KR101299351B1 - 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치 - Google Patents

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전도영
황범수
전재현
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서강대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 장애인 및 노약자의 하지 운동 및 재활훈련을 위하여 사용자의 하체에 착용하는 외골격을 휠체어 형태의 리프트 및 주행부와 함께 결합한 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 관한 것이다. 이 장치는 주행부와 리프트부와 외골격부를 포함하여 구성된다. 주행부는 프레임에 주행 모터가 설치되어 좌우 바퀴를 구동하고 메인 리프트 모터를 구비한다. 리프트부는 프레임에 사절링크 형태로 회전 결합되어 메인 리프트 모터로부터 동력을 제공받는 메인 리프트 링크부를 구비한다. 또한, 리프트부는 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 사분원의 경로를 그리며 상승/하강하는 리프트 프레임부와, 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 리프트 프레임부가 상승할 때 펴지고 리프트 프레임부가 하강할 때 접히는 시트부와, 리프트 프레임부에 수직으로 움직이도록 리니어 가이드에 의해 결합된 등받이부를 구비한다. 외골격부는 고관절 구동장치와 허벅지 프레임과 슬관절 구동장치와 정강이 프레임과 족관절 구동부와 발 보조기를 구비한다.

Description

휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치{Wheelchair integrated lower-limb exercise/rehabilitation device}
본 발명은 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 장애인 및 노약자의 하지 운동 및 재활훈련을 위하여 사용자의 하체에 착용하는 외골격을 휠체어 형태의 리프트 및 주행부와 함께 결합한 장치에 관한 것이다.
휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 독립적인 거동이 어려운 장애인 및 노약자가 장거리 이동수단 뿐 아니라 일상생활에서 하지의 운동 및 재활훈련을 쉽게 수행할 수 있도록 보조해 주는 자동화된 장치이다.
예를 들어, 한국등록특허 제1043207호의 '휠체어식 보행 보조용 로봇'은 사용자의 하체에 외골격을 착용하고 리프트 및 주행 기능을 갖는 휠체어 형태의 장치와 결합하여 노약자의 기립 및 보행동작을 보조해 줄 수 있는 기술을 개시하고 있다.
이러한 종래의 휠체어식 보행 보조용 로봇은 사용자의 보행을 보조하고 재활을 돕는 유용한 장치이기는 하나, 사용자가 장치 사용을 위해서는 상체의 근력을 이용하여 장치에 매달려야 하며, 사용자가 장치로부터 이탈될 수 있는 위험이 있어 중증의 장애인이 사용하기에는 적합하지 않았다.
또한, 종래의 휠체어식 보행 보조용 로봇은 기립 보조 시에 리프트 장치가 수직으로 상승하는 구조로 인체공학적인 기립 경로와 달라 사용자를 기립시키는 데 매우 큰 동력이 필요하며 사용자에게 불편함을 야기할 수 있는 구조로 된 단점이 있었다.
또한, 종래의 휠체어식 보행 보조용 로봇은 기립 보조 시에 리프트 장치를 상승시켜주기 위한 모터와, 보행 공간 확보를 위해 의자를 뒤로 젖혀주기 위한 모터가 별개로 사용되어 많은 모터가 필요한 단점이 있었다.
또한, 종래의 휠체어식 보행 보조용 로봇은 후륜 구동 방식을 채택하여 회전 시 사용자의 발과 회전중심이 맞지 않아 사용자의 발이 지면에 끌리게 되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 휠체어식 보행 보조용 로봇은 리프트 장치가 단순히 사용자의 기립을 보조해 주기 위한 용도로 구성되어 장애인의 하지 운동/재활에 중요한 요소인 체중부하지지 정도를 조절해 줄 수 없는 단점이 있었다.
이에, 본 발명은 전신 마비 환자와 같은 중증 장애인이 사용 가능하도록 인체 결합 장치의 안전성을 증대한 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 인체 공학적인 동작 경로를 따라 기립을 보조해주며 상대적으로 작은 동력으로 기립이 가능한 메커니즘의 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기립 보조 시에 리프트 장치의 상승 및 의자를 뒤로 젖혀주는 작동을 하나의 모터로 구동하여 효율성을 향상시킨 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 회전 시 사용자의 발과 휠체어 구동바퀴의 회전중심을 일치시켜 사용자의 발이 지면과 끌리지 않도록 하는 전륜구동 방식의 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 리프트 장치가 기립 보조에 더해 사용자의 체중부하지지 정도를 조절해 줄 수 있는 기능을 보유한 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 구성의 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 주행부와 리프트부와 외골격부를 포함하여 구성된다.
주행부는, 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 주행 모터와, 상기 프레임에 설치되어 상기 주행 모터에 의해 구동되는 좌우 바퀴와, 상기 프레임에 설치되는 메인 리프트 모터를 구비한다.
리프트부는, 상기 프레임에 사절링크 형태로 회전 결합되어 상기 메인 리프트 모터로부터 동력을 제공받는 메인 리프트 링크부와, 상기 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 사분원의 경로를 그리며 상승/하강하는 리프트 프레임부와, 상기 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 상기 리프트 프레임부가 상승할 때 펴지고 상기 리프트 프레임부가 하강할 때 접히는 시트부와, 상기 리프트 프레임부에 수직으로 움직이도록 리니어 가이드에 의해 결합된 등받이부를 구비한다.
외골격부는, 상기 등받이부에 연결 프레임으로 결합되며 고관절에 회전 구동력을 제공하는 고관절 구동장치와, 상기 고관절의 회전 구동력을 전달받는 허벅지 프레임과, 슬관절에 회전 구동력을 제공하는 슬관절 구동장치와, 상기 슬관절에 의해 상기 허벅지 프레임과 연결되며 상기 슬관절의 회전 구동력을 전달받는 정강이 프레임과, 족관절에 회전 구동력을 제공하는 족관절 구동부와, 상기 족관절에 의해 상기 정강이 프레임과 연결되며 상기 족관절의 회전 구동력을 전달받는 발 보조기를 구비한다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 있어서, 상기 주행부는, 상기 주행 모터가 개별적으로 상기 좌우 바퀴를 구동함으로써 회전속도 차이에 의해 선회가 가능하며, 상기 외골격부와의 회전중심이 일치하도록 구동벨트를 이용하여 상기 바퀴에 구동력이 전달하는 전륜 구동 방식을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 있어서, 상기 메인 리프트 링크부는 하단이 상기 주행부의 프레임에 회전 결합되고 타단이 상기 등받이부에 회전 결합된 사절링크이며, 상기 메인 리프트 모터의 동력에 의해 구동하여, 상기 등받이부가 기립 시 사분원의 경로를 따라 상승하도록 하고 착석 시 사분원의 경로를 따라 하강하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 있어서, 상기 시트부는 시트를 구비하고, 일단이 상기 시트의 후면에 회전 결합되고 타단이 상기 메인 리프트 링크부에 회전 결합된 하나 이상의 링크를 구비하며, 상기 메인 리프트 링크부가 회전 구동되어 상기 리프트 프레임부가 상승하면 상기 시트가 뒤로 젖혀지고, 상기 리프트 프레임부가 하강하면 상기 시트가 굽혀지는 동기적 시트구동 메커니즘을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 있어서, 상기 등받이부는, 사용자가 등을 기댈 수 있는 등받이와, 상기 등받이에 고정 결합되며 사용자의 겨드랑이를 받치는 겨드랑이 받침대와, 상기 등받이에 고정 결합되며 사용자의 팔을 받치며 끝단에 조작 장치와 모니터링 장치 중의 적어도 하나가 장착된 팔걸이부를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 있어서, 상기 리프트부는, 상기 등받이부에 결합되어 사용자의 상체를 고정하는 사용자 상체 고정 장구 와, 상기 등받이부에 결합되어 사용자 체중을 지지 및 분산하는 조끼형 하네스 중의 적어도 하나를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 있어서, 상기 리프트 프레임부는 상기 등받이부와 상기 외골격부를 기립 구동과 별개로 상하 구동이 가능하도록 하는 서브 리프트 모터 및 서브 리프트 리니어 가이드를 더 구비할 수 있다.
본 발명은 하지 운동/재활훈련 용도로 사용자가 착용하는 외골격과, 전동 주행이 가능한 휠체어부와, 기립이 가능한 리프트 장치를 함께 결합함으로써, 하지 운동기능 장애인 및 노약자가 물리치료사의 도움 없이도 하지 운동/재활훈련을 수행할 수 있는 자동화된 장치 및 수단을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 전동 주행이 가능한 휠체어를 구비하여 장거리 이동수단으로도 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 리프트 장치 및 인체 결합 장치가 높은 안전성을 갖도록 구성되어 사지마비와 같은 중증 장애인이 사용할 수 있는 효과가 있다. 특히, 중증 장애인의 경우 보조자의 도움 및 일반 재활장치의 도움을 얻어 기립 및 보행훈련 등을 수행하는 것은 매우 어려우며, 이로 인해 욕창이 발생하거나 소화기 및 혈액순환 등에 문제가 발생하기 쉬운데, 본 발명에 의한 장치를 사용하여 운동이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 효율적인 기립 구동 메커니즘을 채택하여 모터의 용량 및 사용 개수를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 사용자의 체중부하 지지 정도를 조절할 수 있는 기능을 보유하여 장애 증상 및 정도별로 중력부과 정도를 맞춤화하여 훈련할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 전체 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 주행부의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 리프트부의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 리프트부의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 외골격부의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 사용자 상체 고정 장구의 동작을 나타낸 사시도이다.
도 7은 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 기립 메커니즘 동작원리를 나타낸 측면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고 본 발명과 직접 관련이 없는 사항에 대해서는 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 명확히 전달하기 위해 설명을 생략할 수 있다.
한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치는 크게 주행부(100)와 리프트부(200)와 외골격부(300)로 구성된다. 이 중에서 주행부(100)는 도 2에, 리프트부(200)는 도 3과 도 4에, 외골격부(300)는 도 5에 각각 도시되어 있다.
먼저, 도 2를 참조하여 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 주행부(100)를 설명한다. 주행부(100)는 베이스 프레임(110), 측면 프레임(111), 후면 프레임(112)이 주 뼈대를 이룬다. 이 프레임들(110, 111, 112)은 주행부(100)의 나머지 구성들이 장착되는 토대를 제공하며 리프트(200)에 지지력을 제공한다.
베이스 프레임(110)에는 휠체어의 전동 주행을 위한 주행 모터(120)가 양쪽에 각각 설치된다. 주행 모터(120)는 감속기(121)와 구동벨트(123)를 거쳐서 주행 바퀴(124)에 구동력을 전달해준다. 양쪽의 주행 모터(120)는 개별적으로 좌우 바퀴(124)를 구동함으로써 회전속도 차이에 의해 주행부(100)가 선회 가능하도록 한다. 주행 바퀴(124)는 외골격부(300)와의 회전중심을 일치시키기 위하여 전륜 형태로 설치된다. 또한, 전원이 차단되었을 때도 주행 바퀴(124)를 수동으로 움직일 수 있도록 감속기(121)와 구동벨트(123) 사이에 주행 클러치(122)를 더 포함할 수 있다.
이 밖에, 주행부(100)에는 메인 리프트 모터(130)와 메인 리프트 구동 실린더(131)가 더 설치되며, 이에 대해서는 후술한다.
이어서, 도 2 및 도 3과 도 4를 참조하여 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 리프트부(200)를 설명한다. 리프트부(200)는 크게 메인 리프트 링크부(211), 시트부(221, 222, 223), 등받이부(231, 232, 233), 리프트 프레임부(241, 242, 243, 244, 245)로 구성된다.
메인 리프트 링크부는 사절링크 형태의 메인 리프트 링크 프레임(211)으로 구성된다. 메인 리프트 링크 프레임(211)은 하단이 주행부(100)의 측면 프레임(111)에, 타단이 리프트부 후면 프레임(242)에 각각 회전 가능하게 결합된다. 메인 리프트 링크 프레임(211)은 주행부(100)의 베이스 프레임(110)에 설치된 직선 구동 형태의 메인 리프트 구동 실린더(131)에 의해 회전 구동된다(도 7 참조). 메인 리프트 구동 실린더(131)는 메인 리프트 모터(130)로부터 동력을 전달받는다.
사절링크 형태의 메인 리프트 링크 프레임(211)이 회전함에 따라, 그 상단에 연결된 리프트 프레임부와 이에 결합된 등받이부, 외골격부(300)가 사분원의 경로를 그리며 상승함으로써 사용자의 기립 동작을 보조해주게 된다. 사분원의 기립 경로는 실제 인체가 기립할 때의 운동 경로로서, 종래의 수직으로 상승하여 기립해주는 방법에 비해 사용자 편의성이 높다. 또한, 직선 구동 형태의 구동장치(130, 131)에 의해 사절링크를 구동하는 방법을 채택함으로써, 종래 수직으로 상승하여 기립해주는 방법에 비해 구동에 요구되는 모터 용량 및 구동 스트로크를 크게 감소한 장점이 있다.
시트부는 제1 시트구동 링크(221), 제2 시트구동 링크(222), 시트(223)로 구성된다. 시트(223)는 사용자가 착석하는 의자에 해당한다. 시트(223) 후면에는 제2 시트구동 링크(222)가 회전 결합되고, 제2 시트구동 링크(222) 후면에는 제1 시트구동 링크(221)가 회전 결합된다. 제1 시트구동 링크(221)는 일단이 제2 시트구동 링크(222)에, 타단이 메인 리프트 링크 프레임(211)에 각각 회전 결합된다.
메인 리프트 구동 실린더(131)에 의해 메인 리프트 링크 프레임(211)이 회전 구동되면, 메인 리프트 링크 프레임(211)에 결합된 제1 시트구동 링크(221)가 회전 구동되고, 제1 시트구동 링크(221)에 결합된 제2 시트구동 링크(222)가 회전 구동되며, 제2 시트구동 링크(222)에 결합된 시트(223)가 회전 구동된다(도 7 참조). 특히, 제1 시트구동 링크(221)와 제2 시트구동 링크(222)의 설치 위치 및 길이의 조합에 의해, 기립 시에 시트(223)가 뒤로 젖혀지고, 착석 시에 시트(223)가 원상 복귀되도록 하는 링크 구조를 갖는다.
등받이부는 등받이(231), 겨드랑이 받침대(232), 팔받침대(233)로 구성된다. 등받이(231)는 사용자가 등을 기댈 수 있는 의자의 등받이에 해당한다. 겨드랑이 받침대(232)는 등받이(231)에 고정 결합되며 사용자의 겨드랑이 하단에 받쳐져 하중을 지지해준다. 팔받침대(233)는 등받이(231)에 고정 결합되며 사용자의 팔 하단에 받쳐져 하중을 지지해준다.
겨드랑이 받침대(232)는 사용을 원하지 않을 경우 접어 둘 수 있도록 등받이(231)와 접이식 형태로 결합되는 메커니즘을 구비할 수 있다. 또한, 팔 받침대(233)는 끝단에 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 조작을 위한 조이스틱이나 버튼과 같은 조작 장치, 현재 동작 상태를 모니터링할 수 있는 터치패널과 같은 모니터링 장치를 구비할 수 있다.
리프트 프레임부는 등받이부 고정 프레임(241), 리프트부 후면 프레임(242), 서브 리프트 모터(243), 서브 리프트 리니어 가이드(244), 사용자 상체 고정 장구(245)로 구성된다.
리프트부 후면 프레임(242)은 양 측면이 메인 리프트 링크 프레임(211)과 회전 가능하게 결합된다. 또한, 리프트부 후면 프레임(242)은 등받이(231), 제1 시트구동 링크(221), 외골격부(300)가 장착되는 토대를 제공한다. 등받이부 고정 프레임(241)은 리프트부 후면 프레임(242)에 수직방향으로 상승/하강이 가능하도록 서브 리프트 리니어 가이드(244)에 의해 결합된다. 즉, 리프트부 후면 프레임(242)은 메인 리프트 구동 실린더(131)와 메인 리프트 링크 프레임(211)에 의해 기립 시 상승하고 착석 시 하강하여 높이 조절이 되며, 등받이부 고정 프레임(241)은 리프트부 후면 프레임(242)에 상대적으로 수직 상승/하강하여 개별적으로 미세한 높이 조절이 가능한 서브 리프트의 역할을 한다. 등받이부 고정 프레임(241)의 수직 상승/하강 운동은 리프트부 후면 프레임(242)의 뒤쪽에 설치된 서브 리프트 모터(243)에 의해 동력을 제공받아 구동된다. 서브 리프트 리니어 가이드(244)는 하우징과 볼 스크루(도시되지 않음)로 구성되며, 하우징은 리프트부 후면 프레임(242)에, 볼 스크루는 등받이부 고정 프레임(241)에 각각 결합된다. 볼 스크루 상단부에는 벨트 풀리(pulley)가 장착되어 있어 서브 리프트 모터(243)의 회전 구동력을 전달받아 등받이부 고정 프레임(241)을 수직방향으로 상승/하강시키도록 구성된다.
사용자 상체 고정 장구(245)는 사용자의 상체를 등받이(231)에 안정적으로 결합시켜 이탈을 방지하고 사용자의 하중을 지지하는 역할을 한다. 도 6을 참조하면, 사용자 상체 고정 장구(245)는 사용자가 탑승하지 않거나 착석한 경우에는 위로 젖혀진 상태로 사용하다가(도 6의 좌측), 기립 보조를 받을 경우에는 내린 상태로 사용자 상체에 밀착시켜 사용할 수 있다(도 6의 우측). 사용자 상체 고정 장구(245)는 등받이부 고정 프레임(241)에 회전 가능하게 결합된 안전 바 형태로 구성된다. 또한, 사용자 체중에 의한 하중을 분산시키고 사용자에게 착용 편의성을 제공할 수 있도록 사용자 상체 고정 장구(245) 및 등받이(231)에 조끼 형태로 착용하는 조끼형 하네스(도시되지 않음)를 더 구비할 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하여 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치의 외골격부(300)를 설명한다. 외골격부(300)는 크게 고관절부(310~314), 슬관절부(320~324), 족관절부(330~332)로 구성된다. 외골격부(300)는 고관절부가 결합되어 있는 외골격 연결 프레임(도시되지 않음)에 의해 전술한 리프트부(200)의 등받이부 고정 프레임(241)에 고정 결합된다.
고관절부는 인체 고관절에 해당하는 고관절(310), 고관절 회전을 위한 구동력을 발생시키는 고관절 구동장치(311), 고관절 구동장치(311)의 동력을 고관절(310)에 전달해주기 위한 고관절 구동링크(312), 고관절(310)에서 발생한 토크를 측정하기 위한 고관절 토크 측정장치(313), 인체 허벅지와 결합되며 고관절(310)에서 회전력을 전달받아 허벅지를 움직여주는 허벅지 프레임(314)으로 구성된다.
슬관절부는 인체 슬관절에 해당하는 슬관절(320), 슬관절 회전을 위한 구동력을 발생시키는 슬관절 구동장치(321), 운동궤적이 실제 슬관절의 굴곡/신전에 따른 변화 궤적에 일치하도록 하는 정강이 길이변화 메커니즘(322), 슬관절(320)에서 발생한 토크를 측정하기 위한 슬관절 토크 측정장치(323), 인체 정강이와 결합되며 슬관절(320)에서 회전력을 전달받아 정강이를 움직여주는 정강이 프레임(324)으로 구성된다.
족관절부는 인체 족관절에 해당하는 족관절(330), 족관절 회전을 위한 구동력을 발생시키는 족관절 구동장치(331), 인체 족부와 결합되며 족관절(330)에서 회전력을 전달받아 족부를 움직여주는 발 보조기(332)로 구성된다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 주행부 110: 베이스 프레임
111: 측면 프레임 112: 후면 프레임
120: 주행 모터 121: 감속기
122: 클러치 123: 구동벨트
124: 주행 바퀴 130: 메인 리프트 모터
131: 메인 리프트 구동 실린더 200: 리프트부
211: 메인 리프트 링크 프레임 221: 제1 시트구동 링크
222: 제2 시트구동 링크 223: 시트
231: 등받이 232: 겨드랑이 받침대
233: 팔 받침대 241: 등받이부 고정 프레임
242: 리프트부 후면 프레임 243: 서브 리프트 모터
244: 서브 리프트 리니어 가이드
245: 사용자 상체 고정 장구
300: 외골격부 310: 고관절
311: 고관절 구동장치 312: 고관절 구동링크
313: 고관절 토크 측정장치 314: 허벅지 프레임
320: 슬관절 321: 슬관절 구동장치
322: 정강이 길이변화 메커니즘
323: 슬관절 토크 측정장치
324: 정강이 프레임 330: 족관절부
331: 족관절 구동장치 332: 발 보조기

Claims (7)

  1. 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 주행 모터와, 상기 프레임에 설치되어 상기 주행 모터에 의해 구동되는 좌우 바퀴와, 상기 프레임에 설치되는 메인 리프트 모터를 구비하는 주행부;
    상기 프레임에 사절링크 형태로 회전 결합되어 상기 메인 리프트 모터로부터 동력을 제공받는 메인 리프트 링크부와, 상기 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 사분원의 경로를 그리며 상승/하강하는 리프트 프레임부와, 상기 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 상기 리프트 프레임부가 상승할 때 펴지고 상기 리프트 프레임부가 하강할 때 접히는 시트부와, 상기 리프트 프레임부에 수직으로 움직이도록 리니어 가이드에 의해 결합된 등받이부를 구비하는 리프트부;
    상기 등받이부에 연결 프레임으로 결합되며 고관절에 회전 구동력을 제공하는 고관절 구동장치와, 상기 고관절의 회전 구동력을 전달받는 허벅지 프레임과, 슬관절에 회전 구동력을 제공하는 슬관절 구동장치와, 상기 슬관절에 의해 상기 허벅지 프레임과 연결되며 상기 슬관절의 회전 구동력을 전달받는 정강이 프레임과, 족관절에 회전 구동력을 제공하는 족관절 구동부와, 상기 족관절에 의해 상기 정강이 프레임과 연결되며 상기 족관절의 회전 구동력을 전달받는 발 보조기를 구비하는 외골격부;
    를 포함하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행부는, 상기 주행 모터가 개별적으로 상기 좌우 바퀴를 구동함으로써 회전속도 차이에 의해 선회가 가능하며, 상기 외골격부와의 회전중심이 일치하도록 구동벨트를 이용하여 상기 바퀴에 구동력이 전달하는 전륜 구동 방식을 갖는 것을 특징으로 하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 리프트 링크부는 하단이 상기 주행부의 프레임에 회전 결합되고 타단이 상기 등받이부에 회전 결합된 사절링크이며, 상기 메인 리프트 모터의 동력에 의해 구동하여, 상기 등받이부가 기립 시 사분원의 경로를 따라 상승하도록 하고 착석 시 사분원의 경로를 따라 하강하도록 하는 것을 특징으로 하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트부는 시트를 구비하고, 일단이 상기 시트의 후면에 회전 결합되고 타단이 상기 메인 리프트 링크부에 회전 결합된 하나 이상의 링크를 구비하며,
    상기 메인 리프트 링크부가 회전 구동되어 상기 리프트 프레임부가 상승하면 상기 시트가 뒤로 젖혀지고, 상기 리프트 프레임부가 하강하면 상기 시트가 굽혀지는 동기적 시트구동 메커니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 등받이부는,
    사용자가 등을 기댈 수 있는 등받이와, 상기 등받이에 고정 결합되며 사용자의 겨드랑이를 받치는 겨드랑이 받침대와, 상기 등받이에 고정 결합되며 사용자의 팔을 받치며 끝단에 조작 장치와 모니터링 장치 중의 적어도 하나가 장착된 팔걸이부를 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 리프트부는,
    상기 등받이부에 결합되어 사용자의 상체를 고정하는 사용자 상체 고정 장구 와, 상기 등받이부에 결합되어 사용자 체중을 지지 및 분산하는 조끼형 하네스 중의 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 리프트 프레임부는 상기 등받이부와 상기 외골격부를 기립 구동과 별개로 상하 구동이 가능하도록 하는 서브 리프트 모터 및 서브 리프트 리니어 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107913136A (zh) * 2017-12-19 2018-04-17 刘坤 智能如厕与康复训练多功能轮椅
CN109512644A (zh) * 2018-11-12 2019-03-26 哈尔滨工业大学 可变形为轮椅的多功能外骨骼机器人
CN109674638A (zh) * 2019-01-22 2019-04-26 安徽状元郎电子科技有限公司 一种具有辅助理疗功能的康复科用机器人
CN109771161A (zh) * 2018-11-30 2019-05-21 沈阳工业大学 便携式助力轮椅
KR20230096222A (ko) 2021-12-22 2023-06-30 동서대학교 산학협력단 드론 조종연습 기반 재활훈련용 휠체어

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4809804A (en) 1986-08-25 1989-03-07 Falcon Rehabilitation Products, Inc. Combination wheelchair and walker apparatus
JP2008113772A (ja) 2006-11-02 2008-05-22 Teimusu:Kk 動力補助機構付き長下肢装具
KR20100044360A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 서강대학교산학협력단 휠체어식 보행 보조용 로봇
KR20100044359A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 서강대학교산학협력단 지능형 근력 및 보행 보조용 로봇

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4809804A (en) 1986-08-25 1989-03-07 Falcon Rehabilitation Products, Inc. Combination wheelchair and walker apparatus
JP2008113772A (ja) 2006-11-02 2008-05-22 Teimusu:Kk 動力補助機構付き長下肢装具
KR20100044360A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 서강대학교산학협력단 휠체어식 보행 보조용 로봇
KR20100044359A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 서강대학교산학협력단 지능형 근력 및 보행 보조용 로봇

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107913136A (zh) * 2017-12-19 2018-04-17 刘坤 智能如厕与康复训练多功能轮椅
CN109512644A (zh) * 2018-11-12 2019-03-26 哈尔滨工业大学 可变形为轮椅的多功能外骨骼机器人
CN109771161A (zh) * 2018-11-30 2019-05-21 沈阳工业大学 便携式助力轮椅
CN109771161B (zh) * 2018-11-30 2024-01-26 沈阳工业大学 便携式助力轮椅
CN109674638A (zh) * 2019-01-22 2019-04-26 安徽状元郎电子科技有限公司 一种具有辅助理疗功能的康复科用机器人
CN109674638B (zh) * 2019-01-22 2020-11-20 安徽状元郎电子科技有限公司 一种具有辅助理疗功能的康复科用机器人
KR20230096222A (ko) 2021-12-22 2023-06-30 동서대학교 산학협력단 드론 조종연습 기반 재활훈련용 휠체어

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