KR102565193B1 - Gait training apparatus using mobility - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모빌리티 보행 훈련 장치에 관한 것으로, 하네스와 연결하는 2개의 스트랩이 체결된 ㄷ자형 프레임과, 상기 ㄷ자형 프레임 양 끝단에 결합하여 지지하는 2개의 기둥 프레임으로 구성된 신체 고정 프레임; 상기 ㄷ자형 프레임 내부에 긴급한 상황에서 체중 부하를 보조하는 낙상감지장치 모듈; 상기 2개의 기둥 프레임에 소정 높이에 수평으로 결합된 수평바; 상기 2개의 기둥 프레임에는 환자가 파지할 수 있도록 높이 조절과 탈부착이 가능한 핸드레일; 상기 2개의 기둥 프레임에는 응급 시 사용자 스스로 정지시키는 비상정지 스위치; 상기 2개의 기둥 프레임을 각각 지지하며, 구동 및 제어 모듈을 포함하는 받침부; 및 상기 받침부의 전면 범퍼와 후방 일측에 충돌을 감지하는 충돌감지센서; 상기 받침부 하부에 형성된 구동바퀴;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a mobility walking training device, comprising: a body fixing frame composed of a C-shaped frame to which two straps connected to a harness are fastened, and two pillar frames coupled to both ends of the C-shaped frame to support it; a fall detection device module inside the U-shaped frame to assist weight bearing in an emergency; A horizontal bar coupled to the two pillar frames horizontally at a predetermined height; The two pillar frames include handrails that are height-adjustable and detachable so that the patient can grip them; An emergency stop switch for stopping the user himself in case of an emergency on the two pillar frames; a supporting portion supporting the two pillar frames and including a drive and control module; And a collision detection sensor for detecting a collision between the front bumper and the rear side of the supporting portion; It characterized in that it comprises a; driving wheel formed on the lower portion of the supporting portion.
Description
본 발명은 모빌리티 보행 훈련 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보행 훈련자의 움직임을 감지하여 자동으로 이동하는 모빌리티 보행 훈련 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mobility gait training device, and more particularly, to a mobility gait training device that automatically moves by sensing a movement of a gait trainee.
최근 고령화 사회에 접어들면서 뇌졸중 환자와 교통사고로 인한 척수 손상 환자가 증가하고 있으며, 보행 장애를 비롯한 다양한 질병으로 인해 전문적인 재활 치료를 필요로 하는 환자가 증가하고 있다.2. Description of the Related Art As we enter an aging society, the number of stroke patients and spinal cord injury patients due to traffic accidents is increasing, and the number of patients requiring professional rehabilitation treatment due to various diseases including gait disorders is increasing.
그러나 병원에서는 전문 인력의 부족과 보행을 위한 전문적인 재활 장비 부족으로 재활 치료가 매우 어려운 실정이다. 이러한 보행 장애 환자들의 전문적인 치료와 비용의 부담을 해결할 수 있는 방법으로 센서 기반 모빌리티 보행훈련 장치가 시도되고 있다.However, in hospitals, rehabilitation treatment is very difficult due to the lack of professional manpower and the lack of professional rehabilitation equipment for walking. A sensor-based mobility gait training device has been attempted as a way to solve the burden of professional treatment and cost for patients with gait disorders.
모빌리티 보행훈련 장치란 근육의 재건, 관절 운동의 회복 등에 사용하는 전동식 기구로서 고령자 및 보행 장애 환자가 가정 및 병원에서 이동 시 사용자를 따라다니며 재활훈련을 보조해주는 장치이다.The mobility gait training device is a motorized device used for muscle reconstruction and joint motion recovery, and is a device that assists rehabilitation training by following the user when the elderly and patients with walking disabilities move from home or hospital.
그러나, 이러한 센서 기반 모빌리티 보행훈련 장치는 외국 제품에 의존하고 있고, 그마저도 수억 원대의 고가의 장비이기 때문에 사용에 제한이 있다.However, these sensor-based mobility gait training devices depend on foreign products, and even these are expensive equipment worth hundreds of millions of won, so there is a limit to their use.
이에 가정이나 병원에서 전문적으로 보행 훈련할 수 있고, 보급형으로 사용할 수 있는 모빌리티 보행 훈련 장치에 대한 요구가 점차 커지고 있다.Accordingly, there is a growing demand for a mobility gait training device that can be professionally trained at home or in a hospital and can be used in a low-end type.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 근접센서로 보행 훈련자의 움직임을 감지하여 자동으로 이동하며 훈련할 수 있는 모빌리티 보행 훈련 장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a mobility walking training device capable of automatically moving and training by detecting the movement of a walking trainee with a proximity sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티 보행 훈련 장치는 하네스와 연결하는 2개의 스트랩이 체결된 ㄷ자형 프레임과, 상기 ㄷ자형 프레임 양 끝단에 결합하여 지지하는 2개의 기둥 프레임으로 구성된 신체 고정 프레임; 상기 ㄷ자형 프레임 내부에 긴급한 상황에서 체중 부하를 보조하는 낙상감지장치 모듈; 상기 2개의 기둥 프레임에 소정 높이에 수평으로 결합된 수평바; 상기 2개의 기둥 프레임에는 환자가 파지할 수 있도록 높이 조절과 탈부착이 가능한 핸드레일; 상기 2개의 기둥 프레임에는 응급 시 사용자 스스로 정지시키는 비상정지 스위치; 상기 2개의 기둥 프레임을 각각 지지하며, 구동 및 제어 모듈을 포함하는 받침부; 및 상기 받침부의 전면 범퍼와 후방 일측에 충돌을 감지하는 충돌감지센서; 상기 받침부 하부에 형성된 구동바퀴;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Mobility walking training device according to the present invention for achieving the above object is a C-shaped frame to which two straps connected to a harness are fastened, and two pillar frames coupled to both ends of the C-shaped frame to support the body. fixed frame; a fall detection device module inside the U-shaped frame to assist weight bearing in an emergency; A horizontal bar coupled to the two pillar frames horizontally at a predetermined height; The two pillar frames include handrails that are height-adjustable and detachable so that the patient can grip them; An emergency stop switch for stopping the user himself in case of an emergency on the two pillar frames; a supporting portion supporting the two pillar frames and including a drive and control module; And a collision detection sensor for detecting a collision between the front bumper and the rear side of the supporting portion; It characterized in that it comprises a; driving wheel formed on the lower portion of the supporting portion.
상기 낙상감지장치 모듈은 모터를 제어하여 보행 중 동작 하중을 1~4cm로 유동하여 지지하며, 하네스 스트랩이 60cm 이상 풀리면 낙상으로 감지하여 브레이크 스텝 모터를 통해 멈추도록 제어하는 것을 특징으로 한다. The fall detection device module is characterized in that it controls the motor to support the motion load during walking by moving it at 1 to 4 cm, detects a fall when the harness strap is loosened by 60 cm or more, and controls it to stop through a brake step motor.
상기 스트랩과 연결된 하네스 등 뒤 중앙에 IMU센서 모듈을 부착하여 사용자의 보행 방향을 추적하여 이동장치를 회전 및 전후진시키는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the IMU sensor module is attached to the center behind the harness connected to the strap to track the user's walking direction and rotate and move the moving device forward and backward.
사용자가 왼쪽이나 오른쪽으로 회전 시 IMU센서 모듈의 Yaw 데이터 값을 이용하여 해당 각도만큼 모터를 구동하여 이동장치를 회전시키며, 사용자가 앞이나 뒤로 이동 시 IMU센서 모듈의 가속도계 값을 이용하여 이동 거리를 계산한 후 해당 거리만큼 모터를 구동하여 이동장치를 이동시키는 것을 특징으로 한다.When the user rotates left or right, the motor is driven by the corresponding angle using the Yaw data value of the IMU sensor module to rotate the moving device, and when the user moves forward or backward, the movement distance is measured using the accelerometer value of the IMU sensor module. After calculating, it is characterized in that the moving device is moved by driving the motor by the corresponding distance.
상기와 같이, 본 발명에 따르면 가정 또는 병원에서 뇌졸중 및 보행 장애 훈련을 수행하는데 있어 근접센서가 융합된 모빌리티 보행훈련 장치를 통해 안전하고 전문적인 재활 훈련을 수행할 수 있다.As described above, according to the present invention, in performing stroke and gait disorder training at home or in a hospital, safe and professional rehabilitation training can be performed through the mobility gait training device in which proximity sensors are integrated.
도 1은 본 발명에 따른 모빌리티 보행 훈련 장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모빌리티 보행 훈련 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보행 추적을 검출하는 모빌리티 보행훈련 장치를 후면도이다. 1 is a front view showing a mobility walking training device according to the present invention.
Figure 2 is a side view showing a mobility walking training device according to the present invention.
3 is a rear view of a mobility gait training device for detecting gait tracking according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
그러면 본 발명에 따른 환자의 모빌리티 보행 훈련 장치의 바람직한 실시예에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Then, a preferred embodiment of the patient's mobility walking training device according to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 모빌리티 보행 훈련 장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모빌리티 보행 훈련 장치를 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보행 추적을 검출하는 모빌리티 보행 훈련 장치를 나타낸 후면도이다.1 is a front view showing a mobility gait training device according to the present invention, Figure 2 is a side view showing a mobility gait training device according to the present invention, Figure 3 shows a mobility gait training device for detecting gait tracking according to the present invention This is the rear view.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모빌리티 보행훈련장치(1000)는 신체 고정 프레임(100)과, 상기 신체 고정 프레임(100)을 지지하는 받침부(200)를 포함하여 구성된다.1 to 3, the mobility walking training apparatus 1000 according to the present invention is configured to include a body fixing frame 100 and a supporting portion 200 supporting the body fixing frame 100.
상기 신체 고정 프레임(100)은 하네스(300)와 연결하는 2개의 스트랩(111)이 체결된 ㄷ자형 프레임(110)과, 상기 ㄷ자형 프레임(110) 양 끝단에 결합하여 지지하는 2개의 기둥 프레임(120)으로 구성된다. The body fixing frame 100 is a C-shaped frame 110 to which two straps 111 connected to the harness 300 are fastened, and two pillar frames coupled to both ends of the C-shaped frame 110 and supported It consists of (120).
상기 ㄷ자형 프레임(110) 내부에는 안전 브레이크 스텝 모터, 엔코딩, 타이밍 밸트, 하네스 스트랩 등으로 구성된 낙상감지장치 모듈(112)을 포함한다. The U-shaped frame 110 includes a fall detection device module 112 composed of a safety brake step motor, encoding, timing belt, harness strap, and the like.
상기 낙상감지장치 모듈(112)은 긴급한 상황에서 체중 부하를 보조하며, 보행 중 센서를 통해 동적 하중의 모터를 제어하여 체중 부하를 보조한다. The fall detection device module 112 assists with weight bearing in an emergency situation and assists with weight bearing by controlling a dynamic load motor through a sensor during walking.
예컨대, 상기 낙상감지장치 모듈(112)은 센서에서 오는 값만큼 모터를 제어하여 보행 중 동작 하중을 1~4cm로 유동하여 지지하며, 스트랩(111)이 60cm 이상 풀리면 낙상으로 감지하여 브레이크 스텝 모터를 제어하여 멈출 수 있다. For example, the fall detection device module 112 controls the motor as much as the value received from the sensor to support the operating load while walking by moving it to 1 to 4 cm, and detects a fall when the strap 111 is loosened by 60 cm or more and activates the brake step motor. can be controlled and stopped.
상기 2개의 기둥 프레임(120)을 견고하게 지지하기 위하여 소정 높이에 수평으로 수평바(130)가 결합되어 있다. In order to firmly support the two pillar frames 120, a horizontal bar 130 is coupled horizontally at a predetermined height.
또한, 상기 2개의 기둥 프레임(120)에는 환자가 파지할 수 있도록 높이 조절과 탈부착이 가능한 핸드레일(140)을 구비할 수 있다. In addition, the two pillar frame 120 may be provided with a handrail 140 that can be adjusted in height and detachable so that the patient can grip it.
그리고, 상기 2개의 기둥 프레임(120)에는 비상정지 스위치(121)를 구비하여 응급 시 사용자 스스로 비상 정지를 시킬 수 있다. 이때, 비상정지 스위치(121)를 누르면 즉시 전원이 차단되어 정지된다.In addition, an emergency stop switch 121 is provided on the two pillar frames 120 so that the user can make an emergency stop by himself in case of an emergency. At this time, when the emergency stop switch 121 is pressed, power is immediately cut off and stopped.
상기 받침부(200)는 2개의 기둥 프레임(120)을 각각 지지하며, 받침부(200) 내측에는 구동 및 제어 모듈을 포함할 수 있다. The supporting portion 200 supports the two pillar frames 120, respectively, and may include a driving and control module inside the supporting portion 200.
여기서, 상기 2개의 받침부(200)의 전면 범퍼(210)와 후방 일측에 초음파센서 등의 전방 충돌감지센서(131)를 구비하며, 하부에는 구동바퀴(220)와 보조바퀴(230)가 구비되어 있다. Here, a front collision detection sensor 131 such as an ultrasonic sensor is provided on the front bumper 210 and the rear side of the two supporting parts 200, and the driving wheel 220 and the auxiliary wheel 230 are provided at the bottom has been
한편, 상기 하네스(300)의 등 뒤 중앙에 IMU센서 모듈(300)을 부착하여 사용자의 보행 방향을 추적하여 보행훈련장치(1000)를 회전 및 전후진시킨다. 여기서, IMU센서 모듈(300)은 탈부착이 가능하다. On the other hand, the IMU sensor module 300 is attached to the center of the back of the harness 300 to track the walking direction of the user and rotate and move the walking training device 1000 forward and backward. Here, the IMU sensor module 300 is detachable.
예컨대, 사용자가 왼쪽이나 오른쪽으로 회전 시, IMU센서 모듈(310)의 Yaw 데이터(회전 각도) 값을 이용하여, 해당 각도만큼 모터를 구동하여 보행훈련장치(1000)를 회전시키며, 사용자가 앞이나 뒤로 이동 시, IMU센서 모듈(310)의 가속도계(accelerometer) 값을 이용하여, 이동 거리를 계산한 후 해당 거리만큼 모터를 구동하여 보행훈련장치(1000)를 이동시킨다.For example, when the user turns left or right, the gait training device 1000 is rotated by driving the motor by the corresponding angle using the Yaw data (rotation angle) value of the IMU sensor module 310, and the user moves forward or backward. When moving backward, the movement distance is calculated using the accelerometer value of the IMU sensor module 310, and then the walking training device 1000 is moved by driving the motor by the corresponding distance.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
100: 신체 고정 프레임 110: ㄷ자형 프레임
111: 스트랩 120: 기둥 프레임
130: 수평바 131: 충돌 감지센서
140: 핸드레일 200: 받침부
210: 범퍼 220: 보조바퀴
230: 구동바퀴 300: 하네스
310: IMU센서 모듈100: body fixed frame 110: U-shaped frame
111: strap 120: pillar frame
130: horizontal bar 131: collision detection sensor
140: handrail 200: support
210: bumper 220: auxiliary wheel
230: driving wheel 300: harness
310: IMU sensor module
Claims (4)
상기 ㄷ자형 프레임 내부에 긴급한 상황에서 체중 부하를 보조하며, 보행 중 센서를 통해 동적 하중의 모터를 제어하여 체중 부하를 보조하는 낙상감지장치 모듈;
상기 2개의 기둥 프레임에 소정 높이에 수평으로 결합된 수평바;
상기 2개의 기둥 프레임에는 환자가 파지할 수 있도록 높이 조절과 탈부착이 가능한 핸드레일;
상기 2개의 기둥 프레임에는 응급 시 사용자 스스로 정지시키는 비상정지 스위치;
상기 2개의 기둥 프레임을 각각 지지하며, 구동 및 제어 모듈을 포함하는 받침부;
상기 받침부의 전면 범퍼와 후방 일측에 충돌을 감지하는 충돌감지센서; 및
상기 받침부 하부에 구비된 구동바퀴와 보조바퀴;를 포함하되,
상기 스트랩과 연결된 하네스 등 뒤 중앙에 IMU센서 모듈을 부착하여 사용자의 보행 방향을 추적하여 보행훈련장치를 회전 및 전후진시키며,
상기 사용자가 왼쪽이나 오른쪽으로 회전 시 IMU센서 모듈의 Yaw 데이터 값을 이용하여 해당 각도만큼 모터를 구동하여 보행훈련장치를 회전시키며,
상기 사용자가 앞이나 뒤로 이동 시 IMU센서 모듈의 가속도계 값을 이용하여 이동 거리를 계산한 후 해당 거리만큼 모터를 구동하여 보행훈련장치를 이동시키며,
상기 낙상감지장치 모듈은 모터를 제어하여 보행 중 동작 하중을 1~4cm로 유동하여 지지하며, 하네스 스트랩이 60cm 이상 풀리면 낙상으로 감지하여 브레이크 스텝 모터를 통해 멈추도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티 보행 훈련 장치.A body fixing frame composed of a U-shaped frame to which two straps connected to the harness are fastened, and two pillar frames coupled to both ends of the U-shaped frame to support it;
a fall detection device module assisting weight bearing in an emergency situation inside the U-shaped frame and assisting weight bearing by controlling a dynamic load motor through a walking sensor;
A horizontal bar coupled to the two pillar frames horizontally at a predetermined height;
The two pillar frames include handrails that are height-adjustable and detachable so that the patient can grip them;
An emergency stop switch for stopping the user himself in case of an emergency on the two pillar frames;
a supporting portion supporting the two pillar frames and including a drive and control module;
A collision detection sensor for detecting a collision between the front bumper and the rear side of the support unit; and
Including; driving wheels and auxiliary wheels provided under the supporting portion,
An IMU sensor module is attached to the center behind the harness connected to the strap to track the user's walking direction to rotate and move the walking training device forward and backward,
When the user rotates left or right, the gait training device is rotated by driving the motor by the corresponding angle using the Yaw data value of the IMU sensor module,
When the user moves forward or backward, the moving distance is calculated using the accelerometer value of the IMU sensor module, and then the motor is driven by the corresponding distance to move the gait training device,
The fall detection device module controls the motor to support the motion load during walking by moving it to 1 to 4 cm, and detects a fall when the harness strap is loosened by 60 cm or more and controls it to stop through a brake step motor. Device.
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