KR102209833B1

KR102209833B1 - 신체적 약자를 위한 이동 이승을 위한 보조 로봇

Info

Publication number: KR102209833B1
Application number: KR1020190023713A
Authority: KR
Inventors: 금동옥; 심우정
Original assignee: 주식회사 휠라인
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2021-01-29
Also published as: KR20200105076A

Abstract

본 발명의 신체적 약자용 이동보조 로봇은, 복수의 바퀴를 구비하는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 상하방향으로 장착되는 가이드 프레임; 상기 가이드 프레임을 따라 승강되는 승강 프레임; 상기 승강 프레임의 양측 어깨부에 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제1암부재; 및 상기 한 쌍의 제1암부재의 단부에 각각 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제2암부재를 포함하고, 상기 가이드 프레임에는 상기 베이스 프레임에 장착된 제1모터에 의해 회전되는 리드스크류가 장착되고, 상기 리드스크류에 의해 승강되는 너트부재가 상기 승강 프레임에 결합되어, 상기 승강 프레임이 상기 가이드 프레임을 따라 승강된다.

Description

신체적 약자를 위한 이동 이승을 위한 보조 로봇 {MOBILE and TRANSFERRING ROBOT FOR HANDICAPED PERSON}

본 발명은 신체적 약자 내지 환자의 자세변환, 기립, 이동, 이승, 보행, 물건운반 등의 다양한 움직임을 보조할 수 있는 환자용 이동 이승 보조 로봇에 관한 것이다.

최근 장애인이나 노약자의 거동이나 생활편의를 보조하기 위한 다양한 보조기기들이 개발되고 있으며, 특히 척추 등에 문제가 있는 중증 장애인이나 노약자를 고정하거나 고정한 상태에서 특정 목적지로 이동시키는 보조 기기 또는 보조 로봇들, 나아가 중증 장애인이나 노약자의 재활을 위한 재활 기기 또는 재활 로봇들에 대한 개발도 다양하게 진행되고 있다.

예를 들어, 대한민국 특허출원 제10-2010-0116199호는 허리 지지부와 다리 지지부를 포함하는 구조로 척추 등에 심각한 장애가 있는 장애인이나 환자를 고정하며 인체 밸런스를 평가 및 트레이닝 할 수 있는 장치를 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허출원 제10-2009-0040307호는 척추나 하반신 등의 장애로 스스로 보행이 불가능한 환자의 재활 운동 시 환자의 척추 및 흉부를 감싼 상태에서 직립 보행을 유도하여 재활을 수행하는 장치를 개시하고 있다. 나아가, 일본 특허출원 특원2009-114539호는 환자의 가슴부와 다리부를 고정한 상태에서 환자를 들어 올리거나 내리는 장치를 개시하고 있다.

그러나, 종래의 재활 로봇들의 경우, 환자의 특정한 움직임을 보조하는 한가지 기능만을 수행할 수 있어서, 환자 스스로 또는 도우미의 도움을 받아 환자의 자세변환, 기립, 이동, 이승, 보행, 물건운반 등의 다양한 움직임을 보조할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 특허출원 제10-2010-0116199호 대한민국 특허출원 제10-2009-0040307호 일본 특허출원 특원2009-114539호

본 발명은 하나의 로봇을 이용하여 신체적 약자의 자세변환, 기립, 이동, 이승, 보행, 물건운반 등의 다양한 움직임을 보조할 수 있는 신체적 약자용 이동보조 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신체적 약자용 이동보조 로봇은, 복수의 바퀴를 구비하는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 상하방향으로 장착되는 가이드 프레임; 상기 가이드 프레임을 따라 승강되는 승강 프레임; 상기 승강 프레임의 양측 어깨부에 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제1암부재; 및 상기 한 쌍의 제1암부재의 단부에 각각 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제2암부재를 포함하고, 상기 가이드 프레임에는 상기 베이스 프레임에 장착된 제1모터에 의해 회전되는 리드스크류가 장착되고, 상기 리드스크류에 의해 승강되는 너트부재가 상기 승강 프레임에 결합되어, 상기 승강 프레임이 상기 가이드 프레임을 따라 승강된다.

상기 한 쌍의 제1암부재는 상기 승강 프레임의 양측 어깨부에 각각 장착되는 제2모터에 의해 각각 회동되고 소정 각도 위치에서 고정 지지되는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 제2암부재는 상기 한 쌍의 제1암부재에 각각 장착되는 제3모터에 의해 각각 회동되고 소정 각도 위치에서 고정 지지되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 프레임의 상단부에 장착되어 가이드 프레임에 대해 상하로 승강되어 천장에 압착되어 고정되는 고정블록과, 상기 가이드 프레임의 상단부에 장착되어 상기 고정블록을 승강시키는 제4모터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 제2암부재에 슬링에 의해 지지되어 환자를 지지하는 하니스를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 신체적 약자용 이동보조 로봇에 의하면, 하나의 로봇을 이용하여 신체적 약자의 자세변환, 기립, 이동, 이승, 보행, 물건운반 등의 다양한 움직임을 보조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체적 약자용 이동보조 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신체적 약자용 이동보조 로봇의 구동 메커니즘을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 15는 본 발명의 신체적 약자용 이동보조 로봇을 이용하는 다양한 상황을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체적 약자용 이동보조 로봇을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신체적 약자용 이동보조 로봇의 구동 메커니즘을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 신체적 약자용 이동보조 로봇(100)은, 복수의 바퀴(120, 125)를 구비하는 베이스 프레임(110), 베이스 프레임에 상하방향으로 장착되는 가이드 프레임(140), 가이드 프레임을 따라 승강되는 승강 프레임(150), 승강 프레임의 양측 어깨부(152)에 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제1암부재(160), 및 한 쌍의 제1암부재의 단부에 각각 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제2암부재(170)를 포함한다.

우선, 신체적 약자는 장애인이나 노약자, 환자와 같이 스스로 거동이 어렵거나 불편한 사람을 포함한다. 이하에서 '신체적 약자'를 '환자'로 간단히 기재하기도 함을 밝혀둔다.

베이스 프레임(110)은 그 하부에 한 쌍의 구동바퀴(120)가 장착되고, 그 양측에 수평하게 배치되는 한 쌍의 지지다리(115)가 결합될 수 있다. 한 쌍의 지지다리(115)의 단부에는 각각 보조바퀴(125)가 결합될 수 있다. 한 쌍의 지지다리(115)는 이동보조 로봇(100)이 쉽게 넘어지지 않도록 지지할 수 있다.

한 쌍의 구동바퀴(120)에는 각각 베이스 프레임(110)에 장착되는 제5모터(122)가 연결되어 독립적으로 회전될 수 있다. 한 쌍의 구동바퀴(120)의 회전을 제어함으로써 이동보조 로봇(100)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

베이스 프레임(110)의 상부에는 상하방향으로 배치되는 가이드 프레임(140)이 장착될 수 있다.

가이드 프레임(140)에는 가이드홈(145)이 형성되어 있어서, 이에 장착되는 승강 프레임(150)이 승강되는 것을 안내할 수 있다.

베이스 프레임(110)의 상면에는 승강 프레임(150)을 승강시키는 구동부 하우징(130)이 가이드 프레임(140)의 하부를 둘러싸도록 장착될 수 있다.

도 2에서는 구동부 하우징(130)과 승강 프레임(150)의 케이스가 생략된 상태로 도시되어 있다. 한 쌍의 지지다리(115)도 생략되어 있다.

도 1에서는 구동부 하우징(130)과 승강 프레임(150)의 케이스가 별도로 구비되어 있으나, 가이드 프레임(140)과 이에 장착된 구동부 구조가 하나의 케이스에 의해 수용될 수도 있다.

승강 프레임(150)의 좌우 양측에는 수평방향으로 연장되는 한 쌍의 어깨부(152)가 마련될 수 있다. 이 한 쌍의 어깨부(152)에는 한 쌍의 제1암부재(160)가 회동가능하게 장착될 수 있다.

한 쌍의 제1암부재(160)의 단부에는 한 쌍의 제2암부재(170)가 각각 회동가능하게 장착될 수 있다.

한 쌍의 제2암부재(170)의 단부에는 후술하는 바와 같이, 슬링이나 줄 또는 들것을 걸 수 있는 걸림홈(177)이 마련될 수 있다.

가이드 프레임(140)의 상단부에는 고정블록(180)이 승강가능하게 장착될 수 있다. 이 고정블록(180)은 상면이 하면보다 더 큰 면적을 갖도록 배치된 원뿔대 형상으로 이루어질 수 있다.

고정블록(180)은 천장에 압착되어 고정됨으로써 이동보조 로봇(100)을 고정하는 것으로서, 외면의 마찰력을 높일 수 있는 고무와 같은 탄성 재질로 이루어질 수 있다.

고정블록(180)은 그 아래에, 가이드 프레임(140)의 상단부에 장착되는 고정블록 구동부에 의해 승강될 수 있고, 도 1에서는 고정블록 구동부를 둘러싸는 하우징(181)이 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 가이드 프레임(140)에는 베이스 프레임(110)에 장착된 제1모터(131)에 의해 회전되는 리드스크류(135)가 장착되고, 리드스크류에 의해 승강되는 너트부재(155)가 승강 프레임(150)에 결합되어, 승강 프레임이 가이드 프레임(140)을 따라 승강될 수 있다.

제1모터(131)는 베이스 프레임(110)에 장착될 수 있으나, 가이드 프레임(140)에도 장착될 수 있다.

제1모터(131)는 회전축이 상하방향으로 장착되고, 그 아래에 배치된 구동기어(133)를 회전시킬 수 있다.

리드스크류(135)는 그 상하 단부가 가이드 프레임(140)에 결합되는 베어링(137)에 회전가능하게 장착될 수 있다. 리드스크류(135)의 외주면에는 사각나사가 형성될 수 있다.

리드스크류(135)의 하단부에는 종동기어(134)가 마련되어 있어서, 종동기어(134)는 상기한 구동기어(133)와 맞물려서 회전될 수 있다. 구동기어(133)와 종동기어(134)는 베벨기어 타입으로 결합될 수 있다.

리드스크류(135)의 주위에는 너트부재(155)가 장착되어 있어서 리드스크류(135)가 회전하면서 너트부재(155)를 승강시킨다.

너트부재(155)는 승강 프레임(150)에 결합되는 브래킷(156)의 일단부에 결합되어, 너트부재(155)가 승강되면 브래킷(156)을 통해 결합된 승강 프레임(150)이 승강될 수 있다.

브래킷(156)은 너트부재(155)의 양측에 일단부가 결합되는 한 쌍의 수평부와 이 한 쌍의 수평부의 타단부에 결합되는 수직부로 구성될 수 있다.

브래킷(156)의 수직부의 상단부와 하단부에는 가이드 프레임(140)의 가이드홈(145)에 삽입되어 구름 운동을 하는 한 쌍의 롤러(158)를 구비할 수 있다.

가이드홈(145)의 단면은 사각형의 일면 중앙이 개구된 형태로 이루어져서 롤러(158)의 좌우를 모두 지지할 수 있다.

한편, 한 쌍의 제1암부재(160)는 승강 프레임(150)의 양측 어깨부(152)에 각각 장착되는 제2모터(165)에 의해 각각 회동되고 소정 각도 위치에서 고정 지지될 수 있다.

제2모터(165)는 제1암부재(160)와 웜기어에 의해 연결될 수 있다. 웜기어 타입으로 연결되면, 제2모터(165)가 정지되었을 때 제1암부재(160)가 특정한 회전각도 위치에서 힘을 받더라도 회전되지 않고 지지될 수 있다.

한 쌍의 제1암부재(160)는 승강 프레임(150)의 양측 어깨부(152)의 회동축을 기준으로 상방으로 배치된 회전 위치로부터 하방보다 더 내측으로 기울어지도록 배치된 회전 위치까지 약 200도 이상의 각도 범위로 회동될 수 있다.

그리고, 한 쌍의 제2암부재(170)는 한 쌍의 제1암부재(160)에 각각 장착되는 제3모터(175)에 의해 각각 회동되고 소정 각도 위치에서 고정 지지될 수 있다.

제3모터(175)도 제2암부재(170)와 웜기어에 의해 연결될 수 있다.

제2암부재(170)는 제1암부재(160)에 대해 360도의 임의의 회전 각도 위치로 회동될 수 있다.

제2암부재(170)의 회동축에는 각도센서(미도시)가 구비되어 제1암부재(160)에 대한 제2암부재(170)의 회동 각도 위치를 감지할 수 있다.

이에 따라, 안아 올리기 위해 제1암부재(160)를 원하는 각도로 움직여 사용자의 자세에 맞추어 들어 올릴 수 있다.

사용자가 제2암부재(170)를 잡고 보행할 때 제어부는 제2암부재(170)가 소정 각도 이상으로 처지는 것을 각도센서로 감지하면 제3모터(175)를 작동시켜 제2암부재(170)를 수평 각도 이상으로 회동시켜 올릴 수 있다.

이에 따라, 사용자의 걸음걸이에 따라 한 쌍의 제2암부재(170)가 상하로 출렁이게 됨으로써, 사용자가 더욱 쉽게 보행할 수 있도록 도와준다.

고정블록(180)은 가이드 프레임(140)의 상단부에 장착되어 가이드 프레임에 대해 상하로 승강되어 천장에 압착되어 고정될 수 있다.

고정블록(180)은 가이드 프레임(140)의 상단부에 장착되는 제4모터(182)에 의해 승강될 수 있다.

제4모터(182)는 제1모터(131)과 유사한 구조로 가이드 프레임(140)에 장착될 수 있다. 제4모터(182)의 회전축은 상하방향으로 배치되고, 회전축이 수평방향으로 배치된 구동기어(183)를 회전시킬 수 있다.

가이드 프레임(140)의 상단부에 상하로 결합되는 한 쌍의 베어링(187)에 리드스크류(185)가 장착되고, 상기 구동기어(183)는 리드스크류(185)의 하단에 결합된 종동기어(184)를 회전시킬 수 있다.

리드스크류(185)에 장착된 너트부재는 수평부와 수직부로 구성된 브라켓(186)의 수평부 일단부에 결합되고, 브라켓(186)의 수직부에는 고정블록(180)의 샤프트가 결합된다.

브라켓(186)의 수직부에는 한 쌍의 롤러(188)가 장착되어, 각 롤러(188)가 가이드 프레임(140)의 가이드홈(145)에 삽입되어 구름 운동을 할 수 있다.

신체적 약자용 이동보조 로봇(100)은 제1모터(131), 제2모터(165), 제3모터(175), 제4모터(182), 제5모터(122)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

제어부는 몸체에 제어패널 형태로 구비되거나 리모컨(remote control) 형태로 구비될 수 있다. 리모컨의 경우, 환자가 스스로 리모컨을 조작하여 다른 사람의 도움 없이 이동보조 로봇(100)을 이용할 수 있다.

제어부는 사용자의 음성을 제어 명령으로 인식하여 로봇의 각 구동부를 제어하는 음성인식부를 구비할 수도 있다. 이 경우에도 환자 스스로 로봇의 특정한 움직임을 음성으로 명령하여 제어할 수 있다.

도 3 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 신체적 약자용 이동보조 로봇을 이용하는 다양한 상황을 설명한다.

도 3의 경우, 침대에 누워 있는 환자가 이동보조 로봇(100)을 잡고 일어나는 상황을 나타낸다.

환자 또는 다른 사람인 사용자는 이동보조 로봇(100)을 가까이 오도록 한 다음, 승강 프레임(150)을 소정 높이로 올리고 한 쌍의 제1암부재(160)를 서로 가깝게 회동시키도록 제어한다.

그러면, 환자는 제2암부재(170)를 손으로 잡고 스스로 일어날 수 있다. 또한, 제자리에서 몸을 움직여 돌아 눕는 등 자세를 변환 할 수 있다.

도 4의 경우, 다리가 불편한 환자가 바닥에 엎드려 있는 상태에서 이동보조 로봇(100)에 놓인 의자에 앉은 다음 의자를 소정 높이로 올려서 이동보조 로봇(100)을 전동휠체어와 같이 사용하는 상황을 나타낸다.

사용자는 의자를 한 쌍의 제2암부재(170) 상에 안착한 다음, 환자가 의자에 앉으면, 환자는 승강 프레임(150)을 소정 높이로 상승시킨다. 그러면, 환자는 리모컨 또는 음성 명령에 의해 이동보조 로봇(100)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

도 5의 경우, 침대에 앉아 있는 환자가 이동보조 로봇(100)을 잡고 일어나려고 하는 상황을 나타낸다.

한 쌍의 제2암부재(170)에는 지지패드(178)가 착탈 가능하게 결합되어 환자의 팔 또는 겨드랑이를 지지할 수 있다. 지지패드(178)는 제2암부재(170)에 착탈가능하게 결합하기 위한 클램프(clamp)를 포함할 수 있다.

도 6의 경우에도, 양변기에 앉아 있던 환자가 이동보조 로봇(100)을 잡고 일어나려고 하는 상황을 나타낸다.

도 7의 경우, 도 5 또는 도 6에서와 같이 이동보조 로봇(100)을 잡고 일어선 환자가 보행하는 것을 이동보조 로봇(100)이 도와주는 상황을 나타낸다.

환자는 제2암부재(170)에 결합된 지지패드(178)에 겨드랑이를 안착한 상태에서 이동보조 로봇(100)을 밀면서 보행하거나 이동보조 로봇(100)을 이동시킴으로써 환자가 로봇에 의지하는 방식으로 보행할 수 있다.

이때, 사용자의 걸음걸이에 따라 한 쌍의 제2암부재(170)가 상하로 출렁이게 됨으로써, 사용자가 더욱 쉽게 보행할 수 있도록 도와준다.

도 8의 경우, 환자가 이동보조 로봇(100)을 등지고 서서 한 쌍의 제2암부재(170)에 의지하여 걸을 때 환자가 보행하는 것을 이동보조 로봇(100)이 도와주는 상황을 나타낸다.

한 쌍의 제2암부재(170)에는 상기한 지지패드(178)뿐만 아니라 손으로 잡을 수 있는 핸들부재(179)가 장착될 수 있다.

핸들부재(179)는 손잡이 부위가 상방으로 향하도록 구부러진 형태로 이루어지고, 일단부에 제2암부재(170)에 착탈가능하게 결합하기 위한 클램프를 포함할 수 있다.

도 9의 경우, 보행이 어려운 환자가 이동보조 로봇(100)에 매달리도록 장착된 하니스(190)에 앉아서 이동하는 상황을 나타낸다.

즉, 본 발명의 이동보조 로봇(100)은 한 쌍의 제2암부재에 슬링에 의해 지지되어 환자를 지지하는 하니스(harness, 190)를 더 포함할 수 있다.

하니스(190)는 사람을 지지할 수 있는 사각형 모양의 시트(192)와 시트의 모서리끼리 연결되어 제2암부재(170)의 걸림홈(177)에 걸어서 지지되는 한 쌍의 슬링(191)을 포함할 수 있다.

도 9(a)에 도시된 바와 같이, 환자는 침대에 앉아 있는 상태에서 엉덩이에 시트(192)를 집어넣고 슬링(191)을 제2암부재(170)에 걸어준다. 그런 다음, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 승강 프레임(150)을 올려서 사람이 제2암부재(170)에 매달리도록 한다. 그러면, 환자는 리모컨 등을 작동시켜 이동보조 로봇(100)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

도 10의 경우, 도 9의 경우와 반대로 이동보조 로봇(100)에 지지된 하니스(190)에 앉아 있던 환자가 침대로 내려 앉는 상황을 나타낸다. 즉, 도 10의 상황은 휠체어에서 침대로 옮기기 위해 이동보조 로봇(100)을 이용하는 상황이다.

휠체어에 앉아 있던 환자는 도 10(a)에서와 같이, 하니스(190)에 옮겨 앉은 다음 이동보조 로봇(100)을 침대 옆으로 이동시킨다. 이어서, 도 10(b)에서와 같이, 승강 프레임(150)을 내려서 시트(192)에 앉은 사람이 침대에 안착되면 슬링(191)을 빼고 이동보조 로봇(100)을 침대에서 약간 멀리 이동시킬 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이 걸을 수 없는 환자는 이동보조 로봇(100)을 이용하여 침대에서 휠체어로 또는 휠체어에서 침대로 다른 사람의 도움 없이 이동할 수 있다.

도 11의 경우, 이동보조 로봇(100)을 잡고도 스스로 일어나기 힘든 환자를 이동보조 로봇(100)의 한 쌍의 제2암부재(170)를 이용하여 들어올리는 상황을 나타낸다.

환자가 누워 있는 상태에서 이동보조 로봇(100)을 이동하여 한 쌍의 제2암부재(170)를 환자의 목 아래와 무릎 아래로 집어 넣는다. 이때, 승강 프레임(150)의 높이와 한 쌍의 제1암부재(160)의 회동 각도를 적절히 조정하면서 제어할 수 있다.

그런 후, 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 승강 프레임(150)을 약간 올려서 환자의 엉덩이가 침대에 닿은 상태에서 어깨와 다리를 들어 올릴 수 있다. 이어서, 승강 프레임(150)을 더욱 올린 상태에서 이동보조 로봇(100)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

도 11(b)의 경우, 침대에 누워 있는 환자의 몸 아래에 시트(192)를 먼저 집어넣고, 이 시트(192)와 환자를 함께 들어올리는 것을 나타낸다.

시트(192)는 유연한 재질로 이루어질 수도 있고 약간의 탄성이 있는 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.

시트(192)는 한 쌍의 제2암부재(170)에 고정하기 위한 구멍 또는 클램프를 구비할 수 있다.

도 12의 경우, 환자가 이동보조 로봇(100)에 지지되는 벨트(193)를 착용하고 보행하는 상황을 나타낸다.

벨트(193)는 직물지로 이루어질 수 있으며, 벨크로 테이프 또는 버클을 구비하여 환자가 쉽게 탈착할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다.

벨트(193)에는 한 쌍의 슬링(191)이 연결되고 이 슬링(191)은 상기한 제2암부재(170)의 걸림홈(177)에 지지될 수 있다.

한 쌍의 제2암부재(170)를 사람 키보다 높은 위치에 배치하기 위해 한 쌍의 제1암부재(160)를 상방으로 회동시킨다.

환자는 이동보조 로봇(100)에 의지한 상태로 보행 재활 운동을 할 수 있다.

도 13의 경우, 환자가 이동보조 로봇(100)을 등진 방향으로 하니스(190)에 앉아 있는 상황을 나타낸다.

도 13의 경우, 도 9(b)의 경우와 비교하면, 한 쌍의 제1암부재(160)가 상방으로 배치되어 있고, 환자가 이동보조 로봇(100)을 등진 방향으로 앉아 있다.

휠체어 등에 앉아 있는 환자의 몸 아래에 시트를 집어 넣고, 보조 로봇(100)을 휠체어 바로 뒤로 이동시킨 후, 슬링(191)을 한 쌍의 제2암부재(170)에 건 다음 승강 프레임(150)을 위로 올려서 환자를 들어 올린다.

그러면, 환자가 시트에 앉아 있는 상태에서 이동보조 로봇(100)을 움직여서 원하는 위치로 이동할 수 있다.

도 14의 경우, 환자가 한 쌍의 제2암부재(170)에 지지된 의자에 앉은 상태에서 주방의 상부 선반에 접근하는 상황을 나타낸다.

환자는 도 4에서와 같이 한 쌍의 제2암부재(170)에 지지된 의자에 앉을 수 있다.

환자는 이동보조 로봇(100)을 선반 가까이 이동시킨 다음 승강 프레임(150)을 올려서 높은 위치에 배치된 선반에 쉽게 접근할 수 있다.

이때, 고정블록(180)을 상승시켜 천장에 압착 고정시키면 이동보조 로봇(100)이 움직이거나 쓰러지는 것을 확실히 방지할 수 있다.

도 15의 경우, 환자가 이동보조 로봇(100)에 의지한 상태로 등지고 서서 주방 일을 하는 상황을 나타낸다.

환자는 한 쌍의 제2암부재(170)에 장착된 지지패드(178)에 양측 겨드랑이를 지지한 상태에서, 손으로 설겆이나 요리 등의 활동을 쉽게 할 수 있다. 또한, 환자는 한 쌍의 제2암부재(170)에 장착할 수 있는 선반(미도시)을 클램프와 같은 장치로 고정한 상태에서, 음식이나 물건 등을 올려놓고 이동할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 신체적 약자용 이동보조 로봇에 의하면, 하나의 로봇을 이용하여 신체적 약자의 자세변환, 기립, 이동, 이승, 보행, 물건운반 등의 다양한 움직임을 보조할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

100: 이동보조 로봇
110: 베이스 프레임
115: 지지다리
120: 구동바퀴
122: 제5모터
125: 보조바퀴
130: 구동부 하우징
131: 제1모터
133: 구동기어
134: 종동기어
135: 리드스크류
137: 베어링
140: 가이드 프레임
145: 가이드홈
150: 승강 프레임
152: 어깨부
155: 너트부재
156: 브래킷
158: 롤러
160: 제1암부재
165: 제2모터
170: 제2암부재
175: 제3모터
177: 걸림홈
178: 지지패드
179: 핸들부재
180: 고정블록
181: 고정블록 구동부 하우징
182: 제4모터
183: 구동기어
184: 종동기어
185: 리드스크류
186: 브래킷
187: 베어링
188: 롤러
190: 하니스
191: 슬링
192: 시트
193: 벨트

Claims

복수의 바퀴를 구비하는 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임에 상하방향으로 장착되는 가이드 프레임;
상기 가이드 프레임을 따라 승강되는 승강 프레임;
상기 승강 프레임의 양측 어깨부에 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제1암부재; 및
상기 한 쌍의 제1암부재의 단부에 각각 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 제2암부재를 포함하고,
상기 가이드 프레임에는 상기 베이스 프레임에 장착된 제1모터에 의해 회전되는 리드스크류가 장착되고,
상기 리드스크류에 의해 승강되는 너트부재가 상기 승강 프레임에 결합되어, 상기 승강 프레임이 상기 가이드 프레임을 따라 승강되며,
상기 가이드 프레임의 상단부에 장착되어 가이드 프레임에 대해 상하로 승강되어 천장에 압착되어 고정되는 고정블록과,
상기 가이드 프레임의 상단부에 장착되어 상기 고정블록을 승강시키는 제4모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신체적 약자용 이동보조 로봇.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1암부재는 상기 승강 프레임의 양측 어깨부에 각각 장착되는 제2모터에 의해 각각 회동되고 소정 각도 위치에서 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 신체적 약자용 이동보조 로봇.
제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 제2암부재는 상기 한 쌍의 제1암부재에 각각 장착되는 제3모터에 의해 각각 회동되고 소정 각도 위치에서 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 신체적 약자용 이동보조 로봇.
삭제
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 제2암부재에 슬링에 의해 지지되어 환자를 지지하는 하니스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신체적 약자용 이동보조 로봇.