KR102110938B1 - Device for walking assistance having ankle rehabilitation function - Google Patents

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KR102110938B1
KR102110938B1 KR1020180171500A KR20180171500A KR102110938B1 KR 102110938 B1 KR102110938 B1 KR 102110938B1 KR 1020180171500 A KR1020180171500 A KR 1020180171500A KR 20180171500 A KR20180171500 A KR 20180171500A KR 102110938 B1 KR102110938 B1 KR 102110938B1
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김유신
박성현
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청주대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a walking-assistant device which prevents the sagging of a foot when a user walks, and facilitates rehabilitation treatment. The walking-assistant device comprises: an ankle coupling portion coupled to an ankle of a user; an instep coupling portion coupled to an instep of the user; an operation portion connecting the ankle coupling portion with the instep coupling portion and preventing the sagging of the instep of the user; an angle sensor measuring an angle of the ankle of the user; and a control unit fixing or releasing the fixing of a position of a locking device by controlling an operation of the operation unit based on the angle of the ankle of the user measured by the angle sensor. The operation unit comprises: a connection body connecting the ankle coupling portion with the instep coupling portion and having elasticity; the locking device provided in one end of the connection body, wherein a position of the locking device differs according to a change in the angle between the ankle and the instep of the user; and a fixture fixed to the ankle coupling portion and fixing the position of the locking device. Accordingly, the intensity of rehabilitation treatment can be easily adjusted by using the present invention. Moreover, the present invention can be conveniently used and can increase energy efficiency.

Description

발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치{DEVICE FOR WALKING ASSISTANCE HAVING ANKLE REHABILITATION FUNCTION}Walking Rehabilitation Assistance Device with Foot Sagging Prevention Function {DEVICE FOR WALKING ASSISTANCE HAVING ANKLE REHABILITATION FUNCTION}

본 발명은 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뇌졸중이나 편마비 등의 문제로 보행에 불편을 겪는 사용자들의 발목에 착용하여 보행 시 발목의 처짐을 방지하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a walking rehabilitation assistance device having a function to prevent deflection of the foot, and more specifically, to prevent deflection of the ankle by preventing the deflection of the ankle when walking by wearing it on the ankle of users who have discomfort in walking due to problems such as stroke or hemiplegia It relates to a walking rehabilitation assistance device having a function.

일반적으로 뇌졸중이나 편마비를 겪는 환자나, 발목 등에 부상을 입어 신경이나 인대가 손상된 경우 보행에 불편함을 겪는다. 보행 과정은 보행자의 발뒤꿈치부터 발가락까지 순차적으로 지면에 닿으면서 정강이와 발등 사이의 거리가 가까워지고, 발뒤꿈치부터 발가락까지 순차적으로 지면에서 떨어지면서 정강이와 발등 사이의 거리가 멀어진다. 이후, 발가락과 발등은 정강이 쪽으로 당겨지면서 지면에 끌리는 것을 방지한다.In general, patients suffering from stroke or hemiplegia, or injuries to the ankle, which causes discomfort in walking when nerves or ligaments are damaged. The walking process gradually approaches the ground from the heel to the toe of the pedestrian, and the distance between the shin and the instep closes. Thereafter, the toes and insteps are prevented from being pulled to the ground while being pulled toward the shin.

구체적으로 도 1을 참조하여 설명하면, 사용자의 보행 상태는 착지점에서 발바닥이 지면에 접촉하면서 발목 각도가 수직에 가까운 midstance, 발 뒤꿈치를 지면에서 떼면서 발목이 수직으로부터 전방으로 기울어지는 heel off, 발가락을 지면에서 떼면서 발목의 각도가 전방으로 기울어지는 최고점에 도달하는 toe off, 발을 다음 착지점까지 이동시키면서 발목 각도가 전방 최고점에서 후방 최고점까지 가변되는 swing, 발 뒤꿈치를 지면에 접촉시키면서 발목 각도가 후방 최고점에 도달하는 heel strike, 발바닥 전체를 지면에 접촉시키면서 발목 각도가 후방 최고점에서 수직에 가까워지는 foot flat의 과정으로 진행된다. Specifically, referring to FIG. 1, the user's walking state is a midstance in which the ankle angle is close to vertical while the sole comes into contact with the ground at the landing point, and the heel off the toe while tilting the heel off the ground, toes Toe off when the angle of the ankle reaches the highest point inclined forward while releasing from the ground, swing the ankle angle from the highest point in the front to the rear highest point while moving the foot to the next landing point, the ankle angle while touching the heel to the ground The heel strike reaches the rear peak, and the foot ankle angle approaches the vertical from the rear peak to the vertical while touching the entire sole.

보행의 불편함 중 대표적으로 발 처짐 또는 발목 처짐 현상을 예로 들 수 있는데, 발 처짐 또는 발목 처짐 현상은 발목 근육이나 신경 또는 뇌 등의 손상으로 발가락과 발등을 정강이 쪽으로 당기기 어려운 문제로부터 보행 시 지면에 발이 끌리는 현상을 의미한다.Among the discomforts of walking, a typical example is foot sagging or ankle sagging. Foot sagging or ankle sagging is caused by damage to the ankle muscles, nerves, or brain, and it is difficult to pull the toes and feet toward the shin. It means the phenomenon that the foot is attracted.

이러한 발 처짐 현상을 보조하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1616263호에서는 정강이와 발등에 고정되어 모터의 회전 타이밍과 회전각을 조절하여 발목 근력을 보조하는 지능형 보조 로봇이 개시된다. 상기 등록특허에서는 정강이와 발등 사이의 각도를 측정하고 제어부를 통해 동력 모터가 역방향 또는 정방향으로 회전하면서 발등을 들어 올리는 구조를 갖는다.In order to support such a sagging phenomenon, Korean Patent Registration No. 10-1616263 discloses an intelligent auxiliary robot that is fixed to the shin and the instep to assist the ankle muscle by adjusting the rotation timing and rotation angle of the motor. In the registered patent, the angle between the shin and the instep is measured, and the power motor is rotated in the reverse or forward direction through the control unit to lift the instep.

그러나 상기 등록특허의 경우 구조가 복잡하고 사용자의 발목이 모터의 회전에 의해서만 들리거나 내리게 되어 사용자의 보행 시 발목을 들어올리는데 아무런 저항이 없어 재활치료에는 다소 무리가 있다.However, in the case of the registered patent, the structure is complicated and the user's ankle is lifted or lowered only by the rotation of the motor, so there is no resistance to lifting the ankle when the user walks, so there is little difficulty in rehabilitation treatment.

또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0442354호에는 탄성밴드의 탄성에 의해 발목을 들어 올리는 구조의 근육 인대 보호구가 개시된다. 발목과 발등 사이에 전방 탄성 밴드를 연결하여 밴드의 탄성에 의해 보행을 보조하며, 보행 시 탄성력에 의해 발목 근육에 완화된 저항을 가하게 되어 재활 및 근육 인대 훈련을 실시할 수 있는 장점이 있다.In addition, Republic of Korea Registered Utility Model No. 20-0442354 discloses a muscle ligament protector having a structure of lifting an ankle by elasticity of an elastic band. An anterior elastic band is connected between the ankle and the instep to assist walking by elasticity of the band, and when walking, relieving resistance is applied to the ankle muscle by elastic force, and thus there is an advantage of rehabilitation and muscle ligament training.

그러나 상기 등록실용신안의 경우 발바닥이 지면에 접촉되어 있는 경우에도 계속적으로 탄성이 작용하므로 보행이 어색할 뿐만 아니라 보행 시 사용되는 종아리나 발가락 근육 등 다른 근육에까지 영향을 주어 재활치료에는 적합하지 않은 문제가 있다. 또한, 계속적으로 작용되는 탄성밴드의 탄성에 의해 사용자는 답답함을 느껴 사용성이 불편한 단점이 있다.However, in the case of the registered utility model, the elasticity continues to work even when the sole of the foot is in contact with the ground, so it is not only suitable for rehabilitation treatment because it affects other muscles, such as the calf or toe muscles used when walking. There is. In addition, the elastic band of the elastic band acting continuously causes the user to feel frustrated and has inconvenience in use.

(문헌 0001) 대한민국등록특허 10-1616236(등록일:16.04.22.)(Document 0001) Republic of Korea Patent Registration 10-1616236 (Registration Date: 16.04.22.) (문헌 0002) 대한민국등록실용신안 20-0442354(등록일:08.10.24.)(Document 0002) Republic of Korea Utility Model 20-0442354 (Registration Date: 08.10.24.)

위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은 사용이 편리하고 재활치료에 효과가 뛰어난 보행 재활 보조 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention in consideration of the above points to provide a walking rehabilitation aid device that is convenient to use and has an excellent effect on rehabilitation treatment.

또한, 사용자의 걸음 방식에 대응되어 설정된 범위 내에서만 발목 처짐을 방지하는 기능이 수행되어 보다 자연스러운 걸음이 가능하며 타 근육의 사용에 영향을 최소화한 보행 재활 보조 장치를 제공하는 것이다.In addition, the function of preventing ankle sagging is performed only within a set range in response to the user's gait method, thereby enabling a more natural gait and providing a gait rehabilitation assistance device with minimal influence on the use of other muscles.

상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치는 사용자의 발목에 결합 가능한 발목결합부, 사용자의 발등에 결합 가능한 발등결합부, 발목결합부와 발등결합부를 연결하면서 사용자의 발등 처짐을 방지하는 동작부, 사용자의 발목 각도를 측정하는 각도센서 및 각도센서로부터 측정된 사용자의 발목 각도를 기반으로 동작부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 동작부는, 발목결합부와 발등결합부를 연결하며 탄성을 갖는 연결체, 연결체의 일단에 구비되고 사용자의 발목과 발등 사이의 각도 변화에 따라 위치가 가변되는 걸림구 및 발목결합부에 고정되고 걸림구의 위치를 고정시키는 고정구를 포함한다.The walking rehabilitation assistance device having an anti-sagging function according to the present invention for achieving the above object is connected to the user's ankle by an ankle coupling unit, a user's instep coupling unit, an ankle coupling unit and an instep coupling unit while connecting the user Includes an operation unit to prevent the deflection of the back of the user, an angle sensor for measuring the ankle angle of the user and a control unit for controlling the operation of the operation unit based on the user's ankle angle measured from the angle sensor. Connecting the instep coupling part and having an elastic connector, a fastener provided at one end of the connecting body and fixed to the ankle coupling portion and fixed to the ankle coupling portion provided with an angle change between the user's ankle and instep. Includes.

또한, 제어부는, 각도센서로부터 측정된 사용자의 발목 각도가 임계점인 제1지점에서 동작부의 동작을 제어하여 걸림구를 고정구에 고정시키고, 각도센서로부터 측정된 사용자의 발목 각도가 임계점인 제2지점에서 동작부의 동작을 제어하여 걸림구를 고정구에서 이탈시킬 수 있다.In addition, the control unit controls the operation of the operation unit at the first point where the user's ankle angle measured from the angle sensor is the critical point to fix the fastener to the fixture, and the second point where the user's ankle angle measured from the angle sensor is the critical point In the control unit to control the operation of the fastener can be released from the fixture.

또한, 동작부는 걸림구와 접촉 가능하면서 걸림구를 지지하여 위치를 고정시키는 걸림보조수단, 제어부로부터 제어신호를 입력받아 작동하며 고정구 또는 걸림보조수단을 설정된 범위 내에서 이동시키는 걸림모터 및 걸림모터로 전력을 공급하는 전원공급수단을 더 포함할 수 있다.In addition, the operation unit is capable of contacting the locking mechanism while supporting the locking mechanism to fix the position, and operates by receiving a control signal from the control unit and power to the locking motor and the locking motor that moves the fixing device or the locking mechanism within a predetermined range. It may further include a power supply means for supplying.

또한, 고정구는 자성을 갖는 제1자성체를 포함하고, 걸림구는 제1자성체의 자성에 따라 고정구에 고정될 수 있다.In addition, the fastener includes a first magnetic body having magnetism, and the fastener may be fixed to the fastener according to the magnetism of the first magnetic body.

또한, 제1자성체는 전원공급수단으로부터 공급된 전류에 따라 자성이 가변되는 솔레노이드 구조를 가질 수 있다.In addition, the first magnetic body may have a solenoid structure in which the magnetism is variable according to the current supplied from the power supply means.

또한, 걸림보조수단은, 걸림모터의 동작에 따라 걸림구와 접촉하면서 걸림구가 고정구로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재를 포함할 수 있다.In addition, the engaging auxiliary means may include a detachment preventing member that prevents the engaging hole from being detached from the fixture while contacting the engaging hole according to the operation of the engaging motor.

또한, 걸림보조수단은, 걸림모터의 동작에 따라 걸림구와 접촉하면서 걸림구가 고정구로부터 이탈되는 것을 보조하는 이탈보조부재를 포함할 수 있다.In addition, the locking auxiliary means may include a detaching auxiliary member that assists the locking mechanism to detach from the fixing mechanism while contacting the locking mechanism according to the operation of the locking motor.

또한, 동작부는, 걸림구에 연결되며 걸림구의 이동 방향을 가이드하는 가이드레일을 더 포함할 수 있다.In addition, the operation unit may further include a guide rail connected to the locking hole and guiding the moving direction of the locking hole.

또한, 사용자의 발바닥에 결합 가능하며 사용자가 바닥을 지지하는 압력을 이용하여 압전소자를 통해 전력을 생산하는 전력생산부를 더 포함하고, 전력충전부는 제어부의 동작신호를 수신하여 동작부로 전력을 공급할 수 있다.In addition, it can be coupled to the user's sole and further includes a power generating unit that generates power through a piezoelectric element by using the pressure that supports the floor, and the power charging unit can receive the operation signal of the control unit and supply power to the operation unit. have.

본 발명의 일실시예에 따르면 제어부의 제어를 통해 사용자는 자연스러운 보행이 가능하며 사용 시 이질감을 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the user can naturally walk through the control of the control unit and reduce the feeling of heterogeneity when used.

또한, 걸림구와 고정구의 구조를 단순화하여 제작비용이 감소되고, 전력생산부를 통해 에너지효율이 증가하는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that simplification of the structure of the fastener and the fastener reduces the manufacturing cost and increases the energy efficiency through the power generation unit.

도 1은 사용자의 보행 시 상태를 단계적으로 도시한 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 보조 장치의 사용상태를 나타낸 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력생산부를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 제어상태를 나타낸 블록도이다.1 is a step-by-step image of a user's walking state.
Figure 2 is a schematic diagram showing the state of use of the walking rehabilitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are cross-sectional views showing a walking rehabilitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing a power generation unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram showing a control state of a control unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention may be modified in various ways and have various forms, and thus, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the "inclusive" or "gajida" and the terms are staking the features, numbers, steps, operations, elements, parts or geotyiji to be a combination thereof specify the presence, of one or more other features, integers It should be understood that it does not preclude the presence or addition possibilities of, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 보조 장치의 사용상태를 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the state of use of the walking rehabilitation assistance device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치는 사용자의 발목에 결합 가능한 발목결합부(100), 상기 사용자의 발등에 결합 가능한 발등결합부(200), 상기 발목결합부(100)와 상기 발등결합부(200)를 연결하면서 상기 사용자의 발등 처짐을 방지하는 동작부(300), 사용자의 발목 각도를 측정하는 각도센서(510) 및 상기 각도센서(510)로부터 측정된 사용자의 발목 각도를 기반으로 상기 동작부(300)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.Referring to Figure 2, the walking rehabilitation assistance device having a sagging prevention function according to an embodiment of the present invention the ankle coupling portion 100 that can be coupled to the user's ankle, the instep coupling portion 200 that can be coupled to the user's instep ), While connecting the ankle coupling portion 100 and the instep coupling portion 200 to prevent the user from sagging instep, the angle sensor 510 for measuring the ankle angle of the user and the angle sensor It includes a control unit 500 for controlling the operation of the operation unit 300 based on the user's ankle angle measured from (510).

상기 발목결합부(100)는 사용자의 정강이 또는 발목에 결합 가능하고 상기 발등결합부(200)는 사용자의 발등에 결합 가능하며, 상기 동작부(300)는 상기 발목결합부(100)와 발등결합부(200)를 연결한다. 동작부(300)의 동작에 따라 사용자 발의 무게는 동작부(300)와 발목결합부(100)로 지지된다.The ankle coupling portion 100 can be coupled to the user's shin or ankle, the instep coupling portion 200 can be coupled to the user's instep, and the operation portion 300 is instep coupled to the ankle coupling portion 100 The unit 200 is connected. According to the operation of the operation unit 300, the weight of the user's foot is supported by the operation unit 300 and the ankle coupling unit 100.

상기 발목결합부(100)는 사용자의 발목이나 정강이에 밀착되는 탄성을 갖는 링 형상의 밴드 구조를 갖거나, 사용자의 신체 또는 의류 등에 결합되는 다양한 구조를 가질 수 있다.The ankle coupling part 100 may have a ring-shaped band structure having elasticity in close contact with the user's ankle or shank, or may have various structures coupled to the user's body or clothing.

본 발명의 발등결합부(200)는 사용자의 발등에 결합 가능하며, 여기서 발등이란 사용자의 신체, 신발, 의류 등을 포괄하는 개념으로 이해하여야 한다.The instep coupling unit 200 of the present invention can be coupled to the user's instep, where instep should be understood as a concept encompassing the user's body, shoes, clothing, and the like.

일 실시예에서 상기 발등결합부(200)는 신발이나 사용자의 발에 착탈 가능한 구조를 갖는다. 예를 들어, 상기 발등결합부(200)는 사용자의 발을 끼울 수 있는 밴드 형상의 구조를 갖거나, 사용자의 신발끈에 묶을 수 있는 끈 구조를 가질 수 있다. 상술한 예 이외에도 다양한 구조를 가질 수 있으나 사용자의 발등 방향으로 노출되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the instep coupling portion 200 has a structure that can be attached or detached to a shoe or a user's foot. For example, the instep coupling part 200 may have a band-shaped structure that can fit a user's foot or a string structure that can be tied to a user's shoelace. In addition to the above-described examples, it may have various structures, but is preferably exposed in the user's instep.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 보조 장치를 나타낸 단면도이다.3 to 5 are cross-sectional views showing a walking rehabilitation assistance device according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 동작부(300)는 상기 발목결합부(100)와 발등결합부(200)를 연결시키는데, 구체적으로 동작부(300)는 상기 발목결합부(100)와 상기 발등결합부(200)를 연결하며 탄성을 갖는 연결체(330), 상기 연결체(330)의 일단에 구비되고 상기 사용자의 발목과 발등 사이의 각도 변화에 따라 위치가 가변되는 걸림구(310) 및 상기 발목결합부(100)에 고정되고 상기 걸림구(310)의 위치를 고정시키는 고정구(320)를 포함한다. 상기 제어부(500)는 상기 각도센서(510)로부터 측정된 발목 각도를 기반으로 상기 걸림구(310)와 고정구(320)를 고정 또는 고정 해제시킨다.3 to 5, the operation unit 300 of the present invention connects the ankle coupling portion 100 and the instep coupling portion 200, specifically, the operation portion 300 is the ankle coupling portion 100 ) And the instep coupling part 200, the connecting member 330 having elasticity, provided at one end of the connecting member 330, and a fastener having a variable position according to an angle change between the user's ankle and instep It includes 310 and a fixture 320 fixed to the ankle coupling portion 100 to fix the position of the engaging hole 310. The control unit 500 fixes or unfastens the fastener 310 and the fastener 320 based on the ankle angle measured from the angle sensor 510.

상기 연결체(330)는 상기 발목결합부(100)와 발등결합부(200)를 물리적으로 연결하면서 일정 경우에 상기 발등결합부(200)와 사용자의 발의 하중을 지지한다. 여기서 일정 경우란 사용자의 발등 처짐이 발생하는 경우를 의미하며, 상세한 설명은 후술한다.The connection body 330 physically connects the ankle coupling portion 100 and the instep coupling portion 200 to support the instep coupling portion 200 and the load of the user's foot in certain cases. Here, the predetermined case means a case where the user's instep sagging occurs, and a detailed description will be described later.

상기 연결체(330)는 일정 탄성과 강성을 갖는다. 예를 들어, 상기 연결체(330)는 고무나 합성수지 소재로 형성된 끈 구조이거나 나선상으로 감기도록 형성된 스프링 구조일 수 있다. 위와 같이 탄성을 갖는 연결체(330)는 발등결합부(200)와 사용자의 발을 들어 올리는 경우 충격을 완화시킬 뿐만 아니라 사용자의 재활치료에 효과가 있다.The connecting body 330 has a certain elasticity and rigidity. For example, the connecting body 330 may be a string structure formed of rubber or synthetic resin material or a spring structure formed to be spirally wound. As described above, the connector 330 having elasticity is effective in relieving the user's rehabilitation as well as alleviating the impact when the instep coupling part 200 and the user's foot are lifted.

비탄성의 소재로 형성된 연결체(330)를 통해 단순히 사용자의 발을 들어 올리고 내리는 과정과 비교하면, 사용자의 발을 들기 위한 힘은 탄성에 의해 점진적으로 사용자의 발에 작용하고, 이 과정에서 사용자는 발을 들려는 의식과 힘을 작용하게 되어 재활 치료를 수행할 수 있다. 즉, 상기 연결체(330)를 통한 사용자의 발 처짐 방지는 사용자의 의식과 힘을 보조하는 수단으로 사용될 수 있다. 또한 상기 연결체(330)의 탄성을 가변시켜 사용자의 근력이나 재활 정도에 따라 운동 강도를 높일 수 있는 장점이 있다. 예를 들면, 재활치료의 초기에 탄성계수가 높은 탄성체를 사용하고, 재활치료가 점차 진행됨에 따라 순차적으로 탄성계수가 낮은 탄성체를 사용할 수 있다.Compared to the process of simply lifting and lowering the user's foot through the connector 330 formed of an inelastic material, the force for lifting the user's foot gradually acts on the user's foot by elasticity, and in this process, the user You can perform rehabilitation treatment by acting on your consciousness and power to lift your feet. That is, the user's foot sagging prevention through the connecting body 330 may be used as a means to assist the user's consciousness and power. In addition, by varying the elasticity of the connecting body 330, there is an advantage that can increase the exercise intensity according to the strength or rehabilitation of the user. For example, an elastic body having a high modulus of elasticity may be used at the beginning of rehabilitation treatment, and an elastic body having a low modulus of elasticity may be sequentially used as rehabilitation treatment progresses.

상기 연결체(330)와 발등결합부(200)는 고정될 수 있으며, 연결체(330)와 발등결합부(200)의 연결 위치는 사용자의 신체 조건이나 환경에 따라 달라질 수 있다.The connection body 330 and the instep coupling part 200 may be fixed, and the connection position between the connection body 330 and the instep coupling part 200 may be changed according to a user's physical condition or environment.

상기 걸림구(310)는 상기 연결체(330)의 일측에 구비되며, 연결체(330)에서 발등결합부(200) 보다는 발목결합부(100)와 가까운 위치에 구비된다. 상기 고정구(320)는 상기 발목결합부(100)에 고정되어 상기 걸림구(310)의 위치를 고정시킨다. 상기 걸림구(310)과 고정구(320)의 동작에 따라 사용자의 발등 처짐이 방지되며, 상기 걸림구(310)는 사용자가 보행 시 발목과 발등 사이의 각도 변화에 따라 상기 연결체(330)의 강성에 의해 일정 범위 내에서 상하로 이동하고, 상기 고정구(320)는 상기 걸림구(310)의 위치를 일정 시점에 고정시킨다.The catching hole 310 is provided on one side of the connecting body 330 and is provided at a position closer to the ankle coupling portion 100 than the instep coupling portion 200 in the connecting body 330. The fastener 320 is fixed to the ankle coupling portion 100 to fix the position of the locking hole 310. The user's instep sagging is prevented according to the operation of the fastener 310 and the fastener 320, and when the user walks, the fastener 310 is moved according to the angle change between the ankle and instep. It moves up and down within a certain range by rigidity, and the fastener 320 fixes the position of the fastener 310 at a certain time.

본 발명에서 상기 고정구(320)는 자성을 갖는 제1자성체(321)를 포함하고, 상기 걸림구(310)는 상기 제1자성체(321)의 자성에 의해 고정될 수 있다. 이 경우 상기 걸림구(310)는 금속 소재로 형성되거나 상기 제1자성체(321)와 인력이 작용되는 제2자성체로 구성될 수 있다.In the present invention, the fastener 320 includes a first magnetic body 321 having magnetism, and the fastener 310 may be fixed by the magnetism of the first magnetic body 321. In this case, the locking hole 310 may be formed of a metal material or may be composed of the first magnetic body 321 and a second magnetic body to which an attractive force acts.

본 발명에서 동작부(300)는, 상기 걸림구(310)와 상기 고정구(320)의 외측을 감싸도록 구비되면서 상기 발목결합부(100)에 결합 가능한 고정하우징(340)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 고정하우징(340)의 내부에서 상기 걸림구(310)가 상하로 이동하고, 고정하우징(340)의 하부는 개구되며 상기 개구된 위치로 상기 연결체(330)가 관통하면서 발등결합부(200)에 결합된다. 또한, 상기 동작부(300)는, 상기 걸림구(310)와 접촉 가능하면서 상기 걸림구(310)를 지지하여 위치를 고정시키는 걸림보조수단(360), 상기 제어부(500)로부터 제어신호를 입력받아 작동하며 상기 고정구(320) 또는 상기 걸림보조수단(360)을 설정된 범위 내에서 이동시키는 걸림모터(350) 및 상기 걸림모터(350)로 전력을 공급하는 전원공급수단(370)을 더 포함할 수 있다.In the present invention, the operation unit 300 may further include a fixed housing 340 which is provided to surround the outer side of the fastener 310 and the fastener 320 and can be coupled to the ankle coupling unit 100. . In this case, the locking hole 310 moves up and down from the inside of the fixed housing 340, the lower portion of the fixed housing 340 is opened, and the instep coupling part passes through the connecting body 330 to the opened position. (200). In addition, the operation unit 300, while being capable of contacting the locking hole 310, inputs a control signal from the locking auxiliary means 360 and the control unit 500 to fix the position by supporting the locking hole 310. It further comprises a power supply means 370 for receiving the power and supplying power to the locking motor 350 and the locking motor 350 to move the fixing device 320 or the locking auxiliary means 360 within a predetermined range. Can be.

상기 고정하우징(340)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 내부에 상기 걸림구(310), 고정구(320), 걸림모터(350) 및 걸림보조수단(360)이 위치된다. 상기 전원공급수단(370)은 상기 발목결합부(100)나 고정하우징(340) 내외부에 결합되며, 상기 걸림모터(350)와 전기적으로 연결되어 걸림모터(350)로 전력을 공급한다.The fixing housing 340 may have various shapes, and the locking hole 310, the fixing hole 320, the locking motor 350 and the locking auxiliary means 360 are located inside. The power supply means 370 is coupled to the inside and outside of the ankle coupling portion 100 or the fixed housing 340, and is electrically connected to the locking motor 350 to supply power to the locking motor 350.

상기 걸림모터(350)와 걸림보조수단(360)을 이용한 본 발명에 따른 걸림구(310)와 고정구(320)의 고정 및 고정 해제를 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 도시되진 않았으나 상기 걸림보조수단(360)은 설정된 위치에 고정되고, 상기 걸림모터(350)는 상기 고정구(320)와 연결되어 상기 걸림모터(350)의 작동에 따라 상기 고정구(320)가 상기 걸림구(310)의 방향으로 왕복운동하면서 상기 걸림구(310)의 위치를 고정하는 방식이 적용되어도 무방하다.When the fixing and releasing of the fastener 310 and the fastener 320 according to the present invention using the hook motor 350 and the hook assist means 360 are described in detail, the hook assist means is not shown in the present invention. 360 is fixed to the set position, the locking motor 350 is connected to the fixing device 320, the fixing device 320 in the direction of the locking device 310 according to the operation of the locking motor 350 The method of fixing the position of the locking hole 310 while reciprocating may be applied.

구체적으로, 사용자의 발목 각도 변화에 따라 heel off 시 걸림구(310)는 위쪽 방향으로 이동하는데, 상기 고정구(320)는 상기 걸림구(310)가 위쪽 방향으로 이동하는 시점에 걸림모터(350)의 정방향 작동에 따라 도면상 우측 방향으로 이동하여 고정구(320)와 걸림구(310)가 접촉되면서 고정되고, 걸림구(310)와 고정구(320)가 고정된 상태로 걸림모터(350)의 역방향 작동에 따라 도면상 좌측 방향으로 이동하여 걸림구(310)가 걸림보조수단(360)에 의해 지지될 수 있도록 하여 swing 시 발 처짐을 방지한다. 이후, heel strike에서 걸림모터(350)의 정방향 작동에 따라 상기 고정구(320)와 걸림구(310)는 도면상 좌측 방향으로 이동하고, 상기 걸림구(310)는 걸림보조수단(360)으로부터 이탈된다. 이 경우 상기 고정구(320)와 걸림구(310)의 고정력보다는 사용자의 발에 의한 하중을 크도록 함으로써 상기 고정구(320)와 걸림구(310)의 고정을 해제할 수 있다.Specifically, according to the user's ankle angle change, the heel off 310 moves upward when heel off, and the fastener 320 engages the motor 350 at the time when the hanger 310 moves upward. According to the forward direction of operation, it moves to the right in the drawing and is fixed while the fastener 320 and the fastener 310 are in contact, and the fastener 310 and the fastener 320 are fixed in the reverse direction of the locking motor 350 According to the operation, it moves to the left in the drawing so that the locking hole 310 can be supported by the locking auxiliary means 360 to prevent the foot from sagging during swing. Subsequently, in the heel strike, the fastener 320 and the fastener 310 move in the left direction in the drawing according to the forward operation of the fastener motor 350, and the fastener 310 deviates from the fastener 360 do. In this case, by fixing the load by the user's foot rather than the fixing force of the fastener 320 and the fastener 310, the fastener 320 and the fastener 310 can be fixed.

또한, 상기 걸림모터(350)는 공급된 전력에 의해 걸림보조수단(360)을 동작시킬 수 있다.In addition, the locking motor 350 may operate the locking auxiliary means 360 by the supplied power.

구체적으로 본 발명의 일 실시예에서 상기 걸림보조수단(360)은, 상기 걸림모터(350)의 동작에 따라 상기 걸림구(310)와 접촉하면서 상기 걸림구(310)가 상기 고정구(320)로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재(361)를 포함할 수 있다.Specifically, in one embodiment of the present invention, the engaging auxiliary means 360 is in contact with the engaging hole 310 in accordance with the operation of the engaging motor 350, the engaging hole 310 is from the fixture 320 It may include a departure preventing member 361 to prevent the departure.

상기 이탈방지부재(361)는 상기 걸림구(310)와 고정구(320)가 접촉하면서 고정되었을 때 상기 걸림구(310)의 위치 고정을 보조하는데, 예를 들어 상기 이탈방지부재(361)는 상기 고정하우징(340)의 내부에서 일정 높이에 위치되며, 상기 걸림모터(350)의 작동에 따라 수평방향으로 이동된다. 사용자의 보행에 따라 상기 걸림구(310)가 위쪽으로 이동하고, 상기 걸림구(310)가 고정구(320)와 접촉된 상태에서 상기 이탈방지부재(361)는 상기 걸림구(310)의 하부를 지지하도록 수평방향으로 이동한다. 또한, 사용자의 보행에 따라 상기 걸림구(310)가 아래쪽으로 이동하고, 상기 걸림구(310)가 고정구(320)로부터 이탈되는 경우 상기 이탈방지부재(361)는 상기 수평방향과 반대방향으로 이동하여 걸림구(310)의 지지를 해제한다.The departure preventing member 361 assists in fixing the position of the locking hole 310 when the locking hole 310 and the fixing hole 320 are fixed while in contact, for example, the departure preventing member 361 is the It is located at a certain height inside the fixed housing 340, and is moved in the horizontal direction according to the operation of the locking motor 350. In accordance with the user's gait, the locking member 310 moves upward, and while the locking member 310 is in contact with the fixture 320, the departure preventing member 361 moves the lower portion of the locking member 310. It moves horizontally to support. In addition, according to the user's walking, the engaging hole 310 moves downward, and when the engaging hole 310 is detached from the fixture 320, the detachment preventing member 361 moves in a direction opposite to the horizontal direction. By releasing the support of the locking hole 310.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 걸림모터(350)와 이탈방지부재(361)는 웜기어로 연결되고, 상기 걸림모터(350)의 구동축이 회전함에 따라 상기 이탈방지부재(361)는 좌우로 이동할 수 있다. 사용자가 발을 지면에서 떼었을 때 상기 이탈방지부재(361)는 우측으로 이동하면서 걸림구(310)의 하부에 접촉하여 걸림구(310)를 지지하고, 사용자가 발을 지면에 접촉시킬 때 상기 이탈방지부재(361)는 좌측으로 이동하면서 걸림구(310)로부터 접촉 해제된다.More specifically, for example, the engaging motor 350 and the departure preventing member 361 are connected to a worm gear, and as the driving shaft of the engaging motor 350 rotates, the departure preventing member 361 can move left and right. have. When the user releases the foot from the ground, the departure preventing member 361 moves to the right and contacts the lower portion of the catching hole 310 to support the catching hole 310, and when the user makes the foot contact the ground, The departure-preventing member 361 is released from the contact hole 310 while moving to the left.

위와 갖은 구조를 갖는 본 발명은 걸림구(310)와 고정구(320)의 고정을 보조하여 걸림구(310)의 이탈을 방지함에 따라 구조적으로 안정적인 장점이 있다.The present invention having a structure having the above has a structurally stable advantage as it prevents the separation of the fastener 310 by assisting the fastening of the fastener 310 and the fastener 320.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서 상기 걸림보조수단(360)은, 상기 걸림모터(350)의 동작에 따라 상기 걸림구(310)와 접촉하면서 상기 걸림구(310)가 상기 고정구(320)로부터 이탈되는 것을 보조하는 이탈보조부재(362)를 포함할 수 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, the engaging auxiliary means 360 is in contact with the engaging hole 310 according to the operation of the engaging motor 350 so that the engaging hole 310 is the fixture 320 It may include a detachment auxiliary member 362 to assist in the departure from.

상기 이탈보조부재(362)는 상기 걸림구(310)가 고정구(320)에 고정된 상태에서 걸림구(310)를 고정구(320)로부터 이탈시키는 것을 보조한다.The detachment auxiliary member 362 assists in separating the fastener 310 from the fastener 320 while the fastener 310 is fixed to the fastener 320.

구체적으로 예를 들면, 상기 이탈보조부재(362)는 상기 걸림모터(350)와 웜기어로 연결되어 상기 걸림모터(350)의 작동에 따라 상하로 이동한다. 상기 이탈보조부재(362)는 상기 걸림구(310)의 상부에 위치되며, 아랫방향으로 이동하는 경우 걸림구(310)와 접촉하면서 걸림구(310)에 아랫방향의 하중을 가하여 걸림구(310)를 고정구(320)로부터 이탈시키고 윗방향으로 이동하는 경우 걸림구(310)와 접촉이 해제된다.Specifically, for example, the release auxiliary member 362 is connected to the engaging motor 350 and a worm gear and moves up and down according to the operation of the engaging motor 350. The detachment auxiliary member 362 is located on the upper portion of the locking hole 310, and when moving in the downward direction, while contacting with the locking hole 310, a downward load is applied to the locking hole 310 to lock the locking hole 310 ) Is released from the fixture 320 and when it moves upward, the contact with the locking hole 310 is released.

위와 같은 구조를 갖는 본 발명은 걸림구(310)가 고정구(320)로부터 이탈되어야 하는 시점에서 걸림구(310)에 힘을 가하여 걸림구(310)의 이탈을 더욱 용이하게 수행시킬 수 있다. 걸림구(310)가 제1자성체(321)로 구성되고 고정구(320)가 제2자성체로 구성되는 경우 상기 이탈보조부재(362)를 통해 걸림구(310)에 가해지는 힘은 제1자성체(321)와 제2자성체 사이의 인력보다 큰 것이 바람직하다.The present invention having the above structure can more easily perform the separation of the locking hole 310 by applying a force to the locking hole 310 at a time point at which the locking hole 310 should be separated from the fixing hole 320. When the fastener 310 is composed of the first magnetic body 321 and the fastener 320 is composed of the second magnetic body, the force applied to the fastener 310 through the escape assist member 362 is the first magnetic body ( 321) and the second magnetic body is preferably greater than the attractive force.

상기 이탈방지부재(361)와 이탈보조부재(362)는 동시에 또는 선택적으로 적용될 수 있다.The departure preventing member 361 and the departure auxiliary member 362 may be applied simultaneously or selectively.

전원공급수단(370)은 건전지나 배터리 등의 구조로 충전된 전력을 상기 걸림모터(350)로 공급시킨다.The power supply means 370 supplies electric power charged with a structure such as a dry battery or a battery to the jamming motor 350.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제1자성체(321)는 상기 전원공급수단(370)으로부터 공급된 전류에 따라 자성이 가변되는 솔레노이드 구조를 가질 수 있다. 이 경우 상기 전원공급수단(370)은 상기 걸림구(310)와 전기적으로 연결된다. 이 경우 상기 걸림보조수단(360)이 반드시 요구되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the first magnetic body 321 may have a solenoid structure in which the magnetism varies depending on the current supplied from the power supply means 370. In this case, the power supply means 370 is electrically connected to the locking hole 310. In this case, the locking aid 360 is not necessarily required.

상기 제1자성체(321)가 솔레노이드 구조를 갖는 경우 상기 제1자성체(321)는 철심과 상기 철심을 둘레를 나선상으로 감는 코일로 구성될 수 있으며, 상기 코일에 흐르는 전류에 따라 자성이 가변된다. 예를 들어 사용자의 발을 들어야 하는 경우 상기 제1자성체(321)의 코일로 전류를 공급하여 걸림구(310)와 고정구(320) 사이에 인력이 발생하도록 하고, 발을 내려야 하는 경우 코일로 공급되는 전류를 차단하여 걸림구(310)와 고정구(320) 사이에 인력이 발생되지 않도록 할 수 있다. When the first magnetic body 321 has a solenoid structure, the first magnetic body 321 may be composed of an iron core and a coil wound around the iron core in a spiral shape, and the magnetism varies depending on the current flowing through the coil. For example, when a user's foot needs to be lifted, current is supplied to the coil of the first magnetic body 321 to generate an attractive force between the fastener 310 and the fixture 320, and when the foot needs to be lowered, it is supplied to the coil. By blocking the current, the attraction force may not be generated between the locking hole 310 and the fixing hole 320.

본 발명에서 상기 동작부(300)는, 걸림구(310)에 연결되며 상기 걸림구(310)의 이동 방향을 가이드하는 가이드레일(311)을 더 포함할 수 있다. 상기 가이드레일(311)은 상기 고정하우징(340)의 내부에 구비되며, 상기 걸림구(310)의 이동 방향을 고려하여 상하로 연장된다. 상기 걸림구(310)의 일측은 상기 가이드레일(311)과 연결된 상태로 상기 가이드레일(311)을 따라 이동하며, 사용자의 보행에 따라 정해진 범위 내에서 왕복 운동할 수 있다.In the present invention, the operation unit 300 may further include a guide rail 311 connected to the locking hole 310 and guiding the moving direction of the locking hole 310. The guide rail 311 is provided inside the fixed housing 340, and extends up and down in consideration of the movement direction of the locking hole 310. One side of the locking hole 310 moves along the guide rail 311 in a state connected to the guide rail 311, and may reciprocate within a predetermined range according to the user's walking.

위와 같은 가이드레일(311)은 본 발명의 목적 범위 내에서 상기 걸림구(310)의 이동 방향을 일정하게 유도하기 위한 다양한 구조로 변경될 수 있으며, 예를 들어, 리니어 부싱의 구조를 가져도 무방하다.The guide rail 311 as described above may be changed into various structures for inducing a constant direction of movement of the catching hole 310 within the scope of the present invention, for example, even if it has a structure of a linear bushing Do.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력생산부를 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary view showing a power generation unit according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 사용자의 발바닥에 결합 가능하며 상기 사용자가 바닥을 지지하는 압력을 이용하여 압전소자(420)를 통해 전력을 생산하는 전력생산부(400)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 전력생산부(400)에서 생산된 전력은 전원공급수단(370)으로 공급될 수 있으며, 상기 전원공급수단(370) 또는 전력생산부(400)에는 생산된 전력이 충전 가능한 배터리가 구비될 수 있다.Referring to Figure 6, in one embodiment of the present invention can be coupled to the sole of the user's foot and the user using the pressure to support the floor, a power generating unit 400 for generating power through the piezoelectric element 420 further It can contain. In this case, the power produced by the power generation unit 400 may be supplied to the power supply means 370, and the power supply means 370 or the power generation unit 400 may be provided with a battery capable of charging the produced power. .

상기 전력생산부(400)는 사용자의 발에 결합 가능하며 사용자의 보행 시 발생되는 압력에 따라 에너지를 생산한다.The power generation unit 400 can be coupled to the user's feet and produces energy according to the pressure generated when the user walks.

구체적으로 전력생산부(400)는 압전소자(420), 사용자의 발과 접촉되면서 압전소자(420)를 지지하는 지지체(410) 및 상기 지지체(410)에 연결되며 사용자의 발과 지지체(410)를 고정시키는 고정체(430)로 구성될 수 있다. 상기 지지체(410)는 사용자의 발바닥에 접촉되면서 압전소자(420)를 지지하고, 상기 고정체(430)는 밴드나 끈 형상을 가지며 지지체(410)의 양 측에 각각 구비되어 지지체(410)가 발바닥에 배치된 상태에서 사용자의 발등을 감싸면서 지지체(410)를 고정시킨다.Specifically, the power generation unit 400 is connected to the piezoelectric element 420, the support 410 supporting the piezoelectric element 420 while being in contact with the user's foot, and the support 410, and the user's foot and the support 410. It may be composed of a fixing body 430 for fixing. The support 410 supports the piezoelectric element 420 while being in contact with the user's sole, and the fixing body 430 has a band or string shape and is provided on both sides of the support 410, so that the support 410 is provided. The support 410 is fixed while surrounding the user's instep while being placed on the sole.

상기 압전소자(420)는 압력을 가하는 경우 전압이 변화하는 압전효과를 이용하여 에너지를 생산하며, 상기 압전소자(420)는 전력충전부와 연결되어 생산된 에너지는 전력충전부에 의해 충전된다. 상기 전력충전부는 충전된 전력을 상기 제어부(500)의 제어 하에서 걸림모터(350)나 걸림보조수단(360)으로 공급한다.The piezoelectric element 420 produces energy by using a piezoelectric effect in which a voltage changes when pressure is applied, and the piezoelectric element 420 is connected to a power charging unit and the produced energy is charged by the power charging unit. The power charging unit supplies the charged power to the locking motor 350 or the locking auxiliary means 360 under the control of the control unit 500.

본 발명에서 상기 압전소자(420)는 PZT를 사용할 수 있으며, 다양한 종류가 이용될 수 있다.In the present invention, the piezoelectric element 420 may use PZT, and various types may be used.

위와 같은 구조를 갖는 본 발명은 사용자의 보행 시 발생되는 압력을 에너지로 변환하여 상기 동작부(300)로 공급함에 따라 상기 사용자의 발 처짐을 방지하기 위한 에너지를 감소시킬 수 있으며, 에너지 효율이 증대되는 장점이 있다.The present invention having the above structure can reduce the energy for preventing the user's feet from sagging as the pressure generated during walking of the user is converted into energy and supplied to the operation unit 300, and energy efficiency is increased. It has the advantage of being.

이하, 본 발명의 제어부(500)에 따른 걸림구(310)와 고정구(320)의 동작 상태를 설명한다.Hereinafter, an operation state of the locking hole 310 and the fixing device 320 according to the control unit 500 of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 제어상태를 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram showing a control state of a control unit according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 제어부(500)는, 상기 각도센서(510)로부터 측정된 사용자의 발목 각도가 임계점인 제1지점에서 상기 동작부(300)의 동작을 제어하여 상기 걸림구(310)를 상기 고정구(320)에 고정시키고, 상기 각도센서(510)로부터 측정된 사용자의 발목 각도가 임계점인 제2지점에서 상기 동작부(300)의 동작을 제어하여 상기 걸림구(310)를 상기 고정구(320)에서 이탈시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, the control unit 500 controls the operation of the operation unit 300 at a first point at which the user's ankle angle measured from the angle sensor 510 is a threshold point, so that the locking hole 310 Is fixed to the fixture 320, and the operation of the operation unit 300 is controlled at a second point where the user's ankle angle measured from the angle sensor 510 is a critical point, so that the fastener 310 is fixed. (320).

구체적으로, 수직선을 90도로 가정하고 발목 각도가 발등 방향으로 기울어지는 경우를 +, 발등 반대 방향으로 기울어지는 경우를 -라 가정하면, 상기 제1지점은 90도보다 큰 각도를 갖고, 상기 제2지점은 90도보다 작은 각도를 갖는다. 제1지점은 toe off가 발생되는 상태의 발목각도, 즉 보행 시 가장 큰 각도를 갖는 지점을 의미하고, 제2지점은 heel strike가 발생되는 상태의 발목각도, 즉 보행 시 가장 작은 각도를 갖는 지점을 의미할 수 있다. 즉, 상기 제1지점은 보행 시 발목이 전방으로 기울어졌다가 재차 후방으로 기울어질 때의 임계점이고, 상기 제2지점은 보행 시 발목이 후방으로 기울어졌다가 재차 전방으로 기울어질 때의 임계점이다.Specifically, assuming that a vertical line is 90 degrees and an ankle angle inclined in the instep direction is + and a case inclined in the opposite direction to the instep, the first point has an angle greater than 90 degrees, and the second The point has an angle less than 90 degrees. The first point refers to the ankle angle when the toe off occurs, that is, the point having the largest angle when walking, and the second point refers to the ankle angle when the heel strike occurs, that is, the point with the smallest angle when walking Can mean That is, the first point is a critical point when the ankle is inclined forward when walking and then inclined back again, and the second point is a critical point when the ankle is inclined backward when walking and is inclined forward again.

제어부(500)는 발목 각도가 가장 큰 toe off에서 걸림구(310)와 고정구(320)를 고정시켜 swing에서 발 처짐을 방지하고, 발목 각도가 가장 작은 heel strike에서 걸림구(310)와 고정구(320)를 고정 해제시켜 사용자의 보행을 보조하도록 동작부(300)를 제어한다.The control unit 500 prevents the deflection of the foot on the swing by fixing the locking hole 310 and the fixing device 320 at the toe off having the largest ankle angle, and the locking device 310 and the fixing device at the heel strike having the smallest ankle angle ( 320) and controls the operation unit 300 to assist the user's walking.

상기 동작부(300)의 제어는 걸림구(310)와 고정구(320)를 고정시키는 경우 상술한 실시예에서 걸림모터(350)로 전력을 공급하여 이탈방지부재(361)를 동작시키거나 제1자성체(321)에 전류를 공급하여 자성을 갖도록 유도함에 따라 수행될 수 있으며, 걸림구(310)와 고정구(320)를 고정 해제시키는 경우 상술한 실시예에서 걸림모터(350)로 전력을 공급하여 이탈보조부재(362)를 동작시키거나 제1자성체(321)에 전류 공급을 차단하여 자성이 제거되도록 유도함에 따라 수행될 수 있다.In the control of the operation unit 300, when the locking hole 310 and the fixing hole 320 are fixed, power is supplied to the locking motor 350 in the above-described embodiment to operate the departure preventing member 361 or the first operation. It may be performed by supplying current to the magnetic body 321 to induce magnetism, and when unlocking the fastener 310 and the fastener 320, power is supplied to the fastener motor 350 in the above-described embodiment. It can be performed by operating the exit auxiliary member 362 or by blocking the current supply to the first magnetic body 321 to induce the magnetism to be removed.

위와 같은 제어부(500)는 사용자의 보행 시 지면과 발이 맞닿는 시간 동안 사용자의 신체 구속을 수행하지 않는 반면, 지면과 발이 떨어지는 시간 동안 사용자의 발 처짐을 방지하므로 사용자는 보다 자연스러운 보행이 가능하며 사용성이 편리한 장점이 있다.When the user walks, the controller 500 does not perform the user's body restraint during the time when the ground and the foot come into contact, while preventing the user's feet from sagging during the time when the ground and the foot fall, so the user can walk more naturally and use It has a convenient advantage.

각도센서(510)는 예를 들면, 전해질에 대한 복수의 전극 사이의 전도성을 비교하여 측정하거나, 리미트스위치 등 기울기에 따라 스위칭에 의해 각도를 측정하거나, 자이로센서 등 가속도를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 레이저나 소리 등을 통해 사용자의 정강이 또는 발목으로부터 발등까지의 거리의 변화 정도에 따라 기울기를 측정하여도 무방하다. 상기 각도센서(510)에서 측정된 정강이 또는 발목의 각도는 제어부(500)로 전송된다.The angle sensor 510 may be measured by comparing conductivity between a plurality of electrodes for the electrolyte, for example, by measuring an angle by switching according to a slope such as a limit switch, or by using an acceleration such as a gyro sensor. . In addition, the tilt may be measured according to the degree of change in the distance from the ankle to the instep of the user through the laser or sound. The angle of the shin or ankle measured by the angle sensor 510 is transmitted to the control unit 500.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 사용자의 재활치료 효과가 뛰어나고 사용성이 편리한 재활 보조 기구가 개시되며, 구성과 구동원리를 단순화하여 제작이 용이한 동시에 에너지 효율이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 사용자의 재활 치료 정도에 따라 강도를 조절할 수 있으며, 사용자가 느낄 수 있는 보행 시 이질감을 감소시키는 효과가 있다.As described above, the present invention discloses a rehabilitation aid that is excellent in user's rehabilitation treatment effect and convenient to use, and has a merit of being excellent in energy efficiency while simplifying construction and simplifying the driving principle. In addition, the intensity can be adjusted according to the degree of rehabilitation treatment of the user, and there is an effect of reducing heterogeneity when walking that the user can feel.

100 : 발목결합부
200 : 발등결합부
300 : 동작부
310 : 걸림구 311 : 가이드레일
320 : 고정구
321 : 제1자성체 330 : 연결체
340 : 고정하우징 350 : 걸림모터
360 : 걸림보조수단 361 : 이탈방지부재
362 : 이탈보조부재 370 : 전원공급수단
400 : 전력생산부
410 : 지지체 420 : 압전소자
430 : 고정체
500 : 제어부 510 : 각도센서100: ankle joint
200: instep joint
300: operation unit
310: Jam 311: Guide rail
320: fixture
321: first magnetic body 330: connecting body
340: Fixed housing 350: Jam motor
360: jam assist means 361: departure prevention member
362: exit auxiliary member 370: power supply means
400: power generation department
410: support 420: piezoelectric element
430: fixed body
500: Control unit 510: Angle sensor

Claims (9)

사용자의 발목에 결합 가능한 발목결합부;
상기 사용자의 발등에 결합 가능한 발등결합부;
상기 발목결합부와 상기 발등결합부를 연결하면서 상기 사용자의 발등 처짐을 방지하는 동작부;
상기 사용자의 발목 각도를 측정하는 각도센서; 및
상기 각도센서로부터 측정된 사용자의 발목 각도를 기반으로 상기 동작부의 동작을 제어하여 걸림구의 위치를 고정 또는 고정 해제시키는 제어부;를 포함하고,
상기 동작부는,
상기 발목결합부와 상기 발등결합부를 연결하며 탄성을 갖는 연결체;
상기 연결체의 일단에 구비되고 상기 사용자의 발목과 발등 사이의 각도 변화에 따라 위치가 가변되는 상기 걸림구; 및
상기 발목결합부에 고정되고 상기 걸림구의 위치를 고정시키는 고정구;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 각도센서로부터 측정된 사용자의 발목 각도가 임계점인 제1지점에서 상기 동작부의 동작을 제어하여 상기 걸림구를 상기 고정구에 고정시키고,
상기 각도센서로부터 측정된 사용자의 발목 각도가 임계점인 제2지점에서 상기 동작부의 동작을 제어하여 상기 걸림구를 상기 고정구에서 이탈시키고,
상기 동작부는,
상기 걸림구와 접촉 가능하면서 상기 걸림구를 지지하여 위치를 고정시키는 걸림보조수단;
상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 작동하며 상기 고정구 또는 상기 걸림보조수단을 설정된 범위 내에서 이동시키는 걸림모터; 및
상기 걸림모터로 전력을 공급하는 전원공급수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.
An ankle coupling unit that can be coupled to the user's ankle;
An instep coupling unit that can be coupled to the user's instep;
An operation unit that connects the ankle coupling portion and the instep coupling portion to prevent sagging of the user's instep;
An angle sensor for measuring the ankle angle of the user; And
Includes a control unit for controlling the operation of the operation unit based on the ankle angle of the user measured from the angle sensor to fix or unfix the position of the fastener.
The operation unit,
A connecting body that connects the ankle coupling portion and the instep coupling portion and has elasticity;
The fastener is provided at one end of the connection body and the position is variable according to the angle change between the user's ankle and instep; And
Includes a; fixed to the ankle engaging portion to fix the position of the engaging hole;
The control unit,
At the first point where the user's ankle angle measured from the angle sensor is a critical point, the operation of the operation unit is controlled to fix the locking mechanism to the fixture,
By controlling the operation of the operation unit at a second point where the user's ankle angle measured from the angle sensor is a critical point, the locking mechanism is released from the fixture,
The operation unit,
It is possible to come into contact with the locking mechanism, the locking auxiliary means for fixing the position by supporting the locking mechanism;
A locking motor that operates by receiving a control signal from the control unit and moves the fixture or the locking aid within a predetermined range; And
Gait rehabilitation assistance device having a foot sagging prevention function further comprising; a power supply means for supplying power to the locking motor.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 고정구는 자성을 갖는 제1자성체를 포함하고,
상기 걸림구는 제1자성체의 자성에 따라 상기 고정구에 고정되는 것을 특징으로 하는 발목 처짐 바지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.
According to claim 1,
The fixture includes a first magnetic body having magnetism,
Gait rehabilitation assistance device having ankle sagging pants, characterized in that the fastener is fixed to the fastener according to the magnetism of the first magnetic body.
제 4항에 있어서,
상기 제1자성체는 상기 전원공급수단으로부터 공급된 전류에 따라 자성이 가변되는 솔레노이드 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.
The method of claim 4,
The first magnetic body is a walking rehabilitation assistance device having a deflection preventing function, characterized in that it has a solenoid structure that the magnetism is variable according to the current supplied from the power supply means.
제 4항에 있어서,
상기 걸림보조수단은,
상기 걸림모터의 동작에 따라 상기 걸림구와 접촉하면서 상기 걸림구가 상기 고정구로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.
The method of claim 4,
The jam assist means,
Walking rehabilitation assistance device having a sagging prevention function, characterized in that it comprises a detachment preventing member for preventing the detachment from the fastener while the contact with the engaging mechanism according to the operation of the engaging motor.
제 4항에 있어서,
상기 걸림보조수단은,
상기 걸림모터의 동작에 따라 상기 걸림구와 접촉하면서 상기 걸림구가 상기 고정구로부터 이탈되는 것을 보조하는 이탈보조부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.
The method of claim 4,
The jam assist means,
Gait rehabilitation assistance device having a sagging prevention function, characterized in that it comprises a detachment auxiliary member for assisting the locking mechanism to be detached from the fixture while contacting the locking mechanism according to the operation of the locking motor.
제 1항에 있어서,
상기 동작부는,
상기 걸림구에 연결되며 상기 걸림구의 이동 방향을 가이드하는 가이드레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.
According to claim 1,
The operation unit,
Walking rehabilitation assistance device having a foot sagging prevention function, characterized in that it further comprises a guide rail that is connected to the fastener and guides the direction of movement of the fastener.
제 1항에 있어서,
상기 사용자의 발바닥에 결합 가능하며 상기 사용자가 바닥을 지지하는 압력을 이용하여 압전소자를 통해 전력을 생산하는 전력생산부를 더 포함하고,
전력충전부는 상기 제어부의 동작신호를 수신하여 상기 동작부로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 발 처짐 방지 기능을 갖는 보행 재활 보조 장치.According to claim 1,
It can be coupled to the sole of the user's sole and further includes an electric power generating unit that generates electric power through a piezoelectric element by using the pressure at which the user supports the floor,
The power charging unit is a walking rehabilitation assistance device having a deflection preventing function, characterized in that for receiving the operation signal of the control unit and supplying power to the operation unit.
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