KR20210116532A - 의료용 안정기 하니스 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
낙상되기 쉬운 개인의 부상을 방지하기 위한 안정화 의료용 벨트 또는 하네스 방법 및 장치는 사용자가 벨트 또는 하네스로 착용하도록 구성되고 자율적으로 작동된다. 전원은 벨트 또는 하니스에 있는 배터리 팩에 의해 제공되는 것이 바람직하다. 본 발명은 사용자가 미끄러지거나 넘어지려고 할 때를 감지하는 중앙 컴퓨터에 의해 활성화될 때 강력한 안정화 효과를 생성하는 복수의 자이로스코프 드라이브를 포함한다. 의료용 안정기 벨트 또는 하네스는 또한 회복 중 균형을 돕음으로써 환자의 물리 치료를 돕는다.
Description
본 출원은 2019년 1월 20일자에 출원된 미국 가특허 출원 제62/794,639호를 우선권 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 본원에 참조로 인용된다.
본 발명은 장애가 있는 개인이 안전하게 이동할 수 있도록 지원하는 데 사용되는 의료 장치 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 노인의 낙상 부상을 최소화하고 및/또는 물리 치료를 보조하기 위한 자가 구동 자이로스코프를 포함한다.
노인이 이동하고 낙상을 방지하는 데 도움이 되는 많은 알려진 장치가 있다. 이들 중 대부분은 보행기 및 지팡이 형태이다. 한 가지 좋은 예는 바퀴가 달린 보행 프레임으로 구성된 보행 보조기, 특히 장애인이나 노인을 위해 설계된 것이다. 이동을 돕고 균형을 돕는 동안 사용자가 비틀거리거나 넘어지지 않는다. 65세 이상의 미국인 4명 중 1명은 여전히 매년 넘어지고 노인은 19분마다 낙상으로 병실에서 사망한다. 본 발명은 부상/사망 및 관련 비용을 낮추는 것을 추구한다.
본 발명은 낙상 시 부상을 최소화하고 물리 치료를 보조하기 위해 사용되는 의료용 안정기를 포함한다. 본 발명은 사용자가 착용하도록 구성된다. 드라이브를 위한 전원은 바람직하게는 사용자에 또는 이에 근접한 배터리에 의해 전원이 공급된다.
본 발명은 강력한 자이로스코프 안정화 효과를 생성하는 복수의 모터를 포함한다. 드라이브는 벨트 또는 하니스에 통합되어 있고 본 발명의 장치를 착용한 사람이 넘어지기 시작하면 360도 각도로 떨어지지 않고 안정적인 서 있는 자세로 다시 시작할 수 있도록 정렬된다.
제어 특징은 장치를 작동시킬 다가오는 낙하를 감지하는 전자 시스템을 통해 자율적으로 뿐만 아니라 단순히 온 또는 오프로 제공되는 것이 바람직하다. 전력은 배터리 또는 외부 전원으로 공급된다.
본 발명의 선호되는 및 대안의 실시예는 하기 도면을 참조하여 상세히 기재된다.
도 1은 본 발명의 사시도.
도 2는 벨트 또는 하니스가 없는 본 발명의 부품의 도면.
도 3은 제거가능 스트랩을 갖는 벨트 또는 하니스의 도면.
도 4는 축 커버 단면을 갖는 안정기 노드의 사시도.
도 5는 안정기 노드의 분해도.
도 6은 안정기 노드의 단면도.
도 7은 자이로스코프 구동 회전자의 사시도.
도 8은 자이로스코프 구동 고정자의 사시도.
도 9는 허브리스 안정기 노드 및 벨트 또는 하니스의 대안의 사시도.
도 10은 허브리스 안정기 노드의 단면도.
도 11은 회전 토크를 제거하기 위해 역회전할 수 있는 2개의 노드를 갖는 조립된 허브리스 안정기 노드의 도면.
도 12는 컨트롤러 노드의 개략도.
도 1은 본 발명의 사시도.
도 2는 벨트 또는 하니스가 없는 본 발명의 부품의 도면.
도 3은 제거가능 스트랩을 갖는 벨트 또는 하니스의 도면.
도 4는 축 커버 단면을 갖는 안정기 노드의 사시도.
도 5는 안정기 노드의 분해도.
도 6은 안정기 노드의 단면도.
도 7은 자이로스코프 구동 회전자의 사시도.
도 8은 자이로스코프 구동 고정자의 사시도.
도 9는 허브리스 안정기 노드 및 벨트 또는 하니스의 대안의 사시도.
도 10은 허브리스 안정기 노드의 단면도.
도 11은 회전 토크를 제거하기 위해 역회전할 수 있는 2개의 노드를 갖는 조립된 허브리스 안정기 노드의 도면.
도 12는 컨트롤러 노드의 개략도.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 이용되는 용어 "및/또는"은 하나 이상의 열거된 관련 항목의 임의의 조합과 모든 조합을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 것처럼, 단수 형태("a", "an", "the")는 문맥에서 명백하게 다르게 설명하지 않는 한, 단수 형태뿐만 아니라 복수 형태도 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함하는" 및/또는 "포함한"이라는 용어는 언급된 특징, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만 하나 이상의 다른 특징, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 군을 배제하지 않는다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 이용되는 사전에 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술 및 본 개시 내용의 한 맥락에서 그 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며 여기에서 명시적으로 정의하지 않는 한 지나치게 형식적인 의미 또는 이상화된 용어로 해석되지 않는 것을 이해할 것이다.
본 발명을 설명할 때, 여러 기술 및 단계가 개시되어 있음을 이해할 것이다. 이들 각각은 개별적인 이점을 가지며 각각은 또한 개시된 하나 이상의 다른 기술(또는 일부 경우에는 모두)과 함께 이용될 수 있다. 따라서, 명확한 이해를 위해, 상기 설명은 불필요하게 개별 단계의 가능한 모든 조합을 반복하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 명세서 및 청구 범위는 상기 조합이 전적으로 본 발명 및 청구 범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다.
낙상을 제어하고 착용가능한 의류 액세서리에서 물리 치료를 보조하기 위한 신규한 안정화 벨트 또는 하니스 방법 및 장치가 본원에서 언급된다. 하기 설명에서, 설명을 위하여, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 제공된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것을 당업자가 이해할 것이다.
본 개시는 본 발명의 예시로서 고려되어야 하며, 본 발명을 이하의 도면 또는 설명에 의해 예시된 특정 실시예로 제한하려는 의도는 아니다.
본 발명은 이제 바람직한 실시예를 나타내는 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도 1은 조립된 상태의 본 발명의 사시도를 도시한다. 도 1 및 2를 참조하여 도시된 바와 같이, 안정화 벨트 또는 하니스 방법 및 장치(10)는 안정기 노드(12), 제어 및 전력 노드(14), 제거가능 스트랩(16a)이 있는 벨트 또는 하니스(16) 및 노드를 벨트에 부착하는 하드웨어(18a) 및 내부 자이로스코프 구동 회전자의 센터링을 조정하기 위해 접근 관통부를 덮는 하드웨어(18a)를 포함한다. 예를 들어, 하드웨어(18a,b)는 나사, 볼트, 접착제 또는 임의의 적절한 방법일 수 있다. 도 5-7을 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 안정기 노드는 조립될 때 복수의 영구 자석(24)을 제 위치에 고정하는 적어도 하나의 자이로스코프 구동 회전자 상부 섹션(20) 및 하부 섹션(22)을 포함한다. 자석의 목적은 두 가지이다: 고정자의 전자기장의 영향을 받을 때 자이로스코프 회전자를 회전시키고 질량과 주변 위치로 인해 자이로스코프 효과를 증폭한다. 회전 토크를 제한하기 위해 각 안정기는 회전자가 반대 방향으로 회전하는 제2 안정기와 짝을 이룰 수 있다.
도 5 내지 도 6을 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 철 적층, 철 복합물 또는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있는 자이로스코프 고정자(28)는 구리, 알루미늄 또는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있는 복수의 계자 코일(30)을 위치시키고 모터 컨트롤러를 통해 에너자이징 시에 자이로스코프 회전자의 자석에 작용하는 위상 자기장이 생성된다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 중심 축(32)은 복수의 리테이닝 볼트(38)에 의해 제 위치에 고정되는 복수의 롤러 베어링(34) 사이에 자이로스코프 구동 회전자를 위치시킨다. 복수의 서클립(36)에 의해 탄소 섬유 복합물, 알루미늄, 또는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있는 하우징 상부(40)와 하우징 하부(42) 사이에서 자이로스코프 회전자 조립체가 센터링된다.
본 발명은 사용자가 착용하도록 설계되었지만 보행기, 지팡이, 목발 또는 사용자를 지지하는 데 사용되는 모든 것을 안정시키도록 구성될 수도 있다. 추가적인 비인간 용도에는 차량과 트럭이 전복되지 않도록 안정시키는 더 큰 버전, 안정성을 유지하기 위한 개인용 항공기, 범선과 같은 동력 및 동력이 없는 보트, 큰 바람, 지진 및 구조물의 움직임에 영향을 미칠 수 있는 다른 영향에서 비틀림을 최소화하는 데 도움이 되는 정적 구조물이 포함될 수 있다. 애완 동물의 운송 또는 야생 동물 및 쇼 동물 치료를 지원하는 것을 포함하여 다양한 환경에서 동물에 추가로 사용할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 10을 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 안정기 노드(12)는 내부 베어링 교차 지지부(92)를 따라 지지되는 고정자를 갖는 허브리스 설계로 구성될 수 있다.
도 9를 참조하여 추가로 도시된 대안적인 실시예에서, 안정기 노드는 허브리스 자이로스코프 구동 회전자를 가지며, 이에 따라 사용자의 허리를 둘러싸기에 충분히 크고 벨트 또는 하니스(도 3 참조)에 연결될 수 있는 중심 관통부를 갖는 설계를 허용한다. 도 10을 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 허브리스 안정기 노드는 그 주변에 위치한 복수의 통합 자석(91)을 갖는 적어도 하나의 자이로스코프 구동 회전자(90)로 구성된다. 베어링 지지 표면(92)은 회전자의 내부 표면에 통합된다. 고정자는 알루미늄, 복합물 또는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 계자 코일(94)이 있는 고정자(93)는 회전자를 둘러싼다.
강한 경량 복합물, 알루미늄 또는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있는 회전자 쉘(95)은 복수의 축(98)에 장착된 복수의 롤러 베어링(96)을 지지하는 프레임워크(97)를 위치시킨다. 나사, 접착제 또는 임의의 적절한 방법을 사용할 수 있는 하드웨어(99)는 프레임워크를 회전자 쉘에 부착하는 데 사용된다. 탄소 섬유 복합재, 알루미늄 또는 임의의 적절한 재료로 구성된 외부 쉘(100)이 장치를 둘러싼다. 대안의 실시예에서, 도 11을 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 장치에 의해 생성된 회전 토크는 상하로 배치된 제2 역회전 허브리스 자이로스코프 노드를 사용하거나 또는 2개의 허브리스 회전자를 반대 방향(미도시)으로 회전시키는 양면 고정자를 사용하여 감소될 수 있다.
의료용 안정기 벨트 또는 하니스의 역회전 버전은 사람이 사용하는 용도뿐 아니라 보행기, 지팡이, 목발 또는 사용자를 지원하는 데 사용되는 모든 것을 안정시키도록 구성할 수 있다. 추가적인 비인간 용도에는 차량과 트럭이 전복되지 않도록 안정시키는 더 큰 버전, 안정성을 유지하기 위한 개인용 항공기, 범선과 같은 동력 및 동력이 없는 보트, 큰 바람, 지진 및 구조물의 움직임에 영향을 미칠 수 있는 다른 영향에서 비틀림을 최소화하는 데 도움이 되는 정적 구조물이 포함될 수 있다. 애완 동물의 운송 또는 야생 동물 및 쇼 동물 치료를 지원하는 것을 포함하여 다양한 환경에서 동물에 추가로 사용할 수 있다.
도 2를 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 컨트롤러(14)는 사용자의 움직임을 모니터링하는 데 사용될 수 있는 전자 장치를 포함하고 배터리 소스를 포함한다. 컨트롤러는 항상 켜져있거나 전자 장치에 의해 지시되도록 설정할 수 있다. 도 12를 참조하여 추가로 도시된 바와 같이, 제어기는 바람직하게는 동작 감지 구성요소, 모터 제어기, 배터리 소스 및 치료사에 의한 외부 제어를 위한 허용가능 입력 및 사용 가능한 경우 외부 전원을 포함한다. 외부 전원을 사용하여 배터리 소스를 재충전할 수도 있다.
대안적인 실시예에서, 장치는 물리 치료를 보조하는 데 사용되며 사용자가 균형을 유지하도록 수동으로 켜거나 끌 수 있으며 전형적으로 더 긴 세션 동안 외부에서 전원이 공급된다.
본 발명의 바람직한 실시예가 허리 둘레에 착용되는 것을 의미하지만, 예를 들어 부속기의 물리 치료에서 적용 가능한 경우 적절한 크기 버전이 신체의 임의의 부분에 착용될 수 있다. 안정기는 필요한 결과에 대한 요구를 충족시키기에 충분한 인공 균형을 구현하기 위해 전기적으로 구동되고 크기가 조정될 수 있다. 전체 직경을 최소로 유지하면서 인공적인 균형을 증가시키기 위해 복수의 유닛이 적층될 수 있다. 사용자는 다양한 위치(예: 각 팔에 하나씩, 각 다리에 하나씩, 허리 둘레에 하나씩)에서 여러 유닛을 사용할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 원하는 결과를 충족시키기 위해 다수의 안정기가 의류의 다양한 영역에 통합될 수 있다. 예를 들어 팔 다리, 중심 부분 또는 추가 균형이 필요한 곳이면 어디든지 근접한다.
또 다른 실시예에서, 안정기는 외부 영향, 예를 들어, 바람에 의해 고층 빌딩이 흔들리는 것이 안정 장치에 의해 감소되는 것과 같이 이로 인한 손상을 최소화하기 위해 구조의 움직임을 제한하는 데 사용될 수 있다. 보트, 자동차 또는 비행기와 같은 움직이는 차량은 안정성을 추가하기 위해 안정기와 통합될 수 있다. 본 발명은 물리 치료 평행봉과 같은 외부 구조에 대한 필요 없이 균형 또는 저항을 추가하기 위해 물리 치료에 사용될 수 있다. 본 발명은 예를 들어 스케이트보드, 서핑 보드, 말 또는 자전거를 타는 것과 같이 추가적인 균형을 추가하여 운동선수를 훈련시키는 스포츠에서 사용될 수 있다. 본 발명은 미끄러짐 및 낙상 사고를 제한하기 위해 신체 장애자, 예를 들어 노인을 위한 인공적인 균형을 제공한다. 본 발명은 또한 사용자를 모니터링하고 넘어질 수 있다는 신호를 받을 때 활성화될 수 있다. 본 발명은 상시 온 또는 상시 오프 모드에서 동작될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되었지만, 상기 설명과 같이, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 많은 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 바람직한 실시예의 개시에 의해 제한되지 않는다. 대신에, 본 발명은 전적으로 하기 청구 범위를 참고하여 결정되어야 한다.
Claims (6)
- 착용가능 사용자 안정화 방법으로서,
안정기 장치를 하니스를 이용하여 사용자에게 고정되게 결합하는 단계 - 상기 안정기 장치는 강력한 자이로스코프력을 생성하는 복수의 허브리스 모터를 가짐 - ,
복수의 허브리스 모터를 사용하여 장치에서 강력한 자이로스코프력을 생성하는 단계, 및
사용자를 위한 인공적인 균형을 구현하기 위하여 관성을 장치에서 하니스로 사용자에게 전달하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 안정기 장치는 사용자의 허리, 팔 또는 다리 중 적어도 하나에 하니스되는(harnessed) 방법.
- 제1항에 있어서, 안정기 장치는 안정기 장치가 하니스되는 사용자에 대한 위치 요구에 적합한 하나 이상의 크기 또는 형상에 의해 구성될 수 있는 방법.
- 제1항에 있어서, 안정기 장치는 사용자의 의류에 통합되도록 구성될 수 있는 방법.
- 착용가능 안정화 장치로서,
복수의 프리휠링 관성 생성 링,
링에 부착된 복수의 영구자석,
자석에 대해 작용하도록 구성된 복수의 계자 코일,
링을 외부에서 지지하도록 구성된 복수의 베어링,
계좌 코일에 에너지를 전달하는 전자 컨트롤러;
상기 필드 코일에 전력을 공급하기 위해 제어기에 에너지를 보내는 전기 소스; 및
장치를 사용자에게 부착하는 데 사용되는 하니스를 포함하는 착용가능 안정화 장치. - 제5항에 있어서, 사용자의 위치를 확인하도록 구성된 전자 컨트롤러와 통신하는 하나 이상의 센서를 추가로 포함하고, 전자 컨트롤러는 사용자가 낙상을 피하거나 최소화기 위하여 인공적인 균형을 생성하도록 사용자의 위치에 대한 센서로부터의 입력에 응답하여 필드 코일에 전송된 에너지를 조절하는 착용가능 안정화 장치.
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