WO2015130112A1 - 이동 장치의 평형 유지 장치 - Google Patents

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WO2015130112A1
WO2015130112A1 PCT/KR2015/001893 KR2015001893W WO2015130112A1 WO 2015130112 A1 WO2015130112 A1 WO 2015130112A1 KR 2015001893 W KR2015001893 W KR 2015001893W WO 2015130112 A1 WO2015130112 A1 WO 2015130112A1
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main
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    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/14—Standing-up or sitting-down aids

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for maintaining a balance of a mobile device such as a wheelchair, and more particularly, to an apparatus for maintaining an equilibrium state of a seat (seat) on which an occupant is seated when climbing a sloped road, a staircase, and the like.
  • Wheelchair users encounter various obstacles such as stairs, gravel fields, sand roads, mud roads, etc. During the operation of wheelchairs, stairs are the biggest obstacles to movement.
  • Patent documents Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0138430 (published Dec. 28, 2011)
  • Patent documents Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0086418 (published Aug. 2, 2013)
  • an object of the present invention is to provide an equilibrium maintaining device that allows a seat seated by a passenger to maintain an equilibrium during the movement of the mobile device. It is done.
  • the seat balance maintaining device of the mobile device according to the present invention to achieve the above object
  • a main balance rod rotatably supported at the front edge of the sheet and at the rear of the base;
  • a second sub-interval rotatably coupled to an upper end of the first sub-interval and a lower end of the third sub-interval;
  • the lower balance between the main balance and the base is connected to the height adjustment device for rotating the main balance in the same direction corresponding to the rotational movement of the base.
  • a fixing bracket to which the base and the main balance are rotatably coupled to upper and lower sides, respectively;
  • a base gear integrally formed with the base
  • a direction change gear rotatably coupled to the fixing bracket and engaged with the base gear
  • the base gear and the height adjusting gear have the same size and the same number of gears.
  • a main balance rod rotatably supported at the front edge of the sheet and at the rear of the base;
  • a height adjusting device installed at a lower end portion between the main balances and the base connected to the main balance unit to rotate the main balances in the same direction corresponding to the rotational movement of the base;
  • a sheet support device which supports the sheet and converts rotational movements of the upper ends between the main balances into vertical movements of the sheet
  • a sheet angle adjusting device which allows the sheet supporting device to maintain a predetermined angle without rolling from side to side when the sheet supporting device moves in the vertical direction;
  • the size of the first auxiliary gear and the second auxiliary gear is preferably the same.
  • a second fixing ring pair formed integrally with the height adjusting device
  • the ring spacing of each of the first fixed ring pair and the second fixed ring pair is preferably the same.
  • a fixing bracket to which the base and the main balance are rotatably coupled to upper and lower sides, respectively;
  • a base gear integrally formed with the base
  • a direction change gear rotatably coupled to the fixing bracket and engaged with the base gear
  • the base gear and the height adjusting gear have the same size and the same number of gears.
  • Equilibrium maintaining device of the mobile device according to the present invention is to stabilize the occupant by allowing the seat to be in equilibrium in accordance with the inclination of the base for supporting the drive wheels when the mobile device such as a wheelchair, stroller is running on a sloped road, stairs, etc. It has the effect of guaranteeing riding.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a wheelchair to which the balance maintaining apparatus according to the present invention is applied.
  • FIG 3 illustrates a configuration of a balance maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 6 shows an example of equilibrium holding by the equilibrium holding device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a detailed configuration of the height adjusting device shown in FIG. 3.
  • FIG. 10 illustrates a movement relationship between a base and a main balance in the balance maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 shows the configuration of the movement of the fixed bracket and the direction shift gear in the height adjustment device.
  • FIG. 13 shows the configuration of the auxiliary height adjusting device shown in FIG. 12 in more detail.
  • FIG. 14 shows an example of equilibrium holding by the balancing device according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 12 to 13.
  • FIG. 16 shows another example of the sheet angle adjusting device in the device shown in FIG.
  • FIG. 17 conceptually illustrates maintaining the sheet support horizontal with the sheet angle adjustment device of another embodiment.
  • FIG. 18 shows an example of equilibrium holding by the balancing device according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 13 to 17.
  • FIG 3 illustrates a configuration of a balance maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the balance maintaining apparatus 500 is to allow the seat 100 to be level when the wheelchair 10 climbs the stairs so that the passenger can feel comfortable riding.
  • the equilibrium maintaining apparatus 500 includes a main balance 502, a first sub-interval 504, and a second sub-interval 506, a third sub-interval 508, and a height adjustment device 510. It includes.
  • the balance maintaining apparatus 500 is installed in pairs one by one on the left and right of the sheet 100.
  • the configuration of the left and right balance holding apparatus is the same.
  • the upper end of the stem balance 502 is rotatably coupled to the front edge of the sheet 100 and the lower end is rotatably coupled to the rear of the base 200, that is, the lower portion of the rear leg of the sheet 100.
  • the main balance 502 is linked with the rotation of the base 200 through the height adjustment device (510).
  • the third auxiliary interlock 508 is installed at the rear of the sheet 100.
  • the first auxiliary section 504 is installed in the direction of the sheet 100 from the base 200.
  • the second sub-interval 506 is rotatably connected to the upper end of the first sub-interval 504 and to the lower end of the third sub-interval 508.
  • the height adjusting device 510 is installed between the lower end of the main balance bar 502 and the base 200, and rotates the main balance bar 502 in the same direction to correspond to the rotation of the base 200.
  • the front end of 100 is raised and lowered in the vertical direction.
  • the sheet 100 In equilibrium, the sheet 100 remains horizontal. Specifically, the front of the sheet 100 is supported by the main balance bar 902 while the rear of the sheet 100 is supported by the first to third subintervals 504 to 508, and the main balance bar 502. And the combinations of the first to third sub-intervals 504 to 508 form an “X” shape with each other, such that the sheet 100 maintains a horizontal state.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a wheelchair to which the balance maintaining apparatus according to the present invention is applied.
  • a wheelchair 10 including a sheet 100, a base 200, a driving device 300, a guide wheel 400, a balance maintaining device 500, and a driving wheel 600, which a passenger can board. ) Is shown.
  • the base 200 supports the sheet 100 and rotatably supports the front guide wheel 400 and the rear drive wheel 600.
  • the base 200 is an H-shaped frame, and the guide wheels 400 (400a, 400b) are rotatably supported in the front, and the drive wheels 600 (600a, 600b) are rotatably supported in the rear.
  • the driving device 300 (300a, 300b) is to generate a driving force for driving the driving wheel (600; 600a, 600b), and the two driving devices (300a, 300b) respectively provided for the left and right driving wheel (600a, 600b) Include.
  • the driving wheel 600 is used to drive the wheelchair 10 up and down the flat as well as the stairs by the driving force of the driving device 300, three triangular wheels are used are arranged in a triangular form.
  • FIG 3 illustrates a configuration of a balance maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the balance maintaining apparatus 500 is to allow the seat 100 to be level when the wheelchair 10 climbs the stairs so that the passenger can feel comfortable riding.
  • the equilibrium maintaining apparatus 500 includes a main balance 502, a first sub-interval 504, and a second sub-interval 506, a third sub-interval 508, and a height adjustment device 510. It includes.
  • the balance maintaining apparatus 500 is installed in pairs one by one on the left and right of the sheet 100. Since the configuration of the left and right balance holding devices is the same, only the configuration of the left balance holding device will be described.
  • the upper end of the stem balance 502 is rotatably coupled to the front edge of the sheet 100 and the lower end is rotatably coupled to the rear of the base 200, that is, the lower portion of the rear leg of the sheet 100.
  • the main balance 502 is linked with the rotation of the base 200 through the height adjustment device (510). This will be described later with reference to FIGS. 7 to 8.
  • the third auxiliary interlock 508 is installed at the rear of the sheet 100.
  • the first auxiliary section 504 is installed in the direction of the sheet 100 from the base 200.
  • the second sub-interval 506 is rotatably connected to the upper end of the first sub-interval 504 and to the lower end of the third sub-interval 508.
  • the height adjusting device 510 is installed between the lower end of the main balance bar 502 and the base 200, and rotates the main balance bar 502 in the same direction to correspond to the rotation of the base 200.
  • the front end of 100 is raised and lowered in the vertical direction. Detailed configuration and operation of the height adjustment device 510 will be described later in detail with reference to FIG.
  • the sheet 100 In equilibrium, the sheet 100 remains horizontal. Specifically, the front of the sheet 100 is supported by the main balance bar 902 while the rear of the sheet 100 is supported by the first to third subintervals 504 to 508, and the main balance bar 502. And the combinations of the first to third sub-intervals 504 to 508 form an “X” shape with each other, such that the sheet 100 maintains a horizontal state.
  • the main balance rod 502 is fixedly connected to the front edge of the sheet 100 and the power transmission shaft 710.
  • the first sub-interval 504 to the third sub-interval 508 are connected at the center and the rear of the sheet 100.
  • the first interpolation 504 is fixed to the base 200
  • the second interpolation 506 is fixedly connected to the upper end of the first interpolation 504 and the bottom central portion of the third interpolation 508. do.
  • the first inter-interval 504 is installed in the direction of the sheet 100 at the lower portion of the sheet 100, and is preferably installed vertically from the base 200 and has a length from the base 200 to the sheet 100. Is about halfway through.
  • the third auxiliary section 508 is installed in the direction of the base 200 at the rear edge of the sheet 100, preferably vertically installed toward the base 200, and has a length from the base 200 to the sheet 100. Is about the middle of the length.
  • the second sub-interval 506 is preferably rotatably installed at the upper end of the first sub-interval 504 and the lower end of the third sub-interval 508.
  • FIG. 5 shows the direction of the forces acting on the wheelchair and the direction of movement of each component of the balancing device.
  • the thick arrow shows the direction of the force acting on the sheet and the base
  • the thin arrow shows the direction of movement between the sheet and the third subsidiary.
  • the weight of the occupant mainly acts on the wheelchair 10, and a reaction force in the traveling direction of the wheelchair 10 and an inertial force in the traveling direction of the seat 100 act.
  • the sheet 100 is in an equilibrium state by the movement direction of the main balance section 502 and the movement of the second auxiliary section 506.
  • FIG 6 shows an example of equilibrium holding by the equilibrium holding device according to an embodiment of the present invention.
  • the tip of the main balance rod 502 rotates clockwise by the action of the height adjusting device 510, and the first to third interpolators 504.
  • the rear of the sheet 100 is raised by the action of 508). As a result, the sheet 100 is in equilibrium.
  • the tip of the main balance between the 502 is rotated counterclockwise by the action of the height adjustment device 510, the first to third inter-interval 504
  • the back of the sheet 100 is lowered by the action of 508.
  • the sheet 100 is in an equilibrium state.
  • FIG. 7 shows a detailed configuration of the height adjusting device shown in FIG. 3.
  • the height adjusting device 510 includes a fixing bracket 520, a base gear 522, a diverter 524 and a height adjusting gear 526.
  • the fixed bracket 520 rotatably supports the turning gear 524 and the height adjusting gear 526.
  • the base 200 is installed separately from the fixing bracket 520, the base gear 522 is formed integrally.
  • the fixed bracket 520 is supported by the drive shaft of the drive wheel 600.
  • the rotation shaft 522a of the base gear 522 does not need to be integrally formed with the rotation shaft of the driving wheel 600.
  • the rotation shaft 522a of the base gear 522 may be installed to coincide with the rotation shaft of the driving wheel 600, but in other ways, the rotation shaft of the height adjusting gear 526 coincides with the rotation shaft of the driving wheel 600.
  • the drive shaft may be installed in an area which is not occupied by the gears 522, 524, and 526 in the fixing bracket 520.
  • the base 200 supports the sheet 100, and the guide wheel 400 is installed at the front and the driving wheel 600 is installed at the rear.
  • the base 200 When the inclination angle is constant, for example, when traveling on a flat ground, the base 200 is designed to maintain a level with the ground. When the flat surface meets the inclined ground, the front guide wheel 400 is lowered at the boundary but the rear driving wheel is intact, so the base 200 is inclined forward.
  • the base 200 is parallel to the ground.
  • the inclination angle of the base 200 is fluctuated at the boundary between the flat ground and the inclined ground, and the balance maintaining apparatus 500 according to the present invention keeps the sheet 100 in a horizontal state according to the variation of the inclination angle.
  • the sheet When the base 200 is tilted forward, that is, when the wheelchair 10 rises along the inclined surface, the sheet may be kept horizontal by lowering the back of the sheet 100.
  • the balance maintaining apparatus 500 of the present invention lowers the height of the sheet 100 as well as keeping the sheet horizontal by lowering the back of the sheet 100 when the base 200 is inclined forward.
  • the sheet 100 is not only kept horizontal by raising the back of the sheet 100, but also the Increase the height
  • the inclination of the base 200 means that the base gear 522 rotates.
  • the rotation angle of the base gear 522 is proportional to the degree of inclination of the base 2000.
  • the turning gear 524 and the height adjusting gear 526 are rotatably supported by the fixing bracket 520.
  • the turning gear 524 meshes with the base gear 522 on one side (below as shown in FIG. 7) and the height adjustment gear 526 on the other side (above as shown in FIG. 7).
  • the height adjusting gear 526 rotates in the same direction as the base gear 522, as shown in FIG.
  • the rotation angle of the height adjustment gear 526 is equal to the rotation angle of the base gear 522.
  • the base gear 522 and the height adjustment gear 526 are equal in size and number of gears.
  • the size and the number of gears of the direction change gear 524 do not matter much.
  • the main balance bar 502 is moved in the same direction as the rotational direction of the base 200 by the same angle as the rotational angle of the base 200, whereby the front of the sheet 100 It is moved by the position change in the vertical direction of the base 200. That is, when the base 200 is tilted downward, the position of the front side of the sheet 100 is also lowered. That is, the distance from the base 200 to the front of the sheet 100 is always kept constant.
  • the position of the front of the base 200 that is, the position of the base 200 in the vertical direction about the driving shaft of the driving wheel 600 is lowered and thus fixed to the base 200.
  • the position of the first interpolation 504 is also lowered. Accordingly, the position of the back of the sheet 200 through the second and third interpolation 506 and 508 is also lowered.
  • the equilibrium maintaining apparatus 500 when the base 200 is inclined downward, the front and rear sides of the sheet 100 are lowered together, so that the equilibrium state is independent of the inclination angle of the base 200. As it maintains the passengers will feel a stable ride.
  • FIG. 10 illustrates a movement relationship between a base and a main balance in the balance maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the main balance 502 moves equally in the vertical direction corresponding to the movement in the vertical direction of the base 200. This is because the height adjusting device 510 rotates the main balance bar 502 at the same angle in accordance with the rotation of the base 200.
  • the size and the number of gears of the base gear 522 and the height adjustment gear 526 must be the same to satisfy this condition.
  • the size and position of the direction change gear 524 does not matter.
  • the size of the turning gear 524 may be larger than the size of the base gear 522 and the height adjusting gear 526, and the turning gear 524 is positioned to the left or to the right of the position shown. It does not matter as long as the three gears 522, 524, and 526 remain engaged.
  • FIG 11 shows the configuration of the movement of the fixed bracket and the direction shift gear in the height adjustment device.
  • the fixing bracket 520 is for maintaining the engagement state of the base gear 522, the turning gear 524 and the height adjustment gear 526 and is installed separately from the base 200. Will be.
  • the fixing bracket 520 can be rotated to the left or right according to the operation of the height adjustment device (510).
  • the height adjustment device 510 can be considered to operate properly as long as the three gears 522, 524, and 526 remain engaged.
  • the fixing bracket 520 is not moved as much as possible.
  • FIG. 11 illustrates a structure for preventing rotation of the fixing bracket 520. Referring to the right figure of FIG. 11, by arranging two directional shift gears 524 (524a, 524b) from side to side about an imaginary line connecting the rotation axes of the base gear 522 and the height adjustment gear 526. To prevent the rotation of the fixing bracket 520.
  • the left side shows a state in which the base 200 is horizontal and the right side shows a state in which the base 200 is inclined downward left.
  • the tip of the main balance stem 502 is acted on by the action of the height adjusting device 510, that is, the sheet.
  • the front of the 100 is also lowered, and the rear of the sheet 100 is also lowered by the action of the first to third interpolators 504 to 508. That is, as the base 200 is inclined, the sheet 100 descends while maintaining the horizontal state.
  • the balance maintaining apparatus 500-2 shown in FIG. 13 further includes a sheet support device 530 and a sheet angle adjusting device 540 in addition to the main balancer 502 and the height adjusting device 510 shown in FIG. It is provided but does not have the first to third sub-intervals (504 ⁇ 508).
  • the sheet support device 530 supports the sheet 100 and converts the rotational movement of the upper end of the main balance member 502 into the vertical movement of the sheet 100.
  • the sheet angle adjusting device 540 allows the sheet supporting device 530 to maintain a predetermined angle without rolling left and right when the sheet supporting device 530 moves in the vertical direction by the main balancer 502.
  • the sheet support device 530 includes a sheet fixing bracket 532 and a sheet support 534. Meanwhile, the sheet angle adjusting device 540 includes a first auxiliary gear 542, a second auxiliary gear 544, and a chain 546.
  • the sheet support 534 is fixed to the sheet fixing bracket 532 while supporting the sheet 100.
  • the first auxiliary gear 542 is formed integrally with the sheet fixing bracket 532 and at the same time the sheet fixing bracket 532 is rotatably supported at the tip of the balance between the balance (502). Accordingly, even if the main balance rod 502 moves while showing the arc-shaped trajectory, the sheet fixing bracket 532 and the sheet support 534 are raised and lowered in the vertical direction.
  • the sheet fixing bracket 532 In order to keep the sheet support 534 horizontal, the sheet fixing bracket 532 should not roll from side to side about the axis of rotation of the first auxiliary gear 542.
  • a sheet angle adjusting device 540 is provided, which is composed of a first auxiliary gear 542, a second auxiliary gear 544, and a chain 546.
  • the second auxiliary gear 544 is integrally formed on the fixing bracket 520 of the height adjusting device 510.
  • the first auxiliary gear 542 should rotate in a direction opposite to the rotation direction of the main balance member 502. do. Note that the first auxiliary gear 542 is formed integrally with the sheet fixing bracket 532.
  • the main balance rod 502 rotates in the same direction as the base 200 through the height adjusting device 510.
  • the tip of the main balance bar 502 is moved while showing the trajectory of the arc.
  • the seat fixing bracket 532 and the sheet may move even if the tip of the main balance stem 502 moves in a circular arc shape.
  • the support 534 is raised and lowered in the vertical direction.
  • the horizontal state of the sheet support 534 is maintained by the sheet angle adjusting device 540.
  • the first auxiliary gear 542 and the second auxiliary gear 544 have the same size, a rectangle is obtained when the tangent connecting the two gears 542 and 544 and the center lines of each of the two gears 542 and 544 are connected. . Since the second auxiliary gear 544 is formed integrally with the fixing bracket 520 of the height adjusting device 510, and the fixing bracket 520 is fixed, the center line of the second auxiliary gear 544 has a square amount. It can be seen that one side (A) is fixed from the side.
  • the first auxiliary gear 542 moves up and down in the vertical direction according to the movement of the main balance 502.
  • “one side of the rectangle is fixed, and the length of the upper side and the lower side is the same, the other side and the fixed side is always parallel” made by the center line of the first auxiliary gear 542 by the principle
  • the side A is always in equilibrium with the side B formed by the center line of the second auxiliary gear 544, and since the side A on the side of the second auxiliary gear 544 is perpendicular to the first side, the first side is first. It can be seen that the side surface B on the side of the auxiliary gear 542 is always vertical, that is, the sheet fixing bracket 532 is always vertical.
  • a chain 540 is formed to connect the first auxiliary gear 542 and the second auxiliary gear 544 to form a rectangular upper side and a lower side.
  • the chain 540 may be replaced with a wire.
  • FIG. 16 shows another example of the sheet angle adjusting device in the device shown in FIG. Among the members shown in FIG. 16, the same reference numerals are added to those identical to those shown in FIG. 13, and detailed description thereof will be omitted.
  • the sheet angle adjusting device 550 shown in FIG. 16 is for the sheet supporting device 530 to maintain a predetermined angle without rolling left and right when the sheet supporting device 530 moves in the vertical direction.
  • the sheet angle adjusting device 550 includes a first fixing ring pair 552, a second fixing ring pair 554, and a wire 556.
  • the sheet support 534 is fixed to the sheet fixing bracket 532 while supporting the sheet 100.
  • the sheet fixing bracket 532 is rotatably supported at the tip of the stem balance 502.
  • the sheet fixing bracket 532 and the sheet support 534 are raised and lowered in the vertical direction.
  • the first fixing ring pair 552 is formed integrally with the sheet fixing bracket 532, and is a pair of rings installed at regular intervals in the vertical direction of the sheet fixing bracket 532.
  • the second fixing ring pair 554 is integrally formed on the fixing bracket 520 of the height adjusting device 510, and is a pair of rings installed at regular intervals vertically in the vertical direction of the fixing bracket 520.
  • the second fixing ring pair 554 is installed on a vertical line via the height adjusting gear 528, a pair of pairs are installed at the same interval as the interval between the rings in the first fixing ring pair 554. It consists of a ring.
  • FIG. 17 conceptually illustrates maintaining the sheet support horizontal with the sheet angle adjustment device of another embodiment.
  • the rings of each of the first fixed ring pair 552 and the second fixed ring pair 554 are spaced at equal intervals, a rectangle is obtained by connecting them with each other. Since the second fixing ring pair 554 is integrally formed on the fixing bracket 520 of the height adjusting device 510, and the fixing bracket 520 is fixed, the second fixing ring pair 554 has a rectangular amount. It can be seen that one side (A) is fixed from the side.
  • the first fixed ring pair 552 moves up and down in the vertical direction according to the movement of the main balance 502.
  • the side made by the first fixed ring pair 552 according to the principle "If one side of the rectangle is fixed and the length of the top and bottom is the same, the other side and the fixed side are always parallel".
  • (B) is always in equilibrium with the side (A) made by the second fixing ring pair 554, and the first fixing because the side (A) on the side of the second fixing ring 554 is in a vertical state It can be seen that the side edge B on the ring pair 552 side is always vertical, that is, the sheet fixing bracket 532 is always vertical.
  • the first fixing ring pair 552 and the second fixing ring pair 554 are connected to form a wire 556 that forms the upper and lower sides of the rectangle.
  • the wire 556 may be replaced by a rod.
  • FIG. 18 shows an example of equilibrium holding by the balancing device according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 13 to 17.
  • FIG. 18 shows a state of equilibrium in flat state.
  • the bent angle of the main balancer 502 is balanced with the action of the sheet support device 530 and the sheet angle adjusting device 540.550 to keep the sheet 100 horizontal.
  • the tip of the main balance shaft 502 is rotated clockwise by the action of the height adjusting device 510 so that the sheet 100 rises and the sheet angle adjusting device 540.550
  • the sheet 100 is in an equilibrium state by the action of).
  • the tip of the main balance shaft 502 is rotated counterclockwise by the action of the height adjusting device 510 so that the sheet 100 descends and the sheet angle adjusting device is lowered.
  • the sheet 100 is in equilibrium by the action of (540. 550).
  • Equilibrium maintaining device of the mobile device according to the present invention is to stabilize the occupant by allowing the seat to be in equilibrium in accordance with the inclination of the base for supporting the drive wheels when the mobile device such as a wheelchair, stroller is running on a sloped road, stairs, etc. Ensure your ride.

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Abstract

휠체어, 유모차와 같은 이동 장치의 평형 유지 장치가 개시된다. 평형 유지 장치는 상기 시이트의 앞쪽 모서리 및 상기 베이스의 뒤쪽에서 회전 가능하게 지지되는 주균형간; 상기 시이트의 하부에서 상기 시이트 방향으로 상기 베이스에 설치되는 제1보조간; 상기 시이트의 뒤쪽 모서리에서 상기 베이스 방향으로 설치되는 제3보조간; 상기 제1보조간의 상부 선단과 상기 제3보조간의 하단에 회전가능하게 결합되는 제2보조간; 및 상기 주균형간의 하단과 상기 베이스가 연결되는 부분에 설치되어 상기 베이스의 회전 운동에 상응하여 상기 주균형간을 같은 방향으로 회전시키는 높이 조절 장치를 포함한다.

Description

이동 장치의 평형 유지 장치
본 발명은 휠체어와 같은 이동 장치의 평형 유지 장치에 관한 것으로서, 특히 이동 장치로 경사진 도로, 계단 등을 오를 때 탑승자가 착석하고 있는 시이트(좌석)의 평형 상태를 유지시켜주는 장치에 관한 것이다.
휠체어 이용자는 휠체어 운행 도중 계단, 자갈밭, 모래길, 진흙길 등의 여러 가지의 장애 요인들에 부딪치게 되는 데 그 중에서 가장 크게 이동의 장애를 주는 것이 계단이다.
계단을 오르내릴 수 있다는 것은 휠체어를 이용하여 어디든 갈 수 있다는 것과 같은 의미이기 때문에 휠체어 제작자로서 가장 관심을 갖는 분야가 바로 계단을 등판할 수 있는 지의 여부이다.
종래의 계단을 등판할 수 있는 휠체어로서는 전동 장치를 이용하는 것, 무한궤도를 이용하는 것 등이 개발되고 있다.
한편, 삼각형의 꼭지점에 소륜들을 배치한 삼각휠을 구동륜으로서 사용하는 형태도 제시되어 있다.
그렇지만, 이러한 휠체어에 있어서 탑승자의 승차감을 향상시키기 위하여 탑승자가 착석하고 있는 시이트(좌석)의 평형 상태 즉 수평 상태를 유지하는 것이 필요하다. 휠체어 뿐만 아니라 유모차에 있어서도 유아의 안정감 및 승차감 유지를 위하여 사이트의 평형 상태를 유지하는 것이 필요하다.
특허문헌; 대한민국 공개특허공보 10-2011-0138430(2011.12.28. 공개)
특허문헌; 대한민국 공개특허공보 10-2013-0086418(2013.08.02. 공개)
본 발명은 상기의 요구에 부응하기 위한 것으로서, 휠체어, 유모차와 같은 이동 장치에 있어서, 탑승자가 착석한 시이트가 이동 장치의 이동 과정에서 평형 상태를 유지할 수 있게 하는 평형 유지 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 이동 장치의 좌석 평형 유지 장치는
구동륜을 지지하는 베이스, 상기 베이스에 의해 지지되는 시이트를 구비하는 이동 장치에서 상기 베이스가 경사됨에 따라 상기 시이트의 평형 상태를 유지하는 평형 유지 장치에 있어서,
본 발명의 제1실시예에 따른 평형 유지 장치는
상기 시이트의 앞쪽 모서리 및 상기 베이스의 뒤쪽에서 회전 가능하게 지지되는 주균형간;
상기 시이트의 하부에서 상기 시이트 방향으로 상기 베이스에 설치되는 제1보조간;
상기 시이트의 뒤쪽 모서리에서 상기 베이스 방향으로 설치되는 제3보조간;
상기 제1보조간의 상단과 상기 제3보조간의 하단에 각각 회전가능하게 결합되는 제2보조간; 및
상기 주균형간의 하단과 상기 베이스가 연결되는 부분에 설치되어 상기 베이스의 회전 운동에 상응하여 상기 주균형간을 같은 방향으로 회전시키는 높이 조절 장치를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 높이 조절 장치는
상측 및 하측에 상기 베이스 및 상기 주균형간이 각각 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓;
상기 베이스에 일체로 형성된 베이스 기어;
상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 결합되며, 상기 베이스 기어와 치합되는 방향 전환 기어; 및
상기 주균형간에 일체로 형성되며 상기 방향 전환 기어와 치합되는 높이 조절 기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베이스 기어와 상기 높이 조절 기어는 같은 크기 및 같은 기어수를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 평형 유지 장치는
상기 시이트의 앞쪽 모서리 및 상기 베이스의 뒤쪽에서 회전 가능하게 지지되는 주균형간;
상기 주균형간의 하단과 상기 베이스가 연결되는 부분에 설치되어 상기 베이스의 회전 운동에 상응하여 상기 주균형간을 같은 방향으로 회전시키는 높이 조절 장치; 및
상기 시이트를 지지함과 더불어 상기 주균형간의 상측 선단의 회전 운동을 시이트의 수직 방향 운동으로 변환시키는 시이트 지지 장치; 및
상기 시이트 지지 장치가 수직 방향으로 이동할 때 상기 시이트 지지 장치가 좌우로 롤링하지 않고 소정의 각도를 유지하도록 하는 시이트 각도 조절 장치;
를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 시이트 각도 조절 장치는
상기 시이트 고정 브라켓에 일체로 설치되는 제1보조기어;
상기 높이 조절 장치에 일체로 형성되는 제2보조기어; 및
상기 제1보조기어와 제2보조기어를 연결하는 체인;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1보조기어와 제2보조기어의 크기는 같은 것이 바람직하다.
다른 한편으로 상기 시이트 각도 조절 장치는
상기 시이트 고정 브라켓에 일체로 설치되는 제1고정고리쌍;
상기 높이 조절 장치에 일체로 형성되는 제2고정고리쌍; 및
상기 제1고정고리쌍와 제2고정고리쌍을 연결하는 와이어;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1고정고리쌍과 상기 제2고정고리쌍 각각의 고리 간격은 동일한 것이 바람직하다.
여기서, 상기 높이 조절 장치는
상측 및 하측에 상기 베이스 및 상기 주균형간이 각각 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓;
상기 베이스에 일체로 형성된 베이스 기어;
상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 결합되며, 상기 베이스 기어와 치합되는 방향 전환 기어; 및
상기 주균형간에 일체로 형성되며 상기 방향 전환 기어와 치합되는 높이 조절 기어;를 포함한다.
여기서, 상기 베이스 기어와 상기 높이 조절 기어는 같은 크기 및 같은 기어수를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이동 장치의 평형 유지 장치는 휠체어, 유모차와 같은 이동 장치가 경사진 도로, 계단 등을 주행할 때 구동륜을 지지하는 베이스의 경사도에 따라 시이트가 평형 상태를 유지하도록 함으로써, 탑승자의 안정된 승차를 보장하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 평형 유지 장치를 적용한 휠체어의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 2는 계단에서의 구동륜의 이동 궤적을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치의 구성을 도시한다.
도 4는 시이트, 베이스 그리고 평형 유지 장치의 연결관계를 도시한다.
도 5는 휠체어에 작용하는 힘들의 방향 및 평형 유지 장치의 각 구성부재의 움직임 방향을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치에 의한 평형 유지의 예를 도시한다.
도 7은 도 3에 도시된 높이 조절 장치의 상세한 구성을 도시한다.
도 8은 베이스의 기울어짐에 따른 주균형간의 동작을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치에 의해 시이트의 평형 상태가 유지되는 것을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치에서 베이스와 주균형간의 이동관계를 도시한다.
도 11은 높이 조절 장치에 있어서 고정 브라켓의 움직임 및 방향 전환 기어의 구성을 도시한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평형 유지 장치를 도시한다.
도 13은 도 12에 도시된 보조 높이 조절 장치의 구성을 보다 상세히 도시한다.
도 14는 도 12 내지 도 13에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 평형유지장치에 의한 평형 유지의 예를 도시한다.
도 15는 시이트 각도 조절 장치에 의해 시이트 지지대의 수평 상태를 유지하는 것을 개념적으로 도시한다.
도 16은 도 13에 도시된 장치에 있어서 시이트 각도 조절 장치의 다른 예를 도시한다.
도 17은 다른 실시예의 시이트 각도 조절 장치에 의해 시이트 지지대의 수평 상태를 유지하는 것을 개념적으로 도시한다.
도 18은 도 13 내지 도 17에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 평형유지장치에 의한 평형 유지의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치의 구성을 도시한다.
평형 유지 장치(500)는 휠체어(10)가 계단을 등판할 때 시이트(100)가 수평을 유지하게 함으로써 탑승자에게 편안한 승차감을 느낄 수 있게 하기 위한 것이다.
도 3을 참조하면, 평형 유지 장치(500)는 주균형간(502), 제1보조간(504) 그리고 제2보조간(506), 제3보조간(508) 그리고 높이 조절 장치(510)를 포함한다.
먼저, 평형 유지 장치(500)는 시이트(100)의 좌우에 하나씩 쌍으로 설치된다. 좌우의 평형유지장치의 구성은 동일하다.
주균형간(502)의 상단은 시이트(100)의 앞쪽 모서리에 회전가능하게 결합되고 하단은 베이스(200)의 뒤쪽 즉, 시이트(100)의 뒤쪽 다리의 하부에서 역시 회전가능하게 결합된다. 실제에 있어서 주균형간(502)은 높이 조절 장치(510)를 통하여 베이스(200)의 회전과 연동된다.
시이트(100)의 뒤쪽에는 제3보조간(508)이 설치된다. 제1보조간(504)은 베이스(200)에서 시이트(100) 방향으로 설치된다. 제2보조간(506)은 제1보조간(504)의 상측 단부 및 제3보조간(508)의 하단에 회전가능하게 연결된다.
높이 조절 장치(510)는 주균형간(502)의 하단과 베이스(200) 사이에 설치되는 것으로서, 베이스(200)의 회전에 상응하여 주균형간(502)을 같은 방향으로 동등하게 회전시켜서 시이트(100)의 전단을 수직 방향으로 승하강시킨다.
평형 상태에서 시이트(100)는 수평 상태를 유지한다. 구체적으로 시이트(100)의 앞쪽은 주균형간(902)에 의해 지지되는 한편 시이트(100)의 뒤쪽은 제1 내지 제3보조간(504~508)에 의해 지지되며, 주균형간(502)과 제1 내지 제3보조간(504~508)의 조합이 서로 "X“자 형태를 이루어 시이트(100)는 수평 상태를 유지한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 평형 유지 장치를 적용한 휠체어의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 탑승자가 탑승할 수 있는 시이트(100), 베이스 (200), 구동장치(300) 가이드륜(400), 평형유지장치(500), 구동륜(600)으로 구성되는 휠체어(10)가 도시된다.
베이스(200)는 시이트(100)를 지지하고, 전방의 가이드륜(400) 및 후방의 구동륜(600)을 회전 가능하게 지지하기 위한 것이다. 베이스(200)는 H형 프레임으로서, 전방에는 가이드륜(400; 400a, 400b)이 회전 가능하게 지지되고, 후방에는 구동륜(600; 600a, 600b)이 회전 가능하게 지지된다.
구동장치(300; 300a, 300b)는 구동륜(600; 600a, 600b)을 구동하기 위한 구동력을 발생시키는 것으로서, 좌우 구동륜(600a, 600b)에 대하여 각각 설치되는 두 개의 구동장치(300a, 300b)를 포함한다.
구동륜(600)은 구동장치(300)의 구동력에 의해 휠체어(10)가 평지는 물론 계단을 오르내릴 수 있게 하는 것으로서 세 개의 소륜들이 삼각형 형태로 배치된 삼각휠이 사용되고 있다.
도 2는 계단에서의 구동륜의 이동 궤적을 도시한다.
계단을 내려갈 때, 처음 첫 소륜이 계단 바닥에 떨어지면 구동륜의 회전에 의해 두 번째 소륜이 두 번째 계단 바닥에 내려지게 된다. 이러한 동작을 반복함에 의해 휠체어(10)가 계단을 내려가게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이 구동륜의 중심선의 이동 궤적이 계단의 경사선과 일치하는 직선에 가깝게 되기 때문에 휠체어 탑승자는 안정되게 계단을 내려갈 수 있게 된다. 또한 후술하는 바와 같이, 평형 유지 장치(500)에 의해 시이트(100)가 수평면을 유지하기 때문에 휠체어 탑승자는 더욱 안정되게 계단을 내려갈 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치의 구성을 도시한다.
평형 유지 장치(500)는 휠체어(10)가 계단을 등판할 때 시이트(100)가 수평을 유지하게 함으로써 탑승자에게 편안한 승차감을 느낄 수 있게 하기 위한 것이다.
도 3을 참조하면, 평형 유지 장치(500)는 주균형간(502), 제1보조간(504) 그리고 제2보조간(506), 제3보조간(508) 그리고 높이 조절 장치(510)를 포함한다.
먼저, 평형 유지 장치(500)는 시이트(100)의 좌우에 하나씩 쌍으로 설치된다. 좌우의 평형유지장치의 구성은 동일하기 때문에 좌측의 평형 유지 장치의 구성만을 설명하기로 한다.
주균형간(502)의 상단은 시이트(100)의 앞쪽 모서리에 회전가능하게 결합되고 하단은 베이스(200)의 뒤쪽 즉, 시이트(100)의 뒤쪽 다리의 하부에서 역시 회전가능하게 결합된다. 실제에 있어서 주균형간(502)은 높이 조절 장치(510)를 통하여 베이스(200)의 회전과 연동된다. 이에 관해서는 도 7 내지 도 8을 참조하여 추후 설명하기로 한다.
시이트(100)의 뒤쪽에는 제3보조간(508)이 설치된다. 제1보조간(504)은 베이스(200)에서 시이트(100) 방향으로 설치된다. 제2보조간(506)은 제1보조간(504)의 상측 단부 및 제3보조간(508)의 하단에 회전가능하게 연결된다.
높이 조절 장치(510)는 주균형간(502)의 하단과 베이스(200) 사이에 설치되는 것으로서, 베이스(200)의 회전에 상응하여 주균형간(502)을 같은 방향으로 동등하게 회전시켜서 시이트(100)의 전단을 수직 방향으로 승하강시킨다. 높이 조절 장치(510)의 상세한 구성 및 동작에 대해서는 도 9를 참조하여 이후에 상세히 설명된다.
평형 상태에서 시이트(100)는 수평 상태를 유지한다. 구체적으로 시이트(100)의 앞쪽은 주균형간(902)에 의해 지지되는 한편 시이트(100)의 뒤쪽은 제1 내지 제3보조간(504~508)에 의해 지지되며, 주균형간(502)과 제1 내지 제3보조간(504~508)의 조합이 서로 "X“자 형태를 이루어 시이트(100)는 수평 상태를 유지한다.
도 4는 시이트, 베이스 그리고 평형 유지 장치의 연결관계를 도시한다.
도 4를 참조하면, 주균형간(502)는 시이트(100)의 앞쪽 모서리와 동력 전달축(710)에 비고정으로 연결되는 것을 알 수 있다. 한편, 제1보조간(504) 내지 제3보조간(508)은 시이트(100)의 중앙 및 뒤쪽에서 연결된다. 제1보조간(504)은 베이스(200)에 고정되고, 제2보조간(506)는 제1보조간(504)의 상단 및 제3보조간(508)의 밑변 중앙 부위에 비고정으로 연결된다.
제1보조간(504)는 시이트(100)의 하부에서 시이트(100) 방향으로 설치되며, 바람직하게는 베이스(200)로부터 수직으로 설치되며 길이는 베이스(200)로부터 시이트(100)까지의 길이의 중간 정도가 된다.
제3보조간(508)는 시이트(100)의 뒤쪽 모서리에서 베이스(200) 방향으로 설치되며, 바람직하게는 베이스(200)을 향하여 수직으로 설치되며 길이는 베이스(200)로부터 시이트(100)까지의 길이의 중간 정도가 된다.
제2보조간(506)은 제1보조간(504)의 상부 선단과 제3보조간(508)의 하단에 회전가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
도 5는 휠체어에 작용하는 힘들의 방향 및 평형 유지 장치의 각 구성부재의 움직임 방향을 도시한다. 도 5에 있어서 굵은 화살표는 시이트 및 베이스에 작용하는 힘의 방향을 보이고, 가는 화살표는 시이트 및 제3보조간의 움직임 방향을 도시한다.
휠체어(10)에는 탑승자의 체중이 주로 작용하고 , 휠체어(10)의 주행 방향에 대한 반력 및 시이트(100)의 주행방향으로의 관성력이 작용한다.
한편, 주균형간(502)의 움직임 방향 및 제2보조간(506)의 움직임에 의해 시이트(100)는 평형상태를 유지하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치에 의한 평형 유지의 예를 도시한다.
도 6의 좌하측에서와 같이 계단을 올라가는 상태에서는, 높이 조절 장치(510)의 작용에 의해 주균형간(502)의 선단이 시계 방향으로 회전하고, 제1보조간 내지 제3보조간(504~508)의 작용에 의해 시이트(100)의 후방이 올라가게 된다. 그 결과 시이트(100)는 평형 상태를 유지한다.
한편, 우측에 도시되는 바와 같이 계단을 내려가는 상태에서는 높이 조절 장치(510)의 작용에 의해 주균형간(502)의 선단이 반시계 방향으로 회전하고, 제1보조간 내지 제3보조간(504~508)의 작용에 의해 시이트(100)의 후방이 내려가게 된다 그 결과 시이트(100)는 평형 상태를 유지한다.
도 7은 도 3에 도시된 높이 조절 장치의 상세한 구성을 도시한다.
높이 조절 장치(510)는 고정 브라켓(520), 베이스 기어(522), 방향 전환 기(524) 그리고 높이 조절 기어(526)를 포함한다.
고정 브라켓(520)는 방향 전환 기어(524) 그리고 높이 조절 기어(526)를 회전가능하게 지지한다. 베이스(200)는 고정 브라켓(520)과 별개로 설치되며, 베이스 기어(522)가 일체로 형성되는 것이다. 고정 브라켓(520)은 구동륜(600)의 구동축에 의해 지지된다.
여기서, 베이스 기어(522)의 회전축(522a)은 구동륜(600)의 회전축과 일체로 형성될 필요는 없다. 예를 들어, 베이스 기어(522)의 회전축(522a)이 구동륜(600)의 회전축과 일치하도록 설치될 수도 있지만 다른 방식으로 높이 조절 기어(526)의 회전축이 구동륜(600)의 회전축과 일치하도록 설치될 수도 있다. 또 다른 방식으로서는 구동축이 고정 브라켓(520)에서 각 기어들(522, 524, 526)에 의해 점유되지 않는 영역에 설치될 수도 있다.
베이스(200)는 시이트(100)을 지지하는 것으로서 전방에는 가이드륜(400)이 설치되고 후방에는 구동륜(600)이 설치된다.
경사 각도가 일정한 지면 예를 들어, 평탄한 지면을 주행할 때는 베이스(200)가 지면과 수평 상태를 유지하도록 설계된다. 평탄한 지면이 경사진 지면을 만나게 되면 그 경계부에서는 앞쪽의 가이드륜(400)은 하강하되 뒤쪽의 구동륜은 그대로 있는 상태이므로 베이스(200)가 앞쪽으로 기울어지게 된다.
휠체어(10)가 경사진 지면에 완전히 들어서게 되면 즉, 가이드륜(400)과 구동륜(600)이 경사된 지면 영역 내에 모두 위치하면 베이스(200)는 지면과 평행을 이루게 된다.
평탄한 지면과 경사진 지면의 경계부에서 베이스(200)의 경사각이 변동하며, 본 발명에 따른 평형 유지 장치(500)는 이 경사각의 변동에 따라 시이트(100)가 수평한 상태를 유지하게 한다.
베이스(200)가 앞쪽으로 기울어질 때 즉, 휠체어(10)가 경사면을 따라 올라갈 때는 시이트(100)의 뒤쪽을 내려줌에 의해 시이트는 수평을 유지할 수 있다. 본 발명의 평형 유지장치(500)는 베이스(200)가 앞쪽으로 기울어질 때는 시이트(100)의 뒤쪽을 내려줌에 의해 시이트는 수평을 유지하도록 할 뿐만 아니라 시이트(100)의 높이를 낮추어 준다.
반대로 베이스(200)가 뒤쪽으로 기울어질 때 즉, 이동 장치910)가 경사면을 따라 올라갈 때는 시이트(100)의 뒤쪽을 올려줌에 의해 시이트(100)가 수평을 유지하도록 할 뿐만 아니라 시이트(100)의 높이를 높여 준다.
베이스(200)가 기울어진다는 것은 베이스 기어(522)가 회전한다는 것을 의미한다. 베이스 기어(522)의 회전 각도는 베이스(2000가 기울어지는 정도에 비례한다.
방향 전환 기어(524) 및 높이 조절 기어(526)는 고정 브라켓(520)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 방향 전환 기어(524)는 일측(도 7에 도시된 바에 의하면 아래쪽)에서 베이스 기어(522)와 치합되는 한편 타측(도 7에 도시된 바에 의하면 위쪽)에서 높이 조절 기어(526)와 치합된다. 그 결과, 높이 조절 기어(526)는 , 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 기어(522)와 같은 방향으로 회전한다. 높이 조절 기어(526)의 회전 각도는 베이스 기어(522)의 회전각도와 같다. 이를 위해, 베이스 기어(522)와 높이 조절 기어(526)이 크기 및 기어수는 같게 한다. 여기서, 방향 전환 기어(524)의 크기 및 기어수는 크게 상관하지 않는다.
도 8은 베이스의 기울어짐에 따른 주균형간의 동작을 도시한다.
높이 조절 장치(510)의 작용에 의해 베이스(200)의 회전 방향과 같은 방향으로 베이스(200)의 회전 각도과 같은 각도만큼 주균형간(502)이 움직여지고, 이에 따라 시이트(100)의 앞쪽이 베이스(200)의 수직 방향에서의 위치 변화만큼 이동된다. 즉, 베이스(200)가 밑으로 기울여지면 시이트(100)의 앞쪽의 위치도 낮아진다. 즉, 베이스(200)로부터 시이트(100)의 앞쪽까지의 거리는 항상 일정하게 유지된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치에 의해 시이트의 평형 상태가 유지되는 것을 도시한다.
베이스(200)가 하방으로 기울어지면 구동륜(600)의 구동축을 중심으로 베이스(200)의 앞쪽의 위치 즉, 베이스(200)의 수직 방향의 위치가 낮아지고 이에 따라 베이스(200)에 고정된 제1보조간(504)의 위치도 낮아진다.이에 따라 제2, 3보조간(506, 508)을 통하여 시이트(200) 뒤쪽의 위치도 낮아진다.
이와 같이, 본 발명에 따른 평형 유지 장치(500)에서는, 베이스(200)가 하방으로 기울어지면 시이트(100)의 앞쪽 및 뒤쪽이 함께 내려가므로, 베이스(200)의 기울어진 각도에 상관 없이 평형 상태를 유지하게 됨에 따라 탑승자는 안정된 승차감을 느끼게 된다.
다른 한편으로 베이스(200)가 상방으로 기울어지면, 시이트(100)의 앞쪽과 뒤쪽이 함께 올라가면서 평형 상태를 유지하게 된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 유지 장치에서 베이스와 주균형간의 이동관계를 도시한다.
도 10을 참조하면, 베이스(200)의 수직 방향의 움직임에 상응하여 주균형간(502)이 수직 방향으로 동일하게 움직이는 것이 도시된다. 이는 높이 조절 장치(510)가 베이스(200)의 회전에 맞추어 주균형간(502)를 동일한 각도로 회전시키기 때문이다.
또한, 이러한 조건을 충족시키기 위해 베이스 기어(522)와 높이 조절 기어(526)의 크기 및 기어수는 같아야 한다. 이때, 방향 전환 기어(524)의 크기 및 위치는 상관없다. 예를 들어, 방향 전환 기어(524)의 크기가 베이스 기어(522)와 높이 조절 기어(526)의 크기보다 커도 상관 없을 뿐만 아니라 방향 전환 기어(524)가 도시된 위치보다 왼쪽으로 위치하거나 오른쪽으로 위치하여도 세 기어들(522, 524, 526)이 치합 상태를 유지하는 한 상관 없다.
도 11은 높이 조절 장치에 있어서 고정 브라켓의 움직임 및 방향 전환 기어의 구성을 도시한다.
본 발명의 평형 유지 장치에 있어서, 고정 브라켓(520)은 베이스 기어(522), 방향 전환 기어(524) 그리고 높이 조절 기어(526)의 치합 상태를 유지하기 위한 것이며 베이스(200)와는 별개로 설치되는 것이다.
도 11의 왼쪽 그림을 참조하면, 높이 조절 장치(510)의 동작에 따라 고정 브라켓(520)이 좌측 혹은 우측으로 회전 할 수 있음을 도시한다. 물론, 고정 브라켓(520)이 좌측 혹은 우측으로 회전하더라도 세 기어들(522, 524, 526)이 치합 상태를 유지하는 한 높이 조절 장치(510)는 제대로 동작한다고 볼 수 있다.
그렇지만, 고정 브라켓(520)은 될 수록 움직여지지 않는 것이 바람직하다.
도 11의 오른쪽 그림은 고정 브라켓(520)의 회전을 방지하기 위한 구조를 도시한다. 도 11의 오른쪽 그림을 참조하면, 두 개의 방향 전환 기어(524; 524a, 524b)를 베이스 기어(522)와 높이 조절 기어(526)의 회전축들을 잇는 가상의 선을 중심으로 좌우로 비껴나게 배치함으로써 고정 브라켓(520)의 회전을 방지한다.
도 12는 베이스, 주균형간 그리고 제3보조지지간의 관계를 도시한다.
도 12를 참조하면, 왼쪽은 베이스(200)가 수평인 상태를 도시하고 오른쪽은 베이스(200)가 좌측 하방으로 기울어진 상태를 도시한다.
도 12의 오른쪽 그림에 도시된 바와 같이, 베이스(200)가 기울어져서 베이스(200)가 좌측 하방으로 기울어지면, 높이 조절 장치(510)의 작용에 의해 주균형간(502)의 선단 즉, 시이트(100)의 앞쪽도 내려가고, 제1보조간 내지 제3보조간(504~508)의 작용에 의해 시이트(100)의 뒤쪽도 내려간다. 즉, 베이스(200)가 기울어짐에 따라 시이트(100)가 수평 상태를 유지하면서 내려가게 된다.
구체적으로, 베이스(200)가 기울어짐에 의해 제1보조간(504)의 상단이 수직 방향으로 하강하면, 그에 상응하여 제3보조간의 하단이 같은 정도로 수직 방향으로 하강한다. 이에 의해, 베이스(200)가 기울어지더라도 시이트(100)가 수평상태를 유지하는 것을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평형 유지 장치를 도시한다. 도 13에 도시된 평형 유지 장치(500-2)는 도 7에 도시된 주균형간(502) 및 높이 조절 장치(510)에 더하여 시이트 지지 장치(530) 및 시이트 각도 조절 장치(540)를 더 구비하되 제1보조간 내지 제3보조간(504 ~ 508)을 구비하지 않는 것이다.
시이트 지지 장치(530)는 시이트(100)를 지지함과 더불어 주균형간(502)의 상측 선단의 회전 운동을 시이트(100)의 수직 방향 운동으로 변환시키는 것이다.
시이트 각도 조절 장치(540)는 시이트 지지 장치(530)가 주균형간(502)에 의해 수직 방향으로 이동할 때 시이트 지지 장치(530)가 좌우로 롤링하지 않고 소정의 각도를 유지하도록 하는 것이다.
시이트 지지 장치(530)는 시이트 고정 브라켓(532), 시이트 지지대(534)를 포함한다. 한편, 시이트 각도 조절 장치(540)는 제1보조기어(542), 제2보조기어(544) 그리고 체인(546)을 포함한다.
시이트 지지대(534)는 시이트 고정 브라켓(532)에 고정되는 한편 시이트(100)를 지지한다. 한편, 제1보조기어(542)는 시이트 고정 브라켓(532)에 일체로 형성됨과 동시에 시이트 고정 브라켓(532)은 주균형간(502)의 선단에서 회전가능하게 지지된다. 이에 따라, 주균형간(502)이 원호상의 궤적을 보이면서 움직이더라도 시이트 고정 브라켓(532) 및 시이트 지지대(534)는 수직 방향으로 승하강하게 된다.
시이트 지지대(534)의 수평 상태를 유지하기 위하여 시이트 고정 브라켓(532)은 제1보조기어(542)의 회전축을 중심으로 좌우로 롤링하지 않아야 한다.
이를 위해, 제1보조기어(542), 제2보조기어(544) 그리고 체인(546)로 구성되는 시이트 각도 조절 장치(540)가 제공된다.
여기서, 제2보조기어(544)는 높이 조절 장치(510)의 고정 브라켓(520)에 일체로 형성된다.
시이트 지지대(534)의 수평 상태를 유지하기 위해서는 주균형간(502)가 원호상의 궤적을 보이며 움직일 때, 제1보조기어(542)가 주균형간(502)의 회전방향과 반대 방향으로 회전하여야 한다. 여기서, 제1보조기어(542)가 시이트 고정 브라켓(532)에 일체로 형성되어 있는 것을 주목한다.
도 14는 베이스의 움직임에 따른 시이트 고정 브라켓(532)의 움직임을 도시한다.
전술한 바와 같이, 베이스(200)가 기울어지면 높이 조절 장치(510)을 통하여 주균형간(502)이 베이스(200)와 동일한 방향으로 회전한다.
주균형간(502)이 높이 조절 기어(526)의 회전축을 중심으로 회전하면, 주균형간(502)의 선단은 원호상의 궤적을 보이면서 움직이게 된다. 이때, 제1보조기어(542)은 주균형간(502)의 선단에 회전가능하게 지지되어 있으므로, 주균형간(502)의 선단이 원호상의 궤적으로 보이면서 움직이더라도 시이트 고정 브라켓(532) 및 시이트 지지대(534)는 수직 방향으로 승하강하게 된다.
이때, 시이트 지지대(534)의 수평 상태는 시이트 각도 조절 장치(540)에 의해 유지된다.
도 15는 시이트 각도 조절 장치에 의해 시이트 지지대의 수평 상태를 유지하는 것을 개념적으로 도시한다.
여기서, 직사각형의 한쪽 측변이 고정되어 있고, 상변과 하변의 길이가 동일하다면, 다른 한쪽 측변과 고정된 변은 항상 평행이 되는 것에 유의한다.
제1보조기어(542)와 제2보조기어(544)는 동일한 크기를 가지므로, 두 기어(542, 544)을 잇는 접선과 두 기어(542, 544) 각각의 중심선들을 이으면 직사각형이 얻어진다. 제2보조기어(544)는 높이 조절 장치(510)의 고정 브라켓(520)에 일체로 형성되어 있고, 고정 브라켓(520)이 고정된 것이기 때문에 제2보조기어(544)의 중심선은 사각형의 양 측변 중에서 고정된 한 변(A)을 구성하는 것임을 알 수 있다.
제1보조기어(542)는 주균형간(502)의 움직임에 따라 수직 방향으로 승하강한다. 여기서, "직사각형의 한쪽 측변이 고정되어 있고, 상변과 하변의 길이가 동일하다면, 다른 한쪽 측변과 고정된 변은 항상 평행이 된다"라는 원리에 의해 제1보조기어(542)의 중심선에 의해 이루어지는 측변(A)는 제2보조기어(544)의 중심선에 의해 이루어지는 측변(B)과 항상 평형으로 이루게 되며 또한, 제2보조기어(544) 측의 측변(A)가 수직 상태를 이루기 때문에 제1보조기어(542)측의 측변(B)도 항상 수직을 이루는 것 즉, 시이트 고정 브라켓(532)가 항상 수직을 이루는 것을 알 수 있다.
제1보조기어(542)와 제2보조기어(544)을 연결하여 직사각형의 상변 및 하변을 이루는 체인(540)이 제공된다. 여기서 체인(540)은 와이어로 대체될 수도 있다.
도 16은 도 13에 도시된 장치에 있어서 시이트 각도 조절 장치의 다른 예를 도시한다. 도 16에 도시된 부재들 중에서 도 13에 도시된 것과 동일한 것에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하고 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 16에 도시되는 시이트 각도 조절 장치(550)는 시이트 지지 장치(530)가 수직 방향으로 이동할 때 시이트 지지 장치(530)가 좌우로 롤링하지 않고 소정의 각도를 유지하도록 하는 것이다.
시이트 각도 조절 장치(550)는 제1고정고리쌍(552), 제2고정고리쌍(554) 그리고 와이어(556)을 포함한다.
시이트 지지대(534)는 시이트 고정 브라켓(532)에 고정되는 한편 시이트(100)를 지지한다. 시이트 고정 브라켓(532)은 주균형간(502)의 선단에서 회전가능하게 지지된다.
이에 따라, 주균형간(502)이 원호상의 궤적을 보이면서 움직이더라도 시이트 고정 브라켓(532) 및 시이트 지지대(534)는 수직 방향으로 승하강하게 된다.
제1고정고리쌍(552)은 시이트 고정 브라켓(532)에 일체로 형성되며, 시이트 고정 브라켓(532)의 수직 방향으로 상하로 일정 간격을 두고 설치되는 한 쌍의 고리이다.
제2고정고리쌍(554)는 높이 조절 장치(510)의 고정 브라켓(520)에 일체로 형성되며, 고정 브라켓(520)의 수직 방향으로 상하로 일정 간격을 두고 설치되는 한 쌍의 고리이다. 여기서, 제2고정고리쌍(554)는 높이 조절 기어(528)를 경유하는 수직선 상에 설치되며, 제1고정고리쌍(554)에서의 고리 사이의 간격과 같은 간격을 두고 설치되는 한 쌍의 고리로 구성된다.
도 17은 다른 실시예의 시이트 각도 조절 장치에 의해 시이트 지지대의 수평 상태를 유지하는 것을 개념적으로 도시한다.
제1고정고리쌍(552)와 제2고정고리쌍(554) 각각의 고리들은 동일한 간격으로 이격되어 있으므로, 이들을 서로 이으면 직사각형이 얻어진다. 제2고정고리쌍(554)는 높이 조절 장치(510)의 고정 브라켓(520)에 일체로 형성되어 있고, 고정 브라켓(520)이 고정된 것이기 때문에 제2고정고리쌍(554)은 사각형의 양 측변 중에서 고정된 한 변(A)을 구성하는 것임을 알 수 있다.
제1고정고리쌍(552)는 주균형간(502)의 움직임에 따라 수직 방향으로 승하강한다. 여기서, "직사각형의 한쪽 측변이 고정되어 있고, 상변과 하변의 길이가 동일하다면, 다른 한쪽 측변과 고정된 변은 항상 평행이 된다"라는 원리에 의해 제1고정고리쌍(552)에 의해 이루어지는 측변(B)는 제2고정고리쌍(554)에 의해 이루어지는 측변(A)과 항상 평형으로 이루게 되며 또한, 제2고정고리쌍(554) 측의 측변(A)가 수직 상태를 이루기 때문에 제1고정고리쌍(552)측의 측변(B)도 항상 수직을 이루는 것 즉, 시이트 고정 브라켓(532)가 항상 수직을 이루는 것을 알 수 있다.
제1고정고리쌍(552)와 제2고정고리쌍(554)을 연결하여 직사각형의 상변 및 하변을 이루는 와이어(556)이 제공된다. 여기서 와이어(556)은 막대로 대체될 수도 있다.
도 18은 도 13 내지 도 17에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 평형유지장치에 의한 평형 유지의 예를 도시한다.
도 18의 좌상측은 평지에서의 평형 유지 상태를 도시한다. 평평한 지면에서는 주균형간(502)의 구부러진 각도와 시이트 지지 장치(530) 및 시이트 각도 조절 장치(540. 550)의 작용이 균형을 이루어 시이트(100)가 수평 상태를 유지한다.
좌하측에서와 같이 계단을 올라가는 상태에서는, 높이 조절 장치(510)의 작용에 의해 주균형간(502)의 선단이 시계 방향으로 회전하여 시이트(100)가 상승하고 시이트 각도 조절 장치(540. 550)의 작용의 작용에 의해 시이트(100)는 평형 상태를 유지한다.
한편, 우측에 도시되는 바와 같이 계단을 내려가는 상태에서는, 높이 조절 장치(510)의 작용에 의해 주균형간(502)의 선단이 반시계 방향으로 회전하여 시이트(100)가 하강하고 시이트 각도 조절 장치(540. 550)의 작용의 작용에 의해 시이트(100)는 평형 상태를 유지한다.
본 발명에 따른 이동 장치의 평형 유지 장치는 휠체어, 유모차와 같은 이동 장치가 경사진 도로, 계단 등을 주행할 때 구동륜을 지지하는 베이스의 경사도에 따라 시이트가 평형 상태를 유지하도록 함으로써, 탑승자의 안정된 승차를 보장한다.

Claims (10)

  1. 구동륜을 지지하는 베이스, 상기 베이스에 의해 지지되는 시이트를 구비하는 이동 장치에서 상기 베이스가 경사됨에 따라 상기 시이트의 평형 상태를 유지하는 평형 유지 장치에 있어서,
    상기 시이트의 앞쪽 모서리 및 상기 베이스의 뒤쪽에서 회전 가능하게 지지되는 주균형간;
    상기 시이트의 하부에서 상기 시이트 방향으로 상기 베이스에 설치되는 제1보조간;
    상기 시이트의 뒤쪽 모서리에서 상기 베이스 방향으로 설치되는 제3보조간;
    상기 제1보조간의 상단과 상기 제3보조간의 하단에 각각 회전가능하게 결합되는 제2보조간; 및
    상기 주균형간의 하단과 상기 베이스가 연결되는 부분에 설치되어 상기 베이스의 회전 운동에 상응하여 상기 주균형간을 같은 방향으로 회전시키는 높이 조절 장치;
    를 포함하는 평형 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 높이 조절 장치는
    상측 및 하측에 상기 베이스 및 상기 주균형간이 각각 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓;
    상기 베이스에 일체로 형성된 베이스 기어;
    상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 결합되며, 상기 베이스 기어와 치합되는 방향 전환 기어; 및
    상기 주균형간에 일체로 형성되며 상기 방향 전환 기어와 치합되는 높이 조절 기어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 베이스 기어와 상기 높이 조절 기어는 같은 크기 및 같은 기어수를 갖는 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  4. 구동륜을 지지하는 베이스, 상기 베이스에 의해 지지되는 시이트를 구비하는 이동 장치에서 상기 베이스가 경사됨에 따라 상기 시이트의 평형 상태를 유지하는 평형 유지 장치에 있어서,
    상기 시이트의 앞쪽 모서리 및 상기 베이스의 뒤쪽에서 회전 가능하게 지지되는 주균형간;
    상기 주균형간의 하단과 상기 베이스가 연결되는 부분에 설치되어 상기 베이스의 회전 운동에 상응하여 상기 주균형간을 같은 방향으로 회전시키는 높이 조절 장치;
    상기 시이트를 지지함과 더불어 상기 주균형간의 상측 선단의 회전 운동을 상기 시이트의 수직 방향 운동으로 변환시키는 시이트 지지 장치; 및
    상기 시이트 지지 장치가 수직 방향으로 이동할 때 상기 시이트 지지 장치가 좌우로 롤링하지 않고 소정의 각도를 유지하도록 하는 시이트 각도 조절 장치;
    를 포함하는 평형 유지 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 시이트 각도 조절 장치는
    상기 시이트 고정 브라켓에 일체로 설치되는 제1보조기어;
    상기 높이 조절 장치에 일체로 형성되는 제2보조기어; 및
    상기 제1보조기어와 제2보조기어를 연결하는 체인;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1보조기어와 제2보조기어의 크기는 같은 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 시이트 각도 조절 장치는
    상기 시이트 고정 브라켓에 일체로 설치되는 제1고정고리쌍;
    상기 높이 조절 장치에 일체로 형성되는 제2고정고리쌍; 및
    상기 제1고정고리쌍와 제2고정고리쌍을 연결하는 와이어;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1고정고리쌍과 상기 제2고정고리쌍 각각의 고리 간격은 동일한 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 높이 조절 장치는
    상측 및 하측에 상기 베이스 및 상기 주균형간이 각각 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓;
    상기 베이스에 일체로 형성된 베이스 기어;
    상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 결합되며, 상기 베이스 기어와 치합되는 방향 전환 기어; 및
    상기 주균형간에 일체로 형성되며 상기 방향 전환 기어와 치합되는 높이 조절 기어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 베이스 기어와 상기 높이 조절 기어는 같은 크기 및 같은 기어수를 갖는 것을 특징으로 하는 평형 유지 장치.
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