KR20160131729A - exercise apparatus for upper limb rehabilitation - Google Patents

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KR20160131729A
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유민정
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포항공과대학교 산학협력단
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전북대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed is an upper limb exercise apparatus. According to an embodiment of the present invention, an upper limb exercise apparatus comprises: a body member; a rotation member joined to an upper side of the body member to be rotatable; a first driving unit which makes the rotation member rotated with respect to the body member; a handle member joined to an upper side of the rotation member to linearly move in a back-and-forth motion; a second driving unit which makes the handle member moved with respect to the rotation member; and a control part which controls the first operating unit and the second operating unit.

Description

상지 운동 장치{exercise apparatus for upper limb rehabilitation}[0001] The present invention relates to an exercise apparatus for upper limb rehabilitation,

본 발명은 상지 운동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an upper limb exercising apparatus.

신체에 불편이 있는 사람의 근력, 지구력, 협응력 증가와 유지를 도모함과 동시에 관절 가동범위 증가, 보행교정 치료 수행을 통해 일상 활동을 촉진하기 위해 물리치료가 수행되고 있다. 무리한 어깨 운동, 골절 등으로 인해 회전근개 건염, 이두박근 건염, 어깨 활역낭염, 어깨 골절 등의 질병이 발생하고, 이로 인한 통증 치료를 위해 어깨 관절의 물리치료가 수행되고 있다.Physiotherapy is being performed to promote daily activities through the improvement of muscular strength, endurance, coordination and maintenance of the person with discomfort in the body, increase of the range of motion of the joints, and execution of orthodontic treatment. Shoulder movement, fracture, etc. Cause diseases such as rotator cuff tendinitis, biceps tendinitis, shoulder arthritis, and shoulder fracture, and physiotherapy of shoulder joint is performed for the pain caused by it.

기존의 상지 운동 치료 시스템은 치료사의 유도로 단순 반복 훈련이 수행되어 흥미 유발에 문제가 발생하여 지속적 치료가 어려운 단점이 있다. 또한 기존 상지 운동 치료 시스템은 상지 물리 치료를 위한 근력, 운동 범위, 자세, 동작 제어 능력을 종합적으로 분석하는 시스템이 제공되지 않았다. 상지 운동 치료 프로그램을 통한 흥미 유도, 정량적 평가, 근력, 운동 범위, 동작 제어 능력을 종합적으로 고려한 시스템이 개발될 필요가 있다.The existing upper extremity exercise therapy system has a disadvantage in that continuous repetition training is performed by inducing a therapist, which causes difficulty in inducing interest and it is difficult to perform continuous therapy. In addition, the existing upper extremity exercise therapy system did not provide a comprehensive system for analyzing muscle strength, range of motion, posture, and motion control ability for upper body physiotherapy. It is necessary to develop a system that comprehensively considers the induction of interest, quantitative evaluation, muscle strength, range of motion, and motion control ability through upper extremity exercise therapy program.

본 발명의 일 실시예는 사용자가 상지 운동을 용이하게 실시할 수 있게 한 상지 운동 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an upper limb exercising apparatus that enables a user to easily perform upper limb exercises.

본 발명의 일 측면에 따른 상지 운동 장치는 몸체 부재, 상기 몸체 부재의 상측에 회전가능하도록 결합된 회전 부재, 상기 회전 부재가 상기 몸체 부재에 대해 회전되게 하는 제1구동 유닛, 상기 회전 부재의 상측에 직선 왕복 이동하도록 결합된 손잡이 부재, 상기 손잡이 부재가 상기 회전 부재에 대해 이동되게 하는 제2구동 유닛, 및 상기 제1구동 유닛 및 상기 제2구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The upper limb movement device according to one aspect of the present invention includes a body member, a rotating member rotatably coupled to the upper side of the body member, a first driving unit rotating the rotating member with respect to the body member, And a control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit. The control unit controls the first driving unit and the second driving unit so that the pulling member is moved relative to the rotating member.

한편, 상기 제1구동 유닛은 회전축에 회전부가 결합된 제1회전 모터, 상기 제1회전 모터로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되는 저항부, 및 상기 회전부와 저항부를 연결하는 제1밸트를 포함할 수 있다.The first driving unit may include a first rotating motor having a rotating part coupled to a rotating shaft, a resistance part moving in a direction moving away from or closer to the first rotating motor, and a first belt connecting the rotating part and the resistance part .

한편, 상기 제어부는, 상기 제1회전 모터의 회전 속도 또는 회전 방향을 조절하여 상기 회전 부재의 회전 각도를 제한할 수 있다.Meanwhile, the control unit may limit the rotation angle of the rotary member by adjusting the rotation speed or the rotation direction of the first rotation motor.

한편, 상기 제어부는, 상기 회전 부재가 일정 시간 마다 단위 각도만큼만 회전되게 할 수 있다.Meanwhile, the control unit may rotate the rotating member only by a unit angle every predetermined time.

한편, 상기 제어부는, 상기 손잡이 부재가 회전 부재에 대해 왕복 이동되게 함과 동시에 상기 회전 부재가 상기 몸체 부재에 대해 일정 각도 범위에서 회전 왕복되게 하여 상기 손잡이 부재의 이동 궤적이 숫자 '8'형상이 되게 할 수 있다.Meanwhile, the control unit causes the knob member to reciprocate with respect to the rotary member, and at the same time, the rotary member is rotated and reciprocated with respect to the body member in a predetermined angle range, so that the movement locus of the knob member has a shape of '8' .

한편, 상기 제어부는, 상게 제1구동 유닛의 제1회전 모터를 동작시켜서 사용자가 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재의 이동 궤적을 따라 운동하게 하거나, 상게 제1구동 유닛의 제1회전 모터를 동작시키지 않고 사용자가 스스로 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재를 회전할 수 있다.On the other hand, the control unit operates the first rotation motor of the first drive unit to cause the user to move along the movement trajectory of the pull-tab in the state where the user grasps the pull- It is possible to rotate the pull-tab member while the user himself / herself grips the pull-tab.

한편, 상기 손잡이 부재의 위치 정보와 상기 저항부에서 발생되는 저항의 정보를 입력받는 입력부, 상기 입력부에서 입력받은 정보들을 통하여 사용자의 근력을 평가하는 평가부, 상기 평가부에서 평가된 사용자의 근력과 기저장된 기준데이터를 비교하여 운동 결과를 계산하는 출력부, 및 상기 출력부에서 계산된 값들을 출력하는 디스플레이부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 입력부, 평가부, 출력부를 제어할 수 있다.An evaluation unit evaluates a user's strength through information input from the input unit. The evaluation unit evaluates the strength of the user evaluated by the evaluation unit, An output unit for comparing the stored reference data to calculate a motion result, and a display unit for outputting the values calculated by the output unit, wherein the control unit can control the input unit, the evaluation unit, and the output unit.

한편, 상기 디스플레이부는 상기 손잡이 부재의 이동 궤적을 화면에 출력할 수 있다.On the other hand, the display unit may output the movement trajectory of the pull member on the screen.

한편, 상기 제2구동 유닛은, 제2밸트, 상기 제2밸트를 회전시키는 제2회전 모터, 및 상기 손잡이 부재에 결합되고, 상기 제2밸트의 일부분에 고정되어 상기 밸트의 회전에 따라 이동되는 이동 부재를 포함할 수 있다.On the other hand, the second driving unit includes a second belt, a second rotating motor for rotating the second belt, and a second rotating motor coupled to the knob member and fixed to a part of the second belt, And a moving member.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상지 운동 장치는 상지 운동을 하기 어려운 사용자들의 상지 운동을 보조하는 수동(passive) 모드를 제공함으로써, 파킨슨 병 환자 또는 편마비 환자 등 상지 운동이 원활하지 않은 환자 또는 스스로 상지 운동을 하기 어려운 사용자들의 상지 운동 및 재활에 도움을 줄 수 있다.The upper limb exercising apparatus according to the preferred embodiment of the present invention provides a passive mode for assisting upper limb movements of users who are hard to perform upper limb movement, thereby enabling a patient who is not in a superior limb movement, such as a Parkinson's disease patient or a hemiplegic patient, It can help upper extremity exercise and rehabilitation of users who are not able to exercise upper extremity.

또한, 사용자가 스스로 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재를 회전하면서 사용자가 스스로 운동을 수행하도록 하는 능동(active) 모드를 실시할 수 있다. 그러므로, 사용자 스스로 상지 운동이 가능한 사용자들에게는 본인의 근력으로 손잡이 부재를 회전시키게 함으로써, 재활치료 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to perform an active mode in which a user performs a self-motion while rotating the pull-tab in a state in which the user himself / herself grips the pull-tab. Therefore, it is possible to improve the effect of the rehabilitation treatment by allowing the user who is able to exercise the upper limb to rotate the pull member with his / her own strength.

또한, 다양한 동작을 수행하기 위한 게임 프로그램을 디스플레이부에 표시하여 상지 운동 치료에 대한 흥미 유발과 함께 대상의 인지적, 감성적, 사회적 능력을 증진시킬 수 있다.In addition, a game program for performing various operations can be displayed on the display unit, thereby inducing interest in upper limb exercise therapy and enhancing the cognitive, emotional, and social capabilities of the subject.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 회전 부재가 몸체 부재에 대해 회전되는 것을 도시한 도면이다.
도 3은, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 손잡이 부재가 직선 왕복이동되는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 제1구동 유닛을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 5는, 도 4에서 저항부가 제1회전 모터로부터 멀어지는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은, 도 4에서 저항부가 제1회전 모터로부터 가까워지는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 제2구동 유닛을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a perspective view illustrating an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing that the rotating member is rotated with respect to the body member in the upper limb exercising apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a linear reciprocating movement of the pull-tab in the upper limb exercising apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1. FIG.
4 is a perspective view illustrating a first driving unit in an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a view showing a state in which the resistance portion is moved away from the first rotation motor in Fig. 4. Fig.
Fig. 6 is a diagram showing a state in which the resistance portion approaches the first rotary motor in Fig. 4. Fig.
7 is a perspective view illustrating a second driving unit in an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram schematically showing an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals and only representative embodiments will be described. In other embodiments, only the configurations other than the representative embodiments will be described.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" between other parts. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 회전 부재가 몸체 부재에 대해 회전되는 것을 도시한 도면이며, 도 3은, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 손잡이 부재가 직선 왕복이동되는 것을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a view illustrating a linear reciprocating movement of the pull-tab in the upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1. FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는 몸체 부재(110), 회전 부재(120), 제1구동 유닛(130), 손잡이 부재(140), 제2구동 유닛(150) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.1 to 3, the upper limb exercising apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a body member 110, a rotating member 120, a first driving unit 130, a pull member 140, A second driving unit 150 and a control unit (not shown).

몸체 부재(110)는 고정 대상물에 고정될 수 있다. 예를 들어 몸체 부재(110)는 벽면, 바닥면 및 프레임에 고정될 수 있다. 몸체 부재(110)가 설치되는 위치는 사용자가 상지 운동을 편리하게 할 수 있는 위치이면 어느 위치든 무방하다.The body member 110 may be fixed to the stationary object. For example, the body member 110 may be secured to a wall, a floor, and a frame. The position where the body member 110 is installed may be any position as long as the user can easily perform upper limb movement.

회전 부재(120)는 상기 몸체 부재(110)의 상측에 회전가능하도록 결합된다. 회전 부재(120)의 형상은 일례로 원판형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 몸체 부재(110)의 형상도 원판형으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The rotating member 120 is rotatably coupled to the upper side of the body member 110. The shape of the rotary member 120 may be circular, for example. In this case, the shape of the body member 110 may be circular, but is not limited thereto.

제1구동 유닛(130)은 상기 회전 부재(120)가 상기 몸체 부재(110)에 대해 회전되게 한다.The first drive unit 130 causes the rotating member 120 to rotate relative to the body member 110.

손잡이 부재(140)는 상기 회전 부재(120)의 상측에 직선 왕복 이동하도록 결합된다. 이를 위하여 회전 부재(120)의 상측에는 가이드홈(121)이 형성될 수 있다. 가이드홈(121)은 회전 부재(120)를 가로지르도록 형성된다. 손잡이 부재(140)는 가이드홈(121)을 따라 이동될 수 있다.The knob member 140 is coupled to the upper side of the rotary member 120 so as to linearly reciprocate. For this purpose, a guide groove 121 may be formed on the upper side of the rotary member 120. The guide groove 121 is formed to cross the rotary member 120. The pull member 140 can be moved along the guide groove 121. [

제2구동 유닛(150)은 상기 손잡이 부재(140)가 상기 회전 부재(120)에 대해 이동되게 한다. 회전 부재(120)는 몸체 부재(110)에 대해 회전되고, 손잡이 부재(140)는 제2구동 유닛(150)에 의해 회전 부재(120)에서 직선 왕복 이동될 수 있다. 따라서, 손잡이 부재(140)는 다양한 위치에 자유룝게 위치될 수 있다. 이를 위한 제2구동 유닛(150)의 상세한 구조의 일례는 후술하기로 한다.The second drive unit 150 causes the pull tab 140 to move relative to the rotational member 120. [ The rotary member 120 is rotated with respect to the body member 110 and the pull member 140 can be linearly reciprocated by the rotary member 120 by the second drive unit 150. [ Accordingly, the pull member 140 can be freely positioned at various positions. An example of the detailed structure of the second drive unit 150 for this purpose will be described later.

제어부는 상기 제1구동 유닛(130) 및 상기 제2구동 유닛(150)을 제어한다. 즉, 제어부에 의해 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치(100)의 전반적인 구동이 가능할 수 있다. 이러한 제어부에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. The control unit controls the first driving unit 130 and the second driving unit 150. That is, the overall driving of the upper limb exercising apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be enabled by the control unit. A detailed description of such a control unit will be described later.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 제1구동 유닛을 발췌하여 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a first driving unit in an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 제1구동 유닛(130)의 상세한 구조는 일례로, 제1회전 모터(131), 저항부(132) 및 제1밸트(133)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the detailed structure of the first driving unit 130 may include, for example, a first rotating motor 131, a resistance unit 132, and a first belt 133.

제1회전 모터(131)는 회전축에 회전부가 결합된다. 회전부는 회전 부재(120)와 연결될 수 있다. 회전부의 회전에 의해 회전 부재(120)도 회전될 수 있다.The rotating part of the first rotation motor 131 is coupled to the rotating shaft. The rotating part may be connected to the rotating member 120. The rotation member 120 can also be rotated by the rotation of the rotation part.

저항부(132)는 상기 제1회전 모터(131)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동된다. 저항부(132)는 일례로 롤러일 수 있다. 저항부(132)가 제1회전 모터(131)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되게 하기 위한 구조는 일례로, 공압 실린더, 유압 실린더, 래크 기어 및 피니언 기어 등 다양한 기구 장치가 적용될 수 있다.The resistance portion 132 is moved in the direction away from or closer to the first rotation motor 131. [ The resistance portion 132 may be, for example, a roller. Various mechanisms such as a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, a rack gear, and a pinion gear can be applied to the structure for causing the resistance portion 132 to move in a direction away from or close to the first rotary motor 131. [

제1밸트(133)는 상기 회전부와 저항부(132)를 연결한다. 제1밸트(133)는 일례로 V밸트 일 수 있다.The first belt 133 connects the rotation unit and the resistance unit 132. The first belt 133 may be a V-belt, for example.

도 5는, 도 4에서 저항부가 제1회전 모터로부터 멀어지는 상태를 도시한 도면이고, 도 6은, 도 4에서 저항부가 제1회전 모터로부터 가까워지는 상태를 도시한 도면이다.Fig. 5 is a diagram showing a state in which the resistance portion is moved away from the first rotary motor in Fig. 4, and Fig. 6 is a diagram showing a state in which the resistance portion is brought closer to the first rotary motor in Fig.

도 5 및 도 6을 참조하면, 전술한 구조로 이루어진 제1구동 유닛(130)은 저항부(132)가 제1회전 모터(131)로부터 멀어지는 방향으로 이동되면, 제1밸트(133)가 팽팽해지면서 저항부(132)와 회전부의 마찰이 증가하게 된다. 이와 반대로 저항부(132)가 제1회전 모터(131)와 가까워지는 방향으로 이동이면, 제1벨트가 느슨해지며 저항부(132)와 회전부의 마찰이 감소하게 된다. 마찰이 커질수록 회전부와 저항부(132)가 회전되는 과정에서 토크가 증가하게 된다. 이에 따라, 사용자가 손잡이 부재(140)를 잡고 회전하기 위하여 더욱 높은 힘을 사용하게 된다.5 and 6, when the resistance unit 132 is moved in a direction away from the first rotation motor 131, the first drive unit 130 having the above- The friction between the resistance portion 132 and the rotating portion increases. On the other hand, when the resistance portion 132 is moved in the direction approaching the first rotation motor 131, the first belt is loosened and the friction between the resistance portion 132 and the rotation portion is reduced. As the friction increases, the torque increases as the rotating portion and the resistance portion 132 are rotated. As a result, the user uses a higher force to hold the knob member 140 and rotate.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는 저항부(132)에 의하여 사용자가 운동 시 가해야 하는 힘의 크기가 가변될 수 있으므로, 상지 운동 치료 시 자주 사용하지 못해서 약해진 어깨와 팔의 근력을 강화할 수 있다.As described above, the upper limb exercising apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention can vary the magnitude of the force to be exerted by the user due to the resistance portion 132, It can strengthen the strength of weakened shoulders and arms.

한편, 도 1로 되돌아가서 상기 제어부는, 상기 제1회전 모터(131)의 회전 속도 또는 회전 방향을 조절하여 상기 회전 부재(120)의 회전 각도를 제한할 수 있다. 예를 들어, 제어부에 의해 회전 부재(120)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 또한, 제어부에 의해 회전 부재(120)의 각속도가 가변될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the controller may limit the rotation angle of the rotation member 120 by adjusting the rotation speed or the rotation direction of the first rotation motor 131. [ For example, the rotary member 120 can be rotated clockwise or counterclockwise by the control unit. Further, the angular velocity of the rotary member 120 can be varied by the control unit.

한편, 상기 제어부는 상기 회전 부재(120)가 일정 시간 마다 단위 각도만큼만 회전되게 할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 회전 부재(120)를 1초마다 대략 15°만 회전시키고, 일정 시간 정지한 다음, 회전 부재(120)를 재차 15°회전시킬 수 있다.Meanwhile, the controller may rotate the rotating member 120 by a unit angle at a predetermined time interval. For example, the control unit may rotate the rotary member 120 by about 15 degrees every second, stop for a predetermined time, and then rotate the rotary member 120 by 15 degrees again.

한편, 상기 제어부는, 상기 손잡이 부재(140)가 회전 부재(120)에 대해 왕복 이동되게 함과 동시에 상기 회전 부재(120)가 상기 몸체 부재(110)에 대해 일정 각도 범위에서 회전 왕복되게 하여 상기 손잡이 부재(140)의 이동 궤적이 숫자 '8'형상이 되게 할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 다양한 위치로 신체를 움직이게 하여 사용자의 재활치료를 더욱 효율적으로 할 수 있다.Meanwhile, the control unit causes the knob member 140 to reciprocate with respect to the rotary member 120, and at the same time, the rotary member 120 rotates and reciprocates within a predetermined angle range with respect to the body member 110, The movement trajectory of the pull member 140 can be made to have the numerical '8' shape. Accordingly, the user can move his / her body to various positions, thereby making the rehabilitation treatment of the user more efficient.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치에서 제2구동 유닛을 발췌하여 도시한 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a second driving unit in an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전술한 제2구동 유닛(150)의 상세한 구조는 일례로 제2밸트(151)와, 제2회전 모터(152) 및 이동 부재(154)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the detailed structure of the second driving unit 150 may include a second belt 151, a second rotating motor 152, and a moving member 154, for example.

제2밸트(151)는 회전 부재(120) 내부에 배치된다. 제2밸트(151)는 회전 부재(120)를 가로지르도록 위치될 수 있다.The second belt 151 is disposed inside the rotary member 120. The second belt 151 can be positioned to cross the rotating member 120.

제2회전 모터(152)는 상기 제2밸트(151)를 회전시킨다. 제2밸트(151)의 회전이 원활하도록 제2밸트(151)의 일부분에는 롤러가 위치될 수 있다. 제2회전 모터(152)의 회전축에 롤러가 결합되어 제2밸트(151)를 직접 회전시키는 것도 가능할 수 있고, 별도의 감속기를 배치하여 제2밸트(151)를 회전시키는 것도 가능할 수 있다.And the second rotating motor 152 rotates the second belt 151. The roller may be positioned in a part of the second belt 151 so that the rotation of the second belt 151 is smooth. It is also possible to rotate the second belt 151 directly by coupling the roller to the rotation axis of the second rotation motor 152. It is also possible to rotate the second belt 151 by disposing a separate speed reducer.

이동 부재(154)는 상기 손잡이 부재(140)에 결합된다. 그리고, 이동 부재(154)는 상기 제2밸트(151)의 일부분에 고정되어 상기 밸트의 회전에 따라 이동된다.The movable member 154 is engaged with the pull member 140. The moving member 154 is fixed to a part of the second belt 151 and is moved according to the rotation of the belt.

제2회전 모터(152)가 회전되면, 제2밸트(151)도 회전된다. 그리고, 제2밸트(151)의 회전에 의해 이동 부재(154)가 이동되면서 손잡이 부재(140)도 이동될 수 있다. 도면상에서 제2회전 모터(152)가 시계방향으로 회전되면, 손잡이 부재(140)는 우측으로 이동되고, 제2회전 모터(152)가 반시계방향으로 회전되면, 손잡이 부재(140)는 좌측으로 이동될 수 있다. 즉, 제2회전 모터(152)의 회전 방향에 의해 손잡이 부재(140)의 이동 방향도 변경될 수 있다.When the second rotating motor 152 is rotated, the second belt 151 is also rotated. As the moving member 154 is moved by the rotation of the second belt 151, the pull member 140 can also be moved. When the second rotary motor 152 is rotated in the clockwise direction, the knob member 140 is moved to the right side. When the second rotary motor 152 is rotated in the counterclockwise direction, the knob member 140 is moved to the left Can be moved. That is, the moving direction of the pull member 140 can also be changed by the rotation direction of the second rotation motor 152. [

한편, 상기 제어부는 상게 제1구동 유닛(130, 도 4 참조)의 제1회전 모터(131, 도 4 참조)를 동작시켜서 사용자가 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재(140, 도 1 참조)의 이동 궤적을 따라 운동하게 한다. 제어부는 상지 운동을 하기 어려운 사용자들의 상지 운동을 보조하는 수동(passive) 모드를 제공함으로써, 파킨슨 병 환자 또는 편마비 환자 등 상지 운동이 원활하지 않은 환자 또는 스스로 상지 운동을 하기 어려운 사용자들의 상지 운동 및 재활에 도움을 줄 수 있다.4) of the first drive unit 130 (refer to FIG. 4), so that the handle member 140 (see FIG. 1) is operated while the user holds the handle To move along the locus of movement. The control unit provides a passive mode for assisting the upper limb movement of users who are hard to perform upper limb movement, so that the upper limb movement and rehabilitation of patients who are not able to exercise upper limb, such as a Parkinson's disease patient or a hemiplegic patient, Can help.

이와 다르게, 제어부는 상게 제1구동 유닛(130)의 제1회전 모터(131)를 동작시키지 않고 사용자가 스스로 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재(140)를 회전하게 한다. 즉, 제어부는 사용자가 스스로 운동을 수행하도록 하는 능동(active) 모드를 실시할 수 있다. 즉, 스스로 상지 운동이 가능한 사용자들에게는 본인의 근력으로 손잡이 부재(140)를 회전시키게 함으로써, 재활치료 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.Alternatively, the controller may cause the pull-tab 140 to rotate in a state in which the user himself or herself grasps the pull-down motor 131 without operating the first rotation motor 131 of the first drive unit 130. That is, the control unit may perform an active mode in which the user performs the exercise by himself / herself. That is, by allowing the user to use his / her own strength to rotate the knob member 140, the effect of the rehabilitation treatment can be further improved.

이를 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상지 운동 장치(100)의 구조를 더욱 상세하게 설명한다.The structure of the upper limb exercising apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 상지 운동 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.8 is a block diagram schematically showing an upper limb exercising apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상지 운동 장치(100)의 상세한 구조는 일례로, 입력부(103), 평가부(104), 출력부(102), 디스플레이부(102)를 포함할 수 있다.8, the detailed structure of the upper limb exercising apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an input unit 103, an evaluation unit 104, an output unit 102, a display unit 102, . ≪ / RTI >

입력부(103)는 손잡이 부재의 위치 정보와 저항부에서 발생되는 저항의 정보를 입력받는다. 손잡이 부재의 위치 정보는 가상의 기준점으로부터 손잡이 부재의 각도 및 좌표일 수 있다.The input unit 103 receives the positional information of the knob member and the resistance information generated in the resistance unit. The positional information of the knob member may be the angle and the coordinates of the knob member from a virtual reference point.

평가부(104)는 입력부에서 입력받은 정보들을 통하여 사용자의 근력을 평가한다. 평가부(104)는 신체관절 가동범위(ROM)를 평가한다. 평가부(104)는 근력을 평가한다. 평가부(104)가 근력을 판단하는 방법은 일예로, 입력부(103)에서 입력받은 저항의 정보로부터 판단할 수 있다. The evaluation unit 104 evaluates the user's strength through the information input from the input unit. The evaluation unit 104 evaluates the ROM of the body. The evaluation unit 104 evaluates muscle strength. The evaluation unit 104 may determine the muscle strength from the information of the resistance input from the input unit 103, for example.

출력부(102)는 평가부(104)에서 평가된 사용자의 근력과 기저장된 기준데이터를 비교하여 운동 결과를 계산한다. 예를 들어, 출력부(102)는 신체관절 가동범위의 증가정도를 계산한다. 또한, 출력부(102)는 동작 수행의 정확도를 계산한다. 또한, 출력부(102)는 근력 또는 운동량 정보를 출력하기도 한다.The output unit 102 compares the muscle strength of the user evaluated in the evaluation unit 104 with previously stored reference data to calculate a motion result. For example, the output 102 calculates the degree of increase in the range of motion of the bodily joint. In addition, the output unit 102 calculates the accuracy of the performance of the operation. The output unit 102 also outputs muscle strength or momentum information.

디스플레이부(102)는 출력부에서 계산된 값들을 출력한다. 또한, 디스플레이부(102)는 손잡이 부재(140)의 이동 궤적을 화면에 출력한다. 예를 들어, 디스플레이부(102)에 원이 표시되면 사용자는 손잡이 부재를 잡고 원형으로 이동할 수 있다. 또한, 디스플레이부(102)에 직선이 표시되면 사용자는 손잡이 부재를 잡고 직선으로 이동할 수 있다.The display unit 102 outputs the calculated values at the output unit. Also, the display unit 102 outputs the movement trajectory of the pull member 140 to the screen. For example, when a circle is displayed on the display unit 102, the user can move circularly holding the handle member. In addition, when a straight line is displayed on the display unit 102, the user can hold the pull member and move in a straight line.

전술한 제어부(101)는 이와 같은 입력부, 평가부, 출력부를 제어한다.The control unit 101 controls the input unit, the evaluation unit, and the output unit.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는 상지 운동을 하기 어려운 사용자들의 상지 운동을 보조하는 수동(passive) 모드를 제공함으로써, 파킨슨 병 환자 또는 편마비 환자 등 상지 운동이 원활하지 않은 환자 또는 스스로 상지 운동을 하기 어려운 사용자들의 상지 운동 및 재활에 도움을 줄 수 있다.The upper limb exercising apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention provides a passive mode for assisting upper limb movements of users who are hard to perform upper limb movement, It can help upper extremity exercise and rehabilitation of patients who are not in upper extremity exercise or those who are not able to exercise upper extremity themselves.

또한, 사용자가 스스로 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재(140)를 회전하면서 사용자가 스스로 운동을 수행하도록 하는 능동(active) 모드를 실시할 수 있다. 그러므로, 사용자 스스로 상지 운동이 가능한 사용자들에게는 본인의 근력으로 손잡이 부재(140)를 회전시키게 함으로써, 재활치료 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the user may perform an active mode for allowing the user to perform the self-motion while rotating the pull-tab 140 while the user is holding the pull-tab. Therefore, the user who is able to exercise the upper limb by himself or herself rotates the knob member 140 with his / her own strength, so that the effect of the rehabilitation treatment can be further improved.

또한, 다양한 동작을 수행하기 위한 게임 프로그램을 디스플레이부에 표시하여 상지 운동 치료에 대한 흥미 유발과 함께 대상의 인지적, 감성적, 사회적 능력을 증진시킬 수 있다.In addition, a game program for performing various operations can be displayed on the display unit, thereby inducing interest in upper limb exercise therapy and enhancing the cognitive, emotional, and social capabilities of the subject.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And are not used to limit the scope of the present invention described in the scope. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 상지 운동 장치 110: 몸체 부재
120: 회전 부재 121: 가이드홈
130: 제1구동 유닛 131: 제1회전 모터
132: 저항부 133: 제1밸트
140: 손잡이 부재 150: 제2구동 유닛
151: 제2밸트 152: 제2회전 모터
154: 이동 부재100: upper extremity exercise device 110: body member
120: rotating member 121: guide groove
130: first drive unit 131: first rotation motor
132: resistive part 133: first belt
140: pull member 150: second drive unit
151: second belt 152: second rotating motor
154: moving member

Claims (9)

몸체 부재,
상기 몸체 부재의 상측에 회전가능하도록 결합된 회전 부재,
상기 회전 부재가 상기 몸체 부재에 대해 회전되게 하는 제1구동 유닛,
상기 회전 부재의 상측에 직선 왕복 이동하도록 결합된 손잡이 부재,
상기 손잡이 부재가 상기 회전 부재에 대해 이동되게 하는 제2구동 유닛, 및
상기 제1구동 유닛 및 상기 제2구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 상지 운동 장치.Body member,
A rotating member rotatably coupled to the upper side of the body member,
A first driving unit for causing the rotating member to rotate with respect to the body member,
A handle member coupled to the rotary member to linearly reciprocate,
A second driving unit for causing the pull tab to move with respect to the rotating member,
And a control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit. 제 1 항에 있어서,
상기 제1구동 유닛은
회전축에 회전부가 결합된 제1회전 모터,
상기 제1회전 모터로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되는 저항부, 및
상기 회전부와 저항부를 연결하는 제1밸트를 포함하는 상지 운동 장치.The method according to claim 1,
The first drive unit
A first rotary motor having a rotary part coupled to a rotary shaft,
A resistance portion which is moved in a direction to move away from or close to the first rotation motor,
And a first belt connecting the rotating part and the resistance part. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1회전 모터의 회전 속도 또는 회전 방향을 조절하여 상기 회전 부재의 회전 각도를 제한하는 상지 운동 장치.3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein the rotation angle of the rotary member is restricted by adjusting a rotation speed or a rotation direction of the first rotation motor. 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전 부재가 일정 시간 마다 단위 각도만큼만 회전되게 하는 상지 운동 장치.The method of claim 3,
Wherein,
Wherein the rotating member is rotated only by a unit angle at a predetermined time. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 손잡이 부재가 회전 부재에 대해 왕복 이동되게 함과 동시에 상기 회전 부재가 상기 몸체 부재에 대해 일정 각도 범위에서 회전 왕복되게 하여 상기 손잡이 부재의 이동 궤적이 숫자 '8'형상이 되게 하는 상지 운동 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the knob member is reciprocated with respect to the rotary member and the rotary member is reciprocated in a predetermined angle range with respect to the body member so that the movement locus of the knob member has a shape of '8'. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상게 제1구동 유닛의 제1회전 모터를 동작시켜서 사용자가 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재의 이동 궤적을 따라 운동하게 하거나,
상게 제1구동 유닛의 제1회전 모터를 동작시키지 않고 사용자가 스스로 상기 손잡이를 파지한 상태에서 상기 손잡이 부재를 회전하는 상지 운동 장치.3. The method of claim 2,
Wherein,
The first rotating motor of the first driving unit is operated to allow the user to move along the movement trajectory of the pull-tab in a state in which the user holds the pull-
And the handle member is rotated in a state in which the user himself / herself grips the handle without operating the first rotation motor of the first drive unit. 제 6항에 있어서,
상기 손잡이 부재의 위치 정보와 상기 저항부에서 발생되는 저항의 정보를 입력받는 입력부,
상기 입력부에서 입력받은 정보들을 통하여 사용자의 근력을 평가하는 평가부,
상기 평가부에서 평가된 사용자의 근력과 기저장된 기준데이터를 비교하여 운동 결과를 계산하는 출력부, 및
상기 출력부에서 계산된 값들을 출력하는 디스플레이부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 입력부, 평가부, 출력부를 제어하는 상지 운동 장치.The method according to claim 6,
An input unit for receiving position information of the knob member and information on a resistance generated in the resistance unit,
An evaluation unit for evaluating a user's strength through information input from the input unit,
An output unit for comparing the muscle strength of the user evaluated in the evaluation unit with previously stored reference data to calculate a motion result, and
And a display unit for outputting the values calculated by the output unit,
Wherein the control unit controls the input unit, the evaluation unit, and the output unit. 제 7항에 있어서,
상기 디스플레이부는 상기 손잡이 부재의 이동 궤적을 화면에 출력하는 상지 운동 장치.8. The method of claim 7,
And the display unit outputs a movement locus of the pull member to a screen. 제 1항에 있어서,
상기 제2구동 유닛은,
제2밸트,
상기 제2밸트를 회전시키는 제2회전 모터, 및
상기 손잡이 부재에 결합되고, 상기 제2밸트의 일부분에 고정되어 상기 밸트의 회전에 따라 이동되는 이동 부재를 포함하는 상지 운동 장치.The method according to claim 1,
The second drive unit includes:
Second belt,
A second rotating motor for rotating the second belt, and
And a moving member coupled to the handle member and fixed to a portion of the second belt and being moved along the rotation of the belt.
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