KR101592321B1 - 지능형 보행 보조차의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행 보조차에 여러 가지의 감지 수단(예를 들어, 압력 감지 센서, 거리 측정기, 적외선 센서와 자이로 센서 등)을 장착하고, 이들 감지 수단을 통해 검출한 값을 바탕으로 캐스터의 회전 방향과 그 회전수를 제어하여 이용자가 보행 보조를 받거나 근력을 키울 수 있게 하고, 또한 보행 보조차가 넘어지거나 울퉁불퉁한 노면에서도 쓰러지지 않고 그리고 장애물을 피할 수 있게 하여 안정적으로 보행할 수 있게 하여 안전성을 높일 수 있게 한 지능형 보행 보조차의 제어방법을 제공하는 데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 바와 링크 구조를 이용하여 보행 보조차를 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제작할 수 있고, 특히 이용자의 앞을 가리지 않아 안전하게 사용할 수 있게 할 뿐만 아니라 좌판과 손잡이를 링크 구조를 통해 이용자의 체형과 장애 정도에 맞게 쉽고 신속하게 조절하여 편리하게 사용할 수 있게 한 지능형 보행 보조차의 제어방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

Description

지능형 보행 보조차의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING INTELLIGENT ROLLATOR}

본 발명은 지능형 보행 보조차의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 좌판의 높이조절과 더불어 링크 구조를 통해 체형과 장애 정도 등에 맞게 쉽게 조절하여 사용할 수 있고, 또한 캐스터의 회전 방향과 회전수를 조절하여 장애인의 체형과 진행 정도에 맞게 속도 조절을 할 수 있을 뿐만 아니라 쉽게 접어서 보관하거나 운반하여 사용할 수 있고, 특히 다양한 센서를 통해 검출한 값을 바탕으로 안전 기능의 강화와 더불어 보행 보조 및 근력 강화를 선택하여 활용할 수 있게 한 것이다.

노약자나 장애인의 보행동작을 보조하기 위한 보행 보조차는 장애 정도에 따라 보행 훈련을 할 수 있도록, 특허문헌 1 내지 특허문헌 4와 같이, 다양한 기능과 구조로 제작한다.

특허문헌 1은 노약자 또는 환자들의 재활 훈련이 가능할 뿐만 아니라, 놀이공원이나 관광단지 내에서 노약자들의 관람을 용이하게 할 수 있으며, 주행 중에 장애물과의 충돌 및 추락을 효과적으로 방지할 수 있고, 작은 부피로 간단하게 접음이 가능하여 일반 승용차에 수납할 수 있음으로써 사용 및 운반이 편리한 보행 보조장치에 관한 것이다.

특허문헌 2는 휠체어 겸용의 전동식 보행 보조기를 개시한 것으로, 전동식 보행 보조기에 전자식 방향 전환 기능은 물론 휠체어 기능을 구성한 것이며, 이에 따라 보행이 어려운 사용자가 보조기에 의지하여 직진 이동을 할 때에 적은 힘으로도 전속으로 안전하게 이동할 수 있음은 물론, 경사로나 돌출 또는 홈과 같은 장애물이 존재하는 곳에서 보행의 의지가 있으나 근육이 약화된 사용자들도 자유롭게 보행 보조기의 방향을 손쉽게 전환시킬 수 있도록 하는 등 보행 보조의 역할과 보행 유도의 역할을 동시에 받을 수 있도록 함은 물론, 휠체어 기능을 통해 고령자나 하체가 불편한 신체장애인, 그리고 보행의 의지가 있으나 근육이 약화된 사용자들 모두가 더 손쉽게 이용할 수 있도록 하면서 그 사용상의 편의성을 높인 것이다.

특허문헌 3은 보행 보조 장치의 작동 제어 방법에 관한 것으로, 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 착용하는 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.

특허문헌 4는 보행이 불편한 노약자 또는 자립 보행을 할 수 없는 중증 환자의 가슴, 어깨, 팔 등의 상체를 받쳐 지지하며 전·후진 이동 및 회전 이동을 원활하게 조작할 수 있으며 보행자가 편안하게 자립 보행할 수 있게 보조하는 전동식 보행 보조장치에 관한 것이다.

하지만, 이런 기존의 보조 보행기나 보조 보행장치와 같은 보행 보조차는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 손잡이가 보행 보조차의 뒤로 돌출하게 형성하는 경우가 많다. 이는 보행 보조차를 뒤에서 미는 것과 같은 작용을 하여 그 무게 중심이 무너지면서 넘어질 우려가 있다. 특히, 보행 보조차가 넘어지는 경우, 장애인이나 노인과 같이 자체적으로 대응하기 힘든 사람의 경우 큰 부상으로 이어진다.

(2) 기존의 보행 보조차 중에서 전동 방식을 채택한 경우 보행 보조차를 구동하게 하는 데 필요한 구동 장치를 장착해야 하므로 보행 보조차의 크기가 커질 뿐만 아니라 그 전체 중량도 무거워진다.

(3) 보행 보조차는 노약자나 장애인과 같은 보조차 이용자가 보행 연습을 하기 위해 사용하다 보면 지치거나 피곤한 경우 이용자가 앉아서 쉴 수 있도록 좌판을 구성한다. 하지만, 좌판은 그 높이가 고정식이므로 이용자의 신체적 조건이나 장애 정도에 맞게 조절하는 것이 불가능하여 좌판 사용이 불편하고, 오랫동안 앉아 있기가 힘들다.

(4) 또한, 보행 보조차는 보행 연습을 위해 이용자가 손을 짚거나 잡을 수 있도록 한 쌍의 손잡이를 구성한다. 하지만, 이 손잡이 또한 높이 조절이 제대로 이루어지지 않아 보행 연습을 할 때는 편리하나 좌판에 앉은 경우 손잡이의 높이가 알맞은 위치에 있지 않아 손잡이를 사용하는 데 불편하다.

(5) 기존의 보행 보조차는 플레이트 형태나 빔 형태로 제작하는 경우가 많으므로, 보행 보조차를 사용하지 않거나 보관하기 위해 접더라도 그 크기가 커서 자동차의 트렁크와 같이 한정된 공간에 싣거나 보관하는 데 어려움이 있다.

(6) 보행 보조차를 수동 보조기와 같이 손으로 잡아서 보행 연습을 하는 경우 보행 보조차의 앞 부분이 이 보행 보조차를 이용하는 이용자의 발 앞쪽을 가리기 때문에 보행 연습을 하는 데 불안하다.

(7) 특히, 이처럼 보행 보조차가 이를 이용하는 이용자의 발 앞을 가려 시야를 방해하므로, 이용자는 보행 연습을 하는 동안 불안감을 조성할 우려가 있다.

(8) 또한, 노면이나 도로와 같이 표면이 평편하지 않거나 돌과 같이 돌출되거나 홈이 만들어진 곳에서 보행 연습을 하는 경우, 캐스터가 불완전하게 작동하거나 작동 기능을 상실하여 보행 보조차가 쓰러지거나 이용자가 무게 중심을 잃어 안전사고로 이어질 우려가 있다.

한국등록특허 제1149604호 (등록일 : 2012.05.17) 한국등록특허 제1124072호 (등록일 : 2012.02.28) 한국등록특허 제1224056호 (등록일 : 2013.01.14) 한국등록특허 제1306146호 (등록일 : 2013.09.03)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 보행 보조차에 여러 가지의 감지 수단(예를 들어, 압력 감지 센서, 거리 측정기, 적외선 센서와 자이로 센서 등)을 장착하고, 이들 감지 수단을 통해 검출한 값을 바탕으로 캐스터의 회전 방향과 그 회전수를 제어하여 이용자가 보행 보조를 받거나 근력을 키울 수 있게 하고, 또한 보행 보조차가 넘어지거나 울퉁불퉁한 노면에서도 쓰러지지 않고 그리고 장애물을 피할 수 있게 하여 안정적으로 보행할 수 있게 하여 안전성을 높일 수 있게 한 지능형 보행 보조차의 제어방법을 제공하는 데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 바와 링크 구조를 이용하여 보행 보조차를 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제작할 수 있고, 특히 이용자의 앞을 가리지 않아 안전하게 사용할 수 있게 할 뿐만 아니라 좌판과 손잡이를 링크 구조를 통해 이용자의 체형과 장애 정도에 맞게 쉽고 신속하게 조절하여 편리하게 사용할 수 있게 한 지능형 보행 보조차의 제어방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지능형 보행 보조차의 제어방법은, 양쪽에 각각 길이 방향으로 구를 수 있도록 캐스터(110)를 가지고, 서로 마주 보게 설치하여 어느 한쪽을 지지대(120)로 연결하며 다른 한쪽에 각각 접거나 펼칠 수 있는 회전식의 발판(130)을 갖춘 한 쌍의 베이스 바(100); 바 형상으로 이루어지며 서로 마주 보게 위치한 한 쌍의 손 거치대(210) 및 이들 손 거치대(210)의 한쪽 끝을 연결하는 연결대(220)로 이루어지며, 상기 베이스 바(100) 위에 겹쳐지게 설치하는 손잡이(200); 링크 구조로 이루어지며, 상기 각 베이스 바(100)와 손잡이(200) 사이에 장착하여 이 손잡이(200)를 위아래로 높이를 조절할 수 있게 설치한 다단 링크(300); 상기 지지대(120)에 상기 베이스 바와 나란하게 위치하도록 접을 수 있게 장착한 좌판(400); 상기 지지대(120)에 장착하여 외부 전원을 공급받아 캐스터(110)를 전후로 회전시켜 주는 구동 수단(500); 및 상기 구동 수단(500)의 회전 방향과 회전수를 제어하는 제어기(600);를 포함하는 지능형 보행 보조차의 제어방법에 있어서, 상기 제어기(600)는, 압력 감지 센서(610), 거리 측정기(620), 적외선 센서(630)와 방향 감지를 위한 자이로 센서(640)에서 검출한 값을 입력받아, (1)이용자의 보행방향과 같은 방향으로 캐스터(110)를 구동하여 보행을 보조하는 보행 모드, (2)이용자의 보행 속도로 캐스터(110)를 구동하는 보행 보조 모드, (3)이용자의 보행방향과 반대 방향으로 캐스터(110)를 구동하는 근력 보행 모드, (4)전동 휠체어 모드, (5)보행 거리, 보폭과 운동량을 보여주는 디스플레이 모드, (6)장애물을 감지하면 자동으로 제동하게 하는 자동 제동 모드 중에서 어느 하나의 모드로 제어하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 다단 링크(300)는, 한쪽이 상기 베이스 바(100)와 손잡이(200)에 각각 서로 반대 방향으로 회전할 수 있게 설치한 적어도 2개의 링크(310a,310b); 및 인접한 두 개의 링크(310a,310b)를 연결해서 회전할 수 있게 지지하며 회전 위치를 고정해 주는 암 힌지(320);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 각 링크(310a,310b)와 암 힌지(320)는, 상기 베이스 바(100)의 길이 밖으로 돌출하지 않게 회전 작동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌판(400)은 상기 지지대(120)에 한쪽을 회전할 수 있게 장착한 적어도 하나의 암 힌지(410)의 다른 한쪽에 회전할 수 있게 장착하고, 바닥면에는 탄성 스프링(421)의 탄성 지지를 받아 서로 반대 방향으로 움직이는 한 쌍의 스토퍼(420)를 갖추며, 상기 스토퍼(420)는 탄성 지지를 받아 상기 암 힌지(410)에 형성한 고정 구멍(411)에 끼워져서 좌판(400)을 고정하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 구동 수단(500)은 정역 방향으로 회전할 수 있는 인 휠 모터((In-wheel Motor) 또는 기어드 모터(Geared Motor)인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 압력 감지 센서(610)는 로드 셀 또는 FSR(Force Sensing Resistor)이고, 상기 거리 측정기(620)는 울트라소닉 센서 또는 LRF(Laser Ranger Finder)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지능형 보행 보조차의 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 여러 가지 센서를 통해 보행 운동이나 그 보조 또는 근력 운동 등 다양한 방법으로 운동할 수 있어 하나의 보행 보조차를 이용하여 다양한 운동 효과를 기대할 수 있다.

(2) 구조가 간단하여 쉽게 제작하여 사용할 수 있다.

(3) 특히, 바와 링크 구조 등을 이용하여 이용자의 체중을 지지하고 보행을 보조하므로 전체 구조가 간단할 뿐만 아니라, 보행 보조차를 사용하지 않거나 보관하기 위해 접을 때에도 그 전체 크기를 줄일 수 있어 쉽고 운반하거나 보관할 수 있다.

(4) 좌판의 높이를 조절할 수 있으므로 이용자의 장애나 체형에 맞게 편리하게 조절하여 사용할 수 있다.

(5) 보행 연습을 할 때 사용하는 손잡이 부분을 상하로 높이 조절을 할 수 있으므로, 보행 연습과 좌판을 앉음에 따라 달라지는 손의 위치에 알맞게 손잡이 부분의 높이를 쉽게 조절하여 편리하게 사용할 수 있다.

(6) 특히, 이러한 손잡이 부분은 암 힌지(Arm Hinge)로 높이 조절이 이루어지게 함으로써, 손잡이를 보행 연습을 위한 위치나 좌판에 앉았을 때 손을 올려놓는 위치로 쉽게 높이를 조절하여 사용할 수 있다.

(7) 구동수단을 이용하여 캐스터를 정역 방향으로 회전 방향을 제어하고, 특히 그 회전수를 제어할 수 있게 구성함으로써, 이용자의 장애 정도나 보행 연습 정도 등에 따라 회전 방향과 회전수를 조절해 가면서 편리하게 사용할 수 있다.

(8) 손잡이를 통해 전달된 이용자의 하중이 다단 링크를 통해 베이스 바에 전달되는 데, 다단 링크의 작동 범위가 이 베이스 바의 위쪽에서 벗어나지 않게 하므로, 이러한 이용자의 하중이 베이스 바의 길이 중간 부분을 누르게 되어 본 발명에 따른 보행 보조차를 안정적으로 구성할 수 있어 보행 보조차가 넘어지는 것과 같은 안전사고를 미리 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보행 보조차의 전체 구성을 보여주기 위한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 보행 보조차의 전체 구성을 보여주기 위한 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 보행 보조차의 전체 구성을 보여주기 위한 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 좌판의 접이식 구조를 설명하기 위한 보행 보조차의 저면 일부를 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 제어기를 통해 제어하는 구동 수단과 캐스터의 연결 구조를 보여주기 위한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 지능형 보행 보조차의 제어방법은, 도 1 내지 도 5와 같이, 여러 가지의 감지 수단(예를 들어, 압력 감지 센서, 거리 측정기, 적외선 센서와 자이로 센서 등)을 추가 장착하고, 이들 감지 수단을 통해 검출한 값을 바탕으로 캐스터의 회전 방향과 그 회전수를 제어하여 보행자의 장애나 체형 그리고 근력 등을 고려하여 다양한 모드를 선택하여 편리하고 안전하게 보행 연습을 할 수 있게 한 것이다.

특히, 본 발명은, 도 1 내지 도 5와 같이, 바 형태로 이루어진 한 쌍의 베이스 바(100) 위에 한 쌍의 손 거치대(210)를 연결대(220)로 연결한 손잡이(200)가, 링크 구조를 이용한 다단 링크(300)를 이용하여 높이 조절을 할 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 가벼울 뿐만 아니라 쉽게 제작하여 사용할 수 있게 한 것이다.

또한, 본 발명은, 도 1 내지 도 5와 같이, 한 쌍의 상기 베이스 바(100)를 연결하는 지지대(120)에 상하로 높이를 조절할 수 있게 좌판(400)을 설치함으로써, 보행 연습 중에 피곤하거나 힘들 경우 이용자의 체형이나 장애 정도 등에 따라 높이를 조절한 좌판(400)에 앉아서 편안하게 쉴 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

베이스 바(100)는, 도 1 내지 도 3과 같이, 미리 정한 길이의 바 형태로 이루어지며, 한 쌍이 서로 마주 보게 설치한다.

특히, 이 한 쌍의 베이스 바(100)는 한쪽 끝을 지지대(120)로 연결하여 전체적으로 "ㄷ"자 형태로 형성함으로써, 트인 한쪽을 통해 이용자의 발부분이 그 안쪽으로 들어갈 수 있게 하여 안정적인 자세를 취할 수 있게 한다.

또한, 상기 각 베이스 바(100)에는 양쪽에 각각 캐스터(110)를 구성한다. 이때, 캐스터(110)는 길이 방향으로 구를 수 있게 장착하며, 후술할 구동 수단(500)을 통해 전동식으로 구동하거나 수동식으로 구동할 수 있게 선택하여 이용자가 원하는 방식을 사용할 수 있게 한다.

그리고, 상기 각 베이스 바(100)에는, 다른 한쪽에 각각 발판(130)을 더 구성한다. 각 발판(130)은, 휠체어의 발판과 같이, 베이스 바(100) 위쪽으로 젖혔다가 필요할 때 서로 마주 보게 펼쳐 나란하게 위치할 수 있게 구성한다.

손잡이(200)는, 도 1 내지 도 3과 같이, 한 쌍의 손 거치대(210)와 이들 손 거치대(210)를 연결하는 연결대(220)를 포함한다. 특히, 상기 손 거치대(210)는 바 형태로 제작하고, 상기 연결대(220)는 각 손 거치대(210)의 한쪽 끝을 연결하여 구성한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 손잡이(200)는 상술한 베이스 바(100)와 같거나 유사한 크기와 형상으로 형성함으로써, 이 손잡이(200)를 상기 베이스 바(100) 위에 위치하게 설치하였을 때, 개방된 한쪽을 통해 본 발명에 따른 보행 보조차의 이용자가 드나들 수 있게 하여 편의성과 안전성을 높이기 위함이다.

특히, 상기 연결대(220)는 손 거치대(210)를 지지하는 기능 이외에도 후술할 좌판(400)에 본 발명에 따른 보행 보조차를 이용하는 이용자가 앉았을 때 등 부분을 지지할 수 있게 하여 이용자가 좌판(400)에 안정적으로 앉아있을 수 있게 한다.

도면에서, 미설명 부호 "211"은 후술할 제어기(600)를 통해 구동 수단(500)을 정역 방향의 회전 방향과 그 회전수를 제어하는 데 사용하는 제어 다이얼을, "212"는 실질적으로 손을 쥐는 파지 부분을 각각 나타낸다.

다단 링크(300)는, 도 1 내지 도 3과 같이, 양쪽을 각각 베이스 바(100)와 손잡이(200)에 장착하여 이 손잡이(200)의 높이를 조절할 수 있게 구성한다.

이를 위하여, 예시적으로, 상기 다단 링크(300)는 적어도 2개의 링크(310a,310b)와, 인접한 두 개의 링크(310a,310b) 사이를 연결하는 적어도 하나의 암 힌지(320)를 포함한다.

여기서, 링크(310a,310b)는 미리 정한 길이의 바 형태로 형성하고, 특히 도 3과 같이 인접한 링크(310a,310b)는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있게 장착한다. 그리고, 상기 암 힌지(Arm Hinge)(320)는 링크와 링크를 연결하여 회전할 수 있고 회전한 상태에서 위치를 고정하는 데 사용하는 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다. 이러한 암 힌지의 사용례로는 스위블 및 틸트의 확장성이 좋은 링크 구조로 이루어진 의료용 카트, 피부 치료용 광선 조사기 등 모바일형 의료기구에 유용한 제품이나, 모니터나 학생용 책상 등과 같이 그 위치를 자유롭게 조절하여 사용하는 제품 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 각 링크(310a,310b)와 암 힌지(320)는 그 작동 범위에서, 상술한 베이스 바(100)의 길이 밖으로 돌출하지 않게 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 베이스 바(100)를 지지하는 두 개의 캐스터(110) 사이에 다단 링크(300)를 구성하는 연결 부분, 즉 암 힌지(320)가 실질적으로 이들 캐스터(110) 사이의 위에 존재하게 함으로써, 손잡이(200)를 통해 다단 링크(300)에 전달된 하중이 마치 베이스 바(100)의 중간 부분을 누르는 것과 같으므로 본 발명에 따른 보행 보조차의 무게 중심을 안정적으로 구현할 수 있게 하기 위함이다.

즉, 도 3과 같이, 베이스 바(100)에 회전할 수 있게 장착한 링크(310a)의 힌지(311)는 두 개의 캐스터(110) 사이에 위치하게 장착하고, 손잡이(200)에 회전할 수 있게 장착한 다른 링크(310b)의 힌지(312)는 상기 힌지(311) 위에 위치하게 장착하며, 상기 암 힌지(320)는 이 힌지(311)과 어느 하나의 캐스터(110) 사이의 위에 위치하게 구성함으로써, 도 3의 위에서 하중이 가해지더라도 이를 양쪽 캐스터(110)에서 분산시켜 주므로 본 발명에 따른 보행 보조차의 무게 중심이 안정되어 쉽게 넘어지지 않게 한 것이다.

좌판(400)은, 도 2 및 도 4와 같이, 지지대(120)에 접을 수 있게 장착한다. 이때, 좌판(400)은 한쪽이 지지대(120)에 회전할 수 있게 장착한 적어도 하나, 바람직하게는 두 개의 암 힌지(410)의 다른 한쪽에 회전할 수 있게 장착함으로써, 암 힌지(410)를 회전시키면 좌판(400)을 베이스 바(100)와 나란하게 접을 수 있다. 여기서, 암 힌지(410)는 상술한 암 힌지(320)와 같은 작용을 한다.

또한, 상기 암 힘지(410)에는, 도 2 및 도 4와 같이 측면 상부에 서로 마주 보는 위치에 고정 구멍(411)을 형성한다. 이 고정 구멍(411)에는 후술할 스토퍼(420)가 끼워져서 좌판(400)을 고정하는 데 사용한다.

한편, 상기 좌판(400)은 아랫면에, 도 2 및 도 4와 같이, 한 쌍의 스토퍼(420)를 장착한다. 스토퍼(420)는 탄성 스프링(421)의 탄성 지지를 받아 서로 반대 방향으로 움직일 수 있게 장착한다. 이때, 스토퍼(420)는 항상 탄성 지지를 받아 바깥쪽으로 밀려나게 설치한다.

이에, 상기 스토퍼(420)는, 도 4와 같이, 항상 탄성 스프링(421)의 탄성 지지를 받아 바깥쪽으로 돌출한 부분이 상술한 고정 구멍(411)에 끼워져서 좌판(400)에 앉을 수 있게 위치를 고정하고, 상기 스토퍼(420)를 서로 마주 보는 방향으로 힘을 가함에 따라 고정 구멍(411)에서 이 스토퍼(420)가 빠지면서 좌판(400)이 접을 수 있게 된다.

구동 수단(500)은, 도 1 내지 도 3과 같이, 상술한 캐스터(110)를 구동시켜 주기 위한 구성요소이다. 이러한 구동 수단(500)으로는 통상의 기술로 제작한 인 휠 모터((In-wheel Motor)나 기어드 모터(Geared Motor)를 이용할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 상기 구동 수단(500)은 정역 방향으로 회전할 수 있는 것을 사용함으로써, 본 발명에 따른 보행 보조차가 이용자와 같은 방향으로 움직이게 하여 보행이 더욱 쉽게 이루어질 수 있게 하거나, 보행 방향과 반대 방향으로 움직이게 하여 이용자가 이 보행 보조기의 움직임을 이겨내면서 보행 연습을 할 수 있게 하여 다양한 운동을 할 수 있게 하기 위함이다. 물론, 이러한 구동 수단(500)은 본 발명에 따른 보행 보조차를 전동 휠체어와 같이 이용할 때 전진과 후진할 수 있게 하기 위한 기능을 포함한다.

한편, 구동 수단(500)은 전기 전원을 필요로 하며, 이러한 전기 전원은 배터리 형태로 제작하여 본 발명에 따른 보행 보조차에 탈장착할 수 있게 설치하여 필요한 전원 공급이 이루어질 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이러한 구동 수단(500)은 각 캐스터(110)를 모두 구동하게 구성할 수도 있으나, 도 3에서는 보행 보조차를 전동 휠체어로 사용할 때 뒤쪽에 있는 2개의 캐스터(110)를 구동하도록 구성한 예를 보여준다.

제어기(600)는, 도 5와 같이, 상술한 제어 다이얼(211)을 통해 입력받은 모드에 따라 구동 수단(500)의 회전 방향과 회전수에 대한 정보를 바탕으로 구동 수단(500)을 제어한다. 이때의 제어는 본 발명에 따른 보행 보조차에 장착한 여러 개의 센서, 예를 들어서 압력 감지 센서(610), 거리 측정기(620), 적외선 센서(630)와 방향 감지를 위한 자이로 센서(640)에서 검출한 값을 입력받아 아래와 같이 6가지의 모드에 따라 제어한다. 각 모드에 대해서는 후술한다.

즉, 이용자나 보조자가 이 6가지 모드 중에서 어느 한 가지 모드를 선택하면, 그 모드에 맞게 센서에서 입력받은 값을 바탕으로 제어기(600)가 이 회전 방향과 회전수에 맞게 구동수단(500)을 구동 제어한다. 여기서, 상기 제어기(600)는 전동 방식으로 구동 수단(500)을 제어하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 제어 다이얼(211)의 제어 신호로서 수동 방식, 즉 구동 수단(500)을 구동하지 않게 하여 이용자의 힘만으로 본 발명에 따른 보행 보조차를 움직이게 할 수도 있다.

본 발명에서 제어기(600)를 통해 제어하는 모드는, (1)보행 모드, (2)보행 보조 모드, (3)근력 보행 모드, (4)전동 휠체어 모드, (5)디스플레이 모드, 그리고 (6) 자동 제동 모드이다. 각 모드에 대한 설명은 다음과 같다.

(1) 보행 모드

보행 모드는 제어기(600)가 구동 수단(500)을 제어하지 않는 모드이다. 즉, 보행자는 본 발명에 따른 보행 보조차를 수동 보행 보조차가 같이 보행자 자신의 힘으로 밀면서 보행 연습을 할 수 있게 한 것이다.

(2) 보행 보조 모드

보행 보조 모드는 제어기(600)를 이용하여 구동 수단(500)을 제어한다. 이때, 제어기(600)는 보행자의 속도와 거의 같은 수준으로 보행 보조차가 주행할 수 있도록 구동 수단(500)을 제어한다.

즉, 보행 모드는 보행자의 보행 속도와 보행 보조기의 주행 속도가 거의 같은 수준이나, 보행 보조 모드에서는 보행 보조기의 주행 속도를 보행자의 보행 속도보다 조금 더 빠르게 설정함으로써, 보행 보조기가 보행자 뒤에서 밀어주는 효과를 얻을 수 있게 하여, 보행자가 더욱 편안하고 편리하게 보행 연습을 할 수 있게 한다.

(3) 근력 보행 모드

근력 보행 모드는, 상술한 "(2)보행 보조 모드"와 같이 제어기(600)에서 구동 수단(500)을 제어하는 데, 이 구동 수단(500)의 회전 방향만 반대로 제어한다.

즉, 근력 보행 모드는, 보행자의 보행 방향과 반대로 본 발명에 따른 보행 보조차가 구동할 수 있게 구동 수단(500)을 제어함으로써, 보행자는 보행 방향과 반대로 움직이는 이 보행 보조차의 부하를 이기면서 앞으로 나가야 하므로 근력 운동에 도움을 준다.

이때, 제어기(600)는 구동 수단(500)의 회전수 조절을 통해 보행자나 그 보조자의 부하를 조절하여 보행자의 근력 상태에 맞게 그 부하량을 조절한다.

(4) 전동 휠체어 모드

전동 휠 모드는 본 발명에 따른 보행 보조차를 전동식 휠체어로 선택하여 사용할 수 있게 하는 모드이다.

즉, 본 발명에 따른 보행 보조차는 좌판을 갖춰 보행자가 보행 연습을 하다가 지치거나 조금 쉬려고 할 때, 이 좌판에 앉아서 보행 보조차를 휠체어로 활용할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 보행 보조차는 제어기(600)가 구동 수단(500)을 제어함에 따른 캐스터 구동이 전동으로 이루어지게 하여 전동 휠체어로 사용한다.

(5) 디스플레이 모드

디스플레이 모드는 현재의 운동 상태나 선택한 모드 그리고 운동량 등을 보행자나 그 보조자 등이 시각적으로 알 수 있게 표시해 주는 모드이다. 이 모드는 LCD나 LED 디스플레이 패널과 같이 눈으로 쉽게 볼 수 있는 디스플레이를 이용하는 것이 바람직하고, 특히 이러한 디스플레이는 터치스크린과 같이 손쉽게 모드 전환 등이 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 이때 보여주는 것으로는 본 발명에 따른 모드 뿐만 아니라, 보행 거리와 보폭 그리고 운동량 등 다양한 정보를 포함한다. 이때, 보행 거리는 거리 측정기(620)를 통해 검출하고, 보폭은 단위 시간당 이동 거리를 통해 평균 보폭을 계산하거나 자이로 센서(640)를 이용하여 방향이 바뀌는 순간의 이동 거리를 보폭으로 설정하며, 운동량은 압력 감지 센서(610)로 보행자의 몸무게와 보행 보조차에 가해진 압력 등을 검출하고 이를 통해 단위 시간당 운동량을 정하여 사용할 수 있다. 여기서, 상기 거리 측정기(620)로는 울트라소닉 센서 또는 LRF(Laser Ranger Finder)를, 상기 압력 감지 센서(610)로는 로드 셀이나 FSR(Force Sensing Resistor)를 이용할 수 있다.

(6) 자동 제동 모드

자동 제동 모드는 본 발명에 따른 보행 보조차를 이동할 때 그 앞에 장애물이 있는 경우 보행 보조차가 장애물과 부딪치지 않게 제동하는 모드이다.

이때, 장애물은 적외선 센서(630)를 통해 검출하고, 검출한 값은 제어기(600)로 송출한다. 이에, 제어기(600)는 구동 수단(500)의 회전을 정지시켜 보행 보조차를 정지시킨다.

뿐만 아니라, 제어기(600)는 자이로 센서(640)를 이용하여 본 발명에 따른 보행 보조차가 짧은 시간에 잦은 방향 전환이 이루어지거나 급격한 방향 전환이 이루어지는 경우에도 이상(異常) 현상으로 판단하여 구동 수단(500)의 회전을 정지시킬 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은, 여러 가지 센서를 통해 보행 보조차의 상태에 관한 정보를 입력받고, 이렇게 입력받은 값을 바탕으로 다양한 모드를 구현할 수 있게 제어함으로써, 보행 연습을 하고자 하는 이용자의 장애 정도나 근력 그리고 신체 조건 등에 알맞은 모드를 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 링크 구조나 바와 같은 형태로 구성요소들을 제작하여 구조가 간단하면서도 쉽게 접어서 보관하거나 운반할 수 있고, 손잡이와 좌판을 이용자에게 알맞게 쉽게 높이 조절을 할 수 있을 뿐만 아니라 캐스터의 회전 방향과 그 회전수를 조절하여 다양한 보행 운동 얻을 수 있다.

100 : 베이스 바
110 : 캐스터
120 : 지지대
130 : 발판
200 : 손잡이
210 : 손 거치대
220 : 연결대
300 : 다단 링크
310a, 310b : 링크
320, 410 : 암 힌지
400 : 좌판
500 : 구동 수단
600 : 제어기

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 양쪽에 각각 길이 방향으로 구를 수 있도록 캐스터(110)를 가지고, 서로 마주 보게 설치하여 어느 한쪽을 지지대(120)로 연결하며 다른 한쪽에 각각 접거나 펼칠 수 있는 회전식의 발판(130)을 갖춘 한 쌍의 베이스 바(100); 바 형상으로 이루어지며 서로 마주 보게 위치한 한 쌍의 손 거치대(210) 및 이들 손 거치대(210)의 한쪽 끝을 연결하는 연결대(220)로 이루어지며, 상기 베이스 바(100) 위에 겹쳐지게 설치하는 손잡이(200); 링크 구조로 이루어지며, 상기 각 베이스 바(100)와 손잡이(200) 사이에 장착하여 이 손잡이(200)를 위아래로 높이를 조절할 수 있게 설치한 다단 링크(300); 상기 지지대(120)에 상기 베이스 바와 나란하게 위치하도록 접을 수 있게 장착한 좌판(400); 상기 지지대(120)에 장착하여 외부 전원을 공급받아 캐스터(110)를 전후로 회전시켜 주는 구동 수단(500); 및 상기 구동 수단(500)의 회전 방향과 회전수를 제어하는 제어기(600);를 포함하는 지능형 보행 보조차의 제어방법에 있어서,
   상기 제어기(600)는, 압력 감지 센서(610), 거리 측정기(620), 적외선 센서(630)와 방향 감지를 위한 자이로 센서(640)에서 검출한 값을 입력받아, (1)이용자의 보행방향과 같은 방향으로 캐스터(110)를 구동하여 보행을 보조하는 보행 모드, (2)이용자의 보행 속도로 캐스터(110)를 구동하는 보행 보조 모드, (3)이용자의 보행방향과 반대 방향으로 캐스터(110)를 구동하는 근력 보행 모드, (4)전동 휠체어 모드, (5)보행 거리, 보폭과 운동량을 보여주는 디스플레이 모드, (6)장애물을 감지하면 자동으로 제동하게 하는 자동 제동 모드 중에서 어느 하나의 모드로 제어하고,
   상기 좌판(400)은 상기 지지대(120)에 한쪽을 회전할 수 있게 장착한 적어도 하나의 암 힌지(410)의 다른 한쪽에 회전할 수 있게 장착하고, 바닥면에는 탄성 스프링(421)의 탄성 지지를 받아 서로 반대 방향으로 움직이는 한 쌍의 스토퍼(420)를 갖추며,
   상기 스토퍼(420)는 탄성 지지를 받아 상기 암 힌지(410)에 형성한 고정 구멍(411)에 끼워져서 좌판(400)을 고정하는 것을 특징으로 하는 지능형 보행 보조차의 제어방법.
   
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