KR20150048433A

KR20150048433A - 관절 운동 장치

Info

Publication number: KR20150048433A
Application number: KR1020130128502A
Authority: KR
Inventors: 한창수; 윤덕원
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-05-07
Also published as: KR101547331B1

Abstract

본 발명은 관절 운동 장치에 관한 것으로, 관절에 의해 운동되는 신체부분이 거치되고, 상기 신체부분의 관절을 운동시키는 액추에이터부가 구비된 거치 몸체부재의 위치를 대칭되게 전환하여 좌우 대칭되는 신체부분에 선택해서 사용이 가능한 것이며, 팔과 다리와 같이 관절을 가지고, 좌, 우 대칭인 한 쌍의 신체부분을 선택적으로 운동시킬 수 있어 상품성이 증대되고, 좌, 우 측 별도의 관절 운동 장치의 구매에 따른 치료 비용의 상승을 방지하고, 특히, 최소한의 공간에서 상기 거치 몸체부재의 위치 전환이 가능하다.

Description

관절 운동 장치{Exercising Apparatus for Joint}

본 발명은 관절 운동 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 좌, 우 방향을 자유롭게 전환하여 관절 운동시킬 수 있는 관절 운동 장치에 대한 발명이다.

일반적으로, 뼈와 뼈 사이의 연결부분에는 연결되는 뼈 중 하나를 운동 가능하도록 하는 관절이 구비된다. 상기 관절은 두 개의 뼈간에 직선 운동, 각운동, 염전운동을 가능하도록 한다.

그리고, 관절 부분을 수술한 환자의 경우에는 스스로 운동이 불가능하므로, 근육이 약해지고 원활한 영양 공급이 이루어지지 않아서 관절부위가 뻣뻣해지면서 굳어질 우려가 있다. 따라서, 관절의 변형을 방지하고 정상적인 활동에 복귀하기 위해서는 장시간 통증을 동반한 재활 운동을 하여야 한다.

근래에 들어, 과다한 운동으로 인한 퇴행성 관절염과 같은 관절 질환, 운동 부족과 자세 불량으로 인해 오십견 등과 같은 관절 질환이 많이 발생되고 있다.

이러한 관절 질환을 치료 및 예방하기 위해서도 관절 운동은 필요하다.

상기한 바와 같이 관절의 재활, 치료, 및 예방을 위해 관절에 의해 운동되는 신체 부분을 액츄에이터의 작동에 의해 자동으로 운동시키는 다양한 재활 운동 장치가 제안되고 있다.

어깨관절과, 엉덩관절(고관절)은 각운동, 염전운동이 가능한 복합 관절이다. 상기 복합 관절을 운동시키기 위한 관절 운동 장치는 상, 하 방향으로의 회전운동과, 좌, 우 방향으로의 회전운동이 관절부분에서 가능하도록 이루어진다.

도 1은 팔을 재활하기 위한 관절 운동 장치이며, 사용자의 팔이 거치되는 팔 거치대(110), 상기 팔 거치대(110)의 일 측이 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되는 어깨 거치대(120)를 포함하고, 상기 어깨 거치대(120)는 좌, 우 방향으로 회전 가능하게 지지대(130)에 연결된다. 상기 어께 거치대(120)는 상기 팔 거치대(110)를 상, 하 방향으로 회전시키는 액추에이터(121)가 구비되고, 상기 지지대(130)에는 상기 어깨 거치대(120)를 좌, 우 방향으로 회전시키는 액추에이터(131)가 구비된다. 또한, 상기 팔 거치대(110)는 팔꿈치 관절을 운동할 수 있도록 액추에이터가 구비된다.

상기 관절 운동 장치는 사용자가 사용 가능한 높이로 지지되도록 지지대의 일 측에 설치되고 있다. 상기 관절 운동 장치는 주로 팔을 재활하기 위해 사용되거나, 다리를 재활하기 위해 사용된다.

팔과, 다리는 신체의 좌, 우측에 대칭되게 한쌍으로 구비되는데, 상기 관절 운동 장치는 관절의 운동 방향 및 관절을 운동시키는 액추에이터의 위치로 인해 좌, 우 전환이 용이하지 않아 좌측 운동 관절 장치, 우측 운동 관절 장치를 별도로 사용하는 번거로움이 있었던 것이다. 또한, 좌, 우측 관절 운동 장치를 별도로 구매해야 하므로, 상품성이 저하되는 문제점 있었던 것이다.

국내공개특허공보 제 2 013-0025311호(어깨 관절용 재활장치 및 이의 구동방법, 2013.03.11. 공개)

본 발명의 과제는, 좁은 공간에서도 좌, 우 전환이 가능하여 서로 대칭되는 관절을 선택적으로 운동시킬 수 있는 관절 운동 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는, 세워져 위치되는 베이스 지지체;

상기 베이스 지지체의 전면 또는 후면에 구비되며, 전, 후 방향으로 축방향이 배치된 위치 변환 축부;

상기 위치 변환 축부에 연결되어 상기 베이스 지지체의 상, 하 방향으로 회전 가능한 회전 몸체부재; 및

상기 회전 몸체부재의 일 측에 연결되어 상기 베이스 지지체의 일 측에 배치되며 관절에 의해 운동되는 신체부분이 거치되고, 상기 신체부분의 관절을 운동시키는 액추에이터부가 구비된 거치 몸체부재를 포함한 관절 운동 장치를 제공함으로써 해결된다.

본 발명은 팔과 다리와 같이 관절을 가지고, 좌, 우 대칭인 한 쌍의 신체부분을 선택적으로 운동시킬 수 있어 상품성이 증대되고, 좌, 우 측 별도의 관절 운동 장치의 구매에 따른 치료 비용의 상승을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 최소한의 공간을 활용하여 좌, 우 전환이 가능하므로 좁은 공간에서도 설치가 가능하고, 설치 후 공간을 최대한 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 관절 운동 장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 관절 운동 장치를 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 관절 운동 장치의 일 예를 도시한 측면도
도 4는 본 발명에 따른 관절 운동 장치의 배면도
도 5 내지 도 7은 좌, 우 전환된 거치 몸체부재의 작동 상태를 나타낸 사시도
도 8은 본 발명에 따른 관절 운동 장치의 다른 실시 예를 도시한 평면도
도 9는 본 발명에 따른 관절 운종 장치의 비교 예를 도시한 평면도
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 관절 운동 장치의 다른 실시 예가 작동되는 상태를 도시한 평면도

본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 관절 운동 장치는 세워져 위치되는 베이스 지지체(10)를 포함한다. 상기 베이스 지지체(10)는 관절에 의해 운동되는 신체부분이 거치되는 거치 몸체부재(40)가 연결되어 상기 거치 몸체부재(40)를 상기 해당 신체부분을 용이하게 거치할 수 있는 높이로 지지하는 역할을 한다.

상기 베이스 지지체(10)는 세로로 세워지는 제 1 지지부(11) 및 상기 제 1 지지부(11)에서 가로로 배치되는 제 2 지지부(12)를 포함하는 것을 일 예로 한다.

상기 제 1 지지부(11)는 세로로 세워져 사용자의 등을 받치는 부분으로 사용될 수 있고, 상기 제 2 지지부(12)는 사용자가 앉을 수 있는 부분으로 사용될 수 있다.

상기 거치 몸체부재(40)는 상기 베이스 지지체(10)의 일 측에 배치되며 관절에 의해 운동 되는 신체부분이 거치되며, 상기 신체부분은 좌, 우 대칭으로 한쌍인 팔 또는 다리인 것을 일 예로 한다.

상기 거치 몸체부재(40)는, 거치되는 신체부분의 관절을 중심으로 상부 신체부분이 거치되는 상부 거치부(41); 및 상기 상부 거치부(41)에 회전 가능하게 연결되고, 제 1 액추에이터(40a)에 의해 상, 하 방향으로 회전하는 하부 거치부(42)를 포함한다.

상기 제 1 액추에이터(40a)는 상기 상부 거치부(41)와 상기 하부 거치부(42)의 연결부분에 장착되고, 상기 상부 거치부(41)와 상기 하부 거치부(42)에서 신체부분이 거치되는 면과 반대면에 장착되어 돌출된다.

상기 상부 거치부(41) 및 상기 하부 거치부(42)는 위팔과 아래팔이 거치되고, 상기 제 1 액추에이터(40a)의 작동으로 팔꿈치관절을 운동시키는 것을 일 예로 하며, 허벅지와 종아리가 가치되고, 상기 제 1 액추에이터(40a)의 작동으로 무릎관절을 운동시킬 수도 있다.

또한, 상기 거치 몸체부재(40)는 상기 상부 거치부(41)가 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되는 작동 몸체부(43)를 더 포함할 수도 있다. 상기 상부 거치부(41)와 상기 작동 몸체부(43)의 연결부분에는 제 2 액추에이터(40b)가 장착되어 상기 상부 거치부(41)를 상, 하 방향을 회전 작동시킨다. 상기 작동 몸체부(43)는 상기 거치 몸체부재(40)에 팔이 거치되는 경우 상기 상부 거치부(41)와 상기 하부 거치부(42)를 상, 하 방향으로 회전시켜 어깨 관절을 운동시킨다. 또한, 상기 작동 몸체부(43)는 상기 거치 몸체부재(40)에 다리가 거치되는 경우 상기 상부 거치부(41)와 상기 하부 거치부(42)를 상, 하 방향으로 회전시켜 엉덩이 관절을 운동시킨다.

상기 거치 몸체부재(40)는, 상기 작동 몸체부(43)가 좌, 우 방향으로 회전 가능하게 연결되는 이동 몸체부(44); 상기 작동 몸체부(43)를 좌, 우 방향으로 회전 작동시키는 좌우 회전 액추에이터(40c); 및 상기 이동 몸체부(44)를 좌, 우 방향으로 직선 이동시키는 이동 기기(47)를 더 포함한다.

상기 거치 몸체부재(40)는 회전 몸체부재(30)에 장착되고, 상기 회전 몸체부재(30)는 상기 베이스 지지체(10)의 전면 또는 후면에 구비되는 위치 변환 축부(20)에 연결되어 상, 하 방향으로 회전된다. 상기 위치 변환 축부(20)는 상기 베이스 지지체(10)의 전면 또는 후면에 구비되고, 전, 후 방향으로 축방향이 배치된다. 그리고, 상기 회전 몸체부재(30)는 상기 위치 변환 축부(20)에 연결되어 상기 베이스 지지체(10)의 상, 하 방향으로 회전한다.

상기 거치 몸체부재(40)는, 상기 하부 거치부(42)가 좌, 우 방향 중 적어도 어느 한측으로 회전되게 연결되고, 상기 상부 거치부(41)에 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되는 연결 브라켓트부(45)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 연결 브라켓트부(45)는 'L'자 형상으로 형성되어 세워진 수직 패널이 상기 상부 거치부(41)에 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되고, 상기 수직 패널의 하부에 수평으로 연결된 수평 패널에 상기 하부 거치부(42)가 좌, 우 방향 중 적어도 어느 한 측으로 회전 가능하게 연결되는 것을 일 예로 한다. 그리고, 상기 하부 거치부(42)는 단부를 서로 대향되는 위치로 위치시킬 수 있도록 상기 연결 브라켓트부(45)에 회전 가능하게 연결된다. 즉, 상기 하부 거치부(42)는 좌, 우 방향 중 적어도 어느 한측으로 180도 이상 회전되도록 상기 연결 브라켓트부(45)에 연결된다. 상기 거치 몸체부재(40)는 상기 하부 거치부(42)를 좌, 우 방향 중 어느 한측으로 회전시키는 위치 변경 액추에이터(40d)를 더 포함할 수도 있다. 상기 하부 거치부(42)는 상기 위치 변경 액추에이터(40d)의 작동에 의해 회전되어 위치가 변경된다.

도 3을 참고하면, 상기 상부 거치부(41)와, 상기 하부 거치부(42)는 길이 조절 가능하게 구비되어 거치되는 신체부분의 길이에 따라 길이 조절 가능하게 구비되는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 상부 거치부(41)는 상기 작동 몸체부(43)에 연결되는 제 1 상부 거치 링크(41a), 일 측이 상기 제 1 상부 거치 링크(41a)에 이동 가능하게 결합하고, 타측에 상기 하부 거치부(42)가 회전 가능하게 연결되는 제 2 상부 거치 링크(41b)를 포함한다. 그리고, 상기 제 1 상부 거치 링크(41a)와 상기 제 2 상부 거치 링크(41b) 중 어느 한측에는 길이 방향으로 장홀(41c)을 형성하고, 다른 한측에는 상기 장홀(41c)에 연통되는 고정구멍을 형성하여 상기 고정구멍과 장홀(41c)로 고정볼트(41d)를 관통하고, 상기 고정볼트(41d)에 고정너트(41e)를 체결함으로써 상기 상부 거치부(41)의 길이를 조절하고, 조절된 길이로 고정할 수 있도록 한다. 상기 제 2 상부 거치 링크(41b)는 상기 고정너트(41e)를 풀면 상기 장홀(41c)의 길이 내에서 이동가능하고, 이동된 후 상기 고정너트(41e)를 조이면 조정된 위치가 고정된다.

일 예로, 상기 하부 거치부(42)는 상기 상부 거치부(41)에 연결되는 제 1 하부 거치 링크(42a), 및 상기 제 1 하부 거치 링크(42a)에 이동 가능하게 결합되는 제 2 하부 거치 링크(42b)를 포함한다. 상기 제 2 하부 거치 링크(42b)의 단부 측에는 손잡이부(46a)가 구비될 수 있고, 도시되지는 않았지만, 발의 위치를 고정하거나, 고정된 상태를 해제할 수 있는 발 착용부가 구비될 수도 있다. 즉, 상기 하부 거치부(42)의 단부 측에는 손 또는 발이 거치되어 위치가 고정될 수 있는 거치 고정부(46)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 상부 거치부(41)에 위팔이 거치되고, 상기 하부 거치대에 아래팔이 거치될 때 위팔의 길이에 따라 상기 상부 거치부(41)의 길이를 조절할 수 있고, 아래팔의 길이에 따라 상기 하부 거치부(42)의 길이를 조절할 수 있다. 상기 하부 거치부(42)를 상기 제 1 액추에이터(40a)의 작동에 의해 상, 하 회전시킴으로써 팔꿈치관절에 대한 운동이 가능한 것이다. 사용 시 사용자가 상기 손잡이부(46a)를 잡고 사용할 수 있어 더 안정적으로 재활 및 치료 운동이 가능하다.

상기 상부 거치부(41)에 대퇴부가 거치되고, 상기 하부 거치대에 종아리가 거치될 때 대퇴부의 길이에 따라 상기 상부 거치부(41)의 길이를 조절할 수 있고, 종아리의 길이에 따라 상기 하부 거치부(42)의 길이를 조절할 수 있다. 상기 하부 거치부(42)를 상기 제 1 액추에이터(40a)의 작동에 의해 상, 하 회전시킴으로써 무릎관절에 대한 운동이 가능한 것이다.

도 4를 참고하면, 상기 거치 몸체부재(40)는 상기 회전 몸체부재(30)가 상기 위치 변환 축부(20)에 연결되어 상, 하 방향으로 회전됨으로써, 좌, 우 위치 변환이 가능하며, 작은 공간에서도 위치 변경이 가능하다.

비교 예로, 상기 회전 몸체부재(30)가 상기 상, 하 방향으로 배치된 축을 중심으로 좌, 우로 회전하는 경우 상기 베이스 지지체(10)의 뒷면 또는 전면으로 상기 거치 몸체부재(40)가 회전하기 위한 공간이 필요하여 상기 거치 몸체부재(40)의 좌, 우 위치 변환하기 위해 설치 시 여유 공간을 많이 확보해야 하는 문제점이 있는 것이다.

상기 이동 기기(47)는 상기 회전 몸체부재(30)에 장착되고, 상기 이동 몸체부(44), 작동 몸체부(43), 상기 상부 거치부(41), 상기 하부 거치부(42)는 직, 간접적으로 상기 이동 기기(47)에 연결된 상태이므로, 상기 회전 몸체부재(30)를 상부 측으로 회전시키면 상기 베이스 지지체(10)의 우측에 배치된 상기 거치 몸체부재(40)가 상기 베이스 지지체(10)의 좌측으로 배치된다. 또, 상기 베이스 지지체(10)의 좌측에 배치된 상기 거치 몸체부재(40)는 상기 회전 몸체부재(30)를 상부 측으로 회전시켜 상기 베이스 지지체(10)의 우측으로 배치될 수 있다.

상기 위치 변환 축부(20)는 상기 거치 몸체부재(40)가 좌, 우 측에 각각 대칭되는 위치에서 고정될 수 있도록 상기 회전 몸체부재(30)의 회전범위를 제한하는 위치 스토퍼(미도시)를 구비하며, 상기 위치 스토퍼에 의해 제한되는 회전 범위는 180도인 것을 일 예로 하여 상기 베이스 지지체(10)의 좌측에 배치된 상기 거치 몸체부재(40)를 상기 베이스 지지체(10)의 우측에 대칭되는 위치로 위치시켜 고정할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 관절 운동 장치는 상기 회전 몸체부재(30)를 상, 하 이동시키는 승하강 기기(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 승하강 기기(50)는 치료하고자 하는 관절의 높이에 따라 상기 이동 기기(47)를 승하강시켜 상기 거치 몸체부재(40)의 높이를 조절한다. 상기 베이스 지지체(10)는 상기 위치 변환 축부(20)가 장착되고, 상기 승하강 기기(50)에 연결되어 상, 하 이동하는 승하강 몸체부(13)를 포함한다.

상기 회전 몸체부재(30), 상기 위치 변환 축부(20)는 상기 승하강 몸체부(13)의 상, 하 이동과 함께 상, 하 이동하며, 상기 거치 몸체부재(40)는 상기 회전 몸체부재(30)에 장착되므로 상기 승하강 몸체부(13)와 함께 상, 하 이동되어 높이가 조절된다.

도 5는 도 2에서 상기 베이스 지지체(10)의 우측에 배치된 상기 거치 몸체부재(40)를 상기 베이스 지지체(10)의 좌측으로 배치시킨 것을 나타낸다.

본 발명에 따른 관절 운동 장치는, 상기 제 1 액추에이터(40a)와, 상기 위치 변환 액추에이터와 연결되어 상기 제 1 액추에이터(40a)와, 상기 위치 변환 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부(60)를 더 포함한다. 상기 제어부(60)는 상기 제 2 액추에이터(40b)와 상기 좌우 회전 액추에이터(40c), 상기 이동 기기(47), 상기 승하강 기기(50)에 연결되어 각각의 작동을 개별적으로 제어할 수 있다.

도 5를 참고하면, 상기 회전 몸체부재(30)를 회전시켜 상기 베이스 지지체(10)의 우측에 배치된 상기 거치 몸체부재(40)를 상기 베이스 지지체(10)의 좌측에 배치하면 상기 손잡이부(46a)는 반전되어 아래로 배치되고, 'L'자 형상의 연결 브라켓트부(45)도 반전되어 'ㄱ'자 형상으로 배치된다. 상기 손잡이부(46a)가 아래로 배치되면 상기 손잡이부(46a)를 다시 반전시켜 상부로 위치시켜야 사용자가 손으로 잡을 수 있게 된다. 또한, 상기 연결 브라켓트부(45)가 'ㄱ'자 형상으로 배치되면 상기 하부 거치부(42)가 상기 연결 브라켓트부(45)에 걸려 상, 하 회전이 제한된다.

도 6을 참고하면, 상기 거치 몸체부재(40)가 우측에서 좌측으로 배치되면서 반전된 상태에서 일단 상기 상부 거치부(41)에 연결된 상기 연결 브라켓트부(45)를 아래 방향으로 180도 회전시켜 상기 하부 거치부(42)의 상, 하면을 반전하고, 상기 손잡이부(46a)를 상부 측으로 위치시킨다. 상기 연결 브라켓트부(45)는 상기 제어부(60)에 의해 작동되는 상기 제 1 액추에이터(40a)의 작동으로 회전된다.

그리고, 도 7을 참고하면, 상기 하부 거치부(42)의 상, 하면이 반전된 상태에서 상기 하부 거치부(42)를 수평 방향으로 180도 회전시키면 상기 거치 몸체부재(40)가 우측에 있었던 상태와 대칭되게 변경되는 것이다. 또, 상기 하부 거치부(42)는 상기 제어부(60)에 의해 작동되는 상기 위치 변경 액추에이터(40d)의 작동으로 회전된다.

상기 베이스 지지체(10)의 좌측에 배치된 상기 거치 몸체부재(40)를 상기 베이스 지지체(10)의 우측에 배치할 경우에는 상기한 원리와 동일하게 상기 거치부재를 변형할 수 있다.

상기 거치 몸체부재(40)는 상기 베이스 지지체(10)의 좌측에 배치된 상태와 상기 베이스 지지체(10)의 우측에 배치된 상태가 각각 대칭되도록 하여 양팔 또는 양다리와 같이 대칭되는 한 쌍의 신체부위에 각각 선택적으로 거치하여 원활하게 작동될 수 있게 한다.

본 발명은 상기 거치 몸체부재(40)를 사용자의 좌, 우 측에 대칭되게 배치하여 양팔 또는 양다리와 같이 대칭되는 한 쌍의 신체부위에서 양쪽 모두를 선택적으로 재활 또는 치료할 수 있도록 한다.

한편, 도 8을 참고하면, 상기 작동 몸체부(43)는 타 측에 상기 이동 몸체부(44)가 연결되고, 상기 이동 몸체부(44)에 좌, 우 방향으로 회전 가능하게 연결된다. 즉, 상기 작동 몸체부(43)의 일 측에는 상기 상부 거치부(41)가 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되고, 상기 작동 몸체부(43)의 타 측은 상기 이동 몸체부(44)에 좌, 우 방향으로 회전 가능하게 연결된다. 상기 작동 몸체부(43)는 좌우 회전 액추에이터(40c)의 작동에 의해 좌, 우 방향으로 회전하며, 상기 좌우 회전 액추에이터(40c)는 전기 전원을 공급받아 작동되며, 양방향 회전이 가능한 모터인 것을 일 예로 하고, 상기 모터의 회전력을 회전축으로 전달하는 복수의 기어(40e)를 포함한다. 상기 상부 거치부(41)는 상, 하 방향으로 회전될 뿐만 아니라, 상기 작동 몸체부(43)에 연결되어 상기 작동 몸체부(43)가 좌, 우 방향으로 회전될 때 일체로 함께 좌, 우 방향으로 회전한다. 상기 상부 거치부(41)는 상기 작동 몸체부(43)의 일 측에서 일부분 겹쳐지도록 배치된다. 상기 상부 거치부(41)와 상기 작동 몸체부(43)의 겹쳐진 부분으로 수평 회전축이 가로 방향으로 관통되어 상기 수평 회전축을 중심으로 상기 상부 몸체부가 회전되어 상, 하 방향으로 회전한다. 또한, 상기 작동 몸체부(43)는 일 측과 이격된 타측 부분이 상기 이동 몸체부(44)와 겹쳐지게 배치된다. 상기 작동 몸체부(43)와 상기 이동 몸체부(44)의 겹쳐진 부분으로 수직 회전축이 세로 방향으로 관통되어 상기 수직 회전축을 중심으로 상기 작동 몸체부(43)가 회전되어 좌, 우 방향으로 회전한다. 상기 상부 거치부(41)와 상기 작동 몸체부(43)는 프레임 또는 링크 형상을 가지는 것을 일 예로 한다.

상기 이동 기기(47)는 유압 실린더 및 모터 등과 같이 직선 이동의 작동력을 발생시키는 액추에이터부를 포함한다. 일 예로, 상기 유압 실린더는 실린더 몸체가 상기 베이스 지지체(10)에 장착되어 고정된 상태에서 상기 실린더 몸체의 일 측에 좌, 우 방향으로 이동하는 피스톤 로드가 돌출되고, 상기 피스톤 로드에 상기 이동 몸체부(44)가 연결되어 상기 이동 몸체부(44)를 상기 피스톤 로드의 작동으로 좌, 우 직선 이동시킨다. 또한, 상기 직선 운동 변환부는 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 것으로, 랙과 피니언을 포함하여 상기 랙에 상기 이동 몸체부(44)가 연결되어 좌, 우 이동되는 랙에 의해 상기 이동 몸체부(44)를 좌, 우 직선 이동시킨다. 또한, 상기 직선 운동 변환부는 모터의 회전력을 전달받아 회전되는 스크류와 상기 스크류에 나사 결합되어 상기 스크류의 회전 방향에 따라 직선 이동하는 이동 나사부를 포함하여 상기 이동 나사에 상기 이동 몸체부(44)가 연결되어 상기 이동 몸체부(44)를 좌, 우 직선 이동시킨다. 상기 이동 기기(47)는 상기한 예 이외에도 상기 이동 몸체부(44)를 좌, 우로 직선 왕복 이동시키는 어떠한 구조로 변형 실시 가능함을 밝혀둔다.

또한, 상기 거치 몸체부재(40)는, 상기 이동 기기(47)의 작동에 의한 직선 이동을 안내하는 직선 이동 가이드부(48)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 직선 이동 가이드부(48)는 상기 이동 몸체부(44)의 이동 방향으로 배치되며, 상기 이동 몸체부(44)를 관통하여 이동 가능하게 결합하는 가이드 봉(48a)을 포함한다. 상기 이동 몸체부(44)는 상기 가이드 봉(48a)에 이동 가능하게 결합되어 상기 가이드 봉(48a)을 따라 원활하게 직선이동한다.

상기 제어부(60)는 상기 좌우 회전 액추에이터(40c)와 상기 이동 기기(47)에 연결되어 상기 이동 기기(47)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 제어부(60)는 상기 거치 몸체부재(40)가 상기 좌우 회전 액추에이터(40c)의 작동으로 좌, 우 방향으로 회전될 때, 회전되는 방향과 반대 방향으로 상기 이동 몸체부(44)가 직선 이동되도록 상기 이동 기기(47)를 제어한다.

도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 관절 운동 장치에서, 상기 상부 거치부(41)를 상, 하로 회전시키는 수평 회전축(H1)과 상기 상부 거치부(41)를 좌, 우로 회전시키는 수직 회전축(H2)은 상기 작동 몸체부(43)의 일측과 타측에 각각 이격되게 구비되므로, 상기 수평 회전축(H1)의 축방향과, 상기 수직 회전축(H2)의 축방향은 서로 교차되지 않고 이격된 상태이다. 상기 수평 회전축(H1)의 축방향과, 상기 수직 회전축(H2)의 축방향이 서로 교차되기 위해서는 수직축이 관통되는 상부 부분과, 상기 상부 거치부(41)가 연결되는 수평축이 관통되는 측면 부분이 연결 부분에 의해 일체로 연결된 구조를 가져야 한다. 그리고, 상기 상부 거치부(41)는 상, 하 방향으로 회전될 때 상기 연결부분에 걸리게 되어 회전 작동 범위가 지면과 수직인 방향을 기준으로 180도 이상을 가지기 불가능하다. 본 발명에 따른 관절 운동 장치는 상기한 바와 같이 상기 수평 회전축(H1)과 상기 수직 회전축(H2)이 상기 작동 몸체부(43)의 일측과 타측에 각각 이격되게 배치되어 각각의 축방향이 서로 교차되지 않고 이격되므로 상기 상부 거치부(41)를 상, 하 방향으로 회전할 때 걸리게 되는 부분이 없어 상기 상부 거치부(41)가 지면과 수직인 방향을 기준으로 180도 이상으로 회전 작동이 가능하다. 그러나, 상기한 바와 같이 수평 회전축(H1)과 상기 수직 회전축(H2)의 교차되지 않고 이격되므로, 상기 상부 거치부(41)를 좌, 우 방향으로 회전할 때 상기 수평 회전축(H1)의 회전 중심이 이동되고, 이 회전 중심의 이동에 맞게 사용자가 이동해야하는 번거로움이 있는 것이다.

즉, 팔을 상기 상부 거치부(41)에 거치한 상태에서 전방으로 뻗은 후 바깥 측으로 회전시키면, 어깨관절의 회전 중심이 바깥측으로 이동되므로, 사용자도 바깥측으로 상기 회전 중심의 이동에 맞게 이동해야 상기 어깨관절이 바깥측으로 원활한 회전이 가능하게 되는 것이다.

도 10 및 도 11을 참고하면, 상기 상부 거치부(41)에 팔을 거치하고, 거치된 팔을 전방으로 뻗은 상태를 기준(0도)로 하여 상기 상부 거치부(41)를 바깥측 즉, 우측으로 회전시키면, 상기 이동 기기(47)는 상기 이동 몸체부(44)를 좌측으로 이동시킨다. 도 10은 팔이 거치된 상기 상부 거치부(41)를 전방으로 뻗은 상태를 기준(0도)으로 하고, 상기 상부 거치부(41)를 우측으로 45도 회전시킨 상태를 나타내고, 도 6은 상기 상부 거치부(41)를 우측으로 90도 회전시킨 상태를 나타낸다.

그리고, 상기 상부 거치부(41)가 전방으로 뻗은 상태에서 우측으로 회전될 때 상기 제어부(60)는 상기 작동 몸체부(43)가 좌측으로 점차 이동하도록 상기 이동 기기(47)의 작동을 제어한다.

또한, 상기 상부 거치부(41)가 우측으로 90도로 회전된 상태에서 다시 좌측으로 회전시키면 상기 제어부(60)는 상기 작동 몸체부(43)를 우측으로 점차 이동하도록 상기 이동 기기(47)의 작동을 제어한다.

상기 작동 몸체부(43)는 상기 상부 거치부(41)가 좌, 우 방향으로 회전할 때 회전 방향과 반대 방향으로 직선 이동되어 사용자가 상기 상부 거치부(41)의 좌, 우 방향으로 회전하는 회전 중심을 수평 이동시킴으로써 상기 상부 거치부(41)가 좌, 우 방향으로 원활하게 회전될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 관절 운동 장치는 상, 하 방향과 좌, 우 방향으로 회전되어 관절 운동시키는 경우 상, 하 방향으로의 회전 각도 범위를 최대한 확보할 수 있어 해당 관절의 재활 또는 치료 효과를 향상시킨다.

또한, 관절 근육의 대부분을 운동시킬 수 있어 관절의 재활 및 치료 범위를 넓힌다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

10 : 베이스 지지체 20 : 위치 변환 축부
30 : 회전 몸체부재 40 : 거치 몸체부재
41 : 상부 거치부 42 : 하부 거치부
43 : 작동 몸체부 44 : 이동 몸체부
45 : 연결 브라켓트부 46 : 거치 고정구
47 : 이동 기기 50 : 승하강 기기
60 : 제어부

Claims

세워져 위치되는 베이스 지지체;
상기 베이스 지지체의 전면 또는 후면에 구비되며, 전, 후 방향으로 축방향이 배치된 위치 변환 축부;
상기 위치 변환 축부에 연결되어 상기 베이스 지지체의 상, 하 방향으로 회전 가능한 회전 몸체부재; 및
상기 회전 몸체부재의 일 측에 연결되어 상기 베이스 지지체의 일 측에 배치되며 관절에 의해 운동되는 신체부분이 거치되고, 상기 신체부분의 관절을 운동시키는 액추에이터부가 구비된 거치 몸체부재를 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 거치 몸체부재는,
거치되는 신체부분의 관절을 중심으로 상부 신체부분이 거치되는 상부 거치부; 및
상기 상부 거치부에 회전 가능하게 연결되고, 제 1 액추에이터에 의해 상, 하 방향으로 회전하는 하부 거치부를 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 거치 몸체부재는,
상기 하부 거치부가 좌, 우 방향 중 적어도 어느 한측으로 회전되게 연결되고, 상기 상부 거치부에 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되는 연결 브라켓트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연결 브라켓트는 'L'자 형상으로 형성되어 세워진 수직 패널이 상기 상부 거치부에 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되고, 상기 수직 패널의 하부에 수평으로 연결된 수평 패널에 상기 하부 거치부가 좌, 우 방향 중 적어도 어느 한 측으로 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 거치 몸체부재는, 상기 하부 거치부를 좌, 우 방향 중 어느 한측으로 회전시키는 위치 변경 액추에이터를 더 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 거치 몸체부재는,
상기 하부 거치부의 단부 측에 구비되며 손 또는 발이 거치되어 위치가 고정될 수 있는 거치 고정부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제 1 액추에이터와, 상기 위치 변환 액추에이터와 연결되어 상기 제 1 액추에이터와, 상기 위치 변환 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전 몸체부재가 회전되어 상기 거치 몸체부재를 상기 베이스 지지체의 반대편으로 배치시킨 상태에서 상기 제 1 액추에이터를 작동시켜 상기 상부 거치부에 연결된 상기 연결 브라켓트부를 아래 방향으로 회전시켜 상기 하부 거치부의 상, 하면을 반전하고,
상기 하부 거치부의 상, 하면이 반전된 상태에서 상기 하부 거치부를 회전시켜 상기 거치 몸체부재를 원래 있던 위치와 대칭되게 변경하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전 몸체부재를 상, 하 이동시키는 승하강 기기를 더 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 베이스 지지체는 상기 위치 변환 축부가 장착되고, 상기 승하강 기기에 연결되어 상, 하 이동하는 승하강 몸체부를 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 거치 몸체부재는,
상기 상부 거치부가 상, 하 방향으로 회전 가능하게 연결되는 작동 몸체부를 더 포함하고,
상기 상부 거치부와 상기 작동 몸체부의 연결부분에는 제 2 액추에이터가 장착되어 상기 상부 거치부를 상, 하 방향을 회전 작동시키는 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 거치 몸체부재는,
상기 작동 몸체부가 좌, 우 방향으로 회전 가능하게 연결되는 이동 몸체부;
상기 작동 몸체부를 좌, 우 방향으로 회전 작동시키는 좌우 회전 액추에이터; 및
상기 이동 몸체부를 좌, 우 방향으로 직선 이동시키는 이동 기기를 더 포함한 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 좌우 회전 액추에이터와 상기 이동 기기에 연결되어 상기 이동 기기의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 상부 거치부가 상기 좌우 회전 액추에이터의 작동으로 좌, 우 방향으로 회전될 때, 회전되는 방향과 반대 방향으로 상기 이동 몸체부가 직선 이동되도록 상기 이동 기기를 제어하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 장치.