KR101968533B1 - 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치 - Google Patents

Abstract

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치는 받침대 및 상기 받침대에 고정된 팔 고정부를 포함하는 팔 고정 모듈; 환자의 팔이 통과하며 상기 받침대에 고정되는 지지체 및 상기 지지체에 결합되어 회전되는 회전체를 포함하는 손목 회동 모듈; 상기 회전체의 상단으로부터 바깥쪽으로 연장된 결합 유닛; 상기 결합 유닛에 회동 가능하게 결합 되어 환자의 손목을 좌우로 회동시키는 손목 좌우 굴절 모듈; 상기 손목 좌우 굴절 모듈에 힌지 결합 되며 환자의 손목을 상하로 굴절시키는 손목 상하 굴절 모듈; 및 상기 손목 상하 굴절 모듈에 결합되며 환자의 각 손가락을 접철 시키는 손가락 재활 유닛을 복수개 포함하는 손가락 재활 모듈을 포함한다.

Description

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치{TRAINING APPARATUS FOR ACTIVELY REHABILITATING FINGERS AND WRIST}

본 발명은 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 손가락들을 개별적으로 구부리거나 펴는 동작을 능동적으로 반복하는 손가락 재활과 함께 손목을 비틀거나 손목을 좌우로 반복하여 회전, 손목을 상하로 회전 또는 손목을 회전시키는 손목 재활을 능동적으로 수행할 수 있는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치에 관한 것이다.

인체 중 손목과 손가락을 포함하는 손은 인간이 다양한 행동을 표출할 수 있도록 하는 매우 중요한 부위인 반면 손은 외상에 노출되기 쉽다.

사람의 손은 약 30개의 뼈로 구성되어 있고, 특히 손목은 8개의 수근골을 포함하고, 손바닥은 5개의 손 허리뼈를 포함한다. 또한, 손가락 중 엄지손가락은 2개의 뼈, 나머지 손가락은 각각 3개의 뼈를 포함하기 때문에 사람의 손가락은 모두 14개의 뼈로 이루어진다.

특히 뇌졸중 등과 같은 신경계 질환에 의하여 신경계 장애가 발생 된 환자는, 다른 신체부위의 기능 저하와 함께 손가락 및 손목 기능 저하가 심각하게 발생 될 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-1705439호, 휴대용 손가락/손목 재활장치, (2017년 2월3일 등록)에는 환자의 손가락 파지력을 회복할 수 있는 부하 훈련을 하기 위해 환자의 손에서 움켜지는 봉체에서 손가락의 구부림 운동을 유도하는 버튼이 설치되는 손잡이, 버튼을 탄력적으로 지지하는 스프링 등을 포함하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 휴대용 손가락/손목 재활장치는 환자가 부하 훈련을 위해 봉체에 장착되며 스프링에 탄력적으로 지지 된 버튼을 직접 눌러야 하고 특히 환자가 스프링을 통해 버튼을 눌러야 하기 때문에 환자가 버튼을 누르는 부하가 매번 다를 수 있어 환자가 일정한 부하로 반복하여 재활 훈련을 할 수 없다.

특히 상기 휴대용 손가락/손목 재활장치는 손목의 회전 운동, 상하 움직임, 및 좌우 움직임에 각각 대응하여 재활 훈련을 수행할 수 없어 손목 재활 훈련에 큰 제약이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1705439호, 휴대용 손가락/손목 재활장치, (2017년 2월3일 등록)

본 발명은 환자의 손가락을 일정한 각도로 반복하여 구부리거나 펴는 동작을 능동적으로 수행하거나 손가락에 일정한 하중을 인가하여 재활 훈련을 과학적으로 수행할 수 있고, 손가락 재활 훈련을 진행하면서 손목의 재활 훈련도 복합적으로 진행할 수 있는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치를 제공한다.

일실시예로서, 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치는 받침대 및 상기 받침대에 고정된 팔 고정부를 포함하는 팔 고정 모듈; 환자의 팔이 통과하며 상기 받침대에 고정되는 지지체 및 상기 지지체에 결합되어 회전되는 회전체를 포함하는 손목 회동 모듈; 상기 회전체의 상단으로부터 바깥쪽으로 연장된 결합 유닛; 상기 결합 유닛에 회동 가능하게 결합 되어 환자의 손목을 좌우로 회동시키는 손목 좌우 굴절 모듈; 상기 손목 좌우 굴절 모듈에 힌지 결합 되며 환자의 손목을 상하로 굴절시키는 손목 상하 굴절 모듈; 및 상기 손목 상하 굴절 모듈에 결합되며 환자의 각 손가락을 접철 시키는 손가락 재활 유닛을 복수개 포함하는 손가락 재활 모듈을 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 받침대는 지면에 배치되는 받침다리, 상기 받침다리와 연결된 받침기둥 및 상기 받침기둥에 결합 된 받침판을 포함하며, 상기 팔 고정부는 상기 받침판의 상면에 배치되고 환자의 팔을 고정하기 위해 오목한 곡면으로 형성된다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 지지체는 환자의 팔이 통과하는 링 형상으로 상기 받침대에 대하여 수직한 방향으로 배치되며, 상기 회전체는 상기 지지체의 외측면에 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전체의 외측면에는 치열이 형성되고, 상기 손목 회동 모듈은 상기 치열과 치차 결합 되는 기어를 정회전 또는 역회전시키는 구동 유닛을 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 결합 유닛은 일측 단부가 상기 회전체의 상단에 결합 되고 상기 일측 단부와 대향하는 타측 단부가 상기 팔고정부의 반대쪽 방향으로 연장된 결합 부재 및 상기 결합 부재의 상면에 결합 되며 상기 결합 부재에 대하여 회동되는 회동축을 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 손목 좌우 굴절 모듈은 상기 결합 유닛에 회동 가능하게 결합된 회동 프레임 및 상기 회전체에 결합되어 상기 회동 프레임을 회동시키는 회동 유닛을 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 회동 프레임은 상기 결합 유닛의 회동축의 단부에 결합 된 제1 프레임부, 상기 제1 프레임부의 일측단에 결합 된 제2 프레임부 및 상기 제1 프레임부의 상기 일측단과 대향하는 타측단에 결합 된 제3 프레임부를 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 손목 상하 굴절 모듈은 상기 손목 좌우 굴절 모듈에 회동 가능하게 힌지축에 의하여 결합된 회동 프레임 및 상기 손목 좌우 굴절 모듈에 결합되어 상기 회동 프레임을 회동시키는 회동 유닛을 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 손목 상하 굴절 모듈은 환자의 손바닥을 지지하는 손바닥 받침부를 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 손가락 재활 유닛은 상기 손목 상하 굴절 모듈에 결합된 베이스, 상기 베이스에 결합 되며 변위를 발생시키는 변위 발생 유닛, 상기 변위 발생 유닛에 의하여 변위를 갖는 제1 링크, 상기 제1 링크에 링크 결합된 제2 링크 및 상기 베이스 및 상기 제2 링크를 연결하여 상기 제2 링크의 이탈을 방지하는 제3 링크를 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 변위 발생 유닛은 회전력을 발생시키는 모터 및 상기 모터의 축에 결합된 스크류를 포함하며, 상기 제1 링크는 상기 베이스에 형성된 슬라이더에 슬라이드 결합되면서 상기 스크류에 결합된다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 제2 링크는 상기 제1 링크 및 상기 제3 링크와 결합된 제1 링크부 및 상기 제1 링크부로부터 절곡된 제2 링크부를 포함한다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 제2 링크는 상기 제1 링크 및 상기 제3 링크에 의하여 타원 형태의 궤적을 따라 움직인다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 제3 링크 중 환자의 손가락과 대응하는 위치에는 수납공간을 갖는 포켓이 상기 제3 링크와 힌지 결합되며, 상기 포켓의 내부에는 자성체 및 상기 손가락에 의하여 제공된 하중에 의하여 전기 신호를 생성하는 로드셀이 각각 배치된다.

손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 상기 손가락 재활 유닛은 왼손의 손가락 및 오른손의 손가락에 대하여 재활 훈련이 가능하게 6개를 포함한다.

본 발명에 따른 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치는 환자의 손목의 회동, 손목의 좌우 굴절, 손목의 상하 굴절 및 손가락의 재활 훈련을 각각 하나씩 순차적으로 또는 다수개의 재활 훈련들을 복합적으로 수행할 수 있고, 환자의 손목 및 손가락을 일정한 하중으로 지정된 프로그램에 의하여 반복적으로 재활 훈련을 수행하여 환자의 재활을 도울 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 재활 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 손가락 재활 모듈에 포함된 손가락 재활 유닛을 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 재활 유닛의 작동을 설명하기 위한 작동 설명도들이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 손목 회동 모듈을 이용하여 손목을 좌측 및 우측으로 회동시키는 동작을 도시한 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 손목 좌우 굴절 모듈을 이용하여 팔을 고정한 상태에서 손목을 좌측 및 우측으로 굴절시키는 동작을 도시한 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 손목 상하 굴절 모듈을 이용하여 팔을 고정한 상태에서 손목을 상측 및 하측으로 굴절시키는 동작을 도시한 사시도이다.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치의 외관 사시도이다. 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치(900)는 팔 고정 모듈(100), 손목 회동 모듈(200), 결합 유닛(300), 손목 좌우 굴절 모듈(400), 손목 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)을 포함한다.

팔 고정 모듈(100)은 환자의 팔을 거치 및 고정하는 역할과 함께 손목 회동 모듈(200), 결합 유닛(300), 손목 좌우 굴절 모듈(400), 손목 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)을 서포트 하는 역할을 한다.

팔 고정 모듈(100)은 받침대(150) 및 팔 고정부(190)를 포함한다.

받침대(150)는 받침다리(110), 받침기둥(120) 및 받침판(130)을 포함한다.

받침다리(110)는 평탄한 지면에 배치되며 받침기둥(120) 및 받침판(130)을 지지한다. 받침다리(110)는 안정적으로 받침판(130)을 받칠 수 있도록 십자 형태로 배치될 수 있다.

받침기둥(120)은 받침다리(110)에 연결되며 받침판(130)을 지면으로부터 소정 높이 이격 된 위치에 배치되며, 받침기둥(120)은 환자가 더 편안한 자세로 재활 훈련을 받을 수 있는 높이로 형성된다.

받침판(130)은 받침기둥(120)의 단부에 배치 또는 결합 되며, 받침판(130)은, 예를 들어, 지면과 평행한 방향으로 배치될 수 있으며, 받침판(130)에는 팔 고정부(190)가 배치 또는 결합 된다.

팔 고정부(190)는 받침판(130) 상에 고정될 수 있고, 팔 고정부(190)는 합성수지 소재 또는 금속 소재로 제작되며 팔 고정부(190)는 환자가 편안하게 팔을 받침판(130)에 고정할 수 있도록 오목한 곡면 형태로 제작될 수 있다.

손목 회동 모듈(200)은 팔 고정부(190)에 고정된 환자의 팔을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동시켜 손목을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동시켜 반복적이면서 일정한 부하로 손목 재활 훈련이 가능토록 한다.

손목 회동 모듈(200)은 지지체(210), 회전체(230) 및 구동 유닛(250)을 포함한다.

지지체(210)는 팔 고정 모듈(100)의 받침판(130)에 결합 되며, 지지체(210)는 받침판(130)에 견고하게 고정된다.

지지체(210)는 팔 고정부(190)에 고정된 환자의 팔, 손목 및 손가락이 통과하는 원형 링 형태로 형성될 수 있다. 특히 원형 링 형상으로 환자의 팔이 통과하는 지지체(210)는 받침판(130)에 대하여 수직한 방향으로 배치 및 고정된다.

회전체(230)는 지지체(210)의 외주면에 끼워지며, 회전체(230)는 고정된 지지체(210)에 대하여 회전 가능한 구조를 갖는다.

본 발명의 일실시예에서, 회전체(230)는, 예를 들어, 지지체(210)의 외주면에 끼워진 환형 링 형상으로 형성될 수 있다. 회전체(230)에는 회전체(230)가 회전되면서 지지체(210)로부터 이탈되지 않도록 이탈 방지부(미도시)가 장착될 수 있다.

회전체(230)의 외주면에는 치열(235)이 형성되며, 치열(235)은 다른 기어와 치차 결합 되어 회전체(230)를 지지체(210)에 대하여 회전될 수 있도록 한다.

구동 유닛(250)은 모터(253) 및 기어(256)를 포함한다.

모터(253)는 받침판(130)에 결합 될 수 있고, 모터(253)에는 회전수를 제어하는 엔코더, 감속기, 기구적 안전장치인 스톱퍼 및 전기적 안전장치인 토크 센서 등이 부가적으로 장착될 수 있다.

모터(253)의 회전축에는 기어(256)가 결합 된다. 기어(256)는, 예를들어, 회전체(230)의 외주면에 형성된 치열(235)과 치차 결합 되는 평기어를 포함할 수 있다.

모터(253)의 회전축이 회전됨에 따라 기어(256)가 회전되고 이로 인해 회전체(230)는 지지체(210)의 외주면을 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다.

결합 유닛(300)은 결합 부재(320) 및 회동축(340)을 포함한다.

결합 부재(320)는 손목 회동 모듈(200)의 회전체(230)의 외주면과 연결된 외측면에 고정되며, 이로 인해 결합 부재(320)는 회전체(230)와 함께 회동 된다.

결합 부재(320)는, 예를 들어, 직사각형 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 결합 부재(320)의 일측 단부는 회전체(230)의 외측면 상부에 고정된다.

결합 부재(320)의 일측 단부와 대향하는 타측 단부는 팔 고정부(190)의 반대쪽 방향으로 연장되며, 결합 부재(320)의 상면의 타측 단부에는 회동축(340)이 결합된다.

회동축(340)은 결합 부재(320)의 상면에 대하여 수직한 방향으로 배치 또는 결합되며, 회동축(340)은 회전체(230)에 고정된 결합 부재(320)에 대하여 회전된다.

손목 좌우 굴절 모듈(400)은 환자의 팔목이 고정된 상태에서 환자의 손목을 좌측 또는 우측으로 지정된 각도 및 지정된 하중으로 반복적으로 굴절시켜 손목 재활 훈련을 수행한다.

손목 좌우 굴절 모듈(400)은 회동 프레임(450) 및 회동 유닛(490)을 포함한다.

회동 프레임(450)은 제1 프레임부(410), 제2 프레임부(420) 및 제3 프레임부(430)를 포함한다.

제1 프레임부(410)는 결합 유닛(300)의 회동축(340)의 단부에 결합 되며 따라서 제1 프레임부(410)는 회동축(340)과 함께 회동 된다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 프레임부(410)는 지면과 평행한 방향으로 배치되며, 제1 프레임부(410)는, 예를 들어, 직사각형 플레이트 형상으로 형성된다.

제1 프레임부(410)의 중앙 부분은 회동축(340)에 결합 된다.

제2 프레임부(420)는 제1 프레임부(410)의 일측 단부에 결합되며, 제2 프레임부(420)는 제1 프레임부(410)에 대하여 수직한 방향으로 배치된다.

제3 프레임부(430)는 제1 프레임부(410)의 일측 단부와 대향하는 타측 단부에 결합되며, 제3 프레임부(430)는 제2 프레임부(420)와 마주하게 배치된다.

본 발명의 일실시예에서는 제1 내지 제3 프레임부(410,420,430)들이 각각 조립되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 제1 내지 제3 프레임부(410,420,430)들은 일체로 형성되어도 무방하다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 내지 제3 프레임부(410,420,430)들은 마치 U자 형태로 형성되는데, 이는 제1 내지 제3 프레임부(410,420,430)들 및 환자의 팔이 상호 간섭되는 것을 방지하기 위함이다.

회동 유닛(490)은 회동축(340)을 회전시켜 회동 프레임(450)을 좌우로 회동시키는 역할을 한다.

회동 유닛(490)은 고정 프레임(460) 및 구동 유닛(470)을 포함한다.

고정 프레임(460)은 손목 회동 모듈(200)의 회전체(230)의 외측면에 결합되어 고정정된다. 따라서 고정 프레임(460)은 회전체(230)와 함께 회동된다.

구동 유닛(470)은 고정 프레임(460)에 결합 되며, 구동 유닛(470)은, 예를 들어, 회동축(340)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 특히 구동 유닛(470)의 회전축 및 회전축과 이격 된 회동축(340)은 동력 전달 부재인 동력 전달 벨트 또는 동력 전달 체인 등에 의하여 연결될 수 있다.

구동 유닛(470)의 작동에 의하여 회동 프레임(450)은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되며, 회동 프레임(450)은 회전체(230)와 함께 회전된다.

손목 상하 굴절 모듈(500)은 환자의 팔목이 고정된 상태에서 환자의 손목을 상부 및 하부로 지정된 각도 및 지정된 하중으로 반복적으로 굴절시켜 손목 재활 훈련을 수행한다.

손목 상하 굴절 모듈(500)은 손목 좌우 굴절 모듈(400)에 결합 된다.

손목 상하 굴절 모듈(500)은 손 받침 프레임(550), 힌지축(560) 및 회동 유닛(580)을 포함한다. 이에 더하여 손목 상하 굴절 모듈(500)은 동력 전달 부재(590)를 포함할 수 있다.

손 받침 프레임(550)은 손목 좌우 굴절 모듈(400)의 제2 프레임부(420) 및 제3 프레임부(430)에 일부가 겹치게 배치된다.

손 받침 프레임(550) 및 제2 프레임부(420), 손 받침 프레임(550) 및 제3 프레임부(430)는 힌지축(560)에 의하여 각각 결합 된다. 이로 인해 제2 프레임부(420) 및 제3 프레임부(430)에 대하여 손 받침 프레임(550)은 상하 방향으로 회전될 수 있는 구조를 갖게 된다.

본 발명의 일실시예에서, 힌지축(560)은 손 받침 프레임(550)에 고정되고 제2 및 제3 프레임부(430)들에 대하여 회전 가능하게 결합 된다.

회동 유닛(580)은 손목 좌우 굴절 모듈(400)의 제1 내지 제3 프레임부(410,420,430)들 중 어느 하나에 고정되며, 본 발명의 일실시예에서, 회동 유닛(580)은 제1 프레임부(410)에 견고하게 고정된다.

본 발명의 일실시예에서, 회동 유닛(580)은 전기에너지를 소모하여 회전력을 발생시키는 모터를 포함할 수 있으며, 모터의 회전축 및 힌지축(560)은 상호 이격되어 있기 때문에 모터의 회전축 및 힌지축(560)은 동력 전달 부재(590)가 결합 된다. 본 발명의 일실시예에서, 동력 전달 부재(590)는 동력 전달 벨트 또는 동력 전달 체인 등을 포함할 수 있다.

한편, 손 받침 프레임(550)의 상면에는 환자의 손바닥을 지지할 수 있는 손바닥 받침대(595)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 재활 모듈을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3의 손가락 재활 모듈에 포함된 손가락 재활 유닛을 도시한 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 손가락 재활 모듈(600)은 손 받침 프레임(550)에 결합 되며, 손가락 재활 모듈(600)은 손 받침 프레임(550)과 함께 이동된다.

손가락 재활 모듈(600)은 다수개의 손가락 재활 유닛(690)들을 포함한다.

손가락 재활 유닛(690)은, 예를 들어, 6개가 손 받침 프레임(550)에 결합 되며, 손가락 재활 유닛(690)은 환자의 5개의 손가락들을 일정한 하중으로 반복하여 절곡 함으로써 손가락 재활 훈련을 수행한다.

구체적으로 본 발명의 일실시예에서, 손가락 재활 유닛(690)은 환자의 왼손 엄지 손가락 및 환자의 오른손 엄지 손가락의 재활 훈련을 위해 2개가 마련되고, 이에 더하여 손가락 재활 유닛(690)은 환자의 엄지 손가락을 제외한 나머지 4개의 손가락 재활 훈련을 위해 4개가 추가적으로 마련되어 손가락 재활 유닛(690)은 총 6개로 구성된다. 따라서 환자는 왼손의 5개의 손가락 또는 손목, 오른손의 5개의 손가락 또는 손목의 재활 훈련을 하나의 손가락 재활 모듈(600)을 통해 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 각 손가락 재활 유닛(690)은 베이스(610), 변위 발생 유닛(620), 제1 링크(630), 제2 링크(640) 및 제3 링크(650)를 포함한다.

베이스(610)는 변위 발생 유닛(620), 제1 링크(630), 제2 링크(640) 및 제3 링크(650)를 지지하는 역할을 한다.

베이스(610)는 제1 베이스부(612) 및 제2 베이스부(614)를 포함할 수 있다.

제1 베이스부(612)는 손 받침 프레임(550)에 결합 되며, 제2 베이스부(614)는 제1 베이스부(612)로부터 하부를 향하는 방향으로 배치된다. 제1 및 제2 베이스부(612,614)들은 절곡 된 형상으로 형성된다.

제2 베이스부(614)에는 제1 링크(630)가 슬라이드 되도록 슬라이드부(615)가 형성되고, 제2 베이스부(614)에는 변위 발생 유닛(620)을 고정하는 고정부(616)가 형성된다.

변위 발생 유닛(620)은, 예를 들어, 회전력을 발생시키는 모터(622) 및 모터(622)의 회전축에 결합된 스크류(624)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 변위 발생 유닛(620)은 전문 치료사가 입력한 신호에 근거하여 작동될 수 있다.

모터(622)에는 스크류(624)의 회전력을 감속시키는 감속기, 회전수를 제어하기 위한 엔코더가 결합 될 수 있다.

스크류(624)는 모터(622)의 회전축의 축 방향으로 결합 되며, 스크류(624)는 회전축과 동일한 방향 및 동일한 회전수로 회전된다.

제1 링크(630)는 스크류(624)에 나사 결합 되며, 제1 링크(630)는 제2 베이스부(614)에 형성된 슬라이드부(615)에 슬라이드 가능하게 결합 된다.

따라서 제1 링크(630)는 스크류(624)의 회전에 의해 슬라이드부(615)를 따라 상승 또는 하강 된다.

제1 링크(630)의 위치를 센싱 하기 위해서 슬라이드부(615)의 상단 및 하단에는 각각 제1 링크(630)의 위치를 센싱하는 리미트 센서가 장착될 수 있다.

제2 링크(640)는 제1 링크(630)에 링크되어 있다. 따라서, 제2 링크(640)는 제1 링크(630)에 연동 된다.

제2 링크(640)는 제1 링크부(642) 및 제2 링크부(644)를 포함한다.

제1 링크부(642)는 제1 링크(630)과 적접 링크 결합되며, 제2 링크부(644)는 제1 링크부(642)와 연결된다. 본 발명의 일실시예에서, 제2 링크부(644)는 제1 링크부(642)에 대하여 절곡된 형상을 갖는다.

제2 링크부(644)가 제1 링크부(642)에 대하여 절곡됨에 따라 제2 링크부(644)의 단부는 환자의 손가락의 끝 부분으로 연장될 수 있다.

제3 링크(650)는 제2 링크(640)의 제2 링크부(644)가 지정된 궤적을 벗어나는 것을 방지한다.

제3 링크(650)는 막대 형상으로 형성되며, 제3 링크(650)의 일측 단부는 제1 베이스부(612)에 링크되고, 제3 링크(650)의 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 제2 링크부(642)의 중간 부분에 링크 결합된다.

이로써, 제1 링크(630)가 직선 왕복 운동함에 따라 손가락 재활 유닛(690)의 제2 링크(640)는 타원 형태의 궤적을 따라 이동된다.

제2 링크(640)가 타원 형태의 궤적을 따라 이동됨에 따라 제2 링크(640)는 손가락을 구부리기 위한 하강 동작, 손가락을 벌어지게 하는 동작, 손가락을 펴기 위한 상승 동작 등 다양한 동작을 가능토록 하여 다양한 형태의 손가락의 재활 훈련을 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제2 링크(640)의 제2 링크부(644)의 단부, 즉 환자의 손가락과 접촉되는 부분에는 내부에 수납공간이 형성된 포켓(646)이 링크된다.

포켓(646)의 내부에는 환자의 손가락으로부터 전달된 하중을 센싱하는 하중 센서인 로드셀(647)이 배치되고, 로드셀(647)의 상부에는 자성체(648)가 배치된다.

자성체(648)는 환자의 손가락에 배치된 마그네트와 작용하여 환자의 손가락이 자성체(648)에 부착된 상태에서 재활 훈련이 진행될 수 있도록 함은 물론 비정상적인 상황에서 환자의 손가락이 쉽게 자성체(648)로부터 분리되도록 하여 환자의 손가락 손상을 방지한다.

한편, 앞서 설명한 바에 의하면 손가락 재활 유닛(690)은 전문 치료사가 제공한 신호에 의하여 작동하는 것이 도시 및 설명되고 있으나, 이와 다르게 환자가 손가락에 하중을 제공하여 로드셀(647)에 제공한 압력을 근거로 발생된 신호를 이용하여 변위 발생 유닛(620)을 제어함으로써 환자가 스스로 재활 훈련 또는 손가락 재활 유닛(690)을 활용한 게임(놀이) 등을 진행할 수 있도록 할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 손가락 재활 유닛의 작동을 설명하기 위한 작동 설명도들이다.

도 5에는 손가락 재활 유닛(690)의 제1 링크(630)가 하부에 배치되어 환자의 손가락이 구부러진 상태로 포켓(646)에 배치된 초기 상태를 보여주고 있다.

도 6에는 변위 발생 유닛(620)이 작동하여 스크류(624)가 회전하면서 제1 링크(630)가 상부로 상승하고 이로 인해 제2 링크(640) 및 스크류(624)가 이루는 각도가 증가 된 것을 도시되어 있고, 이로 인해 환자의 손가락은 상승하면서 구부러진 손가락은 펴지게 된다.

도 7에는 변위 발생 유닛(620)이 작동하여 스크류(624)가 계속 동일한 방향으로 회전되어 제1 링크(630)가 최상부까지 상승하고 이로 인해 제2 링크(640) 및 스크류(624)가 이루는 각도가 최대로 증가 된 것이 도시되어 있고, 이로 인해 환자의 손가락은 완전히 펴지게 된다.

본 발명에서 펴진 환자의 손가락을 구부리기 위해서는 스크류(624)를 반대 방향으로 회전시킴에 따라 제2 링크(640) 및 스크류(624)가 이루는 각도가 감소 되면서 환자의 손가락은 펴진 상태에서 점차 구부러진 상태가 되고, 도 5와 같은 상태가 될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 환자의 손목 재활 과정을 설명하기로 한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 손목 회동 모듈을 이용하여 손목을 좌측 및 우측으로 회동시키는 동작을 도시한 사시도이다.

도 8을 참조하면, 손목 회동 모듈(200)의 회전체(230)가 구동 유닛(250)에 의하여 시계 방향으로 회동 될 경우, 결합 유닛(300)이 회전체(230)와 함께 시계 방향으로 회전되고 이로 인해 손목 좌우 굴절 모듈(400), 손목 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)은 시계 방향으로 회동 되면서 환자의 팔 및 손목 역시 시계 방향으로 회동 된다.

도 9를 참조하면, 손목 회동 모듈(200)의 회전체(230)가 구동 유닛(250)에 의하여 반시계 방향으로 회동 될 경우, 결합 유닛(300)이 회전체(230)와 함께 반시계 방향으로 회전되고 이로 인해 손목 좌우 굴절 모듈(400), 손목 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)은 모두 반시계 방향으로 회동 되면서 환자의 팔 및 손목 역시 반시계 방향으로 회동 된다.

이와 같이 환자의 팔 및 손목이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동 된 상태에서 손목 좌우 굴절 모듈(400), 손가락 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)에 의한 손가락 재활 훈련을 복합적으로 수행할 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 손목 좌우 굴절 모듈을 이용하여 팔을 고정한 상태에서 손목을 좌측 및 우측으로 굴절시키는 동작을 도시한 사시도이다.

도 10을 참조하면, 손목 좌우 굴절 모듈(400)은 환자의 손목을 우측으로 굴절시켜 손목의 재활훈련을 하기 위해 회동 유닛(490)은 회동 프레임(450)을 일측 방향으로 회전시키고, 이로 인해 손목 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)은 일측 방향으로 회전되면서 환자의 손목은, 예를 들어, 우측으로 굴절 된다.

도 11을 참조하면, 손목 좌우 굴절 모듈(400)이 원래 위치로 복귀한 후, 환자의 손목을 좌측으로 굴절시켜 손목의 재활 훈련을 하기 위해 회동 유닛(490)은 회동 프레임(450)을 일측 방향과 반대 방향인 타측 방향으로 회전시키고, 이로 인해 손목 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)은 타측 방향으로 회전 되면서 환자의 손목은 좌측으로 굴절 된다.

이와 같이 환자의 손목이 우측 또는 좌측으로 굴절된 상태에서 손목 틸트 모듈(200), 손가락 상하 굴절 모듈(500) 및 손가락 재활 모듈(600)에 의한 손가락 재활 훈련을 복합적으로 수행할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 손목 상하 굴절 모듈을 이용하여 팔을 고정한 상태에서 손목을 상측 및 하측으로 굴절시키는 동작을 도시한 사시도이다.

손목 상하 굴절 모듈(500)은 손 받침 프레임(550)에 환자의 손이 거치 된 상태에서 회동 유닛(580)이 일측 방향으로 회동 되면서 손 받침 프레임(550)은 환자의 손목을 일측으로 회동시키고 이로 인해 환자의 손목은 상측으로 굴절된다.

한편, 손목 상하 굴절 모듈(500)이 원위치로 복귀한 후 손목 상하 굴절 모듈(500)이 일측 방향과 반대 방향인 타측 방향으로 회동 되면서 손 받침 프레임(550)은 환자의 손목을 타측으로 회동시키고, 이로 인해 환자의 손목은 하측으로 굴절된다.

이와 같이 환자의 손목이 상측 또는 하측으로 굴절된 상태에서 손목 틸트 모듈(200), 손가락 좌우 굴절 모듈(400) 및 손가락 재활 모듈(600)에 의한 손가락 재활 훈련을 복합적으로 수행할 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 환자의 손목의 회동, 손목의 좌우 굴절, 손목의 상하 굴절 및 손가락의 재활 훈련을 각각 하나씩 순차적으로 또는 다수개의 재활 훈련들을 복합적으로 수행할 수 있고, 환자의 손목 및 손가락을 일정한 하중으로 지정된 프로그램에 의하여 반복적으로 재활 훈련을 수행하여 환자의 재활을 도울 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

100...팔 고정 모듈 200...손목 회동 모듈
300...결합 유닛 400...손목 좌우 굴절 모듈
500...손목 상하 굴절 모듈 600...손가락 재활 모듈

Claims (8)

1. 받침대 및 상기 받침대에 고정된 팔 고정부를 포함하는 팔 고정 모듈;
   환자의 팔이 통과하며 상기 받침대에 고정되는 지지체 및 상기 지지체에 결합되어 회전되는 회전체를 포함하는 손목 회동 모듈;
   상기 회전체의 상단으로부터 바깥쪽으로 연장된 결합 유닛;
   상기 결합 유닛에 회동 가능하게 결합 되어 환자의 손목을 좌우로 회동시키는 손목 좌우 굴절 모듈;
   상기 손목 좌우 굴절 모듈에 힌지 결합 되며 환자의 손목을 상하로 굴절시키는 손목 상하 굴절 모듈; 및
   상기 손목 상하 굴절 모듈에 결합되며 환자의 각 손가락을 접철 시키는 손가락 재활 유닛을 복수개 포함하는 손가락 재활 모듈을 포함하며,
   상기 손가락 재활 유닛은 상기 손목 상하 굴절 모듈에 결합된 베이스, 상기 베이스에 결합 되며 변위를 발생시키는 변위 발생 유닛, 상기 변위 발생 유닛에 의하여 변위를 갖는 제1 링크, 상기 제1 링크에 링크 결합된 제2 링크 및 상기 베이스 및 상기 제2 링크를 연결하여 상기 제2 링크의 이탈을 방지하는 제3 링크를 포함하는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 받침대는 지면에 배치되는 받침다리, 상기 받침다리와 연결된 받침기둥 및 상기 받침기둥에 결합 된 받침판을 포함하며,
   상기 팔 고정부는 상기 받침판의 상면에 배치되고 환자의 팔을 고정하기 위해 오목한 곡면으로 형성된 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지체는 환자의 팔이 통과하는 링 형상으로 상기 받침대에 대하여 수직한 방향으로 배치되며,
   상기 회전체는 상기 지지체의 외측면에 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전체의 외측면에는 치열이 형성되고,
   상기 손목 회동 모듈은 상기 치열과 치차 결합 되는 기어를 정회전 또는 역회전시키는 구동 유닛을 포함하는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 결합 유닛은 일측 단부가 상기 회전체의 상단에 결합 되고 상기 일측 단부와 대향하는 타측 단부가 상기 팔고정부의 반대쪽 방향으로 연장된 결합 부재 및 상기 결합 부재의 상면에 결합 되며 상기 결합 부재에 대하여 회동되는 회동축을 포함하는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 손목 좌우 굴절 모듈은 상기 결합 유닛에 회동 가능하게 결합된 회동 프레임 및 상기 회전체에 결합되어 상기 회동 프레임을 회동시키는 회동 유닛을 포함하는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 회동 프레임은 상기 결합 유닛의 회동축의 단부에 결합 된 제1 프레임부, 상기 제1 프레임부의 일측단에 결합 된 제2 프레임부 및 상기 제1 프레임부의 상기 일측단과 대향하는 타측단에 결합 된 제3 프레임부를 포함하는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 손목 상하 굴절 모듈은 상기 손목 좌우 굴절 모듈에 회동 가능하게 힌지축에 의하여 결합된 회동 프레임 및 상기 손목 좌우 굴절 모듈에 결합되어 상기 회동 프레임을 회동시키는 회동 유닛을 포함하는 손가락 및 손목 능동 재활 훈련 장치.
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