KR20130111763A

KR20130111763A - 보행 보조장치

Info

Publication number: KR20130111763A
Application number: KR1020120033901A
Authority: KR
Inventors: 유승현; 이경백; 이창경
Original assignee: 유승현
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-11
Also published as: KR101368817B1

Abstract

본 발명은 보행 보조장치에 관한 것으로서, 착용자의 허리를 지지하는 제1지지부와, 제1지지부에 일 단이 결합되고 착용자의 대퇴부를 지지하는 제2지지부와, 제2지지부의 타 단에 결합되고 착용자의 하퇴부를 지지하는 제3지지부와, 제1지지부에 대하여 제2지지부를 회전가능하게 결합시키는 고관절부와, 제2지지부에 대하여 제3지지부를 회전가능하게 결합시키는 슬관절부를 포함하는 지지유닛과; 제1지지부에 설치되는 구동모터와, 구동모터의 회전력을 제2지지부로 전달하여 제2지지부를 회전시킬 수 있도록 구동모터와 고관절부에 설치되는 링크구동부와, 구동모터의 회전력을 제3지지부로 전달하여 제3지지부를 회전시킬 수 있도록 일 측은 링크구동부와 연동되게 설치되고 타 측은 슬관절부에 설치되는 동력전달부를 포함하는 구동유닛과; 구동모터에 전원을 공급하는 배터리와; 구동모터의 작동을 제어하는 제어유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

보행 보조장치{Walk assist apparatus}

본 발명은 보행 보조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행이 불편한 환자나 노약자 및 보행 장애를 갖는 사람이 착용하여 보행에 도움을 줄 수 있는 보행 보조장치에 관한 것이다.

일반적으로 보행 보조장치는 보행이 불편한 환자나 노약자의 재활을 돕거나 거동을 보조하기 위하여 사용되는 수단이다.

종래의 보행 보조장치는 착용자의 움직임에 따라 동작하는 단순한 메커니즘으로 되어 있었으나, 최근 개발된 보행 보조장치는 컴퓨터와 인체공학적 메커니즘을 접목하여 보다 편리하고 근력 증강 효과가 우수한 장점을 가지고 있다.

상기와 같은 보행 보조장치는 크게 3가지 분야로 나눌 수 있는데 첫째, 인체의 몸을 기대어 움직일 때 착용자의 몸무게를 대신 지지해주고 상체의 힘을 이용하여 균형을 잡아주는 형태의 보조장치 분야와, 둘째, 걸을 수 없는 사람의 보행을 가능하게 해주는 휠체어 분야와, 셋째, 쉽게 걷지 못하는 사람의 하지 관절에 액추에이터를 부착하여 근력을 보조해주는 착용형 로봇 분야로 나눌 수 있다.

상기와 같은 종래의 보행 보조장치의 일 예로 한국등록특허 제716597호에는 지능형 근력 및 보행 보조용 로봇이 개시되어 있다.

상기 지능형 근력 및 보행 보조용 로봇은 착용자의 하체에 착용하는 외골격과, 모터에 의해 주행하는 캐스터워커와, 외골격과 캐스터워커를 연결하는 암으로 이루어진다. 외골격은 좌우측 다리 프레임에 각각 고관절부와 슬관절부가 설치되는 한편, 착용자가 착용하는 허리 브레이스, 허벅지 브레이스, 종아리 브레이스가 다리 프레임에 결합되는 구성을 가진다. 바퀴가 달린 캐스터워커는 별도의 주행용 모터에 의해 구동되며 착용자가 손으로 잡고 지탱할 수 있는 손잡이를 구비하고 있다. 캐스터워커에 설치되어 외골격에 연결되는 암은 외골격의 고관절부와 슬관절부를 각각 구동할 수 있도록 모터와 기어 등으로 구성되는 구동장치를 내장하고 있다.

이러한 종래의 보행 보조장치 내지 로봇은 캐스터워커가 자체적으로 주행하면서 암의 구동장치를 통해 외골격의 고관절부와 슬관절부를 동작시키기 때문에 보행 보조뿐만 아니라 근력 증강을 통한 재활에 매우 유용하다고 할 수 있다.

그러나, 종래의 보행 보조장치는 구동장치의 구조가 지나치게 복잡하여 백래시(backlash)로 인한 제어의 어려움이 있으며, 계단 등의 지형에서 사용하기 어려운 문제점이 있고, 휴대하기에도 매우 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 보행 보조장치는 착용자가 외골격을 착용할 수 있도록 하기 위해 구동장치가 설치된 암이 외골격으로부터 분리되는 구조를 가지는데, 이때 관절부에 사용되는 동력연결부도 함께 분리되어야 하므로 느슨한 연결에 의한 동력손실이 문제가 될 뿐만 아니라, 동력연결부는 높은 토크(torque)를 전달하는 부위이므로 작동 중 분리의 위험성이 크고 장기간 사용에 따른 접촉 불량 등의 문제가 있다. 또한, 외골격을 입고 벗을 때마다 암과 외골격의 동력연결부를 연결하고 분리해야 하므로 착용자 입장에서는 여간 번거로운 일이 아니다.

아울러, 종래의 보행 보조장치에서 외골격의 구조는 좌우측 다리 프레임과 허리 브레이스가 일체형으로 되어 있기 때문에, 착용자가 외골격을 착용하려면 외골격을 의자에 올려놓은 상태에서 입거나 보조인원의 도움을 받아야 하므로, 착용자 입장에서는 외골격 착용이 여간 불편하고 어려운 일이 아닐 수 없다.

또한, 종래의 보행 보조장치는 전륜구동 방식을 채택하고 있는데, 착용자가 뒤로 넘어지거나 힘을 가하게 되면 앞바퀴가 들려 움직이지 않거나 좌우가 불안정하게 움직일 수 있거나 심한 경우 전복의 위험성도 상존한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 구동장치와 관절부 사이의 동력전달 거리를 단축시킴으로써 동력전달 효율이 향상된 보행 보조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 착용자 스스로 용이하게 착용할 수 있으며 이동이 용이한 보행 보조장치를 제고하는데 그 목적이 있다.

그리고, 구동장치의 구조를 단순화함으로써 수월한 제어가 가능하며, 전륜구동 방식에 의한 구조적 불안정성을 해소할 수 있는 보행 보조장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보행 보조장치는 착용자의 허리를 지지하는 제1지지부와, 상기 제1지지부에 일 단이 결합되고 착용자의 대퇴부를 지지하는 제2지지부와, 상기 제2지지부의 타 단에 결합되고 착용자의 하퇴부를 지지하는 제3지지부와, 상기 제1지지부에 대하여 상기 제2지지부를 회전가능하게 결합시키는 고관절부와, 상기 제2지지부에 대하여 상기 제3지지부를 회전가능하게 결합시키는 슬관절부를 포함하는 지지유닛과; 상기 제1지지부에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 상기 제2지지부로 전달하여 상기 제2지지부를 회전시킬 수 있도록 상기 구동모터와 상기 고관절부에 설치되는 링크구동부와, 상기 구동모터의 회전력을 상기 제3지지부로 전달하여 상기 제3지지부를 회전시킬 수 있도록 일 측은 상기 링크구동부와 연동되게 설치되고 타 측은 상기 슬관절부에 설치되는 동력전달부를 포함하는 구동유닛과; 상기 구동모터에 전원을 공급하는 배터리와; 상기 구동모터의 작동을 제어하는 제어유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 고관절부는 제1지지부의 단부에 마련된 제1회전결합부와, 상기 제2지지부의 일 단에 마련되어 상기 제1회전결합부에 회전가능하게 결합되는 제2상부회전결합부를 포함하고, 상기 링크구동부는 상기 구동모터의 구동축에 결합된 제1회전체와, 상기 제1회전체의 회전중심으로부터 편향된 단부측에 일 단이 결합된 링크부와, 상기 링크부의 타 단에 결합되고 상기 제2상부회전결합부에 고정되는 제2회전체를 포함하고, 상기 슬관절부는 상기 제2지지부의 타 단에 마련된 제2하부회전결합부와, 상기 제3지지부의 단부에 마련되어 상기 제2하부회전결합부에 회전가능하게 결합되는 제3회전결합부를 포함하고, 상기 동력전달부는 상기 제2회전체의 외측에 고정되어 상기 제2회전체와 연동회전하는 구동풀리와, 상기 제3회전결합부에 고정되어 상기 제3회전결합부와 연동회전하는 종동풀리와, 상기 구동풀리와 상기 종동풀리를 연동하여 회전시킬 수 있도록 상기 구동풀리와 상기 종동풀리 사이에 설치되는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2상부회전결합부는 상기 구동모터에 의해 상기 제2지지부가 상기 제1지지부에 대하여 일 측으로 회전하여 구부러지는 구부림 동작과, 상기 제2지지부가 상기 제1지지부에 대하여 타 측으로 회전하여 펼쳐지는 펼침 동작을 수행하고, 상기 제1회전결합부와 상기 제2상부회전결합부 사이에는 상기 제2상부회전결합부가 펼침 동작을 수행할 때 상기 구동모터에 작용하는 부하를 줄일 수 있도록 상기 제2상부회전결합부가 펼쳐지는 방향으로 회전력을 제공하는 회전력제공부;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 링크부는 상기 제1회전체에 일 단이 결합되고 타 단에는 제1나사산이 마련된 제1링크와, 상기 제2상부회전결합부에 일 단이 결합되고 타 단에는 상기 제1나사산과 반대되는 제2나사산이 마련된 제2링크와, 상기 제1나사결합부와 상기 제2나사결합부에 나사결합될 수 있게 양측에 각각 나사홈이 형성되어 있는 환상의 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터는 상기 제1링크와 상기 제2링크를 서로 멀어지거나 가까워지도록 회전하여 상기 링크부의 길이를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 제어유닛은 지면에 직교하는 방향에 대하여 상기 제1지지부가 기울어지는 것을 감지하는 기울기 감지센서와; 상기 기울기 감지센서에서 설정된 각도 이상으로 기울어지는 것이 감지될 때 착용자에게 경고음을 송출하는 알람부;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 보행 보조장치에 의하면 구동부와 관절부 사이의 동력전달 거리를 단축시킴으로써 동력전달 효율이 향상되고, 착용자 스스로 용이하게 착용할 수 있으며 이동이 용이하며, 구동부의 구조를 단순화함으로써 수월한 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 보행 보조장치의 분리사시도.
도 2는 도 1에 도시된 보행 보조장치의 작동상태를 설명하는 측면도.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 보행 보조장치의 요부를 확대한 발췌사시도.
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 보행 보조장치의 요부를 확대한 발췌사시도.
도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 보행 보조장치의 요부를 확대한 발췌사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보행보조장치기에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 보행 보조장치가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 보행 보조장치(1)는 착용자의 하체를 지지하는 지지유닛(100)과, 지지유닛(100)이 펼침 동작과 구부림 동작을 수행할 수 있게 지지유닛(100)으로 동력을 제공하는 구동유닛과, 구동유닛에 전원을 공급하는 배터리(300)와, 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛(400)을 구비한다. 상기 지지유닛(100)은 착용자의 양다리에 각각 착용할 수 있도록 한 쌍으로 구성되고, 지지유닛(100)으로 동력을 전달하는 구동유닛 또한 한 쌍으로 구성된다.

지지유닛(100)은 착용자의 허리를 지지하는 제1지지부(110)와, 제1지지부(110)에 일 단이 결합되고 착용자의 대퇴부(허벅지부분)를 지지하는 제2지지부(120)와, 제2지지부(120)의 타 단에 결합되고 착용자의 하퇴부(종아리부분)를 지지하는 제3지지부(130)와, 제1지지부(110)에 대하여 제2지지부(120)를 회전가능하게 결합시키는 고관절부(140)와, 제2지지부(120)에 대하여 제3지지부(130)를 회전가능하게 결합시키는 슬관절부(150)를 포함한다.

제1지지부(110)는 착용자의 허리를 지지하는 것으로 착용자의 양 옆구리 측에 각각 배치되는 메인프레임(111)과, 상호 마주하도록 배치되는 메인프레임(111)을 서로 연결하여 메인프레임(111) 사이의 간격을 일정하게 고정하고, 착용자의 허리 및 등을 지지하며, 배터리(300)가 장착되는 장착프레임(112)를 포함한다.

제2지지부(120)는 제1지지부(110)에 회전가능하게 결합되고 착용자의 대퇴부를 지지하는 것으로 내부가 빈 파이프 형상을 갖고 상하로 길게 연장되어 있으며, 착용자의 대퇴부를 밀착지지하는 허벅지받침(125)이 설치되어 있다.

제3지지부(130)는 제2지지부(120)의 하부에 회전가능하게 결합되고 착용자의 하퇴부 즉, 종아리 부분을 지지하는 부분으로 제2지지부(120)와 같이 내부가 빈 파이프 형상을 갖고 상하로 길게 연장되어 있으며, 착용자의 정강이 부분을 보호 및 지지하는 정강이받침(135)이 설치되어 있으며, 하단에는 착용자의 발을 지지하는 발판(136)이 설치되어 있다.

제2지지부(120)와 제3지지부(130)는 길이를 조절하여 착용자의 하체에 맞추어 착용 가능하게 각각의 가이드(121)와, 가이드(121)를 따라 이동가능하게 설치된 슬라이더(122)를 포함하고, 슬라이더(122)에는 가이드(121)에 대하여 슬라이더(122)의 위치를 고정하기 위한 위치고정핀이 삽입될 수 있는 관통홈(123)이 길이방향을 따라 이격되게 형성되어 있다. 상기 가이드(121)에도 슬라이더(122)의 관통홈(123) 패턴과 대응하는 패턴으로 관통홈(123)이 형성되어 있다.

고관절부(140)는 제1지지부(110)의 일 단에 마련된 제1회전결합부(141)와, 제2지지부(120)의 상단에 마련되어 제1회전결합부(141)에 회전가능하게 결합되는 제2상부회전결합부(142)와 제1회전결합부(141)와 제2상부회전결합부(142)를 관통하며 제1회전결합부(141)에 대하여 제2상부회전결합부(142)를 회전가능하게 지지하는 제1고정축을 포함한다. 상기 제1고정축은 후술하는 구동풀리(231)에 일 측이 고정되고, 타 측은 제1회전결합부(141)에 회전가능하게 결합되어 있다.

제2상부회전결합부(142)는 후술하는 구동모터(210)에 의해 제2지지부(120)가 제1지지부(110)에 대하여 일 측 방향으로 회전하여 구부러지는 구부림 동작과, 제2지지부(120)가 제1지지부(110)에 대하여 구부림 동작할 때의 방향과 반대되는 타 측 방향으로 회전하여 펼쳐지는 펼침 동작을 수행한다.

슬관절부(150)는 제2지지부(120)의 하단에 마련된 제2하부회전결합부(151)와, 제3지지부(130)의 상단에 마련되어 제2하부회전결합부(151)에 회전가능하게 결합되는 제3회전결합부(152)및 제2하부회전결합부(151)에 대하여 제3회전결합부(152)를 지지하는 제2고정축을 포함한다. 상기 제2고정축은 제2하부회전결합부(151)와 제3회전결합부(152)를 관통하며 일 측이 제3회전결합부(152)의 외측에 고정되어 있고, 타 측은 후술하는 종동풀리(232)에 고정되어 있다.

도면에 도시되어 있지 않지만 지지유닛(100)은 고관절부(140)와 슬관절부(150)를 감싸도록 연장된 커버를 더 구비한다. 상기 커버의 상부는 메인프레임(111)이 통과할 수 있게 부분적으로 개방되어 있고 하부 또한 제3지지부(130)가 통과할 수 있게 개방되어 있다.

제3회전결합부(152)는 후술하는 동력전달부에 의해 제3지지부(130)가 제2지지부(120)에 대하여 일 측으로 회전하여 구부러지는 구부림 동작과, 제3지지부(130)가 제2지지부(120)에 대하여 구부림 동작할 때 회전하는 방향과 반대되는 타 측 방향으로 회전하여 펼쳐지는 펼침 동작을 수행한다.

구동유닛은 제1지지부(110)에 설치된 구동모터(210)와, 구동모터(210)의 회전력을 제2지지부(120)로 전달하여 제2지지부(120)를 회전시킬 수 있도록 구동모터(210)와 고관절부(140) 사이에 설치되는 링크구동부(220)와, 구동모터(210)의 회전력을 링크구동부(220)를 통해 제3지지부(130)로 전달하여 제3지지부(130)를 회전시킬 수 있도록 일 측은 링크구동부(220)와 연동되게 설치되고 타 측은 슬관절부(150)에 설치되는 동력전달부를 포함한다.

링크구동부(220)는 구동모터(210)의 구동축에 결합된 제1회전체(221)와, 제1회전체(221)의 회전중심으로부터 편향된 단부측에 일 단이 결합된 링크부(222)와, 링크부(222)의 타 단에 결합되고 제2상부회전결합부(142)에 고정되는 제2회전체(223)를 포함한다.

제1회전체(221)는 구동축에 편심 회전하도록 설치되어 있고, 링크부(222)는 제1회전체의 회전중심과 이격된 타 측 단부에 회전가능하게 설치되어 있으며, 제2회전체(223)는 제1회전결합부(141), 제2상부회전결합부(142) 순으로 설치되어 있는 고관절부(140)의 외측에서 제2상부회전결합부(142)와 연동회전하도록 설치되어 있다. 상기 제2회전체(223)의 외측에는 후술하는 구동풀리(231)가 설치된다.

동력전달부는 제2회전체(223)의 외측에 고정되어 제2회전체(223)와 함께 연동회전하는 구동풀리(231)와, 제3회전결합부(152)에 고정되어 제3회전결합부(152)와 연동회전하는 종동풀리(232)와, 구동풀리(231)와 종동풀리(232)를 연동하여 회전시킬 수 있도록 구동풀리(231)와 종동풀리(232) 사이에 설치되는 연결부재(233)를 포함한다.

구동풀리(231)는 제1회전결합부(141), 제2상부회전결합부(142), 제2회전체(223) 순으로 결합되어 있는 고관절부(140)에서 제2회전체(223)의 외측에서 제1고정축에 의해 제2회전체(223)에 고정되어 제2회전체(223)와 연동하여 회전한다.

종동풀리(232)는 슬관절부(150)에 마련된 제2고정축과 함께 회전할 수 있도록 제2고정축의 단부에 고정되어 있다.

연결부재(233)는 구동모터에 의해 제2회전체(223)가 회전할 때 제2회전체(223)와 연동하여 회전하는 구동풀리(231)의 회전력을 종동풀리(232)에 전달하도록 구동풀리(231)와 종동풀리(232) 사이에서 무한궤도상으로 회전가능하게 설치되어 있다. 상기의 연결부재(233)는 와이어로프를 적용할 수 있고 이와 다르게 체인을 적용할 수도 있다.

제2지지부(120)에는 연결부재(233)의 장력을 조정하기 위한 텐션조정부(234)가 설치되어 있다.

도면에 도시되어 있지 않지만, 구동풀리(231)와 종동풀리(232)의 원주면 즉, 연결부재(233)가 삽입되는 홈에는 연결부재(233)와의 마찰력을 높일 수 있게 요철부를 형성할 수 있다.

제어유닛(400)은 구동모터(210)의 작동상태를 제어하는 것으로 구부림 동작과 펼침 동작에 대응하는 행동 프로파일이 저장되어 있다. 상기의 행동 프로파일은 정상적인 사람의 보행에 대한 구부림, 펼침 각도 및 토크 등에 대한 정보를 포함하며 제2지지부(120) 및 제3지지부(130)가 이와 대응하는 동작을 수행할 수 있도록 구동모터(210)의 작동을 제어한다.

제어유닛(400)은 지면에 직교하는 방향에 대하여 제1지지부(110)가 기울어지는 것을 감지하는 기울기 감지센서(410)와, 기울기 감지센서(410)에서 설정된 각도 이상으로 기울어지는 것이 감지될 때 착용자에게 경고음을 송출하는 알람부(미도시)를 구비한다.

제어유닛(400)은 기울기 감지센서(410) 및 알람부를 통해 설정된 각도 이상의 기울기가 감지될 때 즉, 착용자의 상체가 뒤로 젖혀지거나 앞으로 숙여져 착용자의 자세가 불안정하게 될 때 이를 감지하고 착용자에게 인지할 수 있게 알려주는 것이다. 상기의 기울기 감지센서(410)는 통상적인 자이로 센서를 적용할 수 있다.

한편, 링크구동부는 도 5에 도시된 바와 같이 링크부의 길이를 조절함으로써 제1지지부(110)에 대하여 제2지지부(120)의 회전각도 및 제2지지부(120)에 대한 제3지지부(130)의 회전각도를 조절할 수 있도록 구현할 수도 있다.

도 5를 참조하면 링크부는 제1회전체(221)에 일 단이 결합되는 결합부(225a)가 형성되고 타 단에는 제1나사산(225b)이 마련된 제1링크(225)와, 제2상부회전결합부(142)에 일 단이 결합되는 결합부(226a)가 형성되고 타 단에는 제1나사산(225b)과 반대되는 제2나사산(226b)이 마련된 제2링크(226)와, 제1나사산(225b)와 제2나사결합부(226b)에 나사결합될 수 있게 양측에 각각 나사홈이 형성되어 있는 환 형상의 커넥터(227)를 포함하여 구성할 수도 있다.

상기 커넥터(227)는 제1링크(225)와 제2링크(226)를 서로 멀어지거나 가까워지도록 회전하여 링크부의 길이를 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 링크부의 길이조절이 가능한 보행 보조장치는 제1지지부(110)에 대하여 제2지지부(120)가 회전될 수 있는 범위 및 제2지지부(120)에 대하여 제3지지부(130)가 회전될 수 있는 범위를 착용자가 용이하게 선택 조절할 수 있다.

한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 제1회전결합부(141)와 제2상부회전결합부(142) 사이에는 제2지지부(120)가 구부림 동작 후 펼침 동작을 수행할 때 구동모터(210)에 작용하는 부하를 감소시켜 제2지지부(120)가 용이하게 회전할 수 있도록 제2상부회전결합부(142)가 펼침 동작을 하는 방향으로 회전력을 제공하는 회전력제공부가 더 구비될 수도 있다.

또한, 도면에 도시되어 있지 않지만 상기 구동유닛은 구동모터와, 구동모터에 회전가능하게 결합되는 제1스프로킷과, 제2상부회전결합부에 고정되는 제2스프로킷 및 제1스프로킷과 제2스프로킷 사이에 무한궤도로 회전가능한 체인부재를 포함하여 구성될 수도 있다.

상기의 회전력구동부는 토션스프링을 적용할 수 있으며, 상기 토션스프링을 제1회전결합부(141)와 제2상부회전결합부(142) 사이에 개재하고, 일단은 제1지지부(110)에 고정하며 타 단은 제2상부회전결합부(142)에 고정함으로써 제2지지부(120)가 구부림 동작 후 펼침 동작을 수행할 때 용이하게 펼쳐질 수 있도록 제2지지부(120)에 회전력을 제공할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 보행 보조장치는 도면에 도시된 일 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100 : 지지유닛 110 : 제1지지부
111 : 메인프레임 112 : 장착프레임
120 : 제2지지부 121 : 가이드
122 : 슬라이더 123 : 관통홈
130 : 제3지지부 136 : 발판
140 : 고관절부 150 : 슬관절부
200 : 구동유닛 210 : 구동모터
220 : 링크구동부 222 : 링크부
230 : 동력전달부 231 : 구동풀리
232 : 종동풀리 233 : 연결부재
300 : 전원공급부 400 : 제어유닛
410 : 기울기 감지센서 420 : 알람부

Claims

착용자의 허리를 지지하는 제1지지부와, 상기 제1지지부에 일 단이 결합되고 착용자의 대퇴부를 지지하는 제2지지부와, 상기 제2지지부의 타 단에 결합되고 착용자의 하퇴부를 지지하는 제3지지부와, 상기 제1지지부에 대하여 상기 제2지지부를 회전가능하게 결합시키는 고관절부와, 상기 제2지지부에 대하여 상기 제3지지부를 회전가능하게 결합시키는 슬관절부를 포함하는 지지유닛과;
상기 제1지지부에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 상기 제2지지부로 전달하여 상기 제2지지부를 회전시킬 수 있도록 상기 구동모터와 상기 고관절부에 설치되는 링크구동부와, 상기 구동모터의 회전력을 상기 제3지지부로 전달하여 상기 제3지지부를 회전시킬 수 있도록 일 측은 상기 링크구동부와 연동되게 설치되고 타 측은 상기 슬관절부에 설치되는 동력전달부를 포함하는 구동유닛과;
상기 구동모터에 전원을 공급하는 배터리와;
상기 구동모터의 작동을 제어하는 제어유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기립보행 보조장치.
제1항에 있어서,
상기 고관절부는 제1지지부의 단부에 마련된 제1회전결합부와, 상기 제2지지부의 일 단에 마련되어 상기 제1회전결합부에 회전가능하게 결합되는 제2상부회전결합부를 포함하고,
상기 링크구동부는 상기 구동모터의 구동축에 결합된 제1회전체와, 상기 제1회전체의 회전중심으로부터 편향된 단부측에 일 단이 결합된 링크부와, 상기 링크부의 타 단에 결합되고 상기 제2상부회전결합부에 고정되는 제2회전체를 포함하고,
상기 슬관절부는 상기 제2지지부의 타 단에 마련된 제2하부회전결합부와, 상기 제3지지부의 단부에 마련되어 상기 제2하부회전결합부에 회전가능하게 결합되는 제3회전결합부를 포함하고,
상기 동력전달부는 상기 제2회전체의 외측에 고정되어 상기 제2회전체와 연동회전하는 구동풀리와, 상기 제3회전결합부에 고정되어 상기 제3회전결합부와 연동회전하는 종동풀리와, 상기 구동풀리와 상기 종동풀리를 연동하여 회전시킬 수 있도록 상기 구동풀리와 상기 종동풀리 사이에 설치되는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립보행 보조장치.
제2항에 있어서,
상기 제2상부회전결합부는 상기 구동모터에 의해 상기 제2지지부가 상기 제1지지부에 대하여 일 측으로 회전하여 구부러지는 구부림 동작과, 상기 제2지지부가 상기 제1지지부에 대하여 타 측으로 회전하여 펼쳐지는 펼침 동작을 수행하고,
상기 제1회전결합부와 상기 제2상부회전결합부 사이에는 상기 제2상부회전결합부가 펼침 동작을 수행할 때 상기 구동모터에 작용하는 부하를 줄일 수 있도록 상기 제2상부회전결합부가 펼쳐지는 방향으로 회전력을 제공하는 회전력제공부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기립보행 보조장치.
제2항에 있어서,
상기 링크부는 상기 제1회전체에 일 단이 결합되고 타 단에는 제1나사산이 마련된 제1링크와, 상기 제2상부회전결합부에 일 단이 결합되고 타 단에는 상기 제1나사산과 반대되는 제2나사산이 마련된 제2링크와, 상기 제1나사결합부와 상기 제2나사결합부에 나사결합될 수 있게 양측에 각각 나사홈이 형성되어 있는 환상의 커넥터를 포함하고,
상기 커넥터는 상기 제1링크와 상기 제2링크를 서로 멀어지거나 가까워지도록 회전하여 상기 링크부의 길이를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 기립보행 보조장치.
제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 지면에 직교하는 방향에 대하여 상기 제1지지부가 기울어지는 것을 감지하는 기울기 감지센서와;
상기 기울기 감지센서에서 설정된 각도 이상으로 기울어지는 것이 감지될 때 착용자에게 경고음을 송출하는 알람부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기립보행 보조장치.