KR102484973B1

KR102484973B1 - 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부

Info

Publication number: KR102484973B1
Application number: KR1020150167392A
Authority: KR
Inventors: 홍현화; 한정우; 홍일화
Original assignee: 큐렉소 주식회사
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2023-01-09
Also published as: KR20170062045A

Abstract

본 발명은 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부에 관한 것으로서, 훈련자가 체중을 싣고 착석하여 보행훈련을 하는 보행 훈련기기의 체중지지부에 있어서, 상기 보행 훈련기기 상에서 체중지지부를 회전시키는 회전수단을 포함한 것이고, 상기 회전수단은 체중지지부의 하단부와 결합되는 회전테이블과 상기 회전테이블과 연결되어 회전구동시키는 구동수단 및 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하게 되어, 체중지지부를 회전시켜서 훈련자를 보행 훈련기기의 전방에서 탑승시킴에 따라 기존의 휠체어 주행로를 제거할 수 있어, 결과적으로 보행 훈련기기의 전체 길이가 감소(30% 이상)할 수 있고, 이렇게 감소되어 축소된 보행 훈련기기로 인해 이동이 자유롭고 설치공간을 많이 차지하지 않아도 되는 효과가 있다.

Description

보행 훈련기기의 회전식 체중지지부{Body Weight Support part of rotation type}

본 발명은 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하지 마비 환자와 같이 보행훈련이 필요한 훈련자의 보행훈련을 도와 수행할 수 있도록 한 보행 훈련기기에서, 상기 환자가 착석하여 체중을 지지하는 체중지지부가 회전수단에 의해 회전할 수 있도록 한 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부에 관한 것이다.

보행은 인간이 정상 생활하는데 있어 가장 기본적인 동작 및 기능을 수행하게 되는데, 질병이나 사고로 인해 보행에 장애가 생긴 사람들의 재활을 돕기 위해 보행 훈련기기가 보행 재활로봇이라는 이름으로 개발되어 보행 재활 치료 에 사용되고 있다. 즉 하반신이 마비된 척수손상, 뇌졸증, 외상성 뇌손상, 근위축증, 파킨슨병, 다발성경화증, 뇌성마비, 직립 감각 증진 훈련 등이 보행 재활 치료의 적용 대상이 될 수 있다.

상기한 보행 재활로봇, 즉 종래 보행 훈련기기는 일반적으로 훈련자(환자 등)의 체중을 지지해주는 부분(이하 체중지지부)과 기계적인 장치를 통해 하체에 반복적인 보행 훈련을 시킬 수 있는 부분(이하 보행운동부)으로 구성된다. 이러한 종래 보행 훈련기기(100)의 주요 기능부에 도 1 및 도 2의 사진에서 보는 바와 같이, 훈련자가 휠체어를 이용해 접근할 수 있도록 하는 휠체어 주행로(20)가 존재한다.

따라서 상기 휠체어 주행로(20)를 따라 휠체어에 앉아 이동하는 훈련자가 장비에 접근하여 탑승한 이후, 보행 훈련 시 보행운동부의 동작 영역과 간섭이 일어나지 않도록 휠체어 주행로(20)를 개폐하는 구조로 구성되어 있다(도 1 및 도 2 사진 참조).

그러나 상기 휠체어 주행로(20)를 수동으로 개폐함에 있어 조작자가 불편함을 느끼며 준비 소요 시간이 상당한 발생한다는 문제가 있고, 상기 휠체어 주행로(20)를 따라 휠체어로 이동 과정 중 훈련자의 체중이나 조작자의 신체적인 능력에 따라 무리한 힘을 사용하게 되는데, 이 때 사고 발생의 위험성이 있고 추가 조작자의 도움을 필요로 하게 되는 문제가 있다.

또한 종래에는 보행 훈련기기(100)에 상기 휠체어 주행로(20)를 설치함으로 인해 상기 보행 훈련기기 전체의 길이가 길어져, 이동에 어려움이 있고 설치공간도 많이 차지한다고 하는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0025545호 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0000312호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 보행 훈련기기에서 훈련자가 착석하여 체중을 지지하는 체중지지부가 상기 보행 훈련기기의 안쪽은 물론 바깥쪽으로도 방향을 바꾸어 배치될 수 있도록 회전수단에 의해 상기 체중지지부를 회전시키는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부는, 훈련자가 체중을 싣고 착석하여 보행훈련을 하는 보행 훈련기기의 체중지지부에 있어서, 상기 보행 훈련기기 상에서 체중지지부를 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 회전수단은, 상기 체중지지부의 하단부와 결합되는 회전테이블; 상기 회전테이블과 연결되어 회전구동시키는 구동수단 및 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 구동수단은 입력장치와 전동모터로써 상기 전동모터의 모터축이 회전테이블의 회전축과 직결되어, 상기 입력장치의 입력명령으로 전동모터의 구동에 의해 회전테이블이 회전하도록 하는 것이 바람직하다.

또 상기 입력장치는 스위치 조작반 및 개인용 컴퓨터(PC)의 키보드인 것이 바람직하다.

또 상기 구동수단은 모터축에 모터기어가 장착된 전동모터와 상기 회전테이블의 회전축에 장착된 회전기어로 이루어져, 상기 전동모터의 구동에 의한 모터기어와 회전기어의 기어연결로 회전테이블이 회전하도록 하는 것이 바람직하다.

또 상기 구동수단은 모터축에 모터풀리가 장착된 전동모터와 상기 회전테이블의 회전축에 장착된 회전풀리 및 상기 모터풀리와 회전풀리 사이를 연결한 구동벨트로 이루어져, 상기 전동모터의 구동에 의해 풀리 사이에 연결된 구동벨트의 회전구동으로 회전테이블이 회전하도록 하는 것이 바람직하다.

또 상기 체중지지부에 설치되어 회전테이블의 위치를 검출할 수 있도록 한 엔코더나 센서, 상기 회전테이블에 설치되어 구동수단의 제동기능을 수행하는 구동센서와 스토퍼, 비상 시 상기 회전테이블의 구동을 정지시키도록 입력장치에 설치된 비상정지 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 회전테이블의 회전축과 전동모터의 모터축 사이에 연결된 클러치; 상기 회전축과 연결되는 핸들축을 갖는 외부 핸들 및 상기 회전축과 핸들축 사이를 연결해주는 연결수단을 더 포함하여, 상기 클러치에 의해 회전테이블과 전동모터 사이의 연결을 분리한 후, 상기 회전축과 핸들축을 연결수단으로 연결하여 상기 외부 핸들에 의해 수동으로 회전테이블을 회전시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부에 따르면, 체중지지부를 회전시켜서 훈련자를 보행 훈련기기의 전방에서 탑승시킴에 따라 기존의 휠체어 주행로를 제거할 수 있어, 결과적으로 보행 훈련기기의 전체 길이가 감소(30% 이상)할 수 있고, 이렇게 감소되어 축소된 보행 훈련기기로 인해 이동이 자유롭고 설치공간을 많이 차지하지 않아도 되는 효과가 있다.

또 상기한 바와 같이 휠체어 주행로가 없으므로 이유로 조작자가 상기 휠체어 주행로를 개폐하거나 휠체어 경사로를 따라 훈련자를 이동시키는 수고를 줄일 수 있어, 조작자의 부담 및 사고 위험성 최소화하고 탑승시간도 절약할 수 있는 효과가 있다.

또한 보행 훈련기기의 성능 평가 항목 중 하나인 현수질량 시험을 진행할 때, 상기 보행 훈련기기에서 체중지지부를 분리하기 위해 보행 훈련기기를 별도로 조립하고 분해하는 작업이 필요 없어지는 효과가 있다.

도 1은 종래 보행 훈련기기의 휠체어 주행로를 사용하는 모습을 보여주는 보행 훈련기기의 사용예 사진
도 2는 종래 보행 훈련기기의 휠체어 주행로를 개폐하는 것을 보여주는 보행 훈련기기의 사용예 사진
도 3은 종래 보행 훈련기기와 본 발명에 따른 회전식 체중지지부가 설치되는 보행 훈련기기를 비교한 측면 사시도
도 4는 보행 훈련기기에 설치된 본 발명에 따른 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부 및 이를 회전시키는 (a), (b), (c)의 다양한 회전수단을 보여주는 사시도

이하, 본 발명에 따른 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 3은 종래 보행 훈련기기와 본 발명에 따른 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부가 설치되는 보행 훈련기기를 비교한 측면 사시도를 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전식 체중지지부(1)는 종래 보행 훈련기기(100)에 설치되는 휠체어 주행로(20)를 생략한 상태에서, 보행 훈련기기(10)의 앞쪽에서 회전수단(2)과 함께 설치된다. 상기 보행 훈련기기(10)는 수평커버(3), 승강프레임(4)과 연결프레임(5) 및 안장(6)이 일면에 연결되어 설치되는 수직지지대(7)를 포함하는 체중지지부(1), 발판(18a)을 포함하는 보행 구동부(18)로 구성되며, 상기 수평커버(3)의 앞쪽 상부에 세워지는 수직지지대(7)와 수평커버(3) 사이에 회전수단(2)을 연결하여 설치함으로써, 상기 회전수단(2)에 의해 체중지지부(1)가 수직지지대(7)와 함께 회전할 수 있도록 한 것이다.

상기 수평커버(3)는 보행 구동부(18)의 좌/우의 측면 및 상면에 부착되어 상기 보행 구동부(18)를 가리는 커버의 역할을 하게 된다.

여기서 본 발명에 따른 회전식 체중지지부가 설치되는 보행 훈련기기(10)에 적용되는 전원과 연결선 등은 공지된 구성을 택일하여 적용되고 별도의 설명은 생략하기로 한다.

상기 승강프레임(4)은 체중지지부(1)의 전면에 연결되어 상기 체중지지부(1)의 수직지지대(7) 내부에 설치되는 리드스크류와 승강블록 등에 의해 안장(6)이 설치된 연결프레임(5)과 함께 상하로 승하강한다.

상기 연결프레임(5)은 하단에 안장(6)을 설치한 상태에서 승강프레임(4)의 일단에 연결된다.

상기 안장(6)은 훈련자가 앉은 상태에서 체중을 지지하면서 좌우로 회전 가능하게 설치되며, 이러한 안장(6)은 좌우로 일정범위 내에서 회전을 허용하도록 함으로써 과도하게 회전하여 훈련자에 부담을 주는 등의 일이 없도록 하는 것이 바람직하다. 즉 상기 안장(6)이 고정되어 있을 경우에 비해 골반부의 움직임을 더 자연스럽게 하여 보행훈련을 수행할 수 있다. 연결프레임(5)에는 앞쪽 상부에 훈련자의 가슴을 지지할 수 있는 가슴지지대(8)가 연결부(9)로 삽입하여 설치되고, 상기 연결프레임(5)의 양측으로는 손잡이(11)가 설치된다.

상기한 바와 같은 체중지지부(1)의 수직지지대(7)와 수평커버(3) 사이에 설치되는 회전수단(2)은 회전테이블(12), 구동수단(13) 및 제어부(미도시)로 구성된다. 상기 회전테이블(12)은 상기 수직지지대(7)의 하단부와 결합되며, 상기 구동수단(13)은 회전테이블(12)과 연결되어 상기 회전테이블(12)을 회전구동시킨다. 이에 따라 상기 회전테이블(12)에 결합된 수직지지대(7)가 체중지지부(1)와 함께 회전구동할 수 있게 된다. 이때 상기 제어부는 회전테이블(12)을 회전구동시키는 구동수단의 구동을 제어하게 된다.

도 4는 보행 훈련기기에 설치된 본 발명에 따른 회전식 체중지지부 및 이를 회전시키는 (a), (b), (c)의 다양한 회전수단을 보여주는 사시도를 도시한 것이다.

상기 구동수단(13)으로 다양한 예를 들 수가 있는데, 구체적으로는 도 4에 도시한 바와 같이, 스위치 조작반이나 개인용 컴퓨터(PC)의 키보드와 같은 입력장치와 함께 전동모터(a)나 전동모터와 기어(b) 또는 전동모터와 풀리 및 벨트(c)를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 구동수단(13)으로 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 입력장치와 전동모터를 사용하는 경우, 회전테이블(12)의 하부에 배치된 전동모터(14)의 모터축(14a)이 상기 회전테이블(12)의 회전축(12a)과 직결되어, 상기 입력장치의 입력명령으로 전동모터(14)의 구동에 의해 회전테이블(12)이 회전하게 된다. 따라서 상기한 바와 같이 회전테이블(12)에 결합된 수직지지대(7)가 체중지지부(1)와 함께 회전구동할 수 있게 된다.

상기 구동수단(13)으로 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 전동모터와 기어를 사용하는 경우, 전동모터(14)의 모터축(14a)에는 모터기어(15)가 장착되고 회전테이블(12)의 회전축(12a)에는 회전기어(15b)가 장착되어, 상기 입력장치의 입력으로 전동모터(14)가 구동하면 회전하는 모터기어(15)에 맞물린 회전기어(15b)도 회전하여 회전테이블(12)이 회전하게 된다. 따라서 상기한 바와 같이 회전테이블(12)에 결합된 수직지지대(7)가 체중지지부(1)와 함께 회전구동할 수 있게 된다.

상기 구동수단(13)으로 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 전동모터와 풀리 및 벨트를 사용하는 경우, 상기 전동모터(14)의 모터축(14a)에는 모터풀리(16a)가 장착되고 상기 회전테이블(12)의 회전축(12a)에는 회전풀리(16b)가 장착되며, 모터풀리(16a)와 회전풀리(16b) 사이는 구동벨트(17)로 연결된다. 따라서 상기 전동모터(14)의 구동에 의해 모터풀리(16a)가 회전하고 이와 연결된 구동벨트(17)가 회전하여 이를 회전풀리(16b)에 전달하면 회전테이블(12)이 회전하게 된다. 따라서 상기한 바와 같이 회전테이블(12)에 결합된 수직지지대(7)가 체중지지부(1)와 함께 회전구동할 수 있게 된다.

상기 체중지지부(1)의 회전테이블(12) 근방에는 상기 회전테이블(12)의 위치를 검출할 수 있도록 한 엔코더나 센서가 설치될 수 있으며, 또한 회전테이블(12)에는 비상 시 상기 구동수단(13)의 제동기능을 수행하는 센서와 스토퍼가 설치될 수 있다.

또한 체중지지부(1)의 회전 작동 중 비상 시 상기 회전테이블(12)의 구동을 정지시키도록 입력장치에 설치된 비상정지 스위치를 더 포함할 수도 있다.

한편 본 발명의 회전식 체중지지부는 상기한 바와 같은 다양한 구동수단(13)에 의해 회전구동하는 것이 아니라, 수동으로도 회전구동시킬 수 있다. 이와 같은 수동의 회전구동에는 클러치 등이 필요하다. 즉 상 회전테이블(12)의 회전축(12a)과 전동모터(14)의 모터축(14a) 사이에 클러치가 연결되고, 상기 회전축(12a)과 연결되는 핸들축을 갖는 외부 핸들을 별도 구비하며, 상기 회전축(12a)과 핸들축 사이를 연결수단으로 연결해주게 된다. 따라서 구동수단(13)의 의한 회전테이블(12)의 회전구동이 필요 없는 경우, 상기 클러치에 의해 회전테이블(12)과 전동모터(14) 사이의 연결을 분리한 후, 상기 회전축(12a)과 핸들축을 연결수단으로 연결하여 상기 외부 핸들에 의해 수동으로 회전테이블(12)을 회전시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 체중지지부는 훈련자의 일정 체중 이상을 지지할 수 있어야 하기 때문에, 보행 훈련기기에서 상기 체중지지부를 별도로 분리하고 나서 방향을 회전시켜 체중지지부의 뒤쪽에서 바깥쪽을 바라보도록 다시 조립한 후, 성능 평가 항목 중의 하나로 중량물을 상기 체중지지부에 매달아 검증하는 현수질량 시험을 하도록 되어 있다. 이후 이러한 시험 과정이 끝나면 상기 체중지지부를 분리하고 다시 원래의 방향으로 보행 훈련기기에 조립하게 된다. 이에 본 발명에 따른 체중지지부(1)는 용이하게 회전할 수 있기 때문에 수평커버(3)가 없는 바깥쪽 방향으로 상기 체중지지부(1)를 회전시켜 현수질량 시험을 실시할 수 있어, 상기 체중지지부(1)를 분리하기 위해 보행 훈련기기(10)를 분해하고 조립하는 과정이 필요 없게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 착석형 보행 재활로봇에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 체중지지부 2 : 회전수단
3 : 수평커버 4 : 승강프레임
5 : 연결프레임 6 : 안장
7 : 수직지지대 8 : 가슴지지대
9 : 연결부 10 : 보행 훈련기기
11 : 손잡이 12 : 회전테이블
12a : 회전축 13 : 구동수단
14 : 전동모터 14a : 모터축
15 : 모터기어 15b : 회전기어
16a : 모터풀리 16b : 회전풀리
17 : 구동벨트 18: 보행구동부
18a : 발판 19 : 중량물
100 : 종래 보행 훈련기기
20 : 휠체어 주행로

Claims

훈련자가 체중을 싣고 착석하여 보행훈련을 하도록 발판을 포함하는 보행 구동부가 구비된 보행 훈련기기의 체중지지부에 있어서,
상기 체중지지부는 수평커버의 앞쪽에 세워지는 수직지지대, 상기 수직지지대에 설치되는 승강프레임 및 상기 승강프레임에 연결되는 연결프레임을 포함하고,
상기 보행 훈련기기 상에서 체중지지부를 회전시키는 회전수단을 포함하되, 상기 회전수단은, 상기 수직지지대의 하단부와 결합되는 회전테이블, 상기 회전테이블과 연결되어 회전구동시키는 구동수단 및 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 승강프레임은 안장이 설치된 상기 연결프레임과 함께 상하로 승하강하도록 구성되고,
상기 연결프레임은 하단에 상기 안장을 설치한 상태에서 상기 승강프레임의 일단에 연결되며, 상기 연결프레임의 상부에 훈련자의 가슴을 지지할 수 있는 가슴지지대가 연결부로 삽입, 설치되고, 상기 연결프레임의 양측에 손잡이가 설치된 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
삭제
제1항에 있어서,
상기 구동수단은 입력장치와 전동모터로써 상기 전동모터의 모터축이 회전테이블의 회전축과 직결되어, 상기 입력장치의 입력명령으로 전동모터의 구동에 의해 회전테이블이 회전하도록 한 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제3항에 있어서,
상기 입력장치는 스위치 조작반 및 개인용 컴퓨터(PC)의 키보드인 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제1항에 있어서,
상기 구동수단은 모터축에 모터기어가 장착된 전동모터와 상기 회전테이블의 회전축에 장착된 회전기어로 이루어져, 상기 전동모터의 구동에 의한 모터기어와 회전기어의 기어연결로 회전테이블이 회전하도록 한 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제1항에 있어서,
상기 구동수단은 모터축에 모터풀리가 장착된 전동모터와 상기 회전테이블의 회전축에 장착된 회전풀리 및 상기 모터풀리와 회전풀리 사이를 연결한 구동벨트로 이루어져, 상기 전동모터의 구동에 의해 풀리 사이에 연결된 구동벨트의 회전구동으로 회전테이블이 회전하도록 한 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제1항에 있어서,
상기 체중지지부에 설치되어 회전테이블의 위치를 검출할 수 있도록 한 엔코더나 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제1항에 있어서,
상기 회전테이블에 설치되어 구동수단의 제동기능을 수행하는 구동센서와 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
비상 시 상기 회전테이블의 구동을 정지시키도록 입력장치에 설치된 비상정지 스위치를 더 포함한 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전테이블의 회전축과 전동모터의 모터축 사이에 연결된 클러치;
상기 회전축과 연결되는 핸들축을 갖는 외부 핸들 및
상기 회전축과 핸들축 사이를 연결해주는 연결수단을 더 포함하여,
상기 클러치에 의해 회전테이블과 전동모터 사이의 연결을 분리한 후, 상기 회전축과 핸들축을 연결수단으로 연결하여 상기 외부 핸들에 의해 수동으로 회전테이블을 회전시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 보행 훈련기기의 회전식 체중지지부.