KR102374698B1 - 근력 증강 휠체어 플랫폼 - Google Patents

근력 증강 휠체어 플랫폼 Download PDF

Info

Publication number
KR102374698B1
KR102374698B1 KR1020200003897A KR20200003897A KR102374698B1 KR 102374698 B1 KR102374698 B1 KR 102374698B1 KR 1020200003897 A KR1020200003897 A KR 1020200003897A KR 20200003897 A KR20200003897 A KR 20200003897A KR 102374698 B1 KR102374698 B1 KR 102374698B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
handle body
body part
handle
sensor unit
Prior art date
Application number
KR1020200003897A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200107780A (ko
Inventor
김근욱
김민경
김재훈
문정욱
이호태
김민수
김인혁
Original Assignee
네이버랩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 네이버랩스 주식회사 filed Critical 네이버랩스 주식회사
Publication of KR20200107780A publication Critical patent/KR20200107780A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102374698B1 publication Critical patent/KR102374698B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10Parts, details or accessories
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/04Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/06Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/08Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs foldable
    • A61G5/0808Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs foldable characterised by a particular folding direction
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/08Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs foldable
    • A61G5/0808Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs foldable characterised by a particular folding direction
    • A61G5/0833Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs foldable characterised by a particular folding direction folding front to back, e.g. reducing or expanding the overall depth of the wheelchair
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10Parts, details or accessories
    • A61G5/1051Arrangements for steering
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10Parts, details or accessories
    • A61G5/1081Parts, details or accessories with shock absorbers or other suspension arrangements between frame and seat
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10Parts, details or accessories
    • A61G5/1089Anti-tip devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10Parts, details or accessories
    • A61G5/12Rests specially adapted therefor, e.g. for the head or the feet
    • A61G5/125Rests specially adapted therefor, e.g. for the head or the feet for arms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Handcart (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 핸들 어셈블리와 이를 포함하는 근력 증강 휠체어 플랫폼을 개시한다. 본 발명은, 사용자가 착석 가능한 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 이동시키는 구동휠부와, 상기 바디부와 이격되도록 배치되는 핸들 어셈블리와, 제1방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부를 포함하고, 상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어된다.

Description

근력 증강 휠체어 플랫폼{Power-Assisted Wheelchair Platform}
본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 보다 상세하게는 근력 증강 휠체어 플랫폼에 관한 것이다.
선진국을 중심으로 인구의 고령화 속도는 빨라지고, 휠체어 수요는 증가하고 있다. 고령화 사회에서 휠체어는 의료 목적뿐 아니라 이동의 목적으로도 사용되어, 노인 사용자의 신체 조건에 더 적합한 휠체어가 필요할 것으로 예상된다.
현존하는 휠체어는 다양한 문제를 갖고 있다. 소비자원의 자료에 따르면 전동휠체어 탑승자의 약 403%가 사고 경험이 있다고 응답하였다. 사고의 주요 원인은 물리적 환경이 482%로 가장 높았고, 전체 사고의 412%가 경사면 주행에서 발생하였다. 한편, 약 98%의 요양보호사가 근골격계 증상을 겪고 있는 것으로 나타났으며 가장 빈번하게 수행하는 작업은 휠체어 이동 작업으로 나타났다.
이에 대한 선행연구로는 핸드림을 통해 탑승자의 근력보조나, 햅틱 인터랙션을 통해 인체와 안전하게 상호작용하는 휠체어 개발 등이 진행되어 왔다.
대한민국등록특허공보 제10-1124072호
본 발명의 실시예들은 근력 증강 휠체어 플랫폼을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 사용자가 착석 가능한 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 이동시키는 구동휠부와, 상기 바디부와 이격되도록 배치되는 핸들 어셈블리와, 제1방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부를 포함하고, 상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼을 개시한다.
본 발명의 다른 실시예는, 사용자가 안착하며, 주행 가능한 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 주행시키는 구동휠부와, 상기 바디부에 결합하는 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부를 포함하는 핸들 어셈블리와, 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부를 포함하고, 상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 바디부의 직진 방향에 대해서 사선일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 상기 바디부의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부에 고정될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1센서부에서 감지된 결과와 상기 제2센서부에서 감지된 힘을 근거로 상기 핸들 어셈블리의 중심에서의 등가 힘 및 등가 모멘트를 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 등가 힘 및 상기 등가 모멘트를 근거로 상기 구동휠부의 구동력을 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 연결되는 제2핸들바디부와, 상기 제2핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제2센서부를 포함하는 핸들 어셈블리를 개시한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부와, 상기 제2핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제2센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부를 포함하는 핸들 어셈블리를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 제1핸들바디부와 외부 물체의 바디부에 고정될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 제1핸들바디부의 길이 방향에 대해서 사선일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 외부 물체의 바디부의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 고령자들도 쉽게 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 근력을 증강하는 기술과 자동 정지 및 직진성 강화 기술을 제공함으로써 기존 휠체어의 보조 시의 근력 부담과 주행상의 안전 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 실시에들은 다양한 인터페이스 적용과 성능 실험에 적합하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 근력 증강 휠체어 플랫폼을 대략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 파지부를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼의 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 근력 증강 휠체어 플랫폼을 대략적으로 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다. 도 4는 도 3에 도시된 파지부를 보여주는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 바디부(100), 구동휠부(300), 휠부(400), 보조휠부(500) 및 핸들 어셈블리(200)를 포함할 수 있다.
바디부(100)는 사용자가 안착할 수 있으며, 구동휠부(300)가 배치되어 구동휠부(300)의 작동에 따라 이동할 수 있다.
상기와 같은 바디부(100)는 제1프레임부(110), 제2프레임부(120), 착석부(130), 팔걸이부(140), 제1서프펜션부(미도시), 제2서스펜션부(150), 링크부(160), 티핑레버부(170), 발받침부(180) 및 구동부(190)를 포함할 수 있다.
제1프레임부(110)는 바디부(100) 전체를 지지할 수 있다. 이러한 경우 제1프레임부(110)는 복수개의 프레임, 플레이트 등이 서로 결합할 수 있다. 이때, 제1프레임부(110)는 사용자의 등을 지지할 수 있으며, 다양한 장치 등이 배치될 수 있다.
제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)에 일단이 선형 운동 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)에 대해서 접이 가능하도록 연결될 수 있다. 또한, 착석부(130)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 제2프레임부(120)는 내부에 공간이 형성될 수 있다.
상기와 같은 제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)와 슬라이딩 가능하게 연결되는 메인프레임(121) 및 메인프레임(121)에 선형 운동하는 슬라이딩프레임(122)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 메인프레임(121) 내부에는 공간이 형성될 수 있으며, 슬라이딩프레임(122)의 일부는 메인프레임(121) 내부에 삽입될 수 있다. 또한, 슬라이딩프레임(122)에는 휠부(400)가 회전 가능하게 연결될 수 있다.
착석부(130)는 제1프레임부(110)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 착석부(130)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 착석부(130)는 사용자가 착석 가능하도록 플레이트 형태로 형성될 수 있다.
팔걸이부(140)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 팔걸이부(140)는 선택적으로 위치가 고정되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 팔걸이부(140)는 사용자의 사용 시 제2프레임부(120)의 표면과 일정 각도를 형성할 수 있으며, 사용자가 사용하지 않거나 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 접히는 경우 제2프레임부(120)의 외면과 거의 평행하도록 제2프레임부(120)의 외면에 접촉할 수 있다. 이러한 경우 팔걸이부(140) 또는 제2프레임부(120) 중 하나에는 팔걸이부(140)이 접혔는지 여부를 감지하는 센서가 구비될 수 있다.
제1서스펜션부(미도시)는 메인프레임(121)과 슬라이딩프레임(122)을 연결할 수 있다. 이때, 상기 제1서스펜션부는 슬라이딩프레임(122)이 메인프레임(121)에 삽입되어 슬라이딩 운동하는 경우 슬라이딩프레임(122)의 이동 거리를 한정할 뿐만 아니라 슬라이딩프레임(122)의 진동을 저감시킬 수 있다. 또한, 상기 제1서스펜션부는 휠부(400)에 진동이 전달되는 경우 휠부(400)의 진동이 제1프레임부(110) 및 착석부(130)에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1서스펜션부는 메인프레임(121)과 슬라이딩프레임(122)을 연결하는 실린더, 스프링 등과 같은 댐퍼를 포함할 수 있다.
제2서스펜션부(150)는 제1프레임부(110)와 링크부(160)를 연결할 수 있다. 이때, 제2서스펜션부(150)는 구동휠부(300)에서 전달되는 진동을 저감시킬 수 있다. 상기와 같은 제2서스펜션부(150)는 제2댐퍼(미표기) 및 제2탄성부재(미표기) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2댐퍼는 유압 실린더 형태일 수 있다. 상기 제2탄성부재는 상기 제2댐퍼로부터 이격되도록 배치되며, 제1프레임부(110)와 링크부(160) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2탄성부재는 코일스프링, 판스프링 등을 포함할 수 있다.
링크부(160)는 제1프레임부(110) 또는 구동부(190)에 회전 가능하게 연결되며, 구동휠부(300)와 회전 가능하게 연결되는 링크(161)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 경우 링크(161)는 제2서스펜션부(150)와 연결될 수 있다.
티핑레버부(170)는 제1프레임부(110)에 연결될 수 있다. 이때, 티핑레버부(170)는 바디부(100)의 진행 방향에 대해서 반대 방향으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 특히 티핑레버부(170)는 사용자가 발로 밟을 수 있도록 상면 일부가 평평할 수 있으며, 상면의 일부에는 요철이 형성될 수 있다.
발받침부(180)는 제2프레임부(120)에 연결될 수 있다. 이러한 발받침부(180)는 제2프레임부(120)로부터 돌출된 연결프레임(181) 및 연결프레임(181)에 회전 가능하게 배치된 발받침플레이트(182)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 연결프레임(181)은 메인프레임(121)에 고정될 수 있다. 이러한 경우 연결프레임(181) 또는 발받침플레이트(182) 중 하나에는 발받침플레이트(182)가 접혔는지 여부를 감지하는 센서를 구비할 수 있다.
구동부(190)는 제1프레임부(110)에 배치되며, 제2프레임부(120)와 연결되어 제2프레임부(120)의 끝단을 선형 운동시킬 수 있다. 이때, 구동부(190)는 구동력생성부(미도시), 상기 구동력생성부 및 제2프레임부(120)의 끝단에 연결되어 선형 운동하는 운동부(미도시), 상기 운동부와 연결되며, 제1프레임부(110)에 삽입되어 선형 운동하고, 상기 운동부와 제2프레임부(120)를 연결하는 롤러부(미표기)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 구동력생성부는 실린더를 포함하거나 모터 및 볼스크류를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 상기 구동력생성부는 상기 운동부와 연결되는 리니어 모터를 포함하는 것도 가능하다.
구동휠부(300)는 제1프레임부(110)에 배치될 수 있다. 이때, 구동휠부(300)는 외부의 신호에 따라 구동력을 생성할 수 있다. 이때, 구동휠부(300)는 외부에 배치되는 휠과 휠 내부에 배치되는 인휠모터를 포함할 수 있다.
휠부(400)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 휠부(400)는 제2프레임부(120)의 하면과 지면 사이에 배치될 수 있으며, 높이 방향을 기준으로 회전할 수 있다. 또한, 휠부(400)는 지면에 평행한 회전 중심을 기준으로 회전하는 것도 가능하다. 이때, 휠부(400)는 바디부(100)의 진행 방향을 향하도록 회전할 수 있으며, 동시에 바디부(100)의 이동에 따라 회전할 수 있다. 휠부(400)는 별도의 구동력을 생성하지 않으며, 구동휠부(300)의 동작에 따라 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 지면에 대해서 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 경우 휠부(400)는 캐스터 휠, 옴니휠 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
보조휠부(500)는 제1프레임부(110)에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 보조휠부(500)는 지면에 평행한 회전축을 기준으로 회전할 수 있다. 보조휠부(500)는 바디부(100)의 방향 전환에 따라 방향이 가변하지 않을 수 있다. 이러한 보조휠부(500)는 사용자가 티핑레버부(170)에 힘을 가하여 휠부(400)를 들어올리는 경우나 계단 등과 같이 단차진 부분을 등판하거나 내려갈 때 바디부(100)를 지지할 수 있다.
핸들 어셈블리(200)는 다양한 방식으로 바디부(100)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 핸들 어셈블리(200)는 바디부(100)로부터 이격되도록 배치되어 적어도 2 부분에서 센서부를 통하여 바디부(100)와 연결될 수 있다.
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 핸들 어셈블리(200)에서 입력되는 입력값을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 주행시킬 수 있다. 예를 들면, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 후면에서 핸들 어셈블리(200)에 사용자가 힘을 가하는 경우 핸들 어셈블리(200)에 가해지는 사용자의 힘을 측정할 수 있다. 이러한 경우 핸들 어셈블리(200)는 적어도 2부분에서 사용자의 힘을 측정하고 사용자의 힘의 차이를 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 전진시키거나 회전시킬 수 있다.
구체적으로 적어도 2부분에서 측정된 사용자의 힘이 동일한 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 직진하거나 후진할 수 있다. 또한, 적어도 2부분에서 측정된 사용자의 힘이 서로 상이한 경우 이러한 힘의 차이를 통하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 회전시킬 수 있다. 이때, 회전하는 속도는 힘의 크기의 차이로 결정되고, 회전 방향은 힘의 벡터의 합에 따른 합력의 방향으로 결정될 수 있다. 다른 실시예로써 적어도 2부분에서 측정된 힘의 벡터를 핸들 어셈블리의 중앙에서 가해지는 합력의 벡터와 모멘트로 변환하여 이에 따라서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 주행 방향과 주행 속도를 결정하는 것도 가능하다.
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 보호자가 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 후면에서 조작하는 경우 이외에도 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 측면에서 조작하는 것도 가능하다. 이러한 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 보호자의 측면 조작을 감지하여 주행이 조절될 수 있다.
상기와 같은 핸들 어셈블리(200)에 대해서는 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같은 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 접이 가능할 수 있다. 구체적으로 상기 구동력생성부가 작동하는 경우 상기 운동부가 운동하면서 제2프레임부(120)의 끝단을 운동시킬 수 있다.
제2프레임부(120)의 끝단이 선형 운동하는 경우 제2프레임부(120)는 선형 운동하는 끝단을 중심으로 회전함으로써 제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)와 가까워질 수 있다. 이러한 경우 휠부(400)는 구동휠부(300)와 근접할 수 있다. 또한, 착석부(130)는 제2프레임부(120)의 운동에 따라 제1프레임부(110)를 중심으로 회전하면서 착석부(130)의 끝단이 상측으로 이동하여 제1프레임부(110)에 밀착할 수 있다. 이러한 경우 제1프레임부(110) 또는 제2프레임부(120)에는 제1프레임부(110)와 제2프레임부(120)의 근접 여부를 감지하는 센서를 구비할 수 있다. 다른 실시예로써 제1프레임부(110) 내부에는 상기 운동부의 위치를 감지하는 센서를 구비하는 것도 가능하다. 이러한 센서에서 감지된 결과를 근거로 상기 구동력생성부의 작동을 중지시킬 수 있다. 이를 통하여 제2프레임부(120)의 접히는 정도를 결정할 수 있다.
따라서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 자동으로 접철 가능함으로써 휴대성이 증대될 수 있다. 또한, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 보호자가 사용자의 측면에서 조작하는 것이 가능하다.
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 다양한 방향으로 원활하게 이동하는 것이 가능하다.
핸들 어셈블리(200)는 제1핸들바디부(210), 제2핸들바디부(220), 제1센서부(230), 제2센서부(240) 및 파지부(250)를 포함할 수 있다.
제1핸들바디부(210)는 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 직선으로 직진하는 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 직진 방향과 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 이러한 제1핸들바디부(210)는 사용자가 파지 가능한 형태일 수 있으며, 봉 형태로 형성될 수 있다.
제2핸들바디부(220)는 제1핸들바디부(210)와 일정 각도로 배열될 수 있다. 이러한 경우 제2핸들바디부(220)는 제1핸들바디부(210)로부터 절곡될 수 있다. 상기와 같은 경우 제2핸들바디부(220)는 사용자가 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 측면에 서서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 조작하도록 할 수 있다.
제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1핸들바디부(210) 또는 제2핸들바디부(220)에서 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 이러한 경우 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제2핸들바디부(220)로부터 바디부(100) 측으로 돌출될 수 있다. 이때, 핸들 어셈블리(200)는 제1센서부(230)와 제2센서부(240)를 통하여 바디부(100)와 연결될 수 있다. 이러한 경우 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1프레임부(110)에 연결될 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 핸들 어셈블리(200)는 바디부(100)로부터 완전히 분리된 상태일 수 있다.
제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 각각 제1방향과 제2방향으로 배열될 수 있다. 이때, 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1핸들바디부(210)의 길이 방향에 대해서 사선으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1센서부(230)의 길이 방향은 제1핸들바디부(210)의 외면과 제1각도(αL)를 형성하며, 제2센서부(240)의 길이 방향은 제1핸들바디부(210)의 외면과 제2각도(αR)를 형성할 수 있다. 상기와 같은 경우 제1각도(αL)와 제2각도(αR)는 각각 예각일 수 있다. 이러한 경우 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1핸들바디부(210)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 형태 및 위치에 배치될 수 있다.
파지부(250)는 제2핸들바디부(220)에 연결될 수 있다. 특히 파지부(250)는 제2핸들바디부(220)의 일단에 연결될 수 있다. 이러한 경우 파지부(250)의 일단은 제1핸들바디부(210)와 연결되는 제2핸들바디부(220)의 타단과 상이할 수 있다. 상기와 같은 파지부(250)는 제2핸들바디부(220)에 연결되는 연결부(251)와 연결부(251)의 끝단에 회전 가능하게 결합하는 회전부(252)를 포함할 수 있다. 이때, 연결부(251)는 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 수직하게 배열될 수 있다. 특히 연결부(251)는 제2핸들바디부(220)로부터 높이 방향으로 돌출될 수 있다.
상기와 같은 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 작동을 살펴보면, 환자가 안착한 바디부(100)를 사용자가 핸들 어셈블리(200)에 힘을 가하여 이동시키는 것이 가능하다.
상기와 같은 경우 제1핸들바디부(210)에 사용자가 힘을 가하면, 제1센서부(230)와 제2센서부(240)에서 제1핸들바디부(210)에 가해진 힘을 각각 측정할 수 있다. 제1센서부(230)와 제2센서부(240)에서 측정된 힘을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 제1핸들바디부(210)를 파지하여 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하는 경우 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 감지된 결과를 근거로 제1핸들바디부(210)의 중심에서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 운동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1센서부(230)에서 측정되는 제1힘(fS,L) 및 제2센서부(240)에서 측정되는 제2힘(fS,R)을 근거로 각 구동휠부(300)의 구동력이 제어될 수 있다. 각 구동휠부(300)의 구동력은 하기의 수식으로 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112020003179376-pat00001
Figure 112020003179376-pat00002
여기서, FTL, FTR은 각각 제1센서부(230)에 인접한 구동휠부(300)의 구동력, 제2센서부(240)에 인접한 구동휠부(300)의 구동력, Gain은 상수, T는 행렬일 수 있다. 또한, FE,y는 각 센서부에서 측정된 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 진행방향의 성분의 힘의 합력, ME는 사용자가 제1핸들바디부(210)를 파지하여 힘을 가하는 경우 제1핸들바디부(210)에 가해지는 적어도 2개 이상의 힘에 의하여 제1핸들바디부(210)의 중심을 기준으로 제1핸들바디부(210)가 회전하려는 모멘트를 의미할 수 있다. 이때, 각 구동휠부(300)의 구동력을 산출하는 경우 행렬 T는 상기에 표기되어 있지는 않지만 모멘트의 단위를 힘으로 변환시키도록 할 수 있다. 즉, 상기의 수학식 1에서 힘과 곱해지는 부분에는 단위 환산을 위한 변환이 필요없지만 모멘트가 곱해지는 부분에는 모멘트의 단위를 힘의 단위로 변환할 수 있다. 예를 들면, T의 1열 2행의 단위 및 2열 2행는 1/m일 수 있다. 다른 실시예로써, T의 1열 1행의 단위 및 2열 1행의 단위는 m일 수 있다.
상기와 같은 수학식 1을 산출하기 위하여 각 구동휠부(300)의 구동력은 제1핸들바디부(210)에 사용자가 힘을 가할 때 제1센서부(230)에서 측정된 힘과 제2센서부(240)에서 측정된 힘을 제1핸들바디부(210)의 중앙에 가해지는 힘과 모멘트로 환산할 수 있다.
이러한 경우 합력과 등가 모멘트인 FE,y와 ME는 하기의 수학식 2로 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112020003179376-pat00003
여기서, αL은 제1핸들바디부(210)의 길이 방향과 제1센서부(230)의 길이 방향이 이루를 각도를 의미하고, αR는 제1핸들바디부(210)의 길이 방향과 제2센서부(240)의 길이 방향이 형성하는 각도를 의미할 수 있다. 이러한 경우 αL과 αR은 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있으나 이하에서는 설명의 편의를 위하여 αL과 αR은 서로 동일한 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 특히 αL과 αR은 45도인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. fS,L은 제1센서부(230)에서 측정된 힘일 수 있으며, fS,R은 제2센서부(240)에서 측정된 힘일 수 있다. 이러한 경우 fS,L과 fS,R은 압축 방향을 +로 가정할 수 있다. 또한, DS는 제1센서부(230)와 제1핸들바디부(210)가 연결되는 지점에서 제2센서부(240)와 제1핸들바디부(210)가 연결되는 지점까지의 거리일 수 있다.
상기와 같이 제1핸들바디부(210)에 가해지는 힘을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하다가 사용자가 파지부(250)만 파지하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기의 제1핸들바디부(210)를 사용자가 파지하는 경우와 상이하게 제어될 수 있다.
구체적으로 사용자가 파지부(250)에 힘을 가하는 경우 이러한 힘에 의하여 하기의 수학식 3과 같은 제1핸들바디부(210)에서는 하기와 같은 등가의 힘과 등가의 모멘트가 발생할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112020003179376-pat00004
여기서,
Figure 112020003179376-pat00005
는 파지부(250)에 사용자가 가하는 힘의 벡터일 수 있으며,
Figure 112020003179376-pat00006
Figure 112020003179376-pat00007
를 제1핸들바디부(210)의 중심에 가해진다고 가정할 때의 등가 힘의 벡터일 수 있다. LH1은 제1핸들바디부(210)의 전체 길이를 의미할 수 있으며, Lh2는 제2핸들바디부(220)의 전체 길이를 의미할 수 있다. Fh,y
Figure 112020003179376-pat00008
중 제2핸들바디부(220)의 길이 방향의 힘 성분, Fh,x
Figure 112020003179376-pat00009
중 제1핸들바디부(210)의 길이 방향의 힘 성분일 수 있다. 또한, ME는 파지부(250)에 가해지는 힘에 의하여 직접 제1핸들바디부(210)의 중심에서 회전하려고 하는 모멘트일 수 있다. 상기와 같은 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 환자가 안착하는 경우 제1핸들바디부(210)의 중심과 무게 중심이 거의 일치할 수 있다. 따라서 상기와 같이 파지부(250)에 사용자가 힘을 가하는 경우 사용자의 힘에 의하여 회전하려는 모멘트가 발생할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 가하는 힘에 의하여 회전하는 성분을 제거하여야만 사용자자가 파지부(250)를 파지하여 힘을 가하는 경우에도 사용자의 힘에 따라 정확한 제어를 수행하는 것이 가능하다. 특히 사용자의 힘 중 제1핸들바디부(210)의 힘에 의하여 발생하는 모멘트를 얼마나 효과적으로 제거하는지가 중요한 문제일 수 있다.
상기와 같은 작업을 진행하기 위하여 양쪽의 구동휠부(300)는 하기의 수학식 4를 통하여 구동력이 제어될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112020003179376-pat00010
여기서 FE,y는 수학식 2를 통하여 산출하거나 Fh,y와 동일하므로 하기의 수학식 6을 통하여 Fh,y를 통하여 산출할 수 있다. 상기
Figure 112020003179376-pat00011
는 제1핸들바디부(210)의 중심에서 Fh,x만을 사용하는 경우 발생하는 가상의 모멘트일 수 있다. 이러한
Figure 112020003179376-pat00012
는 하기의 수학식 5를 통하여 산출될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112020003179376-pat00013
한편, 상기와 같은 수학식 4의 ME를 산출하기 위하여 수학식 3을 사용할 수 있다. 이러한 경우 수학식 3의 Fh,x 및 Fh,y는 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 측정된 값을 근거로 하기의 수학식 6을 통하여 산출할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112020003179376-pat00014
상기와 같이 산출된 Fh,x와 Fh,y를 수학식 3에 대입하여 ME를 산출할 수 있다. 또한, 수학식 5에 Fh,x를 대입하여
Figure 112020003179376-pat00015
를 산출할 수 있다. 이후 수학식 4를 근거로 구동휠부(300)의 각 구동력을 산출하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 운동을 제어할 수 있다.
사용자가 제1핸들바디부(210)를 통하여 제어되는 경우 상기 수학식 1을 통하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 각 구동휠부(300)의 구동력이 제어될 수 있다.
사용자가 파지부(250)를 통하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 경우 하기와 같은 두가지 방안으로 제어될 수 있다. 이러한 경우 사용자가 파지부(250)를 파지하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 경우 입력부(260)는 파지부(250)를 사용자가 사용하는지 여부를 판별할 수 있다. 이러한 입력부(260)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 입력부(260)는 터치 센서 등과 같은 접촉 센서를 포함할 수 있다. 다른 실실시예로써 입력부(260)는 광학센서, 초음파 센서 등과 같이 사용자가 일정 거리 이내에 있는 경우 사용자를 비접촉 방식으로 감지하는 비접촉 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 입력부(260)는 사용자가 입력신호를 입력하는 스위치, 버튼 형태인 것도 가능하다. 이러한 경우 입력부(260)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 파지부(250)를 파지하였는지 감지하는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다.
상기와 같이 사용자가 파지부(250)에 힘을 가하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 경우 사용자는 제2핸들바디부(220)의 길이 방향과 동일한 방향으로 힘을 가할 수 있다. 다른 실시예로써 사용자는 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 사선 방향으로 힘을 가할 수 있다.
우선 사용자가 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향과 동일한 방향으로 힘을 가하는 경우 사용자가 가한 힘을 근거로 상기 수학식 3 내지 수학식 6에 근거하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 제어할 수 있다. 이러한 경우 수학식 3 내지 수학식 5에서 Fh,x는 0이 될 수 있다. 상기와 같은 경우
Figure 112020003179376-pat00016
는 0이 될 수 있다.
이러한 경우 FTL과 FTR은 하기의 수학식 6이 될 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112020003179376-pat00017
Figure 112020003179376-pat00018
여기서 상기와 같이 각 구동휠부(300)의 구동력이 산출되면, 제어부(미도시)는 이러한 내용을 근거로 구동휠부(300)의 구동력을 제어할 수 있다. 이러한 경우 상기 제어부는 각 구동휠부(300)의 구동력을 서로 상이하게 제어할 수 있다. 구체적으로 상기에서 살펴본 바와 같이 사용자가 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향으로만 힘을 가하는 경우라고 하더라도 이러한 힘으로 인하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 회전하려고 할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 파지부(250)에 가하는 힘으로 인하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 회전하는 것을 방지하도록 각 구동휠부(300)의 구동력을 서로 상이하게 제어할 수 있다. 특히 상기와 같은 수학식 7에서 수학식 3로 산출된 ME를 대입하면 각 구동휠부(300)의 구동력은 파지부(250)가 도 1을 기준으로 제1핸들바디부(210)의 중심을 기준으로 왼쪽에 배치되므로 도 1을 기준으로 왼쪽이 오른쪽보다 작아질 수 있다. 이러한 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 사용자가 파지부(250)에 가하는 힘으로 인하여 회전하지 않을 수 있다.
상기의 경우 이외에도 사용자가 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 일정 각도를 갖는 사선 방향으로 힘을 가하는 경우 파지부(250)에 가하는 사용자의 힘은 제1핸들바디부(210)의 길이 방향과 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대응되는 힘의 성분을 가질 수 있다.
이러한 경우 상기 수학식 3 내지 수학식 6에 개시된 바와 같이 FTL 및 FTR이 결정될 수 있다. 상기와 같은 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 파지부(250)에 사용자가 가하는 힘에 의하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 자체적으로 회전하려는 모멘트를 제거하지 않는 경우 사용자가 가한 힘에 의한 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 회전과 각 구동휠부(300)의 구동력에 의한 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 회전력으로 인하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 과도하게 회전할 수 있다. 이러한 경우 각 구동휠부(300)에 의한 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 회전은 상기 수학식 2를 통하여 산출될 수 있다.
상기와 같이 사용자가 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하는 경우와 동일하게 파지부(250)에 가한 힘에 대응되도록 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 회전시키기 위해서는 파지부(250)에 가한 사용자의 힘에 의해 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 회전하는 회전량을 고려하여야 한다. 이를 위하여 상기와 같은 수학식 3 내지 수학식 6을 통하여 파지부(250)에 가한 사용자의 힘에 의해 자체적으로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 회전하는 회전량을 고려하여 각 구동휠부(300)의 구동력을 제어할 수 있다.
구체적으로 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 6을 통하여 각 성분에 해당하는 값을 구하고 이러한 값을 수학식 5에 대입하여 각 구동휠부(300)의 구동력을 산출할 수 있다. 이러한 경우 각 구동휠부(300)의 구동력은 상기에서 설명한 것과 같이 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 파지부(250)에 더 가깝게 배치된 구동휠부(300)의 구동력이 파지부(250)에 더 멀리 배치된 구동휠부(300)의 구동력보다 작을 수 있다.
상기와 같은 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 사용자가 파지부(250)를 통하여 힘을 가하는 경우에도 제1핸들바디부(210)에 직접 힘을 가하는 경우와 거의 동일하게 제어되는 것이 가능하다.
따라서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 적은 힘으로도 방향을 전환시키거나 제어하는 것이 가능하다.
또한, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 사용자가 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 측면에서 파지부(250)를 통하여 힘을 가하는 경우에도 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하여 제어하는 경우와 동일하거나 유사하게 제어하는 것이 가능하다.
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 간단한 구조를 통하여 사용자가 입력하는 힘을 통하여 제어하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼의 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다.
도 5를 참고하면, 근력 증강 휠체어 플랫폼(미도시)은 바디부(미도시), 구동휠부(미도시), 휠부(미도시), 보조휠부(미도시) 및 핸들 어셈블리(200)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 바디부, 상기 구동휠부, 상기 휠부 및 상기 보조휠부는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
핸들 어셈블리(200)는 제1핸들바디부(210), 제2핸들바디부(220), 제1센서부(230), 제2센서부(240) 및 제3센서부(270)를 포함할 수 있다. 이때, 제1핸들바디부(210), 제2핸들바디부(220), 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 경우 제3센서부(270)는 제1핸들바디부(210)와 제2핸들바디부(220)를 연결할 수 있다. 이러한 경우 제3센서부(270)는 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하는 경우 제2핸들바디부(220)에 가해지는 사용자의 힘에 의한 토크를 감지할 수 있다.
구체적으로 제3센서부(270)는 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)를 통하여 상기 바디부에 연결되므로 사용자가 제1핸들바디부(210)를 파지하는 경우 감지되는 값이 0일 수 있다. 반면, 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하여 힘을 가하는 경우 제2핸들바디부(220)가 제3센서부(270)에 연결되고, 제3센서부(270)는 제1핸들바디부(210)에 고정되므로 사용자가 제2핸들바디부(220)에 가하는 방향에 따라 토크가 감지될 수 있다.
상기와 같이 제3센서부(270)에서 토크가 감지되지 않고 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 힘이 감지되면, 사용자가 제1핸들바디부(210)을 파지하여 힘을 가한 것으로 판단하고, 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 수학식 1 및 수학식 2를 근거로 상기 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다.
반면, 제3센서부(270)에서 토크가 감지되고, 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 힘이 감지되면, 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지한 것으로 판단하고, 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 수학식 3 내지 수학식 6을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하는 위치를 판별하기 위하여 하기의 수학식 8을 사용할 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112020003179376-pat00019
여기서, LH2는 제1핸들바디부(210)와 연결된 제2핸들바디부(220)부분에서 제2핸들바디부(220)를 사용자가 파지한 위치까지의 거리,
Figure 112020003179376-pat00020
는 제3센서부(270)에서 측정된 토크, Fh,x는 사용자가 제2핸들바디부(220)에 가한 힘 중 제1핸들바디부(210)의 길이 방향으로의 힘 성분일 수 있다. 이러한 Fh,x는 상기의 수학식 6을 통하여 산출될 수 있다.
상기와 같은 경우 제2핸들바디부(220)에 사용자가 힘이 제2핸들바디부(220)의 길이 방향과 동일한 경우 제3센서부(270)에서 가해지는 토크는 거의 0일 수 있다. 이러한 경우 제어부(미도시)는 상기에서 설명한 수학식 7을 통하여 사용자가 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하는 것과 동일하게 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하는지 여부를 판별하기 위하여 제3센서부(270)에서 힘을 감지하는지 여부를 확인할 수 있다.
반면, 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 0도가 아닌 일정 각도를 갖도록 사선 방향으로 사용자가 힘을 가하는 경우 사용자가 파지한 위치를 산출하기 위하여 상기 수학식 8을 사용할 수 있다. 이후 수학식 3 내지 수학식 6을 통하여 상기에서 설명한 것과 같이 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다.
상기의 경우 이외에도 상기와 같은 경우 사용자가 제2핸들바디부(220)에 힘을 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 가하는 경우 상기 수학식 3 내지 수학식 6 및 수학식 8의 이용 여부가 불명확할 수 있다. 이러한 문제를 해결하고자 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하였는지 확인하기 위하여 입력부(260)를 통하여 확인하는 것이 가능하다. 이러한 경우 입력부(260)는 상기에서 설명한 센서 등을 포함할 수 있으며, 상기 제어부와 별도의 통신 모듈을 통하여 입력되는 신호를 입력하는 장치를 포함하는 것도 가능하다.
따라서 상기 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 적은 힘으로도 방향을 전환시키거나 제어하는 것이 가능하다.
또한, 상기 근력 증강 휠체어 플랫폼은 사용자가 상기 근력 증장 휠체어 플랫폼의 측면에서 제2핸들바디부(220)를 통하여 힘을 가하는 경우에도 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하여 제어하는 경우와 동일하거나 유사하게 제어하는 것이 가능하다.
상기 근력 증강 휠체어 플랫폼은 간단한 구조를 통하여 사용자가 입력하는 힘을 통하여 제어하는 것이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 근력 증강 휠체어 플랫폼 200: 핸들 어셈블리
100: 바디부 210: 제1핸들바디부
110: 제1프레임부 220: 제2핸들바디부
120: 제2프레임부 230: 제1센서부
130: 착석부 240: 제2센서부
140: 팔걸이부 250: 파지부
150: 제2서스펜션부 260: 입력부
160: 링크부 270: 제3센서부
170: 티핑레버부 300: 구동휠부
180: 발받침부 400: 휠부
190: 구동부 500: 보조휠부

Claims (12)

  1. 사용자가 착석 가능한 바디부;
    상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 이동시키는 구동휠부;
    상기 바디부와 이격되도록 배치되며, 입력값을 입력받는 핸들 어셈블리;
    제1방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하고, 상기 입력값을 감지하는 제1센서부; 및
    상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하여 상기 입력값을 감지하는 제2센서부;를 포함하고,
    상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  2. 사용자가 안착하며, 주행 가능한 바디부;
    상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디부를 주행시키는 구동휠부;
    상기 바디부에 결합하는 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부를 포함하며, 입력값을 입력받는 핸들 어셈블리;
    제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하고, 상기 입력값을 감지하는 제1센서부;
    상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하고, 상기 입력값을 감지하는 제2센서부; 및
    상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부;를 포함하고,
    상기 구동휠부는 상기 제1센서부, 상기 제2센서부 및 상기 제3센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 바디부의 직진 방향에 대해서 사선인 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 상기 바디부의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부;를 더 포함하는 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부에 고정되는 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1센서부에서 감지된 결과와 상기 제2센서부에서 감지된 힘을 근거로 상기 핸들 어셈블리의 중심에서의 등가 힘 및 등가 모멘트를 산출하는 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 등가 힘 및 상기 등가 모멘트를 근거로 상기 구동휠부의 구동력을 결정하는 근력 증강 휠체어 플랫폼.
  8. 제1핸들바디부;
    상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 연결되는 제2핸들바디부;
    상기 제1핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하고, 상기 제1핸들바디부 및 상기 제2핸들바디부 중 적어도 하나로부터 입력되는 입력값을 감지하는 제1센서부; 및
    상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하고, 상기 제1핸들바디부 및 상기 제2핸들바디부 중 적어도 하나로부터 입력되는 입력값을 감지하는 제2센서부;를 포함하는 핸들 어셈블리.
  9. 제1핸들바디부;
    상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부;
    상기 제1핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하고, 상기 제1핸들바디부 및 상기 제2핸들바디부 중 적어도 하나로부터 입력되는 입력값을 감지하는 제1센서부;
    상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하고, 상기 제1핸들바디부 및 상기 제2핸들바디부 중 적어도 하나로부터 입력되는 입력값을 감지하는 제2센서부; 및
    상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부;를 포함하는 핸들 어셈블리.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 제1핸들바디부와 외부 물체의 바디부에 고정되는 핸들 어셈블리.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 제1핸들바디부의 길이 방향에 대해서 사선인 핸들 어셈블리.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 외부 물체의 바디의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부;를 더 포함하는 핸들 어셈블리.
KR1020200003897A 2019-03-08 2020-01-10 근력 증강 휠체어 플랫폼 KR102374698B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190026610 2019-03-08
KR1020190026610 2019-03-08
KR20190026670 2019-03-08
KR1020190026670 2019-03-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200107780A KR20200107780A (ko) 2020-09-16
KR102374698B1 true KR102374698B1 (ko) 2022-03-16

Family

ID=72669467

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190140919A KR102347237B1 (ko) 2019-03-08 2019-11-06 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법
KR1020200003897A KR102374698B1 (ko) 2019-03-08 2020-01-10 근력 증강 휠체어 플랫폼
KR1020210052339A KR102279500B1 (ko) 2019-03-08 2021-04-22 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190140919A KR102347237B1 (ko) 2019-03-08 2019-11-06 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210052339A KR102279500B1 (ko) 2019-03-08 2021-04-22 근력증강 휠체어 플랫폼 및 근력증강 휠체어의 플랫폼의 주행 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (3) KR102347237B1 (ko)

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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000024061A (ja) * 1998-07-10 2000-01-25 Technol Res Assoc Of Medical & Welfare Apparatus 歩行補助装置
KR101124072B1 (ko) * 2010-10-14 2012-03-20 주식회사 청우메디칼 휠체어 겸용의 전동식 보행 보조기
JP2015217866A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 株式会社リコー 運搬装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101731351B1 (ko) * 2011-02-25 2017-04-28 엘지전자 주식회사 제어 센서 시스템
KR101242460B1 (ko) * 2011-05-09 2013-03-18 한국산업기술대학교산학협력단 경사로/장애물 구간에서 편리하고 안전한 진행을 유도하는 보행 보조기
JP6482349B2 (ja) * 2015-03-26 2019-03-13 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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000024061A (ja) * 1998-07-10 2000-01-25 Technol Res Assoc Of Medical & Welfare Apparatus 歩行補助装置
KR101124072B1 (ko) * 2010-10-14 2012-03-20 주식회사 청우메디칼 휠체어 겸용의 전동식 보행 보조기
JP2015217866A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 株式会社リコー 運搬装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210049741A (ko) 2021-05-06
KR20200107780A (ko) 2020-09-16
KR102279500B1 (ko) 2021-07-20
KR20200107751A (ko) 2020-09-16
KR102347237B1 (ko) 2022-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8627909B2 (en) Walking-assistant device
WO2014122751A1 (ja) 移動補助ロボット
US20200150709A1 (en) Device and system for controlling a transport vehicle
JP2004001699A (ja) 段差昇降方法、台車及び車椅子
JP2004344435A (ja) パワーアシスト型移動台車
KR102374698B1 (ko) 근력 증강 휠체어 플랫폼
KR101815989B1 (ko) 전방착용 기립보조로봇
US10384539B2 (en) Operating handle
JP3826687B2 (ja) 全方向移動台車
JP2001327563A (ja) 歩行補助装置
JP2011245958A (ja) パワーアシスト付運搬車
US20230365224A1 (en) Device for assisting the movement of a load
KR102032372B1 (ko) 전동식 이동 대차
JP6291033B2 (ja) 介助ロボットおよび物体搬送装置
JP6310059B2 (ja) 移動補助装置
Munakata et al. Modeling and analysis of static wheelie of a five-wheeled wheelchair for climbing over a step
JP5328272B2 (ja) 移動体、及びその制御方法
KR101731351B1 (ko) 제어 센서 시스템
JP6327095B2 (ja) バランス訓練機
KR102468606B1 (ko) 탑승형 서비스 로봇 및 그 제어방법
Aoki et al. Development of cart providing constant steerability regardless of loading weight or position: 2nd Report: Proposal of the operational interface
Wakabayashi et al. Design and control of a heavy-load, low-cost power-assisted cart using brakes and a differential gear system
US11294415B2 (en) Device and system for controlling a transport vehicle
EP3957510A1 (en) Device and system for controlling a transport vehicle
KR101816774B1 (ko) 전방착용 기립보조로봇

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right