KR20190130390A - 휠체어용 보조동력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전동 모듈; 및 상기 전동 모듈과 휠체어를 결합시키는 결합 모듈을 포함하고, 상기 결합 모듈은, 상기 전동 모듈에 설치되는 제1 결합 유닛; 및 휠체어에 설치되고, 휠체어의 전방부가 지면에서 들어 올려져 상기 1 결합 유닛에 결합된 상태에서, 상기 전동 모듈을 지면을 향해 하강 회전시키려는 제1 벤딩 모멘트와 휠체어를 지면을 향해 하강 회전시키려는 제2 벤딩 모멘트가 평형을 이루게 하도록 구성되는 제2 결합 유닛을 포함하는, 휠체어용 보조동력장치를 제공한다.

Description

휠체어용 보조동력장치{ASSISTANT POWER APPARATUS FOR WHEELCHAIR}
본 발명은 휠체어에 장착되어 휠체어를 구동하기 위해 사용되는 휠체어용 보조동력장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휠체어는 장애인, 노약자 그리고 다리가 자유롭지 못한 사람이나 몸이 불편한 사람이 앉은 상태에서 원하는 장소로 이동할 수 있도록 바퀴를 단 의자를 말한다.
휠체어는 그 구동방법에 따라 사용자가 손으로 바퀴를 구동시키는 수동휠체어와, 전동기를 통해 바퀴를 구동시키는 전동휠체어로 구분된다.
수동휠체어는 사용자가 직접 손으로 바퀴를 구동시켜야 하므로 장거리 운행이 어렵고 불편할 뿐 아니라 경사도 운행시 사용자의 하중으로 인하여 뒤로 밀리는 경우가 발생하여 타인의 도움을 받지 않으면 안 되는 상황이 생기는 문제점이 있다. 즉, 보호자 또는 사용자가 직접 힘을 가하여 운전해야 하기 때문에 힘이 약한 노약자는 운행이 불편한 단점이 있다.
한편, 전동휠체어는 전동기를 통해 바퀴를 구동시킴으로써 사용자의 편리성 측면에서 장점이 있으나, 실외용으로 사용되어 실내에서는 별도의 수동휠체어를 구비해야 하는 문제가 있다.
최근에는 수동휠체어에 별도의 보조동력장치를 탈부착할 수 있도록 함으로써, 사용자가 필요에 따라 수동 방식 또는 전동 방식으로 휠체어를 운용할 수 있게 하기도 한다.
수동휠체어에 보조동력장치가 결합된 경우에, 수동휠체어의 전방부(보조 바퀴)가 지면에서 들려져야 한다. 그렇지 않을 경우는, 수동휠체어의 4개의 바퀴 및 보조동력장치의 1개의 바퀴가 지면에 붙어 있어서, 언덕을 올라가거나 도로의 경계석 등 돌출된 부분을 넘을 때 보조동력장치의 바퀴가 들떠서 수동휠체어를 견인하지 못하게 된다. 따라서, 보조동력장치의 1개의 바퀴와 수동휠체어의 2개의 바퀴(메인 바퀴)만이 지면에 지지되어 3점 지지 형태가 되어야 한다.
수동휠체어를 전동 방식으로 운용하기 위해 수동휠체어에 보조동력장치를 결합함에 있어서, 그들 간의 하나의 결합 구조만으로는 보조동력장치의 후방부와 수동휠체어의 전방부(보조 바퀴)가 지면으로부터 들려진 3점 지지 상태를 달성하지 못한다. 구체적으로, 보조동력장치와 수동휠체어 각각의 하중에도 불구하고 그들이 들려진 상태를 유지하기 위해서는, 위 하나의 결합 구조에 더하여 추가적인 결합 구조가 요구된다. 그 추가적인 결합 구조에서는 위 하중을 떠받치기 위한 큰 결합력이 필요하다. 나아가, 큰 결합력의 유지를 위해, 추가적인 결합 구조는 하나의 결합 구조에서의 잠금 과정에 더하여, 또 하나의 잠금 과정을 요구하기도 한다.
본 발명의 일 목적은, 하나의 결합 구조만으로 전동 모듈의 후방부와 휠체어의 전방부가 지면에서 들려진 상태로 결합되고 그 지면에서 들려진 결합 상태를 유지할 수 있게 하는, 휠체어용 보조동력장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 휠체어용 보조동력장치는, 전동 모듈; 및 상기 전동 모듈과 휠체어를 결합시키는 결합 모듈을 포함하고, 상기 결합 모듈은, 상기 전동 모듈에 설치되는 제1 결합 유닛; 및 휠체어에 설치되고, 휠체어의 전방부가 지면에서 들어 올려져 상기 1 결합 유닛에 결합된 상태에서, 상기 전동 모듈을 지면을 향해 하강 회전시키려는 제1 벤딩 모멘트와 휠체어를 지면을 향해 하강 회전시키려는 제2 벤딩 모멘트가 평형을 이루게 하도록 구성되는 제2 결합 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 결합 유닛은, 휠체어를 향한 방향으로 연장되는 삽입 블럭을 포함하고, 상기 제2 결합 유닛은, 상기 삽입 블럭의 상방 회전을 제한하는 상부 제한면; 및 상기 삽입 블럭의 하방 회전을 제한하는 하부 제한면을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 결합 유닛은, 상기 결합 블럭이 수용되는 수용 공간을 구비하는 수용 블럭을 포함하고, 상기 수용 블럭 중 상기 수용 공간을 한정하는 상면은 상기 상부 제한면이 되며 상기 수용 공간을 한정하는 하면은 상기 하부 제한면이 될 수 있다.
여기서, 상기 삽입 블럭은, 상기 하부 제한면과 결합하기 위한 초기 정렬 상태에서, 상기 하부 제한면에 대해 예각 방향으로 연장 형성된 것일 수 있다.
여기서, 상기 결합 모듈은, 상기 상부 제한면 및 상기 하부 제한면 중 적어도 하나와 상기 삽입 블럭 간에 구름 접촉하게 하는 롤러 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 롤러 유닛은, 상기 삽입 블럭에 설치되는 제1 롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 롤러 유닛은, 상기 제2 결합 유닛 중 상기 상부 제한면 및 상기 하부 제한면 중 적어도 하나에 관련되어 설치되는 제2 롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 결합 모듈은, 상기 전동 모듈에 설치되는 제3 결합 유닛; 및 휠체어에 설치되고, 상기 전동 모듈에 의한 견인력과 휠체어에 의한 저항력이 하나의 작용선 상에서 반대 방향으로 작용하게 하도록 상기 제3 결합 유닛과 결합되는 제4 결합 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 하나는, 전기적 입력에 의해 자성을 갖거나 잃는 자력선택 부재를 포함하고, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 다른 하나는, 상기 자력선택 부재가 자성을 가질 때 상기 자력선택 부재에 대해 자력 결합되는 자력결합 대상체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3 결합 유닛은 상기 제1 결합 유닛의 하측에 위치하고 상기 제4 결합 유닛은 상기 제2 결합 유닛의 하측에 위치하여, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 결합 과정의 시작 후에, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 간의 결합이 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 자력선택 부재의 결합면은, 상기 자력결합 대상체의 결합면에 대해, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 결합 과정의 시작시에 경사지게 배치된 상태에서, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 결합 과정의 진행에 따라 원호형 구간을 포함하는 이동 궤적을 따라 접근하여 결합되게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 자력선택 부재는, 영전자석을 포함하고, 상기 자력결합 대상체는, 금속 블럭을 포함하고, 상기 전동 모듈은, 배터리; 및 상기 배터리의 전력이 상기 영전자석에 공급되게 하여, 상기 영전자석이 상기 금속 블럭에서 분리되게 하는 분리 조작기를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 휠체어용 보조동력장치에 의하면, 결합 모듈이 전동 모듈과 휠체어를 결합시킴에 있어서, 결합 모듈의 제1 결합 유닛과 제2 결합 유닛은 그들 간의 결합시에 전동 모듈의 후방부와 휠체어의 전방부가 지면을 향해 하강 회전하려는 벤딩 모멘트들 간의 평형을 이루게 하여 전동 모듈의 후방부와 휠체어의 전방부가 지면에서 들려진 상태를 유지할 수 있게 한다. 그에 따라, 전동 모듈의 후방부와 휠체어의 전방부가 지면에서 들려진 상태를 만드는 일이 하나의 결합 구조만에 의해 달성되어, 그 결합이 간단해지고, 그와 관련한 번거로운 결합 작업을 배제할 수 있게 된다.
결합 모듈이 제1 및 제2 결합 유닛에 더하여 그들의 하측에 배치되는 제3 및 제4 결합 유닛을 더 포함하는 경우에, 제3 및 제4 결합 유닛은 전동 모듈에 의한 견인력과 휠체어에 의한 저항력이 하나의 작용선 상에서 반대 방향으로 작용하게 한다. 그에 의해, 전동 모듈이 휠체어로부터 멀어지는 방향으로 혼자서 이동되지 않게 한다.
나아가, 제3 결합 유닛으로 자석이 채용되고 제4 결합 유닛은 상기 자석과 자력 결합되는 결합체인 경우라면, 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛 간의 결합은 별도의 잠금장치 없이도 그 결합 상태가 강인하게 유지될 수 있다. 또한, 제1 결합 유닛과 제2 결합 유닛 간의 결합 시에만 그들 간의 초기 정렬을 맞추어주면, 제3 결합 유닛과 제4 결합 유닛은 별도의 정렬 작업 없이도 서로 간에 결합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 보조동력장치(100 및 200) 중 전동 모듈(100)을 휠체어(H)에 결합하기 위한 구성인 결합 모듈(200)의 초기 정렬 상태를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 모듈(200)에 대한 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 결합 모듈(200)에 대한 단면도이다.
도 4는 도 3의 결합 모듈(200)에서 결합이 진행 중인 상태에 대한 단면도이다.
도 5는 도 4의 결합 모듈(200)의 결합이 완료된 상태에 대한 단면도이다.
도 6은 도 5의 상태에서 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)와 휠체어(H) 간의 연결 상태를 보인 사시도이다.
도 7은 도 1의 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)의 제어 작동을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휠체어용 보조동력장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 보조동력장치(100 및 200) 중 전동 모듈(100)을 휠체어(H)에 결합하기 위한 구성인 결합 모듈(200)의 초기 정렬 상태를 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)는, 전동 모듈(100)과 결합 모듈(200)을 포함할 수 있다.
전동 모듈(100)은 전력을 동력으로 하여 휠체어(H)를 견인하는 구성이다. 구체적으로, 전동 모듈(100)은 휠체어(H)를 전진 방향(F), 또는 후진 방향(B)으로 견인할 수 있다. 이를 위해, 전동 모듈(100)은, 베이스 프레임(110), 스티어링 프레임(120), 핸들(130), 구동 바퀴(140), 구동 모터(150), 지원 박스(160), 및 연결 링크(170)를 포함할 수 있다.
베이스 프레임(110)은 대체로 중공 파이프의 형태를 가질 수 있다. 베이스 프레임(110)의 중공 부분에는 스티어링 프레임(120)이 삽입된다. 스티어링 프레임(120)의 상부에는 핸들(130)이 연결된다. 사용자가 핸들(130)을 좌우로 회전 조작함에 의해, 스티어링 프레임(120)은 베이스 프레임(110)에 대해 상대 회전하게 된다. 스티어링 프레임(120)의 하부에는 구동 바퀴(140) 및 구동 모터(150)가 연결된다. 구동 모터(150)는 구동 바퀴(140)가 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 구르도록 구동 바퀴(140)를 회전시킨다. 구동 모터(150)에 대한 전력 공급 및 제어는 지원 박스(160)에 의해 이루어질 수 있다. 이를 위해, 지원 박스(160)는 컨트롤러(161) 및 배터리(165, 이상 도 7 참조)를 포함할 수 있다. 배터리(165)는 구동 모터(150)의 작동에 필요한 전력을 저장하고, 컨트롤러(161)의 제어 등에 의해 구동 모터(150)에 대한 전력 공급을 수행한다. 이러한 지원 박스(160)는 베이스 프레임(110)에 설치될 수 있다. 아울러, 연결 링크(170)도 베이스 프레임(110)에 설치되어, 휠체어(H)를 향해 연장될 수 있다. 연결 링크(170)는 핸들(130)의 하측에 배치되며, 휠체어(H)의 좌/우 프레임에 대응하여 한 쌍으로 구비될 수 있다.
결합 모듈(200)은 전동 모듈(100)과 휠체어(H)를 결합시키는 구성이다. 이를 위해, 결합 모듈(200)은, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220), 그리고 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)을 포함할 수 있다. 본 도면을 참조하면, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)은 제1 결합 유닛(210) 및 제2 결합 유닛(220)의 하측에 배치된다. 또한, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)이 결합 과정은 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)의 결합 과정이 시작된 후에 진행될 수 있다. 나아가, 사용자가 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220) 간의 결합을 위해 그들 간의 정렬 상태를 맞추어주면, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 결합은 추가적인 사용자의 작업 없이도 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220) 간의 결합에 연관되어 자동적으로 이루어질 수 있다.
이러한 결합 모듈(200)의 구체적 구성은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 결합 모듈(200)에 대한 확대 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 제1 결합 유닛(210)은 전동 모듈(100), 구체적으로 연결 링크(170)에 설치될 수 있다. 연결 링크(170)가 한 쌍으로 구비되는 경우에, 제1 결합 유닛(210)도 각 연결 링크(170)에 하나씩 설치되어 전체 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이러한 제1 결합 유닛(210)은 삽입 블럭으로서 휠체어(H)를 향한 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
제2 결합 유닛(220)은 휠체어(H)의 프레임에 장착되고, 제1 결합 유닛(210)과 결합되는 대상체가 된다. 제2 결합 유닛(220)은, 구체적으로 상기 삽입 블럭을 수용하는 수용 공간(225, 도 3 참조)을 구비하는 수용 블럭일 수 있다.
제3 결합 유닛(230)은, 제1 결합 유닛(210)과 함께, 전동 모듈(100), 구체적으로 연결 링크(170)에 설치되는 구성이다. 제3 결합 유닛(230)으로서는, 예를 들어 전기적 입력에 의해 자성을 갖거나 잃는 자력선택 부재가 사용될 수 있다. 상기 자력선택 부재는 전자석, 또는 영전자석일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 자력선택 부재가 영전자석인 경우를 예시한다. 상기 영전자석은, 전자석과 반대로, 전류를 공급했을 때 자력을 잃고, 전류를 차단하면 자력이 흐르는 자석이다.
제4 결합 유닛(240)은, 제2 결합 유닛(220)과 함께, 휠체어(H) 측에 설치되는 구성이다. 제4 결합 유닛(240)으로서는, 예를 들어 자력결합 대상체가 사용될 수 있다. 상기 자력결합 대상체는 상기 영전자석이 자성을 가질 때 상기 영전자석에 대해 자력 결합되는 대상물이다. 상기 자력결합 대상체로서는, 예를 들어 금속 블럭이 사용될 수 있다. 본 실시예와 달리, 제3 결합 유닛(230)을 금속 블럭으로 구성하고, 제4 결합 유닛(240)을 영전자석으로 구성하는 것도 가능하다.
결합 모듈(200)은 제1 결합 유닛(210) 내지 제4 결합 유닛(240)에 더하여, 롤러 유닛(250), 차단 스위치(260), 및 안전체결 유닛(270)을 더 포함할 수 있다.
롤러 유닛(250)은 상기 삽입 블럭이 상기 수용 블럭 내로 슬라이딩 삽입될 때, 그들 간의 구름 접촉을 만들어내는 구성이다. 이러한 롤러 유닛(250)의 일 형태로서, 본 도면에서는 제2 롤러(255)가 보여지고 있다. 제2 롤러(255)는 상기 수용 블럭에 설치되어, 상기 삽입 블럭과 구름 접촉하게 된다.
차단 스위치(260)는, 전동 모듈(100)이 후진 방향(B)으로 후진 이동하여 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220) 간의 결합이 완료됨에 의해, 구동 바퀴(140)에 대한 구동 모터(150)의 동력 전달을 차단하여 구동 바퀴(140)가 정지하게 하는 구성이다. 이를 위해, 차단 스위치(260)는 스위칭 부재(261)와, 접촉 대상체(265)를 가질 수 있다. 스위칭 부재(261)가 연결 링크(170) 측에 설치될 때, 접촉 대상체(265)는 휠체어(H)에 설치될 수 있다. 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)의 결합 완료에 의해 스위칭 부재(261)는 접촉 대상체(265)와 접촉하게 되고, 그에 의해 스위칭되면서 구동 모터(150)의 동력 전달 회로를 차단하게 된다.
안전체결 유닛(270)은 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 결합을 보다 안전하게 유지하게 하는 구성이다. 이를 위해, 안전체결 유닛(270)은 체결 후크(271)와 체결 대상체(275)를 구비할 수 있다. 체결 후크(271)는 제3 결합 유닛(230) 측에 설치되고, 체결 대상체(275)는 제4 결합 유닛(240) 측에 설치될 수 있다. 체결 후크(271)가 제쳐져서 체결 대상체(275)에 결합되면, 차단 스위치(260)의 스위칭 상태가 해소되어 구동 모터(150)의 구동 바퀴(140)에 대한 동력 전달 회로가 다시 연결될 수 있다.
결합 모듈(200)의 구체적 구성 및 결합 단계는 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 3은 도 2의 결합 모듈(200)에 대한 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 제2 결합 유닛(220)의 상기 수용 블럭은, 그의 수용 공간(225)을 한정하는 내면으로서 상면과 하면을 가질 수 있다. 여기서, 상기 상면은 상부 제한면(221)으로, 상기 하면은 하부 제한면(223)이 될 수 있다. 상부 제한면(221)은 상기 삽입 블럭이 상방 회전하는 것을 제한하는 면이 되고, 하부 제한면(223)은 상기 삽입 블럭이 하방 회전하는 것을 제한하는 면이 된다.
결합 모듈(200)의 초기 정렬 상태에서, 제1 결합 유닛(210)의 삽입 블럭은 하부 제한면(223)에 대해 경사 방향으로 연장된 것일 수 있다. 그에 의해, 상기 삽입 블럭의 중심축과 하부 제한면(223) 간의 각도(θ)는 예각 범위 내에서 결정될 수 있다. 이러한 배치 관계에 의해, 제3 결합 유닛(230)의 결합면(231)과 제4 결합 유닛(240)의 결합면(241)은 서로 간에 경사지게 배치될 수 있다. 이때는, 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240)은 그들 간의 결합을 위한 물리적 접촉이 없는 상태에 놓여 있게 된다.
롤러 유닛(250) 중 제1 롤러(251)는 상기 삽입 블럭에 설치되어 하부 제한면(223)과 접촉된 상태이다. 아울러, 제2 롤러(255)는 상기 삽입 블럭의 상면과 접촉된 상태가 될 수 있다.
도 4는 도 3의 결합 모듈(200)에서 결합이 진행 중인 상태에 대한 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 상기 삽입 블럭이 상기 수용 블럭에 삽입되는 방향으로 이동, 구체적으로 후진 방향(B)으로 이동함에 따라, 제1 결합 유닛(210) 및 제3 결합 유닛(230)은 반 시계 방향(S1)으로 선회하게 되고, 제2 결합 유닛(220) 및 제4 결합 유닛(240)은 시계 방향(S2)으로 선화하게 된다. 그에 의해, 제3 결합 유닛(230)은 원호형 구간을 포함하는 이동 궤적을 따라 제4 결합 유닛(240)에 접근하게 된다. 이 과정에서, 상기 삽입 블럭의 중심축과 하부 제한면(223)의 각도(θ)는 실질적으로 제로가 된다. 또한, 제3 결합 유닛(230)의 결합면(231)과 제4 결합 유닛(240)의 결합면(241)은 서로 간에 평행한 상태가 될 수 있다.
도 5는 도 4의 결합 모듈(200)의 결합이 완료된 상태에 대한 단면도이고, 도 6은 도 5의 상태에서 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)와 휠체어(H) 간의 연결 상태를 보인 사시도이다.
본 도면들을 참조하면, 제1 결합 유닛(210)의 상기 삽입 블럭은 제2 결합 유닛(220)인 상기 수용 블럭 내로 완전하게 삽입된 상태가 된다. 그에 의해, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220)은, 제1 결합 유닛(210) 및 전동 모듈(100)을 지면을 향해 하강 회전시키려는 제1 벤딩 모멘트(M1)와 휠체어(H) 및 제2 결합 유닛(220)을 지면을 향해 하강 회전시키려는 제2 벤딩 모멘트(M2)가 평형을 이루게 하도록 결합된다. 이러한 상태에서, 휠체어(H)의 전방부, 구체적으로 보조 바퀴(AW)는 지면에서 들어 올려져서 공중에 떠 있게 된다.
제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 자력 결합에 의해서, 전동 모듈(100)에서 발생하는 견인력(T)은 휠체어(H)에서 발생하는 저항력(R)과 하나의 작용선 상에서 반대 방향으로 작용하게 된다.
이상의 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)와 휠체어(H) 간의 결합 및 그 후의 작동 관계는 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 도 1의 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)의 제어 작동을 설명하기 위한 블록도이다.
본 도면(및 도 1 내지 도 6)을 참조하면, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)는 지원 박스(160) 내의 구성으로서 컨트롤러(161)와 배터리(165)를 포함할 수 있다. 나아가, 휠체어용 보조동력장치(100 및 200)는 구동 조작기(180) 및 분리 조작기(190) 또한 포함할 수 있다.
배터리(165)는 전력을 충전하고, 구동 모터(150)와 제3 결합 유닛(230){영전자석(230)}에 전력을 공급한다. 배터리(165)의 전력 공급은 컨트롤러(161) 또는 분리 조작기(190)에 의해 제어 된다.
구동 조작기(180)는 사용자가 전동 모듈(100)을 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 구동시키고자 하는 명령을 입력하는 구성이다. 구동 조작기(180)로부터 입력되는 명령에 따라, 컨트롤러(161)는 구동 모터(150)를 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 회전시켜 구동 바퀴(140)가 해당 방향으로 회전하게 한다.
분리 조작기(190)는 제3 결합 유닛(230)을 제4 결합 유닛(240)으로부터 분리하기 위한 사용자의 명령을 입력받는 구성이다. 분리 조작기(190)가 조작되면, 배터리(165)로부터 영전자석(230)으로 전력 공급 회로가 연결되어, 영전자석(230)에 배터리(165)의 전력이 공급된다. 그에 의해, 영전자석(230)은 자력을 잃어서 제4 결합 유닛(240)과의 자기적 결합 상태가 해제된다. 이상의 분리 조작기(190) 및 구동 조작기(180)는 핸들(130)에 설치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 사용자는 결합 모듈(200)의 제2 결합 유닛(220) 및 제4 결합 유닛(240)이 휠체어(H)의 프레임에 장착된 상태에서, 제1 결합 유닛(210)과 제2 결합 유닛(220), 그리고 제3 결합 유닛(230)과 제4 결합 유닛(240) 간의 결합을 시도할 수 있다.
이를 위해, 사용자는 제1 결합 유닛(210)을 제2 결합 유닛(220)에 정렬한 상태(도 3 참조)에서, 구동 조작기(180)를 조작하여 컨트롤러(161)에 후진 명령을 입력할 수 있다. 후진 명령을 입력받은 컨트롤러(161)는, 배터리(165)가 구동 모터(150)에 전력을 공급하게 하면서 구동 모터(150)가 후진 방향(B)으로 회전하게 한다. 구동 모터(150)의 회전에 의해 구동 바퀴(140)가 후진 방향(B)으로 회전함에 의해, 전동 모듈(100)은 휠체어(H)를 향한 후진 방향(B)으로 이동할 수 있다.
전동 모듈(100)이 휠체어(H)를 향해 후진 이동함에 의해, 제1 결합 유닛(210)의 삽입 블럭은 제2 결합 유닛(220)의 수용 블럭 내로 삽입된다. 그 삽입에 의해, 제1 결합 유닛(210)은 반 시계 방향 선회(S1)하고 제2 결합 유닛(220)은 시계 방향 선회(S2)를 하면서, 휠체어(H)의 보조 바퀴(AW)가 지면으로부터 들려진다.
이후, 상기 삽입 블럭은 상기 수용 블럭의 하부 제한면(223)과 평행한 상태로 후진 이동하게 되고 제3 결합 유닛(230)의 영전자석은 제4 결합 유닛(240)의 금속 블럭과 평행한 상태(도 4 참조)가 된다. 이 상태에서, 상기 삽입 블럭과 상기 수용 블럭은 제1 벤딩 모멘트(M1)와 제2 벤딩 모멘트(M2)가 서로 평형을 이루게 하여, 보조 바퀴(AW)가 지면에서 들려진 상태를 유지한다.
전동 모듈(100)이 휠체어(H)를 향해 후진 이동이 계속됨에 의해, 상기 삽입 블럭은 상기 수용 블럭 내로 완전히 삽입되고, 상기 영전자석은 상기 금속 블럭과 자력 결합 상태가 된다. 이 상태에서, 상기 삽입 블럭과 상기 수용 블럭은 제1 벤딩 모멘트(M1)와 제2 벤딩 모멘트(M2)가 서로 평형을 이룬 앞서의 상태를 계속 유지한다. 또한, 영전자석(230)은 금속 블럭(240)은 견인력(T)과 저항력(R)이 서로 동일 작용선 상에서 반대 방향으로 작용하도록 서로 결합된다.
나아가, 영전자석(230)이 금속 블럭(240)과 결합되면, 스위칭 부재(261)는 접촉 대상체(265)에 의해 스위칭되어 구동 바퀴(140)에 대한 구동 모터(150)의 동력 전달을 차단한다. 이는 결합 모듈(200)의 결합 과정에서 휠체어(H)가 필요 이상으로 후진하지 않도록 한다.
안전체결 유닛(270)의 체결 후크(271)를 체결 대상체(275)에 채우면, 차단 스위치(260)의 동력 전달 차단 기능은 해제되어 구동 모터(150)의 동력은 구동 바퀴(140)로 다시 전달될 수 있는 상태가 된다. 이러한 상태에서, 사용자는 휠체어(H)의 좌석에 앉은 채로 구동 조작기(180)를 조정하여 휠체어(H)를 전동 구동할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 구동 조작기(180)를 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 조작함에 의해, 휠체어(H)도 전진 방향(F) 또는 후진 방향(B)으로 구동될 수 있다.
사용자가 전동 모듈(100)을 휠체어(H)로부터 분리하려는 경우에, 사용자는 먼저 안전체결 유닛(270)을 잠금 상태를 해제해야 한다. 이후, 사용자가 분리 조작기(190)를 조작하면, 배터리(165)의 전력이 영전자석(230)에 공급된다. 그에 의해, 영전자석(230)은 자력을 잃게 되고, 영전자석(230)과 금속 블럭(240)과의 자력 결합 상태는 해제된다. 사용자가 이제 보조동력장치(100)를 전진 방향(F)으로 밀어 낼 수 있다. 그에 따라, 제3 결합 유닛(230)이 먼저 제4 결합 유닛(240)으로부터 분리되고, 이후에 제1 결합 유닛(210)도 제2 결합 유닛(220)으로부터 분리된다.
상기와 같은 휠체어용 보조동력장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 전동 모듈 110: 베이스 프레임
120: 스티어링 프레임 130: 핸들
140: 구동 바퀴 150: 구동 모터
160: 지원 박스 170: 연결 링크
180: 구동 조작기 190: 분리 조작기
200: 결합 모듈 210: 제1 결합 유닛(삽입 블럭)
220: 제2 결합 유닛(수용 블럭) 230: 제3 결합 유닛(영전자석)
240: 제4 결합 유닛(금속 블럭) 250: 롤러 유닛
260: 차단 스위치 270: 안전체결 유닛

Claims (12)

  1. 전동 모듈; 및
    상기 전동 모듈과 휠체어를 결합시키는 결합 모듈을 포함하고,
    상기 결합 모듈은,
    상기 전동 모듈에 설치되는 제1 결합 유닛; 및
    휠체어에 설치되고, 휠체어의 전방부가 지면에서 들어 올려져 상기 1 결합 유닛에 결합된 상태에서, 상기 전동 모듈을 지면을 향해 하강 회전시키려는 제1 벤딩 모멘트와 휠체어를 지면을 향해 하강 회전시키려는 제2 벤딩 모멘트가 평형을 이루게 하도록 구성되는 제2 결합 유닛을 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합 유닛은,
    휠체어를 향한 방향으로 연장되는 삽입 블럭을 포함하고,
    상기 제2 결합 유닛은,
    상기 삽입 블럭의 상방 회전을 제한하는 상부 제한면; 및
    상기 삽입 블럭의 하방 회전을 제한하는 하부 제한면을 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 결합 유닛은,
    상기 결합 블럭이 수용되는 수용 공간을 구비하는 수용 블럭을 포함하고,
    상기 수용 블럭 중 상기 수용 공간을 한정하는 상면은 상기 상부 제한면이 되며 상기 수용 공간을 한정하는 하면은 상기 하부 제한면이 되는, 휠체어용 보조동력장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 삽입 블럭은,
    상기 하부 제한면과 결합하기 위한 초기 정렬 상태에서, 상기 하부 제한면에 대해 예각 방향으로 연장 형성된 것인, 휠체어용 보조동력장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 결합 모듈은,
    상기 상부 제한면 및 상기 하부 제한면 중 적어도 하나와 상기 삽입 블럭 간에 구름 접촉하게 하는 롤러 유닛을 더 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 롤러 유닛은,
    상기 삽입 블럭에 설치되는 제1 롤러를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 롤러 유닛은,
    상기 제2 결합 유닛 중 상기 상부 제한면 및 상기 하부 제한면 중 적어도 하나에 관련되어 설치되는 제2 롤러를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결합 모듈은,
    상기 전동 모듈에 설치되는 제3 결합 유닛; 및
    휠체어에 설치되고, 상기 전동 모듈에 의한 견인력과 휠체어에 의한 저항력이 하나의 작용선 상에서 반대 방향으로 작용하게 하도록 상기 제3 결합 유닛과 결합되는 제4 결합 유닛을 더 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 하나는,
    전기적 입력에 의해 자성을 갖거나 잃는 자력선택 부재를 포함하고,
    상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 중 다른 하나는,
    상기 자력선택 부재가 자성을 가질 때 상기 자력선택 부재에 대해 자력 결합되는 자력결합 대상체를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3 결합 유닛은 상기 제1 결합 유닛의 하측에 위치하고 상기 제4 결합 유닛은 상기 제2 결합 유닛의 하측에 위치하여, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 결합 과정의 시작 후에, 상기 제3 결합 유닛 및 상기 제4 결합 유닛 간의 결합이 이루어지는, 휠체어용 보조동력장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 자력선택 부재의 결합면은,
    상기 자력결합 대상체의 결합면에 대해,
    상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 결합 과정의 시작시에 경사지게 배치된 상태에서, 상기 제1 결합 유닛과 상기 제2 결합 유닛 간의 결합 과정의 진행에 따라 원호형 구간을 포함하는 이동 궤적을 따라 접근하여 결합되게 배치되는, 휠체어용 보조동력장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 자력선택 부재는, 영전자석을 포함하고,
    상기 자력결합 대상체는, 금속 블럭을 포함하고,
    상기 전동 모듈은,
    배터리; 및
    상기 배터리의 전력이 상기 영전자석에 공급되게 하여, 상기 영전자석이 상기 금속 블럭에서 분리되게 하는 분리 조작기를 포함하는, 휠체어용 보조동력장치.
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