KR102477974B1

KR102477974B1 - 손목관절 재활 훈련장치

Info

Publication number: KR102477974B1
Application number: KR1020200159419A
Authority: KR
Inventors: 권순철; 송원경; 신준호; 안광옥
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-12-15
Also published as: KR20220072139A

Abstract

손목관절 재활훈련장치를 제공한다.
본 발명은 재활환자의 전완과 대응하는 접촉면을 갖는 베이스 프레임 ; 상기 베이스 프레임의 일단에 회전축을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는 회동 프레임 ; 상기 접촉면에 전완이 접해지는 재활환자의 손이 파지되도록 상기 회동 프레임에 구비되는 적어도 하나의 다축 손잡이 ; 를 포함하고, 상기 다축 손잡이에 구비된 적어도 2개이상의 서로 다른 파지부위 중 어느 하나를 상기 재활환자가 택일적으로 파지하면서 상기 회전축과 나란한 제1축을 파지하는 제1운동모드를 선택하거나 상기 제1축과 직교하는 제2축을 파지하는 제2운동모드를 선택하여, 상기 재활환자의 제1운동모드시 손목관절의 굽힘운동과 폄운동을 수행하거나 상기 재활환자의 제2운동모드시 손목관절의 내전운동과 외전운동을 수행한다.

Description

손목관절 재활 훈련장치{Wrist joint rehabilitation training device}

본 발명은 손목 관절을 재활하기 위한 훈련장치에 관한 것으로 더욱 상세히는 재활환자의 선택적인 손잡이 파지형태에 맞추어 굽힘,폄운동이나 내,외전운동과 같은 손목관절 운동을 선택적으로 다양하고 간편하게 수행할 수 있는 손목관절 재활 훈련장치에 관한 것이다.

일반적으로, 신체의 각 관절부위는 관절부위와 인접한 부위들이 관절부위를 기준으로 회전 가능한 구조를 가지며, 통상적으로 하루 대략 6시간 이상을 움직여야 그 기능을 상실하지 않는다.

그런데 관절부위를 수술한 환자의 경우에는 스스로 운동이 불가능하므로 근육이 약해지고 원활한 영양 공급이 이루어지지 않기 때문에 관절부위가 뻣뻣해지면서 굳어질 우려가 있다.

이에 따라 관절의 변형을 방지하고 정상적인 활동에 복귀하기 위해서는 장시간 통증을 동반한 재활 운동을 수행하여야 한다.

일반적인 의료기기는 환자의 골절 부위 수술 후 각 관절 각도를 구속시켜 무리한 운동을 하지 않도록 하는 정도의 기능만을 갖는 보조기기의 개념을 갖는 것이 대부분이다.

한편, 최근에는 활동이 많은 현대사회에서 교통사고, 운동중 골절사고나 노약자들의 뇌졸증, 중풍 특히 편마비 등의 질병으로 인한 장시간 재활치료를 하거나, 체력단련을 위해서 치료와 함께 근육 단련운동을 수행하여 빠른 치료효과와 사회로의 복귀가 이루어질 수 있도록 엑츄에이터의 구동력에 의해 관절각을 변화시키는 다양한 종류의 재활 치료장치가 개발되어 사용되고 있다.

(특허문헌 1) KR10-1093954 B1

특허문헌 1에는 환자의 손을 거치하는 손 거치대, 상기 손 거치대와 힌지로 연결되며 환자의 팔을 거치하는 팔 거치대, 상기 팔 거치대의 하부에 구비되는 지지체, 상기 지지체와 상기 손 거치대의 사이에 구비되어 공기의 유출입에 따라 상기 손 거치대를 회동시키고, 각각의 공기 유입호스가 구비되는 복수개의 에어백 및 상기 공기 유입호스와 연결되는 에어호스가 구비되고, 상기 에어백으로 공기를 유입 또는 배출시키기 위한 에어펌프가 구비되는 제어수단을 포함한 수관절 재활치료 훈련기구를 개시하고 있다.

그러나 손목관절을 재활하는 훈련장치는 하나의 회전축을 기준으로 하여 정해진 하나의 방향으로 손목관절을 재활해야만 하기 때문에 다양한 형태의 손목관절 운동을 수행하기 곤란하고 이로 인하여 재활 및 회복시간이 길어지는 단점이 있었다.

하나의 손목관절 재활훈련장치에 서로 다른 복수의 회전축을 갖추어 관절운동을 다양한 방법으로 수행하기 위해서 복수의 회전축과 일대일 대응하는 복수의 엑추에이터를 설계해야만 하기 때문에 장치의 구동 메카니즘이 복잡해지고, 전체적인 장치의 부피가 커지는 한편, 제조원가를 상승시키고, 이로 인하여 재활환자의 측면에서 재활훈련 치료비용을 상승시키는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 재활환자의 손이 파지하게 되는 손잡이의 간단한 구조변경에 의해서 재활환자의 선택적인 손잡이 파지형태에 맞추어 굽힘,폄운동이나 내,외전운동과 같은 손목관절 운동을 선택적으로 다양하고 간편하게 수행할 수 있는 손목관절 재활훈련장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명의 바람직한 실시예는, 재활환자의 전완과 대응하는 접촉면을 갖는 베이스 프레임 ; 상기 베이스 프레임의 일단에 회전축을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는 회동 프레임 ; 상기 접촉면에 전완이 접해지는 재활환자의 손이 파지되도록 상기 회동 프레임에 구비되는 적어도 하나의 다축 손잡이 ; 를 포함하고, 상기 다축 손잡이에 구비된 적어도 2개이상의 서로 다른 파지부위 중 어느 하나를 상기 재활환자가 택일적으로 파지하면서 상기 회전축과 나란한 제1축을 파지하는 제1운동모드를 선택하거나 상기 제1축과 직교하는 제2축을 파지하는 제2운동모드를 선택하여, 상기 재활환자의 제1운동모드시 손목관절의 굽힘운동과 폄운동을 수행하거나 상기 재활환자의 제2운동모드시 손목관절의 내전운동과 외전운동을 수행하는, 손목관절 재활훈련장치를 제공한다.

이때, 상기 다축 손잡이는 상기 회전축과 나란한 제1축을 형성하는 제1수직 손잡이와, 상기 제1축과 직교하는 제2축을 형성하도록 상기 제1수직 손잡이의 상단에 구비되는 제1수평 손잡이를 포함할 수 있다.

이때, 상기 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 상기 제1수직 손잡이에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 적어도 하나의 제1센서와, 상기 제1수평 손잡이에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 적어도 하나의 제2센서를 포함할 수 있다.

이때, 상기 다축 손잡이는 상기 회전축과 나란한 연결축의 상단에 구비되는 구체를 포함하고, 상기 구체는 상기 회전축과 나란한 제1축을 형성하도록 재활환자의 양손 중 일측 손의 손바닥면이 접하여 파지되는 좌우한쌍의 측방파지면과, 상기 제1축과 직교하는 제2축을 형성하도록 좌우한쌍의 측방파지면사이에서 재활환자의 양손 중 일측 손의 손바닥면이 접하여 파지되는 상방파지면을 포함할 수 있다.

이때, 상기 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 상기 구체의 측방파지면에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서와, 상기 상방파지면에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서를 포함할 수 있다.

이때, 상기 회동 프레임은 상기 베이스 프레임의 일단에 회전축을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는 제1회동프레임과, 상기 회전축과 직교하는 보조회전축을 매개로 하여 회전가능하게 조립되어 상기 다축 손잡이가 구비되는 제2회동프레임을 포함할 수 있다.

이때, 상기 다축 손잡이는 상기 회전축과 나란한 제1축을 형성하도록 상기 제2회동프레임의 상,하부 일측면 중 어느 일측면에 구비되는 제2수직 손잡이와, 상기 제1축과 직교하는 제2축을 형성하도록 상기 제2회동프레임의 상,하부 일측면 중 어느 나머지 일측면에 구비되어 제2수평 손잡이를 포함할 수 있다.

이때, 상기 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 상기 제2수직 손잡이에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서와, 상기 제2수평 손잡이에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1센서의 감지신호 발생에 기인하는 제1운동모드의 선택시, 상기 굽힘운동의 굽힘각도와 상기 폄운동의 폄각도는 서로 다르게 설정되어 제1운동모드를 수행하고, 상기 굽힘운동에 관련된 회동 프레임의 굽힘각도는 상기 폄운동에 관련된 회동 프레임의 폄각도보다 작게 설정되어 상기 회동 프레임의 회전변위를 제어할 수 있다.

이때, 상기 제2센서의 감지신호 발생에 기인하는 제2운동모드의 선택시, 상기 내전운동의 내전각도와 상기 외전운동의 외전각도는 서로 다르게 설정되어 제2운동모드를 수행하고, 상기 내전운동에 관련된 회동 프레임의 내전각도는 상기 외전운동에 관련된 회동 프레임의 외전각도보다 작게 설정되어 상기 회동 프레임의 회전변위를 제어할 수 있다.

이때, 상기 베이스 프레임에 대하여 회동 프레임을 회전구동시키는 동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 회전축에 구비되는 피동부재를 연동시키는 구동부재를 포함하고, 상기 구동부재를 통하여 상기 피동부재에 회전구동력을 제공하는 엑추에이터를 포함할 수 있다.

이때, 상기 베이스 프레임이 올려져 배치되는 메인 프레임을 포함하고, 상기 회동 프레임의 반대편에 해당하는 베이스 프레임의 타단은 상기 메인 프레임의 일단과 힌지핀을 매개로 하여 회동가능하게 조립될 수 있다.

이때, 상기 회동 프레임의 반대편에 해당하는 베이스 프레임의 타단이 힌지핀을 매개로 하여 회동가능하게 조립되어 상기 베이스 프레임이 올려져 배치되는 메인 프레임을 포함하고, 상기 메인 프레임과 베이스 프레임과의 사이에 배치되어 상기 힌지핀을 중심으로 하여 상기 베이스 프레임을 상하 회전작동시키는 외력을 제공하는 선회 작동부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 선회 작동부는 외부로부터 유입되는 유체의 유입량 또는 유체의 배출량에 기인하는 부피변화에 의해서 상기 베이스 프레임을 상하 회전작동시키는 외력을 제공하는 적어도 하나의 수축팽창부재를 포함하거나 상기 메인 프레임과 베이스 프레임중 어느 하나에 작동단이 연결되고 나머지 프레임에 고정단이 위치고정되어 상기 메인 프레임과 베이스 프레임과의 사이의 간격을 벌리거나 오므리는 외력을 제공하는 적어도 하나의 구동수단일 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

재활환자의 손이 파지하게 되는 손잡이의 간단한 구조변경에 의해서 재활환자의 선택적인 손잡이 파지형태에 맞추어 굽힘,폄운동이나 내,외전운동과 같은 손목관절 운동을 선택적으로 다양하고 간편하게 수행함으로써 수술후 재활환자의 속목관절에 대한 재활운동을 복합적으로 수행하여 완치시간을 줄일 수 있다.

하나의 엑추에이터의 구동원에 의해서 손목관절을 재활훈련하기 위한 굽힘,폄운동과 내,외전운동을 복합적으로 다양하게 수행할 수 있기 때문에 장치의 구동 메카니즘이 단순해지고, 전체적인 장치의 부피가 줄어들면서 소형화 설계가 가능해지는 한편, 제조원가 및 관리유지비용을 낮추어 재활운동훈련에 소요되는 재활치료 비용을 절감할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 제2실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 제3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 제3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 제1,2 및 3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치에서 손목관절 재활운동을 도시한 것으로서,
a)는 제1운동모드시 굽힘운동과 폄운동을 도시한 개념도이고,
b)는 제2운동모드시 내전운동과 외전운동을 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치에 메인프레임부를 적용한 변형 실시예의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치에 선회 작동부를 적용한 변형 실시예의 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

<제1실시예>

본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100)는 도 1 과 도 2에 도시한 바와 같이, 재활환자의 손목관절에 대한 굽힘,폄운동이나 내,외전운동과 같은 손목관절 운동을 선택적으로 수행할 수 있도록 베이스 프레임(10), 회동 프레임(20), 다축 손잡이(30)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 프레임(10)은 손목관절을 재활하는 운동을 수행하고자 하는 재활환자의 전완과 대응하는 상부면에 만곡진 접촉면을 갖는 성형구조물이다.

상기 접촉면은 탄성력을 갖는 수지와 같은 소재로 이루어지는 적어도 하나의 판상의 접촉부재(12)로 구비되어 상기 베이스 프레임의 상부면에 별도의 구성요소로 구비될 수 있다.

이때, 상기 재활환자의 팔꿈치부터 손목까지의 팔 부분인 전완의 피부면이 안정적으로 고르게 접촉하는 접촉면은 상기 베이스 프레임의 상부면에 인체공학적으로 만곡진 호형 표면으로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 베이스 프레임(10)에는 상기 접촉부재의 호형 표면에 올려지는 재활환자의 전완을 손목관절의 재활운동을 수행하는 동안 안정적으로 위치고정할 수 있도록 적어도 하나의 밴드부재(15)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 밴드부재(15)는 손목관절 운동을 수행하고자 하는 재활환자의 전완 크기에 맞추어 길이조절이 가능한 것이 바람직하다.

이러한 베이스 프레임(10)은 상기 회동 프레임(20)을 선회구동시키는 구동력을 제공하는 구동부를 배치하여 내장할 수 있도록 일정크기의 내부공간을 갖는 고정구조물이다.

상기 회동 프레임(20)은 고정 구조물인 베이스 프레임(10)의 일단에 회전축(25)을 매개로 하여 일방향 또는 양방향으로 회동가능하게 조립되는 가동구조물이다.

상기 회전축(25)은 상기 베이스 프레임의 일단과 대응하는 회동 프레임의 일단에 대략 수직하게 설치되는 일정길의 축부재로 구비될 수 있다.

이러한 회전축(25)은 상기 베이스 프레임의 일단에 관통형성된 회전지지공에 회전가능하게 조립되도록 상기 회동 프레임에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 회동 프레임(20)의 일단에 관통형성된 회전지지공에 회전가능하게 조립되도록 상기 베이스 프레임(10)의 일단에 설치되는 일정길이 축부재로 구비될 수 있다.

이때, 상기 회전축(25)에는 상기 베이스 프레임에 대한 회동 프레임의 회전작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 베어링부재를 매개로 베이스 프레임과 조립되고, 상기 베이스 프레임과의 조립부위로부터 분리이탈이 곤란하도록 이탈방지용 스냅링과 같은 이탈방지구조를 적용하는 것이 바람직하다.

상기 다축 손잡이(30)는 상기 베이스 프레임(10)의 접촉면에 전완이 올려져 접해진 상태에서 재활환자의 손이 선택적으로 파지되도록 상기 회동 프레임(20)에 구비되는 파지부재이다.

이러한 다축 손잡이(30)는 사전에 설정된 재활훈련의 운동모드에 맞추어 재활환자의 손이 선택적으로 파지할 수 있도록 서로 다른 파지부위를 갖추어 재활환자가 제1운동모드와 제2운동모드를 택일적으로 선택하여 재활운동을 수행할 수 있다.

즉, 상기 다축 손잡이(30)는 상기 회전축(25)과 대략적으로 나란한 제1축(V)을 형성하는 제1수직 손잡이(31)를 포함하고, 상기 제1수직 손잡이의 상단에 상기 제1축과 직교하는 제2축(H)을 형성하는 제1수평 손잡이(32)를 포함할 수 있다.

상기 제1수직 손잡이(31)는 상기 회동 프레임의 상부면에 관통형성된 연결공(21)에 하부단이 대응삽입되어 조립되는 일정길이의 바부재로 구비되고, 상기 제1수평 손잡이(32)는 상기 제1수직 손잡이의 상단에 길이중간이 일체로 연결되거나 조립되는 일정길이의 바부재로 구비될 수 있다.

이때, 상기 제1수직 손잡이의 하부단에는 상기 연결공(21)에 형성된 암나사부와 나사결합되는 수나사부(31a)를 구비하고, 상기 제1수직 손잡이는 상기 연결공의 암나사부와 수나사부간의 나사결합에 의해서 착탈가능하게 조립된다.

그리고, 상기 제1수직 손잡이의 파지위치와 상기 제1수평 손잡이의 파지위치는 상기 연결공의 암나사부와 제1수직 손잡이의 수나사부간의 나사이동에 의해서 재활환자의 손크기나 재활프로그램에 맞추어 상하높이를 조절할 수 있다.

여기서, 상기 다축 손잡이(30)는 상기 제1수평 손잡이의 길이중간이 제1수직 손잡이의 상단과 연결되는 대략 T자형 손잡이로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1수평 손잡이가 제1수직 손잡이의 상단으로부터 대략 직각으로 절곡되는 대략 L자형 손잡이로 구비될 수 있다.

상기 다축 손잡이(30)를 구성하는 제1수직 손잡이(31)와 제1수평 손잡이(32)에는 재활환자의 파지시 손가락이 고르게 접촉할 수 있도록 파형 굴곡부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1수직 손잡이(31)와 제1수평 손잡이(32)에는 재활환자의 파지시 미끄러짐을 방지하도록 수지소재와 같은 미끄럼 방지부재를 덮거나 수지소재로 코팅처리할 수 있다.

이에 따라, 도 1과 도 2에 도시된 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100)를 이용하여 손목관절 재활운동을 수행하고자 하는 경우, 먼저 재활환자가 다축 손잡이(30)의 제1수직 손잡이(31)를 오른손이 좌측에서 우측으로 파지하여 제1운동모드를 선택하게 되면, 도 7a 에 도시한 바와 같이, 상기 제1수직 손잡이를 파지한 재활환자의 오른손은 손등이 회전중심인 수직축(R)과 대략 직교하는 수평방향으로 향하게 된다.

이러한 상태에서 가동 구조물인 회동 프레임이 상기 수직축(R)을 회전중심으로 하여 고정 구조물인 베이스 프레임에 대하여 사전에 설정된 일정각도에 맞추어 중립축(N)을 기준으로 하여 좌우양측으로 반복 회전되면, 상기 제1수직 손잡이를 파지한 오른손이 손바닥 측으로 선회되면서 손목관절의 굽힘운동(V1)을 수행하고, 반대로 상기 제1수직 손잡이를 파지한 오른손이 손등 측으로 선회되면서 손목관절의 폄운동(V2)을 수행하기 때문에 손목관절의 굽힘운동과 폄운동이 사전에 설정된 횟수만큼 반복적으로 이루어지면서 손목관절 재활훈련을 수행한다.

상기 다축 손잡이의 제1수직 손잡이를 파지하여 수행되는 제1운동모드의 굽힘운동(V1)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 굽힘각도(θ1)로 관절운동을 수행하고, 폄운동(V2)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 폄각도(θ2)로 관절운동을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 굽힘각도(θ1)는 대략 38°로 설정하여 굽힘운동을 수행하고, 상기 폄각도(θ2)는 대략 40°로 설정하여 폄운동을 수행할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 재활환자의 손목상태 및 재활치료상태 조건에 따라 변경될 수 있다.

상기 재활환자가 다축 손잡이(30)의 제1수평 손잡이(32)를 오른손이 위에서 아래로 파지하여 제2운동모드를 선택하게 되면, 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 제1수평 손잡이를 파지한 재활환자의 오른손은 손등이 회전중심인 수직축(R)과 나란한 수직방향으로 향하게 된다.

이러한 상태에서 가동 구조물인 회동 프레임이 상기 수직축(R)을 회전중심으로 하여 고정 구조물인 베이스 프레임에 대하여 사전에 설정된 일정각도에 맞추어 중립축(N)을 기준으로 하여 좌우양측으로 반복 회전되면, 상기 제1수평 손잡이를 파지한 오른손이 엄지손가락 측으로 선회되면서 손목관절의 내전운동(H1)을 수행하고, 반대로 상기 제1수평 손잡이를 파지한 오른손이 새끼손가락 측으로 선회되면서 손목관절의 외전운동(H2)을 수행하기 때문에 손목관절의 내전운동과 외전운동이 사전에 설정된 횟수만큼 반복적으로 이루어지면서 손목관절 재활훈련을 수행한다.

상기 다축 손잡이의 제1수평 손잡이를 파지하여 수행되는 제2운동모드의 내전운동(H1)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 내전각도(α1)로 관절운동을 수행하고, 외전운동(H2)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 외전각도(α2)로 관절운동을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 내전각도(θ1)는 대략 28°로 설정하고, 상기 외전각도(θ2)는 대략 38°로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 재활환자의 손목상태 및 재활치료상태 조건에 따라 변경될 수 있다.

한편, 상기 베이스 프레임에 대하여 회동 프레임을 회전구동시키는 동력을 제공하는 구동부(50)를 포함할 수 있다.

이러한 구동부(50)는 상기 회전축(25)에 구비되는 피동부재(53)를 연동시키는 구동부재(52)를 포함하고, 상기 구동부재를 통하여 상기 피동부재에 회전구동력을 직간접적으로 제공하는 엑추에이터(51)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 피동부재와 구동부재와의 사이에는 체인이나 벨트와 같은 동력전달수단이 적용되어 구비될 수 있다.

상기 피동부재는 상기 회전축의 단부에 구비되는 피동 원형기어이고, 상기 구동부재는 상기 피동 원형기어와 기어물림되는 구동원형기어이며, 상기 엑추에이터는 상기 구동피어기어를 회전구동시키는 모터부재로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 구동부는 피니언기어와 기어물림된 래크기어를 전후진왕복시키는 실린더부재로 이루어지거나 피동위엄기어와 기어물림된 구동워엄기어를 회전구동시키는 모터부재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 회동프레임의 일측면에 제1수직 손잡이와 제1수평손잡이로 이루어지는 다축 손잡이(30)에는 재활환자의 파지유무를 확인함과 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인할 수 있도록 센서부(40)를 포함할 수 있다.

이러한 센서부(40)는 상기 제1수직 손잡이에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서(41)와, 상기 제1수평 손잡이에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서(42)를 포함할 수 있다.

상기 제1센서(41)와 제2센서(42)는 재활환자의 손바닥이나 손가락과 접촉시 감지신호를 발생시키는 터치센서, 광학센서 및 압력센서 중 선택적으로 구비되는 어느 하나일 수 있다.

여기서, 상기 제1센서(41)는 재활환자의 오른손이나 왼손 파지시 를제1운동모드를 선택적으로 확인할 수 있도록 상기 제1수직 손잡이의 양측 외부면에 좌우한쌍의 1세트로 구비되거나 상기 재활환자의 오른손이나 왼손 파지시 중첩되는 외부면에 단일부재로 구비될 수 있다.

그리고, 재활환자가 다축 손잡이의 파지시 제1센서(41) 또는 제2센서(42)에서 발생하는 감지신호는 상기 구동부(50)의 엑추에이터(51)에 전원을 공급하는 것을 허락하는 제어신호로 제공될 수 있며, 상기 제1센서(41) 또는 제2센서(42)에서의 감지신호 미발생시에는 전원공급을 차단하는 제어신호를 수행할 수 있다.

<제2실시예>

본 발명의 제2실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100a)는 도 3 과 도 4에 도시한 바와 같이, 제1실시예와 마찬가지로 베이스 프레임(10), 회동 프레임(20), 다축 손잡이(30), 센서부(40) 및 구동부(50)를 포함하고, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

이러한 다축 손잡이(30)는 사전에 설정된 재활훈련에 맞추어 재활환자의 손이 선택적으로 파지할 수 있도록 서로 다른 파지부위를 갖추어 재활환자가 제1운동모드와 제2운동모드를 택일적으로 선택할 수 있다.

즉, 상기 다축 손잡이(30)는 상기 회전축과 대략적으로 나란한 연결축(33)의 상단에 구비되는 구체(34)를 포함하고, 상기 구체(34)는 상기 회전축과 나란한 제1축(V)을 형성하도록 재활환자의 양손 중 일측 손의 손바닥면이 접하여 파지되는 좌우한쌍의 측방파지면(34a)과, 상기 제1축과 직교하는 제2축(H)을 형성하도록 좌우한쌍의 측방파지면(34a)사이에서 재활환자의 양손 중 일측 손의 손바닥면이 접하여 파지되는 상방파지면(34b)을 포함할 수 있다.

상기 구체(34)는 재활환자의 손크기에 맞추어 일정크기의 외경을 갖는 원형 볼부재로 구비되고, 상기 측방파지면(34a)과 상방파지면(34b)의 파지시 5개의 손가락 중 어느 하나의 손가락의 단부가 삽입되어 파지력을 발생시키는 적어도 하나의 파지홈을 함몰형성할 수 있다.

이때, 상기 연결축의 하부단에는 상기 회동 프레임의 상부면에 관통형성된 연결공(21)의 암나사부와 나사결합되는 수나사부(33a)를 구비하고, 상기 구체(34)는 상기 연결공의 암나사부와 상기 연결축의 수나사부와의 나사결합에 의해서 회동 프레임에 착탈가능하게 조립된다.

그리고, 상기 측방파지면(34a)의 파지위치와 상기 상방파지면(34b)의 파지위치는 상기 연결공의 암나사부와 상기 연결축의 수나사부간의 나사이동에 의해서 재활환자의 손크기나 재활프로그램에 맞추어 상하높이를 가변시켜 조절할 수 있다.

상기 다축 손잡이를 구성하는 구체(34)의 측방파지면(34a)과 상방파지면(34b)에는 재활환자의 파지시 손바닥면과의 밀착력과 마찰력을 높일 수 있도록 외측으로 돌출형성되는 엠보싱이나 돌기를 구비할 수 있다.

또한, 구체(34)의 측방파지면(34a)과 상방파지면(34b)에는 재활환자의 파지시 미끄러짐을 방지하도록 수지소재와 같은 미끄럼 방지부재를 덮어 포장하거나 수지소재로 코팅처리할 수 있다.

이에 따라, 도 3과 도 4에 도시된 제2실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100a)를 이용하여 손목관절 재활운동을 수행하고자 하는 경우, 먼저 재활환자가 다축 손잡이(30)의 구체(34)에 형성된 좌우한쌍의 측방파지면 중 일측 측방파지면(34a)을 오른손이 좌측에서 우측으로 파지하여 제1운동모드를 선택하게 되면, 도 7a 에 도시한 바와 같이, 상기 구체의 측방파지면을 파지한 재활환자의 오른손은 손등이 회전중심인 수직축(R)과 대략 직교하는 수평방향으로 향하게 된다.

이러한 상태에서 가동 구조물인 회동 프레임이 상기 수직축(R)을 회전중심으로 하여 고정 구조물인 베이스 프레임에 대하여 사전에 설정된 일정각도에 맞추어 중립축(N)을 기준으로 하여 좌우양측으로 반복 회전되면, 상기 측방파지면을 파지한 오른손이 손바닥 측으로 선회되면서 손목관절의 굽힘운동(V1)을 수행하고, 반대로 상기 측방파지면을 파지한 오른손이 손등 측으로 선회되면서 손목관절의 폄운동(V2)을 수행하기 때문에 손목관절의 굽힘운동과 폄운동이 사전에 설정된 횟수만큼 반복적으로 이루어지면서 손목관절 재활훈련을 수행한다.

상기 다축 손잡이의 측방파지면을 파지하여 수행되는 제1운동모드의 굽힘운동(V1)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 굽힘각도(θ1)로 관절운동을 수행하고, 폄운동(V2)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 폄각도(θ2)로 관절운동을 수행할 수 있다.

상기 재활환자가 다축 손잡이(30)의 구체에 형성된 상방파지면(34b)을 오른손이 위에서 아래로 파지하여 제2운동모드를 선택하게 되면, 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 상방파지면을 파지한 재활환자의 오른손은 손등이 회전중심인 수직축(R)과 나란한 수직방향으로 향하게 된다.

이러한 상태에서 가동 구조물인 회동 프레임이 상기 수직축(R)을 회전중심으로 하여 고정 구조물인 베이스 프레임에 대하여 사전에 설정된 일정각도에 맞추어 중립축((N)을 기준으로 하여 좌우양측으로 반복 회전되면, 상기 상방파지면을 파지한 오른손이 엄지손가락 측으로 선회되면서 손목관절의 내전운동(H1)을 수행하고, 반대로 상기 상방파지면을 파지한 오른손이 새끼손가락 측으로 선회되면서 손목관절의 외전운동(H2)을 수행하기 때문에 손목관절의 내전운동과 외전운동이 사전에 설정된 횟수만큼 반복적으로 이루어지면서 손목관절 재활훈련을 수행한다.

상기 다축 손잡이의 상방파지면을 파지하여 수행되는 제2운동모드의 내전운동(H1)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 내전각도(α1)로 관절운동을 수행하고, 외전운동(H2)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 외전각도(α2)로 관절운동을 수행할 수 있다.

또한, 상기 측방파지면과 상방파지면을 갖는 구체(34)로 이루어지는 다축 손잡이(30)에는 재활환자의 파지유무부와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인할 수 있도록 센서부(40)를 포함할 수 있다.

이러한 센서부(40)는 상기 구체(34)의 측방파지면(34a)에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서(41)와, 상기 상방파지면(34b)에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서(42)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1센서(41)는 재활환자의 오른손이나 왼손 파지시 제1운동모드를 선택적으로 확인할 수 있도록 상기 구체의 양측면에 형성되는 측방파지면(34a)에 각각 설치되어 좌우한쌍의 1세트로 구비되거나 상기 재활환자의 오른손이나 왼손 파지시 중첩되는 구체의 외부면에 단일부재로 구비될 수 있다.

<제3실시예>

본 발명의 제3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100b)는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 제1,2실시예와 마찬가지로 베이스 프레임(10), 회동 프레임(20), 다축 손잡이(30), 센서부(40) 및 구동부(50)를 포함하고, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

상기 회동프레임(20)은 상기 베이스 프레임의 일단에 회전축(25)을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는 제1회동프레임(20a)을 포함하고, 상기 제1회동프레임의 외측단에 상기 접촉면과 나란하면서 상기 회전축과 직교하는 보조회전축(23)을 매개로 하여 회전가능하게 조립되어 상기 다축 손잡이(30)가 구비되는 제2회동프레임(20b)을 포함할 수 있다.

상기 보조회전축(23)은 상기 제1회동프레임(20a)과 대응하는 제2회동프레임(20b)의 일단에 구비되어 상기 제1회동프레임의 일단 외부면에 관통형성된 회전지지공과 회동가능하게 조립되는 일정길이의 회전축부재로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제2회동프레임(20b)과 대응하는 제1회동프레임(20a)의 일단에 구비되어 상기 제2회동프레임의 일단 외부면에 관통형성된 다른 회전지지공에 회동가능하게 조립되는 일정길이의 회전축부재로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 보조회전축(23)을 구비하는 제2회동프레임(20b)의 일단 외부면과 이에 마주하는 제1회동프레임(20a)의 일단 외부면은 상기 보조회전축을 매개로 하는 조립시 서로 마주하여 접해지도록 평면상으로 구비되거나 곡면상으로 구비될 수 있다.

서로 마주하여 접해지는 제1,2회동프레임의 각 일단 외부면에는 반원상의 안내홈과 이를 따라 활주이동되는 안내돌기를 선택적으로 구비함으로써, 제1운동모드와 제2운동모드간의 파지형태 전환시 상기 보조회전축을 회전중심(T)으로 하는 상기 제2회동프레임의 180°회전조작을 보다 원활하고 정확하게 수행할 수 있다.

이러한 다축 손잡이(30)는 사전에 설정된 재활훈련에 맞추어 재활환자의 손이 선택적으로 파지할 수 있도록 상기 회동프레임의 제2회동프레임에 서로 다른 파지부위를 갖추어 재활환자가 제1운동모드와 제2운동모드를 택일적으로 선택할 수 있다.

즉, 상기 다축 손잡이(30)는 상기 회전축(25)과 대략적으로 나란한 제1축(V)을 형성하도록 상기 제2회동프레임(20b)의 도면상 상부측 일측면에 구비되는 제2수직 손잡이(35)를 포함하고, 상기 제1축과 직교하는 제2축(H)을 형성하도록 상기 제2수직 손잡이와 180°위상차를 두고 상기 제2회동프레임(20b)의 도면상 하부측 타측면에 구비되는 제2수평 손잡이(36)를 포함할 수 있다.

상기 제2수직 손잡이(35)는 상기 제2회동 프레임(20b)의 상부면에 관통형성된 연결공(21)에 하부단이 대응삽입되어 조립되는 일정길이의 바부재로 구비될 수 있다.

이때, 상기 제2수직 손잡이(35)의 하부단에는 상기 연결공(21)에 형성된 암나사부와 나사결합되는 수나사부(35a)를 구비하고, 상기 제2수직 손잡이는 상기 연결공의 암나사부와 수나사부간의 나사결합에 의해서 착탈가능하게 조립된다.

상기 제2수직 손잡이(35)의 파지위치는 상기 연결공의 암나사부와 제2수직 손잡이의 수나사부간의 나사이동에 의해서 재활환자의 손크기나 재활프로그램에 맞추어 상하높이를 조절할 수 있다.

상기 제2수평 손잡이(36)는 상기 제2회동 프레임(20b)의 하부면에 관통형성된 다른 연결공에 상부단이 대응삽입되어 조립되는 연결축(37)의 상단으로부터 일측으로 대략 직각으로 절곡되는 대략 L자형 손잡이로 구비될 수 있다.

이때, 상기 제2수평 손잡이(36)의 연결축 상부단에는 상기 제2회동 프레임(20b)의 하부면에 관통형성된 다른 연결공에 형성된 암나사부와 나사결합되는 수나사부(37a)를 구비하고, 상기 제2수평 손잡이는 상기 연결공의 암나사부와 수나사부간의 나사결합에 의해서 착탈가능하게 조립된다.

상기 제2수평 손잡이(36)의 파지위치는 상기 연결공의 암나사부와 제2수평 손잡이의 수나사부간의 나사이동에 의해서 재활환자의 손크기나 재활프로그램에 맞추어 상하높이를 조절할 수 있다.

상기 다축 손잡이를 구성하는 제2수직 손잡이(35)와 제2수평 손잡이(36)에는 재활환자의 파지시 손가락이 고르게 접촉할 수 있도록 파형 굴곡부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 제2수직 손잡이(35)와 제2수평 손잡이(36)에는 재활환자의 파지시 미끄러짐을 방지하도록 수지소재와 같은 미끄럼 방지부재를 덮거나 수지소재로 코팅처리할 수 있다.

이에 따라, 도 5와 도 6에 도시된 제3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100b)를 이용하여 손목관절 재활운동을 수행하고자 하는 경우, 상기 다축 손잡이(30)의 제2수직 손잡이(35)가 제2회동프레임(20b)의 상측에 위치되고, 상기 제2수평 손잡이(36)는 제2회동프레임(20b)의 하측에 위치되는 대기상태에서 재활환자가 상기 제2수직 손잡이(35)를 양손 중 일측 오른손이 좌측에서 우측으로 파지하여 제1운동모드를 선택하게 되면, 도 7a 에 도시한 바와 같이, 상기 제2수직 손잡이를 파지한 재활환자의 오른손은 손등이 회전중심인 수직축(R)과 대략 직교하는 수평방향으로 향하게 된다.

이러한 상태에서 가동 구조물인 회동 프레임이 상기 수직축(R)을 회전중심으로 하여 고정 구조물인 베이스 프레임에 대하여 사전에 설정된 일정각도에 맞추어 중립축(N)을 기준으로 하여 좌우양측으로 반복 회전되면, 상기 제2수직 손잡이를 파지한 오른손이 손바닥 측으로 선회되면서 손목관절의 굽힘운동(V1)을 수행하고, 반대로 상기 제2수직 손잡이를 파지한 오른손이 손등 측으로 선회되면서 손목관절의 폄운동(V2)을 수행하기 때문에 손목관절의 굽힘운동과 폄운동이 사전에 설정된 횟수만큼 반복적으로 이루어지면서 손목관절 재활훈련을 수행한다.

상기 다축 손잡이의 제2수직 손잡이를 파지하여 수행되는 제1운동모드의 굽힘운동(V1)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 굽힘각도(θ1)로 관절운동을 수행하고, 폄운동(V2)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 폄각도(θ2)로 관절운동을 수행할 수 있다.

그리고, 상기 제1회동프레임에 대하여 제2회동프레임을 180 °반전시켜 상기와는 반대로 상기 제2수평 손잡이(36)가 제2회동프레임(20b)의 상측에 위치되고, 상기 제2수직 손잡이(35)는 제2회동프레임(20b)의 하부측에 위치된 대기상태에서 상기 재활환자가 다축 손잡이(30)의 제2수평 손잡이(36)를 양손 중 일측 오른손이 위에서 아래로 파지하여 제2운동모드를 선택하게 되면, 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 제2수평 손잡이를 파지한 재활환자의 오른손은 손등이 회전중심인 수직축(R)과 나란한 수직방향으로 향하게 된다.

이러한 상태에서 가동 구조물인 회동 프레임이 상기 수직축(R)을 회전중심으로 하여 고정 구조물인 베이스 프레임에 대하여 사전에 설정된 일정각도(θ2)에 맞추어 좌우양측으로 반복 회전되면, 상기 제2수평 손잡이를 파지한 오른손이 엄지손가락 측으로 선회되면서 손목관절의 내전운동(H1)을 수행하고, 반대로 상기 제2수평 손잡이를 파지한 오른손이 새끼손가락 측으로 선회되면서 손목관절의 외전운동(H2)을 수행하기 때문에 손목관절의 내전운동과 외전운동이 사전에 설정된 횟수만큼 반복적으로 이루어지면서 손목관절 재활훈련을 수행한다.

상기 다축 손잡이의 제2수평 손잡이를 파지하여 수행되는 제2운동모드의 내전운동(H1)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 내전각도(α1)로 관절운동을 수행하고, 외전운동(H2)은 중립상태인 중립축(N)을 기준으로 하여 사전에 설정된 일정크기의 외전각도(α2)로 관절운동을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제2수직 손잡이와 제2수평 손잡이를 제2회동프레임의 상하 양측면에 서로 반대로 긱긱 구비하는 다축 손잡이(30)에는 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인할 수 있도록 센서부(40)를 포함할 수 있다.

이러한 센서부(40)는 상기 제2수직 손잡이에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서(41)와, 상기 제2수평 손잡이에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서(42)를 포함할 수 있다.

상기 제1,2센서(41,42)는 재활환자의 오른손이나 왼손 파지시 제1운동모드 및 제2운동모드를 확인할 수 있도록 상기 제2수직 손잡이와 제2수평 손잡이의 양측 외부면에 좌우한쌍의 1세트로 구비되거나 상기 재활환자의 오른손이나 왼손 파지시 중첩되는 외부면에 단일부재로 구비될 수 있다.

한편, 재활환자의 손목관절을 재활하기 위한 제1운동모드 및 제2운동모드의 선택적인 재활훈련시 신체 관절구조상 손목관절의 가동범위가 제2운동모드에서 수행되는 내전운동(H1)의 내전각도(α1) 및 외전운동(H2)의 외전각도(α2)는 제1운동모드에서 수행되는 굽힘운동(V1)의 굽힘각도(θ1) 및 폄운동(V2)의 폄각도(θ2)보다 적으므로 회동 프레임의 회전에 기인하는 다축 손잡이의 회전변위를 제한하는 것이 바람직하다.

그리고, 선택된 제1운동모드에서 신체 관절구조상 손목관절의 가동범위가 굽힘운동(V1)의 굽힘각도(θ1)는 폄운동(V2)의 폄각도(θ2)보다 작고, 내전운동(H1)의 내전각도(α1)는 외전운동(H2)의 외전각도(α2)보다 작게 된다.

이에 따라, 상기 센서부(40)는 다축 손잡이(30)의 제1수직 손잡이(31), 측방파지면(34a), 제2수직 손잡이(35) 중 어느 하나에 구비되는 제1센서(41)의 감지신호 발생에 기인하는 제1운동모드의 선택시, 상기 굽힘운동(V1)의 굽힘각도(θ1)와 상기 폄운동(V2)의 폄각도(θ2)는 서로 다르게 설정되어 제1운동모드를 수행할 수 있으며, 이때, 상기 굽힘운동에 관련된 회동 프레임의 굽힘각도(θ1)는 상기 폄운동에 관련된 회동 프레임의 폄각도(θ2)보다 작게 설정되어 상기 다축 손잡이를 구비하는 회동 프레임의 회전변위를 제어하면서 제1운동모드에 관련된 관절 재활운동을 수행하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1운동모드에 관련된 굽힘운동 및 폄운동은 동시에 일정주기로 반복하여 수행되거나 굽힘운동 및 폄운동 중 어느 하나의 운동만 택일하여 일정주기로 집중 반복하여 수행될 수 있다.

상기 센서부(40)는 다축 손잡이(30)의 제1수평 손잡이(32), 상방파지면(34b), 제2수평 손잡이(36) 중 어느 하나에 구비되는 제2센서(42)의 감지신호 발생에 기인하는 제2운동모드의 선택시, 상기 내전운동(H1)의 내전각도(α1)와 상기 외전운동(H2)의 외전각도(α2)는 서로 다르게 설정되어 제2운동모드를 수행할 수 있으며, 이때, 상기 내전운동에 관련된 회동 프레임의 내전각도(α1)는 상기 외전운동에 관련된 회동 프레임의 외전각도(α2)보다 작게 설정되어 상기 다축 손잡이를 구비하는 회동 프레임의 회전변위를 제어하면서 제2운동모드에 관절 재활운동을 수행하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제2운동모드에 관련된 내전운동 및 외전운동은 동시에 일정주기로 반복하여 수행되거나 내전운동 및 외전운동 중 어느 하나의 운동만 택일하여 일정주기로 집중 반복하여 수행될 수 있다.

그리고, 상기 제1,2운동드에 관련된 굽힘운동 및 폄운동 그리고 내전운동 및 외전운동을 수행하기 위한 상기 회동프레임의 회전범위는 상기 회동 프레임에 외력을 인가하는 구동부에 구비되는 구동부재의 구동량을 조절하는 것에 의해서 제어될 수있다.

<변형 실시예>

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치에 메인 프레임을 적용한 변형 실시예의 사시도로서, 상기 베이스 프레임(10)이 올려져 배치되는 대략 사각판상의 메인 프레임(60)을 포함하고, 상기 회동 프레임(20)의 반대편에 해당하는 베이스 프레임(10)의 타단은 상기 메인 프레임(60)의 일단과 힌지핀(64)을 매개로 하여 회동가능하게 조립될 수 있다.

상기 힌지핀(64)은 상기 메인 프레임의 일단에 구비되는 지지브라켓(62)에 구비될 수 있다.

이러한 메인 프레임(60)은 재활환자의 재활치료가 이루어지는 실내공간인 재활치료실에 구비되는 수평한 결합면이나 수직한 결합면에 착탈가능하게 조립됨으로써 상기 메인 프레임이 재활치료실에 구비된 책상의 상판인 수평한 결합면이나 재활치료실의 벽체인 수직한 결합면에 고정되어 설치될 수 있다.

이때, 상기 메인 프레임(60)과 수평하거나 수직한 결합면간의 결합은 볼트와 같은 체결부재에 의해서 이루어지거나 흡착판이나 밴드와 같은 별도의 구속부재에 의해서 이루어질 수 있다.

즉, 상기 재활환자의 팔꿈치부터 손목까지 해당하는 팔부분인 전완은 상기 베이스 프레임의 접촉면에 접촉되면서 밴드부재(15)에 의해서 확고히 구속된다.

이러한 상태에서, 재활환자의 재활의지에 의한 발생되는 전완의 근력에 의해서 팔꿈치를 기준으로 하여 손목을 상체쪽으로 당긴 다음 전완의 근력을 해제하게 되면, 상기 힌지핀을 매개로 메인 프레임에 회동가능하게 조립된 베이스 프레임이 반복적으로 상하방향으로 회동되면서 상기 베이스 프레임에 구속된 전완의 근력운동을 반복적으로 수행할 수 있기 때문에 수술이후에 근력이 약해진 전완이나 상지의 근육을 수술전의 정상상태로 재활하는 전완 및 상지 근력 재활운동을 손목관절의 재활운동과 더불어 병행하여 수행할 수 있고, 이로 인하여 재활환자의 전체적인 회복시간을 단축할 수 있다.

여기서, 상기 베이스 프레임(10)과 힌지핀(64)을 매개로 연결되는 메인 프레임(60)은 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100)에 적용되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제2,3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100a,100b)에도 동일하게 적용되어 전완과 상지 재활운동에 사용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치에 선회 작동부를 적용한 변형 실시예의 사시도로서, 상기 베이스 프레임(10)이 올려져 배치되는 대략 사각판상의 메인 프레임(60)을 포함하고, 상기 회동 프레임(20)의 반대편에 해당하는 베이스 프레임(10)의 타단은 상기 메인 프레임(60)의 일단과 힌지핀(64)을 매개로 하여 회동가능하게 조립되며, 상기 베이스 프레임(10)과 메인 프레임(60)과의 사이에는 상기 힌지핀(64)을 중심으로 하여 상기 베이스 프레임(10)을 상하 회전작동시키는 외력을 제공하는 선회 작동부(70)를 포함할 수 있다.

이러한 선회 작동부(70)는 외부로부터 강제유입되는 기체나 액체와 같은 유체의 유입량 또는 내부로부터 외부로 배출되는 유체의 배출량에 기인하는 부피변화에 의해서 상기 힌지핀을 기준으로 하여 상기 베이스 프레임(10)을 상하방향으로 회동작동시키는 외력을 제공하는 적어도 하나의 수축팽창부재로 구비될 수 있다.

상기 수축팽창부재는 컴프레셔와 같은 압축공기 발생수단과 에어공급라인을 매개로 연결되는 적어도 하나의 유입구를 갖추어 외부로부터 일정량의 기체가 내부유입되어 팽창되고, 밸브작동시 내부유입된 기체를 외부로 배출하여 수축되는 에어백과 같은 탄성체로 구비될 수 있다.

이러한 선회 작동부(70)는 상기 메인 프레임(60)과 베이스 프레임(10)중 어느 하나에 작동단이 연결되고 나머지 프레임에 고정단이 위치고정되어 상기 메인 프레임(60)과 베이스 프레임(10)과의 사이의 간격을 벌리거나 오므리는 외력을 제공하는 모터부재 및 실린더부재와 같은 구동수단으로 구비될 수 있다.

상기 구동수단은 상기 베이스 프레임(10)의 하부면에 상단이 회동가동하게 연결되는 이동부재와 나사결합되는 스크류부재를 전원인가시 회전구동시켜 상기 이동부재를 전후진 이동시킴으로써 상기 메인 프레임에 대하여 베이스 프레임을 상하 회전시키는 외력을 제공하는 모터부재로 이루어지거나 상기 베이스 프레임(10)의 하부면에 로드선단이 회동가능하게 연결되어 로드선단을 상하 왕복작동시키는 실린더부재로 이루어질 수 있다.

이러한 상태에서, 상기 선회 작동부(70)에 구비되는 수축팽창부재의 유입구를 통하여 일정량의 유체를 내부로 강제주입하여 수축팽창부재의 부피를 팽창시킨 다음 상기 수축팽창부재의 배출구를 통하여 일정량의 유체를 외부로 강제배출하여 상기 수축팽창부재의 부피를 수축시켜 상기 수축팽창부재의 부피변화를 반복적으로 수행하게 되면, 상기 메인 프레임과 베이스 프레임과의 사이에 배치된 수축팽창부재의 높이변화가 반복적으로 발생되면서 상기 힌지핀에 회동가능하게 조립된 베이스 프레임은 상하방향으로 반복하여 회동되면서 상기 베이스 프레임에 구속된 전완의 근력운동을 반복적으로 수행할 수 있기 때문에 수술이후에 근력이 약해진 전완이나 상지의 근육을 수술전의 정상상태로 재활하는 전완 및 상지 근력 재활운동을 손목관절의 재활운동과 더불어 병행하거나 독립적으로 각각 수행할 수 있고, 이로 인하여 재활환자의 전체적인 회복시간을 단축할 수 있다.

그리고, 상기 메인 프레임에 대한 베이스 프레임의 상하방향으로의 반복적인 회동은 상기 메인 프레임과 베이스 프레임과의 사이에 배치되어 외력을 제공하는 모터부재 및 실린더부재와 같은 구동수단에 의해서도 동일하게 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 선회 작동부(70)는 제1실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100)에 적용되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제2,3실시예에 따른 손목관절 재활훈련장치(100a,100b)에도 각각 동일하게 적용되어 전완과 상지 재활운동에 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 베이스 프레임 12 : 접촉면
15 : 밴딩부재 20 : 회동 프레임
20a : 제1회동 프레임 20b : 제2회동 프레임
21 : 연결공 30 : 다축 손잡이
31 : 제1수직 손잡이 32 : 제1수평 손잡이
34 : 구체 34a : 측방파지면
34b : 상방파지면 35 : 제2수직 손잡이
36 : 제2수평 손잡이 40 : 센서부
41 : 제1센서 42 : 제2센서
50 : 구동부 51 : 엑추에이터
52 : 구동부재 53 : 피동부재
60 : 메인 프레임 70: 선회 작동부

Claims

재활환자의 전완과 대응하는 접촉면을 갖는 베이스 프레임 ;
상기 베이스 프레임의 일단에 회전축을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는 회동 프레임 ;
상기 접촉면에 전완이 접해지는 재활환자의 손이 파지되도록 상기 회동 프레임에 구비되는 적어도 하나의 다축 손잡이 ; 를 포함하고,
상기 다축 손잡이에 구비된 적어도 2개이상의 서로 다른 파지부위 중 어느 하나를 상기 재활환자가 택일적으로 파지하면서 상기 회전축과 나란한 제1축을 파지하는 제1운동모드를 선택하거나 상기 제1축과 직교하는 제2축을 파지하는 제2운동모드를 선택하여,
상기 재활환자의 제1운동모드시 손목관절의 굽힘운동과 폄운동을 수행하거나 상기 재활환자의 제2운동모드시 손목관절의 내전운동과 외전운동을 수행하는, 손목관절 재활훈련장치.
제1항에 있어서,
상기 다축 손잡이는 상기 회전축과 나란한 제1축을 형성하는 제1수직 손잡이와, 상기 제1축과 직교하는 제2축을 형성하도록 상기 제1수직 손잡이의 상단에 구비되는 제1수평 손잡이를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제2항에 있어서,
상기 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인하는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 상기 제1수직 손잡이에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 적어도 하나의 제1센서와, 상기 제1수평 손잡이에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 적어도 하나의 제2센서를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제1항에 있어서,
상기 다축 손잡이는 상기 회전축과 나란한 연결축의 상단에 구비되는 구체를 포함하고,
상기 구체는 상기 회전축과 나란한 제1축을 형성하도록 재활환자의 양손 중 일측 손의 손바닥면이 접하여 파지되는 좌우한쌍의 측방파지면과, 상기 제1축과 직교하는 제2축을 형성하도록 좌우한쌍의 측방파지면사이에서 재활환자의 양손 중 일측 손의 손바닥면이 접하여 파지되는 상방파지면을 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제4항에 있어서,
상기 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인하는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 상기 구체의 측방파지면에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서와, 상기 상방파지면에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제1항에 있어서,
상기 회동 프레임은 상기 베이스 프레임의 일단에 회전축을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는 제1회동프레임과, 상기 회전축과 직교하는 보조회전축을 매개로 하여 회전가능하게 조립되어 상기 다축 손잡이가 구비되는 제2회동프레임을 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제6항에 있어서,
상기 다축 손잡이는 상기 회전축과 나란한 제1축을 형성하도록 상기 제2회동프레임의 상,하부 일측면 중 어느 일측면에 구비되는 제2수직 손잡이와, 상기 제1축과 직교하는 제2축을 형성하도록 상기 제2회동프레임의 상,하부 일측면 중 어느 나머지 일측면에 구비되어 제2수평 손잡이를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제7항에 있어서,
상기 재활환자의 파지유무와 더불어 제1운동모드와 제2운동모드의 선택여부를 확인하는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 상기 제2수직 손잡이에 구비되어 파지시 감지신호를 발생시키는 제1센서와, 상기 제2수평 손잡이에 구비되어 파지시 다른 감지신호를 발생시키는 제2센서를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제3항, 제5항 및 제8항 중 어느 한항에 있어서,
상기 제1센서의 감지신호 발생에 기인하는 제1운동모드의 선택시, 상기 굽힘운동의 굽힘각도와 상기 폄운동의 폄각도는 서로 다르게 설정되어 제1운동모드를 수행하고,
상기 굽힘운동에 관련된 회동 프레임의 굽힘각도는 상기 폄운동에 관련된 회동 프레임의 폄각도보다 작게 설정되어 상기 회동 프레임의 회전변위를 제어하는, 손목관절 재활훈련장치.
제3항, 제5항 및 제8항 중 어느 한항에 있어서,
상기 제2센서의 감지신호 발생에 기인하는 제2운동모드의 선택시, 상기 내전운동의 내전각도와 상기 외전운동의 외전각도는 서로 다르게 설정되어 제2운동모드를 수행하고,
상기 내전운동에 관련된 회동 프레임의 내전각도는 상기 외전운동에 관련된 회동 프레임의 외전각도보다 작게 설정되어 상기 회동 프레임의 회전변위를 제어하는, 손목관절 재활훈련장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서,
상기 베이스 프레임에 대하여 회동 프레임을 회전구동시키는 동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
상기 구동부는 상기 회전축에 구비되는 피동부재를 연동시키는 구동부재를 포함하고, 상기 구동부재를 통하여 상기 피동부재에 회전구동력을 제공하는 엑추에이터를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서,
상기 베이스 프레임이 올려져 배치되는 메인 프레임을 포함하고,
상기 회동 프레임의 반대편에 해당하는 베이스 프레임의 타단은 상기 메인 프레임의 일단과 힌지핀을 매개로 하여 회동가능하게 조립되는, 손목관절 재활훈련장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서,
상기 회동 프레임의 반대편에 해당하는 베이스 프레임의 타단이 힌지핀을 매개로 하여 회동가능하게 조립되어 상기 베이스 프레임이 올려져 배치되는 메인 프레임을 포함하고,
상기 메인 프레임과 베이스 프레임과의 사이에 배치되어 상기 힌지핀을 중심으로 하여 상기 베이스 프레임을 상하 회전작동시키는 외력을 제공하는 선회 작동부를 포함하는, 손목관절 재활훈련장치.
제13항에 있어서,
상기 선회 작동부는 외부로부터 유입되는 유체의 유입량 또는 유체의 배출량에 기인하는 부피변화에 의해서 상기 베이스 프레임을 상하 회전작동시키는 외력을 제공하는 적어도 하나의 수축팽창부재를 포함하거나 상기 메인 프레임과 베이스 프레임중 어느 하나에 작동단이 연결되고 나머지 프레임에 고정단이 위치고정되어 상기 메인 프레임과 베이스 프레임과의 사이의 간격을 벌리거나 오므리는 외력을 제공하는 적어도 하나의 구동수단인, 손목관절 재활훈련장치.