WO2021100990A1 - 계단 및 단차 지형의 휠체어 주행을 위한 전동 어시스트 모듈 - Google Patents

계단 및 단차 지형의 휠체어 주행을 위한 전동 어시스트 모듈 Download PDF

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WO2021100990A1
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raised
lowered
stairs
caterpillar
wheelchair frame
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PCT/KR2020/006020
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이응혁
정지안
황현창
이원영
강세훈
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한국산업기술대학교 산학협력단
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Publication date
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    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/10—General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering

Definitions

  • the present invention relates to an electric assist module for assisting the inclined driving of a wheelchair, and more particularly, to an electric assist module for assisting the traveling of the wheelchair to the stairs or steps of the wheelchair by the operation of the occupant without an assistant.
  • Wheelchairs have a structure in which a chair is equipped with wheels so that a person who is difficult to walk due to a lack of free legs or an uncomfortable body can move from a seated state. Due to the recent rapid aging and the increase in the number of people with disabilities, the number of people with reduced mobility has increased dramatically, accounting for 28.9% of the total population to 14,963 thousand in 2017. Accordingly, the demand for wheelchairs, which is a major means of transportation for the vulnerable, is increasing, and the desire to use wheelchairs in various environments is increasing.
  • Wheel-type iBot, caterpillar Scelovo and Topchair are representative devices that wheelchair users can climb stairs on their own.
  • Wheel-type stair climbing devices such as iBot run stairs with precise balance control in the form of an inverted pendulum.
  • Safety accidents such as overturning may occur. Therefore, in the development of a device for safe stair climbing, most of the studies are conducted concurrently using a caterpillar mechanism rather than a general wheel.
  • the caterpillar-type mechanism has excellent contact performance on the curved surface, so that the grounding part is evenly distributed, so it is possible to drive more safely in ascending obstacles or stairs compared to other driving methods.
  • US Patent No. 7080842 discloses a wheelchair device for stairs.
  • the prior art is provided with a pivot member for landing at a step, but an assistant is required due to safety accidents such as overturning when the above-described stairs are raised.
  • the commercially available wheelchair and auxiliary assist module for up and down stairs is the lift car PTR of SANO.
  • a caterpillar-type product that is applied to a wheelchair and enables the wheelchair to run on stairs is also being released, but safety problems such as rollover have not been solved in order to assist a wheelchair up and down stairs without an assistant with its own lift car function.
  • An object of the present invention is to provide an electric assist module that enables a wheelchair to move up and down stairs and steps without an assistant.
  • the present invention is to provide an electric assist module having excellent safety when driving up and down stairs and steps of a wheelchair.
  • the present invention is an electric assist module provided in a wheelchair frame provided with a seating portion in which the occupant sits on a frame formed with a footrest and a handle, and driving wheels are provided on both sides of the frame, a plurality of A caterpillar unit mounted on the wheelchair frame and mounted on the wheelchair frame to move up and down stairs or steps of the wheelchair frame; And a landing gear part provided in the caterpillar part and in which the free end of the wheelchair frame is raised/lowered along the center of gravity of the wheelchair frame.
  • the caterpillar part When one end of the landing gear part is raised and lowered, the caterpillar part is raised and lowered to step or step It is in contact with the vehicle surface, and thereafter, by driving the caterpillar unit, the step is raised and lowered to raise and lower the stairs or the slope of the step of the wheelchair frame without an assistant.
  • the landing gear unit a gear shaft located at the center of gravity of the wheelchair frame;
  • a front landing wheel and a rear landing wheel provided on a body having a length elongated in the front and rear direction around the gear shaft;
  • a driving module having a motor and selectively raising and lowering the front landing wheel or the rear landing wheel around the gear shaft to raise and lower one side of the caterpillar part.
  • the front landing wheel and the rear landing wheel are disposed under the caterpillar part, so that the rear end of the caterpillar part is raised and lowered when the front landing wheel is raised and lowered, and the front end of the caterpillar part is raised and lowered when the rear landing wheel is raised or lowered.
  • the driving module may raise and lower the front landing wheel when raising or lowering a staircase, and raise and lower the rear landing wheel when raising or lowering a step other than a staircase.
  • the landing gear unit is controlled so that the front free end is raised and lowered in a state in which the direction of the wheelchair frame is changed to the backward direction so that the occupant can go up and down the stairs, and the occupant faces the front when the step is elevated.
  • the free end at the rear is controlled to rise and fall, and the occupant travels straight on the stepped terrain during a one-time step up and down, and the occupant goes backward when up and down a plurality of steps of the stairs. It can be controlled to drive on stepped terrain.
  • the caterpillar part of the caterpillar of the caterpillar linearly raises and lowers the step of the stairs, and a separate landing gear part for initial landing of the caterpillar part is provided, so that the stairs of the wheelchair can be moved up and down without an assistant.
  • the landing gear unit has a free end at the front and rear sides and raises and lowers the front/rear based on the center of gravity, and the center of gravity is positioned toward the stairs when successive steps such as stairs are raised to prevent falls by running backwards. make this possible.
  • there is an advantage of assisting the user to appropriately respond according to the type of the step by looking at the step in the front and ascending and descending from obstacles in the mound such as a step of the first step other than a staircase.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wheelchair in which an electric assist module according to an embodiment of the present invention is coupled to a wheelchair frame.
  • FIG. 2 is a perspective view of an electric assist module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a driving state of the electric assist module according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3(a) shows the driving mode of the electric assist module when moving up and down the stairs
  • Fig. 3(b) shows the driving mode of the electric assist module when going up and down the steps.
  • FIG. 4 is a perspective view of a wheelchair in which an electric assist module according to another embodiment of the present invention is coupled to a wheelchair frame.
  • FIG. 4(a) shows the appearance of the electric assist module and the wheelchair frame on a flat ground
  • FIG. 4(b) shows the appearance of the electric assist module and the wheelchair frame when climbing stairs.
  • FIG. 5 is a rear perspective view of the electric assist module according to the embodiment of FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a landing state of the electric assist module according to the embodiment of FIG. 4.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a wheelchair 1 in which an electric assist module 3 according to an embodiment of the present invention is coupled to a wheelchair frame 10.
  • the wheelchair 1 capable of raising and lowering stairs and steps may include a wheelchair frame 10 and an electric assist module 3.
  • the wheelchair frame 10 is provided with a seat 13 on which the occupant sits on a frame 11 formed with a footrest and a handle, and drive wheels 15 are provided on both sides of the frame 11.
  • the electric assist module 3 according to the present embodiment may be integrally coupled to the wheelchair frame 10 and distributed, and may be separately distributed so as to be compatible with the wheelchair frame 10.
  • the electric assist module 3 is fastened to the lower part of the wheelchair frame 10.
  • the electric assist module 3 may be provided by being fastened to the space between the left and right driving wheels 15.
  • the electric assist module 3 does not interfere with the driving of the driving wheel 15 on a flat ground, but assists the occupant to travel a single step of a slope or a stair or a sidewalk block.
  • the electric assist module 3 may include a caterpillar unit 30, a landing gear unit 50, and a control unit 70.
  • the electric assist module 3 allows the caterpillar unit 30 to be raised and lowered by a reaction force so that the stair or stepped surface and the caterpillar unit 30 can be brought into contact with each other. Thereafter, by driving the caterpillar unit 30, the step is driven so that the stairs or the inclined surface of the step of the wheelchair frame 10 can be elevated without an assistant.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the electric assist module 3 according to the embodiment of the present invention.
  • the caterpillar part 30 is a caterpillar type traveling member provided with a plurality of wheels 31 and a chain belt 33 that rotates the wheels 31, and is mounted on the wheelchair frame 10 to provide a staircase of the wheelchair frame 10. Or go up and down the step.
  • the caterpillar unit 30 is a wheel that moves up and down stairs of the wheelchair frame 10 and is distinguished from the driving wheel 15.
  • the running of the stairs is performed by the caterpillar unit 30.
  • the caterpillar part 30 is a caterpillar type running member composed of a wheel 31 and a chain belt 33, and has a curved surface contact performance without precise balance control in the form of an inverted pendulum of the stair climbing device in the form of a driving wheel 15. It is excellent and has the characteristic that the grounding part is evenly distributed.
  • the caterpillar part 30 of the caterpillar type is particularly excellent for climbing stairs as the chain belt 33 provides a continuous running surface in a staircase having a continuous step.
  • the landing gear part 50 is configured as a means for stably entering the stairs of the caterpillar part 30.
  • a control unit 70 on which logic for driving control for stable driving of the caterpillar unit 30 is mounted may be included.
  • the landing gear unit 50 is provided on the caterpillar unit 30, and the free ends of the front/rear can be raised/lowered around the center of gravity of the wheelchair frame 10.
  • the landing gear part 50 refers to an auxiliary member for initial elevation of the caterpillar part 30.
  • the landing gear unit 50 according to the present embodiment is provided in a gear structure capable of raising and lowering the front or rear side of the wheelchair, respectively. In order to move up and down the stairs of a wheelchair without an assistant, it is necessary to drive the user to move up and down the stairs with his or her back in order to prevent safety accidents such as falls. Therefore, it is preferable that the landing gear part 50 is provided to lift the front or rear of the wheelchair so that the front or rear of the wheelchair can be divided and driven according to the type of the step.
  • the landing gear unit 50 may include a gear shaft 51, a front landing wheel 53, a rear landing wheel 55, and a driving module 57.
  • the landing gear unit 50 is controlled so that the front free end is raised and lowered in a state in which the direction of the wheelchair frame 10 is changed to the reverse direction so that the occupant can go up and down the stairs when the stairs are elevated.
  • the landing gear unit 50 is controlled so that the rear free end is raised and lowered in a state in which the direction of the wheelchair frame 10 is positioned to the front so that the occupant faces the front when the step is raised or lowered.
  • the landing gear unit 50 may be controlled so that the occupant travels the stepped terrain straight when raising and lowering the stepped step, and the occupant travels the stepped terrain backward when raising and lowering the plurality of steps of the stairs.
  • the gear shaft 51 is located at the center of gravity of the wheelchair frame 10. Referring to FIG. 2, the gear shaft 51 is provided under the caterpillar part 30, and is provided on both sides with a DC motor driving the gear in the center.
  • the gear shaft 51 may be provided as a parallel frame as shown in FIG. 2, and may be provided as a single frame.
  • the front landing wheel 53 and the rear landing wheel 55 are provided on a body having a length elongated in the front and rear directions around the gear shaft 51.
  • the front landing wheel 53 and the rear landing wheel 55 are provided with wheels at the ends of the body, respectively, and can perform complementary driving.
  • the driving module 57 may include a motor to selectively lift the front landing wheel 53 or the rear landing wheel 55 around the gear shaft 51 to raise and lower one side of the caterpillar part 30.
  • the driving module 57 may be located at the rear of the caterpillar unit 30 and may be connected to the rear landing wheel 55.
  • the front landing wheel 53 and the rear landing wheel 55 are disposed under the caterpillar part 30, so that when the front landing wheel 53 is elevated, the rear end of the caterpillar part 30 is raised and lowered, and the rear landing wheel 55 ) When this is lifted, the front end of the caterpillar unit 30 is lifted.
  • the driving module 57 may raise and lower the front landing wheel 53 when raising and lowering the stairs, and raise and lower the rear landing wheel 55 when raising and lowering the step other than the stairs.
  • the control unit 70 controls the landing gear unit 50 to enable the caterpillar unit 30 to move up and down the stairs stably.
  • FIG. 3 shows a driving state of the electric assist module 3 according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3(a) shows the driving mode of the electric assist module when moving up and down the stairs
  • Fig. 3(b) shows the driving mode of the electric assist module when going up and down the steps.
  • the step by which the wheelchair frame 10 is raised and lowered is a step 8 having a largely continuous step, and a sidewalk block 9 having a single step.
  • 3(a) is a state in which the control unit 70 controls the electric assist module 3 when the stairs 8 are raised or lowered.
  • the control unit 70 rotates the wheelchair frame 10 and arranges the seated person to back the stairs. Thereafter, the control unit 70 presses the rear landing wheel 55 of the landing gear unit 50 toward the ground and lifts the front landing wheel 53. Accordingly, the rear of the caterpillar unit 30 is lifted around the gear shaft 51, and the wheelchair frame 10 is laid in the rear direction.
  • the caterpillar unit 30 is driven to move up and down the continuous stepped surface.
  • FIG. 3B is a view of the control unit 70 controlling the electric assist module 3 when the sidewalk block 9 is raised or lowered.
  • the control unit 70 makes it possible to enter the forward state without a rotation operation as shown in Fig. 3(a) because the fear of the wheelchair overturning is weak.
  • the control unit 70 presses the front landing wheel 53 of the landing gear unit 50 toward the ground and lifts the rear landing wheel 55. Accordingly, the front of the caterpillar part 30 is lifted around the gear shaft 51, so that it is seated in the step of the sidewalk block 9.
  • FIG. 4 is a perspective view of a wheelchair in which the electric assist module 3 is coupled to the wheelchair frame 10 according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 4(a) shows the appearance of the electric assist module 3 and the wheelchair frame 10 on a flat ground
  • Fig. 4(b) shows the electric assist module 3 and the wheelchair frame 10 when climbing stairs. Shows the appearance of.
  • the electric assist module 3 may include the caterpillar unit 30, landing gear units 50 and 500, and the control unit 70 described above in FIGS. 1 to 3.
  • the electric assist module 3 of FIG. 4 is an embodiment different from FIGS. 1 to 3 and may further include a wheelchair angle adjustment unit 40.
  • the ascending direction is changed to maintain the center of gravity of the wheelchair frame 10, and in the direction of the front or rear part according to the ascending direction.
  • a landing gear part 50 capable of landing was presented.
  • a configuration of the wheelchair angle adjustment unit 40 is added so that the wheelchair frame 10 does not tilt when climbing stairs.
  • the caterpillar part 30 may be provided as a'b'-shaped frame in which a body on which the wheelchair frame 10 is seated is formed to have a predetermined length, but is bent upward at the rear of the body.
  • the wheelchair angle adjustment unit 40 may be provided in the bent rear area of the caterpillar unit 30, and the wheelchair frame 10 may be tilted around the wheelchair angle adjustment unit 40.
  • the wheelchair angle adjustment unit 40 may be composed of a tilting frame 41 and a tilting module 43.
  • One end of the tilting frame 41 may be detachably coupled to a frame forming a backrest of the wheelchair frame 10, and the other end may be detachably coupled to a seating portion of the wheelchair frame 10 or a lower frame of the seating portion.
  • the tilting frame 41 may be pivoted by a predetermined angle by the rotational force of the tilting module 43.
  • the wheelchair frame 10 coupled with the tilting frame 41 may be tilted by the pivot of the tilting frame 41.
  • the angle adjustment of the wheelchair angle adjustment unit 40 may be performed through the control unit 70.
  • the control unit 70 is provided with a PID control module, and can control the landing gear units 50 and 500 when detecting stairs for stair travel, and the angle calculated when the landing gear units 50 and 500 are controlled will be offset.
  • the tilting angle of the wheelchair angle adjustment unit 40 may be calculated so as to be performed.
  • the tilting module 43 is located at the rear of the wheelchair frame 10 and may include a known motor configuration that is provided in the caterpillar part 30 and can pivot or rotate at a predetermined angle with respect to the caterpillar part 30. have. One end of the tilting module 43 is coupled to the tilting frame 41.
  • the electric assist module 3 according to the embodiment of FIG. 4 may include a landing gear part 500 on which an omni wheel 530 is mounted.
  • the landing gear shaft 510 may be provided in the width direction of the caterpillar part 30.
  • the landing gear part 500 according to the present embodiment is distinguished from the embodiments of FIGS. 1 to 3, and the landing wheel may be formed only on one side of the front and rear sides rather than on both sides. This is because the center of gravity of the wheelchair frame 10 can be stably maintained with the configuration of the wheelchair angle adjusting unit 40 described above, so that the ascending direction may be configured with only one side instead of both sides.
  • an omni wheel 530 is provided as a wheel of the landing gear part 500.
  • the omni wheel 530 is an auxiliary wheel whose own frame is rotated in the front and rear direction of the wheelchair frame 10, and is rotated in the lateral direction of the wheelchair frame 10 on the outer periphery of the frame in which the wheelchair frame 10 is rotated in the front and rear direction.
  • a plurality of 531 may be configured.
  • the caterpillar unit 30 When the caterpillar unit 30 is configured as an assist module for climbing stairs of a wheelchair, the front and rear driving of the wheelchair can be easily controlled, but due to the volume of the caterpillar unit 30, the turning operation becomes difficult.
  • an omni wheel 530 may be applied as a landing wheel to improve this problem. Due to the auxiliary wheel 531 of the omni wheel 530, the caterpillar unit 30 may easily rotate.
  • FIG. 6 shows a landing state of the electric assist module 3 according to the embodiment of FIG. 4.
  • the landing gear part 500 is driven when the electric assist module 3 moves up the stairs or turns the direction so that the omni wheel 530 descends and the caterpillar part 30 is lifted.
  • the occupant may drive so that the caterpillar unit 30 ascends the stairs or may turn the direction of the caterpillar unit 30.
  • the present invention provides an electric assist module capable of raising and lowering stairs and steps of a wheelchair without an assistant. According to the present invention, there is an advantage that the caterpillar part of the caterpillar of the caterpillar linearly raises and lowers the step of the stairs, and a separate landing gear part for initial landing of the caterpillar part is provided, so that the stairs of the wheelchair can be moved up and down without an assistant.

Abstract

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 발받침 및 손잡이를 형성한 프레임에 탑승자가 앉게 되는 착석부가 마련되고, 프레임의 양측에 구동바퀴가 구비된 휠체어 프레임에 마련되는 전동 어시스트 모듈에 있어서, 복수개의 휠 및 상기 휠을 회전시키는 체인벨트가 마련되는 무한궤도형 주행 부재로서, 상기 휠체어 프레임에 장착되어 상기 휠체어 프레임의 계단 또는 단차를 승강하는 캐터필러부; 및 상기 캐터필러부에 마련되며, 상기 휠체어 프레임의 무게중심을 축으로 전/후의 자유단이 승/하강되는 랜딩기어부를 포함하여, 상기 랜딩기어부의 일단이 승강되면, 상기 캐터필러부가 승강되어 계단 또는 단차면과 접촉되고, 이후 상기 캐터필러부의 구동으로 단차를 승강하여 보조자 없이 상기 휠체어 프레임의 계단 또는 단차의 경사면을 승강시키는 것을 특징으로 한다.

Description

계단 및 단차 지형의 휠체어 주행을 위한 전동 어시스트 모듈
본 발명은 휠체어의 경사 주행을 보조하는 전동 어시스트 모듈에 관한 것으로서, 특히 휠체어의 계단 또는 단차 주행을 보조자 없이 탑승자의 조작으로 주행할 수 있도록 보조하는 전동 어시스트 모듈에 관한 것이다.
휠체어는 다리가 자유롭지 못하거나, 몸이 불편하여 걷기가 어려운 사람을 대상으로 앉은 상태에서 이동할 수 있도록 의자에 바퀴가 구비되는 구조를 갖는다. 최근 급격한 고령화와 보행 장애인들의 숫자 증가로 인해 교통 약자의 수가 비약적으로 증가하여 2017년에는 14,963천 명으로 전체 인구의 28.9%를 차지하게 되었다. 그에 따라 교통 약자들의 주요 이동수단인 휠체어의 수요가 점점 증가하고, 다양한 환경에서 휠체어 이용 욕구가 증가하고 있다.
휠체어를 이용하여 외출 시 불편한 점으로 응답한 내용 중 턱이 있는 곳이 20.8%, 계단이 20%로 많은 사람들이 단차가 있는 지형 이동에 어려움을 겪고 있다고 조사되었다. 휠체어 사용자들은 계단 및 경사 지형 이동을 위해 별도의 승강기 혹은 리프트 등을 이용해야 한다. 하지만 기존 전동휠체어 크기와 중량으로 리프트 사용 제한이 있고 승강기 혹은 리프트 등이 설치되어있지 않은 건물의 경우 계단 이동을 위해서는 보호자가 직접 사용자를 들어서 이동시켜야하는 번거로움이 있다. 또한, 계단 이동에 있어 해결방안으로 별도의 경사 혹은 리프트 등을 설치하는 경우가 있지만 주 이동 경로마다 설치해야 하여 추가 비용이 부과되고, 구조적 문제로 설치가 어렵다. 따라서 휠체어 사용자의 이동권 확보를 위하여 장소와 보호자 여부에 상관없이 스스로 승월하고 수동휠체어에 간단한 부착만으로도 계단 지형 이동이 가능한 장치 개발의 필요성이 대두되고 있다.
휠체어 사용자 스스로 계단을 승월할 수 있는 장치로는 바퀴 형태의 iBot, 무한궤도형의 Scelovo와 Topchair가 대표적이다. iBot과 같은 바퀴 형태의 계단 승월 장치는 역진자 형태의 정밀한 균형제어로 계단을 주행한다. 하지만 계단 주행 중 전원 차단에 의한 기립 불가로 인하여. 전복과 같은 안전사고가 일어날 수 있다. 이에 안전한 계단 승월을 위한 장치 개발에 있어 대부분의 연구에서는 일반 바퀴가 아닌 무한궤도형 메커니즘을 이용한 연구가 병행되고 있다. 무한궤도형 메커니즘은 굴곡면 접촉 성능이 뛰어나 접지 부위가 고르게 분포되므로 타 구동 방법에 비해 장애물 또는 계단을 승월하는데 있어 안정적인 주행이 가능하다.
기존 연구의 경우 무한궤도 메커니즘은 안정적 계단 진입, 계단 승월 연구가 중점으로 이루어 졌지만 주행 중 발생할 수 있는 예외 상황에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 특히 계단 주행 중 정렬 이상 동작과 같은 Yawing은 슬립현상 및 미끄러운 지면과 같은 외부적인 요인으로 인해 발생할 수 있다. Yawing은 직진성을 잃고 한쪽으로 치우쳐 주행하는 현상을 발생시키고, 전복 등의 안전사고로 이어질 수 있어 연구의 필요성이 높다.
한편, 종래기술로 미국등록특허 제7080842호는 계단을 위한 휠체어 장치를 개시한다. 현재까지의 종래기술은 단차에 랜딩을 위한 피봇 부재를 구비하나, 전술한 계단 상승시의 전복 등의 안전사고로 인하여 보조자가 필요한 실정이다. 현재, 상용화되고 있는 계단 승강을 위한 휠체어 및 보조 어이스트 모듈은 SANO사의 리프트카 PTR이 있다. 현재 휠체어에 적용되어 휠체어의 계단 주행을 가능하게 하는 무한궤도형 제품도 공개되고 있으나, 리프트카 독자적인 기능으로 보조자 없이 단독으로 휠체어의 계단 승강을 보조하기에는 전복 등의 안전성 문제가 해결되지 못한 실정이다.
본 발명은 보조자 없이 휠체어의 계단 및 단차 승강의 주행을 가능하게 하는 전동 어시스트 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 휠체어의 계단 및 단차 승강의 주행시 안전성이 우수한 전동 어시스트 모듈을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 발받침 및 손잡이를 형성한 프레임에 탑승자가 앉게 되는 착석부가 마련되고, 프레임의 양측에 구동바퀴가 구비된 휠체어 프레임에 마련되는 전동 어시스트 모듈에 있어서, 복수개의 휠 및 상기 휠을 회전시키는 체인벨트가 마련되는 무한궤도형 주행 부재로서, 상기 휠체어 프레임에 장착되어 상기 휠체어 프레임의 계단 또는 단차를 승강하는 캐터필러부; 및 상기 캐터필러부에 마련되며, 상기 휠체어 프레임의 무게중심을 축으로 전/후의 자유단이 승/하강되는 랜딩기어부를 포함하여, 상기 랜딩기어부의 일단이 승강되면, 상기 캐터필러부가 승강되어 계단 또는 단차면과 접촉되고, 이후 상기 캐터필러부의 구동으로 단차를 승강하여 보조자 없이 상기 휠체어 프레임의 계단 또는 단차의 경사면을 승강시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 랜딩기어부는, 상기 휠체어 프레임의 무게중심에 위치한 기어축; 상기 기어축을 중심으로 전후 방향 신장된 길이를 갖는 몸체에 마련된 전방 랜딩 휠과 후방 랜딩 휠; 및 모터를 구비하고, 상기 기어축을 중심으로 상기 전방 랜딩 휠 또는 상기 후방 랜딩 휠을 선택적으로 승강시켜서 상기 캐터필러부의 일측을 승강시키는 구동 모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 전방 랜딩 휠 및 상기 후방 랜딩 휠은, 상기 캐터필러부의 하부에 배치되어, 상기 전방 랜딩 휠이 승강시 상기 캐터필러부의 후단이 승강되고, 상기 후방 랜딩 휠이 승강시 상기 캐터필러부의 전단이 승강될 수 있다.
바람직하게, 상기 구동 모듈은, 계단의 승강시 상기 전방 랜딩 휠을 승강시키고, 계단이 아닌 단차의 승강시 상기 후방 랜딩 휠을 승강시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 랜딩기어부는, 계단 승강시 탑승자가 계단을 등질 수 있도록 상기 휠체어 프레임의 방향이 후진 방향으로 전환된 상태에서 전방의 자유단이 승강되도록 제어되고, 단차 승강시 탑승자가 정면을 향하도록 상기 휠체어 프레임의 방향을 정면으로 위치시킨 상태에서 후방의 자유단이 승강되도록 제어되어, 1회성의 단차 승강시에는 탑승자가 직진으로 단차 지형을 주행하고, 계단의 복수개 단차 승강시에는 탑승자가 후진으로 단차 지형을 주행하도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 무한궤도의 캐터필러부가 계단의 단차를 선형적으로 승강시키고, 캐터필러부의 초기 랜딩을 위한 별도의 랜딩기어부가 구비되어 보조자 없이도 휠체어의 계단 승강이 가능한 이점이 있다.
또한 본 발명은, 랜딩기어부가 전후방의 자유단을 갖고 무게중심을 기준으로 전/후방을 승강시키며, 계단 등의 연속된 단차 상승시 무게중심을 계단 쪽으로 위치시켜 후진 주행으로 낙상 방지를 위한 안정적인 주행이 가능하도록 한다. 또한, 계단이 아닌 1단의 단차 등의 둔덕의 장애물에서는 단차를 정면으로 바라보고 승강하여 단차의 종류에 따라 사용자가 적절히 대응할 수 있도록 보조하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈이 휠체어 프레임에 결합된 휠체어의 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈의 구동 모습을 나타낸다. 도 3의 (a)는 전동 어시스트 모듈의 계단 승강시의 구동 모습을 나타내고, 도 3의 (b)는 전동 어시스트 모듈의 단차 승강시의 구동 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈이 휠체어 프레임에 결합된 휠체어의 사시도를 나타낸다. 도 4의 (a)는 평지에서의 전동 어시스트 모듈과 휠체어 프레임의 모습을 나타내며, 도 4의 (b)는 계단승월시의 전동 어시스트 모듈과 휠체어 프레임의 모습을 나타낸다.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈의 배면 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 4의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈의 랜딩 모습을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)이 휠체어 프레임(10)에 결합된 휠체어(1)의 사시도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 계단 및 단차의 승강이 가능한 본 실시예에 따른 휠체어(1)는 휠체어 프레임(10)과 전동 어시스트 모듈(3)을 포함할 수 있다. 휠체어 프레임(10)은 발받침 및 손잡이를 형성한 프레임(11)에 탑승자가 앉게 되는 착석부(13)가 마련되고, 프레임(11)의 양측에 구동바퀴(15)가 구비된다. 본 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)은 휠체어 프레임(10)에 일체형으로 결합되어 보급되어도 무방하고, 휠체어 프레임(10)과 호환 가능하도록 별도로 보급되어도 무방하다.
전동 어시스트 모듈(3)은 휠체어 프레임(10)의 하부에 체결된다. 바람직하게, 전동 어시스트 모듈(3)은 좌우측 구동바퀴(15)의 사이공간에 체결되어 마련될 수 있다. 전동 어시스트 모듈(3)은 평지에서 구동바퀴(15)의 주행을 방해하지 않으나, 탑승자가 경사 또는 계단 또는 보도블럭의 단일성 단차를 주행할 수 있도록 보조한다.
전동 어시스트 모듈(3)은 캐터필러부(30), 랜딩기어부(50), 및 제어부(70)를 포함하여 구성될 수 있다. 전동 어시스트 모듈(3)은 랜딩기어부(50)의 일단이 승강되면, 캐터필러부(30)가 반력으로 승강되어 계단 또는 단차면과 캐터필러부(30)가 접촉될 수 있도록 한다. 이후, 캐터필러부(30)의 구동으로 단차를 주행하여 보조자 없이 휠체어 프레임(10)의 계단 또는 단차의 경사면을 승강시킬 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)의 사시도를 나타낸다.
캐터필러부(30)는 복수개의 휠(31) 및 휠(31)을 회전시키는 체인벨트(33)가 마련되는 무한궤도형 주행 부재로서, 휠체어 프레임(10)에 장착되어 휠체어 프레임(10)의 계단 또는 단차를 승강한다.
본 실시예로, 캐터필러부(30)는 휠체어 프레임(10)의 계단 승강을 주행하는 바퀴로 구동바퀴(15)와 구분된다. 계단 승강시의 주행은 캐터필러부(30)에 의해 수행된다. 캐터필러부(30)는 휠(31)과 체인벨트(33)로 이루어진 무한궤도형 주행 부재로 구동바퀴(15) 형태의 계단 승월 장치가 갖는 역진자 형태의 정밀한 균형제어가 없어도 굴곡면 접촉 성능이 뛰어나고 접지 부위가 고르게 분포되는 특징을 갖는다. 무한궤도형 캐터필러부(30)는 연속 단차를 갖는 계단에서 체인벨트(33)가 연속적인 주행면을 제공하여 계단승월에 특히 탁월하다. 한편, 여러 연구에서 무한궤도 메커니즘의 안정적 계단 진입, 계단 승월 연구가 중점적으로 이루어졌지만 주행중 발생할 수 있는 예외 상황에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 특히, 계단 주행 중 정렬이상 동작과 같은 Yawing은 직진성을 잃고 한쪽으로 치우쳐 주행하는 현상을 발생시킬 수 있고, 전복 등의 안전사고로 이어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 캐터필러부(30)의 안정적인 계단진입을 위한 수단으로 랜딩기어부(50)를 구성한다. 또한, 캐터필러부(30)의 안정적인 주행을 위한 구동 제어의 로직이 탑재된 제어부(70)가 포함될 수 있다.
랜딩기어부(50)는 캐터필러부(30)에 마련되며, 휠체어 프레임(10)의 무게중심을 축으로 전/후의 자유단이 승/하강될 수 있다. 랜딩기어부(50)는 캐터필러부(30)의 초기 승강을 위한 보조부재를 의미한다. 본 실시예에 따른 랜딩기어부(50)는 휠체어를 기준으로 전방 또는 후방을 각각 승강시킬 수 있는 기어 구조로 제공됨에 주목한다. 보조자 없는 휠체어의 계단승강은 사용자가 후방을 바라보도록 하여 계단을 등지고 승강하도록 구동시켜야 낙상 등의 안전사고를 방지할 수 있다. 따라서, 휠체어의 전방 또는 후방을 단차의 종류에 따라 구분하여 주행할 수 있도록, 랜딩기어부(50)는 휠체어의 전방을 들어올리거나 후방을 들어올리도록 마련됨이 바람직하다.
랜딩기어부(50)는 기어축(51), 전방 랜딩 휠(53), 후방 랜딩 휠(55) 및 구동 모듈(57)을 포함할 수 있다.
랜딩기어부(50)는 계단 승강시 탑승자가 계단을 등질 수 있도록 휠체어 프레임(10)의 방향이 후진 방향으로 전환된 상태에서 전방의 자유단이 승강되도록 제어된다. 또한 랜딩기어부(50)는, 단차 승강시 탑승자가 정면을 향하도록 휠체어 프레임(10)의 방향을 정면으로 위치시킨 상태에서 후방의 자유단이 승강되도록 제어된다. 랜딩기어부(50)는 1회성의 단차 승강시에는 탑승자가 직진으로 단차 지형을 주행하고, 계단의 복수개 단차 승강시에는 탑승자가 후진으로 단차 지형을 주행하도록 제어될 수 있다.
기어축(51)은 휠체어 프레임(10)의 무게중심에 위치한다. 도 2를 참조하면, 기어축(51)은 캐터필러부(30)의 하부에 마련되며, 기어를 구동하는 DC모터를 중앙에 두고 양측에 마련되었다. 기어축(51)은 도 2와 같이 병렬 프레임으로 마련될 수 있을 뿐만 아니라, 단일 프레임으로 마련되어도 무방하다.
전방 랜딩 휠(53)과 후방 랜딩 휠(55)은 기어축(51)을 중심으로 전후 방향 신장된 길이를 갖는 몸체에 마련된다. 전방 랜딩 휠(53)과 후방 랜딩 휠(55)은 몸체의 단부에 각각 휠이 마련되며, 상보적인 구동을 할 수 있다.
구동 모듈(57)은 모터를 구비하여 기어축(51)을 중심으로 전방 랜딩 휠(53) 또는 후방 랜딩 휠(55)을 선택적으로 승강시켜서 캐터필러부(30)의 일측을 승강시킬 수 있다. 구동 모듈(57)은 캐터필러부(30)의 후방에 위치하여 후방 랜딩 휠(55)에 연결될 수 있다.
전방 랜딩 휠(53)과 후방 랜딩 휠(55)은 캐터필러부(30)의 하부에 배치되어, 전방 랜딩 휠(53)이 승강시 캐터필러부(30)의 후단이 승강되고, 후방 랜딩 휠(55)이 승강시 캐터필러부(30)의 전단이 승강된다.
구동 모듈(57)은 계단의 승강시 전방 랜딩 휠(53)을 승강시키고, 계단이 아닌 단차의 승강시 후방 랜딩 휠(55)을 승강시킬 수 있다.
제어부(70)는 랜딩기어부(50)를 제어하여 캐터필러부(30)의 안정적인 계단 승강을 가능하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)의 구동 모습을 나타낸다. 도 3의 (a)는 전동 어시스트 모듈의 계단 승강시의 구동 모습을 나타내고, 도 3의 (b)는 전동 어시스트 모듈의 단차 승강시의 구동 모습을 나타낸다. 도 3에서, 휠체어 프레임(10)이 승강하는 단차는 크게 연속된 단차를 갖는 계단(8)과, 단일 단차의 보도블럭(9)을 예시한다.
도 3의 (a)는, 제어부(70)가 계단(8) 승강시 전동 어시스트 모듈(3)의 제어 모습이다. 제어부(70)는 연속된 단차의 계단(8)에 진입시, 휠체어 프레임(10)을 회동시켜 착석자가 계단을 등지도록 배치한다. 이후, 제어부(70)는 랜딩기어부(50)의 후방 랜딩 휠(55)이 지면 방향으로 가압하고, 전방 랜딩 휠(53)을 들어올린다. 이에 따라 기어축(51)을 중심으로 캐터필러부(30)의 후방이 들어올려지며, 휠체어 프레임(10)이 후방향으로 뉘여지게 된다. 무게중심의 안정이 유지된 채로 휠체어 프레임(10)이 첫 단차에 안착되면, 이후 캐터필러부(30)가 구동되어 연속 단차면을 승강하게 된다.
도 3의 (b)는, 제어부(70)가 보도블럭(9) 승강시 전동 어시스트 모듈(3)의 제어 모습이다. 제어부(70)는 단일 단차의 보도블럭(9)에 진입시, 휠체어의 전복 우려가 미약하므로, 도 3의 (a)와 같은 회동조작 없이 전진 상태로 진입하도록 한다. 제어부(70)는 랜딩기어부(50)의 전방 랜딩 휠(53)을 지면 방향으로 가압하고, 후방 랜딩 휠(55)을 들어올린다. 이에 따라, 기어축(51)을 중심으로 캐터필러부(30)의 전방이 들어올려지며, 보도블럭(9)의 단차에 안착되도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)이 휠체어 프레임(10)에 결합된 휠체어의 사시도를 나타낸다. 도 4의 (a)는 평지에서의 전동 어시스트 모듈(3)과 휠체어 프레임(10)의 모습을 나타내며, 도 4의 (b)는 계단승월시의 전동 어시스트 모듈(3)과 휠체어 프레임(10)의 모습을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 전동 어시스트 모듈(3)은 도 1 내지 3에서 전술한 캐터필러부(30), 랜딩기어부(50, 500), 및 제어부(70)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4의 전동 어시스트 모듈(3)은 도 1 내지 3과는 다른 실시예로서, 휠체어 각도 조절부(40)를 더 포함할 수 있다. 도 1 내지 3의 실시예에서는 전동 어시스트 모듈(3)이 계단 승월을 보조함에 있어서, 휠체어 프레임(10)의 무게 중심 유지를 위해 승월 방향을 변경하고, 승월 방향에 따라 전면부 또는 후면부의 방향에서 랜딩이 가능한 랜딩기어부(50)를 제시하였다. 도 4에 따른 본 실시예에서는, 계단 승월시 휠체어 프레임(10)이 기울지 않도록 휠체어 각도 조절부(40)의 구성이 추가된다.
이하, 도 4에 따른 전동 어시스트 모듈(3)의 다른 실시예 구성을 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 캐터필러부(30)는 휠체어 프레임(10)이 안착되는 몸체가 소정의 길이로 형성되되 몸체의 후방에서는 위쪽으로 절곡된 ‘ㄴ’형상의 프레임으로 제공될 수 있다. 캐터필러부(30)의 절곡된 후방의 영역에 휠체어 각도 조절부(40)가 마련될 수 있으며, 휠체어 각도 조절부(40)를 축으로 휠체어 프레임(10)이 틸팅될 수 있다.
휠체어 각도 조절부(40)는 틸팅 프레임(41)과 틸팅 모듈(43)로 구성될 수 있다. 틸팅 프레임(41)은 일단이 휠체어 프레임(10)의 등받이를 형성하는 프레임에 착탈 결합되고, 타단이 휠체어 프레임(10)의 착석부 또는 착석부의 하단 프레임에 착탈 결합될 수 있다. 틸팅 프레임(41)은 틸팅 모듈(43)의 회전력으로 소정의 각도만큼 피벗될 수 있다. 틸팅 프레임(41)의 피벗으로 틸팅 프레임(41)과 결합된 휠체어 프레임(10)이 기울여질 수 있다.
휠체어 각도 조절부(40)의 각도 조절은 제어부(70)를 통해 수행될 수 있다. 제어부(70)는 PID 제어 모듈을 구비하여, 계단 주행을 위해 계단 감지시 랜딩기어부(50, 500)를 제어할 수 있으며, 랜딩기어부(50, 500)의 제어시 산출된 각도가 상쇄될 수 있도록 휠체어 각도 조절부(40)의 틸팅 각도를 산출할 수 있다.
틸팅 모듈(43)은 휠체어 프레임(10)의 후방에 위치되며, 캐터필러부(30)에 마련되어 캐터필러부(30)를 기준으로 소정의 각도로 피벗 또는 회동 될 수 있는 주지의 모터 구성을 포함할 수 있다. 틸팅 모듈(43)의 일단은 틸팅 프레임(41)에 결합된다.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)의 배면 사시도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 도 4의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)은 옴니휠(530)이 장착된 랜딩기어부(500)가 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 랜딩기어부(500)는 랜딩기어축(510)이 캐터필러부(30)의 폭 방향으로 마련될 수 있다. 본 실시예에 따른 랜딩기어부(500)는 도 1 내지 3의 실시예와 구분되는 것으로 랜딩 휠이 전후방의 양측이 아닌 일측에만 형성되어도 무방하다. 이는, 전술한 휠체어 각도 조절부(40)의 구성으로 휠체어 프레임(10)의 무게중심이 안정적으로 유지될 수 있으므로, 승월 방향을 양측이 아닌 한쪽으로만 구성해도 되기 때문이다.
본 실시예로, 랜딩기어부(500)의 휠로는 옴니휠(530)이 제공됨이 바람직하다. 옴니휠(530)은 자체 프레임이 휠체어 프레임(10)의 전후 방향으로 회전되며, 휠체어 프레임(10)이 전후 방향으로 회전되는 프레임의 외주연에 휠체어 프레임(10)의 측방향으로 회전되는 보조휠(531)이 복수개 구성될 수 있다.
휠체어의 계단 승월을 위한 어이스트 모듈로 캐터필러부(30)가 구성될 경우, 휠체어의 전후 구동은 손쉽게 제어될 수 있으나 캐터필러부(30)의 부피로 인하여 선회 동작이 어렵게 된다. 본 실시예에 따른 랜딩기어부(500)는 이러한 문제점을 개선하고자 랜딩 휠로 옴니휠(530)이 적용될 수 있다. 옴니휠(530)의 보조휠(531)로 인하여 캐터필러부(30)는 선회동작이 용이할 수 있다.
도 6은 도 4의 실시예에 따른 전동 어시스트 모듈(3)의 랜딩 모습을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 전동 어시스트 모듈(3)의 계단 승월 또는 방향 선회시 랜딩기어부(500)가 구동하여 옴니휠(530)이 하강하고, 캐터필러부(30)가 들어올려진 모습을 확인할 수 있다. 이 경우, 탑승자는 캐터필러부(30)가 계단을 승월하도록 주행하거나, 캐터필러부(30)의 방향을 선회할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
본 발명은 보조자 없이 휠체어의 계단 및 단차 승강이 가능한 전동 어시스트 모듈을 제공한다. 본 발명에 따르면, 무한궤도의 캐터필러부가 계단의 단차를 선형적으로 승강시키고, 캐터필러부의 초기 랜딩을 위한 별도의 랜딩기어부가 구비되어 보조자 없이도 휠체어의 계단 승강이 가능한 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 발받침 및 손잡이를 형성한 프레임에 탑승자가 앉게 되는 착석부가 마련되고, 프레임의 양측에 구동바퀴가 구비된 휠체어 프레임에 마련되는 전동 어시스트 모듈에 있어서,
    복수개의 휠 및 상기 휠을 회전시키는 체인벨트가 마련되는 무한궤도형 주행 부재로서, 상기 휠체어 프레임에 장착되어 상기 휠체어 프레임의 계단 또는 단차를 승강하는 캐터필러부; 및
    상기 캐터필러부에 마련되며, 상기 휠체어 프레임의 무게중심을 축으로 전/후의 자유단이 승/하강되는 랜딩기어부를 포함하여,
    상기 랜딩기어부의 일단이 승강되면, 상기 캐터필러부가 승강되어 계단 또는 단차면과 접촉되고, 이후 상기 캐터필러부의 구동으로 단차를 주행하여 보조자 없이 상기 휠체어 프레임의 계단 또는 단차의 경사면을 승강시키는 것을 특징으로 하는 전동 어시스트 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜딩기어부는,
    상기 휠체어 프레임의 무게중심에 위치한 기어축;
    상기 기어축을 중심으로 전후 방향 신장된 길이를 갖는 몸체에 마련된 전방 랜딩 휠과 후방 랜딩 휠; 및
    모터를 구비하고, 상기 기어축을 중심으로 상기 전방 랜딩 휠 또는 상기 후방 랜딩 휠을 선택적으로 승강시켜서 상기 캐터필러부의 일측을 승강시키는 구동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 어시스트 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전방 랜딩 휠 및 상기 후방 랜딩 휠은,
    상기 캐터필러부의 하부에 배치되어, 상기 전방 랜딩 휠이 승강시 상기 캐터필러부의 후단이 승강되고, 상기 후방 랜딩 휠이 승강시 상기 캐터필러부의 전단이 승강되는 것을 특징으로 하는 전동 어시스트 모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 모듈은,
    계단의 승강시 상기 전방 랜딩 휠을 승강시키고, 계단이 아닌 단차의 승강시 상기 후방 랜딩 휠을 승강시키는 것을 특징으로 하는 전동 어시스트 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜딩기어부는,
    계단 승강시 탑승자가 계단을 등질 수 있도록 상기 휠체어 프레임의 방향이 후진 방향으로 전환된 상태에서 전방의 자유단이 승강되도록 제어되고,
    단차 승강시 탑승자가 정면을 향하도록 상기 휠체어 프레임의 방향을 정면으로 위치시킨 상태에서 후방의 자유단이 승강되도록 제어되어,
    1회성의 단차 승강시에는 탑승자가 직진으로 단차 지형을 주행하고, 계단의 복수개 단차 승강시에는 탑승자가 후진으로 단차 지형을 주행하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 전동 어시스트 모듈.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113712747A (zh) * 2021-08-25 2021-11-30 江苏集萃复合材料装备研究所有限公司 一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002178930A (ja) * 2000-05-15 2002-06-26 Anayama Create:Kk 階段走行可能な運搬車
US20060037789A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Lev Kritman Stair-climbing apparatus
KR100686982B1 (ko) * 2005-08-30 2007-02-26 한국원자력연구소 ２중 무한궤도를 이용한 단차 승월방법과 이를 이용한 험지주행장치
KR100700388B1 (ko) * 2004-07-12 2007-03-28 가부시키가이샤 선와 휠체어용 계단 승강기
JP2008154903A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Bridgestone Corp 動力源付き車椅子

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT500566B8 (de) 2004-04-19 2007-02-15 Bierma Jochum Vorrichtung zum treppensteigen für einen rollstuhl

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002178930A (ja) * 2000-05-15 2002-06-26 Anayama Create:Kk 階段走行可能な運搬車
KR100700388B1 (ko) * 2004-07-12 2007-03-28 가부시키가이샤 선와 휠체어용 계단 승강기
US20060037789A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Lev Kritman Stair-climbing apparatus
KR100686982B1 (ko) * 2005-08-30 2007-02-26 한국원자력연구소 ２중 무한궤도를 이용한 단차 승월방법과 이를 이용한 험지주행장치
JP2008154903A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Bridgestone Corp 動力源付き車椅子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113712747A (zh) * 2021-08-25 2021-11-30 江苏集萃复合材料装备研究所有限公司 一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法
CN113712747B (zh) * 2021-08-25 2023-09-05 江苏集萃复合材料装备研究所有限公司 一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法

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