KR102347237B1 - 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법 - Google Patents

근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법 Download PDF

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Abstract

근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법을 개시한다. 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 주행 방법에 있어서, 근력증강 휠체어는, 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서, 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부 및 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 주행 방법은, 제어부가 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 물리력이 측정된 센서의 위치 중 적어도 하나에 기반하여 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하는 단계 및 제어부가 근력증강 휠체어 플랫폼이 조작 의도에 따라 주행되도록 구동부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법{POWER ASSISTED WHEELCHAIR PLATFORM AND DRIVING METHOD FOR THE POWER ASSISTED WHEELCHAIR PLATFORM}
아래의 설명은 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법에 관한 것이다.
근력증강 휠체어(또는 근력 보조 휠체어)는 휠체어의 사용자나 조작자의 수동조작을 기본으로 하되, 모터를 사용하여 바퀴를 회전시킴으로써 사용자나 조작자의 구동을 보조할 수 있는 휠체어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-1779912호는 편광필터를 이용하여 사용자 입력 토크를 감지하는 근력 보조 휠체어를 개시하고 있다.
휠체어를 조작하는 조작자의 조작 의도에 따라 구동부를 제어할 수 있는 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법을 제공한다.
근력증강 휠체어 플랫폼의 주행 방법에 있어서, 상기 근력증강 휠체어는, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서; 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 주행 방법은, 상기 제어부가 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 물리력이 측정된 센서의 위치 중 적어도 하나에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하는 단계를 포함하는 주행 방법을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 구동부는 상기 좌측 바퀴로 동력을 전달하는 좌측 모터 및 상기 우측 바퀴로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함하고, 상기 구동부를 제어하는 단계는, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 상기 조작 의도에 따른 움직임을 위한 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴의 가상의 회전속도를 계산하는 단계; 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴에 배치된 센서를 통해 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴의 실제 회전속도를 측정하는 단계; 상기 가상의 회전속도와 상기 실제 회전속도간의 비교를 통해 상기 좌측 바퀴를 위한 제1 피드백 및 상기 우측 바퀴를 위한 제2 피드백을 생성하는 단계; 및 상기 조작 의도에 따른 움직임에 따라 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 주행하도록 상기 좌측 모터로 상기 제1 피드백을, 상기 우측 모터로 상기 제2 피드백을 각각 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 구동부를 제어하는 단계는, 상기 물리력이 측정된 센서의 위치가 상기 핸들의 제1 측면인 경우, 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴 중 상기 제1 측면의 반대편인 상기 핸들의 제2 측면에 대응하는 바퀴에 추가 동력을 전달하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 구동부는 상기 좌측 바퀴로 동력을 전달하는 좌측 모터 및 상기 우측 바퀴로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함하고, 상기 구동부를 제어하는 단계는, 상기 물리력이 측정된 센서의 위치가 상기 핸들의 제1 측면인 경우, 상기 제1 측면에서 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향으로 작용하는 제1 물리력 및 후면에서 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향으로 작용하는 제2 물리력을 인식하는 단계; 상기 제1 물리력 및 상기 제2 물리력에 기초하여 상기 좌측 모터에 적용될 제1 토크 및 상기 우측 모터에 적용될 제2 토크를 결정하는 단계; 상기 조작 의도에 따라 상기 제1 물리력의 적어도 일부를 상쇄하기 위해, 상기 좌측 모터 및 상기 우측 모터 중 상기 제1 측면의 반대편인 상기 핸들의 제2 측면에 대응하는 모터에 적용하기 위한 추가 토크를 결정하는 단계; 및 상기 제1 토크, 상기 제2 토크 및 상기 추가 토크에 따라 상기 좌측 모터 및 상기 우측 모터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 좌측 모터에 적용될 제1 토크 및 상기 우측 모터에 적용될 제2 토크를 결정하는 단계는, 상기 제1 측면에서의 조작에 따라 측정되는 상기 제1 물리력 및 상기 제2 물리력을 이용하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 후면에서의 조작에 대응하는 제3 물리력 및 제4 물리력을 계산하는 단계; 및 상기 제3 물리력에 비례하는 상기 제1 토크를 계산하고, 상기 제4 물리력에 계산하는 제2 토크를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 주행 방법은, 상기 제어부가 제1 환경에서의 상기 복수의 센서의 입력과 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 속도간의 관계에 대한 정보를 포함하도록 미리 생성된 속도경로(velocity trajectory)를 확인하는 단계; 상기 제어부가 제2 환경에서의 상기 복수의 센서의 제1 입력에 따른 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 제1 속도를 결정하는 단계; 상기 제어부가 상기 속도경로를 통해 상기 제1 입력에 대응하는 제2 속도를 검출하는 단계; 상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 속도를 상기 제1 속도에서 상기 제2 속도로 변경하기 위해 요구되는 토크를 결정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 결정된 토크를 상기 구동부에 반영하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 환경은 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 탑승자가 탑승하지 않은 상태로 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 평평한 경로를 주행하는 환경을 포함하고, 상기 제2 환경은 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 탑승자가 탑승하였거나 또는 경사가 포함된 경로를 주행하는 환경을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 속도경로가 포함하는 속도는 동역학모델과 슬립이 나지 않는 모델구속조건을 통해 산출되는 가속도를 적분함으로써 계산되는 것을 특징으로 할 수 있다.
컴퓨터 장치와 결합되어 상기 방법을 컴퓨터 장치에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
상기 방법을 컴퓨터 장치에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
근력증강 휠체어 플랫폼에 있어서, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서; 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 물리력이 측정된 센서의 위치 중 적어도 하나에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하고, 상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 근력증강 휠체어 플랫폼을 제공한다.
근력증강 휠체어 플랫폼에 있어서, 하부가 후륜 좌우 바퀴와 연결되고, 상부가 등받이를 형성하는 메인 프레임; 일측이 전륜 우측 바퀴와 연결되고, 타측이 제1 회전 조인트를 통해 상기 메인 프레임의 상부 우측과 연결되는 우측 프레임; 일측이 전륜 좌측 바퀴와 연결되고, 타측이 제2 회전 조인트를 통해 상기 메인 프레임의 상부 좌측과 연결되는 좌측 프레임; 및 상기 메인 프레임이 형성하는 등받이 하단의 우측과 제3 회전 조인트를 통해 연결되고, 상기 등받이 하단의 좌측과 제4 회전 조인트를 통해 연결되며, 상기 우측 프레임의 내부 측면과 제5 회전 조인트를 통해 연결되며, 상기 좌측 프레임의 내부 측면과 제6 회전 조인트를 통해 연결되는 시트 프레임을 포함하고, 상기 제1 회전 조인트는 상기 메인 프레임의 상부 우측의 제1 홈에 형성된 제1 슬라이딩 조인트와 연결되고, 상기 제2 회전 조인트는 상기 메인 프레임의 상부 좌측의 제2 홈에 형성된 제2 슬라이딩 조인트와 연결되고, 상기 제1 슬라이딩 조인트 및 상기 제2 슬라이딩 조인트에 연결된 리니어 액추에이터를 통해 상기 제1 슬라이딩 조인트 및 상기 제2 슬라이딩 조인트가 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈을 따라 각각 올라감에 따라 상기 좌측 프레임, 상기 우측 프레임 및 상기 시트 프레임이 상기 제1 회전 조인트 내지 상기 제6 회전 조인트를 따라 폴딩되는 것을 특징으로 하는 근력증강 휠체어 플랫폼을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 일측이 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임과 제7 회전 조인트 및 제8 회전 조인트를 통해 연결되어 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 앞쪽으로 펼쳐지거나 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임 내부쪽으로 접히는 발판; 및 상기 발판이 접히는 것을 감지하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼을 폴딩 모드로 전환하고, 상기 발판이 펴지는 것을 감지하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼을 주행 모드로 전환하는 제1 센서를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 상기 발판과 하나의 링크로 연결되어 상기 발판이 접히는 경우, 상기 전륜 좌측 바퀴 및 상기 전륜 우측 바퀴가 지면에 닿는 위치보다 상대적으로 더 앞쪽에서 지면에 닿아 상기 전륜 좌측 바퀴 및 상기 전륜 우측 바퀴를 띄우는 폴딩용 롤러를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 폴딩용 롤러와 상기 발판이 연결되는 링크는 상기 발판이 접히는 경우의 상기 폴딩용 롤러의 수직 위쪽의 지점이거나 또는 상기 지점의 앞쪽인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임의 폴딩 시, 상기 전륜 좌측 바퀴 및 상기 전륜 우측 바퀴의 휠 위치를 교정하기 위한 휠 위치 교정 모듈을 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임에 원호 형태의 기둥을 통해 연결되는 좌우 팔걸이를 더 포함하고, 상기 좌우 팔걸이는 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임의 폴딩 시 상기 원호 형태의 기둥이 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임의 내부로 삽입되는 형태로 상기 좌측 프레임 및 상기 우측 프레임 각각에 대해 접히는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 상기 메인 프레임의 하부에 구성되어 근력증강 휠체어 플랫폼의 앞부분을 들어올리기 위해 상기 근력증강 휠체어 플랫폼을 조작하는 조작자가 밟도록 구성되는 티핑레버; 및 상기 티핑레버에 가해지는 압력에 따라 작동하는 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치가 작동되는 경우, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 동작 모드를 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 스위치가 작동되는 경우, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼을 앞으로 이동시키도록 상기 후륜 좌우 바퀴로 동력을 전달하도록 상기 동작 모드가 변경되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 주행을 제어하기 위한 복수의 센서들을 포함하여 상기 메인 프레임의 상부에 연결되는 핸들을 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 센서는 상기 핸들의 측면 및 후면에 배치되는 복수의 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 근력증강 휠체어 플랫폼은 상기 핸들에 형성되어 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 모드에 따라 또는 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향 전환에 따라 기설정된 리이팅을 출력하는 LED 모듈을 더 포함할 수 있다.
휠체어를 조작하는 조작자의 조작 의도에 따라 구동부를 제어할 수 있는 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 모습의 예를 도시한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 후면 모습의 예를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근력증강 휠체어 플랫폼의 메인 프레임과 우측 프레임간의 연결 예를 도시한 도면들이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 발판 구조의 예를 도시한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 내부 구성의 예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 주해 방법의 예를 도시한 흐름도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들 및 핸들에 배치된 복수의 센서의 예를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 있어서, 조작 의도에 따라 구동부를 제어하는 과정의 예를 도시한 도면이다.
도 19은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 장치의 예를 도시한 블록도이다.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 모습의 예를 도시한 도면들이다. 도 1 내지 도 4의 실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 기존 전동 휠체어의 공간적 한계를 극복하고 보관성과 수납성을 향상시키기 위해 자동 접이식 구조를 갖는 전동 휠체어의 형태로 구현될 수 있다. 이때, 도 1은 주행 상태의 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 우측면 모습의 예를, 도 2는 주행 상태의 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 좌측면 모습의 예를, 도 3은 보관 및/또는 수납을 위해 폴딩(polding)된 상태의 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 우측면 모습의 예를, 도 4는 보관 및/또는 수납을 위해 폴딩된 상태의 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 좌측면 모습의 예를 각각 나타내고 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 메인 프레임(110), 후륜 우측 바퀴(120-1), 후륜 좌측 바퀴(120-2), 전륜 우측 바퀴(130-1), 전륜 좌측 바퀴(130-2), 우측 프레임(140-1), 좌측 프레임(140-2) 및 시트 프레임(150)을 포함할 수 있다. 이에 더해 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 복수의 센서들이 포함된 핸들(210)을 더 포함할 수 있다.
메인 프레임(110)은 하부(110-1)에 후륜 좌우 바퀴가 연결되고, 상부(110-2)에 등받이를 형성할 수 있다.
또한, 우측 프레임(140-1)은 일측이 전륜 좌측 바퀴(130-2)와 연결되고, 타측이 제1 회전 조인트를 통해 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측과 연결될 수 있다. 도 1 및 도 3에서 제1 곡선 양방향 화살표(160-1)는 제1 회전 조인트를 통해 우측 프레임(140-1)의 타측이 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측에 연결되어 회전될 수 있음을 나타내고 있다.
또한, 좌측 프레임(140-2)은 일측이 전륜 우측 바퀴(130-1)와 연결되고, 타측이 제2 회전 조인트(160-2)를 통해 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측과 연결될 수 있다. 도 2 및 도 4에서 제2 곡선 양방향 화살표(160-2)는 제2 회전 조인트를 통해 좌측 프레임(140-2)의 타측이 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 좌측에 연결되어 회전될 수 있음을 나타내고 있다.
또한, 시트 프레임(150)은 메인 프레임(110)이 형성하는 등받이 하단의 우측과 제3 회전 조인트를 통해 연결될 수 있으며, 등받이 하단의 좌측과 제4 회전 조인트를 통해 연결될 수 있다. 도 1 및 도 3에서 제3 곡선 양방향 화살표(170-1)는 제3 회전 조인트를 통해 시트 프레임(150)이 메인 프레임(110)이 형성하는 등받이 하단의 우측과 연결되어 회전될 수 있음을 나타내고 있으며, 도 2 및 도 4에서 제4 곡선 양방향 화살표(170-2)는 제4 회전 조인트를 통해 시트 프레임(150)이 메인 프레임(110)이 형성하는 등받이 하단의 좌측과 연결되어 회전될 수 있음을 나타내고 있다.
또한, 시트 프레임(150)은 우측 프레임(140-1)의 내부 측면과 제5 회전 조인트를 통해 연결될 수 있으며, 좌측 프레임(140-2)의 내부 측면과 제6 회전 조인트를 통해 연결될 수 있다. 도 1 및 도 3에서 제5 곡선 양방향 화살표(180-1)는 제5 회전 조인트를 통해 시트 프레임(150)이 우측 프레임(140-1)의 내부 측면에 연결되어 회전될 수 있음을 나타내고 있으며, 도 2 및 도 4에서 제6 곡선 양방향 화살표(180-2)는 제6 회전 조인트를 통해 시트 프레임(150)이 좌측 프레임(140-2)의 내부 측면에 연결되어 회전될 수 있음을 나타내고 있다.
이때, 제1 회전 조인트는 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측의 제1 홈(190-1)에 형성된 제1 슬라이딩 조인트와 연결될 수 있고, 제2 회전 조인트는 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 좌측의 제2 홈(190-2)에 형성된 제2 슬라이딩 조인트와 연결될 수 있다.
이 경우, 제1 슬라이딩 조인트 및 제2 슬라이딩 조인트에 각각 설치된 리니어 액추에이터를 통해 제1 슬라이딩 조인트 및 제2 슬라이딩 조인트가 제1 홈(190-1) 및 제2 홈(190-2)을 따라 각각 올라감에 따라 우측 프레임(140-1), 좌측 프레임(140-2) 및 시트 프레임(150)이 제1 회전 조인트 내지 제6 회전 조인트를 따라 폴딩될 수 있다. 이에 따라, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 도 1 및 도 2의 주행 상태에서 도 3 및 도 4의 보관 및/또는 수납을 위해 폴딩된 상태로 자동으로 변경될 수 있다. 역으로, 제1 슬라이딩 조인트 및 제2 슬라이딩 조인트에 각각 설치된 리니어 액추에이터를 통해 제1 슬라이딩 조인트 및 제2 슬라이딩 조인트가 제1 홈(190-1) 및 제2 홈(190-2)을 따라 각각 내려감에 따라 우측 프레임(140-1), 좌측 프레임(140-2) 및 시트 프레임(150)이 제1 회전 조인트 내지 제6 회전 조인트를 따라 펴질 수 있다. 이에 따라, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 도 3 및 도 4의 보관 및/또는 수납을 위해 폴딩된 상태에서 도 1 및 도 2의 주행 상태로 자동으로 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 후면 모습의 예를 도시한 도면이다. 도 5는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 형성하는 프레임들의 후면 구조를 나타내고 있다. 이때, 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측에는 우측 프레임(140-1)이 제1 회전 조인트(510-1)를 통해 연결될 수 있으며, 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 좌측에는 좌측 프레임(140-2)이 제2 회전 조인트(510-2)를 통해 연결될 수 있다. 이때, 제1 회전 조인트(510-1)와 제2 회전 조인트(510-2)는 리니어 액추에이터(520)에 연결될 수 있다. 리니어 액추에이터(520)는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 전력을 이용하여 위아래로 이동하도록 구현될 수 있다. 이때, 리니어 액추에이터(520)가 위아래로 이동함에 따라 리니어 액추에이터(520)에 연결된 제1 회전 조인트(510-1)와 제2 회전 조인트(510-2) 역시 위 아래로 이동될 수 있으며, 제1 회전 조인트(510-1)와 제2 회전 조인트(510-2)를 통해 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측과 좌측에 연결된 우측 프레임(140-1) 및 좌측 프레임(140-2)이 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 방향으로 으로 접힐 수 있으며, 우측 프레임(140-1) 및 좌측 프레임(140-2)이 메인 프레임(110) 방향으로 접힘에 따라 시트 프레임(150) 역시 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 방향으로 접히면서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 폴딩 상태로 변환될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근력증강 휠체어 플랫폼의 메인 프레임과 우측 프레임간의 연결 예를 도시한 도면들이다. 앞서 설명한 바와 같이, 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측에는 우측 프레임(140-1)이 제1 회전 조인트(510-1)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 제1 회전 조인트(510-1)는 리니어 액추에이터(520)에 연결될 수 있다. 이때, 리니어 액추에이터(520)가 위쪽 방향으로 올라가게 되면, 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 우측에 형성되는 제1 홈(190-1) 내부에 형성되는 가이드 롤러(710)를 이용하여 제1 회전 조인트(510-1)가 제1 홈(190-1)을 따라 위로 올라가면서 우측 프레임(140-1)이 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 방향으로 접히게 된다. 좌측 프레임(140-2) 역시 리니어 액추에이터(520)가 위쪽 방향으로 올라감에 따라 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 좌측에 형성되는 제2 홈(190-2) 내부에 형성되는 가이드 롤러(미도시)를 이용하여 제2 회전 조인트(510-2)가 제2 홈(190-2)을 따라 위로 올라가면서 좌측 프레임(140-2)이 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 방향으로 접히게 된다. 이처럼, 우측 프레임(140-1)과 좌측 프레임(140-2)이 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 방향으로 접히게 되면, 앞서 설명한 바와 같이, 우측 프레임(140-1) 및 좌측 프레임(140-2)과 제5 회전 조인트 및 제6 회전 조인트를 통해 연결되는 시트 프레임(150) 역시 이동하게 된다. 이때, 시트 프레임(150)이 메인 프레임(110)이 형성하는 등받이 하단의 우측과 제3 회전 조인트를 통해 연결되고, 등받이 하단의 좌측과 제4 회전 조인트를 통해 연결되어 있기 때문에 시트 프레임(150) 역시 메인 프레임(110)의 상부(110-2) 방향으로 접히게 된다. 따라서, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 폴딩 상태로 변환될 수 있다.
리니어 액추에이터(520)는 일례로, 적재력이 500N이고, 속도가 33mm/sec인 장치로서 폴딩에 필요한 힘을 안정적으로 내면서도 너무 길지 않은 폴딩 시간을 구현해내는 제품으로 선택될 수 있다.
메인 프레임(110)의 상부(110-2)에 형성되는 제1 홈(190-1) 및 제2 홈(190-2)은 상부(110-2)를 알루미늄 파이프로 구현하고, 알루미늄 파이프의 장공으로 제1 홈(190-1) 및 제2 홈(190-2)을 구현함으로써, 프레임과 리니어 가이드의 두 가지 역할을 수행하도록 함으로써, 부품 수와 무게를 줄일 수 있다.
또한, 가이드 롤러(710)는 메인 프레임(110)의 상부(110-2)를 구현하는 알루미늄 파이프의 일정한 내부 공차를 활용하여 알루미늄 파이브 내부에 삽입됨으로써 가이드 롤러(710)의 앞뒤 움직임을 방지할 수 있다. 또한, 가이드 롤러(710)를 폴리옥시메틸렌(Poly Oxy Methylene)으로 가공하여 소음을 줄이고 좌우 움직임을 방지할 수 있다.
또한, 제1 회전 조인트(510-1)와 제2 회전 조인트(510-2)는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 폴딩 시 가해지는 수직항력을 버틸 수 있는 경도의 우레탄 몰드 베어링을 통해 우측 프레임(140-1) 및 좌측 프레임(140-2)에 연결될 수 있다.
또한, 이때, 우레탄 몰드 베어링이 포함하는 우레탄 쿠션을 통해 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 폴딩이나 주행 시 제1 회전 조인트(510-1)와 제2 회전 조인트(510-2)를 구성하는 샤프트와 프레임의 장공(제1 홈(190-1) 및 제2 홈(190-2)) 사이의 충격과 마찰로 인한 소음을 방지할 수 있다.
한편, 제작, 조립 및/또는 부품에서 발생할 수 있는 오차로 인해 리니어 액추에이터(520)의 최고점 높이가 달라질 것을 고려하여 최고점에서 양쪽 또는 어느 한쪽에 마이크로 스위치(810)를 설치 및 활용할 수 있다. 리니어 액추에이터(520)가 위쪽으로 이동하다가 최고점에 도달하면 샤프트 홀더가 마이크로 스위치(810)를 누르며 최고점에 도달했음을 인식할 수 있게 된다. 이 경우, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 폴딩 구동이 멈출 수 있다. 실시예에 따라 리니어 액추에이터(520)의 최저점의 위치에도 마이크로 스위치가 활용될 수도 있다. 최저점의 마이크로 스위치로부터 신호가 수신되면, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 폴딩 상태(폴딩 모드)에서 주행 상태(주행 모드)로의 변환을 중지할 수 있다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 발판 구조의 예를 도시한 도면들이다.
근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 우측 프레임(140-1) 및 좌측 프레임(140-2)와 제7 회전 조인트 및 제8 회전 조인트를 통해 연결되는 발판(910)을 더 포함할 수 있다. 이때, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 폴딩할 때 발판(910)이 펴져 있으면 발판(910)이 바닥에 끌릴 위험이 있고, 폴딩 후에도 휠체어 전체 전후 길이가 상대적으로 길어질 수 있다. 따라서, 도 9에 나타난 바와 같이, 발판(910)은 제7 회전 조인트 및 제8 회전 조인트를 통해 회전하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 앞쪽으로 펼쳐지거나 또는 도 11에 나타난 바와 같이, 우측 프레임(140-1) 및 좌측 프레임(140-2)의 내부쪽으로 접힐 수 있다. 이때, 발판(910)이 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)를 위한 캐스터의 회전 범위에 간섭되지 않도록 발판(910)의 크기가 결정될 수 있다.
한편, 도 11은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 올바르게 폴딩 상태로 변환된 예와, 캐스터 간섭에 따라 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 폴딩 상태로 변환되지 못하는 예를 각각 나타내고 있다. 이를 방지하기 위해 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 우측 프레임(140-1) 및 우측 프레임(140-2)의 폴딩 시, 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)의 휠 위치(캐스터의 회전 위치)를 교정하기 위한 휠 위치 교정 모듈을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 발판(910)은 펼쳐지거나 접히는 경우에 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)의 휠 위치가 기본 위치가 되도록 조절하기 위한 물리적인 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 휠 위치 교정 모듈은 발판(910)에 설치되는 물리적인 구조에 대응할 수 있다. 다른 예로, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 폴딩 시 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 자동으로 약간 회전시킴으로써, 휠 위치가 중력에 따라 기본 위치가 되도록 조절할 수 있다. 여기서 기본 위치는 캐스터의 휠을 통해 회전하는 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 정면에 평행하게 배치된 위치를 의미할 수 있다. 이 경우, 휠 위치 교정 모듈은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 구동부를 제어하는 제어부에 포함될 수 있다. 또 다른 예시로, 캐스터의 각도를 알 수 있는 센서를 통해 캐스터가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 폴딩에 방해가 되는 경우에 폴딩을 제한할 수 있다. 또 다른 예시로 캐스터를 회전시키기 위한 약한 모터를 더 설치하여 캐스터의 휠을 안정된 위치로 밀어줄 수도 있다. 이처럼 휠 위치 교정 모듈은 다양한 방식으로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 포함될 수 있다.
이때, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 도 10의 실시예에서와 같이 폴딩용 롤러(1010)를 더 포함할 수 있다. 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 폴딩 상태로 변환할 때 발판(910)을 접고 폴딩용 롤러(1010)를 지면에 내리는 것을 강제하기 위해서, 발판(910)과 폴딩용 롤러(1010)는 하나의 링크로 연결될 수 있다. 이때, 폴딩용 롤러(1010)는 발판(910)이 접히는 경우, 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)가 지면에 닿는 위치보다 상대적으로 더 앞쪽에서 지면에 닿아 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)를 띄우도록 구성될 수 있다. 이러한 폴딩용 롤러(1010)는 전륜 우측 바퀴(130-1) 및 전륜 좌측 바퀴(130-2)를 위한 캐스터 대신 지면에 접지하여 휠체어의 각도를 유지하며 안정적으로 폴딩을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 폴딩용 롤러(1010)와 발판(910)이 연결되는 링크는 발판(910)이 접히는 경우의 폴딩용 롤러(1010)의 수직 위쪽의 지점이거나 또는 상기 지점의 앞쪽에 위치하도록 구현될 수 있다.
한편, 발판(910)은 접히는 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 래치 락(1210)이 있어서 펼치는 방향으로의 움직임을 방지하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에서 폴딩용 롤러(1010)의 위치를 유지시키는 역할을 할 수 있다. 이 경우, 폴딩용 롤러(1010)는 지면에 계속 닿아있는 상태가 될 수 있다. 사용자는 위에 나온 팁(1220)을 밀어 래치 락(1210)을 해제할 수 있다.
한편, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 발판(910)이 접히는 것을 감지하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 폴딩 상태(폴딩 모드)로 전환하고, 발판(910)이 펴지는 것을 감지하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 주행 상태(주행 모드)로 전환하는 제1 센서를 더 포함할 수 있다. 도 13은 제1 센서로서 발판(910)의 접힘 및/또는 펼침을 감지하기 위한 마이크로 스위치(1310)가 구현된 예를 나타내고 있다.
이와 같이, 기존 전동휠체어에서 사용되는 가로 접이식 방식은 사용자가 접혀진 휠체어를 세워야 하는 별도의 행위가 필요한 반면, 본 발명의 실시예들에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 폴딩 메커니즘을 적용하여 보관 및/또는 수납 시 물리적 제약을 극복하고 사용성을 높일 수 있게 된다. 또한, 자동으로 접히고 접혔을 때 서 있는 구조를 갖기 때문에 많은 힘을 필요로 하는 과정이 없으며, 따라서 누구나 폴딩 기능을 사용할 수 있다. 또한, 폴딩 버튼은 버튼에는 로커 스위치를 사용하여 직관성을 높임.
또한, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 폴딩하려는 사용자의 의도가 반영되도록 발판 구조물을 설계하여 탑승자가 휠체어를 사용 중일 때 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 폴딩 되는 것을 방지할 수 있으며, 휠체어를 세워서 보관 할 수 있다는 점을 통해 다수의 휠체어들을 함께 보관하면서 바로 사용하는 공항과 같은 환경에서 더욱 효과적일 수 있다.
또한, 로봇청소기나 무선 진공청소기와 같은 충전 스테이션이 존재하는 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 폴딩 메커니즘이 더욱 효과적일 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 내부 구성의 예를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 주행 방법의 예를 도시한 흐름도이다.
도 14에 나타난 바와 같이, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 복수의 센서(1410), 제어부(1420) 및 구동부(1430)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 센서(1410)는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 핸들(210)의 측면 및 후면에 배치될 수 있다. 또한, 구동부(1430)는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 우측 바퀴 및 좌측 바퀴(일례로, 후륜 우측 바퀴(120-1) 및 후륜 좌측 바퀴(120-2))의 회전을 위한 동력을 전달할 수 있다. 또한, 제어부(1420)는 구동부(1430)를 제어할 수 있다. 일실시예로, 제어부(1420)는 컴퓨터 장치의 형태로 구현되어 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 포함될 수 있다. 또한, 구동부(1430)는 좌측 바퀴 및 우측 바퀴에 배치되어 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 실제 회전속도를 측정하기 위한 센서(1431)를 포함할 수 있다.
이 경우, 도 15의 주행 방법이 포함하는 단계들(1510 및 1520)은 제어부(1420)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치가 포함하는 적어도 하나의 프로세서는 컴퓨터 장치의 메모리에 로딩된 운영체제의 코드나 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 제어 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 프로세서는 컴퓨터 장치에 저장된 코드가 제공하는 제어 명령에 따라 컴퓨터 장치가 도 15의 방법이 포함하는 단계들(1510 및 1520)을 수행하도록 컴퓨터 장치를 제어할 수 있다.
단계(1510)에서 제어부(1420)는 복수의 센서(1410) 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 물리력이 측정된 센서의 위치 중 적어도 하나에 기반하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 대한 조작 의도를 결정할 수 있다.
단계(1520)에서 제어부(1420)는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 조작 의도에 따라 주행되도록 구동부(1430)를 제어할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들 및 핸들에 배치된 복수의 센서의 예를 도시한 도면이다.
기존 휠체어의 조작자가 후방에서만 기존 휠체어를 밀 수 있었던 환경과 달리 본 실시예에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼(100)은 조작자가 측면에서도 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 조작할 수 있도록 핸들(210)의 후면뿐만 아니라 측면에도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 도 15는 핸들(210)을 보다 자세히 나타내고 있다. 일례로, 핸들(210)의 가로 프레임은 알루미늄 프로파일을 이용하여 제작될 수 있고, 핸들(210)의 나머지 구조물은 3D 프린터 출력을 통해 제작될 수 있다. 또한, 핸들(210)에는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 모드에 따라 또는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 방향 전환에 따라 기설정된 리이팅을 출력하는 LED 모듈이 형성될 수도 있다.
또한, 도 16는 핸들(210)의 후면에 배치된 제1 후면 센서(1710) 및 제2 후면 센서(1720), 그리고 핸들(210)의 좌측면에 배치된 측면 센서(1730)의 예를 나타내고 있다. 오른손잡이가 더 많다는 점에서 핸들(210)의 좌측면에만 측면 센서(1730)가 배치된 예를 나타내고 있으나, 실시예에 따라 왼손잡이를 위해 핸들(210)의 우측면에 측면 센서(1730)가 배치되거나 다양한 상황을 고려하여 핸들(210)의 좌측과 우측 각각에 측면 센서(1730)가 배치되는 것도 고려될 수 있다. 이때, 핸들(210)에 배치되는 복수의 센서들(1710 내지 1730)은 조작자가 핸들(210)에 가하는 힘을 인식하고, 인식된 힘에 따라 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 대한 조작자의 조작 의도를 판단하여 조작 의도대로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 구동을 제어하기 위해 활용될 수 있다. 복수의 센서(1410)는 도 16의 센서들(1710 내지 1730)과 같이 핸들(210)의 측면 및 후면에 배치되어 조작자에 의해 전달되는 힘을 측정하기 위한 복수의 스트레인 게이지를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 17에 나타난 바와 같이, 조작자가 양손으로 제1 후면 센서(1710)와 제2 후면 센서(1710)를 밀면서 조작하는 경우에 가해지는 힘의 방향은 y축이 될 수 있다. 이때, FL이나 FR 중 어느 하나가 다른 하나보다 크다는 것은 조작자의 모션의 의도가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 회전임을 의미할 수 있다. 예를 들어, FL이 FR보다 크다는 것은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 오른쪽으로 회전시키고자 하는 조작자의 조작 의도를 의미할 수 있다. 역으로 FR이 FL보다 크다는 것은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 왼쪽으로 회전시키고자 하는 조작자의 조작 의도를 의미할 수 있다.
반면, 조작자가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 좌측면에서 한 손으로 측면 센서(1730)를 밀면서 조작하는 경우에는 힘이 x축 방향의 Fx와 y 축 방향의 Fy로 인식될 수 있다. 만약, 측면 센서(1730)가 존재하지 않는 경우에는 측면에 작용하는 조작자의 힘을 감지할 없기 때문에 조작자는 수동으로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 이동을 제어해야 한다. 반면, 본 실시예에서는 이러한 측면 센서(1730)를 통해 조작자가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 측면에서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)를 조작하는 경우에도 조작자의 조작 의도를 파악하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 이동을 제어하도록 제어부(1420)가 구동부(1430)를 제어할 수 있게 된다. 조작자의 측면 조작이 가능해지는 경우, 조작자가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 측면에서 탑승자와 소통을 하며 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 조작할 수 있게 된다.
한편, 조작자가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 좌측면에서 한 손으로 측면 센서(1730)를 밀면서 조작하면서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 정면 방향으로 이동시키고자 하는 조작 의도를 가진 경우, x축 방향의 Fx에 의해 원하지 않는 우측 방향으로의 회전 모멘트가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 걸리게 된다. 이 경우, 제어부(1420)는 센서들(1730)을 통해 조작자가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 정면으로 이동시키고자 하는 조작 의도를 결정한 경우, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 우측 바퀴에 동력을 추가로 전달함으로써, 우측 방향으로의 회전 모멘트를 상쇄시킬 수 있다.
이 경우, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 기울어진 노면을 가로질러서 이동하거나 탑승자가 좌우로 흔들려서 좌우의 대칭성이 깨진 경우에도 항상 대칭적인 평지에서와 같은 느낌으로 조작이 가능해질 수 있으며, 좌우 측면에서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 조작하는 경우에도 한 방향으로 걸리는 회전 모멘트나 좌우에 걸리는 힘의 차이를 보상하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)를 밸런스 있게 조작할 수 있게 된다. 따라서 핸들의 미는 위치에 따른 조작 의존성을 제거하고 항상 직관적으로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 주행이 가능해질 수 있다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 있어서, 조작 의도에 따라 구동부를 제어하는 과정의 예를 도시한 도면이다. 보다 구체적인 예로, 구동부(1430)는 좌측 바퀴(1810, 일례로 후륜 좌측 바퀴(120-2))로 동력을 전달하는 좌측 모터와 우측 바퀴(1820, 일례로, 후륜 우측 바퀴(120-1))로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(1420)는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 조작 의도에 따른 움직임을 위한 좌측 바퀴(1810) 및 우측 바퀴(1820)의 가상의 회전속도(가상의 바퀴(1830)의 회전속도)를 계산하고, 좌측 바퀴(1810) 및 우측 바퀴(1820)에 배치된 센서(1431)를 통해 좌측 바퀴(1810) 및 우측 바퀴(1820)의 실제 회전속도를 측정하고, 가상의 회전속도와 실제 회전속도간의 비교를 통해 좌측 바퀴(1810)를 위한 제1 피드백 및 우측 바퀴(1820)를 위한 제2 피드백을 생성할 수 있다. 이때, 제어부(1420)는 조작 의도에 따른 움직임에 따라 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 주행하도록 좌측 바퀴(1810)를 위한 좌측 모터로 제1 피드백을, 우측 바퀴(1820)를 위한 우측 모터로 제2 피드백을 각각 전달할 수 있다. 이 경우, 좌측 모터와 우측 모터는 전달된 피드백에 따라 좌측 바퀴(1810) 및/또는 우측 바퀴(1820)에 동력을 추가함으로써 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 조작 의도에 따라 이동하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적인 예로, 제어부(1420)는 물리력이 측정된 센서의 위치가 핸들의 제1 측면인 경우, 좌측 바퀴(1810) 및 우측 바퀴(1820) 중 제1 측면의 반대편인 핸들(210)의 제2 측면에 대응하는 바퀴에 추가 동력을 전달하도록 구동부(1430)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 조작자가 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 좌측면에서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)를 조작함에 따라 핸들(210)의 좌측면의 센서에서 물리력이 측정된 경우, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 우측으로 회전 모멘트가 걸리기 때문에 제어부(1420)는 우측 바퀴(1820)에 추가 동력을 전달하도록 구동부(1430)를 제어함으로써, 우측으로의 회전 모멘트를 상쇄시켜 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 정면 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
또 다른 실시예로, 제어부(1420)는 물리력이 측정된 센서의 위치가 핸들(210)의 제1 측면인 경우, 제1 측면에서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 방향으로 작용하는 제1 물리력 및 후면에서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 방향으로 작용하는 제2 물리력을 인식할 수 있다. 일례로, 제1 물리력은 도 17에서 설명한 힘 Fx에 대응할 수 있으며, 제2 물리력은 도 17에서 설명한 힘 Fy에 대응할 수 있다. 이때, 제어부(1420)는 제1 물리력 및 제2 물리력에 기초하여 좌측 모터에 적용될 제1 토크 및 우측 모터에 적용될 제2 토크를 결정할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1420)는 제1 측면에서의 조작에 따라 측정되는 제1 물리력 및 제2 물리력을 이용하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 후면에서의 조작에 대응하는 제3 물리력 및 제4 물리력을 계산하고, 제3 물리력에 비례하는 제1 토크를 계산하고, 제4 물리력에 계산하는 제2 토크를 계산할 수 있다. 이 경우, 제어부(1420)는 결정된 조작 의도에 따라 제1 물리력의 적어도 일부를 상쇄하기 위해, 좌측 모터 및 우측 모터 중 제1 측면의 반대편인 핸들의 제2 측면에 대응하는 모터에 적용하기 위한 추가 토크를 결정할 수 있으며, 제1 토크, 제2 토크 및 추가 토크에 따라 좌측 모터 및 우측 모터를 제어할 수 있다. 다시 말해, 추가 토크는 제1 측면에서 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 방향으로 작용하는 제1 물리력을 상쇄시키기 위한 힘일 수 있다.
한편, 조작자의 조작 위치뿐만 아니라, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 기울어진 노면을 가로질러서 이동하거나 탑승자의 좌우 비대칭 또는 바퀴 및 노면의 비대칭성에 따른 좌우 밸런스의 차이가 발생하게 된다. 이 경우에도 제어부(1420)는 센서들(1730)을 통해 조작자의 조작 의도를 결정한 후, 이러한 조작 의도에 따라 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 이동될 수 있도록 구동부(1430)를 제어할 수 있다.
일실시예로, 제어부(1420)는 제1 환경에서의 복수의 센서(1410)의 입력과 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 속도간의 관계에 대한 정보를 포함하도록 미리 생성된 속도경로(velocity trajectory)를 확인할 수 있다. 여기서, 속도경로가 포함하는 속도는 동역학모델과 슬립이 나지 않는 모델구속조건을 통해 산출되는 가속도를 적분함으로써 계산될 수 있다. 속도경로는 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 복수의 센서(1410)에 가해지는 힘에 따른 실제 속도와 마찰모델 등을 포함할 수 있다. 이러한 속도경로를 기반으로 피드백 제어 입력과 피드포워드(feedforward) 제어 입력이 생성될 수 있다. 여기서 피드포워드 제어 입력은 복수의 센서(1410)를 통해 인식되는 힘에 비례하도록 구동부(1430)를 제어하기 위한 힘(앞서 실시예들에서 설명한 동력이나 토크)을 제공하는 것을 의미할 수 있으며, 피드백 제어 입력은 휠체어 플랫폼(100)을 조작 의도에 따라 이동시키기 위해 추가로 제공되어야 할 힘(앞서 실시예들에서 설명한 동력이나 토크)을 의미할 수 있다. 이때, 제어부(1420)는 제2 환경에서의 복수의 센서(1410)의 제1 입력에 따른 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 제1 속도를 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(1420)는 속도경로를 통해 제1 입력에 대응하는 제2 속도를 검출하고, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 속도를 제1 속도에서 제2 속도로 변경하기 위해 요구되는 토크를 결정한 후, 결정된 토크를 구동부(1430)에 반영할 수 있다. 일부 세부적인 힘의 차이는 조작자가 전달하는 힘을 통해 적응적으로 해결될 수 있다.
일례로, 제1 환경은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 탑승자가 탑승하지 않은 상태로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 평평한 경로를 주행하는 환경을 포함할 수 있다. 또한, 제2 환경은 근력증강 휠체어 플랫폼(100)에 탑승자가 탑승하였거나 또는 경사가 포함된 경로를 주행하는 환경을 포함할 수 있다. 다시 말해, 조작자는 탑승자의 무게나 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 주행하는 경로의 경사에 무관하게, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 제1 환경(탑승자가 탑승하지 않은 상태로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)이 평평한 경로를 주행하는 환경)에서 주행하는 것과 동일한 느낌으로 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 조작할 수 있게 된다.
이처럼, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 조작자는 탑승자의 무게나 경사의 기울기와 무관하게 같은 힘 크기를 이용하여 근력증강 휠체어 플랫폼(100)을 조작할 수 있으며, 근력증강 휠체어 플랫폼(100)의 조작에 요구되는 힘이 동일하기 때문에 조작자의 근력과 무관하게 사용될 수 있다. 또한, 경사로에서 어떤 방향으로 움직여도 평지처럼 밀면서 이동할 수 있으며 경사로 내에서의 회전도 자연스럽게 처리될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 장치의 예를 도시한 블록도이다. 컴퓨터 장치(1900)는 도 19에 도시된 바와 같이, 메모리(1910), 프로세서(1920), 통신 인터페이스(1930) 그리고 입출력 인터페이스(1940)를 포함할 수 있다. 메모리(1910)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM과 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치는 메모리(1910)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 컴퓨터 장치(1900)에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(1910)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(1910)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 메모리(1910)로 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 인터페이스(1930)를 통해 메모리(1910)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어 구성요소들은 네트워크(1960)를 통해 수신되는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램에 기반하여 컴퓨터 장치(1900)의 메모리(1910)에 로딩될 수 있다.
프로세서(1920)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(1910) 또는 통신 인터페이스(1930)에 의해 프로세서(1920)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(1920)는 메모리(1910)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(1930)는 네트워크(1960)를 통해 컴퓨터 장치(1900)가 다른 장치(일례로, 앞서 설명한 저장 장치들)와 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 컴퓨터 장치(1900)의 프로세서(1920)가 메모리(1910)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이나 명령, 데이터, 파일 등이 통신 인터페이스(1930)의 제어에 따라 네트워크(1960)를 통해 다른 장치들로 전달될 수 있다. 역으로, 다른 장치로부터의 신호나 명령, 데이터, 파일 등이 네트워크(1960)를 거쳐 컴퓨터 장치(1900)의 통신 인터페이스(1930)를 통해 컴퓨터 장치(1900)로 수신될 수 있다. 통신 인터페이스(1930)를 통해 수신된 신호나 명령, 데이터 등은 프로세서(1920)나 메모리(1910)로 전달될 수 있고, 파일 등은 컴퓨터 장치(1900)가 더 포함할 수 있는 저장 매체(상술한 영구 저장 장치)로 저장될 수 있다.
입출력 인터페이스(1940)는 입출력 장치(1950)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 마이크, 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(1940)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 입출력 장치(1950)는 컴퓨터 장치(1900)와 하나의 장치로 구성될 수도 있다.
또한, 다른 실시예들에서 컴퓨터 장치(1900)는 도 19의 구성요소들보다 더 적은 혹은 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(1900)는 상술한 입출력 장치(1950) 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 휠체어를 조작하는 조작자의 조작 의도에 따라 구동부를 제어할 수 있는 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법을 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (25)

  1. 근력증강 휠체어 플랫폼의 주행 방법에 있어서,
    상기 근력증강 휠체어는,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서;
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 주행 방법은,
    상기 제어부가 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 복수의 센서 중 상기 물리력이 측정된 센서의 위치에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 센서의 위치는 상기 핸들의 측면에 따른 위치 및 상기 핸들의 후면에 따른 위치 중 적어도 하나의 위치로 결정되고,
    상기 구동부를 제어하는 단계는,
    상기 물리력이 측정된 센서의 위치가 상기 핸들의 제1 측면인 경우, 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴 중 상기 제1 측면의 반대편인 상기 핸들의 제2 측면에 대응하는 바퀴에 추가 동력을 전달하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 주행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 좌측 바퀴로 동력을 전달하는 좌측 모터 및 상기 우측 바퀴로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함하고,
    상기 구동부를 제어하는 단계는,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 상기 조작 의도에 따른 움직임을 위한 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴의 가상의 회전속도를 계산하는 단계;
    상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴에 배치된 센서를 통해 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴의 실제 회전속도를 측정하는 단계;
    상기 가상의 회전속도와 상기 실제 회전속도간의 비교를 통해 상기 좌측 바퀴를 위한 제1 피드백 및 상기 우측 바퀴를 위한 제2 피드백을 생성하는 단계; 및
    상기 조작 의도에 따른 움직임에 따라 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 주행하도록 상기 좌측 모터로 상기 제1 피드백을, 상기 우측 모터로 상기 제2 피드백을 각각 전달하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 방법.
  3. 삭제
  4. 근력증강 휠체어 플랫폼의 주행 방법에 있어서,
    상기 근력증강 휠체어는,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서;
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 주행 방법은,
    상기 제어부가 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 복수의 센서 중 상기 물리력이 측정된 센서의 위치에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 센서의 위치는 상기 핸들의 측면에 따른 위치 및 상기 핸들의 후면에 따른 위치 중 적어도 하나의 위치로 결정되고,
    상기 구동부는 상기 좌측 바퀴로 동력을 전달하는 좌측 모터 및 상기 우측 바퀴로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함하고,
    상기 구동부를 제어하는 단계는,
    상기 물리력이 측정된 센서의 위치가 상기 핸들의 제1 측면인 경우, 상기 제1 측면에서 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향으로 작용하는 제1 물리력 및 후면에서 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향으로 작용하는 제2 물리력을 인식하는 단계;
    상기 제1 물리력 및 상기 제2 물리력에 기초하여 상기 좌측 모터에 적용될 제1 토크 및 상기 우측 모터에 적용될 제2 토크를 결정하는 단계;
    상기 조작 의도에 따라 상기 제1 물리력의 적어도 일부를 상쇄하기 위해, 상기 좌측 모터 및 상기 우측 모터 중 상기 제1 측면의 반대편인 상기 핸들의 제2 측면에 대응하는 모터에 적용하기 위한 추가 토크를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 토크, 상기 제2 토크 및 상기 추가 토크에 따라 상기 좌측 모터 및 상기 우측 모터를 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 좌측 모터에 적용될 제1 토크 및 상기 우측 모터에 적용될 제2 토크를 결정하는 단계는,
    상기 제1 측면에서의 조작에 따라 측정되는 상기 제1 물리력 및 상기 제2 물리력을 이용하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 후면에서의 조작에 대응하는 제3 물리력 및 제4 물리력을 계산하는 단계; 및
    상기 제3 물리력에 비례하는 상기 제1 토크를 계산하고, 상기 제4 물리력에 계산하는 제2 토크를 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 방법.
  6. 근력증강 휠체어 플랫폼의 주행 방법에 있어서,
    상기 근력증강 휠체어는,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서;
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 주행 방법은,
    상기 제어부가 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 복수의 센서 중 상기 물리력이 측정된 센서의 위치에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 센서의 위치는 상기 핸들의 측면에 따른 위치 및 상기 핸들의 후면에 따른 위치 중 적어도 하나의 위치로 결정되고,
    상기 제어부가 제1 환경에서의 상기 복수의 센서의 입력과 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 속도간의 관계에 대한 정보를 포함하도록 미리 생성된 속도경로(velocity trajectory)를 확인하는 단계;
    상기 제어부가 제2 환경에서의 상기 복수의 센서의 제1 입력에 따른 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 제1 속도를 결정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 속도경로를 통해 상기 제1 입력에 대응하는 제2 속도를 검출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 속도를 상기 제1 속도에서 상기 제2 속도로 변경하기 위해 요구되는 토크를 결정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 결정된 토크를 상기 구동부에 반영하는 단계
    를 더 포함하는 주행 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 환경은 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 탑승자가 탑승하지 않은 상태로 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 평평한 경로를 주행하는 환경을 포함하고,
    상기 제2 환경은 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 탑승자가 탑승하였거나 또는 경사가 포함된 경로를 주행하는 환경을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 속도경로가 포함하는 속도는 동역학모델과 슬립이 나지 않는 모델구속조건을 통해 산출되는 가속도를 적분함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 주행 방법.
  9. 컴퓨터와 결합되어 제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  11. 근력증강 휠체어 플랫폼에 있어서,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서;
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 복수의 센서 중 상기 물리력이 측정된 센서의 위치에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하고,
    상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하고,
    상기 센서의 위치는 상기 핸들의 측면에 따른 위치 및 상기 핸들의 후면에 따른 위치 중 적어도 하나의 위치로 결정되고,
    상기 제어부는,
    상기 물리력이 측정된 센서의 위치가 상기 핸들의 제1 측면인 경우, 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴 중 상기 제1 측면의 반대편인 상기 핸들의 제2 측면에 대응하는 바퀴에 추가 동력을 전달하도록 상기 구동부를 제어하는 것
    을 특징으로 하는 근력증강 휠체어 플랫폼.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 좌측 바퀴로 동력을 전달하는 좌측 모터 및 상기 우측 바퀴로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 상기 조작 의도에 따른 움직임을 위한 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴의 가상의 회전속도를 계산하고,
    상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴에 배치된 센서를 통해 상기 좌측 바퀴 및 상기 우측 바퀴의 실제 회전속도를 측정하고,
    상기 가상의 회전속도와 상기 실제 회전속도간의 비교를 통해 상기 좌측 바퀴를 위한 제1 피드백 및 상기 우측 바퀴를 위한 제2 피드백을 생성하고,
    상기 조작 의도에 따른 움직임에 따라 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 주행하도록 상기 좌측 모터로 상기 제1 피드백을, 상기 우측 모터로 상기 제2 피드백을 각각 전달하는 것
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 근력증강 휠체어 플랫폼.
  13. 삭제
  14. 근력증강 휠체어 플랫폼에 있어서,
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 핸들의 측면 및 후면에 배치된 복수의 센서;
    상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 측정한 물리력의 크기 및 상기 복수의 센서 중 상기 물리력이 측정된 센서의 위치에 기반하여 상기 근력증강 휠체어 플랫폼에 대한 조작 의도를 결정하고,
    상기 제어부가 상기 근력증강 휠체어 플랫폼이 상기 조작 의도에 따라 주행되도록 상기 구동부를 제어하고,
    상기 센서의 위치는 상기 핸들의 측면에 따른 위치 및 상기 핸들의 후면에 따른 위치 중 적어도 하나의 위치로 결정되고,
    상기 구동부는 상기 좌측 바퀴로 동력을 전달하는 좌측 모터 및 상기 우측 바퀴로 동력을 전달하는 우측 모터를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 물리력이 측정된 센서의 위치가 상기 핸들의 제1 측면인 경우, 상기 제1 측면에서 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향으로 작용하는 제1 물리력 및 후면에서 상기 근력증강 휠체어 플랫폼의 방향으로 작용하는 제2 물리력을 인식하고,
    상기 제1 물리력 및 상기 제2 물리력에 기초하여 상기 좌측 모터에 적용될 제1 토크 및 상기 우측 모터에 적용될 제2 토크를 결정하고,
    상기 조작 의도에 따라 상기 제1 물리력의 적어도 일부를 상쇄하기 위해, 상기 좌측 모터 및 상기 우측 모터 중 상기 제1 측면의 반대편인 상기 핸들의 제2 측면에 대응하는 모터에 적용하기 위한 추가 토크를 결정하고,
    상기 제1 토크, 상기 제2 토크 및 상기 추가 토크에 따라 상기 좌측 모터 및 상기 우측 모터를 제어하는 것
    을 특징으로 하는 근력증강 휠체어 플랫폼.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102428007B1 (ko) * 2020-09-25 2022-08-02 (주)피플인소프트 사용자 근력향상을 위한 맞춤형 어시스트 휠체어 제어방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101242460B1 (ko) * 2011-05-09 2013-03-18 한국산업기술대학교산학협력단 경사로／장애물 구간에서 편리하고 안전한 진행을 유도하는 보행 보조기
JP2016182268A (ja) * 2015-03-26 2016-10-20 シャープ株式会社 歩行補助装置、歩行補助装置を制御するための方法、および、コンピュータに歩行補助装置を制御させるためのプログラム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2898969B1 (ja) * 1998-07-10 1999-06-02 技術研究組合医療福祉機器研究所 歩行補助装置
KR101124072B1 (ko) 2010-10-14 2012-03-20 주식회사 청우메디칼 휠체어 겸용의 전동식 보행 보조기
KR101731351B1 (ko) * 2011-02-25 2017-04-28 엘지전자 주식회사 제어 센서 시스템
JP6318842B2 (ja) * 2014-05-20 2018-05-09 株式会社リコー 運搬装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101242460B1 (ko) * 2011-05-09 2013-03-18 한국산업기술대학교산학협력단 경사로／장애물 구간에서 편리하고 안전한 진행을 유도하는 보행 보조기
JP2016182268A (ja) * 2015-03-26 2016-10-20 シャープ株式会社 歩行補助装置、歩行補助装置を制御するための方法、および、コンピュータに歩行補助装置を制御させるためのプログラム

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