KR102275881B1 - 착용이 가능한 상지 재활 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간단한 구조로 글러브를 상부로 회전시킬 수 있어, 손목의 움직임을 용이하게 구현할 수 있도록 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치에 관한 것이다. 본 발명은 앵커부재를 이용하여 회동와이어를 지지하도록 구성되므로, 간단한 구조로 글러브를 상부로 회전시킬 수 있어, 손목의 움직임을 용이하게 구현할 수 있으며, 휴대가 용이하여 충분한 시간 동안 손목의 재활 운동을 효과적으로 진행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 회동와이어가 손목장착부의 상부에 형성되는 가이더를 지나가도록 구성되므로, 가이더는 회동와이어가 임의로 회전되지 않도록 하고, 이러한 구조적 특징으로 인하여 회동와이어는 글러브를 상부로 회전시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

착용이 가능한 상지 재활 장치{Upper Extremity Rehabilitation Apparatus for Wearable}
본 발명은 착용이 가능한 상지 재활 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조로 글러브를 상부로 회전시킬 수 있어, 손목의 움직임을 용이하게 구현할 수 있도록 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치에 관한 것이다.
뇌졸중 환자의 재활치료 과정동안 환측 하지는 독립적인 보행을 시작하면서 자연스럽게 사용 빈도가 증가하게 되는 것에 반하여, 상지의 경우 동작이 자유로운 건측 상지만을 주로 사용하기 때문에 하지에 비해 환측 상지의 기능 회복이 느리다. 상지기능 회복을 위해서는 근위부의 회복뿐만 아니라 쥐기(grasp), 조작하기(manipulation)와 같은 미세한 기능의 회복이 필요하다. 상지 기능의 장애는 일상생활에 있어서 먹기, 옷 입고 벗기, 치장하기, 목욕하기, 글쓰기와 같은 활동에 제한을 가져오게 된다. 이러한 상지 기능의 장애를 극복하기 위하여 강제유도운동치료(Constraint-Induced Movement Therapy, CIMT)가 고안되었다.
도 1은 종래 손목 재활기기를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 손목 재활기기는 CIMT를 위한 것으로, 프레임(1)의 상면에 위치하여 사용자의 팔이 거치되는 거치 플레이트(2)와, 상기 거치 플레이트(1)의 전면측에서 사용자의 손목을 감싸 고정하기 위한 고정스트랩부(3)와, 상기 고정 스트랩부(3)의 전면측에서 사용자의 손바닥이 거치되는 손바닥 거치부(5)와, 손바닥 거치부(5)의 전면측 단부에 사용자의 손가락이 거치되어 회동가능한 손가락 거치부(10)와, 상기 프레임(1)의 상측으로 돌출된 제 1 회전링크(7)에 위치한 회전축(26)을 회전시켜 회전축(26)에 결합된 상기 손바닥거치부(5)를 회동시키기 위한 구동부(미도시)를 포함하며, 상기 손바닥 거치부(5)의 후면측에 위치한 회전축(26)을 중심으로 회동하는 손바닥 거치부(5)에 의해 사용자의 손바닥을 회동시키는 글라이딩 동작이 수행된다.
이러한 종래 손목 재활기기는 프레임 및 거치플레이트를 구비해야 하므로, 장치의 구성이 복잡하고, 그 부피가 매우 크고 무거워, 환자들이 손목 재활기기를 고정된 위치에서 제한적으로 사용하게 되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1701936호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 간단한 구조로 손목의 움직임을 구현할 수 있도록 하여, 환자의 재활 훈련에 도움을 주고, 장애인이나 노약자의 생활 능력을 향상시키도록 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 장갑 형태로 형성되어 사용자의 손에 착용되는 글러브; 사용자의 손등을 커버하는 상기 글러브의 상측에 구비되는 고정부재; 사용자의 아래팔의 외주연 하측을 감싸되 양측은 사용자의 아래팔의 외주연 상측 방향으로 연장되는 하측지지부와, 상기 하측지지부의 양측 길이방향을 따라 설치되는 복수 개의 걸림부와, 복수 개의 상기 걸림부를 따라 지그재그 형태로 경유되면서 상기 글러브의 반대 방향으로 연장되는 조임와이어와, 상기 조임와이어의 양 단부를 권취 또는 권출시키는 조임모터를 갖는 앵커부재; 일측은 상기 고정부재에 장착되고 타측은 상기 하측지지부를 지나가도록 연장되는 회동와이어; 및 상기 회동와이어의 타측에 연결되어 상기 회동와이어의 길이를 조절하는 길이조절모터를 포함하고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권취 또는 권출함에 따라 상기 글러브가 상하 방향으로 이동되고, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취 또는 권출함에 따라 상기 하측지지부의 양측이 사용자의 팔을 조이거나 조이지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권취하면, 상기 회동와이어의 길이가 짧아지면서 상기 글러브가 상부로 회전되고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권취할 때, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취하여 상기 하측지지부의 양측이 가까워지도록 이동되고, 상기 하측지지부의 양측이 가까워지도록 이동되면, 상기 하측지지부의 양측이 사용자의 팔을 조이게 되고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권출하면 상기 회동와이어의 길이가 길어지면서 상기 글러브가 하부로 회전되고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권출할 때, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권출하여 상기 하측지지부의 양측이 멀어지도록 이동되고, 상기 하측지지부의 양측이 멀어지도록 이동되면, 상기 하측지지부의 양측이 사용자의 팔을 조이지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 걸림부는 회전 가능한 베어링 형상으로 형성되고, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취 또는 권출하면 상기 조임와이어가 상기 걸림부를 회전시키면서 이동되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 앵커부재는, 사용자의 아래팔의 외주연 상측을 감싸되 양측은 상기 하측지지부의 양측과 사용자의 아래팔 사이에 위치되는 상측지지부와, 상기 글러브의 반대 방향에 위치되는 상기 상측지지부의 측부에 결합되되 상기 조임모터가 지지되는 와이어결합부를 더 포함하고, 상기 조임와이어의 양 단부는 상기 와이어결합부를 지나 상기 조임모터 방향으로 연장되고, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취 또는 권출함에 따라, 상기 하측지지부의 양측이 상기 상측지지부의 상면을 따라 슬라이딩되면서 상호 가까워지거나 멀어지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 상측지지부는 탄성 재질로 형성되고, 상기 상측지지부의 상면에는 상기 하측지지부의 슬라이딩을 안내하도록 슬라이딩필름이 코팅되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 상측지지부의 양측을 상기 하측지지부의 양측이 커버하도록 위치될 때, 상기 상측지지부의 양측 중 어느 일측 길이방향을 따라 오목하게 안내레일이 형성되고, 상기 회동와이어는 상기 안내레일에 삽입된 상태로 상기 길이조절모터 방향으로 안내되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 하측지지부의 양측에는 사용자의 아래팔의 원주 방향을 따라 가이드레일이 형성되고, 상기 가이드레일과 마주보는 상기 상측지지부의 양측에는 상기 가이드레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 가이드돌기가 돌출 형성되고, 상기 하측지지부의 양측이 상기 상측지지부의 상면을 따라 슬라이딩될 때, 상기 가이드돌기가 상기 가이드레일에 가이드된 상태로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 사용자의 손목을 감싸도록 형성되며 상측에 가이더가 구비되는 손목장착부를 더 포함하고, 상기 회동와이더는 상기 가이더와 상기 하측지지부를 차례로 지나가도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 일측은 상기 가이더에 연결되고 타측은 상기 하측지지부를 지나 상기 길이조절모터에 연결되는 경로안내튜브를 더 포함하고, 상기 회동와이어는 상기 경로안내튜브에 삽입된 상태로 상기 길이조절모터에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 손목장착부의 내주연을 따라 탄성 재질의 완충부가 장착되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 일측은 상기 가이더에 연결되고 타측은 상기 글러브 방향으로 연장되되 플랙시블한 재질로 형성되는 연장부와, 상기 연장부의 상측 길이방향을 따라 돌출 형성되는 복수 개의 안내돌부를 갖는 회동안내부재를 더 포함하고, 상기 회동와이어의 일측은 상기 고정부재에 장착되고 상기 회동와이어의 타측은 복수 개의 상기 안내돌부를 차례로 관통한 후 상기 가이더를 관통하도록 연장되고, 상기 안내돌부의 상기 회동와이어가 관통되는 방향의 폭은 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되고, 상기 글러브가 상부로 회전될 때, 상기 연장부가 상기 글러브를 따라 호 형상으로 휘어지고, 상기 연장부의 휘어지는 정도에 따라 상호 인접한 한 쌍의 상기 안내돌부 간의 간격이 가까워지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
또한, 상기 고정부재는: 상기 글러브의 상부 일측에 구비되는 제 1 고정부와, 상기 글러브의 상부 타측에 구비되는 제 2 고정부와, 상기 글러브의 상부 일측과 타측 사이에 장착되는 분기안내부를 포함하고, 상기 회동와이어는 한 쌍으로 구성되어, 한 쌍의 상기 회동와이어 중 제 1 회동와이어는 상기 제 1 고정부에 일체로 연결된 상태로 상기 분기안내부를 지나 상기 하측지지부를 지나도록 구성되고, 한 쌍의 상기 회동와이어 중 제 2 회동와이어는 상기 제 2 고정부에 일체로 연결된 상태로 상기 분기안내부를 지나 상기 하측지지부를 지나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치를 제공한다.
본 발명은 앵커부재를 이용하여 회동와이어를 지지하도록 구성되므로, 간단한 구조로 글러브를 상부로 회전시킬 수 있어, 손목의 움직임을 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 회동와이어가 손목장착부의 상부에 형성되는 가이더를 지나가도록 구성되므로, 가이더는 회동와이어가 임의로 회전되지 않도록 하고, 이러한 구조적 특징으로 인하여 회동와이어는 글러브를 상부로 회전시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 앵커부재는 사용자의 아래팔에 착용할 수 있어, 휴대가 용이하고, 시공간적 제약을 크게 줄일 수 있으며, 충분한 시간 동안 재활 운동을 자주 진행할 수 있고, 외부의 도움 없이 손목의 재활 운동을 효과적으로 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 앵커부재는 하측지지부의 양측이 상측지지부의 상면을 따라 슬라이딩될 때, 가이드돌기가 가이드레일에 가이드된 상태로 슬라이딩되어, 하측지지부의 양측은 기 정해진 경로를 따라 사용자의 아래팔을 조이거나 풀도록 이동되는 효과가 있다.
또한, 걸림부는 회전 가능하도록 형성되므로, 조임와이어는 걸림부를 회전시키면서 용이하게 이동 가능한 효과가 있다.
또한, 안내돌부는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되므로, 안내돌부는 연장부의 휘어지는 각도를 간섭하지 않게 되어, 연장부는 손목의 꺾이는 정도에 따라 용이하게 휘어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 환자 뿐만 아니라, 기계 정비공과 같이 손목을 많이 사용하는 정비 분야에도 적용될 수도 있어, 의료기기 분야는 물론 산업용 보조기구로써 그 활용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 손목 재활기기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치를 사용자가 착용한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 손목장착부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 회동안내부재를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 회동안내부재가 손목의 꺾이는 각도에 따라 휘어지는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 앵커부재를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 앵커부재를 단면으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치에 구비되는 앵커부재의 하측지지부가 상측지지부를 따라 슬라이딩되는 상태를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치에 구비되는 앵커부재의 하측지지부가 상측지지부를 따라 슬라이딩되면서 사용자의 팔을 조이는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치에 구비되는 앵커부재의 하측지지부가 상측지지부를 따라 슬라이딩되면서 사용자의 팔을 조이는 상태를 단면으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치가 사용자에게 착용된 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치를 이용하여 재활 운동을 진행하는 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치를 사용자가 착용한 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 손목장착부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치(1000)는 사용자의 아래팔에 지지된 상태로 사용자의 손을 상하 방향으로 회전시켜서 손목 재활 운동을 진행하기 위한 것으로, 글러브(100), 고정부재(200), 손목장착부(300), 회동와이어(600), 경로안내튜브(650), 길이조절모터(미도시), 회동안내부재(400) 및 앵커부재(500)를 포함한다.
글러브(100)는 통상적인 장갑, 반장갑 등으로 구성되며 사용자의 손이 착용된다. 글러브(100)는 탄력이 있는 고무, 가죽, 합성섬유 등으로 구성될 수 있다.
고정부재(200)는 사용자의 손등을 커버하는 글러브(100)의 상측에 구비되는 것으로, 제 1 고정부(210), 제 2 고정부(220) 및 분기안내부(230)를 포함한다. 제 1 고정부(210)는 사용자의 엄지손가락과 근접하게 위치되는 글러브(100)의 상부 일측에 구비된다. 제 2 고정부(220)는 사용자의 새끼손가락과 근접하게 위치되는 글러브(100)의 상부 타측에 구비된다. 제 1, 2 고정부(210, 220)는 후술하는 회동와이어(600)가 연결되도록 연결고리 형태로 형성될 수 있으며, 본 발명을 이로 제한하지 않음은 당연하고, 경우에 따라 제 1, 2 고정부(210, 220)는 회동와이어(600)의 제 1, 2 회동와이어(610, 620)에 일체로 연결되도록 형성될 수도 있을 것이다. 분기안내부(230)는 글러브(100)의 상부 일측과 타측 사이의 중앙 부분에 장착된다. 분기안내부(230)는 회동와이어(600)의 경로를 절곡시키기 위한 것으로, 내부에 회동와이어(600)가 용이하게 이동 가능하도록 한 쌍의 회전롤러(미도시)가 장착될 수 있다.
손목장착부(300)는 사용자의 손목 형상에 맞도록 설계된 것으로, 사용자의 손목을 감싸도록 장형의 밸트 형태로 형성된다. 이러한 손목장착부(300)의 길이방향 일단부에는 결착부(302)가 장착되어, 손목장착부(300)의 길이방향 타단부가 결착부(302)에 끼워지면서 착탈 가능하게 걸림 결합되도록 구성된다. 그리고 손목장착부(300)의 상측에 회동와이어(600)를 안내하도록 가이더(310)가 돌출 형성된다. 경우에 따라 가이더(310)는 손목장착부(600)의 상측에 일체로 형성될 수도 있을 것이다. 가이더(310)는 사용자의 손목의 상측에 위치되는 것으로, 회동와이어(600)의 길이방향을 따라 손목장착부(300)의 상측에 구비된다. 이러한 가이더(310)는 회동와이어(600)의 회전을 방지하는 역할을 하여, 회동와이어(600)는 가이더(310)에 가이드된 상태로 앵커부재(500) 방향으로 안내되도록 구성된다. 이처럼 회동와이어(600)가 손목장착부(300)의 상부에 구비되는 가이더(310)를 지나가도록 구성되므로, 가이더(310)는 회동와이어(600)가 임의로 회전되지 않도록 하고, 이러한 구조적 특징으로 인하여 회동와이어(600)는 길이 조절을 통하여 글러브(100)를 상부로 회전시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
그리고 사용자의 손목과 마주보는 손목장착부(300)의 내주연을 따라 실리콘 등의 탄성 재질로 형성되는 완충부(320)가 구비된다. 이에 따라, 사용자가 손목장착부(300)를 착용할 때 완충부(320)가 사용자의 손목과 직접 접촉하게 되어 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 하고 통증을 줄여주도록 한다.
회동와이어(600)는 일측은 고정부재(200)에 장착되고 타측은 회동안내부재(400), 가이더(310) 및 앵커부재(500)를 차례로 지나가도록 연장되는 와이어로 구성되며, 한 쌍으로 구성될 수 있다. 그리고 한 쌍의 회동와이어(600) 중 제 1 회동와이어(610)는 제 1 고정부(210)에 연결된 상태로 분기안내부(230)를 지나 회동안내부재(400), 가이더(310) 및 앵커부재(500)를 차례로 지나도록 구성되고, 한 쌍의 회동와이어(600) 중 제 2 회동와이어(620)는 제 2 고정부(220)에 연결된 상태로 분기안내부(230)를 지나 회동안내부재(400), 가이더(310) 및 앵커부재(500)를 차례로 지나도록 구성된다.
경로안내튜브(650)는 회동와이어(600)가 임의로 꺾이지 않도록 지지하는 것으로, 플라스틱, 비압축성 스프링 등으로 구성되며, 길이방향을 따라 길게 형성되어 일측은 가이더(310)에 연결되고 타측은 앵커부재(500)를 지나 길이조절모터에 연결된다. 그리고 회동와이어(600)는 경로안내튜브(650)에 삽입된 상태로 길이조절모터에 연결되도록 구성된다.
길이조절모터(미도시)는 회동와이어(600)의 일측이 고정부재(200)에 연결될 때 회동와이어(600)의 타측에 연결된다. 그리고 길이조절모터는 회동와이어(600)의 타측을 권취 또는 권출시켜서 회동와이어(600)의 길이를 조절하여 회동와이어(600)와 연결된 글러브(100)를 상하 이동시킨다. 이러한 길이조절모터는 예를 들면 30N 이상의 힘을 낼 수 있는 통상의 모터와, 모터를 제어할 수 있는 컨트롤러와, 모터로 전원을 공급하는 통상의 배터리와, 모터의 작동을 제어하는 통상의 스위치 등으로 구성될 수 있으며, 이들은 일반적인 구성이므로, 이들의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
회동안내부재(400)는 회동와이어(600)를 가이더(310)로 안내하고, 앵커부재(500)는 회동와이어(600)의 일측이 글러브(100)를 상하 이동시킬 때, 회동와이어(600)의 타측 및 길이조절모터가 손 방향으로 밀리는 것을 막아주도록 하는 것으로, 이들은 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 회동안내부재를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 회동안내부재가 손목의 꺾이는 각도에 따라 휘어지는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 도 2 및 도 4를 참조하면, 회동안내부재(400)는 글러브(100)와 손목장착부(300) 사이에 위치되어, 고정부재(200)에 연결된 회동와이어(600)를 가이더(310)로 안내하는 것으로, 손목이 상방으로 꺾이는 부분에 위치되어 손목이 꺾이는 각도에 따라 휘어지도록 구성된다. 이러한 회동안내부재(400)는 일측은 가이더(310)에 연결되고 타측은 글러브(100) 방향으로 연장되되 플랙시블한 재질로 형성되는 연장부(410)와, 연장부(410)의 상측 길이방향을 따라 돌출 형성되는 복수 개의 안내돌부(420)를 포함한다.
그리고 회동와이어(600)의 일측은 고정부재(200)에 장착되고 회동와이어(600)의 타측은 복수 개의 안내돌부(420)를 차례로 관통한 후 가이더(310)를 관통하도록 연장된다. 이에 따라 고정부재(200)에 장착된 회동와이어(600)는 사용자의 피부와 이격된 상태로 가이더(310)를 지나 앵커부재(500)로 안내된다. 이때, 안내돌부(420)의 회동와이어(600)가 관통되는 방향의 폭은 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 사다리꼴 형태로 형성된다.
이어서, 도 5를 참조하면, 손목의 재활 운동을 위하여 회동와이어(600)가 글러브(100)를 손의 반대 방향으로 당기게 되면, 글러브(100)가 상부로 회전되면서 손목 또한 상방으로 꺾이게 된다. 그러면 손목의 꺾이는 부분과 맞닿는 연장부(410)가 글러브(100)를 따라 호 형상으로 휘어지게 되고, 연장부(410)의 휘어지는 정도에 따라 상호 인접한 한 쌍의 안내돌부(420) 간의 간격이 가까워지게 된다. 이때, 안내돌부(420)는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되므로, 안내돌부(420)는 연장부(410)의 휘어지는 각도를 간섭하지 않게 되어, 연장부(410)는 손목의 꺾이는 정도에 따라 용이하게 휘어지는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 앵커부재를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 앵커부재를 단면으로 도시한 도면이다.
도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 앵커부재(500)는 회동와이어(600)가 글러브(100)를 상방으로 이동시키는 과정에서 회동와이어(600)가 글러브(100) 방향으로 밀리게 되면서 힘 손실이 발생되는 것을 차단하기 위한 것으로, 하측지지부(510), 상측지지부(520), 조임와이어(550) 및 조임모터(560)를 포함한다.
하측지지부(510)는 예를 들면 PET(polyethylene terephthalate) 등의 합성수지 재질로 형성되는 것으로, 얇은 판 형태로 형성되어 사용자의 아래팔의 외주연 하측을 감싸도록 구성된다. 하측지지부(510)의 양측은 사용자의 아래팔의 외주연 상측 방향으로 연장된다. 이때, 하측지지부(510)의 양측 길이방향을 따라 복수 개의 걸림부(514)가 설치된다. 걸림부(514)는 회전 가능한 베어링 형상 등으로 형성될 수 있다. 걸림부(514)의 개수는 하측지지부(510)의 양측 길이에 비례하여 결정될 수 있다.
상측지지부(520)는 예를 들면 사다리꼴 형태의 판형으로 형성되어 사용자의 아래팔의 외주연 상측을 감싸도록 형성된다. 그리고 상측지지부(520)의 양측은 하측지지부(510)의 양측과 사용자의 아래팔 사이에 위치된다. 이러한 상측지지부(520)는 사용자의 아래팔의 상측에 직접 맞닿게 되므로, 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 실리콘 등의 탄성 재질로 구성될 수 있다. 그리고 상측지지부(520)의 양측을 하측지지부(510)의 양측이 커버하도록 위치될 때, 상측지지부(520)의 양측 중 어느 일측의 내면 길이방향을 따라 오목하게 안내레일(520a)이 형성되고, 회동와이어(600)는 안내레일(520a)에 삽입된 상태로 앵커부재(500)를 지나 길이조절모터 방향으로 안내된다. 이에 따라 회동와이어(600)의 길이가 가변되도록 이동될 때, 회동와이어(600)가 안내레일(520a)에 삽입된 상태로 이동되어, 회동와이어(600)는 사용자의 팔에 불편을 끼치지 않게 된다.
그리고 상측지지부(520)의 상면에는 하측지지부(510)의 슬라이딩을 안내하도록 슬라이딩필름(522)이 코팅된다. 슬라이딩필름(522)은 마찰계수가 현저히 낮은 재질, 예를 들면 테프론(telflon) 재질 등으로 구성되어, 하측지지부(510)의 양측이 조임와이어(550)에 의하여 조여지면서 이동될 때, 하측지지부(510)가 슬라이딩필름(522)을 따라 용이하게 슬라이딩되도록 안내되는 효과가 있다.
와이어결합부(540)는 손목장착부(300)의 반대 방향에 위치되는 상측지지부(520)의 측부, 세부적으로는 슬라이딩필름(522)의 측부 중앙에 결합된다. 이러한 와이어결합부(540)는 조임와이어(550)의 경로를 절곡시키기 위한 것으로, 내부에 조임와이어(550)가 용이하게 이동 가능하도록 한 쌍의 회전롤러(미도시)가 장착될 수 있다.
조임와이어(550)는 길이방향을 따라 길게 형성되는 와이어로 구성되는 것으로, 복수 개의 걸림부(514)를 따라 예를 들면 신발끈과 같이 지그재그 형태로 경유되면서 손목장착부(300)의 반대 방향으로 연장되도록 형성된다. 그리고 복수 개의 걸림부(514)를 경유한 조임와이어(550)의 양 단부는 와이어결합부(540)를 지나 조임모터(560) 방향으로 절곡된 상태로 연장된다.
조임모터(560)는 와이어결합부(540)에 지지되도록 위치되는 것으로, 와이어결합부(540)에 장착되도록 구성된다. 조임모터(560) 또한, 통상의 모터와, 모터를 제어할 수 있는 통상의 컨트롤러와, 모터로 전원을 공급하는 통상의 배터리와, 모터의 작동을 제어하는 통상의 스위치 등으로 구성될 수 있으며, 이들은 통상적인 구성이므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
이러한 조임모터(560)는 조임와이어(550)의 양 단부와 연결되어, 조임와이어(550)의 양 단부를 권취 또는 권출시킨다. 그리고 조임모터(560)가 조임와이어(550)를 권취 또는 권출함에 따라, 조임와이어(550)가 이동되면서 조임와이어(550)의 길이가 가변되고, 이때, 조임와이어(550)는 하측지지부(510)의 양측을 조이거나 풀게 된다. 그러면 하측지지부(510)의 양측은 상측지지부(520)의 상면을 따라 슬라이딩되면서 상호 가까워지거나 멀어지도록 이동된다. 이때, 걸림부(514)는 회전 가능하도록 형성되므로, 조임와이어(550)는 걸림부(514)를 회전시키면서 용이하게 이동 가능한 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치에 구비되는 앵커부재의 하측지지부가 상측지지부를 따라 슬라이딩되는 상태를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상측지지부(520)를 덮는 하측지지부(510)의 양측에는 사용자의 아래팔의 원주 방향을 따라 가이드레일(512)이 홀 형상으로 길게 관통 형성되고, 가이드레일(512)과 마주보는 상측지지부(520)의 양측, 상세하게는 슬라이딩필름(522)의 양측에는 가이드레일(512)에 관통된 상태로 가이드레일(512) 따라 슬라이딩 가능하도록 가이드돌기(530)가 돌출 형성된다. 가이드돌기(530)의 선단부는 가이드레일(512)에서 임의로 빠지지 않도록 가이드레일(512)에 걸린 상태로 슬라이딩 가능하도록 구성된다. 이에 따라 조임모터(560)의 작동에 의하여 하측지지부(510)의 양측이 상측지지부(520)의 상면을 따라 슬라이딩될 때, 가이드돌기(530)가 가이드레일(512)에 가이드된 상태로 슬라이딩되어, 하측지지부(510)의 양측은 경로를 이탈하지 않고 기 정해진 경로를 따라 사용자의 아래팔을 조이거나 풀도록 용이하게 이동되는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치에 구비되는 앵커부재의 하측지지부가 상측지지부를 따라 슬라이딩되면서 사용자의 팔을 조이는 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치에 구비되는 앵커부재의 하측지지부가 상측지지부를 따라 슬라이딩되면서 사용자의 팔을 조이는 상태를 단면으로 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 길이조절모터가 회동와이어(600)를 권취하면, 회동와이어(600)의 길이가 짧아지면서 글러브(100)가 상부로 회전된다. 이때 글러브(100)는 손을 상방으로 들어올리게 되므로, 회동와이어(600)가 아래팔에 고정되어 있지 않으면, 회동와이어(600)가 손 방향으로 밀리게 되어 힘 손실이 발생되어, 회동와이어(600)는 글러브(100)를 상부로 제대로 들어올릴 수 없다.
이를 방지하기 위하여 본 발명은 회동와이어(600)가 글러브(100)를 상부로 들어올릴 때, 앵커부재(500)가 회동와이어(600)를 지지하도록 한다. 즉, 손목 재활 운동을 진행하기 위하여 길이조절모터가 회동와이어(600)를 권취할 때, 조임모터(560)가 조임와이어(550)를 권취하여 하측지지부(510)의 양측이 가까워지도록 이동시킨다. 그러면 하측지지부(510)의 양측이 가까워지도록 이동되면서 하측지지부(510)의 양측이 사용자의 팔을 조이게 되어, 하측지지부(510) 및 상측지지부(520)는 사용자의 팔에 밀착된다. 그 결과, 상측지지부(520)를 지나가는 회동와이어(600) 또한 사용자의 팔에 밀착되어, 회동와이어(600)는 앵커부재(500)에 견고하게 지지된다. 이처럼 회동와이어(600)는 앵커부재(500)에 지지된 상태로 글러브(100)를 상부로 용이하게 회전시키는 효과가 있다.
한편, 손목 재활 운동이 마무리되면, 길이조절모터가 회동와이어(600)를 권출하여 회동와이어(600)의 길이가 길어지도록 한다. 그러면 글러브(100)가 하부로 회전되면서 상부로 회전되었던 사용자의 손이 하방으로 원위치된다. 그리고 길이조절모터가 회동와이어(600)를 권출할 때, 조임모터(560) 또한 조임와이어(550)를 권출하도록 한다. 그러면 하측지지부(510)의 양측이 멀어지도록 이동되어 하측지지부(510)의 양측이 사용자의 아래팔을 더 이상 조이지 않게 된다. 그 결과, 회동와이어(600)는 사용자의 아래팔에 밀착되지 않게 되고, 사용자는 앵커부재(500)에 의한 압박에서 벗어나게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치가 사용자에게 착용된 상태를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 사용자는 재활 운동을 위하여 앵커부재(500), 손목장착부(300) 및 글러브(100)를 사용자의 아래팔, 손목 및 손에 각각 착용한다. 이때, 앵커부재(500)의 하측지지부(510)는 지퍼(510a)가 구비되어, 지퍼(510a)를 오픈시켜서 상측지지부(520)와 하측지지부(510) 사이에 사용자의 아래팔을 위치시킬 수 있다. 이 상태에서 회동와이어(600)는 글러브(100)를 당기지 않게 되어, 사용자의 손은 하방으로 내려가 있다. 그리고 앵커부재(500)는 아래팔을 조이지 않도록 구성된다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용이 가능한 상지 재활 장치를 이용하여 재활 운동을 진행하는 상태를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 길이조절모터가 회동와이어(600)를 권취하고, 조임모터(560)가 조임와이어(550)를 권취하여, 회동와이어(600)가 글러브(100)를 상방으로 잡아당기고, 앵커부재(500)가 아래팔을 조이도록 한다. 그러면 회동와이어(600)는 앵커부재(500)에 지지된 상태로 글러브(100)를 상부로 회전시켜서 사용자의 손목이 상방으로 회전되도록 유도한다. 이때, 손목은 예를 들면, 다트를 던지기 직전과 같이 상부로 회전될 수도 있을 것이다.
이처럼 본 발명은 앵커부재(500)를 이용하여 회동와이어(600)를 지지하도록 구성되므로, 간단한 구조로 손목의 움직임을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 앵커부재(500)는 사용자의 아래팔에 착용할 수 있어, 휴대가 용이하고, 시공간적 제약을 크게 줄일 수 있으며, 충분한 시간 동안 재활 운동을 자주 진행할 수 있고, 외부의 도움 없이 손목의 재활 운동을 효과적으로 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 환자 뿐만 아니라, 기계 정비공과 같이 손목을 많이 사용하는 정비 분야에도 적용될 수도 있어, 의료기기 분야는 물론 산업용 보조기구로써 그 활용이 가능한 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
1000: 착용이 가능한 상지 재활 장치
100: 글러브 200: 고정부재
210: 제 1 고정부 220: 제 2 고정부
230: 분기안내부 300: 손목장착부
302: 결착부 310: 가이더
320: 완충부 400: 회동안내부재
410: 연장부 420: 안내돌부
500: 앵커부재 510: 하측지지부
510a: 지퍼 512: 가이드레일
514: 걸림부 520: 상측지지부
520a: 안내레일 522: 슬라이딩필름
530: 가이드돌기 540: 와이어결합부
550: 조임와이어 560: 조임모터
600: 회동와이어 610: 제 1 회동와이어
620: 제 2 회동와이어 650: 경로안내튜브

Claims (12)

  1. 장갑 형태로 형성되어 사용자의 손에 착용되는 글러브;
    사용자의 손등을 커버하는 상기 글러브의 상측에 구비되는 고정부재;
    사용자의 아래팔의 외주연 하측을 감싸되 양측은 사용자의 아래팔의 외주연 상측 방향으로 연장되는 하측지지부와, 상기 하측지지부의 양측 길이방향을 따라 설치되는 복수 개의 걸림부와, 복수 개의 상기 걸림부를 따라 지그재그 형태로 경유되면서 상기 글러브의 반대 방향으로 연장되는 조임와이어와, 상기 조임와이어의 양 단부를 권취 또는 권출시키는 조임모터를 갖는 앵커부재;
    일측은 상기 고정부재에 장착되고 타측은 상기 하측지지부를 지나가도록 연장되는 회동와이어; 및
    상기 회동와이어의 타측에 연결되어 상기 회동와이어의 길이를 조절하는 길이조절모터를 포함하고,
    상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권취 또는 권출함에 따라 상기 글러브가 상하 방향으로 이동되고, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취 또는 권출함에 따라 상기 하측지지부의 양측이 사용자의 팔을 조이거나 조이지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권취하면, 상기 회동와이어의 길이가 짧아지면서 상기 글러브가 상부로 회전되고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권취할 때, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취하여 상기 하측지지부의 양측이 가까워지도록 이동되고, 상기 하측지지부의 양측이 가까워지도록 이동되면, 상기 하측지지부의 양측이 사용자의 팔을 조이게 되고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권출하면 상기 회동와이어의 길이가 길어지면서 상기 글러브가 하부로 회전되고, 상기 길이조절모터가 상기 회동와이어를 권출할 때, 상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권출하여 상기 하측지지부의 양측이 멀어지도록 이동되고, 상기 하측지지부의 양측이 멀어지도록 이동되면, 상기 하측지지부의 양측이 사용자의 팔을 조이지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸림부는 회전 가능한 베어링 형상으로 형성되고,
    상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취 또는 권출하면 상기 조임와이어가 상기 걸림부를 회전시키면서 이동되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵커부재는, 사용자의 아래팔의 외주연 상측을 감싸되 양측은 상기 하측지지부의 양측과 사용자의 아래팔 사이에 위치되는 상측지지부와, 상기 글러브의 반대 방향에 위치되는 상기 상측지지부의 측부에 결합되되 상기 조임모터가 지지되는 와이어결합부를 더 포함하고,
    상기 조임와이어의 양 단부는 상기 와이어결합부를 지나 상기 조임모터 방향으로 연장되고,
    상기 조임모터가 상기 조임와이어를 권취 또는 권출함에 따라, 상기 하측지지부의 양측이 상기 상측지지부의 상면을 따라 슬라이딩되면서 상호 가까워지거나 멀어지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상측지지부는 탄성 재질로 형성되고,
    상기 상측지지부의 상면에는 상기 하측지지부의 슬라이딩을 안내하도록 슬라이딩필름이 코팅되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상측지지부의 양측을 상기 하측지지부의 양측이 커버하도록 위치될 때, 상기 상측지지부의 양측 중 어느 일측 길이방향을 따라 오목하게 안내레일이 형성되고,
    상기 회동와이어는 상기 안내레일에 삽입된 상태로 상기 길이조절모터 방향으로 안내되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 하측지지부의 양측에는 사용자의 아래팔의 원주 방향을 따라 가이드레일이 형성되고,
    상기 가이드레일과 마주보는 상기 상측지지부의 양측에는 상기 가이드레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 가이드돌기가 돌출 형성되고,
    상기 하측지지부의 양측이 상기 상측지지부의 상면을 따라 슬라이딩될 때, 상기 가이드돌기가 상기 가이드레일에 가이드된 상태로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 손목을 감싸도록 형성되며 상측에 가이더가 구비되는 손목장착부를 더 포함하고,
    상기 회동와이어는 상기 가이더와 상기 하측지지부를 차례로 지나가도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    일측은 상기 가이더에 연결되고 타측은 상기 하측지지부를 지나 상기 길이조절모터에 연결되는 경로안내튜브를 더 포함하고,
    상기 회동와이어는 상기 경로안내튜브에 삽입된 상태로 상기 길이조절모터에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 손목장착부의 내주연을 따라 탄성 재질의 완충부가 장착되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    일측은 상기 가이더에 연결되고 타측은 상기 글러브 방향으로 연장되되 플랙시블한 재질로 형성되는 연장부와, 상기 연장부의 상측 길이방향을 따라 돌출 형성되는 복수 개의 안내돌부를 갖는 회동안내부재를 더 포함하고,
    상기 회동와이어의 일측은 상기 고정부재에 장착되고 상기 회동와이어의 타측은 복수 개의 상기 안내돌부를 차례로 관통한 후 상기 가이더를 관통하도록 연장되고,
    상기 안내돌부의 상기 회동와이어가 관통되는 방향의 폭은 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되고,
    상기 글러브가 상부로 회전될 때, 상기 연장부가 상기 글러브를 따라 호 형상으로 휘어지고, 상기 연장부의 휘어지는 정도에 따라 상호 인접한 한 쌍의 상기 안내돌부 간의 간격이 가까워지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재는: 상기 글러브의 상부 일측에 구비되는 제 1 고정부와, 상기 글러브의 상부 타측에 구비되는 제 2 고정부와, 상기 글러브의 상부 일측과 타측 사이에 장착되는 분기안내부를 포함하고,
    상기 회동와이어는 한 쌍으로 구성되어, 한 쌍의 상기 회동와이어 중 제 1 회동와이어는 상기 제 1 고정부에 일체로 연결된 상태로 상기 분기안내부를 지나 상기 하측지지부를 지나도록 구성되고, 한 쌍의 상기 회동와이어 중 제 2 회동와이어는 상기 제 2 고정부에 일체로 연결된 상태로 상기 분기안내부를 지나 상기 하측지지부를 지나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용이 가능한 상지 재활 장치.
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