KR102282205B1 - 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 트레드밀의 상부로 프레임을 설치하고 상기 프레임에 하네스가 지지되도록 구비하여 사용자가 하네스를 착용한 상태에서 트레드밀을 보행하면서 보행자세를 교정하도록 하여 경도인지장애와 초기 치매 환자, 뇌졸중, 파킨슨, 외상성 뇌손상 등 뇌병변 장애로 보행이 불편한 자, 노화로 인한 보행이 힘든 고령자의 인지강화훈련과 동시에 보행 기능을 향상시킬 수 있는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기를 제공한다.
이러한 본 발명은 전방에 디스플레이부가 구비되고, 일면이 보행면으로 이용되는 회전무한궤도의 벨트를 포함하는 트레드밀; 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자의 상부로 위치하도록 트레드밀에 설치되는 프레임부; 상기 프레임부의 상부에 어느 일단이 결합되는 와이어를 포함하고, 상기 와이어의 다른 일단에 결합되며, 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자의 신체에 착용되어 사용자를 지지하는 하네스; 및 상기 하네스를 착용한 사용자가 상기 트레드밀에서 보행할 때, 보행하는 사용자의 신체 운동을 감지 및 촬영하는 센서부 및 카메라부를 포함하고, 상기 센서부 및 카메라부에서 감지 및 촬영한 정보를 분석하여 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부에 실시간으로 디스플레이 하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기{walking rehabilitation device with improved cognitive ability}

본 발명은 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트레드밀의 상부로 프레임을 설치하고 상기 프레임에 하네스가 지지되도록 구비하여 사용자가 하네스를 착용한 상태에서 트레드밀을 보행하면서 보행자세를 교정하도록 하여 경도인지장애와 초기 치매 환자, 뇌졸중, 파킨슨, 외상성 뇌손상 등 뇌병변 장애로 보행이 불편한 자, 노화로 인한 보행이 힘든 고령자의 인지강화훈련과 동시에 보행 기능을 향상시킬 수 있는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 관한 것이다.

오늘날 한국은 고령화 사회로 접어들면서 노인 인구가 빠른 속도로 증가하고 있으며, 이로 인해 치매 환자의 수 또한 빠르게 증가하고 있다. 이러한 문제의 해결을 위해 지방자치단체 등에서는 치료시설과 요양시설을 확충하려고 하는 등, 노인 치매 문제에 대한 사회적 관심이 높은 편이다.

치매는 치료를 하는 것뿐만 아니라 예방하는 것 또한 중요하여 최근에는 치매를 예방하는 인지훈련분야에 대한 관심이 높아지고 있다. 이를 위한 인지훈련 프로그램은 주의(attention), 집중(concentration), 시각적 진행(visual processing), 언어(language), 기억(memory), 추리(reasoning), 문제해결(problemsolving)과 같은 실행상의 기능 결함을 재훈련, 혹은 완화시키기 위한 인지적 전략을 사용하고 있다.

그러나 종래의 인지훈련방법은 지루한 면이 있어 사용자가 지속적으로 실행하기 어려운 측면이 있다. 여기서 학계에서는 인지훈련이 신체운동과 연계되어 실행될 때 뇌 활성도가 높아진다는 연구결과가 보고된 바 있다. 따라서 인지훈련을 신체운동과 연계하여 뇌 활성도를 높이고, 지루함을 없애 몰입도를 한층 높일 수 있는 새로운 인지훈련 장치의 개발이 절실히 요청된다.

또한, 거동이 불편한 환자들의 재활치료를 돕기 위한 하지재활 치료기에 대한 연구와 보급이 활발해지고 있다.

이러한 하지재활 치료기 중, 하지 재활 로봇 및 보행보조기기는 주로 보행 장애를 갖고 있는 사람이 보다 안전하고 자유롭게 걸을 수 있도록 보조하는 기기로서, 타인에게 의지하지 않고 실내외에서 가고자 하는 곳으로 스스로 이동하는데 도움을 줄 수 있게 되어 거동이 불편한 사람들의 삶의 질 향상에 많은 기여를 할 수 있으므로 현재도 많은 연구와 개발이 진행되고 있다.

그러나, 지금까지 제안되고 있는 하지재활 치료기는 치료 초기의 중증 치료에 초점을 맞추고 있는 제품이 대부분이므로, 재활치료가 어느 정도 진행된 이후나 경증 치료 또는 일상보행 적응 등에는 적합하지 못하게 되는 문제점이 있다.

즉, 현재 보급되고 있는 대부분의 하지재활 치료기들은, 혼자서는 자발적 보행이 어려운 뇌손상 질환자와 노약자를 대상으로 하는 고정형 하지재활 시스템과, 로봇의 도움을 받아 잔존 근육에 의한 보행이 가능한 뇌손상 질환자나 주위의 도움 없이 자발적 보행을 하려는 노약자를 대상으로 하는 이동형 하지재활 시스템으로 구분되어 개발됨으로써, 하나의 하지재활 치료기를 이용하여 중증 치료와 경증 치료 및 일상보행 적응에 이르기까지 연속적인 치료 경과에 포괄적으로 적용하기는 어려운 문제점이 있다.

종래 고정형 하지재활 시스템의 경우 박스 형태로 이루어진 고가의 대형 시스템으로서 주로 전문 재활 시설 등에 거치되며, 시스템 속에서 치료를 받는 재활 대상자와 로봇의 움직임을 정밀하게 관측하면서 물리치료사나 재활의의 감독하에 재활훈련을 시행하게 되므로, 재활 훈련을 시행하기 위한 장소와 시간의 제약을 많이 받게 되는 문제점이 있다.

또한, 하지재활을 위해서는 하지 근육을 고르게 발달시킬 수 있도록 올바른 보행자세로 걷는 연습을 수없이 반복해야 하는바, 이를 위해서는 질병이나 노환 등에 의해 약화된 근육에 일부러 힘을 가하며 그 부분의 근육에 의도적으로 자극을 가해야 할 필요가 있다.

그에 따라, 전문 재활 시설에서는 물리치료사나 재활의의 감독하에 재활훈련을 시행하게 되는데, 이 경우 제한된 장소에서 제한된 시간 동안에만 재활훈련이 가능하게 되며, 물리치료사나 재활의의 감독이 없는 상태에서 스스로 하는 재활훈련의 경우 재활환자 스스로 약화된 근육을 강화시키기 위해 어떻게 해야 하는지, 독립적으로 시행하고 있는 재활훈련이 올바른지 여부를 일일이 모니터링하기 어려운 문제점이 있어, 스스로 많은 노력을 기울여도 재활훈련의 효과를 충분히 얻기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 물리치료사나 재활의의 감독하에 있지 않더라도 스스로 하는 재활훈련이 올바른지 여부를 재활환자가 실시간으로 직접 확인하면서 자세를 교정할 수 있게 하여 재활훈련의 효과를 배가시킬 수 있게 함과 아울러, 재활훈련 과정을 항상 시켜보지 않더라도 재활훈련 결과를 확인하는 것만으로도 올바른 재활훈련이 이루어지는지 여부를 간편하게 모니터링하고 그 모니터링 결과를 토대로 재활훈련 프로그램을 제공할 수 있게 한 새로운 하지 재활 치료기에 대한 필요성은 꾸준히 증가하고 있다.

국내 특허 등록번호 10-1963869호, 상하지 보행 재활 기기. 국내 특허 등록번호 10-1790048호, 트레드밀 기반의 보행 재활 기기. 국내 특허 등록번호 10-1327178호, 투-벨트 트레드밀 및 이를 구비한 보행재활 훈련장치.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 트레드밀의 상부로 프레임을 설치하고 상기 프레임에 하네스가 지지되도록 구비하여 사용자가 하네스를 착용한 상태에서 트레드밀을 보행하면서 보행자세를 교정하도록 하여 경도인지장애와 초기 치매 환자, 뇌졸중, 파킨슨, 외상성 뇌손상 등 뇌병변 장애로 보행이 불편한 자, 노화로 인한 보행이 힘든 고령자의 인지강화훈련과 동시에 보행 기능을 향상시킬 수 있는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 트레드밀에서 보행하는 사용자의 보행 상태를 실시간으로 직접 모니터링할 수 있게 하여 스스로 보행자세를 교정할 수 있어 재활환자의 재활훈련 효과를 배가시킬 수 있게 한 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 하네스에 진동기를 구비하여 사용자가 하네스를 착용한 상태에서 트레드밀을 보행할 때, 보행자세가 바르지 않으면 이를 착용자가 알 수 있도록 진동을 발생하여 줌으로 사용자는 스스로 보행자세를 바로 잡을 수 있어 항상 바른 보행자세를 유지할 수 있는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자의 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기로서, 전방에 디스플레이부가 구비되고, 일면이 보행면으로 이용되는 회전무한궤도의 벨트를 포함하는 트레드밀; 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자의 상부로 위치하도록 트레드밀에 설치되는 프레임부; 상기 프레임부의 상부에 어느 일단이 결합되는 와이어를 포함하고, 상기 와이어의 다른 일단에 결합되며, 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자의 신체에 착용되어 사용자를 지지하는 하네스; 및 상기 하네스를 착용한 사용자가 상기 트레드밀에서 보행할 때, 보행하는 사용자의 신체 운동을 감지 및 촬영하는 센서부 및 카메라부를 포함하고, 상기 센서부 및 카메라부에서 감지 및 촬영한 정보를 분석하여 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부에 실시간으로 디스플레이 하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 트레드밀은: 상기 벨트 상에서 보행하는 사용자가 벨트의 후방으로 낙상되지 않도록 상기 벨트의 후방에 인접하여 돌출되도록 형성한 낙상방지턱부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 하네스는: 상기 와이어를 결합할 수 있는 결합공이 구비되며, 사용자의 등부위를 받혀주는 등받이판과, 상기 등받이판으로부터 분리 구성되도록 구비되어 사용자의 허리부위를 받혀주는 허리판과, 상기 허리판을 등받이판에 연결하도록 설치되는 탄성력을 갖는 연결밴드와, 상기 등받이판의 상부 양측에서 상기 허리판으로 연결되도록 설치되는 탄성력을 갖는 어깨밴드와, 상기 허리판의 양측으로 허리를 감쌀 수 있도록 설치되는 탄성력을 갖는 허리밴드로 이루어지는 착용부; 및 상기 착용부의 허리판에 고정 설치되며, 자세가 바르지 않으면 이를 착용자가 알 수 있도록 작동하는 진동기와, 상기 진동기의 상부로 돌출되며 상기 등받이판의 하부로 고정 설치되는 무탄력의 조작끈을 연결 설치하여 자세가 바르지 않으면 진동기를 작동하도록 하는 스위치와, 상기 스위치의 작동에 의해 진동기자 조작되면, 이를 제어부에 전송하는 무선신호전송기로 이루어지는 자세알림부;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 프레임부는: 상기 트레드밀의 양측에 각각 세워지도록 설치되는 다수개의 수직프레임들; 상기 트레드밀의 양측에 위치하는 수직프레임을 연결하여 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자가 양손을 잡을 수 있게 한 수평지지부들; 상기 트레드밀의 양측에 각각 세워지도록 설치되는 수직프레임들의 상단을 서로 연결하도록 설치되는 상부수평프레임; 및 상기 상부수평프레임에 설치되며, 하네스를 지지하는 와이어의 일단을 결합할 수 있도록 하여 상기 하네스에 완충력을 제공하는 완충부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 상부수평프레임에는: 상기 트레드밀의 벨트 상에서 보행하는 사용자가 올바른 보행 동작을 통해 발을 위치시켜야 할 수 위치를 사용자에게 안내할 수 있도록 사용자가 다음에 이동해야 할 보행위치를 표시해주는 광을 조사하여 이미지를 형상화시키는 광조사부가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 프레임부는: 상기 트레드밀의 전방에서 후방 상부로 연장되도록 형성되는 "C"자형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제어부는: 상기 트레드밀의 벨트가 구동하는 방향을 따라 상기 벨트의 저면 양측에 다수개 설치되며, 보행 중 사용자의 걸음에 따라 상기 벨트의 좌측과 우측에 가해지는 하중의 변화를 측정하는 하중감지센서들; 및 상기 하중감지센서들에서 측정되어 전송되는 하중의 변화를 지속적으로 수신하여 좌측 걸음과 우측 걸음을 구분하고, 각 걸음이 이루어지는 동안 발바닥에서 벨트로 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스의 유지여부를 판단하여 보행정보를 생성하는 보행정보 생성부;를 포함하고, 상기 보행정보 생성부는: 보행정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부에 실시간으로 디스플레이 할 수 있도록 상기 하중감지센서에서 전송되는 각 하중감지센서의 고유코드와 하중 값을 수신하여 사용자의 보행정보를 획득하는 보행정보 수신부; 보행정보 수신부에서 획득한 하중감지센서의 고유코드에 의해 좌측 보행과 우측 보행을 구분하고, 각 하중감지센서에서 전송된 하중 값에 의해 사용자에 의해 벨트에 가해진 하중이 균형 잡힌 보행인지 여부를 판단하는 보행 밸런스 판단부; 및 보행 밸런스 판단부에서 균형이 어느 정도 일측으로 치우처진 것으로 판단되는 경우, 그 방향으로 더 가해진 하중만큼 치우처진 어느 한 쪽으로 발바닥 모양이 치우치게 표시되도록 그랙픽처리하여 디스플레이부로 전송함에 의해 자신의 보행 밸런스의 유지여부나 이탈여부를 사용자가 보행중 실시간으로 인지할 수 있게 표풀시키는 보행 밸런스 표출부;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 하중감지센서는: 사용자의 좌측 보행시 발바닥을 통하여 벨트에 가해지는 하중의 변화를 좌측에서 감지하도록 벨트의 좌측 저부에 설치되는 좌측보행 하중감지센서; 및 사용자의 우측 보행시 발바닥을 통하여 벨트에 가해지는 하중의 변화를 우측에서 감지하도록 벨트의 우측 저부에 설치되는 우측보행 하중감지센서;를 포함하고, 상기 보행 밸런스 판단부는: 좌측과 우측 중 하중 값이 크게 감지되는 쪽을 현재 보행이 이루어지는 영역으로 인식하여 판단 영역을 특정하고, 그 특정된 영역에 설치되어 있는 좌측보행 하중감지센서 혹은 우측보행 하중감지센서에서 전송된 하중 값을 미리 설정되어 있는 균형 잡힌 보행 밸런스의 하중 값과 비교하여 균형 잡힌 보행인지, 그렇지 않으면 하중 값이 그보다 크거나 작아서 어느 한 쪽으로 치우처진 보행인지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는: 재활훈련 프로그램을 메모리에 등록하여 재활환자가 트레드밀 이용시 수행해야 할 목표를 제공할 수 있게 하는 재활 프로그램 등록부; 보행 밸런스 판단부에서의 판단 결과를 토대로 재활훈련 프로그램의 수행정도를 자동으로 평가하는 훈련성취 평가부; 및 훈련성취 평가부에서 평가된 결과치를 출력할 수 있는 훈련평가 기록 출력부;를 포함하는 것이 바람직하다.

인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에는 사용자의 족저면에 구비되는 인솔(insole);을 더 포함하고, 상기 인솔은: 족저면의 움직임 가속도 및 트레드밀의 레일에 대한 족저면 각도를 검출하는 검출센서부; 전족부 및 후족부 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되어 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하는 자극발생부; 및 검출센서부의 센싱 정보에 기초하여 사용자의 낙상 위험이 존재한다고 판단되면 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하도록 자극발생부를 제어하는 컨트롤부;를 포함하고, 상기 검출센서는: 사용자의 보행 방향을 기준으로 레일에 대한 족저면의 각도를 검출하는 동시에 사용자의 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 레일에 대한 족저면의 각도를 검출하고, 상기 컨트롤부에 의해 족저면의 각도가 기설정된 범위를 초과하는 경우 낙상 위험이 존재한다고 판단하여 사용자의 족저면에 촉각을 자극하도록 자극발생부를 제어하는 것이 바람직하다.

상기 자극발생부는: 전족부, 후족부, 우측족부 및 좌측족부 영역에 각각 하나씩 배치되고, 컨트롤부는 기설정된 범위를 초과하는 각도가 검지된 영역에 배치된 자극발생부를 제어하여 촉각 자극을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 의하면, 트레드밀의 상부로 프레임을 설치하고 상기 프레임에 하네스가 지지되도록 구비하여 사용자가 하네스를 착용한 상태에서 트레드밀을 보행하면서 보행자세를 교정하도록 하여 경도인지장애와 초기 치매 환자, 뇌졸중, 파킨슨, 외상성 뇌손상 등 뇌병변 장애로 보행이 불편한 자, 노화로 인한 보행이 힘든 고령자의 인지강화훈련과 동시에 보행 기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트레드밀에서 보행하는 사용자의 보행 상태를 실시간으로 직접 모니터링할 수 있게 하여 스스로 보행자세를 교정할 수 있어 재활환자의 재활훈련 효과를 배가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하네스에 진동기를 구비하여 사용자가 하네스를 착용한 상태에서 트레드밀을 보행할 때, 보행자세가 바르지 않으면 이를 착용자가 알 수 있도록 진동을 발생하여 줌으로 사용자는 스스로 보행자세를 바로 잡을 수 있어 항상 바른 보행자세를 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하지재활 보조수단에 의지하지 않는 일상보행 적응 재활훈련에도 적용될 수 있어, 재활훈련의 전 치료과정에 폭넓게 이용될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 프레임부의 실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 프레임부의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 하네스를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3표시의 하네스의 측면도이고,
도 5는 도 3표시의 하네스에서 진동부의 구성을 보인 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 제어부의 블록도이고,
도 7은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 디스플레이부에 발모양이 일측으로 치우쳐서 디스플레이되는 예를 보인 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 인솔의 실시예의 블럭도를 보인 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 인솔의 다른 실시예로서 진동부의 배치예를 나타낸 도면이고,
도 10은 지면에 대한 족저면의 각도(α,β)를 나타내는 도면이고,
도 11은 지면에 대한 족저면의 각도(α,β,γ)를 나타내는 도면이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 프레임부의 실시예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 프레임부의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 하네스를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3표시의 하네스의 측면도이고, 도 5는 도 3표시의 하네스에서 진동부의 구성을 보인 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 제어부의 블록도이고, 도 7은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 디스플레이부에 발모양이 일측으로 치우처서 디스플레이되는 예를 보인 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 인솔의 실시예의 블럭도를 보인 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 인솔의 다른 실시예로서 진동부의 배치예를 나타낸 도면이고, 도 10은 지면에 대한 족저면의 각도(α,β)를 나타내는 도면이고, 도 11은 지면에 대한 족저면의 각도(α,β,γ)를 나타내는 도면이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명은 사용자의 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기와 관련되며, 트레드밀(100)과 프레임부(200), 하네스(300) 및 제어부(400)를 주요 구성으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 트레드밀(100)은 일면이 보행면으로 이용되는 회전무한궤도의 벨트(102)를 포함하는 구성으로, 상기 트레드밀(100)은 외부 동력에 의해 구동롤러가 회전하면서 그에 연결되어 있는 벨트(102)가 일정한 속도로 움직여 그 상부에서 사용자가 걸을 수 있게 한 운동기구이다.

다만, 상기 벨트(102) 위에서 빠른 속도로 걷거나 뛰며 운동할 수 있게 한 통상적인 트레드밀과는 달리, 혼자서는 보행할 수 없거나 불편한 재활환자의 재활훈련을 위해 사용되는 것을 고려할 때, 벨트의 구동속도가 일정 수준 이상으로는 빨라지지 않으면서 긴급 제동이 가능하게 한 트레드밀로 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 트레드밀(100)의 전방에는 디스플레이부(110)가 구비되는 것이 바람직하며, 사용자는 트레드밀(100)의 벨트(102) 위에서 디스플레이부(110)를 보면서 걸을 수 있다. 상기 디스플레이부(110)는 대형 모니터 등으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 트레드밀(100)은 벨트(102) 상에서 보행하는 사용자가 벨트(102)의 후방으로 낙상되지 않도록 하고자 상기 벨트(102)의 후방에 인접하여 돌출되도록 낙상방지턱부(104)를 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 낙상방지턱부(104)는 소정 곡면을 이루며 돌출되도록 형성하여 사용자가 벨트 후방의 낙상방지턱부(104)에 발이 접촉하는 순간 이를 감지하여 후술하는 수평지지부를 잡음으로서 낙상을 방지할 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 프레임부(200)는 트레드밀(100)에서 보행하는 사용자의 상부로 위치하도록 트레드밀(100)에 설치된다.

이러한 프레임부(200)는 하네스(300)를 고정하기 위한 구성으로, 상기 프레임부(200)는 트레드밀(100)의 전방에서 후방 상부로 연장되도록 형성되는 "C"자형상을 이루게 형성될 수 있다. 이때, "C"자형상을 이루는 프레임부의 상단부에 하네스(300)를 지지하는 와이어(302)가 설치된다.

또한, 상기 프레임부(200)는 트레드밀(100)의 양측에 각각 세워지도록 다수개의 수직프레임(210)들이 설치되고, 상기 수직프레임(210)들을 연결하여 트레드밀(100)에서 보행하는 사용자가 양손을 잡을 수 있게 수평지지부(220)들이 형성되며, 상기 수직프레임(210)들의 상단은 상부수평프레임(230)으로 서로 연결하도록 설치하여 상기 상부수평프레임(230)에 하네스(300)를 지지하는 와이어(302)가 설치되도록 할 수 있다.

이때, 상기 상부수평프레임(230)에는 완충부재(240)를 설치하여, 상기 완충부재(240)에 하네스(300)를 지지하는 와이어(302)의 일단을 설치함에 의해 상기 하네스(300)에 완충력을 제공하도록 할 수 있다.

상기 완충부재(240)는 스프링 혹은 공압실린더 등으로 구성될 수 있으며, 이러한 완충부재(240)에 의해 하네스(300)를 착용한 사용자가 벨트(102) 위에서 보행할 때 완충 작용을 하여 하지에 무리가 가지 않도록 할 수 있다.

또한, 상기 상부수평프레임(230)에는 광조사부(120)가 설치될 수 있다. 상기 광조사부(120)는 트레드밀(100)의 벨트(102) 상에서 보행하는 사용자가 올바른 보행 동작을 통해 발을 위치시켜야 할 수 위치를 사용자에게 안내할 수 있도록 사용자가 다음에 이동해야 할 보행위치를 표시해주도록 광을 조사하여 이미지를 형상화시킬 수 있다.

따라서, 트레드밀(100)의 벨트(102) 위에서 보행하는 사용자는 광조사부(120)에서 광이 조사되어 벨트(102)에 형성화 되는 이미지를 보면서 보행을 할 수 있어 바른 보행을 할 수 있음으로 보행치료의 효과를 극대화시킬 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 하네스(300)는 트레드밀(100)에서 보행하는 사용자의 신체에 착용되어 사용자를 지지하는 사용자 고정장치이다.

이러한 하네스(300)는 상기 프레임부(200)의 상부에 어느 일단이 결합되는 와이어(302)의 다른 일단에 결합되어 지지되며, 사용자가 상기 하네스(300)를 착용한 상태에서 보행을 함으로서, 스스로 혼자 걷기 어려운 경도인지장애와 초기 치매 환자, 뇌졸중, 파킨슨, 외상성 뇌손상 등 뇌병변 장애로 보행이 불편한 자, 노화로 인한 보행이 힘든 고령자의 보행을 도울 수 있다.

이때, 상기 와이어(302)는 사용자의 체중을 지탱할 수 있을 정도의 인장강도를 지닌 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하네스(300)는 착용부(310)와 자세알림부(320)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 착용부(310)는 하네스(300)를 사용자가 착용할 수 있도록 하는 구성이고, 상기 자세알림부(320)는 사용자의 자세가 바르지 않을 경우 진동을 발행하여 사용자에게 알려주는 구성으로, 사용자가 하네스(300)를 착용한 상태에서 보행자세가 바르지 않으면 이를 착용자가 알 수 있도록 함으로서 사용자가 스스로 보행자세를 바로 잡도록 하여 항상 바른 보행자세를 유지할 수 있다.

상기 착용부(310)는 등받이판(312)과 허리판(313)을 구비하고 있으며, 상기 등받이판(312)과 허리판(313)은 탄성력을 갖는 연결밴드(314)로 연결 설치되어 있다. 그리고 상기 등받이판(312)의 상부 양측에서 허리판(313)으로 연결되도록 탄성력을 갖는 어깨밴드(315)가 설치되어 있으며, 상기 허리판(313)의 양측으로는 허리를 감쌀 수 있도록 탄성력을 갖는 허리밴드(316)가 설치되어 있다.

이때, 상기 등받이판(312)에는 프레임부(200)에 어느 일단이 고정되는 와이어(302)의 다른 일단을 결합할 수 있도록 하는 결합공(311)이 형성된다. 따라서 상기 결합공(311)에 와이어(302)를 결합하여 하네스(300)를 지지하도록 한다.

이러한 착용부(310)는 상기 결합공(311)에 와이어(302)를 결합한 상태에서 상기 어깨밴드(315)를 양어깨에 착용하고 상기 허리밴드(316)로 허리를 감싸도록 하여 착용하는 것으로, 상기 어깨밴드(315)와 허리밴드(316) 및 연결밴드(314)들의 신축성 있는 탄력에 의해 강하게 허리, 어깨, 척추 등을 조여주어 교정할 수 있는 역할도 할 수 있다.

또한, 상기 자세알림부(320)에는 허리판(313)에 고정되도록 설치되는 진동기(322)를 구비하고 있다. 상기 진동기(322)는 하네스(300)를 착용한 상태에서 보행자세가 바르지 않으면 이를 착용자가 알 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 하네스(300)를 착용한 상태에서 보행자세가 바르지 않으면 진동이 발생되어 이를 착용자가 쉽게 알 수 있음으로 즉시 보행자세를 스스로 교정할 수 있다. 이때, 본 발명은 카메라부(404)에서 촬영하여 디스플레이부(110)에 표시되는 영상을 보면서 보행자세를 교정할 수 있다.

한편, 상기 자세알림부(320)에는 스위치(324)를 구비하고 있다. 상기 스위치(324)는 진동기(322)의 상부로 돌출되도록 구성하고, 그 돌출되는 부분에 구멍(324a)이 형성되어 있다. 상기 구멍(324a)을 통해 등받이판(312)의 하부로 고정 설치된 조작끈(321)을 연결 설치한다. 상기 조작끈(321)은 탄력을 갖지 않는 무탄력의 밴드로서, 상기 연결밴드(314)의 상부에 위치하도록 설치한다. 그리고, 상기 조작끈(321)의 폭은 상기 연결밴드(314)의 폭 보다 좁게 형성하는 것이 좋으며, 이는 상기 연결밴드(314)는 탄력에 의해 용이하게 늘어날 수 있고, 또 상기 조작끈(321)은 무탄력에 의해 늘어나지 않고 잡아 용이하게 당겨질 수 있도록 하기 위함이다.

따라서, 사용자가 하네스(300)를 착용한 상태에서 보행 중 등을 굽히게 되면, 상기 연결밴드(314)는 그 자체 탄력에 의해 늘어나게 되고 상기 조작끈(321)은 무탄력이므로 당겨지게 된다. 이때, 상기 조작끈(321)이 당겨지면서 스위치(324)를 당겨 접점부(325)가 접접되도록 하여 진동기(322)가 작동되도록 한다. 또한, 스위치(324)의 복원은 스프링(326)에 의해 복원되도록 한다. 이와 같이 진동기의 작동에 의해 착용자는 스스로 즉시 보행자세를 바로 잡을 수 있게 된다.

또한, 상기 진동기(322)는 작동된 후 일정 시간이 지나면 자동으로 정지되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 진동기(322)에는 타이머(327)가 내장되고, 타이머(327)는 상기 진동기(322)가 작동된 후 일정 시간 경과되면 자동으로 진동기(322)가 멈추도록 할 수 있다. 이때, 상기 진동기(322)의 작동시간은 대략 3~6초 정도를 작동되도록 하는 것이 좋으며, 그 시간을 한정하는 것은 아니다.

한편, 상기 진동기(322)에는 전원을 공급하는 배터리(329)와 무선신호전송기(328)를 구비하는 것이 바람직하고, 스위치의 작동에 의해 진동기자 작동되면, 전원을 공급하여 진동기를 작동시킴과 동시에 무선신호전송기(328)에서 이를 제어부에 전송할 수 있다.

따라서, 상기 하네스(300)를 사용자가 착용한 상태에서 보행 중 몸을 앞으로 구부리게 되면 상기 연결밴드(314)는 그 자체 탄력에 의해 늘어나게 되고, 상기 조작끈(321)은 탄력이 없음으로서 당겨지게 된다. 이는 스위치(324)를 당겨 진동기(322)가 작동되도록 한다. 즉, 상기 스위치(324)가 '온'되면 전원이 타이머를 거쳐 진동기(322)가 작동되고, 무선신호전송기(328)에 의해 제어부에 전송하도록 한다. 상기 타이머(327)는 소정 시간(예컨대, 대략 3~6초 정도)이 경과되면 진동기(322)의 동작을 멈추도록 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 구비되는 제어부(400)는 상기 하네스(300)를 착용한 사용자가 트레드밀(100)의 벨트(102) 위에서 보행할 때, 보행하는 사용자의 신체 운동을 감지 및 촬영하는 센서부(402) 및 카메라부(404)가 설치되고, 상기 센서부(402) 및 카메라부(404)에서 감지 및 촬영한 정보를 분석하여 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부(110)에 실시간으로 디스플레이 하도록 제어한다.

이러한 제어부(400)는 상기 트레드밀(100)의 벨트(102)가 구동하는 방향을 따라 상기 벨트(102)의 저면 양측에 하중감지센서(410)들이 다수개 설치된다. 상기 하중감지센서(410)들은 보행 중 사용자의 걸음에 따라 상기 벨트(102)의 좌측과 우측에 가해지는 하중의 변화를 측정한다.

이때, 상기 하중감지센서(410)는 사용자의 좌측 보행시 발바닥을 통하여 벨트에 가해지는 하중의 변화를 좌측에서 감지하도록 벨트의 좌측 저부에 설치되는 좌측보행 하중감지센서와, 사용자의 우측 보행시 발바닥을 통하여 벨트에 가해지는 하중의 변화를 우측에서 감지하도록 벨트의 우측 저부에 설치되는 우측보행 하중감지센서로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 하중감지센서(410)들에서 측정되어 전송되는 하중의 변화를 지속적으로 수신하여 좌측 걸음과 우측 걸음을 구분하고, 각 걸음이 이루어지는 동안 발바닥에서 벨트로 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스의 유지여부를 판단하여 보행정보를 생성하는 보행정보 생성부(420)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 보행정보 생성부(420)는 보행정보 수신부(422)와 보행 밸런스 판단부(424) 및 보행 밸런스 표출부(426)를 포함하며, 보행정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부에 실시간으로 디스플레이 할 수 있도록 한다.

상기 보행정보 수신부(422)는 하중감지센서(410)에서 전송되는 각 하중감지센서(410)의 고유코드와 하중 값을 수신하여 사용자의 보행정보를 획득한다.

상기 보행 밸런스 판단부(424)는 보행정보 수신부(422)에서 획득한 하중감지센서(410)의 고유코드에 의해 좌측 보행과 우측 보행을 구분하고, 각 하중감지센서(410)에서 전송된 하중 값은 보행하는 사용자에 의해 벨트에 가해진 하중이 균형 잡힌 보행인지 여부를 판단한다.

즉, 상기 보행 밸런스 판단부(424)는 좌측과 우측 중 하중 값이 크게 감지되는 쪽을 현재 보행이 이루어지는 영역으로 인식하여 판단 영역을 특정하고, 그 특정된 영역에 설치되어 있는 좌측보행 하중감지센서 혹은 우측보행 하중감지센서에서 전송된 하중 값을 미리 설정되어 있는 균형 잡힌 보행 밸런스의 하중 값과 비교하여 균형 잡힌 보행인지, 그렇지 않으면 하중 값이 그보다 크거나 작아서 어느 한 쪽으로 치우친 보행인지 여부를 판단한다.

상기 보행 밸런스 표출부(426)는 보행 밸런스 판단부(424)에서 균형이 어느 정도 일측으로 치우처진 것으로 판단되는 경우, 그 방향으로 더 가해진 하중만큼 치우처진 어느 한 쪽으로 발바닥 모양이 치우치게 표시되도록 그랙픽처리하여 디스플레이부(110)로 전송하여 디스플레이함으로써, 사용자는 자신의 보행 밸런스의 유지여부나 이탈여부를 실시간으로 인지할 수 있다.

또한, 제어부(400)에는 재활훈련 프로그램을 메모리에 등록하여 재활환자가 트레드밀 이용시 수행해야 할 목표를 제공할 수 있게 하는 재활 프로그램 등록부(432)와, 보행 밸런스 판단부에서의 판단 결과를 토대로 재활훈련 프로그램의 수행정도를 자동으로 평가하는 훈련성취 평가부(434)와, 훈련성취 평가부에서 평가된 결과치를 출력할 수 있는 훈련평가 기록 출력부(436)를 포함하여 구성하여, 재활환자가 스스로 재활프로그램의 수행정도를 파악할 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 훈련평가 기록 출력부는 프린터 등으로 이루어질 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에는 사용자의 족저면에 구비되는 인솔(insole)(500)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 인솔(500)은 사용자가 착용하는 신발 내부에 삽입되는 형태로 제조될 수도 있지만, 신발이나 슬리퍼와 인솔(500)이 일체화 된(고정된) 형태로 제조될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 지칭하는 인솔(500)은 독립적인 제조품 뿐만 아니라 이를 포함하는 신발이나 슬리퍼를 아우르는 개념으로 이해해야 한다.

상기 인솔(500)은 족저면의 움직임 가속도 및 트레드밀의 레일에 대한 족저면 각도를 검출하는 검출센서부(510)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 검출센서부(510)는 족저면의 움직임 가속도 및 지면에 대한 족저면의 각도를 검출한다. 이러한 검출센서부(510)는 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서 등의 센싱 모듈을 포함할 수 있다. 더욱 상세하게, 검출센서부(510)는 3축 가속도 센서, 3축 자이로 센서 및 3축 지자기 센서로 구성된 9축 센서일 수도 있다.

상기 검출센서부(510)는 도 10의 표시와 같이, 사용자의 보행 중 족저면의 움직임 가속도나 지면에 대한 족저면의 각도(α,β)를 검출할 수 있다. 검출센서부(510)에서 측정되는 움직임 가속도 정보는 사용자의 보행 속도 등을 판단하기 위한 기초 자료로 이용될 수 있고, 지면에 대한 족저면의 각도 정보는 사용자의 낙상 위험 여부를 판단하기 위한 기초 자료로 이용될 수 있다.

도 11(a)의 표시와 같이, 검출센서부(510)는 입각기(stance phase)에서 뒤꿈치가 닿을 때의 지면에 대한 족저면의 각도(β)와 뒤꿈치가 들리고 발가락 부위(앞꿈치)로 지탱할 때의 지면에 대한 족저면의 각도(α)를 검출한다. 이때, 족저면의 각도(α,β)는 사용자의 보행 방향에 평행인 방향을 기준으로 측정된 값이다.

이와 함께 검출센서부(510)는, 도 11(b)표시와 같이, 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 한 지면에 대한 족저면의 각도(γ)를 검출할 수도 있고, 이는 사용자의 좌우측 방향으로의 낙상 위험을 감지하기 위한 기초 정보로 활용될 수 있다.

또한, 상기 인솔(500)은 전족부 및 후족부 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되어 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하는 자극발생부를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 자극발생부는 제1자극발생부(521)와 제2자극발생부(521)로 구성할 수 있으며, 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공한다. 촉각 자극은 진동 자극, 전기 자극 등 다양한 방식의 자극일 수 있고, 진동 자극이나 전기 자극의 패턴, 세기, 주기 등은 사용자에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.

즉, 족저면의 앞꿈치 부분인 전족부(前足部)에 구비하는 제1자극발생부(521)는 발가락이 존재하는 족저부 영역에 대하여 촉각 자극을 인가할 수 있고, 족저면의 뒤꿈치 부분인 후족부(後足部)에 구비된 제2자극발생부(522)는 뒤꿈치가 존재하는 족저부 영역에 대하여 촉각 자극을 인가할 수 있다.

또한, 상기 인솔(500)은 검출센서부(510)의 센싱 정보에 기초하여 사용자의 낙상 위험이 존재한다고 판단되면 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하도록 제1,제2자극발생부(521.522)를 제어하는 컨트롤부(530)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤부(530)는 검출센서부(510)에서 센싱한 센싱 정보(족저면의 가속도, 지면에 대한 족저면의 각도 등)에 기초하여 사용자의 낙상 위험이 존재한다고 판단되면 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하도록 제1자극발생부(521) 또는 제2자극발생부(522)를 제어한다.

구체적으로, 컨트롤부(530)는 벨트에 대한 족저면의 적정 각도를 기준으로, 검출센서부(510)에서 센싱한 족저면의 각도가 기설정된 적정 각도를 초과하는 경우, 사용자의 낙상 위험이 크다는 것으로 인지하여, 낙상 위험 신호를 생성한다. 벨트에 대한 족저면의 적정 각도란 사용자가 낙상 위험 없이 안정적으로 보행할 수 있는 각도로서, 사용자의 보행 방향을 기준으로 지면에 대한 족저면의 각도(α,β)(도 11(a)참조)나 사용자의 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 지면에 대한 족저면의 각도(γ)(도 11(b)참조)의 정적값을 의미한다.

족저면의 적정 각도는 사용자마다 달리 설정될 수도 있고, 본 발명에서는 이를 저장하기 위한 저장수단(미도시)을 포함할 수 있다.

또한, 검출센서부(510)는 사용자의 보행 방향을 기준으로 지면에 대한 족저면의 각도를 검출(도 11(a)참조)하는 동시에 사용자의 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 지면에 대한 족저면의 각도(도 11(b)참조)를 검출한다.

따라서, 검출센서부(510)에서 센싱된 족저면의 각도는 보행 방향에 평행한 방향을 기준으로 측정된 족저면의 각도(도 11(a)참조)일 수도 있고, 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 측정된 족저면의 각도(도 11(b)참조)일 수도 있다. 보행 방향에 평행한 방향을 기준으로 측정된 족저면의 각도는 사용자가 전방 또는 후방으로 넘어질 위험에 있음을 판단하는 기준이 되고, 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 측정된 족저면의 각도는 사용자가 좌측이나 우측으로 넘어질 위험에 있음을 판단하는 기준이 될 수 있다.

도 9의 표시와 같이, 전족부 및 후족부 영역에 배치된 제1 및 제2 자극발생부(521,522)에 더해 우측족부 및 좌측족부 영역에 배치된 제3 및 제4 자극발생부(523,524)를 더 포함하며, 컨트롤부(530)는 기설정된 범위를 초과하는 각도가 감지된 영역에 배치된 자극발생부를 제어하여 촉각 자극을 제공함으로써, 사용자가 어느 방향으로 낙상될 위험이 있는지를 인식시킨다.

예컨대, 지면에 대한 뒤꿈치의 각도(α)가 기설정된 범위를 초과하는 경우 후족부에 위치한 영역의 제2자극발생부(522)를 제어하여 진동 자극을 인가하고, 지면에 대한 앞꿈치의 각도(β)가 기설정된 범위를 초과하는 경우 전족부에 위치한 영역의 제1자극발생부(521)를 제어하여 진동 자극을 인가하며, 사용자의 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 지면에 대한 족저면의 각도(γ)가 기설정된 범위를 초과하는 경우 좌측족부에 위치한 제3자극발생부(523)나 우측족부에 위치한 제4자극발생부(524)를 제어하여 진동 자극을 인가함으로써, 낙상의 위험뿐만 아니라 낙상 방향까지 인식시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 와이어(302)로 지지되는 하네스(300)를 사용자가 착용하고 트레드밀(100) 위에서 보행할 때, 보행정보를 디스플레이부(110)에 실시간으로 확인하여 잘못된 보행자세를 교정할 수 있다.

특히, 하네스(300)를 착용함에 의해 보행이 불편한 뇌병변 장애인 및 노인의 보행훈련을 도와줄 수 있고, 인지재활 소프트웨어를 활용함으로서 보행훈련과 인지 훈련을 동시에 구현할 수 있으며, 일반인들도 보행 훈련이 가능하다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - 트레드밀 102 - 벨트
110 - 디스플레이부 200 - 프레임부
300 - 하네스 400 - 제어부

Claims (11)

1. 사용자의 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에 있어서,
   전방에 디스플레이부가 구비되고, 일면이 보행면으로 이용되는 회전무한궤도의 벨트를 포함하는 트레드밀;
   상기 트레드밀에서 보행하는 사용자의 상부로 위치하도록 트레드밀에 설치되는 프레임부;
   상기 프레임부의 상부에 어느 일단이 결합되는 와이어를 포함하고, 상기 와이어의 다른 일단에 결합되며, 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자의 신체에 착용되어 사용자를 지지하는 하네스; 및
   상기 하네스를 착용한 사용자가 상기 트레드밀에서 보행할 때, 보행하는 사용자의 신체 운동을 감지 및 촬영하는 센서부 및 카메라부를 포함하고, 상기 센서부 및 카메라부에서 감지 및 촬영한 정보를 분석하여 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부에 실시간으로 디스플레이 하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 트레드밀은:
   상기 벨트 상에서 보행하는 사용자가 벨트의 후방으로 낙상되지 않도록 상기 벨트의 후방에 인접하여 돌출되도록 형성한 낙상방지턱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 하네스는:
   상기 와이어를 결합할 수 있는 결합공이 구비되며, 사용자의 등부위를 받혀주는 등받이판과, 상기 등받이판으로부터 분리 구성되도록 구비되어 사용자의 허리부위를 받혀주는 허리판과, 상기 허리판을 등받이판에 연결하도록 설치되는 탄성력을 갖는 연결밴드와, 상기 등받이판의 상부 양측에서 상기 허리판으로 연결되도록 설치되는 탄성력을 갖는 어깨밴드와, 상기 허리판의 양측으로 허리를 감쌀 수 있도록 설치되는 탄성력을 갖는 허리밴드로 이루어지는 착용부; 및
   상기 착용부의 허리판에 고정 설치되며, 자세가 바르지 않으면 이를 착용자가 알 수 있도록 작동하는 진동기와, 상기 진동기의 상부로 돌출되며 상기 등받이판의 하부로 고정 설치되는 무탄력의 조작끈을 연결 설치하여 자세가 바르지 않으면 진동기를 작동하도록 하는 스위치와, 상기 스위치의 작동에 의해 진동기가 조작되면, 이를 제어부에 전송하는 무선신호전송기로 이루어지는 자세알림부;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 프레임부는:
   상기 트레드밀의 양측에 각각 세워지도록 설치되는 다수개의 수직프레임들;
   상기 트레드밀의 양측에 위치하는 수직프레임을 연결하여 상기 트레드밀에서 보행하는 사용자가 양손을 잡을 수 있게 한 수평지지부;
   상기 트레드밀의 양측에 각각 세워지도록 설치되는 수직프레임들의 상단을 서로 연결하도록 설치되는 상부수평프레임; 및
   상기 상부수평프레임에 설치되며, 하네스를 지지하는 와이어의 일단을 결합할 수 있도록 하여 상기 하네스에 완충력을 제공하는 완충부재;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 상부수평프레임에는:
   상기 트레드밀의 벨트 상에서 보행하는 사용자가 올바른 보행 동작을 통해 발을 위치시켜야 하는 위치를 사용자에게 안내할 수 있도록 사용자가 다음에 이동해야 할 보행위치를 표시해주는 광을 조사하여 이미지를 형상화시키는 광조사부가 설치되는 것을 특징으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 프레임부는:
   상기 트레드밀의 전방에서 후방 상부로 연장되도록 형성되는 "C"자형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는:
   상기 트레드밀의 벨트가 구동하는 방향을 따라 상기 벨트의 저면 양측에 다수개 설치되며, 보행 중 사용자의 걸음에 따라 상기 벨트의 좌측과 우측에 가해지는 하중의 변화를 측정하는 하중감지센서들; 및
   상기 하중감지센서들에서 측정되어 전송되는 하중의 변화를 지속적으로 수신하여 좌측 걸음과 우측 걸음을 구분하고, 각 걸음이 이루어지는 동안 발바닥에서 벨트로 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스의 유지여부를 판단하여 보행정보를 생성하는 보행정보 생성부;를 포함하고,
   상기 보행정보 생성부는:
   보행정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이 부에 실시간으로 디스플레이 할 수 있도록 상기 하중감지센서에서 전송되는 각 하중감지센서의 고유코드와 하중 값을 수신하여 사용자의 보행정보를 획득하는 보행정보 수신부;
   보행정보 수신부에서 획득한 하중감지센서의 고유코드에 의해 좌측 보행과 우측 보행을 구분하고, 각 하중감지센서에서 전송된 하중 값에 의해 사용자에 의해 벨트에 가해진 하중이 균형 잡힌 보행인지 여부를 판단하는 보행 밸런스 판단부; 및
   보행 밸런스 판단부에서 균형이 어느 정도 일측으로 치우처진 것으로 판단되는 경우, 그 방향으로 더 가해진 하중만큼 치우쳐진 어느 한 쪽으로 발바닥 모양이 치우치게 표시되도록 그랙픽처리하여 디스플레이부로 전송함에 의해 자신의 보행 밸런스의 유지여부나 이탈여부를 사용자가 보행중 실시간으로 인지할 수 있게 표출시키는 보행 밸런스 표출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 하중감지센서는:
   사용자의 좌측 보행시 발바닥을 통하여 벨트에 가해지는 하중의 변화를 좌측에서 감지하도록 벨트의 좌측 저부에 설치되는 좌측보행 하중감지센서; 및
   사용자의 우측 보행시 발바닥을 통하여 벨트에 가해지는 하중의 변화를 우측에서 감지하도록 벨트의 우측 저부에 설치되는 우측보행 하중감지센서;를 포함하고,
   상기 보행 밸런스 판단부는:
   좌측과 우측 중 하중 값이 크게 감지되는 쪽을 현재 보행이 이루어지는 영역으로 인식하여 판단 영역을 특정하고, 그 특정된 영역에 설치되어 있는 좌측보행 하중감지센서 혹은 우측보행 하중감지센서에서 전송된 하중 값을 미리 설정되어 있는 균형 잡힌 보행 밸런스의 하중 값과 비교하여 균형 잡힌 보행인지, 그렇지 않으면 하중 값이 그보다 크거나 작아서 어느 한 쪽으로 치우처진 보행인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는:
   재활훈련 프로그램을 메모리에 등록하여 재활환자가 트레드밀 이용시 수행해야 할 목표를 제공할 수 있게 하는 재활 프로그램 등록부;
   보행 밸런스 판단부에서의 판단 결과를 토대로 재활훈련 프로그램의 수행정도를 자동으로 평가하는 훈련성취 평가부; 및
   훈련성취 평가부에서 평가된 결과치를 출력할 수 있는 훈련평가 기록 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.
   
10. 제1항에 있어서,
    인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기에는 사용자의 족저면에 구비되는 인솔(insole);을 더 포함하고,
    상기 인솔은:
    족저면의 움직임 가속도 및 트레드밀의 레일에 대한 족저면 각도를 검출하는 검출센서부;
    전족부 및 후족부 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되어 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하는 자극발생부; 및
    검출센서부의 센싱 정보에 기초하여 사용자의 낙상 위험이 존재한다고 판단되면 사용자의 족저면에 촉각 자극을 제공하도록 자극발생부를 제어하는 컨트롤부;를 포함하고,
    상기 검출센서는:
    사용자의 보행 방향을 기준으로 레일에 대한 족저면의 각도를 검출하는 동시에 사용자의 보행 방향에 수직인 방향을 기준으로 레일에 대한 족저면의 각도를 검출하고, 상기 컨트롤부에 의해 족저면의 각도가 기설정된 범위를 초과하는 경우 낙상 위험이 존재한다고 판단하여 사용자의 족저면에 촉각을 자극하도록 자극발생부를 제어하는 것을 특징으로 하는 인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 자극발생부는:
    전족부, 후족부, 우측족부 및 좌측족부 영역에 각각 하나씩 배치되고, 컨트롤부는 기설정된 범위를 초과하는 각도가 검지된 영역에 배치된 자극발생부를 제어하여 촉각 자극을 제공하는 것을 특징으로 하는인지능력강화 기능이 향상된 보행 재활기기.

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