KR101931937B1 - 제어 센서 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 제어 센서 시스템은 사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임, 상판 프레임의 하부에 위치하는 하판 프레임, 상판 프레임과 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부 및 상판 프레임과 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부로 구성된 제어 센서 시스템에서, 탄성 지지부는 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상판 프레임 하단 일면에 부착되어, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치를 유지시키도록 구성되고, 사용자의 동작에 따른 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성되며, 압력 센서부는 사용자가 상판 프레임의 상판에 수직방향으로 가한 힘과, 사용자가 상판 프레임에 수평방향으로 가한 힘을 측정하도록 구성된다.

Description

제어 센서 시스템{CONTROL SENSOR SYSTEM}
본 발명은 사용자의 조작 의도에 따라, 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 압력 센서와 탄성체로 구성되어, 사용자의 조작 의도를 효율적으로 파악할 수 있도록 구성된, 제어 센서 시스템에 관한 것이다.
최근 과학 기술이 성장함에 따라, 많은 산업 분야에서 사용자의 조작 의도를 파악하여, 사용자의 조작 의도에 따라 시스템을 제어하기 위한 기술이 요구되고 있다.
사용자의 조작 의도를 파악하고, 이에 따라 시스템을 제어하기 위해서는, 사용자의 조작을 측정하는 하드웨어가 구비되어야 한다. 사용자의 조작을 측정하는 하드웨어로서 마우스(Mouse)와 조이스틱(Joystick)을 들 수 있다. 그러나, 마우스나 조이스틱을 조작하기 위해서는 사용자가 한 손을 마우스나 조이스틱에 고정하고 이를 사용해야 하므로 불편함이 따른다.
한편으로, 전세계는 고령화 사회에 진입하여, 노약자 또는 장애인의 걷기, 앉기, 서기 등의 일상 생활을 지원하고, 이들의 근력을 보조하기 위한 이동 보조 시스템이 개발되어 이용되고 있다. 이동 보조 시스템을 사용하는 사용자는 이동 보조 시스템을 원하는 방향 및 속도로 이동시키기 위해, 이동 보조 시스템을 조작하게 된다.
따라서, 이동 보조 시스템의 경우에도, 사용자가 이동 보조 시스템을 조작하려는 의도, 즉 사용자의 조작 의도를 파악하여야 한다. 또한, 이동 보조 시스템은 사용자의 조작 의도에 순응하여, 시스템이 구동하도록 구성되어야 하는데, 이동 보조 시스템의 특성상, 사용자의 세밀한 조작을 직관적으로 파악할 수 있는 시스템이 필요하게 된다.
이에 따라, 사용자의 조작 의도를 직관적으로 파악하여, 이동 보조 시스템을 효율적으로 제어할 수 있는 제어 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이동 보조 시스템을 효율적으로 제어하기 위해, 사용자의 조작 의도를 직관적으로 파악할 수 있는 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 제어 센서 시스템은 사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임, 상판 프레임의 하부에 위치하는 하판 프레임, 상판 프레임과 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부 및 상판 프레임과 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부로 구성된 제어 센서 시스템에서, 탄성 지지부는 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상판 프레임 하단 일면에 부착되어, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치를 유지시키도록 구성되고, 사용자의 동작에 따른 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성되며, 압력 센서부는 사용자가 상판 프레임의 상판에 수직방향으로 가한 힘과, 사용자가 상판 프레임에 수평방향으로 가한 힘을 측정하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 압력 센서부는 상판 프레임의 하단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임에 수평방향으로 가하는 힘을 측정하는 제1 압력 센서부와, 하판 프레임의 상단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임에 수직방향으로 가하는 힘을 측정하는 제2 압력 센서부로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 압력 센서부는 상판 프레임의 하단 일면에 부착되고, 상판 프레임의 이동에 따라 함께 이동하는 가이드 축, 가이드 축의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서 및 하판 프레임의 상단 일면에 고정되어 가이드 축의 이동에 따라 압력 센서에 힘을 가하는 제1 압력 센서 접촉부로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 압력 센서부는 상판 프레임의 하단 일면과 접촉되고, 볼(Ball)형태로 구성된 제2 압력 센서 접촉부, 접촉부의 이동성을 부여하고, 제2 압력 센서 접촉부를 구속하며, 하판 프레임의 상단 일면에 고정되도록 구성된 접촉 지지부, 제2 압력 센서 접촉부에 가해진 힘을 측정하는 제2 압력 센서로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 탄성 지지부는 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 탄성 지지부의 하단을 고정시키도록 구성된 하판 고정 프레임, 상판 프레임의 하단 일면에 고정되고, 탄성 지지부의 상단을 고정시키도록 구성된 상판 고정 프레임, 하판 고정 프레임과 상판 고정 프레임을 연결하고, 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성된 탄성체로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 압력 센서부는 측정된 상판 프레임에 가해진 힘을 압력 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 센서 시스템은 압력 센서부의 압력 신호를 분석하여, 상판 프레임에 인가된 사용자의 힘/모멘트의 방향, 세기를 측정하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 유닛은 측정된 사용자의 힘/모멘트의 방향, 세기를 이용하여, 사용자의 조작 의도를 파악하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 압력 센서부는 상판 프레임 또는 하판 프레임의 꼭지점 부분에 각각 위치하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 센서 시스템은 상판 프레임과 하판 프레임의 일 측면에 부착되고, 상판 프레임과 하판 프레임을 연결하여, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치를 유지시킴으로써, 제어 센서 시스템의 변형을 방지하도록 구성된 변형 방지부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 통하여, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 사용자의 힘/모멘트에 의해 상판 프레임이 이동하고, 상판 프레임의 이동에 따라 하나 이상의 압력 센서에서 3축의 사용자의 힘/모멘트를 측정하므로, 사용자의 조작 의도를 정확하고 효율적으로 파악할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 하나 이상의 압력 센서를 이용하므로, 기구적으로 간단하고, 조립이 간편하다.
또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 X축 및 Y축 방향의 힘/모멘트를 측정하는 제1 압력 센서부와, Z축 방향(아래 방향)의 힘/모멘트를 측정하는 제2 압력 센서부로 분리되어 구성되므로, 사용자의 조작 의도를 정확하게 파악하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 사용자의 힘/모멘트에 따라 상판 프레임이 이동하였다가 사용자가 더 이상 힘/모멘트를 가하지 않는 경우에도, 탄성 지지부를 이용하여 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 변형 방지부에 의해 상판 프레임과 하판 프레임을 연결하여, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 이동을 기 지정된 거리로 제한하므로, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치 변화를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 하나 이상의 탄성 지지부를 사용함으로서 Z축 방향(아래 방향)에 따른 힘/모멘트를 측정하기 위한 예압을 생성할 수 있으므로, 사용자의 조작 의도를 정확하게 파악하는 것이 가능하고, 진동을 저감시켜 사용자의 사용감을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 압력 센서부, 탄성 지지부의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 상판 프레임이 우측 방향으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 상판 프레임이 좌측 방향으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 상판 프레임이 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 제1 압력 센서부의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 변형 방지부의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템이 사용자의 조작 의도를 파악하는 방법에 대한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 압력 센서부가 압력을 감지하는 방법을 파악하는 방법에 대한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 이하 설명에서 동일한 구성 요소에는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임(20), 상판 프레임(20)의 하부에 위치하는 하판 프레임(30), 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30) 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부(200)와 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30) 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부(100)로 구성된다.
본 발명의 상판 프레임(20)은 도 1에서 보는 바와 같이, 사용자의 팔을 자연스럽게 걸칠 수 있도록 하는 "U"자 형태로 구성될 수 있다. 상판 프레임(20)은 사용자의 힘/모멘트를 입력받는 프레임이며, 하판 프레임(30)은 상판 프레임(20)에 입력되는 사용자의 힘/모멘트를 측정하기 위한 기준 프레임이 된다. 일례로, 사용자는 상판 프레임(20)에 팔을 걸치고 힘/모멘트를 가하여, 상판 프레임(20)을 하판 프레임(30)에 대해, 전후, 좌우, 상하의 6방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 제어 센서 시스템(10)은, 상판 프레임(20)의 하판 프레임(30)을 기준으로 하는 6방향의 이동을 통해, 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있다.
본 발명의 하판 프레임(30)은 도 1에서 보는 바와 같이, 압력 센서부(100), 탄성 지지부(200)를 하판 프레임(30) 상단 일면에 고정시키도록 구성된다. 하판 프레임(30)은 상판 프레임(20)과 동일한 형태의 프레임으로 구성될 수 있다.
그리고, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 구조는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 질량 대비 기구 강성을 높이기 위해, 리브(Rib) 구조, 격자 리브 (Rect-Fill) 구조, 벌집 리브(Honey-Fill) 구조 또는 벌집 구멍(Honey-Hole) 구조 등 각종 리브 및 구멍 구조로 구성될 수 있다. 또한, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)은 질량 대비 기구 강성을 높이기 위해, 알루미늄 또는 합성수지로 구성될 수 있다.
그러나, 이는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 무게를 줄이고, 강성을 높이기 위함이며, 본 발명에 의한 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)은 상기에서 언급된 형태가 제외된 형태와 재질로 구성되거나, 다른 형태와 재질을 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 탄성 지지부(200)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되고, 상판 프레임(20) 하단 일면에 부착되어, 하판 프레임(30)에 대한 상판 프레임(20)의 위치를 유지시키도록 구성되고, 사용자의 동작에 따른 상판 프레임(20)의 이동성을 부여하도록 구성된다. 즉, 탄성 지지부(200)는 사용자의 힘/모멘트가 상판 프레임(20)에 가해지지 않을 때는, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)을 고정하고, 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하면 탄성력에 의해 상판 프레임(20)이 이동할 수 있도록 구성되는 것이다.
그리고, 본 발명의 제어 시스템(10)은 하나 이상의 탄성 지지부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 탄성 지지부(200)가 복수로 구성되는 경우, 탄성 지지부(200)는 하판 프레임(30) 상단의 일면에 대칭으로 위치할 수 있으며, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 결속을 강화할 수 있다.
본 발명의 압력 센서부(100)는 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가해 상판 프레임(20)이 이동하면, 이에 따른 압력을 측정하도록 구성된다. 따라서, 제어 센서 시스템(10)은, 사용자에 의해 이동한 상판 프레임(20)과 압력 센서부(100)의 구조적인 특징을 통해, 사용자의 힘/모멘트를 측정하고, 사용자의 조작 의도를 파악하는 시스템이다.
그리고, 본 발명의 압력 센서부(100)는 사용자가 상판 프레임(20)에 가하는 힘/모멘트를 3축의 방향으로 측정할 수 있다. 즉, 압력 센서부(100)는 사용자의 힘/모멘트를 지면을 기준으로, X축, Y축, Z축의 3축의 방향의 압력으로 측정하는 것이다. 따라서, 제어 센서 시스템(10)은 측정된 압력을 통해, 사용자의 3축의 힘/모멘트를 측정 및 판단하여, 사용자의 조작 의도를 파악할 수 있다.
또한, 압력 센서부(100)는 상판 프레임(20)의 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향(아래 방향)의 이동에 대한 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있도록 단수로 구성될 수 있다. 또한, 압력 센서부(100)는 상판 프레임(20)의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동에 대한 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있도록 구성된 제1 압력 센서부(110)와 상판 프레임(20)의 Z축 방향(아래 방향)의 이동에 대한 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있도록 구성된 제2 압력 센서부(120)로 분리되어 구성될 수 있다.
또한, 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 2개의 제 1 압력 센서와 7개의 제2 압력 센서부(120)가 탄성 지지부(200)들 사이에 각각 위치하여 구성될 수 있다. 그러나, 이는 제어 센서 시스템(10)이 사용자의 힘/모멘트를 효율적으로 측정하기 위함이며, 본 발명에 의한 압력 센서부(100)의 개수와 위치는 도면에 의해 제한되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 상판 프레임(20)의 상판에 수직방향으로 가한 힘과, 사용자가 상판 프레임(20)에 수평방향으로 가한 힘/모멘트를 측정하도록 구성된 압력 센서부(100)를 제공한다.
본 발명의 압력 센서부(100)의 구성과 역할에 대해서는, 도 2를 참조하여 후술한다.
따라서 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 상판 프레임(20)에 가해지는 사용자의 힘/모멘트를 측정 및 판단하여, 사용자의 조작 의도를 파악하도록 구성된 제어 센서 시스템이다.
일례로, 제어 센서 시스템(10)은, 사용자가 X축 방향으로 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하면 이에 따른 압력을 측정한다. 그리고 제어 센서 시스템(10)은 측정된 압력으로 사용자의 X축 방향의 힘/모멘트를 측정한다. 따라서 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 제어하고 있는 시스템을 X축 방향으로 조작하려는 의도를 파악하게 되는 것이다.
즉, 사용자가 제어 센서 시스템(10)을 사용하면, 제어 센서 시스템(10)은 사용자의 조작 의도를 파악하고, 이를 제어신호로 처리하여, 사용자가 조작하려는 시스템에 출력하는 방식으로 시스템을 제어할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 압력 센서부(100)와 탄성 지지부(200)의 측면도이다.
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 압력 센서부(100)는, 제1 압력 센서부(110)와 제2 압력 센서부(120)로 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 압력 센서부(110)는 상판 프레임(20)의 하단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임(20)에 X축 방향으로 가하는 힘을 측정하도록 구성된다.
구체적으로, 제1 압력 센서부(110)는 상판 프레임(20)의 하단 일면에 부착되고, 상판 프레임(20)의 이동에 따라 함께 이동하는 가이드 축(112), 가이드 축(112)의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서(114)와 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되어, 가이드 축(112)의 이동에 따라 제1 압력 센서(114)에 힘을 가하는 제1 압력 센서 접촉부(116)로 구성될 수 있다.
본 발명의 가이드 축(112)은 상판 프레임(20) 하단 일면에 부착되고, 가이드 축(112)의 하단과 하판 프레임(30) 상단 사이에는 빈 공간이 형성되도록 구성될 수 있다.
일례로, 가이드 축(112)과 하판 프레임(30) 상단 사이에 빈 공간이 없고, 상판 프레임(20)에 수직 방향으로 사용자가 힘을 가한 상태에서 수평 방향으로 힘을 가하는 경우, 하판 프레임(30)과 가이드 축(112)의 마찰에 의해 제1 압력 센서부(110)는 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 정확히 측정할 수 없다. 또한, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)이 가이드 축(112)에 의해 고정되는 형태가 되어, 상판 프레임(20)에 가해진 힘이 제2 압력 센서부(120)에 모두 가해지지 않게 되므로, 제2 압력 센서부(120)가 Z축 방향(아래 방향)의 힘을 측정하는데 어려움이 있다.
본 발명의 제1 압력 센서(114)는 가이드 축(112)의 일 단부에 부착되고, 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정할 수 있도록 구성된다. 즉, 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접촉하여 사용자의 힘/모멘트를 측정하는 것이다. 그리고, 제1 압력 센서(114)는 기계식 압력 센서, 전기식 압력 센서, 반도체식 압력 센서로 구성될 수 있다. 그러나 제1 압력 센서(114)는 필요에 따라 상기에서 언급된 센서가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 종류의 센서를 더 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 압력 센서 접촉부(116)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되도록 구성되고, 제1 압력 센서(114)에 힘을 가하기 위해, 제1 압력 센서(114)와 접촉하는 부분의 형태가 반구형으로 구성될 수 있다. 그러나 제1 압력 센서 접촉부(116)는 필요에 따라 상기에서 언급된 형태가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 형태를 더 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 제1 압력 센서 접촉부(116)는 사용자의 힘/모멘트에 의해 상판 프레임(20)이 이동하여, 가이드 축(112)이 함께 이동하는 경우, 가이드 축(112)의 이동 경로 상에 위치한다. 가이드 축(112)과 제1 압력 센서 접촉부(116)의 위치관계에 대해서는 도 7을 참조 하여 후술한다.
이하에서는, 본 발명의 제1 압력 센서부(110)의 구동에 대해 설명한다.
먼저, 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 이동시키면, 가이드 축(112)은 상판 프레임(20)과 함께 이동한다. 가이드 축(112)이 이동하면, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)와 접촉한다. 제1 압력 센서 접촉부(116)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되어 있다. 따라서, 상판 프레임(20)의 이동에 따라, 가이드 축(112)은 하판 프레임(30)에 고정되어 있는 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접근하게 된다. 그리고, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접촉되어 상판 프레임(20)의 이동 방향의 반대 방향으로, 제1 압력 센서 접촉부(116)에 의해 힘이 가해지게 된다. 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정하게 된다. 즉, 제1 압력 센서(114)는 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 제2 압력 센서부(120)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임(20)에 수직방향으로 가하는 힘을 측정하도록 구성될 수 있다.
그리고, 제2 압력 센서부(120)는 상판 프레임(20)의 하단 일면과 접촉되며, 볼(Ball)형태로 구성된 제2 압력 센서 접촉부(122)와 제2 압력 센서 접촉부(122)의 이동성을 부여하고, 제2 압력 센서 접촉부(122)를 구속하며, 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되도록 구성된 접촉 지지부(124) 및 제2 압력 센서 접촉부(122)에 가해진 힘을 측정하는 제2 압력 센서(미도시)로 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)의 하단 일면과 접촉되는 볼(Ball)형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 제2 압력 센서(미도시)의 상단에 위치한다. 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 힘/모멘트를 가하면, 상판 프레임(20)에 접촉한 제2 압력 센서 접촉부(122)가, 상판 프레임(20)의 이동 방향으로 함께 이동하여 제2 압력 센서(미도시)에 힘을 가하게 된다.
또한, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 볼(Ball)형태로 구성될 수 있으므로, 상판 프레임(20)이 X축, Y축 방향으로 이동하는 경우에도 이와 접촉하고 있는 제 2센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과의 마찰을 최소화할 수 있다. 즉, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과 접촉하여 회전운동을 통해 마찰을 최소화하게 되는 것이다. 따라서, 상기와 같은 제2 압력 센서 접촉부(122)의 형태에 의해, 제1 압력 센서부(110)는 상판 프레임(20)의 X축, Y축 방향에 따른 사용자의 힘/모멘트를 정확하고, 세밀하게 측정할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)의 하단에 위치하고, 접촉 지지부(124)의 내부에 부착되도록 구성된다. 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 누르는 힘을 측정할 수 있도록 구성된다. 즉, 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)에 접촉하여 사용자의 힘/모멘트를 측정하는 것이다. 그리고, 제2 압력 센서(미도시)는 기계식 압력 센서, 전기식 압력 센서, 반도체식 압력 센서로 구성될 수 있다. 그러나 제2 압력 센서는 필요에 따라 상기에서 언급된 센서가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 종류의 센서를 더 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 접촉 지지부(124)는 제2 압력 센서 접촉부(122)를 구속하고, 제2 압력 센서 접촉부(122)의 이동성을 부여하고, 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되도록 구성될 수 있다. 접촉 지지부(124)는 볼(Ball)형태로 구성된 제2 압력 센서 접촉부(122)를 구속하여, 상판 프레임(20)의 X축, Y축 방향의 이동에 따라 제2 압력 센서 접촉부(122)가 회전운동을 하도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 제2 압력 센서부(120)의 구동에 대해 설명한다.
먼저, 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 Z축 방향(아래 방향)으로 이동시키면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과 함께 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한다. 제2 압력 센서 접촉부(122)가 이동하면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 제2 압력 센서(미도시)에 접촉하여 힘을 가하게 된다. 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 가하는 힘을 측정한다. 즉, 제2 압력 센서부(120)는 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 X축 또는 Y축 방향으로 이동시키면, 제2 압력 센서 접촉부(122)가 회전운동 하게 되어 상판 프레임(20)에 대한 마찰을 최소화한다. 또한, 사용자가 X축, Y축 및 Z축 방향(아래 방향)으로 동시에 상판 프레임(20)에 힘을 가하는 경우에도, 제1 압력 센서부(110)는 X축, Y축 방향으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 측정하고, 이와는 별개로 제2 압력 센서부(120)는 Z축 방향(아래 방향)으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 측정하므로, 압력 센서부(100)는 3축 방향으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 모두 측정할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 압력 센서부(100)를 통해 3축 방향으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 정확하게 측정하여, 제어 센서 시스템(10)은 사용자의 조작 의도를 파악할 수 있는 것이다.
일례로, 압력 센서부(100)는, 사용자가 X축 방향으로 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하면 이에 따른 압력을 측정한다. 그리고 제어 센서 시스템(10)은, 압력 센서부(100)에서 측정된 압력으로 사용자의 X축 방향의 힘/모멘트를 측정한다. 따라서 따라서 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 제어하고 있는 시스템을 X축 방향으로 조작하려는 의도를 파악하게 되는 것이다.
본 발명의 탄성 지지부(200)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되고, 탄성 지지부(200)의 하단을 고정시키도록 구성된 하판 고정 프레임(220), 상판 프레임(20)의 하단 일면에 고정되고, 탄성 지지부(200)의 상단을 고정시키도록 구성된 상판 고정 프레임(210), 하판 고정 프레임(220)과 상판 고정 프레임(210)을 연결하고, 상판 프레임(20)의 이동성을 부여하는 탄성을 갖도록 구성된 탄성체(230)로 구성될 수 있다. 따라서, 상판 프레임(20)에 사용자의 힘/모멘트가 가해지면, 본 발명의 탄성 지지부(200)는 사용자의 힘/모멘트에 따라, 상판 프레임(20)을 이동시킨다.
본 발명의 하판 고정 프레임(220)은 하판 프레임(30)의 상단 일면에 부착, 고정되어, 탄성체(230), 상판 고정 프레임(210)을 지지하는 프레임으로 구성된다.
본 발명의 상판 고정 프레임(210)은 상단은 상판 프레임(20)의 하단 일면에 부착되고, 하단은 탄성체(230)의 상단에 연결되는 프레임으로 구성된다. 상판 고정 프레임(210)은 상판 프레임(20)을 통해 전해지는 사용자의 힘/모멘트를 탄성체(230)에 전달하는 역할을 한다. 사용자의 힘/모멘트가 상판 프레임(20)에 가해지면, 상판 고정 프레임(210)은 탄성체(230)와 연동하여, 사용자가 힘/모멘트를 가한 방향으로 이동된다.
본 발명의 탄성체(230)는, 상단은 상판 고정 프레임(210)의 하단 일면에 부착되고, 하단은 하판 고정 프레임(220)의 상단 일면에 부착된다. 탄성체(230)는 일정한 탄성력을 가지도록 구성되어, 사용자의 힘/모멘트에 따라 길이가 변화하게 되고, 탄성력에 의해, 원상태로의 복원이 가능하도록 구성된다.
일례로, 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 힘을 가하면, 탄성체(230)의 길이가 짧아지게 되며, 사용자가 상판 프레임(20)에 힘을 가하지 않으면, 탄성체(230)는 원래 길이로 복원되는 것이다.
또한, 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 힘을 가하면, 탄성체(230)의 길이가 길어지게 되며, 상판 고정 프레임(210)에 부착된 탄성체(230)의 상단 부분이 사용자가 힘을 가한 방향으로 이동하게 되는 것이다. 다만, 하판 고정 프레임(220)에 부착된 탄성체(230)의 하단 부분은, 고정되어 움직이지 않는다.
따라서, 전술한 탄성 지지부(200)는 상판 프레임(20)과 연결된 탄성체(230)를 포함하여, 상판 프레임(20)에 이동성을 부여하고, 상판 프레임(20)의 이동을 제어하게 되는 것이다. 즉, 상판 프레임(20)에 사용자의 힘/모멘트가 가해지면, 상판 프레임(20)은 탄성 지지부(200)의 탄성력을 통해, 이동 가능하게 되는 것이다. 또한, 탄성 지지부(200)는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 사이에 예압을 생성하여, 사용자가 Z축 방향으로 가한 힘/모멘트를 정확히 측정할 수 있는 조건을 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 측면도이다.
압력 센서부(100)는 사용자의 힘/모멘트에 따라, 이동한 상판 프레임(20)에 의해 압력 센서에 가해진 힘을 측정한다. 전술한 바와 같이, 압력 센서부(100)는 제1 압력 센서부(110)와 제2 압력 센서부(100)로 구성된다. 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정함으로써, 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있고, 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 누르는 힘을 측정함으로써, 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은, 압력 센서부(100)를 통해, 사용자의 힘/모멘트에 의해 이동한 상판 프레임(20)에 따라 압력 센서에 가해진 힘을 측정하여, 사용자의 조작 의도를 파악하는 시스템이다.
이하에서는, 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가한 경우, 제어 센서 시스템(10)의 상판 프레임(20)이 이동되는 경우에 대하여 설명하도록 한다.
도 4와 도5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 상판 프레임(20)이 X축 방향으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템(10)의 측면도이다.
도 4는 사용자가 상판 프레임(20)에 우측 방향으로 힘/모멘트를 가한 경우로, 상판 프레임(20)이 우측 방향으로 이동한 것을 도시한 것이고, 도 5는 사용자가 상판 프레임(20)에 좌측 방향으로 힘/모멘트를 가한 경우로, 상판 프레임(20)이 좌측 방향으로 이동한 것을 도시한 것이다.
도 4를 기준으로 설명하면, 우선 사용자는 상판 프레임(20)에 우측 방향으로 힘/모멘트를 가한다. 그리고, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트는 상판 고정 프레임(210)을 통해, 탄성체(230)로 전달된다. 즉, 상판 프레임(20)이 이동함에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 우측 방향으로 이동하고, 탄성체(230)의 길이 및 위치도 변형된다.
탄성체(230)는 전달된 사용자의 힘/모멘트에 의해, 길이가 변하게 되고, 탄성체(230)의 상단 부분이 우측 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 탄성체(230)의 길이 및 위치 변형에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 우측 방향으로 이동하게 된다.
마지막으로, 상판 고정 프레임(210)에 부착된 상판 프레임(20)이 사용자의 힘/모멘트에 따라, 우측으로 이동하게 되는 것이다. 상판 프레임(20)이 우측으로 이동하면, 가이드 축(112)은 상판 프레임(20)과 함께 우측으로 이동한다. 가이드 축(112)이 이동하면, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)와 접촉한다. 그리고, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는, 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접촉되어, 좌측 방향으로 제1 압력 센서 접촉부(116)에 의해 힘이 가해지게 된다. 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정하게 된다. 제1 압력 센서(114)는 사용자가 상판 프레임(20)에 우측 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있게 되는 것이다. 즉, 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 우측 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정하여, 사용자의 우측 방향으로의 조작 의도를 파악할 수 있다.
사용자가 상판 프레임(20)에 Y축 방향으로, 힘/모멘트를 가한 경우도, 도 4와 도 5를 유추하여, 동일하게 작용될 수 있음은 자명하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 상판 프레임(20)이 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템(10)의 측면도이다.
도 6은 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향으로, 힘/모멘트를 가한 경우이다. 따라서, 도 6은 상판 프레임(20)이 Z축 방향 즉, 아래 방향으로 이동된 것을 도시한 것이다.
본 발명의 탄성체(230)는 사용자가 상판 프레임(20)에 아래 방향으로 힘/모멘트를 가하게 되면, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 상판 고정 프레임(210)을 통해 전달받는다.
탄성체(230)는 전달된 사용자의 힘/모멘트에 의해, 길이가 줄어들게 되고, 탄성체(230)의 상단 부분이 아래 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 탄성체(230)의 길이 및 위치 변형에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 아래 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 상판 고정 프레임(210)에 부착된 상판 프레임(20)이 사용자의 힘/모멘트에 따라, 아래로 이동하게 되는 것이다. 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 Z축 방향(아래 방향)으로 이동시키면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과 함께 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한다. 제2 압력 센서 접촉부(122)가 이동하면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 제2 압력 센서(미도시)에 접촉하여 힘을 가하게 된다. 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 가하는 힘을 측정한다. 즉, 제2 압력 센서부(120)는 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있고, 제어 센서 시스템(10)은 측정된 힘/모멘트를 통하여 사용자의 조작 의도를 파악할 수 있다.
전술한 본 발명의 제어 센서 시스템(10)에 따르면, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를, X축, Y축, Z축 각 방향으로, 독립적으로 측정할 수 있게 된다.
따라서, 사용자가 Z축 방향으로 큰 힘/모멘트를 상판 프레임(20)에 가한다 하더라도, 다른 축(X축, Y축) 방향에 영향을 끼치지 않게 되어, 사용자의 힘/모멘트를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 제1 압력 센서부(110)의 개략도이다.
본 발명의 제1 압력 센서부(110)는 사용자가 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있으며, 이는 하나 이상의 제1 압력 센서부(110)로 구성될 수 있다.
도면에서 보는 바와 같이, 제1 압력 센서부(110)는 가이드 축(112), 제1 압력 센서(114), 제1 압력 센서 접촉부(116)로 구성될 수 있다.
먼저, 가이드 축(112)은 정육면체 형태로 구성될 수 있고, 상판 프레임(20)의 하단 일면에 연결될 수 있으며, 가이드 축(112)의 하나 이상의 단부에는 각각 하나 이상의 제1 압력 센서(114)가 부착될 수 있다. 그리고, 제1 압력 센서(114)와 가이드 축(112)이 이루는 일직선 상에 하나 이상의 제1 압력 센서 접촉부(116)가 위치할 수 있다. 즉, 제1 압력 센서 접촉부(116)는, 사용자의 힘/모멘트에 의해 상판 프레임(20)이 이동하여, 가이드 축(112)이 함께 이동하는 경우, 가이드 축(112)의 이동 경로 상에 위치하는 것이다.
또한, 가이드 축(112)은, 상판 프레임(20)의 이동에 따라, X축과 Y축 방향으로 별개로 이동할 수 있고, X축과 Y축 방향을 포함하는 대각선 방향으로 이동할 수도 있다. 가이드 축(112)이 X축과 Y축 방향을 포함하는 대각선 방향으로 이동하는 경우, 가이드 축(112)의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서(114)는 각각 하나 이상의 제1 압력 센서 접촉부(116)와 접촉하게 된다.
또한, 제1 압력 센서부(110)가, 하나의 가이드 축(112), 가이드 축(112)의 X축 방향에 부착된 2개의 제1 압력 센서(114), 가이드 축(112)의 Y축 방향에 부착된 2개의 제1 압력 센서(114) 및 4개의 제1 압력 센서(114)의 이동 방향에 위치한 4개의 제1 압력 센서 접촉부(116)로 구성되는 경우, 제1 압력 센서부(110)는 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 모두 측정할 수 있다.
따라서 상기의 제1 압력 센서부(110)의 경우, 하나의 제1 압력 센서부(110)를 통해, 사용자가 상판 프레임(20)에 대해 X축, Y축 방향으로 동시에 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있는 것이다. 즉, 제어 센서 시스템(10)에 복수의 제1 압력 센서부(110)를 설치할 수도 있으나, 단일의 제1 압력 센서부(110)를 설치하여 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 변형 방지부(300,400)의 개략도이다.
본 발명의 변형 방지부(300,400)는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 일 측면에 부착되고, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)을 연결한다. 따라서, 변형 방지부(300,400)는 하판 프레임(30)에 대한 상판 프레임(20)의 위치를 유지시킴으로써, 제어 센서 시스템(10)의 변형을 방지하도록 구성된다. 또한, 변형 방지부(300,400)는 제어 센서 시스템(10)의 전방 일면과 후방 일면에 모두 설치 될 수 있다.
도면에서 보는 바와 같이, 변형 방지부(300,400)는 제어 센서 시스템(10)의 전방 일면에 부착되는 전방 변형 방지부(300)와, 제어 시스템의 후방 일면에 부착되는 후방 변형 방지부(400)를 포함할 수 있다. 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)이 이동하는 경우, 변형 방지부는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 영구적인 위치 변형을 방지하도록 구성된다. 또한, 변형 방지부는, 제어 센서 시스템(10)이 전방 또는 후방으로 기울어진 경우, 사용자의 힘/모멘트를 가하지 않는 경우에도, 중력에 의해 상판 프레임(20)이 이동할 수 있으므로, 이를 방지한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)이 사용자의 조작 의도를 파악하는 방법에 대한 순서도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 압력 센서부(100)가 압력을 감지하는 방법을 파악하는 방법에 대한 순서도이다.
우선, 상판 프레임(20)에 사용자의 힘/모멘트가 입력된다.(S100) 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트는, 상판 고정 프레임(210)을 통해, 탄성체(230)로 전달된다.
즉, 상판 프레임(20)이 이동함에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 이동하고, 탄성체(230)의 길이 및 위치도 변형된다.(S200) 탄성체(230)는 전달된 사용자의 힘/모멘트에 의해, 길이가 변하게 되고, 탄성체(230)의 상단 부분이 이동하게 된다. 그리고, 탄성체(230)의 길이 및 위치 변형에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 이동하게 된다. 상판 고정 프레임(210)에 부착된 상판 프레임(20)이 사용자의 힘/모멘트에 따라, 이동하게 되는 것이다.(S300)
사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가해 상판 프레임(20)이 이동되면, 압력 센서부(100)에 의해 상판 프레임(20)에 이동에 따른 압력이 측정된다.(S400)
또한, 상판 프레임(20)의 Z축 방향의 이동이 있는지에 따라, 압력 센서부(100)에서 압력이 달리 측정된다.(S410)
먼저 상판 프레임(20)의 Z축 방향의 이동이 있는 경우, 제2 압력 센서부(120)에서 Z축 방향의 압력을 측정한다.(S420) 그리고, 제1 압력 센서부(110)에서 X축, Y축 방향의 압력을 측정한다.(S430) 그리고, 측정된 3축의 압력은 특정한 압력 신호로 처리되어 제어 센서 시스템(10)으로 전달된다.(S440) 한편, 상판 프레임(20)의 Z축 방향의 이동이 없는 경우, 제1 압력 센서부(110)에서 X축, Y축 방향의 압력만을 측정한다.(S430) 그리고, 측정된 압력은 특정한, 압력 신호로 처리되어 제어 센서 시스템(10)으로 전달된다.(S440)
관련하여, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 압력 센서부(100)로부터 전달 받은 압력신호를 처리/분석하여, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 측정 및 판단하고, 사용자의 힘/모멘트를 이용하여 사용자의 조작 의도를 파악하는 제어 유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 제어 유닛(미도시)은 압력 센서부(100)에서 측정된 압력을 이용하여, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 측정하고, 사용자의 조작의도를 파악하는 것이다.(S500)
일례로, 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)가 위치하는 경우, 제어 유닛(미도시)은 후술하는 [수학식 1]을 이용하여, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 계산할 수 있다.
Figure 112011050249107-pat00001
전술한 [수학식 1]에서, Fx는 사용자로부터 입력된 X축 방향의 힘, Fy는 사용자로부터 입력된 Y축 방향의 힘, Fz는 사용자로부터 입력된 Z축 방향의 힘, f1x, f2x, f3x 및 f4x는 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)에서 측정한 X축 방향의 힘, f1y, f2y, f3y 및 f4y는 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)에서 측정한 Y축 방향의 힘, f1z, f2z, f3z 및 f4z는 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)에서 측정한 Z축 방향의 힘, Mx는 사용자로부터 입력된 X축 방향의 모멘트, My는 사용자로부터 입력된 Y축 방향의 모멘트, Mz는 사용자로부터 입력된 Z축 방향의 모멘트, Lx, Ly는 상판 프레임(20)의 중심에서부터 압력 센서부(100)까지의 길이를 말한다. [수학식 1]은 제어 센서 시스템(10)의 형태, 압력 센서부(100)의 개수, 위치 및 형태에 따라 달리 표현될 수 있다.
또한, 사용자가 조작하려는 방향의 힘/모멘트를 계산하여, 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 시스템을 조작하려는 방향과 그 정도를 파악하게 되는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조하기 위한 이동 보조 시스템을 제어하는 제어 시스템으로 사용될 수 있다. 제어 센서 시스템(10)은 측정된 사용자의 힘/모멘트를 이용하여, 사용자가 이동 보조 시스템을 조작하려는 의도를 파악하는 것이다.
일례로, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은, 우측 방향으로의 사용자 힘/모멘트가 측정되면, 사용자는 이동 보조 시스템을 우측으로 이동시키려는 조작 의도를 가지는 것이라 파악하고, 좌측 방향으로의 사용자 힘/모멘트가 측정되면, 사용자는 이동 보조 시스템을 좌측으로 이동시키려는 조작 의도를 가지는 것이라 파악하는 것이다. 또한, 제어 센서 시스템(10)은, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트의 세기를 이용하여, 사용자가 의도하는 이동 보조 시스템의 속도를 파악할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 일상적으로 이동 보조 시스템을 사용할 경우에 가해지는 사용자의 힘/모멘트에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 이를 바탕으로, 제어 센서 시스템(10)은, 사용자가 일정 기준을 과도하게 벗어나는 힘/모멘트를 가하게 되면, 이를 무시하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이동 보조 시스템의 제어 센서 시스템(10)에서 측정된 사용자의 조작 의도를 파악하여, 이동 보조 시스템을 제어함으로써, 사용자의 보행 안전을 보장할 수 있는 것이다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 제어 센서 시스템 20: 상판 프레임
30: 하판 프레임 100: 압력 센서부
200: 탄성 지지부 300: 전방 변형 방지부
400: 후방 변형 방지부

Claims (10)

  1. 사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임;
    상기 상판 프레임의 하부에 위치하는 하판 프레임;
    상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부; 및
    상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부로 구성된 제어 센서 시스템에서,
    상기 탄성 지지부는,
    상기 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상기 상판 프레임 하단 일면에 부착되어, 상기 하판 프레임에 대한 상기 상판 프레임의 위치를 유지시키도록 구성되고, 상기 사용자의 동작에 따른 상기 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성되며,
    상기 압력 센서부는,
    상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임 사이에 구비되고, 상기 사용자가 상기 상판 프레임에 수평방향으로 가하는 힘을 측정하는 제1 압력 센서부; 및
    상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임 사이에 구비되고, 상기 사용자가 상기 상판 프레임에 수직방향으로 가하는 힘을 측정하는 제2 압력 센서부;로 구성되고,
    상기 제1 압력 센서부는
    상기 상판 프레임 하단 일면에 연결된 가이드 축;
    상기 가이드 축의 측면에 상이한 방향으로 구비되는 복수 개의 제1 압력 센서;
    각각의 상기 제1 압력 센서에 대향하며, 상기 하판 프레임의 상면 일부에 연결되는 복수 개의 제1 압력 센서 접촉부;로 구성된 제어 센서 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 지지부는,
    상기 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상기 탄성 지지부의 하단을 고정시키도록 구성된 하판 고정 프레임;
    상기 상판 프레임의 하단 일면에 고정되고, 상기 탄성 지지부의 상단을 고정시키도록 구성된 상판 고정 프레임; 및
    상기 하판 고정 프레임과 상기 상판 고정 프레임을 연결하고, 상기 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성된 탄성체;
    로 구성된 제어 센서 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    상기 측정된 상판 프레임에 가해진 힘을 압력 신호로 변환하도록 구성된 제어 센서 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 압력 센서부는,
    상기 상판 프레임 또는 상기 하판 프레임의 꼭지점 부분에 각각 위치하는 제어 센서 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임의 일 측면에 부착되고, 상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임을 연결하여, 상기 하판 프레임에 대한 상기 상판 프레임의 위치를 유지시킴으로써, 상기 제어 센서 시스템의 변형을 방지하도록 구성된 변형 방지부를 더 포함하는 제어 센서 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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