KR900002241B1 - Wheel chair - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 본 발명 장치의 구조도.1 is a structural diagram of an apparatus of the present invention.
제 2 도는 (a), (b)는 본 발명 장치의 회로도.2 is a circuit diagram of the apparatus of the present invention.
제 3 도는 (a) - (e)는 본 발명 장치의 동작 설명을 위한 플로우 챠트.3 (a) to (e) are flowcharts for explaining the operation of the apparatus of the present invention.
제 4 도는 (a) - (c)는 본 발명 장치의 계단 이동 작동 상태를 설명하기 위한 도면.4 (a)-(c) are diagrams for explaining a step moving operation state of the apparatus of the present invention.
본 발명은 계단용 휠체어 장치에 관한 것으로 특히 휠체어의 바퀴에 H형 프레임을 각각 2개씩 설치하고, H형 프레임의 세로 기둥부에 폴대를 각각 설치하되 폴대와 H형 프레임의 이동용 모터를 부착하여된 계단용 휠체어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wheelchair device for a staircase, in particular, two H-shaped frames are installed on the wheels of the wheelchair, respectively, and poles are installed on the vertical pillars of the H-frame, respectively. It relates to a wheelchair device for stairs.
종래의 휠체어 장치는 평면이나 경사면과 같이 면이 턱이지지 않고 연속된 면에서만 이동이 가능하고 턱이진 계단등에서는 이동이 불가능하여 휠체어 사용자는 이동 장소에 제한을 받게되는 단점이 있다.Conventional wheelchair device has a drawback that the wheelchair user is limited to the place to move because it is not possible to move in a continuous surface, such as a flat or inclined surface, and can not move in a continuous surface, such as a jaw staircase.
특히, 엔진등을 부착한 동력 휠체어 장치는 휠체어에 동력이 있음에도 불구하고 계단을 오르내리지 못하게 되므로 동력이 효율적 이용을 못하게 될뿐만 아니라 사용자도 매우 불편하게 되는 단점이 있었다.In particular, the power wheelchair device attached to the engine, etc., even though the wheelchair is powered, it is not possible to climb up and down the stairs, so that the power is not effectively used, and there is a disadvantage that the user is very uncomfortable.
본 발명은 이러한 종래의 단점을 해결하기 위하여 휠체어의 바퀴 외측에 H형 프레임을 각각 2개씩 설치하고 H형 프레임의 세로 기둥부에 폴대를 각각 설치하되 폴대와 H형 프레임의 이동용 모터를 부착하고, 모터를 제어하기 위한 프로그램을 단일칩(Single chip)의 마이크로컴퓨터에 기억 시키므로서 계단을 올라가거나 내려갈수 있도록 한 계단용 휠체어를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is to install the two H-shaped frame each on the outside of the wheel of the wheelchair and to install the poles on the vertical column of the H-shaped frame in order to solve the conventional disadvantages, and attach the pole motor and the motor for moving the H-shaped frame, It is an object of the present invention to provide a stepped wheelchair for moving up or down stairs while storing a program for controlling a motor in a single chip microcomputer. It will be described in detail as follows.
제 1 도를 참조하면 본 발명 장치는 기존의 휠체어(1)의 바퀴(2,3)의 외측부에 H형 프레임(4,5 및 6,7)을 각각 2개씩 설치하고, H형 프레임(4 - 7)의 세로기둥부(4', 4", 5', 5", 6', 6", 7', 7")내에는 이에 대응하는 폴대(8 - 15)를 설치하되, H형 프레임 (4 - 7)을 구동시키는 구동용 모터(16 - 19)를 기어 박스(28, 29)내에 각각 설치하며, 폴대(8 -15)를 구동시키는 구동용 모터(20 - 27)를 상기 H형 프레임(4 - 7)내에 설치하고, 모터(16 - 19)와 H형 프레임(4 - 7)을 기어박스(28, 29)로 연결하며, 폴대(8 - 15)의 상단부에는 톱니부(8' - 15') (제 1 도에 9'만 도시되고 8', 10' - 15'는 9'와 동일구성으로 도시생략함)를 형성하여 모터(20 - 27) (제 1 도에서 21만 도시되고, 20, 22 -27은 21과 동일구성으로 도시 생략함)의 축에 축지된 기어(20' - 27') (제 1 도에 21'만 도시되고, 20', 22' - 27'는 21'와 동일구성으로 도시 생략함)와 맞물리도록 하며, 모터(16 - 27) (제 2 도의 (a)에서 21 - 26은 도시 생략함)의 구동 제어용 마이크로 컴퓨터(30)내에는 계단을 올라갈것인가를 조사하는 제 1 단계와, 계단을 올라갈것이라면 연관되는 계단 오름작동을 수행하되 계단을 올라갈것이 아니라면 계단을 내려갈것인가를 조사하는 제 2 단계와, 계단을 내려갈것이라면 연관되는 계단 내려감 작동을 수행하며, 계단을 내려갈것이 아니라면 모든 동작을 종료 할것인가를 조사하는 제 3 단계와, 동작이 종료하지 않으면 제 1 단계로 되돌아가고, 동작이 종료하면 H프레임(4 - 7)과 폴대(8 - 15)를 모두 원위치로 되돌리는 제 4 단계의 프로그램을 기억시키되 이러한 프로그램이 한 스텝마다 반복되도록한 것으로서, 이러한 본 발명 장치의 작용효과를 제 2 도 내지 제 4 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the apparatus of the present invention installs two H-
먼저, 계단을 내려가는 과정을 정리하면 다음과 같다.First, the process of going down the stairs is as follows.
계단 내려감Down stairs
1. H형 프레임 (4, 5, 6, 7)중 바퀴의 양옆에서 한쌍이 작동되도록 예를들어 H형 프레임(4, 6) 또는 H형 프레임(5, 7)으로 그 작동을 정한다. 즉, 제 4 도에서는 H형 프레임(4, 6)작동 경우를 예로서 설명한다. 이 경우는 직선 방향으로 이동을 할 경우에만 적용된다. 즉, 한쌍의 H형 프레임(4, 6)의 폴대(8, 9, 12, 13)를 밑으로 돌출시켜서 휠체어(1)의 바퀴(2, 3) (도시생략된 바퀴(3)도 따라서 움직임)를 지면에서 띄운다.1. The operation of the H-frames (4, 5, 6, 7) is determined by, for example, H-frames (4, 6) or H-frames (5, 7) such that a pair is operated on both sides of the wheel. That is, in FIG. 4, the H-
2. 다른 한쌍의 H형 프레임(5, 7)을 전진시킨다 (제 4 도에서는 도시 생략됨). 이때 폴대(10, 11, 14, 15)는 완전히 수축된 상태이다.2. Advance another pair of H-shaped frames 5 and 7 (not shown in FIG. 4). At this time, the
3. H형 프레임(5, 7)의 폴대(10, 11, 14, 15)를 밑으로 돌출시켜 접지된 후 휠체어(1)를 앞으로 이동시킨다.3. The poles (10, 11, 14, 15) of the H-shaped frame (5, 7) protrudes downward to be grounded and then move the wheelchair (1) forward.
4. H형 프레임(4, 6)의 폴대(8, 9, 12, 13)를 수축시키고 앞으로 이동한다.4. Retract and move the
5. H형 프레임(5, 7)의 폴대(10, 11, 14, 15)를 약간 수축시켜 휠체어(1)의 무게중심을 하강한다. (제 4 도에서 도시 생략됨)5. Slightly contract the poles (10, 11, 14, 15) of the H frame (5, 7) to lower the center of gravity of the wheelchair (1). (Not shown in Figure 4)
다음에 계단을 올라갈때에는 위의 과정을 다음과 같이 역순으로 행하면 되는 것이다.Next time you go up the stairs, you can do the above steps in reverse order.
계단 올라감Climb stairs
1. H형 프레임(4, 6)의 폴대(8, 9, 12, 13)를 밑으로 돌출시켜 휠체어(1)의 바퀴를 지면에서 띄운다.1. The poles (8, 9, 12, 13) of the H-shaped frames (4, 6) protrude downward to lift the wheels of the wheelchair (1) off the ground.
2. H형 프레임(4, 6)의 폴대(8, 9, 12, 13)를 더욱 돌출시켜 휠체어(1)의 무게중심을 상승 시킨다.2. Raise the center of gravity of the wheelchair (1) by further protruding the poles (8, 9, 12, 13) of the H-shaped frame (4, 6).
3. H형 프레임(5, 7)을 앞으로 전진 시킨다. 이때에는 폴대(10, 11, 14, 15)가 완전히 수축된 상태이다.3. Move the H frame (5, 7) forward. At this time, the
4. H형 프레임(5, 7)의 폴대(10, 11, 14, 15)를 밑으로 돌출시켜 계단면에 착지한다. (제 4 도에서 도시 생략됨)4. The poles (10, 11, 14, 15) of the H-shaped frames (5, 7) are projected downward to land on the step surface. (Not shown in Figure 4)
5. 휠체어(1)의 무게 중심을 앞으로 이동시킨다.5. Move the center of gravity of the wheelchair (1) forward.
6. H형 프레임(4, 6)의 폴대(8, 9, 12, 13)를 완전히 수축된 상태로 하여 H형 프레임(4, 6)을 앞으로 이동시킨다.6. Move the
이러한 구동을 하기 위한 기어박스(28, 29)의 구성은 제 1 도에서 도시된 바와 같이 모터(16, 17)가 기어박스(28)내에 고정되어 있고 모터(16, 17)의 축에 고정된 랙기어(16', 17')는 H형 프레임(4, 5)의 가름대에 각각 형성된 피니언 기어(4a, 5a)에 맞물려 있으며 기어박스(29)내부에는 도시 생략된 모터(18, 19)가 고정되어 H형 프레임(6, 7)의 가름대의 피니언 기어와 모터(18, 19)의 랙기어가 서로 맞물리도록 되어 있다.The configuration of the
또한, 제 1 도에서와 같이 H형 프레임(4 -7)의 세로기둥부(4', 4", 5', 5", 6', 6", 7', 7")에는 모터(20 - 27)가 각각 고정되어 있으며 모터(16 - 19)의 랙기어와 폴대(8 - 15)의 피니언 기어에 H형프레임의 구멍을 통하여 결합되어 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the
이에 따라서 H형 프레임 (4 - 7)은 모터(16 - 19)에 의하여 휠체어에서 전후 이동을 하게 되는데 이러한 H형 프레임(4 - 7)의 전후 이동은 휠체어(1)에 대한 상태이동 이므로 만약 휠체어(1)가 고정된 상태에서 H형 프레임 하나가 이동한다면 이것은 H형 프레임의 이동이고 만약 모든 폴대가 접지된 상태에서 H형 프레임이 이동되면 고정된 폴대에 대한 기어박스의 이동(즉 휠체어의 이동)이 이루어지는 것이다. 또한 제 1 도에는 폴대(8 - 15)의 접지부의 구성이 도시되어 있는데 폴대의 접지를 감지하기 위한 압력 스위치(PS)와 폴대의 수축시에 필요한 수축 감지 스위치(ES)가 도시되어 있다. 압력 스위치(PS)는 접점(PS')와 스프링(SP) 그리고 스프링 탄지된 가동부(MO)로 구성되어 있다. 만약 하나의 폴대가 완벽하게 착지되면 이 폴대에 휠체어 중앙과 사용자의 중량의 1/4이상이 실리게 되므로 스프링(SP)이 완전히 압축되어 압력 스위치(PS)가 접속되는 것이다. 한편, 폴대가 회수되면 스프링(SP)이 가동부(MO)를 밀어내므로 압력 스위치(PS)가 오프되는 것이다. 완전히 폴대가 수축되면 수축감지 스위치(ES)가 온되어서 연관 모터의 구동을 정지하게 된다.Accordingly, the H-shaped frame (4-7) is moved back and forth in the wheelchair by the motor (16-19). Since the forward and backward movement of the H-shaped frame (4-7) is a state movement for the wheelchair (1), if the wheelchair If the H frame is moved with (1) fixed, this is the movement of the H frame, and if the H frame is moved with all poles grounded, the gearbox is moved relative to the fixed pole (i.e. wheelchair movement). ) Is done. Also shown in FIG. 1 is a configuration of the ground portion of the pole poles 8-15. The pressure switch PS for detecting the grounding of the pole pole and the shrinkage detection switch ES necessary for contracting the pole pole are shown. The pressure switch PS is composed of a contact point PS ', a spring SP, and a spring-tipped moving part MO. If one pole is completely landed, more than 1/4 of the weight of the wheelchair and the user is loaded on the pole so that the spring SP is completely compressed and the pressure switch PS is connected. On the other hand, when the pole stand is recovered, the spring SP pushes the movable part MO, so that the pressure switch PS is turned off. When the pole is fully retracted, the contraction detection switch ES is turned on to stop driving of the associated motor.
제 2 도의 (a), (b)를 참조하면, 제 2 도의 (a)에서는 휠체어(1)의 균형을 유지하기 위하여 공지의 수평감지 스위치(HS)로서 휠체어(1)의 균형을 감지하여 유지한다. 이러한 수평감지 스위치(HS)는 2개가 1조로 되어 직각으로 위치 구성되어 있다.Referring to (a) and (b) of FIG. 2, in (a) of FIG. 2, the balance of the
제 1 도와 같은 구성을 제어하기 위한 전기회로는 제 2 도의 (a)에 도시된 바와같이 H형 프레임 구동모터(16-19) 및 폴대 구동모터(20-27) (모터 (21-26)는 도시 생략함) 그리고 사용자가 명령을 내리기 위한 스위치(SW1- SW3: 계단오름, 계단내려감, 종료)와 수평 감지스위치(HS) (제 2 도의 (a)의 SW4- SW7에 해당)그리고 각 폴대의 압력 스위치(PS) (제 2 도의 (a)의 SW8- SW15에 해당) 및 수축감지 스위치(ES) (제 2 도의 (a)의 SW16- SW23에 해당)와 마이크로 컴퓨터(MC) (30)로 구성된다.As shown in FIG. 2A, the electric circuit for controlling the configuration as shown in FIG. 1 includes an H-type frame drive motor 16-19 and pole pole drive motor 20-27 (motor 21-26). (Not shown) and a switch (SW 1 -SW 3 : step up, step down, end) and a level sensing switch (HS) for the user to give a command (corresponding to SW 4 -SW 7 in (a) of FIG. 2) And the pressure switch PS of each pole (corresponding to SW 8 -SW 15 in FIG. 2 (a)) and the shrinkage sensing switch (ES) (corresponding to SW 16 -SW 23 in FIG. 2 (a)) and the micro Computer (MC) 30.
또한 제 2 도의 (b)에서는 각 모터(16-27)를 제어하기 위한 하나의 모터 구동 제어부의 상세한 회로가 도시되어 있다. 여기에서 마이크로 컴퓨터(30)는 스위치(S1- S23)로 부터 입력을 받아서 처리 명령을 제 2 도의 (b)의 회로 입력단(R, L)중 어느 한쪽에 '하이'전압인가의 형태로 전달한다.Also shown in FIG. 2B is a detailed circuit of one motor drive control unit for controlling each motor 16-27. Here, the
만일 입력단(R)에 하이 전압이 걸리면 트랜지스터(Q1, Q2)가 온 되어서 전원(B+)→트랜지스터(Q1)→모터(M)→트랜지스터(Q12)→접지순으로 전류가 흘러 모터(M)에 공급되어 모터(M)가 정방향으로 회전되고, 한편 입력단(L)에 하이 전압이 인가되면 트랜지스터(Q3, Q4)가 온 되어서 전원(B+)→트랜지스터(Q3)→모터(M)→트랜지스터(Q4)→접지순으로 전류가 흘러 모터(M)에 역방향으로 공급되어 모터(M)가 역방향 회전된다.If a high voltage is applied to the input terminal R, the transistors Q 1 and Q 2 are turned on so that current flows in the order of power (B + ) → transistor (Q 1 ) → motor (M) → transistor (Q1 2 ) → ground. When supplied to the motor M and the motor M is rotated in the forward direction, while a high voltage is applied to the input terminal L, the transistors Q 3 and Q 4 are turned on so that the power source B + is applied to the transistor Q 3 . → Motor (M) → Transistor (Q 4 ) → Ground, current flows in the reverse direction to the motor (M), and the motor (M) rotates in the reverse direction.
한편 저항(R1) 및 콘덴서(C1)에 의한 시정수는 마이크로 컴퓨터(30)의 클록주기 보다 매우 크게 되도록 설정하여 입력단(R, L)에 인가되는 '하이'상태가 펄스 형식으로 출력되더라도 모터(M)의 구동시간을 길게 할수 있게되어 있다.On the other hand, the time constant by the resistor R 1 and the capacitor C 1 is set to be much larger than the clock period of the
제 3 도의 (a) - (e)에서는 마이크로 컴퓨터(30)에 기억된 프로그램을 수행하는 플로우 챠트로서 제 3 도의 (a)는 전체 프로그램 수행을 나타내는 플로우 챠트이고, 제 3 도의 (b)에서는 제 3 도의 (a)중 계단 올라갈때의 처리 시행용 프로그램을 제 3 도의 (c)에서는 제 3 도의 (a)중 계단 내려갈때의 처리 시행용 프로그램을 또한 제 3 도의 (d)에서는 제 3 도의 (a)중 모든 기능 정지시의 프로그램 수행을 나타내는 플로우 챠트가 도시되어 있다. 그리고 제 3 도의 (e)에서는 제 3 도의 (b) - (d)에서의 수행과정의 상세 프로그램 수행을 나타내는 플로우 챠트로서 프로그램 수행중 휠체어(1)의 평행을 유지하기 위한 것으로서 폴대의 번호는 H형 프레임에 따라서 설정된다.In FIG. 3 (a)-(e), a flowchart for executing a program stored in the
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 휠체어를 탄 지체부자유라도 계단을 자유롭고 안전하게 올라가거나 또는 내려 올수 있는 계단용 휠체어 장치를 제공하는 것이다.As described above, according to the present invention, there is provided a wheelchair device for stairs that can freely and safely climb or descend the stairs even if the wheelchair is freely liable.
Claims (1)
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Family Applications (1)
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1987
- 1987-05-30 KR KR1019870005517A patent/KR900002241B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR880013538A (en) | 1988-12-21 |
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