KR101963868B1

KR101963868B1 - 하지 보행 재활 기기

Info

Publication number: KR101963868B1
Application number: KR1020180014021A
Authority: KR
Inventors: 김형식; 김정엽; 서정우; 구도훈; 박현주
Original assignee: 김형식
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2019-07-31

Abstract

본 발명은 수동 모드와 자동 모드를 병행할 수 있는 하지 보행 재활 기기를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 하지 보행 재활 기기는, 발 디딤부를 포함하는 하지 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 하지용 링크 유닛; 상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비되며 상기 트레드밀 벨트의 회전을 안내하는 벨트 회전축; 상기 하지용 링크 유닛과 상기 벨트 회전축을 연동시키는 연동부; 및 상기 벨트 회전축에 착탈부를 통해 착탈 가능하게 구비되는 구동 모터;를 포함한다.

Description

하지 보행 재활 기기{Lower limb gait rehabilitation apparatus}

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, 본 출원인에 의해 출원되어 등록특허공보 제10-1790048호에 개시된 트레드밀 기반의 보행 재활 기기는, 이 문헌의 도면 1 및 2에 나타난 바와 같이, 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 연동부를 포함하는 기술구성을 제공한다.

하지만, 상술한 종래의 기술은, 사용자(장애인이나 환자)가 직접 자신의 힘으로 링크 유닛 및 트레드밀 벨트 등을 움직여야 하는 기술구성을 제공하므로, 하지재활이 필요한 노인, 인공관절 수술환자, 만성기의 편마비장애인 등은 이용할 수는 있으나, 자신의 신체적 능력만으로 링크 유닛 및 트레드밀 벨트 등을 움직일 수 없는 중증 장애인이나 환자는 사용할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 재활 치료실이나 가정 등에서는 사용자의 힘으로 움직이는 수동 보행 재활 기기와 모터의 힘으로 움직이는 자동 보행 재활 기기를 각각 구비하게 되므로, 보행 재활 기기의 구입 비용이 배가되는 문제가 있다. 즉, 중증 장애인이나 환자는 자동 보행 재활 기기로 재활을 하다가 경과가 좋아지면 수동 보행 재활 기기로 재활을 연이어서 하게 되는데, 이렇게 되면 수동과 자동 이렇게 2개의 보행 재활 기기를 구입해야 해서 비용 측면에서 사용자의 부담이 커지는 문제가 있다. 참고로, 자동 보행 재활 기기는 모터가 회전축에 직결되는 구조여서 모터의 저항으로 인해 수동으로는 사용할 수 없는 문제가 있다.

등록특허공보 제10-1790048호(등록일: 2017년 10월 19일)

본 발명의 기술적 과제는, 수동 모드와 자동 모드를 병행할 수 있는 하지 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 재활 진행 정보를 스마트디바이스와 연동시킬 수 있는 하지 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 슬관절의 과신전을 방지할 수 있는 하지 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 슬관절의 내회전과 외회전을 방지할 수 있는 하지 보행 재활 기기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기는, 발 디딤부를 포함하는 하지 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 하지용 링크 유닛; 상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비되며 상기 트레드밀 벨트의 회전을 안내하는 벨트 회전축; 상기 하지용 링크 유닛과 상기 벨트 회전축을 연동시키는 연동부; 및 상기 벨트 회전축에 착탈부를 통해 착탈 가능하게 구비되는 구동 모터;를 포함한다.

상기 착탈부는, 상기 프레임부에 형성되는 체결공; 상기 구동 모터를 지지하며 상기 체결공에 상응하는 통과공을 가지는 지지 브라켓; 및 상기 구동 모터의 축이 상기 벨트 회전축에 결합되면 상기 통과공과 상기 체결공에 순차적으로 삽입되어 체결되는 체결 볼트;를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기는, 상기 프레임부를 감싸며 상기 구동 모터에 상응하는 부분에 착탈용 개방부를 가지는 외장 커버; 및 상기 착탈용 개방부를 개폐시키는 개폐 도어;를 더 포함할 수 있다.

상기 하지용 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 제4 링크 부재;를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기는, 상기 수직 받침부에 구비되는 광센서; 상기 광센서에 상응하도록 상기 제4 링크 부재에 구비되는 반사판; 및 상기 광센서로부터 신호를 수신하고 이 신호로부터 재활 진행 정보를 연산하여 디스플레이 가능한 스마트디바이스로 제공하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기는, 상기 제4 링크 부재에 구비되며 탑승자의 슬관절의 과신전을 방지하는 과신전 방지부를 더 포함할 수 있다.

상기 과신전 방지부는, 상기 제4 링크 부재에 상하 이동 가능하게 구비되는 높이 조절 부재; 및 상기 높이 조절 부재에 구비되며 탑승자의 슬관절이 접히도록 하는 과신전 방지봉;을 포함할 수 있다.

상기 과신전 방지부는, 상기 과신전 방지봉과 상기 높이 조절 부재 사이에 구비되어 상기 과신전 방지봉의 전후 이동을 안내하는 전후 이동 안내 부재; 상기 전후 이동 안내 부재의 전단과 후단에 각각 구비되는 제1 자석; 및 상기 제1 자석에 상응하도록 상기 과신전 방지봉의 양측에 각각 구비되며 상기 제1 자석과 동일한 극성을 가지는 제2 자석;을 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기는, 상기 링크 유닛에 구비되며 탑승자의 슬관절의 내외전을 방지하는 내외전 방지부를 더 포함할 수 있다.

상기 내외전 방지부는, 상기 제3 링크 부재에 회전 가능하게 구비되는 상하 위치 조절부; 및 상기 상하 위치 조절부에 구비되며 탑승자의 하퇴부를 파지하는 하퇴 파지부;를 포함할 수 있다.

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

본 발명의 실시예에 의하면, 발 디딤부와, 프레임부와, 하지용 링크 유닛과, 트레드밀 벨트와, 벨트 회전축과, 연동부와, 그리고 구동 모터를 포함하고, 구동 모터는 착탈부를 통해 벨트 회전축에 착탈 가능하게 구비되는 기술구성을 제공하므로, 착탈부에 의한 구동 모터의 탈부착을 통해 수동 모드와 자동 모드를 병행할 수 있다. 특히, 본 발명의 하지 보행 재활 기기를 한 대 구입하는 것으로, 장애의 정도의 호전에 따라 처음에는 구동 모터를 장착한 자동 모드로 재활을 하다고 장애의 정도가 호전되면 구동 모터를 탈거하여 수동 모드로 재활을 할 수 있어, 장치 구입 비용에 대한 부담을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 광센서와, 반사판과, 그리고 제어부를 포함하고, 제어부는 광센서로부터 위치, 속도, 반복 횟수 등의 신호를 수신하고 이 신호로부터 재활 진행 정보를 연산하여 디스플레이 가능한 스마트디바이스로 제공하는 기술구성을 제공하므로, 이에 상응하는 전용 앱이 설치된 사용자의 스마트디바이스를 통해 이동 시간, 이동 거리, 재활 강도 등의 재활 진행 정보의 데이터를 축적할 수 있고, 재활 진행 정보를 실시간으로 볼 수 있으며, 필요시 축적된 데이터를 통해 재활의 경과를 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 과신전 방지부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 탑승자의 슬관절의 과신전을 방지할 수 있다. 즉, 치료사의 도움 없이도 슬관절의 과도한 펴짐 현상을 억제시킬 수 있어, 환자중심의 연속적인 재활 훈련의 효과를 더욱 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 과신전 방지부는 높이 조절 부재와, 과신전 방지봉과, 전후 이동 안내 부재와, 제1 자석과, 그리고 제2 자석을 포함하는 기술구성을 제공하므로, 과신전 방지봉이 전후 이동 안내부를 따라 전후 이동되는 동안 척력이 작용하는 동일한 극성의 제1 및 제2 자석을 통해 과신전 방지봉을 자연스럽게 완충시킬 수 있고, 이를 통해 슬관절에 가해지는 충격 또한 흡수할 수 있어 탑승자의 안전성을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 내외전 방지부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 탑승자의 슬관절의 내회전과 외회전을 방지할 수 있다. 즉, 보행 재활 시 치료사의 도움 없이도 환자의 슬관절의 외회전과 내회전을 억제할 수 있어, 환자중심의 연속적인 재활 훈련의 효과를 더욱 더 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 내외전 방지부의 회전을 제한하는 기술구성을 제공하므로, 발가락 부분이 지면에 끌리는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 하지 보행 재활 기기 중 외장 커버를 제거하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 하지 보행 재활 기기 중 수평 받침부에 구비된 링크 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 하지 보행 재활 기기를 뒤에서 바라본 도면이다.
도 5는 구동 모터가 착탈부를 통해 벨트 회전축에 장착되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 구동 모터를 장착하기 위해 외장 커버에서 개폐 도어를 열어 구동 모터가 지지된 지지 브라켓을 장착하고 있는 상태를 순차적으로 보인 도면이다.
도 7은 광센서와 반사판과 제어부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 과신전 방지부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 내외전 방지부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 내외전 방지부의 회전 범위를 개략적으로 나타낸 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 하지 보행 재활 기기를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 하지 보행 재활 기기 중 외장 커버를 제거하여 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 하지 보행 재활 기기 중 수평 받침부에 구비된 링크 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이며, 그리고 도 4는 도 2의 하지 보행 재활 기기를 뒤에서 바라본 도면이다.

도 5는 구동 모터가 착탈부를 통해 벨트 회전축에 장착되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 6은 구동 모터를 장착하기 위해 외장 커버에서 개폐 도어를 열어 구동 모터가 지지된 지지 브라켓을 장착하고 있는 상태를 순차적으로 보인 도면이다.

도 7은 광센서와 반사판과 제어부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 과신전 방지부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9는 내외전 방지부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 내외전 방지부의 회전 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기(100)는, 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 발 디딤부(110), 프레임부(120)와, 하지용 링크 유닛(130)과, 트레드밀 벨트(140)와, 벨트 회전축(150)과, 연동부(160)와, 그리고 구동 모터(170)를 포함할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 10을 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.

발 디딤부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자의 발이 올려져 고정되는 곳이다. 예를 들어, 발 디딤부(110)는 사용자의 발 바닥이 접하는 발 디딤판과 사용자의 발을 고정하는 밴드 등으로 이루어진 발 고정부를 포함할 수 있다.

나아가, 발 디딤부(110)는, 도시되지는 않았지만, 후술하는 제3 링크 부재(133)에 대해 전후 이동 가능하게 구비될 수 있다.

프레임부(120)는, 본 발명의 하지 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, 프레임부(120)는 후술하는 외장 커버(181)에 의해 덮일 수 있다. 나아가, 프레임부(120)는 사용자가 손을 잡을 수 있는 손잡이를 더 포함할 수 있다.

링크 유닛(130)은, 발 디딤부(110)에 보행 궤적을 제공하는 구성요소로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발 디딤부(110)와 프레임부(120) 사이에 구비될 수 있다.

예를 들어, 링크 유닛(130)은, 도 2 내지 도 4에 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 어느 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 4에 도시된 바와 같이, 제1 힌지(H1)는 제5 힌지(H5)보다 낮게 위치될 수 있다. 또한, 도 3에 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 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발 디딤부(110)가 닿을 수 있는 넓고 평평한 접촉면을 가질 수 있다. 또한, 트레드밀 벨트(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이 그 양단이 연결된 폐곡선 형태를 가지며, 수평 받침부(121)에 구비될 수 있다.

특히, 비교적 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.

벨트 회전축(150)은, 트레드밀 벨트(140)의 회전을 안내하는 구성요소이다. 예를 들어, 이러한 벨트 회전축(150)은 수평 받침부(121)에 회동 가능하게 구비될 수 있다.

연동부(160)는, 벨트 회전축(150)과 하지용 링크 유닛(130)을 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(160) 및 벨트 회전축(150)을 통해 트레드밀 벨트(140)을 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 하지 보행 재활 기기(100)를 편리하게 사용할 수 있다.

예를 들어, 연동부(160)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 구동 풀리(161), 피동 풀리(162), 그리고 타이밍 벨트(163)를 포함할 수 있다. 구동 풀리(161)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(162)는 벨트 회전축(150)에 구비되며 그 외주면에 복수의 톱니를 가질 수 있으며, 그리고 타이밍 벨트(163)는 구동 풀리(161)와 피동 풀리(162)를 연결할 수 있다. 따라서, 제1 링크 부재(131)가 제1 힌지(H1)를 기준으로 회전되면 구동 풀리(161)가 회전됨과 동시에 타이밍 벨트(163)를 통해 피동 풀리(162)가 회전되어 벨트 회전축(150)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(161)와 피동 풀리(162)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, 연동부는, 외주면에 톱니가 없는 풀리-벨트 구성품이 사용될 수도 있고, 벨트 없이 기어만으로 연결되는 복수의 기어가 사용될 수도 있을 것이다.

구동 모터(170)는, 벨트 회전축(150)에 회전력을 가하는 구성요소로, 도 5에 도시된 바와 같이, 벨트 회전축(150)에 착탈부(175)를 통해 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 따라서, 착탈부(175)에 의한 구동 모터(170)의 탈부착을 통해 수동 모드와 자동 모드를 병행할 수 있다. 특히, 본 발명의 하지 보행 재활 기기(100)를 한 대 구입하는 것으로, 장애의 정도의 호전에 따라 처음에는 구동 모터(170)를 장착한 자동 모드로 재활을 하다고 장애의 정도가 호전되면 구동 모터(170)를 탈거하여 수동 모드로 재활을 할 수 있어, 장치 구입 비용에 대한 부담을 최소화할 수 있다.

예를 들어, 착탈부(175)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 체결공(175a), 지지 브라켓(175c), 그리고 체결 볼트(미도시)를 포함할 수 있다. 체결공(175a)은, 프레임부(120)에 형성될 수 있고, 지지 브라켓(175c)은 구동 모터(170)를 지지하며 체결공(175a)에 상응하는 통과공(175b)을 가질 수 있으며, 그리고 체결 볼트(미도시)는 구동 모터(170)의 축이 벨트 회전축(150)에 결합되면 통과공(175b)과 체결공(175a)에 순차적으로 삽입되어 체결될 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기(100)는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 외장 커버(181)와 개폐 도어(182)를 더 포함할 수 있다. 외장 커버(181)는 프레임부(120)를 감싸며 구동 모터(170)에 상응하는 부분에 착탈용 개방부(181a)를 가질 수 있고, 개폐 도어(182)는 착탈용 개방부(181a)를 개폐시킬 수 있다.

따라서, 구동 모터(170)를 장착하기 위해서는, 먼저 외장 커버(181)에서 개폐 도어(182)를 열고[도 6의 (a) 및 (b) 참조], 구동 모터(170)가 지지된 지지 브라켓(175c)을 장착[도 6의 (c) 참조)할 수 있다. 구동 모터(170)를 탈거하기 위해서는 이와 반대로 진행하면 된다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 광센서(191), 반사판(192), 그리고 제어부(193)를 더 포함할 수 있다.

광센서(191)는 수직 받침부(122)에 구비될 수 있고, 반사판(192)은 광센서(191)에 상응하도록 제4 링크 부재(134)에 구비될 수 있으며, 그리고 제어부(193)는 광센서(191)로부터 위치, 속도, 반복 횟수 등의 신호를 수신하고 이 신호로부터 이동 시간, 이동 거리, 재활 강도 등의 재활 진행 정보를 연산하여 디스플레이 가능한 스마트디바이스(미도시)로 제공할 수 있다. 여기서 광센서(191)로는 레이저 센서 등이 사용될 수 있고, 제어부(193)는 프레임부(120)에 구비될 수 있으며, 그리고 광센서(191)와 제어부(193)는 전선(194)을 통해 연결될 수 있다.

따라서, 본 발명의 하지 보행 재활 기기(100)의 제조사로부터 제공되는 전용 앱이 사용자의 스마트디바이스(미도시)에 설치될 경우, 사용자의 스마트디바이스(미도시)를 통해, 이동 시간, 이동 거리, 재활 강도 등의 재활 진행 정보의 데이터를 축적할 수 있고, 재활 진행 정보를 실시간으로 볼 수 있으며, 필요시 축적된 데이터를 통해 재활의 경과를 확인할 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기(100)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 탑승자의 슬관절(11)의 과신전을 방지하기 위한 과신전 방지부(210)를 더 포함할 수 있다. 이러한 과신전 방지부(210)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제4 링크 부재(134)에 구비될 수 있다.

예를 들어, 과신전 방지부(210)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 높이 조절 부재(211)와 과신전 방지봉(212)을 포함할 수 있다. 높이 조절 부재(211)는 제4 링크 부재(134)에 상하 이동 가능하게 구비될 수 있고, 과신전 방지봉(212)은 높이 조절 부재(211)에 구비되며 탑승자의 슬관절(12)이 접히도록 높이 조절 부재(211)에서 탑승자 측으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 따라서, 발이 바닥을 디디는 순간 과신전 방지봉(212)이 탑승자의 슬관절을 가압하게 되므로, 하나의 보행 사이클(1 Gait Cycle)이 이루어지는 동안, 탑승자의 슬관절(12)의 과신전을 방지할 수 있다. 궁극적으로, 치료사의 도움 없이도 슬관절(12)의 과도한 펴짐 현상을 억제시킬 수 있어, 환자중심의 연속적인 재활 훈련의 효과를 더욱 높일 수 있다. 여기서, 높이 조절 부재(211)는 자석(미도시)을 통해 탈부착될 수 있다.

나아가, 과신전 방지부(210)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 전후 이동 안내 부재(213), 제1 자석(214), 그리고 제2 자석(215)을 더 포함할 수 있다. 전후 이동 안내 부재(213)는 레일 등으로 이루어질 수 있으며 과신전 방지봉(212)과 높이 조절 부재(211) 사이에 구비되어 과신전 방지봉(212)의 전후 이동을 안내할 수 있다. 제1 자석(214)은 전후 이동 안내 부재(213)의 전단과 후단에 각각 구비될 수 있고, 제2 자석(215)은 제1 자석(214)에 상응하도록 과신전 방지봉(212)의 양측에 각각 구비될 수 있으며 제1 자석(214)과 동일한 극성을 가질 수 있다.

따라서, 과신전 방지봉(212)이 전후 이동 안내 부재(213)를 따라 전후 이동되는 동안 척력이 작용하는 동일한 극성의 제1 및 제2 자석(214)(215)을 통해 과신전 방지봉(212)을 자연스럽게 완충시킬 수 있고, 이를 통해 슬관절(12)에 가해지는 충격 또한 흡수할 수 있어 탑승자의 안전성을 개선할 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 보행 재활 기기(100)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 탑승자의 슬관절(도 8의 11)의 내외전을 방지하기 위한 내외전 방지부(220)를 더 포함할 수 있다. 이러한 내외전 방지부(220)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 링크 부재(133)에 구비될 수 있다.

예를 들어, 내외전 방지부(220)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상하 위치 조절부(221)와 하퇴 파지부(222)를 포함할 수 있다. 상하 위치 조절부(221)는 제3 링크 부재(133)에 회전축(S)을 통해 회전 가능하게 구비될 수 있고, 하퇴 파지부(222)는 상하 위치 조절부(221)에 구비되며 탑승자의 하퇴부(도 8의 12)를 파지할 수 있다.

따라서, 보행 재활 시 치료사의 도움 없이도 환자의 슬관절의 외회전과 내회전을 억제할 수 있어, 환자중심의 연속적인 재활 훈련의 효과를 더욱 더 높일 수 있다.

여기서, 상하 위치 조절부(221)는 수직 실린더와 피스톤으로 이루어질 수 있다. 수직 실린더의 하단부는 제3 링크 부재(133)에 구비될 수 있고, 피스톤은 수직 실린더에 삽입되어 수직 실린더에 상하 이동되고 좌우 회전될 수 있으며 그 상단부에 하퇴 파지부가 놓일 수 있다. 따라서, 하퇴 파지부(222)의 높이를 조절하여 하퇴 파지부(222)를 탑승자의 하퇴부(도 8의 12)에 맞출 수 있다.

또한, 하퇴 파지부(222)는 탑승자의 하퇴부(도 8의 12)의 두께를 고려하여 길이 조절이 가능한 띠 형태의 밴드 등으로 이루어질 수 있고, 밴드를 고정하기 위해 벨트로(velcro) 등이 사용될 수 있다.

또한, 회전축(S)에 구간 멈춤부(미도시)를 더 구비하여, 도 10에 도시된 바와 같이 내외전 방지부(220)가 80도에서 105도의 범위에서 회전되도록 이 회전을 제한할 수 있다. 따라서, 발가락 부분이 지면에 끌리는 현상을 방지할 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: 하지 보행 재활 기기
110: 발 디딤부 120: 프레임부
121: 수평 받침부 122: 수직 받침부
130: 하지용 링크 유닛 131: 제1 링크 부재
132: 제2 링크 부재 132a: 벤딩부
133: 제3 링크 부재 134: 제4 링크 부재
140: 트레드밀 벨트 150: 벨트 회전축
160: 연동부 161: 구동 풀리
162: 피동 풀리 163: 타이밍 벨트
170: 구동 모터 175: 착탈부
175a: 체결공 175b: 통과공
175c: 지지 브라켓 181: 외장 커버
181a: 착탈용 개방부 182: 개폐 도어
191: 광센서 192: 반사판
193: 제어부 210: 과신전 방지부
211: 높이 조절 부재 212: 과신전 방지봉
213: 전후 이동 안내 부재 214: 제1 자석
215: 제2 자석 220: 내외전 방지부
221: 상하 위치 조절부 222: 하퇴 파지부
H1: 제1 힌지 H2: 제2 힌지
H3: 제3 힌지 H4: 제4 힌지
H5: 제5 힌지

Claims

발 디딤부; 수평 받침부와 이의 양측에 각각 수직되게 놓이는 수직 받침부를 포함하는 프레임부; 상기 발 디딤부와 상기 프레임부 사이에 구비되며 상기 발 디딤부에 보행 궤적을 제공하는 하지용 링크 유닛; 상기 수평 받침부에 구비되며 상기 발 디딤부가 닿아 상기 발 디딤부와 함께 움직이는 트레드밀 벨트; 상기 수평 받침부에 회동 가능하게 구비되며 상기 트레드밀 벨트의 회전을 안내하는 벨트 회전축; 상기 하지용 링크 유닛과 상기 벨트 회전축을 연동시키는 연동부; 및 상기 벨트 회전축에 착탈부를 통해 착탈 가능하게 구비되는 구동 모터;를 포함하고,
상기 하지용 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 제4 링크 부재;를 포함하고,
상기 제4 링크 부재에 구비되며 탑승자의 슬관절의 과신전을 방지하는 과신전 방지부;를 더 포함하는 하지 보행 재활 기기.
제1항에서,
상기 착탈부는,
상기 프레임부에 형성되는 체결공;
상기 구동 모터를 지지하며 상기 체결공에 상응하는 통과공을 가지는 지지 브라켓; 및
상기 구동 모터의 축이 상기 벨트 회전축에 결합되면 상기 통과공과 상기 체결공에 순차적으로 삽입되어 체결되는 체결 볼트;
를 포함하는
하지 보행 재활 기기.
제1항에서,
상기 하지 보행 재활 기기는,
상기 프레임부를 감싸며 상기 구동 모터에 상응하는 부분에 착탈용 개방부를 가지는 외장 커버; 및
상기 착탈용 개방부를 개폐시키는 개폐 도어;
를 더 포함하는
하지 보행 재활 기기.
삭제
제1항에서,
상기 하지 보행 재활 기기는,
상기 수직 받침부에 구비되는 광센서;
상기 광센서에 상응하도록 상기 제4 링크 부재에 구비되는 반사판; 및
상기 광센서로부터 신호를 수신하고 이 신호로부터 재활 진행 정보를 연산하여 디스플레이 가능한 스마트디바이스로 제공하는 제어부;
를 더 포함하는
하지 보행 재활 기기.
삭제
제1항에서,
상기 과신전 방지부는,
상기 제4 링크 부재에 상하 이동 가능하게 구비되는 높이 조절 부재; 및
상기 높이 조절 부재에 구비되며 탑승자의 슬관절이 접히도록 하는 과신전 방지봉;
을 포함하는
하지 보행 재활 기기.
제7항에서,
상기 과신전 방지부는,
상기 과신전 방지봉과 상기 높이 조절 부재 사이에 구비되어 상기 과신전 방지봉의 전후 이동을 안내하는 전후 이동 안내 부재;
상기 전후 이동 안내 부재의 전단과 후단에 각각 구비되는 제1 자석; 및
상기 제1 자석에 상응하도록 상기 과신전 방지봉의 양측에 각각 구비되며 상기 제1 자석과 동일한 극성을 가지는 제2 자석;
을 더 포함하는
하지 보행 재활 기기.
제1항에서,
상기 하지 보행 재활 기기는,
상기 링크 유닛에 구비되며 탑승자의 슬관절의 내외전을 방지하는 내외전 방지부
를 더 포함하는
하지 보행 재활 기기.
제9항에서,
상기 내외전 방지부는,
상기 제3 링크 부재에 회전 가능하게 구비되는 상하 위치 조절부; 및
상기 상하 위치 조절부에 구비되며 탑승자의 하퇴부를 파지하는 하퇴 파지부;
를 포함하는
하지 보행 재활 기기.