의 제2서보모터(461)가 역회전되어, 수직 길이가 복원되고 나머지 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)가 보도턱 위 또는 아래 지면과 맞닿아 중심을 잡게 된다. 제1가동몸체(52) 내지 제4가동몸체(58)의 수직가동몸체(460)가 보도턱의 지면과의 높이 이상으로 신장된 후, 제1가동몸체(52)의 수직가동몸체(460)의 길이가 복원되어 짧아지고, 수평가동몸체(440)가 보도턱 위의 방향으로 신장되어 진입하고, 수직가동몸체(460)가 다시 신장되어, 보도턱 위의 바닥면과 맞닿게 된다. 동일한 동작으로 제2가동몸체(54)의 수직가동몸체(460)의 길이가 복원되어 짧아지고, 수평가동몸체(440)가 보도턱 위 방향으로 신장되어 진입하고, 수직가동몸체(460)가 다시 신장되어, 보도턱 위의 바닥면과 맞닿게 된다. 제3가동몸체(56) 내지 제4가동몸체(58)도 순차적으로 수직가동몸체(460)의 길이가 복원되어 짧아지고, 수평가동몸체(440)가 보도턱 위 방향으로 제1무선통신모듈(904)의 신호로 신장되어 진입하고, 수직가동몸체(460)가 다시 신장되어, 보도턱 위의 바닥면과 맞닿게 된다. 이렇게 보도턱 위로 올라선다. 각 가동몸체가 지면과 이격되는 동안에는 나머지 3개의 가동몸체가 지면과 닿아 중심을 잡게 된다. 이 때, 제1가동몸체(52) 및 제2가동몸체(54)의 각 수평가동몸체(440)가 이동한 후 각 수직가동몸체(460)가 신장되어 지면과 닿은 후, 각 수평가동몸체(440)가 복원됨과 동시에 제3가동몸체(56) 및 제4가동몸체(58)의 각 수평가동몸체(440)가 신장되면서 평판(55)이 보보턱 위 방향으로 움직인 후, 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)가 순차적으로 동작되어 이동할 수 있다. 상기의 예는 4족 보행과 유사한 동작이다. 이 때, 보도턱의 높이 정보를 모두 알기 때문에, 보폭도 적절히 조합하여 수월하게 보도턱을 올라설 수 있게 된다.

보도턱에서 내려올 때에는 승차와 동일한 방법으로 인지시켜 동작시키면 안전한 하강이 가능하다. 내리게 될 때에는 상기 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58) 중 하나의 수직가동몸체(460)가 짧아진 후 수평가동몸체(440)가 보도턱 아래로 이동되어 수직가동몸체(460)을 신장시켜 지면과 맞닿게 한 후 상기의 동작의 수순 또는 역순으로 동작하면 된다. 보도턱에서 주행하고자 하는지 내려오고자 하는지에 대한 판단 여부의 예시는 위치정보의 순서에 의하여 지형정보저장부(82)에서 판단/결정되는 것 등이 포함되며 자명하다.

또한, 지형정보의 또 다른 바람직한 예로, 언덕 또는 굴곡 등의 정보를 포함한다. 상기에서와 같이, 휠체어(51)의 위치정보가 제1무선통신모듈(904)를 통해 제2무선통신모듈(806)로 송출되고 지형정보를 저장하고 있는 서버(802)의 데이터와 비교하여 제1컨트롤러(908)에서 해당 신호를 제2무선통신모듈(806)로 전달한다. 제2무선통신모듈(806)에서 송출하여 제1무선통신모듈(904)로 전송되며, 해당 위치에 해당되어 매칭되는 신호를 제1무선통신모듈(904)에서 액추에이터(40)를 제어하게 된다. 액추에이터(40)는 상기의 예와 같이 서보모터를 이용하여 동작되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)의 각 수직가동몸체(460)의 위치를 적절히 조절하면 상기 평판(55)이 지면과 수평을 유지되면서 이동시킬 수 있게 된다. 종래 수평 유지를 위해서는 각종 수평 센서와 여러 구현 장치를 사용하여야 한 것에 비하여 활용도가 높은 현저한 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기 제1가동몸체(52), 제2가동몸체(54), 제3가동몸체(56), 제4가동몸체(58)에 해당되는 각 제1서보모터(441) 및 제2서보모터(461)의 속도를 상기 제어모듈(801)에서 달리하여 상기 액추에이터(40)의 속도를 제어할 수 있게 된다. 상세하게는 상기 제어모듈(801)에 신호를 전달하는 속도제어부(미도시)를 더 포함하여 연결하고, 상기 속도제어부의 조절에 의하여 제1컨트롤러(908)에서 펄스의 속도를 다르게 송출한다.

또한, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예인 도 8 내지 도 10에서 보는 바와 같이, 하부에 평판(55) 및 제1구동체(502)을 더 포함하고, 상기 제1구동체(502)는 상기 평판(55)의 하부에 지지되는 제1지지체(520), 상기 제1지지체(520)에 지지되어 횡운동을 하는 제1이동블럭(522), 상기 제1지지체(520)에 연결되어 지지되어 종운동을 하는 제2이동블럭(542)을 포함한다.

또한, 제1서보모터(441) 및 상기 제1서보모터(441)와 연결되고 외주연에 나선이 연속적으로 형성된 제1볼스크류(447)를 더 포함하여, 상기 제1이동블럭(522) 외측면의 일부는 상기 제1지지체(520) 내측면에 삽입되고, 상기 제1볼스크류(447)의 일부는 상기 제1이동블럭(522) 내주연과 치합되어, 상기 제1서보모터(441)가 회전하는 경우 상기 제1볼스크류(447)가 회전되며 상기 제1이동블럭(522)이 상기 제1지지체(520)의 내측면에 직선 운동되는 것을 포함한다. 외주연은 그 모양에 따라, 외주면을 포함하며, 내주연은 그 모양에 따라 내주면을 포함한다.

또한, 제2서보모터(461) 및 상기 제2서보모터(461)와 연결되고 외주연에 돌기가 연속적으로 형성된 종동피니언(524)을 더 포함하고, 상기 종동피니언(524)의 돌기와 맞물리는 종동랙(526)이 상기 종동피니언(524)과 연결되어, 상기 종동피니언(524)의 회전으로 상기 종동랙(526)이 직선 운동되는 것을 포함한다.

또한, 외주연에 나선이 연속적으로 형성된 제1볼스크류(447)를 더 포함하여, 상기 제1지지체(520)의 일측에 제1서보모터(441)가 고정되고, 상기 제1서보모터(441)는 상기 제1볼스크류(447)와 연결되고, 상기 제1볼스크류(447)의 외주연 일부는 상기 제1서보모터(441)의 타측방향으로 상기 제1지지체(520)를 관통하고, 상기 제1볼스크류(447)는 상기 제1지지체(520)를 관통하여 연장되어 상기 제1이동블럭(522) 내주연과 치합되고, 상기 제1이동블럭(522) 외측면의 일부는 상기 제1지지체(520) 내측면에 삽입되어 상기 제1서보모터(441)가 회전하는 경우 상기 제1볼스크류(447)가 회전되며 상기 제1이동블럭(522)이 상기 제1지지체(520)의 내측면에서 횡운동을 하며, 상기 제1이동블럭(522)의 일측면을 종방향으로 관통하는 종동랙(526)을 더 포함하여 상기 종동랙(526)은 제2지지체(540)에 의해 지지되며 상기 제2지지체(540)의 타측 방향에 제2서보모터(461)와 연결되는 종동피니언(524)과 치합되고, 상기 종동랙(526)의 하부에는 제2이동블럭(542)이 연결되어 상기 제2서보모터(461)가 회전하는 경우 상기 종동피니언(524)이 회전하여 상기 종동랙(526)이 종운동하여 상기 제2이동블럭(542)이 종운동을 하는 것을 포함한다.

제1지지체(520)의 외측면 중 일부는 스토퍼핀(528)의 이동 공간이 확보되도록 개구되는 것이 바람직하며, 상기 개구된 제1지지체(520)의 내측면과 맞닿는 제1이동블럭(522)의 외측면에는 스토퍼핀(528)이 부착되어, 오작동시에도 제1이동블럭(522)이 제1지지체(520)을 이탈하는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 제2지지체(540)는 제1이동블럭(522)의 세로 방향으로 관통되어 고정하되, 그 크기와 지지 결합 강도는 종동랙(526)이 종동피니언(524)의 힘에 의해 밀리지 않는 정도면 충분하다. 종동피니언(524) 및 제2서보모터(461)는 일체화된 운동을 하도록 설계하며, 양단은 제1이동블럭(522)의 일측면에 고정되고 중앙부는 종동피니언(524) 및 제2서보모터(461)을 관통하는 Π자형 지지봉(미도시)으로 고정하여 제1이동블럭(522)과 이격시켜 그 회전이 제1이동블럭(522)에 의해 방해되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1서보모터(441) 및 제2서보모터(461)는 엔코더(미도시) 및 컨트롤러(30)와 연결하여 그 회전수를 제어하며 제1이동블럭(522) 및 제2이동블럭(542)의 위치를 조정할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다. 제2지지체(540)의 상부는 Π자형으로 각 말단이 제1이동블럭(522)의 상부면에 일부 삽입되어 고정되며, 제2지지체(540)의 세로면에 종동랙(526)와 종동피니언(524)을 각 한 쌍 씩 결합시키는 것이 바람직하다. 또한, 종동랙(526)의 하부에는 제2이동블럭(542)을 연결하며, 제2이동블럭(542)은 하부가 지면에 닿을 수 있도록 평판 또는 복수개의 평판봉으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

컨트롤러에서 원하는 위치 값에 대한 신호를 제1서보모터(441)에 보내어 회전하면 연결된 제1볼스크류(447)이 회전하게 된다. 제1볼스크류(447)와 치합된 부위로 인하여 제1이동블럭(522)이 제1지지체(520)의 내측면을 따라서 직선 운동을 하면서 원하는 위치까지의 횡운동을 하게 된다.

제1지지체(520)의 위치가 결정되면, 컨트롤러(30)에서 제2서보모터(461)로 신호를 보내어 회전시키고 함께 연결된 종동피니언(524)가 회전되면서 치합 연결된 종동랙(526)이 제1이동블럭(522)을 관통하여 종운동을 하게 된다. 상기와 같이 컨트롤러(30)의 신호로 종동랙(526)과 연결된 제2이동블럭(542)의 위치가 결정되도록 한다.

또한, 상기 제1지지체, 상기 제1이동블럭, 상기 제2이동블럭을 포함하는 제1구동체 내지 제3구동체를 더 포함하여, 상기 제1구동체 내지 제3구동체의 하부가 지면에 순차적으로 접촉하며 구동하여 상기 평판이 이동하는 것을 포함한다.

상세하게는 바람직한 실시 예인 도 11에서 보는 바와 같이, 평판(55)에 제1구동체(502), 제2구동체(504), 제3구동체(506)을 지지시키고, 각 제1구동체(502) 내지 제3구동체(506)는 제1지지체(520), 제2지지체(540), 제1이동블럭(522), 제2이동블럭(542), 종동피니언(524), 종동랙(526)을 각 포함한다. 컨트롤러의 신호에 따라 제1구동체(502) 내지 제3구동체(506)의 제1이동블럭(522) 및 제2이동블럭(542)의 위치 값을 제어할 수 있게 된다.

제1구동체(502)의 제2서보모터(461)에 역회전을 이용하여 제2이동블럭(542)의 길이를 축소시킨 후 제1서보모터(441)를 정회전시켜 제1이동블럭(522)을 전진시킨다. 그리고 제2서보모터(461)에 정회전을 이용하여 제2이동블럭(542)의 길이를 다시 신장시켜 지면과 맞닿게 한다. 상기의 과정 동안 제2구동체(504)와 제3구동체(506)의 제2이동블럭(542)는 지면과 맞닿은 상태로서 균형을 유지할 수 있게 된다. 상기의 과정 후, 제1구동체(502) 및 제3구동체(506)의 제2이동블럭(542)가 지면에 닿은 상태로 유지하며 제2구동체(504)의 제1이동블럭(522) 및 제2이동블럭(542)를 전진 신장 시키고, 이런 과정을 순차적으로 반복하면 평판(55)을 안전하게 이동시킬 수 있게 된다. 또한, 상기로 보내는 신호의 속도를 조절하므로서 각 구동체의 이동 속도를 제어할 수 있게 되어 더욱 안전한 이동이 가능하다.

구동부(90) 또는 액추에이터(40)의 또 다른 실시예로, 서보모터를 스텝모터(미도시)로 대체하여 적용한다. 상기 명령신호송출부(84) 또는 제1구동제어부(98)는 Pulse발진기를 포함하며, Pulse를 드라이버(미도시)에 전달하여 드라이버(미도시)는 구동전류를 상기 스텝모터(미도시)에 전달하여 상기의 동작을 수행하게 된다.

원격제어부는 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러 또는 제어부는 Pulse 발진기(미도시)를 포함한다. 구동부는 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 구동부를 포함한다. 리더부는 태그 리더를 포함한다. 태그 리더는 리더부를 포함한다.

상기한 평판(55)의 상부에는 프레임(또는 지지체)이 더 포함되어, 상기 프레임은 좌석을 안착시켜 사람이 앉을 수 있도록 고안한 유모차에 고정될 수 있다. 상기 평판(55)의 하부에는 캐스터를 병행하도록 설치하여, 일반 지면 통행 시에는 캐스터로 이동하고, 계단이나 굴곡의 특정한 지형지물을 통과할 시 상기한 방법을 이용할 수 있게 된다. 즉, 주행이동과 승강이동을 자유롭게 병행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

08 전지 432 리니어모션가이드레일
10 태그 434 가이드레일종지지체
20 태그 리더 436 가이드레일횡지지체
30 콘트롤러 904 제1무선통신모듈
40 액추에이터 806 제2무선통신모듈
51 휠체어 802 서버
55 평판 801 제어모듈
90 구동부 808 제2컨트롤러
420 하우징 908 제1컨트롤러
440 수평가동몸체 803 제어단
441 제1서보모터 520 제1지지체
442 제1구동풀리 540 제2지지체
443 제1종동풀리 522 제1이동블럭
445 제1벨트 542 제2이동블럭
446 수평이동량조절부 524 종동피니언
447 제1볼스크류 526 종동랙
449 제1볼박스 92 위치정보송출부
460 수직가동몸체 94 제1무선통신부
461 제2서보모터 86 제2무선통신부
462 제2구동풀리 82 지형정보저장부
463 제2종동풀리 81 원격제어부
465 제2벨트 84 명령신호송출부
466 수직이동량조절부 88 제2구동제어부
467 제2볼스크류 98 제1구동제어부
469 제2볼박스 528 스토퍼핀
52 제1가동몸체 502 제1구동체
54 제2가동몸체 504 제2구동체
56 제3가동몸체 506 제3구동체
58 제4가동몸체 05 계단

Claims (15)

1. 구동부;
   상기 구동부의 위치정보를 전송하는 위치정보송출부;
   상기 위치정보송출부와 연결되고 무선으로 송수신되는 제1무선통신부;
   상기 제1무선통신부와 무선 연결되는 제2무선통신부;
   지형정보를 저장하는 지형정보저장부;
   상기 제2무선통신부와 상기 지형정보저장부에서 정보를 수신하여 명령 신호를 송출하는 명령신호송출부;
   상기 제2무선통신부 및 지형정보저장부 및 명령신호송출부를 포함하는 원격제어부;를 포함하되,
   상기 원격제어부와 상기 구동부는 이격되어, 상기 구동부의 위치정보는 상기 제1무선통신부에서 전송되어 상기 제2무선통신부에 수신되고 상기 지형정보저장부의 상기 지형정보와 상기 구동부의 위치정보를 비교하여 상기 명령신호송출부에서 명령신호를 상기 제2무선통신부로 전달하여 상기 제2무선통신부에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신부로 송출하여 상기 제1무선통신부에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 구동부가 동작하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 제2구동제어부를 더 포함하고, 상기 원격제어부는 제1구동제어부를 더 포함하여, 상기 지형정보저장부에서 상기 제1구동제어부에 정보를 전달하고 상기 제1구동제어부에서 상기 명령신호송출부로 신호가 전달되어 상기 명령신호송출부에서 명령신호를 제2무선통신부로 전달하여 상기 제2무선통신부에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신부로 송출하여 상기 제1무선통신부에서 수신하고 상기 명령신호가 상기 제2구동제어부에 전달되어, 상기 제2구동제어부에서 전달되는 신호에 의하여 상기 구동부가 동작하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
3. 액추에이터;
   상기 액추에이터의 위치정보를 송출하는 제1무선통신모듈;
   상기 제1무선통신모듈과 무선 연결되는 제2무선통신모듈;
   지형정보를 저장하는 서버;
   상기 제2무선통신모듈과 상기 서버에서 정보를 수신하여 명령 신호를 송출하는 컨트롤러;
   상기 제2무선통신모듈 및 서버 및 컨트롤러를 포함하는 제어모듈;을 포함하되,
   상기 제어모듈과 상기 액추에이터는 이격되어, 상기 액추에이터의 위치정보는 상기 제1무선통신모듈에서 전송되어 상기 제2무선통신모듈에 수신되고 상기 서버의 상기 지형정보와 상기 액추에이터의 위치정보를 비교하여 상기 컨트롤러에서 명령신호를 상기 제2무선통신모듈로 전달하여 상기 제2무선통신모듈에서 상기 명령신호를 상기 제1무선통신모듈로 송출하여 상기 제1무선통신모듈에서 수신하고 상기 명령신호에 의하여 상기 액추에이터가 동작하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
4. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 제2컨트롤러를 더 포함하여, 상기 제1무선통신모듈에서 수신한 상기 명령신호가 상기 제2컨트롤러에 전달되어, 상기 제2컨트롤러에서 전달되는 신호에 의하여 상기 액추에이터가 동작하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
5. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 태그 리더를 더 포함하여, 상기 액추에이터의 근거리무선통신망내의 지형정보를 상기 태그 리더로 수신하고, 상기 수신된 지형정보는 상기 제1무선통신모듈에서 상기 제2무선통신모듈로 송출하여 상기 액추에이터의 위치정보와 상기 지형정보를 수신한 상기 제1컨트롤러에서 명령신호를 상기 제2무선통신모듈로 전달하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
6. 액추에이터;
   상기 액추에이터의 위치정보를 송출하는 무선통신모듈;
   상기 무선통신모듈과 연결되는 제어단;을 포함하고,
   상기 액추에이터의 위치정보가 상기 무선통신모듈로 송출되고, 상기 위치정보와 매칭되는 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 무선통신모듈로 수신되어 상기 수신된 지형정보와 매칭되는 신호가 상기 제어단에 전달되어 상기 제어단에서 명령신호를 상기 액추에이터로 전달하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터는 수평한 평판, 상기 평판의 밑면에 고정되는 하우징, 상기 하우징과 연결되어 지지되고 상기 평판과 평행하고 이동가능하게 설치된 수평가동몸체, 상기 수평가동몸체의 이동량을 조절하는 수평이동량조절부, 상기 수평가동몸체의 일측에 연결되어 고정되고 수직 방향으로 이동가능하게 설치된 수직가동몸체, 상기 수직가동몸체의 이동량을 조절하는 수직이동량조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
8. 제7항에 있어서, 상기 수평이동량조절부는 상기 하우징 내부에 일부가 고정되고 회전축이 수평인 제1서보모터가 설치되고, 상기 제1서보모터의 회전축에 설치된 제1구동풀리, 상기 제1구동풀리와 연결되는 제1종동풀리, 상기 제1구동풀리와 제1종동풀리를 연결하는 제1벨트, 및 수평하고 상기 제1종동풀리와 연결되는 제1볼스크류, 상기 제1볼스크류의 일부와 치합되어 연결되는 제1볼박스를 포함하여, 상기 제1서보모터의 회전력은 상기 제1구동풀리, 상기 제1벨트, 상기 제1종동풀리, 상기 제1볼스크류로 전달되고, 상기 수직이동량조절부는 상기 수평가동몸체를 수직한 방향으로 관통하여 고정된 제2볼박스, 상기 제2볼박스에 전체 길이 중 일부분이 치합된 제2볼스크류, 회전축이 상기 수평가동몸체에 수직한 방향으로 고정된 제2서보모터, 상기 제2서보모터의 회전축에 설치된 제2구동풀리, 상기 제2구동풀리와 연결되고 상기 제2볼스크류에 치합되는 제2종동풀리, 상기 제2구동풀리와 상기 제2종동풀리를 연결하는 제2벨트를 포함하여, 상기 제2서보모터의 회전력은 상기 제2구동풀리, 상기 제2벨트, 상기 제2종동풀리, 상기 제2볼스크류로 전달되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
9. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1가동몸체, 제2가동몸체, 제3가동몸체, 제4가동몸체, 및 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체를 지지하는 평판을 더 포함하고, 미리 정해진 펄스를 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체에 전달하여, 상기 제1가동몸체 내지 상기 제4가동몸체가 지면과 순차적으로 이격 및 접촉되며 균형을 잡고 상기 평판을 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
10. 제9항에 있어서, 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체에 각각 수직가동몸체를 더 포함하고, 상기 제1가동몸체 내지 제4가동몸체에 포함되는 각각의 수직가동몸체의 위치가 결정되어 상기 평판이 수평을 유지하며 이동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 평판을 더 포함하고, 상기 평판의 하부에 지지되는 제1지지체, 상기 제1지지체에 지지되어 횡운동을 하는 제1이동블럭, 상기 제1지지체에 연결되어 지지되어 종운동을 하는 제2이동블럭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
12. 제11항에 있어서, 제1서보모터 및 상기 제1서보모터와 연결되고 외주연에 나선이 연속적으로 형성된 제1볼스크류를 더 포함하여, 상기 제1이동블럭 외측면의 일부는 상기 제1지지체 내측면에 삽입되고, 상기 제1볼스크류의 일부는 상기 제1이동블럭 내주연과 치합되어, 상기 제1서보모터가 회전하는 경우 상기 제1볼스크류가 회전되며 상기 제1이동블럭이 상기 제1지지체의 내측면에 직선 운동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
13. 제11항에 있어서, 제2서보모터 및 상기 제2서보모터와 연결되고 외주연에 돌기가 연속적으로 형성된 피니언을 더 포함하고, 상기 피니언의 돌기와 치합되는 랙이 상기 피니언의 회전으로 직선 운동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
14. 제11항에 있어서, 외주연에 나선이 연속적으로 형성된 제1볼스크류를 더 포함하여, 상기 제1지지체의 일측에 제1서보모터가 고정되고, 상기 제1서보모터는 상기 제1볼스크류와 연결되고, 상기 제1볼스크류의 외주연 일부는 상기 제1서보모터의 타측방향으로 연장되어 상기 제1이동블럭 내주연과 치합되고, 상기 제1이동블럭 외측면의 일부는 상기 제1지지체 내측면에 삽입되어 상기 제1서보모터가 회전하는 경우 상기 제1볼스크류가 회전되며 상기 제1이동블럭이 상기 제1지지체의 내측면에서 횡운동을 하며, 상기 제1이동블럭의 일측면을 종방향으로 관통하는 랙을 더 포함하여, 상기 랙은 제2지지체에 의해 지지되며 상기 제2지지체의 타측 방향에 제2서보모터와 연결되는 피니언과 치합되고, 상기 랙의 하부에는 제2이동블럭이 연결되어 상기 제2서보모터가 회전하는 경우 상기 피니언이 회전하여 상기 랙이 종운동하여 상기 제2이동블럭이 종운동을 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어
15. 제11항에 있어서, 상기 제1지지체, 상기 제1이동블럭, 상기 제2이동블럭을 포함하는 제1구동체 내지 제3구동체를 더 포함하여, 상기 제1구동체 내지 제3구동체의 하부가 지면에 순차적으로 접촉하며 구동하여 상기 평판이 이동하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 지형지물을 기반으로 하는 휠체어

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