KR101556851B1 - 하지 운동장치 - Google Patents

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KR101556851B1
KR101556851B1 KR1020140067916A KR20140067916A KR101556851B1 KR 101556851 B1 KR101556851 B1 KR 101556851B1 KR 1020140067916 A KR1020140067916 A KR 1020140067916A KR 20140067916 A KR20140067916 A KR 20140067916A KR 101556851 B1 KR101556851 B1 KR 101556851B1
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윤경일
이주학
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윤경일
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Abstract

본 발명은 하지의 마비 또는 근력약화가 있는 환자들의 하지 재활 치료를 위한 장치에 관한 것으로, 베이스의 상부에서 환자의 등을 지지하는 등받이를 슬라이딩 가능하게 장착하고, 상기 베이스상에 구비된 제1 액튜에이터의 작동으로 베이스에 대해 후방으로 등받이 프레임의 틸팅이 가능하도록 연결되는 제1 구동부와, 상기 등받이 프레임의 하단에 회전가능하게 연결되고, 상부에는 시트가 구비된 시트 프레임, 상기 시트 프레임의 각각 전단에 회전가능하도록 연결되고, 전면에는 종아리 받침판이 각각 장착된 한쌍의 종아리 프레임, 및 상기 각각의 종아리 프레임의 하단에 각각 회전가능하도록 연결된 한쌍의 발판을 구비하고, 상기 등받이 프레임에 고정된 한쌍의 제2 액튜에이터의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임들을 시트 프레임에 대해서 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 제2 구동부를 포함하는 하지 운동장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 하지 부상이 심각한 환자라도 안정되게 하지의 근력 강화 운동을 실시할 수 있고, 등받이의 틸팅 각도와 각각의 하지별 접힘 각도를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 환자의 부상 정도에 따라서 재활 훈련의 효과를 극대화할 수 있도록 우수한 효과를 얻을 수 있게 된다.

Description

하지 운동장치{APPARATUS FOR EXERCISING LOWER LIMBS OF HUMAN BODY}
본 발명은 하지의 마비 또는 근력약화가 있는 환자들의 재활 치료를 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 환자가 착석한 상태에서 하지의 무릎 관절이 접히는 각도, 및 발목이 접히는 각도에 따라서 각각 다르게 하지를 지지하고, 등받이에 지지되는 상체를 상부로 밀어 올림으로써 하지의 근력 강화 운동을 실시할 수 있고, 등받이의 틸팅 각도와 각각의 하지별 접힘 각도를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 환자의 부상 정도에 따라서 재활 훈련의 효과를 극대화할 수 있도록 개선된 하지 운동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산업재해나 교통사고 등으로 인한 척추, 하지, 예를 들면 무릎 또는 발목등의 부상은 환자 본인뿐만 아니라 가족 모두에게 고통으로 존재한다.
이와 같이 상체를 사용할 수 있으나 하체가 불편한 하지 환자의 경우, 환자의 보행 운동이나 하체 운동 등을 도울수 있는 재활치료 장치가 종래에 많이 존재하며 현재까지 꾸준히 개발되고 있다.
예컨대, 종래의 재활치료 장치는 로프 등을 환자의 상체에 체결하여 인양함으로써, 하지 환자의 하중을 덜고 하지 환자가 직립 상태를 유지하도록 지지하여 보행 운동을 가능하게 하고 있다.
그러나, 이와 같은 보행 운동을 통한 하지 강화 훈련은, 운동중 상하 방향 유동에 의해 환자의 하중이, 그대로 척추나 하지의 관절에 전달되는 문제점이 있어서, 고통이 극심한 환자의 재활치료를 효과적으로 할 수는 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소시키기 위하여, 종래에는 대한민국 특허등록 제10-1299351호의 "휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치"가 제안되어 있다.
이와 같은 종래의 기술은 장애인 및 노약자의 하지 운동 및 재활훈련을 위하여 사용자의 하체에 착용하는 외골격을 휠체어 형태의 리프트 및 주행부와 함께 결합한 휠체어 결합형 하지 운동/재활훈련 장치에 관한 것이다.
이러한 종래 기술은 주행부와 리프트부와 외골격부를 포함하여 구성되며, 주행부는 프레임에 주행 모터가 설치되어 좌우 바퀴를 구동하고 메인 리프트 모터를 구비한다. 그리고 리프트부는 프레임에 사절링크 형태로 회전 결합되어 메인 리프트 모터로부터 동력을 제공받는 메인 리프트 링크부를 구비한다. 또한, 리프트부는 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 사분원의 경로를 그리며 상승/하강하는 리프트 프레임부와, 메인 리프트 링크부에 회전 결합되어 리프트 프레임부가 상승할 때, 펴지고 리프트 프레임부가 하강할 때 접히는 시트부와, 리프트 프레임부에 수직으로 움직이도록 리니어 가이드에 의해 결합된 등받이부를 구비한다. 외골격부는 고관절 구동장치와 허벅지 프레임과 슬관절 구동장치와 정강이 프레임과 족관절 구동부와 발 보조기를 구비한다.
그러나, 이와 같은 종래의 기술은 거동이 어려운 일부 환자에게는 효과적이지만, 휠 체어에서 필요한 주행 모터등이 필요하여 그 제작 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 1차 수술을 마친 상태의 대부분의 재활 훈련이 필요한 하지 장애 환자들에게는 그다지 효과적이지 못하다.
이와는 다른 종래 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-0599467호의 "편마비 하지 재활 치료용 장치"가 제안되어 있다.
이와 같은 종래 기술은, 편마비측 하지의 강제적 사용이 가능하도록 함으로서, 환측 하지만을 이용한 슬관절의 굴곡 및 신전 시에 건측 외측광근의 활동도가 현저히 감소되고 환측 외측광근의 활동도가 상대적으로 증가될 뿐 아니라, 환측 하지의 강제적 사용 외에도 환측 하지의 폐쇄성 궤도 운동, 편심성 운동과 동심성 운동이 동시에 가능하며, 기울기를 조절함으로써 운동 부하의 조절이 가능하여, 운동을 정량화 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 환측 하지에 체중 부하를 위한 훈련 시, 치료사의 도움 필요하나 본 발명에 따른 편마비 하지 재활 치료용 장치는 리모트 콘트롤러를 이용한 조작이 간편하고, 테이블에 환자가 오르고 내리기 쉽게 설계됨에 따라, 치료사의 도움 없이도 환자와 보호자가 손쉽게 훈련할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 편마비측 하지 환자에는 효과적이나, 무릎 관절이 손상된 환자, 특히 한쪽 무릎관절이 부상되어 다리를 원하는 만큼 펴기가 어려운 환자, 또는 양쪽 무릎의 부상정도가 달라서 각각 동일한 각도로 다리를 펼치기가 어려운 환자들에게는 사용하기가 매우 불편하고, 재활 운동이 어려운 문제점이 있었다.
또한 이와는 다른 종래 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-0630260호의 "하지 재활 치료 장치 및 훈련 방법"가 제안되어 있다.
이와 같은 종래 기술은, 하지의 마비 또는 근력약화가 있는 환자들의 재활 치료를 위한 장치로서, 양측 하지를 구분하여 훈련할 수 있도록 하고, 하지 관절의 각도 변화와 하지에 인가되는 하중의 크기를 측정하여 훈련과 동시에 각 하지의 운동 상태, 운동량, 운동능력을 측정하여 이에 대한 피드백을 제공함으로써 효과적인 재활 치료가 가능한 하지 재활 치료 장치 및 훈련 방법에 관한 것이다.
이와 같은 종래 기술은 한 쌍의 레일이 결합된 사이에 탈부착 가능한 좌/우측 종아리 받침판을 구비하여 양측 하지를 구분하여 훈련할 수 있도록 하고 있다.
그렇지만, 이와 같은 종래 기술은 좌/우측 종아리 받침판이 다리 각도에 맞춰서 접혀지는 구조가 아니며, 그에 따라서 환자의 무릎 각도에 맞춰서 안정되게 지지하지 못하고, 무릎의 부상정도가 심각한 환자들은 여전히 재활 훈련을 하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 환자가 착석한 상태에서 하지의 무릎 관절이 접히는 각도, 및 발목이 접히는 각도에 따라서 각각 다르게 하지를 안정되게 지지함으로써 하지 부상이 심각한 환자라도 안정되게 하지의 근력 강화 운동을 실시할 수 있고, 등받이의 틸팅 각도와 각각의 하지별 접힘 각도를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 환자의 부상 정도에 따라서 재활 훈련의 효과를 극대화할 수 있도록 개선된 하지 운동장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하지의 마비 또는 근력약화가 있는 환자들의 하지 재활 치료를 위한 장치에 있어서,
금속 프레임으로 이루어진 베이스;
상기 베이스의 상부에서 환자의 등을 지지하는 등받이를 슬라이딩 가능하게 장착하고, 상기 베이스상에 구비된 제1 액튜에이터의 작동으로 베이스에 대해 후방으로 등받이 프레임의 틸팅이 가능하도록 연결되는 제1 구동부;
상기 등받이 프레임의 하단에 회전가능하게 연결되고, 상부에는 시트가 구비된 시트 프레임, 상기 시트 프레임의 각각 전단에 회전가능하도록 연결되고, 전면에는 종아리 받침판이 각각 장착된 한쌍의 종아리 프레임, 및 상기 각각의 종아리 프레임의 하단에 각각 회전가능하도록 연결된 한쌍의 발판을 구비하고, 상기 등받이 프레임에 고정된 한쌍의 제2 액튜에이터의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임들을 시트 프레임에 대해서 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 제2 구동부; 및
상기 각각의 종아리 프레임의 하단에 회전가능하도록 연결된 발판의 연결 각도를 각각 변경시키도록 상기 종아리 프레임과 발판을 연결시키도록 된 제어바들을 각각 구비한 발판 각도 조절부;를 포함하여 하지 부상환자에 대해 각각 다리별 접힘 각도, 또는 발목별 접힘 각도별로 다르게 개별적으로 지지하고, 하지 근력 강화 운동을 실시하도록 구성된 하지 운동장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 구동부는 등받이 프레임에 구비된 한쌍의 레일을 구비하고, 상기 한쌍의 레일에는 각각 상기 등받이 지지대에 회전가능하도록 장착된 한쌍의 롤러들이 다수 세트 회전가능하도록 연결되어 상기 등받이 프레임에 대해서, 등받이 지지대와, 그 상부면의 등받이가 슬라이딩가능하도록 연결시키며, 상기 등받이 프레임의 틸팅각도가 높아지면, 상기 등받이 지지대의 자중에 의한 슬라이딩 작동 부하가 커지게 되어 하지 운동부하가 커지고, 등받이 프레임의 틸팅각도가 낮아지면, 상기 등받이 지지대의 슬라이딩 작동 부하가 작아지게 되어 하지 운동부하를 줄일 수 있도록 구성된 하지 운동장치를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 구동부는 등받이 지지대에 연결된 다수 세트의 롤러 프레임에 각각 장착된 다수의 브레이크 나사들을 구비하고, 상기 브레이크 나사는 각각 상기 롤러 프레임의 측방을 나사식으로 관통하여 상기 한쌍의 레일측으로 전후진이 가능함으로써, 상기 브레이크 나사의 끝단이 한쌍의 레일측에 밀착되면 등받이 프레임에 대한 등받이 지지대의 슬라이딩을 정지시키고, 상기 브레이크 나사의 끝단이 한쌍의 레일측으로부터 떨어지면 등받이 프레임에 대한 등받이 지지대의 슬라이딩을 허용하도록 구성된 하지 운동장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 제2 구동부는 각각의 제2 액튜에이터들의 로드에는 각각 링크들이 연결되며, 상기 링크들은 각각 그 일측단부가 등받이 프레임에 연결되고, 타측 단부는 종아리 프레임의 후방에 회전가능하도록 연결되며, 그 중간에는 핀이 구비되어 상기 제2 액튜에이터의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임들을 시트 프레임에 대해서 서로 다른 각도로 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 하지 운동장치를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 등받이 프레임의 중간 부분 양측에 각각 회전가능하도록 배치되고, 등받이 프레임에 나란하게 후방으로 접혀지거나, 등받이 프레임으로부터 돌출하도록 전방으로 펼쳐져서 사용시에는 환자의 팔을 각각 지지하는 한쌍의 아암 레버들을 구비한 팔 지지부를 더 포함하고, 상기 팔 지지부는 등받이 지지대의 양측으로 배치된 각각의 가이드 프레임상에서 각각 아암 슬라이더가 상하 이동가능하도록 구성되고, 상기 각각의 아암 슬라이더에는 일측으로 지지 원판이 돌출되어 일체로 고정되며, 상기 지지 원판에는 각각 레버 홀더들이 회전가능하도록 연결되고, 상기 레버 홀더들에는 각각 아암 레버들이 그 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 끼워지며, 상기 지지 원판에 대해 레버 홀더들의 회전각도를 제어하기 위한 브레이크 나사를 구비한 하지 운동장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 팔 지지부는 가이드 프레임상에서 각각 아암 슬라이더의 상하이동을 고정시키기 위한 브레이크 나사들을 구비하고, 상기 레버 홀더들상에서 각각 아암 레버들의 슬라이딩을 고정시키기 위한 브레이크 나사들을 구비하며, 상기 레버 홀더를 각각 나사식으로 관통하여 그 끝단이 지지 원판의 구멍으로 각각 삽입되어 지지 원판에 대한 레버 홀더들의 회전각도를 고정시키는 브레이크 나사를 구비하고, 상기 지지 원판의 구멍들을 상기 지지 원판에 대한 레버 홀더의 회전축을 중심으로 원호상의 일정간격으로 다수 배치됨으로써, 환자의 탑승시에는 상기 아암 레버들이 등받이 지지대의 후방으로 - 15도까지 올려서 탑승을 용이하게 하고, 환자가 탑승하면 등받이 지지대의 전방으로 110도까지 내려서 환자의 팔을 지지하며, 좌,우 방향으로 추락을 방지하도록 구성된 하지 운동장치를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 발판 각도 조절부는 제어바들이 각각 상기 종아리 프레임의 중간에 상단이 회전가능하게 연결된 제1 레버와, 상기 제1 레버의 내측에서 슬라이딩이 가능하게 끼워져서 연결되고, 하단이 발판의 중간에 회전가능하도록 연결된 제2 레버 및, 상기 제1 레버를 각각 나사식으로 관통하여 그 끝단이 제2 레버의 길이방향 홈으로 각각 삽입되어 제1 레버에 대한 제2 레버의 슬라이딩을 고정시키는 브레이크 나사를 구비하여 종아리 프레임의 하단에 회전가능하도록 연결된 발판의 연결 각도를 각각 변경시키는 하지 운동장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 발판 각도 조절부는 종아리 프레임의 하단 후방으로 돌출된 제1 브라켓과, 상기 발판의 후방으로 돌출된 제2 브라켓들을 나사식으로 연결시키는 브레이크 나사를 추가적으로 구비하여 종아리 프레임의 하단에 대한 발판의 연결 각도를 견고히 고정시키는 하지 운동장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 제1 액튜에이터의 작동으로 베이스에 대해 후방으로 등받이 프레임의 틸팅이 가능하도록 연결되는 제1 구동부와, 등받이 프레임에 고정된 한쌍의 제2 액튜에이터의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임들을 시트 프레임에 대해서 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 제2 구동부를 포함하여 하지 부상환자에 대해 각각 다리별 접힘 각도, 또는 발목별 접힘 각도별로 다르게 개별적으로 지지하고, 하지 근력 강화 운동을 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 하지 부상이 심각한 환자라도 안정되게 하지의 근력 강화 운동을 실시할 수 있고, 등받이의 틸팅 각도와 각각의 하지별 접힘 각도를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 환자의 부상 정도에 따라서 재활 훈련의 효과를 극대화할 수 있도록 우수한 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 하지 운동장치를 전체적으로 도시한 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하지 운동장치를 아랫면에서 도시한 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하지 운동장치에 구비된 등받이 프레임상의 한쌍의 레일에서, 등받이와 등받이 지지대가 슬라이딩 가능하게 다수 세트의 롤러들을 통하여 연결된 구조를 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 하지 운동장치에서 등받이 프레임이 세워지고, 종아리 프레임이 시트 프레임에 대해 접혀진 상태를 도시한 측면도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 하지 운동장치에서 등받이 프레임이 눕혀지고, 종아리 프레임이 시트 프레임에 대해 펼쳐진 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 하지 운동장치에 구비된 팔 지지부에서 아암 레버가 레버 홀더상에서 길이조절이 가능하게 연결된 구조를 도시한 측면도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 하지 운동장치에 구비된 팔 지지부에서 아암 레버가 등받이 지지대의 후방으로 젖혀진 상태를 도시한 측면도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 하지 운동장치에 구비된 팔 지지부에서 아암 레버가 등받이 지지대의 전방으로 돌출되어 환자의 팔을 지지하며, 좌,우 방향으로 추락을 방지하도록 구성된 상태를 도시한 측면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 하지 운동장치에 구비된 발판과, 발판 각도 조절부를 도시한 정면도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 하지 운동장치에 구비된 발판 각도 조절부를 이용하여 발판의 접힘 각도를 조절하는 작동을 측면에서 도시한 작동 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 하지의 마비 또는 근력약화가 있는 환자들의 하지 재활 치료를 위한 장치로서, 도 1 및 도 2에 전체적으로 도시된 바와 같이, 금속 프레임으로 이루어진 베이스(110)를 갖는다.
이와 같은 베이스(110)는 그 상부에 제1 구동부(120)를 갖는다.
이와 같은 제1 구동부(120)는 상기 베이스(110)상에 구비된 제1 액튜에이터(122)의 작동으로 베이스(110)에 대해 후방으로 등받이 프레임(126)의 틸팅이 가능하도록 연결되는 것이다.
즉, 이와 같은 제1 구동부(120)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 등받이 프레임(126)에 구비된 한쌍의 레일(132a,132b)을 구비하는데, 이와 같은 한쌍의 레일(132a,132b)에는 각각 상기 등받이 지지대(140)에 회전가능하도록 장착된 한쌍의 롤러(142)들이 다수 세트 회전가능하도록 연결되어 상기 등받이 프레임(126)에 대해서, 등받이 지지대(140)와, 그 상부면의 등받이(144)가 슬라이딩가능하도록 연결시킨다.
또한, 이와 같은 제1 구동부(120)는 상기 등받이 지지대(140)에 연결된 다수 세트의 롤러 프레임(146)에 각각 장착된 다수의 브레이크 나사(B1)들을 구비한다.
이와 같은 브레이크 나사(B1)는 각각 상기 롤러 프레임(146)의 측방을 나사식으로 관통하여 상기 한쌍의 레일(132a,132b)측으로 전후진이 가능하도록 장착된 것이다.
따라서, 상기 브레이크 나사(B1)의 끝단이 전진하여 상기 한쌍의 레일(132a,132b)측에 각각 밀착되면, 등받이 프레임(126)에 대한 등받이 지지대(140)의 슬라이딩을 정지시키는 브레이크로서 작동한다.
그러나, 상기 브레이크 나사(B1)의 끝단이 한쌍의 레일(132a,132b)측으로부터 떨어지면, 등받이 프레임(126)에 대한 등받이 지지대(140)의 슬라이딩을 허용하게 된다.
이와 같은 제1 구동부(120)는 상기 등받이 프레임(126)의 틸팅각도를 조정하도록 구성되는데, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 등받이 프레임(126)은 그 하부에서 제1 핀(P1)을 통하여 상기 베이스(110)에 회전가능하도록 연결되고, 제1 액튜에이터(122)가 작동하면 제1 핀(P1)을 중심으로 베이스(110)에 대해 등받이 프레임(126)을 틸팅시킨다.
따라서, 환자는 스위치(148)의 조작을 통하여 상기 제1 액튜에이터(122)의 작동 길이를 조절하면, 등받이 프레임(126)의 틸팅 각도를 조절할 수 있다.
이와 같은 제1 구동부(120)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 등받이 프레임(126)을 세워서 틸팅각도가 높아지도록 하는 경우, 대략 수평선에 대해서 70도 까지 세울 수 있으며, 이와 같이 등받이 프레임(126)이 세워지면, 상기 등받이 지지대(140)는 그 자중(自重)에 의해서 슬라이딩 작동 부하가 커지게 되어 환자의 하지 운동부하가 커진다.
그러나 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 등받이 프레임(126)을 눕혀서 틸팅각도가 낮아지도록 하는 경우, 대략 수평선에 대해서 -15도 까지 낮출 수 있으며, 이와 같이 등받이 프레임(126)이 눕혀지면, 상기 등받이 지지대(140)는 그 자중에 의해서 슬라이딩 작동 부하가 작아지게 되어 하지 운동부하를 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 한쌍의 제2 액튜에이터(152a,152b)의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임(154a,154b)들을 시트 프레임(156a,156b)에 대해서 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 제2 구동부(150)를 갖는다.
이러한 제2 구동부(150)는 하지 부상환자에 대해 각각 다리별로 그 접힘 각도를 다르게 개별적으로 지지하고, 하지 근력 강화 운동을 실시하도록 하기 위한 것이다.
이와 같은 제2 구동부(150)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 등받이 프레임(126)의 하단에 제2 핀(P2)을 통하여 각각 회전가능하게 연결되고, 상부에는 시트(158)가 구비된 시트 프레임(156a,156b)을 갖는다.
또한, 상기 시트 프레임(156a,156b)의 각각 전단에 제3 핀(P3)을 통하여 회전가능하도록 연결되고, 전면에는 종아리 받침판(160)이 각각 장착된 한쌍의 종아리 프레임(154a,154b)을 구비하며, 상기 각각의 종아리 프레임(154a,154b)의 하단에 제4 핀(P4)(도 7b 참조)을 통하여 각각 회전가능하도록 연결된 한쌍의 발판(170a,170b)을 갖는다.
그리고, 이와 같은 상기 제2 구동부(150)는 각각의 제2 액튜에이터(152a,152b)들의 로드에 각각 링크(180)들이 연결된다.
이와 같은 상기 링크(180)들은 각각 그 일측단부가 등받이 프레임(126)에 연결되고, 타측 단부는 종아리 프레임(154a,154b)의 후방에 제5 핀(P5)을 통하여 회전가능하도록 연결되며, 그 중간에는 제6 핀(P6)이 구비된다.
또한, 상기 각각의 제2 액튜에이터(152a,152b)의 로드에는 링크(180)가 회전가능하도록 연결되며, 따라서 상기 제2 액튜에이터(152a,152b)의 개별적인 작동으로 제2 액튜에이터(152a,152b)의 로드가 전후진하면, 상기 링크(180)를 통해서 각각의 종아리 프레임(154a,154b)들을 시트 프레임(156a,156b)에 대해서 서로 다른 각도로 개별적으로 접거나 펼치게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 환자의 팔을 각각 지지하는 한쌍의 아암 레버(192a,192b)들을 등받이 프레임(126)의 양측으로 구비한 팔 지지부(190)를 갖는다.
이와 같은 팔 지지부(190)는 상기 등받이 프레임(126)의 중간 부분 양측에 각각 회전가능하도록 배치되고, 등받이 프레임(126)에 나란하게 후방으로 접혀지거나, 등받이 프레임(126)으로부터 돌출하도록 전방으로 펼쳐져서 사용된다.
이와 같은 팔 지지부(190)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 등받이 지지대(140)의 양측으로 각각 배치된 각각의 가이드 프레임(194a,194b)상에서 각각 아암 슬라이더(196a,196b)가 상하 이동가능하도록 장착된다.
이와 같은 가이드 프레임(194a,194b)은, 도 3에도 도시되어 있으며, 이와 같은 가이드 프레임(194a,194b)에 장착된 각각의 아암 슬라이더(196a,196b)에는 일측으로 지지 원판(200a,200b)이 돌출되어 일체로 고정된다.
또한, 이와 같은 지지 원판(200a,200b)에는 그 일측으로 각각 레버 홀더(202a,202b)들이 중심축(204a,204b)을 통해서 회전가능하도록 연결되고, 상기 레버 홀더(202a,202b)들에는 각각 아암 레버(192a,192b)들이 그 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 끼워진다.
그리고, 상기 지지 원판(200a,200b)에 대해 레버 홀더(202a,202b)들의 회전각도를 제어하기 위한 브레이크 나사(B2)를 구비한다.
이와 같은 팔 지지부(190)는 가이드 프레임(194a,194b)상에서 각각 아암 슬라이더(196a,196b)의 상하이동을 고정시키기 위한 브레이크 나사(B3)들을 구비하는데, 이와 같은 브레이크 나사(B3)들은 그 끝단이 아암 슬라이더(196a,196b)를 나사식으로 관통하여 가이드 프레임(194a,194b)측으로 전후진한다.
또한 상기 레버 홀더(202a,202b)들상에서 각각 아암 레버(192a,192b)들의 슬라이딩을 고정시키기 위한 브레이크 나사(B4)들이 구비되는데, 이와 같은 브레이크 나사(B4)들도 그 끝단이 레버 홀더(202a,202b)들을 나사식으로 관통하여 아암 레버(192a,192b)측으로 전후진한다.
이와 같은 브레이크 나사(B3),(B4)들의 구성 및 작동은, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것과 동일하기 때문에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 팔 지지부(190)의 브레이크 나사(B2)는 레버 홀더(202a,202b) 를 각각 나사식으로 관통하여, 그 끝단이 지지 원판(200a,200b)의 구멍(210)들로 각각 삽입되어 지지 원판(200a,200b)에 대한 레버 홀더(202a,202b)들의 회전각도를 고정시킨다.
이와 같은 구조에서, 상기 지지 원판(200a,200b)의 구멍(210)들은 상기 지지 원판(200a,200b)에 대한 레버 홀더(202a,202b)의 중심축(204a,204b)을 기준으로 원호상의 일정간격으로 다수 배치됨으로써, 환자의 탑승시에는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 아암 레버(192a,192b)들이 등받이 지지대(140)의 후방으로 - 15도까지 올려서 탑승을 용이하게 한다.
그러나, 환자가 탑승하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 등받이 지지대(140)의 전방으로 110도까지 내려서 환자의 팔을 지지하며, 좌,우 방향으로 추락을 방지하도록 구성된 것이다.
또한, 본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 상기 각각의 종아리 프레임(154a,154b)의 하단에 회전가능하도록 연결된 발판(170a,170b)의 연결 각도를 각각 변경시키기 위한 발판 각도 조절부(220)를 구비한다.
이와 같은 발판 각도 조절부(220)는 종아리 프레임(154a,154b)과 발판(170a,170b)을 연결시키도록 된 제어바(230a,230b)들을 각각 구비한다.
이와 같은 제어바(230a,230b)들은 도 7a에 도시된 바와 같이, 각각의 발판(170a,170b) 양측에 배치되며, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 종아리 프레임(154a,154b)의 중간에 상단이 회전가능하게 연결된 제1 레버(232a,232b)와, 상기 제1 레버(232a,232b)의 내측에서 슬라이딩이 가능하게 끼워져서 연결되고, 하단이 발판(170a,170b)의 중간에 회전가능하도록 연결된 제2 레버(234a,234b) 및, 상기 제1 레버(232a,232b)를 각각 나사식으로 관통하여 그 끝단이 제2 레버(234a,234b)의 길이방향 홈으로 각각 삽입되어 제1 레버(232a,232b)에 대한 제2 레버(234a,234b)의 슬라이딩을 고정시키는 브레이크 나사(B6)를 각각 구비한다.
또한 이와 같은 발판 각도 조절부(220)는, 상기 종아리 프레임(154a,154b)의 하단 후방으로 돌출된 제1 브라켓(240a)과, 상기 발판(170a,170b)의 후방으로 돌출된 제2 브라켓(240b)들을 나사식으로 연결시키는 브레이크 나사(B7)를 추가적으로 구비하여 종아리 프레임(154a,154b)의 하단에 대한 발판(170a,170b)의 연결 각도를 견고히 고정시키는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 발판 각도 조절부(220)는 종아리 프레임(154a,154b)에 대한 발판(170a,170b)의 연결 각도를 조정하고자 하는 경우, 브레이크 나사(B6,B7)를 풀고, 제1 레버(232a,232b)에 대한 제2 레버(234a,234b)를 길이 조정하며, 이때에는 각각의 발판(170a,170b)이 제4 핀(P4)을 중심으로 종아리 프레임(154a,154b)에 대해서 회전된다.
이와 같이 각도가 조정된 상태에서, 브레이크 나사(B6)를 조여서 제1 레버(232a,232b)에 대해 제2 레버(234a,234b)를 고정시키고, 상기 종아리 프레임(154a,154b)의 제1 브라켓(240a)과, 상기 발판(170a,170b)의 제2 브라켓(240b)들을 브레이크 나사(B7)로 조여서 견고히 고정시킨다.
미 설명 부호는 틸팅 각도계(250)(도 4a, 도 4b 참조)로서, 등받이 프레임(126)의 양측에서 각각 등받이 프레임(126)의 틸팅 각도를 외부로 표시하며, 이는 당업계의 통상적인 구조이므로, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 하지 부상환자에 대해 각각 다리별 접힘 각도, 또는 발목별 접힘 각도별로 다르게 개별적으로 지지하고, 하지 근력 강화 운동을 실시하게 된다.
본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 환자가 시트(158)에 착석하고, 등받이(144)에 등을 기댄 상태로, 도 4a에 도시된 바와 같이 착석하게 된다.
그리고, 환자는 스위치(148)의 조작을 통하여 상기 제1 액튜에이터(122)의 작동 길이를 조절하면 등받이 프레임(126)의 틸팅 각도를 조절할 수 있다.
이때, 제1 구동부(120)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 등받이 프레임(126)을 세운 상태에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 등받이 프레임(126)을 눕혀서 틸팅각도가 낮아지도록 적절한 각도로 조절하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 하지 운동장치(100)는, 제2 구동부(150)의 한쌍의 제2 액튜에이터(152a,152b)를 개별적으로 작동시켜서 각각의 종아리 프레임(154a,154b)들을 시트 프레임(156a,156b)에 대해서 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 조절하게 된다.
즉, 환자는 스위치(148)의 조작을 통하여 제2 구동부(150)의 한쌍의 제2 액튜에이터(152a,152b)를 개별적으로 작동시키게 되며, 이와 같은 제2 액튜에이터(152a,152b)의 개별적인 작동으로, 제2 액튜에이터(152a,152b)의 로드가 각각 전후진하면, 상기 각각의 종아리 프레임(154a,154b)들을 시트 프레임(156a,156b)에 대해서 서로 다른 각도로 개별적으로 접거나 펼치게 된다.
따라서, 환자는 개인의 무릎 부상 정도에 맞춰서, 각각 다르게 종아리 프레임(154a,154b)과 시트 프레임(156a,156b)의 접힘 각도를 다르게 조절하고, 각각의 종아리 프레임(154a,154b)과 시트 프레임(156a,156b)이 개별적으로 다리의 무릎부분을 안정되게 지지한 상태에서 편안하게 누울 수 있게 된다.
또한, 환자는 팔 지지부(190)를 조절하여 팔을 지지하며, 좌,우 방향으로 추락을 방지한다.
그리고, 필요한 경우에는 발판 각도 조절부(220)를 통하여 종아리 프레임(154a,154b)과 발판(170a,170b)의 연결각도를 변경시키고, 발목별 접힘 각도별로 다르게 개별적으로 조절할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 상태에서, 하지 근력 강화 운동을 실시하게 되는데, 이때에는 도 4b에 도시된 바와 같이, 하체를 중심으로 상체를 상부측으로 밀어 올린다.
이와 같이 상체를 밀어 올리게 되면, 등받이 지지대(140)가 등받이 프레임(126)의 한쌍의 레일(132a,132b)상에서 슬라이딩하면서 하지 근력 강화 운동을 하게 된다.
이와 같은 경우, 환자는 스위치(148)의 조작을 통하여 추가적으로 등받이 프레임(126)의 틸팅 각도를 조절할 수 있다.
만일, 등받이 프레임(126)을 세워서 틸팅각도가 높아지도록 조절하면, 등받이 지지대(140)는 그 자중에 의해서 슬라이딩 작동 부하가 커지게 되어 환자는 하지 운동부하를 크게 느낀다.
그러나, 등받이 프레임(126)을 눕혀서 틸팅각도가 낮게 조절하면, 등받이 지지대(140)는 그 자중에 의해서 슬라이딩 작동 부하가 작아지게 되어 하지 운동부하를 크게 줄일 수 있다.
따라서 환자는 본인에게 적합한 부하를 선택하여 효과적으로, 하지 근력 강화 운동을 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 하지 부상환자에 대해 각각 다리별 접힘 각도, 또는 발목별 접힘 각도별로 다르게 개별적으로 지지하고, 하지 근력 강화 운동을 실시할 수 있다. 따라서, 하지 부상이 심각한 환자라도 안정되게 하지의 근력 강화 운동을 실시할 수 있고, 등받이(144)의 틸팅 각도와 각각의 하지별 접힘 각도를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 환자의 부상 정도에 따라서 재활 훈련의 효과를 극대화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 예를 들면, 등받이(144)와 시트(158) 및 종아리 받침판(160)등에는 환자의 양발을 결속할 수 있는 커프(cuff), 밴드 또는 벨크로 같은 고정수단을 구성하여 신체조절능력이 떨어지는 환자에게 발생할 수 있는 비상상황에 대비하여 안전장치 역할을 할 수도 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.
100: 하지 운동장치 110: 베이스
120: 제1 구동부 122: 제1 액튜에이터
126: 등받이 프레임 132a,132b레일
140: 등받이 지지대 142: 롤러
144: 등받이 146: 롤러 프레임
148: 스위치 150: 제2 구동부
152a,152b: 제2 액튜에이터 154a,154b: 종아리 프레임
156a,156b: 시트 프레임 158: 시트
160: 종아리 받침판 170a,170b: 발판
180: 링크 190: 팔 지지부
192a,192b: 아암 레버 194a,194b: 가이드 프레임
196a,196b: 아암 슬라이더 200a,200b: 지지 원판
202a,202b: 레버 홀더 204a,204b: 중심축
210: 구멍 220: 발판 각도 조절부
230a,230b: 제어바 232a,232b: 제1 레버
234a,234b: 제2 레버 240a: 제1 브라켓
240b: 제2 브라켓 250: 틸팅 각도계
B1~ B7: 브레이크 나사 P1~P6: 제1 핀~제 6핀

Claims (8)

  1. 하지의 마비 또는 근력약화가 있는 환자들의 하지 재활 치료를 위한 장치에 있어서,
    금속 프레임으로 이루어진 베이스;
    상기 베이스의 상부에서 환자의 등을 지지하는 등받이를 슬라이딩 가능하게 장착하고, 상기 베이스상에 구비된 제1 액튜에이터의 작동으로 베이스에 대해 후방으로 등받이 프레임의 틸팅이 가능하도록 연결되는 제1 구동부;
    상기 등받이 프레임의 하단에 회전가능하게 연결되고, 상부에는 시트가 구비된 시트 프레임, 상기 시트 프레임의 각각 전단에 회전가능하도록 연결되고, 전면에는 종아리 받침판이 각각 장착된 한쌍의 종아리 프레임, 및 상기 각각의 종아리 프레임의 하단에 각각 회전가능하도록 연결된 한쌍의 발판을 구비하고, 상기 등받이 프레임에 고정된 한쌍의 제2 액튜에이터의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임들을 시트 프레임에 대해서 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 제2 구동부;
    상기 각각의 종아리 프레임의 하단에 회전가능하도록 연결된 발판의 연결 각도를 각각 변경시키도록 상기 종아리 프레임과 발판을 연결시키도록 된 제어바들을 각각 구비한 발판 각도 조절부; 및
    상기 등받이 프레임의 중간 부분 양측에 각각 회전가능하도록 배치되고, 등받이 프레임에 나란하게 후방으로 접혀지거나, 등받이 프레임으로부터 돌출하도록 전방으로 펼쳐져서 사용시에는 환자의 팔을 각각 지지하는 한쌍의 아암 레버들을 구비한 팔 지지부를 더 포함하고,
    상기 팔 지지부는 등받이 지지대의 양측으로 배치된 각각의 가이드 프레임상에서 각각 아암 슬라이더가 상하 이동가능하도록 구성되고, 상기 각각의 아암 슬라이더에는 일측으로 지지 원판이 돌출되어 일체로 고정되며, 상기 지지 원판에는 각각 레버 홀더들이 회전가능하도록 연결되고, 상기 레버 홀더들에는 각각 아암 레버들이 그 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 끼워지며, 상기 지지 원판에 대해 레버 홀더들의 회전각도를 제어하기 위한 브레이크 나사를 구비한 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 등받이 프레임에 구비된 한쌍의 레일을 구비하고, 상기 한쌍의 레일에는 각각 등받이 지지대에 회전가능하도록 장착된 한쌍의 롤러들이 다수 세트 회전가능하도록 연결되어 상기 등받이 프레임에 대해서, 등받이 지지대와, 그 상부면의 등받이가 슬라이딩가능하도록 연결시키며, 상기 등받이 프레임의 틸팅각도가 높아지면, 상기 등받이 지지대의 자중에 의한 슬라이딩 작동 부하가 커지게 되어 하지 운동부하가 커지고, 등받이 프레임의 틸팅각도가 낮아지면, 상기 등받이 지지대의 슬라이딩 작동 부하가 작아지게 되어 하지 운동부하를 줄일 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 구동부는 등받이 지지대에 연결된 다수 세트의 롤러 프레임에 각각 장착된 다수의 브레이크 나사들을 구비하고, 상기 브레이크 나사는 각각 상기 롤러 프레임의 측방을 나사식으로 관통하여 상기 한쌍의 레일측으로 전후진이 가능함으로써, 상기 브레이크 나사의 끝단이 한쌍의 레일측에 밀착되면 등받이 프레임에 대한 등받이 지지대의 슬라이딩을 정지시키고, 상기 브레이크 나사의 끝단이 한쌍의 레일측으로부터 떨어지면 등받이 프레임에 대한 등받이 지지대의 슬라이딩을 허용하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 구동부는 각각의 제2 액튜에이터들의 로드에는 각각 링크들이 연결되며, 상기 링크들은 각각 그 일측단부가 등받이 프레임에 연결되고, 타측 단부는 종아리 프레임의 후방에 회전가능하도록 연결되며, 그 중간에는 핀이 구비되어 상기 제2 액튜에이터의 개별적인 작동으로 상기 각각의 종아리 프레임들을 시트 프레임에 대해서 서로 다른 각도로 개별적으로 접거나 펼치도록 각각 제어하는 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 팔 지지부는 가이드 프레임상에서 각각 아암 슬라이더의 상하이동을 고정시키기 위한 브레이크 나사들을 구비하고, 상기 레버 홀더들상에서 각각 아암 레버들의 슬라이딩을 고정시키기 위한 브레이크 나사들을 구비하며, 상기 레버 홀더를 각각 나사식으로 관통하여 그 끝단이 지지 원판의 구멍으로 각각 삽입되어 지지 원판에 대한 레버 홀더들의 회전각도를 고정시키는 브레이크 나사를 구비하고, 상기 지지 원판의 구멍들을 상기 지지 원판에 대한 레버 홀더의 회전축을 중심으로 원호상의 일정간격으로 다수 배치됨으로써, 환자의 탑승시에는 상기 아암 레버들이 등받이 지지대의 후방으로 - 15도까지 올려서 탑승을 용이하게 하고, 환자가 탑승하면 등받이 지지대의 전방으로 110도까지 내려서 환자의 팔을 지지하며, 좌,우 방향으로 추락을 방지하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 발판 각도 조절부는 제어바들이 각각 상기 종아리 프레임의 중간에 상단이 회전가능하게 연결된 제1 레버와, 상기 제1 레버의 내측에서 슬라이딩이 가능하게 끼워져서 연결되고, 하단이 발판의 중간에 회전가능하도록 연결된 제2 레버 및, 상기 제1 레버를 각각 나사식으로 관통하여 그 끝단이 제2 레버의 길이방향 홈으로 각각 삽입되어 제1 레버에 대한 제2 레버의 슬라이딩을 고정시키는 브레이크 나사를 구비하여 종아리 프레임의 하단에 회전가능하도록 연결된 발판의 연결 각도를 각각 변경시키는 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발판 각도 조절부는 종아리 프레임의 하단 후방으로 돌출된 제1 브라켓과, 상기 발판의 후방으로 돌출된 제2 브라켓들을 나사식으로 연결시키는 브레이크 나사를 추가적으로 구비하여 종아리 프레임의 하단에 대한 발판의 연결 각도를 견고히 고정시키는 것임을 특징으로 하는 하지 운동장치.

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