KR101371336B1 - 보행 보조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행 보조 장치에 관한 것으로, 압력 감지 기능을 구비한 팔 지지부를 포함하여 좌/우 팔지지부 각각을 누르는 힘의 차이에 따라 휠구동부를 제어하여 보행 보조 장치의 진행 및 방향을 제어할 수 있는 보행 보조 장치에 관한 것이다.

Description

보행 보조 장치{Walking Assistant Device}

본 발명은 보행 보조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 감지 기능을 구비한 팔 지지부를 포함하여 방향 전환을 보다 용이하게 할 수 있는 보행 보조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 노약자나 신체가 부자연스러운 환자들 중에는 두 다리로만 보행하는데 많은 어려움을 겪고 계신 분들이 상당수 존재한다. 이에 이와 같은 분들의 대부분은 원활한 보행을 도와주는 보행 보조장치구를 사용하고 있는 실정이다.

종래 보행보조장치에는 지팡이와 보행 훈련기가 있는데, 먼저 지팡이는 소정각도로 굴절된 막대기 형상 등으로 이루어지며, 주로 노인분들이 손으로 붙잡고 보행하는데 사용되고 있다. 그러나 이러한 지팡이는 연세가 많이 드신 노인분들의 보행을 지탱해주기엔 지지하는 수단이 하나밖에 없어서 불안한 문제점이 있고, 특히 팔 근력이 약하신 분들은 사용하기 어렵다는 문제점이 있다.

그리고, 보행 훈련기는 일정 높이의 프레임(Frame)에 상단부가 손잡이로 구현되고 하단부에는 바퀴가 장착된 형태로 이루어지며, 주로 환자분들이 재활훈련 등을 하는데 사용되고 있다.

일반적으로 기존 보행 보조기의 경우 사용자가 손잡이를 잡고 방향 전환 등을 지시하기 위해서는 손잡이 또는 별도의 버튼을 조작하여야 했다. 보행 보조기는 보통 보행이 어려운 분들이 사용하므로 체중을 보행 보조기에 의지하여야 하는 경우가 많다.

손잡이를 잡고 여기에 체중을 의지할 경우, 손목에 부담이 되고, 손목에 부상이 발생하는 경우도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 별도의 조작 없이 손목에 부담을 주지 않고 사용할 수 있는 보행 보조 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보행 보조장치는, 양 단에 손잡이가 형성되는 가로 프레임; 상기 가로 프레임과 함께 'ㅠ' 형상을 이루도록 일 단부가 상기 가로 프레임에 결합하되, 상기 손잡이에 근접하는 위치에 각각 결합되고, 타 단부에는 각각 구동휠이 결합하는 한 쌍의 세로 프레임; 상기 가로 프레임과 함께 'ㅑ' 형상을 이루도록 일 단부가 상기 가로 지지프레임에 결합하되, 상기 세로 프레임의 일단부가 결합된 위치에 함께 결합되는 상지 프레임; '⊂'자 형상으로, 상기 세로 프레임의 하부에 상기 세로 프레임 사이의 간격을 지지하도록 결합하며 단부에 종동휠이 결합하는 하지 프레임; 상기 상지 프레임의 사용자의 팔이 놓이는 위치 각각에 상기 사용자의 팔을 지지하도록 설치되는 좌/우 팔지지부; 상기 좌/우 팔지지부 각각에 설치되어 상기 사용자가 상기 좌/우 팔지지부를 누르는 각각의 힘을 감지하는 좌/우 압력감지부; 및 상기 좌/우 압력감지부에서 인가되는 상기 좌/우 팔지지부 각각을 누르는 힘의 차이에 따라 상기 구동휠을 제어하여 상기 보행 보조장치의 진행 방향을 제어하는 제어부를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 보행 보조장치는 사용시 보행 보조장치의 진행과 방향을 조절하기 위해 손잡이를 사용할 필요가 없으므로 사용자의 체중이 손목에 가해져 손목에 부담을 주는 문제점을 해결하고 팔지지부에 체중을 의지하며 보행할 수 있도록 한다.

또한, 별도의 조작 없이도 이동하고자 하는 방향으로 체중을 싣기만 해도 진행 방향을 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조장치의 사시도,
도 2 내지 4는 본 발명의 실시예에 따른 팔지지부, 압력감지부, 및 상지 프레임의 구성을 나타낸 개략도,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조장치의 구동을 제어하는 구성을 나타낸 블럭도, 및
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조장치의 구동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품 들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음을 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명은 보행 보조장치를 나타낸 사시도로서 도시된 바와 같이, 가로 프레임(110), 세로 프레임(130), 상지 프레임(120), 하지 프레임(140), 팔지지부(121), 압력감지부(122), 구동휠(200), 휠 구동부(210)를 포함하고, 도 1에는 포함되지 않았지만 휠 구동부를 제어하는 제어부(300)를 더 포함한다.

각 구성요소를 살펴보면, 도시되는 바와 같이, 가로 프레임(110)은 사용자의 전방을 가로지르는 위치에 배치되는 프레임으로, 양 단부에 손잡이(111)가 형성된다. 가로 프레임(110)은 사용자의 사용자의 어깨 넓이에 소정 크기를 더한 크기가 바람직하다.

세로 프레임(130)은 상기 가로 프레임과 함께 'ㅠ' 형상을 이루도록 일 단부가 상기 가로 프레임(110)에 결합하되, 상기 손잡이(111)에 근접하는 위치에 각각 결합되고, 타 단부에는 각각 구동휠(200)이 설치된다. 세로 프레임(130)은 사용자의 신장에 따라 높이가 조절되는 것이 바람직하다.

상지 프레임(120)은 상기 가로 프레임과 함께 'ㅑ' 형상을 이루도록 일 단부가 상기 가로 지지프레임에 결합하되, 상기 세로 프레임의 일단부가 결합된 위치에 함께 결합된다. 상지 프레임(120)에는 각각 팔지지부(121)가 설치되어 사용자가 팔꿈치 아래 부분을 올려 놓고 보행 시 체중을 의지할 수 있도록 한다. 팔지지부(121)는 쿠션 기능이 있는 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 팔지지부(121)에는 압력감지부(122)가 각각 설치되어 사용자가 팔지지부(121)를 누르는 힘을 감지하고 감지 신호를 제어부(300)에 인가한다.

압력감지부(122)는 팔지지부(121)를 누르는 힘을 감지하여 누르는 힘에 따라 해당하는 신호를 제어부(300)에 인가한다. 압력감지부(122)는 좌/우 팔지지부(121a,b)에 각각 설치되어 좌압력감지값과 우압력감지값을 각각 제어부(300)에 인가하다. 일 실시예에 따르면 압력감지부(122)는 누르는 힘에 따라 정전용량이 변화하여 해당하는 신호를 제어부(300)에 인가하고, 제어부(300)는 기준 압력값을 저장하고 이와 비교하여 인가되는 압력값을 산출할 수 있다. 한편, 압력감지부(122)는 가해지는 힘에 따라 정전용량이 변화하는 스마트 시트(smart sheet)로 제작된 압력 센서를 사용할 수 있다.

제어부(300)는 상기 압력감지부(122)에서 인가되는 좌/우 압력값의 차가 설정값이상이면, 더 큰 압력값이 입력되는 쪽으로 회전하도록 휠구동부(210)를 제어하여 사용자가 별도로 조작하지 않고 사용자의 무게 중심의 변화를 감지하여 보행 보조장치의 주행 방향을 변경시키도록 하다.

하지 프레임(140)은 '⊂'자 형상으로, 상기 세로 프레임(130)의 하부에서 상기 세로 프레임 사이의 간격을 지지하도록 결합하며 단부에 종동휠(200b)이 각각 결합된다.

상지 프레임(120)과 팔지지부(121)와 압력감지부(122)의 구성을 도 2 내지 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저 도 2는 팔지지부(121)와 상지프레임(120) 사이에 압력감지부(122)가 설치되는 것으로, 팔지지부(121)를 누르는 힘이 팔지지부(121) 아래에 설치된 압력감지부(122)에 전달되어 누르는 힘에 따른 압력감지값이 제어부(300)에 전달되도록 하는 것이다. 도 3은 압력감지부가 팔지지부(121)의 하부에 매설되어 팔지지부(121)를 누르는 힘이 바로 압력감지부(122)에 전달되어 누르는 힘에 따른 압력 감지값이 제어부(300)에 전달되도록 하는 것이다. 도 4는 팔 지지부(121) 자체를 압력을 감지할 수있는 스마트 시트(122')로 제작한 것으로, 압력감지 스마트 시트(122')는 가해지는 힘에 따라 정전 용량이 변화하여 변화하는 신호를 제어부(300)에 인가할 수 있다. 도면 부호 123은 커버를 나타내는 것으로, 스마트 시트(122')를 커버하여 오염되는 것을 방지한다. 커버(123)는 방오 가공처리되는 것이 바람직하다.

제어부(300)는 상기 좌/우 압력감지부에서 인가되는 상기 좌/우 팔지지부 각각을 누르는 힘의 차이에 따라 상기 휠제어부(300)를 제어하여 구동휠(200)의 회전 방향을 변경하여 상기 보행 보조장치의 진행 방향을 제어한다.

상기와 같이 구성되는 보행 보조장치의 구동을 도 5 및 6을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조장치의 구동을 제어하는 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 6은 도 5의 보행 보조장치의 구동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도시하는 바와 같이, 좌압력감지부(122a)와 우압력감지부(122b)는 제어부(300)에 연결되어 감지값을 인가하고, 좌휠구동부(210a)와 우휠구동부(210b)는 제어부(300)에 연결되어 구동휠(200a)의 구동 제어 신호를 인가받는다.

본 발명의 실시예에 따른 보행 보조장치의 동작을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 사용자가 보행 보조장치를 이용하여 보행을 할 때 상지프레임(120)에 구비된 팔지지부(121)에 팔꿈치 이하 팔을 놓고 체중을 기대 의지할 수 있다. 팔지지부(121)에 양팔을 각각 놓고 의지하면 팔지지부(121)에 설치된 압력감지부(122)는 가해진 힘에 따라 감지값을 출력한다. 즉 보행 보조장치에 기대 의지하기 시작하면 압력을 감지하여 압력값이 제어부(300)에 입력된다. 따라서, 제어부(300)는 압력값이 입력되면 구동휠의 구동을 시작할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 압력값입력 여부를 판단하는 단계(S10)를 반복하면서, 압력값이 입력되면 구동휠(200)을 구동시키고, 입력되지 않으면 정지시킬 수 있다(S11). 도 6의 실시예에서는 제어부(300)는 압력값이 입력되지 않으면 휠구동부(210)를 정지시키도록 설정되었지만, 다른 실시예에서 설정값이상의 압력값이 입력되면 휠구동부(210)가 정지하도록 설정될 수 있다.

제어부(300)는 압력값이 입력되면 좌우 압력 감지값을 각각 읽고(S20), 좌우 압력값을 비교하여(S30), 좌우 압력값의 차이가 설정값(k) 이상인지를 판단한다(S40). 보행시 사용자가 완벽하게 같은 힘을 좌우에 줄 수 없으므로, 설정값이상의 차이가 발생할 경우에만 좌우로 진행방향을 변경할 수 있도록 하는 것이다. 좌우 압력값차이가 설정값 보다 작으면 양 휠구동부(210a,b)를 동일하게 직진으로 구동하여 보행 보조 장치가 직진하도록 한다.

사용자가 왼쪽으로 좌회전 하고 싶을 경우 좌측으로 무게중심을 이동하고, 무게 중심의 이동에 따라 좌측 팔지지부(121a)에 더 많은 힘이 가해진다. 따라서 좌압력감지부(122a)의 압력감지값이 더 크게 된다. 좌 압력값이 크다고 판단하면(S50), 제어부(300)는 휠구동부(210)를 제어하여 구동휠이 좌측으로 방향을 변경하여 보행 보조장치가 좌회전하도록 한다(S51). 무게중심이 우측으로 이동하는 경우는 그 반대이고, 제어부(300)는 보행 보조장치가 우회전하도록 휠구동부(210)를 제어한다(S52).

이와 같이, 본 발명에 따르면 별도의 조작 없이 사용자가 무게 중심을 이동하는 것만으로 보행 보조장치의 구동 방향을 변경할 수 있게 된다.

110 : 가로 프레임 111 : 손잡이
120 : 상지 프레임 121 : 팔지지부
122 : 압력감지부 130 : 세로프레임
140 : 하지프레임 200a : 구동휠
200b : 종동휠 210 : 구동휠 구동부

Claims (7)

1. 보행 보조장치에 있어서,
   양 단에 손잡이가 형성되는 가로 프레임;
   상기 가로 프레임과 함께 'ㅠ' 형상을 이루도록 일 단부가 상기 가로 프레임에 결합하되, 상기 손잡이에 근접하는 위치에 각각 결합되고, 타 단부에는 각각 구동휠이 결합하는 한쌍의 세로 프레임;
   상기 가로 프레임과 함께 'ㅑ' 형상을 이루도록 일 단부가 상기 가로 지지프레임에 결합하되, 상기 세로 프레임의 일단부가 결합된 위치에 함께 결합되는 상지 프레임;
   '⊂'자 형상으로, 상기 세로 프레임의 하부에 상기 세로 프레임 사이의 간격을 지지하도록 결합하며 단부에 종동휠이 결합하는 하지 프레임;
   상기 상지 프레임의 사용자의 팔이 놓이는 위치 각각에 상기 사용자의 팔을 지지하도록 설치되는 좌/우 팔지지부;
   상기 좌/우 팔지지부 각각에 설치되어 상기 사용자가 상기 좌/우 팔지지부를 누르는 각각의 힘을 감지하는 좌/우 압력감지부;
   상기 구동휠의 구동 및 방향을 제어하는 휠구동부; 및
   상기 좌/우 압력감지부에서 인가되는 상기 좌/우 팔지지부 각각을 누르는 힘의 차이에 따라 상기 휠구동부를 제어하여 상기 보행 보조장치의 진행 및 방향을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 좌/우 팔지지부는 몸체가 누르는 힘에 따라 정전 용량이 변화하는 스마트 시트와 상기 스마트 시트를 커버하는 커버로 구성되고,
   상기 좌/우 압력감지부는 상기 좌/우 팔지지부의 상기 스마트 시트로 구현되는 보행 보조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 세로 프레임은 사용자의 신장에 따라 조절되는 보행 보조장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 좌/우 압력감지부에서 압력감지값이 입력되지 않으면 상기 휠구동부가 정지하도록 제어하는 보행 보조 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 좌/우 압력감지부에서 설정값이상의 압력 감지값이 인가되면 상기 휠 구동부가 정지하도록 제어하는 보행 보조 장치.

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