KR20190079986A - Walking Assistance Apparatus and Walking Assistance Method - Google Patents
Walking Assistance Apparatus and Walking Assistance Method Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190079986A KR20190079986A KR1020170182134A KR20170182134A KR20190079986A KR 20190079986 A KR20190079986 A KR 20190079986A KR 1020170182134 A KR1020170182134 A KR 1020170182134A KR 20170182134 A KR20170182134 A KR 20170182134A KR 20190079986 A KR20190079986 A KR 20190079986A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- elastic member
- walking
- link
- rotation
- pitch angle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims description 15
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 48
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 32
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 4
- 206010017577 Gait disturbance Diseases 0.000 description 3
- 206010033892 Paraplegia Diseases 0.000 description 3
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 2
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H3/008—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about using suspension devices for supporting the body in an upright walking or standing position, e.g. harnesses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
- A61H1/0255—Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved together in a plane substantially parallel to the body-symmetrical plane
- A61H1/0262—Walking movement; Appliances for aiding disabled persons to walk
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/01—Constructive details
- A61H2201/0173—Means for preventing injuries
- A61H2201/0176—By stopping operation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/165—Wearable interfaces
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 보행보조 장치 및 보행보조 방법에 관련된 것으로, 외골격형 Passive Mechanism으로 구동되는 보행보조 장치 및 보행보조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a walking aiding apparatus and a walking aiding method, and relates to a walking aiding apparatus and a walking aiding method driven by an exoskeletal type passive mechanism.
일반적으로 외골격 로봇은, 착용자의 근력을 지원하여 무거운 물체를 들어 올리거나 하반신 마비 환자 등이 원활하게 움직일 수 있도록 착용하는 장치로서, 웨어러블 로봇(Wearable Robot), 장갑 로봇 등으로 불리기도 한다. Generally, the exoskeleton robot is a device for supporting the strength of the wearer and lifting a heavy object or moving the patient such as a paraplegic patient smoothly, which is sometimes referred to as a wearable robot or a glove robot.
이러한 외골격 로봇은 처음에는 팔에 장착하여 무거운 포탄을 쉽게 옮길 수 있도록 하는 등 군사용으로 개발되었는데, 산업용이나 군사용으로 개발된 외골격 로봇은 착용자의 근력을 지원하여 무거운 물체를 드는 것이 가능하도록 하며, 특히 하지 외골격 로봇은 중량물의 힘을 지면에 대신 전달해 줌으로써 그 힘을 사람에게 가해지지 않도록 하는 특징이 있다. These exoskeletal robots were originally developed for military use, such as being able to easily move heavy cannons mounted on their arms. Exoskeleton robots, which were developed for industrial or military purposes, support the wearer's strength and enable heavy objects to be lifted. The exoskeleton robot has the characteristic of transmitting the force of the heavy object to the ground instead of applying the force to the person.
이러한 로봇은 다양한 플랫폼을 설치함으로써 여러 가지 작업을 수행할 수 있는데, 착용자의 상지를 이용하여 물건을 들어 올릴 때에는 추가적인 플랫폼이 필요하다. 물건을 들어올리기 위한 플랫폼으로는 구동기를 이용하는 것이 대부분이며, 대표적으로는 상지 외골격 로봇을 들 수 있다. These robots can perform various tasks by installing various platforms, and an additional platform is needed when lifting objects using the wearer's upper limb. Most of the platforms for lifting objects are driven by actuators, and typical examples are upper limb exoskeleton robots.
근래에 들어 웨어러블 로봇 개념을 활용하여 하지 마비 환자에 대해 치료, 보행 보조 목적 등으로 사용하기 위해 로봇이 연구, 개발 되어가고 있다. 하지만 현재 개발된 하지 마비 환자용 웨어러블 로봇은 2족 보행 및 4족 보행 형태로 기계적인 구조 및 제어 알고리즘 자체의 불안정성이 존재한다. 그 예로 2족, 4족 보행의 웨어러블 로봇이 오작동 하거나 환자의 잘 못 된 사용 방법으로 구동 시 보행 중 넘어짐에 대한 대처가 없는 상태이고, 마비 질환으로 인해 다리에 근육이 없는 환자는 넘어지게 되면 큰 부상을 입을 수밖에 없다. In recent years, robots have been researched and developed for use in therapeutic and walking aids for patients with paraplegia using the wearable robot concept. However, currently developed wearable robots for bipedalism patients have bipedal and quadrupedal walking patterns, and there is instability of mechanical structure and control algorithm itself. For example, when a wearable robot with two or four legs walking is malfunctioning or the patient does not cope with falling down during driving due to an inadequate use of the patient, There is no choice but to be injured.
이에 따라, 하지 마비 환자에 대한 보행 보조를 용이하게 수행할 수 있는 장치, 로봇 등에 대한 연구들이 활발히 수행되고 있다. 그러나 현재까지 개발된 외골격 로봇은 모터 등의 액츄에이터를 주 동력원으로 활용하기 때문에 고가의 비용, 무게 면에서 불리함을 가지고 있다.Therefore, researches on devices, robots, and the like that can easily perform the walking assistance to the paraplegic patients are actively performed. However, the exoskeleton robot developed to date has disadvantages in terms of cost and weight because it uses an actuator such as a motor as a main power source.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, Passive Mechanism으로 구동되는 보행보조 장치 및 보행보조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a walking assistance device and a walking assistance method driven by a passive mechanism.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 다단(multi) Passive Mechanism으로 구동되는 보행보조 장치 및 보행보조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a walking assistance device and a walking assistance method driven by a multi passive mechanism.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, Passive Mechanism에 active mechanism을 도입하되, 착용자의 착용 부담을 최소화하는 보행보조 장치 및 보행보조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a walking assist device and a walking assistant method that introduce an active mechanism into a passive mechanism and minimize a wearing burden of a wearer.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치는 발을 지지하는 발판, 보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크, 상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제1 탄성부재 및 상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제2 탄성부재를 포함하되, 보행의 진행에 따라 상기 다리 링크의 각도가 제1 피치각에 도달한 경우, 상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지 저장이 시작되고, 상기 제1 피치각 보다 큰 제2 피치각에 도달한 경우, 상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지 저장이 시작될 수 있다.A walking assist device according to an embodiment of the present invention includes a foot for supporting a foot, a leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot according to walking, And a second elastic member provided between one side of the foot plate and one side of the leg link, wherein when the angle of the leg link reaches the first pitch angle as the walking progresses, When the walking assist energy storage starts to the first elastic member and reaches the second pitch angle which is larger than the first pitch angle, the walking assist energy storage can start to the second elastic member.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성부재부와 상기 다리 링크의 일 측을 연결하는 고정 링크와 상기 고정 링크에 회전 가능하도록 결합하는 회전 링크를 더 포함하고, 상기 고정 링크는 축핀과 회전락킹핀을 포함하고, 상기 회전 링크는 상기 축핀이 통과하는 축홀과 상기 회전락킹핀이 통과하는 회전가이드 슬롯을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is further provided a fixed link connecting the first elastic member and one side of the leg link, and a rotating link rotatably coupled to the fixed link, The rotation link may include a shaft hole through which the shaft pin passes and a rotation guide slot through which the rotation locking pin passes.
일 실시 예에 따르면, 상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯 내에 있는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 허용되고, 상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯의 일 단에 접촉하는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 락킹될 수 있다.According to an embodiment, when the rotary pin is in the rotary guide slot, rotation of the rotary link with respect to the fixed link is allowed, and when the rotary pin is in contact with one end of the rotary guide slot, The rotation of the rotating link with respect to the fixed link can be locked.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 피치각에서 상기 회전락킹핀은 상기 회전가이드 슬롯의 일단에 접촉할 수 있다.According to an embodiment, at the first pitch angle, the rotary lock pin may contact one end of the rotation guide slot.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성부재부는 선형 스프링을 포함하고, 보행의 진행에 따라 상기 제1 피치각보다 피치각이 커지는 경우, 상기 선행 스프링이 인장되어 보행보조 에너지 저장이 시작될 수 있다.According to an embodiment, the first elastic member includes a linear spring, and when the pitch angle becomes larger than the first pitch angle as the gait progresses, the leading spring is stretched to start storing the gait.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 탄성부재를 고정하는 제1 고정부와 제2 고정부를 더 포함하고, 상기 제2 탄성부재는 꼬임부와 상기 꼬임부 일 단의 제1 선형부와 타 단의 제2 선형부를 가지는 토션 스프링을 포함하고, 상기 제1 고정부는 상기 제1 선형부를 고정하고, 상기 제2 고정부는 상기 제2 피치각 이전에는 상기 제2 선형부의 회전을 허용하고 상기 제2 피치각 이후에는 상기 제2 선형부의 회전을 제한할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is preferable that the elastic member further includes a first fixing portion and a second fixing portion for fixing the second elastic member, wherein the second elastic member has a twist portion, a first linear portion at one end of the twist portion, Wherein the first fixing portion fixes the first linear portion and the second fixing portion allows the rotation of the second linear portion before the second pitch angle and the second linear portion is rotated by the second pitch, And thereafter the rotation of the second linear portion can be restricted.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 피치각 이전의 경우, 상기 제2 선형부는 상기 제2 고정부와 비-접촉하고, 상기 제2 피치각 이후의 경우, 상기 제2 선형부는 상기 제2 고정부와 접촉할 수 있다.According to one embodiment, in the case of before the second pitch angle, the second linear portion is in non-contact with the second fixing portion, and in the case after the second pitch angle, the second linear portion is in contact with the second fixing portion, / RTI >
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 고정부는 상기 제1 선형부가 끼움 장착되는 고정홈을 포함하고, 상기 제1 고정부는 상기 다리 링크의 회전력을 상기 제1 선형부로 전달할 수 있다.According to an embodiment, the first fixing portion includes a fixing groove into which the first linear portion is fitted, and the first fixing portion can transmit the rotational force of the leg link to the first linear portion.
일 실시 예에 따르면, 보행의 진행에 따라 발이 지면에서 떨어지는 힘을 보조하도록, 상기 제1 및 제2 탄성부재 중 적어도 하나에 저장된 보행보조 에너지가 방출될 수 있다.According to one embodiment, the walking assist energy stored in at least one of the first and second elastic members may be released such that the foot supports the force falling from the ground as the walking progresses.
일 실시 예에 따르면, 등판에 마련되는 모터, 풀리 및 상기 풀리의 외주면에 마련되고 상기 모터에 의하여 구동되는 와이어를 더 포함하고, 상기 와이어의 회전에 따라 상기 발판 및 상기 다리 링크 중 적어도 하나에 보행보조력이 제공될 수 있다.According to one embodiment, the motor further comprises a motor, a pulley, and a wire provided on the outer circumferential surface of the pulley and driven by the motor, wherein at least one of the foot plate and the leg link is walked An auxiliary force may be provided.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치는 발을 지지하는 발판, 보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크, 상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제1 탄성부재, 일 단이 상기 다리 링크의 일 측에 고정되고 축핀과 회전락킹핀을 포함하는 고정 링크 및 일 단이 상기 고정 링크의 타 단과 회전 가능하도록 결합되고, 상기 축핀이 통과하는 축홀과 상기 회전락킹핀이 통과하는 회전가이드 슬롯을 포함하는 회전 링크를 포함하되, 상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯 내에 있는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 허용되고, 상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯의 일 단에 접촉하는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 락킹되어 상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지가 저장될 수 있다.A walking assist device according to an embodiment of the present invention includes a foot for supporting a foot, a leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot according to walking, A fixed link having one end fixed to one side of the leg link and including a pivot pin and a pivot lock pin, and one end connected to the other end of the fixed link so as to be rotatable, And a rotation guide slot including a rotation guide slot through which the rotation locking pin passes, wherein when the rotation locking pin is in the rotation guide slot, rotation of the rotation link with respect to the fixed link is allowed, When the king pin contacts one end of the rotation guide slot, the rotation of the rotation link with respect to the fixed link is locked to the first elastic member, Joe energy can be saved.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치는 발을 지지하는 발판, 보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크, 상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련되되, 꼬임부와 상기 꼬임부 일 단의 제1 선형부와 타 단의 제2 선형부를 가지는 제2 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재를 고정하는 제1 고정부와 제2 고정부를 포함하되, 상기 제1 고정부는 상기 제1 선형부에 대하여 자유 회전을 제한하고, 상기 발판에 대한 상기 다리 링크의 피치각에 따라 상기 제2 고정부는 상기 제2 선형부에 대하여 자유 회전을 허용 또는 제한할 수 있다.A walking assist device according to an embodiment of the present invention includes a foot for supporting a foot, a leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot according to walking, A second fixing member having a first linear portion at one end of the twisted portion and a second linear portion at the other end, and a first fixing portion and a second fixing portion fixing the second elastic member, , The first fastening portion limits free rotation with respect to the first linear portion and the second fastening portion permits or restricts free rotation with respect to the second linear portion according to the pitch angle of the leg link to the footrest .
본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 방법은 뒷꿈치가 지면에 닿은 이후 다리 링크가 발판을 향하여 회전하는 단계, 상기 회전에 따라 상기 다리 링크의 각도가 제1 피치각에 이른 이후부터 제1 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계, 상기 제1 피치각보다 큰 제2 피치각 이후부터, 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계 및 발이 지면에서 떨어지도록 상기 제1 및 상기 제2 탄성부재에 저장된 보행보조 에너지를 방출하는 단계를 포함할 수 있다.The walking assist method according to an embodiment of the present invention includes a step in which the leg link is rotated toward the foot plate after the heel touches the ground and the first elastic member Storing the walking assist energy in the second elastic member from a second pitch angle greater than the first pitch angle, and storing the walking assist energy in the second elastic member and the first and second elastic members And a step of releasing the walking assist energy stored in the memory.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계는, 상기 제1 탄성부재에 에너지를 지속적으로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of storing the gait assist energy in the second elastic member may include the step of continuously storing energy in the first elastic member.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계 및 상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계 중 적어도 하나의 단계는, 구동부에 의하여 구동되는 와이어를 통하여 보행을 보조하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one of the step of storing the walking assist energy in the first elastic member and the step of storing the walking assist energy in the second elastic member is a step of walking through the wire driven by the driving unit And may include an auxiliary step.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치는 발을 지지하는 발판, 보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크, 상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제1 탄성부재 및 상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제2 탄성부재를 포함하되, 보행의 진행에 따라 상기 다리 링크의 각도가 제1 피치각에 도달한 경우, 상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지 저장이 시작되고, 상기 제1 피치각 보다 큰 제2 피치각에 도달한 경우, 상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지 저장이 시작될 수 있다. A walking assist device according to an embodiment of the present invention includes a foot for supporting a foot, a leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot according to walking, And a second elastic member provided between one side of the foot plate and one side of the leg link, wherein when the angle of the leg link reaches the first pitch angle as the walking progresses, When the walking assist energy storage starts to the first elastic member and reaches the second pitch angle which is larger than the first pitch angle, the walking assist energy storage can start to the second elastic member.
본 실시 예에 따르면, passive mechanism을 통하여 보행보조 에너지를 제공할 수 있으므로 보다 간단한 구조를 제공할 수 있다. 또한 제1 및 제2 피치각에 따라 보행보조 에너지 저장 개시 시점이 다단화 되어 있으므로 탄성 계수를 줄일 수 있어 보행 이질감을 줄일 수 있다.According to the present embodiment, since a walking assist energy can be provided through a passive mechanism, a simpler structure can be provided. In addition, since the start time of the walking assist energy storage is different according to the first and second pitch angles, the modulus of elasticity can be reduced, and the gait disturbance can be reduced.
또한 active mechanism을 도입하되, 구동부의 위치를 신체의 등에 둠으로써, 구동부가 발목에 위치하였을 경우에 비하여 착용자의 착용 부담을 줄일 수 있다.In addition, an active mechanism is introduced. By placing the position of the driving part on the back of the body, it is possible to reduce the wearing load of the wearer as compared with the case where the driving part is located on the ankle.
도 1은 보행의 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 보행보조 장치의 발목 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부재를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 탄성부재를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발목 각도에 따른 제1 및 제2 탄성부재 각각에 보행보조 에너지가 저장되는 피치각을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치의 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14의 단계 S100을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 14의 단계 S110을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 14의 단계 S120을 상세히 설명하기 위한 도면이다.Fig. 1 is a view for explaining a step of walking.
2 is a view for explaining a walking aid according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an ankle part of a walking aid according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an angle according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are views for explaining the first elastic member according to an embodiment of the present invention in detail.
9 to 11 are views for explaining a second elastic member according to an embodiment of the present invention in detail.
12 is a view for explaining a pitch angle at which the walking assist energy is stored in each of the first and second elastic members according to the ankle angle according to the embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a driving unit of a walking aid according to an embodiment of the present invention.
14 is a view for explaining a walking assistance method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining step S100 of FIG. 14 in detail.
FIG. 16 is a diagram for explaining step S110 in FIG. 14 in detail.
FIG. 17 is a diagram for explaining step S120 of FIG. 14 in detail.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also, in the drawings, the shape and size are exaggerated for an effective description of the technical content.
본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 또한 본 명세서의 도면들에 있어서, 좌측의 구성은 L로 표기하고 우측의 구성은 R로 표기하였으며, 특별히 좌측 및 우측을 구분하여 설명하는 경우를 제외하고는 좌측과 우측을 통합적으로 설명하였다.Although the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components. Also, in the drawings of the present specification, the left-side configuration is denoted by L, the right-side configuration is denoted by R, and the left and right sides are collectively described except for the case where the left and right sides are specifically described.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term "connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 보행의 단계를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 1 is a view for explaining a step of walking.
도 1을 참조하면, 보행의 단계는, 오른 다리를 기준으로 보았을 때, 오른 발(또는 외발)의 뒷꿈치가 지면에 닿는 초기 컨택(initial contact)부터 오른쪽 발가락을 지면에 떼는 입각기와 오른발 발가락 떼기에서부터 다시 오른발 뒷꿈치를 지면에 닿는 유각기로 이루어질 수 있다. 전체 보행 단계 중 입각기가 60%를 차지하고 유각기가 40%를 차지할 수 있다.Referring to FIG. 1, the step of walking includes steps of starting from the initial contact where the heel of the right foot (or the external curve) touches the ground to the ground, the right and left toes It can also be made of an elbow that touches the heel of the right foot to the ground again. During the whole gait phase, the stance phase occupies 60% and the swing phase can occupy 40%.
인체의 보행을 하기 위해서는 골반, 무릎, 발목에서 힘이 필요하며 골반, 무릎, 발목 중 발목에서 60%의 힘을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 즉, 보행보조를 위해서는 발목을 보조하는 것이 중요하다는 것을 확인할 수 있다.For the human body to walk, the pelvis, knee and ankle require strength, and the pelvis, knee and ankle are known to generate 60% of the force. In other words, it can be confirmed that it is important to assist the ankle for the walking assistance.
이에 본 발명자는 passive type의 제1 및 제2 탄성부재를 통하여, 보행 시 발목의 움직임을 보조하도록 하였다. 예를 들어, 입각기 중기(도 1에 도시된 보행 주기 중 약30% 정도)에서는 제1 탄성부재에 에너지를 저장하고, 입각기 중후기(도 1에 도시된 보행 주기 중 약35% 정도에서는 제2 탄성부재에도 에너지를 저장하고, 입각기 말기(도 1에 도시된 보행 주기 중 약45%)부터는 제1 및 제2 탄성부재에 저장된 에너지를 방출함으로써, 발목의 움직임을 도울 수 있도록 하였다. 특히 발목의 근력이 많이 소요되는 유각기 시작 시점(toe off)에 제1 및 제2 탄성부재에 저장된 에너지가 방출됨으로써, 보행보조 효과가 상승될 수 있다. 또한, active type으로 동작하는 와이어를 통하여 발목의 움직임을 더 도울 수 있도록 하였다. Thus, the present inventor assists the movement of the ankle during walking through the passive type first and second elastic members. For example, energy is stored in the first elastic member in the stomach midcycle (about 30% of the walking cycle shown in FIG. 1), and in the middle of the stance phase (about 35% of the walking cycle shown in FIG. 1 Energy is also stored in the second elastic member, and the energy stored in the first and second elastic members is released from the end of the stance period (about 45% of the walking cycle shown in Fig. 1), thereby helping the ankle move. In particular, since the energy stored in the first and second elastic members is released at the start time (toe off) of the ankle, which requires a large amount of muscle force, the walking assist effect can be increased. So that the ankle motion can be further assisted.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a walking aid according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치는 제1 및 제2 탄성부재가 마련된 passive 보행보조 장치(100)와 인체의 일 측 예를 들어 등에 장착되어 발목 부분에 연결된 와이어(205)를 제어하는 active 보행보조 장치(200)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 도 3을 참조하여 passive 보행보조 장치가 설명된다. 이하에서 passive 보행보조 장치(100)와 active 보행보조 장치(200)는 보행보조 장치로 약칭될 수 있다. 2, the walking assistance device according to an embodiment of the present invention includes a passive
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 보행보조 장치의 passive mechanism을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining a passive mechanism of a walking aid in an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치(100)는 발을 지지하는 발판(102), 보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향(Ry 방향)으로 회전하는 다리 링크(110), 상기 다리 링크(110)의 일 측에 마련되어 신체의 아래 다리 인근에 고정되는 고정대(120), 상기 발판(102)의 일 측과 상기 다리 링크(110)의 일 측 사이에 마련된 제1 탄성부재(130) 및 상기 발판(102)의 일 측과 상기 다리 링크(110)의 일 측 사이에 마련된 제2 탄성부재(150) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 3, the walking assist
보행의 진행에 따라 상기 발판(102)은 X 축 방향으로 나아갈 수 있다. 보행의 진행 시 발목을 기준으로 아래 다리가 발바닥에 대하여 회전(Ry)하게 되므로 피치각이 발생하게 된다.The
일 실시 예에 따르면, 보행의 진행에 따라 상기 다리 링크(110)의 각도가 제1 피치각에 도달한 경우, 상기 제1 탄성부재(130)에 보행보조 에너지 저장이 시작되고, 상기 제1 피치각 보다 큰 제2 피치각에 도달한 경우, 상기 제2 탄성부재(150)에 보행보조 에너지 저장이 시작될 수 있다. According to one embodiment, when the angle of the
피치각과 관련된 이해의 편의를 위하여 도 4를 참조하기로 한다. Refer to FIG. 4 for convenience in understanding the pitch angle.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining an angle according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 피치각은 보행 방향이 X 축 방향이라고 할 때, 다리 링크(110)의 회전 정도를 정의하는 각도일 수 있다. 본 명세서에서는 다리 링크(110)가 발판(102)(또는 지면)에 대하여 수직한 경우를 피치각 0도로 정의하기로 한다. 또한 도 4의 1 사분면을 + 피치각으로 정의하고 도 4의 2 사분면을 - 피치각으로 정의하기로 한다. 도 1의 보행 주기에 피치각을 대입하면, 보행 단계가 0%에서 30%으로 진행되면 피치각이 0도에 이르게 되고, 보행 단계가 30% 이상이 되면 + 방향으로 피치각이 증가하게 되는 것이다.Referring to FIG. 4, the pitch angle may be an angle that defines the degree of rotation of the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성부재(130)에 보행보조 에너지 저장이 시작되는 제1 피치각은 0도 이고 상기 제2 탄성부재(150)에 보행보조 에너지 저장이 시작되는 제2 피치각은 10도 인 경우를 상정하기로 한다. 즉, 1차적으로 제1 탄성부재(130)에 에너지가 저장되고 보행이 추가적으로 진행되는 경우 2차적으로 제2 탄성부재(150)에 에너지가 저장되는 것이다.According to an embodiment of the present invention, the first pitch angle at which the walking assist energy storage starts at the first
이하 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부재에 대하여 상세히 설명하기로 한다.5 to 8, a first elastic member according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부재를 상세히 설명하기 위한 도면이다.5 to 8 are views for explaining the first elastic member according to an embodiment of the present invention in detail.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부재(130)의 일 단은 발판(102)에 고정적으로 마련된 고정단(132)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제1 탄성부재(130)의 타 단은 회전 링크(135)의 일 단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 또한 회전 링크(135)의 타 단은 고정 링크(140)의 일 단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이 때, 회전 링크(135)의 타 단은 상기 고정 링크(140)의 일 단에 대하여 회전 가능하게 결합되기는 하나, 회전 가능한 각도의 범위는 제한될 수 있다. 상기 고정 링크(140)의 타 단은 상기 다리 링크(110)에 결합될 수 있다.Referring to FIG. 5, one end of the first
보행의 진행에 따라 다리 링크(110)가 회전하게 되면, 다리 링크(110)에 가해진 회전력이 고정 링크(140), 회전 링크(135), 제1 탄성부재(130)에 전달될 수 있다. The rotational force applied to the
이 때, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 상기 제1 피치각 보다 작은 경우, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 자유 회전할 수 있다. 이와 달리, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 상기 제1 피치각 보다 커지는 경우, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 더 이상 회전하지 못할 수 있다. 이 경우, 제1 탄성부재(130)(예를 들어 선형 스프링)가 인장되면서, 보행보조 에너지가 저장될 수 있다. At this time, when the pitch angle of the
보다 구체적인 설명을 위하여 도 5의 A 영역을 확대하는 도 6을 참조하면, 상기 고정 링크(140)는 축핀(142)과 회전락킹핀(144)을 포함할 수 있고, 상기 회전 링크(135)는 상기 축핀(142)이 통과하는 축홀(미도시)과 상기 회전락킹핀(144)이 통과하는 회전가이드 슬롯(137)을 포함할 수 있다.6 for enlarging the area A of FIG. 5 for a more detailed description, the fixed
상기 축핀(142)이 축홀을 통과함으로써, 상기 회전 링크(135)가 상기 고정 링크(140)에 대하여 회전하는 회전축이 정의될 수 있다. 즉, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 상기 축핀(142)을 중심으로 회전할 수 있는 것이다.A rotation axis through which the
상기 회전가이드 슬롯(137)은 상기 회전 링크(135)의 일 측을 예를 들어 원호 형상으로 개구시킬 수 있다. 상기 회전락킹핀(144)은 상기 회전가이드 슬롯(137)의 개구를 관통할 수 있다. 상기 회전락킹핀(144)이 상기 회전가이드 슬롯(137) 내에 있는 경우, 상기 고정 링크(140)에 대한 상기 회전 링크(135)의 회전이 허용되고, 상기 회전락킹핀(144)이 상기 회전가이드 슬롯(137)의 일 단에 접촉하는 경우, 상기 고정 링크(140)에 대한 상기 회전 링크(135)의 회전이 락킹될 수 있다.The
즉, 회전가이드 슬롯(137)의 상단부와 상기 회전락킹핀(144)이 접촉하는 경우가 상기 회전 링크(135)가 상기 고정 링크(140)에 대하여 가장 펼쳐진 상태가 될 수 있다. 이와 달리, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전가이드 슬롯(137)의 하단부와 상기 회전락킹핀(144)이 접촉하는 경우가 상기 회전 링크(135)가 상기 고정 링크(140)에 대하여 가장 접혀진 상태가 될 수 있다. That is, when the upper end of the
도 8을 참조하여 정리하면, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 상기 제1 피치각보다 작은 경우, 상기 회전가이드 슬롯(137)은 상기 회전락킹핀(144)에 의하여 락킹되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 자유 회전할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 피치각이 0도 인 경우, 다리 링크(110)의 피치각이 0도 미만에서, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 자유 회전할 수 있다.Referring to FIG. 8, when the pitch angle of the
이와 달리, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 상기 제1 피치각(0도)에 이르게 되면, 상기 회전가이드 슬롯(137)은 상기 회전락킹핀(144)에 의하여 락킹될 수 있다. 이 경우, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 더 이상 회전하지 못하게 된다. 상기 회전 링크(135)가 상기 고정 링크(140)에 대하여 더 이상 회전하지 못함에도 상기 다리 링크(110)의 피치각이 증가하는 경우, 상기 제1 탄성부재(130)가 인장되면서 보행보조 에너지 저장이 시작될 수 있다.Alternatively, when the pitch angle of the
한편, 제1 탄성부재(130)에 저장된 보행보조 에너지는 보행의 진행에 따라 뒷꿈치를 지면에서 떼기 시작하는 시점 및/또는 발가락을 지면에서 떼기 시작하는 시점부터 발산되어 보행에 요구되는 발목 근력을 보조할 수 있다. 즉 X 축 방향으로 보행이 진행되는 경우, 제1 탄성부재(130)에 저장된 보행보조 에너지는 상기 발판(110)을 시계 방향으로 회전시키도록 방출될 수 있다.On the other hand, the walking assist energy stored in the first
이상 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부재에 관련된 구성에 대하여 설명하였다. 이하 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 탄성부재에 대하여 상세히 설명하기로 한다.5 to 8, the configuration related to the first elastic member according to the embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a second elastic member according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11. FIG.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 탄성부재를 상세히 설명하기 위한 도면이다.9 to 11 are views for explaining a second elastic member according to an embodiment of the present invention in detail.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 제2 탄성부재(150)는 꼬임부(152)와 상기 꼬임부 일 단의 제1 선형부(153)와 타 단의 제2 선형부(154)를 포함하는 토션 스프링으로 이루어질 수 있다.9 to 11, the second
일 실시 예에 따른 보행보조 장치는 상기 제1 선형부(153)를 고정하기 위하여 제1 선형부(153)가 인입되는 고정홈을 포함하는 제1 고정대(160)와 상기 제2 피치각 이전에는 상기 제2 선형부(162)의 회전을 허용하고 상기 제2 피치각 이후(10도)에는 상기 제2 선형부(154)의 회전을 제한하는 제2 고정대(162)를 포함할 수 있다. The walking aid device according to one embodiment includes a first fixing table 160 including a fixing groove into which a first
상기 제1 고정대(160)는 상기 다리 링크(110)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다. 이 때, 상기 제1 고정대(160)는 상기 제1 선형부(153)를 상기 제1 선형부의 폭 방향으로 수용함으로써, 상기 다리 링크(110)의 회전력을 상기 제1 선형부(153)로 전달할 수 있다. The first fixing table 160 may rotate together with the rotation of the
상기 제2 고정대(162)는 상기 제2 피치각(10도) 이전의 경우, 상기 제2 선형부(154)는 상기 제2 고정부(162)와 비-접촉하고, 상기 제2 피치각(10도) 이후의 경우, 상기 제2 선형부(154)는 상기 제2 고정부(162)와 접촉할 수 있다.The second
도 10을 참조하면, 상기 제2 피치각(10도) 이전의 경우, 상기 제2 고정대(162)의 상면과 상기 제2 선형부(154) 사이에는 유격각(Rs)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 피치각(10도) 이전의 경우, 상기 제2 선형부(154)가 회전하더라도 상기 제2 고정부(162)의 상면과 비-접촉하게 되는 것이다. 따라서 제2 피치각(10도) 이전에는, 상기 다리 링크(110)의 회전력이 상기 제1 고정대(160), 상기 제1 선형부(153), 상기 꼬임부(152)에 전달되더라도, 상기 제2 선형부(154)가 자유 회전하기 때문에 보행보조 에너지의 저장의 개시되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 10, a clearance angle Rs may be provided between the upper surface of the second fixing table 162 and the second
이와 달리, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 증가함에 따라 제2 피치각(10)에 이른 경우, 유격각(Rs)가 0도가 될 수 있다. 즉, 상기 제2 선형부(154)는 상기 제2 고정대(162)의 상면에 접촉할 수 있다. 이 경우 상기 제2 선형부(154)의 더 이상의 자유 회전은 차단될 수 있다. 이에 따라, 상기 꼬임부(152)에 비틀림력이 가해지므로 보행보조 에너지 저장이 개시될 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 11, when the pitch angle of the
제2 탄성부재(150)에 저장된 보행보조 에너지는 보행의 진행에 따라 뒷꿈치를 지면에서 떼기 시작하는 시점 및/또는 발가락을 지면에서 떼기 시작하는 시점부터 발산되어 보행에 요구되는 발목 근력을 보조할 수 있다. 즉 X 축 방향으로 보행이 진행되는 경우, 제2 탄성부재(150)에 저장된 보행보조 에너지도 상기 발판(110)을 시계 방향으로 회전시키도록 방출될 수 있다.The walking assist energy stored in the second
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발목 각도에 따른 제1 및 제2 탄성부재 각각에 보행보조 에너지가 저장되는 피치각을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a pitch angle at which the walking assist energy is stored in each of the first and second elastic members according to the ankle angle according to the embodiment of the present invention.
도 12의 X 축은 보행의 진행 단계를 100%로 나타낸 것이고 Y 축은 발목의 피치각을 나타낸 것이다. 발목의 피치각은 평지의 경우 최대 약 12도, 오르막길의 경우 최대 약 33도, 오름 계단의 경우 약 26도, 내리막길의 경우 약 25도, 내림 계단의 경우 약40도 인 것으로 나타났다.The x-axis in Fig. 12 shows the progression step of the walking in 100%, and the y-axis shows the pitch angle of the ankle. The pitch angle of the ankle was found to be about 12 degrees maximum in the case of flat land, a maximum of about 33 degrees in the uphill road, about 26 degrees in the uphill step, about 25 degrees in the downhill road, and about 40 degrees in the downhill step.
이에 본 발명자는 발목의 최대 피치각이 약 12도인 평지를 기준으로 하여, 제1 탄성부재(130)에 보행보조 에너지가 저장되는 제1 피치각을 0도로 하고, 제2 탄성부재(150)에 보행보조 에너지가 저장되는 제2 피치각을 10도로 하였다. 이 경우, 다리 리크(110)의 피치각 0도 이상에서 제1 탄성부재(130)에 보행보조 에너지가 저장되고, 피치각 10도 이상에서 제2 탄성부재(150)에 보행보조 에너지가 저장될 수 있다. The present inventor has found that the first pitch angle at which the walking assist energy is stored in the first
당업자의 설계에 따라 제1 및 제2 피치각을 변경할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 회전락킹핀(144) 위치 및/또는 회전가이드 슬롯(137)의 길이를 조절함으로써, 제1 피치각을 변경할 수 있다. 또한 유격각(Rs)을 조절함으로써, 제2 피치각을 변경할 수 있다.It goes without saying that the first and second pitch angles can be changed according to the design of a person skilled in the art. For example, the first pitch angle can be changed by adjusting the position of the
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 passive mechanism에 대하여 설명하였다. 이하 도 13을 참조하여 active 보행보조 장치가 설명된다.The passive mechanism according to one embodiment of the present invention has been described above. An active walking aiding apparatus will now be described with reference to FIG.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치의 active mechanism을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 도 2의 도면 부호 200에 대한 상세 도면이다.13 is a view for explaining an active mechanism of a walking aid according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a detailed view of the
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치(200)는 와이어(205)를 통하여 보행보조력을 제공할 수 있다. 이를 위하여, 신체의 일 측 예를 들어, 등에 착용되는 착용부(210), 상기 착용부(210)에 장착되고 일 측에 모터 풀리가 마련된 구동부(240, 예를 들어 모터), 상기 구동부(240)를 제어하는 제어부(230), 각 구성에 전원을 공급하는 배터리(220), 와이어(205)의 장력을 조절하는 장력 조절 롤러(260) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the walking assist
또한 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치(200)는 발판(110)의 일 측에 마련된 발목 풀리(270), 와이어(205)가 관통하는 시스(sheath; 280), 외주연으로 와이어(205)가 지나가는 와이어 가이드(290) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.3, a
도 2를 참조하면, 상기 와이어(205)의 양 단은 상기 모터 풀리와 발목 풀리(270)에 감기되, 상기 와이어 가이드(290)를 지나 상기 시스(280)를 관통하도록 마련될 수 있다. 2, both ends of the
상기 제어부(230)는 상기 와이어(205)의 회전 방향 및 회전량을 제어함으로써, 발목에 대하여 보행보조력을 제공할 수 있다. 즉, 상기 제어부(230)는 상기 구동부(240)를 회전시켜 상기 구동부(240)에 체결된 모터 풀리를 회전시킬 수 있다. 이에 따라 상기 구동부(240)의 회전력은 상기 와이어(205)를 통하여 상기 발목 풀리(270)를 회전시킬 수 있다. 상기 발목 풀리(270)의 축은 상기 발판(102)에 직접 및/또는 간접적으로 연결되거나 상기 다리 링크(110)와 직접 및/또는 간접적으로 연결됨으로써, 보행보조력이 제공될 수 있다.The
상기 제어부(230)는 상기 발판(102)에 내장된 압력 센서(미도시) 및/또는 구동부(240)의 회전량을 감지하는 엔코더(미도시)의 센싱 신호를 기반으로 상기 구동부(240)를 통하여 와이어(205)의 회전 방향 및/또는 회전량을 제어할 수 있다. 나아가, 상기 제어부(230)는 장력 조절 롤러(260) 간의 거리를 조절함으로써, 장력 조절 롤러(260)의 외주연과 접촉하는 와이어(205)의 장력을 제어할 수 있다. 이로써 상기 제어부(230)는 상기 와이어(205)에 가해지는 토크 방향 및/또는 토크량을 제어할 수 있다.The
일 실시 예에 따르면 상기 제어부(230)는 도 1에 도시된 보행 전 주기에 걸쳐서 보행보조력이 제공되도록 와이어(205)를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(230)는 항시적으로 보행보조력을 제공할 수 있다. 다른 관점에서, 상기 와이어(205)를 통한 보행보조력은 상기 제1 탄성부재(130) 및/또는 상기 제2 탄성부재(150)와 함께 보행을 보조할 수도 있고, 상기 제1 탄성부재(130) 및/또는 상기 제2 탄성부재(150)가 보행보조 에너지를 방출하지 않는 경우에도 단독적으로 보행을 보조할 수 있다. According to one embodiment, the
본 실시 예에 따르면, 보행보조력을 제공하되, 구동부(240)는 등에 장착되므로, 구동부(240)가 발목 인근에 장착되는 경우에 비하여 보행의 불편함을 해소할 수 있다. 다시 말해, 무게가 무겁고 부피를 차지하는 구동부(240)가 발목 인근이 아니라 등에 장착되기 때문에 보다 효과적으로 보행보조력을 제공할 수 있다.According to the present embodiment, since the driving
이상 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치를 설명하였다. 이하에서는 도 14 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 방법이 설명된다.1 to 13, a walking assistance apparatus according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a walking assistance method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 17. FIG.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 도 14의 단계 S100을 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 도 14의 단계 S110을 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 17은 도 14의 단계 S120을 상세히 설명하기 위한 도면이다.FIG. 14 is a view for explaining a walking assistance method according to an embodiment of the present invention, FIG. 15 is a view for explaining step S100 of FIG. 14 in detail, and FIG. And FIG. 17 is a diagram for explaining step S120 in FIG. 14 in detail.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 방법은 뒷꿈치가 지면에 닿은 이후 다리 링크가 발판을 향하여 회전하는 단계(S100), 상기 회전에 따라 상기 다리 링크의 각도가 제1 피치각에 이른 이후부터 제1 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계(S110), 상기 제1 피치각보다 큰 제2 피치각 이후부터, 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계(S120) 및 발이 지면에서 떨어지도록 상기 제1 및 상기 제2 탄성부재에 저장된 보행보조 에너지를 방출하는 단계(S130 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14, in the walking assist method according to an embodiment of the present invention, the leg link is rotated toward the foot plate after the heel touches the ground, A step S110 of storing the walking assist energy in the first elastic member after the angle is reached S110, a step S120 of storing the walking assist energy in the second elastic member after the second pitch angle greater than the first pitch angle, And releasing the walking assist energy stored in the first and second elastic members such that the foot is separated from the ground (S130).
단계 S100Step S100
단계 S100에서 뒷꿈치가 지면에 닿은 이후 다리 링크(110)가 발판을 향하여 회전할 수 있다. 즉 다리 링크(110)의 피치각이 증가할 수 있다. 다만, 단계 S100의 피치각은 제1 피치각 즉 제1 탄성부재에 에너지가 저장되는 각도에 이르지 못한 경우를 상정하기로 한다.The
보다 구체적인 설명을 위하여 도 15(a)를 참조하면, 다리 링크(110)의 피치각이 증가(시계 방향 회전)함에 따라, 제1 탄성부재(130)의 일 단은 고정단(132)에 대하여 반 시계 방향으로 회전할 수 있고, 상기 제1 탄성부재(130)의 타 단은 상기 회전 링크(135)에 대하여 반 시계 방향으로 회전할 수 있다. 또한 상기 제1 회전 링크(135)의 타 단은 상기 고정 링크(140)에 대하여 반 시계 방향으로 회전할 수 있다. 15 (a), as the pitch angle of the
단계 S100에서의 링크 간 회전은 모두 자유 회전일 수 있다. 도 15(b)를 참조하면, 상기 회전 링크(135)의 회전가이드 슬롯(137)은 상기 고정 링크(140)의 회전락킹핀(144)에 의하여 락킹되지 않을 수 있다. 이에 따라 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 축핀(142)을 중심으로 자유 회전할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 탄성부재(130)의 보행보조 에너지 저장은 비활성화될 수 있다.The inter-link rotation in step S100 may be free rotation. Referring to FIG. 15 (b), the
도 15(c)를 참조하면, 상기 다리 링크(110)의 회전에 따라 상기 제1 고정대(160)가 회전할 수 있다. 이에 따라 상기 제1 고정대(160)에 수용된 제2 탄성부재(150)의 제1 선형부(153)도 함께 회전할 수 있다. 상기 제1 선형부(153)가 회전함에 따라 상기 꼬임부(152) 및 제2 선형부(154)도 함께 자유 회전할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 탄성부재(150)의 보행보조 에너지 저장은 비활성화될 수 있다.Referring to FIG. 15 (c), the first fixing table 160 may be rotated according to the rotation of the
한편, 상기 와이어(205)를 통한 보행보조력 제공은 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(230)는 보행 단계를 분석하고, 분석된 보행 단계에 해당하는 보행보조력을 상기 와이어(205)를 통하여 제공할 수 있다.Meanwhile, provision of a walking assist force through the
단계 S110Step S110
단계 S100 이후 상기 다리 링크(110)의 피치각이 증가하여 제1 피치각(0도)에 이른 경우, 제1 탄성부재(130)에 보행보조 에너지 저장될 수 있다. 도 16을 참조하면, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 제1 피치각 이상으로 증가하는 경우, 상기 회전 링크(135)는 상기 고정 링크(140)에 대하여 더 이상 회전하지 못하게 된다. 즉, 상기 회전 링크(135)의 회전가이드 슬롯(137)과 상기 고정 링크(140)의 회전락킹핀(144)이 접촉하게 되므로, 더 이상의 자유 회전은 허용되지 않을 수 있다. 그럼에도 상기 다리 링크(110)의 피치각이 증가하는 경우, 제1 탄성부재(130)가 활성화될 수 있다. 즉, 상기 제1 탄성부재(130)가 인장되면서 보행보조 에너지가 저장될 수 있다.When the pitch angle of the
단계 S110에서 상기 제2 탄성부재(150)의 제2 선형부(154)는 자유 회전할 수 있다. 즉, 제2 탄성부재(150)는 비활성화 될 수 있다.In step S110, the second
단계 S110에서도 상기 와이어(205)를 통한 보행보조력 제공이 수행될 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the provision of the walking assist force through the
단계 S120Step S120
단계 S100 이후 상기 다리 링크(110)의 피치각이 증가하여 제2 피치각(10도)에 이른 경우, 제2 탄성부재(150)에 보행보조 에너지 저장될 수 있다. 도 17을 참조하면, 상기 다리 링크(110)의 피치각이 제2 피치각 이상으로 증가하는 경우, 상기 제2 탄성부재(150)의 제2 선형부(154)의 회전은 상기 제2 고정대(162)에 의하여 제한되게 된다. 그럼에도 상기 다리 링크(110)의 피치각이 증가하는 경우, 제2 탄성부재(150)가 활성화될 수 있다. 즉, 상기 제2 탄성부재(150)가 꼬이면서 보행보조 에너지가 저장될 수 있다.When the pitch angle of the
단계 S120에 따라 상기 제2 탄성부재(150)에 보행보조 에너지가 저장되는 동안, 상기 제1 탄성부재(130)에도 보행보조 에너지가 계속적으로 저장될 수 있다.The walking assist energy can be continuously stored in the first
또한, 단계 S120에서도 상기 와이어(205)를 통한 보행보조력 제공이 수행될 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the provision of the walking assist force through the
단계 S130Step S130
보행이 진행됨에 따라, 발이 지면에서 떨어지도록 상기 제1 및 상기 제2 탄성부재(130, 150)에 저장된 보행보조 에너지가 방출될 수 있다. 이로써, passive mechanism으로도 보행을 보조할 수 있다.As the walking progresses, the walking assist energy stored in the first and second elastic members (130, 150) may be released such that the feet are separated from the ground. As a result, a passive mechanism can assist walking.
또한, 단계 S130에서도 상기 와이어(205)를 통한 보행보조력 제공이 수행될 수 있다.Also, in step S130, provision of a walking assist force through the
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행보조 장치 및 보행보조 방법을 설명하였다. 본 실시 예에 따른 보행보조 장치의 active mechanism에 따르면, 무게가 무거운 구성 예를 들어, 구동부가 신체의 등에 장착되고, 와이어를 통하여 구동부가 발목의 일 측이 연결됨으로써, 발목 자체에 구동부의 무게가 가해지는 것을 피할 수 있다. 또한 active mechanism에 나아가 passive mechanism이 추가될 수 있으므로, 구동부를 콤팩트화할 수 있다. 또한 passive mechanism은 보행 단계가 진행됨에 따라 제1 및 제2 피치각에서 순차적으로 에너지를 저장하므로 탄성부재의 탄성 계수를 낮출 수 있다. 이로써 탄성부재에 에너지 저장 시 발생할 수 있는 보행 이질감을 최소화할 수 있다. 또한 제1 및 제2 피치각 중 적어도 하나가 0도 이상이 되도록 설계함으로써, 신체 자중을 활용하여 보행보조 에너지를 저장할 수 있다. 이 또한 탄성부재에 에너지 저장 시 발생할 수 있는 보행 이질감을 최소화할 수 있다.The walking assistance apparatus and the walking assistance method according to an embodiment of the present invention have been described above. According to the active mechanism of the walking aid device according to the present embodiment, since the weight is heavy, for example, the driving part is mounted on the back of the body and the driving part is connected to one side of the ankle through the wire, It can be avoided. In addition, since a passive mechanism can be added to the active mechanism, the driving unit can be made compact. Also, since the passive mechanism sequentially stores the energy at the first and second pitch angles as the gait phase progresses, the elastic modulus of the elastic member can be lowered. This can minimize the gait disturbance that may occur when energy is stored in the elastic member. Also, by designing at least one of the first and second pitch angles to be equal to or greater than 0 degrees, the walking assist energy can be stored by utilizing the weight of the body. This also minimizes the gait disturbance that may occur when energy is stored in the elastic member.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
Claims (15)
보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크;
상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제1 탄성부재; 및
상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제2 탄성부재;를 포함하되,
보행의 진행에 따라 상기 다리 링크의 각도가 제1 피치각에 도달한 경우, 상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지 저장이 시작되고, 상기 제1 피치각 보다 큰 제2 피치각에 도달한 경우, 상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지 저장이 시작되는, 보행보조 장치.A footrest supporting the foot;
A leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot plate according to walking;
A first elastic member provided between one side of the foot plate and one side of the leg link; And
And a second elastic member provided between one side of the foot plate and one side of the leg link,
When the angle of the leg link reaches the first pitch angle in accordance with the progress of the gait, the walking assist energy storage is started to the first elastic member, and when the second pitch angle is larger than the first pitch angle, And the walking assist energy storage starts to the second elastic member.
상기 제1 탄성부재부와 상기 다리 링크의 일 측을 연결하는 고정 링크와 상기 고정 링크에 회전 가능하도록 결합하는 회전 링크를 더 포함하고,
상기 고정 링크는 축핀과 회전락킹핀을 포함하고,
상기 회전 링크는 상기 축핀이 통과하는 축홀과 상기 회전락킹핀이 통과하는 회전가이드 슬롯을 포함하는, 보행보조 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a fixed link connecting the first elastic member and one side of the leg link, and a rotating link rotatably coupled to the fixed link,
Wherein the fixed link includes an axial pin and a rotary lock pin,
Wherein the rotation link includes a shaft hole through which the shaft pin passes and a rotation guide slot through which the rotation locking pin passes.
상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯 내에 있는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 허용되고,
상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯의 일 단에 접촉하는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 락킹되는, 보행보조 장치.3. The method of claim 2,
When the rotary pin is in the rotary guide slot, rotation of the rotary link with respect to the fixed link is permitted,
And the rotation of the rotary link with respect to the fixed link is locked when the rotary pin is in contact with one end of the rotary guide slot.
상기 제1 피치각에서 상기 회전락킹핀은 상기 회전가이드 슬롯의 일단에 접촉하는, 보행보조 장치.The method of claim 3,
And the pivot lock pin contacts the one end of the rotation guide slot at the first pitch angle.
상기 제1 탄성부재부는 선형 스프링을 포함하고,
보행의 진행에 따라 상기 제1 피치각보다 피치각이 커지는 경우, 상기 선행 스프링이 인장되어 보행보조 에너지 저장이 시작되는, 보행보조 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the first elastic member includes a linear spring,
Wherein when the pitch angle becomes larger than the first pitch angle as the gait progresses, the leading spring is pulled and the walking assist energy storage starts.
상기 제2 탄성부재를 고정하는 제1 고정부와 제2 고정부를 더 포함하고,
상기 제2 탄성부재는 꼬임부와 상기 꼬임부 일 단의 제1 선형부와 타 단의 제2 선형부를 가지는 토션 스프링을 포함하고,
상기 제1 고정부는 상기 제1 선형부를 고정하고, 상기 제2 고정부는 상기 제2 피치각 이전에는 상기 제2 선형부의 회전을 허용하고 상기 제2 피치각 이후에는 상기 제2 선형부의 회전을 제한하는, 보행보조 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a first fixing part and a second fixing part fixing the second elastic member,
The second elastic member includes a torsion spring having a first linear portion at one end of the twisted portion and a second linear portion at the other end,
Wherein the first fixing portion fixes the first linear portion and the second fixing portion allows the rotation of the second linear portion before the second pitch angle and limits the rotation of the second linear portion after the second pitch angle , A walking aid.
상기 제2 피치각 이전의 경우, 상기 제2 선형부는 상기 제2 고정부와 비-접촉하고, 상기 제2 피치각 이후의 경우, 상기 제2 선형부는 상기 제2 고정부와 접촉하는, 보행보조 장치.The method according to claim 6,
Wherein the second linear portion is in non-contact with the second fixing portion and, when after the second pitch angle, the second linear portion is in contact with the second fixing portion, Device.
상기 제1 고정부는 상기 제1 선형부가 끼움 장착되는 고정홈을 포함하고,
상기 제1 고정부는 상기 다리 링크의 회전력을 상기 제1 선형부로 전달하는, 보행보조 장치.The method according to claim 6,
Wherein the first fixing portion includes a fixing groove into which the first linear portion is fitted,
And the first fixing portion transmits the rotational force of the leg link to the first linear portion.
보행의 진행에 따라 발이 지면에서 떨어지는 힘을 보조하도록, 상기 제1 및 제2 탄성부재 중 적어도 하나에 저장된 보행보조 에너지가 방출되는, 보행보조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the walking assist energy stored in at least one of the first and second elastic members is released so as to assist the force that the feet fall from the ground as the walking progresses.
등판에 마련되는 모터;
풀리; 및
상기 풀리의 외주면에 마련되고 상기 모터에 의하여 구동되는 와이어를 더 포함하고,
상기 와이어의 회전에 따라 상기 발판 및 상기 다리 링크 중 적어도 하나에 보행보조력이 제공되는, 보행보조 장치.The method according to claim 1,
A motor provided in the back plate;
Pulleys; And
Further comprising a wire provided on an outer circumferential surface of the pulley and driven by the motor,
Wherein a walking assist force is provided to at least one of the footrest and the leg link according to the rotation of the wire.
보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크;
상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련된 제1 탄성부재;
일 단이 상기 다리 링크의 일 측에 고정되고 축핀과 회전락킹핀을 포함하는 고정 링크; 및
일 단이 상기 고정 링크의 타 단과 회전 가능하도록 결합되고, 상기 축핀이 통과하는 축홀과 상기 회전락킹핀이 통과하는 회전가이드 슬롯을 포함하는 회전 링크;을 포함하되,
상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯 내에 있는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 허용되고, 상기 회전락킹핀이 상기 회전가이드 슬롯의 일 단에 접촉하는 경우, 상기 고정 링크에 대한 상기 회전 링크의 회전이 락킹되어 상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지가 저장되는 보행보조 장치.A footrest supporting the foot;
A leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot plate according to walking;
A first elastic member provided between one side of the foot plate and one side of the leg link;
A fixed link, one end of which is fixed to one side of the leg link and includes a pivot pin and a pivot pin; And
And a rotation link including a shaft hole through which the shaft pin passes and a rotation guide slot through which the rotation locking pin passes,
Wherein when the rotary pin is in the rotation guide slot, rotation of the rotary link with respect to the fixed link is allowed, and when the rotary pin is in contact with one end of the rotary guide slot, Wherein the rotation of the rotary link is locked so that the walking assist energy is stored in the first elastic member.
보행에 따라 상기 발판에 대하여 피치(pitch) 방향으로 회전하는 다리 링크;
상기 발판의 일 측과 상기 다리 링크의 일 측 사이에 마련되되, 꼬임부와 상기 꼬임부 일 단의 제1 선형부와 타 단의 제2 선형부를 가지는 제2 탄성부재; 및
상기 제2 탄성부재를 고정하는 제1 고정부와 제2 고정부;를 포함하되,
상기 제1 고정부는 상기 제1 선형부에 대하여 자유 회전을 제한하고, 상기 발판에 대한 상기 다리 링크의 피치각에 따라 상기 제2 고정부는 상기 제2 선형부에 대하여 자유 회전을 허용 또는 제한하는 보행보조 장치.A footrest supporting the foot;
A leg link rotating in a pitch direction with respect to the foot plate according to walking;
A second elastic member provided between one side of the footrest and one side of the leg link, the second elastic member having a twist portion, a first linear portion at one end of the twist portion, and a second linear portion at the other end; And
And a first fixing part and a second fixing part fixing the second elastic member,
The first fastening portion limits free rotation with respect to the first linear portion and the second fastening portion according to the pitch angle of the leg link with respect to the footrest allows walking or restricting free rotation with respect to the second linear portion Auxiliary device.
상기 회전에 따라 상기 다리 링크의 각도가 제1 피치각에 이른 이후부터 제1 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계;
상기 제1 피치각보다 큰 제2 피치각 이후부터, 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계; 및
발이 지면에서 떨어지도록 상기 제1 및 상기 제2 탄성부재에 저장된 보행보조 에너지를 방출하는 단계를 포함하는 보행보조 방법.The leg link rotating toward the footplate after the heel touches the ground;
Storing the walking assist energy in the first elastic member after the angle of the leg link reaches the first pitch angle in accordance with the rotation;
Storing gait assist energy in a second elastic member after a second pitch angle greater than the first pitch angle; And
And releasing gait assist energy stored in the first and second elastic members such that the foot is separated from the ground.
상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계는, 상기 제1 탄성부재에 에너지를 지속적으로 저장하는 단계를 포함하는 보행보조 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the step of storing the gait assist energy in the second elastic member comprises continuously storing energy in the first elastic member.
상기 제1 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계 및 상기 제2 탄성부재에 보행보조 에너지를 저장하는 단계 중 적어도 하나의 단계는, 구동부에 의하여 구동되는 와이어를 통하여 보행을 보조하는 단계를 포함하는 보행보조 방법.14. The method of claim 13,
At least one of the step of storing the walking assist energy in the first elastic member and the step of storing the walking assist energy in the second elastic member includes a step of assisting the walking through the wire driven by the driving unit Walking aids.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170182134A KR102045657B1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Walking Assistance Apparatus and Walking Assistance Method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170182134A KR102045657B1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Walking Assistance Apparatus and Walking Assistance Method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190079986A true KR20190079986A (en) | 2019-07-08 |
KR102045657B1 KR102045657B1 (en) | 2019-11-15 |
Family
ID=67256395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170182134A KR102045657B1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Walking Assistance Apparatus and Walking Assistance Method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102045657B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111920655A (en) * | 2020-09-27 | 2020-11-13 | 上海傅利叶智能科技有限公司 | Ankle joint device with adjustable initial angle of foot support |
KR20210128301A (en) * | 2020-04-16 | 2021-10-26 | 피씨오낙(주) | suit type robot structure for humanoid robot |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007275482A (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Suncall Engineering Kk | Knee joint assist device |
US20140330393A1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Springactive, Inc. | Quasi-Active Prosthetic Joint System |
KR20160120835A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-19 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for assisting muscle strength |
-
2017
- 2017-12-28 KR KR1020170182134A patent/KR102045657B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007275482A (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Suncall Engineering Kk | Knee joint assist device |
US20140330393A1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Springactive, Inc. | Quasi-Active Prosthetic Joint System |
KR20160120835A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-19 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for assisting muscle strength |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210128301A (en) * | 2020-04-16 | 2021-10-26 | 피씨오낙(주) | suit type robot structure for humanoid robot |
KR20210134287A (en) * | 2020-04-16 | 2021-11-09 | 피씨오낙(주) | suit type robot structure for humanoid robot |
CN111920655A (en) * | 2020-09-27 | 2020-11-13 | 上海傅利叶智能科技有限公司 | Ankle joint device with adjustable initial angle of foot support |
WO2022062713A1 (en) * | 2020-09-27 | 2022-03-31 | 上海傅利叶智能科技有限公司 | Ankle joint device having adjustable foot support initial angle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102045657B1 (en) | 2019-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4736946B2 (en) | Walking aid | |
KR101368817B1 (en) | Walk assist apparatus | |
US8235924B2 (en) | Orthotic brace | |
KR101290174B1 (en) | Wearable robot to assist muscular strength | |
JP6113293B2 (en) | Robot for walking rehabilitation of stroke patients | |
US20100114332A1 (en) | Ankle joint structure of walking assistance device | |
EP2036518B1 (en) | Walk assistance device | |
TW201639533A (en) | Interactive exoskeleton robotic knee system | |
JP2005000500A (en) | Foot joint electric device | |
JP5724312B2 (en) | Rehabilitation assist device | |
US8968223B2 (en) | Motion assist device | |
US20110009788A1 (en) | Orthotic Device with Removably Attachable Actuator | |
EP3646844B1 (en) | Motion assistance apparatus | |
CN108652925B (en) | A kind of walking aid rehabilitation and gait correction system | |
KR100939284B1 (en) | A walking support device of ankle joint | |
KR20190079986A (en) | Walking Assistance Apparatus and Walking Assistance Method | |
JP2018094635A (en) | Motion assisting device | |
KR101981403B1 (en) | Walking assistance apparatus and operation method of the same | |
JP2018033641A (en) | Device for preventing leg muscle atrophy | |
JP5168158B2 (en) | Walking training system | |
KR102395942B1 (en) | Lower extremity robotic assisted orthosis for for gait rehabilitation training | |
KR20190136346A (en) | Auxiliary apparatus for assisting muscular strength of ankle | |
KR101330343B1 (en) | A knee-orthosis to assist the gait by support the knee-joint | |
KR102003720B1 (en) | Multi-exercising apparatus for a lower body | |
JP5598667B2 (en) | Walking assistance device, walking assistance method, walking assistance program, etc. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |