KR101224056B1 - 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법 - Google Patents

보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 사용자의 상체 동작을 센싱하는 단계와 상기 센싱된 상체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 획득하는 단계와 상기 사용자의 하체에 착용되는 하체 착용형 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하는 단계와 상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 보상하는 단계와 상기 보상된 구동 정보에 따라 휠 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법{WALKING ASSISTANCE DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING OPERATION OF THE DEVICE}
본 발명은 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠 구동 기반 보행 보조 장치와 하체 착용형 보행 보조 장치의 협조 제어에 의해 성능 및 안정성을 극대화시킬 수 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법에 관한 발명이다.
외상 또는 정신적인 원인 등에 의해 척수 또는 뇌의 일부가 손상되는 경우, 근육을 움직이도록 하는 신호가 정상적으로 근육에 전달되지 않을 수 있다. 이때, 신체의 일부를 움직일 수 없게 되는 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 질환의 대표적인 예로는 척수 손상과 편마비를 들 수 있다.
이 경우, 질환 발생 초기에 적극적인 운동 재활을 통해 신호 전달 기능을 복원하여 신체 마비를 개선하는 임상 치료 방법에 대해서 다양한 연구 결과가 발표되고 있다.
이러한 재활 치료를 위해서는 트래드밀 등을 활용하여 두 명의 재활 치료사가 장애인의 다리를 직접 움직여 보행 패턴을 만들어야 한다. 그러나, 이 경우, 재활 치료를 위해서는 재활 치료사의 도움이 필수적이므로, 장기적인 치료를 위해서는 많은 비용이 발생하게 된다.
이를 보완하기 위하여, 치료사에 의해 시행되던 기존의 재활 치료를 전기 모터 등에 의해 구동되는 기계 장치로 대체하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 그리고, 상기 연구에 의해 재활 치료 효과를 더욱 개선하기 위한 다양한 장치들이 고안되고 있다.
기계 장치에 의하여 운동 재활을 구현하기 위한 트래드밀을 활용하는 하체 착용형 보행 패턴 생성 장치에 관해서는 1980년대부터 연구되었지만, 이를 응용한 상용화 단계의 장치는 비교적 최근에 개발되었다.
대표적으로, 신체를 와이어에 의해 장치 상부에 고정하여 상하 운동을 관리하고, 전기 모터 구동에 의해 고관절과 무릎 관절의 운동 발생이 가능하도록 하는 기계 장치를 하체에 착용하여 사용자가 트래드밀 상에서 운동 재활을 수행할 수 있도록 하는 장치가 있다.
이 장치는 마비된 다리를 기계적 구동장치에 의해 직접 운동을 시켜 보행 패턴을 생성시킬 수 있다. 이와 동시에 사용자의 보행 의지에 따라 발생하는 하체에 고정된 기계 장치와 다리와의 반발력을 측정하고 운동 궤적을 변경시켜 재활 운동 효과를 극대화시킬 수 있다.
그러나, 본 재활 치료는 트래드밀 상에서 진행되며 사용자의 의지와는 무관하게 기계 장치에 의해 보행 패턴을 생성해 주는 것이다. 따라서, 사용자가 재활 치료에 적극적으로 참여하는 의지를 보이지 않는 경우 치료 효과가 급격하게 낮아지는 문제점이 있다. 그러므로, 사용자가 적극적으로 참여할 수 있는 계기를 마련해 주기 위한 다양한 수단을 부가적으로 구현해 주어야 한다. 예들 들어, 대형 스크린 등을 활용하여 공원을 산책하는 느낌을 사용자에게 전달하는 등의 방법이 있을 수 있다.
이와는 다른 장치로서, 주로 고령자의 저하된 근력을 보조하여 보행을 도와주기 위해 고안된 도 11과 같은 장치가 있다. 상기 장치는 기존 워커의 형태를 갖는 휠 구동 방식 기계 장치에 앉기/서기 동작을 수행할 때 사용자가 의지할 수 있는 지지면을 사용자에 맞추어 움직여 주는 장치를 부가한 것이다. 그리고, 상기 장치는 한국 특허 출원 제10-2010-0069962호 등에 기재되어 있다.
이 장치는 사용자의 보행 의지에 의해서만 움직이며 개방된 공간에서 자유롭게 이동 가능하여 일상 생활을 보조해 줄 수 있다. 그리고, 사용자와 기계 장치가 고정되어 있지 않아 기계 장치를 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 사용자가 장치를 사용하다가 넘어지는 경우에, 기계 장치가 직접적으로 개입하여 이를 방지시켜 줄 수 있는 수단이 없으며 사용자가 넘어지지 않도록 보조해 주는 역할 만을 수행할 수 있다. 또한, 이 장치 역시 근력이 약화된 일반인이나 일부의 편마비 환자에만 적용 가능하며 척수 손상 환자는 사용할 수 없는 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 다음과 같다.
본 발명의 일 과제는, 사용자의 상체 조작에 의해 제어되는 휠 구동 방식 보행 보조 장치와 척수 또는 뇌 손상 등의 원인에 의하여 마비되거나 근력이 약화된 하체의 보행 패턴 생성을 위한 하체 착용형의 보행 보조 장치를 사용함에 있어, 상기 각 장치에 의해 취득된 사용자 보행 의지와 기계 장치의 구동 상태 정보를 서로 공유할 수 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 상기 각 장치에 의해 취득된 사용자 보행 의지와 기계 장치의 구동 상태 정보를 상기 각 장치가 공유함으로써, 상기 두 장치 간의 협조 제어를 통해 척수 손상 또는 편마비 장애인, 근력이 저하된 일반인의 보행 재활 치료를 도울 수 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 척수 손상 또는 편마비 장애인, 근력이 저하된 일반인의 보행을 보조할 수 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하기 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 이하와 같은 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법을 제공함으로써 상술한 과제를 해결한다.
본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 사용자의 상체 동작을 센싱하는 단계, 상기 센싱된 상체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 획득하는 단계, 상기 사용자의 하체에 착용되는 하체 착용형 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하는 단계, 상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 보상하는 단계, 상기 보상된 구동 정보에 따라 휠 구동을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상체 동작을 센싱하는 단계에서 상기 휠 타입 보조 보행 장치의 상부에 장착된 센서에 인가되는 사용자의 힘을 센싱하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 보행 패턴을 예측하는 과정이 상기 인가되는 힘으로부터 수평 방향 벡터의 힘과 수직 방향 벡터의 힘을 구하는 과정, 상기 수직 방향 벡터 힘에 기초하여 상기 사용자의 발이 지면으로부터 떨어지는 높이를 예측하여 산출하는 과정, 상기 수평 방향 벡터 힘에 기초하여 상기 사용자의 보폭을 예측하여 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 하체 착용형 보행 보조 기구와의 이격 거리를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 이격 거리에 기초하여 상기 구동 정보를 추가적으로 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 구동 정보에 의하여, 상기 휠의 속도 및 가속도 중 적어도 어느 하나가 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 구동 정보에 의하여, 상기 휠을 역방향으로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 피드백 신호가, 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도, 이동 거리 및 상기 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 사용자의 하체 동작을 센싱하는 단계, 상기 센싱된 하체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 획득하는 단계, 상기 사용자가 지지하고 있는 휠 타입 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하는 단계, 상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 보상하는 단계, 상기 보상된 구동 정보에 따라 하체 착용형 보행 보조 장치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치는, 휠 타입 보행 보조 장치를 위한 몸체, 상기 몸체에 장착되어, 사용자의 하체 착용형 보행 보조장치와 통신하는 송수신부, 상기 몸체와 연결되고, 지면과 접촉되어 굴림되는 휠, 상기 휠을 구동하는 구동부, 상기 몸체의 상부에 장착되어 사용자의 상체 동작을 센싱하는 센싱부, 상기 센싱부에 의해 센싱된 상체 동작에 기초하여 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 산출하고, 상기 송수신부를 통해 상기 사용자의 하체에 착용되는 하체 착용형 보행 보조 기구로부터 피드백 신호를 수신하면, 상기 피드백 신호에 기초하여 상기 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 보상하고, 상기 보상에 따른 구동 정보에 근거하여 휠 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치는, 하체 착용형 보행 보조 장치를 위한 프레임, 상기 프레임에 장착되어, 휠 타입 보행 보조 장치와 통신하는 송수신부, 상기 프레임에 각각 설치되어 상기 프레임을 회전시키는 고관절부 구동부와 슬관절부 구동부, 상기 프레임에 장착되어 사용자의 하체 동작을 센싱하는 센싱부, 상기 센싱부에 의해 센싱된 하체 동작에 기초하여 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 산출하고, 상기 송수신부를 통해 상기 사용자가 지지하는 휠 타입 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하면, 상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 보상하고, 상기 보상에 따른 구동 정보에 근거하여 하체 착용형 보행 보조 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치는, 사용자의 동작을 감지하는 센싱부와 구동휠 및 몸체를 가지는 휠 타입 보행 보조 장치로 된 보행 보조 장치에 있어서, 사용자 몸의 일부와 휠 타입 보행 보조 장치간의 이격 거리를 감지하는 감지센서와, 상기 감지센서의 출력에 따라 미리 지정된 이격거리를 유지하도록 상기 구동휠을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 보행 보조 장치는, 상기 감지 센서가 사용자의 몸 일부분과 휠 타입 보행 보조 장치의 어느 한쪽에 설치되는 마커, 사용자의 몸 일부분과 휠 타입 보행 보조 장치간의 다른쪽에 설치되어 상기 마커를 촬영하는 카메라를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치는, 사용자가 하체 착용형 보행보조장치를 착용한 경우에 상기 마커는 상기 하체 착용형 보행보조장치에 설치되고, 상기 카메라는 휠 타입 보행 보조 장치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치는, 상기 감지 센서가 휠 타입 보행 보조에 설치되는 카메라와, 특정 패턴을 가지는 광을 발광하는 적외선 광원을 포함하되, 상기 카메라는 상기 적외선 광을 촬영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이하와 같은 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 휠 타입의 보행 보조 장치와 하체 착용형의 보조 장치 간 협조 제어를 통해 보행 보조 장치의 안정성 및 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 척수 손상 또는 편마비 장애인, 근력이 저하된 일반인의 보행 재활 치료를 안정적으로 돕고, 보행 재활 치료 효과를 극대화할 수 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 척수 손상 또는 편마비 장애인, 근력이 저하된 일반인의 보행을 안정적으로 보조할 수 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 물리적으로 분리된 두 장치를 동시에 사용할 때 발생가능한 낙상 위험을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 보행 보조 장치를 사용자가 사용하고 있는 상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 2는 휠 타입 보행 보조 장치의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.
도 3은 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하는 일 실시예를 나타내고 있는 도면이다.
도 4는 하체 착용형 보행 보조 장치의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.
도 5(a)는 하체 착용형 보행 보조 장치와 휠 타입의 보행 보조 장치 간의 신호 송수신을 나타내고 있는 도면이다. 도 5(b)는 제 1 제어부가 제 1 장치 동작 정보, 제 2 장치 동작 정보에 근거하여, 제 1 구동 정보를 보상하는 단계를 나타내고 있는 도면이다.
도 6(a)는 하체 착용형 보행 보조 장치와 휠 타입의 보행 보조 장치 간의 신호 송수신을 나타내고 있는 도면이다. 도 6(b)는 제 2 제어부가 제 2 장치 동작 정보, 제 1 장치 동작 정보에 근거하여, 제 2 구동 정보를 보상하는 단계를 나타내고 있는 도면이다.
도 7은 보행 보조 장치에 설치된 마커와 센서의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8(a)는 하체 착용형 보행 보조 장치의 피드백 신호가 휠 타입의 보행 보조 장치로 송신되는 과정을 나타내고 있는 도면이다. 도 8(b)는 상기 과정에 의한 휠 타입의 보행 보조 장치의 동작 순서를 나타내고 있는 순서도이다.
도 9(a)는 휠 타입 보행 보조 장치의 피드백 신호가 하체 착용형의 보행 보조 장치로 송신되는 과정을 나타내고 있는 도면이다. 도 9(b)는 상기 과정에 의한 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작 순서를 나타내고 있는 순서도이다.
도 10은 각 제어부 이외의 별도 기능부에 의하여 구동 신호의 보상이 이루어지는 경우의 신호흐름도를 나타낸 도면이다.
도 11은 종래 보행 보조 장치를 나타내고 있는 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…유닛", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 보행 보조 장치를 사용자가 사용하고 있는 상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 보행 보조 장치는 휠 타입의 보행 보조 장치(100), 하체 착용형의 보행 보조 장치(200)를 포함할 수 있다.
사용자가 주로 상체를 기대어 의지할 수 있는 휠 타입의 보조 장치는 현재 사용자의 보행 보조 및/또는 사용자의 보행 재활에 일반적으로 사용되고 있다. 또, 사용자의 하체에 주로 착용되는 하체 착용형의 보조 장치도 현재 사용자의 보행 보조 및/또는 사용자의 보행 재활에 일반적으로 사용되고 있다.
상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)는 사용자의 상체 동작을 감지할 수 있고, 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조할 수 있다.
상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)는 센싱부(160), 몸체(170), 휠(180)을 포함할 수 있다. 상기 센싱부(160)에 사용자가 몸을 기대어 의지할 수 있으며, 상기 센싱부(160)는 사용자의 상체 동작을 감지하여 사용자의 동작 의지를 파악할 수 있다. 상기 휠(180)은 지면과 접촉되어 굴림될 수 있으며, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치를 동작시키는 역할을 수행한다. 상기 몸체(170)는 상기 센싱부를 지지하고, 상기 휠에 연결되어 질 수 있다.
상기 하체 착용형의 보행 보조 장치(200)는 사용자의 하체 동작을 감지할 수 있으며, 사용자의 하체에 장착될 수 있다. 또, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)도 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조할 수 있다.
상기 하체 착용형의 보행 보조 장치(200)는 한쌍의 프레임(270), 슬관절부 구동부(280), 고관절부 구동부(290)를 포함할 수 있다. 상기 한쌍의 프레임(270)은 슬관절부 구동부(280), 고관절부 구동부(290)에 연결되어 있으며, 사용자의 하체를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 슬관절부 구동부(280)는 사용자의 슬관절부에 장착되어, 슬관절부 구동부에 연결된 프레임을 구동시킬 수 있다. 상기 고관절부 구동부(290)는 사용자의 고관절부에 장착되어, 고관절부 구동부에 연결된 프레임을 구동시킬 수 있다. 한편, 하체 착용형의 보행 보조 장치(200)에 적어도 하나 의 센싱부가 설치될 수 있다. 상기 센싱부는 사용자의 하체 동작을 감지하여 사용자의 동작 의지를 파악할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의할 때, 사용자는 하체에 하체 착용형 보행 보조 장치를 착용하고, 상체를 휠 타입의 보행 보조 장치의 센싱부에 의지하는 형태로 상기 보행 보조 장치를 사용할 수 있다.
한편, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치와 상기 하체 착용형의 보행 보조 장치는 서로 통신을 수행할 수 있다. 이는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치와 상기 하체 착용형의 보행 보조 장치가 서로 각 상태 정보를 공유하여, 보행 보조 장치를 안정적으로 구동시키기 위해서이다. 이러한 통신은 유무선망을 통한 유선 통신 또는 무선 통신일 수 있다. 유선 통신은, 예를 들어, 알에스-232(RS-232) 또는 유에스비(USB) 방식 등으로 이루어질 수 있다. 무선 통신은, 예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 방식 등으로 이루어질 수 있다.
도 2는 휠 타입 보행 보조 장치의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 휠 타입 보행 보조 장치(100)는 제 1 감지부(110), 제 1 제어부(120), 제 1 구동부(130), 제 1 송수신부(140)를 포함할 수 있다. 다만, 도시된 구성 요소가 본 발명의 휠 타입 보행 보조 장치(100)의 필수 구성 요소에 해당하는 것은 아니며, 상기 구성 요소보다 더 많은 구성 요소에 의하여 휠 타입 보행 보조 장치(100)가 구성될 수도 있고, 상기 구성 요소보다 더 적은 구성 요소에 의하여 휠 타입 보행 보조 장치(100)가 구성될 수도 있다.
상기 제 1 감지부(110)는 사용자의 동작을 감지할 수 있다. 특히, 상기 제 1 감지부(110)는 사용자의 상체 동작을 정밀하게 감지할 수 있다. 상기 사용자의 동작은 사용자가 상기 휠 타입 휠 타입의 보행 보조 장치(100)에 가하는 힘의 크기, 상기 힘의 방향, 상기 힘이 가해지는 상기 휠 타입 휠 타입의 보행 보조 장치(100)의 위치 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제 1 감지부(110)에서 감지된 사용자의 동작에 관한 정보를 제 1 사용자 동작 정보라고 정의하기로 한다.
즉, 사용자와 보행 보조 장치 간에 발생하는 상호 작용의 판단을 위해서, 휠 타입 보행 보조 장치(100)는 사용자의 상체와 휠 타입 보행 보조 장치(100)의 제 1 감지부(110) 상호 간에 작용하는 힘을 측정할 수 있다. 또, 상기 제 1 감지부(110)는 사용자와 상기 휠 타입의 보행 보조 장치 간에 발생하는 작용력을 측정할 수 있는 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 압저항 방식을 활용한 FSR(Force Sensing Resistor), 미세 변형에 따른 저항 변화를 검출하는 스트레인 게이지에 의하여 힘을 간접 측정할 수 있는 로드셀 등을 활용하여 사용자와 상기 휠 타입 보행 보조 장치(100)간의 힘을 측정할 수 있다.
한편 상기 제 1 감지부(110)는 사용자가 조작하는 조이스틱과 같은 조정간으로 형성하는 것도 가능하다.
또, 상기 제 1 감지부, 제 1 제어부는 상기 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다. 도 3은 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하는 일 실시예를 나타내고 있는 도면이다.
도 3을 참조하면, 사용자는 도 3과 같이 센싱부(160)에 힘을 가할 수 있다. 센싱부 내의 제 1 감지부는(110)는 상기 힘을 수평 방향의 힘과 수직 방향의 힘으로 분해할 수 있다. 그리고, 상기 수직 방향 벡터로 표현된 힘에 근거하여, 상기 사용자의 발이 지면으로부터 떨어지는 높이를 산출할 수 있다. 또, 상기 수평 방향 벡터 힘에 근거하여, 상기 사용자의 보폭을 예측하여 산출할 수 있다. 상기와 같은 방식 등에 의하여, 제 1 감지부, 제 1 제어부는 사용자의 상체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.
상기 제 1 제어부(120)는 상기 제 1 사용자 동작 정보에 대응하는 제 1 구동 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 1 구동 정보는 제 1 구동부를 특정 형태로 구동시키기 위한 신호를 의미한다. 또, 상기 제 1 구동 정보는 휠 타입의 보행 보조 장치를 구동시키는데 필요한 휠 타입의 보행 보조 장치(100)의 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제 1 제어부(120)는 각 제 1 사용자 동작 정보에 대응하는 제 1 구동 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 제어부(120)는 상기 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 제 1 구동부를 구동시키기 위한 제 1 구동 정보를 매핑할 수 있다.
한편, 상기 제 1 제어부는, 하체 착용형 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 근거하여, 상기 제 1 구동 정보를 보상할 수 있다. 그 구체적인 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 제 1 구동부(130)는 상기 제 1 구동 정보에 근거하여 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)를 구동시킬 수 있다. 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)의 구동부는 바퀴, 상기 바퀴를 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 구동 정보에 기초하여 모터가 구동될 수 있고, 상기 모터의 구동에 의하여 바퀴가 구동될 수 있다.
한편, 휠 타입의 보행 보조 장치(100)와 하체 착용형의 보행 보조 장치(200)의 협조 제어를 위하여, 각 보행 보조 장치의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 측정할 필요가 있다. 따라서, 상기 제 1 구동부는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치의 위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등을 측정할 수 있는 제 1 측정부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 측정부로부터 획득할 수 있는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 제 1 장치 동작 정보라고 정의하기로 한다.
각 구동부의 위치 측정을 위한 예로써, 인크리멘탈 인코더를 상기 모터 축에 부착하여 미리 설정된 초기화 위치에서 인코더 상대값을 초기화하고, 초기화 값에 대한 변화량으로 위치를 측정하는 방법이 있다. 또, 각 구동부의 속도 측정을 위한 예로써, 일정 시간 동안 인코더 값의 상기 변화량을 측정하여 속도를 계산하는 방법이 있을 수 있다.
또, 위치 측정의 또 다른 실시예로써, 구동부의 회전 각도에 따라 저항이 변화하는 아날로그 포텐션미터에 기준 전압을 인가하고 저항 변화에 따른 출력 전압으로 위치를 측정하는 방법이 있다. 또, 속도 측정의 또 다른 실시예로써, 구동부의 회전 속도에 따라 전압이 변화하는 타코미터를 사용하여 상기 타코미터에서 출력되는 전압으로 속도를 측정하는 방법이 있을 수 있다.
상기 제 1 송수신부(140)는 다른 장치와 신호를 송수신할 수 있다. 이것은 상기 휠 타입의 제 1 보행 보조 장치(100)와 상기 하체 착용형의 보행 보조 장치(200) 간에 조작 의도 및 구동 제어 신호를 공유하기 위해서이다.
도 4는 하체 착용형 보행 보조 장치(200)의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)는 제 2 감지부(210), 제 2 제어부(220), 제 2 구동부(230), 제 2 송수신부(240)를 포함할 수 있다. 다만, 도시된 구성 요소가 본 발명의 하체 착용형 보행 보조 장치(200)의 필수 구성 요소에 해당하는 것은 아니며, 상기 구성 요소보다 더 많은 구성 요소에 의하여 하체 착용형 보행 보조 장치(200)이 구성될 수도 있고, 상기 구성 요소보다 더 적은 구성 요소에 의하여 하체 착용형 보행 보조 장치(200)이 구성될 수도 있다.
상기 제 2 감지부(210)는 사용자의 동작을 감지할 수 있다. 특히, 상기 제 2 감지부(210)는 사용자의 하체 동작을 정밀하게 감지할 수 있다. 상기 사용자의 동작은 사용자가 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)에 가하는 힘의 크기, 상기 힘의 방향, 상기 힘이 가해지는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)의 위치 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제 2 감지부(210)에서 감지된 사용자의 동작에 관한 정보를 제 2 사용자 동작 정보라고 정의하기로 한다.
즉, 사용자와 보행 보조 장치 간에 발생하는 상호 작용의 판단을 위해서, 하체 착용형 보행 보조 장치는 사용자와 하체 착용형 보행 보조 장치 간에 작용하는 지면 반발력을 측정할 수 있다. 상기 제 2 감지부(210)는 사용자와 장치 간에 발생하는 작용력을 측정할 수 있는 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 압저항 방식을 활용한 FSR(Force Sensing Resistor), 미세 변형에 따른 저항 변화를 검출하는 스트레인 게이지에 의하여 힘을 간접 측정할 수 있는 로드셀 등을 활용하여 사용자와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 간의 힘을 측정할 수 있다.
또, 상기 제 2 감지부, 제 2 제어부는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.
상기 제 2 제어부(220)는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 대응하는 제 2 구동 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 2 구동 정보는 제 2 구동부를 특정 형태로 구동시키기 위한 신호를 의미한다. 또, 상기 제 2 구동 정보는 하체 착용형 보행 보조 장치를 제어하기 위한 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제 2 제어부(220)는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 대응하는 제 2 구동 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 제어부(220)는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 근거하여, 제 2 구동부를 구동시키기 위한 제 2 구동 정보를 생성할 수 있다.
한편, 상기 제 2 제어부는, 휠 타입의 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 근거하여, 상기 제 2 구동 정보를 보상할 수 있다. 그 구체적인 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 제 2 구동부(230)는 상기 제 2 구동 정보에 근거하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치를 구동시킬 수 있다. 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)의 구동부는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치를 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 구동 정보에 기초하여 모터가 구동되고, 상기 모터의 구동에 의하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치가 구동될 수 있다.
한편, 휠 타입의 보행 보조 장치와 하체 착용형 보행 보조 장치 간의 협조 제어를 위하여, 각 보행 보조 장치의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 측정할 필요가 있다. 따라서, 상기 제 2 구동부는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등에 관한 정보 등을 측정할 수 있는 제 2 측정부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 측정부로부터 획득할 수 있는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 제 2 장치 동작 정보라고 정의하기로 한다.
각 구동부의 위치 측정을 위한 예로써, 인크리멘탈 인코더를 상기 모터 축에 부착하여 미리 설정된 초기화 위치에서 인코더 상대값을 초기화하고, 초기화 값에 대한 변화량으로 위치를 측정하는 방법이 있다. 또, 각 구동부의 속도 측정을 위한 예로써, 일정 시간 동안 인코더 값의 상기 변화량을 측정하여 속도를 계산하는 방법이 있을 수 있다.
또, 위치 측정의 또 다른 실시예로써, 구동부의 회전 각도에 따라 저항이 변화하는 아날로그 포텐션미터에 기준 전압을 인가하고 저항 변화에 따른 출력 전압으로 위치를 측정하는 방법이 있다. 또, 속도 측정의 또 다른 실시예로써, 구동부의 회전 속도에 따라 전압이 변화하는 타코미터를 사용하여 상기 타코미터에서 출력되는 전압으로 속도를 측정하는 방법이 있을 수 있다.
상기 제 2 송수신부(240)는 다른 장치와 신호를 송수신할 수 있다. 이것은 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)와 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100) 간에 조작 의도 및 구동 제어 신호를 공유하기 위해서이다.
이하에서는, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 간에 협조 제어를 수행하는 본 발명의 보행 보조 장치에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 5는 휠 타입의 보행 보조 장치(100), 하체 착용형 보행 보조 장치(200) 간의 간격에 근거하여 휠 타입의 보행 보조 장치가 협조 제어를 수행하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 5(a)는 하체 착용형 보행 보조 장치와 휠 타입의 보행 보조 장치 간의 신호 송수신을 나타내고 있는 도면이다. 도 5(b)는 제 1 제어부가 제 1 장치 동작 정보, 제 2 장치 동작 정보에 근거하여, 제 1 구동 정보를 보상하는 단계를 나타내고 있는 도면이다.
도 5(a), (b)를 참조하면, 휠 타입의 보행 보조 장치는 하체 착용형의 보행 보조 장치로부터 제 2 장치 동작 정보를 수신할 수 있다. 따라서, 제 1 제어부는 상기 제 2 보행 보조 장치의 동작 상태를 확인할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 제어부는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)에서의 제 1 장치 동작 정보를 획득할 수 있다(S510).
상기 제 1 제어부는 상기 제 1 장치 동작 정보, 상기 제 2 장치 동작 정보를 이용하여 각 보행 보조 장치의 위치, 보행 보조 장치 간의 간격, 상대 변위 등에 관한 정보를 획득할 수 있다.
상기 제 1 제어부에서는 각 보행 보조 장치의 위치, 보행 보조 장치 간의 간격, 상대 변위 등에 관한 정보에 근거하여 보행 보조 장치의 간격이 적정한 간격을 유지하도록 하기 위하여 제 1 구동 정보를 보상할 수 있다(S520). 상기 적정한 간격은 기설정되어 있을 수 있고, 사용자에 의하여 조절될 수 있다.
예를 들어, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)의 간격이 기설정된 간격을 넘어서는 것으로 판단된 경우, 제 1 제어부는 상기 과정을 통하여 제 1 구동 정보를 변경시킬 수 있다. 이때, 변경된 제 1 구동 정보는 휠 타입의 보행 보조 장치(100)의 위치가 하체 착용형 보행 보조 장치(200)에 가깝게 되도록 조절할 수 있다. 즉, 변경된 제 1 구동 정보는 휠 타입의 보행 보조 장치(100)의 휠의 속도, 가속도를 낮추도록 할 수 있다. 또, 변경된 제 1 구동 정보는 상기 휠을 역방향으로 구동되도록 제어할 수 있다.
상기 제 1 제어부는 보상된 제 1 구동 정보를 제 1 구동부로 출력할 수 있다.(S530). 따라서, 상기 제 1 구동부는 상기 보상된 제 1 구동 정보에 의하여 동작할 수 있다.
한편, 제 1 제어부는 제 1, 2 장치 동작 정보에 근거하여 상기 휠 타입의 보행 보조 장치와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 간의 간격 정보를 획득하고, 상기 제 1 장치 구동 정보를 보상하기 위한 보상 신호를 출력할 수 있다. 그리고 상기 신호에 의하여, 상기 제 1 구동 정보가 변경될 수 있다.
휠 타입의 보행 보조 장치와 하체 착용형 보행 보조 장치를 동시에 운용하는 경우, 오조작 등에 의하여 상기 휠 타입의 보행 보조 장치와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이격 거리가 커질 수 있다. 그러나 상기와 같은 방식을 사용함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있다. 또, 상기와 같은 장치를 사용함으로써, 사용자의 낙상 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
도 6은 휠 타입의 보행 보조 장치(100), 하체 착용형의 보행 보조 장치(200) 간의 간격에 근거하여 하체 착용형의 보행 보조 장치가 협조 제어를 수행하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 6(a)는 하체 착용형 보행 보조 장치와 휠 타입의 보행 보조 장치 간의 신호 송수신을 나타내고 있는 도면이다. 도 6(b)는 제 2 제어부가 제 2 장치 동작 정보, 제 1 장치 동작 정보에 근거하여, 제 2 구동 정보를 보상하는 단계를 나타내고 있는 도면이다.
도 6(a), (b)를 참조하면, 하체 착용형의 보행 보조 장치는 휠 타입의 보행 보조 장치로부터 제 1 장치 동작 정보를 수신할 수 있다. 따라서, 제 2 제어부는 상기 제 1 보행 보조 장치의 동작 상태를 확인할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 제어부는 상기 하체 착용형의 보행 보조 장치(100)에서의 제 2 장치 동작 정보를 획득할 수 있다(S610).
상기 제 2 제어부는 상기 제 1 장치 동작 정보, 상기 제 2 장치 동작 정보를 이용하여 각 보행 보조 장치의 위치, 보행 보조 장치 간의 간격, 상대 변위 등에 관한 정보를 획득할 수 있다.
상기 제 2 제어부에서는 각 보행 보조 장치의 위치, 보행 보조 장치 간의 간격, 상대 변위 등에 관한 정보에 근거하여 보행 보조 장치의 간격이 적정한 간격을 유지하도록 하기 위하여 제 2 구동 정보를 보상할 수 있다(S620). 상기 적정한 간격은 기설정되어 있을 수 있고, 사용자에 의하여 조절될 수 있다.
예를 들어, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치(100)와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치(200)의 간격이 기설정된 간격을 넘어서는 것으로 판단된 경우, 제 2 제어부는 상기 과정을 통하여 제 2 구동 정보를 변경시킬 수 있다. 이때, 변경된 제 2 구동 정보는 하체 착용형의 보행 보조 장치(200)의 위치가 휠 타입의 보행 보조 장치(100)에 가깝게 되도록 조절하거나, 하체 착용형 보행 보조 장치(100)의 속도를 상대적으로 높이도록 조절할 수 있다.
상기 제 2 제어부는 보상된 제 2 구동 정보를 제 2 구동부로 출력할 수 있다(S630), 따라서, 상기 제 2 구동부는 상기 보상된 제 2 구동 정보에 의하여 동작할 수 있다.
한편, 상기 제 2 제어부는 제 1, 2 장치 동작 정보에 근거하여 상기 휠 타입의 보행 보조 장치와 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 간의 간격 정보를 획득하고, 상기 제 2 장치 구동 정보를 보상하기 위한 보상 신호를 출력할 수 있다. 그리고 상기 신호에 의하여, 상기 제 1 구동 정보가 변경될 수 있다.
상기 휠 타입의 보행 보조 장치, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치는 마커, 상기 마커를 식별하기 위한 감지 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 장치는 상기 센서와 마커를 이용하여 간격 정보를 획득할 수 있다. 상기 감지 센서는 카메라 등으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 마커는 상기 감지 센서에 의하여 식별될 수 있는 물체로 구성될 수 있다.
다른 방법으로는 마커를 설치하지 않고, 특정한 패턴을 가지는 적외선 광을 발산하는 광원의 광을 객체에 투사하고 카메라가 상기 패턴을 촬영하여 삼각법에 의해 이격 거리를 감지하는 것도 가능하다.
또 다른 방법으로는 적외선 또는 레이저 광을 발산하는 광원을 설치하고, 상기 광원의 광을 객체에 투사한 후 반사되어 오는 반사광을 수신하여 이격 거리를 감지하는 것도 가능하다. 이 경우, 반사광을 수신하기 위한 수신센서와 광원의 광을 객체 방향으로 스캔방식으로 반사하고, 객체에 반사된 반사광을 상기 수신센서측으로 경로를 변환하기 위해 전자기력에 의해 고속으로 구동하는 반사 미러를 추가로 설치할 수 있다.
상기 카메라와 광원과 수신센서 및 반사 미러는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치 및 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 상기 이격 거리를 감지하는 제어부는 상기 감지센서가 설치된 장치에 일체로 구성되는 것이 바람직하다.
도 7은 보행 보조 장치에 설치된 마커와 센서의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
상기 감지 센서는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치 및 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 또, 상기 마커는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치 및 상기 하체 착용형 보행 보조 장치 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.
도 7(a)를 참조하면, 상기 센서(420)가 휠 타입의 보행 보조 장치에 설치되고, 상기 마커(410)가 하체 착용형 보행 보조 장치에 설치되는 경우, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치에서 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 위치를 검출할 수 있다. 도 7(b)를 참조하면, 상기 센서(420)가 하체 착용형 보행 보조 장치에 설치되고, 상기 마커(410)가 휠 타입의 보행 보조 장치에 설치되는 경우, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치에서 상기 휠 타입의 보행 보조 장치의 위치를 검출할 수 있다.
각 보행 보조 장치의 상대 위치를 직접 측정하는 경우, 상기 측정된 정보는 휠 타입의 보행 보조 장치, 하체 착용형의 보행 보조 장치로 직접 송신될 수 있다. 따라서, 상기 각 제어부는 보행 보조 장치 간의 간격 정보를 직접 검출할 수 있다. 이 경우에는 각 송수신부가 제 1 보행 보조 장치, 제 2 보행 보조 장치로부터의 제 1 장치 동작 정보, 제 2 장치 동작 정보를 수신하지 않을 수 있다.
상기 구성에 의하여 각 제어부가 간격 측정에 필요한 정보를 획득한 경우, 앞에서 설명한 방식에 의해 각 제어부는 보행 보조 장치의 간격이 소정의 범위를 유지하도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 방식을 부가하는 경우, 각 보행 보조 장치의 위치 측정에 관한 정확도를 향상시킬 수 있다. 또, 측정 정확도를 향상시킴에 따라, 사용자의 안정성을 극대화할 수 있다.
도 8은 하체 착용형 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호를 이용한, 휠 타입 보행 보조 장치(100), 하체 착용형 보행 보조 장치(200) 간의 협조 제어 구동 과정을 나타내고 있는 도면이다.
도 8(a)는 하체 착용형 보행 보조 장치의 피드백 신호가 휠 타입의 보행 보조 장치로 송신되는 과정을 나타내고 있는 도면이다.
도 8(a)를 참조하면, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치로 피드백 신호를 송신할 수 있다. 상기 피드백 신호는 제 2 사용자 동작 정보, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 제 2 장치 동작 정보를 포함할 수 있다. 상기 피드백 신호는 하체 착용형 보행 보조 장치의 제어 의지 및 구동 상태를 휠 타입의 보행 보조 장치에 알려주기 위한 신호이다. 상기 피드백 신호를 통하여 두 장치 간의 협조 제어를 구현할 수 있다. 한편, 상기 제 2 사용자 동작 정보, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴은 상기 제 2 감지부에서 획득되어질 수 있다. 그리고, 상기 제 2 장치 동작 정보는 상기 제 2 구동부에서 획득되어질 수 있다. 또, 상기 송신은 제 2 송수신부에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 휠 타입의 보행 보조 장치는 제 1 송수신부에서 상기 피드백 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 제어부(120)는 상기 피드백 신호에 근거하여, 기존의 구동 정보를 보상할 수 있다. 그리고, 상기 보상된 구동 정보는 휠 타입 보행 보조 장치의 동작을 변경시킬 수 있다.
상기 보상된 구동 정보는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 위치에 대응하여 상기 휠 타입의 보행 보조 장치의 위치를 일정 범위로 제한하기 위한 신호일 수 있다. 또는, 상기 보상된 구동 정보는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 속도에 대응하여, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치의 속도를 일정 범위로 제한하기 위한 신호일 수 있다. 또는, 상기 보상된 구동 정보는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작에 상기 휠 타입의 보행 보조 장치의 동작이 적절히 대응되도록 하기 위한 신호일 수 있다.
예를 들어, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴에 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴이 적절히 대응되도록 하거나, 제 2 장치 동작 정보에 제 1 장치 동작 정보가 적절히 대응되도록 할 수 있다. 그 이외에도, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴, 제 2 장치 동작 정보, 제 2 사용자 동작 정보를 적절하게 조합하여, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 제 1 장치 동작 정보, 제 1 사용자 동작 정보를 적절하게 대응시킬 수 있다.
구체적으로, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴에 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴을 대응시키는 방법을 살펴보기로 한다.
예를 들어, 제 1 제어부는, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴을 통하여 사용자가 시속 X Km의 속도로 이동하도록 의도하였다는 사실을 확인할 수 있다. 상기 사실을 확인한 시점에, 상기 제 1 제어부는 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴으로부터 사용자가 시속 X+10 Km의 속도로 이동하도록 의도하고 있다는 사실을 확인할 수 있다. 이러한 경우가 발생한다면, 각 장치에서의 의도하고 있는 속도가 다르므로, 양 장치가 조화롭게 동작할 수 없다. 그리고, 각 장치의 거리가 너무 멀어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이때, 제 1 제어부는 보행 보조 장치가 안정적으로 구동되도록, 휠 타입 보행 보조 장치를 구동시키기 위한 구동 정보를 보상할 수 있다. 이때, 상기 구동 정보는, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 의도하는 시속 X Km로 휠 타입의 보행 보조 장치가 동작하도록 하거나, 시속 X Km ~ X+10 Km 사이의 적절한 속도로 동작하도록 할 수도 있다.
또, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 측정된 제 2 장치 동작 정보에 휠 타입의 보행 보조 장치의 동작 정보를 대응시키는 방법을 살펴보기로 한다.
예를 들어, 제 1 제어부는, 하체 착용형 보행 보조 장치가 시속 X Km의 속도로 이동하고 있다는 사실을 확인할 수 있다. 상기 사실을 확인한 시점에, 상기 제 1 제어부는 휠 타입의 보행 보조 장치가 시속 X+10 Km의 속도로 이동하고 있다는 사실을 확인할 수 있다. 이러한 경우가 발생한다면, 각 장치가 동작하고 있는 속도가 다르므로, 양 장치가 조화롭게 동작할 수 없다. 그리고, 각 장치의 거리가 너무 멀어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이때, 제 1 제어부는 보행 보조 장치가 안정적으로 구동되도록, 휠 타입 보행 보조 장치를 구동시키기 위한 구동 정보를 보상할 수 있다. 이때, 상기 구동 정보는, 하체 착용형 보행 보조 장치가 동작하고 있는 시속 X Km로 휠 타입의 보행 보조 장치가 동작하도록 하거나, 시속 X Km ~ X+10 Km 사이의 적절한 속도로 휠 타입의 보행 보조 장치가 동작하도록 할 수도 있다.
도 8(b)는 상기 과정에 의한 휠 타입의 보행 보조 장치의 동작 순서를 나타내고 있는 순서도이다.
도 8(a), (b)를 참조했을 때, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치는 제 1 감지부에서 사용자의 동작을 감지할 수 있다(S810). 앞에서 설명한 것처럼, 상기 제 1 감지부는 제 1 사용자 동작 정보를 출력할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 감지부는 감지된 상체 동작에 기초하여 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.
상기 감지 단계(S810) 이후, 제 1 제어부에 의하여, 상기 제 1 사용자 동작 정보에 대응하는 제 1 구동 정보가 생성될 수 있다(S820).
제 1 구동 정보 생성 단계(S820) 이후, 상기 제 1 제어부는 하체 착용형의 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 근거하여 상기 제 1 구동 정보를 보상할 수 있다(S830). 예를 들어, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 하체 착용형 보행 보조 장치의 제 2 사용자 동작 정보, 제 2 장치 동작 정보에 근거하여, 휠 타입의 보행 보조 장치의 동작이 제한되도록 상기 제 1 구동 정보를 조절할 수 있다. 또는, 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 제 2 사용자 동작 정보, 제 2 장치 동작 정보에 근거하여, 휠 타입의 보행 보조 장치의 동작이 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작과 대응되도록 상기 제 1 구동 정보를 조절할 수 있다.
상기 보상 단계(S830) 이후, 상기 보상된 제 1 구동 정보에 근거하여 제 1 구동부가 구동될 수 있다(S840).
이와 같이, 하체 착용형 보행 보조 장치로부터의 정보에 기초하여, 그 정보를 휠 타입 보행 보조 장치의 동작에 반영하므로, 휠 타입 보행 보조 장치의 동작이 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작에 적절히 대응되어 질 수 있다. 또, 휠 타입 보행 보조 장치의 동작을 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작에 적절히 대응시킴으로써, 보행 보조 장치를 더욱 안정적으로 구동시킬 수 있다.
도 9는 휠 타입 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호를 이용한, 휠 타입의 보행 보조 장치(100), 하체 착용형 보행 보조 장치(200) 간의 협조 제어 구동 과정을 나타내고 있는 도면이다.
도 9(a)는 휠 타입 보행 보조 장치의 피드백 신호가 하체 착용형의 보행 보조 장치로 송신되는 과정을 나타내고 있는 도면이다.
도 9(a)를 참조하면, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치는 상기 하체 착용형의 보행 보조 장치로 피드백 신호를 송신할 수 있다. 상기 피드백 신호는 제 1 사용자 동작 정보, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 제 1 장치 동작 정보를 포함할 수 있다. 상기 피드백 신호는 휠 타입 보행 보조 장치의 제어 의지 및 구동 상태를 하체 착용형의 보행 보조 장치에 알려주기 위한 신호이다. 상기 피드백 신호를 통하여 두 장치 간의 협조 제어를 구현할 수 있다. 한편, 상기 제 1 사용자 동작 정보, 상기 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴은 상기 제 1 감지부에서 획득되어질 수 있다. 그리고, 상기 제 1 장치 동작 정보는 상기 제 1 구동부에서 획득되어질 수 있다. 또, 상기 송신은 제 1 송수신부에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 하체 착용형의 보행 보조 장치는 제 2 송수신부에서 상기 피드백 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 제어부(220)는 상기 피드백 신호에 근거하여, 기존의 구동 정보를 보상할 수 있다. 그리고, 상기 보상된 구동 정보는 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작을 변경시킬 수 있다.
상기 보상된 구동 정보는 상기 휠 타입 보행 보조 장치의 위치에 대응하여 상기 하체 착용형의 보행 보조 장치의 위치를 일정 범위로 제한하기 위한 신호일 수 있다. 또는, 상기 보상된 구동 정보는 상기 휠 타입 보행 보조 장치의 속도에 대응하여, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 속도를 일정 범위로 제한하기 위한 신호일 수 있다. 또는, 상기 보상된 구동 정보는 상기 휠 타입 보행 보조 장치의 동작에 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작이 적절히 대응되도록 하기 위한 신호일 수 있다.
예를 들어, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴에 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴이 적절히 대응되도록 하거나, 제 1 장치 동작 정보에 제 2 장치 동작 정보가 적절하게 대응되도록 할 수 있다. 그 이외에도, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴, 제 1 장치 동작 정보, 제 1 사용자 동작 정보를 적절하게 조합하여, 하체 착용형의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 제 2 장치 동작 정보, 제 2 사용자 동작 정보를 적절하게 대응시킬 수 있다.
구체적으로, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴에 하체 착용형의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴을 대응시키는 방법을 살펴보기로 한다.
예를 들어, 제 2 제어부는, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴을 통하여 사용자가 시속 X Km의 속도로 이동하도록 의도하였다는 사실을 확인할 수 있다. 상기 사실을 확인한 시점에, 상기 제 2 제어부는 하체 착용형의 보행 보조 장치에서 예측된 보행 패턴으로부터 사용자가 시속 X+10 Km의 속도로 이동하도록 의도하고 있다는 사실을 확인할 수 있다. 이러한 경우가 발생한다면, 각 장치에서 의도하고 있는 속도가 다르므로, 양 장치가 조화를 이루어 동작할 수 없다. 그리고, 각 장치의 거리가 너무 멀어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이때, 제 2 제어부는 보행 보조 장치가 안정적으로 구동되도록, 하체 착용형의 보행 보조 장치를 구동시키기 위한 제 2 구동 정보를 보상할 수 있다. 이때, 상기 제 2 구동 정보는, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 의도하는 시속 X Km로 하체 착용형의 보행 보조 장치가 동작하도록 하거나, 시속 X Km ~ X+10 Km 사이의 적절한 속도로 동작하도록 할 수도 있다.
또, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 측정된 제 1 장치 동작 정보에 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작 정보를 대응시키는 방법을 살펴보기로 한다.
예를 들어, 제 2 제어부는, 휠 타입의 보행 보조 장치가 시속 X Km의 속도로 이동하고 있다는 사실을 확인할 수 있다. 상기 사실을 확인한 시점에, 상기 제 2 제어부는 하체 착용형의 보행 보조 장치가 시속 X+10 Km의 속도로 이동하고 있다는 사실을 확인할 수 있다. 이러한 경우가 발생한다면, 각 장치가 동작하고 있는 속도가 다르므로, 양 장치가 조화를 이루어 동작할 수 없다. 그리고, 각 장치의 거리가 너무 멀어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이때, 제 2 제어부는 보행 보조 장치가 안정적으로 구동되도록, 하체 착용형 보행 보조 장치를 구동시키기 위한 구동 정보를 보상할 수 있다. 이때, 상기 구동 정보는, 하체 착용형 보행 보조 장치가 동작하는 시속 X Km로 휠 타입의 보행 보조 장치가 동작하도록 하거나, 시속 X Km ~ X+10 Km 사이의 적절한 속도로 휠 타입의 보행 보조 장치가 동작하도록 할 수도 있다.
도 9(b)는 상기 과정에 의한 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작 순서를 나타내고 있는 순서도이다.
도 9(a), (b)를 참조했을 때, 상기 하체 착용형 보행 보조 장치는 제 2 감지부에서 사용자의 동작을 감지할 수 있다(S910). 앞에서 설명한 것처럼, 상기 제 2 감지부는 제 2 사용자 동작 정보를 출력할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 감지부는 감지된 하체 동작에 기초하여 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.
상기 감지 단계(S910) 이후, 제 2 제어부에 의하여, 상기 제 2 사용자 동작 정보에 대응하는 제 2 구동 정보가 생성될 수 있다(S920).
제 2 구동 정보 생성 단계(S920) 이후, 상기 제 2 제어부는 휠 타입 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 근거하여 상기 제 2 구동 정보를 보상할 수 있다(S930). 예를 들어, 휠 타입 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 휠 타입 보행 보조 장치의 제 1 사용자 동작 정보, 제 1 장치 동작 정보에 근거하여, 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작이 제한되도록 상기 제 2 구동 정보를 조절할 수 있다. 또는, 휠 타입의 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴, 상기 휠 타입 보행 보조 장치의 제 1 사용자 동작 정보, 제 1 장치 동작 정보에 근거하여, 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작이 휠 타입 보행 보조 장치의 동작과 대응되도록 상기 제 2 구동 정보를 조절할 수 있다.
상기 보상 단계(S930) 이후, 상기 보상된 제 2 구동 정보에 근거하여 제 2 구동부가 구동될 수 있다(S940).
이와 같이, 휠 타입의 보행 보조 장치로부터의 정보에 기초하여, 그 정보를 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작에 반영하므로, 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작이 휠 타입 보행 보조 장치의 동작에 적절히 대응되어 질 수 있다. 또, 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작을 휠 타입 보조 장치의 동작에 적절히 대응시킴으로써, 보행 보조 장치를 더욱 안정적으로 구동시킬 수 있다.
도 5 내지 7에서 설명한 휠 타입의 보행 보조 장치(100), 하체 착용형 보행 보조 장치(200) 간의 간격에 근거한 협조 제어, 도 8에서 설명한 하체 착용형 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 의한 휠 타입 보행 보조 장치의 구동 정보 보상 방법, 도 9에서 설명한 휠 타입 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 의한 하체 착용형 보행 보조 장치의 구동 정보 보상 방법은 상기와 같이 개별적으로 사용되어질 수도 있다. 또, 상기 방법은 복수 개가 조합되어 사용될 수도 있다.
즉, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 서로 개별적으로 또는 조합되어 이용할 수 있다. 또, 각 실시예를 구성하는 단계들은 다른 실시예를 구성하는 단계들과 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있다.
그리고, 구동 정보의 보상 과정은 상기 제 1, 2 제어부에 의하여 수행될 수도 있지만, 상기 제 1, 2 제어부 이외의 별도 기능부에 의하여 수행되어 질 수도 있다. 상기 별도의 기능부는 휠 타입 보행 보조 장치, 하체 착용형 보행 보조 장치 중 적어도 하나에 설치되어 질 수 있다. 또는, 상기 장치와는 별도로 구성될 수도 있다.
도 10은 각 제어부 이외의 별도 기능부(상대 제어 유닛, 이격 거리 센싱 유닛)에 의하여 구동 신호의 보상이 이루어지는 경우의 신호흐름도를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 별도 기능부는 제 1 구동 정보, 제 2 구동 정보를 보상하기 위한 보상 신호를 출력할 수 있다. 또, 각 구동 정보는 상기 각 보상 신호에 의하여 보상될 수 있다.
상기 이격 거리 센싱 유닛은 도 5 내지 7에서 설명한 휠 타입의 보행 보조 장치(100), 하체 착용형 보행 보조 장치(200) 간의 간격에 근거한 협조 제어 과정의 일부를 수행할 수 있다. 상기 상대 제어 유닛은 도 8에서 설명한 하체 착용형 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 의한 휠 타입 보행 보조 장치의 구동 정보 보상 과정, 도 9에서 설명한 휠 타입 보행 보조 장치로부터의 피드백 신호에 의한 하체 착용형 보행 보조 장치의 구동 정보 보상 과정 중 일부를 수행할 수 있다.
한편, 상기 협조 제어 방법을 보행 보조 장치에 동시에 적용함으로써, 협조 제어 방법을 개별적으로 적용한 경우에 비하여, 더욱 안정적으로 보행 보조 장치를 구동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는, 이동 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다.
또한, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100 : 휠 타입의 보행 보조 장치
110 : 제 1 감지부, 120 : 제 1 제어부
130 : 제 1 구동부 140 : 제 1 송수신부
160 : 센싱부 170 : 몸체
180 : 휠
200 : 하체 착용형의 보행 보조 장치
210 : 제 2 감지부, 220 : 제 1 제어부
230 : 제 2 구동부 240 : 제 2 송수신부
270 : 프레임 280 : 슬관절부 구동부
290 : 고관절부 구동부
410 : 마커 420 : 센서

Claims (14)

  1. 휠 타입 보행 보조 장치의 작동 제어 방법에 있어서,
    사용자의 상체 동작을 센싱하는 단계와;
    상기 센싱된 상체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 획득하는 단계와;
    상기 사용자의 하체에 착용되는 하체 착용형 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하는 단계와;
    상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 보상하는 단계와;
    상기 보상된 구동 정보에 따라 휠 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상체 동작을 센싱하는 단계는,
    상기 휠 타입 보조 보행 장치의 상부에 장착된 센서에 인가되는 사용자의 힘을 센싱하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 보행 패턴을 예측하는 과정은,
    상기 인가되는 힘으로부터 수평 방향 벡터의 힘과 수직 방향 벡터의 힘을 구하는 과정과;
    상기 수직 방향 벡터 힘에 기초하여 상기 사용자의 발이 지면으로부터 떨어지는 높이를 예측하여 산출하는 과정과;
    상기 수평 방향 벡터 힘에 기초하여 상기 사용자의 보폭을 예측하여 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하체 착용형 보행 보조 기구와의 이격 거리를 센싱하는 단계와;
    상기 센싱된 이격 거리에 기초하여 상기 구동 정보를 추가적으로 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 구동 정보에 의하여,
    상기 휠의 속도 및 가속도 중 적어도 어느 하나가 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 구동 정보에 의하여,
    상기 휠을 역방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 피드백 신호는,
    하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도, 이동 거리 및 상기 하체 착용형 보행 보조 장치에서 예측된 하체 보행 패턴 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  8. 하체 착용형 보행 보조 장치의 작동 제어 방법에 있어서,
    사용자의 하체 동작을 센싱하는 단계와;
    상기 센싱된 하체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 획득하는 단계와;
    상기 사용자가 지지하고 있는 휠 타입 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하는 단계와;
    상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 제어하기 위한 구동 정보를 보상하는 단계와;
    상기 보상된 구동 정보에 따라 하체 착용형 보행 보조 장치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
  9. 휠 타입 보행 보조 장치를 위한 몸체와;
    상기 몸체에 장착되어, 사용자의 하체 착용형 보행 보조장치와 통신하는 송수신부와;
    상기 몸체와 연결되고, 지면과 접촉되어 굴림되는 휠과;
    상기 휠을 구동하는 구동부와;
    상기 몸체의 상부에 장착되어 사용자의 상체 동작을 센싱하는 센싱부와;
    상기 센싱부에 의해 센싱된 상체 동작에 기초하여 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 산출하고, 상기 송수신부를 통해 상기 사용자의 하체에 착용되는 하체 착용형 보행 보조 기구로부터 피드백 신호를 수신하면, 상기 피드백 신호에 기초하여 상기 휠(wheel)의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 보상하고, 상기 보상에 따른 구동 정보에 근거하여 휠 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.
  10. 하체 착용형 보행 보조 장치를 위한 프레임과;
    상기 프레임에 장착되어, 휠 타입 보행 보조 장치와 통신하는 송수신부와;
    상기 프레임에 각각 설치되어 상기 프레임을 회전시키는 고관절부 구동부와 슬관절부 구동부와;
    상기 프레임에 장착되어 사용자의 하체 동작을 센싱하는 센싱부와;
    상기 센싱부에 의해 센싱된 하체 동작에 기초하여 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하고, 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 산출하고, 상기 송수신부를 통해 상기 사용자가 지지하는 휠 타입 보행 보조 장치로부터 피드백 신호를 수신하면, 상기 피드백 신호와 상기 예측된 하체 보행 패턴에 기초하여 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 이동 방향, 가속도, 속도 및 이동 거리 중 하나 이상을 보상하고, 상기 보상에 따른 구동 정보에 근거하여 하체 착용형 보행 보조 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.
  11. 사용자의 동작을 감지하는 센싱부와 구동휠 및 몸체를 가지는 휠 타입 보행 보조 장치로 된 보행 보조 장치에 있어서,
    사용자 몸의 일부와 휠 타입 보행 보조 장치간의 이격 거리를 감지하는 감지센서와;
    상기 감지센서의 출력에 따라 미리 지정된 이격거리를 유지하도록 상기 구동휠을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 감지 센서는
    사용자의 몸 일부분과 휠 타입 보행 보조 장치의 어느 한쪽에 설치되는 마커와;
    사용자의 몸 일부분과 휠 타입 보행 보조 장치간의 다른쪽에 설치되어 상기 마커를 촬영하는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 보행 보조 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    사용자가 하체 착용형 보행보조장치를 착용한 경우에 상기 마커는 상기 하체 착용형 보행보조장치에 설치되고, 상기 카메라는 휠 타입 보행 보조 장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치
  14. 제 11항에 있어서, 상기 감지 센서는
    휠 타입 보행 보조에 설치되는 카메라와;
    특정 패턴을 가지는 광을 발광하는 적외선 광원을 포함하되,
    상기 카메라는 상기 적외선 광을 촬영하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.
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