KR100731899B1 - Power-driven walking supporting device - Google Patents
Power-driven walking supporting device Download PDFInfo
- Publication number
- KR100731899B1 KR100731899B1 KR1020060061415A KR20060061415A KR100731899B1 KR 100731899 B1 KR100731899 B1 KR 100731899B1 KR 1020060061415 A KR1020060061415 A KR 1020060061415A KR 20060061415 A KR20060061415 A KR 20060061415A KR 100731899 B1 KR100731899 B1 KR 100731899B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- coupled
- base plate
- shaft
- joint
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H2003/007—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about secured to the patient, e.g. with belts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/12—Driving means
- A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
- A61H2201/1215—Rotary drive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
- A61H2205/10—Leg
Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 동력보행보조기의 전체구성을 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing the overall configuration of the power walking aid according to the invention.
도 2는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 체간 고정부의 구조를 나타낸 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of the interbody fixing portion of the power walking aid according to the invention.
도 3은 본 발명에 따른 동력보행보조기의 동력구동부의 구조를 나타낸 분해사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing the structure of the power drive of the power walking aid according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 대퇴부 고정부의 구조를 나타낸 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing the structure of the thigh fixing part of the power walking aid according to the invention.
도 5는 본 발명에 따른 동력보행보조기를 인체에 장착한 상태를 도시한 측면도.Figure 5 is a side view showing a state mounted on the human body walking aid according to the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 측면 구동상태를 단계별로 도시한 단계별 작동 상태도.Figure 6a to 6d is a step-by-step operating state diagram showing step by step driving state of the power walking aid according to the present invention.
도 7a 내지 7b는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 전두면 움직임을 구현하는 캠 작용을 설명하는 개념도.7a to 7b is a conceptual diagram illustrating a cam action for implementing the frontal surface movement of the power walking aid according to the present invention.
도 8은 고관절의 시상면에서의 관절운동과 관절 토크를 나타낸 그래프.8 is a graph showing joint motion and joint torque in the sagittal plane of the hip joint.
도 9는 슬관절의 시상면에서의 관절운동과 관절 토크를 나타낸 그래프.9 is a graph showing joint motion and joint torque in the sagittal plane of the knee joint.
도 10은 족관절의 시상면에서의 관절운동과 관절 토크를 나타낸 그래프.10 is a graph showing joint motion and joint torque in the sagittal plane of the ankle joint.
도 11은 고관절의 전두면에서의 관절운동을 나타낸 그래프.11 is a graph showing joint motion in the frontal plane of the hip joint.
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 체간 고정부 110: 허리벨트100: trunk fixing part 110: waist belt
120 : 제1베이스판 121: 구동풀리축120: first base plate 121: drive pulley shaft
123: 고관절축 125: 고정캠123: hip joint 125: fixed cam
130: 제2베이스판 140: 제1고정블록130: second base plate 140: first fixing block
150: 제2고정블록 160: 지지프레임150: second fixing block 160: support frame
200: 대퇴부 고정부 210: 대퇴부 지지대200: thigh fixing part 210: thigh support
211: 결합단 211a: 핀홀211:
213: 회전캠 수용부 213a: 핀홀213: rotating
220,230: 대퇴부 벨트 240: 회전캠220,230: thigh belt 240: rotating cam
250: 원웨이 클러치 베어링 260: 캠핀250: one-way clutch bearing 260: cam pin
300: 동력구동부 310: 모터300: power drive unit 310: motor
320: 모터풀리 330: 타이밍 벨트320: motor pulley 330: timing belt
340: 구동풀리 341: 핀홀340: driving pulley 341: pinhole
350: 연결링크 351: 제1피봇단350: connection link 351: first pivot stage
353: 제2피봇단 355: 곡선구간353: second pivot stage 355: curved section
360: 관절회전부 361: 제3피봇단360: joint rotation part 361: third pivot stage
363: 핀홀 370: 베어링363: pinhole 370: bearing
380: 베어링 케이스 381: 핀홀380: bearing case 381: pinhole
P1,P2,P3,P4,P5: 힌지핀P1, P2, P3, P4, P5: Hinge Pins
본 발명은 신체의 보행에 관련된 관절과 근육이 약화되거나 마비된 사람들이 장착하여 보행을 보조하는 동력형 보행보조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환자의 보행에 필요한 근력과 관절의 기능을 대신하고 인체의 보행특성을 고려한 동력원을 이용한 동력보행보조기에 관한 것이다.The present invention relates to a motorized gait assisting device that assists walking by being worn by people with weakened or paralyzed joints and muscles associated with walking of the body, and more particularly, in place of the function of muscle strength and joint required for walking of the patient. The present invention relates to a power walking aid using a power source considering the walking characteristics of a human body.
일반적으로 왕복보행보조기라 함은 하반신 마비환자의 보행을 돕기 위한 장치로서, 별도의 동력원을 두지 않고 환자의 상체 근력을 이용하여 보행하게 되는데, 통상 두 개의 장하지 보조기와 허리밴드가 부착된 체간 고정부로 구성된다.In general, the reciprocating walking aid is a device for helping the paraplegic patient's gait, and walks using the upper body muscle strength of the patient without a separate power source. It is composed of governments.
그러나, 이와 같은 종래의 왕복보행보조기(R.G.O)는 보행속도의 제한이 크고 별도의 동력원이 없는 관계로 보행을 위해 많은 신체에너지를 소비하여 피로로 인해 오랫동안 사용하기가 힘든 문제가 있었다.However, such a conventional reciprocating walking aid (R.G.O) has a problem in that it is difficult to use it for a long time due to fatigue because it consumes a lot of body energy for walking because of a large limit of walking speed and no separate power source.
또한, 상기 종래기술의 왕복보행보조기는 어느 정도의 근력과 관절의 기능이 있는 환자에게만 사용이 국한되는 것으로서, 중증환자의 재활치료에는 도움이 되지 못하는 등 활용도가 떨어지는 문제가 있었다.In addition, the reciprocating walking aid of the prior art is limited to use only to patients with a certain amount of muscle strength and joint function, there is a problem that the utilization of the rehabilitation treatment of a serious patient is not helpful.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 환자의 보행에 필요한 근력과 관절의 기능을 대신하고 인체의 보행특성을 고려한 동력원을 이용한 동력보행보조기를 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power walking aid using a power source in consideration of the walking characteristics of the human body in place of the function of muscle strength and joints required for walking of the patient.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 예에 따른 동력보행보조기는 인체(골반)에 착용시키기 위한 허리벨트가 구비되고, 상기 허리벨트의 좌우 양측에 베이스판이 장착되며, 상기 베이스판 상에 인체의 대퇴부가 지지되도록 하는 대퇴부 지지대가 고관절축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 인체의 보행운동이 보조되도록 한 보행보조기로서, Power walking aid according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a waist belt for wearing on the human body (pelvis), the base plate is mounted on both left and right sides of the waist belt, the base A tread support for allowing the thigh of the human body to be supported on a plate is rotatably coupled around the hip joint to assist the walking motion of the human body.
상기 베이스판 상에 축 결합된 대퇴부 지지대가 모터동력을 이용해 왕복운동되도록 하는 동력구동부를 형성하되 상기 동력구동부는, 동력원으로서의 모터; 상기 모터의 회전력을 전달받도록 된 구동풀리; 상기 구동풀리의 회전축 둘레에 형성된 복수개의 핀홀 중 어느 하나와 결합되는 제1피봇단을 형성하고, 상기 제1피봇단으로부터 소정거리 떨어진 위치에 제2피봇단이 형성되는 막대형상의 연결링크와; 상기 베이스판 상에 형성된 고관절축에 회전 가능한 상태로 축 결합되고, 일단에 형성한 제3피봇단을 상기 연결링크의 제2피봇단과 힌지 결합시켜 구동풀리의 회전운동에 연동되는 각운동이 이루어지도록 된 관절회전부를 포함하는 구성을 특징으로 한다.A thigh support axially coupled to the base plate to form a power drive to reciprocate using motor power, wherein the power drive comprises: a motor as a power source; A drive pulley configured to receive the rotational force of the motor; A rod-shaped connecting link forming a first pivotal end coupled to any one of a plurality of pinholes formed around a rotation axis of the drive pulley, and a second pivotal end formed at a predetermined distance from the first pivotal end; The axial coupling is rotatably coupled to the hip joint shaft formed on the base plate, and hinged to the third pivot end formed on one end of the connecting link to the angular motion linked to the rotational movement of the driving pulley. Characterized in that the configuration including the joint rotation.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시 예에 따른 동력보행보조기는 인체(골반)에 착용시키기 위한 허리벨트가 구비되고, 상기 허리벨트 의 좌우 양측에 베이스판이 장착되며, 상기 베이스판 상에 인체의 대퇴부가 지지되도록 하는 대퇴부 지지대가 고관절축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 인체의 보행운동이 보조되도록 한 보행보조기로서,Power walking aid according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a waist belt for wearing on the human body (pelvis), the base plate is mounted on both left and right sides of the waist belt, the base A tread support for allowing the thigh of the human body to be supported on a plate is rotatably coupled around the hip joint to assist the walking motion of the human body.
상기 베이스판에 형성되는 고관절축에 관절회전부가 축 결합되고, 상기 관절회전부의 하단에 대퇴부 지지대가 결합되며, 상기 대퇴부 지지대의 상측에 회전캠이 일 방향 회전되도록 수용되고, 상기 회전캠의 치면과 대합되는 치면을 갖는 고정캠이 상기 베이스판에 고정 설치되도록 하여 관절회전부의 각운동 시, 회전캠이 고정캠과 치합되어 회전되거나, 회전되지 않는 상태로 강제 통과함으로써, 관절회전부의 각운동방향에 따라 대퇴부 지지대의 움직임이 내전 또는 외전 작용되는 것을 특징으로 한다.The joint rotation part is axially coupled to the hip joint shaft formed on the base plate, the femoral support is coupled to the lower end of the joint rotation part, and the rotary cam is accommodated to rotate in one direction on the upper side of the thigh support, and the tooth surface of the rotary cam In the angular motion of the joint rotation part, the fixed cam having a corresponding tooth surface is fixedly installed on the base plate, so that the rotation cam is engaged with the fixed cam to be rotated or forcedly passed without rotation. According to the movement of the femoral support is characterized in that the adduction or abduction.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시 예에 따른 동력보행보조기는 인체(골반)에 착용시키기 위한 허리벨트가 구비되고, 상기 허리벨트의 좌우 양측에 제1, 제2베이스판이 장착되며, 상기 제1, 제2베이스판 상에 각각 제1, 제2고정블록이 장착되고, 상기 제1, 제2고정블록 사이를 연결시켜 구조적 강도가 유지되도록 지지프레임이 결합되는 체간 고정부; 상기 제1고정블록에 동력원을 제공하는 모터가 장착되고, 상기 모터의 회전력을 전달받도록 된 구동풀리가 제1베이스판 일측에 회전 가능한 상태로 축결합되고, 상기 구동풀리의 회전축 둘레에 형성된 복수개의 핀홀 중 어느 하나와 연결링크의 제1피봇단이 힌지 결합되며, 상기 연결링크의 제2피봇단과 힌지결합되어 각운동되도록 상기 베이스판 상에 형성된 고관절축에 회전 가능한 상태로 관절회전부가 축 결합되는 동력구동부; 상기 관절회전부의 하단에 대퇴부 지지대가 결합되며, 상기 대퇴부 지지대의 상측에 일방향으로만 회전되도록 회전캠이 축결합되어 베이스판에 고정 설치된 고정캠과의 사이에 내전 및 외전작용이 유도되도록 하고, 상기 대퇴부 지지대의 수직방향으로 인체의 대퇴부와 고정되기 위한 대퇴부 벨트가 형성되는 대퇴부 고정부를 포함하는 구성을 특징으로 한다.Power walking aid according to a third embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a waist belt for wearing on the human body (pelvis), the first and second base plate on both left and right sides of the waist belt It is mounted, the first and second fixing blocks are mounted on the first and second base plate, respectively, and the interbody fixing portion coupled to the support frame to maintain the structural strength by connecting between the first and second fixing blocks ; A motor providing a power source is mounted to the first fixing block, and a driving pulley configured to receive the rotational force of the motor is axially coupled to one side of the first base plate in a rotatable state, and a plurality of driving pulleys are formed around a rotation shaft of the driving pulley. One of the pinholes and the first pivot end of the connecting link is hinged, the joint pivot is rotatably coupled to the hip joint shaft formed on the base plate to be angularly moved by hinged with the second pivot end of the connecting link. Power drive unit; The femoral support is coupled to the lower end of the joint rotation portion, the rotation cam is axially coupled so as to rotate only in one direction on the upper side of the thigh support so that the adduction and abduction action is induced between the fixed cam fixed to the base plate, Characterized in that the configuration including the thigh fixing portion is formed with a thigh belt for fixing the femoral portion of the human body in the vertical direction of the thigh support.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동력보행보조기의 구성 및 작용에 대해 첨부도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the configuration and operation of the power walking aid according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 동력보행보조기의 전체구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 체간 고정부의 구조를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 동력보행보조기의 동력구동부의 구조를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 대퇴부 고정부의 구조를 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 동력보행보조기를 인체에 장착한 상태를 도시한 측면도 이다.1 is a perspective view showing the overall configuration of the power walking aid according to the invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of the interbody fixing portion of the power walking aid according to the present invention, Figure 3 is a power walking aid according to the present invention Figure 4 is an exploded perspective view showing the structure of the power drive unit, Figure 4 is an exploded perspective view showing the structure of the thigh fixing portion of the power walking aid according to the invention, Figure 5 is a state equipped with a power walking aid according to the present invention to the human body It is a side view shown.
동 도면에서 보여 지는 바와 같은 본 발명에 따른 동력보행보조기는 크게, 체간 고정부(100), 동력 구동부(300), 대퇴부 고정부(200)로 구성된다.Power walk aid according to the present invention as shown in the figure is largely composed of the
우선, 도 2에서 보는 바와 같은 체간 고정부(100)는 인체(골반)에 착용시키기 위한 허리벨트(110)가 구비되고, 상기 허리벨트(110)의 좌우 양측에 제1, 제2베 이스판(120)(130)이 장착되며, 상기 제1, 제2베이스판(120)(130) 상에 각각 제1, 제2고정블록(140)(150)이 장착되고, 상기 제1, 제2고정블록(140)(150) 사이를 연결시켜 구조적 강도가 유지되도록 지지프레임(160)이 결합된다.First, the
여기서, 상기 허리벨트(110)는 일체형 원형 띠 형상을 제작되어 환자의 머리 위쪽에서 아래쪽으로 내려 착용되도록 할 수도 있고, 정면이나 후면에 별도의 체결용 버클부를 형성시켜 착용이 간편하도록 할 수도 있다.In this case, the
또한, 상기 제1, 제2베이스판(120,130)은 상호 대향구조를 갖도록 설치되고, 대퇴부 지지대(210)가 결합되는 일측 또는 양측에 구동풀리(340)가 축결되기 위한 구동풀리축(121) 및 고관절축(123), 고정캠(125)이 설치되도록 한다. 이때, 본 발명의 첨부도면에서는 제1베이스판(120)만을 기준으로 설명하고 있음을 밝혀둔다.In addition, the first and
이때, 상기 고관절축(123)은 인체의 고관절 중심부에 위치하도록 설치된다.At this time, the
다음, 도 3에서 보는 바와 같은 동력 구동부(300)는 상기 제1고정블록(140)에 동력원을 제공하는 모터(310)가 장착되고, 상기 모터(310)의 회전력을 전달받도록 된 구동풀리(340)가 제1베이스판(120) 일측에 회전 가능한 상태로 축결합되고, 상기 구동풀리(340)의 회전축 둘레에 형성된 복수개의 핀홀(341) 중 어느 하나와 연결링크(350)의 제1피봇단(351)이 힌지 결합되며, 상기 연결링크(350)의 제2피봇단(353)과 힌지결합되어 각운동되도록 상기 베이스판(120) 상에 형성된 고관절축(123)에 회전 가능한 상태로 관절회전부(360)가 축 결합된다.Next, the
여기서, 상기 모터(310)의 회전축에는 도 3에서와 같은 모터풀리(320)가 장 착되어 회전력을 전달받고, 상기 회전력을 타이밍벨트(330)를 통해 구동풀리(340)에 전달시키게 된다.Here, the
상기 구동풀리(340)는 제1베이스판(120)의 구동풀리축(121)에 회전 가능한 상태로 축결합되는데, 상기 구동풀리(340)의 회전축 둘레에 축중심으로부터 서로 다른 거리를 두고 복수 개의 핀홀(341)이 형성되도록 한다.The driving
상기와 같이 형성된 핀홀(341) 들 중 어느 하나의 핀홀(341)이 연결링크(350)의 제1피봇단(351)과 힌지핀(P1)을 이용해 힌지 결합하게 되고, 상기 연결링크(350)의 제2피봇단(353)이 힌지핀(P2)을 이용해 관절회전부(360)의 제3피봇단(361)과 힌지결합된다.Any one of the
이때, 상기 복수개의 핀홀(341)은 회전축 중심으로부터 각기 다른 거리에 형성됨으로써, 연결링크(350)의 제1피봇단(351)과 결합되는 위치에 따라 관절회전부(360)와 유격을 가변시키는 역할을 하게 된다. 상기와 같이 유격이 가변되면 관절회전부(360)의 각운동범위가 달라지게 되고, 이와 같은 구동원리에 의해 보행자의 보폭에 따른 조절이 가능하게 된다.At this time, the plurality of
상기 연결링크(350)는 구동풀리(340)에 결합되는 제1피봇단(351) 측으로부터 소정길이를 오목하게 구부려진 곡선구간(355)으로 형성시켜 상기 구동풀리(340)의 회전시 곡선구간(355)이 구동풀리(340)의 고정축을 감싸는 형태로 회전되도록 하여 간섭이 방지되도록 할 수 있고, 구동풀리(340)의 전, 후면에 각각 대향되도록 한 쌍을 결합시켜 동력전달 시 비틀림이 방지되도록 할 수 있다.The
또한, 상기 관절회전부(360)는 제1베이스판(120)에 형성된 고관절축(123)에 회전 가능한 상태로 축결합되는데, 보다 자세한 구성은 뒤에서 설명하기로 한다.In addition, the
다음, 도 4에서 보는 바와 같은 대퇴부 고정부(200)는 상기 관절회전부(360)의 하단에 대퇴부 지지대(210)가 결합단(211)을 이용해 결합되며, 상기 대퇴부 지지대(210)의 상측에 일방향으로만 회전되도록 회전캠(240)이 축결합되어 베이스판(120)에 고정 설치된 고정캠(125)과의 사이에 내전 및 외전작용이 유도되도록 하고, 상기 대퇴부 지지대(210)의 수직방향으로 인체의 대퇴부와 고정되기 위한 대퇴부 벨트(220)(230)가 형성된다.Next, the
여기서, 상기 관절회전부(360)는 고관절축(123)을 중심으로 양단에 날개를 형성하고, 각각의 날개 끝단에는 수평방향으로 관통되는 핀홀(363)을 형성하게 된다.Here, the
이때, 상기 날개의 일측 끝단이 연결링크(350)와 힌지결합되는 제3피봇단(361)을 형성하게 된다.At this time, one end of the wing forms a
상기 관절회전부(360) 내측에는 대퇴부 지지대(210) 및 베어링 케이스(380)가 핀홀(363)(211a)(381)이 축 일치되도록 정렬되어 외측으로부터 힌지핀(P3)(P4)을 이용해 결합된다.The
이때, 상기 베어링 케이스(380) 내에서는 제1베이스판(120)의 고관절축(123)과 축 결합되는 베어링(370)이 설치되고 있다.At this time, in the
또한, 상기 회전캠(240)의 축 중심에 일 방향 회전만이 가능하도록 된 원웨이 클러치베어링(250)이 설치되고 있고, 이와 같은 회전캠(240)은 회전캠 수용 부(213)에 수용된 후, 상측으로부터 캠핀(260)이 축 결합됨으로써, 이탈이 방지된다. 이때, 상기 캠핀(260)의 이탈과 회전을 방지하기 위한 힌지핀(P5)이 회전캠 수용부(213) 하측에서 결합되도록 할 수 있다.In addition, the one-way
앞서, 설명한 바와 같은 본 발명은 도면을 통해 편마비 환자용 보행보조기를 설명하고 있으나, 필요에 따라서는 앞서 언급된 바와 같은기 동력 구동부(300) 및 대퇴부 고정부(200)의 구성을 제2베이스판(130)에도 대응 장착시켜 사용할 수도 있다.Although the present invention as described above has described the gait aid for hemiplegic patients through the drawings, if necessary, the configuration of the machine
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 구성에 상기 동력 구동부(300)를 제어하기 위한 제어부 및 콘트롤러가 장착되도록 할 수도 있다.In addition, although not shown in the drawings, a controller and a controller for controlling the
이와 같은 제어부 및 콘트롤러는 주지 공용된 기술로서, 환자의 장애정도에 따른 맞춤형 구동이 가능하도록 한다.Such a control unit and a controller are well-known common technologies, and allow a customized driving according to a degree of disorder of a patient.
이와 같은 제어부의 제어프로그램은 병원 등의 재활프로그램과 연계시키는 것이 가능하도록 할 수 있도록 하고, 이를 위해 프로그램의 입력 및 수정이 용이한 외부입력수단(디스켓 또는 USB포트 등)이 구비되도록 할 수도 있다.The control program of the control unit may be linked to a rehabilitation program such as a hospital, and for this purpose, an external input means (such as a diskette or a USB port) for easily inputting and modifying a program may be provided.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 동력보행보조기에 대한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings, the operation of the power walking aid according to the present invention made as described above.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 동력보행보조기의 측면 구동상태를 단계별로 도시한 단계별 작동 상태도이고, 도 7a 내지 7b는 본 발명에 따른 동력보행보 조기의 전두면 움직임을 구현하는 캠 작용을 설명하는 개념도이며, 도 8은 고관절의 시상면에서의 관절운동과 관절 토크를 나타낸 그래프이고, 도 9는 슬관절의 시상면에서의 관절운동과 관절 토크를 나타낸 그래프이며, 도 10은 족관절의 시상면에서의 관절운동과 관절 토크를 나타낸 그래프이고, 도 11은 고관절의 전두면에서의 관절운동을 나타낸 그래프이다.6a to 6d is a step-by-step operation state diagram showing the side driving state of the power walking aid according to the present invention step by step, Figure 7a to 7b is a cam action for implementing the frontal front movement of the power walking early according to the invention 8 is a graph illustrating joint motion and joint torque in the sagittal plane of the hip joint, FIG. 9 is a graph illustrating joint motion and joint torque in the sagittal plane of the knee joint, and FIG. 10 is a sagittal plane of the ankle joint. Fig. 11 is a graph showing joint motion and joint torque in Fig. 11 is a graph showing joint motion in the frontal plane of the hip joint.
먼저, 환자 본인이 콘트롤러 등을 이용해 제어부에 신호를 입력하면, 상기 구동신호를 입력 받은 모터(310)가 구동하게 되고, 회전축과 결합된 모터풀리(320)를 회전시키게 된다.First, when the patient himself inputs a signal to the controller using a controller or the like, the
이때, 상기 모터풀리(320)는 그 외주면을 감싸고 있는 타이밍벨트(330)를 구동시키게 되고, 상기 타이밍벨트(330)는 구동풀리(340)를 연동시키게 되며, 상기 구동풀리(340)는 이와 결합된 연결링크(350)를 직선 운동시키게 된다.In this case, the
이때, 상기 구동풀리(340)는 모터(310)의 회전축에 직접 결합되는 형태로 장착될 수도 있다.In this case, the driving
상기 연결링크(350)는 구동풀리(340)의 회전둘레에 제1피봇단(351)이 힌지 결합되고 제2피봇단(353)이 관절회전부(360)의 일 끝단에 힌지 결합되어 직선운동 즉, 크랭크운동을 수행한다.The
이때, 상기 연결링크(350)의 직선운동을 전달받는 관절회전부(360)는 고관절축(123)을 중심으로 소정범위의 각운동이 이루어지게 된다.At this time, the
이때, 상기 관절회전부(360)에는 대퇴부 지지대(210)가 결합된 상태로서, 상기 대퇴부 지지대(210)는 내측 상 하단에 각각 형성된 대퇴부 벨트(220)(230)에 대 퇴부를 고정시켜 전후 방향으로 각 운동시킴으로써, 보행이 이루어지도록 한다.At this time, the
이때, 상기 대퇴부 지지대(210)의 각 운동되는 범위는 도 6a 내지 6d에서 보는 바와 같이 전후 각도를 달리하여 설계된다.At this time, each movement range of the
도면에서는 전방 30° , 후방 10° 범위로 설계되어 있으나, 이는 환자의 상태에 따라 보폭이나 보행속도가 달라질 수 있기 때문에 이로 인한 각운동 범위는 얼마든지 다른 형태로 설계될 수 있다.In the figure is designed in the front 30 °, rear 10 ° range, but this can be designed in any other form of angular motion range due to the step length or walking speed can vary depending on the condition of the patient.
이때, 도 6d를 참조하게 되면 대퇴부 지지대(210)가 5° 범위 전후일 때, 전두면에서의 각도가 5° 이상 벌어지는 외전현상이 일어남을 볼 수 있다.In this case, referring to FIG. 6D, when the
이에 대해 보다 자세히 설명하면, 상기 대퇴부 지지대(210)가 전후 각 운동될 때, 상기 대퇴부 지지대(210)에 장착된 회전캠(240)과 제1베이스판(120)에 장착된 고정캠(125) 사이에 상호 마찰운동 및 회전운동이 발생하게 된다.In more detail, when the
이때, 상기 회전캠(240)과 고정캠(125)은 도 7a 내지 도 7b에서 보는 바와 같이 상호 치형 구조에 의한 정합 관계를 갖게 되는데, 상기 회전캠(240)은 대퇴부 지지대(210)의 전방 회동 시(도 7a) 원웨이 클러치베어링(250)에 의한 제동력이 작용되는 상태로서, 회전되지 못하고, 고정캠(125)의 치형을 타고 넘어가게 된다.At this time, the
이때, 고정캠(125)과 회전캠(240)의 치형 높이에 따라 대퇴부 지지대(210)가 몸 중심의 외측으로 벌어지는 외전작용이 일어나게 된다.At this time, according to the height of the teeth of the fixed
이는, 인체가 보행을 위해 한 발을 디디는 동작에서 디딤발 측의 고관절은 몸 중심의 내측으로 중심이 이동되는 반면, 내 딛는 발 측의 고관절은 몸 중심 바깥쪽으로 벌어지는 경향을 보이는 인체 특성을 고려한 설계로서, 상기 외전 작용에 의해 전방으로 각 운동된 대퇴부 지지대(210)가 디딤발이 되고 반대측 발을 내딛는 순간 회전캠(240)이 역방향으로 회전하려는 힘이 작용하게 되는데, 이때 에는 회전캠(240)이 제동력이 제거된 상태로서, 고정캠(125)의 치형을 타고 넘지 않고, 회전됨으로써, 정상적인 각 운동이 이루어지게 된다. 이는 디딤발 측의 고관절이 몸 중심의 내측으로 이동되는 역할을 수행하게 된다.This is a design that takes into account the characteristics of the human body in which the hip joint on the stepping foot is moved to the inside of the center of the body in the movement of the human foot stepping while walking, while the hip joint on the stepping foot is spreading out of the center of the body. When the
도 6a를 살펴보면, 이는 도 8에서 도시되는 바와 같이 우측발이 지면에 닿기 시작하는 시점으로서, 고관절에 최대토크가 걸리고 각속도는 최소가 되는데, 이때 구동풀리(340)의 축 중심과 연결링크(350)의 제1피봇단(351) 및 제2피봇단(353)이 일직선상에 위치하게 된다.Referring to FIG. 6A, this is a time point at which the right foot starts to reach the ground as shown in FIG. 8, and the maximum torque is applied to the hip joint, and the angular velocity is minimum. At this time, the axis center of the driving
다시 말해, 구동풀리(340)가 많이 회전하여도 연결링크(350)의 제2피봇단(353)과 이에 연결된 관절회전부(360)의 제3피봇단(361)이 조금밖에 회전하지 않는 배치가 되어 구동풀리(340)에 걸리는 토크를 적게 하면서 도 8과 같은 보행패턴을 나타내면서 대퇴부 지지대(210)를 회전시켜 인체의 대퇴부를 적은 힘으로도 움직일 수 있게 된다.In other words, even if the driving
이와 같은 작용은 말기 입각기(전유각기)에서도 동일하게 나타고 도 9 내지 도 10에서와 같은 슬관절, 족관절에서도 동일한 적용이 가능하다.This action is the same in the late standing stage (whole leg) and the same application is possible in the knee joints, ankle joints as shown in Figs.
도 11을 통해, 인체가 보행을 할 때 중간 입각기 때는 고관절이 안으로 내전하면서 신체의 무게중심을 발바닥에 위치시키게 되며, 중간 유각기 때에는 바깥쪽으로 외전을 하여 체중을 지지하고 있는 반대쪽 하지에 걸리지 않게 하는 보행특성을 가지는 것을 알 수 있다.11, when the human body walks, the hip joint protrudes in the middle position when the human body walks, and the center of gravity of the body is placed on the sole of the foot. It can be seen that it has a walking characteristic.
이상, 본 발명이 실시 예를 들어 설명되었으나, 본 발명의 실시 예는 단지 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명이 속하는 분야의 기술자는 본원의 특허청구범위에 기재된 원리 및 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변형 또는 변경할 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been described by way of examples, the embodiments of the present invention are merely examples and should not be construed as limiting the scope of the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may modify or alter the present invention in various forms within the principles and scope described in the claims herein.
상기 본 발명은 동력 구동부를 설치함으로써, 보행속도 및 보폭을 환자의 상태에 따라 자유롭게 조절할 수 있고, 근력이 현저하게 떨어져 있는 중증 환자의 보행을 모터 동력을 이용해 돕도록 함으로써, 신체에너지 사용을 최소화 시켜 중증 환자의 재활에 도움이 되도록 하는 한편, 장시간 사용에 따른 피로감을 최소화 할 수 있게 되는 효과를 갖는다.According to the present invention, by installing a power drive unit, the walking speed and the stride length can be freely adjusted according to the patient's condition, and by using motor power to assist the walking of a severely severe patient whose muscle strength is significantly separated, thereby minimizing the use of physical energy. While helping to rehabilitate severe patients, it has the effect of minimizing fatigue due to prolonged use.
또한 본 발명은 회전캠 및 고정캠을 이용한 대퇴부 지지대의 내전 및 외전 작용이 유도되도록 함으로써, 인체의 보행특성을 최대한 고려하여 환자의 불편을 최소화 시키는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of minimizing the discomfort of the patient in consideration of the walking characteristics of the human body to the maximum by inducing the adduction and abduction action of the thigh support using the rotating cam and the fixed cam.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060061415A KR100731899B1 (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Power-driven walking supporting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060061415A KR100731899B1 (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Power-driven walking supporting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100731899B1 true KR100731899B1 (en) | 2007-06-25 |
Family
ID=38373292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060061415A KR100731899B1 (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Power-driven walking supporting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100731899B1 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100848169B1 (en) | 2007-02-06 | 2008-07-23 | 주식회사 피앤에스미캐닉스 | Walking zimmer |
KR101060732B1 (en) | 2010-02-05 | 2011-08-30 | 비케이메디텍 (주) | Knee one-way brake device |
KR200456400Y1 (en) | 2010-03-09 | 2011-10-27 | 서영춘 | Supporting device for waist protection |
KR101123344B1 (en) | 2009-07-28 | 2012-04-12 | 근로복지공단 | Knee supporter with one way clutch |
KR101142240B1 (en) * | 2010-05-12 | 2012-05-07 | 한양대학교 산학협력단 | Wearable robot to assist muscular strength |
KR101368817B1 (en) | 2012-04-02 | 2014-03-03 | 유승현 | Walk assist apparatus |
KR101575243B1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-12-07 | 고려대학교 산학협력단 | Exercise equipment for hip joint |
CN105326588A (en) * | 2014-08-17 | 2016-02-17 | 张楷颖 | Wearable walking aid for lower limb osteoarthrosis patients |
EP3087967A1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-02 | Steering Solutions IP Holding Corporation | Adjustable position pivot for medical assist device |
US10039687B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Driving modules and motion assistance apparatuses including the same |
US10154936B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Connecting module and motion assistance apparatus including the same |
CN110384604A (en) * | 2019-05-20 | 2019-10-29 | 苏州市职业大学 | A kind of adjustable walking power assisting device of step pitch |
US10588811B2 (en) | 2015-04-30 | 2020-03-17 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Low friction gearbox for medical assist device |
US10874575B2 (en) | 2016-11-02 | 2020-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling balance |
US11369542B2 (en) | 2016-11-29 | 2022-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Motion assistance apparatus |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002301124A (en) | 2001-04-06 | 2002-10-15 | Honda Motor Co Ltd | Walking assisting device |
KR20050075953A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-26 | 산재의료관리원 | Power-driven walking supporting device |
WO2005087172A1 (en) | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Yoshiyuki Sankai | Wearing type behavior help device, wearing type behavior help device calibration device, and calibration program |
JP2006061460A (en) | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Honda Motor Co Ltd | Controller of walking assistant apparatus |
JP2006075254A (en) | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Honda Motor Co Ltd | Walking assist mounting device |
-
2006
- 2006-06-30 KR KR1020060061415A patent/KR100731899B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002301124A (en) | 2001-04-06 | 2002-10-15 | Honda Motor Co Ltd | Walking assisting device |
KR20050075953A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-26 | 산재의료관리원 | Power-driven walking supporting device |
WO2005087172A1 (en) | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Yoshiyuki Sankai | Wearing type behavior help device, wearing type behavior help device calibration device, and calibration program |
JP2006061460A (en) | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Honda Motor Co Ltd | Controller of walking assistant apparatus |
JP2006075254A (en) | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Honda Motor Co Ltd | Walking assist mounting device |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100848169B1 (en) | 2007-02-06 | 2008-07-23 | 주식회사 피앤에스미캐닉스 | Walking zimmer |
KR101123344B1 (en) | 2009-07-28 | 2012-04-12 | 근로복지공단 | Knee supporter with one way clutch |
KR101060732B1 (en) | 2010-02-05 | 2011-08-30 | 비케이메디텍 (주) | Knee one-way brake device |
KR200456400Y1 (en) | 2010-03-09 | 2011-10-27 | 서영춘 | Supporting device for waist protection |
KR101142240B1 (en) * | 2010-05-12 | 2012-05-07 | 한양대학교 산학협력단 | Wearable robot to assist muscular strength |
KR101368817B1 (en) | 2012-04-02 | 2014-03-03 | 유승현 | Walk assist apparatus |
KR101575243B1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-12-07 | 고려대학교 산학협력단 | Exercise equipment for hip joint |
US10039687B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Driving modules and motion assistance apparatuses including the same |
US10154936B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Connecting module and motion assistance apparatus including the same |
CN105326588B (en) * | 2014-08-17 | 2018-05-01 | 张楷颖 | The wearable walk helper of leg bone arthritic patients |
CN105326588A (en) * | 2014-08-17 | 2016-02-17 | 张楷颖 | Wearable walking aid for lower limb osteoarthrosis patients |
CN106073956A (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-09 | 操纵技术Ip控股公司 | Pivot for the adjustable position of medical aid |
EP3087967A1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-02 | Steering Solutions IP Holding Corporation | Adjustable position pivot for medical assist device |
US10398617B2 (en) | 2015-04-29 | 2019-09-03 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Adjustable position pivot for medical assist device |
US10588811B2 (en) | 2015-04-30 | 2020-03-17 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Low friction gearbox for medical assist device |
US10874575B2 (en) | 2016-11-02 | 2020-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling balance |
US11369542B2 (en) | 2016-11-29 | 2022-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Motion assistance apparatus |
CN110384604A (en) * | 2019-05-20 | 2019-10-29 | 苏州市职业大学 | A kind of adjustable walking power assisting device of step pitch |
CN110384604B (en) * | 2019-05-20 | 2021-07-02 | 苏州市职业大学 | Walking booster unit with adjustable step |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100731899B1 (en) | Power-driven walking supporting device | |
CN107411939B (en) | A kind of dedicated power-assisted healing robot of single lower limb individuals with disabilities | |
US7481742B2 (en) | Walking assistance device | |
ES2810799T3 (en) | Machine-to-human interfaces for communication from a lower extremity orthosis | |
KR101494685B1 (en) | Apparatus for training the lower extremities | |
US8313448B2 (en) | Walking assistance device | |
CN106901947B (en) | Wearable lower limb exoskeleton assisted walking robot mechanism | |
JP4112430B2 (en) | Walking assist device | |
JP4093912B2 (en) | Walking assist device | |
EP2277492A1 (en) | Passive exercise assistance device | |
KR100580971B1 (en) | Rehabilitation Medicine Device for Compound Joint Motion | |
KR101233649B1 (en) | Wearable robot to assist muscular strength | |
KR102432862B1 (en) | A joint assembly and a motion assist apparatus comprising thereof | |
CN107928996B (en) | Semi-passive light-weight lower limb exoskeleton | |
KR101230458B1 (en) | Rehabilitation machine device for knee joint | |
CN108743224A (en) | Leg rehabilitation training and body-building exoskeleton robot | |
CN112022618B (en) | Rigid-flexible coupling wearable walking assisting exoskeleton system | |
KR20160036316A (en) | Ankle exercise apparatus | |
JP4110113B2 (en) | Walking aids | |
CN108938325A (en) | Lower limb body recovery exercising robot | |
JP5491706B2 (en) | Exercise assistance device | |
WO2024011836A1 (en) | Lower limb exoskeleton for lateral walking rehabilitation | |
CN111281739A (en) | Recovered ectoskeleton robot | |
CN211326692U (en) | Postoperative rehabilitation bed | |
KR200334091Y1 (en) | The relife equipment of a leg muscles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130605 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140603 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150604 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180614 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190603 Year of fee payment: 13 |