KR20170030565A - 엘리베이팅 워커 체어 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 탑승과 워킹 모두를 할 수 있게 하는 엘리베이팅 워커 체어가 제공된다. 상기 엘리베이팅 워커 체어는 평행사변형 파워 유닛에 의해 올라간다. 시트는 안장/시트 높이의 변화에 따라 안장과 시트 사이에서 변환된다. 또한, 리프팅 평행사변형 파워 유닛 구조물도 제공된다. 이러한 엘리베이팅 워커 체어는 약해진 근육계, 조정 능력 또는 균형으로부터 발생된 제한된 이동성을 가진 사람, 또는 도움이 필요한 임무를 수행해야 하는 사용자를 위한 것이다.

Description

엘리베이팅 워커 체어{ELEVATING WALKER CHAIR}

본 국제특허출원은 발명의 명칭이 "ELEVATING WALKER CHAIR"이며, 2014년 7월 14일에 출원된 미국 가특허출원번호 62/024,006호를 기초로 우선권을 주장하고 있는데, 상기 미국 가특허출원은 본 명세서에서 참조문헌으로 통합된다.

이동의 어려움을 가진 개인을 보조하기 위한 통상적인 장치들은 2개의 넓은 카테고리 즉 워커(walker) 및 휠체어(wheelchair)로 구분되며, 그에 덧붙여, 사용자를 일어서게 하여 보행하는데 도움을 줄 수 있는 몇몇 중간 조합들로 구분될 수 있다.

워커 장치(walker device), 가령, 표준의 "지머 프레임(Zimmer Frame)"은 지지와 안정성(stability)을 추가할 뿐만 아니라, 사용자의 손과 팔이 이동 동안에 임의의 물체를 운반하거나 조작하는 것을 가능하지 않게 하는 정도까지 포함한다. 4개의 바퀴가 달린 워커(4-wheeled walker)도 시트를 포함할 수는 있지만, 사용자가 정지하고 몸을 돌리기(turn around) 전까지는 사용될 수 없다.

워커는 속도가 느리고 고립되어 있으며(isolating) 앉기 위해 옆으로 치워둘 때(set aside) 본질적으로 위험하다.

대부분의 휠체어(및 전동식 휠체어) 사용자는 계속하여 앉아 있어야 하며, 그 때문에 사용자의 근육계, 순환계, 및 심장계가 약화될 수 있다.

"엘리베이팅" 휠체어(elevating wheelchair)는 안전벨트로 고정시킨(strapped-in) 사용자를 스탠딩 위치(standing position)로 올리기 위해 대형 모터를 사용하며, 보행 능력(ambulatory ability)을 강화하거나 임의의 근육 활동(muscular contribution)을 필요로 하지 않고도, 서 있는 동안, 사용자를 이곳 저곳으로 움직이게 하도록 작동시킬 수 있다.

보조 장치들의 또 다른 중간 카테고리는 사용자를 위아래로 부분적으로 들어올리고 사용자가 걷게끔 해 주는 '기립식' 워커(stand-up walker)를 포함한다.

불행하게도, 기존의 '기립식' 워커는, 전방 및 후방 입구(entry)에 커다란 구조물을 가지거나, 혹은 어색하고 불편한 접힘식 시트(folding seat)를 가지며, 절차가 복잡하고 제한사항들로 인해, 사용자가 세상과 상호작용(interaction)하는 것을 제한한다. 또한, 사용자가 일어서서 앉은 위치로부터 스탠딩 위치로 움직이기 위해 사용자의 다리와 팔로 자신의 중량(weight)의 상당한 부분을 들어올려야 한다.

여기서, 필요한 것은, 항상 자신의 에너지와 활동성의 작은 부분만으로, 자신의 의지로 앉고 일어서며, 자연스러운 걸음걸이(gait)로 걷고, 자신의 환경과 안전하고 용이하게 상호작용하기 위해, 즉 요리하고, 청소하며, 설거지를 하고, 옷을 입고, 어디든 원하는 장소로 이동하기 위한, 보행 제한(ambulatory limitation)을 가진 개인을 위한 수단이다.

본 발명에서는 약해진 근육계, 조정 능력 또는 균형으로부터 발생된 제한된 이동성을 가진 사람, 또는 도움이 필요한 임무를 수행해야 하는 사용자를 위한 엘리베이팅 워커 체어가 기술된다. 상기 엘리베이팅 워커 체어는 낙상을 방지하게 하면서도 사용자가 정상적인 걸음걸이로 워킹(walking) 및 탑승(riding) 모두를 할 수 있게 한다. 본 발명의 예시적인 실시예는 사용자가 스트롤링(strolling), 스트라이딩(striding) 및 코스팅(coasting)을 할 수 있게 해 주며, 기능적으로 균형을 맞추고(functionally equipoised) 무중량 상태(weightless condition)에서, 그리고 그 밖의 목적을 위해서 필요 시에는 장치에서 나올 필요 없이 핸즈프리 방식으로, 상대적으로 용이하게 앉고 일어설 수 있게 해 준다.

하기 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예들을 나타낸다:
도 1은 본 발명의 엘리베이팅 스트라이딩 체어의 예시적인 실시예의 전체적인 투시도.
도 2a-2b는 안장/시트가 펼쳐져서 내려간 위치에 있는 체어를 형성하고 윙이 접혀서 올라간 위치에서 안장을 형성하는 체어(1)의 측면 입면도.
도 3a-3b는 평행사변형 스트럿 및 닫힌 투명 렌더링 이미지의 탄성 리프팅 카세트를 포함하는 본 발명의 리프팅 섀시(3)의 투시도.
도 4a-4b는, 일반적으로 페이로드 리프팅 성능이 상이한, 슬롯을 따라 카세트 액슬의 2개의 교대의 위치를 도시한 측면 입면도.
도 5a-5b는, 카세트 중심선 각도에 대한 리프팅-프레임 각도가 일정한 경우, 연장 프레임을 들어올려 잠재적으로 동일한 리프팅 성능을 구현하기 위해 다양하게 선택된 장착 각도를 도시한 측면 입면도.
도 6a-6c는, 사용자가 시트 모드로부터 안장 모드 및 보행 모드로 전환할 때, 시트 높이와 뒷바퀴를 잠그고 푸는 좌측/우측 팔걸이 조립체의 전개 위치를 도시한 도면.
도 7a-7d는, 사용자가 보딩하여 앉은 높이로 낮게 전환할 때, 본 발명의 팔걸이 조절 기능을 작동시켜 사용자에 의해 점진적으로 전환되는 도면.
도 8은 접힌 안장/시트에 타고 워킹, 스트라이딩 및/또는 코스팅을 위한 자세를 보여주는 보행하고 있는 사용자를 안정화시키고 부분적으로 지지하도록 사용되는 팔걸이를 도시한 도면.
도 9a-9c는 순차적인 전개 위치들을 통해 브레이크 및 리프팅-잠금 기능을 작동시키는 캠 또는 크랭크샤프트 액슬을 가진 예시적인 팔걸이를 도시한 도면.
도 10은 윙 및 시트 장착 블록을 가진 접힘식 시트/안장 조립체를 도시한 도면으로서, 다리를 후방으로 스트라이딩하기 위한 경로를 제공하기 위해, 어떻게 시트 장착 포스트가 시트/안장의 제한된 동적의 측면-측면 스위블회전을 용이하게 하는 지를 보여준다.
도 11a, 11b는 안장/시트를 보여주는 도면으로서, 안장이 내려갈 때 어떻게 시트 윙이 윙 전개 스트럿에 의해 위로 회전되어 시트 모드로 되는 지를 보여준다.
도 12a, 12b는 좌측/우측 탄성 부재와 선형 베어링 조립체에 의해 시트 높이와 워킹 높이 사이에서 시트 캐리지 조립체를 올리고 내리는 엘리베이팅 리프팅 체어를 도시한 도면.
도 12c는 선형 베어링 트랙 페어 사이에 배열된 선형 베어링 조립체의 투시도.
도 13a, 13b는 노동자 또는 그 밖의 사용자, 탄성 동력식 페이로드 지지 암 및 짐벌식 산업용 공구 페이로드의 조합된 중량을 위한 지지를 제공하는 산업적 용도에 적합한 엘리베이팅 워커 체어의 낮은 시트와 올라간 안장 전개를 도시한 도면.
도 14는 최대 안장 높이를 사용자의 안쪽 솔기의 측정을 위해 적절하도록 설정하기 위한 최대 높이 조절 나사 및 스트라이커 플레이트 기능을 도시한 도면.
도 15a, 15b, 15c는 시트 형태로부터 안장 형태로 변환하는 엘리베이팅 리프팅 체어를 위한 시트를 도시한 도면.
도 16은 짐벌식 공구 홀더에 결부된 관절식 암을 도시한 도면.
도 17a-17d는 이물/고물의 불규칙한-평행사변형 스트럿의 편위에 의해 구현되는 팔걸이 위치를 예시하기 위해 상부 커버 플레이트가 있는 팔걸이 조립체의 우측-손 작동을 도시한 도면.
도 18a, 18b는 엘리베이팅 워커 체어를 위한 시트의 하측면을 도시한 도면.

도 1은 올라간 '워킹(walking)' 위치에 도시된 본 발명의 한 예시적인 실시예에 따른 엘리베이팅 워커 체어(1)의 투시도로서, 리프팅 섀시(3)에 결부된 바퀴달린 프레임(2)을 포함하고, 실질적으로 '무중량(weightless)' 상태를 제공하기 위해 사용자의 중량을 반대로 균형맞춤으로써(counterbalancing), 접힘식 안장/시트(6)가 사용자의 균형을 맞출 수 있도록 조정된 힘으로, 그 구성요소(component)들은 리프팅 연장 프레임(4a)을 하부로 탄성 피벗회전시키고(resiliently pivot) 결부된 리프팅 스트럿(4)을 상부로 탄성 피벗회전시키며, 프레임은 평행사변형-지지된 편위의 상부 한계점(upward limit)을 향해 올라간다.

팔걸이/시트 백 프레임(8)이 시트 장착 블록(7)(도 10에 도시된)에 결부되고, 팔걸이 조립체(9a, 9b)를 지지한다. 좌측 및 우측 접힘식 시트 윙(6a, 6b)은 하부로 접혀져서 '안장' 위치에 도시되는데, 이 '안장' 위치는 올라간 시팅(elevated seating)을 위해 적절하다. 팔걸이(6a, 6b)가 철회된 위치(retracted position)에 도시되는데, 선택적으로는 앞으로 전개될 수도 있으며, 이는 워킹을 위한 위치에 몸통을 지지하는데 보조할 수 있다. 워커의 다리와 발을 후방으로 스트라이딩(striding)하고 원할 시에는 지면 옆으로(sideways) 둘 수 있도록 하기 위해, 지면 프레임(2), 가령, 시트의 측면들 및 밑에 대해 시트의 충분한 간격이 제공된다.

본 발명의 실시예들이 일반적인 워커들에서 발견되는 것과 같이 전방 방해(frontal obstruction) 없이 보행(ambulation)할 수 있게 하기 때문에, 사용자는 다양한 높이, 가령, 스탠딩 높이(standing height)에서 싱크대(sink), 스토브(stove), 옷장 등에 전방 접근(forward access)을 보유할 것이며, 그 사이에서 행동할 수 있을 것이다.

도 2a, 2b는 엘리베이팅 워킹 체어(1)의 측면 입면도를 도시한다. 도 2a는 안장/시트(6)가 펼쳐져서 체어를 형성하고, 가장 낮은 체어-높이 위치에 있는 체어를 도시한다. 체어 높이는 시트 장착 블록(7), 하부 평행사변형 리프팅 스트럿(4), 상부 평행사변형 스트럿(5a, 5b) 및 리프팅 섀시(3)에 의해 형성된 평행사변형 기구(parallelogram apparatus)에 의해 변형된다. 상기 위치에서, 엘리베이팅 워킹 체어(1)는 통상적인 체어로서 기능하는데, 선택적으로는 팔걸이(9a, 9b)를 위한 패딩과 겉천을 댄(upholstered) 시트 백을 포함할 수 있다. 시트 프레임(2)은 임의의 적절하게 단단한 재료, 가령, 탄소 섬유, 구부러진(curved) 알루미늄 박스 빔 등으로 형성될 수 있다. 리프팅 스트럿(4)과 평행사변형 스트럿(5a, 5b)이 도면에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예들에서는 구부러져 있는 것을 유의해야 한다. 이러한 구부러짐으로 인해, 시트는 그 외에는 가능하지 않은 공간을 점유할 수 있으며, 스트럿이 직선인 실시예에 비해 시트의 편위 거리(excursion distance)가 증가된다. 도 11a는 구부러진 평행사변형 스트럿(5a, 5b) 내의 시트(6)의 위치를 예시한다. 이러한 구부러짐으로 인해, 시트가 내려갈 때 시트의 백 에지(back edge)는 스트럿과 부딪히지 않는다(clear). 또한, 구부러진 리프팅 스트럿(4)은 시트(6)를 위한 사용 공간을 확대할 수 있다. 리프팅 스트럿(4)과 평행사변형 스트럿(5a, 5b)이 구부러져 있지만, 이들은 직선 평행사변형 면(side)을 가진 형상과 비슷하도록 구성될 수도 있다.

도 2b는 보행을 위해 선택된 올라간 위치까지 스윙회전된 시트(6)를 도시한다. 시트 윙(6a, 6b)은 밑으로 접혀서 테이퍼식 안장(6)을 형성한다. 시트 장착 블록(7)에 결부된 시트 프레임(8)은 팔걸이 조립체(9a, 9b)를 지지한다. 뒷바퀴(17a, 17b)는 방향이 고정되고 즉 스위블회전이 가능하지 않고 모터 장착 플레이트(18a, 18b)에 결부되는 것이 바람직한데, 상기 모터 장착 플레이트(18a, 18b)는 통상적인 소형의 자립식 모터(self-contained motor)와 배터리 세트(도시되지 않음)를 수용하여 선택적으로는 필요 시에 발과 다리 힘을 추가하고 점진적인 전진 및 후진 토크를 뒷바퀴에 제공함으로써 조종 조작을 보조하도록 구성될 있다. 바람직하게는, 필요 시에 개개인의 능력을 보충하기에 필요한 정도만큼만 약간의 전진, 후진 또는 회전 운동 힘을 추가하기 위하여, 무선 조이스틱(도시되지 않음)이 팔걸이(9a 또는 9b)의 상측 표면에 결부될 수 있다.

도 3a는 연장가능한 샤프트(56a, 56b, 56c)가 리시버 바(13)와 결합된 채로 도시된 탄성 파워 유닛(15a, 15b, 15c)(도 3b에 도시된)을 수용하는 리프팅 카세트(14)를 포함하는 리프팅 섀시(3)의 투시도이다. 리시버 바(13)는 리프팅 연장 프레임(4a)의 단부 내의 액슬(13a) 상에서 피벗회전하며, 리프팅 연장 프레임(4a)은 하부 평행사변형 리프팅 스트럿(4)에 연결되어 하부 평행사변형 리프팅 스트럿(4)를 상부로 피벗회전시켜 안장/시트(6) 및 사람 페이로드(human payload)를 들어올린다.

도 3b는 투명 렌더링 이미지의 탄성 리프팅 카세트(14)를 포함하며, 내부에-장착된 탄성 파워 유닛(15a, 15b, 15c), 가령, 예를 들어, 소형의 강력한 가스 스프링을 도시한다. 탄성 파워 유닛들은 시트 사용자의 중량에 근접하게 균형을 맞추게 하는 조합으로 선택될 수 있다. 카세트(14)는 섀시(3) 내에서 액슬(14a) 주위로 피벗회전되며 내부 탄성 유닛(가령, 가스 스프링)들이 리시버(13)와 접촉하도록 연장될 수 있는 상태로 유지될 수 있다. 예시된 가스 스프링(15a, 15b, 15c)이 강력한 압축력을 제공하기 때문에, 이들은 시소(seesaw)의 짧은 단부에 있는 '무거운 아이(heavy kid)'와 같이 하부 방향으로 강하게 편향시키며(bias), 상기 '무거운 아이'는 시소의 훨씬 긴 단부에 있는 '가벼운 아이(light kid)'에 반대로 균형을 맞출 수 있다. 실제로, 상기 실시예에서 스트럿(4)의 유효 피벗-대-피벗 길이(effective pivot-to-pivot length)가 연장부(4a)의 피벗 길이의 약 6.9배이기 때문에, 주어진 세트의 가스 스프링(15a, 15b, 15c)에 의해 제공된 힘들의 합은 그들이 지지하는 사람의 근사 중량(approximate weight)을 표시하기 위해 상기 비율(ratio)로 나눠질 수 있다. 보다 근접한 근사화(closer approximation)를 위하여, 시트(6)의 중량이 포함되어야 하며, 사람의 다리의 개별 중량의 거의 절반을 빼고(minus), 하지만, 실제로는, 사람의 중량 더하기 약 10 lbs가 전체 가스 스프링 리프팅 파워(lifting power)의 우수한 표시를 제공하는 것으로 밝혀졌는데, 이 전체 가스 스프링 리프팅 파워는 사람을 마치 "무중력 상태"에 올리고 앉히게 하는 균형 상태에 성공적으로 '부유(float)'하게 할 것이다.

밑의 차트는, 본 발명의 실시예드에서 예시적으로 사용되는 것과 같이, 몇몇 유용한 가스 스프링 타입의 탄성 파워 유닛들의 전체 리프팅 값(net lifting value)을 예시한다. 이 리스트에서 가장 강력한 가스 스프링은 실제로 약 100 lbs(리프팅 평행사변형의 전방 페이로드 단부에서)의 전체 페이로드를 들어올리며, 각각의 카세트는 압축되어 최대 691 lbs의 연장력(extending force)을 제공하는 것을 볼 수 있다.

외부 가스 스프링(15a 및 15c)이 동일하게 선택되어야 하지만(리시버 바(13)와 연장 프레임(4a) 상에서 하중(load)이 현저하게 오프-센터(off-center)되는 것을 피하기 위하여), 사용가능한 전체 리프팅 값들의 조합은 중량이 80 lbs 내지 300 lbs 사이의 거의 누구라도 거의 '부유'하도록 쉽게 특정될 수 있다.

탄성 파워 구성요소(resilient power component)의 조합은 예를 들어, 단일의 중앙 스프링, 2개의 동일한 외부 스프링, 또는 하나의 내부 스프링과 2개의 동일한 외부 스프링의 조합을 포함할 수 있다. 그 밖의 개수의 개별 파워 구성요소도 사용될 수 있지만, 오프-센터 힘(off-centered force)을 피하는 것이 바람직하다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 이 조합들은 탑승자(rider)의 중량 더하기 약 10 lbs와 같게 선택된다.

밑의 차트는 예시된 가스 스프링의 변수들을 보여준다. 총 리프트(gross lift)는 스프링이 본질적으로 가지고 있는 리프트이다. 전체 리프트(net lift)는 연장 프레임(4a)과 리프팅 스트럿(4)의 길이 사이의 예시 비율인 6.9로 나눈 총 리프트이다. 상기 예시적인 실시예에서, 모든 스프링은 3.15 인치의 샤프트 편위(shaft excursion)를 가진다.

스프링 또는 상이한 파워의 그 밖의 탄성 파워 유닛은 통상 상이한 외측 직경 또는 그 외의 다른 수치를 가진다. 탄성 파워 유닛들을 쉽게 변환시키기(switch) 위하여, 표준 연결 또는 그 밖의 수용부(accommodation)가 리프팅 카세트 내에 존재하며, 모든 탄성 파워 유닛들이 탄성 리프팅 카세트(14)와 호환가능한 형태로 구성되도록 하기 위해 어댑터, 가령, 표준 직경의 슬리브가 제공된다.

도 4a, 4b는 페이로드 리프팅 성능이 상이한, 슬롯(14b)을 따라 카세트 액슬(14a)의 2개의 교대 위치(alternate position)를 예시한 측면 입면도이다. 용어 "등-탄성(iso-elasticity)"은, 'Steadicam®' 카메라 스태빌라이저 페이로드를 부유시키도록 구성된 평행사변형 암들에 의해 구현된, 최저 편위(lowest excursion)로부터 최고 편위(highest excursion)로의 대표적인 일정한 리프팅 포스(lifting force)를 가리킨다. 등-탄성은, 사람을 들어올려서 앉은 위치로부터 스탠딩 위치로 올리기 위한 근육 힘(muscle power)을 필요하지 않도록 하기 위해서는 바람직하도록 고려되었지만, 카메라 페이로드와는 달리, 사람을 앉히고, 들어올려 안장에 앉은 사람이 되도록 하며, 이러한 변환 과정에 걸쳐 상이한 중량의 사람을 앉힐 수는 있다. 실제로, 사람의 중량 대부분이 처음에 시트에 지탱되지만, 나머지 부분(다리와 발의 중량의 거의 절반)은 실제로 플로어(floor) 상에 지탱되며, 이러한 비율은 사람이 일어서도록 준비할 때 변경된다. 사람이 일어나려고 앞으로 기울일 때, 현저하게 더 많은 다리 중량이 시트로부터 플로어로 전달된다. 그 결과, 이러한 변환 과정에 걸쳐 사람의 균형을 맞추거나(equipoise) 또는 효율적으로 '제로-G'하고, 제공된 리프트의 크기(amount)는 이에 따라 변경되어야 하며, 일정한 '등-탄성' 리프트가 처음에는 너무 빨리 일어날 수 있고, 그 다음에는, 안장에 앉은 사용자가 스탠딩 자세가 가까와지면 너무 천천히 일어날 수 있게 된다.

도 4a는 카세트 중심선(21)을 따라 제공된 힘과 리프팅 연장 중심선(19) 사이의 최적 각도를 예시한다. 상기 최적 각도는 본 발명의 예시적인 실시예에서 카세트 액슬(14a)이 조절가능한 카세트 위치배열 슬롯(14b)의 "후방"으로 슬라이딩될 때 구현된다. 그에 따른 29°의 리프팅 각도는, 상기 실시예에서, '수퍼(super)-등-탄성' 리프팅 포스 곡선을 생성하는데(yield), 이 곡선은 비활성 페이로드(inert payload)가 운동의 바닥(bottom)에서 과도하게 떨어지게 하고, 최대 높이에서는 너무 활성적으로 올라가게 하지만, 다리가 여전히 플로어와 접촉하고 있는 사람을 들어올리기 위해서는 바람직하다. 예시적인 각도 범위는 약 27° 내지 약 31°이다. 그에 따른 '수퍼-등-탄성'은 2개의 이유를 위해 적합한 리프팅 포스를 발생시킨다: 첫 번째로, 페이로드 중량에 대한 힘의 높은 '시소' 비율에서 제한적인 아치형 편위(limited arcuate excursion)를 파워링한다(powering). 그리고, 두 번째로는, 카세트 중심선(21)을 따라, 선택된 가스 스프링의 순간적인(momentary) 연장력이 운동에 걸쳐 리프팅 연장 중심선 각도(19)에 대해 최적인 방향으로 제공된다. 처음의 29° 힘 각도(force angle)는, 사용자를 들어올리고 사용자가 앞으로 기울일 때까지, 사용자를 앉은 상태로 유지시키며, 따라서, 충분한 다리/발 중량을 지면으로 전달하여 평행사변형을 위로 론칭(launch)하기에 불충분하다. 안장(6)이 최대 상부 위치에 도달할 때, 리프팅 연장 프레임(4a)으로서 구성된, 짧은 레버 암에 제공된 힘의 각도는 119°에 달한다. 이 연장에서, 가스 스프링(15a, 15b, 15c)은 그들의 원래 힘의 오직 약 .6만 제공하지만, 연장 중심선(19)에 대해 상대적으로 효율적인 각도에서는, 이는, 비활성 페이로드가 상부 스톱(upper stop)에 대해 강하게 부딪히게 한다(bump). 하지만, 사용자의 다리가 수직 접근하여 자신의 중량의 더 큰 퍼센트가 안장에 정지되면(rest), 리프팅 성능(lifting performance)은 사람 페이로드에 보다 효율적으로 균형을 맞출 수 있다(more effectively equipoise).

이에 비해, 도 4b는 48°의 최적의 '등-탄성' 리프팅 각도를 예시하는데, 이는 상기 본 발명의 예시적인 실시예에서, 비활성 비-사람 페이로드(inert non-human payload)를 균일하게 들어올릴 것이다. 하지만, 위에서 기술된 것과 같이, 동적으로 가변적인(dynamically varying) 사람 페이로드는 자신을 시트 높이로 밑으로 내리는 데 어려움을 겪을 것이다. 특히, 하강 관성(descending inertia)의 한 부분이 실제로 시트 전개(seat deployment)를 작동시키도록 변경되기 때문이다(도 11a, 11b에 도시된 것과 같이). 그리고, 우리들 사람 페이로드는 최대 높이에 도달하는 데 어려움을 가질 것이며, 이는 지면에 도달하는 감소하는 비율(diminishing proportion)의 다리 중량이 효율적으로 그를 더 무겁게 만들 것이기 때문이다. 따라서, 명확하지 않게도, 등-탄성 리프트가 구현가능 하지만, 본 발명에 따른 사람 균형맞춤(human equipoising)의 매우 특별한 필요조건(very particular requirement)를 위해서는 최적이지 않다.

보다 등-탄성 편위를 위한 예시적인 리프팅 각도 범위는 약 46° 내지 약 50°이다. 일반적으로, 리프팅 각도가 약 48° 이상으로 증가되면, 페이로드는 각각 운동의 상부 또는 바닥에 도달하기 위해 외부적으로 추가된 상부 또는 하부 힘을 필요로 할 것이지만, 반면, 리프팅 각도가 48° 미만이 되면, 페이로드는 추가된 상부방향 힘이 최저 위치로부터 올라가도록 하고, 하부방향 힘은 최대 높이로부터 내려가도록 하게 할 것이다.

도 5a-5b는, 리프팅-프레임 중심선(19)과 탄성 카세트 중심선(21) 사이의 각도가, 각각의 경우에서, 시트(6)가 최저 편위에 있을 때 29°에 배열되는 경우, 리프팅 연장 프레임(4a)을 위한 그 밖의 달리 선택된 다양한 장착 각도는 비슷하거나 또는 동일한 리프팅 성능을 발생시킬 수 있는 것을 예시하는 측면 입면도이다. 도 5a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 구성 변화(structural variation)를 예시하는데, 리프팅 연장 프레임(4a)은 이전 도면들에서와 같이 하부 평행사변형 리프팅 스트럿(4) 대신 상부 평행사변형 스트럿(5a, 5b)에 결부된다. 리프팅 성능은 비슷하거나 또는 동일할 수 있으며, 카세트 중심선(21)과 리프팅 프레임 중심선(19) 사이의 각도가 다시 29°가 되거나 혹은 그에 근접하게 되도록 구성되기 때문에, 이와 비슷하게 사람 사용자를 위해서도 적절하다는 것을 유의해야 한다. 상기 배열은 몇몇 이유로 인해 바람직할 수 있으며, 가령, 리프팅 구성요소가 등받이(backrest) 뒤에서 위로 더 높이 위치되도록 유지하며, 따라서, 스트라이딩(striding) 및 코스팅(coasting) 때 후방 발 및 다리 편위 방향으로부터 더 많이 나온다.

도 5b는 리프팅 기구(lifting apparatus)의 각위치(angular location)에서의 또 다른 예시적인 변화를 도시한다. 이 도면에서, 리프팅 스트럿(4)이 결부되는 리프팅 스트럿(4)의 부분의 세로 중심선(58)에 대해 거의 직각으로 배열되며, 탄성 리프팅 카세트(14)는 후방에 직선으로 부착된다(sticking). 하지만, 카세트 중심선 각도(21)가 다시 리프팅 프레임 중심선(19)에 대해 29°가 되며, 단지 예시적이며 특히 기능적이지 않은 이 형태에서는 사람 페이로드를 위해 비슷하거나 또는 동일하게 적합한 리프팅 성능을 전달할 것이라는 것을 유의해야 한다.

도 5a, 5b에 도시된 것과 같이, 연장 프레임(4a)은 리프팅 스트럿(4)에 결부된 지점에서 피벗 센터(pivot center) 주위로 임의의 바람직한 각도로 회전될 수 있는데, 도 5a의 형상에서는 191°의 각도가 예시되며, 도 5b의 형상에서는 115°의 각도가 예시된다. 연장 프레임(4a)이 회전되면, 리프팅 카세트(14)가 피벗(50a, 50b, 50c, 50d)에 의해 형성된 평행사변형의 내부 또는 외부에 원하는 대로 위치될 수 있다.

리프팅 카세트(14), 연장 프레임(4a) 및 그에 관련된 평행사변형 구성을 포함하는 리프팅 유닛은 평행사변형 리프팅 구조가 사용될 수 있는 그 밖의 분야, 즉 단지 본 명세서에 기술된 엘리베이팅 리프팅 체어에만 제한되는 것이 아니다. 달리 말하면, 본 명세서에 기술된 리프팅 유닛들은 본질적으로 상기 기기가 제공하는 리프팅 기능(lifting function)을 필요로 하는 다른 장치들에 일체형으로 구성될 수 있는 자립형 메커니즘이다. 가령, 리프팅 스트럿(4)과 평행사변형 스트럿(11a, 11b)과 같이 이러한 리프팅 유닛들의 평행사변형의 면들은 구부러질 수 있거나, 혹은 통상적인 평행사변형 링크(link)들에서와 같이 직선일 수 있다. 평행사변형 면들에 있는 굽힘(bend)은 특정 용도를 위해 필요한 최적 편위(optimal excursion)가 가능하도록 구성될 수 있다. 리프팅 유닛들은 스탠드(stand) 또는 고정식 혹은 이동식 구조물 또는 심지어 사용자가 착용할 수 있는 베스트(vest)에 장착될 수 있다.

도 6a, 6b, 6c는, 사용자가 시트 모드로부터, 안장 모드 및 보행 모드로 전환할 때, 시트 높이와 뒷바퀴(17a, 17b)를 잠그고 푸는 것을 적절하게 조절하도록 구성될 수 있는 좌측/우측 팔걸이 조립체(9a, 9b)의 전개 위치를 도시한 도면들이다. 도 6a는 통상적인 팔걸이로서 사용되도록 팔걸이(9a, 9b)가 완전히 철회된 체어 모드를 도시한다. 도 6b는 부분적으로 전개된 팔걸이(9a, 9b)를 도시한다. 이물/고물 평행사변형 전개 스트럿(11a, 11b)은 불규칙한 길이로 구성되며 따라서 측면(side)으로 스윙회전될 때 팔걸이 지지 플레이트(18a, 18b)에 대해 커버 플레이트(12a, 12b)의 각도를 변경하기 시작할 것이다. 상기 팔걸이 위치는 엘리베이팅 워커 체어에 '보딩(boarding)'하기에 적합하다. 도 6c는 팔걸이(9a, 9b)의 최종 전방 전개(forward deployment)를 예시하는데, 여기서 불규칙한 평행사변형(uneven parallelogram)은 스윙회전하는 커버 플레이트(12a, 12b)를 내부 방향으로 다시 연결하여 보행을 위해 적합한 팔걸이 표면과 적절한 구속장치(restraining)를 형성한다. 도 9a, 9b, 9c)에서 볼 수 있듯이, 이러한 3개의 팔걸이 위치는 본 발명의 예시적인 실시예에서 뒷바퀴 브레이크와 시트 높이의 개별 잠금/풀림을 작동시키도록 사용될 것이다.

도 7a, 7b, 7c, 7d는, 사용자가 보딩하여 앉은 높이로 낮게 전환할 때, 엘리베이팅 워킹 체어의 신규한 팔걸이 조절 기능을 작동시켜 사용자에 의해 점진적으로 전환되는 도면들이다. 도 7a에서, 사용자는 연장된 위치에 있는 팔걸이를 움켜쥐고(바람직하게는, 뒷바퀴 브레이크가 고정된 상태로) 안장으로 접근한다. 도 7b에서, 사용자는 자신의 중량을 안장으로 옮기고 바람직하게는 자신의 시트벨트(도시되지 않음)로 고정시킨다. 또한, 연장된 팔걸이 위치는 시트 높이를 푸는 것이 바람직하다. 도 7c에서, 사용자는, 자신의 모든 중량 중 단지 수 파운드만 지지한 채로, 뒤로 살짝 기대어 시트가 내려가게 하는(descend) 것으로 볼 수 있다. 도 7d에서, 사용자는 체어 높이로 내려가고, 시트 윙들은 자동으로 외부 방향으로 전개되며, 사용자는 팔걸이를 다시 통상적인 앉은 위치로 끌어당기는데, 바람직하게는 시트 높이가 고정되고 브레이크가 풀리도록 작동시킨다(도 9a, 9b, 9c에 예시된 것과 같이).

도 8은 팔걸이(9a, 9b)가 전진 보행(forward ambulation)에 적합한 위치로 앞으로 스윙회전되고, 사용자를 둘러싸며(enclosing), 보행을 용이하게 하도록 팔걸이 표면을 제공하고, 만약 실시예에서 필요하다면, 시트 높이를 고정시키도록 작동되며, 후방 브레이크(rear brake)는 풀리는 것을 도시한다. 사용자는 통상적인 워킹에 적합한 자세에 있는 상태로 도시된다. 사용자의 건강상태(fitness) 및 활동능력의 수준에 따라, 사용자는 더 앞으로 기울이고, 자신의 더 많은 중량을 팔걸이로 이동시키며, 보다 넓은 보폭으로 스트라이딩하고, 그 보폭 사이에서 코스팅하며, 발과 다리를 연장시켜 뒤로 더 많이 지면과 접촉하도록 선택할 수 있다.

예를 들어, 도 8의 스트라이딩 위치와 도 7d의 앉은 위치 사이에서, 예시적인 높이 변화의 범위는 약 18인치 내지 약 34인치이다.

도 17은 투명한 상부 커버 플레이트(12a)를 가진 우측-손 작동식 팔걸이 조립체(9a)의 투시도로서, 길이가 불규칙한 이물/고물 평행사변형 스트럿(11a, 11b)의 편위에 의해 제공된 팔걸이 위치, 및 각각의 작동 기능들을 예시한다. 도 17a는 암 조립체가 철회된 위치에 있을 때 위에서 언급한 구성요소들의 위치를 도시한다. 도 17b는 측면으로 이동되는 팔걸이 조립체(9a)를 도시한다(바람직하게는, 우측-뒷바퀴 브레이크가 작동하기 시작). 도 17c는 측면으로 완전히 연장된 팔걸이(9a)를 도시한다(바람직하게는, 리프팅 기능을 풀고, 완전한 제동 기능을 구현). 도 17d는 최전방 위치에 있으며 이에 따라 상부 커버 플레이트가 사용자의 앞에서 적어도 부분적으로 연장되고, 둘러싸며, 안정화시키고, 보행 활동을 지지하며, 바람직하게는 리프팅 기능을 고정시키고 우측-손 바퀴 브레이크를 풀기 시작하는 팔걸이(9a)를 도시한다. 이러한 기능들은 도 9a, 9b, 9c에서 추가로 예시될 것이다.

도 9a, 9b, 9c는 순차적인 팔걸이 전개 위치들에 걸쳐 제동 및 리프팅-잠금 기능들을 작동시키기 위한 예시적인 메커니즘을 도시하는 팔걸이(9a)를 보여준다. 크랭크샤프트 액슬(37a, 37b)은 일체형으로 회전하도록 이물/고물 팔걸이 전개 스트럿(11a, 11b)에 고정된다. 도 9a, 9b, 9c에서 크랭크샤프트 액슬(37a, 37b)로부터 연장되는 것으로 도시된 화살표들은 크랭크샤프트 액슬과 연관된 암들의 결부 방향(attached direction)을 표시한다. 크랭크샤프트 암은 양 팔걸이 위에 점선들로 표시된 작동 와이어(36)를 끌어당기도록 구성된다. 이 점선들은 중앙 와이어-단부(wire-end)의 경로(path)를 보여주는데, 예를 들어, 4개의 통상적으로-종료되는(terminated) 자전거-타입의 브레이크 케이블(도시되지 않음)로부터의 경로를 도시한다. 크랭크샤프트 액슬(37a)에 의해 작동되며, 각각의 팔걸이 위에서 와이어(36) 중 한 단부는 통상적으로 작동되고 각각의-측면 뒷바퀴 브레이크를 풀도록 구성되는 것이 바람직하다. 와이어(36) 중 다른 단부는 크랭크샤프트 액슬(37b)을 180°만큼 반대 방향으로 구동시켜(driven), 자전거 케이블(도시되지 않음)을 통해 2개의 중복의 시트-높이 잠금부(seat-height lock)를 작동시키도록 사용될 수 있다. 시트 높이 잠금부는, 통상적인 제동 및 구속 옵션들 중에서도, 통상적인 디스크 브레이크 또는 유압 로킹 실린더를 포함할 수 있는데, 엘리베이팅 워커 체어의 리프팅 평행사변형의 상부 및 하부 편위 둘 모두를 구속하도록 작동하는 것이 바람직하다.

도 9a는 후방 앉은 위치에 있는 팔걸이 조립체(9a, 9b)를 도시한다. 양 팔걸이 위에서 크랭크샤프트 액슬(37a)에 연결된 크랭크샤프트 암은 외부 방향을 향하고(화살표로 표시한 것과 같이), 점선으로 표시된 브레이크-케이블(36)은 각각의 좌측/우측 바퀴 브레이크가 풀리도록 조절된다. 양 팔걸이 위에서 크랭크샤프트 액슬(37b)에 연결된 전방 크랭크샤프트 암은 내부 방향을 향하고, 브레이크-타입의 케이블은 시트 높이가 고정되도록 조절된다. 도 9b는 외부 방향으로 스윙회전된 팔걸이 커버 플레이트(12a, 12b)와, 도시된 것과 같이, 양 팔걸이 위에서 각각 90°만큼 회전된 크랭크샤프트 액슬(37a, 37b)과 연결 고정된 크랭크샤프트 암(화살표로 표시된)을 도시한다. 양쪽 좌측 및 우측 크랭크샤프트 암은 모두 전방으로 스윙회전되며 따라서 브레이크 와이어(36)의 단부가 연장되게 하고 각각의 좌측/우측 바퀴 브레이크와 단단히 결합되게 한다. 따라서, 각각의 좌측/우측 바퀴 제동이 동일한 쪽의 팔걸이 위치에 의해 독립적으로 조절될 수 있다는 사실에 유의해야 한다. 이에 따라, 순간적인 약간의 바퀴 제동을 독립적으로 사용하여, 각각의 좌측 또는 우측 바퀴가 지연 진행되고(retard progress) 보행 동안에 조종을 보조하게 된다. 또한, 좌측 및 우측 팔걸이(9a, 9b) 위에서, 이제, 크랭크샤프트 액슬(37b)은 후방으로 스윙회전되고 각각의 중복의 2중(dual) 시트-높이 브레이크(도시되지 않음)를 푸는 상태로 도시된다. 또한, 다른 이유로 인해 즉 앉은 위치 또는 보행 위치(각각, 도 9a 및 9c)에 있는 팔걸이는 시트가 올라가거나 내려오는 것을 효율적으로 방지할 수 있도록, 시트-높이를 푸는 것이 독립적으로 작동될 수 있고, 그리고, 시트 높이 잠금부를 풀기 위해 양 팔걸이는 모두 연장된 위치-측면 위치에 위치되어야 하며, 이에 따라 안장에 보딩하거나 또는 앉은 위치로부터 올라올 때, 또는 단지 새로운 중간 시트 위치, 가령, '바-스툴(bar-stool)' 높이를 선택할 때, 시트/안장(6)은 자유롭게 올라가고 내려가서 균형맞춘 사용자에게 최소의 노력을 하게 한다는 것을 유의해야 한다. 도 9c는 양 팔걸이가 전방으로 스윙회전되어 보행 위치가 될 때 크랭크샤프트 액슬(37a, 37b)과 연결된 크랭크샤프트 암의 위치를 도시한다. 이제, 크랭크샤프트 액슬(37a)과 연결된 크랭크샤프트 암들은 내부에 위치되며, 각각의 바퀴-브레이크 케이블을 풀게 된다. 크랭크샤프트 액슬(37b)과 연결된 크랭크샤프트 암은 각각 외부에 위치되며, 개별 시트-높이 잠금부와 결합되어, 두 발이 순간적으로 플로어로부터 떼어진다 하더라도, 예를 들어, 코스팅 동안, 또는 가령, 바-스툴 높이에서, 두 발을 선택적인 발판(도시되지 않음) 위에 둔 채, 높은 정지 위치에 릴렉스하고 있는 경우에도, 안장이 내려앉지 않고서도 보행이 구현된다. 팔걸이의 불규칙한-평행사변형 전개는, 평행사변형 스트럿(11a, 11b)의 아치형 편위(arcuate excursion)를 모방하는(mimic) 적절한 아치형의 암 운동(arm motion)에 의해, 시작된다(initiated).

도 10은 윙(6a)을 가진 접힘식 시트/안장(6) 조립체와 시트 장착 블록(7)을 도시하는 도면으로서, 어떻게 시트 장착 포스트(7a)가 시트 장착 블록(7) 내에서 회전되어, 사용자의 후방으로 스트라이딩하는 허벅지를 위한 경로를 명확하게 하기 위해 시트/안장(6)의 제한된 동적 측면-측면 스위블회전을 용이하게 할 수 있는지를 보여준다. 상기 신규한 시트-스위블회전 구조물은 활발한 보행 동안 시트(6)의 후방 폭(rear width)을 효율적으로 줄이는데, 그 이유는 교대의 허벅지가 방해를 받지 받고 전방으로 향해 다른 허벅지가 시트(6)의 삼각형 고물 단부(aft end)를 진행 방향으로부터 치우도록 스윙함으로써 생성된 트인 경로(clear path)에서 후방으로 직선 스윙하기 때문이다. 도 18a 및 18b는, 양 측면에 대해 교대로 방해받지 않는 후방 경로를 형성하기 위해 시트 포스트(7)의 축 주위로 스위블회전할 때, 접혀진 안장/시트(6)의 연속적인 하측면도이다. 본 발명의 시트(6)는 보행 동안 양쪽으로 적어도 15°까지 스위블회전하도록 구성되어, 그에 따라, 안장의 더 넓고 후방 부분이 다리 경로로부터 멀어지도록 이동하고 조여진(impelling) 다리가 접촉하는 안장의 측면 에지(side edge)는 엘리베이팅 워커 체어의 앞-고물 축에 대해 평행하게 되는 것이 바람직하다. 범퍼(도시되지 않음) 또는 스톱(stop) 또는 단지 밑으로 접혀진 시트 윙(6a, 6b)의 측면들은 시트 회전의 각도를 제한할 수 있다.

도 11a, 11b는 각각 펼쳐진 위치와 접혀진 위치에 있는 안장/시트(6)를 도시하는 도면으로서, 안장이 내려갈 때 윙 전개 스트럿(38)을 시트 모드로 텔레스코프식으로 배열함으로써(telescoping) 어떻게 시트 윙(6b)이 상부로 스윙회전되는 지를 보여준다. 이러한 2개의 동일한 스트럿은 두 시트 윙(6a, 6b)을 동시에 올리도록 제공될 수 있지만, 여기서는 명확성을 위해 오직 하나의 우측 스트럿(38)만이 도시된다. 도 11a는 스트럿(38)의 상부(내부) 텔레스코프식으로 배열된 세그먼트의 볼 조인트(38)가 시트 측면 윙(6b)의 하측면에 결부된 것을 보여주는 결부 메커니즘이 도시된다. 도 11b는 어떻게 스트럿(38)의 하부, 외부 섹션이 볼 조인트(38)와 짧은 스탠드-오프 튜브(stand-off tube)에 의해 평행사변형 리프팅 스트럿(4)의 하부 부분에 결부되며 시트 전개의 상태 동안에 상부 방향으로 윙(6b)까지의 명확한 경로를 포함하는 지를 보여준다. 텔레스코프식 튜브(38)는 안장(6)이 올라가고 윙(6b)이 아래로 접힐 때 완전히 연장된다는 사실에 유의해야 한다. 스트럿(38)은 오직 스트럿의 텔레스코프식 이동(telescopic travel)이 완전히 철회될 때 윙(6b)을 올리기 시작하며, 이때, 도 11a 및 11b에 비교하여 예시된 것과 같이, 시트(6)는 전개된 바닥을 시트 모드로 접근시킨다.

도 12a, 12b는 좌측/우측 탄성 구성요소(29a, 29b)와 선형 베어링 조립체(27a, 27b)에 의해 시트 높이와 워킹 높이 사이에서 시트 캐리지 조립체(38)를 올리고 내리는 엘리베이팅 워커 체어의 대안의 실시예를 도시한 도면이다. 도 12a는 시트(6)를 올려 안장 모드에 위치시키고, 탄성 구성요소(29b)(예를 들어, 가스 스프링)는 완전히 연장되어 좌측/우측 선형 베어링 조립체(27a, 27b)에 의해 시트 캐리지 조립체(28)가 올라가게 하고, 롤러 등받이 직물 또는 커버링(30)이 좌측/우측 등받이 인장 풀리 조립체(32a, 32b)에 의해 인장된 등받이 롤러 조립체(31) 위로 철회되게 한다. 탄성 구성요소(29a, 29b), 가령, 스프링 및 가스 스프링의 힘(force)은 탄성 구성요소가 연장되고 철회될 때 선형으로 줄어든다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 좌측/우측 선형 베어링 트랙 페어(26a, 26b)를 따라 힘을 직선으로 제공하기 위하여, 이들은 '등-탄성'이 아니며 완전히 수축될 때(또는 인장 탄성 구성요소의 경우에는 연장될 때) 가장 강력하게 들어올릴 것이다. 그에 따라, 도 12a, 12b, 12c의 선형 동력식(linearly powered) 실시예는 약간의 다리 힘을 보유하며(retain) 시트(6)가 운동의 상부에 접근할 때 손실된 리프팅 파워(lifting power)를 공급할 수 있는 사용자에게 적합할 수 있다. 도 12b는 시트 캐리지(28)가 선형 베어링 운동의 바닥에 도달하고 롤러 등받이 직물(30)이 연장되어 사용할 준비가 되었을 때 완전히 수축된 가스 스프링(29a, 29b)을 보여준다. 좌측/우측 발-작동식 캐스터 조종 발판(33a, 33b)이 전방 스위블회전 캐스터(16a, 16b)의 스위블회전하고 있는 액슬과 고정 연결되어 엘리베이팅 체어의 '사교적인 푸싱(sociable pushing)' 형태로 촉진하는데(facilitate) 도움을 주는 동적 발판(dynamic footrest)으로서의 기능을 수행하며, 사용자는 예컨대, 팔걸이(반드시 후방 핸들 대신에)를 쉽게 밀 수 있는 동반자(attending person)와의 눈-높이에 위치되거나 또는 대략 그 정도에 위치되고, 발판은 탑승자가 캐스터를 선택적으로 회전시켜 체어가 원하는 경로를 따라가게 하도록 조종할 수 있게 한다. 또한, 비-동반 탑승자(unaccompanied rider)는, 정확한 방향으로, 가령, 좁은 출입구를 통해 전진하기 위하여, 계속해서 한 다리로는 스트라이드하고(스케이트보드 스타일) 다른 다리로는 조정할 수 있는데, 이러한 방법에 의해 오직 한 캐스터만이 조종될 때 캐스터들 간의 조종 링크(steering linkage) 또는 정교한(elaborate) 조종 지오메트리(steering geometry)가 필요하지 않을 것이다.

도 12c는 시트(6)가 결부될 수 있으며 팔걸이 조립체(9a, 9b)를 작동시키는 시트 캐리지 조립체(28), 및 롤러 등받이 직물(30)를 올리고 내리기 위해 좌측/우측 선형 베어링 트랙 페어(26a, 26b) 사이에 배열된 2개의 선형 베어링 조립체(27a, 27b) 중 하나의 근접 투시도이다. 선형 베어링 조립체(27a, 27b)는 서로 맞은편에 있는 선형 베어링 트랙 페어(26a, 26b)와 접촉하여 고정되도록 장착된 테이퍼식 롤러에 의해 기능한다.

도 13a, 13b는 사용자(도시되지 않음), 탄성 동력식(resiliently powered) 페이로드 지지 암(35), 가령, Equipois, LLC사가 판매하는 '제로-G™ 지지 암', 또는 그 밖의 카운터밸런싱(counterbalancing) 또는 균형을 맞춘 암, 및 바람직하게는 도 16에 도시된 것과 같은 짐벌식(gimbaled) 산업용 페이로드의 조합된 중량(combined weight)을 위한 지지를 제공하는 본 발명의 예시적인 실시예의 내려간 전개(시트) 및 올라간 전개(안장)를 도시한다. 도 16은 예시적인 관절식 암(52)과 짐벌식 공구 홀더(54)를 도시한다. 산업용인지 또는 사용자 개인에게 매일의 임무 보조를 제공하기 위한 용도이던지 간에, 특정 용도를 위해 그 밖의 공구 홀더 및 암도 사용될 수 있다. 도 13a, 13b는 각각 2개의 리프팅 링크(lifting link)를 가진 리프팅 관절식 암을 도시한다. 각각의 링크는 리프팅 포스(lifting force)를 제공하기 위해 탄성 부재를 가진 평행사변형 형상으로 구성된다. 위에서 언급한 암은 하나 또는 그 이상의 리프팅 링크를 가질 수 있다. 사용자의 손 또는 임무를 수행하기 위해 사용자의 손을 자유로운 상태에 둘 수 있는 팔걸이가 리프팅 암의 원위 단부(distal end)에 결부되면서도, 리프팅 암에 결부되는 팔걸이에 의해 지지된다. 엘리베이팅 워킹 체어의 상기 실시예는 산업용 설비(industrial setting)에서 무거운 공구(heavy tool)의 전개를 보조할 수 있는데, 이렇게 무거운 공구의 전개는, 예를 들어, 오랜 시간의 작업 동안 연장하여 움켜쥐는 반복적인 압박(strain)으로부터 어깨 손상을 유발할 수 있다. 산업 작업자는, 임의의 특정 임무의 높이(altitude)에 따라, 작업장의 기회(workplace opportunities) 사이에서 상대적으로 용이한 보행을 위해 자신과 함께 암 및 페이로드를 '안장' 높이로, 하부 높이에서부터 시트 높이로 들어올리고, 그리고 다시 반복적으로 이 과정을 수행할 수 있다.

엘리베이팅 워킹 체어의 특정 용도 또는 실시예는 사용자와 페이로드 둘 모두의 균형을 보다 완벽하게 맞출 필요가 있으며, 따라서, 도 1에 예시된 등-탄성 평행사변형 동력식 실시예를 이용할 수 있으며, 사용자가 '집어들기 및 배치(pick and place)' 작업(또한, '자재 관리(material handling)'으로도 지칭됨)을 용이하게 수행할 수 있다. 이러한 엘리베이팅 워커 체어는, 작업자를 체어 높이로 내리고, 암과 페이로드를 결합시켜, 다리를 최소한으로 사용하여 들어올리고, 페이로드를 정지 위치로 이동시키도록 조종하여, 암을 밑으로 내림으로써(임의의 선택된 최대 높이에 위치되는 것이 바람직할 수 있음), 무거운 물품들을 집어들고, 가능한 최소한의 노력으로 이동시키며, 부상의 위험이 거의 없게 하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 과정은, 이동된 페이로드의 중량을 손으로부터 훨씬 더 튼튼한 허벅지와 종아리로 이동시켜(displace), '집어들기 및 배치' 작업에 걸쳐, 작업자 자신의 중량을 '부유'시킨다.

도 14는 최대 안장 높이를 사용자의 안쪽 솔기 측정(inseam measurement)을 위해 적합하게 설정하고, 높이 안장/시트(6)가 인접한 지지되지 않은 스탠딩 위치로부터 사용자가 쉽게 탈 수 있게 전환시키도록 적절하게 구속될 수 있게 할 뿐만 아니라 보행을 위한 최적의 안장 높이를 설정하기 위한 최대 높이 조절 나사(24)와 스트라이커 플레이트(25)를 도시한다.

도 15a, 15b, 15c는, 펼쳐진 '시트' 모드와 접혀진 '안장' 모드에서 사람 형태(human form)와 인체공학적으로 호환될 수 있도록 구부러지며, 남성 탑승자에게 적합하도록 전방이 좁고 고물(aft)의 폭이 약간 더 넓어져서 일반적으로 여성들에게 보다 편안한 접힘식 시트/안장(6)의 예시적인 실시예를 도시한다.

도 15a는, 접힐 때 안장과 같이 전방 영역에서 최적의 좁음(narrowness)을 유지하면서도 윙(6a, 6b)과 중앙 삼각형 부분이 함께 서로 결합되도록 하기 위해, 시트(6)의 약간 구부러진 평면을 허용하는 시트 접힘식 릴리프 컷-아웃(41a, 41b)을 보여주는 하측면도이다. 전방에서의 폭이 대략 1인치이고 후방에서의 폭이 6인치인 뾰족한 안장-형태로 접기 위하여 v-패턴으로 구성된 이물/고물 힌지 세트(40a, 40b)가 도시된다. 힌지 세트(40a, 40b)의 이물 및 고물 구성요소들은 서로 일렬로 위치되지만, 좌측 및 우측 접힘식 시트 릴리프 컷-아웃(41a, 41b)에 의해 그 사이에서 단절된다(interrupted). 도 15b는, 마치 상당히 큰 반경의 원통형 섹션으로부터 절단된 것과 같이, 시트(6)의 전체의 펼쳐진 상측 표면 위에 제공된(imposed) 현저히 얇은 곡선(extremely shallow curve)을 보여준다. 이렇게 큰 반경의 '마스터(master)' 곡률 및 컷-아웃(41a, 41b)과 힌지 세트(40a, 40b)와 조합의 결과는 겉천을 댄 형태(upholstered shape)로서, 이렇게 겉천을 댄 형태는 도 15c에서 한 예시적인 좁은 안장 형태로 접힐 수 있는 것으로 볼 수 있다. 겉천 재료(upholstery material), 가령, 겔 섹션(gel section) 및 탄성 커버링 재료가 사용되어, 시트(6)가 좁은 상태로 유지되지만, 안장으로 접힐 때 뿐만 아니라 시트로 펼쳐질 때에도, 편안하게 푹신하게 되는(padded) 것이 바람직하다. 또한, 비-겉천을 댄 안장(non-upholstered saddle)도 한 옵션이다.

접힐 때 이러한 마스터 곡선(master curve)의 기하학적 구성(topology)은 혼합되고(compound) 펼쳐질 때 겉천이 돌출되는 것을 방지하는 데 도움이 되는데, 이는 접힘부의 반경이 접촉되지 않는 직선 힌지 라인(hinge line) 주위에서와 같이 증가하지 않기 때문이다. 초과 재료(excess material)는 '코너를 절단(cut the corner)'할 수 있으며 접혀질 때 컷-아웃 틈(gap) 안에 집어넣고 펼쳐질 때에는 탄성적으로 릴리스될 수 있다. 또한, 강력한 가요성의 외부 커버링 재료도 서로 너무 가까이 있기 때문에 탑승자의 옷이 컷-아웃(41a, 41b)의 측면(side)에 의해 끼이지 않도록 하는 데 도움을 줄 것이다. 마스터 곡률의 반경이 줄어들고, 접힘식 릴리프 컷-아웃(41a, 41b)의 폭이 증가하면, 접혀진 안장이 점차 좁아지게 된다는 것을 유의해야 한다.

리프팅 수단(lifting means)에 관한 '등-탄성(iso-elasticity)'의 개념은 Garrett W. Brown의 다양한 특허, 가령, 미국 특허 8,066,251; 5,360,196; 7,618,016; 5435515; Re. 32,213; 6,030,130; 4,394,075; 및 4,208,028 (본 명세서에서 참조문헌으로 통합됨)에 설명된다.

본 명세서에 본 발명의 다양한 실시예들이 기술되어 있으며, 각각의 실시예들은 상이한 조합의 요소들을 가진다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예들에만 제한되는 것이 아니며, 기술된 요소들을 다양하게 조합하거나 몇몇 요소들을 삭제하거나 이러한 구성들의 균등예들도 포함할 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예들에 의해 기술되었지만, 당업자들에게는 추가적인 이점들과 변형예들이 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 기술되고 도시된 특정 예들에만 제한되지 않는다. 변형예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 가능할 것이다. 이에 따라, 본 발명은 특정의 예시적인 실시예들에만 제한하려는 것이 아니며 하기 청구항들과 그 균등예들의 사상과 범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 본 명세서에 기술되거나 혹은 도시된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 엘리베이팅 워커 체어.
2. 엘리베이팅 워커 체어에 있어서, 상기 엘리베이팅 워커 체어는:
   바퀴달린 프레임;
   리프팅 구조물을 포함하되; 상기 리프팅 구조물은:
   상기 바퀴달린 프레임에 결부된 리프팅 섀시를 포함하되, 상기 섀시는 평행사변형의 한 면(side)을 형성하는 리프팅 스트럿에 결부된 연장 프레임을 가진 평행사변형 구조를 가지며;
   리시버 바를 통해 연장 프레임에 결부된 탄성 리프팅 카세트를 포함하고;
   시트를 포함하되;
   상기 리프팅 구조물을 시트를 들어올릴 수 있으며;
   상기 시트는 시트로부터 안장으로 변환될 수 있고;
   상기 리프팅 구조물은 기능적으로 시트에 결부되어 시트가 시트/안장을 올릴 때 시트와 안장 사이에서 변환되며;
   상기 리프팅 구조물은 사용자의 중량을 카운터밸런싱(counterbalancing)하여 앉은 위치로부터 선 위치로 이동하는 것을 보조할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
3. 제2항에 있어서, 시트와 리프팅 구조물 사이의 결부는 평행사변형 암에 대한 결부인 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
4. 제1항에 있어서,
   우측 및 좌측 조립체를 가진 팔걸이/시트 백 프레임을 포함하며;
   팔걸이 조립체는 각각 2개의 피벗점(pivot point)에서 평행사변형 스트럿에 의해 팔걸이 커버 플레이트에 결부된 팔걸이 지지 플레이트를 포함하여 평행사변형을 형성하고;
   2개의 평행사변형은 상이한 길이로 구성되며, 커버 플레이트가 지지 플레이트에 대해 피벗회전할 때, 커버 플레이트와 지지 플레이트 사이의 각도는 변경되고, 커버 플레이트가 피벗회전되어 사용자의 앞으로 횡단하는(cross) 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
5. 제4항에 있어서, 팔걸이의 움직임(movement)은 바퀴 및 엘리베이팅 기능의 잠금 및 풀림을 조절하는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
6. 제1항에 있어서, 리프팅 구조물 평행사변형 면들은 구부러져서 시트가 점유하는 영역을 팽창시키고 사용자의 다리의 움직임을 위해 더 많은 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
7. 제1항에 있어서,
   리프팅 카세트는 하나 또는 그 이상의 리프팅 파워 유닛을 가질 수 있으며;
   상기 리프팅 파워 유닛은 유니버설 피팅(universal fittings)들로 교체될 수 있고;
   상기 카세트는 파워 유닛들의 상이한 조합을 수용할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
8. 제1항에 있어서, 리프팅 유닛 연장 암, 및 피벗회전되어 결부되는 리프팅 스트럿 평행사변형 면은 6.9의 길이비를 가지며, 구부러진 평행사변형 면의 길이는 한 피벗으로부터 다른 피벗까지 직선으로 측정되는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
9. 제1항에 있어서, 카세트 중심선을 따라 제공된 힘과 리프팅 연장 중심선 사이의 각도는 29° 리프팅 각도이거나, 혹은 약 27° 내지 약 31° 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
10. 제1항에 있어서, 카세트 중심선을 따라 제공된 힘과 리프팅 연장 중심선 사이의 각도는 48° 리프팅 각도이거나, 혹은 약 46° 내지 약 50° 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
11. 제1항에 있어서, 스트라이딩 위치와 앉은 위치 사이의 높이 변경 범위는 약 18인치 내지 약 34인치 사이인 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
12. 제1항에 있어서, 엘리베이팅 워커 체어는 일체형으로 회전할 수 있도록 팔걸이 커버 플레이트에 고정된 크랭크샤프트 액슬을 포함하며, 크랭크샤프트 암은 작동 와이어를 끌어당겨 바퀴 브레이크 및/또는 시트 높이 잠금부를 잠그고 풀도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
13. 제1항에 있어서, 엘리베이팅 워커 체어에 결부된 카운터밸런싱 암을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
14. 제13항에 있어서, 카운터밸런싱 암의 원위 단부에 결부된 짐벌식 공구 홀더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
15. 제13항에 있어서, 카운터밸런싱 암의 원위 단부에 결부된 팔걸이를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
16. 본 명세서에 기술되거나 도시된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 엘리베이팅 워커 체어를 사용하여 재활 치료를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 치료 방법.
17. 곡선 또는 직선 면들을 가진 평행사변형 구조물; 및
    본 명세서에 기술된 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 평행사변형 내부 또는 외부에 배열되며 평행사변형에 결부된 리프팅 카세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프팅 장치.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음의 특징들 중 하나 또는 그 이상의 특징:
    리프팅 스트럿은 상부 또는 하나 이상의 평행사변형 링크일 수 있으며;
    리프팅 성능 곡선을 조절하기 위해 리프팅 연장 중심선 및 카세트 사이에서 각도를 변경할 수 있도록 하는 카세트 액슬 슬롯;
    모터 보조, 자립식 드롭-인 모터/배터리/무선 컨트롤 유닛;
    시트를 시트 및 안장 형상 사이에서 변환하기 위한 텔레스코프식 스트럿 전개 메커니즘;
    안장이 내려갈 때 시트 내로 v-힌지를 따라 전개되는 시트 윙, 시트는 단절된 힌지를 가지고, 그 사이에는 접힘식 시트 릴리프 컷-아웃이 제공되며;
    상부 시트 높이는 스트라이커 플레이트에 대해 조절된 나사에 의해 제공하고;
    상기 시트는 스위블회전되며;
    시트 스위블회전의 크기는 조여진 다리가 접촉하고 있는 안장의 측면 에지가 장치의 이물-고물 축에 대해 평행하게 되도록 설정될 수 있고;
    수직축 주위로의 시트 회전 크기는 약 30°(우측 및 좌측 15°씩)이며;
    시트의 각회전(angular rotation) 크기는 범퍼 또는 스톱에 의해 제한되거나;
    또는
    최대 높이 및 최소 높이 래치에 의해 제한되는 특징.
19. 엘리베이팅 워커 체어에 있어서, 상기 엘리베이팅 워커 체어는:
    바퀴 상의(on wheels) 프레임;
    통상적인 체어 시트로 변환가능한 자전거-타입의 안장을 포함하되, 시트는 시트가 올라갈 때 안장으로 접히며;
    우측 팔걸이;
    좌측 팔걸이;
    복수의 위치를 가진 2개의 팔걸이를 포함하되, 제1 위치(통상적인)에서 바퀴는 잠겨지고; 제2 위치에서 바퀴는 풀리고 시트 높이는 고정되며(사용자가 시트 높이를 선택함); 제3의 전방 위치에서는 안장의 높이는 고정되고 바퀴는 풀려져서 사용자가 팔걸이 위에서 앞으로 약간 기울일 수 있게 해 주며;
    팔걸이들의 움직임에 의해 작동될 수 있으며 선택적으로는 완전한 제동력(braking power)을 제공할 때 시트 높이가 풀려져서 사용자가 앉은 위치로 내려가도록 하는 제동 메커니즘을 포함하고;
    조종에 영향을 주도록 구성된 발판을 포함하되;
    상기 장치는 사용자가 보행을 위해 자신의 다리를 사용할 수 있고, 스탠딩 위치 또는 거의 스탠딩 위치에서 정상 또는 거의 정상적인 걸음걸이(gait)를 이용할 수 있도록 구성되며;
    안장은 위아래로 조절될 수 있으며 사용자의 중량의 비율(proportion)을 수용하도록 로딩된(loaded) 스프링으로서;
    예를 들어, 가스 스프링 및 선형 베어링에 의해 시트 높이를 올리기 위한 파워-엘리베이팅 메커니즘을 포함하되;
    시트/안장은, 접힐 때, 전방에서의 폭이 대략 1인치이고 후방에서의 폭이 6인치인 '뾰족한' 안장-형태로 제공되는 v-패턴의 이물/고물 힌지를 가지고;
    시트 높이 잠금 및 바퀴 제동 메커니즘은:
    결부된 케이블과 함께 팔걸이가 피벗회전되는 2개의 고정 지점들 상에 제공된 캠들을 포함하되;
    제1 캠은 눈(eye)에 의해 '보우 스트링(bow string)'에 결부된 케이블을 끌어당길 수 있으며, 상기 '보우 스트링'은 브레이크와 결합되고, 팔걸이를 정상 위치 뒤로 밀어서 상기 캠의 '오버 센터(over center)'가 브레이크를 풀며;
    제2 캠은 제1 캠에 대해 180°로 배열되어, 팔걸이가 전방으로 밀어져서 지닝 위치(zeening position)으로 가면, 시트-백 로프를 클리트(cleat)로 끌어당기며, '오버 센터(over center)'에서 작동하여 팔걸이가 고물로 끌어당겨질 때에도 시트 높이가 고정되고;
    각각의 바퀴 브레이크는 독립적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.
20. 평행사변형 마운트(parallelogram mount)를 위로 편향시키는 탄성 구성요소에 의해 제공된 리프팅 파워를 가진 엘리베이팅 워커 체어에 있어서,
    평행사변형 마운트는 시트 조립체의 바닥 포스트(bottom post)와 후방 구조 아치(rear structural arch) 사이에서 연장되며;
    하부 '시트' 위치에서, 평행사변형은 탑승자(rider)의 중량에 의해 하부로 편향되고;
    상부 위치에서, 탑승자는 '안장' 위치로 올라가며;
    선택적으로는, 상기 리프팅 파워는 탄성 구성요소의 종료 지점(termination point)을 올리고 내림으로써 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이팅 워커 체어.

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