KR101844489B1 - Body weight support system having variable stiffness - Google Patents

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KR101844489B1
KR101844489B1 KR1020160145731A KR20160145731A KR101844489B1 KR 101844489 B1 KR101844489 B1 KR 101844489B1 KR 1020160145731 A KR1020160145731 A KR 1020160145731A KR 20160145731 A KR20160145731 A KR 20160145731A KR 101844489 B1 KR101844489 B1 KR 101844489B1
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최준호
김승종
정찬열
전민호
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한국과학기술연구원
재단법인 아산사회복지재단
울산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to weight support equipment which includes: a lower body mechanism unit which is bound with the lower body of a gait training patient; a pelvic mechanism unit which is connected to the lower body mechanism unit and is for the pelvic movement of the gait training patient; a harness unit which is bound with the upper body of the gait training patient; a harness wire which is connected with the harness unit at one end and supports the weight of the gait training patient; and a load compensation control unit which controls the tension and displacement of the harness wire. The load compensation control unit includes: a first joint control unit where an end of first wire is bound and a second joint control unit where an end of second wire is bound; and a joint drum unit on which the other end of the harness wire, the other end of the first wire, and the other end of the second wire are wrapped. The load compensation control unit can control the tension and displacement of the harness wire by controlling the first joint control unit and the second joint control unit. The present invention can consistently support weight regardless of the vertical movement of a patient during gait training.

Description

강성 조절형 체중 지지 장치{BODY WEIGHT SUPPORT SYSTEM HAVING VARIABLE STIFFNESS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a weight-

본 발명은 재활 환자들의 보행 재활 훈련 중에 환자의 체중을 일정하게 지지할 수 있는 체중 지지(Body Weight Support; BWS) 장치 메커니즘에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 보행 시 환자의 상·하 이동에 무관하게 환자의 체중을 일정하게 지지하고, 환자의 장애 정도에 따라 체중의 지지 정도를 부분적으로 조절할 수 있는 강성 조절형 메커니즘을 갖는 체중 지지 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a body weight support (BWS) mechanism capable of constantly supporting a patient's body weight during rehabilitation of rehabilitation patients, and more particularly, The present invention relates to a weight supporting apparatus having a stiffness-adjusting mechanism capable of supporting a weight of a patient constantly and partially controlling the degree of support of a weight according to a degree of a patient's disability.

종래의 체중 지지 장치의 환자 견인 장치는 재활 훈련에서 환자의 하중을 지지하기 위한 기능을 수행하며, 이를 실현하기 위한 방법으로 하네스를 이용한 환자의 무게 지지 메커니즘과 역균형 질량을 무게지지 메커니즘으로 구성되는 것이 대표적이다. 하지만, 기존의 장치들은 환자의 보행 훈련시 환자 상체의 상하부의 움직임에 따라 변화하는 실질적인 하중에 대한 보상이 이루어 지지 않거나, 환자의 무게 보상 정도를 조절 할 수 없는 것이 대부분이다.The patient traction device of the conventional weight supporting device performs the function of supporting the load of the patient in the rehabilitation training. As a method for realizing this, the patient's weight supporting mechanism using the harness and the counterbalance weight are constituted by the weight supporting mechanism . However, existing devices are not able to compensate for the actual load, which changes according to the movement of the upper and lower parts of the patient's upper body during the patient's gait training, or can not control the degree of weight compensation of the patient.

종래의 체중 지지 장치 중 하나인 특허문헌 1에 기재된 체중 지지 장치(1000)가 기재된 도 10을 참고하면, 환자는 하네스(1001)와 결합되고, 이러한 하네스(1001)는 하네스 와이어(1002)로 연결된 역균형 질량체(1003)를 통해 보행 훈련을 위한 환자의 무게를 지지하게 된다. 또한, 환자는 하체 기구부(1004)에 하체를 고정하여 보행 훈련을 실시한다.10, in which a weight supporting apparatus 1000 described in Patent Document 1, which is one of conventional weight supporting apparatuses, is described, a patient is connected to a harness 1001, and this harness 1001 is connected to a harness wire 1002 The weight of the patient for gait training is supported through the counterbalanced mass 1003. Further, the patient fixes the lower body to the lower body mechanism part 1004 and performs a gait training.

그러나, 종래의 체중 지지 장치(1000)는 환자의 수직 방향에 대한 이동과 환자의 보행 패턴과의 연관성을 갖지 않고, 단순히 환자의 하중을 지지하는 역할을 수행하기 때문에, 환자의 보행 움직임에 따라 하네스 와이어의 장력의 조절이 불가능하고, 또한, 환자의 움직임을 고려한 하중은 보상 할 수 없다는 단점이 있다.However, since the conventional weight supporting apparatus 1000 does not have a relation between the movement of the patient in the vertical direction and the gait pattern of the patient and simply plays the role of supporting the load of the patient, The tension of the wire can not be adjusted, and the load considering the movement of the patient can not be compensated.

예를 들어, 종래의 체중 지지 장치(1000)에서, 하네스(1001)에 결합된 환자의 하중과 역균형 질량체(1003)가 서로 하중이 지지되도록 설정되었다 하더라도, 환자의 보행 패턴에 따라 환자의 상체가 수직 하방으로 이동되어야 하는 경우, 즉, 환자의 상체가 수직 하방으로 가속도 운동이 이루어져야 하는 경우, 보행 훈련 환자는 역균형 질량체(1003)의 하중을 초과하는 힘을 주어야 비로소 자신의 상체를 수직 하방으로 움직일 수 있다.For example, in the conventional weight supporting apparatus 1000, even if the load of the patient coupled to the harness 1001 and the counterbalancing mass 1003 are set so as to be supported by each other, When the upper body of the patient has to be moved vertically downward, the gait training patient must apply a force exceeding the load of the counterbalance mass 1003 so that his / Lt; / RTI >

또한, 환자의 보행 패턴에 따라 환자의 상체가 수직 상방으로 이동되어야 하는 경우, 즉, 환자의 상체가 수직 상방으로 가속도 운동이 이루어져야 하는 경우, 정상 상태시 이미 환자의 하중과 역균형 질량체(1003) 사이에 힘의 균형이 이루어진 상태에서 환자의 수직 상방으로 갑자기 힘이 가해지기 때문에, 환자의 자연스러운 보행 움직임보다는 더 크게 상체가 상방으로 이동된다.In addition, when the upper body of the patient is to be moved vertically upward according to the gait pattern of the patient, that is, when the upper body of the patient is to be accelerated upwards in the vertical direction, The upper body is moved upward more than the natural gait of the patient because the force is suddenly applied to the upper side of the patient in a state in which the force is balanced therebetween.

결론적으로, 종래의 체중 지지 장치(1000)는 수직 방향의 역하중 보상에만 의미가 있기 때문에, 환자의 보행 훈련 중 일어나는 환자 상체의 상하 움직임을 고려하여 자연스러운 환자의 보행 패턴을 제공하기 어렵다는 단점이 있다.As a result, since the conventional weight supporting apparatus 1000 only has a meaning of compensating the inverse load in the vertical direction, it is difficult to provide a gait pattern of a natural patient considering the up and down movement of the upper body of the patient during the gait training of the patient .

또한, 환자의 몸무게와 신장에 따라 역균형 질량체(1003)의 무게와 하네스(1001) 높이 위치가 정해지기 때문에, 몸무게와 신장이 다른 환자로 바뀔 때마다 사용자가 역균형 질량체(1003)의 무게를 조절(예를 들어, 무게추의 교환)해야 하거나, 하네스(1001)의 높이를 재설정하여야 하는 어려움이 있다.In addition, since the weight of the counterbalanced mass 1003 and the height of the harness 1001 are determined according to the weight and height of the patient, each time the user changes his or her body weight and height, the user adjusts the weight of the counterbalance mass 1003 It is difficult to adjust the height (e.g., change the weight) or to reset the height of the harness 1001.

한편, 이러한 역균형 질량체(1003)를 이용하여 수직 방향의 역하중 보상만을 지지하는 장치의 문제점을 해결하기 위해, 특허문헌 2에 기재된 무게 지지 장치(2000)가 개발되었다.Meanwhile, in order to solve the problem of a device that supports only the inverse load compensation in the vertical direction by using the counterbalanced mass 1003, the weight supporting device 2000 described in Patent Document 2 has been developed.

도 11에 기재된 바와 같이, 특허문헌 2에 기재된 무게 지지 장치(2000)는 두 개의 스프링(2001, 2002)을 병렬로 배치하고, 각 스프링의 변위값(2001d, 2002d)을 조절하여 스프링의 탄성력에 따라 환자의 무게를 일정하게 지지하고 있다.As shown in Fig. 11, in the weight supporting apparatus 2000 described in Patent Document 2, two springs 2001 and 2002 are arranged in parallel, and the displacement values 2001d and 2002d of the springs are adjusted, Therefore, the weight of the patient is constantly supported.

한편, 환자의 보행시 보행 패턴은 단순하게 상하의 이동에 그치지 않고, 상향 또는 하향으로 힘을 가하기 때문에, 이러한 환자의 수직 방향의 이동과 힘이 동시에 제어될 필요가 있다.On the other hand, since the gait pattern during the patient's walking does not simply move up and down, but exerts upward or downward force, it is necessary to control the movement and the force of the patient in the vertical direction at the same time.

그러나, 특허문헌 2에 기재된 무게 지지 장치(2000)는 두 개의 스프링(2001, 2002)만으로 환자가 매달리는 와이어의 위치와 장력을 동시에 조절하여야 하므로, 환자의 보행 패턴에 따른 정확한 무게 지지가 불가능하다.However, since the weight supporting apparatus 2000 described in Patent Document 2 needs to simultaneously adjust the position and tension of the wire hanging the patient by using only the two springs 2001 and 2002, it is impossible to support the accurate weight according to the patient's walking pattern.

또한, 환자의 보행 패턴은 일정한 패턴으로 정해지지 않고, 환자의 의도에 따라 그 패턴이 달라질 수 있는데, 특허문헌 2에 기재된 무게 지지 장치(2000)는 변화되는 환자의 보행 패턴에 즉각적으로 대응될 수 없는 문제점이 있다.In addition, the gait pattern of the patient is not determined to be a predetermined pattern, and the pattern thereof may be changed according to the intention of the patient. The weight support apparatus 2000 described in Patent Document 2 can not immediately respond to the changing gait pattern of the patient There is a problem.

따라서, 전술한 종래의 하중 또는 무게 보상 장치들의 단점을 극복하기 위하여, 각기 다른 환자들의 상체 움직임을 다양하게 보조할 수 있고, 실시간으로 환자의 보행 패턴에 따라 하중의 보상 정도의 조절이 가능하고, 동시에 하네스 와이어의 장력을 일정하게 유지할 수 있는 체중 지지 장치의 개발이 요구된다.Therefore, in order to overcome the drawbacks of the conventional load or weight compensation devices described above, it is possible to variously assist upper body movements of different patients, to adjust the load compensation degree according to the patient's walking pattern in real time, At the same time, development of a weight supporting device capable of maintaining the tension of the harness wire at a constant level is required.

한국특허공보 제1384988호Korean Patent Publication No. 1384988 미국특허공보 제7,883,450호U.S. Patent No. 7,883,450

본 발명의 목적은 보행 훈련 중 환자의 수직방향 이동에 상관없이 일정하게 체중을 지지할 뿐만이 아니라, 환자의 장애 정도와 일련의 재활 과정의 필요에 따라 체중의 지지 정도를 부분적으로 보상 가능하여, 보행 중 환자 수직 방향의 하중변화에 대응할 수 있는 강성 조절형 메커니즘을 갖는 체중 지지 장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to not only support the weight constantly regardless of the vertical movement of the patient during the gait training, but also partially compensate the degree of support of the body weight according to the severity of the patient and the need for a series of rehabilitation courses, And to provide a weight supporting apparatus having a rigidity-adjustable mechanism capable of coping with a load change in the vertical direction of the patient.

또한, 본 발명은 환자의 보행 훈련 중 일어나는 상체 움직임에 대응하도록 상체의 상·하 움직임 보조가 가능한 하지 운동재활 시스템의 가변형 무게지지 메커니즘을 갖는 보행 훈련 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a gait training apparatus having a variable weight support mechanism of a lower limb motion rehabilitation system capable of assisting up and down motion of the upper body to cope with upper limb movement during a patient's gait training.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보행 중 환자의 상·하 움직임에 따른 와이어의 장력 변화를 와이어의 길이를 변화시킴으로써 해결했던 선행기술과는 달리, 와이어의 일단을 환자에게 연결하고 타단을 탄성 조절부에 연결하여, 그 탄성 조절부의 강성계수를 변화시킴으로써 와이어의 장력을 일정하게 유지하도록 할 수 있다.In order to achieve the above-mentioned object, unlike the prior art which is solved by changing the tension of the wire according to the upward and downward movements of the patient during the walking, the wire connects one end of the wire to the patient, It is possible to keep the tension of the wire constant by connecting to the elasticity adjusting part and changing the stiffness coefficient of the elasticity adjusting part.

또한, 보행 훈련 환자의 상체가 결속되는 하네스부, 하네스부와 일단이 연결되어 보행 훈련 환자의 하중을 전달하는 하네스 와이어, 하네스 와이어의 장력과 변위를 조절하는 하중 보상 제어부를 포함하는 체중 지지 장치로서, 하중 보상 제어부는 제1 와이어의 일단이 결합하는 제1 조인트 제어부와 제2 와이어의 일단이 결합하는 제2 조인트 제어부 및 하네스 와이어의 타단, 제1 와이어의 타단 및 제2 와이어의 타단이 권취되는 조인트 드럼부를 포함하며, 하중 보상 제어부는 제1 조인트 제어부와 상기 제2 조인트 제어부의 제어를 통해 하네스 와이어의 장력 및 변위가 조절되는 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.The weight supporting device includes a harness part to which an upper body of a gait training patient is bound, a harness wire to which a load of the gait training patient is connected at one end to a harness part, and a load compensation control part to adjust tension and displacement of the harness wire The load control unit includes a first joint control unit to which one end of the first wire is coupled, a second joint control unit to which one end of the second wire is coupled, and a second end to which the other end of the harness wire, And the load compensation control unit may provide a weight supporting apparatus in which the tension and displacement of the harness wire are controlled through the control of the first joint control unit and the second joint control unit.

또한, 본 발명의 제1 조인트 제어부는 제1 와이어의 타단이 고정되는 제1 와이어 고정부가 형성된 제1 이동 플레이트, 제1 이동 플레이트와 일단이 결합하는 4절 제1 링크부, 제1 링크부 사이에 배치되고, 제1 링크부에 상기 제1 이동 플레이트의 이동 방향과 수직하는 탄성력을 부여하는 제1 탄성부, 제1 링크부의 타단이 연결되어 제1 링크부의 위치를 변화시키는 제1 게이트, 제1 게이트의 일단과 스크류 결합하여 상기 제1 게이트를 이동시키는 제1 볼 스크류, 제1 볼 스크류를 회전 구동하는 제1 구동부를 포함하고, 제1 이동 플레이트와 제1 볼 스크류는 제1 조인트 제어부의 프레임에 형성된 제1 슬라이딩 레일을 통해 슬라이딩 이동되는 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.The first joint control unit includes a first moving plate having a first wire fixing part to which the other end of the first wire is fixed, a fourth step first link part having one end coupled with the first moving plate, A first elastic part provided on the first link part to apply an elastic force perpendicular to the moving direction of the first moving plate, a first gate connected to the other end of the first link part to change a position of the first link part, A first ball screw for moving the first gate by screwing one end of the first gate and a first driving part for rotating the first ball screw, and the first moving plate and the first ball screw are connected to the first joint control part The weight supporting device is slidably moved through the first sliding rail formed on the frame.

또한, 본 발명의 제2 조인트 제어부는 제2 와이어의 타단이 고정되는 제2 와이어 고정부가 형성된 제2 이동 플레이트, 제2 이동 플레이트와 일단이 결합하는 4절 제2 링크부, 제2 링크부 사이에 배치되고, 제2 링크부에 제2 이동 플레이트의 이동 방향과 수직하는 탄성력을 부여하는 제2 탄성부, 제2 링크부의 타단이 연결되어 상기 제2 링크부의 위치를 변화시키는 제2 게이트, 제2 게이트의 일단과 스크류 결합하여 제2 게이트를 이동시키는 제2 볼 스크류, 제2 볼 스크류를 회전 구동하는 제2 구동부를 포함하고, 상기 제2 이동 플레이트와 상기 제2 볼 스크류는 상기 제2 조인트 제어부의 프레임에 형성된 제2 슬라이딩 레일을 통해 슬라이딩 이동되는 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.Further, the second joint control part of the present invention may include a second moving plate having a second wire fixing part to which the other end of the second wire is fixed, a fourth section second link part having one end coupled with the second moving plate, A second elastic portion for applying an elastic force perpendicular to the moving direction of the second moving plate to the second link portion, a second gate connected to the other end of the second link portion to change the position of the second link portion, A second ball screw for moving the second gate by screw engagement with one end of the second gate, and a second driver for rotating the second ball screw, wherein the second moving plate and the second ball screw are connected to the second joint The weight supporting device can be provided with a sliding movement through the second sliding rail formed on the frame of the control part.

또한, 본 발명의 조인트 드럼부에서 상기 하네스 와이어가 권취되는 방향과 상기 제1 와이어가 권취되는 방향은 서로 반대이고, 상기 하네스 와이어가 권취되는 방향과 상기 제2 와이어가 권취되는 방향은 서로 동일할 수 있고, 제1 와이어는 상기 하네스 와이어와 상기 제2 와이어 사이의 위치에서 상기 조인트 드럼부에 권취되는 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.Further, in the joint drum portion of the present invention, the direction in which the harness wire is wound and the direction in which the first wire is wound are opposite to each other, and the direction in which the harness wire is wound is the same as the direction in which the second wire is wound And the first wire may be wound around the joint drum portion at a position between the harness wire and the second wire.

또한, 본 발명의 하네스 와이어의 장력과 상기 제2 와이어의 장력의 합은 상기 제1 와이어의 장력과 동일한 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.The sum of the tensile force of the harness wire of the present invention and the tensile force of the second wire can provide a weight supporting device equal to the tensile force of the first wire.

또한, 본 발명의 체중 지지 장치에 있어서, 보행 훈련 환자의 상체의 하강으로 인하여 상기 하네스가 하강하는 경우, 상기 제1 링크부의 형상이 변형되어 제1 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제1 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 방향으로 이동하고, 상기 제2 링크부의 형상이 변형되어 제2 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제2 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 반대 방향으로 이동하여, 상기 제1 링크부 및 상기 제2 링크부의 위치 변화와 상기 제1 탄성부 및 상기 제2 탄성부의 탄성력의 변화가 동시에 조합되어, 상기 하네스 와이어의 장력이 보행 훈련 환자의 무게에 대응하여 일정하게 유지될 수 있다.In addition, in the weight supporting apparatus of the present invention, when the harness descends due to the descent of the upper body of the gait training patient, the shape of the first link portion is deformed to change the elastic force of the first elastic portion, The second link portion is moved in the direction toward the joint drum portion and the second link portion is deformed to change the elastic force of the second elastic portion and the second link portion moves in the direction opposite to the direction of the joint drum portion, And the elasticity of the first elastic part and the elasticity of the second elastic part are combined at the same time so that the tension of the harness wire can be kept constant in correspondence with the weight of the gait training patient.

또한, 본 발명의 체중 지지 장치에 있어서, 보행 훈련 환자의 상체의 상승으로 인하여 상기 하네스가 상승하는 경우, 상기 제1 링크부의 형상이 변형되어 제1 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제1 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 반대 방향으로 이동하고, 상기 제2 링크부의 형상이 변형되어 제2 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제2 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 방향으로 이동하여, 상기 제1 링크부 및 상기 제2 링크부의 위치 변화와 상기 제1 탄성부 및 상기 제2 탄성부의 탄성력의 변화가 동시에 조합되어, 상기 하네스 와이어의 장력이 보행 훈련 환자의 무게에 대응하여 일정하게 유지될 수 있다.In addition, in the weight supporting device of the present invention, when the harness rises due to the rise of the upper body of the gait training patient, the shape of the first link portion is deformed to change the elastic force of the first elastic portion, The second link portion moves in a direction toward the joint drum portion and the second link portion is deformed to change the elastic force of the second elastic portion and the second link portion moves in the direction toward the joint drum portion, And the elasticity of the first elastic part and the elasticity of the second elastic part are combined at the same time so that the tension of the harness wire can be kept constant in correspondence with the weight of the gait training patient.

본 발명은 보행 훈련 중 환자의 수직방향의 체중 보상뿐만이 아니라, 환자의 장애 정도 및 훈련 과정에 따라 체중을 보상하는 정도가 조절 가능하며, 동시에 보행 훈련 중 일어나는 환자의 수직 방향의 하중변화에 대응할 수 있는 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.The present invention can adjust not only the weight of the patient in the vertical direction during the gait training but also the degree of the patient's disability and the degree of compensating the weight according to the training process and can cope with the change in the vertical load of the patient during the gait training A weight bearing device can be provided.

또한, 본 발명의 체중 지지 장치는 강성 조절 메커니즘을 가짐으로써, 환자의 보행 훈련 중 일어나는 상체 움직임에 대응하도록 상체의 상·하 움직임 및 하중 변화에대한 체중 보조가 가능한 보행 체중 지지 장치를 제공할 수 있다.In addition, the weight supporting apparatus of the present invention has a rigidity adjusting mechanism to provide a walking weight supporting apparatus capable of supporting up and down movement of the upper body and weight change with respect to a change in load so as to correspond to the movement of the upper body during the patient's gait training have.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치를 전체적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 도 1의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 하네스 와이어, 제1 와이어 및 제2 와이어가 연결되는 부분의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 하네스 와이어, 제1 와이어 및 제2 와이어가 연결되는 부분의 도 3의 개략적인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 제1 조인트 제어부 및 제2 조인트 제어부의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 제1 조인트 제어부 및 제2 조인트 제어부의 도 5의 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치에 있어서, 정상 상태시 가변형 무게 지지 메커니즘의 상태를 나타내기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치에 있어서, 보행 재활 환자가 상체를 수직 하방으로 이동하는 경우의 가변형 무게 지지 메커니즘의 상태를 나타내기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치에 있어서, 보행 재활 환자가 상체를 수직 상방으로 이동하는 경우의 가변형 무게 지지 메커니즘의 상태를 나타내기 위한 개념도이다.
도 10은 역균형 질량체를 사용하는 종래의 체중 지지 장치의 측면도이다.
도 11은 스프링의 변위값을 이용하는 종래의 체중 지지 장치의 무게 보상 기구를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an entire body weight supporting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
Figure 2 is a side view of Figure 1 of a weight bearing device in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a schematic exploded perspective view of a portion to which a harness wire, a first wire and a second wire are connected, of a weight supporting device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a schematic side view of Fig. 3 of a portion to which a harness wire, a first wire and a second wire are connected, of a weight supporting device according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic perspective view of a first joint control portion and a second joint control portion of a weight bearing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic side view of Figure 5 of a first joint control and a second joint control of a weight bearing device in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state of a variable weight supporting mechanism in a steady state in a weight supporting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 8 is a conceptual diagram for illustrating a state of a variable weight supporting mechanism in a case where a patient in a gait rehabilitation body moves vertically downward in a weight supporting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 9 is a conceptual diagram for showing a state of a variable weight supporting mechanism in a case where a patient who is in a walk rehabilitation body moves vertically upward in a weight supporting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
10 is a side view of a conventional weight bearing device using a counterbalanced mass.
11 is a view showing a weight compensation mechanism of a conventional weight supporting device using a displacement value of a spring.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 통하여, 본 발명에 따른 체중 지지 장치 및 이러한 체중 지지 장치의 구체적인 작동 관계에 대하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, a detailed description will be given of a weight supporting apparatus according to the present invention and a specific working relationship of the weight supporting apparatus according to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

설명에 앞서, 여러 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시 형태에서 설명하고, 그 외의 실시 형태에서는 다른 구성 요소에 대해서만 설명하기로 한다.Prior to explanation, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals in different embodiments, and only other elements will be described in the other embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치를 전체적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 도 1의 측면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치(1)는 크게 하중 보상 제어부(10), 하네스 연결 프레임(20), 하네스 수평 조절부(30), 하네스(40), 골반 기구부(50), 하체 기구부(60) 및 발 받침부(70)를 포함한다.FIG. 1 is a perspective view of a weight supporting apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. 1 of a weight supporting apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, a weight supporting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a load compensation control unit 10, a harness connecting frame 20, a harness leveling unit 30, A pelvis mechanism portion 50, a lower body mechanism portion 60, and a footrest portion 70, as shown in FIG.

하중 보상 제어부(10)는 보행 훈련 환자가 결속되는 하네스(40)와 일단이 연결되는 하네스 와이어(41)의 장력 및 변위가 조절되는 구성으로서, 구체적인 설명은 후술하기로 한다.The load compensation control unit 10 has a structure in which the tension and displacement of the harness wire 41 connected to the harness 40 to which the patient for gait training is connected is adjusted, and a detailed description will be given later.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치는, 하네스(40)에 보행 훈련 환자의 상체가 결속하도록 하고, 하체 기기부(60)의 대퇴 지지부(61)와 하퇴 지지부(62)에 보행 훈련 환자의 하체가 장착되도록 하여, 발 받침부(70)에서 보행 훈련 환자가 보행을 훈련하도록 이루어진다. 또한, 골반 기구부(50)의 골반 지지부(51)에 보행 훈련 환자의 골반이 장착된다.The body weight supporting apparatus according to the embodiment of the present invention is configured to allow the upper body of the patient for walking training to be bound to the harness 40 and to support the lower body supporting portion 61 and the lower supporting portion 62 of the lower body- So that the user of the gait training is trained in the footrest unit 70 to walk. Further, the pelvis of the patient in the gait training is attached to the pelvic support portion 51 of the pelvic mechanism portion 50.

이 때, 골반 지지부(51), 대퇴 지지부(61) 및 하퇴 지지부(62)는 도시되지 않은 액추에이터의 구동에 의해 소정 각도로 회전될 수 있도록 이루어져 있으므로, 보행 훈련 환자의 신체 조건에 따라 골반 지지부(51), 대퇴 지지부(61) 및 하퇴 지지부(62)의 회전되어 그 착용이 완전하게 이루어질 수 있으며, 기설정된 보행 주기 동안 상기 액추에이터의 구동에 의해 적절하게 변경될 수 있다.At this time, since the pelvis support portion 51, the pelotus support portion 61, and the lower support portion 62 can be rotated at a predetermined angle by driving an actuator (not shown), the pelvis support portion 51, the thigh support portion 61 and the lower support portion 62 can be rotated and worn completely, and can be appropriately changed by driving the actuator during a predetermined gait cycle.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 하네스 와이어, 제1 와이어 및 제2 와이어가 연결되는 부분의 개략적인 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 측면도이다.FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of a portion to which a harness wire, a first wire and a second wire are connected, of a weight supporting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of FIG.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 보행 훈련 환자가 결속되는 하네스(40)는 하네스 와이어(41)의 일단과 연결된다. 이러한 하네스 와이어(41)는 복수의 풀리를 포함하는 하네스 조정부(30)를 통과하게 되며, 하네스 조정부(30) 내부의 하네스 이동부(31)의 위치 변화에 의해 하네스(40)의 수평 위치가 조절된다. 이러한 하네스 이동부(31)는 하네스 이동 조절부(32)의 구동에 의해 수평으로 이동될 수 있으며, 하네스 이동 조절부(32)는, 예를 들어, 전기 모터를 사용할 수 있다.1 to 4, a harness 40 to which a patient for gait training is bound is connected to one end of a harness wire 41. Such a harness wire 41 passes through a harness adjusting section 30 including a plurality of pulleys and the horizontal position of the harness 40 is adjusted by the change of the position of the harness moving section 31 in the harness adjusting section 30. [ do. The harness moving part 31 can be moved horizontally by driving the harness movement adjusting part 32. The harness movement adjusting part 32 can use, for example, an electric motor.

하네스 조정부(30)를 통과한 하네스 와이어(41)는 하네스 연결 프레임(20)의 내부에 위치하는 리프트 기구(21)를 통과한다. 하네스 와이어(41)는 중간 경로에서 복수의 풀리(24)를 지나가게 되며, 특히, 복수의 풀리(24)중 리프트 기구(21) 내부에 위치하는 풀리(24)에서 하네스 와이어(41)가 S자 형태의 경로를 갖기 때문에, 후술할 조인트(22)의 조인트 드럼부(23)와 리프트 기구(21) 사이의 하네스 와이어(41)의 위치 변화는 하네스(40) 높이 위치를 2배로 변화시킬 수 있다. 최종적으로, 하네스 와이어(41)의 타단은 조인트(22)의 조인트 드럼부(23)에 권취된다.The harness wire 41 that has passed through the harness adjusting portion 30 passes through the lift mechanism 21 located inside the harness connecting frame 20. The harness wire 41 passes through the plurality of pulleys 24 in the intermediate path and in particular the pulley 24 located in the lift mechanism 21 among the plurality of pulleys 24 is connected to the harness wire 41 via the S A change in the position of the harness wire 41 between the joint drum portion 23 and the lift mechanism 21 of the joint 22 to be described later can change the height position of the harness 40 twice have. Finally, the other end of the harness wire 41 is wound around the joint drum portion 23 of the joint 22.

또한, 조인트(22)의 조인트 드럼부(23)에는 제1 조인트 제어부(100)와 연결되는 제1 와이어(101)의 일단과, 제2 조인트 제어부(200)와 연결되는 제2 와이어(201)의 일단이 권취된다.The first joint control part 100 is connected to one end of the first wire 101 and the second joint control part 200 is connected to the joint drum part 23 of the joint 22, Is wound up.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 하네스 와이어(41)가 조인트 드럼부(23)에 권취되는 방향(RMg)은 제1 와이어(101)가 조인트 드럼부(23)에 권취되는 방향(RT1)과 서로 반대 방향이고, 제2 와이어(201)가 조인트 드럼부(23)에 권취되는 방향(RT2)과는 서로 동일한 방향이다.7, the direction RMg in which the harness wire 41 is wound around the joint drum portion 23 is the direction RT1 in which the first wire 101 is wound around the joint drum portion 23, And the direction RT2 in which the second wire 201 is wound around the joint drum portion 23 are the same as each other.

따라서, 조인트 드럼부(23)에서 하네스 와이어(41)가 권출되는 경우, 즉, 보행 재활 환자의 상체가 하강하여 하네스(40)의 높이 위치가 하강하는 경우, 제1 와이어(101)는 조인트 드럼부(23)로 권취되며, 반대로 제2 와이어(201)는, 하네스 와이어(41)와 같이, 조인트 드럼부(23)에서 권출된다.Therefore, when the harness wire 41 is pulled out from the joint drum portion 23, that is, when the upper body of the walking rehabilitation patient is lowered and the height position of the harness 40 is lowered, The second wire 201 is wound on the joint drum portion 23 like the harness wire 41. [

또한, 반대로 조인트 드럼부(23)에서 하네스 와이어(41)가 권취되는 경우, 즉, 보행 재활 환자의 상체가 상승하여 하네스(40)의 높이 위치가 상승하는 경우, 제1 와이어(101)는 조인트 드럼부(23)에서 권출되며, 반대로 제2 와이어(201)는, 하네스 와이어(41)와 같이, 조인트 드럼부(23)로 권취된다.In contrast, when the harness wire 41 is wound on the joint drum portion 23, that is, when the upper body of the walking rehabilitation patient rises and the height position of the harness 40 rises, The second wire 201 is wound around the joint drum portion 23 like the harness wire 41. The second wire 201 is wound around the joint drum portion 23,

이와 같이, 하네스 와이어(41)의 위치 변화에 따라, 제1 와이어(101) 및 제2 와이어(201)도 함께 위치가 변화하고, 하네스 와이어(41)의 장력과 제2 와이어(201)의 장력의 합이 제1 와이어(101)의 장력과 동일하도록 제어되기 때문에, 제1 와이어(101) 및 제2 와이어(201)가 각각 연결된 후술할 제1 조인트 제어부(100) 및 제2 조인트 제어부(200)의 제어를 통해, 하네스 와이어(41)의 장력을 일정하게 유지하면서, 하네스 와이어(41)의 위치 변화가 가능해진다.The position of the first wire 101 and the position of the second wire 201 are changed together with the change of the position of the harness wire 41 and the tension of the harness wire 41 and the tension of the second wire 201 The first joint control unit 100 and the second joint control unit 200, which will be described later, to which the first wire 101 and the second wire 201 are connected, respectively, are controlled so that the sum of the first wire 101 and the second wire 201 is equal to the tension of the first wire 101. [ It is possible to change the position of the harness wire 41 while keeping the tension of the harness wire 41 constant.

한편, 본 발명의 일 실시 형태의 조인트 드럼부(23)에서, 제1 와이어(101)는 하네스 와이어(41)와 제2 와이어(201) 사이에서 권취되는데, 전술한 바와 같이, 하네스 와이어(41)의 장력과 제2 와이어(201)의 장력의 합이 제1 와이어(101)의 장력과 동일하도록 제어되어야 하므로, 조인트 드럼부(23)의 한쪽으로 힘이 집중되어 조인트(22)에서 조인트 드럼부(23)의 결합이 어긋나는 것을 방지할 수 있다.In the joint drum portion 23 of the embodiment of the present invention, the first wire 101 is wound between the harness wire 41 and the second wire 201. As described above, the harness wire 41 And the tension of the second wire 201 is controlled to be equal to the tension of the first wire 101 so that the force is concentrated to one side of the joint drum 23, It is possible to prevent the engagement of the portion 23 from being shifted.

다음으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치(1)의 제1 조인트 제어부(100)와 제2 조인트 제어부(200)가 도시된 도 5 및 도 6을 참고하여, 제1 조인트 제어부(100)의 구체적인 작동 관계를 설명하기로 한다. 5 and 6, in which the first joint control part 100 and the second joint control part 200 of the weight supporting device 1 according to an embodiment of the present invention are shown, the first joint control part 100 will be described.

도 5에 있어서, 전술한 바와 같이, 일단이 조인트 드럼부(23)에 권취된 제1 와이어(101)의 타단은 제1 조인트 제어부(100)의 제1 이동 플레이트(117)에 형성된 제1 와이어 고정부(107)에 고정된다. 또한, 제1 이동 플레이트(117)는 제1 조인트 제어부(100)의 프레임(109)에 형성된 제1 슬라이딩 레일(110)을 따라 위치가 변화할 수 있으므로, 예를 들어, 제1 이동 플레이트(117)가 조인트 드럼부(23)를 향하는 반대 방향으로 이동하는 경우, 제1 와이어(101)를 조인트 드럼부(23)로부터 당기도록 하여 조인트 드럼부(23)에서 제1 와이어(101)가 권출되며, 조인트 드럼부(23)에서 제1 와이어(101)가 권취되는 경우, 제1 이동 플레이트(117)는 조인트 드럼부(23)를 향하는 방향으로 이동된다.5, the other end of the first wire 101 wound around the joint drum portion 23 at one end is connected to the first wire 101 formed at the first moving plate 117 of the first joint control portion 100, And is fixed to the fixing portion 107. The position of the first moving plate 117 may change along the first sliding rail 110 formed on the frame 109 of the first joint control unit 100. For example, The first wire 101 is pulled out of the joint drum portion 23 so that the first wire 101 is pulled out of the joint drum portion 23 and the first wire 101 is pulled out from the joint drum portion 23 The first moving plate 117 is moved in the direction toward the joint drum portion 23 when the first wire 101 is wound on the joint drum portion 23.

또한, 제1 이동 플레이트(117)에는 4절의 제1 링크부(105)의 일단이 결합되어 있으며, 제1 이동 플레이트(117)의 이동과 함께 4절의 제1 링크부(105)도 이동된다. 특히, 제1 링크부(105)의 사이에는 전술한 이동 플레이트(117)의 이동 방향과 수직하는 방향으로 탄성력을 부여하는 제1 탄성부(106)가 배치되어 있으며, 바람직하게 제1 탄성부(106)는 압축 스프링을 사용할 수있다. One end of the first link portion 105 of the fourth section is coupled to the first moving plate 117 and the first link portion 105 of the fourth section is also moved along with the movement of the first moving plate 117. Particularly, a first elastic portion 106 is disposed between the first link portions 105 to apply an elastic force in a direction perpendicular to the moving direction of the moving plate 117, and preferably, the first elastic portion 106 may use compression springs.

또한, 4절의 제1 링크부(105)의 타단에는 제1 게이트(103)가 결합되어 있고, 제1 게이트(103)의 일단에서 스크류 결합하는 제1 볼 스크류(104)와 제1 구동부(102)의 구동을 통해, 제1 게이트(103)는 제1 슬라이딩 레일(110)을 따라 이동될 수 있다. 결론적으로, 제1 구동부(102) 구동 제어를 통해서도 제1 링크부(105)가 이동될 수 있다. A first gate 103 is coupled to the other end of the first link unit 105 in the fourth section and a first ball screw 104 and a first driver 102 The first gate 103 can be moved along the first sliding rail 110. In this case, As a result, the first link unit 105 can be moved through the first drive unit 102 driving control.

따라서, 제1 와이어(101)의 위치 변화(h1)와 장력(F1)은 제1 링크부(105)의 일단 또는 타단의 위치 변화 및 제1 탄성부(106)의 탄성력의 변화가 조합되어 제어된다.Therefore, the positional change h1 and the tension F1 of the first wire 101 can be controlled by combining the change in the position of one end or the other end of the first link portion 105 and the change in the elastic force of the first elastic portion 106 do.

한편, 제2 조인트 제어부(200)의 구체적인 작동 관계는 실질적으로 제1 조인트 제어부(100)의 작동 관계와 실질적으로 동일하기 때문에 구체적인 설명은 생략하며, 다만, 전술한 바와 같이, 조인트 드럼부(23)에서 제2 와이어(201)의 권취 방향(RT2)는 제1 와이어(101)의 귄취 방향(RT1)과 서로 반대이기 때문에, 제2 조인트 제어부(200)의 제2 링크부(205)의 이동 방향은 제1 조인트 제어부(100)의 제1 링크부(105)의 이동 방향과 서로 반대 방향으로 이동된다. Since the concrete operation of the second joint control part 200 is substantially the same as the operation of the first joint control part 100, a detailed description thereof will be omitted. However, as described above, the joint drum part 23 Since the winding direction RT2 of the second wire 201 is opposite to the winding direction RT1 of the first wire 101 in the second joint control part 200, Direction is moved in a direction opposite to the moving direction of the first link portion 105 of the first joint control portion 100. [

다음으로, 도 7 내지 도 9 를 참고하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체중 지지 장치의 가변형 무게 지지 메커니즘을 설명하기로 한다. Next, the variable weight supporting mechanism of the weight supporting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 7 to 9. Fig.

전술한 바와 같이, 제1 와이어(101)의 위치 변화(h1)와 장력(F1)은 제1 링크부(105)의 일단 또는 타단의 위치 변화 및 제1 탄성부(106)의 탄성력의 변화가 조합되어 제어되며, 제2 와이어(201)의 위치 변화(h2)와 장력(F2)은 제2 링크부(205)의 일단 또는 타단의 위치 변화 및 제2 탄성부(206)의 탄성력의 변화가 조합되어 제어된다. As described above, the positional change h1 and the tension F1 of the first wire 101 vary depending on the positional change of one end or the other end of the first link portion 105 and the change of the elastic force of the first elastic portion 106 The positional change h2 and the tension F2 of the second wire 201 are controlled such that the change in the position of one end or the other end of the second link portion 205 and the change in the elastic force of the second elastic portion 206 Are controlled in combination.

또한, 본 발명의 해결하고자 하는 목적인 하네스 와이어(41)의 위치 변화(H)와 일정한 장력(F)은 제1 조인트 제어부(100)와 제2 조인트 제어부(200)의 작동이 동시에 조합되어 서로 상호보완적으로 이루어지고, 보행 재활 환자의 무게와 상체의 상승 또는 하강 변화량에 따라 달라질 수 있다. The positional change H and the constant tension F of the harness wire 41 for the purpose of solving the present invention are such that the operations of the first joint control part 100 and the second joint control part 200 are simultaneously combined And may vary depending on the weight of the patient with gait rehabilitation and the amount of change of the upper or lower body.

M [kg]의 보행 재활 환자가 하네스(40)에 결속되어 있는 경우를 가정하여, 본 발명의 가변형 무게 지지 메커니즘을 설명하기로 한다.Assuming that the gait rehabilitation patient with M [kg] is bound to the harness 40, the variable weight supporting mechanism of the present invention will be described.

도 7에 있어서, 상기 M [kg]의 보행 재활 환자가 하네스(40)에 결속되어있는 경우, 하네스 와이어(41)에 가해지는 장력은 Mg [N]이며, 조인트 드럼부(23)의 반지름이 r이라 가정하면, 상기 조인트 드럼부(23)에 가해지는 토크는 Mgr [Nm]이다.7, when the gait rehabilitation patient with M [kg] is bound to the harness 40, the tensile force applied to the harness wire 41 is Mg [N], and the radius of the joint drum portion 23 is r, the torque applied to the joint drum portion 23 is Mgr [Nm].

도 7에 있어서, 환자의 신장에 상응하는 Mg [N]의 수직 위치가 정해지면, 제1 탄성부(106)의 스프링에 의한 탄성력과 제 2 탄성부(206)의 스프링에 의한 탄성력의 조합에 의해 와이어의 장력 Mg [N]와의 힘의 평형을 이루게 된다. 이때, 제1 링크부(105)의 변화량 dx1과 제2 링크부(205)의 변화량 dx2가 발생하며, 상기 제1 링크부(105)와 상기 제2 링크부(205)는 상기 제1 탄성부(106) 및 상기 제2 탄성부(206)의 직각방향으로 길이가 늘어난다. 이때, Mg와 제 2 탄성부(206)의 스프링에 의해 발생하는 탄성력 F2의 합은 제 1 탄성부(106)의 스프링에 의해 발생하는 탄성력 F1과 같게 된다.7, when the vertical position of Mg [N] corresponding to the elongation of the patient is determined, the combination of the elastic force by the spring of the first elastic portion 106 and the elastic force by the spring of the second elastic portion 206 So as to form an equilibrium of the force with the tension Mg [N] of the wire. At this time, the first and the variation amount dx 2 of the first link portion 105, change amount dx 1 and the second link portion 205 of the occurrence, the first link 105 and the second link portion 205 is the first The length of the elastic portion 106 and the second elastic portion 206 is increased in the direction perpendicular to the first direction. At this time, the sum of the elastic force F2 generated by the spring of Mg and the second elastic portion 206 becomes equal to the elastic force F1 generated by the spring of the first elastic portion 106. [

도 8에 있어서, 보행 재활 환자가 갑자기 몸을 숙였을 때, 하네스 와이어(41)에 가해지는 장력은 Mg+F [N]이며, 조인트 드럼부(23)의 반지름이 r [m]이라 가정하면, 상기 조인트 드럼부(23)에 가해지는 토크는 (Mg+F)r [Nm]이다.8, assuming that the tension applied to the harness wire 41 is Mg + F [N] and the radius of the joint drum portion 23 is r [m] when the patient with a gait rehabilitation suddenly bows , And the torque applied to the joint drum portion 23 is (Mg + F) r [Nm].

도 8에 있어서, Mg의 위치가 H [m]만큼 아래로 변화하면, 제 1 게이트(103)의 위치는 h1만큼 위로 이동하며, 제2 게이트(203)의 위치는 h2만큼 위로 이동한다. 이때, 상기 제1 게이트(103)의 이동 변위 h1 및 제2 게이트(203)의 이동 변위 h2는 환자가 몸을 숙일 때 발생하는 가속도와 변위에 영향을 받으며, 하네스 와이어(41)에 발생하는 장력과 제2 와이어(201)의 장력 T2의 합은 제 1와이어(101)의 장력 T1와 같다.8, when the position of Mg changes by H [m], the position of the first gate 103 moves up by h1, and the position of the second gate 203 moves up by h2. At this time, the movement displacement h1 of the first gate 103 and the movement displacement h2 of the second gate 203 are influenced by the acceleration and displacement generated when the patient is stiff, and the tension generated in the harness wire 41 And the tension T2 of the second wire 201 is equal to the tension T1 of the first wire 101. [

도 9에 있어서, 보행 재활 환자가 갑자기 몸을 일으켰을 때, 하네스 와이어(41)에 가해지는 장력은 Mg-F [N]이며, 조인트 드럼부(23)의 반지름이 r [m]이라 가정하면, 상기 조인트 드럼부(23)에 가해지는 토크는 (Mg-F)r [Nm]이다.9, assuming that the tension applied to the harness wire 41 is Mg-F [N] and the radius of the joint drum portion 23 is r [m] when the patient with a gait rehabilitation suddenly starts, The torque applied to the joint drum portion 23 is (Mg-F) r [Nm].

도 9에 있어서, Mg의 위치가 H [m]만큼 위로 변화하면, 제 1 게이트(103)의 위치는 h1만큼 아래로 이동하며, 제2 게이트(203)의 위치는 h2만큼 아래로 이동한다. 이때, 상기 제1 게이트(103) 및 제2 게이트(203)의 h1과 h2의 이동 변위는 환자가 몸을 일으켰을 때 발생하는 가속도와 변위에 영향을 받으며, 하네스 와이어(41)에 발생하는 장력과 제2 와이어(201)의 장력 T2의 합은 제 1와이어(101)의 장력 T1과 같다.9, when the position of Mg is changed by H [m], the position of the first gate 103 moves downward by h1, and the position of the second gate 203 moves down by h2. At this time, the displacement of h1 and h2 of the first gate 103 and the second gate 203 is affected by the acceleration and displacement generated when the patient causes the body, and the tension generated in the harness wire 41 The sum of the tension T2 of the second wire 201 is equal to the tension T1 of the first wire 101. [

위의 실시 예에 따라, 하네스 와이어(41)의 장력은 조인트 드럼부(23)의 토크와 상관관계가 있고, 상기 조인트 드럼부(23)의 토크는 제1 링크부(105)와 제2 링크부(205)가 아래쪽 방향으로 동일하게 움직일 때 증가하며, 상기 제1 링크부(105)와 제2 링크부(205)가 위쪽 방향으로 동일하게 움직일 때 감소한다. 또한, 상기 조인트 드럼부(23)는 상기 제1 링크부(105)가 위쪽 방향으로 움직이고, 상기 제2 링크부(205)가 아래쪽 방향으로 동일하게 움직일 때, Mg의 위치는 아래쪽으로 이동하며, 상기 제1 링크부(105)가 아래쪽 방향으로 움직이고, 상기 제2 링크부(205)가 위쪽방향으로 동일하게 움직일 때, Mg의 위치는 위쪽으로 이동한다.The tension of the harness wire 41 is correlated with the torque of the joint drum portion 23 and the torque of the joint drum portion 23 is lower than the torque of the first link portion 105 and the second link portion 23. [ Increases as the unit 205 moves in the same downward direction and decreases when the first link unit 105 and the second link unit 205 move in the same direction in the upward direction. In addition, when the first link part 105 moves upward and the second link part 205 moves downward in the same direction, the position of the Mg moves downward in the joint drum part 23, When the first link part 105 moves downward and the second link part 205 moves upward in the same direction, the position of Mg moves upward.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Thus, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 지금까지 전술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 상기 실시 형태들에 한정하기 위한 것이 아님을 이해하여야만 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and are not intended to limit the invention to the embodiments, and the scope of the present invention is not limited by the above- And all changes or modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims and the equivalents shall be construed as being included within the scope of the present invention.

1 체중 지지 장치 10 하중 보상 제어부,
20 하네스 연결 프레임 30 하네스 수평 조절부,
40 하네스 41 하네스 와이어
50 골반 기구부 60 하체 기구부
70 발 받침부 61 대퇴 지지부
62 하퇴 지지부 51 골반 지지부
31 하네스 이동부 32 하네스 이동 조정부
21 리프트 기구 24 풀리
22 조인트 23 조인트 드럼부
RMg 하네스 와이어 권취 방향
RT1 제1 와이어 권취 방향
RT2 제2 와이어 권취 방향
100 제1 조인트 제어부
101 제1 와이어
102 제1 구동부 103 제1 게이트
104 제1 볼 스크류 105 4절 제1 링크부
106 제1 탄성부 109 제1 조인트 제어부의 프레임
110 제1 슬라이딩 레일 117 제1 이동 플레이트
200 제2 조인트 제어부 201 제2 와이어
202 제2 구동부 203 제2 게이트
204 제2 볼 스크류 205 4절 제2 링크부
206 제2 탄성부 209 제2 조인트 제어부의 프레임
210 제2 슬라이딩 레일 217 제2 이동 플레이트
H 하네스 와이어의 위치 변화
F 하네스 와이어의 장력
h1 제1 와이어의 위치 변화
F1 제1 와이어의 장력
h2 제2 와이어의 위치 변화
F2 제2 와이어의 장력1 weight supporting apparatus 10 load compensation control unit,
20 Harness connection frame 30 Harness leveling part,
40 harness 41 harness wire
50 Pelvic floor 60 Lower floor 60
70 Footrest 61 Foot support
62 Lower back support 51 Pelvic support
31 harness moving part 32 harness moving adjusting part
21 Lift mechanism 24 Pulley
22 joint 23 joint drum part
RMg harness wire winding direction
RT1 1st wire winding direction
RT2 2nd wire winding direction
100 first joint control section
101 first wire
102 first driving part 103 first gate
104 1st ball screw 105 4 1st link part
106 First elastic part 109 Frame of first joint control part
110 first sliding rail 117 first moving plate
200 second joint control section 201 second wire
202 second driving unit 203 second gate
204 2nd ball screw 205 4 2nd link part
206 second elastic portion 209 frame of the second joint control portion
210 second sliding rail 217 second moving plate
Change of position of H harness wire
F Tension of harness wire
h1 Change in position of first wire
F1 Tension of first wire
h2 Change of the position of the second wire
F2 Tension of the second wire

Claims (8)

보행 훈련 환자의 하체가 결속되는 하체 기구부;
상기 하체 기구부에 연결되고, 상기 보행 훈련 환자의 골반 이동을 위한 골반 기구부;
보행 훈련 환자의 상체가 결속되는 하네스부;
상기 하네스부와 일단이 연결되어 상기 보행 훈련 환자의 하중을 지지하는 하네스 와이어;
상기 하네스 와이어의 장력과 변위를 조절하는 하중 보상 제어부를 포함하는 체중 지지 장치로서,
상기 하중 보상 제어부는, 제1 와이어의 일단이 결합하는 제1 조인트 제어부와 제2 와이어의 일단이 결합하는 제2 조인트 제어부; 및
상기 하네스 와이어의 타단, 상기 제1 와이어의 타단 및 상기 제2 와이어의 타단이 권취되는 조인트 드럼부를 포함하며,
상기 하중 보상 제어부는, 상기 제1 조인트 제어부와 상기 제2 조인트 제어부의 제어를 통해 상기 하네스 와이어의 장력 및 변위가 조절되는 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.
A lower body mechanism part to which a lower body of a gait training patient is bound;
A pelvis mechanical part connected to the lower body mechanism part and for moving the pelvis of the gait training patient;
A harness part to which the upper body of the gait training patient is bound;
A harness wire connected to the harness part at one end to support a load of the gait training patient;
And a load compensation controller for adjusting the tension and displacement of the harness wire,
The load compensation control unit may include: a second joint control unit for coupling one end of a second wire to a first joint control unit to which one end of the first wire is coupled; And
And a joint drum portion around which the other end of the harness wire, the other end of the first wire, and the other end of the second wire are wound,
Wherein the load compensation control unit adjusts the tension and displacement of the harness wire through the control of the first joint control unit and the second joint control unit.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 조인트 제어부는 상기 제1 와이어의 타단이 고정되는 제1 와이어 고정부가 형성된 제1 이동 플레이트,
상기 제1 이동 플레이트와 일단이 결합하는 4절의 제1 링크부
상기 제1 링크부 사이에 배치되고, 상기 제1 링크부에 상기 제1 이동 플레이트의 이동 방향과 수직하는 탄성력을 부여하는 제1 탄성부
상기 제1 링크부의 타단이 연결되어 상기 제1 링크부의 위치를 변화시키는 제1 게이트,
상기 제1 게이트의 일단과 스크류 결합하여 상기 제1 게이트를 이동시키는 제1 볼 스크류
상기 제1 볼 스크류를 회전 구동하는 제1 구동부를 포함하고,
상기 제1 이동 플레이트와 상기 제1 볼 스크류는 상기 제1 조인트 제어부의 프레임에 형성된 제1 슬라이딩 레일을 통해 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.
The method according to claim 1,
The first joint control unit may include a first moving plate having a first wire fixing part on which the other end of the first wire is fixed,
And a first link portion
And a first elastic portion disposed between the first link portion and imparting an elastic force to the first link portion perpendicular to the moving direction of the first moving plate,
A first gate connected to the other end of the first link portion to change a position of the first link portion,
A first ball screw which is screwed to one end of the first gate to move the first gate,
And a first driving unit for rotationally driving the first ball screw,
Wherein the first moving plate and the first ball screw are slidably moved through a first sliding rail formed on a frame of the first joint control unit.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 조인트 제어부는 상기 제2 와이어의 타단이 고정되는 제2 와이어 고정부가 형성된 제2 이동 플레이트,
상기 제2 이동 플레이트와 일단이 결합하는 4절의 제2 링크부
상기 제2 링크부 사이에 배치되고, 상기 제2 링크부에 상기 제2 이동 플레이트의 이동 방향과 수직하는 탄성력을 부여하는 제2 탄성부
상기 제2 링크부의 타단이 연결되어 상기 제2 링크부의 위치를 변화시키는 제2 게이트,
상기 제2 게이트의 일단과 스크류 결합하여 상기 제2 게이트를 이동시키는 제2 볼 스크류
상기 제2 볼 스크류를 회전 구동하는 제2 구동부를 포함하고,
상기 제2 이동 플레이트와 상기 제2 볼 스크류는 상기 제2 조인트 제어부의 프레임에 형성된 제2 슬라이딩 레일을 통해 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the second joint control part includes a second moving plate having a second wire fixing part on which the other end of the second wire is fixed,
And a second link portion in the fourth section where one end is engaged with the second moving plate,
And a second elastic portion disposed between the second link portion and imparting an elastic force to the second link portion perpendicular to the moving direction of the second moving plate,
A second gate connected to the other end of the second link portion to change a position of the second link portion,
A second ball screw which is screwed to one end of the second gate to move the second gate,
And a second driving unit for rotationally driving the second ball screw,
Wherein the second moving plate and the second ball screw are slidably moved through a second sliding rail formed on a frame of the second joint control unit.
제 3 항에 있어서,
상기 조인트 드럼부에서 상기 하네스 와이어가 권취되는 방향과 상기 제1 와이어가 권취되는 방향은 서로 반대이고,
상기 하네스 와이어가 권취되는 방향과 상기 제2 와이어가 권취되는 방향은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.
The method of claim 3,
The direction in which the harness wire is wound in the joint drum portion and the direction in which the first wire is wound are opposite to each other,
Wherein a direction in which the harness wire is wound and a direction in which the second wire is wound are equal to each other.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 와이어는 상기 하네스 와이어와 상기 제2 와이어 사이의 위치에서 상기 조인트 드럼부에 권취되는 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the first wire is wound on the joint drum part at a position between the harness wire and the second wire.
제 4 항에 있어서,
상기 하네스 와이어의 장력과 상기 제2 와이어의 장력의 합은 상기 제1 와이어의 장력과 동일한 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치
5. The method of claim 4,
Wherein the sum of the tension of the harness wire and the tension of the second wire is equal to the tension of the first wire.
제 6 항에 있어서,
상기 보행 훈련 환자의 상체의 하강으로 인하여 상기 하네스가 하강하는 경우,
상기 제1 링크부의 형상이 변형되어 제1 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제1 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 방향으로 이동하고,
상기 제2 링크부의 형상이 변형되어 제2 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제2 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 반대 방향으로 이동하여,
상기 제1 링크부 및 상기 제2 링크부의 위치 변화와 상기 제1 탄성부 및 상기 제2 탄성부의 탄성력의 변화가 동시에 조합되어, 상기 하네스 와이어의 장력이 보행 훈련 환자의 무게에 대응하여 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.
The method according to claim 6,
When the harness descends due to the lowering of the upper body of the gait training patient,
The shape of the first link portion is deformed to change the elastic force of the first elastic portion and the first link portion moves in the direction toward the joint drum portion,
The shape of the second link portion is deformed to change the elastic force of the second elastic portion and the second link portion moves in the direction opposite to the direction of the joint drum portion,
Wherein a change in the position of the first link portion and the change in the elasticity of the first elastic portion and a change in the elastic force of the second elastic portion are combined at the same time so that the tension of the harness wire is kept constant Wherein the weight supporting device is a weight supporting device.
제 6 항에 있어서,
상기 보행 훈련 환자의 상체의 상승으로 인하여 상기 하네스가 상승하는 경우,
상기 제1 링크부의 형상이 변형되어 제1 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제1 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 반대 방향으로 이동하고,
상기 제2 링크부의 형상이 변형되어 제2 탄성부의 탄성력이 변화하는 동시에, 상기 제2 링크부가 상기 조인트 드럼부를 향하는 방향으로 이동하여,
상기 제1 링크부 및 상기 제2 링크부의 위치 변화와 상기 제1 탄성부 및 상기 제2 탄성부의 탄성력의 변화가 동시에 조합되어, 상기 하네스 와이어의 장력이 보행 훈련 환자의 무게에 대응하여 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 체중 지지 장치.The method according to claim 6,
When the harness rises due to the rise of the upper body of the gait training patient,
The shape of the first link portion is deformed to change the elastic force of the first elastic portion and the first link portion moves in the direction opposite to the direction of the joint drum portion,
The shape of the second link portion is deformed to change the elastic force of the second elastic portion and the second link portion moves in the direction toward the joint drum portion,
Wherein a change in the position of the first link portion and the change in the elasticity of the first elastic portion and a change in the elastic force of the second elastic portion are combined at the same time so that the tension of the harness wire is kept constant Wherein the weight supporting device is a weight supporting device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101131972B1 (en) 2009-11-30 2012-03-29 주식회사 무한기업 User-customized gait rehabilitation device
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