KR101593028B1 - Gait rehabilitation device based on rotational three degree freedom and translation three degree freedom - Google Patents

Gait rehabilitation device based on rotational three degree freedom and translation three degree freedom Download PDF

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Abstract

본 명세서에서는 고정단으로부터 순차적으로 3개 관절을 구비한 제1연결부를 통해 연결된 제1플레이트를 포함하는 제1보행 보조부, 상기 고정단과 제2연결부를 통해 연결된 제2플레이트를 포함하는 제2보행 보조부, 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치 데이터를 포함하는 보행궤적 데이터베이스 및 상기 보행 데이터에 기반하여 상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 상기 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치로 지속적으로 움직이도록 보행 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 회전 또는 병진운동시키는 제어부를 포함하되, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 사용자의 양 발을 지지하고, 회전 3 자유도(roll, pitch, yaw)의 이동이 가능하며, 상기 제1연결부의 3개 관절은 각각 좌우, 전후, 상하운동이 가능하여 상기 제1플레이트가 병진 3자유도 운동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치가 설명된다.The present invention includes a first walking support part including a first plate connected to a fixed end through a first connection part having three joints in sequence and a second walking support part including a second plate connected to the fixed end and the second connection part, A gait trajectory database including gait position data of a left gait and a right gait with respect to a predetermined gait trajectory and a gait trajectory database including gait trajectory data of the left and right gait trajectories of the first and second plates based on the gait data, And a control unit for rotating or translating the first plate and the second plate so as to continuously move the first plate and the second plate, wherein the first plate and the second plate support both feet of the user, , yaw), and the three joints of the first connection portion can move left and right, back and forth, and up and down, respectively, A three-degree-of-freedom three degree-of-freedom and translational three degree of freedom based gait rehabilitation training device is described which is characterized in that the rate enables translational three degree of freedom exercise.

Description

회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치{GAIT REHABILITATION DEVICE BASED ON ROTATIONAL THREE DEGREE FREEDOM AND TRANSLATION THREE DEGREE FREEDOM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gait rehabilitation device based on rotational three degrees of freedom and a translational three degree of freedom (GAIT REHABILITATION DEVICE BASED ON ROTATIONAL THREE DEGREE FREEDOM AND TRANSLATION THREE DEGREE FREEDOM)

본 발명은 보행 재활 훈련 장치에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 회전3자유도 및 병진3자유도를 이용하여 재활자가 직선뿐만 아니라 곡선 및 계단에 대한 보행훈련을 할 수 있게 하는 보행 재활 훈련 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a gait rehabilitation training apparatus, and more particularly, to a gait rehabilitation training apparatus that allows a rehabilitation person to perform a gait training on curves and stairs as well as a straight line using three degrees of freedom of rotation and three degrees of freedom of translation .

전방십자인대(Anterior cruciate ligament, ACL) 손상 및 뇌졸중 그리고 하지 근육 손상 등으로 인해 신체의 한쪽 부분만의 기능이 약화되거나 전신의 근육이 마비되게 되면 기초적인 사회 생활을 영위하는데 꼭 필요한 보행 능력에 악영향을 미치게 된다. Anterior cruciate ligament (ACL) injuries, stroke, and lower extremity muscle injuries, such as weakening of one part of the body only, or paralysis of the whole body muscles, negatively affects the necessary walking ability .

이러한 손상이 발생하게 되면 환자는 재활 훈련을 통해 약화된 신체 기능을 정상으로 되돌려 사회 생활에 복귀하고자 하는데, 재활 훈련은 기본적으로 근육의 손실을 보충하기 위한 점진적 저항훈련(Progressive resistance training, PRT)와 신경 재활을 위한 신경근 훈련(Neuromuscular training, NT) 그리고 보행 재활을 위한 체중 지지 트래드밀 훈련(Treadmill training with body-weight support)를 수행하게 된다.When these injuries occur, the patient will rehabilitate the weakened physical function to return to normal life through rehabilitation training. The rehabilitation training is basically the progressive resistance training (PRT) Neuromuscular training (NT) for nerve rehabilitation and treadmill training with body-weight support for gait rehabilitation.

각 훈련을 적절히 조합하여 꾸준히 수행하게 되면 환자의 운동 기능이 눈에 띄게 향상되게 된다. 하지만 위에서 언급된 모든 재활 운동의 종래 기술들은 평면의 직선운동만을 훈련시킬 수 있다. The proper combination of each training and steady performance results in a marked improvement in the patient's motor function. However, the prior art of all of the rehabilitation exercises mentioned above can only train a linear motion of the plane.

따라서 환자의 재활정도에 따라서 평면이 아니라 계단을 오르내리거나 직선을 걷는 것뿐만 아니라 곡선을 걷는 연습도 할 필요가 있음에도 이러한 훈련을 제공하지는 못한다.
Therefore, depending on the degree of rehabilitation of the patient, it is not possible to provide such training, although it is necessary to practice not only the steps of ascending or descending a staircase, but also walking a straight line, as well as walking a curve.

한국등록특허 10-1038925Korean Patent No. 10-1038925

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 환자가 계단을 오르거나 내려가는 연습 및 옆으로 걷는 연습을 제공할 필요가 있다.
In order to solve the above-mentioned problem, it is necessary to provide a practice for a patient to climb or descend a staircase and practice to walk sideways.

일 실시예에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치는 고정단으로부터 순차적으로 3개 관절을 구비한 제1연결부를 통해 연결된 제1플레이트를 포함하는 제1보행 보조부, 상기 고정단과 제2연결부를 통해 연결된 제2플레이트를 포함하는 제2보행 보조부, 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치 데이터를 포함하는 보행궤적 데이터베이스 및 상기 보행 데이터에 기반하여 상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 상기 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치로 지속적으로 움직이도록 보행 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 회전 또는 병진운동시키는 제어부를 포함하되, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 사용자의 양 발을 지지하고, 회전 3 자유도(roll, pitch, yaw)의 이동이 가능하며, 상기 제1연결부의 3개 관절은 각각 좌우, 전후, 상하운동이 가능하여 상기 제1플레이트가 병진 3자유도 운동을 가능하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The gait rehabilitation training apparatus based on rotation 3 degrees of freedom and translation 3 degrees of freedom includes a first gait supporter including a first plate connected through a first connection unit having three joints sequentially from a fixed end, A second gait auxiliary part including a second plate connected to the first plate and the second plate through a fixed end and a second connection part, a gait locus database including gait position data of a left foot and a right foot with respect to a predetermined gait locus, And a control unit for rotating or translating the first plate and the second plate so that the second plate continuously moves to the left and right foot positions of the predetermined walking trajectory, wherein the first plate and the second plate The plate supports both feet of the user and is capable of movement in three degrees of freedom (roll, pitch, yaw) The first and second joints can be moved left and right, front and back, and up and down, respectively, so that the first plate can perform translational three-degree-of-freedom movement.

또는 일 실시예에에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치에서, 상기 제2연결부는, 고정단으로부터 순차적으로 3개 관절을 구비하고, 상기 제2연결부의 3개 관절은 각각 좌우, 전후, 상하운동이 가능하여 상기 제2플레이트가 병진 3자유도 운동을 가능하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.Or a three-degree-of-freedom rotation and three-degree-of-freedom degree of freedom based walking and rehabilitation training apparatus according to an embodiment, the second connection portion includes three joints sequentially from a fixed end, Forward and backward, and up and down movements, respectively, so that the second plate can perform translational three-degree-of-freedom movement.

또는 일 실시예에에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치에서, 상기 제어부는, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 중 사용자의 발이 떨어진 쪽의 플레이트를 회전 또는 병진운동시킴으로써 사용자의 다음 걸음 위치를 지정하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the gait rehabilitation apparatus according to one embodiment of the present invention, the control unit may be configured to rotate or translate a plate on the side of the user's foot, out of the first plate and the second plate, The position of the next step of the user is designated.

또는 일 실시예에에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치에서, 상기 소정의 보행궤적은, 계단 오르내리기 및 곡선 보행 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the predetermined three-degree-of-freedom and three-degree-of-freedom three-degree-of-freedom based walking rehabilitation training apparatus may include at least one of stepping up and down and curved walking.

또는 일 실시예에에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치에서, 상기 제어부는, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 임의 크기의 외란을 적용시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In the gait rehabilitation training apparatus based on rotation 3 degrees of freedom and translation 3 degree of freedom according to an embodiment, the controller may apply a disturbance of an arbitrary size to the first plate and the second plate. have.

또는 일 실시예에에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치에서, 상기 소정의 보행궤적 및 상기 소정의 보행궤적상의 아바타를 표시하는 표시부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 아바타 제1플레이트 및 제2플레이트를 밟는 사용자의 동작에 따라 상기 아바타를 동작시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
And a display unit for displaying the predetermined gait locator and the avatar on the predetermined gait locus in the gait rehabilitation apparatus based on rotation three degrees of freedom and translational three degrees of freedom based on the embodiment, And the avatar is operated according to an operation of a user pressing the avatar first plate and the second plate.

본 발명의 일 실시예에 따르면 3자유도를가진 한쪽 플레이트와 6자유도를 가진 다른쪽 플레이트를 이용하여 다양한 궤적의 걸음을 연습할 수 있다. 또는 두 플레이트가 6자유도를 가지고 동작함으로써 더 다양한 궤적의 걸음 연습을 제공할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to practice walking of various trajectories using one plate having three degrees of freedom and the other plate having six degrees of freedom. Or the two plates may operate with six degrees of freedom to provide a more varied trajectory of stepping practice.

또한 사용자가 이동하는 궤적에 대한 영상과 사용자의 아바타를 보여줌으로써 훈련의 지루함을 제거하고 훈련의 효율성을 높일 수 있다.
Also, by showing the image of the trajectory of the user and the avatar of the user, it is possible to eliminate the boredom of the training and improve the efficiency of the training.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치의 사시도이다.
도2는 도1의 보행 재활 훈련 장치(1000)를 아래에서 바라본 사시도이다.
도3은 다른 일 실시예에 따른 보행 재활 훈련 장치의 사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 훈련 장치의 동작을 설명하기 위한 도이다.FIG. 1 is a perspective view of a three-degree-of-rotation and three-degree-of-freedom three-degree-of-freedom walking rehabilitation training apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the gait training rehabilitation apparatus 1000 of FIG. 1 as viewed from below.
3 is a perspective view of a walking rehabilitation training apparatus according to another embodiment.
4 is a view for explaining the operation of the walking rehabilitation training apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined herein . Like reference numerals in the drawings denote like elements. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention. In addition, the size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean a size actually applied.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치의 사시도이다. 도1을 참조하면, 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치(1000)는 사용자의 한쪽 발을 지탱하고 이동할 수 있는 제1보행 보조부(100), 사용자의 다른 한쪽 발을 지탱하고 이동할 수 있는 제2보행 보조부(200) 및 소정의 보행 궤적에 대한 데이터를 포함하고 있는 보행궤적 데이터 베이스(300) 및 소정의 보행 궤적에 따라 상기 제1보행 보조부 및 제2보행 보조부를 동작시키는 제어부(400)를 포함할 수 있다. 상기 제1보행보조부 및 제2보행보조부는 사용자의 왼발과 오른발을 각각 지탱하고 보행을 유도하는 수단으로서 제1보행보조부 및 제2보행보조구는 각각 왼발과 오른발 또는 오른발 왼발에 대응되도록 동작할 수 있다.FIG. 1 is a perspective view of a three-degree-of-rotation and three-degree-of-freedom three-degree-of-freedom walking rehabilitation training apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a gait rehabilitation apparatus 1000 based on three degrees of freedom of rotation and three degree of freedom of translation is provided with a first walking support unit 100 capable of supporting and moving one foot of a user, A walking trajectory database 300 including data on a predetermined gait locus and a second gait locus database 300 for operating the first gait and the second gait according to a predetermined gait locus And may include a control unit 400. The first and second walking aiding portions support the left and right feet of the user, respectively. The first and second walking aiding portions and the second walking aiding portion may correspond to the left and right or left foot, respectively. .

일 실시예에서 제1보행 보조부(100)는 고정단으로부터 순차적으로 3개의 관절을 구비한 연결부를 통해 연결된 제1플레이트를 포함할 수 있다. 도1을 참조하면, 고정단(10)으로부터 제1연결부(120)의 끝단에 제1플레이트(110)가 구비된다.  In one embodiment, the first walking assistant 100 may include a first plate connected to the fixed end sequentially through a joint having three joints. Referring to FIG. 1, a first plate 110 is provided at an end of the first connection part 120 from the fixed end 10.

제1플레이트(110)와 고정단(10) 사이의 제1연결부(120)는 3개의 축을 가지고 있다. 제1연결부(120)의 3개 관절 각각은 제1플레이트(110)가 좌우(축 123), 전후(축 122), 상하(축 121)운동 할 수 있도록 한다. 즉 상기 3개의 관절은 제1플레이트(110)가 병진 3자유도 운동을 가능하게 할 수 있다.The first connection portion 120 between the first plate 110 and the fixed end 10 has three shafts. Each of the three joints of the first connection portion 120 allows the first plate 110 to move left and right (axis 123), front and rear (axis 122), and up and down (axis 121). That is, the three joints can enable the first plate 110 to perform translational three-degree-of-freedom movement.

한편 제2보행 보조부(200)는 고정단(10)과 제2연결부(220)를 통해 연결된 제2플레이트(210)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서 제2연결부(220)는 관절을 구비하지 않아 제2플레이트(210)가 병진운동하지 않도록 고정 시킬 수 있다. 그러나 다른 실시예에서 상기 제2연결부(210)는 제1연결부(110)와 마찬가지로 3개의 축을 가지고 제2플레이트(210)가 병진 3자유 운동을 할 수 있게 할 수 있다.Meanwhile, the second walking aiding part 200 may include a second plate 210 connected to the fixed end 10 through the second connecting part 220. In this embodiment, the second connection part 220 does not have joints, so that the second plate 210 can be fixed so as not to translationally move. However, in another embodiment, the second connection part 210 may have three axes like the first connection part 110 to allow the second plate 210 to perform translational three-freedom movement.

본 명세서에서 고정단(10)은 제1플레이트 및 제2플레이트를 지지하기 위한 임의의 수단일 수 있으며, 도1에서는 하나의 고정단에 제1플레이트 및 제2플레이트가 설치되는 것으로 도시하였으나 이는 예시적인 것에 불과하고 다른 실시예에서는 두개 이상의 고정단이 설치되어 제1플레이트 및 제2플레이트를 각각 지지할 수 있다.In this specification, the fixed end 10 may be any means for supporting the first plate and the second plate. In FIG. 1, the first plate and the second plate are shown as being installed at one fixed end, In another embodiment, two or more fixed ends are provided to support the first plate and the second plate, respectively.

일 실시예에서, 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치(1000)는 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치 데이터를 포함하는 보행궤적 데이터베이스(300) 및 상기 보행 데이터에 기반하여 상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 상기 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치로 지속적으로 움직이도록 보행 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 회전 또는 병진운동시키는 제어부(400)를 포함한다.In one embodiment, a gait rehabilitation training apparatus 1000 based on rotational three degrees of freedom and three degrees of freedom of translation includes a gait trajectory database 300 that includes gait position data for left and right legs for a given gait trajectory, A controller 400 for rotating or translating the first plate and the second plate so that the first plate and the second plate continuously move to the left and right foot positions of the predetermined walking track, .

도2는 도1의 보행 재활 훈련 장치(1000)를 아래에서 바라본 사시도이다. 도2를 참조하면 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(210)와 제1 및 제2 연결부의 끝단에 각 플레이트를 회전 3자유도 이동할수 있게 하는 회전부가 나타난다. 이 회전부에 의해 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 회전 3 자유도(roll, pitch, yaw) 운동을 할 수 있다.2 is a perspective view of the gait training rehabilitation apparatus 1000 of FIG. 1 as viewed from below. Referring to FIG. 2, a rotatable portion is shown at the ends of the first plate 110 and the second plate 210 and the first and second connection portions to allow each plate to be rotated three degrees of freedom. The first plate and the second plate are capable of rotating in three degrees of freedom (roll, pitch, yaw).

제1회전부는 제1플레이트의 회전 3자유도 운동을 가능하게 한다. 구체적으로 제1회전부는 요(yaw)방향 운동을 가능하게 하는 축(101), 피치(pitch)방향 운동을 가능하게 하는 축(102) 및 롤(roll)방향 운동을 가능하게 하는 축(103)을 가질 수 있다.The first rotary part enables the rotation of the first plate in three degrees of freedom. Specifically, the first rotary part includes a shaft 101 that enables yaw movement, an axis 102 that enables pitch movement and an axis 103 that enables roll movement, Lt; / RTI >

이와 유사하게, 제2회전부는 제2플레이트의 회전 3자유도 운동을 가능하게 한다. 구체적으로 제2회전부는 요(yaw)방향 운동을 가능하게 하는 축(201), 피치(pitch)방향 운동을 가능하게 하는 축(202) 및 롤(roll)방향 운동을 가능하게 하는 축(203)을 가질 수 있다.Similarly, the second rotating part enables the rotation of the second plate in three degrees of freedom. Specifically, the second rotary part includes a shaft 201 that enables yaw movement, a shaft 202 that enables pitch movement, and a shaft 203 that enables roll movement. Lt; / RTI >

즉, 상술한 설명에서 제1플레이트(110)는 회전3 자유도 운동 및 병진3 자유도 운동을 할 수 있으며, 제2플레이트(210)는 회전3자유도 운동을 할 수 있다. 아래에서는 제2플레이트도 병진3 자유도 운동을 할 수 있는 경우에 대한 보행 재활 훈련 장치(1000)의 동작에 대하여 설명 하도록 한다.That is, in the above description, the first plate 110 can perform rotational three-degree-of-freedom motion and translational three-degree-of-freedom motion, and the second plate 210 can perform three- Hereinafter, the operation of the gait rehabilitation training apparatus 1000 for the case where the second plate can also perform the translational three-degree-of-freedom movement will be described.

도3은 다른 일 실시예에 따른 보행 재활 훈련 장치의 사시도이다. 이 실시예에서 보행 재활 훈련 장치(1000)의 제2플레이트(210)도 병진3자유도 운동을 할 수 있다. 이를 위해 도3에 나타난 바와 같이, 제2연결부(220)는, 고정단(10)으로부터 순차적으로 3개 관절(221-223)을 구비할 수 있다. 상기 제2연결부(220)의 3개 관절은 각각 좌우(223), 전후(222), 상하(221)운동이 가능하여 상기 제2플레이트(210)의 병진 3자유도 운동을 가능하게 한다.3 is a perspective view of a walking rehabilitation training apparatus according to another embodiment. In this embodiment, the second plate 210 of the walking rehabilitation apparatus 1000 can also perform translational three-degree-of-freedom movement. For this, as shown in FIG. 3, the second connection part 220 may include three joints 221-223 sequentially from the fixed end 10. The three joints of the second connection portion 220 are allowed to move left and right 223, front 222 and up 221 so that the second plate 210 can be translated in three degrees of freedom.

일 실시예에서 보행궤적 데이터 베이스(300)는 소정의 보행 궤적에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 상기 소정의 보행 궤적은 계단을 오르거나 내려가는 걸음에 대한 궤적일 수 있다. 또는 상기소정의 보행 궤적은 평지를 직선 또는 곡선으로 걸어가거나 오르막길 또는 내리막길을 직선 또는 곡선으로 걸어가는 걸음에 대한 궤적일 수 있다. 이에 따라서 사용자는 직선운동뿐만 아니라 곡선 및 계단등의 상황에 대하여도 재활운동을 할 수 있다.In one embodiment, the gait trajectory database 300 may include data for a predetermined gait trajectory. The predetermined walking trajectory may be a trajectory for a stepping up or down a step. Alternatively, the predetermined walking trajectory may be a trajectory for a straight line or a curved line, or a straight line or a curved line for an uphill or downhill road. Accordingly, the user can perform the rehabilitation exercise not only for the rectilinear motion but also for the situations such as the curve and the stairs.

이러한 소정의 보행 궤적에 대한 데이터는 데이터 베이스(300)에 저장되며, 데이터 베이스(300)는 일시적, 비일시적 저장 장치 등 임의의 저장장치일 수 있다. 데이터베이스의 데이터는 제어부(400)에 제공될 수 있다.The data about this predetermined walking trajectory is stored in the database 300, and the database 300 can be any storage device such as a temporary, non-temporary storage device. The data of the database may be provided to the control unit 400. [

일 실시예에서 제어부(400)는 제1보행보조부(100) 및 제2보행보조부(200)를 동작 시킬 수 있다. 예컨대 제어부(400)는 컴퓨터(PC)일 수 있으며 구체적으로는 임의의 처리장치일 수 있다. 제어부(400)는 데이터 베이스의 보행 궤적에 대한 데이터의 소정의 보행 궤적에 따라 상기 제1보행 보조부 및 제2보행 보조부를 동작시킬 수 있다.In one embodiment, the controller 400 may operate the first and second walking aids 100 and 200. For example, the control unit 400 may be a computer (PC) and may be any processing device. The controller 400 may operate the first and second walking aids and the second walking aids according to a predetermined walking trajectory of the data about the walking trajectory of the database.

제어부(400)는 사용자가 소정의 보행 궤적에 대응하는 걸음을 걸을 수 있도록 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(210)를 지속적으로 위치를 바꿔줄 수 있다. 즉 제어부(400)는 상기 제1플레이트(110)와 상기 제2플레이트(210) 중 사용자의 발이 떨어진 쪽의 플레이트를 회전 또는 병진운동시킴으로써 사용자의 다음 걸음 위치를 지정하는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치.The control unit 400 may continuously change the position of the first plate 110 and the second plate 210 so that the user can make a step corresponding to a predetermined walking trajectory. That is, the control unit 400 rotates or translates the plate of the first plate 110 and the second plate 210 on the side of the user's feet, thereby designating the next step position of the user. Walking rehabilitation training device based on three degrees of freedom and translational motion.

예컨대 사용자가 제1플레이트를 밟고 있던 오른발을 떼고, 왼발로 제2플레이트를 밟고 있는 상황이라면, 제어부(400)는 제1플레이트를 다음 걸음에 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다. 이에 따라서 사용자는 제자리에서 앞으로 걸어가는 느낌을 받을 수 있다.For example, if the user has left the right foot on the first plate and is pressing the second plate with the left foot, the control unit 400 can move the first plate to a position corresponding to the next step. As a result, the user can feel a sense of walking from place to place.

또한 다른 일 실시예에서 제어부(400)는 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(210)에 임의 크기 및 주기의 외란(random disturbance)를 가하여 플레이트에 올라선 사용자의 균형감을 높이는 훈련을 걷기와 함께 제공할 수 있다.In another embodiment, the controller 400 applies random disturbances of arbitrary magnitude and period to the first plate 110 and the second plate 210 to move the plate on the plate to increase the balance of the user. Can be provided together.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 훈련 장치의 동작을 설명하기 위한 도이다. 도4를 참조하면 보행 재활 훈련 장치(1000)는 소정의 보행궤적(510) 및 상기 소정의 보행궤적상의 아바타(520)를 표시하는 표시부(500)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 표시부(500)에 나타난 가상의 길을 보고 길을 따라서 걷는 연습을 할 수 있다. 4 is a view for explaining the operation of the walking rehabilitation training apparatus according to an embodiment of the present invention. 4, the walking rehabilitation apparatus 1000 may further include a display unit 500 for displaying a predetermined walking trajectory 510 and an avatar 520 on the predetermined walking trajectory. The user can practice walking by walking along the virtual path shown on the display unit 500. [

이를 위해 제어부(400)는 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(210)를 밟는 사용자의 동작에 따라 상기 아바타를 동작시킬 수 있다. 사용자는 표시부에 나타난 아바타를 보고 실제로 휘어진 길 또는 계단을 오르내리는 것으로 생각할 수 있다.For this, the controller 400 may operate the avatar according to the operation of the user pressing the first plate 110 and the second plate 210. The user can think that the avatar displayed on the display unit actually looks up or down a curved road or a stairway.

상술한 보행 재활 훈련 장치는 두 플레이트가 각각 회전 3자유도를 가지고 적어도 하나의 플레이트는 병진 3자유도를 가짐으로써 계단을 오르내리거나 휘어진 도로를 걷는 훈련을 할 수 있다.The walking rehabilitation apparatus described above can train the two plates to each have three degrees of freedom of rotation and at least one of the plates has three degrees of freedom of translation to move up and down stairs or walk on curved roads.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. However, it should be understood that such modifications are within the technical scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 제1보행 보조부
200 : 제2보행 보조부
300 : 데이터 베이스
400 : 제어부
500 : 표시부
10 : 고정단
110 : 제1플레이트
210 : 제2플레이트
1000 : 보행 재활 훈련 장치100: first gait assistant
200: second walking support part
300: database
400:
500:
10: Fixed end
110: first plate
210: second plate
1000: Walking rehabilitation training device

Claims (6)

고정단으로부터 순차적으로 3개의 회전 관절을 구비한 제1연결부를 통해 연결된 제1플레이트를 포함하는 제1보행 보조부;
상기 고정단과 제2연결부를 통해 연결된 제2플레이트를 포함하는 제2보행 보조부;
소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치 데이터를 포함하는 보행궤적 데이터베이스; 및
상기 걸음 위치 데이터에 기반하여 상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 상기 소정의 보행궤적에 대한 왼발 및 오른발의 걸음 위치로 지속적으로 움직이도록 보행 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 회전 또는 병진운동시키는 제어부를 포함하되,
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 사용자의 양 발을 지지하고, 회전 3 자유도(roll, pitch, yaw)의 이동이 가능하며, 상기 제1연결부의 3개의 회전 관절은 각각 좌우, 전후, 상하운동이 가능하여 상기 제1플레이트가 병진 3자유도 운동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치.
A first walking support portion including a first plate connected to the fixed end through a first connection portion having three revolute joints sequentially from the fixed end;
A second walking support part including a second plate connected to the fixed end through a second connection part;
A gait locus database including gait position data of a left foot and a right foot with respect to a predetermined gait locus; And
And a controller for rotating or translating the first plate and the second plate so that the first plate and the second plate continuously move to the left and right foot positions of the predetermined walking trajectory based on the walking position data, , ≪ / RTI &
Wherein the first plate and the second plate support both feet of a user and are capable of rotating three degrees of freedom (roll, pitch, yaw) Wherein the first and second plates are allowed to move up and down so that the first plate can translate the three degrees of freedom movement.
제1항에 있어서,
상기 제2연결부는,
고정단으로부터 순차적으로 3개의 회전 관절을 구비하고,
상기 제2연결부의 3개의 회전 관절은 각각 좌우, 전후, 상하운동이 가능하여 상기 제2플레이트가 병진 3자유도 운동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치.
The method according to claim 1,
The second connection portion
Three rotary joints are sequentially provided from the fixed end,
Wherein the three joints of the second connection part are capable of moving left and right, back and forth, and up and down, respectively, so that the second plate can perform translational three degree of freedom movement. Rehabilitation training device.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 중 사용자의 발이 떨어진 쪽의 플레이트를 회전 또는 병진운동시킴으로써 사용자의 다음 걸음 위치를 지정하는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein a position of a next step of the user is specified by rotating or translating a plate of the first plate and the second plate on a side away from a user's foot, .
제3항에 있어서,
상기 소정의 보행궤적은,
계단 오르내리기 및 곡선 보행 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치.
The method of claim 3,
Wherein the predetermined gait locus comprises:
A step-up / down step, and a step-up / step-down step.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 임의 크기의 외란을 적용시키는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And a disturbance of an arbitrary size is applied to the first plate and the second plate.
제1항에 있어서,
상기 소정의 보행궤적 및 상기 소정의 보행궤적상의 아바타를 표시하는 표시부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 밟는 사용자의 동작에 따라 상기 아바타를 동작시키는 것을 특징으로 하는 회전3자유도 및 병진3자유도 기반의 보행 재활 훈련 장치. The method according to claim 1,
Further comprising a display section for displaying the predetermined gait trajectory and the avatar on the predetermined gait trajectory,
Wherein the controller operates the avatar according to an operation of a user pressing the first plate and the second plate.
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