KR102507726B1 - 추락방지, 전동주행 및 중력보상 기능을 포함한 통합제어 및 이에 대한 모니터링이 가능한 이승 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 주행기능, 몸체의 승하강 기능, 양팔의 회전 기능, 추락 및 충돌 방지 기능 등을 복합적으로 수행할 수 있도록 하는 통합제어 기능 및 이를 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링 모듈을 가지는 이승 로봇 시스템을 제공한다.

Description

추락방지, 전동주행 및 중력보상 기능을 포함한 통합제어 및 이에 대한 모니터링이 가능한 이승 로봇 시스템{Transfer Robot system}

본 발명은 환자 이승을 지원할 수 있는 이승 로봇 시스템에 관한 것으로, 세부 상세하게는 전동 주행기능, 몸체의 승하강 기능, 양팔의 회전 기능, 추락 및 충돌 방지 기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있으며, 상기 기능에 대한 통합제어 및 모니터링이 가능한 이승 로봇 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 환자를 침대에서 휠체어로 이송하기 위하여, 간호사나 간병인은 들것을 이용하거나 직접 손으로 환자를 들어 올린 후 수동으로 운반한다.

그러나, 이러한 방식은 환자에게는 위험성과 불편함이 있고, 간병인은 근골격계를 다칠 경우가 많으며 특히 여성 간병인의 경우나 환자가 무거운 경우 더욱 큰 주의가 요구된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 간병인을 도와 환자를 쉽게 이승시키는 이승 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

다만, 최근 국내외에서 다양한 이송로봇이 개발되었으나, 환자를 태운 로봇을 직접 간병인이 자신의 힘으로 밀고 이동하는 형태여서 힘이 많이 들며, 또한 환자의 인적사항 입력과 모니터링 기능이 없어 환자의 관리와 장비의 운영현황 파악에 어려움이 있고, 로봇의 이동중 타 물체에 충돌이나 추락방지 기능이 없어 환자의 안전과 간병인의 부담이 가중되고 있다.

이러한 불편함을 개선하고자 로봇의 전동주행기술, 환자 정보관리 등의 복합적인 기능을 통합적으로 관리, 관제 및 제어할 수 있는 통합제어와 이러한 기능에 따른 동작이나 제어 상태 등을 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링 기술이 접목된 이승 로봇 시스템에 대한 요구가 증대되어 왔다.

대한민국 등록특허 제10-2090850호 대한민국 공개특허 제10-2016-0072098호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 환자를 태우고 이동시 추락을 감지하고 자동으로 주행을 정지시켜 환자를 보호하는 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 이승 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 환자의 이승을 위한 이승 로봇; 및 상기 이승 로봇을 통합제어할 수 있는 통합제어부;를 포함하는 이승 로봇 시스템에 있어서, 상기 이승 로봇은, 복수의 바퀴가 설치되는 베이스 모듈; 상기 베이스 모듈에 결합되어 상기 이승 로봇을 주행시키는 주행 모듈; 상기 베이스 모듈에 결합되어 상하로 승하강하는 승하강 모듈; 상기 승하강 모듈에 결합되어 설정된 패턴으로 구동되는 상부 모듈; 및 상기 상부 모듈에 결합되어 환자를 태우기 위한 슬링을 지지하는 슬링 모듈;을 포함하고, 상기 통합제어부는, 사용자를 통해 가해지는 힘 또는 신호를 전달할 수 있는 전동주행부; 및 상기 전동주행부를 통해 전달되는 힘 또는 신호가 인식하고, 상기 힘 또는 신호가 설정된 값 이상의 경우 상기 이승 로봇의 설정된 동작을 수행하도록 제어하는 주행의도인식부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이승 로봇 시스템의 제공이 가능하다.

또한 상기 통합제어부는, 상기 승하강 모듈 및 상부 모듈 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있는 승하강모듈/상부모듈조작부; 상기 슬링 모듈의 동작을 제어하는 동작구동부; 및 상기 이승 로봇의 제어 상태를 확인 및 제어 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린을 포함하는 모니터링패널;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이승 로봇 시스템의 제공을 통해서도 전술한 본 발명의 목적 달성이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 따른 상기 제어 모듈은, 상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 수신하는 감지정보 수신부; 상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 신호 처리하는 입력신호 처리부; 및 상기 제1 감지정보를 수신한 경우, 상기 주행 모듈을 작동시켜 상기 이승 로봇의 주행을 보조하도록 제어하고, 상기 제2 감지정보를 수신한 경우, 상기 주행 모듈을 정지시켜 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 이승 로봇 시스템의 제공을 통한 본 발명에 따른 목적 달성 역시 가능하게 된다.

또한 본 발명 목적 달성을 위해, 상기 이승 로봇은, 상기 베이스 모듈에 설치되며, 외력에 의한 상기 이승 로봇의 이동을 감지하여 제1 감지정보를 출력하는 제1 감지 모듈; 상기 복수의 바퀴 각각에 설치되며, 상기 이승 로봇의 추락을 감지하여 제2 감지정보를 출력하는 제2 감지 모듈; 및 상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 수신하여 상기 이승 로봇의 주행을 제어하고, 주행 상황을 표시하며, 비상시 경고 알림을 수행하는 제어 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이승 로봇 시스템 또는 상기 제2 감지 모듈은, 상기 베이스 모듈에 상기 바퀴를 결합시키기 위하여 상기 바퀴를 고정하는 바퀴 고정 프레임; 상기 베이스 모듈의 캐스터 프레임의 하부에 결합되며 상기 바퀴 고정 프레임과 기 설정된 간격만큼 이격되어 결합되는 캐스터 프레임 체결부; 상기 캐스터 프레임 체결부를 상기 바퀴 고정 프레임으로부터 이격시키는 탄성부재; 및 상기 바퀴 고정 프레임과 상기 캐스터 프레임 체결부 사이에 배치되어 압력을 감지하는 압력감지수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 이승 로봇 시스템의 제공 역시 고려 가능하다.

또한 본 발명 목적 달성을 위해, 상기 압력감지수단은, 상기 바퀴 고정 프레임과 상기 캐스터 프레임 체결부로부터 인가되는 압력을 감지하여 압력감지정보를 상기 제어 모듈로 출력하되, 상기 바퀴 고정 프레임 및 상기 캐스터 프레임 체결부 모두로부터 압력이 인가되면 제1 압력감지정보를 출력하고, 상기 바퀴 고정 프레임 및 상기 캐스터 프레임 체결부 중 어느 하나로부터라도 압력이 인가되지 않으면 제2 압력감지정보를 출력하는 것을 특징으로 하는, 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 이승 로봇 시스템 역시 고려 가능하다.

또한 상기 제어부는, 상기 제2 압력감지정보를 수신한 경우, 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 상기 주행 모듈을 제어하여 상기 이승 로봇의 주행을 정지시키는 것을 것을 특징으로 하는, 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 이승 로봇 시스템이나 상기 제1 감지 모듈은, 상기 베이스 모듈의 캐스터 프레임에 설치되어 전방으로 초음파를 방사하는 초음파 센서를 포함하며, 상기 초음파 센서를 이용하여 전방의 물체 및/또는 상기 이승 로봇의 이동을 감지하는 것을 특징으로 하는, 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 이승 로봇 시스템의 제공을 통해서도 본 발명의 목적 달성이 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 로봇의 전동주행기술, 환자 정보관리 등의 복합적인 기능을 통합적으로 관리, 관제 및 제어할 수 있는 통합제어를 통해 다양한 관리가 필요한 환자의 상태에 최적화된 환자 보호 및 이승이 가능한 이승 로봇 시스템의 제공이 가능하다.

또한, 미리 설정된 다양한 통합제어 기능에 따라 동작이나 제어 상태 등을 구현하는 로봇 이승 시스템의 상태 정보를 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링을 통해 환자의 이승, 자동 주행 및/또는 추락 방지 등의 기술이 접목된 이승 로봇 시스템의 제공 역시 가능하게 된다.

다만, 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1(a) 내지 도 1(f)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동주행 및 통합관제가 가능한 이승 로봇 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2(a) 내지 도 2(d)는 도 1의 상부 모듈의 작동 예시를 나타내는 도면들이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 도 1의 제1 감지모듈의 구조를 상세하게 나타내는 도면들이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 도 1의 제2 감지모듈의 작동을 상세하게 나타내는 도면들이다.
도 5는 도 1의 제어 모듈의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 슬링 모듈의 작동 단계 및 세부 구성을 나타내고 있는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1(a) 내지 도 1(f)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동주행 및 통합관제가 가능한 이승 로봇 시시템(1)을 나타내는 도면이다.

도 1(a), 도 1(b) 및 도 1(d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이승 로봇 시스템(1)은 이승 로봇(10) 및 통합제어부(1000)를 포함할 수 있다.

통합제어부(1000)로부터 전달되는 신호에 따라 설정된 동작(전동주행, 추락 및 충돌방지, 환자의 이승 과정 등에 있어 중력보상 기능 수행, 환자별 맞춤 설정이승 동작 수행 등)을 수행하는 이승 로봇(10)은, 베이스 모듈(100), 주행 모듈(200), 승하강 모듈(300), 상부 모듈(400) 및 슬링 모듈(500)을 포함할 수 있다(도 1(f) 참조).

상기 베이스 모듈(100)은 상기 이승 로봇(10)의 베이스를 형성할 수 있다. 이를 위하여, 상기 베이스 모듈(100)은 복수의 바퀴(50)가 설치되는 한쌍의 캐스터 프레임(110)과, 상기 한쌍의 캐스터 프레임(110)을 연결하며 상기 주행 모듈(200)이 결합되는 베이스 프레임(120)을 포함할 수 있다.

상기 주행 모듈(200)은 상기 베이스 모듈(100)에 결합되어 상기 이승 로봇(10)을 주행시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 주행 모듈(200)은 동력을 발생시키는 주행 모터(설정된 부위에 내장, 미도시)와, 상기 주행 모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 회전부재(바퀴)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 주행 모듈(200)은 전후 좌우로 상기 이승 로봇(10)의 이동시 동력으로 회전부재를 회전시켜 주행보조 역할을 수행하고, 추락 감지시 상기 제어 모듈(800)의 제어에 따라 회전을 강제로 정지시켜 상기 이승 로봇(10)의 이동을 정지시킬 수 있다.

상기 승하강 모듈(300)은 상기 베이스 모듈(100)에 결합되어 상하로 승하강할 수 있다. 이러한 상기 승하강 모듈(300)은 상기 상부 모듈(400)과 결합되며, 경우에 따라 상기 상부 모듈(400)을 승하강시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 승하강 모듈(300)은 승강 및/또는 하강을 위해 작동하는 다양한 부재를 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 승하강 모듈(300)은 내부에 로드셀, 앰프 및 제어기를 포함하여, 이승 대상이 되는 환자의 체중을 측정하여 이하 후술할 통합제어부(1000)에 전달할 수 있으며, 이를 통해 별도의 디스플레이 등을 통해 이승 대상 환자의 체중을 확인할 수 있도록 하는 동시에, 환자별 맞춤 이승 동작 등을 설정(통합제어부(1000)를 통해)할 수 있도록 지원할 수 있다(도 1(c) 참조).

상기 상부 모듈(400)은 상기 승하강 모듈(300)에 결합되어 설정된 패턴으로 구동될 수 있다. 이를 위하여, 상기 상부 모듈(400)은 상기 승하강 모듈(300)에 결합되는 중앙 프레임(410), 상기 중앙 프레임(410)의 일측에 결합되어 동작하는 제1측 프레임(420) 및 상기 중앙 프레임(410)의 타측에 결합되어 동작하는 제2측 프레임(430)을 포함할 수 있다.

도 2(a) 내지 도 2(d)를 더 참조하면, 상기 중앙 프레임(410)은 상기 승하강 모듈(300)에 결합된 회전축을 이용하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 제1측 프레임(420)은 상기 중앙 프레임(410)의 좌측에 결합된 일 측부의 회전축을 이용하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 제2측 프레임(430)은 상기 중앙 프레임(410)의 우측에 결합된 일 측부의 회전축을 이용하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다.

이러한 상기 상부 모듈(400)은 상기 중앙 프레임(410), 상기 제1측 프레임(420), 상기 제2측 프레임(430) 각각의 회전을 이용하여 다양한 형태를 형성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 승하강 모듈(300) 및/또는 상부 모듈(400)은 중력보상 기능이 적용되어, 이승 대상 환자의 이승 단계에서 전력의 소모를 꾀할 수 있으며, 슬링 모듈(500)의 암(arm)은 다양한 각도와 방향으로 회전하도록 함으로써, 환자의 신체적 특수성이나 이승 자체 등의 다양한 상황에 보다 차별적으로 대응할 수 있도록 지원할 수 있다.

상기 슬링 모듈(500)은 상기 상부 모듈(400)에 결합되어 환자를 태우기 위한 슬링을 지지할 수 있다. 이를 위하여, 상기 슬링 모듈(500)은 상기 제1측 프레임(420) 및 상기 제2측 프레임(430)의 설정된 일 측 각각에 결합되어 슬링을 지지하는 암(arm)을 포함할 수 있다.

추가적으로 본 발명에 따른 슬링 모듈(500)의 작동 단계 등에 대해서는 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 슬링 모듈의 작동 단계 및 세부 구성을 나타내고 있는 도면이다.

본 발명에 따른 슬링 모듈(500)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 모듈(400)의 설정된 위치에 회전 가능하도록 체결된 상태에서, 침상에 위치하는 환자의 신체 하방으로 삽입될 수 있으며, 이후 한 쌍의 암(arm) 중 한 쪽에 수용된 제1암(arm 1)슬링의 노출된 단부를 이웃하는 다른 암(arm, 제2암(arm 2)에 체결하고, 제2암의 내부 롤러 구조체를 돌려(도 6 참조, 공압 및/또는 외전(eversion) 활용) 제1암 내부에 수용된 슬링을 제2암 내부로 롤링 삽입하여 환자의 신체 하부면에 고르게 슬링을 위치할 수 있도록 할 수 있다.

또한 이승이 필요한 환자의 신체적 특수성이나 장애 상태 등에 따라 상기 암(arm)을 지지하는 제1측 프레임(420), 제2측 프레임(430) 및/또는 중앙 프레임(410) 각각의 설정된 각도로 회전하거나 높이를 조절하여 다양한 형태 조합을 형성하고, 이를 통해 환자 신체별/장애별 특수 상황을 감안한 슬링 체결/해제(제1암에서 제2암으로의 슬링 체결 및 슬링 연장, 슬링 체결 해제 등을 포함) 상태를 보다 원활히 지원할 수 있게 된다.

통합제어부(1000)는, 도 1(d) 참조, 이승 로봇(10)의 설정된 위치(도 1에서는 후면의 설정된 위치에 부착 형성)에 물리적으로 고정 부착되거나 이격되어 유선 및/또는 무선 통신 네트워크를 통해 이승 로봇(10)의 전동 주행, 충돌/추락 방지, 슬링 동작 제어, 작동 상태 모니터링 동작 등을 제어할 수 있는 장치를 지칭한다.

이를 위해 본 발명에 따른 통합제어부(1000)는 전동주행부(1100), 주행의도인식부(1200), 승하강모듈/상부모듈조작부(1300), 동작조작부(1400) 및 모니터링패널(1500)을 포함할 수 있다.

전동주행부(1100)는 본 발명의 이승 로봇(10)의 주행 조작을 위해 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이 및 상기 손잡이의 일단부 등 설정된 위치에 손잡이 지지대를 포함할 수 있다. 상기 손잡이는 도 1(d)에 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 구성되어 양 손으로 잡을 수 있으나, 차량의 운전대나 게임기 등의 조이스틱 등과 같이 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 손잡이 지지대는 상기 손잡이를 지지하는 동시에 상기 손잡이를 통해 전달되는 힘을 전달받아 이하 후술할 주행의도인식부(1200)로 힘 및/또는 신호를 전달할 수 있다.

주행의도인식부(1200)는 전동주행부(1100)와 물리적 또는 전기적으로 연결되어 전동주행부(1100)를 통해 전달되는 힘 및/또는 전기적 신호를 인식하여 사용자의 전동주행 진행 여부 및/또는 전동주행 속도, 전동주행 방향, 회전각도 등을 인식하고 이를 베이스 모듈(100) 및/또는 주행 모듈(200)의 설정된 동작을 수행할 수 있도록 제어할 수 있다.

즉, 주행의도인식부(1200)는 사용자가 전동주행부(1100)에 가하는 힘(일 예로 사용자가 손잡이를 잡거나 만지거나 밀거나 등의 동작 등)의 크기를 감지하여, 설정된 일정 값 이상의 힘이 가해지는 것이 감지될 경우, 전동주행 진행에 대한 사용자의 의사를 감지하여, 설정된 방향, 속도 등으로 이승 로봇(10)이 전동주행을 하도록 제어할 수 있게 된다. 이를 위해 주행의도인식부(1200)는 전동주행부(1100)에 가해지는 힘을 측정할 수 있는 센서(힘측정센서 등)을 포함할 수 있다.

또한 복수개의 손잡이 등 구성된 전동주행부(1100)의 손잡이에 각기 다른 힘이 전달되거나 전동주행부(1100)의 회전 방향(일 예로 운전대)이나 터치 위치나 터치 방향 등에 따라 이승 로봇(10)의 전동주행 방향이나 속도, 회전 여부 등을 조절,제어(조향 제어)할 수 있게 된다.

또한 이승 로봇(10)의 조향 제어에 따른 보다 원활한 동작/기능 수행을 위해 본 발명에 따른 이승 로봇(10)은 주행 모듈(200)에 지면에 부착된 상태로 360도 회전 가능한 별도의 전동휠(200a)을 추가적으로 포함할 수 있다(도 1(e) 참조). 이를 통해 전술한 주행의도인식부(1200)를 통해 전달되는 기계적 및/또는 전기적 신호에 따라 이승 로봇(10)의 회전 방향, 회전 속도 등을 보다 원활하게 수행할 수 있게 된다.

승하강모듈/상부모듈조작부(1300)는 기계적 및/또는 전기적으로 연결된 이승 로보(10)의 승하강 모듈(300) 및/또는 상부 모듈(400)의 구동 여부, 구동 방식, 구동 방향 및 구동 제어, 승하강, 중앙 프레임(410), 제1측 프레임(420), 제2측 프레임(430) 등의 동작이나 위치 제어 등을 수행할 수 있는 구성을 지칭한다.

이를 위해 본 발명에 따른 승하강모듈/상부모듈조작부(1300)는 도 1(b) 및 도 1(d)에 도시된 바와 같이, 통합제어부(1000)의 측면(일측 또는 양측 등)에 손잡이(또는 조이스틱) 등과 같은 형상으로 제공될 수 있으며, 이를 당기거나 밀거나, 돌리는 등의 동작을 통해 승하강 모듈(300) 및/또는 상부 모듈(400)의 설정된 동작을 선택적으로 수행할 수 있게 된다.

동작조작부(1400)는 통합제어부(1000)에 대한 구동 전원 공급, 이승 로봇(10)을 구성하는 각 구성요소(베이스 모듈, 주행 모듈, 승하강 모듈, 상부 모듈 및 슬링 모듈 등)의 구동 여부를 제어할 수 있는 버튼이나 스위치 등이 될 수 있다. 또한 슬링 모듈(500)의 제1암(arm) 및 제2암(arm) 사이에 체결되는 슬링의 롤링 동작 역시 제어할 수 있게 된다.

또한 사용자는 동작조작부(1400)를 통해, 기 설정된 전동주행부(1100), 주행의도인식부(1200) 및 승하강모듈/상부모듈조작부(1300)의 설정된 민감도나 설정된 값(이승 로봇(10)의 전동주행 등을 위한 구동이나 동작 임계치 값, 이승 로봇(10)의 회전 반경 등)을 변경할 수 있다.

또한 동작조작부(1400)는 이승 로봇(10)의 이상 동작(일 예로 다른 물체 등과의 충돌이나 이승 로봇(10)의 설정 각도 이상으로 기울려지는 등의 동작, 추락 등)이 감지되는 경우, 비상 멈춤이나 비상 알림 등의 기능 역시 수행할 수 있다.

모니터링패널(1500)는 이승 로봇(10)의 상태를 표시하고, 터치 스크린 등을 통해 입력 정보를 다시 이승 로봇(10)으로 전달할 수 있는 디스플레이를 포함하는 패널을 지칭한다.

또한 모니터링패널(1500)은 전술한 승하강 모듈(300)을 통해 인식되는 이승 대상의 환자 체중 정보를 전달받아 표시하거나 사용자가 이승 대상 환자의 정보를 입력할 수 있으며, 자체 저장 또는 외부 DB를 통해 이승 대상이 되는 환자별 신체 정보(장애 부위, 장애 상태, 이승 과정에서의 주의/필요 정보 등)를 전달받아 표시할 수 있다.

또한 모니터링패널(1500)은 이하 후술할 제1 감지 모듈(600), 제2 감지모듈(700) 및 제어 모듈(800)을 통해 생성되는 정보를 전달받아 표시하거나, 자체적으로 포함하고 있는 터치 스크린이나 전술한 동작조작부(1400)를 통해 제1 감지 모듈(600), 제2 감지모듈(700) 및 제어 모듈(800)에 필요 정보를 전달하여 전동주행 등의 동작을 제어할 수 있게 된다.

또한 모니터링패널(1500)은 이승 대상 환자의 개인정보(나이, 신장, 체중 등) 등을 표시하거나 외부 DB로부터 전달받아 표시하는 것 이외에도, 이승 로봇(10)의 배터리 잔량, 배터리 전압, 사용 시간, 운행 이력, 운행 거리, 주행 속도, 조향 정보 등과 관련된 사용자 관리 정보 역시 저장 및 표시할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 이승 로봇(10)은 베이스 모듈(100), 주행 모듈(200), 승하강 모듈(300), 상부 모듈(400), 슬링 모듈(500) 이외 제1 감지 모듈(600), 제2 감지모듈(700) 및 제어 모듈(800)을 추가적으로 포함할 수 있다.

이 경우 제1 감지 모듈(600)은 상기 베이스 모듈(100)에 설치되며, 외력에 의한 상기 이승 로봇(10)의 이동을 감지하여 제1 감지정보(이동감지정보)를 출력할 수 있다.

도 3(a) 및 도 3(b)를 더 참조하면, 상기 제1 감지 모듈(600)은 상기 베이스 모듈(100)의 캐스터 프레임(110)에 설치되어 전방으로 초음파를 방사하는 초음파 센서(610)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 초음파 센서(610)는 상기 캐스터 프레임(110)의 일측 단부에 결합되며, 전방의 물체 및/또는 상기 이승 로봇(10)의 이동을 감지할 수 있다.

상기 제2 감지 모듈(700)은 상기 복수의 바퀴(50) 각각에 설치되며, 상기 이승 로봇(10)의 추락을 감지하여 제2 감지정보(추락감지정보)를 출력할 수 있다.

도 4(a) 내지 도 4(d)를 더 참조하면, 상기 제2 감지 모듈(700)은 상기 베이스 모듈(100)에 상기 바퀴(50)를 결합시키기 위하여 상기 바퀴(50)를 고정하는 바퀴 고정 프레임(710), 상기 베이스 모듈(100)의 캐스터 프레임(110)의 하부에 결합되며 상기 바퀴 고정 프레임(710)과 기 설정된 간격만큼 이격되어 결합되는 캐스터 프레임 체결부(720), 상기 캐스터 프레임 체결부(720)를 상기 바퀴 고정 프레임(710)으로부터 이격시키는 탄성부재(730) 및 상기 바퀴 고정 프레임(710)과 상기 캐스터 프레임 체결부(720) 사이에 배치되어 압력을 감지하는 압력감지수단(740)을 포함할 수 있다.

상기 바퀴 고정 프레임(710)은 하부에 상기 바퀴(50)가 결합되고, 상부에 상기 캐스터 프레임 체결부(720)가 결합될 수 있다. 이를 위하여, 상기 바퀴 고정 프레임(710)은 체결부재(750)를 이용하여 상기 캐스터 프레임 체결부(720)와 결합될 수 있다. 또한, 상기 바퀴 고정 프레임(710)은 상기 캐스터 프레임 체결부(720)의 승강 돌기(725)와 상기 탄성부재(730)를 수용하는 수용홈(715)을 포함할 수 있다.

다만, 상기 바퀴 고정 프레임(710)은 상기 캐스터 프레임 체결부(720)와 결합시 내부에 상기 압력감지수단(740)이 배치되는 공간을 형성하도록 상기 캐스터 프레임 체결부(720)와 기 설정된 간격만큼 이격되어 결합될 수 있다. 이를 위하여, 상기 바퀴 고정 프레임(710)은 도 4의 (c)와 같이 상기 체결부재(750)와 결합되는 체결부가 상기 캐스터 프레임 체결부(720)를 향해 돌출되는 체결 돌기(718)를 포함할 수 있다.

상기 캐스터 프레임 체결부(720)는 상기 캐스터 프레임(110)의 하부에 결합되고 상기 체결부재(750)를 이용하여 상기 바퀴 고정 프레임(710)과 결합될 수 있다. 이러한 상기 캐스터 프레임 체결부(720)는 상기 수용홈(715)에 수용되는 복수의 승강 돌기(725)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 승강 돌기(725)는 상기 바퀴(50)의 주행에 따라 상하를 움직일 수 있다. 예를 들면, 상기 바퀴(50)가 지면에 접촉하여 주행할 경우, 상기 복수의 승강 돌기(725)는 상기 수용홈(715)의 바닥면에 접촉할 수 있다. 또한, 상기 바퀴(50)가 지면으로 분리될 경우, 상기 복수의 승강 돌기(725)는 상기 탄성부재(730)에 의해 상기 수용홈(715)의 바닥면으로부터 떨어질 수 있다.

상기 탄성부재(730)는 상기 수용홈(715)에 배치되어 상기 승강 돌기(725)를 감싸는 스프링으로 형성될 수 있다.

상기 압력감지수단(740)은 상기 바퀴 고정 프레임(710)과 상기 캐스터 프레임 체결부(720)로부터 인가되는 압력을 감지하여 압력감지정보를 상기 제어 모듈(800)로 출력할 수 있다. 이때, 상기 압력감지수단(740)은 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720) 모두로부터 압력이 인가되면 상기 제2 감지정보로 제1 압력감지정보를 출력하고, 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720) 중 어느 하나로부터라도 압력이 인가되지 않으면 상기 제2 감지정보로 제2 압력감지정보를 출력할 수 있다.

예를 들면, 도 4의 (a) 및 (b)와 같이 상기 이승 로봇(10)의 정상 주행시 상기 바퀴(50)가 지면을 따라 주행하면서 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720)가 서로 접촉하여 근접하게 되고, 상기 압력감지수단(740)은 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720)에 의해 가압되어 상기 제1 압력감지정보를 출력할 수 있다.

또한, 도 4의 (c) 및 (d)와 같이 상기 이승 로봇(10)의 추락시 상기 바퀴(50)가 지면으로부터 떨어져 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720)가 서로 멀어지게 되고, 상기 압력감지수단(740)은 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720) 중 부착된 어느 하나에 의해서만 가압되어 상기 제2 압력감지정보를 출력할 수 있다. 즉, 상기 복수의 바퀴(50) 중 어느 하나라도 지면으로부터 떨어지면 해당 바퀴(50)에 설치된 상기 압력감지수단(740)이 상기 바퀴 고정 프레임(710) 및 상기 캐스터 프레임 체결부(720) 중 어느 하나로부터라도 압력을 감지하지 않게 되어서 상기 제2 압력감지정보를 출력할 수 있다.

다만, 상기 압력감지수단(740)은 실시형태에 따라 상기 이승 로봇(10)의 정상 주행시 상기 제1 압력감지정보를 출력하지 않고, 상기 이승 로봇(10)의 추락시에만 상기 제2 압력감지정보를 출력하도록 설정될 수 있다.

이러한 상기 압력감지수단(740)은 압전소자, 스위치, 힘센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 압력감지수단(740)은 추락 위험 감지시 상기 제어 모듈(800)로 감지정보를 전달하되, 예컨대 상기 이승 로봇(10)의 정상 주행시 온(On) 신호로 저전압(low volt) 신호를 출력하고, 상기 이승 로봇(10)의 추락 감지시 오프(Off) 신호로 고전압(High volt) 신호를 출력할 수 있다. 이때, 저전압 신호와 고전압 신호는 상기 이승 로봇(10)의 정상 주행시 상기 압력감지수단(740)에서 감지되는 전압의 변동폭을 고려하여 설정된 기준전압에 의해 구분될 수 있다.

상기 제어 모듈(800)은 상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 수신하여 상기 이승 로봇(10)의 주행을 제어하고, 주행 상황을 표시하며, 비상시 경고 알림을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 도 5를 더 참조하면, 상기 제어 모듈(800)은 상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 수신하는 감지정보 수신부(810), 상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 신호 처리하는 입력신호 처리부(820) 및 상기 제1 감지정보를 수신한 경우, 상기 주행 모듈을 작동시켜 상기 이승 로봇의 주행을 보조하도록 제어하고, 상기 제2 감지정보를 수신한 경우, 상기 주행 모듈을 정지시켜 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 제어하는 제어부(830)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부(830)는 상기 제2 감지정보로 상기 제2 압력감지정보를 수신한 경우, 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 상기 주행 모듈(200)을 제어하여 상기 이승 로봇(10)의 주행을 정지시킬 수 있다. 이와 함께, 상기 제어 모듈(800)은 추락 감지를 알리도록 경고음을 발생시키거나, 경고등을 점멸할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제어 모듈(800)은 경고음 발생부(미도시) 및/또는 경고등(미도시)을 구비할 수 있다.

한편, 상기 제어 모듈(800)은 자체적으로 지도정보를 저장하거나, 외부로부터 지도정보를 수신하여 지면의 고저를 미리 예상하고, 상기 제2 감지정보의 수신여부에 따라 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 상기 주행 모듈(200)을 제어하여 상기 이승 로봇(10)의 주행을 정지시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 제어 모듈(800)은 외부로부터 지도정보를 수신하는 통신장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 통신장치는 유선 및/또는 무선으로 상기 지도정보를 수신할 수 있다.

이러한 상기 제어 모듈(800)은 상기 지도정보를 활용하여 더욱 정밀하게 상기 이승 로봇(10)의 주행을 제어함으로써 추락 방지 성능을 높여 환자 보호 효과를 높일 수 있다.

또 한편, 상기 제어 모듈(800)은 제어판넬과 같은 디스플레이 장치를 구비하여 상기 이승 로봇(10)의 운행 현황을 표시하고, 간병인과 같은 사용자에게 효과적으로 운행 현황을 알릴 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 환자를 태우고 이동하는 이승 로봇이 추락을 감지할 경우 자동으로 주행을 정지시켜 환자를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 지도정보를 활용하여 더욱 정밀하게 이승 로봇의 주행을 제어함으로써 추락 방지 성능을 높여 환자 보호 효과를 높일 수 있다.

관리대상물 주변의 지면으로 위험영역패턴을 표시하여 위험을 경고함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 이승 로봇 시스템
10: 이승 로봇
100: 베이스 모듈
200: 주행 모듈
300: 승하강 모듈
400: 상부 모듈
500: 슬링 모듈
600: 제1 감지 모듈
700: 제2 감지모듈
800: 제어 모듈
1000: 통합제어부
1100: 전동주행부
1200: 주행의도인식부
1300: 승하강모듈/상부모듈조작부
1400: 동작조작부
1500: 모니터링패널

Claims (7)

1. 환자의 이승을 위한 이승 로봇; 및 상기 이승 로봇을 통합제어할 수 있는 통합제어부;를 포함하는 이승 로봇 시스템에 있어서,
   상기 이승 로봇은,
   복수의 바퀴가 설치되는 베이스 모듈;
   상기 베이스 모듈에 결합되어 상기 이승 로봇을 주행시키는 주행 모듈;
   상기 베이스 모듈에 결합되어 상하로 승하강하는 승하강 모듈;
   상기 승하강 모듈에 결합되어 설정된 패턴으로 구동되는 상부 모듈; 및
   상기 상부 모듈에 결합되어 환자를 태우기 위한 슬링을 지지하는 슬링 모듈;을 포함하고,
   상기 통합제어부는,
   사용자를 통해 가해지는 힘 또는 신호를 전달할 수 있는 전동주행부;
   상기 전동주행부에 가해지는 힘을 측정하는 센서를 포함하고, 상기 전동주행부를 통해 전달되는 힘을 인식하여 사용자의 전동주행 진행 여부, 전동주행 속도, 전동주행 방향, 회전각도 중 적어도 하나를 인식하고, 전달된 힘이 설정된 값 이상의 경우 전동주행 진행에 대한 사용자의 의사를 감지하여 상기 이승 로봇의 설정된 동작을 수행하도록 제어하는 주행의도인식부;
   상기 승하강 모듈 및 상부 모듈 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있는 승하강모듈/상부모듈조작부;
   상기 전동주행부, 상기 주행의도인식부, 상기 승하강모듈/상부모듈조작부에 대해 설정된 민감도 또는 설정된 값의 변경을 지원하고, 상기 슬링 모듈의 동작을 제어하는 동작조작부; 및
   상기 이승 로봇의 제어 상태를 확인 및 제어 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린을 포함하는 모니터링패널;
   을 포함하고,
   상기 주행모듈은,
   지면에 부착된 상태로 360도 회전 가능한 전동휠을 추가로 포함하여 상기 주행의도인식부를 통해 전달되는 신호에 따라 상기 이승 로봇의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하여 주행시키는 것을 특징으로 하는,
   이승 로봇 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 이승 로봇은,
   상기 베이스 모듈에 설치되며, 외력에 의한 상기 이승 로봇의 이동을 감지하여 제1 감지정보를 출력하는 제1 감지 모듈;
   상기 복수의 바퀴 각각에 설치되며, 상기 이승 로봇의 추락을 감지하여 제2 감지정보를 출력하는 제2 감지 모듈; 및
   상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 수신하여 상기 이승 로봇의 주행을 제어하고, 주행 상황을 표시하며, 비상시 경고 알림을 수행하는 제어 모듈;을 포함하되,
   상기 제어 모듈은,
   상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 수신하는 감지정보 수신부;
   상기 제1 감지정보 및/또는 상기 제2 감지정보를 신호 처리하는 입력신호 처리부; 및
   상기 제1 감지정보를 수신한 경우, 상기 주행 모듈을 작동시켜 상기 이승 로봇의 주행을 보조하도록 제어하고, 상기 제2 감지정보를 수신한 경우, 상기 주행 모듈을 정지시켜 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 제어하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이승 로봇 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 감지 모듈은,
   상기 베이스 모듈에 상기 바퀴를 결합시키기 위하여 상기 바퀴를 고정하는 바퀴 고정 프레임;
   상기 베이스 모듈의 캐스터 프레임의 하부에 결합되며 상기 바퀴 고정 프레임과 기 설정된 간격만큼 이격되어 결합되는 캐스터 프레임 체결부;
   상기 캐스터 프레임 체결부를 상기 바퀴 고정 프레임으로부터 이격시키는 탄성부재; 및
   상기 바퀴 고정 프레임과 상기 캐스터 프레임 체결부 사이에 배치되어 압력을 감지하는 압력감지수단;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이승 로봇 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 압력감지수단은,
   상기 바퀴 고정 프레임과 상기 캐스터 프레임 체결부로부터 인가되는 압력을 감지하여 압력감지정보를 상기 제어 모듈로 출력하되,
   상기 바퀴 고정 프레임 및 상기 캐스터 프레임 체결부 모두로부터 압력이 인가되면 제1 압력감지정보를 출력하고,
   상기 바퀴 고정 프레임 및 상기 캐스터 프레임 체결부 중 어느 하나로부터라도 압력이 인가되지 않으면 제2 압력감지정보를 출력하는 것을 특징으로 하는,
   이승 로봇 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제2 압력감지정보를 수신한 경우, 상기 이승 로봇의 추락을 방지하도록 상기 주행 모듈을 제어하여 상기 이승 로봇의 주행을 정지시키는 것을 특징으로 하는,
   이승 로봇 시스템.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 제1 감지 모듈은,
   상기 베이스 모듈의 캐스터 프레임에 설치되어 전방으로 초음파를 방사하는 초음파 센서를 포함하며,
   상기 초음파 센서를 이용하여 전방의 물체 및/또는 상기 이승 로봇의 이동을 감지하는 것을 특징으로 하는, 주행 중 추락방지 자동감지 및 정지가 가능한 것을 특징으로 하는,
   이승 로봇 시스템.

Images