KR101430823B1 - 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀에 관한 것으로서, 시스템의 전체 제어를 위한 프로그램이 내장된 제어판넬형 터치판넬(Touch Pannel)과; 우측 및 좌측 트레트밀 보행감지 센서가 각각 내장된 투벨트 트레드밀과; 상기 투벨트 트레드밀의 속도를 피드백 및 제어하기 위한 모터제어부와; 상기 투벨트 트레드밀의 상측에 설치되어 보행자의 보폭, 보행속도, 및 좌우 대칭성을 분석하는 보행분석시스템으로 이루어지고; 상기 보행분석시스템은, 몸의 체중부하를 감소시키기 위해 2개의 3단 높낮이슬라이더와; 상기 2개의 3단 높낮이슬라이더의 중앙에 각각 탄력밴드로 연결되어 골반이 아프지 않게 고정할 수 있도록 한 골반 고정 하네스와; 상기 골반하네스에 4개의 인장 로드셀이 연결되어 보행자의 체중을 감지하는 4정점 무게측정 인장 로드셀로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 스포츠 분야 또는 의료기관에서 보행의 장애가 발생할 때 몸의 체중부하를 감소시켜 몸의 체중에 따른 무릎 또는 발목의 하중을 최소화하여 보행훈련에 도움을 줄 수 있는 체중부하 조절용 트레드밀과 트레드밀 발판에 보행감지 센서를 바닥에 부착하여 보행의 보폭, 보행속도, 좌우 대칭성을 분석할 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

체중부하 조절용 보행분석 트레드밀{WALKING ANALYSIS TREADMILL OF UNWEIGHT CONTROL }

본 발명은 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스포츠 분야 또는 의료기관에서 보행의 장애가 발생할 때 몸의 체중부하를 감소시켜 몸의 체중에 따른 무릎 또는 발목의 하중을 최소화하여 보행훈련에 도움을 줄 수 있는 체중부하 조절용 트레드밀과 트레드밀 발판에 보행감지센서 모듈을 바닥에 부착하여 보행의 보폭, 보행속도, 좌우 대칭성을 분석할 수 있도록 한 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀에 관한 것이다.

대한민국 특허출원 제2010-26511호에 개시된 바와 같이, 일반적으로 두 다리로 체중을 지지하고 걷는 직립보행은 인간만이 할 수 있는 고도로 발달된 운동이며, 인간으로서의 생활을 유지하는 기본적인 동작 및 기능이다.

따라서 직립보행에 장애가 생기게 되면 신체적으로 운동의 제약이 생길 뿐 아니라 사회적 활동에까지 장애가 오며, 더 나아가서는 정신적인 문제까지 생길 수 있다.

최근의 산업화 과정에서 급속히 증가 되는 산업재해로 인해 거동이 불편한 보행 장애인, 관절염환자, 비만환자 및 노인의 재활과정에서 환자를 바른 자세로 걸을 수 있도록 하는 것이 요청되고 있다.

그러므로 재활의 초기 단계에서부터 환자의 장애 정도에 따라 일정한 속도를 조절하여 걸을 수 있도록 도와주고 훈련시켜야 한다.

따라서 의료기관이나 재활시설에서 보행 장애환자는 스스로 보행할 수 없으므로 이들의 재활 보행을 보조 또는 훈련시키려면 1-2명의 간호사, 물리치료사 또는 간병인이 필요하나 인력부족으로 인하여 회복이 지연되고, 그 결과 합병증이 발병하게 되므로 이 시기가 지난 후 치료비의 현저한 상승과 함께 많은 보행 장애인들이 적극적인 재활의 기회를 잃고 있는 실정이다.

그리하여 보행 장애인의 재활은 의료계에서 큰 관심을 가지고 있지만 현재 사용하는 지팡이, 목발, 보행보조기 등 보행 장애인 스스로 상지(上肢)의 체중을 지지해야 하므로 충분한 상지의 근력이 필요할 뿐 아니라 선 자세의 유지를 위해 전신의 근육이 비정상적으로 수축되므로 정상적인 보행 패턴을 유도하는 치료를 시행하기 어려운 문제와 직선보행과 같은 사람의 기본운동기능에 부합되지 않는 등의 문제점이 있었다.

그리하여 보행 장애인이 실제 생활에서 사용하는 보행패턴과 가장 유사한 보행패턴을 분석하여 훈련시킬 수 있는 장치가 필요하게 되었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스포츠 분야 또는 의료기관에서 보행의 장애가 발생할 때 몸의 체중부하를 감소시켜 몸의 체중에 따른 무릎 또는 발목의 하중을 최소화하여 보행훈련에 도움을 줄 수 있는 체중부하 조절용 트레드밀과 트레드밀 발판에 보행감지센서 모듈을 바닥에 부착하여 보행의 보폭, 보행속도, 좌우 대칭성을 분석할 수 있도록 한 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀을 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀은, 시스템의 전체 제어를 위한 프로그램이 내장된 제어판넬형 터치판넬(Touch Pannel)과; 우측 및 좌측 트레트밀의 밑판에 각각 우측 및 좌측 보행감지 측정센서모듈이 내장된 투벨트 트레드밀과; 상기 투벨트 트레드밀의 속도를 피드백 및 제어하기 위하여 투벨트 트레드밀의 전방에 설치된 모터제어부(MCU)와; 상기 투벨트 트레드밀의 상측에 설치되어 보행자의 보폭, 보행속도, 및 좌우 대칭성을 분석하는 보행분석시스템으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 보행분석시스템은, 몸의 체중부하를 감소시키기 위해 좌, 우측 3단 높낮이 리프트의 높낮이를 조절 할 수 있고, 몸의 4정점의 대칭 형태로 구성하여 몸을 위로 올려주는 역할을 하는 2개의 3단 높낮이가 조절되는 체중부하 조절용 리프트슬라이드와; 상기 2개의 체중부하 조절용 리프트슬라이드의 중앙에 골반이 아프지 않게 고정할 수 있도록 한 골반하네스와; 상기 골반하네스에 4개의 인장 로드셀이 연결되어 보행자의 체중을 감지하는 4정점 체중부하 측정센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

보행을 감지 감지하기 위한 우측 및 좌측 보행감지 측정센서모듈은 X축 금속판과 Y측 금속판 사이에 절연판이 삽입되어 센서 위쪽에 힘이 가해지면 절연판이 압축되면서 X축 금속판과 Y축 금속판이 접촉하게 되고, X축 8개에 전압을 인가하면 Y축 8개씩 10번 스캔하여 8x80개 센서의 ON/OFF 상태를 검출하게 됨으로 발이 눌리는 상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀에 의하면, 스포츠 분야 또는 의료기관에서 보행의 장애가 발생할 때 몸의 체중부하를 감소시켜 몸의 체중에 따른 무릎 또는 발목의 하중을 최소화하여 보행훈련에 도움을 줄 수 있는 체중부하 조절용 트레드밀과 트레드밀 발판에 보행감지센서 모듈을 바닥에 부착하여 보행의 보폭, 보행속도, 좌우 대칭성을 분석할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 체중부하 조절용 트레드밀을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 체중부하 측정을 위한 4정점 체중부하 측정 모듈을 도시한 평면도 및 측면도.
도 3은 본 발명의 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀을 도시한 사시도.
도 4는 보행감지 측정 센서모듈을 도시한 평면도 및 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

[실시예]

도 1은 본 발명의 체중부하 조절용 트레드밀을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 체중부하 측정을 위한 4정점 체중부하 측정모듈 도시한 평면도 및 측면도이며, 도 3은 본 발명의 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀을 도시한 사시도이며, 도 4는 보행감지 측정 센서모듈을 도시한 평면도 및 측면도이다.

본 발명의 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀은, 시스템의 전체 제어를 위한 프로그램이 내장된 제어판넬형 터치판넬(Touch Pannel)과; 우측 및 좌측 트레트밀의 밑판에 각각 우측 및 좌측보행감지측정센서모듈이 내장된 투벨트 트레드밀과, 상기 투벨트 트레드밀의 속도를 피드백 및 제어하기 위하여 투벨트 트레드밀의 전방에 설치된 모터제어부(MCU)와, 상기 투벨트 트레드밀의 상측에 설치되어 보행자의 보폭, 보행속도, 및 좌우 대칭성을 분석하는 보행분석시스템으로 이루어진다.

상기 보행분석 트레드밀은 스포츠 분야 또는 의료기관에서 보행의 장애가 발생할 때 몸의 체중부하를 감소시켜 몸의 체중에 따른 무릎 또는 발목의 하중을 최소화하여 보행훈련에 도움을 줄 수 있는 체중부하 조절용 트레드밀과 트레드밀 발판에 보행감지 센서를 바닥에 부착하여 보행의 보폭, 보행속도, 좌우 대칭성을 분석할 수 있는 시스템이다.

상기 보행분석시스템은, 몸의 체중부하를 감소시키기 위해 좌, 우측 3단 높낮이 리프트의 높낮이를 조절 할 수 있고, 몸의 4정점의 대칭 형태로 구성하여 몸을 위로 올려주는 역할을 하는 2개의 3단 높낮이가 조절되는 체중부하 조절용 리프트슬라이드와; 상기 2개의 체중부하 조절용 리프트슬라이드의 중앙에 골반이 아프지 않게 고정할 수 있도록 한 골반하네스와; 상기 골반하네스에 4개의 인장 로드셀이 연결되어 보행자의 체중을 감지하는 4정점 체중부하 측정센서로 이루어진다.

상기 인장 로드셀에서 최대의 체중이 감지되면 100% 몸을 위로 올려주게 되고, 만약 체중의 50%의 무중력 상태를 만들려면, 인장로드셀에서 체중의 50%만큼 3단 체중부하 조절용 리프트슬라이드의 높이를 조절하면 된다.

이와 같이 보행분석을 하기 위해 투벨트 트레드밀의 좌우측 밑에 각각 8x80개 매트릭스 보행감지 센서를 설치하여 발판에 발이 눌리는 시점을 검출하게 된다. 이때 좌측 및 우측의 보행감지 센서는 보행 분석자의 오른쪽 발이 눌리는 시점과 왼쪽 발이 눌리는 시점을 검출하고, 트레드밀의 속도를 환산하여 보행의 속도와 보폭, 좌우 대칭성을 분석할 수 있는 것이다.

보행을 감지 감지하기 위한 우측 및 좌측 보행감지 측정센서모듈은 X축 금속판과 Y측 금속판 사이에 절연판이 삽입되어 센서 위쪽에 힘이 가해지면 절연판이 압축되면서 X축 금속판과 Y축 금속판이 접촉하게 되고, X축 8개에 전압을 인가하면 Y축 8개씩 10번 스캔하여 8x80개 센서의 ON/OFF 상태를 검출하게 됨으로 발이 눌리는 상태를 검출하게 된다.

본 발명의 시스템의 동작은 보행자의 체중부하를 선택한 후 좌, 우측 리프트를 조절하여 보행자 체중부하를 조절하며, 보행자의 속도에 맞는 모드를 선택한 후 보행을 시작하면 좌측 및 우측 보행감지 측정센서모듈을 통해 좌, 우측 발의 압력을 측정하여 데이터를 제어패널로 송수신하며, 보행시 보행패턴을 분석하기 위해 좌측 및 우측 보행감지 측정센서모듈에서 들어오는 보행정보를 분석하여 보행속도, 보폭, 좌우 대칭성을 분석하여 터치판넬에 정보를 표시하여 보행정보를 모터제어부로 피드백하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

Claims (3)

1. 시스템의 전체 제어를 위한 프로그램이 내장된 제어판넬형 터치판넬(Touch Pannel)과; 우측 및 좌측 트레트밀의 밑판에 각각 우측 및 좌측 보행감지 측정센서모듈이 내장된 투벨트 트레드밀과;상기 투벨트 트레드밀의 속도를 피드백 및 제어하기 위하여 투벨트 트레드밀의 전방에 설치된 모터제어부(MCU)와; 상기 투벨트 트레드밀의 상측에 설치되어 보행자의 보폭, 보행속도, 및 좌우 대칭성을 분석하는 보행분석시스템으로 이루어진 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀에 있어서,
   상기 보행분석시스템은, 몸의 체중부하를 감소시키기 위해 좌, 우측 3단 높낮이 리프트의 높낮이를 조절 할 수 있고, 몸의 4정점의 대칭 형태로 구성하여 몸을 위로 올려주는 역할을 하는 2개의 3단 높낮이가 조절되는 체중부하 조절용 리프트슬라이드와;
   상기 2개의 체중부하 조절용 리프트슬라이드의 중앙에 골반이 아프지 않게 고정할 수 있도록 한 골반하네스와;
   상기 골반하네스에 4개의 인장 로드셀이 연결되어 보행자의 체중을 감지하는 4정점 체중부하 측정센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 체중부하 조절용 보행분석 트레드밀.
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