KR20170143236A

KR20170143236A - 한 손 제어가 가능한 휠체어

Info

Publication number: KR20170143236A
Application number: KR1020160077180A
Authority: KR
Inventors: 김헌영; 김진완; 김봉우; 김승화; 조윤형
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-29

Abstract

본 발명에 의하면, 좌석부를 구비하는 프레임(110); 상기 프레임에 설치되는 구동계(120); 및 상기 프레임의 양측에 각각 위치하는 두 구동 바퀴(180a, 180b)를 포함하며, 상기 구동계는 상기 두 구동 바퀴와 연결되는 차동기어(130)와, 상기 프레임의 일측에 회전 가능하게 위치하는 제어 스틱(150)과, 상기 제어 스틱의 회전을 상기 차동기어(130)로 전달하는 동력 전달부(160)와, 상기 두 구동 바퀴의 각각에 설치되는 두 브레이크(170a, 170b)를 구비하며, 상기 제어 스틱(150)에는 상기 두 브레이크 각각을 독립적으로 조작하기 위한 브레이크 조작 레버(155a, 155b)가 설치되는 휠체어가 제공된다.

Description

한 손 제어가 가능한 휠체어 {WHEELCHAIR CONTROLLABLE WITH ONE HAND}

본 발명은 휠체어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠체어에 구비되는 스틱을 이용하여 휠체어의 구동, 제동 및 주행 방향을 제어할 수 있는 휠체어에 관한 것이다.

일반적으로 휠체어는 장애인, 환자 및 노약자의 이동을 돕는 의료기구로서, 착석자가 양쪽 바퀴 각각에 일체로 형성된 링 형태의 손잡이를 양손으로 각각 회전시켜서 이동하게 된다. 하지만, 한 손의 사용이 불편한 사람의 경우 통상적인 휠체어는 사용이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1314276호에는 한손으로 구동이 가능한 휠체어의 구조가 개시되어 있다. 하지만, 상기한 선행기술의 경우 링 형태의 구동 핸들을 사용하기 때문에, 휠체어의 구동을 위해 여전히 상당한 힘이 필요하게 된다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1314276 "한손 구동 휠체어" (2013.10.02.) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0472749 "다기능 휠체어" (2005.03.10.)

본 발명의 목적은 한 손으로 구동, 제동 및 주행 방향을 제어하여 한 손이 불편한 환자도 쉽게 사용할 수 있는 휠체어를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

좌석부를 구비하는 프레임(110); 상기 프레임에 설치되는 구동계(120); 및 상기 프레임의 양측에 각각 위치하는 두 구동 바퀴(180a, 180b)를 포함하며, 상기 구동계는 상기 두 구동 바퀴와 연결되는 차동기어(130)와, 상기 프레임의 일측에 회전 가능하게 위치하는 제어 스틱(150)과, 상기 제어 스틱의 회전을 상기 차동기어(130)로 전달하는 동력 전달부(160)와, 상기 두 구동 바퀴의 각각에 설치되는 두 브레이크(170a, 170b)를 구비하며, 상기 제어 스틱(150)에는 상기 두 브레이크 각각을 독립적으로 조작하기 위한 브레이크 조작 레버(155a, 155b)가 설치되는 휠체어가 제공된다.

상기 동력 전달부는 상기 제어 스틱과 상호작용하도록 결합되는 래칫 기어부(161)와, 상기 래칫 기어부의 회전을 상기 차동기어로 전달하는 회전력 전달 수단(165)을 구비할 수 있다.

상기 회전력 전달 수단은 상기 래칫 기어부와 함께 회전하는 구동 스프로킷(166)과, 상기 차동기어와 함께 회전하는 종동 스프로킷(167)과, 상기 구동 스프로킷의 회전을 상기 종동 스프로킷으로 전달하는 엔드리스 체인(168)을 구비할 수 있다.

상기 래칫 기어부는 유효 회전 방향을 전환할 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 일측에 위치하는 제어 스틱과, 제어 스틱의 회전을 차동기어로 전달하는 동력 전달부와, 제어 스틱에 마련되어서 두 구동 바퀴에 각각 설치된 브레이크를 조작하는 조작 레버가 구비되므로 휠체어 착석자가 한손으로 전·후진, 제동 및 주행 방향 제어가 모두 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휠체어의 구동계를 별도로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 차동기어의 내부를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어가 사시도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어(100)는 프레임(110)과, 프레임(110)에 설치되는 구동계(120)와, 구동계(120)에 결합되는 2개의 구동 바퀴(180a, 180b)와, 프레임(110)에 결합되는 2개의 보조 바퀴(190a, 190b)를 포함한다. 본 발명의 휠체어(100)는 구동계(120)에 구비되는 하나의 제어 스틱(150)을 이용하여 휠체어(100)의 주행, 제동 및 방향 전환이 가능하도록 구동계(120)를 구성한 것이 특징으로서, 구동계(120)를 제외한 나머지 구성 즉, 프레임(110), 2개의 구동 바퀴(180a, 180) 및 2개의 보조 바퀴(190a, 190b)는 통상적인 휠체어에서 사용되는 것과 동일하다. 본 실시예에서는 구동계(120)를 중심으로 설명되며, 구동계(120)를 제외한 나머지 구성에 대해서는 간단하게 설명되지 않거나 설명이 생략될 수 있다.

프레임(110)은 통상적인 휠체어에서 사용되는 구조로서, 좌석부(111), 등받이부(112) 및 발 받침부(113) 등을 구비한다.

구동계(120)는 프레임에 설치되어서, 휠체어(100)에 앉은 착석자가 휠체어(100)의 주행, 제동 및 방향 전환이 가능하도록 한다. 도 2에는 구동계(120)가 별도로 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 구동계(120)는 차동기어(130)와, 차동기어(130)에 결합된 2개의 휠 샤프트(140a, 140b)와, 제어 스틱(150)과, 제어 스틱(150)의 회전력을 차동기어(130)로 전달하는 동력 전달부(160)와, 2개의 브레이크(170a, 170b)를 구비한다.

도 3에는 차동기어(130)의 구조가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 차동기어(130)는 통상적으로 사용되는 차동기어의 구조로서, 회전축선(A)을 중심으로 회전 가능한 케이스(131)와, 케이스(131)의 내부에 회전축선(A)을 중심으로 회전가능하게 설치되고 서로 대향하도록 배치되는 두 사이드 기어(132a, 132b)와, 케이스(131)의 내부에 대향하도록 배치되며 두 사이드 기어(132a, 132b)와 베벨기어 방식으로 결합되는 두 피니언 기어(136a, 136b)를 구비한다. 두 사이드 기어(132a, 132b) 중 하나의 사이드 기어(132a)의 결합 샤프트(133a)는 회전축선(A)을 따라 케이스(131)의 바깥쪽으로 연장되어서 두 휠 샤프트(140a, 140b) 중 하나의 휠 샤프트(140a)와 결합되며, 나머지 하나의 사이드 기어(132b)의 결합 샤프트(133b)는 회전축선(A)을 따라 케이스(131)의 바깥쪽으로 연장되어서 두 휠 샤프트(140a, 140b) 중 나머지 하나의 휠 샤프트(140b)와 결합된다. 두 피니언 기어(136a, 136b) 각각의 회전 샤프트(137a, 137b)는 회전축선(A)에 대한 반경방향 바깥으로 연장되어서 케이스(131)에 회전가능하게 결합된다.

도 2를 참조하면, 두 휠 샤프트(140a, 140b)는 프레임(110)에 베어링에 의해 회전가능하게 결합되며, 두 휠 샤프트(140a, 140b) 각각에 2개의 구동 바퀴(180a, 180b)가 결합된다. 두 휠 샤프트(140a, 140b) 각각에 차동기어(130)의 두 결합 샤프트(133a, 133b)가 각각 동축 결합된다.

제어 스틱(150)은 프레임(110)의 일측에 회전축선(A)과 평행한 구동축선(B)을 중심으로 회전가능하게 결합된다. 제어 스틱(150)은 구동축선(B)에 대해 반경방향으로 길게 연장되는 형태로서, 제어 스틱(150)의 구동축선(B)에 대한 회전은 동력 전달부(160)에 의해 차동기어(130)로 전달되어서 휠체어(100)를 주행시키게 된다. 제어 스틱(150)은 끝단부에 위치하는 손잡이부(151)와, 손잡이부(151)의 근처에 설치되는 2개의 브레이크 조작 레버(155a, 155b)를 구비한다. 휠체어 착석자는 손잡이부(151)를 손으로 잡고 제어 스틱(150)을 회전시킬 수 있으며, 2개의 브레이크 조작 레버(155a, 155b)를 각각 조작하여 2개의 브레이크(170a, 170b)의 작동을 독립적으로 조작할 수 있다.

동력 전달부(160)는 제어 스틱(150)의 회전력을 차동기어(130)로 전달한다. 동력 전달부(160)는 구동축선(B) 상에 위치하여 제어 스틱(150)과 상호 작용하도록 결합되는 래칫 기어부(161)와, 래칫 기어부(161)의 회전을 차동기어(130)로 전달하는 회전력 전달 수단(165)을 구비한다.

래칫 기어부(161)는 제어 스틱(150)의 일방향 회전만을 유효하게 회전력 전달 수단(165)으로 전달한다. 본 실시예에서 래칫 기어부(161)는 유효하게 전달되는 회전 방향을 전환할 수 있는 구조인 것이 사용되는데, 예를 들면 대한민국 등록특허 제10-0418074호에 개시된 래칫 구조가 사용될 수 있다. 래칫 기어부(161)의 방향 설정에 따라 제어 스틱(150)을 이용한 휠체어(100)의 전진과 후진 구동이 가능해진다. 도시되지는 않았으나, 제어 스틱(150)의 손잡이부(151) 근처에는 래칫 기어부(161)의 유효 회전 방향을 전환할 수 있는 스위치가 마련되는 것이 바람직하다.

회전력 전달 수단(165)은 래칫 기어부(161)의 회전을 차동기어(130)로 전달한다. 회전력 전달 수단(165)은 래칫 기어부(161)와 함께 회전하는 구동 스프로킷(166)과, 차동기어(130)의 케이스(131)와 함께 회전하도록 케이스(131)의 일측에 결합되는 종동 스프로킷(167)과, 구동 스프로킷(166)과 종동 스프로킷(167)을 연결하여 구동 스프로킷(166)의 회전을 종동 스프로킷(167)으로 전달하는 엔드리스 체인(168)을 구비한다. 본 실시예에서는 회전력 전달 수단(165)이 체인 방식인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 래칫 기어부(161)의 회전을 차동기어(130)로 전달할 수 있는 수단이라면 모두 가능하며 이 또한 본 발명에 속하는 것이다.

2개의 브레이크(170a, 170b)는 2개의 구동 바퀴(180a, 180b)에 각각 설치되어서, 제어 스틱(150)에 설치된 2개의 브레이크 조작 레버(155a, 155b)에 의해 독립적으로 작동한다.

2개의 구동 바퀴(180a, 180b)는 휠체어(100)의 후방 양측에 각각 위치하며, 두 휠 샤프트(140a, 140b)에 각각 결합된다. 2개의 구동 바퀴(180a, 180b)는 제어 스틱(150)의 회전에 의해 전진하거나 후진하도록 회전하며, 두 브레이크(170a, 170b)에 의해 각각 독립적으로 제동된다.

2개의 보조 바퀴(190a, 190b)는 휠체어(100)의 전방 양측에 각각 위치하며, 방향 전환이 용이하도록 회전할 수 있는 구조이다.

이제, 도면을 참조하여 상기 실시예를 작용 중심으로 상세하게 설명한다.

상기 구성 중심으로 설명된 휠체어(100)는 착석자가 한 손으로 전·후진 구동, 제동 및 주행 방향을 제어할 수 있는 것으로서, 직선으로 전진을 하기 위해서는 착석자가 래칫 기어부(161)의 유효 회전 방향을 전진으로 설정한 상태에서 제어 스틱(150)을 회전시켜서 밀고 당기는 동작을 반복한다. 이때, 래칫 기어부(161)의 작용에 의해 제어 스틱(150)을 밀 경우에만 그 회전력이 동력 전달부(160)를 통해 차동기어(130)로 전달되어 휠체어(100)가 전진하게 된다. 후진을 위해서는 착석자가 래칫 기어부(161)의 유효 회전 방향을 후진으로 전환하여 설정한 상태에서 제어 스틱(150)을 회전시켜서 밀고 당기는 동작을 반복한다. 이때, 래칫 기어부(161)의 작용에 의해 제어 스틱(150)을 당기는 경우에만 그 회전력이 동력 전달부(160)를 통해 차동기어(130)로 전달되어 휠체어(100)가 후진하게 된다.

주행 중 휠체어(100)를 멈추거나 속도를 늦추기 위해서 착석자는 제어 스틱(150)에 장착된 두 브레이크 조작 레버(155a, 155b) 중 하나 또는 둘 모두를 조작하여 브레이크(170a, 170b)를 작동시킨다.

주행 방향을 바꾸기 위해서, 착석자는 제어 스틱(150)에 장착된 두 브레이크 조작 레버(155a, 155b) 중 하나를 조작한 상태에서 제어 스틱(150)을 회전시켜서 밀고 당기는 동작을 반복한다. 이 경우, 차동기어(130)의 통상적인 작용에 의해 두 구동 바퀴(180a, 180b)의 회전 속도가 달라져서 휠체어(100)의 주행 방향이 바뀌게 된다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 휠체어 110 : 프레임
120 : 구동계 130 : 차동기어
150 : 제어 스틱 160 : 동력 전달부
161 : 래칫 기어부 165 : 회전력 전달 수단
170a, 170b : 브레이크 180a, 180b : 구동 바퀴
190a, 190b : 보조 바퀴

Claims

좌석부를 구비하는 프레임(110);
상기 프레임에 설치되는 구동계(120); 및
상기 프레임의 양측에 각각 위치하는 두 구동 바퀴(180a, 180b)를 포함하며,
상기 구동계는 상기 두 구동 바퀴와 연결되는 차동기어(130)와, 상기 프레임의 일측에 회전 가능하게 위치하는 제어 스틱(150)과, 상기 제어 스틱의 회전을 상기 차동기어(130)로 전달하는 동력 전달부(160)와, 상기 두 구동 바퀴의 각각에 설치되는 두 브레이크(170a, 170b)를 구비하며,
상기 제어 스틱(150)에는 상기 두 브레이크 각각을 독립적으로 조작하기 위한 브레이크 조작 레버(155a, 155b)가 설치되는 휠체어.
청구항 1에 있어서,
상기 동력 전달부는 상기 제어 스틱과 상호작용하도록 결합되는 래칫 기어부(161)와, 상기 래칫 기어부의 회전을 상기 차동기어로 전달하는 회전력 전달 수단(165)을 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어.
청구항 2에 있어서,
상기 회전력 전달 수단은 상기 래칫 기어부와 함께 회전하는 구동 스프로킷(166)과, 상기 차동기어와 함께 회전하는 종동 스프로킷(167)과, 상기 구동 스프로킷의 회전을 상기 종동 스프로킷으로 전달하는 엔드리스 체인(168)을 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어.
청구항 2에 있어서,
상기 래칫 기어부는 유효 회전 방향을 전환할 수 있는 것을 특징으로 하는 휠체어.