KR20200107780A - Power-Assisted Wheelchair Platform - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 보다 상세하게는 근력 증강 휠체어 플랫폼에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a device, and more particularly, to a strength-enhancing wheelchair platform.
선진국을 중심으로 인구의 고령화 속도는 빨라지고, 휠체어 수요는 증가하고 있다. 고령화 사회에서 휠체어는 의료 목적뿐 아니라 이동의 목적으로도 사용되어, 노인 사용자의 신체 조건에 더 적합한 휠체어가 필요할 것으로 예상된다.In developed countries, the rate of population aging is accelerating and the demand for wheelchairs is increasing. In an aging society, wheelchairs are used not only for medical purposes, but also for mobility, and it is expected that a wheelchair that is more suitable for the physical condition of elderly users is required.
현존하는 휠체어는 다양한 문제를 갖고 있다. 소비자원의 자료에 따르면 전동휠체어 탑승자의 약 403%가 사고 경험이 있다고 응답하였다. 사고의 주요 원인은 물리적 환경이 482%로 가장 높았고, 전체 사고의 412%가 경사면 주행에서 발생하였다. 한편, 약 98%의 요양보호사가 근골격계 증상을 겪고 있는 것으로 나타났으며 가장 빈번하게 수행하는 작업은 휠체어 이동 작업으로 나타났다. Existing wheelchairs have various problems. According to the data from Consumer Agency, about 403% of electric wheelchair occupants answered that they had an accident. The main cause of accidents was the physical environment, which was the highest at 482%, and 412% of all accidents occurred on slope driving. Meanwhile, about 98% of nursing care workers were found to suffer from musculoskeletal symptoms, and the most frequently performed task was the wheelchair movement task.
이에 대한 선행연구로는 핸드림을 통해 탑승자의 근력보조나, 햅틱 인터랙션을 통해 인체와 안전하게 상호작용하는 휠체어 개발 등이 진행되어 왔다.Prior research on this has been the development of a wheelchair that safely interacts with the human body through a hand rim to assist the occupant's strength and a haptic interaction.
본 발명의 실시예들은 근력 증강 휠체어 플랫폼을 제공한다. Embodiments of the present invention provide a strength-enhancing wheelchair platform.
본 발명의 일 실시예는, 사용자가 착석 가능한 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 이동시키는 구동휠부와, 상기 바디부와 이격되도록 배치되는 핸들 어셈블리와, 제1방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부를 포함하고, 상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼을 개시한다. An embodiment of the present invention includes a body part in which a user can be seated, a driving wheel part disposed on the body part and moving the body based on a signal, a handle assembly disposed to be spaced apart from the body part, and a first A first sensor part arranged in a direction and connecting the handle assembly and the body part, and a second sensor part arranged in a second direction crossing the first direction and connecting the handle assembly and the body part, The driving wheel unit initiates a muscle strength enhancing wheelchair platform in which driving is controlled based on a result detected by the first sensor unit and the second sensor unit.
본 발명의 다른 실시예는, 사용자가 안착하며, 주행 가능한 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 주행시키는 구동휠부와, 상기 바디부에 결합하는 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부를 포함하는 핸들 어셈블리와, 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부를 포함하고, 상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼을 개시한다. In another embodiment of the present invention, a body part that a user can sit on and can run, a driving wheel part disposed on the body part and driving the body based on a signal, and a first handle body part coupled to the body part And, a handle assembly including a second handle body portion connected to the first handle body portion at an angle with the first handle body portion, and arranged in a first direction, and connects the first handle body portion and the body portion A second sensor unit arranged in a second direction crossing the first direction and connecting the first handle body unit to the body unit; and the first handle body unit and the second handle unit A third sensor unit connected to the body unit and configured to sense a torque of the second handle body unit, and the driving wheel unit increases muscle strength in which driving is controlled based on a result detected by the first sensor unit and the second sensor unit. Initiate a wheelchair platform.
본 실시예에 있어서, 상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 바디부의 직진 방향에 대해서 사선일 수 있다. In this embodiment, the first direction and the second direction may be oblique lines with respect to the straight direction of the body part.
본 실시예에 있어서, 상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 상기 바디부의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부를 더 포함할 수 있다. In the present embodiment, a gripping part coupled to the handle assembly and capable of being gripped by a user from a side of the body part may be further included.
본 실시예에 있어서, 상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부에 고정될 수 있다. In this embodiment, both ends of the first sensor unit and both ends of the second sensor unit may be fixed to the handle assembly and the body.
본 실시예에 있어서, 상기 제1센서부에서 감지된 결과와 상기 제2센서부에서 감지된 힘을 근거로 상기 핸들 어셈블리의 중심에서의 등가 힘 및 등가 모멘트를 산출할 수 있다. In this embodiment, the equivalent force and the equivalent moment at the center of the handle assembly may be calculated based on the result sensed by the first sensor unit and the force sensed by the second sensor unit.
본 실시예에 있어서, 상기 등가 힘 및 상기 등가 모멘트를 근거로 상기 구동휠부의 구동력을 결정할 수 있다. In the present embodiment, the driving force of the driving wheel may be determined based on the equivalent force and the equivalent moment.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 연결되는 제2핸들바디부와, 상기 제2핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제2센서부를 포함하는 핸들 어셈블리를 개시한다. In another embodiment of the present invention, a first handle body part, a second handle body part connected to the first handle body part at a predetermined angle, and a first direction between the second handle body part and an external object And a first sensor unit connecting the first handle body and the external object, and arranged in a second direction between the first handle body and the external object, and the first handle body and the external object Disclosed is a handle assembly including a second sensor unit connecting an object.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부와, 상기 제2핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제1센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제2센서부와, 상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부를 포함하는 핸들 어셈블리를 개시한다. In another embodiment of the present invention, a first handle body part, a second handle body part connected to the first handle body part at a predetermined angle with the first handle body part, and the second handle body part A first sensor unit that is arranged between objects in a first direction, connects the first handle body to the external object, and is arranged in a second direction between the first handle body and the external object, and the second A handle including a second sensor unit connecting the first handle body and the external object, and a third sensor unit connecting the first handle body and the second handle body and sensing torque of the second handle body Initiate assembly.
본 실시예에 있어서, 상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 제1핸들바디부와 외부 물체의 바디부에 고정될 수 있다. In this embodiment, each of both ends of the first sensor part and both ends of the second sensor part may be fixed to the first handle body part and the body part of an external object.
본 실시예에 있어서, 상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 제1핸들바디부의 길이 방향에 대해서 사선일 수 있다. In this embodiment, the first direction and the second direction may be diagonal with respect to the longitudinal direction of the first handle body.
본 실시예에 있어서, 상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 외부 물체의 바디부의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부를 더 포함할 수 있다. In the present embodiment, the handle assembly may further include a gripping part that can be gripped by a user from a side of the body part of the external object.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features, and advantages than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.These general and specific aspects may be practiced using a system, method, computer program, or any combination of systems, methods, and computer programs.
본 발명의 실시예들은 고령자들도 쉽게 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 근력을 증강하는 기술과 자동 정지 및 직진성 강화 기술을 제공함으로써 기존 휠체어의 보조 시의 근력 부담과 주행상의 안전 문제를 해결할 수 있다. Embodiments of the present invention can be easily used by the elderly. Embodiments of the present invention can solve the muscle burden and safety problems in driving when assisting the existing wheelchair by providing a technology for enhancing muscle strength and a technology for automatically stopping and enhancing straightness.
본 발명의 실시에들은 다양한 인터페이스 적용과 성능 실험에 적합하다.Embodiments of the present invention are suitable for various interface applications and performance experiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 근력 증강 휠체어 플랫폼을 대략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 파지부를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼의 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다.1 is a perspective view showing a muscle strength enhancement wheelchair platform according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing the muscle enhancing wheelchair platform shown in FIG. 1.
3 is a conceptual diagram showing the handle assembly shown in FIG. 1.
4 is a perspective view showing the gripping portion shown in FIG. 3.
5 is a conceptual diagram showing a handle assembly of a muscle strength enhancing wheelchair platform according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding constituent elements are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first and second are not used in a limiting meaning, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or elements described in the specification are present, and do not preclude the possibility of adding one or more other features or elements in advance.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of description. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to what is shown.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, y-axis, and z-axis are not limited to three axes on a Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including them. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.When a certain embodiment can be implemented differently, a specific process order may be performed differently from the described order. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the described order.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 근력 증강 휠체어 플랫폼을 대략적으로 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다. 도 4는 도 3에 도시된 파지부를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a muscle strength enhancement wheelchair platform according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing the muscle enhancing wheelchair platform shown in FIG. 1. 3 is a conceptual diagram showing the handle assembly shown in FIG. 1. 4 is a perspective view showing the gripping portion shown in FIG. 3.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 바디부(100), 구동휠부(300), 휠부(400), 보조휠부(500) 및 핸들 어셈블리(200)를 포함할 수 있다. 1 to 4, the muscle strength
바디부(100)는 사용자가 안착할 수 있으며, 구동휠부(300)가 배치되어 구동휠부(300)의 작동에 따라 이동할 수 있다. The
상기와 같은 바디부(100)는 제1프레임부(110), 제2프레임부(120), 착석부(130), 팔걸이부(140), 제1서프펜션부(미도시), 제2서스펜션부(150), 링크부(160), 티핑레버부(170), 발받침부(180) 및 구동부(190)를 포함할 수 있다. The
제1프레임부(110)는 바디부(100) 전체를 지지할 수 있다. 이러한 경우 제1프레임부(110)는 복수개의 프레임, 플레이트 등이 서로 결합할 수 있다. 이때, 제1프레임부(110)는 사용자의 등을 지지할 수 있으며, 다양한 장치 등이 배치될 수 있다. The
제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)에 일단이 선형 운동 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)에 대해서 접이 가능하도록 연결될 수 있다. 또한, 착석부(130)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 제2프레임부(120)는 내부에 공간이 형성될 수 있다. One end of the
상기와 같은 제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)와 슬라이딩 가능하게 연결되는 메인프레임(121) 및 메인프레임(121)에 선형 운동하는 슬라이딩프레임(122)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 메인프레임(121) 내부에는 공간이 형성될 수 있으며, 슬라이딩프레임(122)의 일부는 메인프레임(121) 내부에 삽입될 수 있다. 또한, 슬라이딩프레임(122)에는 휠부(400)가 회전 가능하게 연결될 수 있다. The
착석부(130)는 제1프레임부(110)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 착석부(130)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 착석부(130)는 사용자가 착석 가능하도록 플레이트 형태로 형성될 수 있다. The
팔걸이부(140)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 팔걸이부(140)는 선택적으로 위치가 고정되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 팔걸이부(140)는 사용자의 사용 시 제2프레임부(120)의 표면과 일정 각도를 형성할 수 있으며, 사용자가 사용하지 않거나 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 접히는 경우 제2프레임부(120)의 외면과 거의 평행하도록 제2프레임부(120)의 외면에 접촉할 수 있다. 이러한 경우 팔걸이부(140) 또는 제2프레임부(120) 중 하나에는 팔걸이부(140)이 접혔는지 여부를 감지하는 센서가 구비될 수 있다. The
제1서스펜션부(미도시)는 메인프레임(121)과 슬라이딩프레임(122)을 연결할 수 있다. 이때, 상기 제1서스펜션부는 슬라이딩프레임(122)이 메인프레임(121)에 삽입되어 슬라이딩 운동하는 경우 슬라이딩프레임(122)의 이동 거리를 한정할 뿐만 아니라 슬라이딩프레임(122)의 진동을 저감시킬 수 있다. 또한, 상기 제1서스펜션부는 휠부(400)에 진동이 전달되는 경우 휠부(400)의 진동이 제1프레임부(110) 및 착석부(130)에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1서스펜션부는 메인프레임(121)과 슬라이딩프레임(122)을 연결하는 실린더, 스프링 등과 같은 댐퍼를 포함할 수 있다. The first suspension unit (not shown) may connect the
제2서스펜션부(150)는 제1프레임부(110)와 링크부(160)를 연결할 수 있다. 이때, 제2서스펜션부(150)는 구동휠부(300)에서 전달되는 진동을 저감시킬 수 있다. 상기와 같은 제2서스펜션부(150)는 제2댐퍼(미표기) 및 제2탄성부재(미표기) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2댐퍼는 유압 실린더 형태일 수 있다. 상기 제2탄성부재는 상기 제2댐퍼로부터 이격되도록 배치되며, 제1프레임부(110)와 링크부(160) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2탄성부재는 코일스프링, 판스프링 등을 포함할 수 있다. The
링크부(160)는 제1프레임부(110) 또는 구동부(190)에 회전 가능하게 연결되며, 구동휠부(300)와 회전 가능하게 연결되는 링크(161)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 경우 링크(161)는 제2서스펜션부(150)와 연결될 수 있다. The
티핑레버부(170)는 제1프레임부(110)에 연결될 수 있다. 이때, 티핑레버부(170)는 바디부(100)의 진행 방향에 대해서 반대 방향으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 특히 티핑레버부(170)는 사용자가 발로 밟을 수 있도록 상면 일부가 평평할 수 있으며, 상면의 일부에는 요철이 형성될 수 있다. The tipping
발받침부(180)는 제2프레임부(120)에 연결될 수 있다. 이러한 발받침부(180)는 제2프레임부(120)로부터 돌출된 연결프레임(181) 및 연결프레임(181)에 회전 가능하게 배치된 발받침플레이트(182)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 연결프레임(181)은 메인프레임(121)에 고정될 수 있다. 이러한 경우 연결프레임(181) 또는 발받침플레이트(182) 중 하나에는 발받침플레이트(182)가 접혔는지 여부를 감지하는 센서를 구비할 수 있다. The
구동부(190)는 제1프레임부(110)에 배치되며, 제2프레임부(120)와 연결되어 제2프레임부(120)의 끝단을 선형 운동시킬 수 있다. 이때, 구동부(190)는 구동력생성부(미도시), 상기 구동력생성부 및 제2프레임부(120)의 끝단에 연결되어 선형 운동하는 운동부(미도시), 상기 운동부와 연결되며, 제1프레임부(110)에 삽입되어 선형 운동하고, 상기 운동부와 제2프레임부(120)를 연결하는 롤러부(미표기)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 구동력생성부는 실린더를 포함하거나 모터 및 볼스크류를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 상기 구동력생성부는 상기 운동부와 연결되는 리니어 모터를 포함하는 것도 가능하다. The driving
구동휠부(300)는 제1프레임부(110)에 배치될 수 있다. 이때, 구동휠부(300)는 외부의 신호에 따라 구동력을 생성할 수 있다. 이때, 구동휠부(300)는 외부에 배치되는 휠과 휠 내부에 배치되는 인휠모터를 포함할 수 있다. The
휠부(400)는 제2프레임부(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 휠부(400)는 제2프레임부(120)의 하면과 지면 사이에 배치될 수 있으며, 높이 방향을 기준으로 회전할 수 있다. 또한, 휠부(400)는 지면에 평행한 회전 중심을 기준으로 회전하는 것도 가능하다. 이때, 휠부(400)는 바디부(100)의 진행 방향을 향하도록 회전할 수 있으며, 동시에 바디부(100)의 이동에 따라 회전할 수 있다. 휠부(400)는 별도의 구동력을 생성하지 않으며, 구동휠부(300)의 동작에 따라 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 지면에 대해서 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 경우 휠부(400)는 캐스터 휠, 옴니휠 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. The
보조휠부(500)는 제1프레임부(110)에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 보조휠부(500)는 지면에 평행한 회전축을 기준으로 회전할 수 있다. 보조휠부(500)는 바디부(100)의 방향 전환에 따라 방향이 가변하지 않을 수 있다. 이러한 보조휠부(500)는 사용자가 티핑레버부(170)에 힘을 가하여 휠부(400)를 들어올리는 경우나 계단 등과 같이 단차진 부분을 등판하거나 내려갈 때 바디부(100)를 지지할 수 있다.The
핸들 어셈블리(200)는 다양한 방식으로 바디부(100)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 핸들 어셈블리(200)는 바디부(100)로부터 이격되도록 배치되어 적어도 2 부분에서 센서부를 통하여 바디부(100)와 연결될 수 있다. The
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 핸들 어셈블리(200)에서 입력되는 입력값을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 주행시킬 수 있다. 예를 들면, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 후면에서 핸들 어셈블리(200)에 사용자가 힘을 가하는 경우 핸들 어셈블리(200)에 가해지는 사용자의 힘을 측정할 수 있다. 이러한 경우 핸들 어셈블리(200)는 적어도 2부분에서 사용자의 힘을 측정하고 사용자의 힘의 차이를 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 전진시키거나 회전시킬 수 있다. The strength-enhancing
구체적으로 적어도 2부분에서 측정된 사용자의 힘이 동일한 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 직진하거나 후진할 수 있다. 또한, 적어도 2부분에서 측정된 사용자의 힘이 서로 상이한 경우 이러한 힘의 차이를 통하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 회전시킬 수 있다. 이때, 회전하는 속도는 힘의 크기의 차이로 결정되고, 회전 방향은 힘의 벡터의 합에 따른 합력의 방향으로 결정될 수 있다. 다른 실시예로써 적어도 2부분에서 측정된 힘의 벡터를 핸들 어셈블리의 중앙에서 가해지는 합력의 벡터와 모멘트로 변환하여 이에 따라서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 주행 방향과 주행 속도를 결정하는 것도 가능하다. Specifically, when the user's force measured in at least two portions is the same, the strength-enhancing
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 보호자가 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 후면에서 조작하는 경우 이외에도 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 측면에서 조작하는 것도 가능하다. 이러한 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 보호자의 측면 조작을 감지하여 주행이 조절될 수 있다. The strength-enhancing
상기와 같은 핸들 어셈블리(200)에 대해서는 이하에서 상세히 설명하기로 한다. The
한편, 상기와 같은 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 접이 가능할 수 있다. 구체적으로 상기 구동력생성부가 작동하는 경우 상기 운동부가 운동하면서 제2프레임부(120)의 끝단을 운동시킬 수 있다. On the other hand, the muscle strength
제2프레임부(120)의 끝단이 선형 운동하는 경우 제2프레임부(120)는 선형 운동하는 끝단을 중심으로 회전함으로써 제2프레임부(120)는 제1프레임부(110)와 가까워질 수 있다. 이러한 경우 휠부(400)는 구동휠부(300)와 근접할 수 있다. 또한, 착석부(130)는 제2프레임부(120)의 운동에 따라 제1프레임부(110)를 중심으로 회전하면서 착석부(130)의 끝단이 상측으로 이동하여 제1프레임부(110)에 밀착할 수 있다. 이러한 경우 제1프레임부(110) 또는 제2프레임부(120)에는 제1프레임부(110)와 제2프레임부(120)의 근접 여부를 감지하는 센서를 구비할 수 있다. 다른 실시예로써 제1프레임부(110) 내부에는 상기 운동부의 위치를 감지하는 센서를 구비하는 것도 가능하다. 이러한 센서에서 감지된 결과를 근거로 상기 구동력생성부의 작동을 중지시킬 수 있다. 이를 통하여 제2프레임부(120)의 접히는 정도를 결정할 수 있다. When the end of the
따라서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 자동으로 접철 가능함으로써 휴대성이 증대될 수 있다. 또한, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 보호자가 사용자의 측면에서 조작하는 것이 가능하다. Therefore, the strength-enhancing
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 다양한 방향으로 원활하게 이동하는 것이 가능하다. The strength-enhancing
핸들 어셈블리(200)는 제1핸들바디부(210), 제2핸들바디부(220), 제1센서부(230), 제2센서부(240) 및 파지부(250)를 포함할 수 있다. The
제1핸들바디부(210)는 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 직선으로 직진하는 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 직진 방향과 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 이러한 제1핸들바디부(210)는 사용자가 파지 가능한 형태일 수 있으며, 봉 형태로 형성될 수 있다. The
제2핸들바디부(220)는 제1핸들바디부(210)와 일정 각도로 배열될 수 있다. 이러한 경우 제2핸들바디부(220)는 제1핸들바디부(210)로부터 절곡될 수 있다. 상기와 같은 경우 제2핸들바디부(220)는 사용자가 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 측면에 서서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 조작하도록 할 수 있다. The
제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1핸들바디부(210) 또는 제2핸들바디부(220)에서 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 이러한 경우 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제2핸들바디부(220)로부터 바디부(100) 측으로 돌출될 수 있다. 이때, 핸들 어셈블리(200)는 제1센서부(230)와 제2센서부(240)를 통하여 바디부(100)와 연결될 수 있다. 이러한 경우 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1프레임부(110)에 연결될 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 핸들 어셈블리(200)는 바디부(100)로부터 완전히 분리된 상태일 수 있다. The
제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 각각 제1방향과 제2방향으로 배열될 수 있다. 이때, 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1핸들바디부(210)의 길이 방향에 대해서 사선으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1센서부(230)의 길이 방향은 제1핸들바디부(210)의 외면과 제1각도(αL)를 형성하며, 제2센서부(240)의 길이 방향은 제1핸들바디부(210)의 외면과 제2각도(αR)를 형성할 수 있다. 상기와 같은 경우 제1각도(αL)와 제2각도(αR)는 각각 예각일 수 있다. 이러한 경우 제1센서부(230)와 제2센서부(240)는 제1핸들바디부(210)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 형태 및 위치에 배치될 수 있다. The
파지부(250)는 제2핸들바디부(220)에 연결될 수 있다. 특히 파지부(250)는 제2핸들바디부(220)의 일단에 연결될 수 있다. 이러한 경우 파지부(250)의 일단은 제1핸들바디부(210)와 연결되는 제2핸들바디부(220)의 타단과 상이할 수 있다. 상기와 같은 파지부(250)는 제2핸들바디부(220)에 연결되는 연결부(251)와 연결부(251)의 끝단에 회전 가능하게 결합하는 회전부(252)를 포함할 수 있다. 이때, 연결부(251)는 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 수직하게 배열될 수 있다. 특히 연결부(251)는 제2핸들바디부(220)로부터 높이 방향으로 돌출될 수 있다. The
상기와 같은 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 작동을 살펴보면, 환자가 안착한 바디부(100)를 사용자가 핸들 어셈블리(200)에 힘을 가하여 이동시키는 것이 가능하다. Looking at the operation of the muscle strength-enhancing
상기와 같은 경우 제1핸들바디부(210)에 사용자가 힘을 가하면, 제1센서부(230)와 제2센서부(240)에서 제1핸들바디부(210)에 가해진 힘을 각각 측정할 수 있다. 제1센서부(230)와 제2센서부(240)에서 측정된 힘을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 제1핸들바디부(210)를 파지하여 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하는 경우 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 감지된 결과를 근거로 제1핸들바디부(210)의 중심에서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 운동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1센서부(230)에서 측정되는 제1힘(fS,L) 및 제2센서부(240)에서 측정되는 제2힘(fS,R)을 근거로 각 구동휠부(300)의 구동력이 제어될 수 있다. 각 구동휠부(300)의 구동력은 하기의 수식으로 계산될 수 있다. In the above case, when a user applies a force to the
[수학식 1][Equation 1]
여기서, FTL, FTR은 각각 제1센서부(230)에 인접한 구동휠부(300)의 구동력, 제2센서부(240)에 인접한 구동휠부(300)의 구동력, Gain은 상수, T는 행렬일 수 있다. 또한, FE,y는 각 센서부에서 측정된 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 진행방향의 성분의 힘의 합력, ME는 사용자가 제1핸들바디부(210)를 파지하여 힘을 가하는 경우 제1핸들바디부(210)에 가해지는 적어도 2개 이상의 힘에 의하여 제1핸들바디부(210)의 중심을 기준으로 제1핸들바디부(210)가 회전하려는 모멘트를 의미할 수 있다. 이때, 각 구동휠부(300)의 구동력을 산출하는 경우 행렬 T는 상기에 표기되어 있지는 않지만 모멘트의 단위를 힘으로 변환시키도록 할 수 있다. 즉, 상기의 수학식 1에서 힘과 곱해지는 부분에는 단위 환산을 위한 변환이 필요없지만 모멘트가 곱해지는 부분에는 모멘트의 단위를 힘의 단위로 변환할 수 있다. 예를 들면, T의 1열 2행의 단위 및 2열 2행는 1/m일 수 있다. 다른 실시예로써, T의 1열 1행의 단위 및 2열 1행의 단위는 m일 수 있다.Here, F TL and F TR are the driving force of the
상기와 같은 수학식 1을 산출하기 위하여 각 구동휠부(300)의 구동력은 제1핸들바디부(210)에 사용자가 힘을 가할 때 제1센서부(230)에서 측정된 힘과 제2센서부(240)에서 측정된 힘을 제1핸들바디부(210)의 중앙에 가해지는 힘과 모멘트로 환산할 수 있다.In order to calculate
이러한 경우 합력과 등가 모멘트인 FE,y와 ME는 하기의 수학식 2로 계산될 수 있다. In this case, the resultant force and the equivalent moment F E, y and M E can be calculated by Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
여기서, αL은 제1핸들바디부(210)의 길이 방향과 제1센서부(230)의 길이 방향이 이루를 각도를 의미하고, αR는 제1핸들바디부(210)의 길이 방향과 제2센서부(240)의 길이 방향이 형성하는 각도를 의미할 수 있다. 이러한 경우 αL과 αR은 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있으나 이하에서는 설명의 편의를 위하여 αL과 αR은 서로 동일한 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 특히 αL과 αR은 45도인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. fS,L은 제1센서부(230)에서 측정된 힘일 수 있으며, fS,R은 제2센서부(240)에서 측정된 힘일 수 있다. 이러한 경우 fS,L과 fS,R은 압축 방향을 +로 가정할 수 있다. 또한, DS는 제1센서부(230)와 제1핸들바디부(210)가 연결되는 지점에서 제2센서부(240)와 제1핸들바디부(210)가 연결되는 지점까지의 거리일 수 있다. Here, α L means an angle between the length direction of the
상기와 같이 제1핸들바디부(210)에 가해지는 힘을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하다가 사용자가 파지부(250)만 파지하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기의 제1핸들바디부(210)를 사용자가 파지하는 경우와 상이하게 제어될 수 있다. It is also possible to control the strength-enhancing
구체적으로 사용자가 파지부(250)에 힘을 가하는 경우 이러한 힘에 의하여 하기의 수학식 3과 같은 제1핸들바디부(210)에서는 하기와 같은 등가의 힘과 등가의 모멘트가 발생할 수 있다.Specifically, when the user applies a force to the
[수학식 3][Equation 3]
여기서, 는 파지부(250)에 사용자가 가하는 힘의 벡터일 수 있으며, 는 를 제1핸들바디부(210)의 중심에 가해진다고 가정할 때의 등가 힘의 벡터일 수 있다. LH1은 제1핸들바디부(210)의 전체 길이를 의미할 수 있으며, Lh2는 제2핸들바디부(220)의 전체 길이를 의미할 수 있다. Fh,y는 중 제2핸들바디부(220)의 길이 방향의 힘 성분, Fh,x는 중 제1핸들바디부(210)의 길이 방향의 힘 성분일 수 있다. 또한, ME는 파지부(250)에 가해지는 힘에 의하여 직접 제1핸들바디부(210)의 중심에서 회전하려고 하는 모멘트일 수 있다. 상기와 같은 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 환자가 안착하는 경우 제1핸들바디부(210)의 중심과 무게 중심이 거의 일치할 수 있다. 따라서 상기와 같이 파지부(250)에 사용자가 힘을 가하는 경우 사용자의 힘에 의하여 회전하려는 모멘트가 발생할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 가하는 힘에 의하여 회전하는 성분을 제거하여야만 사용자자가 파지부(250)를 파지하여 힘을 가하는 경우에도 사용자의 힘에 따라 정확한 제어를 수행하는 것이 가능하다. 특히 사용자의 힘 중 제1핸들바디부(210)의 힘에 의하여 발생하는 모멘트를 얼마나 효과적으로 제거하는지가 중요한 문제일 수 있다. here, May be a vector of force exerted by the user on the
상기와 같은 작업을 진행하기 위하여 양쪽의 구동휠부(300)는 하기의 수학식 4를 통하여 구동력이 제어될 수 있다. In order to perform the above-described operation, the driving force of both of the
[수학식 4][Equation 4]
여기서 FE,y는 수학식 2를 통하여 산출하거나 Fh,y와 동일하므로 하기의 수학식 6을 통하여 Fh,y를 통하여 산출할 수 있다. 상기 는 제1핸들바디부(210)의 중심에서 Fh,x만을 사용하는 경우 발생하는 가상의 모멘트일 수 있다. 이러한 는 하기의 수학식 5를 통하여 산출될 수 있다. Where F E, y can be calculated via the F h, y through the equation (6) below or the same as the output F h, y through the equation (2). remind May be a virtual moment generated when only F h, x is used at the center of the
[수학식 5][Equation 5]
한편, 상기와 같은 수학식 4의 ME를 산출하기 위하여 수학식 3을 사용할 수 있다. 이러한 경우 수학식 3의 Fh,x 및 Fh,y는 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 측정된 값을 근거로 하기의 수학식 6을 통하여 산출할 수 있다. Meanwhile, Equation 3 may be used to calculate M E of Equation 4 as described above. In this case, F h,x and F h,y of Equation 3 may be calculated through Equation 6 below based on values measured by the
[수학식 6][Equation 6]
상기와 같이 산출된 Fh,x와 Fh,y를 수학식 3에 대입하여 ME를 산출할 수 있다. 또한, 수학식 5에 Fh,x를 대입하여 를 산출할 수 있다. 이후 수학식 4를 근거로 구동휠부(300)의 각 구동력을 산출하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 운동을 제어할 수 있다. M E may be calculated by substituting F h,x and F h,y calculated as described above into Equation 3. Also, by substituting F h,x in Equation 5 Can be calculated. Thereafter, each driving force of the
사용자가 제1핸들바디부(210)를 통하여 제어되는 경우 상기 수학식 1을 통하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 각 구동휠부(300)의 구동력이 제어될 수 있다. When the user is controlled through the first
사용자가 파지부(250)를 통하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 경우 하기와 같은 두가지 방안으로 제어될 수 있다. 이러한 경우 사용자가 파지부(250)를 파지하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 경우 입력부(260)는 파지부(250)를 사용자가 사용하는지 여부를 판별할 수 있다. 이러한 입력부(260)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 입력부(260)는 터치 센서 등과 같은 접촉 센서를 포함할 수 있다. 다른 실실시예로써 입력부(260)는 광학센서, 초음파 센서 등과 같이 사용자가 일정 거리 이내에 있는 경우 사용자를 비접촉 방식으로 감지하는 비접촉 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 입력부(260)는 사용자가 입력신호를 입력하는 스위치, 버튼 형태인 것도 가능하다. 이러한 경우 입력부(260)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 파지부(250)를 파지하였는지 감지하는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다. When the user controls the strength-enhancing
상기와 같이 사용자가 파지부(250)에 힘을 가하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어하는 경우 사용자는 제2핸들바디부(220)의 길이 방향과 동일한 방향으로 힘을 가할 수 있다. 다른 실시예로써 사용자는 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 사선 방향으로 힘을 가할 수 있다. As described above, when the user applies a force to the
우선 사용자가 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향과 동일한 방향으로 힘을 가하는 경우 사용자가 가한 힘을 근거로 상기 수학식 3 내지 수학식 6에 근거하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 제어할 수 있다. 이러한 경우 수학식 3 내지 수학식 5에서 Fh,x는 0이 될 수 있다. 상기와 같은 경우 는 0이 될 수 있다. First, when the user applies a force to the
이러한 경우 FTL과 FTR은 하기의 수학식 6이 될 수 있다. In this case, F TL and F TR may be Equation 6 below.
[수학식 7][Equation 7]
여기서 상기와 같이 각 구동휠부(300)의 구동력이 산출되면, 제어부(미도시)는 이러한 내용을 근거로 구동휠부(300)의 구동력을 제어할 수 있다. 이러한 경우 상기 제어부는 각 구동휠부(300)의 구동력을 서로 상이하게 제어할 수 있다. 구체적으로 상기에서 살펴본 바와 같이 사용자가 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향으로만 힘을 가하는 경우라고 하더라도 이러한 힘으로 인하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 회전하려고 할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 파지부(250)에 가하는 힘으로 인하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 회전하는 것을 방지하도록 각 구동휠부(300)의 구동력을 서로 상이하게 제어할 수 있다. 특히 상기와 같은 수학식 7에서 수학식 3로 산출된 ME를 대입하면 각 구동휠부(300)의 구동력은 파지부(250)가 도 1을 기준으로 제1핸들바디부(210)의 중심을 기준으로 왼쪽에 배치되므로 도 1을 기준으로 왼쪽이 오른쪽보다 작아질 수 있다. 이러한 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 사용자가 파지부(250)에 가하는 힘으로 인하여 회전하지 않을 수 있다. Here, when the driving force of each
상기의 경우 이외에도 사용자가 파지부(250)에 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 일정 각도를 갖는 사선 방향으로 힘을 가하는 경우 파지부(250)에 가하는 사용자의 힘은 제1핸들바디부(210)의 길이 방향과 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대응되는 힘의 성분을 가질 수 있다. In addition to the above cases, when a user applies a force to the
이러한 경우 상기 수학식 3 내지 수학식 6에 개시된 바와 같이 FTL 및 FTR이 결정될 수 있다. 상기와 같은 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 파지부(250)에 사용자가 가하는 힘에 의하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 자체적으로 회전하려는 모멘트를 제거하지 않는 경우 사용자가 가한 힘에 의한 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 회전과 각 구동휠부(300)의 구동력에 의한 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 회전력으로 인하여 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 과도하게 회전할 수 있다. 이러한 경우 각 구동휠부(300)에 의한 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 회전은 상기 수학식 2를 통하여 산출될 수 있다. In this case, as disclosed in Equations 3 to 6, F TL and F TR may be determined. In the above case, the strength-enhancing
상기와 같이 사용자가 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하는 경우와 동일하게 파지부(250)에 가한 힘에 대응되도록 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 회전시키기 위해서는 파지부(250)에 가한 사용자의 힘에 의해 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 회전하는 회전량을 고려하여야 한다. 이를 위하여 상기와 같은 수학식 3 내지 수학식 6을 통하여 파지부(250)에 가한 사용자의 힘에 의해 자체적으로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)이 회전하는 회전량을 고려하여 각 구동휠부(300)의 구동력을 제어할 수 있다. As described above, in order to rotate the muscle strength-enhancing
구체적으로 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 6을 통하여 각 성분에 해당하는 값을 구하고 이러한 값을 수학식 5에 대입하여 각 구동휠부(300)의 구동력을 산출할 수 있다. 이러한 경우 각 구동휠부(300)의 구동력은 상기에서 설명한 것과 같이 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 파지부(250)에 더 가깝게 배치된 구동휠부(300)의 구동력이 파지부(250)에 더 멀리 배치된 구동휠부(300)의 구동력보다 작을 수 있다. Specifically, values corresponding to each component are obtained through Equation 3, Equation 4, and Equation 6, and these values are substituted into Equation 5 to calculate the driving force of each
상기와 같은 경우 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 사용자가 파지부(250)를 통하여 힘을 가하는 경우에도 제1핸들바디부(210)에 직접 힘을 가하는 경우와 거의 동일하게 제어되는 것이 가능하다. In the above-described case, even when the user applies a force through the
따라서 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 적은 힘으로도 방향을 전환시키거나 제어하는 것이 가능하다. Therefore, it is possible to change or control the direction of the muscle enhancing
또한, 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 사용자가 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)의 측면에서 파지부(250)를 통하여 힘을 가하는 경우에도 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하여 제어하는 경우와 동일하거나 유사하게 제어하는 것이 가능하다. In addition, the strength-enhancing
근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 간단한 구조를 통하여 사용자가 입력하는 힘을 통하여 제어하는 것이 가능하다. The strength-enhancing
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 증강 휠체어 플랫폼의 핸들 어셈블리를 보여주는 개념도이다.5 is a conceptual diagram showing a handle assembly of a muscle strength enhancing wheelchair platform according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 근력 증강 휠체어 플랫폼(미도시)은 바디부(미도시), 구동휠부(미도시), 휠부(미도시), 보조휠부(미도시) 및 핸들 어셈블리(200)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 바디부, 상기 구동휠부, 상기 휠부 및 상기 보조휠부는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 5, the muscle strength enhancing wheelchair platform (not shown) includes a body part (not shown), a driving wheel part (not shown), a wheel part (not shown), an auxiliary wheel part (not shown), and a
핸들 어셈블리(200)는 제1핸들바디부(210), 제2핸들바디부(220), 제1센서부(230), 제2센서부(240) 및 제3센서부(270)를 포함할 수 있다. 이때, 제1핸들바디부(210), 제2핸들바디부(220), 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
상기와 같은 경우 제3센서부(270)는 제1핸들바디부(210)와 제2핸들바디부(220)를 연결할 수 있다. 이러한 경우 제3센서부(270)는 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하는 경우 제2핸들바디부(220)에 가해지는 사용자의 힘에 의한 토크를 감지할 수 있다. In this case, the
구체적으로 제3센서부(270)는 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)를 통하여 상기 바디부에 연결되므로 사용자가 제1핸들바디부(210)를 파지하는 경우 감지되는 값이 0일 수 있다. 반면, 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하여 힘을 가하는 경우 제2핸들바디부(220)가 제3센서부(270)에 연결되고, 제3센서부(270)는 제1핸들바디부(210)에 고정되므로 사용자가 제2핸들바디부(220)에 가하는 방향에 따라 토크가 감지될 수 있다. Specifically, since the
상기와 같이 제3센서부(270)에서 토크가 감지되지 않고 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 힘이 감지되면, 사용자가 제1핸들바디부(210)을 파지하여 힘을 가한 것으로 판단하고, 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 수학식 1 및 수학식 2를 근거로 상기 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. As described above, when the torque is not detected by the
반면, 제3센서부(270)에서 토크가 감지되고, 제1센서부(230) 및 제2센서부(240)에서 힘이 감지되면, 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지한 것으로 판단하고, 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 수학식 3 내지 수학식 6을 근거로 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하는 위치를 판별하기 위하여 하기의 수학식 8을 사용할 수 있다. On the other hand, when a torque is sensed by the
[수학식 8][Equation 8]
여기서, LH2는 제1핸들바디부(210)와 연결된 제2핸들바디부(220)부분에서 제2핸들바디부(220)를 사용자가 파지한 위치까지의 거리, 는 제3센서부(270)에서 측정된 토크, Fh,x는 사용자가 제2핸들바디부(220)에 가한 힘 중 제1핸들바디부(210)의 길이 방향으로의 힘 성분일 수 있다. 이러한 Fh,x는 상기의 수학식 6을 통하여 산출될 수 있다. Here, LH2 is the distance from the portion of the second
상기와 같은 경우 제2핸들바디부(220)에 사용자가 힘이 제2핸들바디부(220)의 길이 방향과 동일한 경우 제3센서부(270)에서 가해지는 토크는 거의 0일 수 있다. 이러한 경우 제어부(미도시)는 상기에서 설명한 수학식 7을 통하여 사용자가 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하는 것과 동일하게 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하는지 여부를 판별하기 위하여 제3센서부(270)에서 힘을 감지하는지 여부를 확인할 수 있다. In the above case, when the user's force on the
반면, 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 0도가 아닌 일정 각도를 갖도록 사선 방향으로 사용자가 힘을 가하는 경우 사용자가 파지한 위치를 산출하기 위하여 상기 수학식 8을 사용할 수 있다. 이후 수학식 3 내지 수학식 6을 통하여 상기에서 설명한 것과 같이 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)을 제어할 수 있다. On the other hand, when the user applies force in the oblique direction so as to have a certain angle other than 0 degrees with respect to the longitudinal direction of the
상기의 경우 이외에도 상기와 같은 경우 사용자가 제2핸들바디부(220)에 힘을 제2핸들바디부(220)의 길이 방향에 대해서 가하는 경우 상기 수학식 3 내지 수학식 6 및 수학식 8의 이용 여부가 불명확할 수 있다. 이러한 문제를 해결하고자 사용자가 제2핸들바디부(220)를 파지하였는지 확인하기 위하여 입력부(260)를 통하여 확인하는 것이 가능하다. 이러한 경우 입력부(260)는 상기에서 설명한 센서 등을 포함할 수 있으며, 상기 제어부와 별도의 통신 모듈을 통하여 입력되는 신호를 입력하는 장치를 포함하는 것도 가능하다. In addition to the above cases, when the user applies a force to the second
따라서 상기 근력 증강 휠체어 플랫폼(1)은 적은 힘으로도 방향을 전환시키거나 제어하는 것이 가능하다. Therefore, the muscle strength
또한, 상기 근력 증강 휠체어 플랫폼은 사용자가 상기 근력 증장 휠체어 플랫폼의 측면에서 제2핸들바디부(220)를 통하여 힘을 가하는 경우에도 제1핸들바디부(210)에 힘을 가하여 제어하는 경우와 동일하거나 유사하게 제어하는 것이 가능하다. In addition, the strength-enhancing wheelchair platform is the same as the case in which the user applies a force to the first
상기 근력 증강 휠체어 플랫폼은 간단한 구조를 통하여 사용자가 입력하는 힘을 통하여 제어하는 것이 가능하다.The strength-enhancing wheelchair platform can be controlled through a force input by a user through a simple structure.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1: 근력 증강 휠체어 플랫폼
200: 핸들 어셈블리
100: 바디부
210: 제1핸들바디부
110: 제1프레임부
220: 제2핸들바디부
120: 제2프레임부
230: 제1센서부
130: 착석부
240: 제2센서부
140: 팔걸이부
250: 파지부
150: 제2서스펜션부
260: 입력부
160: 링크부
270: 제3센서부
170: 티핑레버부
300: 구동휠부
180: 발받침부
400: 휠부
190: 구동부
500: 보조휠부1: strength enhancing wheelchair platform 200: handle assembly
100: body part 210: first handle body part
110: first frame part 220: second handle body part
120: second frame unit 230: first sensor unit
130: seating unit 240: second sensor unit
140: armrest part 250: gripping part
150: second suspension unit 260: input unit
160: link unit 270: third sensor unit
170: tipping lever part 300: driving wheel part
180: footrest part 400: wheel part
190: driving unit 500: auxiliary wheel unit
Claims (12)
상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디를 이동시키는 구동휠부;
상기 바디부와 이격되도록 배치되는 핸들 어셈블리;
제1방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부; 및
상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부;를 포함하고,
상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼.A body part in which the user can be seated;
A driving wheel part disposed on the body part and moving the body based on a signal;
A handle assembly disposed to be spaced apart from the body portion;
A first sensor unit arranged in a first direction and connecting the handle assembly and the body unit; And
A second sensor unit arranged in a second direction crossing the first direction and connecting the handle assembly and the body unit; and
The driving wheel unit is a muscle strength enhancement wheelchair platform in which driving is controlled based on a result detected by the first sensor unit and the second sensor unit.
상기 바디부에 배치되며, 신호에 근거하여 상기 바디부를 주행시키는 구동휠부;
상기 바디부에 결합하는 제1핸들바디부와, 상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부를 포함하는 핸들 어셈블리;
제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하는 제1센서부;
상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 바디부를 연결하는 제2센서부; 및
상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부;를 포함하고,
상기 구동휠부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부에서 감지된 결과를 근거로 주행이 제어되는 근력 증강 휠체어 플랫폼.A body part that the user can seat and run;
A driving wheel part disposed on the body part and driving the body part based on a signal;
A handle assembly including a first handle body portion coupled to the body portion and a second handle body portion connected to the first handle body portion at an angle with the first handle body portion;
A first sensor part arranged in a first direction and connecting the first handle body part and the body part;
A second sensor unit arranged in a second direction crossing the first direction and connecting the first handle body and the body; And
Including; a third sensor unit for connecting the first handle body portion and the second handle body portion, and sensing the torque of the second handle body portion,
The driving wheel unit is a muscle strength enhancement wheelchair platform in which driving is controlled based on a result detected by the first sensor unit and the second sensor unit.
상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 바디부의 직진 방향에 대해서 사선인 근력 증강 휠체어 플랫폼.The method according to claim 1 or 2,
The first direction and the second direction are oblique lines with respect to the straight direction of the body part.
상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 상기 바디부의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부;를 더 포함하는 근력 증강 휠체어 플랫폼. The method of claim 1,
A gripping part coupled to the handle assembly and capable of being gripped by a user from a side of the body part.
상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 핸들 어셈블리와 상기 바디부에 고정되는 근력 증강 휠체어 플랫폼. The method according to claim 1 or 2,
Both ends of the first sensor unit and both ends of the second sensor unit are fixed to the handle assembly and the body unit.
상기 제1센서부에서 감지된 결과와 상기 제2센서부에서 감지된 힘을 근거로 상기 핸들 어셈블리의 중심에서의 등가 힘 및 등가 모멘트를 산출하는 근력 증강 휠체어 플랫폼.The method according to claim 1 or 2,
A muscle strength enhancement wheelchair platform for calculating an equivalent force and an equivalent moment at the center of the handle assembly based on a result sensed by the first sensor unit and the force sensed by the second sensor unit.
상기 등가 힘 및 상기 등가 모멘트를 근거로 상기 구동휠부의 구동력을 결정하는 근력 증강 휠체어 플랫폼. The method of claim 6,
The muscle strength enhancement wheelchair platform for determining the driving force of the driving wheel unit based on the equivalent force and the equivalent moment.
상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 연결되는 제2핸들바디부;
상기 제1핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제1센서부; 및
상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제2센서부;를 포함하는 핸들 어셈블리. A first handle body;
A second handle body connected to the first handle body at a predetermined angle;
A first sensor unit arranged in a first direction between the first handle body and an external object, and connecting the first handle body and the external object; And
A second sensor unit arranged in a second direction between the first handle body and the external object, and connecting the first handle body and the external object.
상기 제1핸들바디부와 일정 각도로 상기 제1핸들바디부에 연결되는 제2핸들바디부;
상기 제1핸들바디부와 외부 물체 사이에 제1방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제1센서부;
상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체 사이에 제2방향으로 배열되며, 상기 제1핸들바디부와 상기 외부 물체를 연결하는 제2센서부; 및
상기 제1핸들바디부와 상기 제2핸들바디부를 연결하며, 상기 제2핸들바디부의 토크를 감지하는 제3센서부;를 포함하는 핸들 어셈블리.A first handle body;
A second handle body part connected to the first handle body part at an angle with the first handle body part;
A first sensor unit arranged in a first direction between the first handle body and an external object, and connecting the first handle body and the external object;
A second sensor unit arranged in a second direction between the first handle body and the external object, and connecting the first handle body and the external object; And
And a third sensor unit that connects the first handle body to the second handle body and senses the torque of the second handle body.
상기 제1센서부의 양단 및 상기 제2센서부의 양단 각각은 상기 제1핸들바디부와 외부 물체의 바디부에 고정되는 핸들 어셈블리. The method of claim 8 or 9,
Each of both ends of the first sensor unit and both ends of the second sensor unit is fixed to the first handle body and the body of an external object.
상기 제1방향 및 상기 제2방향은 상기 제1핸들바디부의 길이 방향에 대해서 사선인 핸들 어셈블리. The method of claim 8 or 9,
The first direction and the second direction are diagonal lines with respect to the longitudinal direction of the first handle body assembly.
상기 핸들 어셈블리에 결합하며, 외부 물체의 바디의 측면에서 사용자가 파지 가능한 파지부;를 더 포함하는 핸들 어셈블리. The method of claim 8,
The handle assembly further comprises a; a grip portion coupled to the handle assembly, the user can grip the side of the body of the external object.
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