KR101530562B1 - 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치 - Google Patents
운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치 Download PDFInfo
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Abstract
본원발명은 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치에 관한 것으로 상세하게는 재활에 사용되는 것으로 사용자의 근육을 강화시키는 진동운동 장치에 있어서, 일면이 오픈된 상자 형상의 하우징과, 진동을 완충시키기 위하여 설치되는 것으로 일단이 하우징 내부의 평면 일측에 결합되는 탄성부재와, 판 형상으로 상면 일측에 탄성부재의 타단이 결합되는 지지판과, 하우징 내부의 평면과 지지판 사이에 설치되는 음파 액추에이터와, 판 형상으로 상면이 지지판의 하면에 결합되는 베이스판과, 베이스판의 하면 일측에 설치되는 운동 액추에이터 및, 음파 액추에이터와 운동 액추에이터에 전기적으로 연결되어 있는 것으로 사용자의 상태에 따라 사용자의 근육을 강화하기 위해서 진동의 강도 및 속도를 제어하도록 음파 액추에이터의 동작과 운동 액추에이터의 동작을 연동하여 제어하는 제어부로 구성되되, 운동 액추에이터는 베이스판의 하면 일측에 설치되는 것으로 제어부의 제어에 따라 일단이 왕복운동을 하는 유압실린더와, 유압실린더의 일단의 움직임에 따라 움직이는 것으로 유압실린더 일단에 결합되는 제1막대부재와, 일단이 제1막대부재의 일단 또는 양단에 결합되어 제1막대부재가 움직임에 따라 움직이는 제2막대부재와, 일단이 베이스판의 하면 일측에 결합되어 있는 고정부재와, 막대부재 형상의 가로부재와 세로부재가 서로 결합되어 틀을 형성하여 재활 훈련기의 하부틀에 설치되는 것으로 가로부재의 일단이 고정부재의 타단에 힌지로 연결되고, 제2막대부재의 타단이 세로부재의 일측에 힌지로 연결되는 사각틀로 구성되고, 제어부의 제어에 따라 유압실린더의 일단이 수축되는 방향으로 동작되면 제1막대부재가 유압실린더가 위치한 방향으로 움직이고, 제1막부재의 움직임에 따라 제2막대부재의 타단이 세로부재의 일측에서 회전되고 일단이 제1막대부재와 함께 베이스판의 일단 하면을 밀어 베이스판의 일단이 올라가도록 하여 베이스판이 일정각도로 경사지게 되는 것을 특징으로 한다.
본원발명은 사용자의 상태에 따라 음파진동에 의한 운동과 균형운동을 동시에 할 수 있어 재활에 뛰어난 효과가 있다. 즉, 환자 및 고령자의 상태에 따라 음파진동과 균형운동의 강도를 사용자의 상태에 따라 최적화시켜 수행할 수 있어 사용자의 재활에 뛰어난 효과가 있을 뿐만 아니라 환자의 치료기간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
본원발명은 사용자의 상태에 따라 음파진동에 의한 운동과 균형운동을 동시에 할 수 있어 재활에 뛰어난 효과가 있다. 즉, 환자 및 고령자의 상태에 따라 음파진동과 균형운동의 강도를 사용자의 상태에 따라 최적화시켜 수행할 수 있어 사용자의 재활에 뛰어난 효과가 있을 뿐만 아니라 환자의 치료기간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
Description
본 발명은 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 현대인들은 과거에 비해 육체적인 일이 상대적으로 적고 대부분이 장시간 동안 의자에 앉은 상태에서만 업무를 수행하는 경우가 많아 대체로 운동량의 부족을 겪고 있다. 일부는 자체적으로 또는 별도의 운동기구를 이용하여 주기적으로 운동을 하여 신체 건강을 유지하고 있으며, 운동기구들 중의 일부는 근력을 강화시켜 주거나 근육을 풀어주는데 이용되는 진동유닛 기술이 채택되고 있다.
최근, 인간이 걷거나 달리면서 자연스럽게 발로부터 전달되는 일정한 패턴의 충격과 진동이 인체에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구들이 속속 보고되고 있다. 대부분의 진동은 인위적으로 조작할 수 없었기 때문에 인체에 악영향을 미칠 수밖에 없는 물리적인 자극에 불과했지만, 근래 진동 발생 장치 기술이 발달하면서 진동의 주파수(frequency)와 진폭(amplitude)을 자유롭게 조절할 수 있게 되었고, 인위적으로 조작할 수 있는 진동 스트레스는 오히려 인체에 적절한 자극 기제로 여겨지게 되었다. 적절한 인체 진동 자극은, 만성요통을 완화하며, 골다공증, 다발성 경화증, 파킨슨씨병, 뇌졸중 등의 질환 치료와 근/골격계 기능 향상, 만성요통의 완화 등 운동 기능과 환자 재활에 효과가 있으며, 심호흡계, 신경계, 내분비계 등에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌고, 이에 따라 현재는 인체 진동 자극이 물리치료, 재활, 노화 분야 등에 다양하게 응용되어 사용되고 있다.
한편, 운동 치료에 있어서, 강도가 높은 진동 운동은 환자의 상태를 더욱 악화시킬 수 있으며, 반대로 너무 약한 강도는 운동의 효과가 미미하고 재활의 전 과정에서 경제적, 시간적 낭비만을 초래하므로, 운동의 강도 조절이 필수적이다.
하지만 기존의 음파 진동 운동 기기는 바디부와 플레이트부의 일체형으로 과도한 기구물의 제작이 요구되고, 필요 이상의 파워와 제어 방법이 적용되고 있어 그 제조 단가가 매우 높으며, 다양한 사용자의 요구에 의하여 바디가 다양한 운동 방법에 방해가 된다는 문제점이 있다.
또한, 현재까지의 진동 운동기기는 단순히 진동을 부여하여 근골격계를 자극하는 방법으로 발전되고 있거나 또는 균형감각 및 하지근력 회복을 하기 위한 균형감각 향상 운동에만 초점이 맞추어져 발전되고 있어 체계적으로 보행 전단계의 집중적인 전신근력 증진 기능 및 균형감각을 동시에 치료하는 장치가 거의 없는 실정이다.
본원발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 환자의 상태에 따라 음파 액추에이터를 사용하여 근골격계를 자극하고 동시에 운동 액추에이터를 사용하여 균형감각 및 하지근력을 회복시키기 위한 발명으로 음파진동에 의한 운동과 균형운동을 동시에 할 수 있어 재활에 뛰어난 효과가 진동운동장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본원발명은 재활에 사용되는 것으로 사용자의 근육을 강화시키는 진동운동 장치에 있어서, 일면이 오픈된 상자 형상의 하우징과, 진동을 완충시키기 위하여 설치되는 것으로 일단이 하우징 내부의 평면 일측에 결합되는 탄성부재와, 판 형상으로 상면 일측에 탄성부재의 타단이 결합되는 지지판과, 하우징 내부의 평면과 지지판 사이에 설치되는 음파 액추에이터와, 판 형상으로 상면이 지지판의 하면에 결합되는 베이스판과, 베이스판의 하면 일측에 설치되는 운동 액추에이터 및, 음파 액추에이터와 운동 액추에이터에 전기적으로 연결되어 있는 것으로 사용자의 상태에 따라 사용자의 근육을 강화하기 위해서 진동의 강도 및 속도를 제어하도록 음파 액추에이터의 동작과 운동 액추에이터의 동작을 연동하여 제어하는 제어부로 구성되되, 운동 액추에이터는 베이스판의 하면 일측에 설치되는 것으로 제어부의 제어에 따라 일단이 왕복운동을 하는 유압실린더와, 유압실린더의 일단의 움직임에 따라 움직이는 것으로 유압실린더 일단에 결합되는 제1막대부재와, 일단이 제1막대부재의 일단 또는 양단에 결합되어 제1막대부재가 움직임에 따라 움직이는 제2막대부재와, 일단이 베이스판의 하면 일측에 결합되어 있는 고정부재와, 막대부재 형상의 가로부재와 세로부재가 서로 결합되어 틀을 형성하여 재활 훈련기의 하부틀에 설치되는 것으로 가로부재의 일단이 고정부재의 타단에 힌지로 연결되고, 제2막대부재의 타단이 세로부재의 일측에 힌지로 연결되는 사각틀로 구성되고, 제어부의 제어에 따라 유압실린더의 일단이 수축되는 방향으로 동작되면 제1막대부재가 유압실린더가 위치한 방향으로 움직이고, 제1막부재의 움직임에 따라 제2막대부재의 타단이 세로부재의 일측에서 회전되고 일단이 제1막대부재와 함께 베이스판의 일단 하면을 밀어 베이스판의 일단이 올라가도록 하여 베이스판이 일정각도로 경사지게 되는 것을 특징으로 하는 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치를 제공한다.
본원발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본원발명은 사용자의 상태에 따라 음파진동에 의한 운동과 균형운동을 동시에 할 수 있어 재활에 뛰어난 효과가 있다. 즉, 환자 및 고령자의 상태에 따라 음파진동과 균형운동의 강도를 사용자의 상태에 따라 최적화시켜 수행할 수 있어 사용자의 재활에 뛰어난 효과가 있을 뿐만 아니라 환자의 치료기간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
둘째, 본원발명은 여러 종류로 구비되어 사용되는 재활 훈련기를 1대의 다기능 재활 훌련 장치로 대체할 수 있어 병원 등에서 관리비가 절약될 수 있고, 그에 따라 환자가 부담하는 병원비가 절약될 수 있어 환자의 경제적 부담을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본원발명의 진동운동장치가 설치된 재활 훈련기를 나타내는 사시도이다.
도2는 본원발명의 진동운동장치를 나타내는 사시도이다.
도3은 도2의 분리사시도이다.
도4는 본원발명인 진동운동장치의 하부를 나타내는 사시도이다.
도5는 본원발명의 음파 액추에이터를 나타내는 사시도이다.
도6은 제어부가 음파 액추에이터와 운동 액추에이터를 제어하는 것을 나타내는 블럭도이다.
도2는 본원발명의 진동운동장치를 나타내는 사시도이다.
도3은 도2의 분리사시도이다.
도4는 본원발명인 진동운동장치의 하부를 나타내는 사시도이다.
도5는 본원발명의 음파 액추에이터를 나타내는 사시도이다.
도6은 제어부가 음파 액추에이터와 운동 액추에이터를 제어하는 것을 나타내는 블럭도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치의 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본원발명의 진동운동장치가 설치된 재활 훈련기를 나타내는 사시도이다.
도2는 본원발명의 진동운동장치를 나타내는 사시도이고, 도3은 도2의 분리사시도이다. 도4는 본원발명인 진동운동장치의 하부를 나타내는 사시도이다.
도5는 본원발명의 음파 액추에이터를 나타내는 사시도이고, 도6은 제어부가 음파 액추에이터와 운동 액추에이터를 제어하는 것을 나타내는 블럭도이다.
본원발명은 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치에 관한 것으로 상세하게는 재활에 사용되는 것으로 사용자의 근육을 강화시키는 진동운동 장치에 있어서, 일면이 오픈된 상자 형상의 하우징(100)과, 진동을 완충시키기 위하여 설치되는 것으로 일단이 하우징(100) 내부의 평면 일측에 결합되는 탄성부재(200)와, 판 형상으로 상면 일측에 탄성부재(200)의 타단이 결합되는 지지판(300)과, 하우징(100) 내부의 평면과 지지판(300) 사이에 설치되는 음파 액추에이터(400)와, 판 형상으로 상면이 지지판(300)의 하면에 결합되는 베이스판(500)과, 베이스판(500)의 하면 일측에 설치되는 운동 액추에이터(600) 및, 음파 액추에이터(400)와 운동 액추에이터(600)에 전기적으로 연결되어 있는 것으로 사용자의 상태에 따라 사용자의 근육을 강화하기 위해서 진동의 강도 및 속도를 제어하도록 음파 액추에이터(400)의 동작과 운동 액추에이터(600)의 동작을 연동하여 제어하는 제어부(700)로 구성되되, 운동 액추에이터(600)는 베이스판(500)의 하면 일측에 설치되는 것으로 제어부(700)의 제어에 따라 일단이 왕복운동을 하는 유압실린더(610)와, 유압실린더(610)의 일단 움직임에 따라 움직이는 것으로 유압실린더(610) 일단에 결합되는 제1막대부재(620)와, 일단이 제1막대부재(620)의 일단 또는 양단에 결합되어 제1막대부재(620)가 움직임에 따라 움직이는 제2막대부재(630)와, 일단이 베이스판(500)의 하면 일측에 결합되어 있는 고정부재(640)와, 막대부재 형상의 가로부재(651)와 세로부재(652)가 서로 결합되어 틀을 형성하여 재활 훈련기(10)의 하부틀(20)에 설치되는 것으로 가로부재(651)의 일단이 고정부재(640)의 타단에 힌지로 연결되고, 제2막대부재(630)의 타단이 세로부재(652)의 일측에 힌지로 연결되는 사각틀(650)로 구성되고, 제어부(700)의 제어에 따라 유압실린더(610)의 일단이 수축되는 방향으로 동작되면 제1막대부재(620)가 유압실린더(610)가 위치한 방향으로 움직이고, 제1막대부재(620)의 움직임에 따라 제2막대부재(630)의 타단이 세로부재(652)의 일측에서 회전되면서 일단이 제1막대부재(620)와 함께 베이스판(500)의 타단 하면을 밀어 상기 베이스판(500)의 타단이 올라가도록 하여 상기 베이스판(500)이 일정각도로 경사지게 되는 것을 특징으로 한다.
본원발명은 하우징(100), 탄성부재(200), 지지판(300), 음파 액추에이터(400), 베이스판(500), 운동 액추에이터(600) 및 제어부(700)로 구성되는 진동운동장치(10)로서 환자의 상태에 따라 근골격계를 자극하고 동시에 균형감각 및 하지근력을 회복시키기 위하여 음파 액추에이터(400)와 운동 액추에이터(600)의 운동 강도 및 속도를 환자의 상태에 맞게 최적화시킨 발명으로 재활에 뛰어난 효과가 있는 발명이다.
일반적으로, 현대인들은 과거에 비해 육체적인 일이 상대적으로 적고 대부분이 장시간 동안 의자에 앉은 상태에서만 업무를 수행하는 경우가 많아 대체로 운동량의 부족을 겪고 있다. 일부는 자체적으로 또는 별도의 운동기구를 이용하여 주기적으로 운동을 하여 신체 건강을 유지하고 있으며, 운동기구들 중의 일부는 근력을 강화시켜 주거나 근육을 풀어주는데 이용되는 진동유닛 기술이 채택되고 있다.
최근, 인간이 걷거나 달리면서 자연스럽게 발로부터 전달되는 일정한 패턴의 충격과 진동이 인체에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구들이 속속 보고되고 있다. 대부분의 진동은 인위적으로 조작할 수 없었기 때문에 인체에 악영향을 미칠 수밖에 없는 물리적인 자극에 불과했지만, 근래 진동 발생 장치 기술이 발달하면서 진동의 주파수(frequency)와 진폭(amplitude)을 자유롭게 조절할 수 있게 되었고, 인위적으로 조작할 수 있는 진동 스트레스는 오히려 인체에 적절한 자극 기제로 여겨지게 되었다. 적절한 인체 진동 자극은, 만성요통을 완화하며, 골다공증, 다발성 경화증, 파킨슨씨병, 뇌졸중 등의 질환 치료와 근/골격계 기능 향상, 만성요통의 완화 등 운동 기능과 환자 재활에 효과가 있으며, 심호흡계, 신경계, 내분비계 등에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌고, 이에 따라 현재는 인체 진동 자극이 물리치료, 재활, 노화 분야 등에 다양하게 응용되어 사용되고 있다.
한편, 운동 치료에 있어서, 강도가 높은 진동 운동은 환자의 상태를 더욱 악화시킬 수 있으며, 반대로 너무 약한 강도는 운동의 효과가 미미하고 재활의 전 과정에서 경제적, 시간적 낭비만을 초래하므로, 운동의 강도 조절이 필수적이다.
하지만 기존의 음파 진동 운동 기기는 바디부와 플레이트부의 일체형으로 과도한 기구물의 제작이 요구되고, 필요 이상의 파워와 제어 방법이 적용되고 있어 그 제조 단가가 매우 높으며, 다양한 사용자의 요구에 의하여 바디가 다양한 운동 방법에 방해가 된다는 문제점이 있다.
또한, 현재까지의 진동 운동기기는 단순히 진동을 부여하여 근골격계를 자극하는 방법으로 발전되고 있거나 또는 균형감각 및 하지근력 회복을 하기 위한 균형감각 향상 운동에만 초점이 맞추어져 발전되고 있어 체계적으로 보행 전단계의 집중적인 전신근력 증진 기능 및 균형감각을 동시에 치료하는 장치가 거의 없는 실정이다.
본원발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 환자의 상태에 따라 음파 액추에이터(400)를 사용하여 근골격계를 자극하고 동시에 운동 액추에이터(600)를 사용하여 균형감각 및 하지근력을 회복시키기 위한 발명으로 음파진동에 의한 운동과 균형운동을 동시에 할 수 있어 재활에 뛰어난 효과가 진동운동장치에 관한 것이다.
즉, 본원발명은 사용자의 상태에 따라 음파진동에 의한 운동과 균형운동을 동시에 할 수 있어 재활에 뛰어난 효과가 있다. 환자 및 고령자의 상태에 따라 음파진동과 균형운동의 강도를 사용자의 상태에 따라 최적화시켜 수행할 수 있어 사용자의 재활에 뛰어난 효과가 있을 뿐만 아니라 환자의 치료기간을 획기적으로 단축시킬 수 있다. 또한, 본원발명은 여러 종류로 구비되어 사용되는 재활 훈련기를 1대의 다기능 재활 훌련 장치로 대체할 수 있어 병원 등에서 관리비가 절약될 수 있고, 그에 따라 환자가 부담하는 병원비가 절약될 수 있어 환자의 경제적 부담을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
하우징(100)은 일면이 오픈된 상자 형상의 부재(하우징은 일면이 오픈된 상자 형상으로 일면과 마주보는 면이 평면이다)로 진동운동장치(10)의 구성들이 설치되는 부재이다. 하우징(100)의 평면은 음파 액추에이터(400)로부터 전달받은 진동을 사용자에게 접촉을 통해 전달하는 역할을 한다. 즉, 사용자의 양 발이 하우징(100)의 평면에 접지되어 진동을 전달받는 것이다. 따라서 하우징(100)의 평면은 음파 액추에이터(400)로부터 전달받은 진동을 사용자에게 접촉을 통해 전달할 수 있고, 진동운동장치(10)의 구성들이 용도에 맞게 설치될 수 있으면 다양한 형상 및 재료로 제작될 수 있다. 또한, 하우징(100)은 때에 따라서 단순히 진동 플레이트 역할만 하는 하나의 판 형상으로 되어 있을 수 있다.
탄성부재(200)는 진동을 완충시키기 위하여 설치되는 것으로 일단이 하우징(100) 내부의 평면 일측에 결합되고 타단이 지지판(300)의 상면에 결합되는 부재이다. 탄성부재(200)는 지지판(300)과 하우징(100)의 진동에 의한 완충역할을 해주기 위하여 지지판(300)과 하우징(100)의 사이에는 다양한 갯수가 설치될 수 있는데 일례로 2개가 설치될 수 있다. 또한 탄성부재(200)는 진동하면서 발생되는 소음을 방지하기 위하여 지지판(300)과 하우징(100)에 장착된 합성수지재의 브라켓에 고정될 수 있다. 탄성부재(200)는 지지판(300)과 하우징(100)의 진동을 완중시킬 수 있으면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 일례로 스프링이 사용될 수 있다.
지지판(300)은 판 형상으로 상면 일측에 탄성부재(200)의 타단이 결합되는 부재이다. 지지판(300)은 소요되는 강도를 만족하면 다양한 형상 및 재료가 사용될 수 있다.
음파 액추에이터(400)는 하우징(100)과 지지판(300) 사이에 설치되는 구성으로 스피커의 원리를 이용하여 음파를 만들어 내고, 그 음파장으로 정밀한 수직 진동을 발생시키는 구성요소이다. 음파 액추에이터(400)는 하나의 마그넷만을 이용하는 싱글 마그넷 타입일 수 있는데 싱글 마그넷을 이용하는 경우, 제조 공정을 간소화하고, 소형화가 가능하다. 싱글 마그넷 타입의 음파 액추에이터(400)의 일실시예에 따르면, 하판의 중앙 돌출부에 장착되어 자계를 발생할 수 있도록 장착된 마그넷과, 마그넷 위로 자기력에 의해 결합된 중간 링과, 하판의 외곽을 따라 형성되는 외곽 링의 상부에 장착된 상부 링과, 상부 링과 중간 링 사이에 형성되는 자기 갭의 내부에 삽입되어 상하 이동할 수 있도록 외주연으로 보이스 코일이 권취된 보빈을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 제작단가를 낮추고, 제공공정을 간소화할 수 있으며, 기기를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 자기력은 극대화시킬 수 있다. 바람직하게는, 음파 액추에이터(400)는, 싱글 마그넷 타입의 음파 액추에이터(400) 크기 변화를 위해 제너레이터의 영구 자석 형상 및 배열 변화를 통해 자력이 극대화되도록 할 수 있다. 음파 액추에이터(400)의 크기 변화 설계 시 FEM(유한 요소 해석법)을 이용한 제너레이터의 자기장(Magnetic field) 계산을 위한 simulation geometry를 도출하여 신뢰성을 확보할 수 있다. 변형된 음파 액추에이터(200)의 변위 및 가속도(RMS)의 측정 및 load test(부하 시험)를 통하여 음파 액추에이터(400)의 내구성을 검증하고 이를 반영하여 설계를 함으로써 보다 향상된 내구성을 확보할 수도 있다.
베이스판(500)은 판 형상으로 상면이 지지판(300)의 하면에 결합되는 부재로 하면에 운동 액추에이터가 설치되는 구성이다. 베이스판(500)은 소요되는 강도를 만족하면 다양한 형태와 재료가 사용되어 제작될 수 있다.
운동 액추에이터(600)는 베이스판(500)의 하면 위에 설치되어 사용자의 균형감각과 하지근력을 치료하기 위한 구성으로 유압실린더(610), 제1막대부재(620), 제2막대부재(630), 고정부재(640) 및 사각틀(650)로 구성되어 있다. 운동 액추에이터(600)는 사용자가 균형감각과 하지근력을 회복할 수 있도록 베이스판(500)을 다양한 각도로 움직이게 하는 구성이다. 일례로 베이스판(500)이 이루는 각도는 1도 내지 30도 내에서 움직이게 할 수 있다. 상세하게는 운동 액추에이터(600)는 베이스판(500)의 하면 일측에 설치되는 것으로 제어부(700)의 제어에 따라 일단이 왕복운동을 하는 유압실린더(610)와, 유압실린더(610)의 일단 움직임에 따라 움직이는 것으로 유압실린더(610) 일단에 결합되는 제1막대부재(620)와, 일단이 제1막대부재(620)의 일단 또는 양단에 결합되어 제1막대부재(620)가 움직임에 따라 움직이는 제2막대부재(630)와, 일단이 베이스판(500)의 하면 일측에 결합되어 있는 고정부재(640)와, 막대부재 형상의 가로부재(651)와 세로부재(652)가 서로 결합되어 틀을 형성하여 재활 훈련기(10)의 하부틀(20)에 설치(고정)되는 것으로 가로부재(651)의 일단이 고정부재(640)의 타단에 힌지로 연결되고, 제2막대부재(630)의 타단이 세로부재(652)의 일측에 힌지로 연결되어 있는 사각틀(650)로 구성된다.
유압실린더(610)는 제어부(700)의 제어에 따라 움직이는 일반적인 유압실리던이다. 제1막대부재(620)는 측면이 유압실린더(610) 일단에 결합되어 유압실린더(610)의 움직임에 따라 베이스판(500)의 하면에서 움직이는 부재이다. 제2막대부재(630)는 일단이 제1막대부재의 일단 또는 양단에 결합되고 타단이 사각틀(650)의 세로부재(652)에 힌지로 결합되어 있어 제1막대부재(620)가 움직임에 따라 타단이 세로부재(652)의 일측에서 회전되고 일단이 제1막대부재(620)와 함께 베이스판(500)의 타단 하면을 밀어 베이스판(500)의 타단이 올라가도록 하여 베이스판(500)이 일정각도로 경사지게 하는 역할을 한다. 고정부재(640)는 일단이 베이스판(500)의 상면 일측에 결합되어 있고 타단이 사각틀(650)의 가로부재(651)와 힌지로 결합되어 있어 베이스판(500)의 타단이 올라갈 때 베이스판(500)의 일단이 회전될 수 있도록 도와주는 구성이다. 사각틀(650)은 막대부재 형상의 가로부재(651)와 세로부재(652)가 서로 결합되어 틀을 형성한 구성으로 재활 훈련기(10)의 하부틀(20)에 고정되어 있는 구성이다. 따라서, 제어부(700)에 의해서 제1막대부재(620)가 움직임에 따라 제2막대부재(630)의 타단이 베이스판(500)의 타단 하면을 밀어 올리거나 내려지게 할 때 고정부재(640)의 타단이 가로부재(651)의 일단에서 회전되도록 하여 자연스럽게 베이스판(500)이 일정한 경사각도 내에서 동작되게 한다.
또한, 'ㄱ'형강의 부재로 베이스판(500) 하면 일측에 2줄로 설치되는 레일부재(670)를 더 포함하여 구성되되, 제1막대부재(620)의 양단이 2개의 레일부재(670) 내부면에 각각 위치되어 제1막대부재(620)가 레일부재(670)를 따라 용이하게 이동되게 할 수 있다. 제1막대부재(620)는 유압실린더(610)의 움직임에 따라 베이스판(500)에 설치된 레일부재(670) 내면에서 용이하게 움직이도록 양단에 바퀴(660)가 결합되어 있을 수 있다.
운동 액추에이터(600)의 운동을 나타내는 일례는 제어부(700)의 제어에 따라 유압실린더(610)의 일단이 수축되는 방향으로 동작되면 제1막대부재(620)가 유압실린더(610)가 위치한 방향으로 움직이고, 상기 제1막부재(620)의 움직임에 따라 제2막대부재(630)의 타단이 세로부재(652)의 일측에서 회전되고 일단이 상기 제1막대부재(620)와 함께 상기 베이스판(500)의 일단 하면을 밀어 상기 베이스판(500)의 일단이 올라가도록 하여 상기 베이스판(500)이 일정각도로 경사지게 한다. 또한, 제어부(700)의 제어에 따라 유압실린더(610)의 일단이 이완되는 방향으로 동작되면 제1막대부재(620)가 유압실린더(610)가 위치한 방향과 반대방향으로 움직이고, 상기 제1막부재(620)의 움직임에 따라 제2막대부재(630)의 타단이 세로부재(652)의 일측에서 회전되며서 베이스판(500)의 일단이 자연스럽게 내려오도록 한다. 상기와 같이 제어부(700)의 제어에 따라 발판이 반복되게 움직이게 하여 하우징(100) 위에 있는 사용자가 균형감각과 하지근력을 강화할 수 있다.
제어부(700)는 음파 액추에이터(400)와 운동 액추에이터(600)에 전기적으로 연결되어 있는 것으로 사용자의 상태에 따라 사용자의 근육을 강화하기 위해서 진동의 강도 및 속도를 제어하도록 음파 액추에이터(400)의 동작과 운동 액추에이터(600)의 동작을 연동하여 제어하는 구성이다. 즉, 제어부(700)는 사용자의 상태에 따라 맞춤형으로 치료하기 위하여 음파 액추에이터(400)와 운동 액추에이터(600)를 각기 제어하되 연동하여 제어하여 치료효과를 극대화할 수 있도록 도와주는 구성이다. 또한, 제어부(700)는 사용자의 제어에 따라 가상현실의 조건이 입력되어 다양한 형태로 환자를 치료할 수 있다.
본원발명은 하우징(100)의 내부 평면과 상기 지지판(300) 사이에서 음파 액추에이터(400)가 정밀한 수직운동을 할 수 있도록 하우징(100)의 내부 평면 일측에 결합된 샤프트(451)와 샤프트(451)가 삽입되는 것으로 지지판(300)의 상면 일측에 결합되는 리니어 부싱베어링(452)으로 구성되는 다리부재(450)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 안정되게 하우징(100)이 상하로 수직운동하면서 진동을 유지할 수 있도록 하기 위하여, 하우징(100)의 내부 평면 일측에 상하이동하는 샤프트(451)가 장착되고, 지지판(300)의 상면 일측에는 상기 샤프트(451)를 삽입한 리니어부싱 베어링(452)이 장착될 수 있다.
이상으로 본 발명에 따른 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치의 바람직한 실시예를 설시하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.
1 : 재활 훈련기
10 : 진동운동장치 20 : 하부틀
100 : 하우징
200 : 탄성부재
300 : 지지판
400 : 음파 액추에이터 450 : 다리부재
500 : 베이스판
600 : 운동 액추에이터
610 : 유압실린더 620 : 제1막대부재
630 : 제2막대부재 640 : 고정부재
650 : 사각틀 660 : 바퀴
670 : 레일부재
700 : 제어부
10 : 진동운동장치 20 : 하부틀
100 : 하우징
200 : 탄성부재
300 : 지지판
400 : 음파 액추에이터 450 : 다리부재
500 : 베이스판
600 : 운동 액추에이터
610 : 유압실린더 620 : 제1막대부재
630 : 제2막대부재 640 : 고정부재
650 : 사각틀 660 : 바퀴
670 : 레일부재
700 : 제어부
Claims (5)
- 재활에 사용되는 것으로 사용자의 근육을 강화시키는 진동운동 장치에 있어서,
일면이 오픈된 상자 형상의 하우징(100);
진동을 완충시키기 위하여 설치되는 것으로 일단이 상기 하우징(100) 내부의 평면 일측에 결합되는 탄성부재(200);
판 형상으로 상면 일측에 상기 탄성부재(200)의 타단이 결합되는 지지판(300);
상기 하우징(100) 내부의 평면과 상기 지지판(300) 사이에 설치되는 음파 액추에이터(400);
판 형상으로 상면이 상기 지지판(300)의 하면에 결합되는 베이스판(500);
상기 베이스판(500)의 하면 일측에 설치되는 운동 액추에이터(600); 및,
상기 음파 액추에이터(400)와 상기 운동 액추에이터(600)에 전기적으로 연결되어 있는 것으로 사용자의 상태에 따라 사용자의 근육을 강화하기 위해서 진동의 강도 및 속도를 제어하도록 상기 음파 액추에이터(400)의 동작과 상기 운동 액추에이터(600)의 동작을 연동하여 제어하는 제어부(700)로 구성되되,
상기 운동 액추에이터(600)는
상기 베이스판(500)의 하면 일측에 설치되는 것으로 상기 제어부(700)의 제어에 따라 일단이 왕복운동을 하는 유압실린더(610);
상기 유압실린더(610) 일단의 움직임에 따라 움직이는 것으로 상기 유압실린더(610) 일단에 결합되는 제1막대부재(620);
일단이 상기 제1막대부재(620)의 일단 또는 양단에 결합되어 상기 제1막대부재(620)가 움직임에 따라 움직이는 제2막대부재(630);
일단이 상기 베이스판(500)의 하면 일측에 결합되어 있는 고정부재(640); 및,
막대부재 형상의 가로부재(651)와 세로부재(652)가 서로 결합되어 틀을 형성하여 재활 훈련기(10)의 하부틀(20)에 설치되는 것으로 상기 가로부재(651)의 일단이 상기 고정부재(640)의 타단에 힌지로 연결되고, 상기 제2막대부재(630)의 타단이 상기 세로부재(652)의 일측에 힌지로 연결되는 사각틀(650)로 구성되고,
상기 제어부(700)의 제어에 따라 상기 유압실린더(610)의 일단이 수축되는 방향으로 동작되면 상기 제1막대부재(620)가 상기 유압실린더(610)가 위치한 방향으로 움직이고, 상기 제1막대부재(620)의 움직임에 따라 상기 제2막대부재(630)의 타단이 상기 세로부재(652)의 일측에서 회전되고 일단이 상기 제1막대부재(620)와 함께 상기 베이스판(500)의 타단 하면을 밀어 상기 베이스판(500)의 타단이 올라가도록 하여 상기 베이스판(500)이 일정각도로 경사지게 되는 것을 특징으로 하는 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징(100)의 내부 평면과 상기 지지판(300) 사이에서 상기 음파 액추에이터(400)가 정밀한 수직운동을 할 수 있도록 상기 하우징(100)의 내부 평면 일측에 결합된 샤프트와 상기 샤프트가 삽입되는 것으로 상기 지지판(300)의 상면 일측에 결합되는 리니어 부싱베어링으로 구성되는 다리부재(450)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치. - 제1항에 있어서,
'ㄱ'형강의 부재로 상기 베이스판(500) 하면 일측에 2줄로 설치되는 레일부재(670)를 더 포함하여 구성되되,
상기 제1막대부재(620)의 양단이 2개의 상기 레일부재(670) 내부면에 각각 위치되어 상기 제1막대부재(620)가 상기 레일부재(670)를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1막대부재(620)의 양단에 결합되는 바퀴(660)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치. - 제1항에 있어서,
상기 음파 액추에이터(400)는 싱글 마그넷 타입인 것을 특징으로 하는 운동 액추에이터와 음파 액추에이터를 이용한 진동운동장치.
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| KR20130082341A (ko) * | 2012-01-11 | 2013-07-19 | 주식회사 소닉월드 | 음파 진동을 이용한 바이오리액터 |
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2014
- 2014-04-29 KR KR1020140051200A patent/KR101530562B1/ko active IP Right Grant
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