KR20160143030A - 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하체 근력감소로 활동 폭이 제한된 노약자를 포함하여 보행 재활운동이 필요한 사용자가 평상시에는 전동 휠체어로 사용하며 이동성을 보장받고, 자력으로 재활 보행운동을 할 경우 휠체어의 후면에 구비된 지지프레임을 인출하여 지지프레임의 지지를 받아 낙상의 위험을 회피하며 안전하게 기립 및 보행운동을 할 수 있고, 휠체어가 사용자의 보행속도에 따라 후방에서 사용자의 뒤를 따라가며 사용자가 무게중심을 잃을 경우 즉각적으로 이를 감지하여 신속하고 안전하게 사용자를 휠체어의 시트에 앉힐 수 있도록 하는 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 양 측면에서 등받이 후방으로 이어져 하부에 고정되는 곡선 형상의 하부 지지프레임; 하부 지지프레임과 중첩되어 연결되며, 상부 말미에 고리부가 형성되고, 사용자의 기립 및 보행운동을 지지하기 위해 전동방식에 의해 하부 지지프레임에서 상방으로 슬라이딩 방식으로 인출되며, 인출 길이의 조절이 가능한 곡선 사다리 형상의 상부 지지프레임; 사용자가 보행하면 사용자의 보폭을 측정하여 사용자와 안전거리를 유지하며 사용자의 후방에서 따라가고 사용자가 걸음을 멈춘 경우 자동정지를 위해 사용자와 의 거리를 감지하는 보행거리측정 센서, 사용자가 보행 중 무게중심이 기울어지는 경우 긴급멈춤이 가능하도록 사용자의 무게 중심을 감지하는 보행자중심감지센서, 사용자의 보행운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행운동정보를 측정하는 운동정보검출센서를 포함하는 센서부, 센서부로부터 신호를 전송받아 전동방식으로 구동되는 구동부를 제어하고 운동정보검출센서로부터 검출된 정보를 저장하며 전체적인 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 보행감지제어박스; 운동횟수, 운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행자의 보행운동정보를 보행감지제어박스의 제어부로부터 전송받아 표시하는 디스플레이부; 및 음료 거치대, 휴대폰 거치대, 전자기기의 배터리 충전기를 포함한 편의장치를 제공한다.

Description

보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어{omitted}

본 발명은 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하체 근력감소로 활동 폭이 제한된 노약자를 포함하여 보행 재활운동이 필요한 사용자가 평상시에는 전동 휠체어로 사용하며 이동성을 보장받고, 자력으로 재활 보행운동을 할 경우 휠체어의 후면에 구비된 지지프레임을 인출하여 지지프레임의 지지를 받아 낙상의 위험을 회피하며 안전하게 기립 및 보행운동을 할 수 있고, 휠체어가 사용자의 보행속도에 따라 후방에서 사용자의 뒤를 따라가며 사용자가 무게중심을 잃을 경우 즉각적으로 이를 감지하여 신속하고 안전하게 사용자를 휠체어의 시트에 앉힐 수 있도록 하는 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어에 관한 것이다.

최근 우리 사회는 보건의료기술의 발달과 생활수준의 향상으로 인해 사회의 평균 수명이 연장되고 그에 따라 노년층의 비율이 지속적으로 증가하여 고령화 사회로 진입하게 되었다.

이러한 추세에 의해 노년층들은 자신의 건강유지를 위해 요양병원보다 보행운동과 같은 재활 운동을 통해 하체의 근력을 강화하여 이동성을 유지하고 싶어하는 경향이 급증하고 있어 노년층들의 재활 운동의 필요성이 증가하고 있다.

한편, 근력 감소로 인해 활동의 폭이 제한된 노약자, 하체 근육의 재활이 필요한 환자 또는 사고나 질병으로 자립 보행에 장애가 있는 사람들은 통상적으로 지팡이, 보행기(워커), 바퀴가 달린 보행기, 탁자형 보행기, 휠체어 등의 이동보조장치를 사용하여 보행 연습을 하게 된다.

그러나, 이러한 기존의 보행 보조 장치들을 이용하여 보행운동을 하기 위해서는 타인의 도움을 받아 사용해야 하는 제품들이 대부분이고, 사용자가 혼자서 사용할 경우 전복 또는 낙상의 위험이 있어 사용자가 심리적 불안감을 가지고 보행연습을 해야하는 문제점이 있다.

또한, 최근에 출시되고 있는 보행 재활로봇과 같은 장비들은 사용자가 편리하고 안전하게 보행 재활운동을 할 수 있게 도움을 주지만 상당한 고가의 제품이라 많은 사용자가 구입하여 사용하기에는 경제적 부담이 커질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 평상시에는 이동성 확보를 위한 전동 휠체어로 사용하며, 보행 운동을 하고자 할 때에는 비교적 경제적인 부담으로 전복 또는 낙상의 위험을 최소화하며 자립 보행 재활운동을 할 수 있도록 하는 보행보조장비가 필요한 실정이다.

선행기술문헌 : KR공개특허공보 제10-2012-0034335호(2012.4.12.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하체 근력감소로 활동 폭이 제한된 노약자를 포함하여 보행 재활운동이 필요한 사용자가 평상시에는 전동 휠체어로 사용하며 이동성을 보장받고, 자력으로 재활 보행운동을 할 경우 휠체어의 후면에 구비된 지지프레임을 인출하여 지지프레임의 지지를 받아 낙상의 위험을 회피하며 안전하게 기립 및 보행운동을 할 수 있고, 휠체어가 사용자의 보행속도에 따라 후방에서 사용자의 뒤를 따라가며 사용자가 무게중심을 잃을 경우 즉각적으로 이를 감지하여 신속하고 안전하게 사용자를 휠체어의 시트에 앉힐 수 있도록 하는 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어는 양 측면에서 등받이 후방으로 이어져 하부에 고정되는 곡선 형상의 하부 지지프레임; 하부 지지프레임과 중첩되어 연결되며, 상부 말미에 고리부가 형성되고, 사용자의 기립 및 보행운동을 지지하기 위해 전동방식에 의해 하부 지지프레임에서 상방으로 슬라이딩 방식으로 인출되며, 인출 길이의 조절이 가능한 곡선 사다리 형상의 상부 지지프레임; 사용자가 보행하면 사용자의 보폭을 측정하여 사용자와 안전거리를 유지하며 사용자의 후방에서 따라가고 사용자가 걸음을 멈춘 경우 자동정지를 위해 사용자와 의 거리를 감지하는 보행거리측정 센서, 사용자가 보행 중 무게중심이 기울어지는 경우 긴급멈춤이 가능하도록 사용자의 무게 중심을 감지하는 보행자중심감지센서, 사용자의 보행운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행운동정보를 측정하는 운동정보검출센서를 포함하는 센서부, 센서부로부터 신호를 전송받아 전동방식으로 구동되는 구동부를 제어하고 운동정보검출센서로부터 검출된 정보를 저장하며 전체적인 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 보행감지제어박스; 운동횟수, 운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행자의 보행운동정보를 보행감지제어박스의 제어부로부터 전송받아 표시하는 디스플레이부; 및 음료 거치대, 휴대폰 거치대, 전자기기의 배터리 충전기를 포함한 편의장치를 포함한다.

또한, 사용자가 보행운동 중 중심을 잃을 경우 보행감지제어박스에 구비된 센서부의 보행자중심감지센서가 이를 감지하여 보행감지제어박스에 구비된 제어부의 제어신호에 의해 보행운동 중 중심을 잃은 사용자 측으로 전동방식으로 접근하여 사용자를 앉힐 수 있도록 하는 전동시트를 더 포함할 수 있다.

또한, 하부 전방의 양 측면에 구비되어 전후방으로 인출 및 삽입 가능한 제1프레임에 구비되는 복수의 전방 안전바퀴, 및 전방 안전바퀴의 후방에 위치하고 양 측면의 외측과 내측으로 인출 또는 삽입되어 길이조절이 가능하고, 야간 식별을 위한 발광체를 구비한 제2프레임에 설치되는 복수의 측면 안전바퀴를 포함하는 안전바퀴부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 하체 근력감소로 활동 폭이 제한된 노약자를 포함하여 보행 재활운동이 필요한 사용자가 평상시에는 전동 휠체어로 사용하며 이동성을 보장받을 수 있고, 자력으로 재활 보행운동을 할 경우 휠체어의 후면에 구비된 지지프레임을 인출하여 지지프레임의 지지를 받아 낙상의 위험을 회피하며 안전하게 기립 및 보행운동을 할 수 있으며, 휠체어가 사용자의 보행속도에 따라 후방에서 사용자의 뒤를 따라가며 사용자가 무게중심을 잃을 경우 즉각적으로 이를 감지하여 신속하고 안전하게 사용자를 휠체어의 시트에 앉힐 수 있어 보행운동을 하는 사용자에게 심리적 안정감을 줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어를 도시한 전체 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어의 상부 지지프레임의 비인출상태와 인출상태를 비교한 도면,
도 3 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어의 사용상태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어의 전동 휠체어로 사용할 때를 도시한 전체 사시도,
도 5는 전동시트의 작동 상태를 도시한 도면,
도 6은 안전바퀴부을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어를 도시한 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어의 상부 지지프레임의 비인출상태와 인출상태를 비교한 도면이며, 도 3 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어의 사용상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어의 전동 휠체어로 사용할 때를 도시한 전체 사시도이며, 도 5는 전동시트의 작동 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 안전바퀴부을 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어는, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 하부 지지프레임(10), 상부 지지프레임(20), 보행거리측정 센서(미도시), 보행자중심감지센서(미도시), 운동정보검출센서(미도시)를 포함하는 센서부(미도시)와 제어부(미도시)를 포함하는 보행감지제어박스(30), 디스플레이부(40), 편의장치(50), 전동시트(60), 제1프레임(70)에 구비되는 전방 안전바퀴(72) 및 제2프레임(74)에 설치되는 측면 안전바퀴(76)를 포함하는 안전바퀴부(80), 및 발광체(90)를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어를 구성하는 구성요소에 대해 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

하부 지지프레임(10)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 휠체어의 양 측면에서 등받이 후방으로 이어져 휠체어에 고정되는 곡선 형상의 지지대 역할을 수행한다.

도 1 및 도 2에서 상부 지지프레임(20)은 하부 지지프레임(10)과 가이드레일 형식으로 중첩되어 연결될 수 있는 지지대로써 상부 말미에 고리부(22)가 형성되어 있는 곡선 사다리 형상의 지지대이다.

상부 지지프레임(20)은 평상시 사용자가 전동 휠체어로 사용할 경우 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 휠체어의 후면에 하부 지지프레임(10)과 중첩되어 포개져 있는 상태로 있다가 사용자가 보행운동을 할 때 전동방식에 의해 하부 지지프레임(10)에서 상방으로 슬라이딩 방식으로 인출되며, 인출되는 길이의 조절이 가능하다.

상부 지지프레임(20)이 하부 지지프레임(10)으로부터 인출되면 상부 지지프레임과 하부 지지프레임의 전체적인 형상은 "C" 자 형상의 곡선형태가 되어 사용자의 후방에서 사용자의 보행운동을 지지하게 되는데, 여기서 상부 지지프레임(20)과 하부 지지프레임(10)의 형상을 한정하는 것은 아니다.

도 3을 참조하면, 상부 지지프레임(20)의 상부 말미에 구비된 고리부(22)에는 보행운동을 하고자 하는 사용자가 고리부(22)와 끈(24)으로 상호 연결할 수 있는 어깨 벨트가 구비된 안전조끼(미도시) 등을 착용하고 보행운동을 하기 위해 기립하고자 할 때에는 앉은 자세에서 상부 지지프레임을 인출하게 되면 상부 지지프레임(20)의 고리부(22)와 안전조끼를 연결하는 끈(24)에 발생하는 장력의 지지를 받으며 상부 지지프레임(20)의 인출속도에 따라 자연스럽게 기립하게 된다.

또한, 사용자가 보행 운동을 할 때에는 상부 지지프레임(20)과 하부 지지프레임(10) 및 끈(24)의 지탱을 받으며 낙상의 위험으로부터 보호받으며 안전하게 보행운동을 할 수 있다.

한편, 상부 지지프레임의 고리부(22)와 안전조끼를 연결하는 끈(24)에는 휠체어에서 기립할 때 및 보행운동을 할 때 사용자의 체형 및 편의에 따라 길이를 조절할 수 끈길이 조절 장치(미도시)가 부착될 수 있다.

상부 지지프레임(20)은 하부 지지프레임(10)으로부터 인출될 때, 보행운동을 하고자 하는 사용자의 체형과 어울리고 편안하고 안전한 자세로 보행운동을 할 수 있는 높이에 위치하도록 인출시 그 인출되는 길이를 조절할 수 있다.

도 2에서 보행감지제어박스(30)에는 도면상 도시하지 않았지만, 다양한 센서를 구비한 센서부와 센서부로부터 신호를 전송받아 전체 휠체어의 동작을 자동으로 제어하기 위한 제어부가 포함되며 그 구성은 다음과 같다.

센서부의 보행거리측정 센서는 사용자가 보행하면 사용자의 보폭을 측정하여 사용자가 휠체어와의 충돌을 회피하며 편안하고 안전하게 보행운동을 할 수 있도록 사용자와 안전거리를 유지하며 휠체어가 사용자의 후방에서 따라가고 보행자가 걸음을 멈춘 경우 휠체어를 자동으로 정지를 시키기 위해 사용자와 휠체어의 거리를 감지하는 센서이다.

보행자중심감지센서는 보행자가 보행중 무게중심이 기울어지는 경우 사용자가 휠체어와의 충돌을 방지하기 위해 휠체어의 긴급 멈춤이 가능하도록 보행자의 무게 중심을 감지한다.

운동정보검출센서는 사용자의 보행운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행자의 보행운동정보를 측정한다.

제어부는 센서부로부터 각종 신호를 전송받아 전동방식으로 구동되는 구동부를 제어하고 운동정보검출센서로부터 검출된 정보를 저장하며 휠체어의 전체적인 동작을 제어한다.

도 3 및 도 4에 도시된 디스플레이부(40)는 운동횟수, 보행운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행자의 보행운동정보를 보행감지제어박스의 제어부로부터 전송받아 이를 표시하여 사용자가 자신의 보행운동 이력을 시각적으로 확인하며 관리할 수 있도록 한다.

또한, 휠체어에는 사용자가 휠체어를 타고 이동 중이거나 보행운동 중일 때 사용자에게 편의를 제공하기 위해 음료 거치대, 휴대폰 거치대, 전자기기의 배터리 충전기를 포함한 편의장치(50)가 부착된다.

한편, 휠체어에는 도 5를 참조하면, 사용자가 보행운동 중 중심을 잃을 경우 보행감지제어박스(30)에 구비된 센서부의 보행자중심감지센서가 이를 감지하여 보행감지제어박스에 구비된 제어부의 제어신호에 의해 전동방식으로 휠체어의 시트가 보행자 측으로 접근하여 보행자를 신속하게 안전하게 앉힐 수 있도록 하는 전동시트(60)가 구비된다.

전동시트(60)의 높이는 사용자의 무릅 높이 이상에 위치하여 보행운동 중 중심을 잃은 사용자가 신체에 충격을 받지 않고 자연스럽게 전동시트에 착석할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

안전바퀴부(80)는 도 6을 참조하면, 휠체어의 주행안정성 확보와 사용자의 보행운동 중 안정성 확보를 위해 설치되는 장치로써, 특히 휠체어의 코너링 주행시 안전성 확보와 전복을 방지하고 보행운동 중 중심을 잃은 사용자를 휠체어에 앉히거나 휠체어를 지지하도록 할 경우 휠체어와 지면과의 접촉면적을 확장하여 휠체어의 전복을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 6에서 안전바퀴부(80)의 전방 안전바퀴(72)는 휠체어 하부 전방의 양 측면에 구비되어 전후 방으로 인출 및 삽입 가능한 제1프레임(70)에 구비되어 지면과 휠체어의 전후 접촉면적을 확장시킨다.

측면 안전바퀴(76)는 휠체어의 하부에 위치한 전방 안전바퀴의 후방 양 측면에 구비되고 휠체어의 양 측면의 외측과 내측으로 인출 또는 삽입되어 길이조절이 가능한 제2프레임(74)에 설치되어 지면과 휠체어의 좌우 접촉면적을 확장시킨다.

또한, 제2프레임(74)의 상부나 양 측면부에는 야간주행 중이거나 야간에 보행운동을 하는 사용자의 휠체어를 식별하기 위해 LED, 인광물질을 포함한 기물 등 다양한 종류의 발광체(90)가 설치된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 하부 지지프레임 20 - 상부 지지프레임
30 - 보행감지제어박스 40 - 디스플레이부
50 - 편의장치 60 - 전동시트
70 - 제1프레임 72 - 전방 안전바퀴
74 - 제2프레임 76 - 측면 안전바퀴
80 - 안전바퀴부 90 - 발광체

Claims (3)

1. 양 측면에서 등받이 후방으로 이어져 하부에 고정되는 곡선 형상의 하부 지지프레임;
   하부 지지프레임과 중첩되어 연결되며, 상부 말미에 고리부가 형성되고, 사용자의 기립 및 보행운동을 지지하기 위해 전동방식에 의해 하부 지지프레임에서 상방으로 슬라이딩 방식으로 인출되며, 인출 길이의 조절이 가능한 곡선 사다리 형상의 상부 지지프레임;
   사용자가 보행하면 사용자의 보폭을 측정하여 사용자와 안전거리를 유지하며 사용자의 후방에서 따라가고 사용자가 걸음을 멈춘 경우 자동정지를 위해 사용자와 의 거리를 감지하는 보행거리측정 센서, 사용자가 보행 중 무게중심이 기울어지는 경우 긴급멈춤이 가능하도록 사용자의 무게 중심을 감지하는 보행자중심감지센서, 사용자의 보행운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행운동정보를 측정하는 운동정보검출센서를 포함하는 센서부, 센서부로부터 신호를 전송받아 전동방식으로 구동되는 구동부를 제어하고 운동정보검출센서로부터 검출된 정보를 저장하며 전체적인 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 보행감지제어박스;
   운동횟수, 운동시간, 이동거리, 이동속도를 포함한 보행자의 보행운동정보를 보행감지제어박스의 제어부로부터 전송받아 표시하는 디스플레이부; 및
   음료 거치대, 휴대폰 거치대, 전자기기의 배터리 충전기를 포함한 편의장치
   를 포함하는, 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어.
2. 제1항에 있어서,
   사용자가 보행운동 중 중심을 잃을 경우 보행감지제어박스에 구비된 센서부의 보행자중심감지센서가 이를 감지하여 보행감지제어박스에 구비된 제어부의 제어신호에 의해 보행운동 중 중심을 잃은 사용자 측으로 전동방식으로 접근하여 사용자를 앉힐 수 있도록 하는 전동시트
   를 더 포함하는, 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어.
3. 제1항에 있어서,
   하부 전방의 양 측면에 구비되어 전후방으로 인출 및 삽입 가능한 제1프레임에 구비되는 복수의 전방 안전바퀴, 및 전방 안전바퀴의 후방에 위치하고 양 측면의 외측과 내측으로 인출 또는 삽입되어 길이조절이 가능하고, 야간 식별을 위한 발광체를 구비한 제2프레임에 설치되는 복수의 측면 안전바퀴를 포함하는 안전바퀴부
   를 더 포함하는, 보행 재활운동을 보조하는 스마트 전동 휠체어.
   
   

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