KR101613505B1

KR101613505B1 - 마우스형 재활 훈련 장치

Info

Publication number: KR101613505B1
Application number: KR1020150017434A
Authority: KR
Inventors: 반호영; 최용근; 유경환; 이수빈; 노성준
Original assignee: 주식회사 네오펙트
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-05-02
Also published as: WO2016125961A1

Abstract

본 발명은 마우스형 재활 훈련 장치에 관한 것으로서, 손이 거치되는 마우스 본체; 상기 마우스 본체에 롤링가능하게 결합되는 하나 이상의 바퀴; 상기 마우스 본체가 이동하도록 상기 하나 이상의 바퀴를 각각 회전시키는 하나 이상의 구동 모터; 상기 마우스 본체에 마련되어, 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하는 패턴 인식부; 및 상기 패턴 인식부에 의해 인식된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도를 바꾸기 위해 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마우스형 재활 훈련 장치{REHABILITATION TRAINING APPARATUS OF MOUSE TYPE}

본 발명은 마우스형 재활 훈련 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 손목 및 어깨 관절 부위를 재활 훈련할 수 있는 마우스형 재활 훈련 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인체의 각 관절 부위는 관절 부위와 인접한 부위들이 관절 부위를 기준으로 회전 가능한 구조를 가진다.

한편, 노인이나 근력이 약한 재활 환자들은 건강한 사람들에 비해 관절 운동에 어려움을 겪고 있으며, 실질적으로 운동이 필요함에도 일반적인 운동기구로는 운동을 하는 것이 현실적으로 어려운 실정이다.

특히, 손목 및 어깨와 같은 관절 부위를 수술한 환자의 경우에는 스스로 운동이 불가능하므로, 근육이 약해지고 원활한 영양 공급이 이루어지지 않아서 손목 및 어깨의 관절 부위가 뻣뻣해지면서 굳어질 우려가 있다.

따라서, 관절의 변형을 방지하고 정상적인 활동에 복귀하기 위해서는 장시간 통증을 동반한 재활 운동을 하여야 한다.

한편, 종래의 재활 훈련 장치는 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 구속시켜 무리한 운동을 하지 않도록 하는 정도의 기능을 갖는 것이 대부분이었다.

이에, 근래에 들어서는 액추에이터에 의해 관절 각도를 변화시키도록 구성되는 재활 훈련 장치의 연구가 진행되고 있다.

따라서, 본 출원인은 사용자가 손을 거치한 상태에서 손목 및 어깨의 관절 부위를 재활 훈련할 수 있는 마우스형 재활 훈련 장치를 개발하기에 이르렀다.

국내등록특허공보 제10-1099063호(발명의 명칭: 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구, 공고일: 2011.12.28.)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 손이 거치되는 마우스 본체를 사용자의 특성에 따라 다양한 패턴으로 이동시켜, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있는 마우스형 재활 훈련 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자가 미세한 근력을 이용하여 마우스 본체를 원하는 방향으로 이동시켜, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있는 마우스형 재활 훈련 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 목적은, 손이 거치되는 마우스 본체; 상기 마우스 본체에 롤링가능하게 결합되는 하나 이상의 바퀴; 상기 마우스 본체가 이동하도록 상기 하나 이상의 바퀴를 각각 회전시키는 하나 이상의 구동 모터; 상기 마우스 본체에 마련되어, 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하는 패턴 인식부; 및 상기 패턴 인식부에 의해 인식된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도를 바꾸기 위해 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는 제어부를 포함하는, 마우스형 재활 훈련 장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 패턴 인식부는 광학인식센서 또는 포토센서일 수 있다.

상기 패턴 인식부는, 상기 마우스 본체의 저부면 중앙에 배치되는 제1패턴 인식부; 및 상기 제1광학인식센서와 편위되게 상기 마우스 본체의 저부면에 배치되는 제2패턴 인식부를 포함할 수 있다.

상기 마우스 본체에 편지지되어, 상기 마우스 본체를 파지하는 사용자의 팔이 거치되는 팔 거치대; 및 상기 팔 거치대에 롤링가능하게 결합되는 하나 이상의 보조 바퀴를 포함할 수 있다.

상기 마우스 본체에 마련되어, 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터가 저장된 메모리; 및 상기 마우스 본체에 마련되어, 외부 기기로부터 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 수신하는 무선통신부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 패턴 인식부로부터 수신된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 우선하여 상기 메모리 또는 상기 무선통신부를 통해 수신한 상기 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 메모리 또는 상기 무선통신부를 통해 수신한 상기 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 상기 마우스 본체의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터의 편차가 일정 범위를 초과할 경우, 상기 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어할 수 있다.

상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도를 지시하며 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생하는 외부입력측정부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 외부입력측정부로부터 전송된 이동 방향 및 속도 데이터에 의거하여 상기 마우스 본체가 이동하도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어할 수 있다.

상기 마우스 본체에 마련되어, 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터가 저장된 메모리; 및 상기 마우스 본체에 마련되어, 외부 기기로부터 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 수신하는 무선통신부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 마우스 본체가 상기 외부입력측정부의 이동 방향 및 속도 데이터에 따라 이동하도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하되, 상기 메모리 또는 상기 무선통신부를 통해 수신한 상기 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 상기 마우스 본체의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터와의 편차가 일정 범위를 초과할 경우 상기 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어할 수 있다.

상기 외부입력측정부는 로드셀, 토크센서, 포스센서, 압력센서, 가변저항 중 적어도 어느 하나를 통해 외부로부터의 미는 힘에 대한 세기와 방향을 측정하여 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생할 수 있다.

상기 마우스 본체로부터 돌출되어, 상기 사용자의 손을 파지하기 위한 핸들을 더 포함할 수 있다.

상기 무선통신부는 이동통신 모듈, 무선인터넷 모듈, 근거리통신 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하는 패턴 인식부를 구비하고, 패턴 인식부에 의해 인식된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 손이 거치되는 마우스 본체를 이동시킴으로써, 사용자의 특성에 따라 다양한 패턴으로 관절 운동할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있다.

또한, 조이스틱 형태의 외부입력측정부를 마련함으로써, 사용자가 미세한 근력을 이용하여 마우스 본체를 원하는 방향으로 이동시키며, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스형 재활 훈련 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 도 1의 우측면도,
도 4는 도 1의 저면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스형 재활 훈련 장치의 제어블록도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스형 재활 훈련 장치가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 마우스 본체(11), 한 쌍의 바퀴(15), 한 쌍의 구동 모터(21), 패턴 인식부(31), 제어부(41)를 포함한다.

마우스 본체(11)는 속이 빈 원통 형상을 가지며, 내부에는 한 쌍의 구동 모터(21) 및 제어부(41)가 수납된다. 이러한 마우스 본체(11)의 상부면에는 사용자의 손이 거치된다.

한 쌍의 바퀴(15)는 마우스 본체(11)의 저부면에 롤링가능하게 결합되어 있다. 한 쌍의 바퀴(15)는 상호 대향 배치되며, 마우스 본체(11)를 이동시키는 역할을 한다. 한 쌍의 바퀴(15)는 마우스 본체(11)의 중심에 대해 상호 평행을 유지하도록 마우스 본체(11)에 결합되어 있다. 여기서, 본 실시예에서는 한 쌍의 바퀴(15)가 도시되어 있지만 이에 한정되지 않으며, 바퀴(15)는 하나 이상 마련될 수도 있다. 또한, 한 쌍의 바퀴(15)는 360도의 각도로 회전가능하게 마우스 본체(11)의 저부면에 롤링가능하게 결합될 수도 있다.

한 쌍의 구동 모터(21)는 마우스 본체(11)에 수납되어 한 쌍의 바퀴(15)에 각각 연결되며, 마우스 본체(11)가 이동하도록 바퀴(15)를 회전시키는 역할을 한다. 여기서, 구동 모터(21)의 수량은 바퀴(15)의 수량에 대응하여 마련되며, 각 구동 모터(21)는 제어부(41)의 제어를 통해 동일 또는 상이한 속도로 회전한다. 또한, 구동 모터(21)는 정밀한 속도 제어가 가능한 엔코더모터, 서보모터, 스테핑모터를 사용하는 것이 바람직하다.

패턴 인식부(31)는 마우스 본체(11)의 저부면에 마련되어, 마우스 패드 역할을 하는 센싱 시트(미도시)와 같은 인쇄물에 미리 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식한다. 패턴 인식부(31)로서 센서 시트 등과 같은 인쇄물에 표시된 인쇄 패턴을 인식하는 광학인식센서(optical identification sensor, OID 센서) 또는 포토센서로 마련될 수 있다. 이하에서는 패턴 인식부(31)로서 광학인식센서를 적용한 것에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)의 패턴 인식부(31)는 마우스 본체(11)의 저부면 중앙에 배치되는 제1패턴 인식부로서 제1광학인식센서(33)와, 제1광학인식센서(33)와 편위되게 마우스 본체(11)의 저부면에 배치되는 제2패턴 인식부로서 제2광학인식센서(35)를 포함한다.

따라서, 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴의 일 예로서, 원형, 타원형, 나선형, 다각형 중 어느 하나의 형상에 대한 좌표 데이터를 제1광학인식센서(33)와 제2광학인식센서(35)를 통해 인식하고, 각 광학인식센서33,35)는 인식된 좌표 데이터를 제어부(41)로 전송한다. 한편, 제1광학인식센서(33)를 마우스 본체(11)의 중앙에 배치하고, 제2광학인식센서(35)를 제1광학인식센서(33)와 편위되게 배치함으로써, 제어부(41)는 마우스 본체(11)의 이동 방향과 현재 위치를 인식할 수 있게 된다.

제어부(41)는 마우스 본체(11)에 수납되어, 제1광학인식센서(33)와 제2광학인식센서(35)로부터 전송된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 마우스 본체(11)의 이동 방향 및 속도를 바꾸기 위해 각 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어한다.

제어부(41)가 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 동일하게 제어하면 마우스 본체(11)는 전진 또는 후진 이동을 하게 되고, 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 각각 상이하게 제어하면 마우스 본체(11)는 선회 이동 또는 자유 곡선 이동을 하게 된다.

또한, 제어부(41)는 구동 모터(21)와 연동하여, 마우스 본체(11)의 이동 방향과 이동 거리를 연산한다.

한편, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 팔 거치대(51)와, 보조 바퀴(59)를 더 포함한다.

팔 거치대(51)는 마우스 본체(11)에 편지지되어, 마우스 본체(11)를 파지하는 사용자의 팔이 거치된다. 팔 거치대(51)는 사용자의 손목과 팔꿈치 사이의 하박이 거치되는 제1아암거치부(53)와, 팔꿈치와 어깨 관절 사이의 상박이 거치되는 제2아암거치부(55)를 포함한다.

제2아암거치부(55)는 마우스 본체(11)의 상부면에 대해 단차를 이루며 편평하게 마련되고, 제1아암거치부(53)는 제2아암거치부(55)와 마우스 본체(11)의 상부면 사이의 단차를 커버하도록 경사지게 절곡 형성되어 있다.

여기서, 팔 거치대(51)는 마우스 본체(11)의 일측에 고정되지 않고, 마우스 본체(11)에 스위블(swivel) 가능하게 마련될 수도 있다.

팔 거치대(51)의 저부면에는 팔 거치대(51)의 이동을 원활하게 하는 한 쌍의 보조 바퀴(59)가 롤링가능하게 결합되어 있다. 한 쌍의 보조 바퀴(59)는 팔 거치대(51)가 마우스 본체(11)의 다양한 이동 형태에 대응할 수 있도록 팔 거치대(51)의 저부면에 360도의 각도로 회전가능하게 마련된다. 여기서, 보조 바퀴(59)는 하나 또는 세 개 이상 마련될 수 있다.

이로써, 팔 거치대(51)는 전체적으로 대차 형태를 가지며, 사용자는 팔을 팔 거치대(51)에 거치함과 동시에, 마우스 본체(11)에 손을 거치할 수 있게 된다.

여기서, 팔 거치대(51)와 보조 바퀴(59)는 필요에 따라 선택적으로 개재될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 마우스 본체(11)의 이동 방향 및 속도를 지시하며 마우스 본체(11)의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생하는 외부입력측정부를 더 포함한다. 외부입력측정부는 로드셀, 토크센서, 포스센서, 압력센서, 가변저항 중 적어도 어느 하나를 통해 외부로부터의 미는 힘에 대한 세기와 방향을 측정하여 마우스 본체(11)의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생하며, 조이스틱과 같은 형태로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 외부입력측정부?? 일 실시예로서 가변저항식 조이스틱(61)이 마련되어 있다.

조이스틱(61)은 마우스 본체(11)에 스위블 가능하게 마련되어, 마우스 본체(11)의 이동 방향 및 속도를 지시하며 마우스 본체(11)의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생한다.

조이스틱(61)은 레버(63)의 전, 후, 좌, 우의 움직임에 대응하는 가변저항부(65)의 가변저항에 따라 전압이 변동되는 방식의 가변저항식일 수 있다.

이러한 가변저항식 조이스틱(61)은, 사용자가 손으로 파지하여 마우스 본체(11)의 이동 방향을 지시하는 레버(63)와, 레버(63)의 스위블 궤적에 마련되어 레버(63)의 움직임에 따라 저항이 가변되는 가변저항부(65)를 포함한다.

따라서, 레버(63)의 전, 후, 좌, 우의 움직임에 대응하는 가변저항부(65)의 저항 변동에 따른 마우스 본체(11)의 이동 방향 데이터는 제어부(41)로 전송된다. 제어부(41)는 조이스틱(61)으로부터 전송된 이동 방향 및 속도 데이터에 기초하여, 마우스 본체(11)가 조이스틱(61)의 지시 방향으로 이동하도록 한 쌍의 구동 모터(21)의 각 회전 속도를 제어한다.

또한, 제어부(41)는 조이스틱(61)으로부터 이동 방향 및 속도 데이터가 수신되면, 제1광학인식센서(33) 및 제2광학인식센서(35)로부터 수신된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 우선하여, 조이스틱(61)의 이동 방향 및 속도 데이터에 따라 마우스 본체(11)가 이동하도록 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어한다.

이러한 조이스틱(61)의 구성을 갖는 마우스형 재활 훈련 장치(10)의 경우, 마우스 본체(11) 또는 조이스틱(61)의 일측에는, 한 쌍의 구동 모터(21)를 제1광학인식센서(33) 및 제2광학인식센서(35)로부터 수신된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 의거하여 제어할 것인지, 아니면 조이스틱(61)의 제어 신호에 따라 회전시킬 것인지를 선택하기 위한 제어 선택 버튼(67)이 마련될 수도 있다.

제1광학인식센서(33) 및 제2광학인식센서(35)로부터 수신된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 따라 한 쌍의 구동 모터(21)가 회전하도록 제어 선택 버튼(67)을 조작하면, 제1광학인식센서(33)와 제2광학인식센서(35)가 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하여, 인식한 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 제어부(41)로 전송하여 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어하게 되고, 마우스 본체(11)는 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴을 따라 이동하게 된다. 이 때, 조이스틱(61)은 마우스 본체(11)를 이동시키기 위한 제어 기능을 상실하게 되고, 이 경우 조이스틱(61)의 레버(63)는 사용자가 파지하여 손을 마우스 본체(11)에 안정적으로 거치할 수 있는 핸들의 기능을 하게 된다.

한편, 조이스틱(61)의 제어 신호에 따라 한 쌍의 구동 모터(21)가 회전하도록 제어 선택 버튼(67)을 조작하면, 사용자가 미세한 근력을 이용하여 조이스틱(61)을 조작하여, 사용자가 가리키는 방향으로 마우스 본체(11)를 이동시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 메모리(45)를 더 포함한다.

메모리(45)는 마우스 본체(11)에 마련되어, 마우스 본체(11)가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 저장한다.

메모리(45)는 제어 선택 버튼(67)의 선택에 의해 메모리(45)에 저장된 마우스 본체(11)가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 제어부(41)에 제공한다.

제어부(41)는 메모리(45)를 통해 제공된 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어하여, 마우스 본체(11)의 이동을 제어한다.

이와 같이 메모리(45)를 마련함에 따라, 사용자의 특성에 따라 메모리(45)를 통해 이동 패턴을 선택 수신하여, 사용자가 손을 마우스 본체(11)에 거치한 상태에서 메모리(45)에 저장된 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 미리 설정된 방향으로 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

한편, 제어부(41)는 마우스 본체(11)가 조이스틱(61)의 이동 방향 및 속도 데이터에 따라 이동하도록 한 쌍의 구동 모터(21)를 제어할 때, 메모리(45)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 마우스 본체(11)의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터와의 편차가 일정 범위를 초과할 경우 제어부(41)는 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 무선통신부(81)를 더 포함한다.

무선통신부(81)는 마우스 본체(11)에 마련되어, 외부 기기(5)와 네트워크를 통하여 데이터를 수신하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부(81)는 이동통신 모듈(83)과, 무선인터넷 모듈(85)과, 근거리통신 모듈(87)을 포함한다.

이동통신 모듈(83)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 데이터를 송수신한다. 이동통신 모듈(83)은 상대방과 통화를 할 수 있는 음성통화모드를 구현하도록 이루어진다.

무선 인터넷 모듈(85)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 마우스 본체(11)에 내장된다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(long term evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 이용될 수 있다.

근거리통신 모듈(87)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

특히, 이러한 무선통신부(81)는 제어 선택 버튼(67)의 선택에 의해 외부 기기(5)로부터 마우스 본체(11)가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 수신하여 제어부(41)에 제공하는 역할을 한다.

제어부(41)는 무선통신부(81)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어하여, 마우스 본체(11)의 이동을 제어한다.

이와 같이 무선통신부(81)를 마련함에 따라. 사용자의 특성에 따라 무선통신부(81)를 통해 이동 패턴을 선택 수신하여, 사용자가 손을 마우스 본체(11)에 거치한 상태에서 무선통신부(81)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 미리 설정된 방향으로 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

한편, 제어부(41)는 마우스 본체(11)가 조이스틱(61)의 이동 방향 및 속도 데이터에 따라 이동하도록 한 쌍의 구동 모터(21)를 제어할 때, 무선통신부(81)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 마우스 본체(11)의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터와의 편차가 일정 범위를 초과할 경우 제어부(41)는 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어할 수 있다.

여기서, 본 실시예에서의 무선통신부(81)는 이동통신 모듈(83)과, 무선인터넷 모듈(85)과, 근거리통신 모듈(87)을 포함하는 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되지 않으며, 무선통신부(81)는 이동통신 모듈(83), 무선인터넷 모듈(85), 근거리통신 모듈(87) 중 적어도 어느 하나만 포함될 수도 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 사용자가 손을 거치한 상태에서 제1광학인식센서(33) 및 제2광학인식센서(35)에 의해 인식된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 손이 거치되는 마우스 본체(11)를 이동시킴으로써, 마우스 본체(11)가 이동하며 사용자의 팔을 이끌어주게 되어, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

또는, 사용자가 미세한 근력을 이용하여 조이스틱(61)을 조작함으로써, 마우스 본체(11)를 원하는 방향으로 이동시키며, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 다른 실시예로서, 도시되어 있지 않지만 전술한 일 실시예에서의 외부입력측정부를 구비하지 않을 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 제어부(41)는 패턴 인식부(31)로부터 수신된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 우선하여 메모리(45) 또는 무선통신부(81)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 한 쌍의 구동 모터(21)를 제어하게 된다.

또한, 제어부(41)는 메모리(45) 또는 무선통신부(81)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 마우스 본체(11)의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터의 편차가 일정 범위를 초과할 경우, 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 한 쌍의 구동 모터(21)를 제어하게 된다. 한편, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 또 다른 실시예로서, 도시되어 있지 않지만 전술한 일 실시예에서 조이스틱(61) 대신에 봉 형상의 핸들(미도시)을 포함할 수 있다.

핸들은 마우스 본체(11)에 대해 스위블하지 않도록, 조이스틱(61)의 레버(63)와 같이 마우스 본체(11)의 상부면 중앙으로부터 돌출되도록 마련된다.

이에 의해, 사용자는 마우스 본체(11)에 손을 거치함과 동시에 핸들을 파지함으로써, 손을 안정적으로 마우스 본체(11)에 거치할 수 있게 된다.

이러한 구성에 의하여, 제1광학인식센서(33)와 제2광학인식센서(35)가 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하여, 인식한 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 제어부(41)로 전송하여 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어하게 되고, 마우스 본체(11)는 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴을 따라 이동하게 된다.

이로써, 사용자의 특성에 따라 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴을 선택하여, 설정된 인쇄 패턴에 따라 손이 거치되는 마우스 본체(11)가 이동하여, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 마우스형 재활 훈련 장치(10)는 또 다른 실시예로서, 도시되어 있지 않지만 전술한 일 실시예에서 패턴 인식부(31)를 구비하지 않고 조이스틱(61)만을 구비할 수도 있다.

이러한 구성에 의하여, 사용자가 미세한 근력을 이용하여 조이스틱(61)을 조작함으로써, 조이스틱(61)의 조작에 의해 발생하는 제어 신호에 따라 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어하여 마우스 본체(11)를 원하는 방향으로 이동시키며, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

한편, 제어부(41)는 마우스 본체(11)가 조이스틱(61)의 이동 방향 및 속도 데이터에 따라 이동하도록 한 쌍의 구동 모터(21)를 제어할 때, 메모리(45) 또는 무선통신부(81)를 통해 수신한 이동 패턴에 대한 좌표 데이터와 마우스 본체(11)의 현재 좌표 데이터와의 편차가 일정 범위를 초과할 경우 제어부(41)는 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 한 쌍의 구동 모터(21)의 회전 속도를 제어할 수 있다

이와 같이, 본 발명에 따르면, 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하는 패턴 인식부를 구비하고, 패턴 인식부에 의해 인식된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 손이 거치되는 마우스 본체를 이동시킴으로써, 사용자의 특성에 따라 다양한 패턴으로 관절 운동할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

또한, 조이스틱 형태의 외부입력측정부를 마련함으로써, 사용자가 미세한 근력을 이용하여 마우스 본체를 원하는 방향으로 이동시키며, 사용자의 손목 및 어깨 관절 부위의 관절 각도를 변화시키며 재활 훈련을 할 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예들에서는, 한 쌍의 바퀴에 각각 한 쌍의 구동 모터가 연결되어 한 쌍의 바퀴가 각각 동일 또는 상이한 속도로 회전하는 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되지 않으며, 하나의 바퀴를 마련하여 하나의 구동 모터로 바퀴의 이동 방향 및 속도를 제어하거나, 또는 세 개의 바퀴를 마련하여 하나의 구동 모터로 세 개의 바퀴의 전진 및 후진 이동 및 속도를 제어함과 동시에, 또 하나의 구동 모터로 세 개의 바퀴의 이동 방향 및 속도를 제어하거나, 또는 사선방향으로 이동하는 바퀴들을 각각 90도 각도의 간격으로 배치하고 각 바퀴에 구동 모터를 연결하여 구동 모터의 구동에 의해 각 바퀴들의 이동 방향 및 속도를 제어할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

5 : 외부 기기 10 : 마우스형 재활 훈련 장치
11 : 마우스 본체 15 : 바퀴
21 : 구동 모터 31 : 패턴 인식부
33 : 제1광학인식센서 35 : 제2광학인식센서
41 : 제어부 51 : 팔 거치대
59 : 보조 바퀴 61 : 조이스틱
81 : 무선통신부 83 : 이동통신 모듈
85 : 무선인터넷 모듈 87 : 근거리통신 모듈

Claims

손이 거치되는 마우스 본체;
상기 마우스 본체에 롤링가능하게 결합되는 하나 이상의 바퀴;
상기 마우스 본체가 이동하도록 상기 하나 이상의 바퀴를 회전시키는 하나 이상의 구동 모터;
상기 마우스 본체에 마련되어, 인쇄물에 인쇄된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터를 인식하는 패턴 인식부; 및
상기 패턴 인식부에 의해 인식된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 기초하여 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도를 바꾸기 위해 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는 제어부를 포함하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제1항에 있어서,
상기 패턴 인식부는 광학인식센서 또는 포토센서인, 마우스형 재활 훈련 장치.
제2항에 있어서,
상기 패턴 인식부는,
상기 마우스 본체의 저부면 중앙에 배치되는 제1패턴 인식부; 및
상기 광학인식센서와 편위되게 상기 마우스 본체의 저부면에 배치되는 제2패턴 인식부를 포함하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제1항에 있어서,
상기 마우스 본체에 편지지되어, 상기 마우스 본체를 파지하는 사용자의 팔이 거치되는 팔 거치대; 및
상기 팔 거치대에 롤링가능하게 결합되는 하나 이상의 보조 바퀴를 포함하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제1항에 있어서,
상기 마우스 본체에 마련되어, 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터가 저장된 메모리; 및
상기 마우스 본체에 마련되어, 외부 기기로부터 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 수신하는 무선통신부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 패턴 인식부로부터 수신된 인쇄 패턴에 대한 좌표 데이터에 우선하여 상기 메모리 또는 상기 무선통신부를 통해 수신한 상기 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터에 의거하여 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 메모리 또는 상기 무선통신부를 통해 수신한 상기 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 상기 마우스 본체의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터의 편차가 일정 범위를 초과할 경우, 상기 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제1항에 있어서,
상기 마우스 본체의 이동 방향및 속도를 지시하며 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생하는 외부입력측정부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 외부입력측정부로부터 전송된 이동 방향 및 속도 데이터에 의거하여 상기 마우스 본체가 이동하도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제7항에 있어서,
상기 마우스 본체에 마련되어, 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터가 저장된 메모리; 및
상기 마우스 본체에 마련되어, 외부 기기로부터 상기 마우스 본체가 이동할 이동 패턴에 대한 평면 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터를 수신하는 무선통신부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 마우스 본체가 상기 외부입력측정부의 이동 방향 및 속도 데이터에 따라 이동하도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하되, 상기 메모리 또는 상기 무선통신부를 통해 수신한 상기 이동 패턴에 대한 좌표 데이터 및 이동 속도 데이터와 상기 마우스 본체의 현재 좌표 데이터 및 속도 데이터의 편차가 일정 범위를 초과할 경우 상기 편차가 일정 범위 이내를 갖도록 상기 하나 이상의 구동 모터를 제어하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제7항에 있어서,
상기 외부입력측정부는 로드셀, 토크센서, 포스센서, 압력센서, 가변저항 중 적어도 어느 하나를 통해 외부로부터의 미는 힘에 대한 세기와 방향을 측정하여 상기 마우스 본체의 이동 방향 및 속도 데이터를 발생하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제1항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마우스 본체로부터 돌출되어, 사용자의 손을 파지하기 위한 핸들을 더 포함하는, 마우스형 재활 훈련 장치.
제5항 또는 제8항에 있어서,
상기 무선통신부는 이동통신 모듈, 무선인터넷 모듈, 근거리통신 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 마우스형 재활 훈련 장치.