KR101790048B1

KR101790048B1 - 트레드밀 기반의 보행 재활 기기

Info

Publication number: KR101790048B1
Application number: KR1020170029082A
Authority: KR
Inventors: 김형식; 이철헌; 주유정
Original assignee: 김형식; 이철헌; 주유정
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2017-10-26

Abstract

본 발명은 보행 재활에 집중할 수 있고 발을 내딛는 시점에서 속도가 빨라지지 않게 실제 지면 보행과 유사한 보행 재활을 할 수 있는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는, 발 디딤부를 포함하는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기로, 수평 받침부와 이의 양측에 각각 수직되게 놓이는 수직 받침부를 포함하는 프레임부; 상기 발 디딤부와 상기 프레임부 사이에 구비되며 상기 발 디딤부에 보행 궤적을 제공하는 링크 유닛; 상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 및 상기 링크 유닛과 상기 트레드밀 벨트를 연동시키는 연동부를 포함한다.

Description

트레드밀 기반의 보행 재활 기기{Gait rehabilitation apparatus based on treadmill}

본 발명은 보행 재활 기기에 관한 것이다.

일반적으로, 보행 재활 기기는 하지 마비나 근력 저하 등의 원인으로 거동이 불편해진 환자의 재활 치료에 사용되는 기기이다.

고령화, 사고, 스트레스 등으로 인해 급속히 증가되고 있는 뇌병변 장애인 및 하지 관절 수술환자에게 있어 가장 필수적이고 재활 효과가 높은 것은 보행 관련 훈련이 될 수 있다. 정상적인 신체의 가동범위(Range of Motion) 내에서 골격의 움직임과 근육의 수축이완 운동은 보행 훈련 및 재활에 있어 고유 기능을 강화시키고 회복시키는 가장 중요한 요소이다. 이러한 정상 가동범위 내에서 보행 재활을 시킬 수 있는 보행 재활 기기의 시장은 급속히 팽창하는 추세이며, 이러한 추세를 대비하여 보행 재활에 널리 활용될 수 있게 값이 싸며 재활 효과를 높일 수 있는 보급형 보행 재활 기기의 개발이 요구되고 있다.

종래의 기술로, 등록특허공보 제10-1644100호에 개시된 보행 궤적을 구현한 상하지 보행 운동 기기는, 이 문헌의 도면 1 및 2에 나타난 바와 같이, 두 곳의 고정점(Fixed Axis 1, 2)과, 하중 링크(500), 궤적 링크(600), 회전 링크(700), 그리고 발 디딤부(800)를 포함한 4절 링크 구조를 이용하여 보행 궤적을 구현하는 기술구성을 가진다. 하지만, 4절 링크 구조가 발 디딤부(800)에 가해지는 체중을 지탱하는 과정에서 힘의 작용 방향이 수직과 수평 방향으로 생성되어 4절 링크 구조에 변형을 초래해 발 디딤부(800)의 바퀴가 발목관절 각도 유도 생성 레일(900)을 이탈하는 문제가 있다.

다른 종래의 기술로, 등록특허공보 제10-1661465호에 개시된 상하지 보행 운동 기기는, 이 문헌의 도면 1 및 2에 나타난 바와 같이, 보행 궤적을 유도하는 하지용 링크 구조(500, 600, 700, 800)에 상지 운동을 할 수 있는 상지용 링크 구조(100, 200, 300)를 연결하여 상하지의 움직임을 유도하고, 발 디딤부(800)에 바퀴를 부착해 레일(820) 위를 구동하게 해 발목 관절의 각도 변화를 유도하는 기술구성을 가진다. 하지만, 이 기기의 주 사용자인 뇌졸중 장애인의 경우 편마비로 인해 저하된 운동 능력과 인지력 때문에 동시에 행해지는 상하지 훈련은, 보다 중요한 보행 재활에 집중할 수 없고, 체간의 쏠림을 보정하는데 있어 어려움이 있으며, 체간의 과도한 흔들림으로 인해 훈련 안전성에 대해서도 문제가 발생될 우려가 있다. 또한, 레일(820)과 접촉하는 발 디딤부(800)의 바퀴는 속도 조절 수단이 없어 레일(820)의 경사진 부분을 통과할 때 의도하지 않게 속도가 빨라지는 문제가 있다.

또 다른 종래의 기술로, 공개특허공보 제10-2016-0145379호에 개시된 보행 재활 훈련용 발목 관절 각도 변화 유도 장치는, 이 문헌의 도면 3 내지 6에 나타난 바와 같이, 뇌병변 장애인 중 뇌졸중 장애인의 환측 발목 관절의 강직으로 인해 보행 재활 시 발의 앞꿈치 끌림 현상을 제어하기 위해 하퇴 고정부(120)와 발 디딤부(110) 사이에 설치된 각도 유지부(140)를 이용하여 발목을 일정 각도 이상으로 유지시켜 앞꿈치 끌림을 최소화 하는 기술구성을 가진다. 하지만, 환자 마다 다른 발목 관절의 강직 정도에 맞게 각도 유지부(140)의 탄성력을 조절할 수 없으며, 일정 형상의 레일(150)이 있어야만 보행 시에 생성되는 발목 각도를 구현할 수 있는 구조적인 한계를 갖는 문제가 있다.

1. 등록특허공보 제10-1644100호(등록일: 2016년 07월 25일) 2. 등록특허공보 제10-1661465호(등록일: 2016년 09월 26일) 3. 공개특허공보 제10-2016-0145379(공개일: 2016년 12월 20일)

본 발명의 기술적 과제는, 보행 재활에 집중할 수 있고 발을 내딛는 시점에서 속도가 빨라지지 않게 실제 지면 보행과 유사한 보행 재활을 할 수 있는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 사용자가 안전하게 타고 내릴 수 있는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 연속적인 보행 재활 과정에서 발생하는 링크 구조의 불안정한 구동을 해소하여 안전성과 내구성을 높일 수 있는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 사용자의 환측 하퇴부 강직 정도에 따라 발목 관절의 각도 유도 양을 조절할 수 있는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는, 발 디딤부를 포함하는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기로, 수평 받침부와 이의 양측에 각각 수직되게 놓이는 수직 받침부를 포함하는 프레임부; 상기 발 디딤부와 상기 프레임부 사이에 구비되며 상기 발 디딤부에 보행 궤적을 제공하는 링크 유닛; 상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 및 상기 링크 유닛과 상기 트레드밀 벨트를 연동시키는 연동부를 포함한다.

상기 링크 유닛은, 상기 수직 받침부에 일단이 제1 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되는 제1 링크 부재; 상기 제1 링크 부재의 타단에 일단이 제2 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되며 벤딩부를 가지는 절곡된 형상의 제2 링크 부재; 상기 제2 링크 부재의 타단에 일단이 제3 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되며 타단이 상기 발 디딤부에 구비되는 제3 링크 부재; 및 상기 벤딩부에 일단이 제4 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되고 타단이 상기 수직 받침부의 상부에 제5 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되어 상기 제4 힌지를 원호를 그리며 이동시킴과 동시에 상기 제4 힌지에 미치는 하중을 지지하는 하는 제4 링크 부재를 포함할 수 있다.

상기 연동부는, 상기 트레드밀 벨트를 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비시키는 벨트 회전 지지부; 및 상기 트레드밀 벨트가 회전되도록 상기 제1 링크 부재의 동력을 상기 벨트 회전 지지부로 전달하는 동력 전달부를 포함할 수 있다.

상기 벨트 회전 지지부는, 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비되는 벨트 회전축; 및 상기 벨트 회전축에 고정되어 함께 회전되며 상기 트레드밀 벨트의 내면에 밀착되는 벨트 회전 드럼을 포함할 수 있다.

상기 동력 전달부는, 상기 제1 링크 부재의 일단에 구비되며 외주면에 복수의 톱니를 가지는 구동 풀리; 상기 벨트 회전 지지부에 구비되며 외주면에 복수의 톱니를 가지는 피동 풀리; 및 상기 구동 풀리와 상기 피동 풀리를 연결하는 타이밍 벨트를 포함할 수 있다.

상기 구동 풀리와 상기 피동 풀리의 기어비는 1:1.5로 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는, 상기 제4 힌지에 미치는 하중의 지지를 보조함과 동시에 상기 제4 힌지의 원호 이동을 원활하게 안내하는 원호 안내부를 더 포함할 수 있다.

상기 원호 안내부는, 상기 제4 힌지의 원호 이동에 맞게 상기 수직 받침부에 형성되는 원호 형상의 안내공; 및 상기 제4 힌지에 회동 가능하게 구비되며 상기 안내공에 삽입되어 상기 안내공을 따라 이동되는 안내 롤러를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는, 상기 벨트 회전 지지부의 회전을 정지시키는 멈춤 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 멈춤 유닛은, 상기 수평 받침부에 구비되며 상기 벨트 회전 지지부의 회전을 자력으로 정지시키는 전자석; 및 상기 전자석으로 공급되는 전류를 온오프시키는 버튼을 포함할 수 있다.

상기 회전 드럼은 자성에 반응하는 재질로 이루어질 수 있고, 상기 전자석은 상기 벨트 회전 드럼에 대응되게 놓일 수 있다.

상기 멈춤 유닛은, 상기 전자석을 상기 수평 받침부에 탄성적으로 지지시키는 탄성 지지 브라켓을 더 포함할 수 있다.

상기 버튼에 의해 상기 전자석으로 공급되는 전류가 온 되면 상기 전자석이 상기 벨트 회전 드럼에 붙으면서 상기 벨트 회전 드럼의 회전이 멈추게 되고, 상기 전자석으로 공급되는 전류가 오프되면 상기 탄성 지지 브라켓의 탄성력에 의해 상기 전자석이 상기 벨트 회전 드럼으로부터 떨어지면서 상기 벨트 회전 드럼이 회전 가능한 상태가 될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는, 상기 발 디딤부의 전후 위치를 조절하는 발 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 발 위치 조절부는, 상기 링크 유닛에 구비되며 상기 발 디딤부를 받치는 받침부; 및 상기 받침부와 상기 발 디딤부 사이에 구비되며 상기 받침부에 대해 상기 발 디딤부의 전후 이동을 안내하는 전후 이동 안내부를 포함할 수 있다.

상기 발 위치 조절부는, 상기 받침부에 대해 상기 발 디딤부의 이동량을 알리는 눈금부를 더 포함할 수 있다.

상기 발 디딤부는, 상기 발 디딤판; 상기 발 디딤판에 구비되며 사용자의 발목의 뒷부분을 지지하는 발목 후부 지지부; 상기 발 디딤판에 구비되며 사용자의 발목의 앞부분을 지지하는 발목 앞부 지지부; 및 상기 발 디딤판에 구비되며 사용자의 발등을 지지하는 발등 지지부를 포함할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 발 디딤부와, 프레임부와, 링크 유닛과, 트레드밀 벨트와, 그리고 연동부를 포함하고, 트레드밀 벨트는 프레임부의 수평 받침부에 구비되며 발 디딤부가 닿아 발 디딤부와 함께 움직이는 기술구성을 제공하므로, 종래의 발 디딤부용 경사진 레일에 비해 넓고 평평한 접촉면을 가지는 트레드밀 벨트에 발 디딤부가 닿게 되어, 보행 재활에 집중할 수 있고 발을 내딛는 시점에서 속도가 빨라지지 않게 실제 지면 보행과 유사한 보행 재활을 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 트레드밀 벨트의 움직임을 정지시키는 멈춤 유닛을 더 제공하므로, 사용자가 안전하게 트레드밀 벨트에 오르고 내릴 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 링크 유닛 중 제4 힌지에 미치는 하중의 지지를 보조함과 동시에 제4 힌지의 원호 이동을 원활하게 안내하는 원호 안내부를 더 제공하므로, 연속적인 보행 재활 과정에서 발생하는 링크 유닛의 불안정한 구동을 해소하여 안전성과 내구성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 사용자의 발이 올려지는 발 디딤부의 위치를 전후 방향으로 조절하는 발 위치 조절부를 더 제공하므로, 사용자의 환측 하퇴부 강직 정도에 따라 발목 관절의 각도 유도 양을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기 중 수평 받침부의 커버와 수직 받침부의 커버를 제거하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기 중 수평 받침부에 구비된 링크 유닛 및 원호 안내부를 타측에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 "A" 부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2를 V-V 선으로 잘라본 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기 중 수평 받침부의 커버와 수직 받침부의 커버를 제거하여 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기 중 수평 받침부에 구비된 링크 유닛 및 원호 안내부를 타측에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 "A" 부를 확대하여 나타낸 도면이며, 그리고 도 5는 도 2를 V-V 선으로 잘라본 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기(100)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 발 디딤부(10), 프레임부(120)와, 링크 유닛(130)과, 트레드밀 벨트(140), 그리고 연동부(150)를 포함할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 5를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.

발 디딤부(110)는, 사용자의 발이 올려져 고정되는 곳이다. 예를 들어, 발 디딤부(110)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 발 디딤판(111), 발목 후부 지지부(112), 발목 앞부 지지부(113), 그리고 발등 지지부(114)를 포함할 수 있다. 발 디딤판(111)은 사용자의 발 바닥이 접하는 곳이고, 발목 후부 지지부(112)는 발 디딤판(111)에 구비되며 사용자의 발목의 뒷부분을 지지하고, 발목 앞부 지지부(113)는 발 디딤판(111)에 구비되며 사용자의 발목의 앞부분을 지지하며, 그리고 발등 지지부(114)는 발 디딤판(111)에 구비되며 사용자의 발등을 지지할 수 있다. 따라서, 뇌병변 장애인이나 하지 관절 수술환자 등의 사용자의 발목 후부, 발목 앞부, 그리고 발등 이렇게 3군데가 지지되면서 사용자의 발을 안정적으로 고정시킬 수 있다.

나아가, 발목 후부 지지부(112), 발목 앞부 지지부(113), 그리고 발등 지지부(114) 각각은, 사용자의 발에 맞게 길이 조절이 가능한 기리 조절 밴드 등으로 구성될 수 있다.

프레임부(120)는, 본 발명의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기(100)의 뼈대 역할을 하는 구성요소로, 도 2에 도시된 바와 같이, 수평 받침부(121)와 이의 양측에 각각 수직되게 놓이는 수직 받침부(122)를 포함할 수 있다. 나아가, 도 1에 도시된 바와 같이, 외관 및 안전을 위해, 수직 받침부(122) 및 이에 구비되는 링크 유닛(130) 등은 수직 받침부 커버(125)에 의해 덮일 수 있고, 수평 받침부(121) 등은 수평 받침부 커버(124)에 의해 덮일 수 있다. 나아가, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임부(120)는 사용자가 손을 잡을 수 있는 손잡이(123)를 더 포함할 수 있다.

링크 유닛(130)은, 발 디딤부(110)에 보행 궤적을 제공하는 구성요소로, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 발 디딤부(110)와 프레임부(120) 사이에 구비될 수 있다.

예를 들어, 링크 유닛(130)은, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 링크 부재(131), 제2 링크 부재(132), 제3 링크 부재(133), 그리고 제4 링크 부재(134)를 포함할 수 있다. 제1 링크 부재(131)는 그 일단이 제1 힌지(H1)를 통해 수직 받침부(122)에 회동 가능하게 구비될 수 있다. 제2 링크 부재(132)는 그 중심 부분에 벤딩부(132a)를 가지는 절곡된 형상을 하며 제2 링크 부재(132)의 일단은 제2 힌지(H2)를 통해 제1 링크 부재(131)의 타단에 회동 가능하게 구비될 수 있다. 제3 링크 부재(133)의 일단은 제3 힌지(H3)를 통해 제2 링크 부재(132)의 타단에 회동 가능하게 구비될 수 있고 제3 링크 부재(133)의 타단은 발 디딤부(110)에 구비될 수 있다. 제4 링크 부재(134)의 일단은 제4 힌지(H4)를 통해 제2 링크 부재(132)의 벤딩부(132a)에 회동 가능하게 구비되고, 제4 링크 부재(134)의 타단은 제5 힌지(H5)를 통해 수직 받침부(122)의 상부에 회동 가능하게 구비되어, 제4 힌지(H4)를 원호를 그리며 이동시킴과 동시에 제4 힌지(H4)에 미치는 하중을 지지할 수 있다. 따라서, 사용자의 양 발 중 어는 한 발이 해당하는 발 디딤부(110)에 힘을 가하면 발 디딤부(110)와 함께 제1, 제2, 제3 및 제4 링크 부재(131)(132)(133)(134)가 해당 힌지를 기준으로 각각 회동되면서 제4 힌지(H4)가 제4 링크 부재(134)에 의해 원호를 그리면서 이동되어 발 디딤부(10)에 보행 궤적을 제공할 수 있다.

나아가, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 힌지(H2)는 제1 힌지(H1) 보다 높고 제5 힌지(H5)보다 낮게 위치될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 링크 부재(132)는 벤딩부(132a)에서 둔각을 이루며 절곡될 수 있다.

트레드밀 벨트(140)는, 발 디딤부(110)가 닿는 곳이며, 발 디딤부(110)가 닿을 경우 발 디딤부(110)와 함께 움직이는 구성요소이다. 예를 들어, 트레드밀 벨트(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 발 디딤부(110)가 닿을 수 있는 넓고 평평한 접촉면을 가질 수 있다. 또한, 트레드밀 벨트(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이 그 양단이 연결된 폐곡선 형태를 가지며, 수평 받침부(121)에 구비될 수 있다.

특히, 종래의 발 디딤부용 경사진 레일에 비해 넓은 접촉면을 가지는 트레드밀 벨트(140)에 발 디딤부(110)가 닿게 되어 보행 재활에 집중할 수 있고, 트레드밀 벨트(140)에 의한 평평한 접촉면의 제공으로 발을 내딛는 시점에서 속도가 빨라지지 않게 실제 지면 보행과 유사한 보행 재활을 할 수 있다.

연동부(150)는, 링크 유닛(130)과 트레드밀 벨트(140)를 연동시키는 구성요소이다. 따라서, 사용자가 보행 재활을 하는 동안 자전거 페달과 같이, 좌측 및 우측의 발 디딤부(110) 중 어느 한 발 디딤부(110)가 트레드밀 벨트(140)에 닿으면 나머지 발 디딤부(110)가 체공되는 과정을 번갈아 반복하면서, 링크 유닛(130)에 계속해서 힘이 가해질 수 있고, 이 힘이 연동부(150)를 통해 트레드밀 벨트(140)를 구동시킬 수 있다. 궁극적으로, 사용자가 트레드밀 벨트(140)를 밀기 위해 발 디딤부(110)를 트레드밀 벨트(140)에 강하게 접촉시킬 필요가 없어 사용자가 본 발명의 트레드밀 기반의 보행 재활 기기(100)를 편리하게 사용할 수 있다.

예를 들어, 연동부(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 벨트 회전 지지부(151)와 동력 전달부(152)를 포함할 수 있다. 벨트 회전 지지부(151)는 트레드밀 벨트(140)를 수평 받침부(121)에 회동 가능하게 구비시키는 역할을 하고, 동력 전달부(152)는 트레드밀 벨트(140)가 회전되도록 제1 링크 부재(131)의 동력을 벨트 회전 지지부(151)로 전달하는 역할을 할 수 있다.

보다 구체적으로, 벨트 회전 지지부(151)는, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 벨트 회전축(151a)과 벨트 회전 드럼(151b)을 포함할 수 있다. 벨트 회전축(151a)은 수평 받침부(121)에 회동 가능하게 구비될 수 있고, 벨트 회전 드럼(151b)은 벨트 회전축(151a)에 고정되어 함께 회전되며 폐곡선 형상을 한 트레드밀 벨트(140)의 내면에 밀착될 수 있다. 따라서, 동력 전달부(152)를 통해 전달된 힘이 벨트 회전축(151a)을 회전시키면 이에 고정된 벨트 회전 드럼(151b)이 함께 회전되면서 트레드밀 벨트(140)를 회전시킬 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 벨트 회전 지지는 벨트 회전 드럼 없이 벨트 회전축으로만 이루어질 수도 있으며, 이 경우 벨트 회전축에 트레드밀 벨트의 내면이 직접 밀착될 수 있다.

또한, 일 예로, 동력 전달부(152)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 풀리(152a), 피동 풀리(152b), 그리고 타이밍 벨트(152c)를 포함할 수 있다. 구동 풀리(152a)는 제1 링크 부재(131)의 일단[예를 들어, 제1 링크 부재(131)의 일단에 제1 힌지(H1)의 일단이 고정될 경우, 제1 힌지(H1)의 타단]에 구비되며 그 외주면에 복수의 톱니를 가질 수 있고, 피동 풀리(152b)는 벨트 회전 지지부(151)[예를 들어, 벨트 회전 지지부(151) 중 벨트 회전축(151a)]에 구비되며 그 외주면에 복수의 톱니를 가질 수 있으며, 그리고 타이밍 벨트(152c)는 구동 풀리(152a)와 피동 풀리(152b)를 연결할 수 있다. 따라서, 제1 링크 부재(131)가 제1 힌지(H1)를 기준으로 회전되면 구동 풀리(152a)가 회전됨과 동시에 타이밍 벨트(152c)를 통해 피동 풀리(152b)가 회전되어 벨트 회전축(151a)이 회전될 수 있다.

특히, 발 디딤부(110)가 트레드밀 벨트(140)에 닿아 움직이는 속도와 트레드밀 벨트(140)의 회전 속도를 동기화하기 위해, 구동 풀리(152a)와 피동 풀리(152b)의 기어비는 1:1.5로 구성될 수 있다. 따라서, 발 디딤부(110)가 트레드밀 벨트(140)의 접촉면에 닿을 때 보행 속도의 이질감을 제거할 수 있다.

다른 예로, 도시되지는 않았지만, 동력 전달부는, 외주면에 톱니가 없는 풀리-벨트 구성품이 사용될 수도 있고, 벨트 없이 기어만으로 연결되는 복수의 기어가 사용될 수도 있을 것이다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기(100)는, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원호 안내부(160)를 더 포함할 수 있다. 원호 안내부(160)는, 링크 유닛(130)의 제4 힌지(H4)에 미치는 하중의 지지를 보조함과 동시에 제4 힌지(H4)의 원호 이동을 원활하게 안내하는 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 원호 안내부(160)는, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 안내공(161)과 안내 롤러(162)를 포함할 수 있다. 안내공(161)은 제4 힌지(H4)의 원호 이동에 맞게 수직 받침부(122)에 원호 형상으로 형성될 수 있고, 안내 롤러(162)는 제4 힌지(H4)에 회동 가능하게 구비되며 안내공(161)에 삽입되어 안내공(161)을 따라 이동될 수 있다.

따라서, 이러한 원호 안내부(160)가 제공되므로, 체중 지지에 의한 링크 유닛(130)의 변형과 누적 공차로 인한 링크 유닛(130)의 흔들림 현상을 방지할 수 있고, 제2 링크 부재(132)의 벤딩부(132a)와 제4 링크 부재(134)가 교차되는 제4 힌지(H4)에 수평 방향으로 작용하는 힘을 억제하면서 제4 링크 부재(134)의 진자 운동을 안정적으로 유지할 수 있다. 궁극적으로, 이러한 원호 안내부(160)를 통해 연속적인 보행 재활 과정에서 발생하는 링크 유닛(130)의 불안정한 구동을 해소하여 안전성과 내구성을 높일 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기(100)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 멈춤 유닛(170)을 더 포함할 수 있다. 멈춤 유닛(170)은, 벨트 회전 지지부(151)의 회전을 정지시키는 역할을 한다.

예를 들어, 멈춤 유닛(170)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전자석(171)과 버튼(172)을 포함할 수 있다. 전자석(171)은 수평 받침부(121)에 구비되며 벨트 회전 지지부(151)의 회전을 자력으로 정지시키는 구성요소이고, 버튼(172)은 전자석(171)으로 공급되는 전류를 온오프시키는 구성요소이다. 특히, 벨트 회전 드럼(151b)은 자성에 반응하는 재질로 이루어질 수 있고, 전자석(171)은 벨트 회전 드럼(151b)에 대응되게 놓일 수 있다. 나아가, 도 4에 도시된 바와 같이, 멈춤 유닛(170)은, 전자석(171)을 수평 받침부(121)에 탄성적으로 지지시키는 탄성 지지 브라켓(173)을 더 포함할 수 있다.

따라서, 버튼(172)에 의해 전자석(171)으로 공급되는 전류가 온 되면 전자석(171)이 벨트 회전 드럼(151b)에 붙으면서 벨트 회전 드럼(151b)의 회전이 멈출 수 있고, 전자석(171)으로 공급되는 전류가 버튼(172)에 의해 오프되면 탄성 지지 브라켓(173)의 탄성력에 의해 전자석(171)이 벨트 회전 드럼(151b)으로부터 떨어지면서 벨트 회전 드럼(151b)이 회전 가능한 상태가 될 수 있다. 궁극적으로, 이러한 멈춤 유닛(170)을 통해 사용자가 트레드밀 벨트(140)를 정지시킨 후 안전하게 트레드밀 벨트(140)에 오르고 내릴 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀 기반의 보행 재활 기기(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 발 위치 조절부(180)를 더 포함할 수 있다. 발 위치 조절부(180)는 발 디딤부(110)의 전후 위치를 조절하는 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 발 위치 조절부(180)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 받침부(181)와 전후 이동 안내부(182)를 포함할 수 있다. 받침부(181)는 링크 유닛(130)의 제3 링크 부재(133)에 연장되며 발 디딤부(110)의 발 디딤판(111)을 받칠 수 있고, 전후 이동 안내부(182)는 받침부(181)와 발 디딤판(111) 사이에 구비되며 받침부(181)에 대해 발 디딤판(111)의 전후 이동을 안내할 수 있다. 일 예로, 전후 이동 안내부(182)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 발 디딤판(111)에 형성되는 안내 돌기(182a)와, 받침부(181)에 형성되는 안내홈(182b)이 서로 슬라이딩 가능하게 결합되는 형태로 구현될 수 있다. 물론, 도시되지는 않았지만, 안내 돌기가 받침부에 형성되고 안내홈이 발 디딤판에 형성되어도 무방할 것이다. 따라서, 발 위치 조절부(180)가 제공되므로, 사용자의 환측 하퇴부 강직 정도에 따라 발목 관절의 각도 유도 양을 조절할 수 있다.

나아가, 발 위치 조절부(180)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 받침부(181)에 대해 발 디딤부(110)의 이동량을 알리는 눈금부(183)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 눈금부(183)를 통해 발 디딤부(110)의 상대적인 이동량을 용이하게 계측할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 트레드밀 기반의 보행 재활 기기
110: 발 디딤부 111: 발 디딤판
112: 발목 후부 지지부 113: 발목 앞부 지지부
114: 발등 지지부 120: 프레임부
121: 수평 받침부 122: 수직 받침부
130: 링크 유닛 131: 제1 링크 부재
132: 제2 링크 부재 132a: 벤딩부
133: 제3 링크 부재 134: 제4 링크 부재
140: 트레드밀 벨트 150: 연동부
151: 벨트 회전 지지부 151a: 벨트 회전축
151b: 벨트 회전 드럼 152: 동력 전달부
152a: 구동 풀리 152b: 피동 풀리
152c: 타이밍 벨트 160: 원호 안내부
161: 안내공 162: 안내 롤러
170: 멈춤 유닛 171: 전자석
172: 버튼 173: 탄성 지지 브라켓
180: 발 위치 조절부 181: 받침부
182: 전후 이동 안내부 183: 눈금부
H1: 제1 힌지 H2: 제2 힌지
H3: 제3 힌지 H4: 제4 힌지
H5: 제5 힌지

Claims

삭제
발 디딤부를 포함하는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기로,
수평 받침부와 이의 양측에 각각 수직되게 놓이는 수직 받침부를 포함하는 프레임부;
상기 발 디딤부와 상기 수직 받침부 사이에 구비되며 상기 발 디딤부에 보행 궤적을 제공하는 링크 유닛;
상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 및
상기 링크 유닛과 상기 트레드밀 벨트를 연동시키는 연동부
를 포함하고,
상기 링크 유닛은,
상기 수직 받침부에 일단이 제1 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되는 제1 링크 부재;
상기 제1 링크 부재의 타단에 일단이 제2 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되며 벤딩부를 가지는 절곡된 형상의 제2 링크 부재;
상기 제2 링크 부재의 타단에 일단이 제3 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되며 타단이 상기 발 디딤부에 구비되는 제3 링크 부재; 및
상기 벤딩부에 일단이 제4 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되고 타단이 상기 수직 받침부의 상부에 제5 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되어 상기 제4 힌지를 원호를 그리며 이동시킴과 동시에 상기 제4 힌지에 미치는 하중을 지지하는 하는 제4 링크 부재
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
발 디딤부를 포함하는 트레드밀 기반의 보행 재활 기기로,
수평 받침부와 이의 양측에 각각 수직되게 놓이는 수직 받침부를 포함하는 프레임부;
상기 발 디딤부와 상기 수직 받침부 사이에 구비되며 상기 발 디딤부에 보행 궤적을 제공하는 링크 유닛;
상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 및
상기 링크 유닛과 상기 트레드밀 벨트를 연동시키는 연동부
를 포함하고,
상기 연동부는,
상기 트레드밀 벨트를 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비시키는 벨트 회전 지지부; 및
상기 트레드밀 벨트가 회전되도록 상기 링크 유닛의 동력을 상기 벨트 회전 지지부로 전달하는 동력 전달부
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제2항에서,
상기 연동부는,
상기 트레드밀 벨트를 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비시키는 벨트 회전 지지부; 및
상기 트레드밀 벨트가 회전되도록 상기 제1 링크 부재의 동력을 상기 벨트 회전 지지부로 전달하는 동력 전달부
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제4항에서,
상기 벨트 회전 지지부는,
상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비되는 벨트 회전축; 및
상기 벨트 회전축에 고정되어 함께 회전되며 상기 트레드밀 벨트의 내면에 밀착되는 벨트 회전 드럼
을 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제4항에서,
상기 동력 전달부는,
상기 제1 링크 부재의 일단에 구비되며 외주면에 복수의 톱니를 가지는 구동 풀리;
상기 벨트 회전 지지부에 구비되며 외주면에 복수의 톱니를 가지는 피동 풀리; 및
상기 구동 풀리와 상기 피동 풀리를 연결하는 타이밍 벨트
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제6항에서,
상기 구동 풀리와 상기 피동 풀리의 기어비는 1:1.5로 구성되는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제2항에서,
상기 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는,
상기 제4 힌지에 미치는 하중의 지지를 보조함과 동시에 상기 제4 힌지의 원호 이동을 원활하게 안내하는 원호 안내부
를 더 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제8항에서,
상기 원호 안내부는,
상기 제4 힌지의 원호 이동에 맞게 상기 수직 받침부에 형성되는 원호 형상의 안내공; 및
상기 제4 힌지에 회동 가능하게 구비되며 상기 안내공에 삽입되어 상기 안내공을 따라 이동되는 안내 롤러
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제3항에서,
상기 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는,
상기 벨트 회전 지지부의 회전을 정지시키는 멈춤 유닛
을 더 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제10항에서,
상기 멈춤 유닛은,
상기 수평 받침부에 구비되며 상기 벨트 회전 지지부의 회전을 자력으로 정지시키는 전자석; 및
상기 전자석으로 공급되는 전류를 온오프시키는 버튼
을 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제11항에서,
상기 벨트 회전 지지부는,
상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비되는 벨트 회전축; 및
상기 벨트 회전축에 고정되어 함께 회전되며 상기 트레드밀 벨트의 내면에 밀착되는 자성에 반응하는 재질의 벨트 회전 드럼을 포함하고,
상기 전자석은
상기 벨트 회전 드럼에 대응되게 놓이는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제12항에서,
상기 멈춤 유닛은,
상기 전자석을 상기 수평 받침부에 탄성적으로 지지시키는 탄성 지지 브라켓
을 더 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제13항에서,
상기 버튼에 의해 상기 전자석으로 공급되는 전류가 온 되면 상기 전자석이 상기 벨트 회전 드럼에 붙으면서 상기 벨트 회전 드럼의 회전이 멈추게 되고, 상기 전자석으로 공급되는 전류가 오프되면 상기 탄성 지지 브라켓의 탄성력에 의해 상기 전자석이 상기 벨트 회전 드럼으로부터 떨어지면서 상기 벨트 회전 드럼이 회전 가능한 상태가 되는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제2항 또는 제3항에서,
상기 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는,
상기 발 디딤부의 전후 위치를 조절하는 발 위치 조절부
를 더 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제15항에서,
상기 발 위치 조절부는,
상기 링크 유닛에 구비되며 상기 발 디딤부를 받치는 받침부; 및
상기 받침부와 상기 발 디딤부 사이에 구비되며 상기 받침부에 대해 상기 발 디딤부의 전후 이동을 안내하는 전후 이동 안내부
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제16항에서,
상기 발 위치 조절부는,
상기 받침부에 대해 상기 발 디딤부의 이동량을 알리는 눈금부
를 더 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.
제2항 또는 제3항에서,
상기 발 디딤부는,
발 디딤판;
상기 발 디딤판에 구비되며 사용자의 발목의 뒷부분을 지지하는 발목 후부 지지부;
상기 발 디딤판에 구비되며 사용자의 발목의 앞부분을 지지하는 발목 앞부 지지부; 및
상기 발 디딤판에 구비되며 사용자의 발등을 지지하는 발등 지지부
를 포함하는
트레드밀 기반의 보행 재활 기기.