KR101952491B1 - 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템 - Google Patents

하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101952491B1
KR101952491B1 KR1020170000566A KR20170000566A KR101952491B1 KR 101952491 B1 KR101952491 B1 KR 101952491B1 KR 1020170000566 A KR1020170000566 A KR 1020170000566A KR 20170000566 A KR20170000566 A KR 20170000566A KR 101952491 B1 KR101952491 B1 KR 101952491B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
speed
mobile
control unit
steering
user
Prior art date
Application number
KR1020170000566A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180079869A (ko
Inventor
문인혁
김남훈
송상은
김하윤
Original Assignee
동의대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동의대학교 산학협력단 filed Critical 동의대학교 산학협력단
Priority to KR1020170000566A priority Critical patent/KR101952491B1/ko
Publication of KR20180079869A publication Critical patent/KR20180079869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101952491B1 publication Critical patent/KR101952491B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4027Specific exercise interfaces
    • A63B21/4033Handles, pedals, bars or platforms
    • A63B21/4034Handles, pedals, bars or platforms for operation by feet
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10Positions
    • A63B2220/16Angular positions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30Speed
    • A63B2220/34Angular speed
    • A63B2220/35Spin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 사용자의 구름 운동이 가능한 페달이 구비된 하지운동장치부; 이동 방향을 결정하는 조향 핸들이 구비되고 상기 하지운동장치부가 일체로 결합된 채 상기 사용자의 구름 운동에 의해 이동되는 이동장치부; 및 상기 하지운동장치부의 페달에 의한 회전속도와 설정된 기준회전속도와 비교하여 그 비교값에 따라 상기 이동장치부의 속도를 결정하여 그 이동을 제어하고, 상기 조향 핸들의 회전각도를 설정된 기준회전각도의 범위 내로 변환하여 상기 이동장치부의 회전 각도를 결정하여 그 조향 각도를 제어하는 통합제어부;를 포함하되, 상기 하지운동장치부는, 상기 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도를 측정하는 홀 센서가 구비되어 상기 홀 센서에 의해 측정된 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도가 상기 통합제어부에 전송될 수 있는 속도검출부를 더 포함하고, 상기 이동장치부는 이동제어부를 더 포함하고, 상기 통합제어부는 상기 기준회전속도가 저속과 중속 및 고속으로 구별되는 구간별 속도테이블로 구비되고, 상기 속도테이블과 상기 속도검출부의 홀 센서에 의해 측정된 회전속도와 비교한 뒤 상기 속도테이블의 각 구간별로 정해진 전압값을 상기 이동제어부에 송신하는 전압변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템{Mobile-type rehabilitation system for low limb exercise}
본 발명은 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고령자 및 재활자가 실내는 물론 야외에서도 지속적으로 운동할 수 있는 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템에 관한 것이다.
일반적인 상하지 연동운동 장치는 발이 안착되는 한 쌍의 페달(121)과 손으로 움겨 쥘 수 있는 한 쌍의 핸들을 포함하여 구성된다. 따라서, 사용자가 페달(121)에 양 발을 거치하고 핸들을 양손으로 감싸쥔 상태에서 소정 방향으로 힘을 가압하는 경우 각각의 페달(121) 및 핸들이 기 설정된 궤적을 따라 왕복하면서 팔과 다리를 동시에 운동할 수 있다.
일반적으로 운동기구를 이용한 운동은 상체 또는 하체를 분리하여 이루어지는 것에 비해, 상하지 연동운동장치는 전술한 바와 같이 팔과 다리를 동시에 운동함으로서 운동량을 증가시킬 뿐 아니라 효과적인 전신 운동이 가능하다는 장점이 있다. 따라서, 최근에는 이러한 상하지 연동운동장치를 이용하여 신체가 부자유한자나 노약자들의 재활치료에 적용하려는 시도가 이루어지고 있다.
한편, 고령자는 노화에 따른 운동 기능의 저하 및 일상생활의 제한, 그리고 의료비 증가 및 간병에 따른 사회적 부담이 증가되고 있다. 일반적으로 운동 기능의 저하는 지속적인 운동을 통해 예방할 수 있으며, 운동기능을 강화 또는 유지할 수 있다. 최근에는 고령자의 지속적인 운동을 위한 게임을 이용한 연구가 제안되고 있다. 특히 몰입감을 증대시키기 위하여 체감형 인터페이스와 실시간 3D 디스플레이를 이용한 연구도 진행되었다.
그러나, 그래픽 형태의 실감형은 실제 공간에서의 운동보다는 그 체감효과가 낮으며, 사용하는 신체적, 정신적 능력에 따라서는 적용하기가 어렵다.
이에 본 발명은 하지 운동장치와 이동 장치를 결합하여 야외에서의 운동에 따라 이동이 실제로 이루어지는 새로운 형태의 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템을 제공하고자 한다.
KR 10-2014-0063955 A (2014.05.28)
상기와 같이 본 발명은 사용자의 운동 속도에 따라 이동장치의 속도가 제어 가능한 새로운 형태의 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 사용자의 구름 운동이 가능한 페달이 구비된 하지운동장치부; 이동 방향을 결정하는 조향 핸들이 구비되고 상기 하지운동장치부가 일체로 결합된 채 상기 사용자의 구름 운동에 의해 이동되는 이동장치부; 및 상기 하지운동장치부의 페달에 의한 회전속도와 설정된 기준회전속도와 비교하여 그 비교값에 따라 상기 이동장치부의 속도를 결정하여 그 이동을 제어하고, 상기 조향 핸들의 회전각도를 설정된 기준회전각도의 범위 내로 변환하여 상기 이동장치부의 회전 각도를 결정하여 그 조향 각도를 제어하는 통합제어부;를 포함하되, 상기 하지운동장치부는, 상기 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도를 측정하는 홀 센서가 구비되어 상기 홀 센서에 의해 측정된 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도가 상기 통합제어부에 전송될 수 있는 속도검출부를 더 포함하고, 상기 이동장치부는 이동제어부를 더 포함하고, 상기 통합제어부는 상기 기준회전속도가 저속과 중속 및 고속으로 구별되는 구간별 속도테이블로 구비되고, 상기 속도테이블과 상기 속도검출부의 홀 센서에 의해 측정된 회전속도와 비교한 뒤 상기 속도테이블의 각 구간별로 정해진 전압값을 상기 이동제어부에 송신하는 전압변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템에 의한다면 아래와 같은 다양한 효과가 구현된다.
첫째, 사용자의 운동 속도에 따라 이동장치의 속도가 제어되는 이점이 있다.
둘째, 실제 공간에서의 운동으로 인해 그 체감효과가 높으며, 신체적 정신적 능력에 따라 적용 가능성이 높은 이점이 있다.
셋째, 고령자의 지속적인 운동이 이루어질 수 있으며, 고령자의 안전을 위해 이동장치의 속도 및 조향 각도가 조절되는 등 다양한 효과가 구현된다.
도 1은 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템의 전체 구성도,
도 2는 저속과 중속 및 고속으로 구별되는 기준회전속도의 구간별 속도테이블,
도 3은 홀 센서의 출력을 도 4는 통합제어부에 전송되는 전압값,
도 5는 이동 제어부(스쿠터 제어기)의 입력전압과 속도와의 관계를 나타내는 도면,
도 6은 조향장치의 구동 실험결과를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 구성요소인 이동장치부의 개조된 프레임을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템이 구현된 실제 사진.
도 9는 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템이 구현된 실제 프레임을 나타내는 사진.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템의 전체 구성도이고, 도 8은 본 발명인 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템이 구현되는 실물을 나타내는 사진이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 크게 하지운동장치부(100), 이동장치부(300) 및 통합제어부(200)를 포함한다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 구성요소인 하지운동장치부(100)는, 운동장치(110), 속도 검출부(120), 페달(121) 및 홀 센서(122)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예의 운동장치는 페달(121)이 구비된 이른바 에르고미터 형태의 운동장치를 사용함이 바람직하다. 하지운동장치부(100)는 도 8의 하지운동장치에 대응된다.
또한, 속도 검출부(120)는 페달(121)과 홀 센서(122)를 포함하는데 홀 센서(122)는 페달(121)의 회전축에 부착되어 사용자의 구름 운동에 의한 속도를 측정하게 되고, 이하 후술하겠지만 이 측정된 속도는 통합제어부(200)에 전송된다.
일반적으로, 홀 센서는 모터의 구동을 보다 정밀하게 제어하기 위하여 모터의 회전수를 검출하는데 사용된다. 각 모터의 소정 위치에 홀 센서가 소정의 각도 간격으로 장착되어 모터의 회전자가 회전함에 따라 각 홀 센서는 온 또는 오프의 디지털 신호를 발생하여 회전자의 위치 정보를 출력하고, 이 위치 정보를 기반으로 일련의 모터속도 계산이 실행될 수 있다.
본 발명은 상기의 기능을 구비한 홀 센서(122)를 회전축에 부착하여 사용자의 구름 운동에 의한 속도를 측정하는데 이용한다. 홀 센서의 기능은 일반적인 것인바 그 구체적인 설명은 생략한다.
이동장치부(300)는 운동 방향을 결정하는 조향 핸들(130)이 구비되고 하지운동장치부(100)가 일체로 결합된 채 사용자의 구름 운동에 의해 이동된다.
본 발명의 일 실시예의 이동장치부(300)는 스쿠터를 이용함이 바람직하다. 다만, 종래의 스쿠터의 본체 프레임에 하지운동장치부(100)를 탑재하기에는 길이에 짧아 그 길이를 확장함이 바람직하다.(도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 하부 프레임의 길이를 종래에 비해 400mm 늘려서 780mm 가 되도록 늘렸으며, 확장성을 위해 최대 840mm까지 가변될 수 있도록 설계함이 바람직하다.)
상기와 같은 이동장치부(300)의 실제 구현되는 사진이 도 9에 개시되어 있다.
한편, 조향 핸들(130)은 전륜 조향 축에 연결되어 사용자가 핸들의 조작에 따라 이동장치부(300)의 방향이 제어된다. 본 발명의 일 실시예에서는 하지운동장치부(100)의 일 구성요소인 운동 장치(110)의 부착을 위해 조향 핸들(130)을 전륜 조향 축에 분리됨이 바람직하다. 이하, 구체적으로 설명하겠지만 이 전륜 조향 축에 DC 모터와 평기어로 이루어진 전동식 조향 장치(320)가 이동장치부(300)에 마련되며, 조향 핸들(130)을 분리하여 어느 위치에서도 부착할 수 있게 설계함이 바람직하다. 상기와 같은 조향 핸들(130)이 설치된 실제 실물이 도 8에 개시되어 있다.
통합제어부(200)는 하지운동장치부(100)의 페달(121)에 의한 회전속도와 설정된 기준회전속도와 비교하여 그 비교값에 따라 이동장치부(300)의 속도를 결정하여 그 이동을 제어한다. 또한, 통합제어부(200)는 실제 사용자가 조향 핸들(130)을 이용하여 회전시킨 회전각도를 설정된 기준회전각도의 범위 내로 변환하여 이동장치부(300)의 회전 각도를 제어한다.
즉, 통합제어부(200)는 하지운동장치부(100) 내의 운동 장치(110)의 속도와 조향 핸들(130)의 조향 각도 값을 입력받아 사용자가 상해를 입지 않으면서도 안정적이고 지속적인 운동이 되도록 이동장치부(300)의 속도와 회전 각도(조향 각도)를 결정하게 된다.
이를 위해 통합제어부(200)에는 전압변환부(210)와 방향변환부(220)가 마련되고, 전압변환부(210)에는 설정된 기준회전속도가 기저장되어 있어 실제 페달(121)에 의한 회전속도와 비교한 뒤 이동장치부(300)의 이동 속도를 결정하게 된다.
또한, 방향변환부(220)에는 설정된 기준회전각도가 저장되어 있으며 실제 조향 핸들(130)의 회전각도를 설정된 기준회전각도 범위 내로 변환하여 이동장치부(300)의 조향 각도를 결정하게 된다.
하지운동장치부(100)는 이미 설명한 바와 같이 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도를 측정하는 홀 센서(122)가 구비되어 이 홀 센서(122)에 의해 측정된 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도가 통합제어부(200)에 전송될 수 있는 속도 검출부(120)를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 조향 핸들(130)에는 이 조향 핸들(130)의 회전각도에 따른 전압이 측정된 뒤 이 측정된 전압이 통합제어부(200)에 전송될 수 있는 가변저항이 설치된 것을 특징으로 한다.
일반적으로 차량의 핸들 축에 기어를 고정시키고, 이 기어와 맞물릴 수 있는 평형축상으로 수내지 수십번의 돌아갈 수 있는 가변저항 기어를 맞물리며, 가변저항 기어에 전압원(Vcc)과 그라운드 및 신호출력선(Signal)이 갖추어진 가변저항을 연결시켜 운전자의 핸들 조작 각도를 검출토록 한다.
가변저항의 구성 및 기능은 일반적인 것인바 여기서는 생략한다.
본 발명의 일 실시예에서는 조향 핸들(130)에 가변저항(포텐셜 미터)을 설치함이 바람직하고, 이하 구체적으로 설명하겠지만 사용자의 조향 핸들(130)의 조작에 따라 측정된 포텐셜 미터의 전압과 그에 따른 조향 각도를 제어하여 사용자가 안전하게 이동할 수 있는 조향 각도를 조절하게 된다.
한편, 통합제어부(200)는 전압변환부(210)를 더 포함한다.
전압변환부(210)에는 도 2에 도시된 바와 같이 저속과 중속 및 고속으로 구별되는 기준회전속도가 구간별 속도테이블로 구비된다. 이 속도테이블과 속도검출부(120)의 홀 센서(122)에 의해 측정된 회전속도와 비교한 뒤 속도테이블의 각 구간별로 미리 정해진 전압값이 이동장치부(300)에 송신되어 이동장치부(300)의 이동 속도가 제어된다.
이때, 도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예는 홀 센서(122)의 출력을 1회전당 4 펄스로 발생시킴이 바람직하고, 그 결과 시간을 펄스 수를 통해 사용자의 페달(121)을 통한 분당회전수(rpm)을 측정할 수 있다. 이 분당회전수 rpm은 속도 검출부(120)에 의해 검출된 뒤 전압변환부(210)에 전송된다.
도 2에 도시된 바와 같이 전압변환부(210)에는 속도테이블이 구비되고, 본 발명의 일 실시예에서는 저속, 중속, 고속의 3단계로 미리 정해짐이 바람직하다. 구체적으로 보면 홀 센서(122)에 의해 측정된 속도가 0 초과 16 RPM 이하인 경우 저속으로, 16 RPM 초과 36 RPM 이하인 경우 중속으로, 36 RPM 초과 56 RPM 이하인 경우 고속으로 설정한다.
또한, 각각의 구간별 속도테이블에는 상기 속도검출부의 홀 센서에 의해 측정된 회전속도가 저속의 범위 내에 속하는 경우에는 설정된 제1전압값을, 중속의 범위 내에 속하는 경우에는 설정된 제2전압값을, 고속의 범위 내에 속하는 경우에는 설정된 제3전압값을 각각 이동장치부에 송신하여 그에 따른 이동장치부의 이동속도가 제어되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 속도검출부(120)의 홀 센서(122)에 의해 측정된 회전속도가 저속의 범위 내에 속하는 경우에는 1.6V(제1전압값)을, 중속의 범위 내에 속하는 경우에는 0.8V(제2전압값)을, 고속의 범위 내에 속하는 경우에는 0.2V(제3전압값)을 각각 이동제어부(310)에 송신하여 그에 따른 이동장치부(300)의 이동속도가 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 이동장치부(300)가 스쿠터로 설계됨이 바람직한바 이 이동제어부(310) 역시 스쿠터에 장착된 스쿠터제어기로 구성됨이 바람직하다.
본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 이 스쿠터제어기로 구현되는 이동제어부(310)에 입력되는 전압레벨에 따라 이동장치부(300)의 전진과 후진 및 멈춤이 결정됨은 물론이고, 저속, 중속, 고속으로 그 이동이 제어된다. 이때, 각각의 속도에 해당되는 전압을 본 발명의 일 실시예에서는 DA 컨버터를 이용하여 속도 명령으로 스쿠터제어기에 입력되도록 함이 바람직하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 9초까지는 홀 센서(122)의 펄스가 없는 정지상태이며 이때에는 전압변환부(210)에 의해 전환된 전압은 2.1V이고, 그에 따라 2.1V가 이동제어부(310)에 송신된다. 그 전압에 따라 스쿠터제어기에 의해 이동장치부(300)는 정지하게 된다.
9초부터 19초까지는 하지운동장치부(100)의 페달(121)이 저속(16rpm)으로 회전하였고, 그에 의해 전환된 전압은 1,6V이며, 그에 따라 1,6V가 이동제어부(310)에 송신되며, 이동제어부(310)는 그에 따라 이동장치부(300)의 속도를 제어한다.
또한, 19초부터 27초까지는 하지운동장치부(100)의 페달(121)이 중속(36rpm)으로 회전하였고, 그에 의해 전환된 전압은 0.8 V이며, 그에 따라 0.8 V가 이동제어부(310)에 송신되며, 이동제어부(310)는 그에 따라 이동장치부(300)의 속도를 제어한다.
그리고, 그 이후에는 하지운동장치부(100)의 페달(121)이 고속(56rpm)으로 회전하였고, 그에 의해 전환된 전압은 0.2 V이며, 그에 따라 0.2 V가 이동제어부(310)에 송신되며, 이동제어부(310)는 그에 따라 이동장치부(300)의 속도를 제어한다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에서는 실제 사용자가 운동시 사용자의 안전을 도모하기 위해 이동장치부(300)의 속도를 0~5km/h 로 제어함이 바람직하다. 예를 들어 1.6V가 이동제어부(310)에 송신되면 실제 이동장치부(300)의 속도를 2km/h로 제어하고, 0.8V가 이동제어부(310)에 송신되면 이동장치부(300)의 속도를 3.5km/h로 제어하며, 0.2V가 이동제어부(310)에 송신되면 5km/h로 제어함이 바람직하다.
물론, 상기의 속도 범위 외에 다양한 속도 범위로 사용자의 안전을 위해 이동장치부(300)의 속도를 제어함이 가능하다.
한편, 통합제어부(200)는 가변저항에 의해 측정된 전압을 비례제어를 통해 변환한 뒤 이동장치부(300)에 설치된 DC모터에 전송하여 이동장치부(300)의 조향각도를 제어하는 방향변환부(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 방향변환부(220)에 의해 변환된 전압값에 따라 이동장치부(300)의 조향각도가 비례되도록 구현되는데 실제 이동장치부(300)의 조향각도는 좌우로 400 범위 내로 제한되도록 함이 바람직하다.
즉, 조향 핸들(130)의 조작에 따른 회전 각도는 안전을 고려하여 좌우 800로 제한됨이 바람직하고, 이 사용자의 조향 핸들(130)의 조작에 따른 실제 회전 각도가 조향 핸들(130)의 가변저항에 입력되고, 그에 따라 전동식 조향 장치(320)의 DC 모터를 제어하며 그로 인해 실제 전륜 조향축의 조향각도가 제어된다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에서는 비례제어를 사용함이 바람직하며, 결국 하지운동장치부(100)의 이동속도와 조향 핸들(130)의 각도가 통합제어부(200)에 전송되면 그에 따라 사용자의 안전과 지속적인 운동이 수행될 수 있도록 이동장치부(300)의 속도 및 전동식 조향 장치(320)의 조향 각도가 제어된다.
한편, 도 6은 전동식 조향 장치(320)의 실험결과를 나타낸 실험치로 도시된 바와 같이 조향 핸들(130)의 조작에 따라 측정된 가변 저항의 전압과 이에 따라 이동장치부(300)의 조향각도는 좌우로 400 범위 내로 제한되는 것을 그 특징으로 한다. 이를 통해 실제 사용자가 회전한 각도보다 적은 범위로 이동장치부(300)가 회전되어 사용자의 안전이 보장됨과 동시에 지속적인 운동이 수행되는 효과가 있다.
상기와 같이 하지운동장치부(100), 통합 제어부(200) 및 이동장치부(300)에 의해 사용자의 운동속도에 따른 이동장치부(300)의 속도가 제어되어 야외에서의 운동에 따라 이동이 실제로 이루어질 수 있는 새로운 형태의 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템이 구현된다.
100 : 하지운동장치부 110 : 운동장치
120 : 속도검출부 121 : 페달
122 : 홀 센서 130 : 조향 핸들
200 : 통합 제어부 210 : 전압변환부
220 : 방향변환부 300 : 이동장치부
310 : 이동제어부 320 : 전동식조향장치

Claims (8)

  1. 사용자의 구름 운동이 가능한 페달이 구비된 하지운동장치부;
    이동 방향을 결정하는 조향 핸들이 구비되고 상기 하지운동장치부가 일체로 결합된 채 상기 사용자의 구름 운동에 의해 이동되는 이동장치부; 및
    상기 하지운동장치부의 페달에 의한 회전속도와 설정된 기준회전속도와 비교하여 그 비교값에 따라 상기 이동장치부의 속도를 결정하여 그 이동을 제어하고, 상기 조향 핸들의 회전각도를 설정된 기준회전각도의 범위 내로 변환하여 상기 이동장치부의 회전 각도를 결정하여 그 조향 각도를 제어하는 통합제어부;를 포함하되,
    상기 하지운동장치부는, 상기 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도를 측정하는 홀 센서가 구비되어 상기 홀 센서에 의해 측정된 사용자의 구름 운동에 의한 회전속도가 상기 통합제어부에 전송될 수 있는 속도검출부를 더 포함하고,
    상기 이동장치부는 이동제어부를 더 포함하고,
    상기 통합제어부는 상기 기준회전속도가 저속과 중속 및 고속으로 구별되는 구간별 속도테이블로 구비되고, 상기 속도테이블과 상기 속도검출부의 홀 센서에 의해 측정된 회전속도와 비교한 뒤 상기 속도테이블의 각 구간별로 정해진 전압값을 상기 이동제어부에 송신하는 전압변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향핸들에는 이 조향핸들의 회전각도에 따른 전압이 측정된 뒤 이 측정된 전압이 상기 통합제어부에 전송될 수 있는 가변저항이 설치된 것을 특징으로 하는, 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 통합제어부는,
    상기 가변저항에 의해 측정된 전압을 비례제어를 통해 변환한 뒤 상기 이동장치부에 설치된 DC모터에 전송하여 상기 이동장치부의 조향각도를 제어하는 방향변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이동장치부는,
    상기 DC모터와 평기어를 포함하는 전동식 조향장치가 구비되는 것을 특징으로 하는, 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 속도테이블은 0 초과 16 RPM 이하를 저속으로, 16 RPM 초과 36 RPM 이하를 중속으로, 36 RPM 초과 56 RPM 이하를 고속으로 설정되고,
    상기 속도검출부의 홀 센서에 의해 측정된 회전속도가 저속의 범위 내에 속하는 경우에는 설정된 제1전압값을, 중속의 범위 내에 속하는 경우에는 설정된 제2전압값을, 고속의 범위 내에 속하는 경우에는 설정된 제3전압값을 각각 이동장치부에 송신하여 그에 따른 이동장치부의 이동속도가 제어되는 것을 특징으로 하는, 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 방향변환부에 의해 변환된 변환된 전압값에 따라 상기 이동장치부의 조향각도가 비례하되,
    상기 이동장치부의 조향각도는 좌우로 400 범위 내로 제한되는 것을 특징으로 하는, 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템.
KR1020170000566A 2017-01-03 2017-01-03 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템 KR101952491B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170000566A KR101952491B1 (ko) 2017-01-03 2017-01-03 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170000566A KR101952491B1 (ko) 2017-01-03 2017-01-03 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180079869A KR20180079869A (ko) 2018-07-11
KR101952491B1 true KR101952491B1 (ko) 2019-02-26

Family

ID=62917629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170000566A KR101952491B1 (ko) 2017-01-03 2017-01-03 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101952491B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001212183A (ja) * 2000-02-04 2001-08-07 Japan Em Kk 電動車椅子
JP2005047459A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 France Bed Co Ltd 手動式自転車
JP2006340747A (ja) 2005-06-07 2006-12-21 Maruzen Kogyo Kk 楕円サイクル型総合筋力トレーニングマシン
JP2007203754A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Univ Waseda 移動支援機器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140063955A (ko) 2012-11-19 2014-05-28 김유일 이동 및 전신 재활운동이 가능한 다목적 2인승 자전거

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001212183A (ja) * 2000-02-04 2001-08-07 Japan Em Kk 電動車椅子
JP2005047459A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 France Bed Co Ltd 手動式自転車
JP2006340747A (ja) 2005-06-07 2006-12-21 Maruzen Kogyo Kk 楕円サイクル型総合筋力トレーニングマシン
JP2007203754A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Univ Waseda 移動支援機器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180079869A (ko) 2018-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10905914B2 (en) Motorized treadmill with motor braking mechanism and methods of operating same
CN103142383B (zh) 康健运动训练器的主被动实现方法
US5722915A (en) Movement training device with a crank
US6846272B2 (en) Elliptical step exercise apparatus
JP5666301B2 (ja) エルゴメトリックトレーニング装置
ES2706389T3 (es) Dispositivo para entrenamiento de ciclismo
US5456648A (en) Reward granting exercise machine
AU2014261278B2 (en) Control of an exercise machine
ITBO20110506A1 (it) Macchina ginnica e metodo per eseguire un esercizio ginnico.
KR20130117367A (ko) 휠체어 겸용 전동식 보행 보조기의 속도제어장치
CN105396264B (zh) 一种具有发电功能的全拟态健身车
US11711035B2 (en) Exercise machine with a variable load provided by an electric motor
KR101952491B1 (ko) 하지 운동이 가능한 이동형 재활 시스템
JP2002177413A (ja) 意図する運動強度を保つため、心拍数の変化に追従して速度を制御するトレッドミル
CN213759352U (zh) 一种老年腿部理疗护理装置
CN102973389A (zh) 多功能热磁肢体康复训练器
CN205287416U (zh) 一种具有发电功能的全拟态健身车
KR20100133609A (ko) 상체를 이용하여 유산소운동이 가능한 운동기구
CN208552395U (zh) 踝关节康复仪
KR101476507B1 (ko) 휠체어 제어방법 및 이를 이용한 이동과 재활을 위한 부하 선택형 휠체어
KR101493281B1 (ko) 실내 운동기구용 사이클
TWI605809B (zh) 動力輔助輪椅結構及操作方法
CN102614630B (zh) 幅度可调上下肢康健训练装置
JP2014039805A (ja) ボート漕ぎ型運動機器
KR20120130691A (ko) 로잉 운동 기구 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant