WO2019164259A1 - 휠체어 수동 및 전동 전환장치 - Google Patents

휠체어 수동 및 전동 전환장치 Download PDF

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WO2019164259A1
WO2019164259A1 PCT/KR2019/002064 KR2019002064W WO2019164259A1 WO 2019164259 A1 WO2019164259 A1 WO 2019164259A1 KR 2019002064 W KR2019002064 W KR 2019002064W WO 2019164259 A1 WO2019164259 A1 WO 2019164259A1
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WO
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wheelchair
screw shaft
gear
guide
roller
Prior art date
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PCT/KR2019/002064
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English (en)
French (fr)
Inventor
심재신
Original Assignee
토도웍스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/02—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs propelled by the patient or disabled person
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories

Definitions

  • the present invention relates to a wheelchair manual and electric switching device, and more particularly to a wheelchair manual and electric switching device that allows the user to automatically or manually switch the driving method of the wheelchair using the power of the motor.
  • Wheelchairs are used as auxiliary walking means for the handicapped, and are classified into manual and electric motors according to the method of driving wheels.
  • Manual wheelchairs have handrims fixed to the sides of the wheels so that the handicapped can move the wheels by rotating the handrims by hand.
  • the electric wheelchair rotates both wheels of the wheelchair by the rotational force of the driving motor, so that the handicapped person can move conveniently even without turning the wheel by his own power.
  • a roller is provided in a drive module for driving wheels of a wheelchair that can be used both as a manual and an electric wheelchair. If the roller is separated from the wheel of a wheelchair, the wheelchair is used manually and the roller is in contact with the wheel. As the roller rotates by the rotation of the drive motor, a driving device for converting a manual wheelchair into an electric wheelchair has been developed.
  • the manual and electric combined wheelchair disclosed in the prior art includes a roller which is rotated by a drive motor and is in close contact with both wheels of the wheelchair, and a lever for contacting or spacing the roller with the wheel.
  • the roller comes into contact with the wheels, and the wheelchair is converted into an electric motor.
  • the user rotates the drive motor forward and backward to transmit the rotational force of the rollers directly to the wheels, in a desired speed and direction. You can move the wheelchair.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, it is unnecessary to use the lever for converting the wheelchair into manual and electric, the user with weak hand grip force is easy to manually and electric wheelchair without applying excessive force It is an object of the invention to provide a wheelchair manual and electric switching device which can be converted and used.
  • An object of the present invention is to support a drive module having a roller that is in contact with or spaced from a wheel of a wheelchair and is rotated by a drive motor, wherein the roller is in contact with the wheel and the first position at which the roller is spaced from the wheel.
  • a movable body reciprocating between the second positions;
  • a guide unit which guides the reciprocating movement of the movable body and is supported by the frame of the wheelchair;
  • a linear drive for reciprocating the moving body such that the roller reciprocates between the first position and the second position.
  • the linear drive unit the female screw portion formed with a female screw in the moving direction of the movable body in the movable body;
  • a screw shaft formed with a male screw screwed to the female screw portion of the movable body and screwed to the movable body;
  • it may include a screw shaft drive for rotating the screw shaft forward and backward.
  • the screw shaft drive unit the first gear to form a plurality of gear teeth, coupled to the screw shaft;
  • a second gear that forms a plurality of gear teeth engaged with the gear teeth of the first gear and rotates in engagement with the first gear;
  • a screw shaft driving motor connected to the second gear to forward and reverse rotate the second gear.
  • the guide part may include a sleeve housing accommodating the screw shaft and the screw shaft driving part and having a guide hole configured to guide the reciprocating movement of the movable body.
  • the guide part may include a cover forming an exposure hole through which the head of the screw shaft is exposed and closing one side of the sleeve housing.
  • the guide part may further include a guide slit formed in communication with the guide hole in the sleeve housing along the moving direction of the movable body to guide the movement of the driving module support bracket.
  • the guide unit a housing support bracket for supporting the sleeve housing; And a holder detachably coupled to the housing support bracket and clamped to a mounting groove of a clamp coupled to the frame of the wheelchair.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which the wheelchair manual and electric switching device according to an embodiment of the present invention is mounted on the wheelchair
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of main parts of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2;
  • Figure 4 is an exploded perspective view of a wheelchair manual and electric switching device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view seen from another angle of FIG.
  • Figure 6 is a view showing a state when the roller of the wheelchair manual and electric switching device according to an embodiment of the present invention in the second position
  • FIG. 7 is a view showing a state when the roller of the wheelchair manual and electric switching device according to an embodiment of the present invention in the first position.
  • the wheelchair 100 is a pair of seats 101 seated by a user, a frame 103 supporting the seat 101, and rotatably coupled to the frame 103. Of wheels 105.
  • the drive module 110 for implementing the wheelchair 100 electrically is provided as a pair, both sides frame 103 of the wheelchair 100 by the wheelchair manual and electric switching device 1 according to an embodiment of the present invention
  • it is mounted to the frame 103 adjacent to each of the pair of wheels 105 and parallel to the rotational trajectory of the wheels 105.
  • Each drive module 110 includes a roller 111 in contact with or spaced apart from the wheels 105 of the wheelchair 100.
  • the roller 111 rotates by a drive motor (not shown) built in the drive module 110.
  • the driving module 110 may include a battery (not shown), and may be driven by its own power for a predetermined time without supplying external power, and in a state in which the roller 111 is in close contact with the wheel 105, By transmitting the rotational force generated by the wheels 111 through the rollers 111 to rotate the wheels 105, it is possible to convert the manual wheelchair into an electric wheelchair.
  • the wheelchair manual and electric switching device 1 includes a movable body 10, a guide portion 20, and a linear drive portion.
  • the movable body 10 supports the drive module 110 and reciprocates with respect to the wheels 105 of the wheelchair 100, for example, a first position in which the rollers 111 contact the wheels 105, and the rollers 111. Reciprocates between the wheels 105 and the second spaced apart location.
  • the moving body 10 includes a drive module support bracket 11 and a moving block 17.
  • the drive module support bracket 11 has a plate shape and supports the drive module 110.
  • An upper end of the driving module support bracket 11 has a fitting jaw 15 that is fitted into the fitting groove 113 of the driving module 110 to protrude.
  • the moving block 17 has a rectangular cross-sectional shape and supports one end of the drive module support bracket 11.
  • the moving block 17 is inserted in the guide hole 23 of a linear drive part mentioned later so that a reciprocating movement is possible.
  • the guide unit 20 guides the reciprocating movement of the movable body 10 and is supported by the frame 103 of the wheelchair 100.
  • the guide part 20 includes a sleeve housing 21 and a cover 31.
  • the sleeve housing 21 has a rectangular block shape, and the guide hole 23 and the motor accommodation hole 25 are formed in parallel with each other.
  • Guide hole 23 has a rectangular cross-sectional shape and size corresponding to the moving block 17, the moving block 17 is coupled to the reciprocating movement. Accordingly, the guide hole 23 serves to guide the reciprocating movement of the moving block 17.
  • the motor accommodating hole 25 is formed in the sleeve housing 21 to be independent of the guide hole 23, and accommodates the screw shaft drive motor 77 of the screw shaft driving unit 71 to be described later.
  • a guide slit 27 is provided on the upper surface of the sleeve housing 21.
  • the guide slit 27 has a width corresponding to the thickness of the drive module support bracket 11 so as to communicate with the guide hole 23 along the moving direction of the movable body 10, for example, along the longitudinal direction of the guide hole 23.
  • the incision is formed by a certain length.
  • the drive module support bracket 11 of the movable body 10 is movably coupled to the guide slit 27, thereby guiding the movement of the drive module support bracket 11.
  • the cover 31 consists of a plate having a certain thickness and has a corresponding rectangular cross-sectional shape of the sleeve housing 21.
  • the cover 31 is coupled to one side of the sleeve housing 21 to close one side of the guide hole 23 and the motor receiving hole 25 of the sleeve housing 21.
  • a gear for receiving the first gear 73 and the second gear 75 of the screw shaft drive unit 71 to be described later The receiving groove 35 is recessed to a certain depth.
  • a support pin 37 is provided on one side surface of the cover 31 to protrude in a position spaced apart from the gear accommodating groove 35 to support the screw shaft drive motor 77 accommodated in the motor accommodating hole 25.
  • the cover 31 is provided with an exposure hole 39 through which the head of the screw shaft 65 is exposed.
  • the exposed hole 39 communicates with the gear receiving groove 35 and is formed through the cover 31.
  • a tool such as an L-shaped wrench handle and the like are coupled to the head of the screw shaft 65 through the exposed hole 39 to rotate forward and backward, thereby causing the screw shaft to rotate. (65) can also be rotated forward and backward.
  • the guide portion 20 further includes a housing support bracket 41 and a holder 51.
  • housing support bracket 41 One end of the housing support bracket 41 is supported at the bottom of the sleeve housing 21. That is, the housing support bracket 41 is disposed to face the guide slot with the guide hole 23 therebetween. At the other end of the housing support bracket 41, a plurality of through holes 43 are formed at intervals.
  • the holder 51 has a rod shape of a circular cross section, and is detachably coupled to the other end of the housing support bracket 41.
  • the holder 51 is clamped to the mounting groove 125 of the clamp 120 coupled to the frame 103 of the wheelchair 100.
  • the holder 51 has a coupling groove 53 to which the housing support bracket 41 is coupled to form a longitudinal direction of the holder 51.
  • a communication hole 55 communicating with the coupling groove 53 is formed through the holder 51.
  • the other end of the housing support bracket 41 is inserted into the engaging groove 53 of the holder 51, and then the through hole 43 of the housing support bracket 41 and the communication hole 55 of the holder 51 are inserted. After communicating with each other, the through hole 43 of the housing support bracket 41 and the communicating hole 55 of the holder 51 penetrate through the coupling pins 57 to thereby connect the housing support bracket 41 to the holder 51. It can be fixed at.
  • the holder 51 is coupled to the holder 51 and the housing support bracket 41 while the holder 51 is clamped to the mounting groove 125 of the clamp 120 coupled to the frame 103 of the wheelchair 100.
  • the coupling pin 57 is removed and removed, the rest of the wheelchair manual and electric switching device 1 except for the holder 51 and the drive module 110 supported by the wheelchair manual and electric switching device 1 are wheelchairs. It can be easily separated from the frame 103 of the (100). Therefore, the portable wheelchair manual and electric switching device (1) and the drive module 110 can be easily carried and stored, and the wheelchair manual and electric conversion device (1) and the drive module (110) separated as necessary.
  • the wheelchair 100 can be used again.
  • the linear drive unit reciprocates the moving body 10 so that the roller 111 reciprocates between a first position where the roller 111 contacts the wheel 105 and a second position where the roller 111 is spaced apart from the wheel 105.
  • the linear drive portion includes a female screw portion 61, a screw shaft 65, and a screw shaft drive portion 71.
  • the female screw part 61 is provided in the moving body 10 along the moving direction of the moving body 10, for example in the moving block 17, and the female screw is formed.
  • the screw shaft 65 has a rod shape of a predetermined length and is disposed along the guide hole 23. One end of the screw shaft 65 is coupled to the first gear 73 of the screw shaft drive section 71 to be described later, and a male screw threaded to the female screw portion 61 is formed on the outer circumference of the remaining area.
  • the screw shaft 65 is screwed with the movable body 10 to make a screw movement with the movable body 10.
  • a tool such as an L-shaped wrench handle or the like is coupled to one end of the screw shaft 65, and a polygonal groove for recessing the screw shaft 65 forward and backward is recessed.
  • the screw shaft driver 71 rotates the screw shaft 65 forward and backward.
  • the screw shaft drive unit 71 includes a first gear 73, a second gear 75, and a screw shaft drive motor 77.
  • the first gear 73 has an outer tooth shape in which a plurality of gear teeth are formed along the outer circumference thereof, and is coupled to the screw shaft 65.
  • the second gear 75 has an outer tooth shape in which a plurality of gear teeth are formed along the outer circumference.
  • the gear teeth of the second gear 75 have the same teeth as the gear teeth of the first gear 73, and the second gear 75 meshes with the first gear 73 to rotate.
  • the screw shaft drive motor 77 is connected to the second gear 75 to rotate the second gear 75 forward and backward.
  • the screw shaft drive motor 77 is accommodated in the motor receiving hole 25 of the sleeve housing 21 and supported by the support pin 37 of the cover 31.
  • control for the operation of the screw shaft drive motor 77 is operated or stopped by the control signal according to the operation of the steering module 107 (see Fig. 1) provided in the wheelchair (100).
  • the drive module support bracket 11 of the movable body 10 is supported by the drive module 110 and the holder 51 of the guide part 20 is supported by the frame 103 of the wheelchair 100.
  • the wheelchair manual and electric switching device 1 is mounted on the wheelchair (100).
  • the moving body 10 is spaced apart from the guide part 20 and moved along the longitudinal direction of the screw shaft 65 is referred to as forward movement, and the moving body 10 moves the guide part 20. Moving toward and moving along the longitudinal direction of the screw shaft 65 is called backward movement.
  • the screw 111 driving motor 77 is rotated in one direction by manipulating the steering module 107 at a second position where the roller 111 is spaced apart from the wheel 105.
  • the screw shaft 65 rotates, so that the female threaded portion 61 of the moving block 17 is screwed with the screw shaft 65, and at this time, the guide portion 20
  • the moving block 17 of the movable body 10 inserted into the guide hole 23 is guided to move linearly by the guide hole 23 and moves forward along the longitudinal direction of the screw shaft 65.
  • the driving module 110 supported by the moving body 10 also moves forward, and the roller 111 moves toward the wheel 105 as shown in FIG. 7.
  • the roller 111 and the wheel 105 are in contact with each other and placed in the first position.
  • the wheelchair 100 is converted into an electric motor.
  • the wheelchair 100 may move forward and backward by the friction force between the roller 111 and the wheel 105. Done.
  • the rotational speed of the drive motor of each drive module 110 it is possible to move the wheelchair 100 in the desired direction.
  • the wheelchair manual and electric switching device 1 does not require the use of a lever for converting the wheelchair 100 into manual and electric, and does not apply excessive force to a user who has a weak hand grip force. Without being able to easily convert the wheelchair 100 to manual and electric.
  • the screw shaft driving motor 77 is rotated in the other direction by manipulating the steering module 107 at the first position where the roller 111 is in contact with the wheel 105.
  • the screw shaft 65 rotates, so that the female threaded portion 61 of the moving block 17 is screwed with the screw shaft 65, and at this time, the guide portion 20
  • the moving block 17 of the movable body 10 inserted into the guide hole 23 of the guide member 23 is guided to move linearly by the guide hole 23 and moves backward along the longitudinal direction of the screw shaft 65.
  • the driving module 110 supported by the moving body 10 also moves backward, so that the roller 111 is spaced apart from the wheel 105 as shown in FIG. 6.
  • the roller 111 and the wheel 105 are positioned at the second position spaced apart.
  • the wheelchair 100 is converted to manual.
  • the user can directly rotate the handrim of the wheelchair 100 by hand to turn the wheel 105, it is possible to move the wheelchair 100 in the desired direction.
  • the wheelchair manual and electric switching device 1 may manually adjust the interval between the wheel 105 and the roller 111 of the wheelchair 100.
  • the wheelchair manual and electric switching device 1 clamps the holder 51 to the mounting groove 125 of the clamp 120 coupled to the frame 103 of the wheelchair 100.
  • the coupling pins 57 coupled to the holder 51 and the housing support bracket 41 may be separated and removed.
  • the components of the wheelchair manual and electric switching device 1 other than the holder 51 and the drive module 110 supported by the wheelchair manual and electric switching device 1 are frame 103 of the wheelchair 100. It can also be easily separated from.
  • the separate wheelchair manual and electric switching device (1) and the drive module 110 can be easily carried, stored and moved, and the wheelchair manual and electric conversion device (1) and the drive module (110) separated as necessary. It can be used by mounting again on the wheelchair (100).
  • the holder of the guide part is illustrated as being detachably provided with the housing support bracket, but is not limited thereto.
  • the holder and the housing support bracket may be integrally formed.

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Abstract

본 발명은 휠체어 수동 및 전동 전환장치에 관한 것으로서, 휠체어의 바퀴와 접촉 또는 이격하며 구동 모터에 의해 회전하는 롤러를 구비한 구동 모듈을 지지하고, 상기 롤러가 상기 바퀴와 접촉하는 제1위치와 상기 롤러가 상기 바퀴와 이격하는 제2위치 사이를 왕복 이동하는 이동체; 상기 이동체의 왕복 이동을 안내하며, 상기 휠체어의 프레임에 지지되는 가이드부; 및 상기 롤러가 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 왕복 이동하도록 상기 이동체를 왕복 이동시키는 리니어 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휠체어 수동 및 전동 전환장치
본 발명은 휠체어 수동 및 전동 전환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 휠체어의 구동 방식을 모터의 동력을 이용하여 자동 또는 수동으로 전환할 수 있는 휠체어 수동 및 전동 전환장치에 관한 것이다.
휠체어는 장애자의 보조 보행 수단으로 이용되는 것으로 바퀴를 구동시키는 방식에 따라 수동식과 전동식으로 구분된다.
수동식 휠체어는 양측 바퀴의 측면에 핸드림이 고정되어 있어, 장애자가 핸드림을 직접 손으로 회전시켜 바퀴를 돌려 이동할 수 있다.
반면, 전동식 휠체어는 휠체어의 양측 바퀴를 구동 모터의 회전력으로 회전시켜, 장애자가 굳이 자신의 힘으로 바퀴를 돌리지 않더라도 편리하게 이동할 수 있다.
근래에는, 수동 및 전동 휠체어로의 겸용 사용이 가능한 휠체어의 바퀴를 구동하는 구동 모듈에 롤러를 구비하여, 롤러가 휠체어의 바퀴와 이격하면 수동식으로 휠체어를 사용하고, 롤러가 바퀴와 접촉시킨 상태에서 구동 모터의 회전에 의해 롤러가 회전함에 따라 바퀴가 회전하여 수동식 휠체어를 전동식 휠체어로 전환시키는 구동 장치가 개발되고 있다.
이러한 수동 및 전동 겸용 휠체어가 한국특허등록 제10-1756296호에 개시되어 있다.
선행기술로 개시된 수동 및 전동 겸용 휠체어는 구동 모터에 의해 회전되며 휠체어의 양측 바퀴에 각각 밀착되는 롤러와, 롤러를 바퀴와 접촉 또는 이격시키기 위한 레버를 포함한다.
이에 따라, 레버를 사용자의 앞쪽으로 밀면 롤러가 바퀴와 접촉되지 않은 상태가 되어, 휠체어는 수동식으로 전환되고, 이에 사용자는 바퀴의 핸드림을 직접 손으로 회전시켜 휠체어를 이동시킨다.
그리고, 레버를 사용자의 뒷쪽으로 밀면 롤러가 바퀴와 접촉하는 상태가 되어, 휠체어는 전동식으로 전환되고, 이에 사용자는 구동 모터를 정역회전시켜 롤러의 회전력을 바퀴에 직접 전달하여, 원하는 속도와 방향으로 휠체어를 이동할 수 있게 된다.
그런데, 이러한 종래의 수동 및 전동 겸용 휠체어는 레버를 조작하여 휠체어를 수동식 및 전동식으로 전환하므로, 손의 그립력이 약한 사용자의 경우 레버를 조작하기 어려워, 사용하기 불편한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 휠체어를 수동식 및 전동식으로 전환하기 위한 레버의 사용이 불필요하고, 손의 그립력이 약한 사용자도 무리한 힘을 가하지 않고 간편하게 휠체어를 수동식 및 전동식으로 전환시켜 사용할 수 있는 휠체어 수동 및 전동 전환장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 휠체어의 바퀴와 접촉 또는 이격하며 구동 모터에 의해 회전하는 롤러를 구비한 구동 모듈을 지지하고, 상기 롤러가 상기 바퀴와 접촉하는 제1위치와 상기 롤러가 상기 바퀴와 이격하는 제2위치 사이를 왕복 이동하는 이동체; 상기 이동체의 왕복 이동을 안내하며, 상기 휠체어의 프레임에 지지되는 가이드부; 및 상기 롤러가 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 왕복 이동하도록 상기 이동체를 왕복 이동시키는 리니어 구동부를 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 리니어 구동부는, 상기 이동체에 상기 이동체의 이동방향을 따라 암나사가 형성된 암나사부; 상기 이동체의 암나사부와 나사 결합되는 수나사를 형성하며, 상기 이동체와 나사 결합되는 나사축; 및 상기 나사축을 정역회전시키는 나사축 구동부를 포함할 수 있다.
상기 나사축 구동부는, 복수의 기어 이빨을 형성하며, 상기 나사축에 결합되는 제1기어; 상기 제1기어의 기어 이빨과 맞물리는 복수의 기어 이빨을 형성하며, 상기 제1기어와 맞물려 회전하는 제2기어; 및 상기 제2기어와 연결되어, 상기 제2기어를 정역회전시키는 나사축 구동모터를 포함할 수 있다.
상기 이동체는, 상기 구동 모듈에 착탈되는 구동 모듈 지지 브래킷; 및 상기 구동 모듈 지지 브래킷의 일단부를 지지하며, 상기 가이드공에 왕복 이동가능하게 삽입되는 이동 블록을 포함할 수 있다.
상기 가이드부는, 상기 나사축과 상기 나사축 구동부를 수용하며, 상기 이동체의 왕복 이동을 안내하는 가이드공이 형성된 슬리브 하우징을 포함할 수 있다.
상기 가이드부는, 상기 나사축의 헤드가 노출되는 노출공을 형성하며, 상기 슬리브 하우징의 일측을 폐쇄하는 커버를 포함할 수 있다.
상기 가이드부는, 상기 이동체의 이동방향을 따라 상기 슬리브 하우징에 상기 가이드공과 연통 형성되어 상기 구동 모듈 지지 브래킷의 이동을 안내하는 가이드 슬릿을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드부는, 상기 슬리브 하우징을 지지하는 하우징 지지 브래킷; 및 상기 하우징 지지 브래킷에 착탈가능하게 결합되며, 상기 휠체어의 프레임에 결합된 클램프의 장착홈에 클램핑되는 홀더를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 휠체어를 수동식 및 전동식으로 전환하기 위한 레버의 사용이 불필요하고, 손의 그립력이 약한 사용자도 무리한 힘을 가하지 않고 간편하게 휠체어를 수동식 및 전동식으로 전환시켜 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치가 휠체어에 장착된 상태를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 요부 확대 사시도,
도 3은 도 2의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치의 분해 사시도,
도 5는 도 4의 다른 각도에서 본 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치의 롤러가 제2위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치의 롤러가 제1위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면들을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)가 장착되는 휠체어(100)의 주요 구성에 대해 간략히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 휠체어(100)는 사용자가 착석하는 시트부(101)와, 시트부(101)를 지지하는 프레임(103)과, 프레임(103)에 회전가능하게 결합되는 한 쌍의 바퀴(105)를 포함한다.
휠체어(100)를 전동식으로 구현하기 위한 구동 모듈(110)은 한 쌍으로 마련되어, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)에 의해 휠체어(100)의 양측 프레임(103) 예컨대, 한 쌍의 바퀴(105)와 각각 인접하며 바퀴(105)의 회전 궤적과 평행을 이루는 프레임(103)에 장착된다. 각 구동 모듈(110)은 휠체어(100)의 바퀴(105)와 접촉 또는 이격하는 롤러(111)를 포함한다. 롤러(111)는 구동 모듈(110)에 내장된 구동 모터(미도시)에 의해 회전한다.
또한, 구동 모듈(110)은 배터리(미도시)를 포함하며, 외부 전원의 공급없이 일정 시간 자체 동력으로 구동될 수 있으며, 롤러(111)를 바퀴(105)에 밀착시킨 상태에서, 구동 모터에 의해 발생한 회전력을 롤러(111)를 통해 바퀴(105)에 전달하여 바퀴(105)를 회전시킴으로써, 수동식 휠체어를 전동식 휠체어로 전환시킬 수 있게 된다.
도 2 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 및 전동 전환장치(1)가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)는 이동체(10)와, 가이드부(20)와, 리니어 구동부를 포함한다.
이동체(10)는 구동 모듈(110)을 지지하고, 휠체어(100)의 바퀴(105)에 대해 왕복 이동 예컨대, 롤러(111)가 바퀴(105)와 접촉하는 제1위치와, 롤러(111)가 바퀴(105)와 이격하는 제2위치 사이를 왕복 이동한다. 이동체(10)는 구동 모듈 지지 브래킷(11)과, 이동 블록(17)을 포함한다.
구동 모듈 지지 브래킷(11)은 판 형상을 가지며, 구동 모듈(110)을 지지한다. 구동 모듈 지지 브래킷(11)의 상측 일단부에는 구동 모듈(110)의 끼움홈(113)에 끼움 결합되는 끼움턱(15)이 돌출 형성되어 있다.
이동 블록(17)은 장방형의 단면형상을 가지며, 구동 모듈 지지 브래킷(11)의 일단부를 지지한다. 이동 블록(17)은 후술할 리니어 구동부의 가이드공(23)에 왕복 이동가능하게 삽입된다.
가이드부(20)는 이동체(10)의 왕복 이동을 안내하며, 휠체어(100)의 프레임(103)에 지지된다. 가이드부(20)는 슬리브 하우징(21)과, 커버(31)를 포함한다.
슬리브 하우징(21)은 장방형의 블록 형상을 가지며, 내부에 가이드공(23)과 모터 수용공(25)이 각각 나란하게 형성되어 있다.
가이드공(23)은 이동 블록(17)과 대응하는 장방형의 단면형상과 크기를 가지며, 이동 블록(17)이 왕복 이동가능하게 결합된다. 이에 따라, 가이드공(23)은 이동 블록(17)의 왕복 이동을 안내하는 역할을 한다.
모터 수용공(25)은 가이드공(23)과 독립되게 슬리브 하우징(21)에 형성되며, 후술할 나사축 구동부(71)의 나사축 구동모터(77)가 수용된다.
또한, 슬리브 하우징(21)의 상부면에는 가이드 슬릿(27)이 마련되어 있다. 가이드 슬릿(27)은 이동체(10)의 이동방향을 따라 예컨대, 가이드공(23)의 길이방향을 따라, 가이드공(23)과 연통하도록 구동 모듈 지지 브래킷(11)의 두께에 대응하는 폭으로 일정 길이만큼 절개 형성되어 있다. 가이드 슬릿(27)에는 이동체(10)의 구동 모듈 지지 브래킷(11)이 이동가능하게 결합되고, 이에 구동 모듈 지지 브래킷(11)의 이동을 안내하는 역할을 한다.
커버(31)는 일정 두께를 갖는 판으로 이루어지며, 슬리브 하우징(21)의 대응하는 장방형의 단면형상을 가진다. 커버(31)는 슬리브 하우징(21)의 일측에 결합되어, 슬리브 하우징(21)의 가이드공(23)과 모터 수용공(25)의 일측을 폐쇄한다.
커버(31)의 일측 판면 예컨대, 슬리브 하우징(21)을 향하는 커버(31)의 판면에는, 후술할 나사축 구동부(71)의 제1기어(73)와 제2기어(75)를 수용하는 기어 수용홈(35)이 일정 깊이로 함몰 형성되어 있다. 또한, 커버(31)의 일측 판면에는, 기어 수용홈(35)과 이격된 위치에 돌출되어, 모터 수용공(25)에 수용된 나사축 구동모터(77)를 지지하는 지지핀(37)이 마련되어 있다.
또한, 커버(31)에는 나사축(65)의 헤드가 노출되는 노출공(39)이 형성되어 있다. 노출공(39)은 기어 수용홈(35)과 연통하며 커버(31)에 관통 형성된다.
이에 따라, 나사축 구동모터(77)를 구동시키지 않은 상태에서, 'L'자형 렌치 핸들 등과 같은 공구를 노출공(39)을 통해 나사축(65)의 헤드에 결합하여 정역회전시킴으로써, 나사축(65)을 정역회전시킬 수도 있다.
또한, 가이드부(20)는 하우징 지지 브래킷(41)과, 홀더(51)를 더 포함한다.
하우징 지지 브래킷(41)은 그 일단부가 슬리브 하우징(21)의 하부에 지지된다. 즉, 하우징 지지 브래킷(41)은 가이드공(23)을 사이에 두고 가이드 슬롯과 대향 배치된다. 하우징 지지 브래킷(41)의 타단부에는 복수의 관통공(43)이 간격을 두고 관통 형성되어 있다.
홀더(51)는 원형단면의 봉 형상을 가지며, 하우징 지지 브래킷(41)의 타단부에 착탈가능하게 결합된다. 홀더(51)는 휠체어(100)의 프레임(103)에 결합된 클램프(120)의 장착홈(125)에 클램핑된다.
홀더(51)에는 하우징 지지 브래킷(41)이 결합되는 결합홈(53)이 홀더(51)의 길이방향을 형성되어 있다. 또한, 홀더(51)에는 결합홈(53)과 연통하는 연통공(55)이 관통 형성되어 있다.
이로써, 하우징 지지 브래킷(41)의 타단부를 홀더(51)의 결합홈(53)에 삽입하고 나서, 하우징 지지 브래킷(41)의 관통공(43)과 홀더(51)의 연통공(55)을 연통시킨 후, 하우징 지지 브래킷(41)의 관통공(43)과 홀더(51)의 연통공(55)을 결합핀(57)으로 관통 결합함으로써, 하우징 지지 브래킷(41)을 홀더(51)에 고정시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 휠체어(100)의 프레임(103)에 결합된 클램프(120)의 장착홈(125)에 홀더(51)가 클램핑된 상태에서, 홀더(51)와 하우징 지지 브래킷(41)에 결합된 결합핀(57)을 분리 제거하면, 홀더(51)를 제외한 나머지 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)의 구성 요소와, 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)에 지지된 구동 모듈(110)을 휠체어(100)의 프레임(103)으로부터 쉽게 분리할 수 있게 된다. 따라서, 분리된 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)와 구동 모듈(110)을 간편하게 휴대하며 이동, 보관할 수 있고, 필요에 따라 분리된 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)와 구동 모듈(110)을 휠체어(100)에 다시 장착하여 사용할 수 있게 된다.
리니어 구동부는, 롤러(111)가 바퀴(105)와 접촉하는 제1위치와 롤러(111)가 바퀴(105)와 이격하는 제2위치 사이를 왕복 이동하도록, 이동체(10)를 왕복 이동시킨다. 리니어 구동부는 암나사부(61)와, 나사축(65)과, 나사축 구동부(71)를 포함한다.
암나사부(61)는 이동체(10)에 예컨대, 이동 블록(17)에 이동체(10)의 이동방향을 따라 마련되며, 암나사가 형성되어 있다.
나사축(65)은 일정 길이의 봉 형상을 가지며, 가이드공(23)을 따라 배치된다. 나사축(65)의 일단부에는 후술할 나사축 구동부(71)의 제1기어(73)가 결합되고, 나머지 영역의 외주에는 암나사부(61)와 나사 결합되는 수나사가 형성되어 있다.
나사축(65)은 이동체(10)와 나사 결합되어, 이동체(10)와 나사 운동을 한다.
또한, 나사축(65)의 일단부에는 'L'자형 렌치 핸들 등과 같은 공구가 결합되어, 나사축(65)을 정역회전시키기 위한 다각형의 홈이 함몰 형성되어 있다.
나사축 구동부(71)는 나사축(65)을 정역회전시킨다. 나사축 구동부(71)는 제1기어(73)와, 제2기어(75)와, 나사축 구동모터(77)를 포함한다.
제1기어(73)는 외주를 따라 복수의 기어 이빨을 형성된 외치차 형태를 가지며, 나사축(65)에 결합된다.
제2기어(75)는 외주를 따라 복수의 기어 이빨을 형성된 외치차 형태를 가진다. 제2기어(75)의 기어 이빨은 제1기어(73)의 기어 이빨과 동일한 치형을 가지며, 제2기어(75)는 제1기어(73)와 맞물려 회전한다.
나사축 구동모터(77)는 제2기어(75)와 연결되어, 제2기어(75)를 정역회전시킨다. 나사축 구동모터(77)는 슬리브 하우징(21)의 모터 수용공(25)에 수용됨과 동시에, 커버(31)의 지지핀(37)에 의해 지지된다.
한편, 나사축 구동모터(77)의 작동을 위한 제어는, 휠체어(100)에 마련된 조종 모듈(107, 도 1참조)의 조작에 따른 제어 신호에 의해 작동하거나 작동을 정지한다.
이러한 구성에 의하여, 이동체(10)의 구동 모듈 지지 브래킷(11)을 구동 모듈(110)에 지지함과 동시에, 가이드부(20)의 홀더(51)를 휠체어(100)의 프레임(103)에 결합된 클램프(120)의 장착홈(125)에 클램핑하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)를 휠체어(100)에 장착한다.
이하에서는, 설명의 편리상, 이동체(10)가 가이드부(20)로부터 이격하며 나사축(65)의 길이방향을 따라 이동하는 것을 전진 이동이라 하고, 이동체(10)가 가이드부(20)를 향해 접근하며 나사축(65)의 길이방향을 따라 이동하는 것을 후진 이동이라 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)를 이용하여, 휠체어(100)를 전동식으로 사용하는 과정에 대해 설명한다.
롤러(111)가 바퀴(105)와 이격하는 제2위치에서 조종 모듈(107)을 조작하여 나사축 구동모터(77)를 일방향으로 회전시킨다.
나사축 구동모터(77)가 일방향으로 회전함에 따라 제2기어(75)가 회전을 하고, 제2기어(75)와 맞물린 제1기어(73)는 제2기어(75)와 반대방향인 타방향으로 회전을 하게 된다.
제1기어(73)가 회전함에 따라 나사축(65)이 회전하여, 이동 블록(17)의 암나사부(61)는 나사축(65)과 나사 운동을 하게 되고, 이 때 가이드부(20)의 가이드공(23)에 삽입된 이동체(10)의 이동 블록(17)은 가이드공(23)에 의해 직선 이동하도록 안내되며, 나사축(65)의 길이방향을 따라 전진 이동하게 된다.
이동 블록(17)이 전진 이동함에 따라, 이동체(10)에 지지된 구동 모듈(110)도 전진 이동하게 되고, 이에 롤러(111)는 도 7에 도시된 바와 같이 바퀴(105)를 향해 이동하여, 롤러(111)와 바퀴(105)는 접촉하여 제1위치에 위치하게 된다.
이로써, 휠체어(100)는 전동식으로 전환된다.
그리고, 조종 모듈(107)의 조작을 통해 구동 모듈(110)의 구동 모터를 동일한 속도로 정역회전시키면, 롤러(111)와 바퀴(105) 사이의 마찰력에 의해 휠체어(100)는 전진, 후진을 하게 된다. 또한, 각 구동 모듈(110)의 구동 모터의 회전 속도를 달리하여 휠체어(100)를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)는 휠체어(100)를 수동식 및 전동식으로 전환하기 위한 레버의 사용이 불필요하고, 손의 그립력이 약한 사용자도 무리한 힘을 가하지 않고 간편하게 휠체어(100)를 수동식 및 전동식으로 전환시켜 사용할 수 있게 된다.
다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)를 이용하여, 휠체어(100)를 수동식으로 사용하는 과정에 대해 설명한다.
롤러(111)가 바퀴(105)와 접촉하는 제1위치에서 조종 모듈(107)을 조작하여 나사축 구동모터(77)를 타방향으로 회전시킨다.
나사축 구동모터(77)가 타방향으로 회전함에 따라 제2기어(75)가 회전을 하고, 제2기어(75)와 맞물린 제1기어(73)는 제2기어(75)와 반대방향인 일방향으로 회전을 하게 된다.
제1기어(73)가 회전함에 따라 나사축(65)이 회전하여, 이동 블록(17)의 암나사부(61)는 나사축(65)과 나사 운동을 하게 되고, 이 때 가이드부(20)의 가이드공(23)에 삽입된 이동체(10)의 이동 블록(17)은 가이드공(23)에 의해 직선 이동하도록 안내되며, 나사축(65)의 길이방향을 따라 후진 이동하게 된다.
이동 블록(17)이 후진 이동함에 따라, 이동체(10)에 지지된 구동 모듈(110)도 후진 이동하게 되고, 이에 롤러(111)는 도 6에 도시된 바와 같이 바퀴(105)로부터 이격하여, 롤러(111)와 바퀴(105)가 이격하는 제2위치에 위치하게 된다.
이로써, 휠체어(100)는 수동식으로 전환된다.
그리고, 사용자가 휠체어(100)의 핸드림을 직접 손으로 회전시켜 바퀴(105)를 돌려, 휠체어(100)를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)는 휠체어(100)의 바퀴(105)와 롤러(111) 사이의 간격을 수동으로 조절할 수도 있다.
일 예로, 'L'자형 렌치 핸들의 일단부를 커버(31)의 노출공(39)을 통해 나사축(65)의 일단부의 홈에 결합하고 나서, 나사축(65)을 정역회전시키면, 전술한 바와 같은 나사축(65)의 정역회전에 의해 이동체(10)가 전진 이동 또는 후진 이동하여, 바퀴(105)와 롤러(111) 사이의 간격을 간편하게 자유로이 조절할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)는, 휠체어(100)의 프레임(103)에 결합된 클램프(120)의 장착홈(125)에 홀더(51)를 클램핑한 상태에서, 홀더(51)와 하우징 지지 브래킷(41)에 결합된 결합핀(57)을 분리 제거할 수 있다.
이로써, 홀더(51)를 제외한 나머지 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)의 구성 요소와, 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)에 지지된 구동 모듈(110)을 휠체어(100)의 프레임(103)으로부터 쉽게 분리할 수도 있다.
이에 따라, 분리된 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)와 구동 모듈(110)을 간편하게 휴대하며 이동, 보관할 수 있고, 필요에 따라 분리된 휠체어 수동 및 전동 전환장치(1)와 구동 모듈(110)을 휠체어(100)에 다시 장착하여 사용할 수 있게 된다.
한편, 전술한 실시예에서는, 가이드부의 홀더가 하우징 지지 브래킷과 분리가능하게 마련되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 홀더와 하우징 지지 브래킷은 일체로 형성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 휠체어의 바퀴와 접촉 또는 이격하며 구동 모터에 의해 회전하는 롤러를 구비한 구동 모듈을 지지하고, 상기 롤러가 상기 바퀴와 접촉하는 제1위치와 상기 롤러가 상기 바퀴와 이격하는 제2위치 사이를 왕복 이동하는 이동체;
    상기 이동체의 왕복 이동을 안내하며, 상기 휠체어의 프레임에 지지되는 가이드부; 및
    상기 롤러가 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 왕복 이동하도록 상기 이동체를 왕복 이동시키는 리니어 구동부를 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리니어 구동부는,
    상기 이동체에 상기 이동체의 이동방향을 따라 암나사가 형성된 암나사부;
    상기 이동체의 암나사부와 나사 결합되는 수나사를 형성하며, 상기 이동체와 나사 결합되는 나사축; 및
    상기 나사축을 정역회전시키는 나사축 구동부를 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나사축 구동부는,
    복수의 기어 이빨을 형성하며, 상기 나사축에 결합되는 제1기어;
    상기 제1기어의 기어 이빨과 맞물리는 복수의 기어 이빨을 형성하며, 상기 제1기어와 맞물려 회전하는 제2기어; 및
    상기 제2기어와 연결되어, 상기 제2기어를 정역회전시키는 나사축 구동모터를 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동체는,
    상기 구동 모듈에 착탈되는 구동 모듈 지지 브래킷; 및
    상기 구동 모듈 지지 브래킷의 일단부를 지지하며, 상기 가이드부에 왕복 이동가능하게 마련되는 이동 블록을 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 나사축과 상기 나사축 구동부를 수용하며, 상기 이동체의 왕복 이동을 안내하는 가이드공이 형성된 슬리브 하우징을 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 나사축의 헤드가 노출되는 노출공을 형성하며, 상기 슬리브 하우징의 일측을 폐쇄하는 커버를 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 이동체의 이동방향을 따라 상기 슬리브 하우징에 상기 가이드공과 연통 형성되어 상기 구동 모듈 지지 브래킷의 이동을 안내하는 가이드 슬릿을 더 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 슬리브 하우징을 지지하는 하우징 지지 브래킷; 및
    상기 하우징 지지 브래킷에 착탈가능하게 결합되며, 상기 휠체어의 프레임에 결합된 클램프의 장착홈에 클램핑되는 홀더를 포함하는, 휠체어 수동 및 전동 전환장치.
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