KR20150068598A - Electromotive apparatus for assisting user in walking - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보행보조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 상태 및 노면의 상태를 판단하고 사용자의 안전을 확보하기 위한 전동식 보행보조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a walking assistance device, and more particularly, to an electric walking assistance device for judging a state of a user and a road surface to secure the safety of a user.
최근 전세계는 평균 수명 연장에 따른 노인 인구의 지속적인 증가로 급속하게 초고령화 사회로 진입하고 있다. 일본을 비롯한 유럽의 여러 국가들은 이미 고령 사회로 접어들었으며, 한국과 미국도 빠른 속도로 고령화되어 가고 있다. 고령화 시대에 따라, 뇌졸중, 신체마비 그리고 장애인 또한 증가 추세에 있으며, 근력이 부족하여 거동이 불편한 노약자가 급속하게 증가하고 있다.In recent years, the world has been rapidly entering an aging society with the steady increase in the elderly population due to an average life expectancy. Japan and other European countries have already entered an aging society, and Korea and the United States are rapidly aging. According to the age of aging, stroke, body paralysis and handicapped people are also on the rise, and the number of elderly people who are uncomfortable due to lack of muscle strength is rapidly increasing.
이에 따라, 노약자 또는 장애인의 걷기, 앉기, 서기 등의 일상 생활을 지원하고, 이들의 근력을 보조하기 위한 보행 보조 시스템이 개발되어 이용되고 있다. 일반적인 보행 보조 시스템은 바퀴, 구동부, 핸들부 등으로 구성되어, 사용자가 핸들부를 잡고 밀면서 원하는 방향으로 걸어가는 형태로 동작한다.Accordingly, a walking assistance system for supporting the daily life of the elderly or the disabled by walking, sitting, clerk, etc. and supporting their strengths has been developed and used. A typical walking aiding system is composed of a wheel, a driver, a handle, and the like, and operates in such a way that the user grasps the handle and pivots in a desired direction.
여기서 진일보한 보행보조 시스템으로는, 전동 모터 등에 의해 구동 및 조향이 이뤄지는 로봇 형태로 구성된 전동식 보행보조 시스템이 이용되고 있다. 이 경우, 사용자는 전동식 보행보조 시스템을 원하는 방향 및 속도로 이동시키기 위해 보행보조 시스템을 직접 조작하게 된다.As an advanced walking aiding system, an electric walking assist system composed of a robot type that is driven and steered by an electric motor or the like is used. In this case, the user directly operates the walking assist system to move the electric walking aiding system in a desired direction and speed.
그러나, 기존의 전동식 보행보조 시스템을 사용하는 사용자는 주로 노약자, 장애인 또는 환자 등이므로 노면의 상태를 정확히 판단하지 못할 수 있으며, 보행보조 시스템으로 인해 사용자의 시야가 가려져서 노면의 상태를 확인하기 어려울 수 있다. 이로 인해, 노면 상의 요철과 같은 장애물로 인한 발걸림과 헛디딤이 발생할 수 있고 노면의 미끄러움으로 인해 낙상의 위험이 있다. 또한, 기존의 전동식 보행보조 시스템은 정해진 방향 및 속도로 이동하기 때문에, 노면의 상태나 사용자의 상태와 무관하게 구동된다. 따라서, 사용자의 보행 안전을 확보하기 위한 수단이 요구된다.However, it is difficult for the user who uses the existing electric walking aiding system to accurately judge the state of the road because it is mainly the elderly person, the disabled person or the patient, and it is difficult to check the state of the road because the view of the user is obscured by the walking assist system have. As a result, footsteps and stumbling due to obstacles such as irregularities on the road surface can occur, and there is a risk of falling due to the slip of the road surface. Further, since the existing electric powered walking aiding system moves in a predetermined direction and speed, it is driven irrespective of the state of the road surface or the state of the user. Therefore, a means for securing the safety of the user's walking is required.
본 발명은 전술한 필요성을 충족하기 위해 제안되는 것으로서, 노면의 상태 및 보행자의 상태를 판단하고 보행자의 안전을 확보하기 위한 전동식 보행보조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an electric walking aiding device for judging a state of a road surface and a state of a pedestrian and securing the safety of a pedestrian.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전동 보행보조장치는, 사용자에 의해 가해지는 압력을 감지하여 압력신호를 출력하는 조작부와; 복수의 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하는 구동부와; 상기 사용자와의 거리 및 기울기를 측정하는 센서부와; 상기 압력신호에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하고, 상기 측정된 거리에 따라 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하며 상기 측정된 기울기에 따라 노면의 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric walking aiding apparatus comprising: an operation unit for sensing a pressure applied by a user and outputting a pressure signal; A drive for providing power to at least one of the plurality of wheels; A sensor unit for measuring a distance and a tilt with respect to the user; And a control unit for controlling the operation of the driving unit according to the pressure signal, determining whether the user has fallen according to the measured distance, and determining a state of the road surface according to the measured inclination.
상기 조작부는 상기 사용자의 악력을 감지하기 위한 압력센서와 상기 사용자의 접근 및 접촉을 감지하는 감지센서를 포함하며, 상기 센서부는 상기 사용자와의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서와 기울기를 측정하기 위한 관성센서를 포함한다.Wherein the operation unit includes a pressure sensor for sensing the user's gripping force and a sensing sensor for sensing the approach and contact of the user and the sensor unit includes a distance measuring sensor for measuring the distance to the user, And an inertial sensor.
상기 제어부는 상기 압력신호를 기설정된 값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부를 제어한다. 또한, 상기 제어부는 상기 측정된 거리 및 상기 압력신호에 따라 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하는데, 상기 측정된 거리가 기준치보다 크고 상기 압력신호가 수신되지 않으면 상기 사용자가 낙상했다고 판단한다.The control unit compares the pressure signal with a preset value, and controls the driving unit to provide power to at least one of the wheels according to the comparison result. The controller determines whether the user falls or not in accordance with the measured distance and the pressure signal. If the measured distance is greater than the reference value and the pressure signal is not received, the controller determines that the user has fallen.
그리고, 상기 제어부는 상기 측정된 기울기에 따라 상기 바퀴들의 회전속도를 조절하도록 상기 구동부를 제어한다. 또한, 상기 제어부는 상기 측정된 기울기의 변화 및 상기 압력신호의 변화에 따라 상기 노면상의 장애물 존재 여부 및 상기 장애물의 유형을 판단하고, 상기 측정된 기울기의 변화 및 상기 압력신호의 변화에 따라 상기 바퀴들 중 적어도 하나에 제공되는 동력을 차단하도록 상기 구동부를 제어한다.The control unit controls the driving unit to adjust the rotational speed of the wheels according to the measured inclination. The control unit may determine whether or not an obstacle exists on the road surface and the type of the obstacle according to the change of the measured tilt and the change of the pressure signal and may determine the type of the obstacle based on the change of the measured tilt and the change of the pressure signal, The control unit controls the driving unit to shut off the power supplied to at least one of the plurality of driving units.
본 발명에 따른 전동 보행보조장치는 상기 사용자의 낙상 여부에 대한 정보 및 상기 사용자의 위치정보를 전송하는 통신부를 더 포함한다.The electric walking aiding device according to the present invention further includes a communication unit for transmitting information on whether or not the user falls and information about the position of the user.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 형태의 전동 보행보조장치는, 사용자에 의해 가해지는 압력을 감지하여 압력신호를 출력하는 조작부와; 복수의 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하는 구동부와; 상기 사용자와의 거리 및 기울기를 측정하는 센서부와; 상기 압력신호에 따라 상기 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부를 제어하고, 상기 측정된 거리 및 기울기에 따라 상기 바퀴들의 회전속도를 조절하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electric walking aiding apparatus comprising: an operating unit for detecting a pressure applied by a user and outputting a pressure signal; A drive for providing power to at least one of the plurality of wheels; A sensor unit for measuring a distance and a tilt with respect to the user; And a control unit for controlling the driving unit to provide power to at least one of the wheels according to the pressure signal and controlling the driving unit to adjust the rotational speed of the wheels according to the measured distance and inclination, do.
본 발명에 따른 전동식 보행보조장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the electric walking assistance device according to the present invention are as follows.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 사용자의 상태, 노면의 상태, 노면상의 장애물 존재여부를 판단하고 이를 사용자 또는 지정된 단말기에 알려주므로 사용자의 보행 안전을 보장할 수 있다. 특히, 사용자가 낙상한 경우, 사용자의 상태를 알리는 정보를 지정된 단말기에 제공하므로 사용자에게 신속한 응급조치가 가능하다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the user's state, the state of the road surface, the existence of an obstacle on the road surface are determined and the user or the designated terminal is informed of the obstacle. In particular, when the user falls, providing information to the designated terminal indicating the status of the user makes rapid emergency measures possible to the user.
또한, 사용자의 상태 및 노면의 상태에 따라 속도가 조절되기 때문에 사용자의 낙상을 방지할 수 있다.In addition, since the speed is adjusted according to the state of the user and the road surface, the user can be prevented from falling.
또한, 사용자의 운동량을 판단하고 사용자에게 적합한 운동량을 안내해 줄 수 있다.Further, it is possible to judge the amount of exercise of the user and guide the amount of exercise suitable for the user.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전동식 보행보조장치를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 전동식 보행보조장치의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 보행보조장치가 스마트 TV와 연동되는 예를 나타낸다.
도 10은 보행보조장치의 접이 구조를 나타낸다.1 and 2 are views showing an electric walking aiding apparatus according to the present invention.
3 to 8 are views for explaining a control method of an electric walking aiding apparatus according to the present invention.
9 shows an example in which the walking aid is interlocked with a smart TV.
Fig. 10 shows the folding structure of the walking aid.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. 이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims. Hereinafter, a mobile terminal related to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately design the concept of the term appropriately in order to describe its own invention in the best way. It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 전동식 보행보조장치에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, an electric walking aiding apparatus according to the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전동식 보행보조장치는 조작부(10), 센서부(20), 제어부(30), 구동부(40), 통신부(50), 신호출력부(60)를 포함한다.1, the electric walking assistance device of the present invention includes an
상기 조작부(10)는 사용자가 손으로 움켜쥘 수 있는 손잡이 형태로 구성되거나 또는 사용자가 손이나 팔 등으로 기댈 수 있는 형태로 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 상기 조작부(10)는 손잡이 형태로 구성되었으나 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성될 수 있다.The
또한, 상기 조작부(10)는 압력센서(11)와 신체감지센서(12)를 포함한다. 상기 압력센서(11)는 사용자에 의해 가해지는 압력을 감지하고 이에 상응하는 압력신호를 생성 및 출력한다. 예를 들어, 상기 조작부(10)가 손잡이 형태로 구성되는 경우, 사용자의 악력(握力)을 감지하기 위해 상기 압력센서(11)는 양쪽 손잡이의 둘레에 각각 구성된다. 이를 위해, 상기 압력센서(11)는 스트레인게이지(strain gauge)로 구성될 수 있다. 스트레인게이지는 외부 압력에 의한 변형도(變形度) 또는 변형률(變形率)을 측정하기 위한 것으로, 전기식으로 측정하는 전기식 스트레인게이지(electrical strain gage)가 사용된다. 전기식 스트레인게이지는 사용자의 압력에 의해 상기 조작부(10)가 변형을 일으킬 때에 부착된 스트레인게이지의 전기적 저항이 변하여 이로부터 변형률을 측정한다. 그러나, 상기 압력센서(11)는 스트레인게이지 대신에 얇은 필름형태의 FSR(Force Sensing Resistor) 센서나 로드셀(load cell)로도 구성될 수 있다.In addition, the
상기 신체감지센서(12)는 상기 조작부(10)와 사용자와의 거리를 측정하기 위한 홀(Hall) 센서나 IR(Infrared) 센서로 구성된다. 상기 신체감지센서(12)는 사용자와의 거리뿐만 아니라 사용자의 접근 및 접촉을 감지하는데 사용된다. 상기 압력센서(11)에서 출력된 압력신호와 함께 상기 신체감지센서(12)에서 출력된 신호를 이용해서 사용자의 조작 의지를 감지할 수 있다.The
상기 센서부(20)는 보행보조장치의 가속도 및 기울기를 측정하기 위한 관성센서(21)와 보행보조장치와 사용자간의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서(22)를 포함한다.The
상기 관성센서(21)는 가속도센서, 자이로센서, 경사 센서 중 적어도 하나를 포함한다. 이 관성센서(21)에서 출력되는 신호는 노면의 상태, 노면상의 장애물 존재 여부, 장애물의 유형, 충돌이나 충격을 판단하는데에 사용된다.The
상기 거리측정센서(22)는 사용자와의 거리를 측정하기 위해 IR 센서, 초음파 센서, LDS(Laser Displacement Sensor) 중 적어도 하나로 구성된다. 상기 거리측정센서(22)에서 출력되는 신호는 사용자의 상태와 보행자세 등을 판단하는데에 사용된다.The
또한, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 조작부(10)는 사용자가 보행보조장치의 전진, 후진, 회전을 선택할 수 있도록 방향 조절키를 더 포함할 수 있다.Further, although not shown in the drawings, the
상기 구동부(40)는 보행보조장치의 전진, 후진, 회전을 위해 복수개의 바퀴와 상기 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하는 모터를 포함한다. 상기 구동부(40)는 모터가 내장되어 있는 In-Wheel 모터로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 구동부(40)는 엔코드 신호를 출력해서 제어부(30)에 제공한다. 이 엔코드 신호는 사용자의 보행 속도 및 보행 거리를 측정하고 이를 근거로 사용자의 운동량을 판단하는 데에 사용된다.The driving
상기 통신부(50)는 근거리 통신을 위한 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi) 방식의 통신 소자들과 원거리 통신을 위한 3G나 LTE 방식의 모바일 통신 소자들을 포함한다. 상기 통신부(50)는 근거리 또는 원거리 통신을 이용해서 하나 이상의 지정된 단말기에 상기 제어부(30)에서 생성된 다양한 정보를 전송한다. 예를 들어, 상기 통신부(50)는 사용자의 위험 상황을 모니터링하기 위해 사용자뿐만 아니라 지정된 의료 센터나 보호자에게 자동으로 연락을 취하도록 설정될 수 있다.The
상기 신호출력부(60)는 상기 제어부(30)의 제어에 따라 경고음이나 경고신호와 함께 상기 제어부(30)에서 생성된 정보를 사용자에게 제공하기 위해 스피커, 경고등, 디스플레이 중 적어도 하나를 포함한다.The
상기 제어부(30)는 ICT 기술이 융합된 보행보조장치의 다양한 기능들, 예를 들어 사용자의 보행을 보조해주는 보행도우미 기능, 사용자의 운동을 도와주는 운동도우미 기능, 사용자의 상태를 모니터링해주는 기능 등을 제어한다. 또한, 이러한 기능들을 수행하기 위해, 상기 제어부(30)는 보행보조장치에 포함된 구성요소들을 제어하도록 구성된다.The
상기 제어부(30)는 상기 압력센서(11)에서 출력되는 압력신호에 따라 상기 구동부(40)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(30)는 압력신호를 기설정된 값(P)과 비교하고 그 비교 결과에 따라 보행보조장치의 바퀴에 동력을 제공할지 여부를 판단한다. 만약, 압력신호가 기설정된 값(P)보다 크다면, 상기 제어부(30)는 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부(40)를 제어한다.The
또한, 상기 제어부(30)는 상기 거리측정센서(22)에서 출력되는 신호에 따라 사용자의 상태와 보행자세 등을 판단한다. 예를 들어, 상기 제어부(30)는 보행보조장치와 사용자간의 측정된 거리에 따라 사용자의 낙상 여부를 판단한다. 구체적으로, 측정된 거리가 기준치(D)보다 크다면, 상기 제어부(30)는 사용자가 낙상했다고 판단한다. 좀 더 정확한 판단을 위해, 상기 제어부(20)는 측정된 거리와 함께 상기 압력센서(11)에서 출력되는 압력신호를 더 고려할 수 있다. 예를 들어, 측정된 거리가 기준치(D)보다 크고 압력신호가 수신되지 않거나 그 크기가 매우 작다면, 상기 제어부(30)는 사용자가 낙상했다고 판단한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(30)는 상기 관성센서(21)에서 출력되는 신호에 따라 보행보조장치의 속도를 조절하기 위해 바퀴들의 회전속도를 조절한다. 예를 들어, 상기 제어부(30)는 측정된 기울기가 커질수록 노면의 경사가 큰 오르막이라고 판단하고, 보행보조장치의 속도가 지정된 속도범위를 벗어나지 않도록, 특히 속도가 너무 느리지 않도록 상기 구동부(40)를 제어한다. 마찬가지로, 측정된 기울기가 작아질수록 내리막으로 판단하고, 보행보조장치의 속도가 지정된 속도범위를 벗어나지 않도록, 특히 과속하지 않도록 상기 구동부(40)를 제어한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(30)는 측정되는 기울기의 변화, 가속도의 변화, 압력신호의 변화에 따라 노면상의 장애물 존재 여부, 유형, 크기 등을 판단할 수 있다. 보행보조장치가 장애물에 충돌하는 경우 압력센서(11)에 가해지는 사용자의 압력이 변화하므로, 상기 제어부(30)는 장애물의 존재 여부 및 장애물의 유형을 판단하기 위해 기울기 및 가속도와 더불어 압력센서(11)에서 출력되는 압력신호를 함께 고려한다. 더불어, 상기 제어부(30)는 장애물이 극복 가능한 것인지를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 바퀴에 제공되는 동력을 차단하거나 그대로 유지하도록 상기 구동부(40)를 제어한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(30)는 사용자의 낙상 여부, 노면의 상태, 장애물의 존재여부, 장애물의 유형 및 크기, 사용자의 운동량 등에 대한 정보를 생성하고, 이 정보를 사용자에게 알리기 위해 상기 신호출력부(60)에 제공하고 하나 이상의 지정된 단말기에게 전송하기 위해 상기 통신부(50)에 제공한다. 이처럼, 상기 제어부(30)는 상기 신호출력부(60)와 통신부(50)를 통해서 사용자에게 보행 능력이 떨어짐에 따라 발생할 수 있는 위험성을 알려주며, 사용자의 보행거리, 보행속도, 보행패턴 등을 꾸준하게 관리하여 사용자에게 적당한 운동량 및 보행속도 그리고 신체 나이 등의 정보를 제공할 수 있다.In addition, the
도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 보행보조장치를 제어하는 방법의 일 예를 설명하도록 한다.An example of a method of controlling the walking-assistance apparatus of the present invention will be described with reference to Figs. 3 to 8. Fig.
먼저, 사용자가 보행보조장치를 사용하기 위해 조작부(10)에 압력을 가하면, 압력센서(11)는 사용자에 의해 가해진 압력에 상응하는 압력신호를 출력한다. 제어부(30)는 상기 압력센서(11)에서 출력된 압력신호를 수신하고, 이 압력신호에 따라 사용자의 조작 의지를 판단한다. 예를 들어, 상기 압력신호가 기설정된 값(P) 이상이면, 상기 제어부(30)는 사용자가 보행보조장치를 사용하고자 하는 의지가 있다고 판단한다. 사용자의 조작 의지가 판단되면, 상기 제어부(30)는 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부(40)를 제어한다. 이때, 사용자가 일정거리 수동으로 보행보조장치를 밀지 않아도 상기 제어부(30)는 압력신호만으로 사용자의 조작 의지를 판단해서 보행보조장치를 구동하기 시작한다. 이처럼, 압력신호만으로 보행보조장치가 구동하기 때문에 사용자는 큰 힘을 들이지 않고 이동을 할 수 있다.First, when the user applies pressure to the operating
추가적으로, 사용자의 조작 의지를 판단하기 위해 신체감지센서(12)에서 출력되는 신호가 더 고려될 수 있다. 즉, 상기 압력신호의 크기와 함께 사용자의 접근 및 접촉 여부에 따라 사용자의 조작 의지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 접근 및 접촉이 계속 유지되지 않은 상태에서 압력신호가 기설정된 값(P)보다 큰 경우에는 사용자의 조작의지가 없다고 판단하고, 사용자의 접근 및 접촉이 유지되는 상태에서 압력신호가 기설정된 값(P)보다 큰 경우에만 사용자의 조작의지가 있다고 판단한다.Additionally, signals output from the
이후, 상기 제어부(30)는 보행보조장치가 일정속도로 이동하도록 상기 구동부(40)를 제어하며, 보행보조장치가 이동하는 동안 상기 제어부(30)는 사용자의 상태 및 노면의 상태에 따라 상기 구동부(40)를 제어한다. 구체적인 예들을 설명하면 다음과 같다.The
도 3에서와 같이, 오르막길이나 내리막길을 이동하게 되는 경우, 상기 제어부(30)는 상기 관성센서(21)에서 출력되는 신호에 따라 오르막인지 내리막인지를 판단하고 보행보조장치의 속도를 조절하기 위해 바퀴들의 회전속도를 조절한다. 상기 관성센서(21)에서 측정된 기울기가 커질수록 노면의 경사가 큰 오르막이라고 판단하고, 사용자의 보행을 보조할 수 있는 충분한 동력으로 이동하도록 상기 구동부(40)를 제어한다. 반대로, 측정된 기울기가 작아질수록 내리막으로 판단하고, 보행보조장치가 과속하지 않도록 상기 구동부(40)를 제어한다.3, the
도 4a에서와 같이, 상기 제어부(30)는 상기 거리측정센서(22)에서 출력되는 신호에 따라 사용자의 상태와 보행자세 등을 판단한다. 예를 들어, 상기 제어부(30)는 보행보조장치와 사용자간의 측정된 거리에 따라 사용자의 낙상 여부를 판단한다. 즉, 측정된 거리가 기준치(D)보다 크다면, 상기 제어부(30)는 사용자가 낙상했다고 판단한다. 이때, 좀 더 정확한 판단을 위해 상기 제어부(20)는 측정된 거리와 함께 상기 압력센서(11)에서 출력되는 압력신호를 더 고려할 수 있다. 예를 들어, 측정된 거리가 기준치(D)보다 크고 압력신호가 수신되지 않거나 그 크기가 매우 작다면, 상기 제어부(30)는 사용자가 낙상했다고 판단한다.As shown in FIG. 4A, the
도 4에서와 같이, 보행보조장치가 넘어지는 경우, 상기 제어부(30)는 상기 관성센서(21)에서 측정되는 기울기 및 가속도에 따라 보행보조장치가 넘어졌음을 판단할 수 있다. 예를 들어, 측정된 기울기가 최대허용치를 벗어나고 가속도가 일시적으로 급격하게 변화하면, 상기 제어부(30)는 보행보조장치가 넘어졌다고 판단한다.As shown in FIG. 4, when the walking assist device falls, the
위와 같이, 사용자가 낙상하거나 보행보조장치가 넘어지는 경우, 도 5에서와 같이 상기 제어부(30)는 지정된 의료 센터나 보호자에게 사용자의 위급 상황을 알려주기 위해 상기 통신부(50)를 통해 메시지를 전송한다. 이때, GPS를 통해 사용자의 위치를 함께 알려준다. 또한, 의료 센터나 보호자는 상기 신호출력부(60)의 화면이나 사용자의 단말기를 통한 영상통화로 사용자의 상태를 확인할 수 있다.5, the
또한, 도 6에서와 같이, 보행보조장치가 이동하는 동안 상기 제어부(30)는 보행보조장치와 사용자간의 거리를 근거로 사용자의 보행 자세를 판단하고, 올바른 보행 자세를 가이드하기 위한 정보를 상기 신호출력부(60)를 통해 출력한다. 사용자와의 거리가 정상 범위를 벗어난 경우에 경보가 울리며 사용자가 바른 자세를 유지할 수 있도록 도와준다.6, the
도 7에서와 같이, 상기 제어부(30)는 상기 구동부(40)에 출력되는 엔코더 신호를 이용하여 사용자의 보행거리, 보행속도, 보행패턴 등을 판단하고 이를 근거로 사용자의 운동량을 관리하고 사용자에게 운동량에 대한 정보를 제공한다. 이때, 상기 제어부(30)는 사용자의 나이와 신체 건강에 대한 정보를 기준으로 사용자의 신체 나이를 판단할 수 있으며, 이를 SNS와 같은 네트워크를 통해 친구 또는 동년배의 운동량 기록 및 신체 나이와 비교하여 운동 동기를 부여할 수 있다.As shown in FIG. 7, the
또한, 상기 제어부(30)는 측정되는 기울기의 변화, 가속도의 변화, 압력신호의 변화에 따라 노면상의 장애물 존재 여부, 유형, 크기 등을 판단한다. 예를 들어, 도 8에서와 같이, 상기 제어부(30)는 장애물의 존재 여부 및 크기/면적을 판단하기 위해 기울기 및 가속도와 더불어 압력센서(11)에서 출력되는 압력신호를 함께 고려한다. 보행보조장치가 장애물에 충돌하는 경우 압력센서(11)에 가해지는 사용자의 압력이 변화하므로, 이를 이용해서 장애물의 존재 여부 및 크기/면적을 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부(30)는 극복 가능한 장애물인 경우 장애물을 넘어갈 수 있도록 상기 구동부(40)를 제어하고 극복이 어려운 장애물로 판단되는 경우 보행보조장치를 멈추도록 상기 구동부(40)를 제어한다.In addition, the
도 9는 보행보조장치가 스마트 TV와 연동되는 예를 나타낸다. 사용자는 집에 있는 스마트 TV 또는 스마트폰의 애플리케이션을 연동하여 스마트 TV나 스마트폰에 내장된 운동 프로그램을 확용하여 실내에서도 보행 운동을 지속할 수 있다.9 shows an example in which the walking aid is interlocked with a smart TV. The user can interact with home smart TV or smart phone application to continue the walking exercise indoors by installing the exercise program embedded in smart TV or smart phone.
도 10은 보행보조장치의 접이 구조를 나타낸다. 일반 수동 보행보조장치는 접었을 때 자립 보관이 어렵거나 보관 부피를 많이 차지하거나 접이 자체가 불편한 점이 있다. 본 발명에서는 간편한 접이 구조 및 자립 보관이 가능하도록 설계되어 있어 접이 및 보관의 편의성을 제공한다.Fig. 10 shows the folding structure of the walking aid. General manual walking aids have difficulty in keeping self-standing when folded, occupy a large volume of storage, and are inconvenient for folding itself. In the present invention, it is designed so that a simple folding structure and self-sustaining storage are possible, thereby providing convenience of folding and storage.
또한, 본 발명의 보행보조장치는 수동/능동모드 변환 및 자동 록킹(locking) 기능이 있어서, 보행보조장치의 오동작을 최소화하여 안전성을 높힌다. 일반 보행 보조장치의 경우 이러한 기능이 없기 때문에 미끄러짐에 의한 사고가 많은데, 본 발명의 보행보조장치는 이를 방지하여 사용자의 안전을 보장할 수 있다.In addition, the walking assist device of the present invention has a manual / active mode conversion and an automatic locking function, thereby minimizing malfunction of the walking aiding device and enhancing safety. In the case of a general walking aiding device, there are many accidents due to slippage because there is no such function, and the walking aiding device of the present invention can prevent this and ensure the safety of the user.
본 발명의 보행보조장치를 제어하는 방법의 다른 예를 설명하도록 한다.Another example of the method for controlling the walking aid apparatus of the present invention will be described.
먼저, 상기 제어부(30)는 상기 압력센서(11)에서 출력된 압력신호를 수신하고, 이 압력신호에 따라 사용자의 조작 의지를 판단한다. 예를 들어, 상기 압력신호가 기설정된 값(P) 이상이면, 상기 제어부(30)는 사용자가 보행보조장치를 사용하고자 하는 의지가 있다고 판단한다. 사용자의 조작 의지가 판단되면, 상기 제어부(30)는 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부(40)를 제어한다. 추가적으로, 사용자의 조작 의지를 판단하기 위해 신체감지센서(12)에서 출력되는 신호가 더 고려될 수 있다. 즉, 상기 압력신호의 크기와 함께 사용자의 접근 및 접촉 여부에 따라 사용자의 조작 의지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 접근 및 접촉이 계속 유지되지 않은 상태에서 압력신호가 기설정된 값(P)보다 큰 경우에는 사용자의 조작의지가 없다고 판단하고, 사용자의 접근 및 접촉이 유지되는 상태에서 압력신호가 기설정된 값(P)보다 큰 경우에만 사용자의 조작의지가 있다고 판단한다.First, the
이후, 상기 제어부(30)는 보행보조장치가 일정속도로 이동하도록 상기 구동부(40)를 제어하며, 보행보조장치가 이동하는 동안 상기 제어부(30)는 상기 거리측정센서(22)에 의해 측정된 사용자와의 거리와 상기 관성센서(21)에 의해 측정된 기울기에 따라 상기 구동부(40)를 제어한다. 구체적인 예들을 설명하면 다음과 같다.Thereafter, the
상기 제어부(30)는 상기 관성센서(21)에서 측정된 기울기가 커질수록 노면의 경사가 큰 오르막이라고 판단하고, 사용자의 보행을 보조할 수 있는 충분한 동력으로 이동하도록 상기 구동부(40)를 제어한다. 반대로, 측정된 기울기가 작아질수록 내리막으로 판단하고, 보행보조장치가 과속하지 않도록 상기 구동부(40)를 제어한다.The
또한, 상기 제어부(30)는 보행보조장치와 사용자간의 측정된 거리에 따라 사용자의 낙상 여부를 판단한다. 즉, 측정된 거리가 기준치(D)보다 크다면, 상기 제어부(30)는 사용자가 낙상했다고 판단한다. 이때, 좀 더 정확한 판단을 위해 상기 제어부(20)는 측정된 거리와 함께 상기 압력센서(11)에서 출력되는 압력신호를 더 고려할 수 있다. 예를 들어, 측정된 거리가 기준치(D)보다 크고 압력신호가 수신되지 않거나 그 크기가 매우 작다면, 상기 제어부(30)는 사용자가 낙상했다고 판단한다. 이 경우, 상기 제어부(30)는 바퀴에 제공되는 동력을 차단하거나 또는 바퀴의 회전속도를 줄이도록 상기 구동부(40)를 제어한다.In addition, the
위와 같이, 사용자가 낙상하는 경우, 상기 제어부(30)는 지정된 의료 센터나 보호자에게 사용자의 위급 상황을 알려주기 위해 상기 통신부(50)를 통해 메시지를 전송한다. 이때, GPS를 통해 사용자의 위치를 함께 알려준다. 또한, 의료 센터나 보호자는 상기 신호출력부(60)의 화면이나 사용자의 단말기를 통한 영상통화로 사용자의 상태를 확인할 수 있다.As described above, when the user falls, the
또한, 상기 압력신호가 기설정된 값(P) 이상으로 유지되는 상태에서 보행보조장치와 사용자간의 거리가 정상 범위를 벗어난 상태라면, 상기 제어부(30)는 사용자의 자세가 부적합하다고 판단하고 바퀴의 회전속도를 줄이도록 상기 구동부(40)를 제어한다. 이때, 경고음과 함께 사용자가 바른 자세를 유지할 수 있도록 도와준다.If the distance between the walking assist device and the user is out of the normal range in a state where the pressure signal is maintained at a predetermined value P or more, the
또한, 상기 제어부(30)는 측정되는 기울기의 변화 및 가속도의 변화에 따라 노면상의 장애물 존재 여부, 유형 등을 판단한다. 예를 들어, 기울기가 일시적으로 증가하고 가속도의 변화가 임계값(A)보다 크다면, 상기 제어부(30)는 노면에 장애물이 존재하고 상기 장애물은 노면 위로 돌출된 유형(e.g., 돌, 턱)인 것으로 판단한다. 반대로, 기울기가 일시적으로 감소하고 가속도의 변화가 임계값(A)보다 크다면, 상기 제어부(30)는 노면에 장애물이 존재하고 그 장애물은 노면 아래로 함몰된 유형(e.g., 구덩이)인 것으로 판단한다. 더불어, 상기 제어부(30)는 기울기 변화 및 가속도의 변화를 근거로 장애물이 극복 가능한 것인지를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 바퀴에 제공되는 동력을 차단하거나 바퀴의 회전속도를 조절하기 위해 상기 구동부(40)를 제어한다.In addition, the
또한, 도 7에서와 같이, 상기 제어부(30)는 상기 구동부(40)에 출력되는 엔코더 신호를 이용하여 사용자의 보행거리, 보행속도, 보행패턴 등을 판단하고 이를 근거로 사용자의 운동량을 관리하고 사용자에게 운동량에 대한 정보를 제공한다.7, the
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
10: 조작부 11: 압력센서
12: 신체감지센서 20: 센서부
21: 관성센서 22: 거리측정센서
30: 제어부 40: 구동부
50: 통신부 60: 신호출력부10: Operation part 11: Pressure sensor
12: body detection sensor 20: sensor part
21: inertia sensor 22: distance measuring sensor
30: control unit 40:
50: communication unit 60: signal output unit
Claims (16)
복수의 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하는 구동부와;
상기 사용자와의 거리 및 기울기를 측정하는 센서부와;
상기 압력신호에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하고, 상기 측정된 거리에 따라 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하며 상기 측정된 기울기에 따라 노면의 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.An operation unit for sensing a pressure applied by a user and outputting a pressure signal;
A drive for providing power to at least one of the plurality of wheels;
A sensor unit for measuring a distance and a tilt with respect to the user;
And a control unit for controlling the operation of the driving unit according to the pressure signal, determining whether the user falls or not according to the measured distance, and determining the state of the road surface according to the measured inclination, Device.
상기 조작부는,
상기 사용자의 악력을 감지하기 위한 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And a pressure sensor for detecting a gripping force of the user.
상기 조작부는,
상기 사용자의 접근 및 접촉을 감지하는 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And a sensing sensor for sensing the approach and contact of the user.
상기 센서부는,
상기 사용자와의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서와,
기울기를 측정하기 위한 관성센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
A distance measuring sensor for measuring a distance to the user,
And an inertial sensor for measuring a tilt.
상기 제어부는,
상기 압력신호를 기설정된 값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Compares the pressure signal with a predetermined value, and controls the driving unit to provide power to at least one of the wheels according to the comparison result.
상기 제어부는,
상기 측정된 거리 및 상기 압력신호에 따라 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And determines whether or not the user falls based on the measured distance and the pressure signal.
상기 제어부는,
상기 측정된 거리가 기준치보다 크고 상기 압력신호가 수신되지 않으면 상기 사용자가 낙상했다고 판단하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 6,
Wherein,
Wherein the controller determines that the user has fallen if the measured distance is greater than a reference value and the pressure signal is not received.
상기 제어부는,
상기 측정된 기울기에 따라 상기 바퀴들의 회전속도를 조절하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And controls the driving unit to adjust the rotation speed of the wheels according to the measured inclination.
상기 제어부는,
상기 측정된 기울기의 변화 및 상기 압력신호의 변화에 따라 상기 노면상의 장애물 존재 여부 및 상기 장애물의 유형을 판단하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the presence or absence of an obstacle on the road surface and the type of the obstacle are determined according to the change in the measured inclination and the change in the pressure signal.
상기 제어부는,
상기 측정된 기울기의 변화 및 상기 압력신호의 변화에 따라 상기 바퀴에 제공되는 동력을 차단하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.10. The method of claim 9,
Wherein,
And controls the driving unit to block the power provided to the wheel according to the change in the measured tilt and the change in the pressure signal.
상기 사용자의 낙상 여부에 대한 정보 및 상기 사용자의 위치정보를 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.The method according to claim 1,
Further comprising a communication unit for transmitting information on whether or not the user falls and information about the position of the user.
복수의 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하는 구동부와;
상기 사용자와의 거리 및 기울기를 측정하는 센서부와;
상기 압력신호에 따라 상기 바퀴들 중 적어도 하나에 동력을 제공하도록 상기 구동부를 제어하고, 상기 측정된 거리 및 기울기에 따라 상기 바퀴들의 회전속도를 조절하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.An operation unit for sensing a pressure applied by a user and outputting a pressure signal;
A drive for providing power to at least one of the plurality of wheels;
A sensor unit for measuring a distance and a tilt with respect to the user;
And a control unit for controlling the driving unit to provide power to at least one of the wheels according to the pressure signal and controlling the driving unit to adjust the rotational speed of the wheels according to the measured distance and inclination, An electric walker.
상기 조작부는,
상기 사용자의 악력을 감지하기 위한 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.13. The method of claim 12,
Wherein,
And a pressure sensor for detecting a gripping force of the user.
상기 제어부는,
상기 압력신호 및 상기 측정된 거리에 따라 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.13. The method of claim 12,
Wherein,
And determines whether or not the user falls in accordance with the pressure signal and the measured distance.
상기 제어부는,
상기 압력신호의 변화 및 상기 측정된 기울기의 변화에 따라 노면상의 장애물 존재 여부 및 상기 장애물의 유형을 판단하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.13. The method of claim 12,
Wherein,
Wherein the presence or absence of an obstacle on the road surface and the type of the obstacle are determined based on a change in the pressure signal and a change in the measured inclination.
상기 제어부는,
상기 압력신호의 변화 및 상기 측정된 기울기의 변화에 따라 상기 바퀴에 제공되는 동력을 차단하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 보행보조장치.16. The method of claim 15,
Wherein,
And controls the driving unit to shut off the power provided to the wheels according to a change in the pressure signal and a change in the measured tilt.
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