KR102463354B1 - Automatic walking practice apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 보행훈련장치에 관한 것으로, 내부에 소정의 설치공간이 마련되며, 통 형상을 갖춘 본체; 상기 본체의 전후 방향 이동이 가능하도록 상기 본체 하부에 설치되는 한 쌍의 이동바퀴; 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 이동바퀴와 연동되어 작동에 따라 상기 이동바퀴를 회전시키는 모터 모듈; 상기 본체 상부에 설치되어 보행자의 손잡이 공간을 적어도 둘 이상 제공하는 손잡이; 상기 손잡이 일측에 연결되어 보행자가 적어도 둘 이상의 손잡이 공간 중 적어도 하나 이상을 잡고 전방 혹은 후방을 향해 보행하기 위해 가하게 되는 힘을 감지하는 힘 센싱 모듈; 및 상기 힘 센싱 모듈 및 모터 모듈과 연결되어 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 힘 센싱 모듈을 통해 감지되는 힘의 방향 및 수준에 관한 감지 데이터를 기반으로 상기 모터 모듈의 작동 여부 및 작동 수준을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.The present invention relates to an automatic gait training apparatus, the body having a predetermined installation space therein, and having a cylindrical shape; a pair of moving wheels installed on the lower part of the main body to enable the front and rear movement of the main body; a motor module installed in an installation space provided inside the main body and interlocked with the moving wheel to rotate the moving wheel according to an operation; a handle installed on the upper part of the body to provide at least two handle spaces for pedestrians; a force sensing module connected to one side of the handle to sense a force applied by a pedestrian to walk forward or backward while holding at least one of at least two or more handle spaces; and the force sensing module and the motor module, installed in the installation space provided inside the main body, and whether or not the motor module is operated and operated based on the sensed data regarding the direction and level of the force sensed through the force sensing module It includes a control module for controlling the level.

Description

자동 보행훈련장치 {AUTOMATIC WALKING PRACTICE APPARATUS}Automatic walking training device {AUTOMATIC WALKING PRACTICE APPARATUS}

본 발명은 고령자, 편마비 환자, 장애인 등의 재활 훈련이 필요한 다양한 환자군에 적용 가능하며, 재활 대상자의 신체적 조건 및 실시간 상황에 대응되어 가장 적합한 수준으로 보행훈련의 진행을 보조적으로 도와줄 수 있는 자동 보행훈련장치에 관한 것이다.The present invention is applicable to a variety of patient groups that require rehabilitation training such as the elderly, hemiplegic patients, and the disabled, and can assist in the progress of gait training to the most suitable level in response to the physical condition and real-time situation of the person being rehabilitated. It is about training equipment.

재활 훈련과 관련하여 기술적 융복합을 이루고 있는 기술 분야를 살펴보면 기존의 기계, 전자, 소재와 같은 분야에 그치지 않고, 더 나아가 로봇, IT 등의 더욱 고도화된 분야로까지 확장이 이루어지고 있다.If you look at the technical fields that are converging with technology in relation to rehabilitation training, they are not limited to the existing fields such as machinery, electronics, and materials, but are further expanding to more advanced fields such as robots and IT.

특히 재활 훈련에 활용 가능한 다양한 제품들이 개발되어 고령자, 편마비 환자 또는 장애인 등이 움직임과 관련한 몸의 기능 회복 및 개선을 제공받고, 통증 완화 및 체형 교정이 보조될 수 있도록 하고 있다.In particular, various products that can be used for rehabilitation training have been developed so that the elderly, hemiplegic patients or the disabled are provided with movement-related body function recovery and improvement, and pain relief and body shape correction are supported.

이와 관련하여 최근 장애인과 더불어 증가되는 고령자의 숫자로 인해 재활 필요자 즉, 재활 훈련에 활용 가능한 제품들의 실수요자가 점차 증가함에 따라 이와 관련한 시장의 규모 역시 점차 확대되고 있는 추세이다. In this regard, as the number of elderly people increases along with the disabled in recent years, the number of people in need of rehabilitation, that is, the actual demand for products that can be used for rehabilitation training, is gradually increasing.

이러한 재활 훈련과 관련해 로봇 혹은 IT 관련 기술들이 적용된 재활 보조용 장치들을 살펴보면 단순히 재활 대상자의 신체 일부에 착용되는 형태의 장치에서부터 재활 대상자가 직접 운동을 진행하는 방식으로 사용하는 러닝머신과 같은 형태의 장치를 기반으로 개발된 재활 보조용 장치 등이 다양하게 개발되고 있다.In relation to such rehabilitation training, if we look at the rehabilitation assistance devices to which robots or IT-related technologies are applied, it is a type of device that is simply worn on a part of the body of the person being rehabilitated, and that is a type of device such as a treadmill used by the person to be rehabilitated by direct exercise. Rehabilitation assistance devices developed based on this are being developed in various ways.

그 중에서도 실제 병원에 도입되어 사용되고 있는 다양한 보행 재활 로봇 혹은 보행 보조 훈련 장치는 장치 사용을 위해 재활 대상자에 해당 장치를 연결하는 과정에서 너무나도 긴 시간이 소요되고 사용 가능한 환경의 범위 혹은 종류가 굉장히 제한적인 상태여서 많은 기술적 해결방안의 제시가 필요했다.Among them, various gait rehabilitation robots or gait aid training devices introduced and used in actual hospitals take a very long time in the process of connecting the device to the person being rehabilitated to use the device, and the range or type of the usable environment is very limited. It was in this state that it was necessary to present a number of technical solutions.

이에 따라, 다양한 기술적 발전 및 융복합을 통해 재활 대상자의 보행훈련이 효과적으로 보조 제공될 수 있도록 하기 위한 다양한 제품 개발이 시도되고 있으며, 이와 관련하여 마련된 종래기술로는. 대한민국 등록특허공보 제10-2078923호의"능동형 보행 보조 장치"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.Accordingly, through various technological developments and convergence, various product developments are being attempted so that gait training for rehabilitation subjects can be effectively provided as assistance. There is an "active walking assistance device" (hereinafter referred to as 'prior art') of Republic of Korea Patent Publication No. 10-2078923.

하지만, 이러한 종래기술을 비롯한 기존의 보행훈련을 보조하기 위한 장치의 경우, 보행훈련을 돕기 위해 사용되는 장치의 사용 환경이 기울임이 없는 평지에 한해 제한되고, 양손을 이용한 사용이 불가능하거나 재활 대상자의 신체적 상황에 따라 대응되어 보행훈련을 보조하는 기능이 제공되지 못하고 단순히 기 설정된 모드 안에서 선택적으로 기능이 수행될 수 있도록 설계되어 다양한 조건의 환자군에게 적용 불가한 문제점이 있었다.However, in the case of the device for assisting the existing gait training, including the prior art, the use environment of the device used to assist the gait training is limited only on flat land without inclination, and it is impossible to use both hands or the rehabilitation target. There was a problem that the function to assist gait training in response to the physical situation was not provided, and the function was simply designed to be selectively performed in a preset mode, making it impossible to apply to a group of patients with various conditions.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 보행훈련을 진행하고자 하는 다양한 환경 내에서도 제한 없이 효과적으로 사용 가능하고, 다양한 신체 조건 및 상태의 환자군 전체에 걸쳐 각각에 대응된 최적의 상태에서 자동적으로 보행훈련의 보조 기능을 수행할 수 있는 자동 보행훈련장치를 제공하는데 있다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to be able to use effectively without limitation in various environments in which gait training is to be carried out, and to provide optimal results corresponding to each of the patient groups of various physical conditions and states. An object of the present invention is to provide an automatic gait training device that can automatically perform an auxiliary function of gait training in the state of

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동 보행훈련장치는, 내부에 소정의 설치공간이 마련되며, 통 형상을 갖춘 본체; 상기 본체의 전후 방향 이동이 가능하도록 상기 본체 하부에 설치되는 한 쌍의 이동바퀴; 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 이동바퀴와 연동되어 작동에 따라 상기 이동바퀴를 회전시키는 모터 모듈; 상기 본체 상부에 설치되어 보행자의 손잡이 공간을 적어도 둘 이상 제공하는 손잡이; 상기 손잡이 일측에 연결되어 보행자가 적어도 둘 이상의 손잡이 공간 중 적어도 하나 이상을 잡고 전방 혹은 후방을 향해 보행하기 위해 가하게 되는 힘을 감지하는 힘 센싱 모듈; 및 상기 힘 센싱 모듈 및 모터 모듈과 연결되어 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 힘 센싱 모듈을 통해 감지되는 힘의 방향 및 수준에 관한 감지 데이터를 기반으로 상기 모터 모듈의 작동 여부 및 작동 수준을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.In order to achieve the above object, the automatic walking training apparatus of the present invention is provided with a predetermined installation space therein, the body having a cylindrical shape; a pair of moving wheels installed on the lower part of the main body to enable the front and rear movement of the main body; a motor module installed in an installation space provided inside the main body and interlocked with the moving wheel to rotate the moving wheel according to an operation; a handle installed on the upper part of the body to provide at least two handle spaces for pedestrians; a force sensing module connected to one side of the handle to sense a force applied by a pedestrian to walk forward or backward while holding at least one of at least two or more handle spaces; and the force sensing module and the motor module, installed in the installation space provided inside the main body, and whether or not the motor module is operated and operated based on the sensed data regarding the direction and level of the force sensed through the force sensing module It includes a control module for controlling the level.

여기서, 상기 손잡이는, 상기 본체 상부로부터 상측으로 직립하여 세워지는 기둥부; 상기 기둥부의 일측으로부터 평면 기준 상기 본체의 전후 방향과 수직한 좌우 방향 중 일측 방향으로 분기되어 보행자의 손잡이 공간을 형성하는 제1손잡이부; 및 상기 제1손잡이부의 일측으로부터 평면 기준 상기 본체의 전후 방향 양측 모두로 분기되어 한 쌍의 손잡이 공간을 형성하는 제2손잡이부;를 포함하며, 상기 제1손잡이부와 제2손잡이부는 일체를 이루어 상기 힘 센싱 모듈과 연결되며, 상기 자동 보행훈련장치는, 상기 기둥부의 일측에 회동가능한 적어도 하나 이상의 거치용 암(Arm)으로 연결되며, 수신되는 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 구비한 제어패널;을 더 포함한다.Here, the handle may include: a pillar part erected upright upwardly from the upper part of the body; a first handle portion branching from one side of the pillar portion in one of the left and right directions perpendicular to the front and rear directions of the main body on a plane basis to form a handle space for pedestrians; and a second handle that is branched from one side of the first handle to both sides of the main body in the front and rear directions on a plane basis to form a pair of handle spaces, wherein the first handle and the second handle are integrally formed. It is connected to the force sensing module, the automatic gait training device is connected to at least one rotatable arm (Arm) for mounting on one side of the pillar, a control panel having a display capable of outputting the received information; include more

그리고 상기 자동 보행훈련장치는, 상기 본체의 전방 측면과 후방 측면 각각에 설치되며, 전방 혹은 후방 측을 향해 레이저를 출력 조사하여 가이드 선이 표시되도록 하는 한 쌍의 레이저 가이드 모듈; 및 상기 모터 모듈과 연결되어 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 본체의 상측에 설치된 비상정지 버튼을 가압하여 발생되는 신호를 수신할 시 상기 모터 모듈의 작동을 중지시키는 비상정지 모듈;을 더 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 힘 센싱 모듈로부터 수신되는 감지 데이터를 분석하여, 감지 데이터 내 힘의 작동 방향에 대한 정보를 기반으로 상기 본체의 전방 측면 및 후방 측면에 설치된 한 쌍의 레이저 가이드 모듈 중 힘의 작동 방향과 대응되는 방향의 상기 본체 측면상에 설치된 상기 레이저 가이드 모듈을 작동시킨다.And the automatic gait training device, a pair of laser guide modules installed on each of the front side and the rear side of the main body, by irradiating a laser output toward the front or rear side so that the guide line is displayed; and an emergency stop module that is connected to the motor module and installed in an installation space provided inside the main body, and stops the operation of the motor module when receiving a signal generated by pressing an emergency stop button installed on the upper side of the main body; Further comprising, the control module analyzes the sensed data received from the force sensing module, based on the information on the direction of the force in the sensed data, a pair of laser guide modules installed on the front side and the rear side of the main body The laser guide module installed on the side surface of the main body in a direction corresponding to the operation direction of the medium force is operated.

또한, 상기 자동 보행훈련장치는, 상기 본체 일측에 설치되어 적외선 신호를 이용해 상기 본체를 기준으로 기 설정된 소정의 범위 내 물체의 존재를 감지하는 적외선 센싱 모듈; 및 상기 본체 일측에 설치되어 40KHz 주파수의 초음파를 이용해 성기 본체를 기준으로 5m 내지 7m 거리에 위치한 물체의 존재 및 거리를 감지하는 초음파 센싱 모듈;을 포함하며, 상기 초음파 센싱모듈은 상기 적외선 센싱모듈을 통해 상기 본체를 기준으로 기 설정된 소정의 범위 내 물체가 존재함이 감지될 경우 작동이 활성화되고, 상기 제어모듈은 상기 적외선 센싱 모듈 및 초음파 센싱 모듈을 통해 생성되는 물체 감지정보를 기반으로 상기 모터 모듈의 작동 여부 및 작동 수준을 제어한다.In addition, the automatic walking training device, the infrared sensing module installed on one side of the main body to detect the presence of an object within a predetermined range based on the main body using an infrared signal; and an ultrasonic sensing module installed on one side of the main body to detect the presence and distance of an object located at a distance of 5m to 7m from the genital body using an ultrasonic wave of a frequency of 40KHz; includes, wherein the ultrasonic sensing module includes the infrared sensing module The operation is activated when it is detected that an object exists within a predetermined range based on the main body through the control module, and the control module operates the motor module based on the object detection information generated through the infrared sensing module and the ultrasonic sensing module. control whether and at what level the

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, there are the following effects.

첫째, 재활 대상자가 한손 뿐 만아니라 양손을 이용해 보행훈련장치를 사용할 수 있으며, 더 나아가 재활 대상자가 장치에 가하는 미는 힘 혹은 당기는 힘에 맞추어 장치의 이동속도가 자동으로 제어되어 운영됨에 따라 더욱 재활 대상자의 신체적 조건에 맞춘 효과적이고 안전한 보행훈련이 진행될 수 있다.First, the rehabilitation target can use the gait training device using both hands as well as one hand, and furthermore, as the movement speed of the device is automatically controlled and operated according to the pushing or pulling force applied by the rehabilitation target to the device, more rehabilitation targets Effective and safe gait training according to the physical condition of the person can proceed.

둘째, 재활 대상자가 보행훈련장치를 이용해 이동하는 방향의 전방 측으로 레이저 가이드를 제공하여, 재활 대상자 자신의 보행 상황 및 이동 궤적에 대한 인지가 즉각적으로 가능하며 더욱 효과적인 보행훈련이 진행될 수 있다.Second, by providing a laser guide to the front side of the moving direction of the rehabilitation subject using the gait training device, recognition of the rehabilitation subject's own gait situation and movement trajectory is immediately possible, and more effective gait training can be performed.

셋째, 물체감지 센싱기술을 접목시켜 이동 반경 내에 위치한 물체와의 충돌을 사전에 방지하고, 안전한 경로로 보행훈련이 진행될 수 있도록 자동을 이동 궤적을 변경시킴으로서 더욱 안전한 보행훈련의 진행이 가능하다.Third, by incorporating object detection sensing technology, it is possible to prevent collisions with objects located within the movement radius in advance, and to change the movement trajectory automatically so that the walking training can proceed in a safe route, so that safer walking training is possible.

넷째, 재활 대상자의 보행훈련에 따른 이동속도, 거리, 횟수 등의 각종 훈련세부정보를 수집하여 분석 활용 가능할 뿐만 아니라, 별도의 제어패널에 분석된 정보의 출력이 가능하여 제활 대상자 본인이 자신의 훈련 상황을 쉽게 파악할 수 있다.Fourth, it is possible to analyze and utilize various training details such as movement speed, distance, and number of times according to the gait training of the rehabilitation subject, as well as to output the analyzed information on a separate control panel, so that the rehabilitation subject himself/herself can perform his/her own training. You can easily understand the situation.

도1은 본 발명에 따른 자동 보행훈련장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 자동 보행훈련장치의 구조를 도시한 저면 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 자동 보행훈련장치의 레이저 가이드 모듈을 통한 가이드 선 표시형태를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view showing the structure of an automatic walking training device according to the present invention.
Figure 2 is a bottom perspective view showing the structure of the automatic walking training device according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view for explaining the guide line display form through the laser guide module of the automatic walking training device according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간경함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.The preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the already known technical parts will be omitted or compressed for brevity of the description.

<자동 보행훈련장치에 관한 설명><Description of automatic gait training device>

도1 내지 도3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 자동 보행훈련장치(100)는 고령자, 편마비 환자, 장애인 등의 재활 훈련이 필요한 다양한 환자군에 적용 가능하며, 재활 대상자의 신체적 조건 및 실시간 상황에 대응되어 가장 적합한 수준으로 보행훈련의 진행을 보조적으로 도와줄 수 있는 장치로서, 이를 위해 본체(110), 한 쌍의 이동바퀴(120), 모터 모듈(130), 손잡이(140), 힘 센싱 모듈(150), 제어 모듈(160), 제어패널(170), 레이저 가이드 모듈(180), 비상정지 모듈(185), 적외선 센싱 모듈(190), 초음파 센싱 모듈(195); 훈련정보 수집모듈(미도시)을 포함한다.1 to 3, the automatic gait training apparatus 100 of the present invention is applicable to a variety of patient groups that require rehabilitation training such as the elderly, hemiplegic patients, and the disabled. As a device that can assist the progress of gait training to the most suitable level correspondingly, for this purpose, the main body 110, a pair of moving wheels 120, the motor module 130, the handle 140, and the force sensing module 150 , a control module 160 , a control panel 170 , a laser guide module 180 , an emergency stop module 185 , an infrared sensing module 190 , an ultrasonic sensing module 195 ; Includes a training information collection module (not shown).

본체(110)는 내부에 소정의 설치공간이 마련되며, 통 형상을 갖춘 하우징에 해당하는 부분으로, 아래 설명될 다양한 구성들이 연결, 내장 설치되어 전체 장치를 갖춤에 기저가 된다.The main body 110 is provided with a predetermined installation space therein, and is a part corresponding to a housing having a cylindrical shape, and various components to be described below are connected and built-in, which is the basis for equipping the entire device.

한 쌍의 이동바퀴(120)는 도2에 도시된 바와 같이 본체(110)의 전후 방향 이동이 가능하도록 본체(110) 하부에 설치되는 이동수단에 해당한다.A pair of moving wheels 120 corresponds to a moving means installed in the lower part of the main body 110 to enable the front and rear movement of the main body 110 as shown in FIG. 2 .

모터 모듈(130)은 본체(110) 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 이동바퀴(120)와 연동되어 작동에 따라 이동바퀴(120)를 회전시키는 허브 모터 타입의 구동모듈에 해당한다.The motor module 130 is installed in the installation space provided inside the main body 110 , and corresponds to a hub motor type driving module that is interlocked with the moving wheel 120 to rotate the moving wheel 120 according to operation.

여기서, 모터 모듈(130)이 작동될 경우 한 쌍의 이동바퀴(120)는 동일한 일 방향(전방측 혹은 후방측)으로 회전하며 본체(110)를 이동시키게 되고, 이에 맞춰 자동 보행훈련장치(100)를 사용하는 재활 대상자는 움직이게 된다.Here, when the motor module 130 is operated, the pair of moving wheels 120 rotates in the same one direction (the front side or the rear side) to move the main body 110, and in accordance with this, the automatic walking training apparatus 100 ), the rehabilitation subject will move.

또한, 모터 모듈(130)이 작동 형태는 출력값에 따라 한 쌍의 이동바퀴(120)의 회전수를 달리 조절하게 되고, 결과적으로 본체(110)의 이동속도를 결정하게 된다. In addition, the operation form of the motor module 130 adjusts the rotation speed of the pair of moving wheels 120 differently according to the output value, and as a result, the moving speed of the main body 110 is determined.

손잡이(140)는 본체 상부에 설치되어 보행자의 손잡이 공간을 적어도 둘 이상 제공하는 구조물로서, 도1에 도시된 바와 같이 기둥부(141), 제1손잡이부(142), 제2손잡이부(143)가 일체를 이루어 구성된다.The handle 140 is installed on the upper part of the main body to provide at least two handle spaces for pedestrians. ) is integrally formed.

여기서, 기둥부(141)는 본체(110) 상부로부터 상측으로 직립하여 세워지는 구조체의 일부분에 해당한다.Here, the pillar portion 141 corresponds to a portion of the structure erected upright from the upper portion of the main body 110 to the upper side.

다음으로, 제1손잡이부(142)는 기둥부의 일측으로부터 평면 기준 본체(110)의 전후 방향과 수직한 좌우 방향 중 일측 방향으로 분기되어 보행자(재활 대상자)의 손잡이 공간을 형성하는 구조체의 일부분으로서, 제1손잡이부(142)를 잡고 기대어 자동 보행훈련장치(100)의 이동에 따라가며 재활을 진행할 수 있다.Next, the first handle portion 142 is branched from one side of the pillar portion in one direction among the left and right directions perpendicular to the front-rear direction of the planar reference body 110 as a part of the structure to form the handle space of the pedestrian (rehabilitation target). , while holding the first handle 142 and leaning against the movement of the automatic gait training device 100, rehabilitation can be proceeded.

마지막으로, 제2손잡이부(143)는 제1손잡이부(142)의 일측으로부터 평면 기준 본체(110)의 전후 방향 양측 모두로 분기되어 보행자(재활 대상자)를 위한 한 쌍의 손잡이 공간을 형성하는 구조체의 일부분으로서, 제2손잡이부(143)를 잡고 기대어 자동 보행훈련장치(100)의 이동에 따라가며 재활을 진행할 수 있다.Finally, the second handle portion 143 is branched from one side of the first handle portion 142 to both front and rear sides of the flat reference body 110 to form a pair of handle spaces for pedestrians (rehabilitation subjects). As a part of the structure, it is possible to proceed with the rehabilitation according to the movement of the automatic walking training apparatus 100 by holding the second handle 143 and leaning.

이에 따라, 보행자(재활 대상자)는 한손으로 손잡이(140)를 잡고 자동 보행훈련장치(100)의 이동에 따라갈 수 있을 뿐만 아니라, 두손으로 손잡이(140)를 잡고 자동 보행훈련장치(100)의 이동에 따라갈 수 있으며, 잡는 방향 및 위치 역시 자신의 신체적 조건을 고려해 가장 편하게 변형 가능하다.Accordingly, the pedestrian (rehabilitation target) can hold the handle 140 with one hand and follow the movement of the automatic gait training apparatus 100, as well as hold the handle 140 with both hands and move the automatic gait training apparatus 100 You can follow the instructions and the direction and position of the grip can also be modified most conveniently in consideration of your physical condition.

이와 같은 제1손잡이부(142) 및 제2손잡이부(143)는 일체를 이루어 아래 설명될 힘 센싱 모듈(150)과 연결된다.The first handle portion 142 and the second handle portion 143 are integrally connected to the force sensing module 150 to be described below.

힘 센싱 모듈(150)은 손잡이(140) 일측에 연결되어 보행자(재활 대상자)가 적어도 둘 이상의 손잡이 공간 중 적어도 하나 이상을 잡고 전방 혹은 후방을 향해 보행하기 위해 가하게 되는 힘을 감지하는 센서에 해당한다.The force sensing module 150 is connected to one side of the handle 140 and corresponds to a sensor that detects the force applied by a pedestrian (rehabilitation target) to walk forward or backward while holding at least one of at least two or more handle spaces. .

여기서, 힘 센싱 모듈(150)은 손잡이(140)에 보행자(재활 대상자)가 일정 방향으로 가하게되는 힘을 측정하여 모터 모듈(130)의 출력을 조절하게 된다.Here, the force sensing module 150 adjusts the output of the motor module 130 by measuring the force applied to the handle 140 by the pedestrian (rehabilitation target) in a predetermined direction.

구체적으로, 힘 센싱 모듈(150)은 손잡이(140)에 보행자(재활 대상자)가 일정 방향으로 가하게되는 힘에 의한 로드셀 탄성체의 변형을 기반으로 스트레인 게이지의 저항 변화를 분석하고, 전기회로를 통한 증폭 및 A/D변환을 거쳐 하나의 감지값 데이터가 출력되게 한다.Specifically, the force sensing module 150 analyzes the resistance change of the strain gauge based on the deformation of the load cell elastic body due to the force applied to the handle 140 by the pedestrian (rehabilitation target) in a certain direction, and amplifies it through an electric circuit. and A/D conversion to output one sensed value data.

결과적으로 로드셀의 압력센싱이 공급 전압이 변화할 때 측정되는 출력전압을 기준으로 하여 외력의 발생 여부를 판단하게 되는 것이다.As a result, the pressure sensing of the load cell determines whether an external force is generated based on the output voltage measured when the supply voltage changes.

이와 연계되어, 제어 모듈(160)은 힘 센싱 모듈(150) 및 모터 모듈(130)과 연결되어 본체(110) 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 힘 센싱 모듈(150)을 통해 감지되는 힘의 방향 및 수준에 관한 감지 데이터를 기반으로 모터 모듈(130)의 작동 여부 및 작동 수준을 제어하게 된다.In connection with this, the control module 160 is connected to the force sensing module 150 and the motor module 130 and installed in the installation space provided inside the body 110, Whether or not the motor module 130 operates and the operating level is controlled based on the sensed data regarding the direction and level.

예를 들어, 제어 모듈(160)은 힘 센싱 모듈(150)을 통해 감지되는 감지정보의 수준이 기 설정된 모터 모듈(130) 구동 기준치 이상으로 높아질 경우에 한해 모터 모듈(130)의 작동을 활성화 시킨다.For example, the control module 160 activates the operation of the motor module 130 only when the level of detection information sensed by the force sensing module 150 is higher than a preset motor module 130 driving reference value. .

그리고 기 설정된 모터 모듈(130) 구동 기준치를 넘어서 일정 비례식 기준에 따라 높이지는 감지정보의 수준에 맞춰 모터 모듈(130)의 출력 수준을 달리하여 강하게 힘이 가해지는 경우는 조금 더 본체(110)의 이동속도가 빠르게 적용되도록 하고 약하게 힘이 가해지는 경우에는 조금 더 본체(110)의 이동속도가 느리게 적용되도록 한다. And when a strong force is applied by changing the output level of the motor module 130 according to the level of detection information that is increased according to a certain proportional standard beyond the preset motor module 130 driving reference value, The moving speed is applied quickly, and when a weak force is applied, the moving speed of the main body 110 is applied more slowly.

또한, 제어 모듈(160)은 힘 센싱 모듈(150)을 통해 감지되는 감지정보를 기반으로 힘이 가해지는 방향을 판단하여, 미는 힘이 가해질 경우 전방측을 향해 본체(110)의 이동이 이루어질 수 있도록 모터 모듈(130)의 출력 형태를 제어하고, 당기는 힘이 가해질 경우 후방측을 향해 본체(110)의 이동이 이루어질 수 있도록 모터 모듈(130)의 출력 형태를 제어하게 된다.In addition, the control module 160 determines the direction in which the force is applied based on the sensing information sensed through the force sensing module 150, and when the pushing force is applied, the movement of the main body 110 toward the front can be made. The output shape of the motor module 130 is controlled so that, when a pulling force is applied, the output shape of the motor module 130 is controlled so that the main body 110 can be moved toward the rear side.

제어패널(170)은 둥부의 일측에 회동가능한 적어도 하나 이상의 거치용 암(Arm, 170A)으로 연결되며, 수신되는 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 구비한 일종의 정보 표시장치이다.The control panel 170 is connected to at least one rotatable arm 170A on one side of the column, and is a kind of information display device having a display capable of outputting received information.

이러한 제어패널(170)에는 힘 센싱 모듈(150)을 통해 감지되는 정보, 제어 모듈(160)을 통해 제어된 본체(110)의 이동속도 및 이동방향에 관한 정보, 그리고 아래 설명될 적외선 센싱 모듈(190) 및 초음파 센싱 모듈(195)을 통해 감지되는 물체인지 정보 및 충돌방지 기능 수행 현황 등에 관한 정보 등이 실시에 따라 다양하게 출력 표시 가능하다.The control panel 170 includes information sensed through the force sensing module 150, information on the moving speed and the moving direction of the main body 110 controlled through the control module 160, and an infrared sensing module to be described below ( 190) and the ultrasonic sensing module 195, information on whether an object is detected, information on the state of performing the collision avoidance function, etc. can be output and displayed in various ways according to implementation.

더 나아가, 제어패널(170)에는 본체(110)의 일측에 마련된 훈련정보 수집모듈(미도시)을 통해 수집된 재활 대상자의 보행훈련에 따른 이동속도, 거리, 횟수 등의 각종 훈련세부정보를 분석, 가공하여 출력 표시도 가능하다. Furthermore, the control panel 170 analyzes various training details such as movement speed, distance, number of times, etc. according to the gait training of the rehabilitation target collected through a training information collection module (not shown) provided on one side of the main body 110 . , processing and output display is also possible.

레이저 가이드 모듈(180)은 본체(110)의 전방 측면과 후방 측면 각각에 설치되며, 전방 혹은 후방 측을 향해 레이저를 출력 조사하여 가이드 선(L)이 표시되도록 한다.The laser guide module 180 is installed on each of the front side and the rear side of the main body 110, and outputs a laser beam toward the front or rear side so that the guide line L is displayed.

구체적으로, 도3에 도시된 바와 같이 레이저 가이드 모듈(180)은 본체(110)의 이동방향 측 앞 부분에 레이저를 기반으로한 가이드 선(L)이 표시되도록 함으로써, 레이저 가이드를 제공하여, 재활 대상자 자신의 보행 상황 및 이동 궤적에 대한 인지가 즉각적으로 가능하며 더욱 효과적인 보행훈련이 진행될 수 있게 한다.Specifically, as shown in FIG. 3 , the laser guide module 180 provides a laser guide by displaying a guide line L based on a laser on the front part of the moving direction of the main body 110, thereby providing a laser guide for rehabilitation. Recognition of the subject's own gait situation and movement trajectory is immediately possible, enabling more effective gait training.

이와 관련하여, 제어 모듈(160)은 힘 센싱 모듈(150)로부터 수신되는 감지 데이터를 분석하여, 감지 데이터 내 힘의 작동 방향에 대한 정보를 기반으로 본체(110)의 전방 측면 및 후방 측면에 설치된 한 쌍의 레이저 가이드 모듈 중 힘의 작동 방향과 대응되는 방향의 본체(110) 측면상에 설치된 레이저 가이드 모듈(180)을 작동시킨다.In this regard, the control module 160 analyzes the sensed data received from the force sensing module 150, and is installed on the front side and the rear side of the main body 110 based on information about the direction of operation of the force in the sensed data. Among the pair of laser guide modules, the laser guide module 180 installed on the side of the body 110 in a direction corresponding to the operation direction of the force is operated.

비상정지 모듈(185)은 모터 모듈(130)과 연결되어 본체(110) 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 본체(110)의 상측에 설치된 비상정지 버튼을 가압하여 발생되는 신호를 수신할 시 모터 모듈(130)의 작동을 중지시킨다. The emergency stop module 185 is connected to the motor module 130 and installed in the installation space provided inside the body 110 , and when receiving a signal generated by pressing the emergency stop button installed on the upper side of the body 110 , the motor Stop the operation of the module 130 .

따라서 보행자(재활 대상자) 자신 혹은 보행자를 보조 관리하는 의료 종사자의 경우 자동 보행훈련장치(100)를 이용해 보행자(재활 대상자)가 보행훈련을 진행하는 과정에서 긴급 상황일 발생하여 급하게 즉각적인 움직임의 멈춤이 필요할 경우 비상정지 버튼을 눌러 비상정지 모듈(185)이 가동되도록 함으로써, 빠르게 모터 모듈(130)의 작동을 중지시켜 이동을 멈출 수 있게된다.Therefore, in the case of the pedestrian (rehabilitation target) himself or a medical worker who assists the pedestrian, an emergency occurs in the process of the pedestrian (rehabilitation target) gait training using the automatic gait training device 100, and the immediate stop of movement is If necessary, by pressing the emergency stop button to operate the emergency stop module 185, it is possible to quickly stop the operation of the motor module 130 to stop the movement.

적외선 센싱 모듈(190)은 본체(110) 일측에 설치되어 적외선 신호를 이용해 본체(110)를 기준으로 기 설정된 소정의 범위 내 물체의 존재를 감지한다.The infrared sensing module 190 is installed on one side of the main body 110 to detect the presence of an object within a predetermined range based on the main body 110 using an infrared signal.

초음파 센싱 모듈(195)은 본체(110) 일측에 설치되어 40KHz 주파수의 초음파를 이용해 성기 본체를 기준으로 5m 내지 7m 거리에 위치한 물체의 존재 및 거리를 감지한다.The ultrasonic sensing module 195 is installed on one side of the main body 110 and detects the presence and distance of an object located at a distance of 5m to 7m from the genital body using ultrasonic waves of a frequency of 40KHz.

이와 같은 초음파 센싱 모듈(195)은 적외선 센싱 모듈(190)을 통해 본체(110)를 기준으로 기 설정된 소정의 범위 내 물체가 존재함이 감지될 경우 작동이 활성화되어 기능을 수행하게 된다.The ultrasonic sensing module 195 is activated when it is detected that an object within a preset range with respect to the main body 110 is detected through the infrared sensing module 190 to perform a function.

또한, 제어 모듈(160)은 적외선 센싱 모듈(190) 및 초음파 센싱 모듈(195)을 통해 생성되는 물체 감지정보를 기반으로 모터 모듈(130)의 작동 여부 및 작동 수준을 제어하여 충돌방지 기능이 수행될 수 있게 한다.In addition, the control module 160 performs a collision avoidance function by controlling whether or not the motor module 130 operates and the level of operation based on the object detection information generated through the infrared sensing module 190 and the ultrasonic sensing module 195 . make it possible

본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The embodiments disclosed in the present invention are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection should be construed by the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 자동 보행훈련장치
110 : 본체 120 : 이동바퀴
130 : 모터 모듈
140 : 손잡이
141 : 기둥부 142 : 제1손잡이부
143 : 제2손잡이부
150 : 힘 센싱 모듈 160 : 제어 모듈
170 : 제어패널 180 : 레이저 가이드 모듈
185 : 비상정지 모듈 190 : 적외선 센싱 모듈
195 : 초음파 센싱 모듈100: automatic gait training device
110: body 120: moving wheel
130: motor module
140: handle
141: pillar portion 142: first handle portion
143: second handle part
150: force sensing module 160: control module
170: control panel 180: laser guide module
185: emergency stop module 190: infrared sensing module
195: ultrasonic sensing module

Claims (4)

내부에 소정의 설치공간이 마련되며, 통 형상을 갖춘 본체;
상기 본체의 전후 방향 이동이 가능하도록 상기 본체 하부에 설치되는 한 쌍의 이동바퀴;
상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 이동바퀴와 연동되어 작동에 따라 상기 이동바퀴를 회전시키는 모터 모듈;
상기 본체 상부에 설치되어 보행자의 손잡이 공간을 적어도 둘 이상 제공하는 손잡이;
상기 손잡이 일측에 연결되어 보행자가 적어도 둘 이상의 손잡이 공간 중 적어도 하나 이상을 잡고 전방 혹은 후방을 향해 보행하기 위해 가하게 되는 힘을 감지하는 힘 센싱 모듈;
상기 힘 센싱 모듈 및 모터 모듈과 연결되어 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 힘 센싱 모듈을 통해 감지되는 힘의 방향 및 수준에 관한 감지 데이터를 기반으로 상기 모터 모듈의 작동 여부 및 작동 수준을 제어하는 제어 모듈;
상기 본체의 전방 측면과 후방 측면 각각에 설치되며, 전방 혹은 후방 측을 향해 레이저를 출력 조사하여 가이드 선이 표시되도록 하는 한 쌍의 레이저 가이드 모듈; 및
상기 모터 모듈과 연결되어 상기 본체 내부에 마련된 설치 공간 내에 설치되고, 상기 본체의 상측에 설치된 비상정지 버튼을 가압하여 발생되는 신호를 수신할 시 상기 모터 모듈의 작동을 중지시키는 비상정지 모듈;을 더 포함하며,
상기 제어 모듈은 상기 힘 센싱 모듈로부터 수신되는 감지 데이터를 분석하여, 감지 데이터 내 힘의 작동 방향에 대한 정보를 기반으로 상기 본체의 전방 측면 및 후방 측면에 설치된 한 쌍의 레이저 가이드 모듈 중 힘의 작동 방향과 대응되는 방향의 상기 본체 측면상에 설치된 상기 레이저 가이드 모듈을 작동시키는 것을 특징으로 하는
자동 보행훈련장치.
a body having a predetermined installation space therein and having a cylindrical shape;
a pair of moving wheels installed on the lower part of the main body to enable the front and rear movement of the main body;
a motor module installed in an installation space provided inside the main body and interlocked with the moving wheel to rotate the moving wheel according to an operation;
a handle installed on the upper part of the body to provide at least two handle spaces for pedestrians;
a force sensing module connected to one side of the handle to sense a force applied by a pedestrian to walk forward or backward while holding at least one of at least two or more handle spaces;
It is connected to the force sensing module and the motor module and installed in an installation space provided inside the main body, and based on the detection data regarding the direction and level of the force sensed through the force sensing module, whether the motor module operates and the operating level a control module to control the;
a pair of laser guide modules installed on each of the front side and the rear side of the main body and configured to output a laser beam toward the front or rear side to display a guide line; and
An emergency stop module that is connected to the motor module and installed in the installation space provided inside the main body, and stops the operation of the motor module when receiving a signal generated by pressing the emergency stop button installed on the upper side of the main body; includes,
The control module analyzes the sensed data received from the force sensing module, and operates a force among a pair of laser guide modules installed on the front side and the rear side of the main body based on information on the direction of force operation in the sensed data. Operating the laser guide module installed on the side of the main body in a direction corresponding to the direction
Automatic gait training device.
 제1항에 있어서,
상기 손잡이는,
상기 본체 상부로부터 상측으로 직립하여 세워지는 기둥부;
상기 기둥부의 일측으로부터 평면 기준 상기 본체의 전후 방향과 수직한 좌우 방향 중 일측 방향으로 분기되어 보행자의 손잡이 공간을 형성하는 제1손잡이부; 및
상기 제1손잡이부의 일측으로부터 평면 기준 상기 본체의 전후 방향 양측 모두로 분기되어 한 쌍의 손잡이 공간을 형성하는 제2손잡이부;를 포함하며,
상기 제1손잡이부와 제2손잡이부는 일체를 이루어 상기 힘 센싱 모듈과 연결되며,
상기 자동 보행훈련장치는,
상기 기둥부의 일측에 회동가능한 적어도 하나 이상의 거치용 암(Arm)으로 연결되며, 수신되는 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 구비한 제어패널;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
자동 보행훈련장치.
According to claim 1,
The handle is
a pillar part erected upright from the upper part of the body;
a first handle portion branching from one side of the pillar portion in one of the left and right directions perpendicular to the front and rear directions of the main body on a plane basis to form a handle space for pedestrians; and
It includes; a second handle that is branched from one side of the first handle to both sides of the main body in the front and rear directions on a plane basis to form a pair of handle spaces; and
The first handle portion and the second handle portion are integrally connected to the force sensing module,
The automatic gait training device,
A control panel connected to at least one rotatable mounting arm on one side of the pillar part and having a display capable of outputting received information; characterized in that it further comprises
Automatic gait training device.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 자동 보행훈련장치는,
상기 본체 일측에 설치되어 적외선 신호를 이용해 상기 본체를 기준으로 기 설정된 소정의 범위 내 물체의 존재를 감지하는 적외선 센싱 모듈; 및
상기 본체 일측에 설치되어 40KHz 주파수의 초음파를 이용해 성기 본체를 기준으로 5m 내지 7m 거리에 위치한 물체의 존재 및 거리를 감지하는 초음파 센싱 모듈;을 포함하며,
상기 초음파 센싱모듈은 상기 적외선 센싱모듈을 통해 상기 본체를 기준으로 기 설정된 소정의 범위 내 물체가 존재함이 감지될 경우 작동이 활성화되고,
상기 제어모듈은 상기 적외선 센싱 모듈 및 초음파 센싱 모듈을 통해 생성되는 물체 감지정보를 기반으로 상기 모터 모듈의 작동 여부 및 작동 수준을 제어하는 것을 특징으로 하는
자동 보행훈련장치.According to claim 1,
The automatic gait training device,
an infrared sensing module installed on one side of the main body to detect the presence of an object within a predetermined range based on the main body using an infrared signal; and
An ultrasonic sensing module installed on one side of the main body to detect the presence and distance of an object located at a distance of 5m to 7m from the genital body using ultrasonic waves of a frequency of 40KHz;
The ultrasonic sensing module is activated when the presence of an object within a predetermined range based on the main body is detected through the infrared sensing module,
The control module is characterized in that based on the object detection information generated through the infrared sensing module and the ultrasonic sensing module to control whether the operation and the level of operation of the motor module
Automatic gait training device.
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