KR20210063517A - 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법 - Google Patents

휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법에 관한 것으로서, 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법은 제1 센서를 통해 상기 지지부의 전방 또는 후방에 계단이 있는지 여부를 센싱하는 단계; 및 제1 센서를 통해 전방 또는 후방에 계단이 있는 것이 확인되면, 계단을 승강할 수 있도록 경사대응부를 지지부의 바깥으로 돌출시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성시켜 승강을 준비하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 휠체어를 안정적 결합시킴과 동시에 계단을 오르내릴 때에 휠체어의 손잡이, 바퀴 및 휠체어의 하부프레임을 안정적으로 고정시킨 상태에서 휠체어를 승강시킴으로써 휠체어 탑승자에게 안전한 승강을 제공할 수 있다.

Description

휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법{Lift method for wheel chair using lift apparatus}
본 발명은 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 휠체어를 안정적 결합시킴과 동시에 계단을 오르내릴 때에 안정적인 휠체어의 승강작동 방법을 제공하여 휠체어 탑승자에게 안전한 승강을 제공할 수 있는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법에 관한 것이다.
일반적으로 휠체어는 주로 평지를 주행하도록 만들어져 특히 계단은 올라갈 수 없는 크나큰 단점이 있었다.
한편, 이렇게 계단을 오르지 못하는 장애인들을 위하여 공공시설에서는 계단에 별도로 비탈길을 시공함으로써 휠체어도 올라갈 수 있도록 건축되고 있으나, 이런 편의시설은 별도의 건설비용이 너무 많이 들어가기 때문에, 공공시설 외의 일반건축물들은 대부분의 이런 장애인들을 위한 편의시설을 무시하고 건설비용을 최대한 절감하고자 그냥 계단으로만 건축되고 있는 실정이다.
따라서, 아직까지 휠체어를 탑승한 장애인들은 계단이라는 크나큰 장벽에 부딪혀 이동권에 대한 큰 제약을 받고 있는 사회적인 문제점이 있었다.
이에 따라, 휠체어 이용에 따른 어려움 등을 고려하여 편의를 증진시켜주기 위한 휠체어용 승강장치가 개발 및 제안되고 있다.
이러한 휠체어용 승강장치는 휠체어에 탑승한 탑승자를 휠체어와 함께 휠체어용 승강장치에 탑승시킨 상태에 리프트 등의 승강수단을 이용하여 휠체어를 원하는 위치까지 승강시킴으로써 휠체어에 탑승한 탑승자가 휠체어에서 내리지 않고도 차량에 탑승하거나 지상으로 이동 또는 계단을 오르내릴 수 있게 한 장치이다.
하지만, 계단을 오르고 내릴 때에, 휠체어가 그 계단의 경사와 동일한 각도로 경사지도록 배치되어 탑승자가 심리적으로 불안함을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 휠체어를 안정적으로 고정하지 못하여 승강장치에서 휠체어가 분리될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
(한국등록특허 제10-1083365 B1 (2011.11.14. 공고)
본 발명의 목적은 휠체어를 안정적 결합시킴과 동시에 계단을 오르내릴 때에 안정적인 휠체어의 승강작동 방법을 제공하여 휠체어 탑승자에게 안전한 승강을 제공할 수 있는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 한 쌍의 지지부; 한 쌍의 지지부를 연결하는 축의 양단에 각각 결합되는 복수의 체인기어; 복수의 체인기어에서 적어도 한 곳 이상에 결합되는 구동부; 복수의 체인기어를 연결하여 복수의 체인기어를 함께 구동시켜 전진 또는 후진하면서 바닥면에 접지되는 궤도바퀴; 일단이 지지부에 회동 가능하게 연결되고, 일단이 회전하면 타단이 바닥면에 맞닿도록 회전하여 지지부를 기울어진 각도로 조정하는 경사대응부; 및 지지부에 회동가능하게 결합되어, 휠체어의 바닥 및 손잡이 중 적어도 한곳 이상을 파지하며 휠체어를 고정시키고, 지지부의 기울어진 각도에 대응되도록 휠체어를 틸팅시켜 휠체어의 수평상태를 조정하는 틸팅부; 및 지지부의 전방, 후방 및 바닥면에 위치하는 계단의 조건을 감지하는 복수의 제1 센서;를 포함하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법은 제1 센서를 통해 상기 지지부의 전방 또는 후방에 계단이 있는지 여부를 센싱하는 단계; 및 제1 센서를 통해 전방 또는 후방에 계단이 있는 것이 확인되면, 계단을 승강할 수 있도록 경사대응부를 지지부의 바깥으로 돌출시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성시켜 승강을 준비하는 단계;를 포함한다.
여기서, 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 올라가는 조건인 경우, 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성된 상태에서, 구동부를 통해 상기 궤도바퀴가 계단에 접촉할 때까지 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 전방으로 이동시키는 단계; 궤도바퀴의 전방이 계단에 접촉된 것이 확인되면, 경사대응부를 지지부의 내측으로 유입시키고 궤도바퀴를 통해 계단을 올라가는 단계; 및 제1 센서를 통해, 계단을 다 올라온 것으로 감지되면, 경사대응부를 지지부의 바깥으로 돌출시켜 상층바닥면에 맞닿도록 하면서 경사대응부를 다시 지지부의 내측으로 유입시키면서 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 상층에 안착시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 내려가는 상태인 경우, 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 향하여 하방향으로 소정의 각도로 형성하고, 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 후단이 계단을 접촉한 것이 확인되면, 경사대응부를 지지부의 내측으로 유입시키고, 구동부의 작동을 중지시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 따라 하층으로 미끄러짐 구동을 형성하는 단계; 복수의 체인기어 중 적어도 하나 이상에 결합되는 브레이크를 통해 하방향으로 이동하는 속도가 기설정된 속도 이하로 구동하도록 체인기어의 회전속도를 조정하는 단계; 및 제1 센서를 통해, 계단을 다 내려온 것으로 확인되면, 경사대응부를 지지부의 바깥으로 돌출시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 하층바닥면에 안착시킨 후에, 지지부를 내측으로 다시 유입시키는 단계;를 포함한다.
여기서, 하층으로 미끄러짐 구동을 형성하는 단계에서 배터리를 충전할 수 있다.
여기서, 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 상층 또는 하층으로 이동할 때에, 계단에 대해 기울어진 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 각도를 바탕으로 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 탑승한 휠체어의 각도가 수평한 상태가 되도록 휠체어를 수평상태를 조정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 센서는 지지부의 전방, 후방 및 바닥면 각각에 복수로 배치되고, 지지부는 지지부의 기울기를 센싱하는 제2 센서를 구비하여 지지부의 기울어진 각도를 센싱할 수 있다.
본 발명에 의한 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법은 휠체어를 안정적 결합시킴과 동시에 계단을 오르내릴 때에 안정적으로 휠체어를 승강시킴으로써 탑승자에게 안전한 승강을 제공할 수 있다.
또한, 전방 및 후방에 다양한 위치하는 계단 및 장애물 등을 센싱하고, 그를 바탕으로 휠체어의 각도가 조정되도록 함으로써 탑승한 휠체어 탑승자에게 안정감을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 2는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 승강방법 중 올라갈 때의 순서도 및 개념도면이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 승강방법 중 내려갈 때의 순서도 및 개념도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 사시도 이다.
도 6은 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 휠체어가 탑승한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 블록도이다.
도 8은 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 경사대응부의 구동을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6의 'A' 부분 상세도이다.
도 10은 도 6의 'B' 부분 상세도이다.
도 11은 도 6의 'C' 부분 상세도이다.
도 12는 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 센서의 배치위치 및 센싱특성을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 작동 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
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, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에서 전방은 제2 체인기어(122) 및 제3 체인기어(123)이 배치되는 위치를 전방으로 제1 체인기어(121)가 배치되는 위치를 후방으로 정의된다.
도 1 내지 2는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 승강방법 중 올라갈 때의 순서도 및 개념도면이다. 구성에 대한 도면번호는 도 5 내지 7을 참조한다.
제1 센서(190)를 통해 지지부(110)의 전방에 계단이 있는지 여부를 센싱한다(S100). 제1 센서(190)는 지지부(110)의 전방에 구비되는 제2 전방센서(192)를 통해 전방의 전영역을 다양한 각도로 센싱할 수 있다. 또한, 센싱 전에 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 휠체어가 탑승하게 되면, 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 복수의 안정장치를 통해 휠체어를 고정하는 단계를 더 포함하게 된다.
제1 센서(190)를 통해 전방에 계단이 있는 것이 확인되면, 계단을 승강할 수 있도록 경사대응부(150)를 지지부(110)의 바닥면 바깥으로 돌출시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)를 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성시켜 승강을 준비한다(S200). 이때, 틸팅부(160)를 휠체어(W)의 각도가 수평상태가 되도록 계단 승강 보조 장치에 소정각도로 미리 회동시킴으로서 휠체어에 탑승한 장애인 또는 환자에게 안정감을 제공할 수 있다.
휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)가 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성된 상태에서, 구동부(130)의 구동을 통해 궤도바퀴(140)가 전방으로 진행하면서 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)가 계단에 접촉할 때까지 전방으로 이동하게 된다(S300).
궤도바퀴(140)의 전방이 계단에 접촉된 것이 확인되면, 경사대응부(150)를 지지부(110)의 내측으로 유입시키고 궤도바퀴(140)를 통해 계단을 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)가 올라간다(S400). 이때, 궤도바퀴(140)가 계단에 접촉하게 되면, 경사대응부(150)는 지지부(110)의 내측으로 다시 유입되어 궤도바퀴(140)가 계단을 따라 이동할 때에 영향을 주지 않게 된다.
이때, 휠체어는 지지부(110)를 따라 결합된 상태이므로 지지부(110)와 동일한 기울기를 형성하고 있다. 이와 같이, 휠체어가 기울어진 상태를 그대로 유지하고 있으면, 탑승한 장애인 또는 환자에게 불안감을 제공할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 계단에 대해 기울어진 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)의 각도를 바탕으로 틸팅부(160)를 이용하여 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)에 탑승한 휠체어의 각도를 수평한 상태가 되도록 조정한다(S500). 따라서, 지지부(110)는 기울어져 있는 상태에 있지만, 휠체어는 수평한 상태를 유지하고 있기 때문에 휠체어에 탑승한 환자 또는 장애인에게 공포심 등이 유발되지 않도록 할 수 있다.
제1 센서(190)를 통해, 계단을 다 올라온 것으로 감지되면, 경사대응부(150)를 지지부(110)의 바닥면 바깥으로 돌출시켜 상층바닥면에 맞닿도록 하고, 경사대응부(150)를 다시 지지부(110)의 내측으로 유입시키면서 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 상층에 안착시킨다(S600). 또한, 틸팅부(160)를 통해 휠체어를 다시 수평한 상태가 되도록 조정한다.
이때, 제1 센서(190)는 전방 및 바닥면에 복수로 구비되기 때문에 전방영역이 상측 바닥면을 감지하는 센싱높이가 계단을 다 올라올 때에 센싱되는 높이보다 높게 형성되며, 이를 바탕으로 계단을 다 올라왔는지 여부를 판단할 수 있게 된다.
이와 같은 방법을 통해서, 상층에 위치하는 휠체어를 하층으로 안정적으로 이동시킬 수 있게 된다.
도 3 내지 4는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 승강방법 중 내려갈 때의 순서도 및 개념도면이다.
제1 센서(190)를 통해 지지부(110)의 전방에 계단이 있는지 여부를 센싱한다(S100). 제1 센서(190)는 지지부(110)의 후방에 구비되는 제1 전방센서(191)를 통해 후방의 전영역을 다양한 각도로 센싱할 수 있다. 또한, 센싱 전에 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 휠체어가 탑승하게 되면, 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 복수의 안정장치를 통해 휠체어를 고정하는 단계를 더 포함하게 된다.
제1 센서(190)를 통해 후방에 계단이 있는 것이 확인되면, 계단을 승강할 수 있도록 경사대응부(150)를 지지부(110)의 바닥면 바깥으로 돌출시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)를 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성시켜 승강을 준비한다(S200). 이때, 틸팅부(160)를 휠체어(W)의 각도가 수평상태가 되도록 계단 승강 보조 장치에 소정각도로 미리 회동시킴으로서 하강할 때에 하방향을 바라보지 않고, 정면을 바라보록 함으로써 휠체어에 탑승한 장애인 또는 환자에게 안정감을 제공할 수 있다.
휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)가 계단을 향하여 하방향으로 소정의 각도로 형성하고, 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 후단이 계단을 접촉한 것이 확인되면, 경사대응부(150)를 지지부(110)의 내측으로 유입시키고, 구동부(130)의 작동을 중지시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 따라 하층으로 미끄러짐 구동을 형성한다(S300).
이때, 휠체어는 지지부(110)를 따라 결합된 상태이므로 지지부(110)와 동일한 기울기를 형성하고 있다. 이와 같이, 휠체어가 기울어진 상태를 그대로 유지하고 있으면, 탑승한 장애인 또는 환자에게 불안감을 제공할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 계단에 대해 기울어진 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)의 각도를 바탕으로 틸팅부(160)를 이용하여 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)에 탑승한 휠체어의 각도를 수평한 상태가 되도록 조정한다(S400). 따라서, 지지부(110)는 기울어져 있는 상태에 있지만, 휠체어는 수평한 상태를 유지하고 있기 때문에 휠체어에 탑승한 환자 또는 장애인에게 공포심 등이 유발되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 하방향으로 이동할 때에, 구동부로터 전달되는 동력에 의해서 구동하는 것이 아니라, 중력방향을 따라 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)가 하층으로 이동하는 것으로서, 하방향으로 이동하는 속도의 제어가 필요하다. 이에 따라 복수의 체인기어(120) 중 적어도 하나 이상에 결합되는 브레이크를 통해 하방향으로 이동하는 속도가 기설정된 속도 이하로 구동하도록 체인기어(120)의 회전속도를 한다(S500).
제1 센서(190)를 통해, 계단을 다 내려온 것으로 확인되면, 경사대응부(150)를 지지부의 바깥으로 돌출시켜 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 하층바닥면에 안착시킨 후에, 지지부(110)를 내측으로 다시 유입시킨다(S600). 또한, 틸팅부(160)를 통해 휠체어를 다시 수평한 상태가 되도록 조정한다.
이때, 제1 센서(190)는 전방 및 바닥면에 복수로 구비되기 때문에 전방영역이 상측 바닥면을 감지하는 센싱높이가 계단을 다 올라올 때에 센싱되는 높이보다 높게 형성되며, 이를 바탕으로 계단을 다 올라왔는지 여부를 판단할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 동작을 실시하기 위한 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 사시도 이며, 도 6은 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 휠체어가 탑승한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 블록도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치(10)는 휠체어(W)를 탑승시켜 휠체어(W)를 상층 또는 하층으로 안정적인 승강을 제공하는 것으로서, 지지부(110), 체인기어(120), 구동부(130), 궤도바퀴(140), 경사대응부(150) 및 틸팅부(160)를 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명은 휠체어가 후면이 배치되는 방향을 전방, 그 반대방향을 후방으로 정의한다.
지지부(110)는 한 쌍으로 구비되며, 휠체어(W)의 진행방향을 따라 연장되며, 휠체어(W)의 바퀴간 간격보다 작은 폭으로 배치된다.
체인기어(120)는 한 쌍의 지지부(110)를 연결하는 축의 양단에 지지부(110)의 바깥방향에 각각 결합되며, 지지부(110)의 연장방향을 따라 복수로 배치된다.
구동부(130)는 복수의 체인기어(120) 중 한 곳에 결합되어 체인기어(120)가 회전할 수 있도록 구동력을 제공한다.
궤도바퀴(140)는 복수의 체인기어(120)를 연결하여 구동부(130)의 구동에 따라 복수의 체인기어(120)가 함께 구동되도록 한다. 궤도바퀴(140)는 계단 등과 같은 바닥면에서 접지력을 제공하여 안정적인 승강안내를 제공할 수 있다.
경사대응부(150)는 일단이 지지부(110)에 회동 가능하게 연결되고, 그 일단이 회전하면서 타단이 바닥면에 맞닿도록 회전하여 지지부(110)를 기울어진 각도로 조정한다.
틸팅부(160)는 지지부(110)에 회동가능하게 결합되어, 휠체어(W)의 바닥 및 손잡이(H) 중 적어도 한곳 이상을 파지하며 휠체어(W)를 고정시키고, 지지부(110)의 기울어진 각도에 대응되도록 휠체어(W)를 틸팅시켜 휠체어(W)의 수평상태를 조정한다.
이하에서, 각 구성에 대해서 도 4 내지 도 9를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 8은 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 경사대응부의 구동을 나타내는 도면이며, 도 9는 도 6의 'A' 부분 상세도이고, 도 10은 도 6의 'B' 부분 상세도이고, 도 11은 도 6의 'C' 부분 상세도이고, 도 12는 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 센서의 배치위치 및 센싱특성을 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 작동 개념도이다.
도 8 내지 도 13을 참조하여 각 구성에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.
지지부(110)는 판상으로 형성되며, 서로 이웃하게 배치된다. 지지부(110)는 전방에 상하로 체인기어(122, 123)가 구비되기 때문에 후방에 비해서 상대적으로 높게 형성되며, 복수의 결합축(111)을 통해 지지부(110)의 둘레방향을 고정하여 내부에 수용공간을 형성한다.
체인기어(120)는 제1 체인기어(121)와, 제2 체인기어(122) 및 제3 체인기어(123)를 구비한다. 제1 체인기어(121)는 지지부(110)의 후방에 결합된다. 제2 체인기어(122)는 제1 체인기어(121)에서 일방향으로 이격된 지지부(110)의 전방에 결합된다. 그리고, 제3 체인기어(123)는 제2 체인기어(122)에서 대각선 상측 방향으로 이격되어 지지부(110)에 결합된다. 이와 같이, 제2 체인기어(122) 및 제3 체인기어(123)를 상방향으로 적층 배열되며, 그 면을 따라 궤도바퀴(140)가 계단 등에 접지면적으로 형성함으로써 계단과 같은 오르막 또는 내리막을 주행할 때에 전도되지 않고 안정적인 주행을 제공할 수 있게 된다. 본 발명에서, 체인기어(120)는 3개로 형성된 것을 예시로 하였으나, 제1 체인기어(121) 및 제2 체인기어(122) 사이에 추가적인 기어가 구비될 수도 있다.
또한, 복수로 형성되는 체인기어에 기어의 회전구동을 제어할 수 있는 판브레이크가 구비될 수 있다. 판프레이크는 본 발명이 하측으로 이동하여 중력에 의해 슬라이딩 구동할 때에, 하방향으로 이동하는 속도를 기설정된 속도 이하가 되도록 함으로써 안정적인 하강구동을 제공할 수 있다.
구동부(130)는 지지부(110)의 후방에 배치된다. 구동부(130)는 한 쌍으로 구비되는 지지부(110)에 각각 연결되는 제1 체인기어(121)가 동시에 구동될 수 있도록 각각에 기어결합될 수 있다.
또한, 구동부(130)에 일측면에 이격배치되어 전력을 제공하는 배터리(180)가 구비된다. 배터리(180)는 충방전이 가능한 2차 전지로 형성될 수 있다. 본 발명에서, 배터리(180)는 내리막에서 중력에 의한 슬라이딩 구동을 통해 전력을 사용하지 않을 뿐만 아니라, 이와 같은 구동단계에서 배터리(180)가 충전될 수 있다.
궤도바퀴(140)는 제1 체인기어(121), 제2 체인기어(122) 및 제3 체인기어(123)를 감싸도록 형성된다. 궤도바퀴(140)는 접지면이 요철(凹凸)과 같은 형상으로 형성되어 바닥면과의 접지력을 증대시켜 계단과 같은 경사로에서 미끄러짐 없이 원활한 이동을 제공할 수 있다. 이때, 제1 체인기어(121) 및 제3 체인기어(123)를 잇는 상면이 경사를 형성하도록 루프를 형성하게 된다.
이와 같이, 궤도바퀴(140)의 상측면이 경사를 형성하게 되면, 휠체어가 후방으로 진입하여 안착될 때에, 경사진 궤도바퀴(140)의 상측면으로 인해서 휠체어의 진입 및 안착이 방해될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명은 풀리기어(170)를 구비한다.
풀리기어(170)는 경사를 형성하는 궤도바퀴(140)의 상측면이 제1 체인기어(121)와 제2 체인기어(122)를 잇는 궤도바퀴(140)의 하면과 동일한 수평상태가 되도록 궤도바퀴(140)의 상측면의 일영역을 상측에서 하측 아래로 누를 수 있도록 축을 통해 지지부(110)에 결합된다. 풀리기어(170)는 외주면이 궤도바퀴(140)의 요철형상의 접지면과 대응되도록 형성될 수 있다. 풀리기어(170)는 별도의 구동부없이 궤도바퀴(140)에 회전에 따라 그 접촉면에 접촉되면서 회전한다.
경사대응부(150)는 일단이 지지부(110)에 회동 가능하게 연결되고, 그 일단이 회전하면서 타단이 바닥면에 맞닿도록 회전하여 지지부(110)를 기울어진 각도로 조정하여 계단과 같은 단차형성되는 지형에서 원활한 승강을 제공하는 것으로서, 회동축(151), 이동바퀴(152), 회동모터(153) 및 회동지지축(154)를 포함하여 구성된다.
회동축(151)은 한 쌍의 지지부(110) 사이에서 지지부(110)의 하방향으로 회동가능하게 결합되어 전방을 향하여 연장된다. 회동축(151)은 평지를 주행할 때에는 구동하지 않기 때문에 지지부(110) 사이에서 바깥으로 돌출되지 않고 숨겨진 상태를 유지하게 된다. 그러다가, 회동축(151)은 계단과 같은 단차형성되는 경사로에서는 돌출되며, 종단에 결합되는 이동바퀴(152)를 통해 궤도바퀴(140)가 계단과 접촉되도록 함으로써 원활한 승강이 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 회동축(151)의 종단 영역에 스톱퍼(1511)가 구비될 수 있다. 스톱퍼(1511)는 회동축(151)이 기 설정된 각도 이상으로 벌어지는 것을 방지함으로서, 충격 등에 의해서 회동축(151)이 잘못된 각도로 벌어지는 것을 방지하여 승강구동할 때에 안정적인 구동을 제공할 수 있다.
이동바퀴(152)는 회동축(151)의 종단에 결합되며 회동축(151)이 바닥면을 향하여 돌출될 때에 바닥면에 맞닿아 궤도바퀴(140)와 함께 접지력을 형성하게 된다. 이동바퀴(152)는 계단과 같은 단차가 형성되는 위치에서 궤도바퀴(140)가 승강할 수 있도록 지렛대와 같은 역할을 하기 때문에, 접촉면에서 미끄러짐이 발생하지 않도록 매끄럽지 않으면서 쿠션이 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
회동모터(153)는 회동축을 기설정된 각도로 구동시키는 역할을 한다.
회동지지축(154)은 일단이 이동바퀴(152)에 결합되고, 타단이 지지부(110)에 결합되어 회동축(151)의 회동에 따라 이동바퀴(152)의 위치를 안내하는 역할을 한다. 따라서, 회동지지축(154)은 회동축(151)이 안정적으로 회동되도록 안내할 수 있으며, 회동축(151)이 지지부(151)의 내부에 수용된 상태에서도 충격 등에 의해서 바깥으로 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
틸팅부(160)는 지지부(110)에 회동가능하게 결합되어, 휠체어(W)의 바닥 및 손잡이(H)를 파지하며 지지부(110)의 기울어진 각도에 대응되도록 휠체어(W)를 틸팅시켜 휠체어(W)를 안정적으로 고정시켜 계단과 같은 경사로를 승강할 때에 휠체어(W)가 분리되는 방지하는 것으로서, 수직지지구(161), 유압구동부(162), 바퀴고정부(163) 및 프레임지지구(164)를 구비한다.
수직지지구(161)는 한 쌍으로 형성되며, 일단이 지지부(110)에 회동가능하게 결합되고, 타단이 상측으로 연장되어 휠체어의 후측을 지지하게 된다. 따라서, 수직지지구(161)는 유압구동부(162)의 작동에 따라 후방으로 기울어지도록 각도가 조정될 수 있다. 수직지지구(161)는 소정거리 이격되어 상측으로 연장되는데, 상부 및 하부 각각에 이격된 거리를 안정적으로 유지시킴과 동시에 휠체어를 견고하게 지지할 수 있도록 간격유지부(1614)를 통해 서로 이웃되도록 고정될 수 있다.
또한, 수직지지구(161)는 손잡이지지대(1611), 고정브라켓(1612) 및 작동버튼(1613)을 구비할 수 있다. 손잡이지지대(1611)는 수직지지구(161)의 상단에서 폭방향 양측으로 연장되며, 휠체어의 손잡이(H)의 위치에 따라 수직지지구(161)에 가변적으로 결합되는 위치를 변경시킬 수 있다.
고정브라켓(1612)은 손잡이지지대(1611)의 종단에 결합되어 휠체어 손잡이(H)의 폴대(P)를 감싸는 방향이 고리형상으로 형성되고, 고리영역이 회동구동하여 휠체어 손잡이(H)를 고정함으로써 수직지지구(161)에 지지되는 휠체어(W)가 움직이지 않도록 견고히 고정시킬 수 있다.
작동버튼(1613)은 고정브라켓(1612)을 작동시키는 역할을 하며, 누름에 따라 고정브라켓(1612)을 일방향을 따라 회동시키고, 누름을 해제함에 따라 고정브라켓(1612)을 반대방향으로 회전시킬 수 있는 인덱스 플런지로 형성될 수 있으나, 그 고정브라켓(1612)의 작동방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
유압구동부(162)는 일단이 수직지지구(161)에 결합되고, 타단이 지지부(110)에 회동가능하게 결합되는 축을 통해 결합된다. 유압구동부(162)의 타단은 제2 체인기어(122) 및 제3 체인기어(123) 사이에 결합되는 축을 통해 휠체어를 지지하는 전방에 회동가능하게 결합되어 유압력을 통해 실린더가 확장 또는 수축되면서 수직지지구(161)의 각도가 조정되도록 틸팅력을 제공한다.
바퀴고정부(163)는 일단이 수직지지구(1611)의 하단에 결합되고, 타단이 지지부(110)의 폭방향으로 연장되어 휠체어의 바퀴(T)를 고정시키는 역할을 한다. 바퀴고정부(161)는 지지부(110)의 폭방향을 따라 양방향을 따라 소정거리 연장된 전방을 향하여 굴절형성되고, 다시 바깥방향으로 굴절형성되어 휠체어의 바퀴(T)를 견고하게 고정할 수 있게 된다. 바퀴고정부(163)는 휠체어(W)가 전방을 향해서 진입하게 되면, 휠체어(W) 바퀴(T)를 감싸는 방향으로 자동으로 구동할 수 있다.
프레임지지구(164)는 일단이 바퀴고정부(163)가 결합된 수직지지부(161)의 상단 또는 하단에 결합되며, 타단에 'U'자 형상의 안착홈(1641)이 형성되어 휠체어의 하부프레임(BF)을 지지할 수 있다. 또하, 안착홈(1641)에는 휠체어의 하부프레임(BF)을 더욱 견고하게 고정할 수 있도록 하부고정브라켓(미도시)을 구비할 수 있다. 하부고정브라켓은 하부프레임(BF)을 감싸는 방향으로 회동구동함으로써 하부프레임(BF)이 안착홈(1641)이 미끄러지지 않고, 견고한 결합상태가 유지되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 지지부를 중심으로 전방, 후방 및 바닥면에 위치하는 물체를 감지할 수 있는 제1 센서(190)와 지지부(110)의 기울어진 정도를 센싱할 수 있는 제2 센서(194) 및 각각의 센서를 통해 센싱된 값에 따라 경사대응부(150) 및 틸팅부(160)의 작동상태를 조정할 수 있는 제어부(200)를 포함한다.
제1 센서(190)는 전방에 구비되는 제1 전방 센서(191), 후방에 구비되는 제1 후방 센서(192) 및 중앙에 구비되는 제1 중앙 센서(193)로 형성될 수 있다. 제1 전방 센서(191)는 전방에 지지부(110)를 서로 이격되게 결합시키는 결합축(111)을 따라 복수로 배치된다.
이때, 제1 전방 센서(191)는 결합축(111)을 따라 동일한 방향을 향하도록 배치되지 않고, 상측, 전면 및 하측을 향하도록 배치됨으로써 전방의 전 영역이 센싱되도록 함으로써, 승강구동 및 전후진 하는 휠체어의 다양한 환경을 정확하게 센싱하도록 할 수 있다. 제1 후방 센서(192)는 복수의 센서를 통해 후방을 센싱하는 것으로서, 제1 전방 센서(191)와 동일하게 배치방향을 형성할 수 있다. 제1 중앙 센서(193)는 지지부(110)를 하부의 축 방향을 따라 길이방향으로 복수로 배치되어 하면을 센싱한다. 제1 센서(190)는 근접 또는 초음파 센서로 구비될 수 있다.
제2 센서(194)는 지지부(110)에 결합되어 지지부(110)의 기울어진 각도를 센싱한다. 제2 센서는 기울기 센서로 형성될 수 있다.
제어부(200)는 제1 센서(190) 및 제2 센서(194)를 통해 센싱된 값을 바탕으로, 경사대응부(150) 및 틸팅부(160)의 회동조건을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 구동부(130)의 작동상태도 제어할 수 있다. 예를 들어, 계단을 내려가는 경우에서는 구동부(130)의 동작을 중지시키고, 중력에 의한 자유슬라이딩 구동이 되도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 휠체어용 계단 승강 보조 장치는 휠체어를 안정적 결합시킴과 동시에 계단을 오르내릴 때에 휠체어의 손잡이, 바퀴 및 휠체어의 하부프레임을 안정적으로 고정시킨 상태에서 휠체어를 승강시킴으로써 휠체어 탑승자에게 안전한 승강을 제공할 수 있다. 또한, 전방 및 후방에 다양한 위치하는 계단 및 장애물 등을 센싱하고, 그를 바탕으로 휠체어의 각도가 조정되도록 함으로써 탑승한 휠체어 탑승자에게 안정감을 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 지지부 120 : 체인기어
130 : 구동부 140 : 궤도바퀴
150 : 경사대응부 160 : 틸팅부
170 : 풀리기어 180 : 배터리
190 : 제1 센서 200 : 제어부

Claims (6)

  1. 한 쌍의 지지부; 상기 한 쌍의 지지부를 연결하는 축의 양단에 각각 결합되는 복수의 체인기어; 상기 복수의 체인기어에서 적어도 한 곳 이상에 결합되는 구동부; 상기 복수의 체인기어를 연결하여 상기 복수의 체인기어를 함께 구동시켜 전진 또는 후진하면서 바닥면에 접지되는 궤도바퀴; 일단이 상기 지지부에 회동 가능하게 연결되고, 상기 일단이 회전하면 타단이 바닥면에 맞닿도록 회전하여 상기 지지부를 기울어진 각도로 조정하는 경사대응부; 및 상기 지지부에 회동가능하게 결합되어, 휠체어의 바닥 및 손잡이 중 적어도 한곳 이상을 파지하며 휠체어를 고정시키고, 상기 지지부의 기울어진 각도에 대응되도록 휠체어를 틸팅시켜 휠체어의 수평상태를 조정하는 틸팅부; 및 상기 지지부의 전방, 후방 및 바닥면에 위치하는 계단의 조건을 감지하는 복수의 제1 센서;를 포함하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법에 있어서,
    상기 제1 센서를 통해 상기 지지부의 전방 또는 후방에 계단이 있는지 여부를 센싱하는 단계; 및
    상기 제1 센서를 통해 전방 또는 후방에 계단이 있는 것이 확인되면, 계단을 승강할 수 있도록 상기 경사대응부를 상기 지지부의 바깥으로 돌출시켜 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성시켜 승강을 준비하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 올라가는 조건인 경우,
    상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 평평한 바닥면에 대해서 소정의 각도로 형성된 상태에서, 상기 구동부를 통해 상기 궤도바퀴가 계단에 접촉할 때까지 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 전방으로 이동시키는 단계;
    상기 궤도바퀴의 전방이 계단에 접촉된 것이 확인되면, 상기 경사대응부를 상기 지지부의 내측으로 유입시키고 상기 궤도바퀴를 통해 계단을 올라가는 단계; 및
    상기 제1 센서를 통해, 계단을 다 올라온 것으로 감지되면, 상기 경사대응부를 상기 지지부의 바깥으로 돌출시켜 상층바닥면에 맞닿도록 하면서 상기 경사대응부를 다시 상기 지지부의 내측으로 유입시키면서 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 상층에 안착시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 내려가는 상태인 경우,
    상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 향하여 하방향으로 소정의 각도로 형성하고, 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 후단이 계단을 접촉한 것이 확인되면, 상기 경사대응부를 상기 지지부의 내측으로 유입시키고, 상기 구동부의 작동을 중지시켜 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 계단을 따라 하층으로 미끄러짐 구동을 형성하는 단계;
    상기 복수의 체인기어 중 적어도 하나 이상에 결합되는 브레이크를 통해 하방향으로 이동하는 속도가 기설정된 속도 이하로 구동하도록 상기 체인기어의 회전속도를 조정하는 단계; 및
    상기 제1 센서를 통해, 계단을 다 내려온 것으로 확인되면, 상기 경사대응부를 상기 지지부의 바깥으로 돌출시켜 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 하층바닥면에 안착시킨 후에, 상기 지지부를 내측으로 다시 유입시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하층으로 미끄러짐 구동을 형성하는 단계에서,
    배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치가 상층 또는 하층으로 이동할 때에,
    상기 계단에 대해 기울어진 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치의 각도를 바탕으로 상기 휠체어용 계단 승강 보조 장치에 탑승한 휠체어의 각도가 수평한 상태가 되도록 휠체어를 수평상태를 조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 센서는,
    상기 지지부의 전방, 후방 및 바닥면 각각에 복수로 배치되고,
    상기 지지부는,
    상기 지지부의 기울기를 센싱하는 제2 센서를 구비하여 상기 지지부의 기울어진 각도를 센싱하는 하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법.
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