트랙션 장치를 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법{WHEELCHAIR HAVING TRACTION DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 트랙션 장치를 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휠체어(wheelchair)는 다리 또는 신체의 일부를 마음대로 움직일 수 없는 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자가 착석한 상태로 이동할 수 있도록 바퀴를 설치한 의자이다. 휠체어는 휠체어의 몸체 역할을하는 프레임, 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자가 앉는 좌석, 휠체어의 후방에 배치된 큰 바퀴, 휠체어의 전방에 배치된 보조 바퀴, 휠체어를 이동시킬 때 사용되는 손잡이, 휠체어를 정지 및 고정시키는 브레이크, 장애인 또는 척추 질환자의 등을 지지하는 등받이, 팔을 거치하는 팔걸이, 발받침 및 발판 등을 포함한다. 휠체어는 장애인 또는 척추 질환자의 이동 수단으로서 매우 유용한 반면, 받받침 또는 발판과 같은 휠체어 구조에 의하여 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자가 단독으로 휠체어의 좌석에 앉거나 휠체어의 좌석에서 단독으로 일어나기 어렵고 따라서 주변 사람의 도움이 필요한 문제점을 갖는다.
본 발명은 장애인 또는 척추 질환자가 휠체어에 착석할 때 신체를 좌석의 끝부분으로 당겨 환자가 휠체어의 좌석에 안전하고 신속하게 착석할 수 있도록 하거나, 장애인 또는 척추 질환자가 휠체어에서 일어날 때 신체를 좌석의 앞쪽 또는 대각선 방향으로 밀어 안전하게 일어날 수 있도록 하는 트랙션 장치를 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 휠체어를 이용하는 사용자(또는 환자)의 유저 프로필 정보를 사용자 별로 저장하여 각 사용자가 최적의 위치에 착석 또는 일어날 수 있도록 하는 트랙션 장치를 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법을 제공한다.
일실시예로서, 트랙션 장치를 갖는 휠체어는 손잡이가 형성된 세로 프레임, 좌석이 장착되는 가로 프레임 및 바퀴들을 포함하는 프레임; 사용자의 허리 부분을 감싸는 고정 부재; 상기 프레임에 고정되며 상기 고정 부재를 세로 프레임과 가까워지는 제1 방향으로 끌어 당기거나 상기 고정 부재를 상기 세로 프레임과 멀어지는 제2 방향으로 밀어내는 구동력을 발생시키는 트랙션 유닛 및 상기 트랙션 유닛과 상기 고정 부재를 연결하는 연결부를 포함하는 트랙션 모듈; 및 상기 트랙션 모듈을 제어하는 제어부를 포함한다. 트랙션 장치를 갖는 휠체어의 상기 프레임에는 상기 사용자를 인식하여 발생된 센싱 신호를 상기 제어부로 제공하는 센서가 장착된다. 트랙션 장치를 갖는 휠체어는 상기 트랙션 모듈에 배치된 권취기, 상기 권취기 및 상기 연결부에 각각 연결된 와이어 및 상기 세로 프레임에 장착되며 상기 와이어를 지지하는 도르레를 포함하는 회동 유닛을 더 포함한다. 트랙션 장치를 갖는 휠체어의 상기 제어부는 사용자들의 유저 프로필 데이터(user profile data)를 각각 저장하는 저장 모듈 및 상기 저장 모듈에 저장된 상기 사용자들의 상기 정보에 따라 상기 트랙션 모듈을 제어하는 제어모듈을 포함한다. 일실시예로서, 트랙션 장치를 갖는 휠체어의 제어 방법은 사용자를 인식하는 단계; 상기 사용자가 인식되면 사용자를 고정하는 고정 부재를 후방으로 작동시켜 사용자를 좌석에 착석시키는 단계; 사용자가 일어나기를 희망하는 가를 판단하는 단계; 및 사용자가 일어나기를 원할 경우 상기 고정부재를 전방으로 작동시키는 단계를 포함한다. 상기 사용자를 인식하는 단계는 상기 사용자를 인식하는 센서에 의하여 수행되고, 상기 사용자가 일어나기를 희망하는 가를 판단하는 단계는 푸시 버튼에 의하여 수행된다. 상기 사용자가 일어나기를 희망하는 가를 판단하는 단계 및 상기 고정부재를 전방으로 작동시키는 단계 사이에 사용자의 유저 프로필 정보의 저장 여부를 확인하는 단계; 및 상기 사용자가 상기 유저 프로필 정보를 저장하기를 원할 경우 상기 유저 프로필 정보를 저장하는 단계를 더 포함한다. 상기 고정 부재를 전방으로 작동시키는 단계에서는 상기 고정 부재를 상부 대각선 방향으로 민다.
본 발명에 따른 트랙션 장치를 갖는 휠체어 및 제어 방법은 장애인 또는 척추 질환자가 휠체어에 착석할 때 신체를 당겨 휠체어의 좌석에 안전하고 신속하게 착석할 수 있도록 하거나, 장애인 또는 척추 질환자가 휠체어에서 일어날 때 신체를 밀어 안전하게 일어날 수 있도록 하며, 휠체어를 이용하는 사용자의 유저 프로필 정보를 사용자 별로 저장하여 각 사용자가 최적의 위치에 착석 또는 일어날 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙션 장치를 갖는 휠체어를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 트랙션 장치의 당김 위치를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 트랙션 장치의 미는 동작을 도시한 측면도이다.
도 4는 도 1의 트랙션 장치를 갖는 휠체어의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙션 장치를 갖는 휠체어를 도시한 측면도이다. 도 2는 도 1의 트랙션 장치의 당김 위치를 도시한 측면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 트랙션 장치를 갖는 휠체어(100)는 프레임(10), 고정 부재(20), 트랙션 모듈(30) 및 제어부(40)를 포함한다. 프레임(10)은 휠체어의 몸체를 구성하며, 프레임(10)은 세로 프레임(2), 가로 프레임(4) 및 바퀴(6,8)들을 포함한다. 세로 프레임(2)은 적어도 2 개가 지면에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 세워지며, 세로 프레임(2)은 사용자의 등 부분을 지지하며, 각 세로 프레임(2)의 상단에는 손잡이(3)가 연결된다. 가로 프레임(4)은 각 세로 프레임(2)의 하단에 연결되며, 세로 프레임(2)은 사용자의 체중을 지지하는 역할을 한다. 가로 프레임(4)의 상면에는 사용자가 앉는 좌석(5)이 배치되며, 좌석(5)은 쿠션 재질을 포함할 수 있다. 바퀴(6,8)는 세로 프레임(2) 또는 가로 프레임(4)에 배치되며, 바퀴(6,8)는 휠체어의 앞쪽에 배치된 작은 바퀴(6) 및 휠체어의 뒤쪽에 배치된 큰 바퀴(8)를 포함한다. 고정 부재(20)는, 예를 들어, 벨트 형상으로 형성되며, 고정 부재(20)는 사용자의 허리를 감은 후 고정된다. 고정 부재(20)는 사용자들마다 서로 다른 허리 사이즈를 수용하기에 적합한 구조를 가진다. 고정 부재(20)에는 후술 될 트랙션 모듈(30)과 결합되는 결합 장치(25)를 포함한다. 트랙션 모듈(30)은 휠체어의 좌석에 착석한 사용자가 고정 부재(20)를 착용한 후 사용자를 후방으로 당겨 사용자가 보다 쉽게 휠체어의 좌석(5)에 안전하게 착석할 수 있도록 보조 한다. 또한, 트랙션 모듈(30)은 휠체어의 좌석에 착석한 사용자가 일어나기를 희망할 경우 사용자를 전방 또는 대각선 방향으로 밀어 사용자가 보다 쉽게 휠체어의 좌석(5)으로부터 일어날 수 있도록 보조 한다. 트랙션 모듈(30)은 트랙션 유닛(33) 및 연결부(35)를 포함한다. 트랙션 유닛(33)은, 예를 들어, 세로 프레임(2)에 고정되며, 트랙션 유닛(33)은 연결부(35)를 휠체어의 후방으로 당기거나 연결부(35)를 휠체어의 전방으로 밀어내는 구동력을 발생시킨다. 트랙션 유닛(33)은 직선왕복운동 또는 직선왕복운동과 회동 운동을 함께 하는 다양한 장치들이 사용될 수 있다. 연결부(35)는 트랙션 유닛(33)에 연결되며, 연결부(35)는 트랙션 유닛(33)에서 제공되는 구동력에 의하여 휠체어의 세로 프레임(2)과 가까워지는 후방으로 향하는 제1 방향으로 고정 부재(20)를 이동 또는 트랙션 유닛(33)에서 제공되는 구동력에 의하여 휠체어의 세로 프레임(2)으로부터 멀어지는 전방으로 향하는 제2 방향으로 고정 부재(20)를 이동 시킨다. 연결부(35)는 로드(rod) 형상으로 형성되며, 연결부(35)의 일측단은 트랙션 유닛(33)에 연결되고, 연결부(35)의 일측단과 대향하는 타측단은 고정 부재(20)의 결합 장치(25)에 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 연결부(35) 및 결합 장치(25)는 상호 힌지 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 연결부(35)는 단일 로드가 사용되지만, 이와 다르게, 복수개의 관절을 갖는 다관절 로드를 사용하여도 무방하다. 본 발명의 일실시예에서, 트랙션 장치를 갖는 휠체어(100)는 연결부(35)를 회동시키는 회동 유닛(50)을 더 포함한다. 트랙션 장치를 갖는 휠체어(100)의 트랙션 모듈(30)의 연결부(35)는 트랙션 유닛(33)에 의하여 직선 왕복운동 되고, 회동 유닛(50)에 의하여 회동된다. 회동 유닛(50)은 권취기(52), 와이어(54) 및 도르레(56)를 포함한다. 권취기(52)는, 예를 들어, 세로 프레임(2)에 장착되며, 권취기(52)에는 와이어(54)가 결합된다. 와이어(54)는 권취기(52)에 의하여 감기거나 풀리며, 와이어(54)가 감기거나 풀리는 권취기(52)는 휠체어의 사이즈를 감안하여 소형으로 형성된다. 와이어(54)의 일측단은 권취기(52)에 결합되며, 와이어(54)의 상기 일측단과 대향하는 타측단은 트랙션 모듈(30)의 연결부(35)에 형성된다. 제어부(40)는 트랙션 모듈(30)을 제어하며, 제어부(40)는 저장 모듈(42) 및 제어 모듈(44)을 포함한다. 저장 모듈(42)은 사용자의 유저 프로필 데이터(user profile data)를 저장하며, 제어 모듈(44)은 트랙션 모듈(30)의 고정 부재(20)의 당김 동작 또는 미는 동작을 제어할 뿐만 아니라 유저 프로필 데이터에 의하여 트랙션 모듈(30)을 제어한다. 유저 프로필 데이터에는 이름, 성별, 나이, 환부의 위치 및 좌석에서의 환부의 위치 등과 같은 데이터를 포함할 수 있으며, 유저 프로필 데이터는 사용자가 직접 입력 또는 사용자를 보조하는 의사 또는 간호사가 입력할 수 있다. 이에 더하여, 유저 프로필 데이터에는 사용자가 자주 지나 다니는 경로에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제어부(40)에는 유저 프로필 데이터를 저장하기 위한 입력 장치(미도시)가 연결될 수 있고, 입력 장치는 사용자가 편리하게 데이터를 입력할 수 있도록 간단한 입력 버튼들 및 입력 상태를 나타내는 표시장치를 포함할 수 있다. 이와 다르게 입력 장치는 입력 버튼 이외에 음성을 인식하는 음성 인식 장치를 포함할 수 있다. 한편, 트랙션 장치를 갖는 휠체어(100)는 센서(60)를 더 포함할 수 있다. 센서(60)는 사용자가 좌석(5)에 착석한 상태인지를 감지하여 제어부(40)로 센싱 신호를 제공한다. 사용자가 좌석(5)에 착석하지 않은 상태일 경우, 제어부(40)는 고정 부재(20)를 초기 위치로 이동시켜 사용자가 착석할 때 기다리지 않고 바로 고정 부재(20)를 사용자의 허리에 고정할 수 있도록 한다. 또한, 센서(60)는 사용자가 선호하는 위치에 대한 데이터를 제어부(40)로 제공하여 다음에 사용자가 다시 휠체어에 착석할 때 사용자를 선호 위치에 착석할 수 있도록 한다. 도 1에서는 트랙션 모듈(30)이 고정 부재(20)에 고정된 사용자를 세로 프레임(2)과 가까워지는 방향으로 당겨 사용자를 좌석(5)에 안전하게 착석시킨 것이 도시되어 있으며, 도 2에서는 트랙션 모듈(30)이 사용자가 좌석(5)에 착석되도록 고정 부재(20)가 초기 위치에 배치된 것이 도시되어 있다. 도 3에서는 트랙션 모듈(30)의 연결부(35)를 회동 유닛(50)이 회동시켜 고정 부재(20)에 고정된 사용자가 좌석(5)으로부터 쉽게 일어날 수 있도록 하는 것이 도시되어 있다. 도 4는 도 1의 트랙션 장치를 갖는 휠체어의 제어 방법을 도시한 순서도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 트랙션 장치를 갖는 휠체어에 사용자가 착석 또는 휠체어로부터 사용자가 일어날 수 있도록 하기 위해서 먼저 사용자가 좌석(5)에 착석하였는가를 인식하는 단계가 수행된다.(단계 S10) 사용자가 좌석(5)에 착석하였는 가를 인식하는 단계는 트랙션 장치를 갖는 휠체어에 장착된 센서(60)에 의하여 수행된다. 센서(60)는 트랙션 장치를 갖는 휠체어의 좌석(5)에 사용자가 앉아 있지 않을 경우, 센서(60)는 해당 센싱 신호를 제어부(40)의 제어 모듈(44)로 제공하고, 제어 모듈(44)은 트랙션 모듈(33)에 제어 신호를 제공하고 이로 인해 트랙션 모듈(33)은 고정 부재(20)를 초기 위치에 배치하여 사용자가 쉽게 고정 부재(20)를 허리에 고정할 수 있도록 한다. 센서(60)에 의하여 사용자가 착석한 것이 인식 및 사용자가 고정 부재(20)에 허리를 고정하면, 트랙션 모듈(30)은 고정 부재(20)를 당겨 사용자를 좌석(5)의 지정된 위치로 안내한다.(단계 S20) 이어서, 사용자가 일어나기를 희망할 경우(단계 S30), 제어부(40)는 사용자가 사용자의 유저 프로필 데이터를 저장하기를 희망하는 가를 확인(단계 S40)하고, 사용자가 유저 프로필 데이터를 저장하기를 희망할 경우, 제어부(40)는 사용자로부터 유저 프로필 데이터를 입력 장치를 통해 입력받은 후 유저 프로필 데이터를 저장 모듈(42)에 저장한다.(단계 S50) 사용자가 일어나기를 희망하는 것의 판단은 휠체어에 장착되며 제어 모듈(44)과 전기적으로 연결된 입력 장치의 푸시 스위치(push switch) 등에 의하여 수행된다. 본 발명의 일실시예에서는 단계 S40 및 단계 S50이 사용자가 일어나기를 희망하는 단계 S30 이후에 수행되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 단계 S40 및 단계 S50은 단계 S10 및 단계 S20 사이에 수행되어도 무방하다. 사용자가 일어나기를 희망할 경우, 제어부(40)는 트랙션 모듈(30)을 이용하여 사용자를 수평 방향과 동일한 방향으로 밀거나 트랙션 모듈(30)과 회동 유닛(50)을 제어하여 고정 부재(20)를 휠체어의 상부 대각선 방향으로 밀어 사용자가 쉽게 좌석(5)으로부터 일어날 수 있도록 한다. 본 발명의 일실시예에서는 트랙션 모듈(30)이 세로 프레임(2)에 장착된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 트랙션 모듈(30)은 가로 프레임(4)에 장착되어도 무방하다. 이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 트랙션 장치를 갖는 휠체어 및 제어 방법은 장애인 또는 척추 질환자가 휠체어에 착석할 때 신체를 당겨 휠체어의 좌석에 안전하고 신속하게 착석할 수 있도록 하거나, 장애인 또는 척추 질환자가 휠체어에서 일어날 때 신체를 밀어 안전하게 일어날 수 있도록 하며, 휠체어를 이용하는 사용자의 유저 프로필 정보를 사용자 별로 저장하여 각 사용자가 최적의 위치에 착석 또는 일어날 수 있도록 한다. 한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100...트랙션 장치를 갖는 휠체어 10...프레임
20...고정부재 30...트랙션 모듈
40...제어부 50...회동유닛
60...센서 |
