KR20130006902A

KR20130006902A - 이동 보조 시스템

Info

Publication number: KR20130006902A
Application number: KR1020110062094A
Authority: KR
Inventors: 홍을표; 단병주; 조병림
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-01-18

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템은 사용자의 팔을 얹을 수 있도록 구성된 지지대를 포함하는 조작부, 조작부의 하단에 연결되고 조작부를 지지하는 탑승 프레임, 탑승 프레임에 연결되어 사용자가 앉을 수 있도록 구성된 의자, 탑승 프레임 또는 의자에 부착된 일 단부를 중심으로 회동하도록 구성된 구동 프레임, 구동 프레임에 연결되고, 구동 프레임을 회동시켜 이동 보조 시스템의 높이를 조절하는 구동장치 및 구동 프레임의 일 단부에 부착된 바퀴를 포함하는 이동 보조 시스템이다.

Description

이동 보조 시스템 {MOVING ASSISTANCE SYSTEM}

본 발명은 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조하기 위한 이동 보조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사용자의 걷기, 앉기와 서기를 보조해주고, 이동 보조 시스템의 무게중심을 낮춰 사용자가 이동 보조 시스템에 앉아서 이동할 때 안정적으로 이동할 수 있도록 구성된 이동 보조 시스템에 관한 것이다.

최근 전세계는 평균 수명 연장에 따른 노인 인구의 지속적인 증가로 급속하게 고령화 사회로 진입하고 있다. 일본을 비롯한 유럽의 여러 국가들은 이미 고령 사회로 접어들었으며, 한국과 미국도 빠른 속도로 고령화되어 가고 있다. 고령화 시대에 따라, 뇌졸중, 신체마비를 겪는 환자, 사고 및 질병에 의한 장애인과 근력이 부족하고, 관절염을 앓고 있거나 거동이 불편한 노약자가 급속하게 증가하고 있다.

이에 따라, 노약자 또는 장애인의 일상 생활을 지원하고, 이들의 근력을 보조하기 위한 이동 보조 시스템이 개발되어 이용되고 있다.

그러나, 기존의 이동 보조 시스템은 사용자에게 보행 보조기(Walker)형태로 걷기만 지원하거나 휠체어(Wheel-Chair) 형태로 탑승 이동하는 것만을 지원한다. 따라서, 사용자는 필요에 따라 보행 보조기(Walker) 또는 휠체어를 개별적으로 구매하여 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 사용자가 보행 보조기(Walker) 및 휠체어 겸용인 이동 보조 시스템을 구매한 경우에도, 사용자가 휠체어에 앉아서 이동하기 위해서는 타인이 사용자를 휠체어에 앉혀주어야 하는 불편함이 있고, 탑승 후 이동할 때에도 기존의 이동 보조 시스템은 비정형 지역에서 이동하기 어렵다는 문제점이 있다. 그리고, 사용자가 다시 보행 보조기(Walker)로 이용하기 위해서는 직접 몸을 일으켜 움직여야 하며, 이동 보조 시스템이 사용자에게 앉기와 서기를 지원하지 않는 경우, 사용자의 팔과 어깨에 과도한 힘이 주어져 부담이 된다. 또한 기존의 이동 보조 시스템은 휠체어 형태로 이동 시 무게중심이 높아 전복 우려가 있다.

따라서, 사용자의 걷기, 앉기와 서기를 지원해 주고, 사용자가 앉기나 서기를 할 시에 어깨와 팔에 과도한 힘이 주어지지 않게 하고, 사용자가 걷다가 힘들 경우 앉아서 이동할 수 있으며, 비정형 지역이나 경사로 등에서 안전하게 사용자가 이동할 수 있도록 보조해주는 이동 보조 시스템의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사용자의 걷기, 앉기와 서기를 안전하고 효율적으로 보조해주고, 사용자가 걷다가 힘들 경우 앉아서 안정적으로 이동할 수 있도록 구성된 이동 보조 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 이동 보조 시스템은 사용자의 팔을 얹을 수 있도록 구성된 지지대를 포함하는 조작부, 조작부의 하단에 연결되고 조작부를 지지하는 탑승 프레임, 탑승 프레임에 연결되어 사용자가 앉을 수 있도록 구성된 의자, 탑승 프레임 또는 의자에 부착된 일 단부를 중심으로 회동하도록 구성된 구동 프레임, 구동 프레임에 연결되고, 구동 프레임을 회동시켜 이동 보조 시스템의 높이를 조절하는 구동장치, 구동 프레임의 일 단부에 부착된 바퀴를 제공한다.

또한, 본 발명의 구동 프레임은 구동장치와 연결되는 내측 구동 프레임과 바퀴와 지면의 경사각이 일정하도록, 내측 구동 프레임과 평행하게 이동하는 외측 구동 프레임으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 구동장치는 구동 프레임의 내측에 연결되고, 길이가 조절되어, 구동 프레임을 회동시키는 프레임으로 구성될 수 있다.

또한, 구동장치는 구동 프레임에 연결되고, 구동 프레임을 회동시키는 모터로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 조작부는 사용자의 조작에 따라, 구동장치가 구동 프레임에 힘을 가하도록 하는 구동신호 또는 이동 보조 시스템의 진행방향을 결정하는 조향신호를 생성하는 입력장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 구동장치는 입력장치에 생성된 구동신호에 따라 구동 프레임을 회동시키도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 바퀴는 입력장치에 생성된 조향신호에 따라 이동 보조 시스템을 이동시키도록 구성될 수 있다.

또한, 조작부는 지면에 의한 지지대의 기울기를 측정하도록 구성된 센서와 센서로부터 기울기를 입력 받아, 이동 보조 시스템의 기울기를 제어하는 보정신호를 생성하고, 생성된 보정신호를 구동장치에 출력하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 구동장치는 제어유닛에서 출력한 보정신호에 따라, 이동 보조 시스템의 기울기를 조정하도록 구동 프레임을 회동시키도록 구성될 수 있다.

또한, 센서는 이동 보조 시스템과 사용자 간의 거리를 측정하도록 구성될 수 있다.

또한, 이동 보조 시스템은 센서에서 측정된 이동 보조 시스템과 사용자 간의 거리를 이용하여, 이동 보조 시스템과 사용자가 일정한 거리를 유지하도록, 바퀴를 구동시키도록 구성될 수 있다.

또한, 이동 보조 시스템은 의자, 탑승 프레임 또는 구동 프레임에 연결되어, 사용자가 등을 기댈 수 있도록 구성된 등받이를 더 포함할 수 있다.

또한, 바퀴는 모터와 일체화된 형태(In-Wheel Motor) 또는 전방향 구동한 형태(Omni-Wheel)로 구성될 수 있다.

또한, 조작부는 지지대의 일면에 부착되어, 사용자가 손으로 잡아 지지대에 지지하도록 구성된 손잡이를 더 포함할 수 있다.

또한, 이동 보조 시스템은 바퀴를 고정시키도록 구성되는 록킹부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 이동 보조 시스템은 사용자의 걷기, 앉기와 서기를 안전하고 효율적으로 보조하며, 기존의 보행 보조기(Walker)로서의 역할뿐만 아니라, 사용자가 앉은 상태에서도 간단한 조작만으로 이동할 수 있는 효과가 있다. 즉, 기존의 보행 보조기(Walker)와 탑승 이동 장치로서의 기능을 함께 갖춰 구매비용 절감 및 사용자의 편의를 증가시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 이동 보조 시스템은 사용자의 탑승 이동 시, 이동 보조 장치의 무게 중심이 낮아지게 되므로 사용자가 안정적인 탑승 이동을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 이동 보조 시스템은 평행 링크 메커니즘(Parallel Link Mechanism)을 적용하여 보행 보조기(Walker)와 탑승 이동 장치로 변경되거나, 탑승 이동 장치가 보행 보조기(Walker)로 변경될 때, 이동 보조 시스템의 바퀴와, 바퀴가 닿는 지면이 항상 일정한 각도를 유지할 수 있어 이동 보조 시스템의 구동을 원활하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 이동 보조 시스템은 구동장치의 형태 변경을 통해, 이동 보조 시스템의 크기와 무게를 줄여 설계될 수 있으므로, 이동 보조 시스템의 사용 및 보관이 편리하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 이동 보조 시스템은 사용자의 앉기 또는 서기 시에, 조작부와 의자가 사용자의 무게 중심 이동 방향에 따라 상승하여, 사용자의 어깨와 팔에 쏠리는 힘을 분산시키고, 등받이가 사용자의 등을 받쳐주므로 사용자가 안정적으로 앉거나 일어설 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 이동 보조 시스템은 자이로 센서(Gyro Sensor)와 각속도 센서(Angular Velocity Sensor)를 이용하여, 이동 보조 시스템이 비정형지역이나 경사로 등에서 안정적으로 이동할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 이동 보조 시스템은, 사용자가 잠시 걷고 싶을 때, 사용자의 위치를 인식하여 일정 간격을 유지한 채 자율 주행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 사용자가 앉은 경우의 이동 보조 시스템의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 사용자가 일어선 경우의 이동 보조 시스템을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템의 서기 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템의 앉기 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 사용자가 일어선 경우, 이동 보조 시스템을 기존의 보행 보조기(Walker)로 이용하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템의 평행 링크 메커니즘(Parallel Link Mechanism)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템의 앉은 상태에서의 이동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템의 자율 주행을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템의 방향 전환 메커니즘을 설명하기 위한 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 이하 설명에서 동일한 구성 요소에는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 한다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른, 사용자가 앉은 경우의 이동 보조 시스템(10)의 측면도이다.

본 발명의 이동 보조 시스템(10)은 조작부(100), 탑승부(200), 구동부(300)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 조작부(100)는 사용자가 이동 보조 시스템(10)의 이동 방향 또는 속도 등을 조작하거나, 사용자가 이동 보조 시스템(10)에 기대어 자세를 유지 및 이동할 수 있도록 구성된다.

조작부(100)는 지지대(110), 입력장치(120), 손잡이(130), 센서(140), 제어유닛(미도시)을 구비하여 구성된다.

본 발명의 지지대(110)는 이동 보조 시스템(10)의 최상부에 위치하여, 사용자가 팔을 걸칠 수 있도록 구성된다. 지지대(110)는, 도 1에서 보는 바와 같이, 사용자의 팔을 자연스럽게 걸칠 수 있도록 하는 "U"자 형태의 지지대로 구성될 수 있다. 또한, 사용자가 이동 보조 시스템(10)에 탑승하여 이동할 때, 사용자의 보호자가 지지대(110)를 뒤에서 밀어 이동할 수 있다. 다만, 본 발명의 지지대(110)의 형태는, 사용자의 몸을 자연스럽게 지지할 수 있는 여러 형태로 구현할 수 있음은 자명하다.

본 발명의 입력장치(120)는 지지대(110)의 일면에 부착되어, 사용자가 이동 보조 시스템(10)을 조작할 수 있는 장치로 구성된다. 일례로, 입력장치(120)는 조이스틱(Joystick)이나, 음성인식이 가능한 각종 센서 등을 이용한 컴플라이언스 제어부(Compliance Controller)로 구성될 수 있다.

구체적으로, 사용자는 입력장치(120)를 이용하여, 이동 보조 시스템(10)의 이동 방향을 결정하는 조향신호 또는 이동 보조 시스템(10)의 높이를 조절하도록 하는 구동신호를 생성한다. 또한, 사용자는 입력장치(120)를 이용하여, 바퀴(330)의 구동을 제어하는 신호 또는 바퀴(330)를 고정시키는 록킹부(340)를 제어하는 신호를 생성한다. 입력장치(120)는 생성된 신호를 제어유닛(미도시)에 출력한다.

따라서, 사용자는 지지대(110) 또는 입력장치(120)를 통해, 이동 보조 시스템(10)을 조작할 수 있다. 일례로, 사용자는 지지대(110)를 밀어, 이동 보조 시스템(10)의 이동 방향 및 속도를 조절할 수 있으며, 입력장치(120)를 조작하여, 이동 보조 시스템(10)의 이동 방향 및 속도를 조절할 수 있다.

본 발명의 손잡이(130)는 지지대(110)의 일면에 부착되어, 사용자가 손으로 잡아 지지대(110)에 지지할 수 있게 한다. 사용자가 손잡이(130)를 손으로 잡아, 이동 보조 시스템(10)을 구속하는 것이다.

본 발명의 센서(140)는 지지대(110)의 일면에 부착되어, 지지대(110) 또는 지면의 기울어짐을 측정하도록 구성된다. 센서(140)는 이동 보조 시스템(10)이 위치하는 지면의 기울어짐을 측정할 수 있다. 일례로, 센서(140)는 중력 센서, 자이로(Gyro) 센서 또는 각속도 센서로 구성될 수 있다. 그러나 센서(140)는 필요에 따라 상기에서 언급된 센서가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 종류의 센서를 더 포함하는 형태로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 센서(140)는, 이동 보조 시스템(10)과 사용자 간의 거리를 측정하도록 구성된다. 센서(140)은 사용자가 소지하는 센서와의 통신을 통해, 이동 보조 시스템(10)과 사용자 간의 거리를 파악하게 되는 것이다.

본 발명의 제어유닛(미도시)은 입력장치(120)가 출력한 신호에 따라, 바퀴(330)의 구동을 제어하거나 바퀴(330)를 회전시키는 모터를 제어한다. 또한, 제어유닛(미도시)은 입력장치(120)가 출력한 신호에 따라, 구동장치(320)를 작동시키거나 록킹부(340)을 작동시킬 수 있다.

일례로, 입력장치(120)는 조이스틱(Joystick)과 하나 이상의 버튼(Button)으로 구성되는 컨트롤러(Controller)로 구성될 수 있다.

먼저, 사용자가 조이스틱을 전후 방향으로 조작하는 경우, 이에 의해 생성된 신호가 제어유닛(미도시)으로 출력된다. 제어유닛(미도시)은 바퀴(330)를 구동하거나 바퀴(330)를 회전시키는 모터를 제어함으로써, 이동 보조 시스템(10)의 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있으며, 전진 또는 후진시킬 수 있다.

그리고, 사용자가 조이스틱을 좌우 방향으로 조작하는 경우, 이에 의해 생성된 조향 신호에 따라, 제어유닛(미도시)은 이동 보조 시스템(10)의 방향 전환 메커니즘에 따라 바퀴(330)의 구동을 제어하며, 이동 보조 시스템(10)의 방향 전환 메커니즘에 대해서는 도 9를 참조하여 후술한다.

또한, 사용자는 입력장치(120)의 버튼을 눌러, 이동 보조 시스템(10)의 높이를 조절하기 위한 구동신호를 생성한다. 제어유닛(미도시)는 구동신호를 출력 받아 구동장치(320)를 작동시키고, 구동장치(320)는 구동부(300)의 높이를 증가시키거나 감소시켜, 이동 보조 시스템(10)의 높이를 조절할 수 있다.

또한, 사용자는 입력장치(120)의 버튼을 눌러, 록킹부(340)를 작동시킬 수 있다. 록킹부(340)는 입력장치(120)의 신호에 의해, 바퀴(330)와 접촉하여 마찰력을 발생시켜, 이동 보조 시스템(10)을 멈추게 하거나, 정지한 상태로 고정시킬 수 있으므로, 브레이크장치와 같은 효과가 있다.

또한, 제어유닛(미도시)은 이동 보조 시스템(10)이 비정형적 지역 또는 경사로 등에서 이동하는 경우, 센서(140)으로부터 기울기를 입력 받아 이동 보조 시스템(10)의 기울기를 제어하는 보정신호를 생성하여 구동장치(320)에 출력할 수 있으며, 이에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.

본 발명의 탑승부(200)는 조작부(100)와 구동부(300)를 연결하여, 이동 보조 시스템(10)을 지지하는 메인 몸체 부분으로, 탑승부(200)는 탑승 프레임(210)과 의자(220)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 탑승 프레임(210)은 조작부(100)의 지지대(110)와 구동부(300)의 구동 프레임(310)을 연결하는 프레임으로 구성되어, 지지대(110)를 고정시키고 지지하는 역할을 한다.

본 발명의 의자(220)는 도면에서 보는 바와 같이, 탑승 프레임(210)과 연결되는 프레임으로 구성되며, 탑승시 사용자가 앉을 수 있도록 지면과 수평을 이룰 수 있다. 또한 의자(220)는 구동 프레임(310)에 연결될 수 있고, 구동 프레임(310)에 연결되는 경우 사용자의 서기 및 앉기를 보조할 수 있다. 이에 대해서는 도3 및 도 4를 참조하여 후술한다.

또한, 의자(220)는 안장시트로 구성될 수 있으며, 사용자가 이동 중에 휴식을 취하고자 할 때, 앉을 수 있는 자리를 제공하게 된다. 의자(220)는 탑승 프레임(210)에 연결되어 높낮이가 조절될 수 있으므로, 사용자가 이동 보조 시스템(10)에 탑승하여 이동하기 전, 의자(220)의 높낮이를 조절 할 수 있는 편리함을 제공한다.

구동부(300)는 이동 보조 시스템(10)의 이동, 이동 보조 시스템(10)의 무게중심 변화 및 이동 보조 시스템(10)의 높이변화를 담당하게 되며, 구동부(300)는 구동 프레임(310), 구동장치(320), 바퀴(330)와 록킹부(340)를 구비하여 구성된다.

구동 프레임(310)은 탑승부(200)의 탑승 프레임(210) 또는 의자(220)에 부착된 일 단부를 중심으로 회동하는 프레임으로 구성된다. 구동 프레임(310)은 구동부(300)의 전면을 향해 기울어진 프레임(311)과 구동부(300)의 후면을 향해 기울어진 프레임(313)으로 구성된다. 구동 프레임(310)은 이동 보조 시스템(10)의 전방 또는 후방으로 이동할 수 있으나, 구동부(300)의 전면을 향해 기울어진 프레임(311)과 구동부(300)의 후면을 향해 기울어진 프레임(313)은, 서로 교차하거나 평행하게 위치하도록 이동할 수 없도록 구성된다.

또한, 구동 프레임(310)의 일 측에는 구동장치(320)가 부착되고, 구동 프레임의(310)의 일 단부에는 바퀴(330)가 부착될 수 있다.

또한, 구동 프레임(310)은 구동장치(320)와 연결되는 내측 구동 프레임(315)과, 외측 구동 프레임(317)을 포함할 수 있고, 평행 링크 메커니즘(Parallel Link Mechanism)에 의해 구동될 수 있으며, 이에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.

본 발명의 구동장치(320)는 구동 프레임(310)에 연결되어, 구동 프레임(310)이 회동하도록 한다.

본 발명의 제 1실시예로 구동장치(320)는 리니어 액추에이터(Linear Actuator)로 구성될 수 있다. 리니어 액추에이터는 동력에 의해 자체 길이를 조절할 수 있도록 구동되며, 구동 프레임(310)의 내측에 연결된다. 따라서, 리니어 액추에이터는 자체 길이를 조절하여 구동 프레임(310)을 회동시켜 이동 보조 시스템(10)의 축거를 늘리고, 이에 따라 이동 보조 시스템(10)의 높이를 낮출 수 있다.

본 발명의 제 2실시예로 구동장치(320)는 모터(Motor)로 구성될 수 있다. 모터는 구동 프레임(310)에 연결되고, 구동 프레임(310)을 회동시켜, 이동 보조 시스템(10)의 축거를 늘릴 수 있다. 이에 따라 모터는 이동 보조 시스템(10)의 높이를 낮아지게 할 수 있다.

본 발명의 제 3실시예로 구동장치(320)는 슬라이딩 장치와 리니어 액추에이터(Linear Actuator)로 함께 구성될 수 있다. 슬라이딩 장치는 리니어 액추에이터의 길이가 조절되도록 구동될 때, 조절된 리니어 액추에이터의 길이만큼 슬라이딩 장치의 길이가 늘어나거나 줄어들게 되도록 구성된다. 즉, 슬라이딩 장치는 바(Bar)형태로 구성될 수 있고, 동력이 필요없는 장치이다. 슬라이딩 장치는 구동 프레임(310)에 연결된 일 단부와 이동 보조 시스템(10)에 연결된 다른 단부의 거리가 늘어남에 따라 슬라이딩 장치의 길이도 늘어나게 되는 것이다. 따라서, 리니어 액추에이터가 제어유닛(미도시)으로부터 출력된 구동 신호에 의해 길이가 늘어날 때, 리니어 액추에이터의 늘어난 길이만큼 슬라이딩 장치의 길이도 함께 늘어나게 되어, 리니어 액추이에터로만 구성 될 때와 달리, 전동기가 필요하지 않아 동력 소모가 적고, 무게를 감소시킬 수 있어 사용과 보관함에 있어서 그 효과가 있다.

본 발명의 바퀴(330)는 이동 보조 시스템(10)을 이동시키는 바퀴로 구성되어, 구동 프레임(310)의 일 측에 부착된다. 바퀴(330)는 모터와 일체화된 형태(In-Wheel Motor)의 바퀴로 구성될 수 있으며, 일정 각도 내에서 전방향 구동한 형태(Omni-Wheel)의 바퀴로도 구성될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 이동 보조 시스템(10)의 구동과 제어를 동시에 가능하게 되어, 사용자의 이동 효율성을 극대화할 수 있다.

본 발명의 록킹부(340)는 바퀴(330)에 부착되어, 바퀴(330)를 움직이지 못하도록 고정시키는 역할을 담당한다. 록킹부(340)는 입력장치(120)에 의해 조작될 수 있으며, 센서(140)에 의해 측정된 사용자와의 거리에 따라 작동되도록 구성될 수 있다. 록킹부(340)는 모든 바퀴부(320)에 부착될 수 있으나, 구동부(300)의 전면 바퀴부(320) 또는 후면 바퀴부(320) 한쪽에만 부착될 수 있다. 도면에서는 후면 바퀴부(320) 한쪽에만 부착된 것을 도시하고 있다.

이상의 도 1은, 이동 보조 시스템(10)의 측면도로, 이동 보조 시스템(10)의 한 측면만을 도시한 것이다. 따라서, 다른 측면에도 도 1에 도시된 구성들과 동일한 구성들이 구비될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

또한 도 1은, 사용자가 앉은 경우의 이동 보조 시스템(10)을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 사용자가 일어선 경우의 이동 보조 시스템(10)을 도시한 측면도이다.

사용자가 일어선 경우, 지지대(110)는 사용자의 키에 맞도록 높이가 조절되어야 한다. 따라서, 사용자가 일어선 경우에는, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은 구동 프레임(310)을 회동시켜, 지지대(110)의 높이를 사용자의 키에 맞게 조절하게 된다.

사용자가 일어선 경우, 도면과 같이, 구동장치(320)는 구동 프레임(310)이 이동 보조 시스템(10)의 무게중심을 향해 회동하도록 한다. 즉 구동부(300)의 전면을 향해 기울어진 프레임(311)은 구동부(300)의 후면을 향해, 구동부(300)의 후면을 향해 기울어진 프레임(313)은 구동부(300)의 전면을 향해 이동하는 것이다. 따라서, 이동 보조 시스템(10)의 구동부(300)의 높이가 높아지게 되므로, 탑승 프레임(210)에 고정된 지지대(110)의 높이도 높아진다. 따라서, 사용자는 사용자의 키에 맞춰진 지지대(110)에 몸을 지지하고, 이동 보조 시스템(10)을 조작 또는 구동할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자의 키에 맞춰 이동 보조 시스템(10)의 높이를 조절할 수 있으며, 사용자의 앉기와 서기 등의 동작을 지원할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 이동 보조 시스템(10)의 구성에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 전술한 이동 보조 시스템(10)의 구성들을 통해, 사용자에게 제공할 수 있는 이동 보조 시스템(10)의 기능들의 메커니즘에 대하여 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템(10)의 서기 메커니즘을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템(10)의 앉기 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이동 보조 시스템(10)의 앉기와 서기의 메커니즘은 상호 반대로 동작하므로, 본 명세서에서는 도 3의 이동 보조 시스템(10)의 서기 메커니즘을 기준으로 설명하도록 한다.

우선, 도 (a)는 사용자가 앉은 경우의 이동 보조 시스템(10)을 도시한 도면이다. 사용자는 입력장치(120)를 조작하여, 이동 보조 시스템(10)에 서기 동작의 명령을 입력하게 된다. 일례로, 사용자는 지지대(110)에 손과 팔꿈치를 지지한 상태에서, 입력장치(120)의 버튼의 조작을 통해, 일어서기에 대한 명령을 할 수 있다.

그리고, 도 (b)는 일어서기에 대한 명령에 따라 사용자가 일어선 경우의 이동 보조 시스템(10)을 도시한 도면이다. 사용자의 입력에 의한 일어서기에 대한 명령에 따라 구동장치(320)의 제어에 의해 구동 프레임(310)이 회동한다. 구동 프레임(310)이 회동함에 따라, 구동부(300)의 높이가 상승하게 된다. 탑승 프레임(210)은 구동부(300)의 높이가 상승함에 따라 함께 상승하고, 탑승 프레임(210)에 연결된 지지대(110)도 상승하게 된다. 즉, 사용자는 이동 보조 시스템(10)의 탑승 시, 지지대(110)에 팔을 지지한 상태에서 일어서기에 대한 명령을 하면, 이동 보조 시스템(10)의 높이가 높아짐에 따라 사용자의 몸이 상승하게 되는 것이다.

또한, 구동 프레임(310)이 회동함에 따라, 구동 프레임(310)에 부착된 의자(220)도 함께 회동하며 상승하게 된다. 의자(220)는 사용자의 엉덩이를 받쳐 일으켜 세워주면서, 일어서기를 보조할 수 있다.

또한, 본 발명의 등받이(230)는 의자(220)에 수직 방향으로 부착될 수 있으므로, 의자(220)가 회동함에 따라, 등받이(230)는 사선 방향으로 상승하게 된다. 즉, 등받이(230)는 사용자의 등을 뒤에서 밀어주어 사용자의 서기를 보조해주는 것이다.

본 발명의 이동 보조 시스템(10)의 앉기 메커니즘은 전술한 서기 메커니즘과 반대로 동작한다.

따라서, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자의 앉기 또는 서기 시에, 지지대(110)와 의자(220)가 사용자의 무게 중심 이동 방향에 따라 이동하게 되므로, 사용자의 어깨와 팔에 쏠리는 힘이 분산되고, 사용자가 안정적으로 앉거나 일어설 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자의 앉기와 서기를 보조하는 경우, 록킹부(340)에 의해 바퀴(330)를 고정시켜, 사용자가 뒤로 밀리지 않도록 지지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 사용자가 일어선 경우, 이동 보조 시스템(10)을 기존의 보행 보조기(Walker)로 이용하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 도 (a)는 사용자가 앉은 상태로 이동 보조 시스템(10)을 사용하는 것을 도시한 도면이고, 도 (b)는 사용자가 일어선 상태로 이동 보조 시스템(10)을 사용하는 것을 도시한 도면이다.

도 (a)에서 보는 바와 같이, 사용자는 의자(220)에 앉은 상태로 지지대(110)에 손을 얹어 입력장치(120)의 조작을 통하여 이동한다. 그리고, 사용자는 보행을 위해 이동 보조 시스템(10)에 일어서기에 대한 명령을 입력한다. 도 (b)에서 보는 바와 같이, 일어서기에 대한 명령을 입력하여, 사용자의 일어서기 동작이 끝난 후에, 사용자는 뒤로 돌아서서 지지대(110)에 손과 팔을 걸치고 이동 보조 시스템(10)을 보행 보조기처럼 이용할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은 기존의 보행 보조기(Walker)와 같이, 바퀴(330)가 구동되지 않고 사용자의 힘으로 이동할 수 있다. 또한, 이동 보조 시스템(10)은 사용자가 일어선 상태에서 조작부(120)를 조작하여 바퀴(330)를 구동할 수 있으므로 사용자가 힘들이지 않고 이동할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템(10)의 평행 링크 메커니즘(Parallel Link Mechanism)을 설명하기 위해 구동부(300)을 나타낸 도면이다.

구동 프레임(310)은 구동장치(320)과 연결되는 내측 구동 프레임(315)과, 내측 구동 프레임(315)이 회동함에 따라 바퀴(330)와 지면이 경사각이 일정하도록, 내측 구동 프레임(315)과 평행하게 이동하는 외측 구동 프레임(317)을 포함할 수 있다. 내측 구동 프레임(315)과 외측 구동 프레임(317)은 평행 링크 메커니즘에 의해 구동한다.

평행 링크 메커니즘은 평행한 두 개의 링크와, 평행한 두 개의 링크의 일 단부에 고정절이 연결되고, 다른 단부는 고정절과 평행한 연결봉으로 연결될 때, 평행한 두 개의 링크가 고정절에 연결된 일 단부를 회전축으로 회동하면, 연결봉은 고정절과 항상 동일평면상에서 평행하도록 운동하는 메커니즘이다. 따라서 두개의 링크와 연결봉이 이루는 각도는 변화하지만, 연결봉과 고정절은 항상 평행하다.

도 6에서와 보는 바와 같이 구동 프레임(310)은 내측 구동 프레임(315), 이와 평행한 외측 구동 프레임(317)으로 구성되고, 각 프레임(315,317)의 일 단부는 이동 보조 시스템(10)의 탑승부(200)를 고정절로 하여 연결될 수 있다. 또한, 내측 구동 프레임(315)과 외측 구동 프레임(317)의 다른 단부에는 바퀴(330)를 연결봉으로 하여 연결될 수 있다. 내측 구동 프레임(315)이 회동함에 따라 이와 평행한 외측 구동 프레임(317)도 내측 구동 프레임(315)과 평행하게 회동한다. 또한, 내측 구동 프레임(315)과 바퀴(330)가 이루는 각도는 변화하지만, 각 프레임(315,317)의 회동 후에도, 회동 전과 마찬가지로 바퀴(330)는 탑승부(200)와 평행하다. 따라서 바퀴(330)와 지면이 이루는 경사각은 각 프레임(315,317)의 회동 후에도 일정하다.

한편, 평행 링크 메커니즘에 의하지 않는 경우, 즉, 도 6에서 구동 프레임(310)이 내측 구동 프레임(315)으로만 구성되는 경우에는, 내측 구동 프레임(315)이 구동장치(320)의 구동에 따라 이동하면, 내측 구동 프레임(315)은 바퀴(330)와 이루는 각도를 일정하게 유지한다. 내측 구동 프레임(315)과 바퀴(330)가 이루는 각도가 일정하면, 바퀴(330)와 지면이 이루는 경사각이 변화하게 된다. 이 경우 이동 보조 시스템(10)의 무게중심이 불안정해져 작동이 어려워진다.

따라서, 평행 링크 메커니즘은 이동 보조 시스템(10)의 원활한 작동을 위해, 외측 구동 프레임(317)이 내측 구동프레임(315)과 평행을 이루며 이동하게 되어, 바퀴(330)와 지면의 경사각이 변화하지 않게 하는 메커니즘이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템(10)의 앉은 상태에서의 이동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자가 이동 보조 시스템(10)에 앉아서 이동할 수 있는 기능을 제공한다. 기존의 보행 보조기(Walker)는, 사용자가 일어서서 걷는 경우만을 지원하는 경우가 있으나, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자가 이동 보조 시스템(10)을 이용하여 걷다가 힘들 경우, 이동 보조 시스템(10)에 앉아서 이동할 수 있다.

그리고, 사용자가 이동 보조 시스템(10)에 앉아서 이동할 때, 평탄한 길이 아닌 경사로나 비정형 지역 등에서 이동하는 경우가 발생한다. 이 경우, 이동 보조 시스템(10)은 지지대(110) 또는 지면의 기울어짐을 측정하여, 지지대(110)가 지면과 수평을 유지하도록 바퀴(330)의 높이를 조절하는 기능을 제공하게 된다. 이로써, 비정형 지역이나 경사로 등에서도, 사용자가 안전하게 이동을 할 수 있게 된다.

우선, 도 (a)는 평탄한 길에서의 이동 보조 시스템(10)의 상태를 도시한 도면이다. 이 상태에서 사용자는 입력장치(120)를 조작하여, 이동 보조 시스템(10)의 이동을 조작하게 된다.

그리고, 도 (b)는 본 발명의 이동 보조 시스템(10)이 오르막길을 이동하는 경우를 도시한 도면이다.

먼저, 이동 보조 시스템(10)이 오르막길을 이동하는 경우, 이동 보조 시스템(10)의 앞 바퀴(330)는 오르막길을 따라 높이가 높아진다. 따라서 이동 보조 시스템(10)은 앞 바퀴(330)의 높이에 따라 이동 보조 시스템(10)이 뒤로 기울게 된다. 이 때, 센서(140)는 오르막길의 경사에 의해 뒤로 기울어진 지지대(110)의 각도를 측정하여 제어유닛에 출력하게 된다. 그리고, 제어유닛은 측정된 지지대(110)의 각도에 따라, 이동 보조 시스템(10)의 기울기를 제어하는 보정신호를 생성하여 이를 구동장치(320)에 출력한다. 구동장치(320)는 보정신호에 따라, 구동부(300)의 후면을 향해 기울어진 프레임(313)을 회동시킨다. 이 때, 구동부(300)의 후면을 향해 기울어진 프레임(313)의 일 단부에 부착된 바퀴(330)가 이동 보조 시스템(10)의 이동 방향으로 이동하게 되어, 이동 보조 시스템(10)의 후면만을 상승시킨다. 이에 따라, 지지대(110)와 의자(220)는 경사에 의해 기울어지지 않게 된다.

또한, 도 (c)는 본 발명의 이동 보조 시스템(10)이 내리막길을 이동하는 경우를 도시한 도면이다.

먼저, 이동 보조 시스템(10)이 내리막길을 이동하는 경우, 이동 보조 시스템(10)의 앞 바퀴(330)는 내리막길을 따라 높이가 낮아진다. 따라서 이동 보조 시스템(10)은 앞 바퀴(330)의 높이에 따라 이동 보조 시스템(10)이 앞으로 기울게 된다. 이 때, 센서(140)는 내리막길의 경사에 의해 앞으로 기울어진 지지대(110)의 각도를 측정하여 제어유닛에 출력하게 된다. 그리고, 제어유닛은 측정된 지지대(110)의 각도에 따라, 이동 보조 시스템(10)의 기울기를 제어하는 보정신호를 생성하여 이를 구동장치(320)에 출력한다. 구동장치(320)는 보정신호에 따라,구동부(300)의 전면을 향해 기울어진 프레임(311)을 회동시킨다. 이 때, 구동부(300)의 전면을 향해 기울어진 프레임(311)의 일 단부에 부착된 바퀴(330)가 이동 보조 시스템(10)의 이동 방향의 반대 방향으로 이동하게 되어, 이동 보조 시스템(10)의 전면만을 상승시킨다. 이에 따라, 지지대(110)와 의자(220)는 경사에 의해 기울어지지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 중력 센서, 자이로(Gyro) 센서 또는 각속도 센서를 통해 이동 보조 시스템(10)의 지지대(110)와 지면의 기울기를 측정하고, 구동장치(320)가 구동 프레임(310)을 회동시켜, 지지대(110)와 의자(220)가 지면에 의해 기울어지지 않도록 한다. 따라서, 이동 보조 시스템(10)은, 비정형지역이나 경사로 등에서도 사용자의 자세가 기울어지지 않아, 안정적으로 이동할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템(10)의 자율 주행을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자와 이동 보조 시스템(10) 간의 위치를 인식하여, 사용자가 잠시 걷고 싶을 때, 사용자와 일정 간격을 유지한 채, 자율 주행하는 기능을 제공한다.

우선, 사용자는 사용자의 위치 정보를 전송할 수 있는 위치 센서(600)를 소지하고, 본 발명의 센서(140)는 사용자가 소지한 위치 센서(600)와의 통신을 통해, 사용자와 이동 보조 시스템(10) 간의 거리를 측정하도록 구성된다.

본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자가 입력장치(120)를 통해 자율 주행의 명령을 입력하면, 센서(140)를 통해 사용자와 이동 보조 시스템(10) 간의 거리를 측정한다.

또한, 이동 보조 시스템(10)의 도난 우려가 있는 경우에도 이에 대처 할 수 있다. 일례로, 사용자는 이동 보조 시스템(10)을 사용하여 이동하면서 이동 보조 시스템(10)을 잠시 놓고 다른 일을 할 경우가 생긴다. 이 경우 제 3자에 의해서 이동 보조 시스템(10)이 이동하게 되면, 센서(140)가 사용자와의 거리를 감지하고 조작부(120)을 통해 록킹부(340)를 구동시켜 이동 보조 시스템(10)을 정지시킬수 있다. 또한, 제 3자가 자동차에 이동 보조 시스템(10)을 싣고 이동하다가, 사용자와의 거리가 일정 거리 이상 멀어지게 되면, 사용자가 소지한 위치 센서(600)에 경보를 울려 도난의 염려에도 대처할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 기저장된 사용자와의 일정 거리를 유지하기 하기 위하여, 구동부(300)를 제어하여, 이동 보조 시스템(10)을 이동시키게 된다.

즉, 측정된 사용자와 이동 보조 시스템(10) 간의 거리가, 기저장된 사용자와의 일정 거리보다 먼 경우, 이동 보조 시스템(10)은 이동 보조 시스템(10)을 사용자 방향으로 이동시킨다. 반대로, 측정된 사용자와 이동 보조 시스템(10) 간의 거리가, 기저장된 사용자와의 일정 거리보다 가까운 경우에는, 이동 보조 시스템(10)은 이동 보조 시스템(10)을 정지시키는 것이다.

이에 따라, 본 발명의 이동 보조 시스템(10)은, 사용자가 잠시 걷고 싶을 때, 사용자와 일정 간격을 유지한 채, 자율 주행하는 기능을 제공하게 되는 것이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 보조 시스템(10)의 방향 전환 메커니즘을 설명하기 위한 평면도이다.

본 발명의 이동 보조 시스템(10)의 바퀴(332)는 모터와 일체화된 형태(In-Wheel Motor)로 구성 될 수 있고, 바퀴(332)의 구동속도 차를 이용하여 이동 방향을 전환할 수 있다. 예를 들어 우회전의 경우, 사용자가 의자(220)에 앉아 조작부(120)를 조작하여, 이동 보조 시스템(10)이 우회전을 하도록 입력한다. 이 때, 사용자의 좌측 바퀴(332)가 사용자의 우측바퀴(334)에 비해 회전을 더 많이 하도록 구동되어 이동 보조 시스템(10)는 우회전을 할 수 있다. 또한, 제자리 회전의 경우, 사용자가 의자(220)에 앉아 조작부(120)를 조작하여, 이동 보조 시스템(10)가 제자리회전을 하도록 입력한다. 이때, 사용자의 좌측 바퀴(332)와 사용자의 우측바퀴(334)가 서로 반대방향으로 회전하도록 구동함으로써 이동 보조 시스템(10)는 제자리 회전을 할 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 : 이동 보조 시스템 100 : 조작부
200 : 탑승부 300 : 구동부

Claims

사용자의 팔을 얹을 수 있도록 구성된 지지대를 포함하는 조작부;
상기 조작부의 하단에 연결되고 상기 조작부를 지지하는 탑승 프레임;
상기 탑승 프레임에 연결되어 상기 사용자가 앉을 수 있도록 구성된 의자;
상기 탑승 프레임 또는 상기 의자에 부착된 일 단부를 중심으로 회동하도록 구성된 구동 프레임;
상기 구동 프레임에 연결되고, 상기 구동 프레임을 회동시켜 상기 이동 보조 시스템의 높이를 조절하는 구동장치; 및
상기 구동 프레임의 일 단부에 부착된 바퀴를 포함하는 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동 프레임은,
상기 구동장치와 연결되는 내측 구동 프레임; 및
상기 바퀴와 지면의 경사각이 일정하도록, 내측 구동 프레임과 평행하게 이동하는 외측 구동 프레임으로 구성된 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동장치는,
상기 구동 프레임의 내측에 연결되고, 길이가 조절되어, 상기 구동 프레임을 회동시키는 프레임으로 구성된 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동장치는,
상기 구동 프레임에 연결되고, 상기 구동 프레임을 회동시키는 모터로 구성된 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 사용자의 조작에 따라, 상기 구동장치가 상기 구동 프레임에 힘을 가하도록 하는 구동신호 또는 상기 이동 보조 시스템의 진행방향을 결정하는 조향신호를 생성하는 입력장치를 더 포함하는 이동 보조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 구동장치는,
상기 입력장치에 생성된 상기 구동신호에 따라 상기 구동 프레임을 회동시키도록 구성된 이동 보조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 바퀴는,
상기 입력장치에 생성된 상기 조향신호에 따라 상기 이동 보조 시스템을 이동시키도록 구성된 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조작부는,
지면에 의한 상기 지지대의 기울기를 측정하도록 구성된 센서; 및
상기 센서로부터 상기 기울기를 입력 받아, 상기 이동 보조 시스템의 기울기를 제어하는 보정신호를 생성하고, 상기 생성된 보정신호를 상기 구동장치에 출력하는 제어유닛을 더 포함하는 이동 보조 시스템.
제8항에 있어서,
상기 구동장치는,
상기 제어유닛에서 출력한 상기 보정신호에 따라, 상기 이동 보조 시스템의 기울기를 조정하도록 상기 구동 프레임을 회동시키는 이동 보조 시스템.
제9항에 있어서,
상기 센서는,
상기 이동 보조 시스템과 상기 사용자 간의 거리를 측정하도록 구성된 이동 보조 시스템.
제10항에 있어서,
상기 센서에서 측정된 상기 이동 보조 시스템과 상기 사용자 간의 거리를 이용하여, 상기 이동 보조 시스템과 상기 사용자가 일정한 거리를 유지하도록, 상기 바퀴를 구동시키도록 구성된 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 의자 상기 탑승 프레임 또는 상기 구동 프레임에 연결되어, 상기 사용자가 등을 기댈 수 있도록 구성된 등받이를 더 포함하는 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 바퀴는,
모터와 일체화된 형태(In-Wheel Motor) 또는 전방향 구동한 형태(Omni-Wheel)로 구성된 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 지지대의 일면에 부착되어, 상기 사용자가 손으로 잡아 상기 지지대에 지지하도록 구성된 손잡이를 더 포함하는 이동 보조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 바퀴를 고정시키도록 구성되는 록킹부를 더 포함하는 이동 보조 시스템.