KR102572254B1 - 전동식 보행 보조기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 전동식 보행 보조기를 제공한다. 전동식 보행 보조기는 프레임; 상기 프레임 하단에 설치된 앞바퀴 및 2개의 뒷바퀴; 상기 프레임의 상단에 결합된 좌측 팔거치대 및 우측 팔거치대; 상기 좌측 팔거치대에 결합된 제1 조작핸들 및 상기 우측 팔거치대에 결합된 제2 조작핸들; 상기 프레임에 설치된 제어부; 상기 프레임에 설치되며 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리; 각 상기 뒷바퀴 회전축에 직결되며, 상기 제어부에 의한 제어를 받는 BLDC 모터; 및 상기 제어부에 의한 상기 BLDC 모터의 제어를 위해, 상기 제어부와 전기적으로 연결되도록 상기 제1 조작핸들에 설치되는 제1 스위치 및 상기 제2 조작핸들에 설치되는 제2 스위치;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 눌러짐으로 판별되는 사용자의 의사에 따라 상기 2개의 뒷바퀴에 설치된 BLDC 모터를 개별구동시킬 수 있다.
Description
본 발명은 전동식 보행 보조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동 방법이 사용자의 의사에 따라 적절히 조절되며, 사용자의 신체 사이즈에 적합하게 조절되는 전동식 보행 보조기에 관한 것이다.
근력 감소로 인해 활동의 폭이 제한된 약자, 하체 근육의 재활이 필요한 환자 또는 일시적 질병 및 사고로 독립적 보행이 불가능한 환자들은 이동을 보조하기 위해 보행을 보조하는 보조기구를 사용할 수 있다. 최근 고령 인구가 급속하게 증가함에 따라 노인들을 중심으로 보행 보조기의 수요가 증가하고 있다.
도 1은 종래의 보행 보조기의 예들을 나타내는 도면이다. 보행보조 장치는 일반 워커형과 일반 워커형에 바퀴를 단 바퀴 워커형으로 구분된다. 바퀴 워커형의 경우 그 구동방식에 따라 수동형과 전동형으로 분류될 수 있다. 수동형은 가격이 저렴하고 유지 보수가 용이한 장점이 있지만, 사용자 자신의 힘만으로 손잡이를 직접 밀어서 사용하기 때문에 불편하고, 특히 오르막 경사면을 이동할 때 많이 불편하고, 경사면에서 손잡이를 놓치게 되면 그에 대처하기가 어려워 사고로 이어지는 경우가 발생할 수 있다.
전동형의 경우, 바퀴의 회전축에 동력전달부를 연결하고, 모터의 구동력에 의해 이동의 동력을 제공하며, 자동제동장치를 설치하여 내리막길에서 보행기가 큰 가속도로 내려갈때 발생하는 안전사고를 방지한다.
그러나 종래의 전동식 보행 보조기는 도로의 경사 조건을 자동으로 인식하여 그에 따른 토크 제어를 자동으로 하지 못하며, 사용자의 의사를 자동으로 파악하여 모터를 구동 함으로써 전동식 보행 보조기를 편리하고 안전하게 운행하도록 지원해주는 기능을 갖추지는 못한 한계가 있다.
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본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 구동 방법이 사용자의 의사에 따라 적절히 조절되며, 사용자의 신체 사이즈에 적합하게 조절되는 전동식 보행 보조기를 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, 본 발명의 일실시예는 전동식 보행 보조기를 제공한다. 전동식 보행 보조기는 프레임; 상기 프레임 하단에 설치된 앞바퀴 및 2개의 뒷바퀴; 상기 프레임의 상단에 결합된 좌측 팔거치대 및 우측 팔거치대; 상기 좌측 팔거치대에 결합된 제1 조작핸들 및 상기 우측 팔거치대에 결합된 제2 조작핸들; 상기 프레임에 설치된 제어부; 상기 프레임에 설치되며 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리; 각 상기 뒷바퀴 회전축에 직결되며, 상기 제어부에 의한 제어를 받는 BLDC 모터; 및 상기 제어부에 의한 상기 BLDC 모터의 제어를 위해, 상기 제어부와 전기적으로 연결되도록 상기 제1 조작핸들에 설치되는 제1 스위치 및 상기 제2 조작핸들에 설치되는 제2 스위치;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 눌러짐으로 판별되는 사용자의 의사에 따라 상기 2개의 뒷바퀴에 설치된 BLDC 모터를 개별구동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들에 각각 설치되어 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들의 자세에 관한 제1 신호를 상기 제어부로 전달하는 G-Sensor;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 조작핸들은 원통형 몸체를 가지고, 상기 G-Sensor는 정전용량센서로서, 상기 원통형 몸체에 삽입되어 설치되고, 상기 스위치는 상기 원통형 몸체의 상단에 설치된 버튼을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 사용자가 전진을 위해 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들을 전방으로 기울일 때, 상기 제어부는 상기 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 전방이동 의사를 판별하고, 사용자가 후진을 위해 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들을 후방으로 기울일 때, 상기 제어부는 상기 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 후방이동 의사를 판별하고, 사용자가 우회전을 위해 상기 제1 조작핸들을 전방으로 기울이고, 상기 제2 조작핸들을 후방으로 기울일 때, 상기 제어부는 상기 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 후회전 의사를 판별하고, 사용자가 좌회전을 위해 상기 제1 조작핸들을 후방으로 기울이고, 상기 제2 조작핸들을 전방으로 기울일 때, 상기 제어부는 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 좌회전 의사를 판별할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전진, 후진, 우회전 및 좌회전 의사를 각각 판별한 상기 제어부는, 사용자에 의해 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 눌러지면, 상기 2개의 뒷바퀴의 상기 BLDC 모터를 개별 구동시켜, 전진이동, 후진이동, 우회전 이동 및 좌회전 이동을 보조하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 좌측 팔거치대 및 상기 우측 팔거치대에 설치되어 사용자의 팔접촉 압력을 센싱하여 상기 제어부로 제2 신호를 전달하는 압력센서;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 신호로부터 사용자의 팔이 상기 좌측 팔거치대 또는 상기 우측 팔거치대로부터 이탈된 것이 판별되면, 상기 2개의 뒷바퀴의 상기 BLDC 모터를 자동제동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 신호를 기초로 상기 전동식 보행 보조기가 위치한 지형의 경사도를 판별하고, 오르막일 때, 상기 BLDC 모터의 토크를 증가시키고, 내리막일 때, 가속도가 발생하지 않도록 상기 BLDC 모터를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 프레임은, 2개의 전방 경사 프레임; 상기 2개의 전방 경사 프레임을 연결하는 전방 연결 프레임; 상기 2개의 전방 경사 프레임에 각각 회동가능하게 결합되는 2개의 후방 경사 프레임; 및 상기 2개의 전방 경사 프레임과 상기 2개의 후방 경사 프레임에 회동가능하게 결합된 받침대;를 포함하며, 상기 앞바퀴가 상기 2개의 전방 경사 프레임의 하단에 각각 결합되고, 상기 좌측 팔거치대 및 상기 우측 팔거치대가 상기 2개의 전방 경사 프레임의 상단 각각에 결합되며, 상기 2개의 뒷바퀴의 회전축에 상기 2개의 후방 경사 프레임의 하단이 각각 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부 및 상기 배터리는 상기 받침대의 하면에 설치되며, 상기 스위치, 상기 G-Sensor, 상기 압력센서 및 상기 BLDC 모터는 상기 전방 경사 프레임의 내부 중공을 통해 와이어에 의해 상기 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 각 상기 전방 경사 프레임은, 외부봉 및 상기 외부봉 내에 일단부가 삽입되어 높이가 조절되는 내부봉을 포함하며, 상기 내부봉의 상단에 상기 좌측 팔거치대 또는 상기 우측 팔거치대가 전후로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 2개의 전방 경사 프레임 중 하나에 구비된 지팡이 거치부; 상기 전방 연결 프레임과 상기 받침대 사이에 구비된 수납부; 및 상기 2개의 전방 경사 프레임에 전방을 향하도록 설치된 라이트부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구동 방법이 사용자의 의사에 따라 적절히 조절되며, 사용자의 신체 사이즈에 적합하게 조절되는 전동식 보행 보조기를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도로의 경사 조건을 자동으로 인식하여 그에 따른 토크 제어를 자동으로 해주며, 사용자의 조작핸들의 움직임으로부터 사용자의 의사를 자동으로 파악하여 각 바퀴에 직결된 모터를 개별 구동함으로써 의사에 따른 적절한 도움을 주어 편리하고 안전하게 운행하도록 지원해주는 기능을 가지는 전동식 보행 보조기를 제공할 수 있다.
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 1은 종래의 보행 보조기의 예들을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기를 나타내는 도면이다.
도 3은 바퀴에 직결로 설치되는 BLDC 모터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 조작핸들에 설치되는 스위치 및 G-Sensor의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기의 구성요소 간의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기의 제어방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 G-Sensor의 동작방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 팔거치대의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 전동식 보행 보조기의 접히는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기를 나타내는 도면이다.
도 3은 바퀴에 직결로 설치되는 BLDC 모터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 조작핸들에 설치되는 스위치 및 G-Sensor의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기의 구성요소 간의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기의 제어방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 G-Sensor의 동작방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 팔거치대의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 전동식 보행 보조기의 접히는 동작을 설명하기 위한 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기를 나타내는 도면이다. 도 3은 바퀴에 직결로 설치되는 BLDC 모터의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4는 제어부(410)의 일 예를 나타내는 도면이다.
전동식 보행 보조기(10)는 노약자나 거동이 불편한 사람의 보행을 보조해 주는 전동식 이동 장치일 수 있다. 전동식 보행 보조기는 일 예로, 일정 연령(예: 65세) 이상의 특정 국가 국민의 신체 데이터를 적용하여 설계할 수 있다. 전동식 보행 보조기는 사용자가 직관적으로 방향조정을 할 수 있도록 해주며, 방향판단을 통해 보행자(이하, 사용자)의 의사를 판별하여 구동력을 적합하게 제어할 수 있다.
본 실시예의 전동식 보행 보조기는 프레임(100), 프레임의 하단에 설치된 2개의 앞바퀴(210) 및 2개의 뒷바퀴(220), 프레임(100)의 상단에 결합된 좌측 팔거치대(310) 및 우측 팔거치대(320), 좌측 팔거치대(310)에 결합된 제1 조작핸들(330) 및 우측 팔거치대(320)에 결합된 제2 조작핸들(340), 프레임(100)에 설치된 제어부(410), 프레임(100)에 설치되며 제어부(410)에 전원을 공급하는 배터리(420), 각 뒷바퀴의 회전축에 직결되며 제어부(410)에 의한 제어를 받는 BLDC 모터(500)(Brushless DC motor), 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)를 포함할 수 있다.
제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)는 제어부(410)에 의한 BLDC 모터(500)의 제어를 위해, 제어부(410)와 전기적으로 연결되도록 각각 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)에 설치될 수 있다.
제어부(410)는 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)로부터 전달되는 사용자의 의사에 따라 2개의 뒷바퀴(220)에 설치된 BLDC 모터(500)를 개별구동시킬 수 있다. 제어부(410)와 배터리(420)의 사양으로는 일 예로, 24V, 16Mhz, 250W*2가 채택될 수 있다.
프레임(100)은, 2개의 전방 경사 프레임(110), 2개의 전방 경사 프레임(110)을 연결하는 전방 연결 프레임(120), 2개의 전방 경사 프레임(110)에 각각 회동가능하게 결합되는 2개의 후방 경사 프레임(130), 및 2개의 전방 경사 프레임(110)과 2개의 후방 경사 프레임(130)에 회동가능하게 결합된 받침대(150)를 포함할 수 있다.
앞바퀴(210)가 2개의 전방 경사 프레임(110)의 하단에 각각 결합되고, 좌측 팔거치대(310) 및 우측 팔거치대(320)가 2개의 전방 경사 프레임(110)의 상단 각각에 결합되며, 2개의 뒷바퀴(220)의 회전축에 2개의 후방 경사 프레임(130)의 하단이 각각 결합될 수 있다.
전동식 보행 보조기는 2개의 전방 경사 프레임(110) 중 하나에 구비된 지팡이 거치부(910), 전방 연결 프레임(120)과 받침대(150) 사이에 구비된 수납부(920), 및 2개의 전방 경사 프레임(110)에 전방을 향하도록 설치된 라이트부(930)를 더 포함할 수 있다.
또한, 전동식 보행 보조기(10)는 조작핸들에 결합되어 사용자가 손으로 쥐거나 놓을 수 있는 브레이크 레버(350)를 더 포함할 수 있다. 브레이크 레버가 당겨지면 케이블에 의해 앞바퀴(210) 또는 뒷바퀴(220)에 설치된 브레이크(도시되지 않음)를 작동시킬 수 있다.
도 5는 조작핸들에 설치되는 스위치 및 G-Sensor(700)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기의 구성요소 간의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
전동식 보행 보조기는 G-Sensor(700) 및 압력센서(800)를 더 포함할 수 있다. G-Sensor(700)는 3D 센서일 수 있다. G-Sensor(700)는 x,y,z축 방향으로의 가속도 또는 충격을 감지하거나 각 축에 대해 기울어진 정도를 감지할 수 있다.
본 실시예에서, G-Sensor(700)는 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)에 각각 설치되어 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)의 자세(기울기)를 센싱하여 제어부(410)로 제1 신호를 전달할 수 있다.
각 조작핸들은 원통형 몸체를 가지고, G-Sensor(700)는 정전용량센서로서, 원통형 몸체에 삽입되어 설치될 수 있다. 제1 스위치 및 제2 스위치는 원통형 몸체의 상단에 설치된 버튼을 포함할 수 있다.
버튼을 누름상태로 하면, 제어부(410)는 경사지에서 전동식 보행 보조기가 올라갈 때(오르막) BLDC 모터의 토크를 증가시켜 오름 동작을 도와줄 수 있다. 반대로 제어부(410)는 경사지에서 전동식 보행 보조기가 내려갈때(내리막) BLDC 모터를 제어하여, 가속도가 발생하지 않도록 하거나 억제시킬 수 있다.
압력센서(800)(예: FSR; Force Sensitive Resistor)는 좌측 팔거치대(310) 및 우측 팔거치대(320)의 하면에 설치되어 사용자의 팔접촉 압력을 센싱하여 제어부(410)로 제2 신호를 전달할 수 있다(도 6 참조).
제어부(410) 및 배터리(420)는 받침대(150)의 하면에 설치되며, 제1 및 제2 스위치(610,620), G-Sensor(700), 압력센서(800) 및 BLDC 모터(500)는 전방 경사 프레임(110)의 내부 중공을 통해 와이어에 의해 제어부(410)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 조작핸들(330,340), G-Sensor(700) 및 제1 및 제2 스위치(610,620)를 통해 사용자의 동작의 의도가 제어부(410)에 의해 감지될 수 있다. 이에 대해서는 더 후술된다.
압력센서(800)에 의해 사용자가 전동 보행 보조기(1)로부터 이탈 여부를 제어부(410)가 판별할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 보행 보조기의 제어방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 G-Sensor(700)의 동작방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
제어부(410)는 제1 신호를 기초로 전동식 보행 보조기가 위치한 지형의 경사도를 판별하고, BLDC 모터(500)의 토크를 제어할 수 있다.
제어부(410)는 제2 신호를 기초로 사용자의 팔거치 상태를 판별하고, 상용자의 팔이 이탈시 BLDC 모터(500)를 자동제동할 수 있다.
사용자는 전진시, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)을 전방으로 기울일 수 있다. 이 경우, G-Sensor(700)는 도 8(a)와 같은 상태로 되고, G-Sensor(700)로부터 전달되는 제1 신호를 기초로 제어부(410)는 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)을 전방으로 기울어진 것을 판별할 수 있다. 이때, 사용자에 의해 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)가 눌러지면, 제어부(410)는 BLDC 모터(500)를 구동시켜 전진이동을 보조할 수 있다.
사용자는 후진시, 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)을 후방으로 기울일 수 있다. 이 경우, G-Sensor(700)는 도 8(b)와 같은 상태로 되고, G-Sensor(700)로부터 전달되는 제1 신호를 기초로 제어부(410)는 제1 조작핸들(330) 및 제2 조작핸들(340)을 후방으로 기울어진 것을 판별할 수 있다. 이때, 사용자에 의해 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)가 눌러지면, 제어부(410)는 BLDC 모터(500)를 구동시켜 후진이동을 보조할 수 있다.
사용자는 우회전시, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 제1 조작핸들(330)을 전방으로 기울이고, 제2 조작핸들(340)을 후방으로 기울일 수 있다. 이 경우, G-Sensor(700)는 도 8에 도시된 방식과 마찬가지의 원리에 의해 제1 신호를 발생시키고, 제어부(410)는 G-Sensor(700)로부터 전달되는 제1 신호를 기초로 3차원 좌표축에서 우측으로 기울어짐을 판별할 수 있다. 이때, 사용자에 의해 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)가 눌러지면, 제어부(410)는 BLDC 모터(500)를 개별 구동시켜 우회전 이동을 보조할 수 있다. 즉 좌측 뒷바퀴(220)를 우측 뒷바퀴(220)와 다르게 구동시켜 우회전을 달성할 수 있다.
사용자는 좌회전시, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 제1 조작핸들(330)을 후방으로 기울이고, 제2 조작핸들(340)을 전방으로 기울일 수 있다. 이 경우, G-Sensor(700)는 도 8에 도시된 방식과 마찬가지의 원리에 의해 제1 신호를 발생시키고, 제어부(410)는 G-Sensor(700)로부터 전달되는 제1 신호를 기초로 3차원 좌표축에서 좌측으로 기울어짐을 판별할 수 있다. 이때, 사용자에 의해 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)가 눌러지면, 제어부(410)는 BLDC 모터(500)를 개별 구동시켜 좌회전 이동을 보조할 수 있다. 즉 우측 뒷바퀴(220)를 좌측 뒷바퀴(220)와 다르게 구동시켜 좌회전을 달성할 수 있다.
이와 같이, 사용자의 조작핸들 조작 방식을 제어부(410)가 인식하고, 사용자의 의도에 따라 2개의 뒷바퀴(220)의 축에 직결된 BLDC 모터(500)를 개별 구동시켜 상황에 적합하도록 전동식 보행 보조기를 이동시킬 수 있다.
한편, 경사로에 전동식 보행 보조기가 진입하여 올라가는 경우, G-Sensor(700)로부터 전달되는 제1 신호를 사용하여 제어부(410)는 경사를 판별할 수 있다. 이 경우, 제어부(410)는 오르막에서는 BLDC 모터(500)의 토크를 증가시키고, 내리막에서는 BLDC 모터(500)를 감속시키거나 제동력을 증가시켜, 가속도가 발생하지 않도록 제어할 수 있다.
제어부(410)는 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)가 눌러지지 않은 상태에서 경사를 자동으로 판단하고, 위와 같은 오르막 및 내리막에서 BLDC 모터(500)의 제어를 수행할 수 있다.
이와 다르게, 제어부(410)는 경사를 자동으로 판단하고, 제1 스위치(610) 및 제2 스위치(620)가 눌러지는 경우에 위와 같은 오르막 및 내리막에서 BLDC 모터(500)의 제어를 수행할 수도 있다.
이러한 두가지 제어방법을 설정하도록 옵션이 구비될 수 있다.
도 9는 팔거치대의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 각 전방 경사 프레임(110)은, 외부봉(111) 및 외부봉(111) 내에 일단부가 삽입되어 높이가 조절되는 내부봉(112)을 포함할 수 있다.
내부봉(112)의 상단에 좌측 팔거치대(310) 또는 우측 팔거치대(320)가 전후로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 사용자의 키에 맞도록 내부봉(112)의 높이를 조절하고, 팔길이 등 신체 사이즈에 따라, 좌측 및 우측 팔거치대(310,320)를 전진 및 후진시켜 적절히 조절할 수 있다.
도 10은 전동식 보행 보조기의 접히는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 전동식 보행 보조기는 팔 거치를 할 수 있고, 핸드브레이크를 팔 길이에 따라 조절할 수 있으며, 키에 따라 높이를 조절할 수 있고, 앉을 수 있는 의자가 있고, 수납할 수 있는 가방(수납부)이 있을 수 있고, 양쪽을 따로 분리하여 조절할 수 있으며, 지팡이 걸이를 장착할 수도 있다.
또한, 도 2 및 10에 도시된 바와 같이, 2개의 후방 경사 프레임(130)은 2개의 전방 경사 프레임(110)에 각각 회동가능하게 결합될 수 있다. 받침대는 2개의 전방 경사 프레임(110), 및 2개의 후방 경사 프레임(130)에 각각에 대해 회동가능하게 설치되며, 따라서, 2개의 후방 경사 프레임(130)은 2개의 전방 경사 프레임(110)에 근접하도록 접힐 수 있다. 따라서, 보관시 공간을 작게 필요하고, 차량에 싣거나 이동시키기 편리하다.
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.
10 : 전동 보행 보조기
100 : 프레임
110 : 전방 경사 프레임
111 : 외부봉
112 : 내부봉
120 : 전방 연결 프레임
130 : 후방 경사 프레임
150 : 받침대
210 : 앞바퀴
220 : 뒷바퀴
310 : 좌측 팔거치대
320 : 우측 팔거치대
330 : 제1 조작핸들
340 : 제2 조작핸들
410 : 제어부
420 : 배터리
500 : BLDC 모터
610 : 제1 스위치
620 : 제2 스위치
800 : 압력센서
910 : 지팡이 거치부
920 : 수납부
930 : 라이트부
100 : 프레임
110 : 전방 경사 프레임
111 : 외부봉
112 : 내부봉
120 : 전방 연결 프레임
130 : 후방 경사 프레임
150 : 받침대
210 : 앞바퀴
220 : 뒷바퀴
310 : 좌측 팔거치대
320 : 우측 팔거치대
330 : 제1 조작핸들
340 : 제2 조작핸들
410 : 제어부
420 : 배터리
500 : BLDC 모터
610 : 제1 스위치
620 : 제2 스위치
800 : 압력센서
910 : 지팡이 거치부
920 : 수납부
930 : 라이트부
Claims (12)
- 전동식 보행 보조기에 있어서,
프레임;
상기 프레임의 하단에 설치된 앞바퀴 및 2개의 뒷바퀴;
상기 프레임의 상단에 결합된 좌측 팔거치대 및 우측 팔거치대;
상기 좌측 팔거치대에 결합된 제1 조작핸들 및 상기 우측 팔거치대에 결합된 제2 조작핸들;
상기 프레임에 설치된 제어부;
상기 프레임에 설치되며 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리;
각 상기 뒷바퀴의 회전축에 직결되며, 상기 제어부에 의한 제어를 받는 BLDC 모터; 및
상기 제어부에 의한 상기 BLDC 모터의 제어를 위해, 상기 제어부와 전기적으로 연결되도록 상기 제1 조작핸들에 설치되는 제1 스위치 및 상기 제2 조작핸들에 설치되는 제2 스위치;
상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들에 각각 설치되어 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들의 자세에 관한 제1 신호를 상기 제어부로 전달하는 G-Sensor; 및
상기 좌측 팔거치대 및 상기 우측 팔거치대에 설치되어 사용자의 팔접촉 압력을 센싱하여 상기 제어부로 제2 신호를 전달하는 압력센서;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1 신호를 기초로 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들의 기울임으로 판별되는 사용자의 제1 의사와 함께, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 눌러짐으로 판별되는 사용자의 제2 의사에 따라 상기 2개의 뒷바퀴에 설치된 BLDC 모터를 개별구동시키고,
상기 제어부는 팔접촉 압력 센싱에 따른 상기 제2 신호를 기초로 사용자의 팔거치 상태를 판별하여 사용자의 팔이 상기 좌측 팔거치대 또는 상기 우측 팔거치대로부터 이탈된 것이 판별되면, 사용자의 의사를 자동으로 파악하여 상기 2개의 뒷바퀴의 상기 BLDC 모터를 자동제동시키며,
상기 제어부는 상기 BLDC 모터를 개별구동시키는 조작이 발생되는 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들과 구분되는 상기 좌측 팔거치대 및 상기 우측 팔거치대에서 발생되는 상기 제2 신호를 기초로 상기 BLDC 모터를 자동제동시키는 것을 특징으로 하는 전동식 보행 보조기.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 조작핸들은 원통형 몸체를 가지고,
상기 G-Sensor는 정전용량센서로서, 상기 원통형 몸체에 삽입되어 설치되고,
상기 스위치는 상기 원통형 몸체의 상단에 설치된 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전동식 보행 보조기.
- 청구항 1에 있어서,
사용자가 전진을 위해 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들을 전방으로 기울일 때, 상기 제어부는 상기 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 전진 의사를 판별하고,
사용자가 후진을 위해 상기 제1 조작핸들 및 상기 제2 조작핸들을 후방으로 기울일 때, 상기 제어부는 상기 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 후진 의사를 판별하고,
사용자가 우회전을 위해 상기 제1 조작핸들을 전방으로 기울이고, 상기 제2 조작핸들을 후방으로 기울일 때, 상기 제어부는 상기 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 우회전 의사를 판별하고,
사용자가 좌회전을 위해 상기 제1 조작핸들을 후방으로 기울이고, 상기 제2 조작핸들을 전방으로 기울일 때, 상기 제어부는 G-Sensor로부터 전달되는 상기 제1 신호를 기초로 좌회전 의사를 판별하는 것을 특징으로 하는, 전동식 보행 보조기.
- 청구항 4에 있어서,
상기 전진, 후진, 우회전 및 좌회전 의사를 각각 판별한 상기 제어부는, 사용자에 의해 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 눌러지면, 상기 2개의 뒷바퀴의 상기 BLDC 모터를 개별 구동시켜, 전진이동, 후진이동, 우회전 이동 및 좌회전 이동을 보조하도록 제어하는 것을 특징을 하는, 전동식 보행 보조기.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 신호를 기초로 상기 전동식 보행 보조기가 위치한 지형의 경사도를 판별하고, 오르막일 때, 상기 BLDC 모터의 토크를 증가시키고, 내리막일 때, 가속도가 발생하지 않도록 상기 BLDC 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는, 전동식 보행 보조기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 프레임은,
2개의 전방 경사 프레임;
상기 2개의 전방 경사 프레임을 연결하는 전방 연결 프레임;
상기 2개의 전방 경사 프레임에 각각 회동가능하게 결합되는 2개의 후방 경사 프레임; 및
상기 2개의 전방 경사 프레임과 상기 2개의 후방 경사 프레임에 회동가능하게 결합된 받침대;를 포함하며,
상기 앞바퀴가 상기 2개의 전방 경사 프레임의 하단에 각각 결합되고, 상기 좌측 팔거치대 및 상기 우측 팔거치대가 상기 2개의 전방 경사 프레임의 상단 각각에 결합되며, 상기 2개의 뒷바퀴의 회전축에 상기 2개의 후방 경사 프레임의 하단이 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 보행 보조기.
- 청구항 9에 있어서,
상기 제어부 및 상기 배터리는 상기 받침대의 하면에 설치되며,
상기 스위치, 상기 G-Sensor, 상기 압력센서 및 상기 BLDC 모터는 상기 전방 경사 프레임의 내부 중공을 통해 와이어에 의해 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 전동식 보행 보조기.
- 청구항 9에 있어서,
각 상기 전방 경사 프레임은, 외부봉 및 상기 외부봉 내에 일단부가 삽입되어 높이가 조절되는 내부봉을 포함하며,
상기 내부봉의 상단에 상기 좌측 팔거치대 또는 상기 우측 팔거치대가 전후로 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 전동식 보행 보조기.
- 청구항 9에 있어서,
상기 2개의 전방 경사 프레임 중 하나에 구비된 지팡이 거치부;
상기 전방 연결 프레임과 상기 받침대 사이에 구비된 수납부; 및
상기 2개의 전방 경사 프레임에 전방을 향하도록 설치된 라이트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전동식 보행 보조기.
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