WO2022173277A2

WO2022173277A2 - 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기

Info

Publication number: WO2022173277A2
Application number: PCT/KR2022/002247
Authority: WO
Inventors: 김진오; 김연수; 정성준; 조준호; 최재원
Original assignee: 숭실대학교 산학협력단
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-08-18
Also published as: WO2022173277A3; KR20220116731A; KR102463615B1

Abstract

본 발명은 보행보조기가 휠체어에 결합가능하여 실내외 겸용으로 사용할 수 있는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기는, 크게 휠체어(실외용 휠체어)와 보행보조기(실내용 보행기)로 구성되어 있고, 이들의 손쉬운 탈부착을 통해 실내외 경계를 허물 수 있으며, 사이즈가 각기 다른 보행보조기와의 호환을 가능하게 하는 이점이 있다. 뿐만아니라, 본 발명에 따른 멀티보행기는 휠체어의 하단에 전자석을 사용한 전복방지장치를 부가적으로 장착하여, 리프트 사용 및 대중교통 사용 시 휠체어의 흔들림이나 전복사고를 미연에 방지하도록 할 수 있다.

Description

실내외 혼용이 가능한 멀티보행기

본 발명은 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보행보조기가 휠체어에 결합가능하여 실내외 겸용으로 사용할 수 있는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기에 관한 것이다.

노인 인구의 증가에 따라 거동이 불편한 노약자를 위하여 다양한 형태와 편의장치를 구비하는 보행보조장치들이 개발되어 소개되어지고 있다.

이와 관련된 보행보조장치의 기술에는 특허문헌 1(KR20-0423562 B1)(자활능력 강화용 휠체어), 특허문헌 2(KR10-2014-0018020 A1)(보행보조기를 구비한 휠체어), 특허문헌 3(KR10-2186013 B1)(실내외 겸용 휠체어), 특허문헌 4(KR20-0472193 B1)(휠체어리프트용 안전보호대 비상개방장치) 등 다양한 다수의 기술이 공지되어 있다.

그러나, 특허문헌 1의 경우에는 보조 보행장치를 이용하여 장애우나 환자의 자활능력을 강화시키는 장점이 있으나, 탈부착이 복잡하여(보행보조기와 휠체어의 연결부가 벨크로 방식이므로 탈부착 시 사용자가 허리를 숙여 벨크로를 떼어내는 번거로움이 발생함), 사용자 단독 사용이 어려운 단점이 있다.

특허문헌 2의 경우에는 휠체어에 보행보조기를 결합 및 분해할 수 있고, 결합 시 보행보조기가 발판의 역할을 한다. 그러나, 보행보조기를 휠체어에서 분리하는 과정에서 기계적 조작이 필요하며, 보조 보행기의 안정성이 부족한 단점이 있다.

특허문헌 3의 경우에는 큰 휠체어와 작은 휠체어가 결합되어 있는 구조로, 실외에서는 큰 외부 프레임의 휠체어를 사용하고, 실내에서는 작은 휠체어를 사용할 수 있는 구성을 가진다. 그러나, 실내용 휠체어의 구조가 구조적으로 안정적이지 않으며, 재활 과정이나 기립 보행이 가능한 사용자에게는 사용이 불필요하다.

한편, 특허문헌 4의 경우에는 휠체어 리프트에 안전 보호대를 설치하여 리프트 운행 중 정전 등으로 인한 운행 중지 시 사용자를 안전하게 보호하는 구성을 가진다. 그러나, 리프트 고장으로 인한 리프트의 비정상적인 움직임에 대처하기 힘들며, 또한 리프트 이동 시 발생하는 진동을 억제할 수 없는 단점이 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) KR20-0423562 B1

(특허문헌 2) KR10-2014-0018020 A1

(특허문헌 3) KR10-2186013 B1

(특허문헌 4) KR20-0472193 B1

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보행보조기가 휠체어에 결합가능하여 실내외 겸용으로 사용할 수 있는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기를 제공함을 하나의 목적으로 한다.

또한, 휠체어에 대한 보행보조기의 탈부착이 용이할 뿐만 아니라 전복을 미연에 방지하며 승차감을 향상시킬 수 있는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기를 제공함을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 휠체어와 보행보조기를 포함하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기로서, 상기 휠체어는, 등받이용 프레임, 팔걸이용 프레임, 시트용 프레임, 발판용 프레임, 및 하부프레임을 구비하는 프레임; 및 상기 프레임에 결합되고, 한 쌍의 구동휠부와 한 쌍의 보조휠부를 구비하는 주행부; 및 상기 프레임의 전방에 상기 보행보조기를 탈부착시키기 위한 탈부착 수단을 포함하고, 상기 보행보조기는, 전방다리와 후방다리를 포함하는 한 쌍의 지지프레임; 상기 지지프레임을 서로 연결하는 연결프레임; 및 상기 연결프레임의 하부에 설치되어, 상기 탈부착 수단과 결속되는 호환프레임을 포함하며, 상기 탈부착 수단은, 발판의 전방측에 설치되어, 상기 보행보조기의 호환프레임과 탈부착가능하게 체결되는 체결부; 및 상기 하부프레임의 양측면에 설치되어, 상기 보행보조기의 각각의 후방다리를 슬라이딩방식으로 수용하여 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조보행기의 호환프레임은, 길이방향으로 길이조절이 가능한 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탈부착 수단의 고정부는, "ㄷ"자 단면 형상으로 전방 및 상방이 개방되어 전방으로부터 상기 보행보조기의 각각의 후방다리가 안내되는 가이드프레임; 상기 가이드프레임의 내측에 설치되어 회동축을 중심으로 좌우로 수평회동하는 부채꼴형 고정걸쇠; 일단이 상기 부체꼴형 고정걸쇠의 일측에 연결되는 와이어부재; 및 상기 발판의 일측에 설치되고, 상기 와이어부재의 타단에 연결되어 작동시 상기 와이어부재를 매개로 상기 부채꼴형 고정걸쇠에 작동력을 제공하는 페달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드프레임은, 상기 프레임의 하부프레임에 고정되고, 길이방향으로 일정간격을 두고 볼트 체결홈이 형성되는 제1 플레이트; 및 상기 제1 플레이트의 하부에 이동가능하게 설치되고, 상기 볼트 체결홈의 위치에 대응하게 길이방향에 수직한 횡방향으로 일정 길이의 장방홀이 형성되는 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트의 볼트 체결홈을 상기 제2 플레이트의 장방홀에 일치시켜 볼트로 고정하되, 상기 제2 플레이트의 장방홀의 길이만큼 길이조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탈부착 수단의 고정부는, 부채꼴형 고정걸쇠에 연결되어 복원력을 제공하는 인장스프링; 및 상기 페달부에 연결되어 상기 페달부가 회동되게 하는 탄성력을 제공하는 비틀림스프링을 더 포함하되, 상기 비틀림스프링은 0.450 N.m 이상의 스프링 상수를 가지도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임은 외경이 21 내지 23 ㎜이고 두께가 1.1 내지 1.3t인 탄소 강관을 이용하여 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임의 저면에 고정되어 전복을 방지하도록 구성된 전복방지부를 더 포함하며, 상기 전복방지부는, 상기 프레임의 저면에 결합되어 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부에 의해 승강 구동되는 한 쌍의 X자 암부; 및 상기 X자 암부의 승강 구동에 의해 지면에 대해 승강되는 지지플레이트를 포함하며, 상기 X자 암부는, 상부의 한 단부가 상기 하부프레임에 고정되고, 상부의 다른 단부가 제1 연결봉을 통해 연결되되 상기 제1 연결봉이 상기 구동부의 스트로크와 연결되고, 하부의 한 단부가 상기 지지플레이트에 고정되고, 하부의 다른 단부가 제2 연결봉을 통해 연결되되 상기 제2 연결봉의 단부가 상기 지지플레이트 상에 형성된 가이드바의 가이드홈 상에서 슬라이딩 이송되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지플레이트의 하면에는 제어부로부터 자력인가신호를 받으면 자기장이 형성되어 금속재질의 바닥에 고정되는 복수 개의 전자석부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조휠부는 수직프레임 및 수평프레임에 의해 상기 하부프레임에 결합되되, 상기 수평프레임의 일측에는 제1 완충스프링을 결합하기 위한 스프링 결합부가 형성되고, 상기 수평프레임의 타측에는 보조휠이 결합되며, 상기 제1 완충스프링은 4 내지 6 N/㎜의 강성을 가지도록 설계되고, 상기 스프링 결합부에서 상기 수직프레임과 상기 수평프레임의 연결축까지의 길이와, 상기 수직프레임과 상기 수평프레임의 연결축에서 상기 보조휠의 차축까지의 길이는 1 대 1.32의 비로 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동휠부는 삼각형상의 완충프레임 및 제2 완충스프링에 의해 상기 하부프레임에 결합되되, 상기 완충프레임은 제1 내지 제3 지점으로 삼각형상을 이루고, 제1 지점이 구동휠의 차축에 결합되고, 제2 지점이 하부프레임에 회전가능하게 결합되고, 제3 지점이 상기 완충스프링의 일단에 결합되며, 상기 제2 완충스프링은 6 내지 8 N/㎜의 강성을 가지도록 설계되고, 상기 제1 지점에서 제2 지점 간의 길이와 제2 지점에서 제3 지점 간의 길이는 1 대 1.23의 비로 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동휠부와 상기 보조휠부의 현가 상 고유진동수는 동일하게 설계되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기에 의하면, 보행보조기가 휠체어에 결합가능하여 실내외 겸용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 휠체어에 대한 보행보조기의 탈부착이 용이할 뿐만 아니라 전복이 미연에 방지되며 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 전동방식의 휠체어를 채용하는 경우, 사용자가 독립적으로 이동이 가능하고, 대중교통을 이용 시 지하철 휠체어 리프트뿐만 아니라 버스나 장애우 택시에서의 안정적인 고정 및 이동을 가능하게 할 수 있다.

이외에, 본 발명에 따른 멀티보행기의 장점은 다음과 같다.

1) 실내외 공간의 제약을 허물었다. 기존 휠체어와 보행기는 실내외 호환이 불가능해 이동에 제약이 있었다. 멀티보행기는 실내용 보행기의 간편한 탈부착 기능을 통해 두 공간을 호환할 수 있는 차별성을 지닌다.

2) 상용화된 보행기와 호환이 된다. 기존 특허의 경우 부착하는 보행기의 크기가 호환되지 않지만, 멀티보행기는 앞뒤, 좌우 폭의 길이를 조절할 수 있는 호환 설계를 통해 사용자가 기존에 사용하고 있던 보행기를 사용할 수 있는 편의성을 지닌다.

3) 사고 위험률 및 불안감을 감소시킨다. 떨림이 잦아 사고의 위험이 있고, 불안정한 지하철 휠체어 리프트의 단점을 보완하기 위해 리프트와 멀티보행기를 고정하는 전복방지장치를 설계하여 사용자의 안전을 보장한다.

4) 본 전동휠체어의 작은 크기와 좁은 조향 반경을 통해 일반 도보 보행자와의 동행을 가능하게 한다. 또한, 보행기가 가지는 현가장치를 통해 보도블록 등 불규칙한 노면에서의 편안함을 보장한다.

도 1은 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기의 분리된 상태를 도시하는 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기의 결합된 상태를 도시하는 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 보행보조기의 일부 확대도이고,

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 보행보조기를 탈부착시키기 위한 탈부착 수단의 구성을 설명하기 위한 일부 확대도이고,

도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 전복방지부의 구성을 설명하기 위한 도면이고,

도 10은 본 발명에 따른 구동휠부의 구성을 설명하기 위한 도면이고,

도 11은 본 발명에 따른 보조휠부의 구성을 설명하기 위한 도면이고,

도 12는 본 발명에 따른 프레임의 해석 결과를 나타내는 도면이고,

도 13은 본 발명에 따른 멀티보행기의 구동 시스템을 나타내는 개략도이며,

도 14는 본 발명에 따른 멀티보행기의 구동 시스템 회로도이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항은 상세한 설명 및 도면에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기의 분리된 상태를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기의 결합된 상태를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 보행보조기의 일부 확대도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 보행보조기를 탈부착시키기 위한 탈부착 수단의 구성을 설명하기 위한 일부 확대도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 전복방지부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 구동휠부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 보조휠부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 프레임의 해석 결과를 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명에 따른 멀티보행기의 구동 시스템을 나타내는 개략도이며, 도 14는 본 발명에 따른 멀티보행기의 구동 시스템 회로도이다.

본 발명에서는 실내용 보행보조기의 탈착이 가능한 실외용 휠체어를 구비한 멀티보행기를 제공함으로써 실내외 이동의 제한을 해소한다. 즉, 실내에서는 멀티보행기의 실내용 보행보조기를 사용하고, 실외에서는 보행보조기를 휠체어에 부착하여 사용할 수 있다. 탈부착하는 동안에도 보행자는 보행보조기의 보조를 받으며 이용할 수 있기에 안정적이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기는 휠체어(100)와 보행보조기(200)를 포함하여 구성된다.

휠체어(100)는 크게 프레임과, 주행부(주행 장치라고도 함)와, 탈부착 수단을 포함할 수 있다.

휠체어(100)는 수동 또는 전동방식의 휠체어일 수 있다. 바람직하게는, 사용자가 독립적으로 이동가능하도록 하기 위해서 전동방식의 휠체어를 채용하는 것이 유리할 수 있다.

프레임은 등받이용 프레임(101), 팔걸이용 프레임(102), 시트용 프레임(103), 발판용 프레임(104), 및 하부프레임(105)을 구비한다. 미설명 부호 107은 트렁크를 나타내며, 휴대물품 등을 보관하는 보관박스로서 사용가능하며, 전동휠체어인 경우에는 배터리나 주요부품들이 배치될 수 있는 공간으로 이용가능하다.

주행부는 한 쌍의 구동휠부(110)와 한 쌍의 보조휠부(120)를 구비한다.

탈부착 수단은 프레임의 전방에 보행보조기(200)를 탈부착시키기 위한 수단으로서, 발판(106)의 전방측에 설치되어, 후술하는 보행보조기(200)의 호환프레임(203)과 탈부착가능하게 체결되는 체결부(130)와, 프레임의 저면, 예를 들어 하부프레임(105)의 양측면에 설치되어, 보행보조기(200)의 각각의 후방다리(2011)를 슬라이딩방식으로 수용하여 고정하는 고정부(140)를 포함한다.

보행보조기(200)는 장애우나 환자 또는 노약자들이 보행할 때 체중을 지탱함으로써 보행을 보조하며, 이동휠(2011)이 설치됨으로써 보행시 체중을 지탱하여 더욱 수월한 보행이 가능하도록 한다.

보행보조기(200)는 기존 보행보조기의 구성과 거의 유사하다.

본 발명에 따른 보행보조기(200)는 전방다리(2012)와 후방다리(2011)를 포함하는 한 쌍의 지지프레임(201)과, 지지프레임(201)을 서로 연결하는 연결프레임(202)과, 연결프레임(202)의 하부에 설치되어, 휠체어(100)의 탈부착 수단과 결속되는 호환프레임(203)을 포함할 수 있다. 두 개의 전방다리(2012)의 끝단에는 각각 수월한 보행을 위한 이동휠(204)가 설치되어 있으나, 반드시 이동휠(204)이 설치될 필요는 없다. 여기서, 호환프레임(203)은 사이즈가 각기 다른 보행보조기(200)와의 호환을 가능하게 하며, 바람직하게는 길이방향으로(좌우로) 길이조절이 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 호환프레임(203)은 이중관 구조나 다단을 이루면서 일부분이 서로 겹쳐지는 텔레스코픽(telescopic) 방식 등 다양한 구조로 제작될 수 있다.

미설명 부호 H1은 몸을 지지하기 위해서 손으로 잡거나 팔을 걸치기 위한 핸들수단이고, 미설명 부호 H2는 휄체어(100)의 프레임 전방에 보행보조기(200)를 탈부착시킬 때 사용할 수 있는 보조핸들수단이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보행보조기(200)는 휠체어(100)의 탈부착 수단과 결속되는 호환프레임(203)을 포함하고 있다. 이러한 호환프레임(203)은 지지프레임(201)에 결합될 수 있는데, 예를들면 P-클립(2031)과 로드앤드베어링(2032)을 이용하여 결합될 수 있다.

P-클립(2031)은 스테인리스판과 덧대진 고무로 인해 압착되며, 체결 시 내경을 조절할 수 있으므로 보행보조기(200)의 다리부재의 형상과 두께에 큰 제약을 받지 않는 이점을 가진다.

로드앤드베어링(2032)에 의한 체결은 보행보조기(200)의 다리부재 사이의 각도에 큰 제약을 받지 않는 이점을 제공한다. 일반적으로, 로드앤드베어링은 로드의 끝단에 설치되는 베어링으로서, 회전 및 요동 운동에서 우수한 성능을 발휘하므로 기계 설계 및 기능 강화에 불가결한 부품으로서, 제어기구의 회전운동이나 다각적인 링크 부위에 사용되고 있다.

이때, 호환프레임(203)의 경우, 양단을 각각 오른 나사산, 왼 나사산으로 다르게 내어, 호환프레임(203)의 축 방향으로 회전 시 폭 조절을 가능하게 한다.

이와 같은 방법으로 보행보조기(200)에 맞는 크기로 호환프레임(203)의 길이를 결정하고 고정할 수 있다.

도 4를 참조하면, 탈부착 수단의 체결부(130)는, 휠체어(100)의 전후방향으로 길이조절 가능하게 설치되는 길이조절부재(131)와, 일측이 개방된 C자 형상을 가지는 클립(132)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 길이조절부재(131)는 예를 들어 볼트형식으로 전후방으로 조절가능한 볼트부재가 될 수 있으며, 다양한 다리부재 간의 폭을 가지는 보행보조기와 호환가능하게 한다. 클립(132)의 과도한 돌출을 막기 위해서, 발판(106)이 발판용 프레임(104)보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 탈부착 수단의 체결부(130)는 발판(106)의 전방측에 일정한 간격을 두고 2개 이상이 이격되게 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 탈부착 수단의 고정부(140)는, ㄷ자 단면 형상으로 전방 및 상방이 개방되어 전방으로부터 보행보조기(200)의 각각의 후방다리(2011)가 안내되는 가이드프레임(141)과, 가이드프레임(141)의 내측에 설치되어 회동축을 중심으로 좌우로 수평회동하는 부채꼴형 고정걸쇠(142)와, 일단이 부체꼴형 고정걸쇠(142)의 일측에 연결되는 와이어부재(143)와, 발판(106)의 일측에 설치되고, 와이어부재(143)의 타단에 연결되어 작동시 와이어부재(143)를 매개로 부채꼴형 고정걸쇠(142)에 작동력을 제공하는 페달부(144)를 포함하여 구성될 수 있다.

휠체어(10)에 보행보조기(200)를 결합할 때, 사용자는 휠체어(100)에 착석한 상태에서 보행보조기(200)의 보조핸들수단(H2)를 이용하여 자신의 전방으로 들어서 이동시키고, 보행보조기(200)의 후방다리(2011)가 가이드프레임(141)을 따라 안내되도록 하며, 페달부(144)를 밟은 상태에서 보행보조기(200)의 후방다리(2011)가 부채꼴형 고정걸쇠(142)의 빗면부를 따라 가이드프레임(141) 후방 내부측으로 진입하도록 하며, 진입이 완료되면 페달부(144)에서 발을 떼서 부채꼴형 고정걸쇠(142)에 의해 보행보조기(200)의 후방다리(2011)가 견고히 고정되도록 한다(도 2 참조). 이때, 보행보조기(200)의 전방다리(2012)는 탈부착 수단의 체결부(130)에 의해 발판(106)의 전방에 결합되게 된다.

휠체어(10)로부터 보행보조기(200)를 분리할 때에는 전술한 결합과정을 역으로 수행하면 되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 가이드프레임(141)은 휠체어(100)의 정면을 기준으로 볼 때 좌우방향으로 폭이 조절가능한 구성(호환장치라고도 함)을 가진다. 이는 기존 보행보조기의 폭, 예를 들어 지지프레임(201) 간의 폭에 맞춰 연장시킨 후 볼트 등으로 고정하는 방식이다. 이러한 방식에 의하면, 기존 보행보조기 간의 폭 차이를 최대 60mm까지 수용할 수 있게 된다.

이를 위해서, 가이드프레임(141)은 프레임의 하부프레임(105)에 고정되고, 길이방향으로 일정간격을 두고 볼트 체결홈(1411a)이 형성되는 제1 플레이트(1411)와, 제1 플레이트(1411)의 하부에 이동가능하게 설치되고, 볼트 체결홈(1411a)의 위치에 대응하게 길이방향에 수직한 횡방향으로 일정한 길이로 길게 연장형성된 일정 길이의 장방홀(1412a)이 형성되는 제2 플레이트(1412)를 포함하여 구성된다. 이로써, 제1 플레이트(1411)의 볼트 체결홈(1411a)을 제2 플레이트(1412)의 장방홀(1412a)에 일치시켜 볼트(도시안됨)로 고정하되, 제2 플레이트(1412)의 장방홀(1412a)의 길이만큼 길이조절이 가능해진다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티보행기는 프레임의 저면에 고정되어 전복을 방지하도록 구성된 전복방지부(전복방지장치라고도 함)(150)를 더 포함하고 있다.

이러한 전복방지부(150)는 예를 들어 사용자가 휠체어용 리프트를 이용할 경우 전자석을 이용해 멀티보행기를 안정적으로 바닥에 고정해주는 장치이다.

바람직하게, 전복방지부(150)는 프레임의 저면에, 예를 들어 하부프레임(105)에 구동휠부(110)와 근접한 위치에 설치될 수 있다.

전복방지부(150)의 구성을 살펴보면, 크게 구동부(151)(예: 전동실린더), X자 암부(152, 153), 지지플레이트(테이블 형태임)(154), 및 전자석을 포함하는 전자석부재(158)로 구성되어 있다.

기본적으로, 전복방지부(150)는, 구동부(151)가 좌우운동을 하면 전자석부재(158)가 부착된 지지플레이트(154)가 상하운동을 하는 구조를 가진다.

구체적으로, 전복방지부(150)는, 상기 프레임의 저면에, 예를 들어 하부프레임(105)에 결합되어 구동력을 제공하는 구동부(151)와, 구동부(151)에 의해 승강 구동되는 한 쌍의 X자 암부(152, 153)와, X자 암부(152, 153)의 승강 구동에 의해 지면에 대해 승강되는 지지플레이트(154)를 포함하여 구성될 수 있다.

X자 암부(152, 153)는, 상부의 한 단부, 예를 들어 X자 암부(152)의 상부 단부(1521)가 하부프레임(105)에 고정되고, 상부의 다른 단부, 예를 들어 X자 암부(153)의 상부 단부(1531)가 제1 연결봉(155a)을 통해 연결되되 제1 연결봉(155a)이 구동부(151)의 스트로크(1511)와 연결되고, 하부의 한 단부, 예를 들어 X자 암부(153)의 하부 단부(1532)가 지지플레이트(154)에 고정되고, 하부의 다른 단부, 예를 들어 X자 암부(152)의 하부 단부(1522)가 제2 연결봉(155b)을 통해 연결되되 제2 연결봉(155b)의 단부가 지지플레이트(154) 상에 형성된 가이드바(156)의 가이드홈(157) 상에서 슬라이딩 이송되도록 설치될 수 있다.

지지플레이트(154)의 하면에는 복수 개, 예를 들어 4 개의 전자석부재(158)가 설치되어 있다. 이러한 전자석부재(158)는 제어부(도시안됨)로부터 자력인가신호를 받으면 자기장이 형성되어 금속재질의 바닥에 고정되어 휠체어(100)의 전복을 방지할 수 있는 기능을 제공한다.

전자석부재(158)는 압축스프링(1581)과, 제1 전자석 하우징(1582)과, 전자석(1583)과, 제2 전자석 하우징(1584)으로 이루어진다. 여기서, 압축스프링(1581)과 제1 및 제2 전자석 하우징(1582, 1584)은 상황에 따라 달라지는 지상고 차이로 인한 구성요소들의 손상을 방지하는 역할을 한다.

즉, 휠체어(100)는 사용자의 몸무게와 트렁크(107)에 담겨지는 짐의 무게에 따라 지상고가 달라질 수 있다. 이로 인해, 고정된 행정 거리를 가진 전복방지부(150)의 오작동이 발생할 수 있다. 따라서, 전자석부재(158)의 전자석(1583)은 지지플레이트(154)의 저면에 전자석이 바로 부착되지 않으며, 도 8의 원안에 도시된 바와 같이 압축스프링(1581)과 제1 및 제2 전자석 하우징(1582, 1584)을 추가하여 상황에 따라 달라지는 지상고에 대해 구동부(151)와 X자 암부(152, 153) 등과 같은 구성요소들에 부하를 주지 않고 제 기능이 가능하도록 한다. 여기서, 제2 전자석 하우징(1584)은 역사다리꼴 단면형상을 가지도록 형성되며, 그 내부에 압축스프링(1581)과, 제1 전자석 하우징(1582)과, 전자석(1583)이 내장되어 지지플레이트(154)에 결합되는 구조를 가진다. 이때, 전자석(1583)의 일부가 외부로 노출되도록 결합함으로써 금속재질의 바닥과의 고정력을 향상시킬 수 있다.

도 9는 전복방지장치(150)의 작동을 보여준다.

도 9(a)에 도시된 바와 같이, ON버튼(적색)(B1)을 눌러 전복방지장치(150)를 작동시키면 구동부(151)와 X자 암부(152, 153)의 순방향 작동에 의해 지지플레이트(154)가 지면을 향해 하강하고, 다음에 전자석부재(158)의 전자석(1583)이 작동하여 금속재질의 바닥에 고정되므로 휠체어(100)의 흔들림 및 전복을 방지할 수 있게 된다.

도 9(b)에 도시된 바와 같이, OFF버튼(청색)(B2)을 눌러 전복방지장치(150)의 작동을 중지시키면 전자석부재(158)의 전자석(1583)에 흐르는 전류가 차단되고, 동시에 구동부(151)와 X자 암부(152, 153)의 역방향 작동에 의해 지지플레이트(154)가 본래의 위치로 상승한다. 여기서, 지지플레이트(154)의 작동 거리보다 지상고가 낮아 전자석부재(158)의 전자석(1583)이 눌릴 때 본래의 설계대로 압축스프링(1581)이 압축되어 고정됨을 확인했다.

[프레임 선정]

본 발명에 있어서, 휠체어(100)의 프레임은 바람직하게 외경이 21 내지 23 ㎜이고 두께가 1.1 내지 1.3t인 탄소 강관을 이용하여 설계될 수 있다.

실질적인 기능 면으로 보았을 때, 프레임은 산화피막을 형성하는 알루미늄 합금 및 스테인리스강이 적합하지만, 가공이 쉽고, 경제적으로 이점이 있는 일반 구조용 탄소 강관(STK 290)을 휠체어(100)의 주재료로 선정했다. 프레임을 선정하기 위해 SolidWorks의 정적해석을 이용하여 프레임 해석을 진행했다. 해석에 사용한 프레임은 외경 22.2mm에 두께가 1.8t와 1.2t인 STK 290이며, 해석을 진행한 후 적절한 프레임을 선정했다. 70kg의 성인이 1m/s²의 가속도로 운전하는 상황을 가정하여 해석했다. 사용자가 프레임에 가하는 수직 방향 하중과 수평 방향 하중은 다음과 같다.

-수직 방향 하중 : 9.81m/s² ×60.0kg = 587N

-수평 방향 하중 : 1.00m/s² ×60.0kg = 60.0N

프레임의 다리 바닥 면을 고정 지오메트리로 설정했고, 시트 위치에 각각 수평 방향, 수직 방향 하중을 적용해 해석했다. 결과적으로 1.8t 와 1.2t 모두 응력과 안전계수 모두 허용치를 만족함을 알 수 있었다.

F.O.S.(Factor of Safety)가 가장 취약한 프레임 바닥 면의 F.O.S.는 5, 전체적인 프레임의 F.O.S.는 10 이상임을 확인했다. 따라서, 가격의 경제성 확보 및 경량화를 위해, 프레임은 외경 22.2mm에 두께 1.2t의 일반 구조용 탄소 강관으로 선정하였다.

선정한 외경 22.2mm 및 1.2t 프레임의 해석 결과는 도 12에 도시되어 있다.

[복원 스프링 선정]

앞서 설명한 탈부착 수단의 고정부(140)는, 부채꼴형 고정걸쇠(142)에 연결되어 복원력을 제공하는 인장스프링(도시안됨)과, 페달부(144)에 연결되어 페달부(144)가 회동되게 하는 탄성력을 제공하는 비틀림스프링(도시안됨)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 비틀림스프링은 바람직하게 0.450 N.m 이상의 스프링 상수를 가지도록 설계될 수 있다.

페달부(144)에 적용가능한 비틀림스프링의 경우, 다음과 같은 파라미터를 통해 스프링 상수를 선정한다. 페달부(144)에 가하는 하중은 0.25kg이라 가정하고, 스프링 강성을 다음과 같이 구할 수 있다.

변형될 스프링 각도:θ' = 25° = 0.436 rad (예상 설계 각)

페달에 가하는 하중 : F = 0.25 × 9.81 = 2.45N

하중의 작용점과 용수철 간의 길이: L = 0.08m

스프링에 저장된 복원력: FL ≤ θ'k_b

최소 스프링 상수:

이에, 비틀림 스프링 상수의 공식을 사용하여 비틀림 스프링 상수가 0.450N.m 이상인 스프링을 사용해야 한다. 선정한 스프링은 다음과 같다.

스프링강의 종탄성계수 : E = 206 × 10⁹ N/㎡

선경 : d = 1.600 × 10^-3m

중심경 : D = 0.01m

유효 감긴 수 : N = 4.25

선정한 스프링 상수 :

[휠인모터 선정]

우선 조이스틱을 이용한 제어를 하기로 함에 있어, AC와 DC 중 기동 토크, 반응성이 우수하고 제어가 비교적 쉬운 DC 모터를 사용한다. 안정성 및 소음문제가 존재하는 DC 모터를 보완하기 위해 BLDC 모터를 사용한다.

전동휠체어의 경우, 경사가 있는 조건에서도 중력을 극복하여 가속할 수 있는 비교적 높은 기동 토크를 갖고 있어야 한다. 기동 토크는 전동휠체어의 국제 최고 보행속도인 1m/s, 도달시간은 2초로 가정하여 계산했다. 추가로 안정적인 구동 토크를 쉽게 고려하기 위해 총중량은 200kg, 각 모터에 인가되는 중량은 각각 100kg으로 적용했다. 기동 토크의 계산은 다음과 같다.

(J: 부하관성모멘트, f: 등속회전속도, μ: 미칠계수(통상 0.1). D: 동륜직경, t: 가속시간, W: 총중량)

이에 기동 토크가 57.5kg.m 이상인 휠인모터를 선정했다.

[배터리 선정]

동력원의 경우, 리튬이온 L18650 전지를 이용했다. 공칭전압은 3.7V이며, 전기용량은 2600mAh (=2.6Ah)인 제품을 사용할 예정이다. 모터의 경우 정격전압 24V, 180W의 모터를 사용할 경우 아래 식에 의해 동력원의 성능이 결정된다.

W = V × A

배터리 공칭전압 : V = (전지 공칭 전압) X (직렬 수) (A)

전기용량: Q = (전지 전기 용량) × (병렬 수) (Ah)

모터 소비 전력:P = 출력/효율 (W)

방전시간:

(Hour)

정격전압보다 약 10% 높은 동력원의 공칭전압이 요구되기 때문에 동력원은 7 직렬 (7s)로 구성되어야 한다. 최소 4시간의 여유로운 항속시간을 보장하기 위해 T= 4h, P=180W, 효율 90%로 계산했다.

즉 전기용량은 33.3Ah 이상 필요하므로, 13 병렬(13p)이 필요하게 된다. 물론, 4시간 동안 동력원의 동력을 모두 사용할 일은 없으나, 원하는 항속거리에 따라 동력원을 선정할 수 있다.

배터리의 경우, 점용접 및 납땜이 아닌 소켓의 기계적 체결로 안전하게 제작했다. 이때, L18650 리튬이온전지로 구성된 7s13p 배터리 팩을 구성해야 실제 전동휠체어의 항속거리를 가질 수 있지만, 본 발명품의 시연에서 최대 항속거리를 구현하는 것은 비효율적이라고 판단하여 정격전압 22.2V, 최대 배터리 용량 12.5Ah, 소켓의 최대전류 35A의 6s5p 배터리팩을 구성했다. 배터리의 용량표시기와 BMS의 작동을 확인해보았고, 도 14에 도시된 회로도의 전원으로서 연결했을 때 정상적인 구동을 확인했다. 마지막으로, Short-Circuit을 방지하기 위해 배터리 팩과 전극을 캡톤테이프와 전기테이프, 수축튜브를 통해 절연하였다.

[현가장치]

설계 프로그램을 통해 전동휠체어의 부분 무게를 예측하고, 실제로 제작하며 각 부분의 무게를 측정했다. 이를 기반으로 앞뒤 현가장치를 설계했다. 실내용 보행기의 재질을 알루미늄(AL6061)으로 설정한 설계 무게는 2.30kg이다. 전동휠체어는 '일반 구조용 강관(STK 290)'의 재질로 설계하였고, 현가 상 질량은 20.9kg, 현가 하 질량은 14.89kg이다. 따라서 사용자를 포함하지 않은 무게는 총 35.8kg으로 설계되었다. 사용자의 몸무게는 실버 세대 평균 몸무게에 대한 통계자료를 근거로 60.0kg으로 설정했다. 따라서 사용자가 보행기를 부착한 후 탑승하면 총 무게는 95.8kg이 된다. 이중 현가 상 질량은 80.9kg이 된다.

현가장치의 경우, 사람이 불쾌감을 느끼는 고유 진동수에 대해 회피 설계를 했다. 일반적으로 사람이 느끼는 편안하고 안정적인 승차감을 위해 현가 상 고유 진동수를 2~2.5Hz로 목표를 잡았다. 앞 캐스터 바퀴(보조휠부)의 현가장치(도 10 참조)와 뒤 전동 휠 바퀴(구동휠부)(도 11 참조)의 현가장치는 회전축과 바퀴 중심까지의 거리와 회전축과 현가장치의 작용점까지의 거리 비율로 설계했다.

설계 검토를 통해 구한 앞바퀴와 뒷바퀴의 무게 배분은 대략 40 대 60이다. 이는 하나의 앞 캐스터 바퀴의 현가 상 질량은 16.18kg(158.7N)이며, 하나의 뒤 전동 휠 바퀴의 현가 상 질량은 24.3kg(238N)이다. 현가 상 고유 진동수는 아래 식을 이용하여 앞 캐스터 바퀴와 뒤 전동 휠 바퀴의 고유 진동수를 계산했다.

앞 캐스터 바퀴의 경우 사람이 느끼게 되는 현가 상 고유 진동수는 2.44Hz가 된다. 뒤 전동 바퀴의 경우 사람이 탑승하여 238N이 가해지면 바퀴는 총 41.8mm 압축하게 되며, 사람이 느끼게 되는 현가 상 고유 진동수는 2.44Hz가 된다. 앞과 뒤의 현가 상 고유 진동수가 같으므로 바닥에서 충격이 있을 때 전동휠체어의 앞뒤 출렁임이 지속할 우려가 있지만, 뒤 현가에는 일체형 유압식 충격 완화기(damper)가 있으므로 이러한 지속적인 출렁임을 피할 수 있다.

도 10을 참조하면, 보조휠부(120)는 수직프레임(121) 및 수평프레임(122)에 의해 하부프레임(105)에 결합되되, 수평프레임(122)의 일측에는 제1 완충스프링(S1)을 결합하기 위한 스프링 결합부(123)가 형성되고, 수평프레임(122)의 타측에는 보조휠(124)이 결합된다. 이때, 제1 완충스프링(S1)은 4 내지 6 N/㎜, 바람직하게는 5N/㎜의 강성을 가지도록 설계된다.

또한, 스프링 결합부(123)에서 수직프레임(121)과 수평프레임(122)의 연결축까지의 길이(d1)와, 수직프레임(121)과 수평프레임(122)의 연결축에서 보조휠(124)의 차축까지의 길이는 1 대 1.32의 비로 설계되는 것이 바람직하다.

도 11을 참조하면, 구동휠부(110)는 삼각형상의 완충프레임(111) 및 제2 완충스프링(S2)에 의해 하부프레임(105)에 결합되되, 완충프레임(111)은 제1 내지 제3 지점(P1, P2, P3)으로 삼각형상을 이루고, 제1 지점(P1)이 구동휠(112)의 차축에 결합되고, 제2 지점(P2)이 하부프레임(105)에 회전가능하게 결합되고, 제3 지점(P3)이 제2 완충스프링(S2)의 일단에 결합된다. 이때, 제2 완충스프링(S2)은 6 내지 8 N/㎜, 바람직하게는 7 N/㎜의 강성을 가지도록 설계된다. 여기서, 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2) 간의 길이(d3)와 제2 지점(P2)에서 제3 지점(P3) 간의 길이(d4)는 1 대 1.23의 비로 설계되는 것이 바람직하다. 여기서, 구동휠(112) 내에는 휠인모터가 내장되어 있다.

또한, 구동휠부(110)와 보조휠부(120)의 현가 상 고유진동수는 예를 들어 2.44Hz로 동일하게 설계되는 것이 바람직하다.

도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 멀티보행기의 구동 시스템을 살펴보면, 신호 입력 장치 및 조이스틱을 사용자가 조작하여 연산 장치인 아두이노 모듈로 신호를 입력한다. 따라서, 아두이노가 연산한 뒤 릴레이 및 컨트롤러로 출력 신호를 전송한다. 이때, 릴레이와 컨트롤러는 아두이노의 저전압 신호를 받아 고전압인 부품을 제어할 수 있게 한다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티보행기의 구동 시스템 회로도가 도시되어 있으며, 전복방지장치와 주행 장치를 구분하여 나타내고 있다.

제어수단인 버튼으로부터 입력된 신호는 릴레이(RELAY 1,2; RELAY 3,4; RELAY 5)를 통해 전동실린더(ACTUATOR)와 전자석(ELEC.MARGNT)을 제어하며, 조이스틱(S.JOY STICK)으로부터 입력된 신호는 컨트롤러(CONTROLLER)를 통해 모터(MOTOR)를 제어하게 된다.

저전압의 전력으로 고전압을 제어하기 위해서 릴레이 및 컨트롤러를 사용한다. 전복방지장치의 부품인 전동실린더(ACTUATOR) 및 전자석(ELEC.MARGNT)의 경우에는 릴레이 1~5(RELAY 1~5)를 연결한다. 전동실린더(ACTUATOR)는 양극과 음극이 존재하여 정방향으로 연결하면 수축하고, 역방향으로 연결하면 이완한다. 전복방지작동 버튼을 누르면 릴레이 1, 2(RELAY 1,2)를 통해 전동실린더(ACTUATOR)에 전력이 정방향으로 흘러 지지플레이트(테이블)의 하강이 끝난 뒤 릴레이 5(RELAY 5)를 통해 전자석(ELEC.MARGNT)에도 전력이 흐른다. 전복방지해제 버튼을 누르면 릴레이 5(RELAY 5)에서 전력이 차단된 뒤, 릴레이 3, 4(RELAY 3,4)를 통해 전동실린더(ACTUATOR)에 전력이 역방향으로 흘러 지지플레이트(테이블)이 상승한다. 릴레이 1~4(RELAY 1~4)가 동시에 작동할 경우 Short-Circuit의 위험이 있으므로 아두이노 연산 장치(IC1)에서 조건문, 딜레이를 이용하여 합선을 방지하도록 구성한다.

주행 장치의 부품인 휠인모터(MOTOR)의 경우에는 컨트롤러(CONTROLLER)를 연결했다. 조이스틱(S.JOY STICK)에서 발생한 X축, Y축 아날로그 신호를 아두이노(IC1)가 연산한 뒤 컨트롤러(CONTROLLER)의 신호선으로 전달한다. 컨트롤러(CONTROLLER)는 입력된 신호에 따라 모터(MOTOR)로 흐르는 전류를 제어한다. 즉, 사용자는 조이스틱(S.JOY STICK)을 통해 전동휠체어의 제자리 회전 및 주행 속도, 선회를 제어할 수 있다. 이와 같은 전체 회로는 KS 허용전류 표를 참고하여 부품들을 구성했으며, Electric Circuit Studio 소프트웨어를 통해 회로의 Short-Circuit 발생 여부를 확인하는 등 안정성을 검토했다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

휠체어와 보행보조기를 포함하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기로서,

상기 휠체어는,

등받이용 프레임, 팔걸이용 프레임, 시트용 프레임, 발판용 프레임, 및 하부프레임을 구비하는 프레임; 및

상기 프레임에 결합되고, 한 쌍의 구동휠부와 한 쌍의 보조휠부를 구비하는 주행부; 및

상기 프레임의 전방에 상기 보행보조기를 탈부착시키기 위한 탈부착 수단을 포함하고,

상기 보행보조기는,

전방다리와 후방다리를 포함하는 한 쌍의 지지프레임;

상기 지지프레임을 서로 연결하는 연결프레임; 및

상기 연결프레임의 하부에 설치되어, 상기 탈부착 수단과 결속되는 호환프레임을 포함하며,

상기 탈부착 수단은,

발판의 전방측에 설치되어, 상기 보행보조기의 호환프레임과 탈부착가능하게 체결되는 체결부; 및

상기 하부프레임의 양측면에 설치되어, 상기 보행보조기의 각각의 후방다리를 슬라이딩방식으로 수용하여 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 보조보행기의 호환프레임은,

길이방향으로 길이조절이 가능한 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 탈부착 수단의 고정부는,

ㄷ자 단면 형상으로 전방 및 상방이 개방되어 전방으로부터 상기 보행보조기의 각각의 후방다리가 안내되는 가이드프레임;

상기 가이드프레임의 내측에 설치되어 회동축을 중심으로 좌우로 수평회동하는 부채꼴형 고정걸쇠;

일단이 상기 부체꼴형 고정걸쇠의 일측에 연결되는 와이어부재; 및

상기 발판의 일측에 설치되고, 상기 와이어부재의 타단에 연결되어 작동시 상기 와이어부재를 매개로 상기 부채꼴형 고정걸쇠에 작동력을 제공하는 페달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제3항에 있어서,

상기 가이드프레임은,

상기 프레임의 하부프레임에 고정되고, 길이방향으로 일정간격을 두고 볼트 체결홈이 형성되는 제1 플레이트; 및

상기 제1 플레이트의 하부에 이동가능하게 설치되고, 상기 볼트 체결홈의 위치에 대응하게 길이방향에 수직한 횡방향으로 일정 길이의 장방홀이 형성되는 제2 플레이트를 포함하며,

상기 제1 플레이트의 볼트 체결홈을 상기 제2 플레이트의 장방홀에 일치시켜 볼트로 고정하되, 상기 제2 플레이트의 장방홀의 길이만큼 길이조절이 가능한 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제3항에 있어서,

상기 탈부착 수단의 고정부는,

부채꼴형 고정걸쇠에 연결되어 복원력을 제공하는 인장스프링; 및

상기 페달부에 연결되어 상기 페달부가 회동되게 하는 탄성력을 제공하는 비틀림스프링을 더 포함하되,

상기 비틀림스프링은 0.450 N.m 이상의 스프링 상수를 가지도록 설계되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 프레임은 외경이 21 내지 23 ㎜이고 두께가 1.1 내지 1.3t인 탄소 강관을 이용하여 설계되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 프레임의 저면에 고정되어 전복을 방지하도록 구성된 전복방지부를 더 포함하며, 상기 전복방지부는,

상기 프레임의 저면에 결합되어 구동력을 제공하는 구동부;

상기 구동부에 의해 승강 구동되는 한 쌍의 X자 암부; 및

상기 X자 암부의 승강 구동에 의해 지면에 대해 승강되는 지지플레이트를 포함하며,

상기 X자 암부는, 상부의 한 단부가 상기 하부프레임에 고정되고, 상부의 다른 단부가 제1 연결봉을 통해 연결되되 상기 제1 연결봉이 상기 구동부의 스트로크와 연결되고, 하부의 한 단부가 상기 지지플레이트에 고정되고, 하부의 다른 단부가 제2 연결봉을 통해 연결되되 상기 제2 연결봉의 단부가 상기 지지플레이트 상에 형성된 가이드바의 가이드홈 상에서 슬라이딩 이송되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 지지플레이트의 하면에는 제어부로부터 자력인가신호를 받으면 자기장이 형성되어 금속재질의 바닥에 고정되는 복수 개의 전자석부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 보조휠부는 수직프레임 및 수평프레임에 의해 상기 하부프레임에 결합되되, 상기 수평프레임의 일측에는 제1 완충스프링을 결합하기 위한 스프링 결합부가 형성되고, 상기 수평프레임의 타측에는 보조휠이 결합되며,

상기 제1 완충스프링은 4 내지 6 N/㎜의 강성을 가지도록 설계되고,

상기 스프링 결합부에서 상기 수직프레임과 상기 수평프레임의 연결축까지의 길이와, 상기 수직프레임과 상기 수평프레임의 연결축에서 상기 보조휠의 차축까지의 길이는 1 대 1.32의 비로 설계되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 구동휠부는 삼각형상의 완충프레임 및 제2 완충스프링에 의해 상기 하부프레임에 결합되되, 상기 완충프레임은 제1 내지 제3 지점으로 삼각형상을 이루고, 제1 지점이 구동휠의 차축에 결합되고, 제2 지점이 하부프레임에 회전가능하게 결합되고, 제3 지점이 상기 완충스프링의 일단에 결합되며,

상기 제2 완충스프링은 6 내지 8 N/㎜의 강성을 가지도록 설계되고,

상기 제1 지점에서 제2 지점 간의 길이와 제2 지점에서 제3 지점 간의 길이는 1 대 1.23의 비로 설계되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 구동휠부와 상기 보조휠부의 현가 상 고유진동수는 동일하게 설계되는 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.
제1항에 있어서,

상기 휠체어는 수동 또는 전동식 휠체어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 실내외 혼용이 가능한 멀티보행기.