KR102574948B1 - 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 관한 것으로서, 하부 일측과 타측에 전륜과 후륜이 각각 형성되어 있으며 각종 부재를 장착할 수 있도록 형성되는 프레임과, 상기 프레임에 형성된 상기 후륜에 형성되어 상기 후륜을 회전시켜 상기 프레임을 주행시키거나 정지시키는 구동부와, 상기 프레임의 상부 일측과 타측에서 손으로 파지할 수 있도록 형성되며 상기 구동부가 작동되도록 제어신호를 발생시키는 손잡이와, 상기 프레임에 형성되며 상기 구동부에 전원을 공급하고 상기 프레임의 주행 방향이나 환경에 따라 상기 구동부를 동작을 자동제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치{Electric gait assist device to enables automatic driving according to the user's walking speed}

본 발명은 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행 재활운동을 수행할 때 사용자의 보행 속도나 상태에 맞춰 주행되거나 정지되도록 하여 안전하게 보행 재활운동을 수행할 수 있도록 하는 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 관한 것이다.

최근 고령화, 노령화 사회에 접어들면서 뇌질환 환자, 교통사고로 인한 척수손상환자 증가함에 따라 독립적 보행능력이 결여된 환자들에게 병원이나 기관 등에서 워커를 이용한 보행재활 및 운동을 적용하고 있다.

일반적으로 워커는 환자가 몸을 지지할 수 있도록 다수 개의 다리가 사각형 형태로 배치된 후 연결되고, 후면은 개구된 상태로 형성되어 있어 환자가 개구된 후면에 위치하여 워커를 전방으로 이동시킨 후 환자가 워커에 몸을 지지하면서 보행하도록 구성된 장치이다.

워커는 환자가 보행 중 쓰러지지 않도록 하는 역할을 하고 있기 때문에 환자가 보행할 때 환자의 의도와는 상관없이 대상작용을 이용한 보행을 하거나 보행시 올바르지 못한 자세를 취하게 될 수 있다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 한국특허 등록번호 제10-0721000호는 재활운동용 보조보행기에 관한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 환자 또는 노인들의 보행을 보조하는 재활운동용 보행기에 있어서, 재활운동용 보행기 상단에서 환자의 팔이 걸쳐지는 지지대(100), 연결끈(220)에 의해 지지대(100)에 연결되어 환자의 겨드랑이를 고정하는 겨드랑이고정벨트(200), 지지대(100)에 수직 결합하여 상부의 하중을 지지하는 지지다리(300), 지지다리(300)의 각각의 하단에 결합되는 바퀴(400)를 포함하여 구성되고, 지지다리(300)는 상부지지다리(320) 및 하부지지다리(340)로 구성되고, 지지다리(300)의 길이를 조절하는 높이조절부(360)를 더 포함하여 구성되며, 높이조절부(360)는 상부지지다리(320)가 하부지지다리(340)의 안쪽으로 밀려들어가도록 구성되고, 상부지지다리(320)와 하부지지다리(340)가 겹쳐지는 부위에 형성되어 있는 여러 개의 조절구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기와 같은 종래기술은 바퀴가 자동으로 주행되도록 하는 기술이 없기 때문에 보행할 때 보행보조기가 사용자보다 후방에 위치되어 사용자에게 가중되는 힘이 더 많이 들어가므로 재활운동이 힘들어지고 부담이 커진다는 문제점이 있었다.

또한 상기와 같은 종래기술의 경우 경사면에서는 사용이 어렵기 때문에 일상생활에서 사용하기가 어렵고, 내리막길에서는 별도의 제동장치가 없어 낙상으로 인한 2차 사고로 이어진다는 문제점이 있었다.

한국특허 등록번호 제10-0721000호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 사용자의 보행속도에 맞춰 자동으로 속도가 조절되어 보행시 발생되는 사용자의 부담을 감소시켜 재활운동을 안전하고 장시간 수행할 수 있도록 하는 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 보행 재활운동을 하는 사용자의 상태에 따라 자동으로 정지되어 사용자가 낙상하지 않도록 방지하고, 보행 재활운동 중 앉아서 휴식할 수 있는 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 보행 재활운동을 하지 않을 때는 공간을 차지하지 않도록 접어서 보관할 수 있는 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치는 하부 일측과 타측에 전륜과 후륜이 각각 형성되어 있으며 각종 부재를 장착할 수 있도록 형성되는 프레임과, 상기 프레임에 형성된 상기 후륜에 형성되어 상기 후륜을 회전시켜 상기 프레임을 주행시키거나 정지시키는 구동부와, 상기 프레임의 상부 일측과 타측에서 손으로 파지할 수 있도록 형성되며 상기 구동부가 작동되도록 제어신호를 발생시키는 손잡이와, 상기 프레임에 형성되며 상기 구동부에 전원을 공급하고 상기 프레임의 주행 방향이나 환경에 따라 상기 구동부를 동작을 자동제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 상기 프레임은 일측과 타측에 각각 형성되며 하부에는 상기 전륜과 상기 후륜이 각각 형성되어 있는 제1지지대 및 제2지지대와, 상기 제1지지대와 상기 제2지지대 사이를 연결하며 회동가능한 X자 링크로 형성되어 상기 제1지지대와 상기 제2지지대를 서로 이격시켜 보행 재활운동을 하거나 밀착시켜 부피를 감소시킬 수 있도록 형성되는 연결바와, 하부 일단은 상기 제2지지대의 상부에 힌지 결합되고, 타단은 상기 제2지지대에 탈부착될 수 있도록 형성되어 있어 보행 재활운동시 상기 제1지지대와 상기 제2지지대가 접히지 않도록 방지하고, 사용자의 상체를 지지하거나 팔을 거치할 수 있도록 형성되는 받침대로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 상기 손잡이는 상기 프레임으로부터 수평 또는 수직 방향으로 길이를 조절할 수 있도록 형성되며 파지할 수 있도록 그립이 형성된 조절대와, 상기 그립의 상단에 형성되며 사용자가 상기 손잡이를 파지하였을 때 파지한 상태를 판단하는 근접센서로 이루어지며, 상기 근접센서를 통해 상기 그립을 파지한 상태로 판단되면 상기 구동부가 동작되고, 상기 손잡이를 놓치면 상기 구동부가 자동으로 정지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 상기 손잡이의 외면에 형성되어 상기 구동부의 속도를 제어하기 위한 압력센서를 더 포함하며, 상기 압력센서는 사용자가 파지한 상태에서 상기 손잡이가 전방 방향을 향해 압력이 가해지면 상기 구동부의 속도를 높이고, 상기 손잡이가 후방 방향을 향해 압력이 가해지면 속도를 감속시켜 사용자의 보행속도를 맞출 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 상기 프레임은 사용자가 앉아서 휴식할 수 있도록 형성되는 시트와, 상기 시트 상부에 형성되어 사용자의 등을 받치는 등받이를 더 포함하며, 상기 시트와 등받이는 상기 프레임을 접을 때 함께 접혀질 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 상기 구동부는 상기 후륜에 동력을 전달하여 상기 프레임이 전방을 향해 주행하도록 형성되는 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되어 상기 구동모터에서 전달되는 회전력을 상기 후륜으로 전달하고, 상기 후륜이 역방향으로 회전되지 않도록 방지하는 래칫과, 상기 구동모터 및 상기 래칫을 내부에 수용하여 이물질 유입 및 파손을 방지하는 하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 의하면, 사용자의 보행속도에 맞춰 자동으로 속도가 조절되어 보행시 발생되는 사용자의 부담을 감소시켜 재활운동을 안전하고 장시간 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 의하면, 보행 재활운동을 하는 사용자의 상태에 따라 자동으로 정지되어 사용자가 낙상하지 않도록 방지하고, 보행 재활운동 중 앉아서 휴식할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 의하면, 보행 재활운동을 하지 않을 때는 공간을 차지하지 않도록 접어서 보관할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 보행보조기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 전체적인 구성을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 전체적인 외형을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 전면 구조를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 측면 구조를 나타낸 측면도.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행 재활운동을 수행할 때 사용자의 보행 속도나 상태에 맞춰 주행되거나 정지되도록 하여 안전하게 보행 재활운동을 수행할 수 있도록 하는 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 전체적인 구성을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 전체적인 외형을 나타낸 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치는 하부 일측과 타측에 전륜(140)과 후륜(150)이 각각 형성되어 있으며 각종 부재를 장착할 수 있도록 형성되는 프레임(100)과, 프레임(100)에 형성된 후륜(150)에 형성되어 후륜(150)을 회전시켜 프레임(100)을 주행시키거나 정지시키는 구동부(300)와, 프레임(100)의 상부 일측과 타측에서 손으로 파지할 수 있도록 형성되며 구동부(300)가 작동되도록 제어신호를 발생시키는 손잡이(200)와, 프레임(100)에 형성되며 구동부(300)에 전원을 공급하고 프레임(100)의 주행 방향이나 환경에 따라 구동부(300)를 동작을 자동제어하는 제어부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 프레임(100)은 일측과 타측에 각각 형성되며 하부에는 전륜(140)과 후륜(150)이 각각 형성되어 있는 제1지지대(110) 및 제2지지대(120)와, 제1지지대(110)와 제2지지대(120) 사이를 연결하며 회동가능한 X자 링크로 형성되어 제1지지대(110)와 제2지지대(120)를 서로 이격시켜 보행 재활운동을 하거나 밀착시켜 부피를 감소시킬 수 있도록 형성되는 연결바(130)와, 하부 일단은 제2지지대(120)의 상부에 힌지(181) 결합되고, 타단은 제2지지대(120)에 탈부착될 수 있도록 형성되어 있어 보행 재활운동시 제1지지대(110)와 제2지지대(120)가 접히지 않도록 방지하고, 사용자의 상체를 지지하거나 팔을 거치할 수 있도록 형성되는 받침대(180)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

프레임(100)은 사용자가 보행 재활운동을 할 때 상체를 지지하기 위해 사용되는 것으로, 크게 제1지지대(110), 제2지지대(120), 연결바(130), 받침대(180)로 구성되어 있으며 제1지지대(110)와 제2지지대(120)는 서로 대칭되도록 형성되어 있고 하부에는 프레임(100)이 이동될 수 있도록 전륜(140)과 후륜(150)이 형성되어 있다.

이때 전륜(140)은 프레임(100)과 수직방향으로 축 결합되어 진행 방향을 따라 전륜(140)이 자유 회전될 수 있도록 형성되어 있으며, 이에 따라 프레임(100)이 이동되는 방향을 따라 자유롭게 전륜(140)이 회전되면서 방향을 전환할 수 있게 된다.

이에 반해 후륜(150)은 프레임(100)과 수평방향으로 축 결합되어 프레임(100)의 전방 방향으로 구속된 상태로 구동부(300)에 의해 회전되도록 구성되어 있으며, 이를 통해 후륜(150)의 회전에 따라 프레임(100)이 전방으로 이동될 수 있게 된다.

또한 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에는 각각 전륜(140)과 후륜(150)이 독립적으로 형성되어 있으며, 후륜(150)을 구동하는 구동부(300)도 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 각각 형성되어 있어 후륜(150)을 독립적으로 회전시킬 수 있게 된다.

연결바(130)는 X자 형태의 링크로 이루어져 있어 제1지지대(110)와 제2지지대(120)를 서로 연결하도록 형성되어 있고, 제1지지대(110)와 제2지지대(120)의 간격을 좁히면 연결바(130)가 회동되면서 제1지지대(110)와 제2지지대(120)가 서로 밀착되면서 프레임(100) 전체 폭을 감소시킬 수 있게 된다.

즉, 프레임(100)은 폭 방향으로 접혀져 보관할 때 차지하는 부피를 감소시킬 수 있게 된다.

프레임(100)의 상부에는 제1지지대(110)와 제2지지대(120)를 연결하는 받침대(180)가 마련되어 있으며, 받침대(180)는 사용자의 상체 및 팔을 거치시켜 사용자의 상체를 프레임(100)에 지지하기 위해 사용된다.

받침대(180)의 상부는 스펀지, 실리콘, 고무 등의 탄성재질로 형성되어 사용자가 상체를 지지할 때 몸이 밀착될 수 있도록 형성되며, 탄성에 의해 보행 중 발생하는 떨림이나 충격을 흡수하여 사용자의 상체로 전달되는 것을 감소시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 받침대(180)의 일단 하부는 힌지(181)를 통해 제2지지대(120)와 축 결합되어 제2지지대(120)의 상부를 기준으로 타단이 회동될 수 있도록 형성되어 있으며, 받침대(180)의 타단 하부에는 제1지지대(110)의 상부를 결합하여 고정하기 위한 클립(도시되지 않음)이 마련되어 있어 받침대(180)에 의해 제1지지대(110)와 제2지지대(120)가 일정한 간격으로 유지되도록 고정되게 된다.

따라서 받침대(180)를 통해 제1지지대(110)와 제2지지대(120)의 간격을 일정하게 유지되어 보행할 때 프레임(100)이 임의로 접혀지지 않도록 방지할 수 있게 되며, 프레임(100)을 접어서 보관할 때는 받침대(180)를 제2지지대(120)를 기준으로 상부 방향으로 회동시켜 제1지지대(110)와 분리시키면 제1지지대(110)와 제2지지대(120)의 폭을 조절하여 접을 수 있게 된다.

제1지지대(110)와 제2지지대(120) 사이에 위치된 연결바(130) 및 받침대(180)를 통해 제1지지대(110)와 제2지지대(120)를 고정시킬 수 있게 되며, 제1지지대(110)와 제2지지대(120)의 상부에서 전달되는 하중을 분산시킬 수 있게 된다.

또한 프레임(100)은 사용자가 앉아서 휴식할 수 있도록 형성되는 시트(160)와, 시트(160) 상부에 형성되어 사용자의 등을 받치는 등받이(170)를 더 포함하며, 시트(160)와 등받이(170)는 프레임(100)을 접을 때 함께 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

프레임(100)에는 사용자가 보행 재활운동 중 휴식을 취할 수 있도록 하기 위해 제1지지대(110)와 제2지지대(120) 사이를 가로지르도록 형성되는 시트(160)가 구비되어 있으며, 시트(160)는 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 수평방향으로 각각 배치되는 수평바(131)에 의해 고정되게 된다.

등받이(170)는 시트(160)의 상부에서 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 의해 고정되어 있으며, 시트(160)에 사용자가 앉았을 때 등을 거치시키기 위해 사용된다.

또한 시트(160)와 등받이(170)는 프레임(100)과 함께 접거나 펼칠 수 있도록 천, 면 등의 섬유재질로 형성되어 있어 프레임(100)의 폭을 감소시켰을 때 시트(160)가 접혀지도록 형성되는 것이 바람직하다.

필요에 따라 시트(160)는 수평바(131) 내부에 태엽스프링이 형성되어 있어 프레임(100)을 접을 때 태엽스프링에 의해 수평바(131) 내부로 시트(160)가 말려 삽입되도록 하여 접었을 때 시트(160)가 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

등받이(170)도 시트(160)와 같은 형태로 태엽 스프링에 의해 제1지지대(110) 또는 제2지지대(120) 내부로 삽입되도록 하여 접었을 때 외부로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

구동부(300)는 후륜(150)을 개별적으로 제어하여 프레임(100)이 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동으로 주행되도록 하기 위해 사용되는 것으로, 구동부(300)는 후륜(150)에 동력을 전달하여 프레임(100)이 전방을 향해 주행하도록 형성되는 구동모터(320)와, 구동모터(320)와 연결되어 구동모터(320)에서 전달되는 회전력을 후륜(150)으로 전달하고, 후륜(150)이 역방향으로 회전되지 않도록 방지하는 래칫(330)과, 구동모터(320) 및 래칫(330)을 내부에 수용하여 이물질 유입 및 파손을 방지하는 하우징(310)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구동부(300)는 제1지지대(110)에 형성된 후륜(150)과 제2지지대(120)에 형성된 후륜(150)에 각각 형성되어 있어 일측과 타측에 위치된 후륜(150)의 회전속도를 개별적으로 제어할 수 있게 된다.

구동모터(320)는 회전속도를 제어하고 유사시 후륜(150)이 정지되도록 하기 위해 사용되는 것으로, 구동모터(320)의 회전속도를 조절하고 현재 회전수를 측정할 수 있는 스텝모터, 서보모터, 엔코더나 인버터가 장착된 구동모터(320)를 이용할 수 있다.

또한 정지 상태에서 프레임(100)이 경사면을 따라 이동되는 것을 방지하기 위해 구동모터(320)가 동작되지 않을 때는 정지되도록 브레이크 기능이 구비된 모터를 사용할 수도 있다.

래칫(330)은 후륜(150)이 회전되는 방향을 제어하기 위한 것으로 구동모터(320)와 후륜(150) 사이에 위치되어 구동모터(320)에서 전달되는 회전력을 후륜(150)에 전달하고, 프레임(100)이 후방으로 이동되는 것을 방지하기 위해 사용된다.

래칫(330)에는 폴(pawl, 멈춤쇠)의 작용에 의해 한쪽 방향으로만 회전을 전하고 반대 방향으로는 운동을 전하지 않도록 구성되어 있는데, 필요에 따라 폴을 선택적으로 해제 시켜 구동모터(320)에 의해 후륜(150)이 역회전하여 프레임(100)이 후방 방향으로 이동되도록 제어할 수도 있게 된다.

하우징(310)은 래칫(330)과 구동모터(320)를 보호하기 위해 사용되는 것으로 이물질이 유입이나 외부 충격이 래칫(330)과 구동모터(320)에 영향을 주지 않도록 방지하기 위해 사용된다.

또한 하우징(310)을 통해 보행 재활운동시 사용자의 옷이 래칫(330)이나 구동모터(320)에 말려 들어가 사고가 발생하지 않도록 방지할 수도 있게 된다.

손잡이(200)는 구동부(300)를 동작시키기 위해 사용되는 것으로 사용자가 손잡이(200)를 잡은 상태에서만 구동부(300)에 전원이 인가되도록 구성되어 있어, 사용자가 자세를 제대로 잡지 않은 상태에서 임의로 구동부(300)가 동작되지 않도록 방지하기 위해 사용된다.

또한 손잡이(200)는 프레임(100)으로부터 수평 또는 수직 방향으로 길이를 조절할 수 있도록 형성되며 파지할 수 있도록 그립(230)이 형성된 조절대(210)와, 그립(230)의 상단에 형성되며 사용자가 그립(230)을 파지하였을 때 파지한 상태를 판단하는 근접센서(220)로 이루어지며, 근접센서(220)를 통해 손잡이(200)를 파지된 상태로 판단되면 구동부(300)가 동작되고, 손잡이(200)를 놓치면 구동부(300)가 자동으로 정지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

조절대(210)는 ㄴ자로 수직한 부위와 수평한 부위로 형성되어 있으며 수평한 부위는 제1지지대(110)와 제2지지대(120)의 상부 전면에 각각 삽입되어 있으며 제1지지대(110) 및 제2지지대(120)로부터 전방으로 돌출되어 사용자의 팔 길이에 맞게 위치를 조절할 수 있도록 형성되어 있다.

또한 조절대(210)의 수직한 부위에는 사용자가 파지할 수 있도록 고무 재질로 이루어진 그립(230)이 형성되어 있는데, 그립(230)은 조절대(210)의 수직방향으로 위치 이동이 가능하여 사용자의 파지 위치를 세부적으로 조절할 수 있게 된다.

또한 사용자의 파지상태를 확인하기 위해 그립(230)의 상부면에는 엄지손가락을 안착시킬 수 있도록 형성되는 근접센서(220)가 마련되어 있어 사용자가 손바닥으로 그립(230)의 외주면을 감싸 쥐고 엄지손가락을 그립(230)의 상부면에 올려놓으면 엄지손가락을 인식할 수 있게 된다.

즉, 그립(230)을 쥐고 있는 상태에서 엄지손가락을 근접센서(220)가 형성된 상부에 위치시키면 제어부(400)는 사용자가 손잡이(200)를 파지하고 보행 재활운동을 시작할 준비가 되었다는 것을 인지할 수 있게 되며, 구동부(300)에 전원을 인가하여 프레임(100)이 전방 방향으로 이동되도록 구동부(300)를 동작시키게 된다.

이때 손잡이(200)의 어느 한쪽이라도 손을 놓치게 되거나 엄지손가락이 그립(230)의 상부로부터 이탈되면 제어부(400)는 구동부(300)를 정지시켜 사용자가 다시 손잡이(200)를 잡고 안정된 자세로 보행 재활운동을 시작할 수 있도록 제어할 수 있게 된다.

제어부(400)는 구동부(300)가 사용자의 보행 속도에 맞춰 속도를 제어하고, 주변 환경에 맞춰 안정적으로 보행 재활운동이 가능하도록 하기 위해 형성되는 것으로, 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 각각 제어부(400)가 형성되어 있으며, 환경정보를 수집하고 데이터를 처리하기 위한 회로기판(430)이 형성되고, 회로기판(430) 및 구동부(300)에 전원을 공급하기 위한 배터리(420)와, 회로기판(430) 및 배터리(420)를 내부에 수용하여 보호하기 위한 케이스(410)로 구성된다.

여기서 케이스(410)는 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 각각 형성되어 있으며 내부에는 배터리(420)와 회로기판(430)이 내장되어 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 각각 형성된 구동부(300)를 독립적으로 제어하도록 구성된다.

이때 제1지지대(110)에 형성된 회로기판(430)과 제2지지대(120)에 형성된 회로기판(430)은 서로 데이터를 동기화되어 동작될 수 있도록 형성되고, 프레임(100)에 형성된 각종 센서로부터 측정된 정보를 기반으로 동작유무를 어느 하나의 회로기판(430)에서 처리하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 복수 개의 회로기판(430) 중 어느 하나가 메인으로 데이터를 처리하고, 다른 하나는 서브로 사용되어 메인으로 데이터를 송출하고 결과 값만 전송받도록 형성될 수 있다.

또한 제어부(400)가 제1지지대(110)와 제2지지대(120)에 각각 형성되어 있으므로 배터리(420)를 충전할 때 분리된 두 배터리(420)를 각각 충전해야 하므로 이를 해결하기 위해 케이블이 제1지지대(110), 제2지지대(120) 및 연결바(130)를 통해 연결되고, 어느 한쪽의 케이스(410)에 단자를 형성하여 충전함으로써 분리된 두 배터리(420)를 동시에 충전시킬 수도 있게 된다.

또한 제1지지대(110)와 제2지지대(120)를 서로 밀착시켜 접은 상태가 되었을 때 제1지지대(110)에 형성된 케이스(410)와 제2지지대(120)에 형성된 케이스(410)에 서로 밀착되도록 형성하고, 밀착된 상태에서 배터리(420)가 서로 연결되어 어느 하나의 케이스(410)를 충전하면 두 개의 배터리(420)가 동시에 충전되도록 구성할 수도 있다.

또한 제어부(400)는 전방에 존재하는 장애물을 검출하기 위해 프레임(100) 전면에 형성되는 라이다센서(440)와, 프레임(100)에 형성되어 주행 속도, 방향, 위치, 경사로를 판단하기 위한 IMU센서(450)와, 프레임(100)의 후면에 형성되어 사용자의 보행 상태 및 하체와의 거리를 측정하기 위한 초음파센서(460)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

라이다센서(440)는 프레임(100)의 전면에 존재하는 사람, 물체, 턱을 검출하여 프레임(100)이 주행하는데 방해되는 장애물을 확인하여 사용자에게 경고하고 자동으로 정지하기 위해 사용된다.

이때 라이다센서(440)를 통해 전방에 장애물이 검출되면 구동부(300)가 서서히 서행하면서 소리로 전방의 장애물을 사용자에게 안내할 수 있게 되며, 턱과 같이 지형지물이 보행 재활운동에 적합하지 않는 경우 구동부(300)를 정지시키고 경보를 송출할 수 있게 된다.

IMU센서(450)는 프레임(100)의 속도를 측정하고 현재 지형 상태와 위치를 측정하기 위해 사용되는 것으로, 프레임(100)이 주행하는 방향에 경사면이 형성되어 있는 경우 구동부(300)의 구동모터(320)가 회전되는 양을 보상하여 프레임(100)이 안정적으로 이동될 수 있도록 한다.

즉, 오르막길에서는 사용자의 보행 속도에 맞추더라도 오르막길의 특성상 더 많은 힘이 요구되므로 구동부(300)에서 출력되는 힘을 높이게 되고, 내리막길의 경우 중력에 의해 프레임(100)의 속도가 증가되므로 구동부(300)의 출력을 감소시키게 된다.

초음파센서(460)는 사용자의 하체와 프레임(100) 사이의 거리를 측정하여 사용자의 보행속도에 맞춰 구동부(300)의 동작을 제어하기 위해 사용된다.

이때 초음파센서(460)는 프레임(100)의 후면에 위치되어 사용자의 하체를 검출하게 되는데, 구동부(300)의 주행속도가 높아지는 경우 하체와 프레임(100) 사이의 거리가 멀어지므로 구동부(300)의 속도를 감속시키고, 하체와 프레임(100) 사이가 가까워지는 경우 구동부(300)의 속도를 높임으로써 설정된 간격대로 프레임(100)과 하체의 거리가 유지되도록 자동으로 구동부(300)의 속도가 조절된다.

또한 손잡이(200)의 외면에 형성되어 구동부(300)의 속도를 제어하기 위한 압력센서(도시되지 않음)를 더 포함하며, 압력센서(도시되지 않음)는 사용자가 파지한 상태에서 손잡이(200)가 전방 방향을 향해 압력이 가해지면 구동부(300)의 속도를 높이고, 손잡이(200)가 후방 방향을 향해 압력이 가해지면 속도를 감속시켜 사용자의 보행속도를 맞출 수 있는 것을 특징으로 한다.

손잡이(200)에 형성된 그립(230)의 외주면에는 다수 개의 압력센서(도시되지 않음)가 형성되어 있으며 압력센서(도시되지 않음)를 통해 사용자가 가하는 압력의 방향을 측정할 수 있게 되며, 그립(230)의 전, 후, 좌, 우 방향 중 어느 쪽으로 압력이 증가되는지에 맞춰 구동부(300)의 속도를 제어할 수 있게 된다.

즉, 사용자가 그립(230)을 파지한 상태에서 전방 방향으로 그립(230)을 밀어내는 경우 제어부(400)는 구동부(300)의 속도를 증가시키고, 후방 방향으로 그립(230)을 당기게 되면 구동부(300)의 속도를 감소시키게 된다.

또한 좌측과 우측 방향으로 그립(230)을 미는 경우 해당 방향을 향해 프레임(100)이 회전될 수 있도록 일측과 타측에 형성된 후륜(150)의 속도가 다르게 조절하도록 구동부(300)를 제어하게 된다.

일측과 타측에 형성된 후륜(150)은 회전속도가 동일하면 전진되고, 어느 한쪽의 속도가 줄어들면 속도가 높은 쪽이 속도가 낮은 쪽을 기준으로 프레임(100)이 회전되어 방향을 전환할 수 있게 된다.

이를 통해 프레임(100)의 주행방향을 사용자가 제어할 수 있고 자신의 보행 상태에 따라 수동으로 구동부(300)를 제어하여 속도를 조절할 수 있으므로 안정적으로 보행 재활운동을 수행할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 전면 구조를 나타낸 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 제1지지대(110)에는 프레임(100)을 접어서 폭을 줄였을 때 제2지지대(120)를 향해 회동되어 제2지지대(120)가 제1지지대(110)에 밀착된 상태로 유지하기 위한 후크(111)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

후크(111)는 제1지지대(110)에 형성된 수평바(131)에 형성되어 있으며, 제2지지대(120)가 제1지지대(110)에 밀착된 상태가 되면 제2지지대(120)에 형성된 수평바(131)의 상부를 향해 회동되어 제2지지대(120)를 고정시킬 수 있게 되며, 보관시 프레임(100)이 자동으로 풀려 공간을 차지하지 않도록 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 측면 구조를 나타낸 측면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치의 제1지지대(110) 및 제2지지대(120)는 상부와 하부가 서로 나누어져 있으며, 상부는 하부에 삽입된 후 조절나사(190)에 의해 위치를 가변시켜 높낮이를 조절할 수 있게 된다.

또한 사용자의 상체를 거치시킬 수 있는 받침대(180)의 위치도 조절할 수 있으며, 앞서 언급한 손잡이(200)의 조절대(210)도 수평상태로 위치를 변경하여 사용자의 팔 길이에 맞춰 조절할 수 있게 된다.

특히 조절대(210)에 형성된 그립(230)도 높낮이를 조절할 수 있도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 사용자에 맞게 사이즈를 조절하여 사용할 수 있게 된다.

또한 사용자가 시트(160)에 앉아 휴식한 후 일어설 때 기립을 보조하기 위해 수평바(131)에 별도의 구동유닛(도시되지 않음)을 형성하여 수평바(131)의 일단이 타단을 기준으로 상부 방향으로 회동하여 사용자가 쉽게 일어날 수 있도록 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치에 의하면, 사용자의 보행속도에 맞춰 자동으로 속도가 조절되어 보행시 발생되는 사용자의 부담을 감소시켜 재활운동을 안전하고 장시간 수행할 수 있고, 보행 재활운동을 하는 사용자의 상태에 따라 자동으로 정지되어 사용자가 낙상하지 않도록 방지하고, 보행 재활운동 중 앉아서 휴식할 수 있으며, 보행 재활운동을 하지 않을 때는 공간을 차지하지 않도록 접어서 보관할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.

100 : 프레임 110 : 제1지지대
111 : 후크 120 : 제2지지대
130 : 연결바 131 : 수평바
140 : 전륜 150 : 후륜
160 : 시트 170 : 등받이
180 : 받침대 181 : 힌지
190 : 조절나사 200 : 손잡이
210 : 조절대 220 : 근접센서
230 : 그립 300 : 구동부
310 : 하우징 320 : 구동모터
330 : 래칫 400 : 제어부
410 : 케이스 420 : 배터리
430 : 회로기판 440 : 라이다센서
450 : IMU센서 460 : 초음파센서

Claims (6)

1. 하부 일측과 타측에 전륜과 후륜이 각각 형성되어 있는 프레임과;
   상기 프레임에 형성된 상기 후륜에 형성되어 상기 후륜을 회전시켜 상기 프레임을 주행시키거나 정지시키는 구동부와;
   상기 프레임의 상부 일측과 타측에서 손으로 파지할 수 있도록 형성되며 상기 구동부가 작동되도록 제어신호를 발생시키는 손잡이와;
   상기 프레임에 형성되며 상기 구동부에 전원을 공급하고 상기 프레임의 주행 방향이나 환경에 따라 상기 구동부를 동작을 자동제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 프레임은
   일측과 타측에 각각 형성되며 하부에는 상기 전륜과 상기 후륜이 각각 형성되어 있는 제1지지대 및 제2지지대와;
   상기 제1지지대와 상기 제2지지대 사이를 연결하며 회동가능한 X자 링크로 형성되어 상기 제1지지대와 상기 제2지지대를 서로 이격시켜 보행 재활운동을 하거나 밀착시켜 부피를 감소시킬 수 있도록 형성되는 연결바와;
   하부 일단은 상기 제2지지대의 상부에 힌지 결합되고, 타단은 상기 제2지지대에 탈부착될 수 있도록 형성되어 있어 보행 재활운동시 상기 제1지지대와 상기 제2지지대가 접히지 않도록 방지하고, 사용자의 상체를 지지하거나 팔을 거치할 수 있도록 형성되는 받침대;로 이루어지며,
   상기 프레임은
   사용자가 앉아서 휴식할 수 있도록 상기 제1지지대와 상기 제2지지대에 고정되는 시트와;
   상기 시트 상부에 형성되며 상기 제1지지대와 상기 제2지지대에 의해 고정되어 사용자의 등을 받치는 등받이;를 더 포함하며,
   상기 시트와 등받이는 상기 프레임을 접을 때 함께 접혀질 수 있고,
   상기 시트 및 상기 등받이는 상기 제1지지대와 상기 제2지지대 내부에 형성된 태엽스프링에 의해 상기 프레임을 접었을 때 상기 태엽스프링에 의해 내부로 말려 삽입되도록 형성되며,
   상기 제어부는 상기 제1지지대와 상기 제2지지대에 각각 형성되고 내부에는 회로기판 및 배터리가 내장되어 있어 상기 제1지지대에 형성된 구동부와 상기 제2지지대에 형성된 구동부를 독립적으로 제어할 수 있도록 형성되며,
   상기 제1지지대에 형성된 배터리와 상기 제2지지대에 형성된 배터리는 상기 프레임이 접혔을 때 서로 밀착된 후 전기적으로 연결되도록 하여 어느 하나의 배터리에 전원을 공급하면 두 개의 배터리가 동시에 충전되는 것을 특징으로 하는
   사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 손잡이는
   상기 프레임으로부터 수평 또는 수직 방향으로 길이를 조절할 수 있도록 형성되며 파지할 수 있도록 그립이 형성된 조절대와;
   상기 그립의 상단에 형성되며 사용자가 상기 손잡이를 파지하였을 때 파지한 상태를 판단하는 근접센서;로 이루어지며,
   상기 근접센서를 통해 상기 그립을 파지한 상태로 판단되면 상기 구동부가 동작되고, 상기 손잡이를 놓치면 상기 구동부가 자동으로 정지되도록 하는 것을 특징으로 하는
   사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 손잡이의 외면에 형성되어 상기 구동부의 속도를 제어하기 위한 압력센서;를 더 포함하며
   상기 압력센서는 사용자가 파지한 상태에서 상기 손잡이가 전방 방향을 향해 압력이 가해지면 상기 구동부의 속도를 높이고, 상기 손잡이가 후방 방향을 향해 압력이 가해지면 속도를 감속시켜 사용자의 보행속도를 맞출 수 있는 것을 특징으로 하는
   사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 구동부는
   상기 후륜에 동력을 전달하여 상기 프레임이 전방을 향해 주행하도록 형성되는 구동모터와;
   상기 구동모터와 연결되어 상기 구동모터에서 전달되는 회전력을 상기 후륜으로 전달하고, 상기 후륜이 역방향으로 회전되지 않도록 방지하는 래칫과;
   상기 구동모터 및 상기 래칫을 내부에 수용하여 이물질 유입 및 파손을 방지하는 하우징;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
   사용자의 보행 속도에 맞춰 자동주행이 가능한 전동보행 보조장치.