KR101988643B1 - 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절단된 손 혹은, 발을 대신하도록 제공되는 인공 의수족(義手足)과, 단단부를 덮도록 형성되면서 인공 의수족이 결합되는 소켓모듈과, 열이 발생되는 주파수대의 온열 초음파를 발생하여 상기 소켓모듈 내로 제공하는 초음파모듈과, 초음파모듈의 동작 제어를 위한 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지가 제공되며, 이를 통해 사용자의 필요에 따른 소켓모듈 내의 온도 조절이 가능하도록 함으로써 소켓모듈 내부의 온도로 인한 의지 착용자의 불편함을 해소할 수 있도록 한 것이다.

Description

초음파 온열 제어기능을 가지는 의지{artificial limb having ultrasonic-based thermal control}

본 발명은 의지에 관련된 것으로써, 더욱 구체적으로는 소켓모듈 내의 온도 조절이 가능하도록 함으로써 소켓모듈 내·외부의 온도차로 인한 의지 착용자의 불편함을 해소할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지에 관한 것이다.

일반적으로 의지(義肢)는 외상이나 질병 등의 원인으로 인해 상지나 하지의 일부 또는, 전부가 절단되었을 경우 결손 지의 기능 및 그 형태를 보완하기 위해 장착하는 인공 수족을 의미한다.

이와 같은 의지는 그의 착용 부위나 절단 형태에 따라 달리 형성된 소켓모듈을 단단부에 결합하여 사용하며, 이러한 소켓모듈의 끝단에는 의수 혹은, 의족이 결합되어 이루어진다.

한편, 통상적인 상지 절단자 혹은, 하지 절단자의 경우 인공으로 만든 의지를 착용하고 늘 생활하고 있으며, 여름과 달리 겨울에는 의지를 착용할 때 연결부로 사용하는 소켓모듈 내부의 온도가 낮아서 착용시 불편함이 있었으며, 특히 혹한기와 같이 주변 온도가 극히 낮을 경우에는 소켓모듈 내부의 더욱 낮아져서 사용자의 단단부에 통증을 야기하였던 문제점이 있었다.

이에 따라, 종래에는 겨울철 의지 착용자의 단단부를 보호하기 위해 등록특허 제10-0706066호에 개시된 바와 같은 단단부 보온장치를 추가로 제공함으로써 겨울철 단단부의 보온이 가능하도록 함과 더불어 의지 착용시의 불편함을 해소할 수 있도록 하고 있다.

하지만, 전술된 종래의 기술은 전원 인가에 따라 발열되는 발열체를 의수에 장착하여 단단부의 보온이 이루어질 수 있도록 함에 따라 사실상 상기 발열체가 단단부에 직접 닿아서 화상을 초래하는 등의 문제점이 야기될 우려가 크다는 문제점이 있었다.

더욱이, 전술된 종래 기술은 단순히 주위 환경에 맞도록 온도를 설정한 상태로만 사용되기 때문에 사용자의 의도에 따른 보온 온도의 조절은 사실상 불가능하여 온도 제어를 위한 사용자의 불편함이 매우 크다는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0706066호

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 소켓모듈의 온도 조절이 가능하도록 함으로써 소켓모듈 내·외부의 온도차로 인한 의지 착용자의 불편함을 해소할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 절단된 손 혹은, 발을 대신하도록 제공되는 인공 의수족(義手足); 신체 절단 부위인 단단부를 덮도록 형성됨과 더불어 끝단에는 상기 인공 의수족이 결합되도록 이루어진 소켓모듈; 상기 소켓모듈의 내부에 설치되면서 열이 발생되는 주파수대의 온열 초음파를 발생하여 상기 소켓모듈 내로 제공하는 초음파모듈; 사용자에 의한 조작이 가능하면서 상기 초음파모듈의 동작 제어를 위한 제어기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 초음파모듈은 상기 소켓모듈 내부로 수용되면서 상기 단단부를 향하는 벽면에 설치되어 상기 단단부를 향해 온열 초음파를 방사하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파모듈은 온열 초음파를 출력하는 초음파 압전소자와, 상기 소켓모듈 내부의 온도 측정을 위한 온도센서와, 상기 초음파 압전소자의 동작 제어를 위한 신호 및 온도센서에서 감지된 신호를 송수신하는 종동 송수신기를 포함하여 구성되고, 상기 제어기는 상기 초음파모듈의 종동 송수신기와 통신하면서 각종 제어신호를 송수신하는 메인 송수신기와, 사용자에 의한 온도 설정을 입력받도록 제공되는 입력부와, 각종 정보를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 입력부에 의해 입력된 정보와 메인 송수신기에 의해 송수신되는 각종 정보를 토대로 상기 초음파 압전소자의 동작을 제어함과 더불어 상기 디스플레이부의 디스플레이를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 인공 의수족이나 소켓모듈 혹은, 인공 의수족과 소켓모듈 간의 결합 부위 중 어느 한 부위를 감싸면서 착용되는 시계 혹은, 밴드 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 소켓모듈에 대한 보온이 가능함과 더불어 이러한 소켓모듈의 보온이 발열체를 이용하여 소켓에 직접 열전도시키는 방식이 아니라 초음파를 이용하는 온열 제어에 의한 방식을 적용함에 따라 소켓 내로 수용되는 단단부의 피부가 화상을 입는 등과 같은 부상이 방지된다는 효과를 가진다.

이와 함께, 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 사용자가 직접 온도 제어를 수행할 수 있기 때문에 사용자에 맞는 온도의 조절이 가능하게 되며, 이로써 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 손목 착용형 구조로 이루어진 제어기로 온도 제어를 수행하고, 실시간적인 상태 확인 및 모니터링이 가능하다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지의 외관 구조를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 블럭도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지의 내부에 초음파모듈이 설치된 상태를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 단면도

이하, 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 의지(artificial limb)는 신체의 각 부위 중 상지가 절단된 상지 절단자의 단단부(10)에 착용되는 상지용 의지임을 그 예로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지의 외관 구조를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지의 내부에 초음파모듈이 설치된 상태를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 크게 인공 의수족(100)과, 소켓모듈(200)과, 초음파모듈(300) 및 제어기(400)를 포함하여 이루어지며, 특히 상기 제어기(400)의 제어에 의해 초음파모듈(300)이 동작되면서 상기 소켓모듈(200) 내부를 설정된 온도로 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 상기 인공 의수족(義手足)(100)은 절단된 손 혹은, 발을 대신하도록 손이나 발의 형상으로 제조되어 제공되는 부위이다.

본 발명의 실시예에서는 상기 인공 의수족(100)이 인공의 의수(義手)임을 그 예로 한다. 물론, 도시되지는 않았지만 상기 인공 의수족(100)은 인공의 의족(義足)일 수도 있다.

이와 같은 인공 의수족(100)은 손가락과 손 및 손목 부위를 포함하도록 형성되며, 이때, 상기 손목 부위 중 후단측 일부(이하, “결합단”이라 함)(110)는 후술될 소켓모듈(200) 내로 삽입되면서 결합되도록 이루어진다.

다음으로, 상기 소켓모듈(200)은 신체 절단 부위인 단단부(10)를 상기 인공 의수족(100)과 연결하도록 제공되는 부위이다.

이와 같은 소켓모듈(200)은 신체 절단 부위인 단단부(10)가 수용되도록 성형되어 이루어진 소켓(210)과, 상기 소켓(210)을 감싸면서 덮도록 이루어짐과 더불어 선단측 부위는 상기 소켓(210)의 전방으로 연장되면서 상기 인공 의수족(100)이 결합되도록 결합 부위로 제공되는 아웃터셀부(220)를 포함하여 이루어진다.

이때, 인공 의수족(100)의 결합단(110)은 상기 아웃터셀부(220)의 끝단 내로 수용되면서 상기 아웃터셀부(220)에 압입 혹은, 회전 체결식으로 결합되도록 이루어진다.

이와 함께, 상기 아웃터셀부(220)는 사실상 소켓모듈(200)의 외피(인공피부) 역할도 함께 수행하도록 이루어지며, 이로써 소켓(210)의 외부 노출로 인한 심미감 저하 및 외부 환경에 의한 소켓(210) 내부 구성품에 대한 손상 발생이 방지된다.

다음으로, 상기 초음파모듈(300)은 상기 소켓모듈(200)의 내부에 설치되면서 열이 발생되는 주파수대의 온열 초음파를 상기 소켓(210)으로 방사하여 제공하는 부위이다.

이와 같은 초음파모듈(300)은 상기 인공 의수족(100)을 이루는 결합단(110)의 끝단면(단단부를 향하는 벽면)에 설치되어 이에 대응되는 상기 소켓(210)의 끝단면을 향해 온열 초음파를 방사하도록 이루어진다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 초음파모듈(300)이 초음파 압전소자(310)와, 온도센서(320) 및 종동 송수신기(330)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

여기서, 상기 초음파 압전소자(310)는 온열 초음파를 출력하는 소자이고, 상기 온도센서(320)는 상기 소켓모듈(200) 내부의 온도 측정을 위한 센서이다.

이와 함께, 상기 종동 송수신기(330)는 상기 초음파 압전소자(310)의 동작 제어를 위한 신호 및 온도센서(320)에서 감지된 신호를 송수신하는 송수신기이다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 소켓모듈(200) 내부를 보온하기 위한 방식이 초음파를 통해 열기를 전달하도록 이루어진 비접촉식의 초음파 압전소자(310)를 이용하기 때문에 히터와 같은 발열식의 열 전달 방식이 가지는 단단부(10)의 화상과 같은 피부 손상에 대한 우려나 온도 제어의 부정확성과 같은 단점을 보완할 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 제어기(400)는 상기 초음파모듈(300)의 동작 제어를 위해 제공되는 컨트를러이다.

상기 제어기(400)는 인공 의수족(100)이나 소켓모듈(200) 혹은, 인공 의수족(100)과 소켓모듈(200) 간의 결합 부위 중 어느 한 부위를 감싸면서 착용되는 시계 혹은, 밴드 구조로 이루어짐을 제시한다.

즉, 상기 제어기(400)를 시계나 밴드 구조로 형성함으로써 해당 제어기(400)를 통한 사용자의 제어 조작이 용이하게 이루어질 수 있도록 함과 더불어 의지에 대한 상태 확인이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어기(400)가 상기 초음파모듈(300)의 종동 송수신기(330)와 통신하면서 각종 제어신호를 송수신하는 메인 송수신기(410)와, 사용자에 의한 온도 설정을 입력받도록 제공되는 입력부(420)와, 각종 정보를 디스플레이하는 디스플레이부(430)와, 상기 입력부(420)에 의해 입력된 정보와 메인 송수신기(410)에 의해 송수신되는 각종 정보를 토대로 상기 초음파 압전소자(310)의 동작을 제어함과 더불어 상기 디스플레이부(430)의 디스플레이를 제어하는 컨트롤러(440)를 포함하여 구성됨을 제시하며, 이를 통해 시각적인 상태 정보를 용이하게 확인할 수 있으면서도 사용자에 의한 제어 조작이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 메인 송수신기(410)와 상기 종동 송수신기(330)는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신기기로 구성됨이 바람직하다. 즉, 상기 두 송수신기(410,330)의 신호 전달이 무선 통신으로 이루어질 수 있도록 함으로써 상기 제어기(400)를 의지로부터 분리하더라도 해당 의지의 소켓모듈(200) 내부에 대한 온도 제어가 가능하도록 한 것이다.

물론, 상기 종동 송수신기(330)는 유선의 신호선을 통해 상기 초음파 압전소자(310) 및 온도센서(320)에 직접 연결되도록 구성될 수도 있으며, 이의 경우 상기 제어기(400)는 사실상 의지를 이루는 인공 의수족(100)에 일체로 착용된 상태로 유지될 수 있도록 함이 바람직하다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지의 작용을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 사용자가 그 필요에 따라 본 발명의 실시예에 따른 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지를 착용하고자 할 경우 제어기를 통해 해당 의지의 소켓모듈(200)에 대한 상태를 확인한다.

즉, 상기 제어기(400)에 의한 소켓모듈(200)의 상태 확인이 요청되면 이 요청에 따른 컨트롤러(440)의 동작 제어가 이루어지면서 온도센서(320)를 통해 해당 소켓모듈(200) 내부에 대한 온도를 확인하고 그 결과를 디스플레이부(430)에 디스플레이하게 되는 것이다.

이의 상태에서 상기 사용자에 의한 제어기(400)의 조작을 통해 소켓모듈(200)의 온도 설정이 이루어지면 상기 컨트롤러(440)는 상기 설정된 온도에 이르기까지 초음파 압전소자(310)의 동작을 제어하여 온열 초음파를 발생시키며, 이렇게 발생된 온열 초음파는 소켓모듈(200)을 이루는 아웃터셀부(220) 내의 소켓(210)을 향해 방사된다.

이에 따라 상기 소켓(210)은 상기 온열 초음파에 의해 점진적인 온도 상승이 이루어지게 되며, 이의 과정에서 상기 온도가 설정된 온도에 도달되었음이 온도센서(320)를 통해 감지되면 상기 컨트롤러(440)는 초음파 압전소자(310)에 대한 동작을 중단하게 된다.

또한, 상기의 과정에서 변경되는 온도는 제어기(400)의 디스플레이부(430)를 통해 디스플레이됨으로써 사용자는 소켓모듈(200)의 온도 상태를 정확히 인지하면서 모니터링할 수 있게 된다.

한편, 전술된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 의지의 소켓모듈(200)은 사용자가 해당 소켓모듈(200)을 착용하기 전에 미리 상태 확인을 수행한 후 온도 제어를 수행할 수도 있고, 해당 소켓모듈(200)을 착용한 상태에서 제어기(400)의 조작을 통해 자신에게 맞는 온도로 셋팅하여 온도 제어를 수행할 수도 있다.

결국, 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 발열체로 소켓(210)에 직접 열전도시켜 해당 소켓(210)을 보온하는 방식이 아니라 초음파를 이용하는 온열 제어에 의한 소켓(210)의 보온이 이루어지도록 함에 따라 소켓(210) 내로 수용되는 단단부(10)의 피부가 화상을 입는 등과 같은 부상이 방지된다.

이와 함께, 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 사용자가 직접 온도 제어를 수행할 수 있기 때문에 사용자에 맞는 온도의 조절이 가능하게 되며, 이로써 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지는 손목 착용형 구조로 이루어진 제어기(400)로 온도 제어를 수행하고, 실시간적인 상태 확인 및 모니터링이 가능하다는 장점을 가진다.

10. 단단부 100. 인공 의수족
110. 결합단 200. 소켓모듈
210. 소켓 220. 아웃터셀부
300. 초음파모듈 310. 초음파 압전소자
320. 온도센서 330. 종동 송수신기
400. 제어기 410. 메인 송수신기
420. 입력부 430. 디스플레이부
440. 컨트롤러

Claims (4)

1. 절단된 손 혹은, 발을 대신하도록 제공되는 인공 의수족(義手足);
   신체 절단 부위인 단단부를 덮도록 형성됨과 더불어 끝단에는 상기 인공 의수족이 결합되도록 이루어진 소켓모듈;
   상기 소켓모듈의 내부에 설치되면서 열이 발생되는 주파수대의 온열 초음파를 발생하여 상기 소켓모듈 내로 제공하는 초음파모듈;
   사용자에 의한 조작이 가능하면서 상기 초음파모듈의 동작 제어를 위한 제어기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파모듈은 상기 소켓모듈 내부로 수용되면서 상기 단단부를 향하는 벽면에 설치되어 상기 단단부를 향해 온열 초음파를 방사하도록 이루어짐을 특징으로 하는 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파모듈은 온열 초음파를 출력하는 초음파 압전소자와, 상기 소켓모듈 내부의 온도 측정을 위한 온도센서와, 상기 초음파 압전소자의 동작 제어를 위한 신호 및 온도센서에서 감지된 신호를 송수신하는 종동 송수신기를 포함하여 구성되고,
   상기 제어기는 상기 초음파모듈의 종동 송수신기와 통신하면서 각종 제어신호를 송수신하는 메인 송수신기와, 사용자에 의한 온도 설정을 입력받도록 제공되는 입력부와, 각종 정보를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 입력부에 의해 입력된 정보와 메인 송수신기에 의해 송수신되는 각종 정보를 토대로 상기 초음파 압전소자의 동작을 제어함과 더불어 상기 디스플레이부의 디스플레이를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지.
4. 제 1 항 또는, 제 3 항에 있어서,
   상기 제어기는 인공 의수족이나 소켓모듈 혹은, 인공 의수족과 소켓모듈 간의 결합 부위 중 어느 한 부위를 감싸면서 착용되는 시계 혹은, 밴드 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 초음파 온열 제어기능을 가지는 의지.
   

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