KR20110103144A

KR20110103144A - 목발형 전동 보행 보조기

Info

Publication number: KR20110103144A
Application number: KR1020100022329A
Authority: KR
Inventors: 김진수
Original assignee: 전주대학교 산학협력단; (주)트윈테크
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-20
Also published as: KR101104900B1

Abstract

본 발명은 목발형 전동 보행 보조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 견착대와, 상기 견착대의 하부에 결합되어 견착대를 지지하며 손잡이가 구비되어 있는 로드를 포함하여 이루어지는 목발에 있어서, 상기 손잡이에 부착되어 사용자가 손잡이에 좌우로 가하는 힘의 방향을 감지하는 조향센서, 및 상기 로드에 부착되어 사용자가 로드의 앞뒤로 가하는 힘을 감지하는 전후진센서를 포함하는 센서부와; 상기 로드의 단부에 결합되어 목발의 이동방향을 조향하는 조향바퀴와 목발을 전후로 이동시키는 전후진바퀴를 포함하는 이동부와; 상기 조향바퀴 및 전후진바퀴를 구동하는 구동부와; 상기 센서부의 의해 감지된 신호에 따라 구동부의 작동을 제어하는 제어부와;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기에 관한 것이다.

Description

목발형 전동 보행 보조기{ELECTRIC WALING FRAME FOR CRUTCHES}

목발이라 함은 다리의 장애로 인해 거동이 불편한 지체부자유자나 사고로 인해 다리를 치유하고 있는 환자들의 거동을 보조하기 위한 보조기구이다. 상기 목발은 사용자의 필요에 따라 한쪽 또는 양쪽의 겨드랑이에 거치하여 사용자의 거동을 보조하는 기구로써 종래 기술에 따른 목발은 사용자가 목발을 이동시켜야 한다는 한계가 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 공보 제 10-0747606에 "자동 이동형 목발"이 개시되어 있다.

상기의 자동 이동형 목발은 사용자가 액추에이터 및 액추에이터에 의해 구동되는 바퀴가 적용되어 자동으로 이동되는 장점이 있으나, 진행방향을 변경해야 할 경우 사용자가 직접 손잡이와 견착부에 힘을 가해 방향을 변경해야 하는 문제점이 있다.

또한 사용자가 후진하고자 할 경우 상기 목발의 작동을 멈추고 방향을 변경해야 하며, 공간이 협소한 경우 방향전환이 불가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 목발형 3륜 구동 전동 보행 보조기에 관한 것으로 상기의 자동 이동형 목발은 사용자가 진행방향을 좌측, 우측 또는 반대 방향으로 변경해야 할 경우 사용자가 직접 원하는 방향으로 목발의 경로를 변경해야하는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

또한 후진하고자 할 경우 발생할 수 있는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 목발형 전동 보행 보조기는 견착대와, 상기 견착대의 하부에 결합되어 견착대를 지지하며 손잡이가 구비되어 있는 로드를 포함하여 이루어지는 목발에 있어서, 상기 손잡이에 부착되어 사용자가 손잡이에 좌우로 가하는 힘의 방향을 감지하는 조향센서, 및 상기 로드에 부착되어 사용자가 로드의 앞뒤로 가하는 힘을 감지하는 전후진센서를 포함하는 센서부와; 상기 로드의 단부에 결합되어 목발의 이동방향을 조향하는 조향바퀴와 목발을 전·후로 이동시키는 전후진바퀴를 포함하는 이동부와; 상기 조향바퀴 및 전후진바퀴를 구동하는 구동부와; 상기 센서부의 의해 감지된 신호에 따라 구동부의 작동을 제어하는 제어부와; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조향센서와 전후진센서는 무게중심에 따라 그 압력에 의해 발생하는 물리적인 변형량을 전기적 신호로 변환하는 로드셀을 포함하여 이루어지는 것;을 특징으로 한다.

또한 상기 로드와 이동부의 결합부위에 설치되어 이동바퀴의 속도를 제어하기 위하여 이동부에 대한 로드의 경사도를 감지하는 경사도 센서를 더 포함하는 것;을 특징으로 한다.

또한 상기 구동부는 조향모터와 상기 조향모터의 구동을 입력풀리와 출력필리 및 벨트를 통하여 조향바퀴에 전달하는 조향장치와; 구동모터와 상기 구동모터의 구동을 기어를 통하여 전후진바퀴에 전달하는 구동장치로 이루어지는 것;을 특징으로 한다.

또한 상기 로드와 이동부 사이에는 충격완화부가 더 설치되는 것;을 특징으로 한다.

또한 상기 목발의 로드는 접이식으로 형성되는 것;을 특징으로 한다.

또한 물체를 감지하고 상기 감지되는 물체를 음성 또는 램프를 통해 사용자에게 알리는 물체감지센서가 더 설치되는 것;을 특징으로 한다.

또한 야간에 시야를 확보하기 위한 헤드라이트가 더 설치되는 것;을 특징으로 한다.

또한 상기 로드의 길이를 조절하기 위한 길이조절부가 더 설치되는 것;을 특징으로 한다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 발명된 목발형 전동 보행 보조기에 관한 것으로, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따르면 사용자가 원하는 방향으로 상기 목발을 조향 및 구동할 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 로드가 접이식으로 형성되어 보관 및 운반이 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 목발형 전동 보행 보조기의 예시도
도 2는 본 발명에 따른 목발형 전동 보행 보조기의 제어구성을 보여주는 블록 다이어그램
도 3 내지 4는 본 발명에 따른 목발형 전동 보행 보조기의 조향장치 및 구동장치를 나타내는 도면

이하 첨부된 도면을 참조하며 본 발명인 목발형 전동 보행 보조기에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 목발형 전동 보행 보조기의 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 목발형 전동 보행 보조기의 제어구성을 보여주는 블록 다이어그램으로서, 상기 목발형 전동 보행 보조기는 견착대(1)와, 상기 견착대의 하부에 결합되어 견착대를 지지하며 손잡이(3)가 구비되어 있는 로드(2)를 포함하여 이루어지는 목발에 있어서, 상기 손잡이(3)에 부착되어 사용자가 손잡이에 좌우로 가하는 힘의 방향을 감지하는 조향센서(42), 및 상기 로드(2)에 부착되어 사용자가 로드의 앞뒤로 가하는 힘을 감지하는 전후진센서(44)를 포함하는 센서부(40)와; 상기 로드(2)의 단부에 결합되어 목발의 이동방향을 조향하는 조향바퀴(12)와 목발을 전후로 이동시키는 전·후진바퀴(14)를 포함하는 이동부(10)와; 상기 조향바퀴(12) 및 전후진바퀴(14)를 구동하는 구동부(30)와; 상기 센서부(40)에 의해 감지된 신호에 따라 구동부의 작동을 제어하는 제어부(20)와;를 포함하여 이루어진다.

상기 로드(2)는 견착대(10)의 하부에 결합되어 상기 견착대(1)를 지지하며 손잡이(3)가 구비되어 있는 것으로, 상기 로드(2)의 상부 일측에는 상기 로드가 접이식으로 형성되도록 클램프(4)가 설치되며, 상기 클램프(4)를 풀어서 상기 로드(2)를 접철하거나 전개할 수 있으며 다시 상기 클램프(4)를 조임으로써 상기 로드(2)를 고정할 수 있는 것이다.

상기 센서부(40)는 상기 손잡이(3)에 부착되어 사용자가 손잡이에 좌우로 가하는 힘의 방향을 감지하는 조향센서(42), 및 상기 로드(2)에 부착되어 사용자가 로드의 앞뒤로 가하는 힘을 감지하는 전후진센서(44)를 포함하여 이루어진다.

상기 조향센서(42) 및 상기 전후진센서(44)는 무게중심에 따라 그 압력에 의해 발생하는 물리적인 변형량을 전기적인 신호로 변환하는 로드셀(44a)을 포함하여 이루어지며, 상기 조향센서(42) 및 전후진센서(44)는 힘을 받았을 때 생기는 로드셀 감지부의 탄성변형을 감지부 표면에 부착된 스트레인 게이지의 저항변화를 측정함으로써 힘의 크기를 전기적인 신호로 검출하는 원리를 갖는다.

상기 제어부(20)는 상기 센서부(40)에 의해 감지된 신호에 따라 상기 구동부(30)의 작동을 제어하는 것으로, 상기 조향센서(42)와 전후진센서(44) 및 경사도센서(50)에 의해 출력되는 신호를 전기적인 신호로 변환하여 구동부(30)를 구동하도록 하는 것이다.

또한 상기 제어부(20)는 상기 목발형 전동 보행 보조기에 동력을 전달하는 배터리와, 상기 배터리를 충전하는 충전부를 더 포함한다.

상기 이동부(10)는 상기 로드의 단부에 결합되어 목발의 이동방향을 조향하는 조향바퀴(12)와 목발을 전후로 이동시키는 전후진바퀴(14)를 포함하여 구성된다.

상기 조향바퀴(12) 및 전후진 바퀴(14)는 구동부(30)에 의해 구동되고, 상기 구동부(30)는 조향모터(31)와 상기 조향모터(31)의 구동을 입력풀리(33a)와 출력풀리(33b) 및 벨트(33c)를 통하여 상기 조향바퀴(12)에 전달하는 조향장치(33)와, 구동모터(34)와 상기 구동모터(34)의 구동을 구동기어(35)를 통하여 상기 전후진바퀴(14)에 전달하는 구동장치(36)로 이루어진다.

상기 조향센서(42)에 의해 사용자가 손잡이(3)에 좌우로 가하는 힘의 방향이 감지되면 상기 조향센서(42)에 부착되는 로드셀(44a)은 힘의 방향을 검출하고, 상기 제어부(20)는 측정된 힘의 방향을 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 상기 제어부(20)에 의해 측정된 힘의 방향이 전기적인 신호로 출력되면 상기 배터리는 제어부의 제어신호에 따라 전원을 공급하여 조향모터(31)를 구동하게 되고, 상기 조향모터(31)는 입력풀리(33a)와 출력풀리(33b) 및 벨트(33c)를 통해 상기 조향바퀴(12)에 구동을 전달하는 조향장치(33)를 구동하여 사용자가 상기 조향센서(42)에 가하는 힘의 방향에 따라 조향이 이루어지는 것이다.

또한 상기 전후진센서(44)로부터 전기적인 신호가 출력되면 상기 배터리는 제어부(20)의 제어신호에 따라 전원을 공급하여 상기 구동모터(34)를 구동하게 되고, 상기 구동모터(34)는 구동기어(35)를 통해 상기 전후진바퀴(14)에 구동을 전달하는 구동장치(36)를 구동하여 사용자가 상기 로드(2)의 앞뒤로 가하는 힘에 따라 전진 또는 후진하게 되는 것이다.

도 3 내지 4는 본 발명에 따른 목발형 전동 보행 보조기의 조향장치(33) 및 구동장치(36)를 나타내는 도면으로서, 상기 조향장치(33)는 조향모터(31)의 구동을 입력풀리(33a)와 출력풀리(33b) 및 벨트(33c)를 통하여 조향바퀴(12)에 전달하는 것으로, 상기 조향모터(31)에는 입력풀리(33a)가 설치되고 상기 조향바퀴(12)에는 출력풀리(33b)가 설치되도록 한다. 또한 상기 입력풀리(33a) 및 출력풀리(33b)의 톱니에 내면에 이빨이 형성되는 벨트(33c)를 끼워 연결하도록 하여, 상기 조향모터(31)의 회전에 의해 상기 입력풀리(33a)가 회전하게 되고, 상기 입력풀리(33a)의 회전에 의해 상기 입력풀리(33a)의 톱니와 맞물리는 벨트(33c)가 회전하며 상기 출력풀리(33b)를 회전시키게 되고, 상기 출력풀리(33b)의 회전에 의해 상기 조향바퀴(12)의 조향이 이루어지는 것이다. 상기 조향장치(33)는 상기 벨트(33c)의 쳐짐을 방지하기 위한 지지대가 형성되며, 상기 조향장치(33)를 보호하기 위한 덮개가 더 형성된다.

또한 상기 구동장치(36)는 구동모터(34)의 구동을 구동기어(35)를 통하여 상기 전후진바퀴(14)에 전달하는 것으로, 상기 구동모터(34)에는 여러줄의 나사선을 갖는 웜(36a)이 설치되고 상기 전후진바퀴(14)의 축에는 다수개의 홈이 형성되는 웜휠(36b)이 설치되며 상기 웜(36a)과 웜휠(36b)은 서로 맞물리도록 설치하여 상기 구동모터(34)에 동력이 전달되면 상기 웜(36a)의 회전에 의해 상기 웜휠(36b)이회전하게 되고, 상기 웜휠(36b)의 회전에 의해 상기 전후진바퀴(14)를 회전시켜 전후진이 이루어지는 것이다.

상기 로드(2)와 이동부(10)의 결합부위에는 전후진바퀴(14)의 속도를 제어하기 위하여 이동부(10)에 대한 로드(2)의 경사도를 감지하는 경사도 센서(50)가 설치된다. 상기 경사도 센서(50)에 의해 사용자가 상기 로드(2)의 앞으로 힘을 가하여 이동부(10)에 대한 로드(2)의 경사도가 감지되면 상기 제어부(20)는 설정된 기준값과 비교하여 구동부(30)의 작동을 제어하게 되며, 예를 들면 0°~ 30°사이의 경사도가 감지되는 경우 상기 구동부(30)에 의해 상기 전후진바퀴(14)가 전방으로 구동하게 되고, 30°이상의 경사도가 감지되면 상기 구동부(30)를 제어하여 전후진바퀴(14)를 감속시킨다.

반대로 사용자가 뒤로 힘을 가하여 이동부(10)에 대한 로드(2)의 경사도가 감지되는 경우에도 마찬가지로 상기 제어부(20)는 설정된 기준값과 비교하여 구동부(30)의 작동을 제어하게 되며, 예를 들여 -30°~0°사이의 경사도가 감지되는 경우 구동부(30)에 의해 상기 전후진바퀴(14)가 후방으로 구동하게 되고, -30°이상의 경사도가 감지되면 상기 구동부를(30) 제어하여 전후진바퀴(14)를 감속시키며, 이러한 기준값은 필요에 따라 얼마든지 변경할 수 있다. 또한 상기 조향바퀴(12)의 조향각도는 조향센서(42)에서 감지된 힘의 크기에 따라 구동되고, 상기 전후진바퀴(14)의 이동속도는 상기 전후진센서(44)에서 감지된 힘의 크기에 따라 구동되는 것이 바람직하다.

상기 로드(2)와 이동부(10)의 결합부위에는 사용자가 보행중에 전달받는 충격을 완화하기 위해 충격 흡수성과 내구성이 우수한 탄성 스프링 및 완충부재로 구성되는 충격완화부(90)가 설치된다. 또한 상기 충격완화부(90)는 오일 및 쇼버 등의 완충부재가 더 설치되도록 하여 보행중 발생하는 불편함 및 이로 발생하는 사용자의 피로를 완화할 수 있다.

상기 로드(2)에는 물체를 감지하고 상기 감지되는 물체를 음성 또는 램프를 통해 사용자에게 알리는 물체감지센서(60)가 더 설치된다. 상기 물체감지센서(60)는 초음파를 통해 전방에 물체를 감지하는 것으로, 상기 초음파를 통해 전방에 물체가 감지되면 물체의 위치 및 물체까지의 거리를 계산하여 제어부로 보내게 되고, 상기 제어부는 전달받은 값을 전기적인 신호로 바꾸어 스피커를 통해 음성 또는 알림음을 전달하거나 램프를 발광함으로써 사용자에게 알릴 수 있다.

또한 상기 로드(2)에는 야간에 시야를 확보하기 위한 헤드라이트(70)가 설치되며, 상기 헤드라이트는 스위치 또는 조도센서를 통해 점등 및 소등이 이루어지도록 할 수 있다.

또한 상기 목발형 전동 보행 보조기에는 상기 로드의 길이를 조절하기 위한 길이조절부(80)가 더 설치된다. 상기 길이조절부는(80) 사용자의 신체 조건에 따라 길이를 조절하도록 설치되는 것으로, 상기 로드(2)에 높이 방향으로 일정한 간격으로 홀이 형성되고 상기 홀에 끼워 로드를 고정하는 볼트를 포함하여 구성하여 ㅅ되사용자의 신체 조건에 맞게 홀을 선택하여 볼트를 끼워 고정함으로써 길이를 조절할 수 있다.

1 : 견착대 2 : 로드
3 : 손잡이 4 : 클램프
10 : 이동부 12 : 조향바퀴
14 : 전후진바퀴 20 : 제어부
30 : 구동부 31 : 조향모터
34 : 구동모터
40 : 센서부 42 : 조향센서
44 : 전후진센서
50 : 경사도센서 60 : 물체감지센서
70 : 헤드라이트 80 : 길이조절부
90 : 충격완화부

Claims

견착대와, 상기 견착대의 하부에 결합되어 견착대를 지지하며 손잡이가 구비되어 있는 로드를 포함하여 이루어지는 목발에 있어서,
상기 손잡이에 부착되어 사용자가 손잡이에 좌우로 가하는 힘의 방향을 감지하는 조향센서, 및 상기 로드에 부착되어 사용자가 로드의 앞뒤로 가하는 힘을 감지하는 전후진센서를 포함하는 센서부와;
상기 로드의 단부에 결합되어 목발의 이동방향을 조향하는 조향바퀴와 목발을 전·후로 이동시키는 전후진바퀴를 포함하는 이동부와;
상기 조향바퀴 및 전후진바퀴를 구동하는 구동부와;
상기 센서부의 의해 감지된 신호에 따라 구동부의 작동을 제어하는 제어부와;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조향센서와 전후진센서는 무게중심에 따라 그 압력에 의해 발생하는 물리적인 변형량을 전기적 신호로 변환하는 로드셀을 포함하여 이루어지는 것;을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로드와 이동부의 결합부위에 설치되어 이동바퀴의 속도를 제어하기 위하여 이동부에 대한 로드의 경사도를 감지하는 경사도 센서를 더 포함하는 것;을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 구동부는 조향모터와 상기 조향모터의 구동을 입력풀리와 출력풀리 및 벨트를 통하여 조향바퀴에 전달하는 조향장치와; 구동모터와 상기 구동모터의 구동을 기어를 통하여 전후진바퀴에 전달하는 구동장치로 이루어지는 것;을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로드와 이동부 사이에는 충격완화부가 더 설치되는 것;을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 목발의 로드는 접이식으로 형성되는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
물체를 감지하고 상기 감지되는 물체를 음성 또는 램프를 통해 사용자에게 알리는 물체감지센서가 더 설치되는 것; 을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
야간에 시야를 확보하기 위한 헤드라이트가 더 설치되는 것;을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로드의 길이를 조절하기 위한 길이조절부가 더 설치되는 것;
을 특징으로 하는 목발형 전동 보행 보조기