KR20190017809A - 윈치 기구를 갖는 이동 장치 고정 시스템 - Google Patents

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KR20190017809A
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발레다 컴퍼니 (디/비/에이 큐'스트레인트, 인크)
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Abstract

본원에서, 후방-진입 휠체어 접근 가능 차량의 램프의 위와 아래로 이동 장치(예를 들어, 휠체어, 스쿠터, 들것 등)를 당기고 조향하도록 그리고 운송 중에 이동 장치를 위한 고정을 제공하도록 구성된 윈치 기구를 갖는 전자-제어형 휠체어 고정 시스템이 제공된다. 그러한 시스템은, 휠체어 고정 지역의 전방에서 차량 내에 배치되도록 구성된 2개의 모터 동작형 전방 속박 유닛을 포함한다. 전방 속박 유닛은, 이동 장치 프레임의 전방 모서리에 연결되도록 구성된 연장 가능/견인 가능 구속체를 갖는다. 2개의 전방 속박 유닛들 사이의 모터 속력을 변경함으로써, 이동 장치가 램프 위에서 조향될 수 있다. 예를 들어, 이동 장치를 램프 위에서 당길 때, 우측 속박 유닛의 속력을 높이는 것, 좌측 속박 유닛의 속력을 늦추는 것, 또는 그 둘 모두에 의해서, 이동 장치는 좌측으로 지향될 수 있다. 유사하게, 좌측 속박 유닛의 속력을 높이는 것, 우측 속박 유닛의 속력을 늦추는 것, 또는 그 둘 모두에 의해서, 이동 장치는 우측으로 지향될 수 있다. 이동 장치가 램프 아래로 지향될 때, 모터 속력에 대한 유사한 조정이 이루어질 수 있다.

Description

윈치 기구를 갖는 이동 장치 고정 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2016년 5월 25일자로 출원되고 그 전체 내용이 본원에 포함되는 미국 특허 가출원 특허 제62/341,570호에 대한 우선권을 주장한다.
연방정부 지원 연구 또는 개발과 관련한 진술
해당 없음.
협업 연구 협정에 대한 참여자 명칭
해당 없음.
콤팩트 디스크로 제출되는 참조로 포함되는 자료
해당 없음.
본원에서 설명되고 청구된 실시예는 일반적으로 전자-제어형 윈치 기구에 관한 것으로서, 그러한 윈치 기구는, 일 실시예에서, 후방-진입 휠체어 접근 가능 차량의 램프의 위와 아래로 (본원에서 "휠체어" 또는 "이동 장치"로 상호 교환 가능하게 지칭되는) 이동 장치(예를 들어, 휠체어, 스쿠터, 들것 등)를 조향하도록 구성되고 그리고 운송 중에 이동 장치를 위한 고정(즉, 속박(tie-down) 지점)을 제공하도록 구성된다.
특히 유럽 연합에서, 차량은 점점 더 작아진다. 공간이 제한된 이러한 차량에서, 휠체어 고정 시스템의 적절한 이용이 어렵다. (개인용 이동 휠체어 접근 가능 차량의 대부분을 구성하는) 후방-진입형, 휠체어 접근 가능 차량 내의 공간과 같은 작은 공간에서, 휠체어 고정 시스템이 단순하고 안전하게 사용되는 것이 중요하다. 차량 의자로 갈아타거나 이동할 수 없는 휠체어의 탑승자는 일반적으로, 운송 중에 그들의 휠체어를 안전하게 고정하기 위해서, (휠체어 속박부 또는 휠체어 속박 조립체로도 지칭되는) 휠체어 고정 조립체에 의존한다.
좁고 한정된 휠체어 공간을 갖는 작고 보다 콤팩트한 차량에서 이용되는 기존의 고정 시스템은, 일부가 이하에서 설명되는, 많은 단점을 갖는다. (또한 후방-진입 휠체어 접근 가능 차량, WAV, Ml, 또는 미니-밴으로 알려져 있거나 그러한 것으로 지칭되는) Citroen Berlingo, Nissan NV200, 및 Peugeot Expert와 같은 후방-진입 차량은, 일반적으로, 휠체어가 차량의 고정 지역 내의 제 위치에 위치된 후에 휠체어의 전방부를 고정하기 위한 충분한 공간을 제공하지 못한다. 이러한 차량은 휠체어를 고정하기 위한 차량의 후방부 내에서 작은 "휠체어 팬(wheelchair pan)"(또는 고정 지역)만을 제공한다. 특히, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, Cardona 등의 미국 특허 제9,333,129호를 참조한다. 따라서, 후방-진입 차량 내의 완전 통합형 시스템이 휠체어 승객 뒤쪽에서 가능한 한 많이 이용할 수 있는 것이 중요하다.
또한, 후방-진입 차량은 종종, 무거운 승객 및 휠체어를 차량 내로 밀어 올리는 것에 대한 강도 요건과 관련하여 문제가 되는 램프 및 경사 바닥(종종 약 16°)을 가지고, 종종 차량 운전자 및/또는 휠체어 승객의 부상을 초래한다. 조작자는 휠체어 승객을 차량으로부터 빼낼 때 유사한 문제에 직면하고; 탑승자의 "낙하"를 방지하기 위해서 경사면을 내려가는 동안 휠체어 승객이 주의 깊게 지지되어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 전방 전기 윈치와 같은 부가적인 장치가 차량 내로의 진입을 돕기 위해서 이용된다. 그러나, 이러한 전기 윈치는 그러한 문제를 완전히 해결하지 못한다. 윈치는, 휠체어의 전방부에 대한 부착을 위해서 차량의 외측으로 연장될 수 있는 긴 케이블 또는 스트랩(예를 들어, 웨빙(webbing))을 구비한다. 이어서, 윈치를 이용하여 휠체어를 램프 위로 당긴다. 그러나, 휠체어를 램프 상에서 정렬되게 유지하기 위해서, 차량 운전자는 여전히 수작업으로 휠체어를 차량 램프 위로 조향하거나 안내하여야 한다. 이는, 차량이 완벽하게 평평한 표면 상에 거의 주차되지 않기 때문에, 그리고 또한 휠체어가 일반적으로 중량 균형 잡히지 않고, 종종 불균일한 타이어 압력을 가지고, 종종 부가적인 부속물을 가지거나 경로를 벗어나게 하는 기울임을 가지고, 및/또는 휠체어의 방향을 변경하는 휠 캐스터(caster)를 가지기 때문에, 빈번히 발생된다. 그에 따라, 운전자 및 휠체어 승객 모두의 부상 위험은 전기 윈치의 사용에 의해서 완전히 경감되지 않았다.
또한, 종래 기술의 전기 윈치는 전형적으로 차량 내에 배치된 후에 휠체어를 고정하는데 적합하지 않다. 그러한 이유로, 종래 기술의 시스템은 전형적으로, 휠체어를 적절히 고정하기 위한 필수적인 부가적인 구성요소로서, 별도의 전방 속박부를 이용한다.
본원에서 설명되고 청구된 실시예는 종래 기술의 문제의 적어도 일부를 해결한다. 예를 들어, 일 실시예는, 차량 내의 전방 좌석 아래 또는 다른 구조물에 끼워맞춤될 수 있는 2개의 전방, 전기-제어형 견인기 유닛을 포함한다. 이러한 견인기는 3가지 핵심 기능을 가질 수 있다: (1) 휠체어 전방 속박부로서 작용하고 운송 중에 휠체어를 고정하며 충돌의 경우에 (전방 및 후방 충격 동안) 휠체어를 구속하는 기능; (2) 충돌의 경우에 후방 이탈이 최소로 유지되도록 견인기 내에서 웨빙/재료를 잠금 또는 인장화시키는 기능; 및 (c) 윈치로서 작용하는 그리고 휠체어 및 승객을 제어된 방식으로 차량의 내외로 이동시키는 기능.
전자-제어형 견인기 유닛은, 승객을 수동으로 차량의 내외로 밀거나, 당기거나, 조향할 필요가 없이, 조작자(예를 들어, 차량 운전자 또는 승무원)가 승객을 차량 외부로부터 안전하게 싣고 고정하게 할 수 있을 것이다. 특히, 휠체어 승객을 수용하도록 준비된 후방-진입 차량에서, 조작자는 전방 속박부를 견인기로부터 램프 아래 및 차량 외부로 당길 것이다. 조작자는 속박부를 휠체어의 전방 구조 부재에 부착할 것이다(휠체어 승객은 물론 바퀴를 잠그지 않고 램프의 하단에 있을 것이나, 종래 기술의 시스템에서와 같이 완벽하게 정렬될 필요는 없다). 조작자는 와이어 연결된 펜던트(wired pendant) 또는 무선 제어 모듈(예를 들어, 무선, 와이-파이, 블루투스 등)를 이용하여 견인기 유닛을 원격 활성화시킬 것이다. 견인기 유닛이 모터 작동되고 승객을 램프 위로 그리고 차량 내로 당길 것이다. 조작자는 펜던트/원격체(remote) 상의 썸스틱(thumbstick)을 이용하여 상승 속력을 제어하고 램프 위의 휠체어를 조향하며, 휠체어 승객이 차량의 고정 지역 내에 위치된 후에 썸스틱을 해제함으로써 유닛을 정지시킬 것이다. 조작자는 후방 고정부(예를 들어, 수동 벨트, 견인기, 또는 다른 케이블 또는 스트랩 장치)를 휠체어의 후방 구조 부재에 부착할 것이다. 이어서, 조작자는 모터 작동형 전방 견인기 유닛을 동작시켜 시스템 내의 모든 구속체로부터 늘어짐을 제거하고 인장화하며, 탑승자 구속체를 적용하여 탑승자를 휠체어 내에 고정한다. 이어서, 휠체어 및 탑승자가 시스템에 의해서 적절히 고정될 것이고, 이 때 휠체어 승객은 그의 목적지로 자유롭게 이동할 수 있다. 도착 시에, 휠체어 승객이 밖으로 나가도록 전술한 단계들이 반대로 실시된다.
전술한 그리고 후술되는 특징 및 당업계에 알려진 다른 특징의 일부 조합을 포함하는 다른 실시예는, 그러한 실시예가 본원에서 구체적으로 식별 및 논의되지 않더라도, 특허의 범위에 포함될 것이다.
본원에서 설명되고 청구된 실시예의 이러한 그리고 다른 특징, 양태, 목적, 및 장점은 이하의 구체적인 설명, 첨부된 청구항, 및 첨부 도면을 고려할 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 초기 단계에서 경사면 속박 시스템의 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 휠체어 고정 단계에서 경사면 속박 시스템의 제1 실시예의 사시도이다.
도 3은 휠체어 고정 단계에서 경사면 속박 시스템의 제1 실시예의 정면측의 근접 사시도이다.
도 4는 휠체어 고정 단계에서 경사면 속박 시스템의 제1 실시예의 후면측의 근접 사시도이다.
도 5는 경사면 속박 시스템의 제1 실시예의 블록도이다.
도 6은 좌측 전방, 속박 유닛(커버 제거)의 제1 실시예의 상면도이다.
도 7은 우측 전방, 속박 유닛(커버 제거)의 제1 실시예의 상면도이다.
도 8은 해제 위치의 풀 스풀(full spool) 및 폴(pawl)과 함께 좌측, 전방 속박 유닛(커버 제거)의 제1 횡단면, 부분 투시도이다.
도 9는 해제 위치의 풀 스풀 및 폴과 함께 좌측, 전방 속박 유닛(커버 제거)의 제2 확대 횡단면, 부분 투시도이다.
도 10은 잠금 위치의 빈 스풀(empty spool) 및 폴과 함께 좌측, 전방 속박 유닛(커버 제거)의 제1 횡단면, 부분 투시도이다.
도 11은 잠금 위치의 빈 스풀 및 폴과 함께 좌측, 전방 속박 유닛(커버 제거)의 제2, 확대 횡단면, 부분 투시도이다.
도 12는 경사면 속박 시스템의 제1 실시예를 위한 제어 패널의 제1 실시예의 정면도이다.
도 13은 경사면 속박 시스템의 제1 실시예를 위한 조이스틱의 제1 실시예의 사시도이다.
도 14는 경사면 속박 시스템의 제1 실시예의 제어 패널 및 조이스틱의 제2 실시예의 사시도이다.
도 15는 회전 웨빙 안내부 및 활주 웨빙 차폐부를 포함하는 속박 유닛의 제2 실시예의 사시도이다.
도 16은 파편 진입을 방지하기 위한 플랩(flap) 또는 분진 커버를 포함하는 속박 유닛의 제3 실시예의 사시도이다.
도 17은 파편 진입을 방지하기 위한 브러시 부재를 포함하는 속박 유닛의 제4 실시예의 사시도이다.
도 18은 장치의 용이한 교환을 가능하게 하는 특징부를 갖는 속박 유닛의 제5 실시예의 사시도이다.
도 19는 제5 실시예의 제2 사시도이다.
도 20은 제5 실시예의 상면도이다.
도 21은 선회 브래킷의 사시도이다.
도 22는 후크 저장 브래킷의 정면도이다.
도 23은 개장 브래킷(retrofit bracket)의 사시도이다.
도 24는 광 커튼(light curtain)을 포함하는 속박 시스템의 대안적인 실시예의 사시도이다.
도 25는 압력 센서를 포함하는 속박 시스템의 다른 대안적인 실시예의 사시도이다.
도 26은, (도 1의 실시예에서와 같이, 휠체어 고정 지역에 인접한) 속박 유닛의 전방측에서 스풀을 보여주고, 웨빙을 스풀의 상단에서 제거함으로써 얻어진 공간 절약을 나타내는, 속박 유닛의 실시예의 내부 구성요소의 측면도이다.
도 27은, (도 6의 실시예에서와 같이, 휠체어 고정 지역에 대향된) 속박 유닛의 후방측에서 스풀을 보여주고, 모터를 스풀과 휠체어 고정 지역 사이에 배치함으로써 얻어진 공간 절약을 나타내는, 속박 유닛의 실시예의 내부 구성요소의 측면도이다.
도 28은, 하나의 중앙에 위치된 윈치 유닛과 대조적으로, 2개의 이격된 속박 유닛을 이용함으로써 달성된 공간 절약을 나타내는, 경사면 속박 시스템의 실시예의 상면도이다.
도면이 반드시 실체 축척이 아니라는 것 그리고 실시예가 종종 도식적 심볼, 가상의 선, 도표 및 단편도에 의해서 도시된다는 것을 이해하여야 한다. 특정 경우에, 본원에서 설명되고 청구된 실시예의 이해에 필요하지 않은 또는 다른 상세 부분의 인지를 어렵게 하는 상세 부분이 생략되어 있을 수 있다. 물론, 본원에서 설명된 발명이 예시된 특별한 실시예로 반드시 제한되는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 사실상, 당업자는, 청구범위의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 본원에서 도시되고 설명된 실시예와 유사하고 균등한 많은 대안적인 구성을 고안할 수 있을 것이다.
도면에 관한 이하의 상세한 설명에서, 유사한 번호를 이용하여 도면들의 유사한 또는 비슷한 부품을 지칭할 것이다.
먼저 도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시예의 경사면 속박 시스템(50)은, 비제한적으로, 2개의 전자-제어형 전방 속박 유닛(100), 제어기(200), 제어 패널(300), 조이스틱(400), 및 2개의 후방 속박 유닛(500)을 포함한다. 경사면 속박 시스템(50)은 휠체어(70)를 승차 및 구속하기 위해서 후방 진입 차량의 휠체어 팬(55)에서 이용하도록 구성되나, 그러한 특별한 적용예로 제한되지 않는다.
특히, 2개의 전방 속박 유닛(100) 및 2개의 후방 속박 유닛(500)은 휠체어(70)를 차량 내에 고정하기 위한 4-점식 휠체어 고정 시스템으로의 역할을 한다. 그러나, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 전방 속박 유닛(100)은 제어된 그리고 조향 가능한 방식으로 휠체어(70)를 차량 램프(60)의 위와 아래로 윈칭하는 부가적인 기능을 위한 역할을 한다. 의심의 여지를 피하기 위해서, 본 시스템의 신규 특징은, 4개보다 많거나 적은 휠체어에 대한 부착점을 이용하는 시스템에 통합될 수 있다.
도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 전방 속박 유닛(100)의 제1 실시예는, 독립적으로 제어될 수 있는 모터 작동형 견인기를 포함한다. 전방 속박 유닛들(100)은 본질적으로 서로 거울 상일 수 있고, 각각은 권선된 구속체(102)를 유지하기 위한 래칫형 스풀(ratcheted spool)(110)을 포함한다. 스풀(110) 상의 구속체(102)의 양을 검출하도록, 조정 가능한 구속체 센서가 제공된다. 보다 특히, 개시된 실시예에서, 구속체 센서는, 유효할 때, 스풀(110) 상으로 코일로 감긴 구속체(102)의 직경을 감지하기 위해서 구속체(102)의 표면 상에 놓이는 롤러 부재(120)를 포함한다. 개시된 실시예에서, 롤러 부재(120)는, 스풀(110) 상의 구속체(102)의 직경이 특정 한계까지 증가될 때, 접촉 스위치(125)와 결합되고, 그에 의해서 제어기(200)가 반응하여 전방 속박 유닛(100)의 모터를 디스에이블링시키고 승객, 휠체어(70), 속박 시스템(50), 및/또는 차량의 손상을 방지할 수 있다. 특히, 도 8 및 도 9를 참조하면, 롤러 부재(120)는 구속체(102)에 의해서 밀려서 접촉 스위치(125)와 결합되고, 도 10 및 도 11에서, 스풀은 비어 있고 롤러 부재(120)는 접촉 스위치(125)와 결합되지 않는다. 특히, 접촉 스위치(125)는 나사(128)를 이용하여 위치 조정될 수 있고, 그에 따라 센서 한계가 적용예-특정 공간 제약을 기초로 설정될 수 있다. 그러나, 스풀 크기를 결정하기 위한 광학장치 또는 다른 센서 기술을 이용하는 것을 포함하는, 다른 균등한 센서가 이용될 수 있다. 또한, 유사한 센서를 이용하여, 휠체어(70)가 적용예 내의 여러 위치에, 예를 들어 차량 내의 최적 위치에 위치되었을 때, 램프(60)의 중간 위에 있을 때 또는 도로-높이와 같은 램프의 기부에 위치되었을 때를 결정할 수 있다. 이러한 센서는, 전술한 바와 같이, 손상 또는 부상을 방지하도록 설계된 센서와 조합되어, 또는 대안적으로 이용될 수 있다.
래칫형 스풀(110)은 구속체(102)를 견인하기 위해서 파워 스프링 조립체(130)에 의해서 스프링-편향되고, 감속 기어 및 체인 메커니즘(150)을 통해서 모터(140)에 의해서 양 회전 방향으로 동력 공급된다. 잠금 폴(160)은 래칫형 스풀(110)의 스프로켓과의 결합을 위한 스프링을 구비한다. 그 디폴트인, (도 10 및 11에 도시된 바와 같은) 스프링-편향된 위치에서, 잠금 폴(160)은 래칫형 스풀(110)과 결합되고 구속체(102)가 속박 유닛의 외부로 당겨지는 것을 방지한다. 그러나, 잠금 폴(160)은 도 8 내지 도 11에 도시된 해제 메커니즘을 통해서 잠금 해제 위치로 이동될 수 있고, 그에 의해서 구속체(102)가 스풀(100)로부터 풀릴 수 있고 속박 유닛(100)을 외부로 당길 수 있다. 실제로, 해제 메커니즘은, 기어 모터(180)에 의해서 동력을 공급 받는 나사산형 샤프트(175)의 길이의 일부를 가로지르는 너트(170)를 이용한다. 그 범위의 일 단부에서, 너트(170)는 잠금 폴(160)과 결합되도록 그리고, 제1 접촉 스위치(또는 근접도 스위치 또는 다른 균등 센서)(190)를 격발할 때까지, 래칫형 스풀(110)과의 결합 외측으로 잠금 폴을 밀도록 구성된다(도 8 및 도 9 참조). 그 범위의 타 단부에서, 너트(170)는 제2 접촉 스위치(또는 근접도 스위치 또는 다른 균등한 센서)(195)를 격발하고, 여기에서 너트(170)는 잠금 폴(160)과의 결합을 벗어나거나, 잠금 폴(160)이 래칫형 스풀(110)의 스프로켓과 달리 결합될 수 있게 한다(도 10 및 도 11 참조).
도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 구속체(102)는 래칫형 스풀(110) 주위로 권선되고, 그에 따라 구속체는 스풀의 상단을 떠난다. 또한, 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 래칫형 스풀(110)은 휠체어(70)에 대향되는 속박 유닛(100)의 단부 또는 측면에 배치되고, 그에 의해서 모터(140)는 래칫형 스풀(110)과 휠체어(70) 사이에 배치된다. 래칫형 스풀(110)은 속박 유닛(100)의 후방 단부 또는 측면에(예를 들어, 의도된 구성에서, 차량의 전방부를 향해서) 배치될 수 있다. 참조로 포함된 미국 특허출원 제15/339,360호에서 더 구체적으로 설명된 바와 같이, 이러한 구성은 휠체어 고정 시스템에서 공간 절약을 제공할 수 있고, 여기에서 스풀의 하단부로부터 웨빙을 제공하고 휠체어에 가장 가까운/근접한 속박 유닛의 전방 단부 또는 측면에서 스풀을 제공하는 종래 기술의 시스템과 대조적으로, 웨빙은 이상적으로 견인기와 휠체어 사이에서 약 35 내지 55°의 각도로 연장되어야 한다. 도 1 및 도 8에 도시된 설계에 의해서 달성되는 공간 절약이 도 26 내지 도 28에 가장 잘 도시되어 있다. 도 26에서 구체적으로 도시된 바와 같이, 스풀의 하단부 대신, 래칫형 스풀(110)의 상단부로부터 웨빙을 취함으로써, 스풀로부터 취하는(take-off) 지점은, 스풀의 선행 단부 대신, (의도된 구성에서, 차량의 전방부를 향해서 또는 휠체어로부터 가장 먼 지점에서) 스풀의 후행 단부로 이동되고, 약 D1의 공간 절약이 실현된다. 다시 말해서, 휠체어를 적절히 고정하는데 필요한 휠체어 고정 지역의 크기는, 하단으로부터 대신, 래칫형 스풀(110)의 상단부로부터 웨빙을 취함으로써, 약 D1의 길이만큼 감소될 수 있다. 또한, 도 27에 구체적으로 도시된 바와 같이, 모터(140)를 래칫형 스풀(110)과 휠체어(70) 사이에 배치함으로써, 래칫형 스풀(110)은 속박 유닛(100)의 후방 단부 또는 측면에 배치되고, 약 D2의 부가적인 공간 절약이 실현된다. 다시 말해서, 휠체어를 적절히 고정하는데 필요한 휠체어 고정 지역의 크기는, 휠체어 고정 지역에 대향되는 속박 유닛(100)의 후방 단부 또는 측면에 래칫형 스풀(110)을 배치함으로써, 약 D2의 길이만큼 감소될 수 있다.
또한, 도 2, 도 3 및 도 28에 구체적으로 도시된 바와 같이, 하나의 중앙에 위치된 윈치 유닛을 이용하는 종래 기술의 시스템에 대비하여, 2개의 분리된 속박 유닛(100)을 가지는 본 실시예에 의해서 공간 절약이 실현될 수 있다. 발 받침이 유닛들을 분리하는 공간에 진입할 수 있음에 따라, 2개의 이격된 유닛의 이용은, 발 받침을 갖는 휠체어가 고정 지역 내에서 앞으로 더 당겨질 수 있게 한다. 대조적으로, 동일 공간을 달리 점유할 수 있는 종래 기술의 유닛에서는 이러한 것이 가능하지 않을 수 있다.
도 12 내지 도 14는 제어 패널(300) 및 조이스틱(400)의 실시예를 도시하고 설명한다. 제어 패널(300)은 시스템(50) 모드를 스위칭하기 위한 버튼을 가지며, 조이스틱(400)이 놓이는 위치를 제공할 수 있다. 조이스틱(400)은 전방 속박 유닛(100)의 동작을 제어하기 위해서 그리고 승차 및 하차 중에 휠체어(70)를 조작(조향)하기 위해서 이용된다. 일반적으로, 제어 패널(300)은 2개의 버튼을 포함하고, 제1 버튼(310)은 잠금 또는 "최종 압착(final squeeze)" 버튼이고, 제2 버튼(320)은 잠금 해제 또는 해제 버튼이다. 제어 패널(300)은 또한, 시스템 조건 또는 모드를 반영하는 하나 이상의 표시 조명등(330)을 포함한다. 일 실시예에서, 제어 패널(300)은 승차(위로 진행), 하차(아래로 진행), 오류 코드(예를 들어, 점멸되는 조명의 패턴이 특정 오류를 나타낼 수 있다), 및 인터록(interlock)(예를 들어, 차량이 안전하게 이동되면, 잠금 모드에 있고 조이스틱/동작이 디스에이블링되었다는 것을 나타내기 위해서 유닛이 점멸될 수 있다)을 사용자에게 알리는 LED 표시부를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 조명등이 차량 내의 다른 구조물에 위치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어 패널(300) 또는 차량 내의 다른 구조물은, 시스템(50)을 재부팅하기 위한 그리고 (예를 들어, 오류 코드가 발생된 경우에) 정상 동작을 재활성화시키기 위한 리셋 스위치를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제어 패널(300) 상의 모든 버튼을 동시에 누르는 것이 시스템을 리셋시키도록, 시스템(50)이 프로그래밍될 수 있다. 조이스틱(400)은 (도 11 및 도 12에서 조이스틱(400)의 대향 측면에 은폐된) 데드-맨(dead-man)(또는 격발) 버튼(410) 및 썸스틱(420)과 같은 다-축 제어기, 또는 터치패드, 화살표 버튼, 트랙 볼, 또는 휠과 같은, 다른 균등한 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 제어 패널(300)은, 조이스틱(400)이 분실 또는 파괴된 경우에, 탑승자의 승차 및 하차를 위한 백업(backup)으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 목적을 위한 역할을 하도록, 제1 및 제2 버튼(310, 320)이 조합된 기능을 가질 수 있고, 여기에서 그러한 버튼은 승차, 하차, 최종 압착, 초기 해제, 및 벨트 해제를 위해서 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 배열에서, 2개의 속박 유닛(100)의 개별적인 제어는 가능하지 않을 수 있다. 2개의 속박 유닛(100) 모두가 동시에 동일 방향으로 활성화될 수 있다. 이러한 결과를 피하기 위해서, 다수의 방향 버튼(예를 들어, 위, 아래, 좌측, 우측)이 제어 패널(300) 또는 차량 내의 다른 구조물에 제공될 수 있고, 그에 따라, 조이스틱(400)의 분실 또는 파괴의 경우에도, 2개의 속박 유닛(100)의 개별적인 제어 및 그에 따른 램프(60) 위/아래로의 탑승자의 조향이 가능해질 것이다.
도 5를 이제 참조하면, 제어기(200)는, 2개의 전방 속박 유닛(100)의 각각과 그리고 제어 패널(300) 및 조이스틱(400)에 전기적으로 연결되고 그와 양방향 통신한다. 개시된 실시예에서, 제어기(200)는 프로그래밍 가능 모터 제어기이다. 바람직한 실시예에서, 시스템(50)은 몇 개의 모드: 아이들, 해제, 휠체어 승차, 휠체어 도킹, 휠체어 언도킹(undock), 휠체어 하차, 및 고장을 갖도록 프로그래밍된다.
아이들 모드는 디폴트 시스템 조건이다. 시스템(50)은 온되고 동작되지는 않는다. 썸스틱(420)은 중심 위치에 있고, 데드-맨 버튼(410)은 결합되지 않는다.
해제 모드에서, 휠체어는 램프의 하단에 위치되고, 제어기(200)는 구속체(102)가 휠체어로부터 해제되게 하며, 이는 조작자가 구속체(102) 및 휠체어 부착부(104)(예를 들어, 후크)를 전방 속박 유닛(100)으로부터 인출할 수 있게 하고 이를 휠체어(70)에 고정할 수 있게 한다. 차량 조작자는, 2개의 버튼(310 및 320) 모두를 동시에 누름으로써, 시스템(50)을 해제 모드에 위치시킬 수 있다. 버튼 누름에 응답하여, 제어기(200)는 폴 해제 메커니즘이 폴(160)을 래칫형 스풀(110)과의 결합으로부터 밀어 내게 할 것이고, 그 이후에 미리 결정된 시간량 동안 반대로 전방 속박 유닛(100)의 주 모터(140)를 활성화시킨다. 구속체(102)를 전방 속박 유닛(100)으로부터 인출하고 휠체어(70)에 고정하는데 30초면 충분한 것으로 확인되었다. 미리 결정된 시간량이 경과한 후에, 제어기(200)는 모터(140)를 정지시키고 폴 해제 메커니즘이 폴(160)을 래칫형 스풀(110)과 재결합시킬 수 있게 한다. 해제 모드는 약 1초 동안 썸스틱을 전방으로(즉, 관점에 따라, 위쪽으로) 이동시킴으로써, 또는 시스템(50)을 아이들 모드로 복귀시키는 버튼(310 또는 320)을 누름으로써, 중단될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 속박 유닛(100)은 완전 해제되도록 설계될 수 있고, 여기에서 모터(140)는 반대로 동작될 필요가 없을 것이고, 이는 구속체(102)가, 모터(140)의 속력으로 제한되지 않고, 신속하게 취해지게 할 수 있다.
승차 모드에서, 제어기(200)는 전방 속박 유닛(100)이 휠체어를 차량의 램프(60) 위로 당기게 한다. 조작자는, 데드-맨 버튼(410)을 누르고 유지함으로써 그리고 썸스틱(420)을 조이스틱 상에서 전방(위쪽)으로 조정함으로써, 시스템(50)이 승차 모드가 되게 한다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 잠금 폴(160)이 래칫형 스풀(110)과 결합되게 할 것이다(이미 결합되지 않은 경우). 제어기는 또한 휠체어를 차량의 램프(60) 위로 당기기 위해서 전방 속박 유닛(100)의 모터(140)와 결합될 것이다. 모터의 속력은, 썸스틱(420)이 전방으로 얼마나 멀리 밀리는지에 따라 조정될 것이다(썸스틱이 중심으로부터 전방으로 멀리 밀릴수록, 모터가 더 빨리 동작될 것이고 휠체어(70)가 램프 위로 더 빨리 당겨질 것이다). 승차 중에, 조작자는, 썸스틱(420)을 전방으로 계속 미는 것에 의해서 그리고 필요에 따라 조향을 교정하기 위해서 좌측으로 썸스틱(420)을 서서히 조정하는 것에 의해서, 휠체어(70) 경로에 대한 좌측 교정을 할 수 있다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 폴(160)을 잠금 유지할 것이고, 그리고 휠체어가 램프 위로 당겨지는 동안 조향을 돕기 위해서 좌측 및 우측 모터(140)의 속력을 독립적으로 조정할 것이다. 전형적으로, 이는 좌측 모터의 감속, 우측 모터의 속력 증가, 또는 그 둘 모두를 포함할 것이다. 모터들 사이의 속력차는 썸스틱(420)이 좌측으로 얼마나 멀리 밀리는지에 따라 달라질 것이다(좌측으로 더 밀릴수록, 차이가 더 커지고 더 급격히 회전된다). 휠체어의 우측 교정은, 썸스틱(420)을 전방으로 계속 미는 것 그리고 썸스틱(420)을 우측으로 서서히 조정하는 것에 의해서, 유사한 방식으로 이루어질 수 있다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 우측 모터의 속력을 감소시키거나, 좌측 모터의 속력을 증가시키거나, 그 둘 모두를 할 것이다. 승차 중에 데드-맨 버튼(410) 또는 썸스틱(420)이 해제되는 경우에, 제어기(200)는 모터의 회전을 중단시키고 시스템을 아이들 모드로 진입시킨다. 폴(160)이 이미 "잠금" 위치에 있기 때문에, 휠체어(70)는 램프(60) 아래로 뒤로 구르지 않을 것이다. 그러나, 전체 동작 중에 눌린 상태로 유지되는 것과 대조적으로, 시스템의 승차 모드 진입을 위해서 데드-맨 버튼(410) 만이 눌리고 해제될 것을 요구하도록 제어기(200)가 프로그래밍될 수 있다는 것이 예상된다는 것을 주목하여야 한다. 이러한 경우에, 데드-맨 버튼(410)의 해제는 시스템을 아이들 모드로 진입시키지 않을 것이다.
썸스틱(420)을 전방 또는 후방으로 가압할 때, 휠체어(70) 이동될 때까지 순간적인 지체(예를 들어, 약 2초)가 있을 수 있다. 안전 경고로서 역할하도록, 시스템(50)이 이러한 순간적 시퀀스에서 청각적 전류 및/또는 시각적 프롬프트(prompt)(예를 들어, 부저, 삐삐음 또는 점멸 조명등)를 구비하여, 조작자 및 휠체어 승객이 어떠한 것이 발생된다는 것을 알게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 시스템(50)의 제1 실시예에서, 폴(160)은 승차 모드에서 (이미 결합되지 않은 경우에) 래칫형 스풀(110)과 결합될 것이다. 휠체어(70)가 램프(60) 위로 당겨질 때, 속박 유닛(100)은, 폴(160)이 래칫형 스풀(110)의 치형부와 분리 및 재결합될 때, 롤러 코스터가 낙하 전에 정점까지 진행될 때 만들어 내는 소리와 유사하게, "땡그랑-땡그랑-땡그랑" 소음을 만들 것이다. 하나의 대안적인 실시예에서, 제어기(200)는 폴(160)을 약간 작동시킴으로써 소음을 제거할 수 있고, 그에 따라 폴은 래칫형 스풀(110)의 치형부를 단지 통과하여 이동되고, 따라서 시스템이 아이들 모드에 진입할 때, 래칫형 스풀(110)과의 결합으로 신속하게 복귀될 수 있다.
도킹 모드에서, 휠체어는 차량 내측에 있고, 후방 구속체(510)가 제 위치에 있고, 휠체어가 고정된다. 도킹 모드에 진입하기 위해서, 조작자는 잠금 버튼(310)을 누른다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 모터(140)가 하나의 마지막 짧은 당김을 실시하게 하고, 그에 의해서 스풀(110)이 전방 방향으로 회전되어 ("최종 압착"으로 지칭되는) 하나의 마지막 당김을 인가하여 구속체(102, 510)를 인장화 또는 연신시키고 휠체어(70)를 시스템(50) 내에서 적절히 잠그고 고정한다. 바람직한 실시예에서, 제어기(200)는, 적절한 시스템 타이트함(tightness)을 확인하기 위해서 모터(140)에 제공되는 전류를 모니터링한다. 전류 모니터링에 대한 대안으로서, 제어기(200)는, 그 대신에, 타이트함을 확인하기 위해서 미리 결정된 기간 동안 모터를 동작시키도록 프로그래밍될 수 있다.
언도킹 모드에서, 휠체어는 차량 내측에 있고, 후방 구속체(510)가 제 위치에 있다. 그러나, 시스템은 "느슨하고" 그에 의해서 후방 구속체(510)가 제거될 수 있다. 언도킹 모드에 진입하기 위해서, 조작자는 잠금 해제 버튼(320)을 누른다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 주 모터(140)가 짧은 기간 동안 전방 방향으로 동작되게 하여, (부드러운 하차 프로세스 시작을 허용할 수 있도록) 폴(160)과 스풀(110) 사이의 압력이 해제되게 할 것이다. 그 후에, 제어기(200)는 폴(160)을 잠금 해제시킬 것이고, 시스템(50)을 느슨하게 하기 위해서 짧은 기간 동안 반대로 모터(140)를 동작시킬 것이고, 이어서 폴(160)을 재-잠금할 것이다. 이러한 시점에, 시스템(50)은 느슨하고, 후방 구속체(510)가 용이하게 제거될 수 있다.
휠체어 하차 모드에서, 제어기(200)는 전방 속박 유닛(100)이 반대로 동작되게 하며, 그에 의해서 휠체어의 중량이 휠체어(70)를 차량의 램프(60) 아래로 당긴다. 조작자는, 데드-맨 버튼(410)을 누르고 유지함으로써 그리고 썸스틱(420)을 조이스틱 상에서 후방(아래쪽)으로 조정함으로써, 시스템(50)이 하차 모드가 되게 한다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 주 모터(140)가 짧은 기간 동안 전방 방향으로 동작되게 하여, (부드러운 하차 프로세스 시작을 허용할 수 있도록) 폴(160)과 스풀(110) 사이의 압력이 해제되게 할 것이다. 그 후에, 제어기(200)는 폴(160)을 잠금 해제할 것이고 모터(140)를 역방향으로 동작시킬 것이다. 전방 방향에서와 같이, 휠체어(70)의 속력은, 썸스틱(420)이 중심으로부터 멀리 아래쪽으로 얼마나 멀리 밀렸는지에 따라 달라진다. 조작자는, 필요에 따라, 썸스틱(420)을 좌측 또는 우측으로 서서히 조정하면서 썸스틱(420)을 계속 유지함으로써, 휠체어의 위치/방향에 대한 좌측 및 우측 교정을 할 수 있다. 이에 응답하여, 제어기(200)는 좌측 및 우측 모터(140)의 속력을 적절히 교정할 것이다. 예를 들어, 좌측 교정이 이루어지는 경우에, 제어기(200)는 우측 모터의 속력을 높이거나, 좌측 모터의 속력을 감소시키거나, 또는 그 둘 모두를 실시할 것이며, 이는 휠체어의 방향 및 경로를 변경할 것이다. 유사하게, 우측 교정이 이루어지는 경우에, 제어기(200)는 좌측 모터의 속력을 높이거나, 우측 모터의 속력을 감소시키거나, 그 둘 모두를 할 것이다. 전술한, 정방향 회전에서와 같이, 반대로 동작될 때 모터의 속력차 및 회전의 타이트함은, 썸스틱(420)이 중심으로부터 좌측 또는 우측으로 얼마나 멀리 밀리는지에 따라 달라질 것이다. 하차 중에 사용자가 데드-맨 버튼(410) 또는 썸스틱(420)을 해제하는 경우에, 시스템은 아이들 모드에 진입할 것이다. 제어기(200)는 모터(140)가 정지되게 할 것이고 폴(160)을 잠금할 것이다. 그러나, 앞서서 주목한 바와 같이, 전체 동작 중에 눌린 상태로 유지되는 것과 대조적으로, 시스템의 하차 모드 진입을 위해서 데드-맨 버튼(410) 만이 눌리고 해제될 것을 요구하도록 제어기(200)가 프로그래밍될 수 있다는 것이 예상된다. 이러한 경우에, 데드-맨 버튼(410)의 해제는 시스템을 아이들 모드로 진입시키지 않을 것이다. 아이들 모드로의 진입 중에 휠체어 승객의 급격한 움직임을 방지할 필요가 있는 경우에, 제어기(200)는 폴(160)을 잠글 것이고 모터(140)가 정방향으로 동작되게 하여 휠체어(70)가 램프(60) 아래로 빨리 하강되는 것을 방지할 것이다. 램프를 벗어나면, 구속체(102)가 휠체어로부터 제거될 수 있고, 전방 속박 유닛(100)으로 되돌아 가거나 저장 브래킷(1100)에 배치될 수 있다. 전방 속박 유닛(100) 내의 클러치가 느슨해질 것이고, 그에 따라 모터(140)를 이용하지 않고 구속체가 다시 코일로 감길 수 있을 것이다.
제어기(200)는 차량 인터록을 구비할 수 있고, 그에 의해서 제어기(200)는, 차량 상태가 시스템(50)의 동작에 대해서 안전한지의 여부(예를 들어, 차량이 시동되었는지, 램프가 내려 왔는지, 및/또는 차량이 주차 중인지의 여부)에 관한 표시를 구비한다. 차량 상태가 안전하지 않은 경우에, 제어기(200)는 시스템(50)의 동작을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 일반적으로 속박 시스템(50)이 어떻게 사용되는지를 도시한다. 차량이 주차 위치에 있고 램프(60)가 하강되면, 조작자는 제어 패널(300) 상의 2개의 버튼(310, 320)을 동시에 누를 것이고, 이는 속박 유닛(100)이 해제 모드가 되게 할 것이다. 해제 모드에 있을 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 조작자는 구속체(102)를 속박 유닛(100)의 외부로 당길 수 있고, 램프(60)의 전방에 이미 위치된 휠체어(70) 프레임의 전방부에 부착부(104)를 위치시킬 수 있다.
이러한 시점에서, 조작자는 조이스틱(400)을 이용하여 전방, 후방, 좌측 및 우측으로 휠체어의 운동 및 속력을 제어할 수 있다. 특히, 운전자는 그의 또는 그녀의 검지 손가락으로 데드-맨 버튼(410)을 누를 것이고, 이는 썸스틱(420)을 활성화시키는 한편, 썸스틱(420) 상의 그의 또는 그녀의 엄지를 이용하여 휠체어(70)의 방향을 제어할 것이다. 휠체어가 차량 내측에 일단 위치되면, 조작자는 후방 속박 유닛(500)의 휠체어 구속체(510)를 휠체어(70) 프레임의 후방부에 고정한다.
이어서, 조작자는 잠금 버튼(310)을 누르고, 이는 전방 속박 유닛(100)이 시스템(50)의 늘어짐을 취하게 하고 및/또는 구속체(102, 510)를 인장화하게 하며 휠체어(70)를 고정하게 한다("최종 압착"으로 지칭된다). 휠체어(70)가 고정된 후에, 조작자는 탑승자 구속 시스템(520)을 이용하여 휠체어 승객을 고정할 것이다. 휠체어(70) 및 휠체어 승객은 도 2 내지 도 4에서 차량 내에 완전히 고정되어 도시되어 있다.
휠체어(70)를 하차시키기 위해서, 차량이 주차되고 램프(60)가 하향되면, 조작자는 탑승자 구속 시스템(520)을 제거하고 제어 패널(300) 상의 잠금 해제 버튼(320)을 누른다. 시스템 내의 인장이 해제될 것이고, 이는 조작자가 후방 속박 유닛의 구속체(510)를 휠체어(70) 프레임으로부터 제거하고 저장할 수 있게 한다. 구체적으로 전술한 바와 같이, 조이스틱(400)을 이용하여, 휠체어(70)를 차량으로부터, 램프(60) 아래로, 제어된 방식으로 하차시킬 수 있다.
종래 기술에 비해서, 본 실시예는 몇 가지 중요 특징 및 장점을 갖는다.
· 단차부를 제거하고 운전자 오류 또는 누락 가능성을 감소시킨다: 종래 기술의 시스템에서, 운전자/조작자는 전형적으로 분리된 윈치 및 전방 속박 시스템을 연결하고 동작시킬 필요가 있고, 이는 함께 작업하도록 설계되어 있지 않을 수 있다. 일부 경우에, 종래 기술의 윈치 시스템은, 그러한 시스템이 충돌에 견딜 수 있다고 잘못 생각한 조작자에 의해서, 휠체어를 고정하기 위해서 단독으로 이용되어 왔다.
· 장비 감소: 윈치 및 전방 속박의 조합은 설치를 단순화하고, 필요 유지보수를 감소시키고, 중량을 줄일 수 있으며, 바닥에 불필요한 장비가 없게 한다.
· 비용 절감 가능성: 후방-진입 램프를 이용하는 고객은 휠체어 리프트의 비용을 절감하고, 또한 별도의 전방 속박 및 윈치 제품 구매를 하지 않는다.
· 온/오프 승차 촉진: 조작자가 휠체어 승객을 후방-진입 차량 내의 휠체어 위치 내외로 안전하고 제어 가능한 방식으로 이동시키는 것을 돕는다.
· 조작자의 작업-관련 부상 감소: 휠체어 승객을 램프 위/아래로 수작업으로 밀고 당기고 및/또는 조향할 필요가 있을 때, 특히 무거운 탑승자 및 의자로 그러한 일을 할 때, 조작자는 등이나 다른 곳의 부상에 노출된다.
· 승객 안전성 증가: 조작자가 경사면의 위/아래로 휠체어 탑승자를 수작업으로 밀기/당기기/조향하는 것을 제거함으로써, 사고에 대한 책임 및 가능성을 줄인다. 종래 기술의 유닛에서, 승객은 그들의 안전한 승차 및 하차에 대해서 조작자에게 의존하여야 하고, 조작자가 쉽게 승객을 이동 및 해제할 수 있는 위험에 노출된다.
· 수작업 예비 인장화가 필요 없이 이탈(excursion)을 충족시킨다: 윈치는, 부가적인 수동적 예비-인장화를 필요로 하지 않고, 현재 적용 가능한 그리고 미래의 이탈 한계를 충족시킬 것으로 예상된다.
· 콤팩트한 설계: 시스템은 좌석 아래에 또는 수직 부재에 설치될 수 있고, 바닥 공간을 최대화할 수 있다.
· 이중의 독립적 제어: 속박 시스템은, 독립적으로 제어될 수 있는 분리된 속박 유닛을 특징으로 하여, 차량 레이아웃 변경에서 보다 큰 설치 가능성을 허용한다. 손 제어기/썸-스틱이 전방 속박 유닛을 독립적으로 제어하여, 휠체어 탑승자를 램프 위와 아래로 용이하게 조작할 수 있게 한다. 종래 기술의 시스템에서, 휠체어는 항상 균일하게 램프 위로 진행되지 않을 것이고; 전술한 바와 같이, 이는, 불균일한 중량 분포, 불균일한 압력의 타이어, 및 캐스터와 같은 인자 때문이다. 종래 기술과 대조적으로, 본 실시예에 의해서 제공되는 독립적인 모터 제어는, 모터가 회전될 수 있게 하는데 있어서 그리고 조작자가 휠체어를 적절히 안내할 수 있게 하는데 있어서 중요하다. 조이스틱은 조작자가 직관적인 방식으로(즉, 휠체어 승객을 좌측 방향으로 "회전"시키기 위해서, 썸스틱을 좌측으로 이동시키는 것이 우측 속박 유닛을 동작시키고 좌측 속박 유닛을 감속 또는 비활성화시킨다) 휠체어를 "제어하는 것"과 같이 느끼게 하기 위해서, 역방향 로직(backwards logic)(즉, 좌측 제어가 우측이 되고, 그 반대가 된다)으로 거동하도록 설계된다.
· 가역적/모듈형 속박부: 전방 속박 유닛은 좌측 또는 우측에, 바닥 또는 벽 표면에, 상이한 수직 또는 수평 배향으로 설치될 수 있고, 그에 따라 구속체(예를 들어, 웨빙, 케이블, 또는 다른 스트랩)가 상이한 각도들/방향들로 빠져 나갈 수 있게 한다. 이는, 다양한 차량 레이아웃으로(즉, 반대되고 좌석 아래에 배치되는 등) 설치할 수 있도록 돕는다. 커버 설계는 또한, 설치 중에 유닛의 배향에 따라, 웨빙 개구부의 상당 부분을 덮기 위한 다수-위치 "분진 커버"를 통합한다.
· 전방 속박 유닛은, 안전 정지를 미리-결정하기 위해서(즉, 휠체어 승객, 휠체어, 차량, 또는 고정 시스템의 손상을 방지하기 위해서), (스풀 또는 연관된 모터 및 기어에 연계된 인코더(들)의 이용을 통해서) 유닛 내측의 웨빙의 양을 감지하거나 그러한 양을 달리 결정하는 장치를 갖는다. 이러한 장치는, 설치자/판매자에 의해서, 차량 내측의 미리 결정된 위치에서 휠체어를 정지시키도록 조정될 수 있다. 그 목적은, 휠체어가 특정 지점에서, 예를 들어 최종 고정을 위한 최적의 위치에서 정지되게 보장하기 위한 것, 및/또는 조작자가 우발적으로/의도하지 않게 휠체어를 너무 전방으로 이동시켜 의자 또는 탑승자의 손상을 초래할 수 있는 가능성을 감소시키기 위한 것이다. 대안적으로, 균등한 기술은: 휠체어의 위치를 결정하기 위한 "주차 센서"이다(즉, 초음파, IR, 및 용량형 거리 측정 장치, 및 웨빙 및/또는 의자의 위치를 "알기" 위한 스풀 상의 인코더). 또한, 픽업 센서와 함께, 웨빙 내의 자기 픽업이 유사한 기능을 실시할 것이다.
· 자유/해제 모드: 약 30초 동안 모터 속력/rpm을 증가시킴으로써, 조작자가 신속하게 그리고 수동으로 J-후크 단부를 당길 수 있게 한다. 해제 모드를 허용하기 위해서, 제어기는 부가적인 전압을 모터에 제공하여 모터가 2x 더 빨리 반대로 회전될 수 있게 하여 - 조작자가 후크를 잡고 후크를 차량 외부로 신속하게 "당길" 수 있는 가능성을 제공한다.
· 자동-견인/자동-잠금: 전방 속박 유닛 견인기는, 이용 가능할 때(예를 들어, 충돌, 후크의 수동적 복귀의 경우에), 느슨한 웨빙을 견인할 것이다. 시스템은 또한, 스풀이 일 방향으로 회전되게 하고(자동-견인) (당겨질 때) 다른 방향으로 동력을 제공 받고/기계화될 수 있게 하는 클러치 메커니즘을 특징으로 한다.
· 전기-기계적 잠금 폴: 잠금 폴은 스프링 보조형 자동-잠금으로서의 역할을 하고 또한, 동력 작동형 동작을 허용하는 이차 모터에 의해서 우회될 수 있다(잠금 폴은 잠금/자동-잠금 위치 또는 전기적-해제 모드에 있다).
· 균형 잡힌 잠금 폴: 전술한 것에 더하여, 충돌 테스트 중에 보다 양호하게 기능하도록 균형 잡힌 잠금 폴이 이용된다. 특히, 잠금 폴의 중력 중심이 잠금 폴의 피벗점에 또는 그 부근에 위치된다. 균형 잡힌 접근방식은, 테스트 환경에서 나타나는 반동(휩래시(whiplash)/복귀) 힘 동안 더 신속한 잠금 응답을 가능하게 한다.
· 제어된 하차: 승객이 하차할 때(즉, 램프의 상단으로부터 반대), 시스템은, 모터를 제어되는 브레이크로 이용함으로써, 탑승자의 제어된 하강을 허용한다.
· 초기 해제: 제어 패널(벽 유닛)은, 필요한 경우에 후방 속박부의 제거를 돕기 위해서 후방 속박부 상의 인장을 경감하기 위해서, 조작자가 휠체어를 설정된 거리만큼 후퇴시킬 있게 하는 "초기 해제"를 특징으로 한다.
· 바닥 장착된 테프론 판: 휠체어를 차량 내로 당길 때, 일 지점에서 웨빙이 "끌릴" 수 있거나 바닥과 접촉될 수 있고 - 결과적으로 조기 연마/마모를 초래할 수 있는 지점. 차량 바닥 또는 램프 상에서 테프론 판 또는 다른 저마찰 재료를 이용하는 것은 그러한 연마/마모를 경감할 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 속박 유닛(600)의 제2 실시예가 도시되어 있고, 그 초기 구조는 속박 유닛(100)의 제1 실시예와 유사하나, 특정의 새로운 양태를 가지며, 그 일부는, 참조로 포함되는 미국 특허출원 제15/339,360호에서 보다 특히 설명되어 있다. 예를 들어, 속박 유닛(600)은, 견인기 스풀(미도시)의 원주의 적어도 일부 주위에서 회전되는 웨빙 안내부(610)를 구비한다. 속박 유닛(600)은 또한, 속박 유닛(600)의 하우징 내로 파편이나 유체가 진입하는 것을 방지하기 위해서 웨빙 안내부(610)의 이동을 따르는 활주 웨빙 차폐부(620)를 구비할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 속박 유닛(700)의 제3 실시예가 도시되어 있다. 제3 실시예는 제2 실시예와 실질적으로 동일하나, 웨빙 차폐부(620) 대신에, 개구부의 상단에서 속박 유닛(700)의 하우징에 고정되고 파편 및 유체의 진입을 방지하기 위해서 구속체 및 웨빙 안내부 위에서 연장되는 플랩(720)을 포함한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 속박 유닛(800)의 제4 실시예가 도시되어 있다. 제4 실시예는, 파편 및 유체의 진입을 방지하기 위해서 하우징의 개구부의 연부 중 하나 이상에서 브러시 또는 다른 가요성 부재(820)를 포함하는 것을 제외하고, 제2 및 제3 실시예와 실질적으로 동일하다. 대안적인 실시예에서, 웨빙 차폐부(620), 플랩(720), 및/또는 브러시(820)의 일부 조합을 이용하여 파편 및 유체의 진입을 방지할 수 있다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 속박 유닛(900)의 제5 실시예는, 와이어링 하니스(920)의 용이한 분리를 허용하기 위해서 개방될 수 있는 와이어 하니스 도어(910)와 같이, 유닛(900)이 제거될 수 있게 하고 용이하게 교체될 수 있게 하는 특징부를 포함할 수 있다. 유닛(900)은 또한, 유닛(900)이 차량에 대해서 용이하게 분리 및 연결될 수 있도록, 유닛(900)의 하우징으로부터 외부로 연장되는 신속 해제 브라켓(930)을 포함할 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 속박 유닛의 부가적인 실시예는, 속박 유닛과 차량 사이에 연결되는 선회 브라켓(1000)을 포함할 수 있다. 선회 브라켓(1000)은 속박 유닛이 피벗될 수 있게 하고, 당김/승차 경로의 방향으로 그 자체가 정렬될 수 있게 한다.
도 22에 도시된 바와 같이, 다른 실시예는, 구속체(1130)의 단부에 위치되는 후크(1120)를 차량 표면에 저장/고정하는 역할을 하는 고리(1110)를 포함할 수 있는 후크 저장 부재(1100)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 고리(1110)는, 최소 또는 감소된 소음(즉, 금속과 금속, 차량으로부터의 진동 및 이동 등)으로 고정할 수 있도록, 직물, 웨빙, 또는 다른 "연성" 재료를 포함할 수 있다. 후크 저장 부재(1100)는, 차량의 조작자에 의한 용이한 접근을 위해서, 차량 내로의 휠체어 진입 지점, 예를 들어 차량 후방부를 향해서, 또는 휠체어를 지지하는 휠체어 팬(55)의 후방을 향해서 배치될 수 있다. 후크 저장 부재(1100)는, 후크(1120)가 저장되어 있는 동안 속박 유닛이 우발적으로 활성화되는 경우에, 속박 유닛 및/또는 차량에 대한 손상을 방지할 수 있다(예를 들어, 후크가 고리(1110) 외부로 빠져 나올 것이고, 벽을 빠져 나오지 않거나 속박 유닛을 손상시키지 않을 것이다). 예를 들어 상이한 강도/두께의 고리(1110)를 이용함으로써, 또는 더 강한/부가적인 체결부의 설계에 의해서, 미리 결정된 양의 힘을 견디도록, 후크 저장 부재(1100)가 설계될 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 기존 전기 견인기가 본원에 개시된 속박 유닛에 맞춰 개장될 수 있게 하는, 개장 브래킷(1200)이 이용될 수 있다. 개장 브래킷(1200)은, 기존 전기 견인기 및 교체 속박 유닛 모두에 상응하는 개구 패턴을 포함할 수 있다.
속박 시스템은, 승차 또는 하차 동작 중에 휠체어의 위치와 관련된 신호를 제어기(200)에 제공하는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서가 구속체의 후크 단부 내로 통합되어, 구속체가 최대 당김 거리에 도달하였다는 표시를 제어기에 제공할 수 있다. 예를 들어, 다양한 광학적, 무선, 또는 음향 기술을 이용할 수 있게 하는 시스템을 포함하는, XYZ 좌표를 갖는 무선 위치결정 센서가 이용될 수 있다. 후크 단부 구속체 내의 센서는 또한, 전체 승차 및 하차 동작 전반을 통해서 휠체어의 위치에 관한 표시를 제공할 수 있다. 삼변 측량(trilateration)(3 지점)이 이상적인데, 이는 그러한 것이 절대 위치의 표시를 제공할 것이기 때문이나, 이러한 적용예에서 수직 성분을 필수적이지 않다. 도 24에 도시된 바와 같이, 광 커튼(1300) 형태의 센서가 포함될 수 있고, 광 커튼(1300)은 휠체어 팬(55) 및 램프(60) 중 하나 또는 둘 모두의 연부에 또는 그 부근에 길이방향으로 배치되어, 휠체어(70)가 휠체어 팬(55) 또는 램프(60)의 연부에 접근하거나 연부를 벗어나려고 할 때를 검출할 수 있다. 광 커튼은 또한 휠체어의 이동 경로를 따라 임의의 곳에서, 예를 들어 램프의 하단부에서, 휠체어 팬의 후방 또는 전방 단부에서, 및/또는 그 사이의 다수의 위치에서 측방향으로 배치될 수 있다. 또한, 도 25에서 도시된 바와 같이, 램프 내장형 압력 센서 또는 스위치(1400, 1450)가 휠체어 팬(55) 및/또는 램프(60)에 제공되어, 휠체어의 위치에 관한 표시를 제공할 수 있다. 휠체어 팬(55) 및/또는 램프(60)의 연부 또는 그 부근에 위치되는 길이방향 연장 스트립(1400)을 포함하는, 다수의 압력 센서 스트립을 이용하여, 휠체어(70)가 중심을 벗어난다는 표시를 제공할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 다수의, 측방향 연장 압력 센서 스트립(1450)이 휠체어 팬(55) 및/또는 램프(60)에 제공되어, 승차 및 하차 프로세스 중에, 길이방향으로, 휠체어가 있는 곳에 관한 표시를 제공할 수 있다. 대안예에서, 중실형(solid) 표면 압력 센서를 휠체어 팬(55) 및 램프(60) 중 하나 또는 둘 모두에서 이용하여, 승차 및 하차 프로세스 중에, 휠체어의 측방향 및 길이방향 위치 모두에 관한 표시를 제공할 수 있다. IR, 초음파, 광학적 또는 비디오/카메라 시스템, 용량형 센서, 레이저 거리 측정, 자기 공명과 같은, 휠체어의 위치에 관한 표시를 제공하는 다른 센서가 이용될 수 있다. 또한, 전술한 구속체 센서(120) 또는 다양한 인코더가 또한 이용될 수 있다.
본원에서 설명된 센서의 임의 조합이 휠체어의 위치, 방향, 및 속력에 관한 표시를 제어기(200)에 제공할 수 있고, 그에 의해서 그러한 정보가 제어기(200)에 의해서 이용되어 승차/하차 프로세스를 자동화할 수 있고 및/또는 휠체어 또는 탑승자의 손상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 휠체어가 연부에 접근하거나 연부에 있다는 표시를 센서가 제공하는 경우에, 제어기(200)는, 승차 또는 하차 동작을 정지시키도록 또는 (전술한 수단에 의해서, 속박 유닛 중 하나를 가속하는 것에 의해서, 속박 유닛 중 다른 것을 감소시키는 것에 의해서, 또는 그 둘 모두에 의해서) 승차 또는 하차 동작 중에 자동적으로 휠체어를 램프(60) 또는 휠체어 팬(55)의 연부로부터 멀리 회전시키고 중심으로 재지향시키도록 프로그래밍될 수 있다. 제어기(200)는 또한, 휠체어가 휠체어 팬(55) 내의 최종 고정을 위해서 적절히 배치되었을 때 승차 동작을 정지시키도록 프로그래밍될 수 있고, 또는 휠체어가 램프(60)를 떠났을 때 하차 동작을 정지시킬 수 있다.
속박 시스템은 또한, 차량의 상태와 관련된 신호를 제어기(200)에 제공하는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자이로(gyro), 가속도계, 수은-스위치, 또는 다른 경사 검출기와 같은 경사-검출 기술을 이용하여, 차량이 (임의 방향으로, 예를 들어, 전후, 측면 대 측면, 등으로) 경사 표면에 주차되었는지의 여부 및 그 정도에 관한 표시를 제어기(200)에 제공할 수 있다. 제어기(200)는, 차량이 미리 결정된 안전하지 않은 경사를 초과하는 경사로 주차된 경우에, 승차 및 하차를 방지하도록 프로그래밍될 수 있다. 경사의 표시를 또한 이용하여, 제어기(200)가 승차 또는 하차 프로세스 중에 (차선 이탈 시스템과 유사하게) 휠체어 승객의 직선성을 유지하는데 도움을 줄 수 있고, 휠체어를 위한 보다 양호한 접근을 제공할 수 있다. 예를 들어, 차량이 좌측-대-우측 하향(즉, 우측 측면보다 좌측 측면이 더 높은) 경사면에 주차된 경우에, 제어기(200)는, 휠체어가 계속 직선으로 램프를 타고 오르도록(즉, 전방으로 이동하는 동안 양의 경사면을 "오르도록") 하기 위해서, 그리고 휠체어가 하향 경사로(우측으로) 회전되는 경향을 저지하기 위해서, 좌측 속박 유닛보다 우측 속박 유닛을 더 빠른 속력으로 자동적으로 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 유사한 방식으로, 제어기(200)는, 중량이 균형을 이루지 않는(예를 들어, 다리 장애인, 또는 한쪽 측면에 기댄 승객, 여기에서 중력 중심이 하나의 측면 또는 다른 측면으로 이동될 수 있다) 휠체어 및 승객을 수용하기 위해서 속박 유닛들(100) 사이에서 속력차를 제공하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 램프 위로 당겨질 때 중량 불균형이 휠체어를 좌측으로 회전시키는 경향이 있는 경우에, 제어기(200)는 우측 모터보다 빠른 속력으로 좌측 모터를 자동적으로 구동할 수 있고, 그에 따라 휠체어는 램프 위로 직선으로 이동될 수 있다. 이러한 교정은 조작자에게 명확하지 않을 수 있는데, 이는, 조작자가 썸스틱에 어떠한 우측 압력도 인가할 필요가 없이, 그러한 교정이 적용될 수 있기 때문이다.
비록, 본원에서 설명되고 청구된 발명이 특정 실시예를 참조하여 상당히 구체적으로 설명되었지만, 당업자는, 본원에서 설명되고 청구된 발명이, 설명을 위해서 제시되었고 제한적이 아닌 그러한 실시예 이외의 실시예에 의해서 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그에 따라, 첨부된 청구항의 사상 및 범위는 본원에 포함된 실시예에 관한 설명으로 제한되지 않아야 한다.

Claims (22)

  1. 이동 장치 고정 시스템이며:
    제1 구속체를 견인하기 위한 제1 모터를 가지는 제1 전방 속박 유닛;
    제2 구속체를 견인하기 위한 제2 모터를 가지는 제2 전방 속박 유닛;
    제1 및 제2 모터를 위한 제어기로서, 방향 입력에 응답하여 제1 및 제2 모터를 상이한 속력으로 동작시킬 수 있는, 제어기를 포함하는, 이동 장치 고정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    제어기는, 제1 및 제2 모터를 정방향으로 활성화시킴으로써 상향 방향 입력에 응답하도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 모터의 속력의 크기가 상향 방향 입력의 크기에 비례하여 제어되는, 이동 장치 고정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    제어기는, 제1 및 제2 모터 중 하나의 속력을 증가시키는 것, 제1 및 제2 모터 중 다른 하나의 속력을 감소시키는 것, 또는 제1 및 제2 모터 중 하나의 속력을 증가시키는 것 그리고 제1 및 제2 모터 중 다른 하나의 속력을 감소시키는 것 모두에 의해서, 측방향 방향 입력에 응답하도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 모터 사이의 속력차의 크기가 측방향 방향 입력의 크기에 비례하여 제어되는, 이동 장치 고정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 전방 속박 유닛이 제1 및 제2 래칫형 스풀, 제1 및 제2 잠금 폴, 제1 및 제2 모터, 그리고 제1 및 제2 스프링 조립체를 포함하고; 제1 및 제2 래칫형 스풀은 제1 및 제2 모터에 의해서 양 회전 방향으로 동력 공급되고; 제1 및 제2 구속체의 적어도 일부가 제1 및 제2 래칫형 스풀 주위로 권선되고 제1 및 제2 스프링 조립체는 제1 및 제2 구속체를 견인하도록 구성되며; 제1 및 제2 잠금 폴은 제1 및 제2 해제 메커니즘에 의해서 결합 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 이동될 수 있고, 상기 결합 위치에서 제1 및 제2 잠금 폴은 제1 및 제2 래칫형 스풀의 제1 및 제2 스프로켓과 결합되고 제1 및 제2 구속체가 제1 및 제2 래칫형 스풀로부터 풀리고 제1 및 제2 속박 유닛의 외부로 당겨지는 것을 방지하며, 상기 결합 해제 위치에서 제1 및 제2 잠금 폴은 제1 및 제2 스프로켓으로부터 분리되고 제1 및 제2 구속체는 제1 및 제2 래칫형 스풀로부터 풀릴 수 있고 제1 및 제2 속박 유닛의 외부로 당겨질 수 있는, 이동 장치 고정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 및 제2 해제 메커니즘은, 제1 및 제2 기어 모터에 의해서 동력이 제공되는 제1 및 제2의 회전 가능 나사산형 샤프트의 길이를 따른 범위를 이동하는 제1 및 제2 너트를 포함하고, 상기 범위의 제1 단부에서, 제1 및 제2 너트는 제1 및 제2 잠금 폴과 결합되도록 그리고 제1 및 제2 잠금 폴과 제1 및 제2 래칫형 스풀의 결합을 벗어나게 제1 및 제2 잠금 폴을 밀도록 구성되며, 상기 범위의 제2 단부에서, 제1 및 제2 너트는 제1 및 제2 잠금 폴이 제1 및 제2 래칫형 스풀의 제1 및 제2 스프로켓과 결합되게 허용하도록 구성되는, 이동 장치 고정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 및 제2 해제 메커니즘의 각각은, 너트가 상기 범위의 제1 단부 또는 제2 단부의 하나 또는 모두에 위치되는 때를 결정하기 위한 적어도 하나의 접촉 센서를 포함하는, 이동 장치 고정 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    제어기는 제1 전방 속박 유닛, 제2 전방 속박 유닛, 및 입력 장치에 전기적으로 연결되고 그와 통신하는, 이동 장치 고정 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    제어기가 프로그래밍 가능 모터 제어기인, 이동 장치 고정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    제어기는, 입력에 응답하여, 제1 및 제2 잠금 폴을 잠금 해제 위치에 배치하는 것, 미리 결정된 시간량 동안 반대 방향으로 제1 및 제2 모터를 활성화시키는 것, 그리고 미리 결정된 시간량이 경과된 후에 제1 및 제2 잠금 폴을 결합 위치에 배치하는 것에 의해서, 이동 장치 고정 시스템을 해제 모드에 위치시키도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    제어기는, 입력에 응답하여, 제1 및 제2 잠금 폴이 결합 위치에 있게 하는 것 또는 그러한 것을 확인하는 것 그리고 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 정방향으로 활성화시키는 것에 의해서, 이동 장치 고정 시스템을 승차 모드에 위치시키도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    제어기는, 입력에 응답하여, 제1 및 제2 모터를 미리 결정된 기간 동안 정방향으로 활성화시키는 것에 의해서, 이동 장치 고정 시스템을 도킹 모드에 위치시키도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    제어기는, 모터에 제공되는 전류를 모니터링하도록 그리고 입력에 응답하여, 상기 전류가 미리 결정된 값에 도달할 때까지, 제1 및 제2 모터를 정방향으로 활성화시키는 것에 의해서, 이동 장치 고정 시스템을 도킹 모드에 위치시키도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    제어기는, 입력에 응답하여, 제1 및 제2 모터를 짧은 기간 동안 정방향으로 활성화시키는 것, 제1 및 제2 잠금 폴을 잠금 해제 위치에 위치시키는 것, 그리고 제1 및 제2 모터를 역방향으로 활성화시키는 것에 의해서, 이동 장치 고정 시스템을 하차 모드로 위치시키도록 프로그래밍되는, 이동 장치 고정 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    제1 속박 유닛이 스풀 및 구속체 센서를 더 포함하고, 제1 구속체의 적어도 일부가 스풀 주위로 권선되고, 구속체 센서는 스풀 상으로 코일로 감긴 제1 구속체의 직경을 검출하도록 구성되는, 이동 장치 고정 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    구속체 센서는, 제1 구속체의 표면 위에 배치된 롤러 부재를 포함하는, 이동 장치 고정 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    구속체 센서는 광학기기를 이용하도록 구성되는, 이동 장치 고정 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    차량 내의 이동 장치의 위치를 결정하도록 구성된 센서를 더 포함하는, 이동 장치 고정 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    인터록으로서의 역할을 하여, 해제 시에, 이동 장치의 승차 및 하차를 방지하도록 구성된 데드-맨 버튼을 포함하는 방향 입력을 제공하기 위한 입력 장치를 더 포함하는, 이동 장치 고정 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    방향 입력을 제공하기 위한 다-축 제어기를 갖는 입력 장치를 더 포함하는, 이동 장치 고정 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    다-축 제어기가 썸스틱인, 이동 장치 고정 시스템.
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