KR20130068555A

KR20130068555A - 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법

Info

Publication number: KR20130068555A
Application number: KR1020110135826A
Authority: KR
Inventors: 이효경
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-26

Abstract

본 발명은, 보행 보조 장치의 작동 제어 방법에 있어서, 사용자와 휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계, 상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 근거하여, 상기 제 1 보행 보조 유닛, 상기 제 2 보행 보조 유닛 및 제어 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법 {WALKING ASSISTANCE DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING OPERATION OF THE DEVICE}

본 발명은 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠 구동 기반 보행 보조 유닛과 하체 착용형 보행 보조 유닛이 동시에 운용될 때 발상할 수 있는 낙상 위험을 최소화할 있는 보행 보조 장치 및 그 작동 제어 방법에 관한 발명이다.

외상 또는 정신적인 원인 등에 의해 척수 또는 뇌의 일부가 손상되는 경우, 근육을 움직이도록 하는 신호가 정상적으로 근육에 전달되지 않을 수 있다. 이때, 신체의 일부를 움직일 수 없게 되는 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 질환의 대표적인 예로는 척수 손상과 편마비를 들 수 있다.

이 경우, 질환 발생 초기에 적극적인 운동 재활을 통해 신호 전달 기능을 복원하여 신체 마비를 개선하는 임상 치료 방법에 대해서 다양한 연구 결과가 발표되고 있다.

이러한 재활 치료를 위해서는 트래드밀 등을 활용하여 두 명의 재활 치료사가 장애인의 다리를 직접 움직여 보행 패턴을 만들어야 한다. 그러나, 이 경우, 재활 치료를 위해서는 재활 치료사의 도움이 필수적이므로, 장기적인 치료를 위해서는 많은 비용이 발생하게 된다.

이를 보완하기 위하여, 치료사에 의해 시행되던 기존의 재활 치료를 전기 모터 등에 의해 구동되는 기계 장치로 대체하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 그리고, 상기 연구에 의해 재활 치료 효과를 더욱 개선하기 위한 다양한 장치들이 고안되고 있다.

기계 장치에 의하여 운동 재활을 구현하기 위한 트래드밀을 활용하는 하체 착용형 보행 패턴 생성 장치에 관해서는 1980년대부터 연구되었지만, 이를 응용한 상용화 단계의 장치는 비교적 최근에 개발되었다.

대표적으로, 신체를 와이어에 의해 장치 상부에 고정하여 상하 운동을 관리하고, 전기 모터 구동에 의해 고관절과 무릎 관절의 운동 발생이 가능하도록 하는 기계 장치를 하체에 착용하여 사용자가 트래드밀 상에서 운동 재활을 수행할 수 있도록 하는 장치가 있다.

이 장치는 마비된 다리를 기계적 구동장치에 의해 직접 운동을 시켜 보행 패턴을 생성시킬 수 있다. 이와 동시에 사용자의 보행 의지에 따라 발생하는 하체에 고정된 기계 장치와 다리와의 반발력을 측정하고 운동 궤적을 변경시켜 재활 운동 효과를 극대화시킬 수 있다.

그러나, 본 재활 치료는 트래드밀 상에서 진행되며 사용자의 의지와는 무관하게 기계 장치에 의해 보행 패턴을 생성해 주는 것이다. 따라서, 사용자가 재활 치료에 적극적으로 참여하는 의지를 보이지 않는 경우 치료 효과가 급격하게 낮아지는 문제점이 있다. 그러므로, 사용자가 적극적으로 참여할 수 있는 계기를 마련해 주기 위한 다양한 수단을 부가적으로 구현해 주어야 한다. 예들 들어, 대형 스크린 등을 활용하여 공원을 산책하는 느낌을 사용자에게 전달하는 등의 방법이 있을 수 있다.

이와는 다른 장치로서, 주로 고령자의 저하된 근력을 보조하여 보행을 도와주기 위해 고안된 도 9와 같은 장치가 있다. 상기 장치는 기존 워커의 형태를 갖는 휠 구동 방식 기계 장치에 앉기/서기 동작을 수행할 때 사용자가 의지할 수 있는 지지면을 사용자에 맞추어 움직여 주는 장치를 부가한 것이다. 그리고, 상기 장치는 한국 특허 출원 제10-2010-0069962호 등에 기재되어 있다.

이 장치는 사용자의 보행 의지에 의해서만 움직이며 개방된 공간에서 자유롭게 이동 가능하여 일상 생활을 보조해 줄 수 있다. 그리고, 사용자와 기계 장치가 고정되어 있지 않아 기계 장치를 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 사용자가 장치를 사용하다가 넘어지는 경우에, 기계 장치가 직접적으로 개입하여 이를 방지시켜 줄 수 있는 수단이 없으며 사용자가 넘어지지 않도록 보조해 주는 역할 만을 수행할 수 있다. 또한, 이 장치 역시 근력이 약화된 일반인이나 일부의 편마비 환자에만 적용 가능하며 척수 손상 환자는 사용할 수 없는 한계가 있다.

따라서, 사용자의 상체 조작에 의해 제어되는 휠 구동 방식 보행 보조 장치와 척수 또는 뇌 손상 등의 원인에 의하여 마비되거나 근력이 약화된 하체의 보행 패턴 생성을 위한 하체 착용형의 보행 보조 장치를 동시에 사용하여 상기와 같은 점을 보완할 수 있다. 그러나, 이와 같은 장치를 동시에 사용할 때, 사용자의 절대적인 안전을 보장하기 어려운 점이 있다.

따라서, 휠 타입 보행 보조 장치와 하체 착용형의 보행 보조 장치가 동시에 운용될 때, 절대적인 안전을 보장하는 낙상 방지 장치 및 제어 방법이 도입될 필요가 있다.

따라서, 본 명세서는 전술한 문제점을 해결하는 방안들을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 명세서는 하체 착용형의 보행 보조 유닛과 휠 타입 보행 보조 유닛의 자세 변화를 검출할 수 있는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 명세서는 하체 착용형의 보행 보조 유닛과 휠 타입 보행 보조 유닛의 자세 변화를 통하여 낙상 위험 여부를 판단할 수 있는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 명세서는 휠 타입의 보행 보조 유닛과 하체 착용형의 보행 보조 유닛을 동시에 운용할 때 발생할 수 있는 낙상 위험을 최소화하는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 사용자와 휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계, 상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 근거하여, 상기 제 1 보행 보조 유닛, 상기 제 2 보행 보조 유닛 및 제어 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 정보 획득 단계가, 사용자와 상기 제 1 보행 보조 유닛의 감지부 상호 간에 작용하는 작용력을 센싱하는 단계, 상기 감지부의 기울기를 센싱하는 단계, 상기 감지부의 각속도를 센싱하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 정보 획득 단계가 상기 제 2 보행 보조 유닛이 지면 반발력을 센싱하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 판단 단계가 상기 센싱된 감지부의 기울기, 상기 센싱된 감지부의 각속도, 상기 센싱된 작용력 및 상기 센싱된 지면 반발력 중 적어도 하나에 근거하여 낙상 위험 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 판단 단계가 상기 센싱된 감지부의 기울기에 대한 평균값이 소정의 값 이상이고, 상기 센싱된 감지부의 각속도의 최대값이 소정의 값 이상인 경우, 낙상 위험 상태로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 판단 단계가 상기 센싱된 작용력의 소정의 벡터 성분의 값과 상기 지면 반발력의 소정의 벡터 성분의 값의 차이가 소정의 범위 이상인 경우, 낙상 위험 상태로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 제어 단계가 상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제한하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 제어 단계가 상기 제 1 보행 보조 유닛과 상기 제 2 보행 보조 유닛이 소정 거리를 유지하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 구동 단계가 상기 제어 유닛이 상기 제 1 보행 보조 유닛 또는 상기 제 2 보행 보조 유닛 이 위치한 방향으로 이동하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치의 작동 제어 방법은, 상기 구동 단계가 상기 제어 유닛이 상기 제 1 보행 보조 유닛 또는 상기 제 2 보행 보조 유닛과 소정 거리를 유지하도록 이동하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따른 보행 보조 장치는, 휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛, 하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛, 상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛과 물리적으로 연결되고, 사용자와 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 상기 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 근거하여, 상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 보행 보조 장치는, 휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛, 하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛, 상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛과 물리적으로 연결되고, 사용자와 상기 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 상기 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 근거하여 동작하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 보행 보조 장치는, 상기 제어 유닛이 하네스(harness), 마그네틱 디바이스(Magnetic Device) 또는 엑추에이터(Actuator)를 포함할 수 있다.

본 명세서의 개시에 의하여, 전술한 종래 기술의 문제점들이 해결된다.

구체적으로, 본 명세서의 개시에 의해, 하체 착용형의 보행 보조 유닛과 휠 타입 보행 보조 유닛의 자세 변화를 검출할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.

또, 본 명세서의 개시에 의하여, 하체 착용형의 보행 보조 유닛과 휠 타입 보행 보조 유닛의 자세 변화를 통하여 낙상 위험 여부를 판단할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.

또, 본 명세서의 개시에 의하여, 휠 타입의 보행 보조 유닛과 하체 착용형의 보행 보조 유닛을 동시에 운용할 때 발생할 수 있는 낙상 위험을 최소화 하는 방안을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 보행 보조 장치를 사용자가 사용하고 있는 상태를 나타낸 사용 상태도이다.
도 2는 휠 타입 보행 보조 유닛의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.
도 3은 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하는 일 실시예를 나타내고 있는 도면이다.
도 4는 상기 제 1 감지부가 상기 제 1 감지부의 기울기, 각속도를 측정하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.
도 5는 하체 착용형 보행 보조 유닛의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6b는 각 유닛 간 신호 흐름의 일예를 나타낸 도면이다.
도 7은 사용자와 상기 제 1 감지부 상호 간에 작용하는 작용력, 사용자의 하체를 통해 전달되는 지면 반발력에 근거하여 사용자의 낙상 위험 상태를 판단하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.
도 8은 상기 보행 보조 장치가 하체 착용형의 보행 보조 유닛, 휠 타입의 보행 보조 유닛, 제어 유닛을 제어하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.
도 9는 주로 고령자의 저하된 근력을 보조하여 보행을 도와주기 위해 고안된 장치를 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1

도 1은 본 발명의 보행 보조 장치를 사용자가 사용하고 있는 상태를 나타낸 사용 상태도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 보행 보조 장치는 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200), 제어 유닛(300)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)은 제 1 보행 보조 유닛이라고 할 수 있으며, 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)은 제 2 보행 보조 유닛이라고 할 수 있다.

사용자가 주로 상체를 기대어 의지할 수 있는 휠 타입의 보조 유닛(100)은 현재 사용자의 보행 보조 및/또는 사용자의 보행 재활에 일반적으로 사용되고 있다. 또, 사용자의 하체에 주로 착용되는 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)도 현재 사용자의 보행 보조 및/또는 사용자의 보행 재활에 일반적으로 사용되고 있다.

상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)은 사용자의 상체 동작을 감지할 수 있고, 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조할 수 있다.

상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)은 감지부(110), 몸체(170), 휠(180)을 포함할 수 있다. 상기 감지부(110)에 사용자가 몸을 기대어 의지할 수 있으며, 상기 감지부(110)는 사용자의 상체 동작을 감지하여 사용자의 동작 의지를 파악할 수 있다. 또, 상기 감지부(110)는 가속도계, 각속도계, 기울기 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 가속도계는 상기 감지부에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 상기 각속도계는 상기 감지부의 각속도를 측정할 수 있다. 상기 기울기 센서는 상기 감지부의 기출기를 측정할 수 있다. 상기 센싱된 감지부의 각속도, 상기 센싱된 감지부의 기울기를 포함하여 상기 휠 타입 보행 보조 유닛(100)의 상태 정보라고 할 수 있다. 상기 휠(180)은 지면과 접촉되어 굴림될 수 있으며, 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛을 동작시키는 역할을 수행한다. 상기 몸체(170)는 상기 감지부를 지지하고, 상기 휠에 연결되어 질 수 있다.

상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)은 사용자의 하체 동작을 감지할 수 있으며, 사용자의 하체에 장착될 수 있다. 또, 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)도 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조할 수 있다.

상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)은 한쌍의 프레임(270), 슬관절부 구동부(280), 고관절부 구동부(290)를 포함할 수 있다. 상기 한쌍의 프레임(270)은 슬관절부 구동부(280), 고관절부 구동부(290)에 연결되어 있으며, 사용자의 하체를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 슬관절부 구동부(280)는 사용자의 슬관절부에 장착되어, 슬관절부 구동부에 연결된 프레임을 구동시킬 수 있다. 상기 고관절부 구동부(290)는 사용자의 고관절부에 장착되어, 고관절부 구동부에 연결된 프레임을 구동시킬 수 있다. 한편, 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)에 적어도 하나 의 감지부가 설치될 수 있다. 상기 감지부는 사용자의 하체 동작을 감지하여 사용자의 동작 의지를 파악할 수 있다. 또, 상기 감지부는 힘센서를 포함할 수 있다. 상기 힘센서는 사용자 하체로부터의 지면 반발력을 측정할 수 있다.

상기 제어 유닛(300)은 사용자의 상체에 착용되어 사용자를 구속할 수 있다. 또, 상기 제어 유닛(300)은 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)의 동작을 제어할 수 있다.

상기 제어 유닛(300)은 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)과 물리적으로 연결될 수 있다. 이 때, 상기 제어 유닛(300)은 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 제 1 연결부(310)를 통하여 연결될 수 있다. 또, 상기 제어 유닛(300)은 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)과 제 2 연결부(320)를 통하여 연결될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 연결부(310), 상기제 2 연결부(320)는 소정의 범위 내에서 자유롭게 동작할 수 있다.

한편, 상기 제 1 연결부(310)는 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 상기 제어 유닛(300)을 고정시킬 수 있다. 또, 상기 제 1 연결부(100)는 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)을 당기거나 밀 수 있다. 또, 상기 제 2 연결부(320)는 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)과 상기 제어 유닛(300)을 고정시킬 수 있다. 또, 상기 제 2 연결부(320)는 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)을 당기거나 밀 수 있다.

상기 제어 유닛(300)은 하네스(harness), 마그네틱 디바이스(Magnetic Device), 엑추에이터(Actuator), 스프링 장치를 포함할 수 있다.

도 1(a)를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)이 마그네틱 디바이스(Magnetic Device)로 구성된 것을 확인할 수 있다. 이 때, 마그네틱 특성을 이용하여, 상기 제어 유닛(300)이 동작할 수 있다.

도 1(b)를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)이 하네스(Harness)로 구성된 것을 확인할 수 있다. 이 때, 하네스에 포함된 와이어를 이용하여, 상기 제어 유닛(300)이 동작할 수 있다.

도 1(c)를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)이 엑추에이터(Actuator)로 구성된 것을 확인할 수 있다. 이 때, 엑추에이터의 동작 특성을 이용하여, 상기 제어 유닛(300)이 동작할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의할 때, 사용자는 하체에 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)을 착용하고, 상체를 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)의 감지부에 의지하며, 상체에 제어 유닛(300)을 착용한 형태로 상기 보행 보조 장치를 사용할 수 있다.

한편, 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200), 상기 제어 유닛(300)은 서로 통신을 수행할 수 있다. 이는 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)이 서로 각 상태 정보를 공유하여, 보행 보조 장치를 안정적으로 구동시키기 위해서이다. 이러한 통신은 유무선망을 통한 유선 통신 또는 무선 통신일 수 있다. 유선 통신은, 예를 들어, 알에스-232(RS-232) 또는 유에스비(USB) 방식 등으로 이루어질 수 있다. 무선 통신은, 예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 방식 등으로 이루어질 수 있다.

도 2

도 2는 휠 타입 보행 보조 유닛(100)의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 휠 타입 보행 보조 유닛(100)은 제 1 감지부(110), 제 1 제어부(120), 제 1 구동부(130), 제 1 송수신부(140)를 포함할 수 있다. 다만, 도시된 구성 요소가 본 발명의 휠 타입 보행 보조 유닛(100)의 필수 구성 요소에 해당하는 것은 아니며, 상기 구성 요소보다 더 많은 구성 요소에 의하여 휠 타입 보행 보조 유닛(100)이 구성될 수도 있고, 상기 구성 요소보다 더 적은 구성 요소에 의하여 휠 타입 보행 보조 유닛(100)이 구성될 수도 있다.

상기 제 1 감지부(110)는 사용자의 동작을 감지할 수 있다. 특히, 상기 제 1 감지부(110)는 사용자의 상체 동작을 정밀하게 감지할 수 있다. 상기 사용자의 동작은 사용자가 상기 휠 타입 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)에 가하는 힘의 크기, 상기 힘의 방향, 상기 힘이 가해지는 상기 휠 타입 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)의 위치 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제 1 감지부(110)에서 감지된 사용자의 동작에 관한 정보를 제 1 사용자 동작 정보라고 정의하기로 한다.

즉, 사용자와 보행 보조 장치 간에 발생하는 상호 작용의 판단을 위해서, 휠 타입 보행 보조 유닛(100)은 사용자의 상체와 휠 타입 보행 보조 유닛(100)의 제 1 감지부(110) 상호 간에 작용하는 힘을 측정할 수 있다. 또, 상기 제 1 감지부(110)는 사용자와 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력을 측정할 수 있는 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 압저항 방식을 활용한 FSR(Force Sensing Resistor), 미세 변형에 따른 저항 변화를 검출하는 스트레인 게이지에 의하여 힘을 간접 측정할 수 있는 로드셀 등을 활용하여 사용자와 상기 휠 타입 보행 보조 유닛(100)간의 힘을 측정할 수 있다.

또, 상기 제 1 감지부(110)는 가속도계, 각속도계, 기울기 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 가속도계는 상기 감지부에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 상기 각속도계는 상기 감지부의 각속도를 측정할 수 있다. 상기 기울기 센서는 상기 감지부의 기출기를 측정할 수 있다.

한편, 상기 제 1 감지부(110)는 사용자가 조작하는 조이스틱과 같은 조정간으로 형성하는 것도 가능하다.

상기 제 1 감지부(110), 상기 제 1 제어부(120)는 상기 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.

도 3

도 3은 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측하는 일 실시예를 나타내고 있는 도면이다.

도 3을 참조하면, 사용자는 도 3과 같이 감지부(110)에 힘을 가할 수 있다. 감지부 내의 제 1 감지부는(110)는 상기 힘을 수평 방향의 힘과 수직 방향의 힘으로 분해할 수 있다. 그리고, 상기 수직 방향 벡터로 표현된 힘에 근거하여, 상기 사용자의 발이 지면으로부터 떨어지는 높이를 산출할 수 있다. 또, 상기 수평 방향 벡터 힘에 근거하여, 상기 사용자의 보폭을 예측하여 산출할 수 있다. 상기와 같은 방식 등에 의하여, 제 1 감지부, 제 1 제어부는 사용자의 상체 동작에 기초하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.

상기 제 1 제어부(120)는 상기 제 1 사용자 동작 정보에 대응하는 제 1 구동 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 1 구동 정보는 제 1 구동부를 특정 형태로 구동시키기 위한 신호를 의미한다. 또, 상기 제 1 구동 정보는 휠 타입의 보행 보조 장치를 구동시키는데 필요한 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)의 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.

상기 제 1 제어부(120)는 각 제 1 사용자 동작 정보에 대응하는 제 1 구동 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 제어부(120)는 상기 제 1 사용자 동작 정보에 근거하여, 제 1 구동부를 구동시키기 위한 제 1 구동 정보를 매핑할 수 있다.

상기 제 1 구동부(130)는 상기 제 1 구동 정보에 근거하여 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)을 구동시킬 수 있다. 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)의 구동부는 바퀴, 상기 바퀴를 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 구동 정보에 기초하여 모터가 구동될 수 있고, 상기 모터의 구동에 의하여 바퀴가 구동될 수 있다.

한편, 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)의 협조 제어를 위하여, 각 보행 보조 장치의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 측정할 필요가 있다. 따라서, 상기 제 1 구동부는 상기 휠 타입의 보행 보조 장치의 위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등을 측정할 수 있는 제 1 측정부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 측정부로부터 획득할 수 있는 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 제 1 장치 동작 정보라고 정의하기로 한다.

각 구동부의 위치 측정을 위한 예로써, 인크리멘탈 인코더를 상기 모터 축에 부착하여 미리 설정된 초기화 위치에서 인코더 상대값을 초기화하고, 초기화 값에 대한 변화량으로 위치를 측정하는 방법이 있다. 또, 각 구동부의 속도 측정을 위한 예로써, 일정 시간 동안 인코더 값의 상기 변화량을 측정하여 속도를 계산하는 방법이 있을 수 있다.

또, 위치 측정의 또 다른 실시예로써, 구동부의 회전 각도에 따라 저항이 변화하는 아날로그 포텐션미터에 기준 전압을 인가하고 저항 변화에 따른 출력 전압으로 위치를 측정하는 방법이 있다. 또, 속도 측정의 또 다른 실시예로써, 구동부의 회전 속도에 따라 전압이 변화하는 타코미터를 사용하여 상기 타코미터에서 출력되는 전압으로 속도를 측정하는 방법이 있을 수 있다.

상기 제 1 송수신부(140)는 다른 유닛과 신호를 송수신할 수 있다. 이것은 상기 휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛(100)과 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200) 간에 조작 의도 및 구동 제어 신호를 공유하기 위해서이다.

도 4

도 4는 상기 제 1 감지부(110)가 상기 제 1 감지부(110)의 기울기, 각속도를 측정하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 제 1 감지부(110)가 평면 상태에서 점선에서 표시된상태로 기울어질 수 있다. 이 때, 상기 기울기 센서는 상기 제 1 감지부의 기울어진 정도(b °)를 측정할 수 있다. 또, 상기 제 1 감지부가 기울어지는 경우, 상기 각속도계가 기울어진 방향으로의 각속도(a)를 측정할 수 있다.

도 5

도 5는 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)의 각 기능부를 나타내고 있는 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)은 제 2 감지부(210), 제 2 제어부(220), 제 2 구동부(230), 제 2 송수신부(240)를 포함할 수 있다. 다만, 도시된 구성 요소가 본 발명의 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)의 필수 구성 요소에 해당하는 것은 아니며, 상기 구성 요소보다 더 많은 구성 요소에 의하여 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)이 구성될 수도 있고, 상기 구성 요소보다 더 적은 구성 요소에 의하여 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)이 구성될 수도 있다.

상기 제 2 감지부(210)는 사용자의 동작을 감지할 수 있다. 특히, 상기 제 2 감지부(210)는 사용자의 하체 동작을 정밀하게 감지할 수 있다. 상기 사용자의 동작은 사용자가 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)에 가하는 힘의 크기, 상기 힘의 방향, 상기 힘이 가해지는 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)의 위치 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제 2 감지부(210)에서 감지된 사용자의 동작에 관한 정보를 제 2 사용자 동작 정보라고 정의하기로 한다.

즉, 사용자와 보행 보조 유닛 간에 발생하는 상호 작용의 판단을 위해서, 하체 착용형 보행 보조 유닛은 사용자와 하체 착용형 보행 보조 유닛 간에 작용하는 지면 반발력을 측정할 수 있다. 상기 제 2 감지부(210)는 사용자와 유닛 간에 발생하는 작용력을 측정할 수 있는 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 압저항 방식을 활용한 FSR(Force Sensing Resistor), 미세 변형에 따른 저항 변화를 검출하는 스트레인 게이지에 의하여 힘을 간접 측정할 수 있는 로드셀 등을 활용하여 사용자와 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛 간의 힘을 측정할 수 있다.

또, 상기 제 2 감지부, 제 2 제어부는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 근거하여, 사용자의 하체 보행 패턴을 예측할 수 있다.

상기 제 2 제어부(220)는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 대응하는 제 2 구동 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 2 구동 정보는 제 2 구동부를 특정 형태로 구동시키기 위한 신호를 의미한다. 또, 상기 제 2 구동 정보는 하체 착용형 보행 보조 유닛을 제어하기 위한 하체 착용형 보행 보조 유닛의 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.

상기 제 2 제어부(220)는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 대응하는 제 2 구동 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 제어부(220)는 상기 제 2 사용자 동작 정보에 근거하여, 제 2 구동부를 구동시키기 위한 제 2 구동 정보를 생성할 수 있다.

상기 제 2 구동부(230)는 상기 제 2 구동 정보에 근거하여 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛을 구동시킬 수 있다. 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)의 구동부는 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛을 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 구동 정보에 기초하여 모터가 구동되고, 상기 모터의 구동에 의하여 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛이 구동될 수 있다.

한편, 휠 타입의 보행 보조 유닛과 하체 착용형 보행 보조 유닛 간의 협조 제어를 위하여, 각 보행 보조 유닛의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 측정할 필요가 있다. 따라서, 상기 제 2 구동부는 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛의 위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등에 관한 정보 등을 측정할 수 있는 제 2 측정부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 측정부로부터 획득할 수 있는 상기 하체 착용형 보행 보조 장치의 동작에 관한 정보(위치, 이동 방향, 속도, 가속도, 이동 거리 등)를 제 2 장치 동작 정보라고 정의하기로 한다.

상기 제 2 송수신부(240)는 다른 유닛과 신호를 송수신할 수 있다. 이것은 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)과 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100) 간에 조작 의도 및 구동 제어 신호를 공유하기 위해서이다.

도 6

도 6(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면, 보행 보조 장치는 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)으로부터 제 1 정보를 획득할 수 있다. 또, 보행 보조 장치는 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)으로부터 제 2 정보를 획득할 수 있다(S610). 상기 제 1 정보는 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛의 제 1 감지부(110)가 센싱한 정보이다. 상기 제 1 정보는 사용자와 상기 제 1 감지부 상호 간에 작용하는 작용력, 상기 제 1 감지부의 기울기, 상기 제 1 감지부의 각속도를 포함할 수 있다. 상기 제 2 정보는 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛의 제 2 감지부(210)가 센싱한 정보이다. 상기 제 2 정보는 사용자의 하체를 통해 전달되는 지면 반발력을 포함할 수 있다.

한편, 상기 보행 보조 장치는 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)으로부터 획득한 제 1 정보, 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)으로부터 획득한 제 2 정보에 근거하여, 사용자의 낙상 위험 여부를 판단할 수 있다(S620).

예컨대, 상기 제 1 감지부의 기울기가 소정의 값 이상인 경우, 상기 보행 보조 장치는 사용자의 상태를 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다. 또는, 소정의 시간 동안 제 1 감지부의 기울기를 측정하고, 상기 소정 시간 동안의 기울기의 평균값이 소정의 값 이상인 경우, 상기 보행 보조 장치는 사용자의 상태를 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다. 왜냐하면, 상기 제 1 감지부의 기울기 또는 기울기의 평균값이 소정의 값 이상이라는 것은 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛이 넘어질 정도로 기울어져 있다는 것을 의미하기 때문이다.

또, 상기 제 1 감지부의 가속도가 소정의 값 이상인 경우, 상기 보행 보조 장치는 사용자의 상태를 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다. 왜냐하면, 상기 제 1 감지부의 가속도가 소정의 값 이상이라는 것은 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛이 외부로부터 충격을 강하게 받았다는 것을 의미할 수 있기 때문이다.

또, 상기 보행 보조 장치는 사용자와 상기 제 1 감지부 상호 간에 작용하는 작용력, 사용자의 하체를 통해 전달되는 지면 반발력에 근거하여 사용자의 낙상 위험 상태를 판단할 수 있다.

도 7

도 7은 사용자와 상기 제 1 감지부(110) 상호 간에 작용하는 작용력, 사용자의 하체를 통해 전달되는 지면 반발력에 근거하여 사용자의 낙상 위험 상태를 판단하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.

도 7(a)는 상기 제 1 감지부(110)가 감지한 사용자의 작용력(410)을 나타낸 도면이다. X, Y, Z로 이루어진 세 축을 이용하여, 상기 작용력(410)을 표현할 수 있다. 도 7(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 작용력(410)은 x1, y1, z1 세 벡터로 나누어질 수 있다.

도 7(b)는 사용자의 하체를 통해 전달되는 지면 반발력(420)을 나타낸 도면이다. X, Y, Z로 이루어진 세 축을 이용하여, 상기 지면 반발력을 표현할 수 있다. 도 7(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 지면 반발력(420)은 x2, y2, z2 세 벡터로 나누어질 수 있다.

이 때, 소정의 벡터 성분 간의 크기 차이가 소정의 값 이상인 경우, 상기 보행 보조 장치는 사용자의 상태를 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다. 왜냐하면, 소정의 축 방향에서 가해지는 힘의 차이가 일정한 범위 이상으로 벌어지는 경우, 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)의 간격이 크게 벌어질 위험이 크기 때문이다.

또는, 복수의 벡터 성분을 결합한 벡터를 이용하여 낙상 위험 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 도 7(a)의 x1과 z1을 결합한 벡터와 도 7(b)의 x2와 z2를 결합한 벡터를 비교할 수 있다. 이 경우에도, 양 벡터의 차이가 소정의 값 이상인 경우, 상기 보행 보조 장치는 사용자의 상태를 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.

도 6(b)를 참조했을 때, 제어 유닛(300)의 제어부(310)가 낙상 위험 여부를 판단할 수 있다. 또는, 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)의 제 1 제어부(120), 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)의 제 2 제어부(220)가 낙상 위험 여부를 판단할 수도 있다.

한편, 상기 보행 보조 장치는 상기 판단 결과에 근거하여, 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200), 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 제어 유닛(300)을 제어할 수 있다(S630).

도 8

도 8은 상기 보행 보조 장치가 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200), 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 제어 유닛(300)을 제어하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.

도 8(a)는 상기 보행 보조 장치가 제어 유닛(300)을 제어하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.

도 8(a)를 참조하면, 사용자가 뒷 방향으로 넘어질 수 있다는 위험을 상기 보행 보조 장치가 인지한 경우, 상기 보행 보조 장치는 상기 제어 유닛(300)이 앞 방향(810)으로 이동하도록 제어할 수 있다.

또, 사용자가 앞 방향으로 넘어질 수 있다는 위험을 상기 보행 보조 장치가 인지한 경우, 상기 보행 보조 장치는 상기 제어 유닛(300)이 뒷 방향(820)으로 이동하도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 사용자가 넘어지려고 하는 방향의 반대 방향으로 상기 제어 유닛을 이동시킴으로써, 사용자의 낙상 위험을 원척적으로 방지할 수 있다.

도 8(b)는 상기 보행 보조 장치가 휠 타입의 보행 보조 유닛(100), 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200), 제어 유닛(300)을 제어하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.

도 8(b)를 참조하면, 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 제어 유닛(300)의 간격이 소정의 간격을 벗어나려 한다고 판단하는 경우, 상기 보행 보조 장치가 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 제어 유닛(300) 간의 연결부를 고정함으로써, 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)과 제어 유닛(300)이 소정의 거리를 유지하도록 제어할 수 있다.

또, 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)과 제어 유닛(100)의 간격이 소정의 간격을 벗어나려 한다고 판단하는 경우, 상기 보행 보조 장치가 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)과 제어 유닛(300) 간의 연결부를 고정함으로써, 하체 착용형 보행 보조 유닛(200)과 제어 유닛(300)이 소정의 거리를 유지하도록 제어할 수 있다.

도 8(c)는 상기 보행 보조 장치가 휠 타입의 보행 보조 유닛, 하체 착용형의 보행 보조 유닛, 제어 유닛을 제어하는 방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 8(c)를 참조하면, 휠 타입의 보행 보조 유닛과 제어 유닛의 간격이 소정의 간격을 벗어났다고 판단하는 경우, 상기 제 1 연결부가 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛을 상기 제어 유닛 방향(820)으로 당김으로써, 휠 타입의 보행 보조 유닛과 제어 유닛이 소정의 거리를 유지하도록 제어할 수 있다.

또, 하체 착용형 보행 보조 유닛과 제어 유닛의 간격이 소정의 간격을 벗어났다고 판단하는 경우, 상기 제 2 연결부가 상기 하체 착용형 보행 보조 유닛을 상기 제어 유닛 방향(830)으로 당김으로써, 하체 착용형 보행 보조 유닛과 제어 유닛이 소정의 거리를 유지하도록 제어할 수 있다.

이외에도, 상기 제어 유닛의 이동, 상기 제 1, 2 연결부를 이용한 제어 유닛과 휠 타입 보행 보조 유닛, 하체 착용형 보행 보조 유닛 간의 제어 등을 통하여, 상기 하체 착용형의 보행 보조 유닛(200)과 상기 휠 타입의 보행 보조 유닛(100)이 일정한 거리를 유지하도록 제어할 수 있다. 이와 같은 제어에 의하여, 낙상 위험을 최소화할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 서로 개별적으로 또는 조합되어 이용할 수 있다. 또, 각 실시예를 구성하는 단계들은 다른 실시예를 구성하는 단계들과 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있다.

또, 이상에서 설명한 방법은 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 지금까지 설명한 방법들은 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 코드로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 저장부에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

또한, 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 속한다.

100 : 휠 타입의 보행 보조 유닛
110 : 제 1 감지부 120 : 제 1 제어부 130 : 제 1 구동부
140 : 제 1 송수신부
200 : 하체 착용형의 보행 보조 유닛
210 : 제 1 감지부 220 : 제 1 제어부 230 : 제 1 구동부
240 : 제 1 송수신부
300 : 제어 유닛

Claims

보행 보조 장치의 작동 제어 방법에 있어서,
사용자와 휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계;
상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과에 근거하여, 상기 제 1 보행 보조 유닛, 상기 제 2 보행 보조 유닛 및 제어 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 정보 획득 단계는,
사용자와 상기 제 1 보행 보조 유닛의 감지부 상호 간에 작용하는 작용력을 센싱하는 단계;
상기 감지부의 기울기를 센싱하는 단계; 및
상기 감지부의 각속도를 센싱하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 정보 획득 단계는,
상기 제 2 보행 보조 유닛이 지면 반발력을 센싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 판단 단계는,
상기 센싱된 감지부의 기울기, 상기 센싱된 감지부의 각속도, 상기 센싱된 작용력 및 상기 센싱된 지면 반발력 중 적어도 하나에 근거하여 낙상 위험 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 판단 단계는,
상기 센싱된 감지부의 기울기에 대한 평균값이 소정의 값 이상이고, 상기 센싱된 감지부의 각속도의 최대값이 소정의 값 이상인 경우, 낙상 위험 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 판단 단계는,
상기 센싱된 작용력의 소정의 벡터 성분의 값과 상기 지면 반발력의 소정의 벡터 성분의 값의 차이가 소정의 범위 이상인 경우, 낙상 위험 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 단계는,
상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 단계는,
상기 제 1 보행 보조 유닛과 상기 제 2 보행 보조 유닛이 소정 거리를 유지하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 단계는,
상기 제어 유닛이 상기 제 1 보행 보조 유닛 또는 상기 제 2 보행 보조 유닛이 위치한 방향으로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 단계는,
상기 제어 유닛이 상기 제 1 보행 보조 유닛 또는 상기 제 2 보행 보조 유닛과 소정 거리를 유지하도록 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치의 작동 제어 방법.
휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛;
하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛; 및
상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛과 물리적으로 연결되고,
사용자와 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 상기 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 근거하여, 상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.
휠 타입의 제 1 보행 보조 유닛;
하체 착용형의 제 2 보행 보조 유닛; 및
상기 제 1 보행 보조 유닛 및 상기 제 2 보행 보조 유닛과 물리적으로 연결되고,
사용자와 상기 제 1 보행 보조 유닛 간에 발생하는 작용력에 대한 정보, 상기 제 1 보행 보조 유닛의 상태 정보 및 상기 제 2 보행 보조 유닛에서 센싱된 지면 반발력에 대한 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 상기 획득한 정보에 근거하여, 낙상 위험 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 근거하여 동작하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
하네스(harness), 마그네틱 디바이스(Magnetic Device) 또는 엑추에이터(Actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.