KR20200120191A - 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템에 있어서, 보행 중인 어린이의 상태를 실시간 모니터링 할 수 있고, 또한 어린이의 상태를 판단하여 이에 적합한 보행패턴을 처방할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템에 관한 것으로,
마이크로프로세서가 탑재된 제어 데이터수집 장치로 구성된 제어부와, 진료모드, 패턴구동모드, 실시간 구동모드, 메모리 모드 중 어느 하나의 보행모드를 선택하거나 환자의 보행 상태를 관찰할 수 있도록 된 오퍼레이터조작부(120)와, 장애하지의 각 관절을 구동하도록 된 보행부(140)와, 정상하지 및 장애하지의 보행상태를 검출하기 위한 검출부(150)로 구성된 보행 훈련기로서, 상기 오퍼레이터조작부(120)의 실시간 구동모드 선택시, 검출부(150)를 정상하지에 착용시켜 정상하지의 데이터를 검출하고, 이때의 검출 데이터를 제어부(110)에 보내 환자의 정상적인 보행 상태를 판단하고, 장애하지에 착용한 보행부(140)가 정상하지의 보행 상태로 실시간 구동되도록 하는 것이 특징이다.
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Description
본 발명은 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템에 관한 것으로서, 보행 중인 어린이의 상태를 실시간 모니터링 할 수 있고, 또한 어린이의 상태를 판단하여 이에 적합한 보행패턴을 처방할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 보조기란, 신체부위의 기형을 교정 및 예방하거나 움직이는 기능을 개선하기 위해 착용하는 기구로서, 그 목적에 따라, 치료용 보조기, 재활용 보조기, 교정용 보조기, 견인용 보조기 등으로 구분할 수 있다.
또한 그 착용부위에 따라, 상지 보조기, 하지 보조기, 척추 보조기 등으로 분류할 수 있다.
상기한 보조기 중에서 하지 보조기는, 착용자의 체중을 받쳐 체중부하를 경감시키고, 관절을 똑바르게 유지하여 기형을 예방하고 교정함과 함께, 불수의적인 운동을 조절하여 상실된 근력의 보조, 회복 등을 위한 목적으로 다리 부위에 착용되는 보조기를 의미한다.
상기한 하지 보조기로는, 족관절이 받는 체중의 경감, 족관절의 운동조절, 발의 변형 방지 등을 목적으로 무릎 관절 아래의 하퇴부에만 착용하는 단하지 보조기(SLB; Short Leg Brace)와, 족관절 및 무릎관절의 체중지지, 기형예방, 불수의적 운동조절 등을 목적으로 무릎관절 위의 대퇴부까지 착용하는 장하지 보조기(LLB; Long Leg Brace)가 있다.
이 중 장하지 보조기는, 소아마비와 같은 선천적 장애와 교통사고 등 후천적 장애로 인한 하지마비와 무릎 관절의 이상으로 인해, 보행시 다리의 움직임이 자유롭지 못한 하지 마비환자들의 자립보행을 보조해준다.
한편, 보행시에는 하퇴부와 함께 대퇴부도 움직이기 때문에, 대퇴부를 움직이기 위하여 고관절에 대응하는 보조기구를 설치하고, 이 고관절 대응 기구를 구동하기 위한 구동기를 별도로 설치하고 있다.
그러나, 통상적인 하지 보조기는, 대부분 무릎 관절의 상부와 하부를 연결하여 무릎 관절 하부의 하퇴부만 움직이도록 하거나, 대퇴부와 하퇴부 중 어느 하나만 움직이도록 하고 있어, 보행 동작이 불안정한 문제점이 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위해, 고관절을 대신할 수 있는 보조 기구를 더 설치하여 대퇴부와 하퇴부가 동시에 움직이도록 할 수도 있다.
그러나, 이 경우에는 별도의 구동기를 설치해야 함에 따라, 작동 구조가 복잡해지고 무게가 증가하여 제작 비용이 상승할 뿐만 아니라, 사용하기가 불편하다는 문제점이 있다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.
특허문헌 1은, 허리에 착용하는 허리 지지장치와; 상기 허리 지지장치의 엉덩이부 양측에 결합되며, 보행중 발생되는 양다리의 각도 변화를 조정할 수 있고 앉은 자세에서 안정적인 상체지지와 허리지지가 가능한 구조의 고관절다축조절장치 와; 상기 고관절다축조절장치 각각에 일측부가 결합되며, 길이조정이 가능한 2개의 굴절각도를 갖는 신축성 내외전 보와; 상기 신축성 내외전 보의 다른 일측에 결합되며, 허벅지에 착용하는 두 개의 허벅지 지지장치로 구성됨으로서, 경직성 뇌성마비 소아의 보행 중 발생하는 운동특성중 고관절과 슬관절의 하중 방향을 정상적인 방향으로 유도할 수 있도록 한, 경직성 뇌성마비 아동의 재활을 위한 다축 하지보조기에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 2는, 발바닥(앞발) 또는 발 뒤꿈치가 지면과 저촉여부를 검출하는 센서; 상기 센서에서 검출된 신호에 따라 전극 제어신호 또는 모터 여자신호를 생성하는 근전도-기능적 전기자극기; 상기 근전도-기능적 전기자극기로부터 수신된 전극 제어신호에 따라 미세전류의 자극신호를 출력하는 전극; 상기 근전도-기능적 전기자극기로 부터 수신된 모터 여자신호에 따라 구동하는 모터; 상기 모터에 연결되어, 인장력을 이용하여 앞발부 또는 발뒤꿈치부를 움직여 발목이 운동하게 하는 와이어;를 포함하며, 근력 강화 및 신경계 회복을 돕고, 환자 스스로의 평가와 함께 질병의 회복을 도와주며, 하지를 중심으로 신경계 손상 환자의 합병증 예방과 일상생활과 서기, 보행에 필요한 발목동작을 용이하게 하는, 하지 로봇 보조기에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 3은, 족관절부의 하측과 상측에 각각 발착용부와 하퇴프레임부가 결합되고, 무릎관절부의 하측과 상측에 각각 상기 하퇴프레임부와 대퇴프레임부가 결합되는 구성으로 이루어져 착용자의 체중을 지지해주는 장하지 보조기에 있어서, 상기 대퇴프레임부는 상부지지프레임과 하부지지프레임으로 분리 구성되어 상호 분리 가능하게 결합되되, 상부지지프레임과 하부지지프레임의 사이에는 가해지는 체중을 완충시키는 탄성부재가 구비됨으로써, 체중지지 성능을 향상시킬 수 있고, 착용감 및 사용편의성을 개선할 수 있는, 완충식 장하지 보조기에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 4는, 하퇴지지대와 대퇴지지대가 무릎관절축에 결합됨과 함께 상기 하퇴지지대와 발착용부가 족관절축에 결합되는 구성의 장하지 보조기에 있어서, 상기 하퇴지지대의 상단부와 이에 맞닿는 상기 대퇴지지대의 하단부에 각각 구비되며, 전원인가시 자력을 발생시켜 하퇴지지대와 대퇴지지대가 회동 굴곡되는 것을 억제하는 한쌍의 전자석과, 상기 한 쌍의 전자석에 전원을 공급하는 전원부, 및 상기 전원부의 전원공급을 선택적으로 인가 또는 차단시키는 전원스위치를 포함함으로써, 입각기에는 무릎관절의 굴곡을 확실히 억제하고 유각기에는 자유로운 굴곡이 가능하여 좌굴에 대한 위험없이 하지 마비환자가 안전하면서도 편리하게 장하지 보조기를 사용할 수 있도록 하는, 장하지 보조기용 좌굴방지장치에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 5는, 훈련자의 둔부를 감싸 훈련자의 체중을 지지하도록 이루어진 스트랩 부재; 상기 스트랩부재와 벨트로 연결된 스트랩 지지암을 연결하는 스트랩 지지봉; 상기 스트랩 지지봉이 고정되는 지지봉 거치대; 상단부에 상기 지지봉 거치대가 고정되어 있는 수직 지지대; 트레드밀;을 포함하며, 훈련자가 스트랩부재와 벨트에 의해 스트랩 지지봉에 매달린 채로 밑에 놓인 트레드밀로 하지운동을 하도록 이루어짐으로써, 치료사의 체중지탱도움 없이, 상하지 근력과 상하지 운동 발달에 필요한 재활훈련이 용이하게 이루어질 수 있도록 보조하는, 뇌성마비 환자의 재활을 위한 포괄적인 상하지의 반복적 집중 근력강화 훈련 보조기에 대하여 기재하고 있다.
한편, 성인들의 재활치료에 적용되는 보행기의 기술들은 계속적으로 안출되고 있으나 유아 보행기에 있어서 재대로 걷기가 되고 있는지를 파악하는 기술개념은 존재하지 않았다.
일반적으로, 유아용 보행기는 유아에게 걸음마를 배우게 할 목적으로 태우게 되는 보행기구로써, 주로 하판 및 이 하판에 높이가 조절되는 프레임을 통해 장착되는 상판을 포함하고 있으며, 상기 상판에는 유아를 앉힐 수 있도록 하기 위한 안장을 장착하여 제공하고 있다. 즉, 종래의 유아용 보행기는 사각 틀 형상의 하판, 상판 및 이 상판의 높이를 조절하기 위한 한 쌍의 프레임으로 구성하여 제공하고 있으며, 상기 상판에는 유아가 탈 수 있는 안장을 장착하여 상기 안장에 유아가 탄 상태에서 자유로이 걸어다니는 것에 의해 걸음마를 배우도록 하고 있다. 이러한 보행기의 바닥에는 이동에 따른 편의성과 원활함을 제공하기 위하여 다수개의 바퀴를 결합하고 있는바, 어린이가 사용하는 유아용 보행기에 있어서 유아들이 제대로 걷기를 잘 하고 있는지 판단하는 개념은 존재하지 않아서, 부모들은 자신들의 아이가 보행에 문제가 있는지 파악하기 어려웠고, 문제가 있다면 이를 보정하여 똑바로 걷기를 유도하는 프로그램이 존재하지 않았다.
다시말해서, 사람은 최초로 걸을때 걷는 습관이 평생을 좌우하기 때문에 어렸을때 걷기 훈련이 매우 중요함에도 불구하고, 그동안은 아이들이 재데로 걷고 있는자 확인하는 개념이 없고, 만약에 재대로 걷고 있지 않다면 적절히 자극을 주어서 제대로 걷도록 유도하는 기술개념이 존재하지 않았다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) KR 10-2004-0043307 A
(특허문헌 0002) KR 10-2009-0089528 A
(특허문헌 0003) KR 10-2011-0036997 A
(특허문헌 0004) KR 10-2011-0102547 A
(특허문헌 0005) KR 10-2012-0138585 A
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 마이크로프로세서와 제어 프로그램 및 보행데이터에 의해 동작을 하고, 컴퓨터, OP판넬과 같은 주변 장치들과 상호 데이터 통신이 이루어지도록 함으로써, 어린이들의 보행상황을 실시간으로 모니터링 할 수 있고, 또한 어린이의 보행 상태를 판단하여 이에 적합한 보행패턴을 처방할 수 있도록 된 보행훈련제어시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 마이크로프로세서가 탑재된 제어 데이터수집 장치로 구성된 제어부와, 진료모드, 패턴구동모드, 실시간 구동모드, 메모리 모드 중 어느 하나의 보행모드를 선택하거나 환자의 보행 상태를 관찰할 수 있도록 된 오퍼레이터조작부(120)와, 장애하지의 각 관절을 구동하도록 된 보행부(140)와, 정상하지 및 장애하지의 보행상태를 검출하기 위한 검출부(150)로 구성된 보행 훈련기로서, 상기 오퍼레이터조작부(120)의 실시간 구동모드 선택시, 검출부(150)를 정상하지에 착용시켜 정상하지의 데이터를 검출하고, 이때의 검출 데이터를 제어부(110)에 보내 환자의 정상적인 보행 상태를 판단하고, 장애하지에 착용한 보행부(140)가 정상하지의 보행 상태로 실시간 구동되도록 하며; 상기 보행 훈련기의 일측에 설치되어 주변에 발생하는 먼지를 측정하여 기준이상 먼지가 존재하는 것으로 판단되면 경보신호를 출력하는 먼지측정수단을 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 먼지 측정수단은, 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지고; 상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급하는 것이 특징이다.
또한, 상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것이 특징이다.
또한, 상기 본체의 일단에 설치되어 보행기 가동시 향기를 외부로 발산하는 향기도포장치를 포함하여 구성하고; 상기 향기도포장치(1100)는, 하우징(1110)과; 상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와; 상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와; 상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과; 상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와; 상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 향기 약물 도포기(1160)와; 일측은 향기 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 향기 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 향기 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 향기 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 향기 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은, 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 향기 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와; 상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과; 상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와; 상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과; 상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와; 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 향기 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 향기 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 마이크로프로세서와 제어 프로그램 및 보행데이터에 의해 동작을 하고, 컴퓨터, OP판넬과 같은 주변 장치들과 상호 데이터 통신이 이루어지도록 함으로써, 어린이들의 보행상황을 실시간으로 모니터링 할 수 있고, 또한 어린이의 보행 상태를 판단하여 이에 적합한 보행패턴을 처방할 수 있도록 된 보행훈련제어시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 일반적인 어린이용 보행기 구성도.
도 4는 본 발명의 자극기 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 보행훈련제어시스템의 데이터흐름을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 오퍼레이터조작부의 보행모드 선택과정을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 훈련자조작부의 신호처리과정을 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 패턴구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 실시간 구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 메모리모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 11은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 13은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 15는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 16은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 18은 본 발명의 향기 약액 도포장치 분해 사시도.
도 19는 본 발명의 향기 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 20은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 21은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 22는 본 발명의 향기 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 23은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 24는 본 발명의 향기 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 25는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
도 4는 본 발명의 자극기 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 보행훈련제어시스템의 데이터흐름을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 오퍼레이터조작부의 보행모드 선택과정을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 훈련자조작부의 신호처리과정을 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 패턴구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 실시간 구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 메모리모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 11은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 13은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 15는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 16은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 18은 본 발명의 향기 약액 도포장치 분해 사시도.
도 19는 본 발명의 향기 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 20은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 21은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 22는 본 발명의 향기 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 23은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 24는 본 발명의 향기 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 25는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
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 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 자극기 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 보행훈련제어시스템의 데이터흐름을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 오퍼레이터조작부의 보행모드 선택과정을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 훈련자조작부의 신호처리과정을 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 패턴구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 실시간 구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 메모리모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도.
도 11은 본 발명의 향기 약액 도포장치 분해 사시도.
도 12는 본 발명의 향기 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 13은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 14는 본 발명의 향기 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 15는 본 발명의 향기 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 16은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 17은 본 발명의 향기 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 18은 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도로서,
도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명에 따른 보행훈련제어시스템은 크게 제어부(110), 오퍼레이터조작부(120), 훈련자 조작부(130), 보행부(140), 검출부(150)로 구성된다.
우선, 상기 제어부(110)는 보행프로그램을 수행하고, 주변장치들을 제어하며 보행 간 데이터를 수집하여 어린이 보행 자료를 데이터베이스화하는 역할을 수행하게 되는데, 어린이의 보행 상태를 모니터링하고 그 보행 데이터를 데이터베이스화 하고 외부메모리를 접속할 수 있는 컴퓨터(111)와, 보행부(140)를 제어하고 검출부(150)와 보행부(140)에서 나오는 센서의 신호를 받아들이도록 된 제어 데이터수집장치(113)로 구성 되어있다.
다음, 상기 오퍼레이터조작부(120)는 어린이의 보행훈련에 따른 보행모드를 선택하거나 훈련강도를 설정하고, 어린이의 보행상태를 시각적으로 출력하는 역할을 수행하게 되는데, 그 구성은 보행보드를 선택하기 위한 모드선택버튼(121)과, 훈련강도를 설정하기위한 관절 각도/속도조절버튼(123)과, 어린이의 보행상태를 시각적으로 출력하기 위한 보행상태 출력창(125)으로 이루어진다.
이때, 상기 오퍼레이터조작부(120)는 외부메모리장치(127)와 접속이 가능한 메모리 접속단자를 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 보행모드는 어린이의 보행훈련에 대한 진료와 훈련에 따라, 진료모드, 패턴구동모드, 실시간 구동모드, 및 메모리 모드와 같은 4가지의 보행 모드로 구분되고, 이는 오퍼레이터조작부(120)를 통해 선택할 수 있게 된다.
다음, 상기 훈련자 조작부(130)는 보행훈련 준비가 완료된 상태에서 보호자가 직접 보행기의 구동시작과 종료명령을 수행할 수 있도록 제어부(110)를 통해 오퍼레이터조작부(120)로부터 구동권한을 부여받게 된다.
여기서, 상기 제어부(110)는 보행 훈련 도중 비정상적인 보행훈련 패턴에 감지되거나, 훈련자 조작부(130)의 비상정지 명령 버튼이 눌러진 경우에 보행훈련기의 전원을 자동 차단하게 된다.
다음, 상기 보행부(140)는 미세하게 전기적인 자극을 줄 수 있는 전기 충격장치로 이루어진다.
다음, 상기 검출부(150)는 고관절, 슬관절, 족관절 각각에 근력을 측정하기 위한 근력측정기와, 근전도 측정을 위한 근전도 측정기가 장착된다.
이때, 상기 근력측정기는 MR유체, 공압, 스프링 등의 힘을 이용해 제작될 수 있고,
위와 같은 각각의 근력측정기, 및 근전도 측정기는 필요에 따라 자유로운 장착 및 탈착이 가능하다.
또한, 상기 검출부(150)는 근력과 근전도를 측정하는데 활용되고, 실시간 제어모드에서는 어린이에 착용되어 실시간으로 어린이의 보행데이터를 검출하는데 활용된다.
이때, 상기 검출부(150)의 각관절에 설치되는 근력측정기 및 근전도 측정기등의 센서들은 보행 데이터의 검출뿐만 아니라 보행 훈련 시 어린이의 안전성을 위하여 관절의 상태를 검출하는 안전장치로서의 역할을 동시에 수행하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 보행훈련제어시스템의 데이터흐름을 나타내는 블록도로서, 동 도면에서 보여 지는 바와 같이 어린이의 근력을 보완하기 위한 보행부(140)가 장착되며 데이터를 검출하기 위한 검출부(150)가 장착 되어있다.
이때, 상기 정상하지에 장착된 검출부(150)의 보행테이터는 제어부(110)를 통해 수집된다.
상기 보행부(140)에서의 보행상태는 오퍼레이터조작부(120)를 통해 출력되고, 보행모드를 변경하거나 훈련강도를 증감시킬 수 있게 된다.
또한, 보호자는 훈련자 조작부(130)를 통해 훈련 종료 및 비상정지 명령을 수행할 수 있게 된다.
이와 같은 어린이의 보행데이터 즉, 치료기록은 제어부(110)를 통해 데이터베이스화 되고, 이러한 데이터는 외부 메모리장치에 저장되어 다른 장소의 보행훈련기에 접속하여 사용함으로써, 기존의 훈련프로그램을 그대로 이용하게 됨으로써 재활치료 효과를 높일 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 오퍼레이터조작부의 보행모드 선택과정을 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 훈련자조작부의 신호처리과정을 도시한 흐름도로서,
보행 모드를 선택하는 오퍼레이터조작부(120)와 구동 시작, 정지, 비상정지 명령을 담당하는 훈련자 조작부(130)의 신호처리과정을 간략하게 보여주고 있다.
우선, 메인전원이 인가(S410)되면, 시스템을 체크(S420)하고, 시스템상태를 디스플레이(S430) 하는 동시에 보행 모드를 메인화면에 디스플레이(S440)하게 된다.
이때, 보호자는 메인화면에 디스플레이 된 진료모드(S441), 패턴구동모드(S442), 실시간 구동모드(S443), 메모리모드(S444) 중 어느 하나의 보행모드를 선택하게 된다.
이후, 상기 오퍼레이터조작부(120)에서 모드선택이 이루지고 나면, 훈련자 조작부(130)에 보행부(140)를 시작하거나 종료시킬 수 있는 구동권한을 이어 받게 된다.(S510)
이에, 보호자는 훈련자 조작부(130)를 통해 보행부(140)의 시작명령을 입력하여 어란이가 보행훈련에 임하게 된다.(S520)(S530)
또한, 보호자가 보행훈련을 종료하기 위해서는 보행 훈련 사이클 종료(S531), 훈련도중 정지 명령(S532), 비상정지(S533) 중 어느 하나를 선택하게 된다.
상기와 같이 보호자가 종료명령을 입력하게 되면, 훈련자 조작부(130)의 보행부(140) 시작 명령권한은 오퍼레이터 조작부(120)로 다시 반환된다.(S540)
도 7은 본 발명의 패턴구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도로서, 도면에서 보여지는 바와 같이 사용자는 우선, 오퍼레이터조작부(120)의 설정을 통해 보행모드를 패턴구동모드로 설정하게 된다. 상기 패턴구동모드는 의사 또는 물리치료사의 진찰을 통하여 어린이의 상태에 적합한 보행패턴에 따라 보행훈련을 실시하기 위한 모드로서, 제어데이터 수집장치(113)에 저장된 정상 보행 데이터를 기준으로 보행부(140)에 전기적인 신호를 인가하여 보행훈련을 수행할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 실시간 구동모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도로서, 도면에서 보는 바와 같이 사용자는 오퍼레이터조작부(120)를 통하여 보행모드를 실시간구동모드로 설정하게 된다. 상기 실시간구동모드는 정상하지에 검출부(150)를 장착하고 보행부(140)를 장착하여 검출부(150)에서 나온 신호들을 이용해 실시간으로 보행부(140)를 구동시켜 훈련하기 위한 모드로서, 어린이가 보행할 때 데이터를 검출부(150)를 통하여 검출하고, 이때 검출된 데이터를 제어부(110)를 통해 보행부(140)에 적용하여 어린이에 적합한 보행훈련을 실시하게 된다.
도 9는 본 발명의 메모리모드에 따른 보행훈련시스템을 도시한 블록도로서, 도면에서 보는 바와 같이 보호자는 오퍼레이터조작부(120)를 통하여 어린이 보행모드를 메모리모드로 설정하게 된다. 상기 메모리모드는 어린이가 실시한 보행훈련 데이터 및 의사가 처방한 보행훈련 데이터를 외부 메모리장치(127)에 저장하여 어린이의 상태를 기록하거나 다른 보행훈련기에서 보행훈련을 할 수 있도록 하는 모드로서, 어린이의 기존 보행훈련에 대한 정보가 담긴 외부메모리장치(127)를 오퍼레이터조작부(120)에 접속시켜 외부메모리장치(127)에 저장된 어린이의 치료정보를 이용해 보행훈련을 수행하게 된다. 이와 같은 외부메모리장치(127)를 이용하여 어린이는 다른 보행훈련기에서도 동일한 보행훈련을 실시할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 장치의 외부 일단에 먼지 측정수단을 더 부가하여 설치하며, 상기 먼지 측정수단의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부를 통해 경보신호를 출력하여 어린이들을 보호할 수 있도록 하였다.
본 발명의 먼지 측정수단은 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.
상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 오염요소를 제거토록 구성한다.
그리고, 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정 제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급한다.
그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.
즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.
즉, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.
다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.
본 발명의 적외선 송신수단(A)은,
다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈 탑재용 원판(1)과,
상기 다수개의 오목렌즈 중에서 일개의 오목렌즈에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;
상기 오목렌즈 탑재용 원판의 정중앙에 결합되어 오목렌즈 탑재용 원판을 시계방향 또는 반시계방향으로 움직이면서 함몰각도가 다른 렌즈를 적외선 송신소자에 위치시키도록 구동하는 원판 구동모터(3)와;
상기 원판 구동모터에 전기적으로 결합되며, 먼지의 양이 적으면 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 낮은 렌즈에 위치되도록 제어하고, 먼지의 양이 많으면 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 높은 렌즈에 위치되도록 제어하는 송신제어부(6)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성하는 본 발명은 오목렌즈 탑재용 원판을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.
그리고, 먼지의 농도가 내려가면 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 아울러 먼지의 농도가 더 올라가면 함몰각도가 제 2 오목렌즈보다 낮은 제 1 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 다라 송신소자의 광출력을 훨씬 낮추어서 출력하게 된다.
그리고, 먼지의 농도가 올라가면 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다. 아울러, 몬지의 농도가 더 내려가면 제 4 오목렌즈의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 4 오목렌즈보다 더 높은 제 5 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 따라 송신소자의 광출력을 훨씬 높여서 출력하게 된다.
그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.
그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.
그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.
그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.
그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.
한편, 본 발명은 향기 도포수단을 더 부가하는바, 장치가 움직이면 보행기 주변에 향기가 발산되어 은은한 향이 지속되도록 한다.
향기 약액 도포장치(1100)는 하우징(1110)과, 배터리(1120)와, 회전모터(1130)와, 상하 구동 실린더(1140)와, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과, 향기 약물 도포기(1160)와, 약액 저장수단(1170)과, 도포기 임시고정수단(1180)으로 이루어진다.
상기 하우징(1110)은 내부에 공간부를 갖으며, 각종 장치를 내장하여 이루어진다. 즉, 하우징은 일측이 오픈된 두개의 케이스를 각각 상호 접합하여 구성하며, 상기 케이스가 접합되는 과정에서 발생하는 공간부에 각종 장치가 설치되는 것이다. 이러한 하우징은 일반적으로 내부에 공간부를 갖는 수단들과 비슷한 구조이다.
상기 배터리(1120)는 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 역할을 한다. 즉, 배터리는 하우징의 상부에 설치되며 외부 전력공급장치와 전기적으로 연결되어 전기를 공급받고, 공급받은 전력을 임시저장하여 전력이 필요로하는 각종 장치에 전기를 공급한다.
상기 회전모터(1130)는 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시켜 모터축을 자유 회전시킨다. 이때, 상기 모터축(1131)은 저면이 수직방향으로 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 형태이다. 즉, 상기 회전모터는 배터리로부터 전력을 공급받아 회전하며, 모터축의 저면이 굴곡진 파형 형태로 이루어져 회전하는 형태이다.
상기 상하 구동 실린더(1140)는 상기 회전모터에 기계적으로 연결하되 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동된다. 이때, 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)은 상부면이 수직방향으로 파형형태로 이루어져 회전모터의 모터축의 파형과 상호 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 한다. 즉, 상하 구동 실린더는 회전모터의 회전에 따라 승하강 동작이 이루어지도록 회전모터의 모터축과 동일하게 회전축이 굴곡진 파형 형태로 이루어지며, 이에 따라 회전모터가 회전하면 상하 구동 실린더는 승하강 동작을 하게 된다.
상기 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징(1110) 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더(1140)의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더(1140)를 탄발지지하여 상하 구동 실린더(1140)가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 한다. 즉, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)를 상부방향으로 계속 밀어올리는 탄발작용을 하기 때문에 회전모터(130)가 회전시에 회전모터의 모터축(1131)의 파형과 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)의 파형이 엇걸리면서 상하 구동 실린더가 하강하고, 엇걸림이 끝난후 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)에 의해서 상하 구동 실린더(1140)가 상승하면서 회전축(1141)의 파형과 회전모터(1130)의 모터축(1131)의 파형이 밀착된다. 따라서, 상하 구동 실린더(1140)는 회전모터(1130)에 근접하고 이격되는 것이 반복되어 회전모터(1130)를 중심으로 상하 구동 실린더(1140)가 연속적으로 상하 운동이 이루어지게 된다.
상기 향기 약물 도포기(1160)는 몸체 실린더 형상이고 저면에 향기 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지고, 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되며, 향기 약물을 공급하는 역할을 한다. 즉, 향기 약물 도포기(1160)는 내부에 저장되는 향기 약물을 향기 약물 통과용 홀(1161)을 통해 외부로 배출되도록하며, 이때 향기 약물 도포기(1160)는 상하 구동 실린더의 내부에 설치되기 때문에 상하 구동 실린더(1140)의 상하 작동시에 향기 약물 도포기(1160)가 타격되어 관성의 법칙에 따라 외부로 약물을 출력하게 된다.
상기 향기 약액 저장수단(1170)은 내부에 향기 약물을 수납한 상태이며, 향기 약물 도포기(1160)에 삽입설치되어 향기 약물 도포기(1160)의 향기 약물 통과용 홀(1161)을 통해 출력된다. 즉, 상기 향기 약액 저장수단(1170)은 약물을 저정한 상태이며, 하부가 오픈된 형태로 향기 약물 도포기(1160)에 결합되며, 상하 구동 실린더(1140)가 구동시에 향기 약액 저장수단의 향기 약물이 외부로 출력되게 된다. 실제로 향기 약물 통과용 홀(1161)은 미세하게 형성되어 있기 때문에 상하 구동 실린더(1140)가 작동하지 않을 때에는 쉽게 외부로 배출되지 않는다.
상기 향기 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은 일측은 향기 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징(1110)을 기준으로 상하 구동 실린더(1140) 및 향기 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정하여 상하 구동 실린더(1140) 및 향기 약물 도포기(1160)가 승하강으로 유동하면서도 향기 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막으며, 향기 약물 도포기(1160)를 교체할 경우 버튼을 눌러서 하우징을 기준으로 향기 약물 도포기의 고정을 해제시켜 향기 약물 도포기가 상하구동 실린더로부터 이탈되어 하부로 탈거되도록 한다. 즉, 향기 약물 도포기 임시 고정수단은 상하 구동 실린더 및 향기 약물 도포기를 임시로 고정하여 동작시에 향기 약물 도포기가 탈거되는 것을 방지하고, 향기 약물 도포기 내부에 존재하는 약물을 모두 사용한 다음에는 버튼을 눌러 향기 약물 도포기를 해제후 향기 약액 저장수단을 재수납시키도록 유도한다.
상기 임시고정수단(1180)은 걸림용 후크(1181)와, 연결편(1182)과, 회전 지지용 힌지(1183)와, 지지용 스프링(1184)과, 슬라이딩 유동편(1185)과, 푸시버튼(1186)으로 이루어진다.
상기 걸림용 후크(1181)는 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더(1140)의 결합홀(1140a) 및 약물 도포기(1160)의 결합홀(1160a)을 통해 강제 끼움 결합되어 향기 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)의 내주연에 결합된 상태를 유지시킨다.
상기 연결편(1182)은 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도한다.
상기 회전 지지용 힌지(1183)는 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 중심축 역할을 한다.
상기 지지용 스프링(1184)은 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 향기 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 향기 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도한다.
상기 슬라이딩 유동편(1185)은 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직인다.
상기 푸시버튼(1186)은 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 향기 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 향기 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 향기 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 기능을 한다.
110: 제어부
120: 오퍼레이터조작부
130: 훈련자 조작부
140: 보행부
150: 검출부
120: 오퍼레이터조작부
130: 훈련자 조작부
140: 보행부
150: 검출부
Claims (5)
- 마이크로프로세서가 탑재된 제어 데이터수집 장치로 구성된 제어부와, 진료모드, 패턴구동모드, 실시간 구동모드, 메모리 모드 중 어느 하나의 보행모드를 선택하거나 환자의 보행 상태를 관찰할 수 있도록 된 오퍼레이터조작부(120)와, 장애하지의 각 관절을 구동하도록 된 보행부(140)와, 정상하지 및 장애하지의 보행상태를 검출하기 위한 검출부(150)로 구성된 보행 훈련기로서,
상기 오퍼레이터조작부(120)의 실시간 구동모드 선택시, 검출부(150)를 정상하지에 착용시켜 정상하지의 데이터를 검출하고, 이때의 검출 데이터를 제어부(110)에 보내 환자의 정상적인 보행 상태를 판단하고, 장애하지에 착용한 보행부(140)가 정상하지의 보행 상태로 실시간 구동되도록 하며;
상기 보행 훈련기의 일측에 설치되어 주변에 발생하는 먼지를 측정하여 기준이상 먼지가 존재하는 것으로 판단되면 경보신호를 출력하는 먼지측정수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 먼지 측정수단은,
먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지고;
상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급하는 것을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 본체의 일단에 설치되어 보행기 가동시 향기를 외부로 발산하는 향기도포장치를 포함하여 구성하고;
상기 향기도포장치(1100)는,
하우징(1110)과;
상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와;
상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와;
상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과;
상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와;
상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과;
상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과;
상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 향기 약물 도포기(1160)와;
일측은 향기 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 향기 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 향기 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 향기 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 향기 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은,
끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 향기 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와;
상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과;
상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와;
상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과;
상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와;
상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 향기 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 향기 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 보행기를 이용한 어린이 보행훈련 제어 시스템.
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