KR20110067945A - Power-operated walking supporting device - Google Patents

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KR20110067945A
KR20110067945A KR1020090124739A KR20090124739A KR20110067945A KR 20110067945 A KR20110067945 A KR 20110067945A KR 1020090124739 A KR1020090124739 A KR 1020090124739A KR 20090124739 A KR20090124739 A KR 20090124739A KR 20110067945 A KR20110067945 A KR 20110067945A
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유지환
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A power-operated walking aid is provided to enable a user to easily go up and down the stairs to recognize a position. CONSTITUTION: A power-operated walking aid comprises: an exoskeleton(110) which connects a plurality of link module ends using a joint part and in which a plurality of link modules perform a joint motion by providing power to the joint part; and a secondary exoskeleton(130) in which each upper end thereof is fixed to the upper joint part of the exoskeleton, a plurality of link module ends are interlinked by the joint part, and a plurality of link modules perform a joint motion by providing power to the joint part.

Description

동력식 보행 보조기{POWER-OPERATED WALKING SUPPORTING DEVICE}Powered walking aids {POWER-OPERATED WALKING SUPPORTING DEVICE}

본 발명은 동력식 보행 보조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 자신의 신체에 착용한 상태에서 동력에 의해 보행을 보조하도록 하게 하는 동력식 보행 보조기에 관한 것이다.The present invention relates to a motorized walking aid, and more particularly, to a motorized walking aid for allowing a user to assist walking by power while being worn on a user's body.

일반적으로 보행 보조기는 하반신 마비 환자나 사고에 대한 재활 훈련 및 인체의 근력을 보강하여 보행을 할 수 있도록 보조하는 기기의 일종으로, 간단하게는 동력원을 두지 않고 사용자의 상체 근력을 이용하여 보행을 가능하게 할 수 있도록 프레임만으로 구비되거나, 전진력을 발생하도록 상기 프레임의 하단에 바퀴가 구비된 것이 주종을 이루고 있다.In general, the walking aid is a device that assists walking by rehabilitation training for paraplegic patients or accidents and reinforces the muscle strength of the human body. It is possible to walk by using the upper body muscle power of the user without a power source. Main frame is provided with only the frame, or the wheel is provided at the bottom of the frame so as to generate a forward force.

나아가서는 인체의 근력을 보강하고자 외골격 구조의 장비를 장착해 착용자에게 비 착용시에 비해 수배에 달하는 근력을 지원하는 외골격(Exoskeleton) 시스템이 개발되고 있다. 이러한, 외골격 시스템은 동작 자체가 실제 운동이 아닌 운동형식이기 때문에, 동력이 허용하는 한은 착용자의 체력적인 소모를 극소화시킬 수 있으며, 사용자의 전신에 착용하여 상, 하체에 근력을 제공하거나, 하지에 착용하여 하체에만 근력을 제공하는 방식으로 나뉜다.Furthermore, the Exoskeleton system has been developed to support the wearer's muscle strength several times than non-wearing by equipping the equipment of the exoskeleton structure to reinforce the strength of the human body. Since the exoskeleton system is a movement type rather than an actual movement, the exoskeleton system can minimize the wearer's physical consumption as long as the power permits, and can be worn on the user's whole body to provide muscle strength to the upper and lower bodies, or to the lower limbs. It is divided into a method of providing strength to the lower body by wearing it.

그러나 종래의 외골격 시스템은 하지에 착용하는 시스템을 예를 들어 설명하면, 사용자의 양다리에 고정하는 방식을 취함에 따라 착용한 상태에서 두 다리로 설 경우, 전진시 중심을 못 잡고 쓰러질 수 있는 문제점이 있었다.However, when the conventional exoskeleton system is described as an example of a system to be worn on the lower limbs, when the user is standing with two legs in a worn state as a method of fixing the user's both legs, the center may fall down when moving forward. There was this.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 회동되는 바퀴 또는 지면을 짚는 지면 접촉판이 설치된 보조 외골격체가 부가적으로 외골격체에 설치되어 중심 잡기가 용이하면서 외골격체의 진행시 바퀴의 회전에 의해 추진이 용이하게 하거나 지면을 짚어 계단 등을 용이하게 오르내릴 수 있게 한 동력식 보행 보조기를 제공함에 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, the object is that the auxiliary exoskeleton is installed on the exoskeleton and the auxiliary exoskeleton is installed additionally on the exoskeleton when the wheel or the ground contact plate on the ground is additionally easy to grasp the center of the exoskeleton The present invention provides a motorized walking aid that facilitates propulsion by rotating the wheels or enables the user to easily move up and down stairs by pointing to the ground.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 보조 외골격체에 바퀴를 설치할 경우 제동이 가능하며, GPS, 내비게이션 등에 의해 사용자의 위치 인식 및 길안내 등이 가능한 동력식 보행 보조기를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a motorized walking aid that can be braked when the wheel is installed on the auxiliary exoskeleton, and the user can recognize the location and guide the road by GPS, navigation, and the like.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 사용자의 신체에 장착하여 동력에 의해 보행이 가능하도록 보조하는 보조기에 있어서, 대향된 한 쌍의 상단이 서 로 연결되어 상대 운동하되, 다수의 링크부 단부를 조인트부로 각각 연결하며 상기 조인트부에서 동력이 제공되어 상기 다수의 링크부가 관절 운동하는 외골격체; 및 상기 외골격체의 상측 조인트부에 각각의 상단이 체결되어 보조적으로 전진력을 부여하되, 다수의 링크부 단부를 조인트부로 각각 연결하며 상기 조인트부에서 동력이 제공되어 상기 다수의 링크부가 관절 운동하는 보조 외골격체; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the brace attached to the user's body assists to enable walking by power, a pair of opposing upper ends are connected to each other relative movement, but a plurality of link end portions An exoskeleton to which the joints are respectively connected and the power is provided at the joints to jointly move the plurality of links; And an upper end of each of the upper joint parts of the exoskeleton, which is auxiliary to impart forward force, respectively connecting a plurality of link end portions to the joint parts, and providing power to the joint parts to jointly move the plurality of link parts. Secondary exoskeleton; Characterized in that it comprises a.

또한, 본 발명에서의 상기 보조 외골격체는, 직립하여 이격된 제1, 2 보조 링크부와, 상기 제1 보조 링크부의 외측단과, 상기 제1, 2 보조 링크부의 이웃한 내측단을 각각 연결하는 제1, 2 조인트부 및 상기 제2 보조 링크부의 외측단에 설치되어 동력에 의해 회전되는 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary exoskeleton according to the present invention connects the first and second auxiliary link parts spaced upright, the outer ends of the first auxiliary link parts, and adjacent inner ends of the first and second auxiliary link parts, respectively. And a wheel installed at the outer ends of the first and second joint parts and the second auxiliary link part and rotated by power.

또한, 본 발명에서의 상기 보조 외골격체는, 직립하여 이격된 제1, 2 보조 링크부와, 상기 제1 보조 링크부의 외측단과, 상기 제1, 2 보조 링크부의 이웃한 내측단을 각각 연결하는 제1, 2 조인트부 및 상기 제2 보조 링크부의 외측단에 설치되어 지면에 접촉하는 지면 접촉판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary exoskeleton according to the present invention connects the first and second auxiliary link parts spaced upright, the outer ends of the first auxiliary link parts, and adjacent inner ends of the first and second auxiliary link parts, respectively. And a ground contact plate provided at an outer end of the first and second joint parts and the second auxiliary link part to be in contact with the ground.

또한, 본 발명에서의 상기 보조 외골격체는 외골격체보다 기장이 길며, 상기 외골격체와 개별 구동하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary exoskeleton in the present invention has a longer length than the exoskeleton, and is characterized in that it is driven separately from the exoskeleton.

또한, 본 발명에서는 상기 보조 외골격체에 의한 보행시 상기 지면 접촉판을 포함하여 3지점 이상이 지면에 접하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the three or more points including the ground contact plate when the walking by the auxiliary exoskeleton is controlled to contact the ground.

또한, 본 발명에서는 상기 보조 외골격체의 사이에 배터리, GPS, 내비게이션 및 상기 보조 외골격체의 구동을 제어하는 제어기 중 적어도 하나가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that at least one of a controller for controlling the operation of the battery, GPS, navigation and the auxiliary exoskeleton between the auxiliary exoskeleton.

이와 같은 본 발명의 동력식 보행 보조기는, 회동되는 바퀴 또는 지면을 짚는 지면 접촉판이 설치된 보조 외골격체가 부가적으로 외골격체에 설치되어 중심 잡기가 용이하면서 외골격체의 진행시 바퀴의 회전에 의해 추진이 용이하게 하거나 지면을 짚어 계단 등을 용이하게 오르내릴 수 있고, 보조 외골격체에 바퀴를 설치할 경우 제동이 가능하며, GPS, 내비게이션 등에 의해 사용자의 위치 인식 및 길안내 등이 가능한 효과가 있다.The motorized walking aid of the present invention, the auxiliary exoskeleton with a rotating wheel or a ground contact plate on the ground is additionally installed on the exoskeleton to facilitate the centering while the propulsion is facilitated by the rotation of the wheel during the progress of the exoskeleton. Easily or up and down the stairs can be easily climbed up and down, and when the wheel is installed on the auxiliary exoskeleton, braking is possible, and the user's location recognition and direction guidance by GPS, navigation, etc. is possible.

이하, 본 발명의 동력식 보행 보조기를 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the motorized walking aid of the present invention will be described with reference to an embodiment as follows.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 동력식 보행 보조기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 외골격체(110) 및 보조 외골격체(130)를 포함한다.Powered walking aid 100 according to an embodiment of the present invention includes an exoskeleton 110 and the auxiliary exoskeleton 130 as shown in FIG.

상기 외골격체(110)는 사용자의 하지 여러 부위에 연결하여 장착할 수 있도록 대향된 한 쌍의 상단이 사용자의 허리에 위치되는 연결부(122)에 의해 서로 연결되어 상대 운동하며, 제1, 2 링크부(112, 114), 조인트부(116, 118, 120)를 포함한다.The exoskeleton 110 is connected relative to each other by a connection portion 122 is located on the waist of the user's waist so that the pair of upper ends to be connected and mounted to various parts of the lower limb of the user, the first and second links The parts 112 and 114 and the joint parts 116 and 118 and 120 are included.

상기 제1, 2 링크부(112, 114)는 직립된 상태에서 단부에 조인트부(116, 118, 120)가 각각 설치된다. 여기서, 상기 제1 링크부(112)는 사용자의 무릎을 기준으로 상측인 허벅지에 지지하고, 상기 제2 링크부(114)는 사용자의 무릎을 기준으로 하측인 종아리에 지지한다. 이때, 상기 제1 링크부(112)의 상단에 고관절 조인트부(116)가 설치되고, 이웃한 상기 제1 링크부(112)의 하단과 상기 제2 링크부(114)의 상단에 슬관절 조인트부(118)가 연결 설치되며, 상기 제2 링크부(114)의 하단에 족관절 조인트부(120)가 설치된다.The first and second link portions 112 and 114 are provided with joint portions 116, 118 and 120 at their ends in the upright state, respectively. Here, the first link portion 112 is supported on the upper thigh relative to the user's knee, and the second link portion 114 is supported on the lower calf based on the user's knee. In this case, the hip joint part 116 is installed at the upper end of the first link part 112, and the knee joint part is disposed at the lower end of the neighboring first link part 112 and the upper end of the second link part 114. 118 is connected and installed, the ankle joint part 120 is installed at the lower end of the second link part 114.

여기서, 상기 연결부(122)는 한 쌍의 외골격체(110)를 상호 지지하면서, 사용자의 허리를 받칠 수 있도록 하는 구성요소로, 상기 외골격체(110)의 상측에 위치한 고관절 조인트부(116)가 양단에 각각 연결된다.Here, the connection portion 122 is a component to support a pair of exoskeleton 110, while supporting the waist of the user, the hip joint portion 116 located on the upper side of the exoskeleton 110 Are connected at both ends.

상기 조인트부(116, 118, 120)는 고관절 조인트부(116), 슬관절 조인트부(118) 및 족관절 조인트부(120)를 칭하며, 내부에 회전수 및 회전 방향 등의 제어가 가능한 구동모터(도면에 미도시)가 내부에 설치된다. 이렇게 상기 고관절 조인트부(116), 슬관절 조인트부(118) 및 족관절 조인트부(120)에 구동모터가 구비되어 상기 구동모터의 구동에 의해 상기 제1, 2 링크부(112, 114)가 상기 고관절 조인트부(116), 슬관절 조인트부(118) 및 족관절 조인트부(120)를 기준으로 각각 관절 운동을 하게 한다. 또한, 상기 고관절 조인트부(116), 슬관절 조인트부(118) 및 족관절 조인트부(120) 각각은 해당 구동모터의 회전각 등을 감지하는 센서 등이 구비되므로 설정치 이상의 센싱 결과값이 센서를 통해 감지되면 상기 구동모터가 반대 구동하도록 하여 기준치에 의해 상기 동력식 보행 보조기(100)의 무게 중심을 파악한 후 보정하게 한다.The joint parts 116, 118, and 120 refer to the hip joint part 116, the knee joint part 118, and the ankle joint part 120, and a drive motor capable of controlling the number of rotations and the direction of rotation therein. (Not shown) is installed inside. In this way, a driving motor is provided in the hip joint part 116, the knee joint part 118, and the ankle joint part 120 so that the first and second link parts 112 and 114 are driven by the driving motor. The joint part 116, the knee joint part 118, and the ankle joint part 120 are made to perform joint motion, respectively. In addition, each of the hip joint part 116, the knee joint part 118 and the ankle joint part 120 is provided with a sensor for detecting the rotation angle of the corresponding drive motor, so that the sensing result value of more than a set value is detected by the sensor When the drive motor is driven in the opposite direction to determine the center of gravity of the powered walking aid 100 by a reference value to correct.

더욱이, 상기 고관절 조인트부(116), 슬관절 조인트부(118) 및 족관절 조인트부(120)에 매립된 구동모터는 유선 또는 무선 방식에 의해 작동되도록 외골격체(110)에 설치된 제어기(도면에 미도시)에 의해 회전수 및 회전 방향 등이 제어되도록 한다.Furthermore, a drive motor embedded in the hip joint part 116, the knee joint part 118, and the ankle joint part 120 is a controller installed in the exoskeleton 110 to be operated by a wired or wireless method (not shown in the drawing). The rotation speed and the rotation direction are controlled by

상기 보조 외골격체(130)는 상단이 외골격체(110)의 외측에서 상기 외골격체(110)의 상단에 체결부에 의해 연결되어 상기 외골격체(110)와 별도로 구동되어 보조적인 전진력을 부여하며, 제1, 2 보조 링크부(132, 134), 고관절 조인트부(136) 및 슬관절 조인트부(138) 및 바퀴(140)를 포함한다. 이때, 상기 보조 외골격체(130)는 상기 외골격체(110)보다 기장이 더 길도록 구비되며, 대향된 한 쌍이 동시에 구동되는 것으로 예시한다.The auxiliary exoskeleton 130 has an upper end connected to the upper end of the exoskeleton 110 at the outside of the exoskeleton 110 to be driven separately from the exoskeleton 110 to give an auxiliary forward force. , First and second auxiliary link portions 132 and 134, hip joint portions 136, and knee joint portions 138 and wheels 140. At this time, the auxiliary exoskeleton 130 is provided to have a longer length than the exoskeleton 110, it is illustrated that the opposite pair is driven simultaneously.

상기 제1, 2 보조 링크부(132, 134)는 직립된 상태에서 단부에 제1, 2 조인트부가 각각 설치된다. 즉, 상기 제1 보조 링크부(132)는 사용자의 무릎을 기준으로 상측인 허벅지 부근에 위치하고, 상기 제2 보조 링크부(134)는 사용자의 무릎을 기준으로 하측인 종아리 부근에 위치한다. 이때, 상기 제1 보조 링크부(132)의 상단에 제1 조인트부인 고관절 조인트부(136)가 설치되고, 이웃한 상기 제1 보조 링크부(132)의 하단과 상기 제2 보조 링크부(134)의 상단에 제2 조인트부인 슬관절 조인트부(138)가 연결 설치되며, 상기 제2 보조 링크부(134)의 하단에 바퀴(140)가 설치된다.The first and second auxiliary link parts 132 and 134 are respectively provided with first and second joint parts at their ends in an upright state. That is, the first auxiliary link unit 132 is located near the thigh, which is upper side based on the user's knee, and the second auxiliary link unit 134 is located near the calf, which is lower side based on the user's knee. In this case, the hip joint part 136, which is a first joint part, is installed at the upper end of the first auxiliary link part 132, and the lower end of the neighboring first auxiliary link part 132 and the second auxiliary link part 134. The knee joint joint 138, which is a second joint part, is connected to the upper end of the second joint, and the wheel 140 is installed at the lower end of the second auxiliary link part 134.

상기 제1, 2 조인트부는 고관절 조인트부(136) 및 슬관절 조인트부(138)를 칭하며, 내부에 회전수 및 회전 방향 등의 제어가 가능한 구동모터(도면에 미도시)가 내부에 설치된다. 이렇게 상기 고관절 조인트부(136), 슬관절 조인트부(138)에 구동모터가 구비되어 상기 구동모터의 구동에 의해 상기 제1, 2 보조 링크부(132, 134)가 상기 고관절 조인트부(136) 및 슬관절 조인트부(138)를 기준으로 관절 운동하게 한다. 또한, 상기 고관절 조인트부(136) 및 슬관절 조인트부(138) 각각도 앞선 설명에서와 같이 해당 구동모터의 회전각 등을 감지하는 센서 등이 구비되므로 설정치 이상의 센싱 결과값이 센서를 통해 감지되면 상기 구동모터가 반대 구동하도록 하여 기준치에 의해 상기 동력식 보행 보조기(100)의 무게 중심을 파악한 후 보정하게 한다.The first and second joint parts refer to the hip joint part 136 and the knee joint part 138, and a drive motor (not shown in the drawing) capable of controlling the rotational speed and the rotational direction is installed therein. In this way, a driving motor is provided in the hip joint part 136 and the knee joint part 138 so that the first and second auxiliary link parts 132 and 134 are connected to the hip joint part 136 by driving the driving motor. The joint motion based on the knee joint portion 138. In addition, each of the hip joint part 136 and the knee joint part 138 is provided with a sensor for detecting a rotation angle of the corresponding driving motor, as described above, so that if a sensing result value of a predetermined value or more is detected through the sensor, The driving motor is to be driven in the opposite direction to determine the center of gravity of the powered walking aid 100 by the reference value and then correct.

상기 바퀴(140)는 상기 제2 보조 링크부(134)의 하단 내부에 각각 구비된 구동모터(142)에 의해 회동되도록 동력을 제공하며, 상기 구동모터(142)는 상기 고관절 조인트부(136) 및 슬관절 조인트부(138)에 매립된 구동모터와 함께 유선 또는 무선 방식에 의해 작동되도록 설치된 제어기에 의해 회전수 및 회전 방향 등과, 바퀴(140)의 제동이 제어되도록 한다.The wheel 140 provides power to be rotated by the driving motor 142 provided in the lower end of the second auxiliary link unit 134, and the driving motor 142 is the hip joint part 136. And a rotation speed and a rotation direction, and the braking of the wheel 140 by a controller installed to be operated by a wired or wireless method together with a drive motor embedded in the knee joint part 138.

한편, 상기 보조 외골격체(130)의 사이에 상기 고관절 조인트부(136) 및 슬관절 조인트부(138)에 매립된 구동모터와 상기 바퀴(140)를 구동시키는 구동모터(142)에 구동 전원을 공급하는 배터리, 현 위치를 인식하게 하는 위성 위치 확인 시스템(GPS), 길안내 등을 위한 내비게이션(navigation) 등이 설치된다. 이때, 상기 제어기는 외골격체(110) 이외에 보조 외골격체(130)에도 설치가 가능하다.On the other hand, the driving power is supplied to the drive motor embedded in the hip joint joint 136 and the knee joint joint 138 and the drive motor 142 for driving the wheel 140 between the auxiliary exoskeleton 130. A battery, a satellite positioning system (GPS) to recognize the current location, navigation for navigation, and the like are installed. In this case, the controller may be installed in the auxiliary exoskeleton 130 in addition to the exoskeleton 110.

나아가서는, 상기 제1, 2 링크부(112, 114) 및 제1, 2 보조 링크부(132, 134)가 구동모터에 의해 관절 운동하는 것으로 예시하였으나, 상기 구동모터의 구동력에 실린더 등의 구동력을 복합적으로 적용할 수도 있다.Furthermore, although the first and second link parts 112 and 114 and the first and second auxiliary link parts 132 and 134 are illustrated as articulated by a drive motor, a driving force such as a cylinder is applied to the driving force of the drive motor. You can also apply a combination of these.

그러므로 본 발명에 의한 동력식 보행 보조기(100)는 상기 외골격체(110)의 제1, 2 링크부(112, 114)가 조인트부(116, 118, 120)의 구동모터에 의해 관절 운동하면서 보행을 보조하게 된다. 이때, 상기 보조 외골격체(130)에 의해 추진력을 발생시키고자 할 때 제어기를 제어하여 구동모터(142)에 의해 바퀴(140)를 구동시키면 상기 바퀴(140)의 회전에 의해 추진력을 배가시킨다.Therefore, the motorized walking aid 100 according to the present invention walks while the first and second link portions 112 and 114 of the exoskeleton 110 are articulated by the driving motors of the joint portions 116, 118 and 120. Will assist. At this time, when the wheel 140 is driven by the driving motor 142 by controlling the controller when the propulsion force is generated by the auxiliary exoskeleton 130, the propulsion force is doubled by the rotation of the wheel 140.

더욱이, 상기 보조 외골격체(130)에 현 위치를 인식하게 하는 위성 위치 확인 시스템(GPS), 길안내를 위한 내비게이션(navigation) 등이 설치되므로 길 찾기 및 길 안내가 용이하게 실시된다.In addition, since the satellite positioning system (GPS), the navigation for navigation, etc. are installed on the auxiliary exoskeleton 130 to easily recognize the current location, the navigation and the navigation are easily performed.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 동력식 보행 보조기(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 외골격체(210) 및 보조 외골격체(230)를 포함하며, 상기 외골격체(210)는 앞선 실시 예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.Powered walking aid 200 according to another embodiment of the present invention includes an exoskeleton 210 and the auxiliary exoskeleton 230, as shown in Figures 2 and 3, the exoskeleton 210 is Since the same structure and function as that of the embodiment, detailed description thereof will be omitted.

이때, 상기 보조 외골격체(230)는 외골격체(210)의 기장보다 길도록 구비하므로 높이 차에 의한 스윙(swing)에 의해 지팡이의 기능을 하면서 계단 등을 오르내리는 동작이 안전하게 수행될 수 있다. 그리고 상기 보조 외골격체(230)는 한 쌍이 교번 운동할 수 있음은 물론 동시 운동도 가능하다.At this time, since the auxiliary exoskeleton 230 is provided to be longer than the length of the exoskeleton 210, the operation of moving up and down stairs and the like can be safely performed by the function of the cane by the swing by the height difference. In addition, the auxiliary exoskeleton 230 may be a pair of alternating movement as well as simultaneous movement.

상기 보조 외골격체(230)는 상단이 외골격체(210)의 외측에서 상기 외골격체(210)의 상단에 체결부에 의해 연결되어 상기 외골격체(210)와 별도로 구동되어 보조적인 전진력을 부여하며, 제1, 2 보조 링크부(232, 234), 고관절 조인트부(236) 및 슬관절 조인트부(238) 및 지면 접촉판(240)을 포함한다. 이때, 상기 보조 외골격체(230)는 상기 외골격체(210)보다 기장이 더 길도록 구비되며, 대향된 한 쌍이 동시에 구동되는 것으로 예시한다. 그리고 상기 제1, 2 보조 링크부(232, 234), 고관절 조인트부(236) 및 슬관절 조인트부(238)는 앞선 실시 예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.The auxiliary exoskeleton 230 has an upper end connected to the upper end of the exoskeleton 210 at the outside of the exoskeleton 210 to be driven separately from the exoskeleton 210 to impart an auxiliary forward force. And first and second auxiliary link portions 232 and 234, hip joint portions 236, and knee joint portions 238 and ground contact plates 240. At this time, the auxiliary exoskeleton 230 is provided with a longer length than the exoskeleton 210, it is illustrated that the opposite pair is driven simultaneously. In addition, since the first and second auxiliary link parts 232 and 234, the hip joint part 236, and the knee joint part 238 have the same structure and function as those of the foregoing embodiment, detailed description thereof will be omitted.

상기 지면 접촉판(240)은 상기 제2 보조 링크부(234)의 하단에 설치되어 계단 등을 오르내릴 때 지면의 여러 지점에 접촉하여 안전성 및 안정성을 부여하게 된다.The ground contact plate 240 is installed at the lower end of the second auxiliary link unit 234 to provide safety and stability by contacting various points of the ground when climbing up and down stairs.

한편, 상기 보조 외골격체(230)에 상기 고관절 조인트부(236) 및 슬관절 조인트부(238)에 매립된 구동모터 등에 구동 전원을 공급하는 배터리, 현 위치를 인식하게 하는 위성 위치 확인 시스템(GPS), 길안내를 위한 내비게이션(navigation) 등이 설치된다. 이때, 상기 제어기는 외골격체(210) 이외에 보조 외골격체(230)에도 설치가 가능하다.On the other hand, a battery for supplying driving power to the auxiliary joint skeleton 230 and the driving motor embedded in the hip joint portion 236 and the knee joint joint 238, a satellite positioning system (GPS) to recognize the current position Navigation is provided for navigation. In this case, the controller may be installed in the auxiliary exoskeleton 230 in addition to the exoskeleton 210.

여기서, 설명하지 않은 부호 212, 214는 제1, 2 링크부이고, 216, 218, 220은 고관절 조인트부, 슬관절 조인트부 및 족관절 조인트부이며, 222는 연결부이다.Here, reference numerals 212 and 214, which are not described, denote first and second link portions, 216, 218 and 220 denote hip joint joints, knee joint joints and ankle joint joints, and 222 denotes connection portions.

그러므로 본 발명에 의한 동력식 보행 보조기(200)는 상기 외골격체(210)의 제1, 2 링크부(212, 214)가 고관절 조인트부(236) 및 슬관절 조인트부(238)의 구동모터에 의해 관절 운동하면서 보행을 보조하게 된다. 이때, 계단 등을 오르내릴 때 상기 보조 외골격체(230)를 구동시키면 외골격체(210)의 기장보다 긴 보조 외골격체(230)의 스윙에 의해 상기 지면 접촉판(240)이 지면에 닿으면서 지팡이 기능을 한다.Therefore, in the powered walking aid 200 according to the present invention, the first and second link parts 212 and 214 of the exoskeleton 210 are driven by the driving motor of the hip joint part 236 and the knee joint part 238. It will assist walking while jointing. At this time, when the auxiliary exoskeleton 230 is driven up and down stairs, the ground contact plate 240 is brought into contact with the ground by the swing of the auxiliary exoskeleton 230 longer than the length of the exoskeleton 210. Function

이때, 상기 보조 외골격체(230)에 의한 보행시 도 4에 도시된 바와 같이 최초 사용자의 양 발과 양쪽 지면 접촉판(240)을 통해 4지점이 지면에 닿은 상태에서 사용자가 이동하고자 하는 다리를 들었을 때, 지면에 닿은 나머지 한 발과 양쪽 지면 접촉판(240)을 통해 3지점이 지면에 닿도록 제어되고, 이동하고자 하는 다리의 발을 지면에 닿게 했을 때 이동하고자 하는 어느 한 지면 접촉판(240)을 제외한 사용자의 양 발과 나머지 하나의 지면 접촉판(240)을 통해 최소한 3지점이 지면에 닿도록 제어되어 안정적인 보행이 가능하다.At this time, when walking by the auxiliary exoskeleton 230 as shown in Figure 4 through the feet of both the first user and the ground contact plate 240 through the four points of contact with the ground to the user's legs to move When heard, the ground is controlled so that three points touch the ground through the remaining one foot and both ground contact plates 240 touching the ground, and when the foot of the leg to be moved touches the ground, Through the user's feet and the other one ground contact plate 240 except for 240, at least three points are controlled to touch the ground, so that stable walking is possible.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, the scope of protection of the present invention is not limited to the above embodiment, and those skilled in the art of the present invention It will be understood that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동력식 보행 보조기를 사용자가 착용한 상태를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a state in which a user wears a powered walking aid according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동력식 보행 보조기를 사용자가 착용한 상태를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a state in which a user wears a powered walking aid according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 상기 동력식 보행 보조기에서 보조 외골격체가 이동하는 상태를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a state in which an auxiliary exoskeleton moves in the powered walking aid of the present invention.

도 4는 상기 동력식 보행 보조기에서 지면 접촉판과 사용자의 발이 지면에 닿는 상태를 도시한 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which the ground contact plate and the user's foot in contact with the ground in the powered walking aid.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100: 일 실시 예의 동력식 보행 보조기100: powered walking aid of an embodiment

110: 외골격체 112, 114: 제1, 2 링크부110: exoskeleton 112, 114: first, second link portion

116, 118, 120: 조인트부 130: 보조 외골격체116, 118, 120: joint 130: auxiliary exoskeleton

132, 134: 제1, 2 보조 링크부 136: 고관절 조인트부132, 134: first and second auxiliary link portion 136: hip joint portion

138: 슬관절 조인트부 140: 바퀴138: knee joint portion 140: the wheel

142: 구동모터142: drive motor

200: 다른 실시 예의 동력식 보행 보조기200: powered walking aid of another embodiment

210: 외골격체 212, 214: 제1, 2 링크부210: exoskeleton 212, 214: first and second link portion

216, 218, 220: 조인트부 230: 보조 외골격체216, 218, 220: Joint 230: auxiliary exoskeleton

232, 234: 제1, 2 보조 링크부 236: 고관절 조인트부232, 234: first and second auxiliary link portion 236: hip joint portion

238: 슬관절 조인트부 240: 지면 접촉판238: knee joint portion 240: ground contact plate

Claims (6)

사용자의 신체에 장착하여 동력에 의해 보행이 가능하도록 보조하는 보조기에 있어서,In the brace attached to the user's body to assist in walking by power, 대향된 한 쌍의 상단이 서로 연결되어 상대 운동하되, 다수의 링크부 단부를 조인트부로 각각 연결하며 상기 조인트부에서 동력이 제공되어 상기 다수의 링크부가 관절 운동하는 외골격체; 및An exoskeleton in which a pair of opposed upper ends are connected to each other to perform relative movement, respectively connecting a plurality of link end portions to a joint part, and power is provided at the joint part to jointly move the plurality of link parts; And 상기 외골격체의 상측 조인트부에 각각의 상단이 체결되어 보조적으로 전진력을 부여하되, 다수의 링크부 단부를 조인트부로 각각 연결하며 상기 조인트부에서 동력이 제공되어 상기 다수의 링크부가 관절 운동하는 보조 외골격체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력식 보행 보조기.Each upper end of the exoskeleton is fastened to each of the upper end to assist the forward force, respectively connecting a plurality of link end portions to the joint portion and the power is provided in the joint to assist the plurality of link portions joint movement Exoskeleton; Motorized walking aids comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 보조 외골격체는,The method of claim 1, wherein the auxiliary exoskeleton, 직립하여 이격된 제1, 2 보조 링크부와,First and second auxiliary link parts spaced upright, 상기 제1 보조 링크부의 외측단과, 상기 제1, 2 보조 링크부의 이웃한 내측단을 각각 연결하는 제1, 2 조인트부 및 First and second joint portions connecting the outer ends of the first auxiliary link portions and the adjacent inner ends of the first and second auxiliary link portions, respectively; 상기 제2 보조 링크부의 외측단에 설치되어 동력에 의해 회전되는 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력식 보행 보조기.And a wheel installed at an outer end of the second auxiliary link unit, the wheel being rotated by power. 제 1항에 있어서, 상기 보조 외골격체는,The method of claim 1, wherein the auxiliary exoskeleton, 직립하여 이격된 제1, 2 보조 링크부와,First and second auxiliary link parts spaced upright, 상기 제1 보조 링크부의 외측단과, 상기 제1, 2 보조 링크부의 이웃한 내측단을 각각 연결하는 제1, 2 조인트부 및 First and second joint portions connecting the outer ends of the first auxiliary link portions and the adjacent inner ends of the first and second auxiliary link portions, respectively; 상기 제2 보조 링크부의 외측단에 설치되어 지면에 접촉하는 지면 접촉판을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력식 보행 보조기.And a ground contact plate installed at an outer end of the second auxiliary link unit to be in contact with the ground. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보조 외골격체는 외골격체보다 기장이 길며, 상기 외골격체와 개별 구동하는 것을 특징으로 하는 동력식 보행 보조기.The auxiliary exoskeleton has a longer length than the exoskeleton, and powered walkers, characterized in that the drive separately from the exoskeleton. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 보조 외골격체에 의한 보행시 상기 지면 접촉판을 포함하여 3지점 이상이 지면에 접하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 동력식 보행 보조기.Powered walking aids, characterized in that the three or more points including the ground contact plate is controlled to contact the ground when walking by the auxiliary exoskeleton. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 보조 외골격체의 사이에 배터리, GPS, 내비게이션 및 상기 보조 외골격체의 구동을 제어하는 제어기 중 적어도 하나가 설치되는 것을 특징으로 하는 동력식 보행 보조기.At least one of a battery, GPS, navigation and a controller for controlling the driving of the auxiliary exoskeleton between the auxiliary exoskeleton is installed.
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