미래의 전동 휠체어

취리히 공과대학 학생들이 층계를 올라갈 수 있는 휠체어를 개발하였습니다. 보행장애를 가진 장애인들을 위한 새로운 보행 수단의 가능성이 열렸습니다.

테스트 운전자 라파엘(Raffael)이 미소를 짓고 있습니다. 보행장애가 있는 그는 무한궤도 트랙이 장착된 스칼레보(Scalevo) 휠체어를 타고 층계를 뒤로 올라갑니다. 거의 떠있는 자세로 층계 맨 위에 도착하면 다시 두 바퀴로 자기 평형을 이루며 구동을 이어갑니다. 이 전동 휠체어는 취리히 공과대학(ETH Zurich)에서 제작한 프로토 타입으로 아직 상용화되지는 않았습니다. 보행장애가 있는 장애인 대다수는 여전히 일상생활에서 많은 제약을 받고 있으며 연석이나 계단을 우회해서 가야 하는 불편함을 겪습니다. 10명의 스위스 공대생은 이를 바꾸고자 했습니다. 미래에는 어떠한 장애물도 휠체어 사용자의 이동의 자유를 제한해서는 안됩니다. 이 신예 엔지니어들은 일 년 만에 새로운 타입의 휠체어를 개발했습니다. 개발에 참여한 학생들이 자신의 모든 시간을 할애하여 이루어낸 대단한 성과입니다. 전 세계의 보행 장애인들이 보낸 첫 번째 피드백은 매우 긍정적이었습니다. “그 중 많은 사람들은 벌써 우리의 휠체어를 구매하고 싶어합니다.”라고 기계 공학자 카를로스 고메스(Carlos Gomes)는 말합니다.

개발의 시작

처음 고메스와 그의 동료들은 층계를 오를 수 있는 로봇을 개발하고자 했습니다. 하지만 담당 교수는 이보다 한 단계 더 나아간 개발을 제안했습니다. 이렇게 취리히 공과대학 8명의 엔지니어들은 2014년 여름, 층계를 오를 수 있는 휠체어 개발에 착수하게 되었습니다. 휠체어는 조작이 쉬워야 하고, 무엇보다도 안전성이 보장되어야 합니다. 또한 외관 디자인을 위해 취리히 미술대학의 산업 디자이너 2명을 영입하여 팀을 강화했습니다. 이 전동 휠체어의 기본 원리는 세그웨이(Segway)처럼 두 바퀴로 주행해야 하며, 층계에서는 접이식 무한궤도를 이용해 오르내릴 수 있어야 합니다. 스칼레보(Scalevo)라고 불리는 이 휠체어는 두 가지 이동원리를 하나로 합친 결과물로 하이브리드 휠체어라 할 수 있습니다.

실용화 테스트

휠체어가 계단 앞에 이르면 사용자는 터치스크린을 통해 필요한 기능을 선택합니다. 휠체어는 센서와 카메라를 통해 계단의 기울기를 측정하고 자동으로 뒤로 돌아 구동을 시작합니다. 무한궤도가 내려지고 구동을 시작하면서 층계를 오릅니다. 이 때 속도는 1초 당 한 계단이며, 휠체어 사용자는 바른 자세를 유지합니다. 센서가 마지막 계단을 감지하면 바로 지지용 바퀴가 나오기 때문에 휠체어는 기울어지지 않습니다. 이어서 궤도가 올라가고 휠체어는 두 바퀴로 주행을 이어갑니다.

휠체어의 바퀴와 무한궤도에는 각각 2개의 맥슨 모터가 장착되어 있습니다. 브러시리스 DC 모터에 세라믹 버전의 기어헤드가 결합되어 사용됩니다. 세라믹 버전의 기어헤드는 부품에 강한 힘이 주어지는 환경에서 뛰어난 내구성을 보장합니다. 카를로스 고메스와 그의 팀은 맥슨의 드라이브에 크게 만족하고 있습니다. "맥슨 모터와 기어헤드의 결합은 강하고 정밀하며, 소음이 적고 무게가 각각 3.2 kg으로 비교적 가볍습니다. 맥슨 모터의 엔지니어들은 전문적인 조언과 훌륭한 지원을 아끼지 않았습니다."라고 이야기합니다.

성공의 열쇠

학생들은 그들의 성과에 매우 만족해하며 "좋은 팀워크가 성공의 열쇠입니다."라고 고메스는 말합니다. 또한 이들은 보행 장애를 겪고 있는 사람들의 조언을 개발에 적극적으로 반영했습니다. 예를 들어 안전 벨트를 설치하거나 휠체어 사용자가 앞으로 미끄러지지 않도록 의자를 약간 뒤로 기울게 하는 것입니다. "이러한 점들을 우리 스스로는 생각해내지 못했을 것이다."라고 이야기합니다.

대회 참가

이것이 끝이 아닙니다. 프로젝트는 사실상 종료되었지만, 엔지니어들은 2016년 10월 취리히에서 개최될 사이배슬론(Cybathlon)에 참가할 예정입니다. 이 경기는 장애를 가진 사람들이 기술적인 보조기구를 사용하여 승부를 겨루는 대회입니다. 이 경기를 통해 개발자나 엔지니어는 더욱 향상된 휠체어, 인공기관 및 기타 보조기구 등의 개발에 동기를 부여 받게 됩니다.

앞으로의 비전

스칼레보 팀은 사이배슬론 대회의 휠체어 부문에서 우승하는 것을 목표로 삼고 있습니다. 아직 몇 가지 기구적인 보완이 이루어져야 하지만 우승하지 못하리란 법은 없습니다. 이 젊은 엔지니어들이 만약 창업을 한다면 이 전동 휠체어는 곧 상용화될 수 있을 것입니다. 휠체어가 층계를 자연스럽게 오르내리는 것은 앞으로 평범한 일상이 될 것입니다.

 © maxon motor ag

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