KR101524834B1 - Underwater treadmill controlled by kinesiological feature of patient - Google Patents
Underwater treadmill controlled by kinesiological feature of patient Download PDFInfo
- Publication number
- KR101524834B1 KR101524834B1 KR1020130003206A KR20130003206A KR101524834B1 KR 101524834 B1 KR101524834 B1 KR 101524834B1 KR 1020130003206 A KR1020130003206 A KR 1020130003206A KR 20130003206 A KR20130003206 A KR 20130003206A KR 101524834 B1 KR101524834 B1 KR 101524834B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- load
- speed
- motor
- patient
- threshold value
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
- A63B22/02—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
- A63B22/0235—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills driven by a motor
- A63B22/0242—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills driven by a motor with speed variation
- A63B22/025—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills driven by a motor with speed variation electrically, e.g. D.C. motors with variable speed control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/0054—Features for injury prevention on an apparatus, e.g. shock absorbers
- A63B2071/0081—Stopping the operation of the apparatus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B2071/0647—Visualisation of executed movements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2208/00—Characteristics or parameters related to the user or player
- A63B2208/03—Characteristics or parameters related to the user or player the user being in water
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/30—Speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/50—Force related parameters
- A63B2220/51—Force
- A63B2220/52—Weight, e.g. weight distribution
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/62—Time or time measurement used for time reference, time stamp, master time or clock signal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
- A63B2225/60—Apparatus used in water
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/01—User's weight
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
본 발명은 로드셀로부터 검출된 신호를 바탕으로 환자의 지면반발력 및 관절토크를 분석하여 최적의 수중재활훈련이 되도록 제어가능한 환자의 운동기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 관한 것이다.
본 발명은, 수조내에 장착된 트레드밀의 발판에 다수의 로드셀을 장착하여 하중신호를 검출하는 로드셀부; 상기 로드셀부로부터 하중신호를 수신하며 모터구동제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제어부의 모터구동제어신호에 따라 트레드밀의 모터를 구동시키는 모터구동부;를 포함하여 이루어진 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 환자의 보행속도를 검출하며, 상기 환자의 보행속도에 따라 모터구동제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터, 하중센서에 발바닥이 접촉된 상태의 영상을 실시간적으로 디스플레이부로 출력한다.The present invention relates to an apparatus for rehabilitation training of an underwater treadmill platform based on a control of an athletic functional characteristic of a patient, which can be controlled to be an optimal underwater rehabilitation training by analyzing a ground reaction force and a joint torque of a patient based on a signal detected from a load cell.
The present invention relates to a treadmill, comprising: a load cell unit for mounting a plurality of load cells on a foot plate of a treadmill mounted in a water tank to detect a load signal; A control unit for receiving a load signal from the load cell unit and generating a motor drive control signal; And a motor drive unit for driving a motor of a treadmill in accordance with a motor drive control signal of the control unit, wherein the control unit detects the walking speed of the patient from the load signal received from the load cell unit And generates a motor drive control signal according to the walking speed of the patient. Further, from the load signal received from the load cell unit, an image in a state in which the sole is in contact with the load sensor is output to the display unit in real time.
Description
본 발명은 환자의 운동기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 관한 것으로, 보다 상세히는 Load cell로부터 검출된 신호를 바탕으로 환자의 지면반발력 및 관절토크를 분석하여 최적의 수중재활훈련이 되도록 제어가능한 환자의 운동기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for rehabilitation training of an underwater treadmill platform based on the control of a patient's motor function, and more particularly, to a system and method for analyzing a ground reaction force and a joint torque of a patient based on a signal detected from a load cell The present invention relates to an underwater treadmill platform rehabilitation training device based on control of a controllable patient's motor functional characteristics.
보행은 인간의 고유한 신체적 기능 중 하나로, 가장 일반적인 운동이자 사람이 매일 기본적으로 하는 활동이다.Walking is one of the unique physical functions of human beings, the most common exercise and the activity that people do basically every day.
일반적으로 정상인의 보행주기는 두가지 주기로 대별되는데, 이는 입각기와 유각기이다. 입각기는 발이 지면에 닿아있는 시기로, 초기접지기, 발바닥접지기, 중간 입각기, 발뒤축들림기, 발가락들림기로 이루어진다. 유각기는 발이 지면에서 떨어져 나아가는 시기로, 발가락들림기, 중간 유각기, 다시 초기접지기로 이루어진다. 정상보행에 있어서는 입각기가 약 60%, 유각기가 약 40%를 차지한다.In general, the gait cycle of normal persons is divided into two cycles, the stance phase and the swing phase. The stance is a period when the foot touches the ground, and consists of an initial folding device, a sole folding device, an intermediate stitching device, a weft lifting device, and a toe lifter. It is a period when the foot moves off the ground, and consists of a toe lifter, a middle elbow, and an initial fold. In the normal gait, the stance phase is about 60% and the swing phase is about 40%.
보행능력을 상실한 보행장애인들에게 보행훈련은 독립의 수준과 좋은 삶의 질을 향상시키는 데 있어 매우 중요한 부분을 차지한다.Walking training is an important part of improving the level of independence and good quality of life for people with mobility impairments who have lost their ability to walk.
보행장애인의 보행능력 회복을 위한 재활훈련을 위해서는 여러 분야의 전문가들의 포괄적인 도움이 필요하며 특히 환자들의 균형감각을 향상시키고, 인내성을 높이기 위해 반복적이고 체계적인 보행훈련이 요구된다.Rehabilitation training to recover the walking ability of the disabled person requires comprehensive help from experts in various fields. Repetitive and systematic walking training is required to improve patient's balance and patience.
수중재활운동은 수중운동과 물리치료가 결합된 형태로 각종 질병과 사고, 또는 손상을 통한 신체적 정신적인 비정상적인 상황을 물의 특성을 이용한 수중 기법을 통해 정상패턴으로 회복시켜 주는 것을 말한다. 노약자나 임산부, 만성적인 스트레스에 시달리는 사람의 경우, 체형관리와 신체교정, 골다공증 예방 등 각종 질병을 유발할 수 있는 다양한 요인들을 여러 가지 형태의 운동으로 예방할 수 있다는 것이 장점이다. Underwater rehabilitation exercise is a combination of aquatic exercise and physical therapy. It means restoration of normal physical and mental anomalies through various diseases, accidents, or damage through underwater techniques using water characteristics. In the case of the elderly, expectant mothers, and those suffering from chronic stress, it is advantageous to prevent various factors that can cause various diseases such as body shape management, body correction, and prevention of osteoporosis by various forms of exercise.
특히, 수중재활치료기기는 육상에 비해 환자의 체중을 부력만큼 경감할 수 있어 육상에서 치료가 어려운 중증환자에게도 적용이 가능하고 특히 노인성 질환에 적용 시 효과 및 만족도가 우수한 것으로 알려져 있다.Especially, it is known that the underwater rehabilitation treatment device can be applied to severe patients who are difficult to treat on land because their weight can be reduced by buoyancy as compared with those on land. Especially, it is known that the effect and satisfaction are excellent when applied to geriatric diseases.
그리고 걷는 운동은 보행장애를 가진 재활환자뿐만 아니라, 노인 등에게도 상당히 중요한 운동 중에 하나며, 환자마다 요구된 훈련 정도는 각기 다르다.In addition, walking exercise is one of the most important exercises not only for rehabilitation patients with walking disorders but also for the elderly, etc., and the degree of training required for each patient is different.
그러나 이러한 효능에도 불구하고 기존의 수중재활치료는 단지 신체 일부분에 적용하거나, 전신 운동(보행, 주행)을 일반 대형 수조(수영장)에서 전문가의 도움 없이 노인 및 재활환자가 수행하고 있는 실정이다.However, in spite of this efficacy, the existing water rehabilitation treatment is applied only to a part of the body, or the elderly person and the rehabilitation patient carry out the whole body exercise (walking and running) in the general large pool (pool) without the help of the expert.
대부분의 시판되는 해외 수중재활치료 시스템은 대형화로 설치가 어렵고 기설 건물에는 설치가 불가능한 형태로 매립형, 완성품 설치 방식이 대부분이며, 게다가 고가이다.Most commercially available offshore rehabilitation treatment systems are difficult to install due to the large size of the system and can not be installed in existing buildings. Most of them are buried type and finished product installation methods, and they are expensive.
따라서, 환자 각 개개인의 상태에 초점을 맞춰 효율적이고 합리적인 맞춤형 치료로 효율성을 높일 수 있는 환자의 운동기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기가 요망된다. 또한, 매립형이 아니며, 저가이면 고품질인 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기가 요망된다.Therefore, there is a need for a rehabilitation training device for underwater treadmill platform based on the control of the patient's motor functional characteristics, which can increase the efficiency with efficient and reasonable customized treatment focusing on the condition of each individual patient. Also, if it is not a landfill type and low cost, there is a demand for a high quality treadmill platform rehabilitation training device.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, Load cell로부터 검출된 신호를 바탕으로 환자의 지면반발력 및 관절토크를 분석하여 최적의 수중재활훈련이 되도록 제어가능한 환자의 운동기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기를 제공하는 것이다.The present invention aims to provide a method and apparatus for rehabilitation of an underwater treadmill platform based on control of a patient's motor functional characteristics that can be controlled so as to achieve optimal underwater rehabilitation training by analyzing the ground reaction force and joint torque of a patient based on a signal detected from a load cell Thereby providing a device.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 매립형이 아니어서 설치가 용이하며, 저가이면서 고품질인 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 얻어진 영상으로, 하중센서에 발바닥이 접촉된 상태의 영상을 디스플레이하는 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an underwater treadmill platform rehabilitation training device that is easy to install because it is not a buried type and has a low cost and high quality.
Another object of the present invention is to provide an underwater treadmill platform rehabilitation training device for displaying an image obtained from a load signal received from a load cell unit, the foot being in contact with a load sensor.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 수조내에 장착된 트레드밀의 발판에 다수의 로드셀을 장착하여 하중신호를 검출하는 로드셀부; 상기 로드셀부로부터 하중신호를 수신하며 모터구동제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제어부의 모터구동제어신호에 따라 트레드밀의 모터를 구동시키는 모터구동부;를 포함하여 이루어진 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 환자의 보행속도를 검출하며, 상기 환자의 보행속도에 따라 모터구동제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a treadmill comprising: a load cell unit for mounting a plurality of load cells on a foot plate of a treadmill mounted in a water tank to detect a load signal; A control unit for receiving a load signal from the load cell unit and generating a motor drive control signal; And a motor drive unit for driving a motor of a treadmill in accordance with a motor drive control signal of the control unit, wherein the control unit detects the walking speed of the patient from the load signal received from the load cell unit And generates a motor drive control signal according to the walking speed of the patient.
또한, 본 발명은, 수조내에 장착된 트레드밀의 발판에 다수의 로드셀을 장착하여 하중신호를 검출하는 로드셀부; 상기 로드셀부로부터 하중신호를 수신하며 모터구동제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제어부의 모터구동제어신호에 따라 트레드밀의 모터를 구동시키는 모터구동부;를 포함하여 이루어진 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 환자의 보행속도를 검출하며, 상기 환자의 보행속도에 따라, 특정 이미지가 지나가는 영상을 디스플레이부로 출력하게 하는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a load cell unit for detecting load signals by mounting a plurality of load cells on a foot plate of a treadmill mounted in a water tank; A control unit for receiving a load signal from the load cell unit and generating a motor drive control signal; And a motor drive unit for driving a motor of a treadmill in accordance with a motor drive control signal of the control unit, wherein the control unit detects the walking speed of the patient from the load signal received from the load cell unit And outputs an image passing through the specific image to the display unit according to the walking speed of the patient.
또한, 본 발명은, 수조내에 장착된 트레드밀의 발판에 다수의 로드셀을 장착하여 하중신호를 검출하는 로드셀부; 상기 로드셀부로부터 하중신호를 수신하며 모터구동제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제어부의 모터구동제어신호에 따라 트레드밀의 모터를 구동시키는 모터구동부;를 포함하여 이루어진 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터, 하중센서에 발바닥이 접촉된 상태의 영상을 실시간적으로 디스플레이부로 출력하게 하는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a load cell unit for detecting load signals by mounting a plurality of load cells on a foot plate of a treadmill mounted in a water tank; A control unit for receiving a load signal from the load cell unit and generating a motor drive control signal; And a motor drive unit for driving a motor of a treadmill in accordance with a motor drive control signal of the control unit, wherein the control unit controls the treadmill platform rehabilitation training apparatus so that, from the load signal received from the load cell unit, And outputs the image in a touched state to the display unit in real time.
상기 제어부는, 환자의 보행속도가 제1문턱치보다 큰지를 판단하여, 작거나 같다면 모터의 속도를 제1속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하고, 환자의 보행속도가 제1문턱치보다 크다면, 제2문턱치보다 큰지를 판단하고, 모터의 속도를 제2문턱치보다 작다면, 제2속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하며, 제1문턱치, 제2문턱치, 제1속도, 제2속도는 공장출하시 지정되이거나, 사용초기에 설정된 값이다.The control unit determines whether the walking speed of the patient is greater than a first threshold value to generate a motor drive control signal for maintaining the speed of the motor at a first speed when the walking speed is less than or equal to the first threshold, A first threshold value, a second threshold value, a first threshold value, and a second threshold value, and if the motor speed is lower than the first threshold value, The second speed is set at the time of shipment from the factory or set at the beginning of use.
또한, 환자의 보행속도가 제2문턱치보다 크다면, 제3문턱치보다 큰지를 판단하고, 제3문턱치보다 작다면, 모터의 속도를 제3속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하고, 보행속도가 제3문턱치보다 크다면, 모터의 속도를 제4속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하며, 제3문턱치, 제3속도, 제4속도는 공장출하시 지정되거나, 사용초기에 설정된 값이다.If the walking speed of the patient is greater than the second threshold value, it is determined whether it is greater than the third threshold value. If the walking speed is lower than the third threshold value, the motor drive control signal is generated to maintain the speed of the motor at the third speed. The third threshold, the third speed, and the fourth speed are set at the time of shipment from the factory or set at the beginning of use, Value.
모터는 방수 BLDC모터이며, 상기 환자의 보행속도로 관절토크를 추정하며, 상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호를 지면반발력 측정신호로 한다.The motor is a waterproof BLDC motor, estimates the joint torque at the walking speed of the patient, and uses the load signal received from the load cell unit as a ground reaction force measurement signal.
본 발명의 환자의 운동기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기는, Load cell로부터 검출된 신호를 바탕으로 환자의 지면반발력 및 관절토크를 분석하여 최적의 수중재활훈련이 되도록 제어가능하다.The underwater treadmill platform rehabilitation training device based on the control of the patient's motor functional characteristics of the present invention can be controlled to be the optimal underwater rehabilitation training by analyzing the ground reaction force and joint torque of the patient based on the signal detected from the load cell.
또한 본 발명의 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기는, 매립형이 아니어서 설치가 용이하며, 저가이면서 고품질이다.Also, the underwater treadmill platform rehabilitation training device of the present invention is not a buried type, easy to install, low cost, and high quality.
본 발명은 접근성 및 효능성이 우수하고 차세대 장애친화형 수중재활치료기기이며, 수중재활치료기기는 육상에 비해 환자의 체중을 부력만큼 경감할 수 있어 육상에서 치료가 어려운 중증환자에게도 적용이 가능하고 특히 노인성 질환에 적용 시 효과 및 만족도가 우수하다.The present invention has excellent accessibility and efficacy and is a next-generation disability-friendly water rehabilitation treatment device. The water rehabilitation treatment device can reduce the weight of the patient as much as the buoyancy compared with the land, so that it can be applied to severe patients, Especially when applied to geriatric diseases.
또한, 본 발명은 수중트레드밀의 활용을 통하여 장애인/고령자와 일반인이 함께 공유 할 수 있는 새로운 스포츠 영역 개척 및 이를 통한 스포츠 재활의 활성화 및 대중화에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기는 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 얻어진 영상으로, 하중센서에 발바닥이 접촉된 상태의 영상을 디스플레이한다.Further, the present invention can contribute to the activation and popularization of sports rehabilitation through the exploitation of a new sports area that can be shared by the disabled / elderly people and the general public through utilization of the underwater treadmill.
In addition, the underwater treadmill platform rehabilitation training apparatus of the present invention is an image obtained from a load signal received from a load cell unit, and displays an image in a state where a sole is in contact with a load sensor.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기를 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 2는 도 1의 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기의 제어 구성도를 설명하기위한 블럭도이다.
도 3은 도 2의 로드셀부를 설명하는 설명도이다.1 is an explanatory view schematically illustrating an underwater treadmill platform rehabilitation training device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining a control configuration diagram of the underwater treadmill platform rehabilitation training apparatus of FIG. 1. FIG.
Fig. 3 is an explanatory diagram for explaining the load cell unit of Fig. 2; Fig.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 환자의 운동 기능학적 특성 제어 기반 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기의 구성 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration and control method of an underwater treadmill platform rehabilitation training apparatus based on the control of an athletic functional characteristic of a patient according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기를 개략적으로 설명하는 설명도이다.1 is an explanatory view schematically illustrating an underwater treadmill platform rehabilitation training device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 수조(50), 트레드밀(150), 로드셀부(100), 제어부(200), 모터부(240), 디스플레이부(350), 메모리부(400)을 포함하여 이루어진다.The present invention includes a
수조(50)는 바닥면을 제외한 부분은 투명한 재질, 예를들어 유리로 이루어지며, 수조(50)의 바닥에는 수중에서 사용가능하도록 이루어진 트래드밀(150)이 위치된다.The
트레드밀(150)은 수중에서도 사용가능하도록 제작된 트래드밀로, 수중에서도 사용가능한 모터부(240)에 의해 구동된다. The
로드셀부(100)은 트레드밀(150)에서 발바닥과 접촉되는 부분, 즉 발판(10)에 장착된 다수의 로드셀로 이루어져, 사용자의 무게중심, 움직임, 이동현황, 체중이 실린 상태 등을 검출하고, 또한 상기 로드셀로 부터의 하중신호에서 잡음을 제거하고 디지탈신호로 변환하여 제어부(200)로 전송하는 하중신호 전처리부(미도시)를 구비한다. The
제어부(200)는 트레드밀(150)의 내부, 또는 수조(50)의 바닥부의 일측에 설치되어, 상기 하중신호 전처리부로 부터 수신된 신호를 연산처리하고, 상기 연산처리 결과에 따라 모터부(240)로 모터구동제어신호를 전송한다. 경우에 따라서 제어부(200)는 디스플레이부(350)가 위치된 외부에 위치되어 질 수도 있으며, 경우에 따라서는 수조 벽면에 위치될 수도 있다. 제어부(200)는 수중 트레드밀 플랫폼의 전반적인 제어를 담당한다.The
모터부(240)는 트레드밀(150)의 내부, 또는 수조(50)의 바닥부의 일측에 설치되어 트레드밀(150)을 구동시키며, 모터부(240)는 모터와 무터구동부로 이루어져 있다. 모터부(240)는 재활치료에 적합하도록 속도 0.1 Km/h ~ 6 Km/h 조절가능하도록 이루어질 수 있다.The
디스플레이부(350)는 수조(50)의 외부에 위치되거나, 수조(50)의 일측 상단부에 위치되며, 제어부(200)로부터 출력된 사용자의 운동현황 등을 디스플레이한다. The
미도시 되었지만 키입력부를 더 구비하여, 재활치료사 등 의료전문인이 트레드밀(150)을 수동제어가능하도록 이루어져 있다. 상기 키입력부는 디스플레이부(350)의 일측에 구비되거나 유저인터페이스로 이루어질 수 있다.A key input unit is further provided so that a medical professional such as a rehabilitation therapist can manually control the
메모리부(400)는 제어부(200)에서 연산처리에 필요한 기준치 등을 저장하고 있으며, 사용자의 운동데이터를 저장하고 있다. The
도 1에서 제어부는 수조(50)의 바닥부의 일측에 위치되어 있지만, 경우에 따라서 디스플레이부(350)가 위치된 외부에 위치되어 질 수도 있으며, 경우에 따라서는 수조 벽면에 위치될 수도 있다.In FIG. 1, the control unit is located at one side of the bottom of the
도 2는 도 1의 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기의 제어 구성도를 설명하기위한 블럭도로, 로드셀부(100), 제어부(200), 모터(300), 모터구동부(250), 디스플레이부(350), 메모리부(400)를 포함하여 이루어진다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a control structure of the underwater treadmill platform rehabilitation training apparatus of FIG. 1, including a
로드셀부(100)는 로드셀 어레이(미도시)과 하중신호 전처리부(미도시)를 구비하여, 사용자의 하중신호를 검출하고, 디지탈신호로 변환하여 제어부(200)로 전송한다. 로드셀부(100)는 다수의 로드셀 어레이가 트레드밀(150)의 발판(10)에 일정 간격을 이격하여 장착되어 있다. 즉, 환자가 트레드밀(150)의 발판(10) 위를 걸음에 의해, 보행주기에 따라서 하중신호가 생성되며, 이를 발바닥에 가해지는 지면반발력 측정신호로서 검출한다.The
제어부(200)는 로드셀부(100)로 부터 수신된 하중신호를 연산처리하고, 상기 연산처리 결과에 따라 모터구동제어신호를 생성하여 모터부(240)로 전송한다. The
특히 제어부(200)는 로드셀부(100)로부터 수신된 하중신호로부터 환자의 보행속도를 검출하며, 이 보행속도를 관절토크로 추정한다. 환자의 보행속도에 따라 모터구동제어신호를 생성한다. In particular, the
보행속도의 제어에 있어서, 보행속도가 제1문턱치보다 큰지를 판단하여, 작거나 같다면 현재의 제1속도를 유지한다. 보행속도가 제1문턱치보다 크다면, 제2문턱치보다 큰지를 판단하고, 제2문턱치보다 작다면, 제2속도를 유지한다. 보행속도가 제2문턱치보다 크다면, 제3문턱치보다 큰지를 판단하고, 제3문턱치보다 작다면, 제3속도를 유지한다. 보행속도가 제3문턱치보다 크다면, 제4속도를 유지한다.In the control of the walking speed, it is determined whether the walking speed is greater than the first threshold value, and if the walking speed is smaller than or equal to the first threshold value, the current first speed is maintained. If the walking speed is greater than the first threshold, it is determined whether it is greater than the second threshold. If the walking speed is less than the second threshold, the second speed is maintained. If the walking speed is larger than the second threshold value, it is determined whether the walking speed is greater than the third threshold value. If the walking speed is smaller than the third threshold value, the third speed is maintained. If the walking speed is greater than the third threshold, the fourth speed is maintained.
제1문턱치, 제2문턱치, 제3문턱치는 공장출하시 지정된 속도 값이거나, 사용초기에 설정된 값으로, 제1문턱치가 제일작고, 다음에 제2문턱치가 작은 순으로 이루어질 수 있다.The first threshold value, the second threshold value, and the third threshold value may be a speed value designated at the time of shipment from the factory, or a value set at the beginning of use, with the first threshold being the smallest, and the second threshold being the smallest.
제1속도, 제2속도, 제3속도, 제4속도는 공장출하시 지정된 속도 값이거나, 사용초기에 설정된 값으로, 제1속도, 제2속도, 제3속도, 제4속도의 순으로 속도가 작다.The first speed, the second speed, the third speed, and the fourth speed are values set at the time of factory shipment, or set at a value set at the beginning of use, in the order of first speed, second speed, third speed, Is small.
또한 제어부(200)는 현재 환자의 보행속도를 나타내는 영상을 디스플레이부(350)에 출력할 수 있다.Further, the
제어부(200)는 로드셀부(100)로 부터 수신된 하중신호가 일정시간 변함이 없을 경우 모터의 구동을 멈추는데, 즉 하중신호가 일정시간 변함이 없고 새로운 하중신호가 입력되지 않거나 기준값 이하이면 구동을 멈춘다. 또한 제어부(200)는 하중신호가 변화가 있을 경우 그 변화정도에 따라 모터(300)의 속도를 제어하는 모터구동제어신호를 생성하여 모터구동부(250)로 전송한다. If the load signal received from the
모터구동부(250)는 제어부(200)로부터 수신된 모터구동제어신호에 따라 모터(300)를 구동시킨다.The
모터(300)는 방수 BLDC모터를 사용할 수 있다.The
디스플레이부(350)는 제어부(200)로부터 출력된 사용자의 운동현황 등을 디스플레이한다. 특히, 디스플레이부(350)는 보행속도에 따라 특정 아이콘(예를들어 발바닥 모형)을 출력할 수 있다. 또는 하중센서에 발이 접촉된 상태를 영상으로 출력할 수 있다. 즉, 하중신호로부터 구성된 발바닥 영상을 디스플레이부로 출력하게 할 수 있다.The
메모리부(400)는 제어부(200)에서 연산처리에 필요한 기준치, 문턱치 등을 저장하고 있다. 또한, 사용자별로 운동데이터(보행속도 등)을 저장하여, 차후 사용시 활용할 수 있다.The
도 3은 도 2의 로드셀부를 설명하는 설명도이고, 도 4는 도 2의 디스플레이부에 보행속도를 영상으로 나타낸 일예이다.Fig. 3 is an explanatory view for explaining the load cell section of Fig. 2, and Fig. 4 is an example of displaying the walking speed on the display section of Fig. 2 as an image.
로드셀부(100)는 다수의 로드셀 어레이를 구비하되, 다수의 로드셀 어레이가 트레드밀(150)의 발판(10)에 일정 간격을 이격하여 장착되어 있으며, 제어부는 스캐닝하듯이 로드셀 어레이들로부터 하중신호를 매트릭스 형태로 읽어들인다. 또한, 제어부(200)는 상기 하중신호로부터 보행속도를 연산하고, 도 4에서와 같이, 상기 보행속도에 따라 소정 영상(예로 발자국)을 출력할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 의한 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기의 예이다.5 is an example of an underwater treadmill platform rehabilitation training device according to another embodiment of the present invention.
도 5의 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기의 수조(50)의 측벽에는 급수구(20)과 배수구(30)이 장착되어 있다. 또한, 측벽 중 하나에는 도어(40)가 설치되며, 정면 상단에는 디스플레이부(350)가 장착되어 있다.5, a
또한, 운동(재활치료)중에 손을 잡을 수 있도록, 측면손잡이(172), 정면손잡이(174)가 구비되어 있으며, 정면의 일측에 비상정지스위치(176)을 구비하여, 환자가 운동(재활치료)중에 위험을 느낄때 트레드밀의 구동을 멈추게 할 수 있으며, 또한 트레드밀의 속도를 수동으로 제어하려 할때 사용하는 속도수동제어스위치(177)을 구비한다.In addition, a
즉, 본 발명은 사용자의 의지 즉 트레드밀에 가해지는 힘의 세기를 Load Cell로 부터 검출하고 제어기의 제어 신호로 모터 구동과 멈춤, 구동 속도를 제어함에 있어서, 사용자가 트레드밀에 가해지는 힘의 크기와 힘의 순차 간격에 대응되게 트레드밀의 주행 속도를 가변 제어하고, 긴급사태 발생 시 스스로 감지하여 구동을 멈추게 하고, 방수 모터의 사용으로 기존의 전기식 또는 유압식 모터의 문제점을 개선하고 사용자에게 편리성, 신뢰성을 제공할 수 있도록 하여 장애인 및 고령자 혼자서 편리하게 사용할 수 있는 1인용 수중트레드밀 플랫폼 재활훈련시스템 을 제안하였다.That is, according to the present invention, in detecting the strength of the force applied to the treadmill from the load cell and controlling the motor driving, stopping and driving speed by the control signal of the controller, It controls variable speed of running of treadmill in correspondence with the sequential interval of force. It senses itself in case of emergency and stops driving. Using waterproof motor improves problems of existing electric or hydraulic motor, We propose a rehabilitation training system for a single underwater treadmill platform that can be used conveniently by the handicapped and the elderly.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, it is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto, and that all equivalent or equivalent variations thereof fall within the scope of the present invention.
10:발판 20:급수구
30:배수구 40: 도어
50:수조 150:트레드밀
100:로드셀부 172: 측면손잡이
174: 정면손잡이 176: 비상정지스위치
177: 속도수동제어스위치 200:제어부
240:모터부 350:디스플레이부
400:메모리부10: foot plate 20: water inlet
30: Drain 40: Door
50: water tank 150: treadmill
100: load cell part 172: side handle
174: Front handle 176: Emergency stop switch
177: speed manual control switch 200:
240: motor unit 350: display unit
400:
Claims (10)
상기 로드셀부로부터 하중신호를 수신하며 모터구동제어신호를 생성하는 제어부;
상기 제어부의 모터구동제어신호에 따라 트레드밀의 모터를 구동시키는 모터구동부;를 포함하여 이루어진 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기에 있어서,
상기 제어부는,
상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 환자의 보행속도를 검출하며,
상기 환자의 보행속도에 따라 모터구동제어신호를 생성하며,
상기 환자의 보행속도에 따라, 특정 이미지가 지나가는 영상을 디스플레이부로 출력하게 하도록 이루어지되, 상기 특정 이미지는 상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호로부터 얻어진 영상으로, 하중센서에 발바닥이 접촉된 상태의 영상이며,
상기 로드셀부로부터 수신된 하중신호를 지면반발력 측정신호로 하며,
상기 환자의 보행속도로 관절토크를 추정하는 것을 특징으로 하는 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기.A load cell unit for mounting a plurality of load cells on a foot plate of a treadmill mounted in a water tank to detect a load signal;
A control unit for receiving a load signal from the load cell unit and generating a motor drive control signal;
And a motor driving unit for driving a motor of a treadmill in accordance with a motor drive control signal of the control unit,
Wherein,
Detecting a walking speed of the patient from a load signal received from the load cell unit,
Generates a motor drive control signal according to the walking speed of the patient,
Wherein the specific image is an image obtained from a load signal received from the load cell unit and the foot is in contact with the load sensor, ,
A load signal received from the load cell unit is used as a ground reaction force measurement signal,
And estimating a joint torque by the walking speed of the patient.
환자의 보행속도가 제1문턱치보다 큰지를 판단하여, 작거나 같다면 모터의 속도를 제1속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하고,
환자의 보행속도가 제1문턱치보다 크다면, 제2문턱치보다 큰지를 판단하고, 모터의 속도를 제2문턱치보다 작다면, 제2속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하며,
제1문턱치, 제2문턱치, 제1속도, 제2속도는 공장출하시 지정되이거나, 사용초기에 설정된 값인 것을 특징으로 하는 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기.The apparatus of claim 1,
It is determined whether the walking speed of the patient is greater than the first threshold value. If the walking speed is less than or equal to the first threshold value, the motor drive control signal is generated to maintain the speed of the motor at the first speed.
The motor drive control signal generating means generates a motor drive control signal for determining whether the walking speed of the subject is greater than a first threshold value and a second threshold value if the subject's walking speed is greater than a first threshold value,
Wherein the first threshold value, the second threshold value, the first speed, and the second speed are set at the time of factory shipment or set at an initial stage of use.
환자의 보행속도가 제2문턱치보다 크다면, 제3문턱치보다 큰지를 판단하고, 제3문턱치보다 작다면, 모터의 속도를 제3속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하고,
보행속도가 제3문턱치보다 크다면, 모터의 속도를 제4속도를 유지하게 하는 모터구동제어신호를 생성하며,
제3문턱치, 제3속도, 제4속도는 공장출하시 지정되거나, 사용초기에 설정된 값인 것을 특징으로 하는 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기.7. The apparatus according to claim 6,
If the walking speed of the subject is greater than the second threshold value, whether the walking speed is greater than the third threshold value, and if the walking speed is less than the third threshold value,
Generates a motor drive control signal to maintain the speed of the motor at the fourth speed if the walking speed is greater than the third threshold,
Wherein the third threshold value, the third speed value, and the fourth speed value are set at a factory shipment or set at an initial stage of use.
모터는 방수 BLDC모터인 것을 특징으로 하는 수중 트레드밀 플랫폼 재활훈련기기.The method of claim 1, wherein
Wherein the motor is a waterproof BLDC motor.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120017140 | 2012-02-20 | ||
KR20120017140 | 2012-02-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130095665A KR20130095665A (en) | 2013-08-28 |
KR101524834B1 true KR101524834B1 (en) | 2015-06-03 |
Family
ID=49218923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130003206A KR101524834B1 (en) | 2012-02-20 | 2013-01-11 | Underwater treadmill controlled by kinesiological feature of patient |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101524834B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105833463A (en) * | 2016-05-27 | 2016-08-10 | 上海捍康健康管理有限公司 | All-dimensional running training machine |
KR20170054627A (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 현대중공업 주식회사 | Gait Rehabilitation Apparatus having Virtual Reality connection Complex Terrain Gait Training Function |
KR20190022281A (en) * | 2017-08-24 | 2019-03-06 | 주식회사 톨레미시스템 | A method for supporting rehabilitation using omni-directional moving platform |
KR20200064669A (en) | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 한국로봇융합연구원 | Multi-belt treadmill for fall representation |
KR20210024729A (en) | 2019-08-26 | 2021-03-08 | 박일권 | Underwater treamill for pets |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102311571B1 (en) * | 2015-02-23 | 2021-10-13 | 큐렉소 주식회사 | Training walk apparatus of providing virtual reality with haptics |
JP6406187B2 (en) * | 2015-09-08 | 2018-10-17 | トヨタ自動車株式会社 | Walking training apparatus and method of operating the same |
CA3193918A1 (en) | 2015-11-14 | 2017-05-18 | Runway Treadmill, Llc | Exercise treadmill |
WO2019039854A1 (en) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 주식회사 톨레미시스템 | Method for supporting rehabilitation by using forward moving platform |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020049705A (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-26 | 구자홍 | Running machine |
KR200342381Y1 (en) * | 2003-11-26 | 2004-02-18 | 조연섭 | Apparatus for reform and recycle in a running machine |
KR100778819B1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-11-28 | 주식회사 두비원 | Automatic speed control apparatus for treadmill and control method thereof |
KR100937539B1 (en) * | 2009-04-08 | 2010-01-19 | (주)세우 | Underwater exercise device |
-
2013
- 2013-01-11 KR KR1020130003206A patent/KR101524834B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020049705A (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-26 | 구자홍 | Running machine |
KR200342381Y1 (en) * | 2003-11-26 | 2004-02-18 | 조연섭 | Apparatus for reform and recycle in a running machine |
KR100778819B1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-11-28 | 주식회사 두비원 | Automatic speed control apparatus for treadmill and control method thereof |
KR100937539B1 (en) * | 2009-04-08 | 2010-01-19 | (주)세우 | Underwater exercise device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170054627A (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 현대중공업 주식회사 | Gait Rehabilitation Apparatus having Virtual Reality connection Complex Terrain Gait Training Function |
KR102474758B1 (en) * | 2015-11-09 | 2022-12-08 | 큐렉소 주식회사 | Gait Rehabilitation Apparatus having Virtual Reality connection Complex Terrain Gait Training Function |
CN105833463A (en) * | 2016-05-27 | 2016-08-10 | 上海捍康健康管理有限公司 | All-dimensional running training machine |
KR20190022281A (en) * | 2017-08-24 | 2019-03-06 | 주식회사 톨레미시스템 | A method for supporting rehabilitation using omni-directional moving platform |
KR102005373B1 (en) * | 2017-08-24 | 2019-07-30 | 주식회사 톨레미시스템 | A method for supporting rehabilitation using omni-directional moving platform |
KR20200064669A (en) | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 한국로봇융합연구원 | Multi-belt treadmill for fall representation |
KR20210024729A (en) | 2019-08-26 | 2021-03-08 | 박일권 | Underwater treamill for pets |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130095665A (en) | 2013-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101524834B1 (en) | Underwater treadmill controlled by kinesiological feature of patient | |
CN106137489B (en) | Interactive ectoskeleton knee joint machine system | |
US8888723B2 (en) | Gait rehabilitation methods and apparatuses | |
US7322904B2 (en) | Lower limb function training device | |
KR100907425B1 (en) | Leg rehabilitation apparatus | |
KR101453482B1 (en) | Harness system using of pressure feedback function and training system for gait rehabilitation | |
KR100807300B1 (en) | Auxiliary apparatus for walking capable of controlling speed according force | |
CN104490563A (en) | Pneumatic muscle based intelligent wearable lower limb | |
CN101822223A (en) | Multi-function animal weight-losing running table and control system thereof | |
CN105943312A (en) | Hip joint recovery assisting device based on sensing and driving integration | |
CN110681121B (en) | Walking aid for exercising hip joint mobility of orthopedics department | |
KR101304283B1 (en) | a zimmer frame for postural balance use to help them walk | |
CN208552395U (en) | Rehabilitation of anklebone instrument | |
CN112451318B (en) | Helping hand running gear based on slider transmission | |
KR100391830B1 (en) | Welfare Robotic System for the Rehabilitation Training of the people with disability for bipedal walking | |
KR101731210B1 (en) | Rollator system capable of remote monitoring and automatic velocity control | |
CN205412080U (en) | Multi -functional fitness campaign composite set | |
KR102162485B1 (en) | Controlling method of lower body assisting robot | |
Lobo-Prat et al. | Development and evaluation of movit: an exercise-enabling interface for driving a powered wheelchair | |
CN207085188U (en) | A kind of intelligent device for twisting waist | |
JP6282812B2 (en) | Boat rowing exercise equipment | |
CN201366229Y (en) | Swimming machine | |
CN114210023A (en) | Sports injury underwater auxiliary rehabilitation training and real-time monitoring device based on Internet of things | |
TW201742609A (en) | Power-assisted wheelchair structure and method for operating the same | |
KR20160018090A (en) | Aquatic treadmell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180515 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190430 Year of fee payment: 5 |