KR20190094792A - 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치 - Google Patents

바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190094792A
KR20190094792A KR1020180014358A KR20180014358A KR20190094792A KR 20190094792 A KR20190094792 A KR 20190094792A KR 1020180014358 A KR1020180014358 A KR 1020180014358A KR 20180014358 A KR20180014358 A KR 20180014358A KR 20190094792 A KR20190094792 A KR 20190094792A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pedestrian
biofeedback
unit
control unit
elastic body
Prior art date
Application number
KR1020180014358A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102035510B1 (ko
Inventor
김세영
손영수
이성휘
김병인
박찬훈
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020180014358A priority Critical patent/KR102035510B1/ko
Publication of KR20190094792A publication Critical patent/KR20190094792A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102035510B1 publication Critical patent/KR102035510B1/ko

Links

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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F5/0104—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations without articulation
    • A61F5/0111—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations without articulation for the feet or ankles
    • A61F5/0113—Drop-foot appliances
    • 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
    • A61H2201/0184—Means for preventing injuries by raising an alarm
    • 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
    • A61H2201/164—Feet or leg, e.g. pedal
    • A61H2201/1642—Holding means therefor
    • 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
    • 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
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행 시 하퇴와 발이 이루는 각도가 변형되어 발생하는 힘을 탄성체에 저장 후 방출함으로써, 이동에 필요한 추진력을 더해줄 뿐만 아니라, 탄성체의 변화를 측정하여 측정된 값이 선택되는 값일 경우, 이를 보행자에게 알람하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치에 관한 것이다.

Description

바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치{Passive Elastic Ankle Exoskeleton Capable Biofeedback}
본 발명은 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행 시 하퇴와 발이 이루는 각도가 변형되어 발생하는 힘을 탄성체에 저장 후 방출함으로써, 이동에 필요한 추진력을 더해줄 뿐만 아니라, 탄성체의 변화를 측정하여 측정된 값이 선택되는 값일 경우, 이를 보행자에게 알람하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치에 관한 것이다.
보행자가 보행 시 무릎과 발목 사이에 형성된 하퇴와, 허리와 무릎 사이에 형성된 상퇴가 이루는 각도 변화에 의해 탄성부재를 압축시키고, 탄성부재가 복원되는 힘을 이용하여 하퇴를 밀어주는 보행 보조 장치가 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래의 보행 보조 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 보행 보조 장치는 사용자의 허리에 장착하는 허리 링크와, 허리 링크와 회전 가능하게 연결하고 있고, 대퇴에 따라 배치되는 대퇴 링크와, 대퇴 링크와 회전 가능하게 연결하고 있고, 종아리에 따라 배치되는 종아리 링크와, 종아리 링크와 회전 가능하게 연결하고 있고, 사용자의 다리에 장착하는 다리 링크와, 대퇴 링크 또는 종아리 링크로부터 성장하고 있는 지주에 지지를 받고 있어 슬관절의 회전축보다 전방에 위치하는 풀리와, 한쪽 끝이 허리 링크에 대한 대퇴 링크의 회전축선보다 전방에서 허리 링크에 연결하고 있고, 도중에 풀리에 걸려 타단이 종아리 링크에 대한 다리 링크의 회전축보다 후방에서 다리 링크에 연결하고 있는 끈 모양 탄성부재를 포함하여 구성된다.
이때, 종래의 보행 보조 장치는 상퇴와 하퇴가 이루는 각도 변화에 의해 발생하는 힘을 탄성부재에 저장하기 때문에 허리 링크와 대퇴 링크의 회전축과, 대퇴 링크와 종아리 링크를 연결하는 회전축, 및 종아리 링크와 다리 링크를 연결하는 각각의 회전축이 보행자의 관절을 연결하는 각각의 회전축과 동일한 위치에 구성되지 않을 시, 보행에 불편함이 발생되기 때문에 보행자마다 그에 적합한 구조로 제작을 해야 한다는 단점을 가진다.
또한, 탄성부재에 힘을 저장하기 위해 탄성부재의 일측 단부가 허리링크에 연결되어, 허리 부분이 탄성부재의 탄성운동을 위한 고정 축으로 사용됨으로써, 착용자의 허리에 힘이 가해져 보행에 불편함을 줄 수 있는 단점을 가진다.
아울러, 종래의 보행 보조 장치는 하지의 체성 감각 및 운동 능력이 저하된 노인, 당뇨로 인해 감각이 저하된 당뇨환자 등에서는 정확한 보행 동작 및 안전한 보행 동작이 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제2016-0043245호
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보행 시 하퇴와 발이 이루는 각도가 변형되어 발생하는 힘을 탄성체에 저장 후 방출함으로써, 이동에 필요한 추진력을 더해줄 뿐만 아니라, 탄성체의 변화를 측정하여 측정된 값이 선택되는 값일 경우, 이를 보행자에게 알람하여 안정한 보행이 가능하도록 하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치는 보행자의 신발 외면에 고정되는 제1결합부; 길이 방향 전측은 상기 제1결합부와의 고정축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고, 길이 방향 후측은 보행자의 하퇴 상측에 고정되는 제2결합부; 상기 제1결합부 후측과의 고정축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제3결합부; 상기 제2결합부의 후측과 제3결합부에 연결되는 메인탄성체; 및 보행자의 동작에 대응하여 상기 메인탄성체의 탄성변화를 측정하고, 측정된 정보를 보행자에게 전달하는 인공감각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인공감각부는 상기 메인탄성체의 변화를 측정하는 측정부 및 보행자에게 고정되어 상기 측정부로부터 측정된 정보가 선택되는 값일 경우, 보행자에게 알람하는 알람부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정부는 상기 메인탄성체의 길이 변화를 측정하는 변위센서, 상기 메인탄성체의 하중 변화를 측정하는 하중센서 중 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 알람부는 보행자에 부착 가능하되, 진동을 통해 보행자에게 알람하는 진동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1결합부는 보행자의 신발 좌우 측면에 밀착되는 한 쌍의 측면프레임과, 상기 측면프레임의 길이 방향 전측 단부를 서로 연결하며, 상면이 신발의 앞닫이 하면에 밀착되는 전면프레임 및 상기 측면프레임의 길이 방향 후측을 서로 연결하며, 신발의 후면과 마주보는 내측에 신발에 삽입되는 후면프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치는 상기 제3결합부의 회전 변위를 제한하는 회전제어부; 및 상기 회전제어부의 동작을 제어하는 모드제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모드제어부는 상기 회전제어부를 통해 상기 제3결합부의 회전 변위를 제한하는 제1정지모드와, 상기 회전제어부가 제3결합부와 이격되는 제2정지모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3결합부는 후측으로 돌출 형성되는 하측탄성체결합부와, 상기 하측탄성체결합부의 회전축에 결합되는 회전력전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전제어부는 상기 회전력전달부가 일측으로 회전 시 접촉하는 제1회전돌출부와, 상기 회전력전달부가 타측으로 회전 시 접촉하는 제2회전돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전제어부는 상기 모드제어부의 하측 단부와 접하는 상측에 서로 교차되는 두 개의 면으로 이루어진 바이스테이블이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치는 보행 시 발생하는 하퇴의 회전력을 이동에 필요한 추진력으로 활용함으로써, 보행에 필요한 추진력을 더해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치는 탄성의 변화에 따른 선택되는 값을 보행자에게 알람할 수 있으므로, 신체 감각이 저하된 노인, 당뇨환자 등에게 안전한 보행이 가능하도록 하는 장점이 있다.
도 1은 종래의 보행 보조 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 나타낸 사시도로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 착용한 보행자의 동작에 대한 메인탄성체의 동작을 개념적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 구성하는 메인탄성체와 인공감각부의 동작을 개념적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 구성하는 인공감각부의 실시예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 구성하는 인공감각부의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 나타낸 도면.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 바이오 피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 사시도로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 크게 제1결합부(100), 제2결합부(200), 제3결합부(300), 메인탄성체(400) 및 인공감각부(500)를 포함하여 이루어진다.
제1결합부(100)는 보행자의 신발 외면에 고정되도록 형성되며, 이때 보행자의 신발은 일반적인 신발뿐만 아니라, 이와 다른 유사 착용장치를 포함할 수 있다.
이때, 제1결합부(100)는 보행자의 신발 좌우 측면에 밀착되는 한 상의 측면프레임(110)과, 한 쌍의 측면프레임(110)의 길이 방향 전측을 서로 연결하며, 상면이 신발의 앞닫이 하면에 밀착되는 전면프레임(120) 및 한 쌍의 측면프레임(110)의 길이 방향 후측을 서로 연결하며, 신발의 후면과 마주보는 내측에 신발에 삽입되는 연결부재가 돌출되어 형성되는 후면프레임(130)을 포함하여 이루어진다.
제2결합부(200)는 길이 방향 전측이 제1결합부(100)와의 고정축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고, 길이 방향 후측은 보행자의 하퇴 상측에 고정된다. 즉 제2결합부(200)는 보행자의 무릎과 발목 사이에 형성된 하퇴에 고정되도록 형성된다.
제3결합부(300)는 제1결합부(100)의 길이 방향 후측과의 고정축을 중심으로 회전 가능하게 결합됨으로써, 신발의 전측을 포함하는 외면과 고정되는 제1결합부(100)와 더불어, 신발의 후측을 고정시킬 수 있다.
메인탄성체(400)는 제2결합부(200)의 후측과 제3결합부(300)에 연결되는 탄성체로 이루어지며, 제3결합부(300)의 회전에 따라 에너지를 저장 및 방출하도록 형성된다.
인공감각부(500)는 보행자의 동작에 대응하여 메인탄성체(400)의 탄성변화를 측정하고, 이를 보행자에게 전달하도록 형성되며, 크게 측정부(510) 및 알람부(520)를 포함하여 이루어진다.
측정부(510)는 메인탄성체(400)의 변화를 측정하도록 이루어지며, 알람부(520)는 보행자에게 고정되어 측정부(510)로부터 측정된 정보가 선택되는 값일 경우, 보행자에게 이를 알람 가능하게 형성된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 제1결합부(100)가 보행자의 발을 보호하는 신발 또는 유사 착용장치에 결합되고, 제2결합부(200)는 보행자의 무릎과 발목 사이에 형성된 하퇴에 결합되며, 메인탄성체(400)는 보행자의 발과 하퇴가 이루는 각도 변화에 따라 탄성에너지를 저장 및 방출함으로써, 보행자로 하여금 보행 추진력을 더해주게 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 보행자의 발과 하퇴가 이루는 각도 변화에 따라 탄성에너지를 저장 및 방출하는 메인탄성체(400)의 변화를 보행자에게 전달하는 인공감각부(500)를 포함함으로써, 하지의 체성 감각 및 운동 능력이 저하된 노인, 당뇨로 인해 감각이 저하된 당뇨환자 등의 보행자에게 인공감각을 제공하여, 보행자의 이동에 따른 안전성을 향상시킬 수 있다.
상술된 인공감각부(500)를 좀 더 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 착용한 보행자의 동작에 대한 메인탄성체의 동작을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 구성하는 메인탄성체와 인공감각부의 동작을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3, 도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 보행자의 발이 공중에서 지면에 닫는동작(stance phase)의 경우 메인탄성체(400)는 에너지를 저장하였다가, 공중동작(swing phase)을 위해 발이 지면으로 떨어지는 경우, 하지가 전측으로 기울어짐에 따라, 발과 하퇴와의 각도가 커지게 되며, 이는 메인탄성체(400)의 길이가 증대됨으로써, 에너지가 방출된다.
반면 도 3, 도 4(b)를 참조하면, 보행자의 발이 공중동작을 할 경우, 발과 하퇴가 이루는 각도가 좁아지게 되며, 이는 메인탄성체(400)가 가지는 본연의 형태로 돌아가게 된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 인공감각부(500)의 측정부(510)가 보행자의 발과 하퇴가 이루는 각도 변화에 따른 메인탄성체(400)의 변화를 측정하고, 이를 알람부(520)를 통해 보행자에게 전달함으로써, 감각이 저하된 보행자로 하여금 올바른 보행 동작을 가능하게 할 뿐만 아니라, 안전성을 증대시킬 수 있다.
이때, 알람부(520)는 측정부(510)를 통해 측정된 정보가 선택되는 값일 경우, 이를 소리로 알람할 수 있으나, 바람직하게는 보행자에게 부착 가능하되, 진동을 통해 보행자에게 알람하는 진동수단으로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 알람부(520)는 진동을 통해 보행자에게 알람을 수행해야 하므로, 보행자의 인체 중 비교적 감각 기능이 뛰어난 허벅지에 부착하는 것이 바람직하나, 보행자를 고려하여 알람부(520)가 부착되는 위치는 다양한 실시예가 가능하다.
또한, 인공감각부(500)는 측정부(510)와 알람부(520)를 유선으로 연결하여, 측정부(510)로부터 측정된 정보를 알람부(520)로 전송할 수 있거나, 블루투스, 통신데이터망 등을 이용하여 무선으로 측정부(510)로부터 측정되는 정보를 알람부(520)로 전송할 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 구성하는 인공감각부의 실시예를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 구성하는 인공감각부의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 측정부(510)는 변위센서로 이루어질 수 있다.
변위센서로 이루어지는 측정부(510)는 보행자의 발과 하퇴와의 각도 변화에 따른 메인탄성체(400)의 길이 변화를 측정하고, 측정된 정보가 보행자에게 알람하기 위한 값일 경우, 측정된 정보를 알람부(520)로 전송함으로써, 보행자에게 알람할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 측정부(510)는 하중센서로 이루어질 수 있다.
하중센서로 이루어지는 측정부(510)는 보행자의 발과 하퇴와의 각도 변화에 따른 메인탄성체(400)의 하중 변화를 측정하고, 측정된 정보가 보행자에게 알람하기 위한 값일 경우, 측정된 정보를 알람부(520)로 전송함으로써, 보행자에게 알람할 수 있다.
이때 하중센서는 로드셀 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 측정부(510)는 정확한 측정 및 알람을 위해, 상술된 변위센서 및 하중센서를 모두 구비하고, 메인탄성체(400)의 길이 변화 및 하중 변화를 모두 측정하여 알람부(520)로 전송할 수 있으며, 선택에 따라 변위센서 또는 하중센서 중 하나의 수단을 택하여 메인탄성체(400)의 변화를 측정할 수 있다.
<제2 실시예>
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 제3결합부(300)의 회전 변위를 제한하는 회전제어부(600)를 더 포함하여 형성된다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치는 회전제어부(600)가 지면에 보행자의 발이 안착된 후, 발과 하퇴가 좁아지는 모션에서 제3결합부(300)의 회전 변위를 제한하여 보행자가 느낄 수 있는 불편함을 최소화하고, 공중동작(발이 지면에 떨어진 경우)의 편의성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)는 회전제어부(600)의 동작을 제어하는 모드제어부(700)를 더 포함한다.
모드제어부(700)는 회전제어부(600)로 하여금 제3결합부(300)의 회전 변위를 제한하는 제1정지모드와, 회전제어부(600)로 하여금 제3결합부(300)의 회전을 방해하지 않도록 제3결합부(300)와 이격시키는 제2정지모드를 포함할 수 있다.
이를 위해, 제3결합부(300)는 후측으로 돌출 형성되는 하측탄성체결합부(310)와, 하측탄성체결합부(310)의 회전축(320)에 결합되며, 회전제어부(600)의 모드 변환을 제어하는 회전력전달부(330)를 포함하여 이루어지며, 회전력전달부(330)가 회전축(320)의 회전에 대응하여 회전하며 일정 시점에서 회전제어부(600)의 모드를 제어하여 회전축(320)의 회전을 제한한다.
이때, 회전제어부(600)는 회전력전달부(330)가 일측으로 회전 시 접촉하는 제1회전될출부(610)와, 회전력전달부(330)가 타측으로 회전 시 접촉하는 제2회전돌출부(620)를 포함하여 이루어진다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 회전제어부(600)는 제1회전돌출부(610)의 하측 단부에 회전축(320)의 표면에 형성된 톱니부(321)에 끼워지는 결합고정부(611)가 형성되어 회전력전달부(330)가 제2회전돌출부(620)를 후측에서 전측으로 밀면, 제1회전돌출부(610)가 일측으로 회전하여 결합고정부(611)가 톱니부(321)에 끼워지게 되고, 회전력전달부(330)가 제1회전돌출부(610)를 전측에서 후측으로 밀면, 제1회전돌출부(610)가 타측으로 회전하여 결합고정부(611)가 톱니부(321)에서 빠져 나오며 제3결합부(300)와 회전제어부(600)의 결합이 해제된다.
다시 말하면, 보행자의 일정 모션에서 회전력전달부(330)는 결합고정부(611)와 톱니부(321)가 결합되는 회전제어부(600)의 제1정지모드를 형성함으로써, 메인탄성체(400)에 탄성력이 저장될 수 있게 하고, 결합고정부(611)와 톱니부(321)의 결합이 해제되는 회전제어부(600)의 제2정지모드를 형성함으로써, 회전제어부(600)가 회전축(320)의 운동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 회전제어부(600)는 모드제어부(700)에 의해 변화되는 제1정지모드와, 제2정지모드를 유지할 수 있다.
즉, 회전제어부(600)는 모드제어부(700)의 하측 단부와 접하는 상측에 서로 교차되는 두 개의 면으로 이루어진 바이스테이블(630)이 형성되어, 회전력전달부(330)에 의해 모드가 전환되면 모드제어부(700)의 하측 단부가 접촉하는 바이스테이블(630)의 한 면을 압박하여, 회전제어부(600)가 회전력전달부(330)의 제어 없이 회전제어부(600)의 모드가 변환되는 것을 제한한다.
이때, 모드제어부(700)는 회전력전달부(330)에서 회전력이 전달되지 않을 경우 회전제어부(600)의 모드가 변환되는 것을 방지하면 충분하지만, 모드 변환 시 회전력전달부(330)와 회전제어부(600)의 마찰로 소모되는 에너지를 최소화하기 위해 상하 방향으로 탄성운동할 수 있도록 형성될 수 있다.
상술된 구성을 가지는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치(1000)의 모션 변화에 대해 좀 더 상세하게 설명한다.
보행자의 발이 지면에 안착되는 결합고정부(611)가 톱니부(321)에 끼워져 회전축(320)의 회전 변위를 제한하여, 보행자의 발과 하퇴가 좁아지는 동작에서 메인탄성체(400)가 늘어나며 메인탄성체(400)에 탄성력이 저장된다.
이때 톱니부(321)는 라쳇기어, 결합고정부(611)는 폴기어의 역할을 수행함으로써, 결합되어 있더라도 보행자의 발과 하퇴가 넓어지는 동작은 방해하지 않는다.
그러므로 보행자의 발이 지면에 안착될 때 발과 하퇴의 각도가 조금 벌어지는 동작은 아무런 제한을 받지 않으며, 결과적으로 메인탄성체(400)에 조금 더 많은 에너지가 저장될 수 있다.
도 8을 참조하면, 메인탄성체(400)에 저장된 탄성력은 보행자의 발이 지면을 박차는 동작에 힘을 더해주므로, 보행자는 강한 추진력을 얻을 수 있다.
이때, 보행자의 발과 하퇴가 넓어지며 회전력전달부(330)가 제1회전돌출부(610)를 밀어주므로, 회전제어부(600)는 회전하여 제3결합부(300)의 회전을 제한하는 제1정지모드에서 제3결합부(300)와 이격되는 제2정지모드로 변화되며, 모드제어부(700)에 의해 제2정지모드를 유지하게 된다.
도 9를 참조하면, 보행자의 발이 지면에 닫기 전 보행자의 발과 하퇴의 경사가 좁아지므로, 회전력전달부(330)가 제2회전돌출부(620)를 밀어주므로, 회전제어부(600)가 제2정지모드에서 제1정지모드로 변화된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 바이오 피드백이 가능한 착용형 보행 보조 장치
100 : 제1결합부
110 : 측면프레임 120 : 전면프레임
130 : 후면프레임
200 : 제2결합부
300 : 제3결합부
310 : 하측탄성체결합부 320 ：회전축
330 : 회전력전달부
400 : 메인탄성체
500 : 인공감각부
510 : 측정부 520 : 알람부
600: 회전제어부
610 : 제1회전돌출부 611 : 결합고정부
620 : 제2회전돌출부
630 : 바이스테이블
631 : 제1면 632 : 제2면
700 : 모드제어부

Claims (10)

  1. 보행자의 신발 외면에 고정되는 제1결합부;
    길이 방향 전측은 상기 제1결합부와의 고정축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고, 길이 방향 후측은 보행자의 하퇴 상측에 고정되는 제2결합부;
    상기 제1결합부 후측과의 고정축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제3결합부;
    상기 제2결합부의 후측과 제3결합부에 연결되는 메인탄성체; 및
    보행자의 동작에 대응하여 상기 메인탄성체의 탄성변화를 측정하고, 측정된 정보를 보행자에게 전달하는 인공감각부;를 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인공감각부는
    상기 메인탄성체의 변화를 측정하는 측정부 및
    보행자에게 고정되어 상기 측정부로부터 측정된 정보가 선택되는 값일 경우, 보행자에게 알람하는 알람부를 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 측정부는
    상기 메인탄성체의 길이 변화를 측정하는 변위센서, 상기 메인탄성체의 하중 변화를 측정하는 하중센서 중 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 알람부는
    보행자에 부착 가능하되, 진동을 통해 보행자에게 알람하는 진동수단으로 이루어지는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1결합부는
    보행자의 신발 좌우 측면에 밀착되는 한 쌍의 측면프레임과,
    상기 측면프레임의 길이 방향 전측 단부를 서로 연결하며, 상면이 신발의 앞닫이 하면에 밀착되는 전면프레임 및
    상기 측면프레임의 길이 방향 후측을 서로 연결하며, 신발의 후면과 마주보는 내측에 신발에 삽입되는 후면프레임을 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치는
    상기 제3결합부의 회전 변위를 제한하는 회전제어부; 및
    상기 회전제어부의 동작을 제어하는 모드제어부;를 더 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 모드제어부는
    상기 회전제어부를 통해 상기 제3결합부의 회전 변위를 제한하는 제1정지모드와, 상기 회전제어부가 제3결합부와 이격되는 제2정지모드를 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제3결합부는
    후측으로 돌출 형성되는 하측탄성체결합부와,
    상기 하측탄성체결합부의 회전축에 결합되는 회전력전달부를 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 회전제어부는
    상기 회전력전달부가 일측으로 회전 시 접촉하는 제1회전돌출부 및
    상기 회전력전달부가 타측으로 회전 시 접촉하는 제2회전돌출부를 포함하는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 회전제어부는
    상기 모드제어부의 하측 단부와 접하는 상측에 서로 교차되는 두 개의 면으로 이루어진 바이스테이블이 형성되는 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치.
KR1020180014358A 2018-02-06 2018-02-06 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치 KR102035510B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180014358A KR102035510B1 (ko) 2018-02-06 2018-02-06 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180014358A KR102035510B1 (ko) 2018-02-06 2018-02-06 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190094792A true KR20190094792A (ko) 2019-08-14
KR102035510B1 KR102035510B1 (ko) 2019-11-26

Family

ID=67621998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180014358A KR102035510B1 (ko) 2018-02-06 2018-02-06 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102035510B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210053673A (ko) * 2019-11-04 2021-05-12 연세대학교 원주산학협력단 보행 시 앞코를 들어 올리는 보행 보조 기구

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102341085B1 (ko) 2020-06-04 2021-12-21 한국기계연구원 지면 충돌 에너지를 활용한 블로잉 장치
KR102341086B1 (ko) 2020-06-04 2021-12-21 한국기계연구원 추진력 증폭장치
KR102404544B1 (ko) 2020-07-06 2022-06-07 한국기계연구원 추진력 증폭 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101134213B1 (ko) * 2010-06-01 2012-04-06 건양대학교산학협력단 하지질환자의 대칭 체중부하 피드백을 통한 보행 재활훈련 및 분석장치
KR101302364B1 (ko) * 2012-04-30 2013-09-06 근로복지공단 하지보조기용 보행감각 인지장치
KR20160043245A (ko) 2014-10-13 2016-04-21 한국기계연구원 착용형 추진 보조 장치
KR101650095B1 (ko) * 2015-03-26 2016-08-23 한국기계연구원 착용형 발목 가변 강성 장치 및 작동 방법
KR20160145948A (ko) * 2015-06-11 2016-12-21 한국기계연구원 라쳇기어를 이용한 발목 강성 보조 장치 및 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101134213B1 (ko) * 2010-06-01 2012-04-06 건양대학교산학협력단 하지질환자의 대칭 체중부하 피드백을 통한 보행 재활훈련 및 분석장치
KR101302364B1 (ko) * 2012-04-30 2013-09-06 근로복지공단 하지보조기용 보행감각 인지장치
KR20160043245A (ko) 2014-10-13 2016-04-21 한국기계연구원 착용형 추진 보조 장치
KR101650095B1 (ko) * 2015-03-26 2016-08-23 한국기계연구원 착용형 발목 가변 강성 장치 및 작동 방법
KR20160145948A (ko) * 2015-06-11 2016-12-21 한국기계연구원 라쳇기어를 이용한 발목 강성 보조 장치 및 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210053673A (ko) * 2019-11-04 2021-05-12 연세대학교 원주산학협력단 보행 시 앞코를 들어 올리는 보행 보조 기구

Also Published As

Publication number Publication date
KR102035510B1 (ko) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102035510B1 (ko) 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치
US20220387205A1 (en) Terrain adaptive powered joint orthosis
US10835408B2 (en) Powered method for augmenting a joint function of a human
US10426637B2 (en) Exoskeleton ankle robot
KR102452632B1 (ko) 운동 보조 장치 및 그 제어 방법
US20230008704A1 (en) Method and system for control and operation of motorized orthotic exoskeleton joints
KR101368817B1 (ko) 보행 보조장치
US8968227B2 (en) Knee Brace
US10959872B2 (en) Motion assistance apparatus
KR102546547B1 (ko) 보행 보조 방법 및 장치
ES2907244T3 (es) Sistema avanzado de control de la marcha y procedimientos que permiten el movimiento continuo de la marcha de un dispositivo de exoesqueleto motorizado
KR20180023708A (ko) 운동 보조 장치
JP2015529574A5 (ko)
JP2002301124A (ja) 歩行補助装置
US10278885B1 (en) Method and system for control and operation of motorized orthotic exoskeleton joints
KR20180076139A (ko) 운동 보조 장치
KR101913187B1 (ko) 편마비 환자용 보행 보조장치 및 그 제어방법
KR102284822B1 (ko) 지지 모듈, 이를 포함하는 운동 보조 장치 및 운동 보조 장치의 제어 방법
JP2014226151A (ja) 歩行補助装置
JP2021536329A (ja) ウェアラブルアクティブ補助デバイス
KR20090104398A (ko) 족관절 보행보조장치
KR20160145948A (ko) 라쳇기어를 이용한 발목 강성 보조 장치 및 제어 방법
KR101867324B1 (ko) 라쳇기어 및 바이스테이블 스프링 토글 스위치를 이용한 발목 착용형 보행 보조 장치 및 방법
KR101697958B1 (ko) 보행 시스템
JP2021126218A (ja) 歩行補助装置、歩行補助方法及び歩行補助プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right