휠체어 디자인에는 개선의 여지가 많이 있습니다. 세그웨이를 기반으로 개발된 단일 차축 호스 모빌리티가 이를 잘 보여줍니다. 같은 이름의 오스트리아 회사의 전동 휠체어는 기동성이 뛰어나고 모든 지형에서 사용할 수 있습니다. 설립자이자 전기 엔지니어인 루카스 리글러가 이끄는 팀은 거동이 불편한 사람들이 어떤 표면에서도 편안함을 느낄 수 있도록 ACE의 구조용 댐퍼를 설치했습니다.

세그웨이를 미래의 휠체어의 기초로 사용하는 것은 언뜻 역설적으로 보입니다. 결국, 장애가 없는 사람들도 레저용 차량을 처음 사용할 때는 넘어지거나 사고가 나지 않도록 교육을 받습니다. 휠체어를 사용하여 이동하는 사람들에게는 안전 문제가 훨씬 더 중요합니다. 우연한 기회에 휠체어 아이디어를 떠올린 루카스 리글러 팀의 혁신은 바로 이런 사람들을 겨냥한 것입니다: "개인용 세그웨이를 판매할 때 휠체어 사용자가 구매자였다는 사실에 놀랐습니다. 그는 새로운 유형의 휠체어로 개조하고 싶어 했습니다. 그때서야 외축 기술의 부가가치를 깨달았습니다." 휠체어 분야에서 세그웨이의 핸들링과 직관적인 조작은 루카스 리글러와 같은 디자이너에게만 혁신적인 것이 아닙니다. 그가 구동 기술자인 도미니크 로렌츠(Dominik Lorenz)와 함께 200회 이상 완성한 이 디자인은 휠체어에 앉은 채로 그 자리에서 방향을 전환하고, 언덕과 언덕을 넘고, 심지어 눈 덮인 지형을 안전하게 통과할 수 있게 해주며, 이 모든 것이 컴팩트한 크기로 가능합니다. 시중에서 판매되는 모델의 작은 바퀴에 비해 큰 바퀴를 장착한 것도 장점으로 작용했습니다. 이는 그가 기존 세그웨이 구매자가 개조 작업을 실현하고 호스 모빌리티의 프로토타입을 개발하는 데 도움을 주었을 때 분명해졌습니다. 셀프 밸런싱 세그웨이 드라이브의 잠재력을 최대한 활용하기 위해 디자이너는 처음부터 휠체어를 만들었습니다.


속도와 적절한 댐핑이 과제

'호스'라는 이름이 붙은 그의 휠체어의 특별한 특징과 직관적인 핸들링의 핵심은 단일 축 차량이 스스로 동적으로 안정화할 수 있다는 것입니다. 이를 설명하기 위해 루카스 리글러는 가장 친숙한 직관적 이동 수단인 우리 몸과 비교합니다. "사람이 다리를 움직이지 않고 앞으로 숙이면 코로 넘어질 수 있습니다. 넘어지는 것을 방지하기 위해 뇌는 그 순간 한쪽 다리를 앞으로 움직이라고 지시합니다. 따라서 앞으로 몸을 숙이면 한 번에 한 발씩 앞으로 나아갈 수밖에 없습니다. 호스는 다리 대신 바퀴가 달려 있지만 같은 방식으로 움직입니다. 강력한 프로세서와 전기 모터가 차량의 뇌와 근육의 기능을 대신합니다. 그리고 움직임과 기울기 센서는 넘어지지 않도록 보호합니다." 이 센서는 주행 동작을 지속적으로 분석하고, 독립적인 기계식 지지 시스템이 필요 시 앞뒤 바퀴로 휠체어를 안정화합니다. 시스템 고장이 발생하면 접이식 메커니즘이 즉시 확장되어 호스를 정지시킵니다. 기존 전동 휠체어는 보통 6km/h 정도의 속도로 주행할 수 있지만, 호스 모빌리티는 15km/h의 속도까지 도달할 수 있습니다. 운전 전문가인 도미니크 로렌츠에 따르면, 거동이 불편한 사람들은 운전의 즐거움을 누릴 때 최대한 제약을 덜 받기를 원합니다.

팀이 직면한 과제 중 하나는 호스 모빌리티가 평지에서 비교적 빠른 속도를 낼 수 있다는 점이었습니다. 장기적으로 볼 때 이는 특히 거친 지형에서 라이더의 신체에 많은 부담을 줄 수 있습니다. 루카스 리글러는 양산 개발 과정에서 우연히 이 디자인 관련 과제를 접하게 되었는데, "흥미롭게도 박람회 부스 등에서 조사하는 동안 휠체어를 탄 사람이 저에게 쿠션 개선에 대한 문제를 제기한 사람은 거의 없었습니다. 휠체어는 원래 그런 것이니 익숙해져야 한다는 인상이 강했습니다. 한 잠재 고객이 방문했을 때 비로소 쿠션에 대해 알게 되었습니다. 그 고객은 마치 앵거스 맥가이버가 손수 만든 것처럼 보이는 수동 휠체어를 가지고 있었는데, 사용자가 직접 개조한 중요한 개조 사항 중 하나가 바로 쿠션이었습니다."루카스 리글러는 독립적인 서스펜션, 쇼크 업소버, 가스 스프링에 대해 생각했지만, 시트 전체를 댐핑 및 안락한 영역으로 바꾸자는 아이디어를 떠올렸습니다. 이 문제를 극복하기 위해 그는 인터넷 검색을 시작했습니다.

ACE의 튜버스 형태의 솔리드 스테이트 댐핑을 솔루션으로

그의 눈은 금세 ACE Stoßdämpfer GmbH에 쏠렸습니다. 다양한 제품과 잘 구성된 웹사이트(www.ace-ace.de)가 설득력이 있었습니다. 또한 오스트리아에 자체 판매 구조가 있다는 점도 초기 접촉을 더욱 쉽게 만들었습니다. 현장에서의 협업은 목표 지향적인 만큼이나 복잡하지 않은 것으로 판명되었습니다. 설계 엔지니어는 유압 부품을 사용한 실용적인 솔루션을 생각했지만, ACE Stoßdämpfer GmbH의 책임 영업 엔지니어인 Hans-Jürgen Greindl은 자체 연구와 훨씬 더 비용 효율적인 대안 제안을 통해 그를 놀라게 했습니다. "ACE의 담당자는 시트 쿠션을 위한 현명한 선택으로 솔리드 스테이트 댐퍼를 제안했습니다. 그가 염두에 두었던 ACE의 구조용 댐퍼는 먼지에 덜 민감하고 가이드나 기타 민감한 부품이 없어 사실상 파손되지 않습니다. 몇 번의 도로 테스트 후 확신이 들었습니다."라고 루카스 리글러는 회상합니다. ACE의 전문가들은 튜브처럼 생긴 모양 때문에 튜버스라고 불리는 이 제품이 디자인뿐만 아니라 그 역할도 훌륭히 해낼 것이라는 데 의심의 여지가 없었습니다. 라인란트의 랑겐펠트에서 온 엔지니어들은 다른 애플리케이션의 경험도 돌아볼 수 있었습니다. 튜버스는 이미 다양한 체중의 파일럿을 위해 전기 스쿠터의 주행 특성을 성공적으로 최적화하는 데 사용되었습니다. 이러한 맞춤형 솔루션에서 ACE의 설계 엔지니어는 다양한 체중 등급에 따라 서로 다른 구조 댐퍼를 사용했습니다.
www.ace-ace.de/de/news/angepasste-daempfung-fuer-hochwertige-e-roller?filter=1:10:1

호스 모빌리티는 150개가 넘는 표준 개별 솔루션 중에서 에이스의 TR 제품군을 선택하기로 결정했습니다. 이 제품은 부드러운 감속이 특징입니다. 이러한 기동성 휠체어의 장점을 최대한 활용하기 위해서는 컴팩트한 디자인이 매우 중요합니다. TR 유형은 최소 전체 높이로 12~60mm의 최대 스트로크를 위해 특별히 개발되었으며, 스트로크당 에너지 흡수 범위는 1.2Nm~146Nm입니다. 댐퍼는 직경 29mm~100mm의 형식으로 제공됩니다. 유지보수가 필요 없고 바로 설치할 수 있는 이 모든 요소는 코폴리에스테르 엘라스토머로 제작되어 열이 약간만 발생하므로 일관된 댐핑을 보장합니다. 고무 댐퍼나 강철 스프링과 같이 관성력을 감쇠하는 다른 부품과 비교했을 때, TUBUS는 100만 회 이상의 로드 스트로크 수명을 자랑하며 지속적인 오프로드 주행에 적합하고 이론적으로 한 세대의 운전자에서 다음 세대로의 승계에도 적합합니다.


이 애플리케이션에서는 TR63-43 유형의 모델이 설치됩니다. 첫 번째 숫자는 구성 요소의 직경을 나타내고 두 번째 숫자는 최대 스트로크를 나타냅니다. 이 유형은 스트로크당 12.0 Nm을 줄일 수 있습니다. 비상 시에는 17.0 Nm/스트로크도 허용됩니다. 혁신적인 단축 휠체어에 장착하지 않을 경우, 이 시리즈의 TUBUS는 선형 축, 공구 제작 및 공작 기계, 유압 및 공압 장치, 핸들링 장치 및 기타 응용 분야에서 엔드 포지션 댐핑으로 적합합니다. 특수 나사를 사용하여 모든 호스 모빌리티의 시트 아래에 빠르고 쉽게 장착할 수 있기 때문에 이미 많은 장애인이 삶의 질이 크게 향상되는 혜택을 누리고 있습니다.