KR20170078333A - 재활 유닛 및 하지 재활 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재활 유닛 및 하지 재활 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하지 재활 장치는 사람의 엉덩이 부분을 지지하는 바디: 및 상기 바디에 연결되어 사람의 다리에 대해 재활 운동을 수행하는 2개의 재활 유닛을 포함하되, 상기 재활 유닛은, 상기 바디에 대해 연결되는 지지 부재; 상기 지지 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 1 구동 부재; 상기 1 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 2 구동 부재; 및 상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되고 사람의 발을 지지하는 발 지지 부재를 포함한다.

Description

재활 유닛 및 하지 재활 장치{Rehabilitation unit and leg rehabilitation apparatus}
본 발명은 재활 유닛 및 하지 재활 장치에 관한 것이다.
특정한 사람들은 인위적인 하지 재활 운동이 요구된다. 예를 들어, 몸의 근력이 약화된 노인, 장애인 또는 수술로 인해 보행능력이 떨어지는 환자들은 자력으로 움직이지 못하는 것으로 인해 근력이 약화되고 굳어지는 것을 방지하거나, 수술 후 운동 능력 회복을 위해 재활 운동이 필요하다.
이와 같은 재활 운동은 고관절과 무릎관절 및 발목관절의 운동이 원활하게 이루어질 때 향상될 수 있고, 이들 각 관절은 부드러운 물렁뼈로 된 관절막과 근육 및 힘줄로 둘러 싸여 있어 보행능력의 향상을 위한 재활운동장치는 이들 요소에 효과적인 운동을 부여할 수 있도록 요구된다.
본 발명은 하지의 재활 운동을 효율적으로 수행할 수 있는 재활 유닛 및 하지 재활 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 사람의 엉덩이 부분을 지지하는 바디: 및 상기 바디에 연결되어 사람의 다리에 대해 재활 운동을 수행하는 2개의 재활 유닛을 포함하되, 상기 재활 유닛은, 상기 바디에 대해 연결되는 지지 부재; 상기 지지 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 1 구동 부재; 상기 1 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 2 구동 부재; 및 상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되고 사람의 발을 지지하는 발 지지 부재를 포함하는 하지 재활 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 하지 재활 장치는 상하 방향의 축을 기준으로 회전 가능하게 상기 바디에 연결되는 연결 부재를 더 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 연결 부재에 고정될 수 있다.
또한, 상기 연결 부재는 아크 형상을 가지고 두께 방향으로 하나 이상 형성된 제 1 연결부재 홀 사이에 제공되는 감지 리브를 가지고, 상기 감지 리브에는 제 1 센서들이 위치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동 부재에는 서로 상이한 방향으로 제 1 후방 홀 및 제 2 후방 홀이 형성되고, 상기 제 1 구동 부재에는 상기 제 1 후방 홀 및 상기 제 2 후방 홀을 사이에 두고 제 1 후방 센서들 및 제 2 후방 센서들이 위치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동 부재에는 서로 상이한 방향으로 제 1 전방 홀 및 제 2 전방 홀이 형성되고, 상기 제 2 구동 부재에는 상기 제 1 전방 홀 및 상기 제 2 전방 홀을 사이에 두고 제 1 전방 센서들 및 제 2 전방 센서들이 위치될 수 있다.
또한, 상기 발 지지 부재는, 상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 연결 블록; 및 상기 연결 블록에 고정되고, 사람의 발을 지지하는 지지 판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결 블록에는 두께 방향이 제 1 감지 홀 및 상하 방향의 제 2 감지 홀이 형성되고, 상기 연결 블록에는 상기 제 1 감지 홀 및 상기 제 2 감지 홀을 사이에 두고 제 1 블록 센서들 및 제 2 블록 센서들이 위치될 수 있다.
또한, 상기 지지 판은, 상부에 위치되는 제 1 지지판; 상기 제 1 지지판의 아래쪽에 위치되는 제 2 지지 판; 및 상기 제 1 지지판 및 상기 제 2 지지 판을 연결하는 연결 블록을 포함하고, 상기 제 1 지지판과 상기 연결 블록의 사이 또는 상기 제 2 지지판과 상기 연결 블록의 사이에는 가압 센서가 부착된 지지부 블록이 위치될 수 있다.
또한, 상기 지지 부재와 상기 제 1 구동 부재의 연결 부분, 상기 제 1 구동 부재와 상기 제 2 구동 부재의 연결 부분 또는 상기 제 2 구동 부재와 상기 발 지지 부재의 연결 부분에는 상대적 회전을 위한 동력을 제공하는 모터가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 바디에 대해 연결되는 지지 부재; 상기 지지 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 1 구동 부재; 상기 1 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 2 구동 부재; 상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되고 사람의 발을 지지하는 발 지지 부재; 및 동작 과정에서의 변형량을 감지하는 센서들을 포함하는 재활 유닛이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동 부재, 상기 제 2 구동 부재 및 상기 발 지지 부재에는 변형량 감지를 위한 센서가 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 하지의 재활 운동을 효율적으로 수행할 수 있는 재활 유닛 및 하지 재활 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하지 재활 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1 바디와 지지 부재의 연결 부분을 나타내는 도면이다.
도 3은 연결 부재를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 제 1 구동 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 제 2 구동 부재를 나타내는 도면이다.
도 6은 발 지지 부재를 나타내는 도면이다.
도 7은 제 1 연결 블록을 나타내는 도면이다.
도 8은 제 2 연결 블록을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부 블록을 나타내는 도면이다.
도 10은 하지 재활 장치의 제어 관계를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하지 재활 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면 하지 재활 장치(1)는 바디(10) 및 재활 유닛(20)을 포함한다.
바디(10)는 하지 재활 장치(1)의 골격을 제공한다. 바디(10)는 상부에는 다리 재활을 위한 사람의 엉덩이 부분을 지지하는 안착부(110)가 제공된다. 안착부(110)는 사람의 엉덩이 부분에 대응되는 면적을 가질 수 있다. 또한, 안착부(110)는 하지 재활 장치(1)를 사용하는 사람의 성별 또는 연결에 따라 맞는 면적을 갖도록 제공될 수 있다.
재활 유닛(20)은 바디(10)에 연결되어 사람의 다리 재활 운동을 수행한다. 재활 유닛(20)은 사람의 외쪽 다리 및 오른쪽 다리 각각에 대응하여 바디(10)에 2개가 제공될 수 있다. 또한, 재활 유닛(20)은 외쪽 다리 또는 오른쪽 다리에 대응하여 바디(10)에 1개 제공될 수 도 있다.
재활 유닛(20)은 지지 부재(210), 제 1 구동 부재(220), 제2구동 부재(240), 발 지지 부재(260) 및 레일(270)을 포함한다.
지지 부재(210)는 바디(10)에 연결된다. 일 예로 지지 부재(210)는 안착부(110)의 저면에 연결될 수 있다. 지지 부재(210)는 설정 폭 및 설정 길이를 갖는 링크 형상으로 제공될 수 있다. 지지 부재(210)는 재활 유닛(20)의 하중 및 재활 운동 중 작용하는 힘이 바디(10)에 전달 되도록 한다.
도 2는 도 1 바디와 지지 부재의 연결 부분을 나타내는 도면이고, 도 3은 연결 부재를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 지지 부재(210)는 수직 방향의 축을 기준으로 바디(10)에 대해 회전 가능하게 제공될 수 있다. 일 예로, 지지 부재(210)는 연결 부재(120)를 통해 바디(10)에 연결될 수 있다.
연결 부재(120)는 제 1 감지부(1210) 및 제 2 감지부(1220)를 포함한다.
연결 부재(120)는 바디(10)에 대해 상하 방향의 축을 기준으로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일 예로, 연결 부재(120)는 브라켓(130)을 통해 바디(10)에 고정될 수 있다. 구체적으로, 브라켓(130)은 바디(10)와의 사이에 연결 부재(120)의 일부를 수용할 수 있는 공간을 형성하면서, 바디(10)에 고정될 수 있다. 그리고, 연결 부재(120)는 브라켓(130)과 바디(10) 사이에 형성된 공간에 회전 가능하게 수용될 수 있다. 일 예로, 브라켓(130)은 안착부(110)의 저면에 고정될 수 있다.
제 1 감지부(1210)는 단부 측면의 일부가 아크 형상으로 제공될 수 있다. 제 1 감지부(1210)의 중앙부는 브라켓(130)을 관통한 제 1 모터(140)의 축에 연결될 수 있다. 제 1 모터(140)는 연결 부재(120)를 회전 시키는 동력을 제공한다.
제 1 감지부(1210)에는 아크 형상의 제 1 연결부재 홀(1211)이 두께 방향으로 하나 이상 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 감지부(1210)에는 서로 대응되는 형상의 제 1 연결부재 홀(1211) 4개가 제 1 감지부(1210)의 아크 형상 부분의 중심 둘레에 형성될 있다. 제 1 연결부재 홀(1211)의 사이에는 감지 리브(1212)가 위치된다. 이 때, 감지 리브(1212)는 제 1 감지부(1210)의 아크 형상 부분의 중심을 기준으로 대칭되게 여러 개 제공될 수 있다. 감지 리브(1212)에는 제 1 센서들(1213)이 위치될 수 있다. 일 예로, 제 1 센서들(1213)은 서로 마주하는 감지 리브(1212) 각각의 양측면에 위치될 수 있다. 제 1 감지부(1210)의 일측에는 연장부(1230)가 형성될 수 있다.
제 2 감지부(1220)는 제 1 감지부(1210)의 일측 또는 연장부(1230)의 일측에서 외측으로 연장되어 형성된다. 제 2 감지부(1220)는 설정 체적을 갖는 블록 형상으로 제공될 수 있다. 연결 부재(120)가 브라켓(130)을 통해 바디(10)에 연결되면, 제 2 감지부(1220)는 바디(10)의 외측 방향을 향하도록 위치될 수 있다. 그리고, 제 2 감지부(1220)의 단부는 브라켓(130)의 외부로 노출되어, 지지 부재(210)에 고정된다.
제 2 감지부(1220)에는 제2연결부재 홀(1221)이 형성될 수 있다. 제2연결부재 홀(1221)은 제 2 감지부(1220)의 연장 방향에 경사지고, 제 2 감지부(1220) 상면의 법선 방향에 경사진 방향으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제2연결부재 홀(1221)은 제 2 감지부(1220)의 연장 방향에 수직하고, 제 2 감지부(1220) 상면의 법선 방향에 수직인 방향으로 형성될 수 있다. 제 2 감지부(1220)에는 제2연결부재 홀(1221)을 사이에 두고 상면 및 하면에 제 2 센서들(1222)이 위치된다. 일 예로, 제 2 감지부(1220)의 상면 및 하면 각각에는 제 2 감지부(1220)의 연장방향으로 이격 된 2개의 제 2 센서들(1222)이 위치될 수 있다.
지지 부재(210)에 의한 하중이 작용하는 상태에서 모터(140)가 연결 부재(120)에 힘을 가하면, 감지 리브(1212)에 변형이 발생된다. 제 1 센서들(1213)은 이와 같은 감지 리브(1212)의 변형량을 감지할 수 있다.
지지 부재(210)가 연결 부재(120)에 가하는 힘 및 모터가 연결 부재(120)에 가하는 힘에 의해 제 2 감지부(1220)에 변형이 발생될 수 있다. 제 2 센서들(1222)는 제 2 감지부(1220)의 변형량을 감지할 수 있다.
도 4는 도 1의 제 1 구동 부재를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 제 1 구동 부재(220)는 지지 부재(210)에 회전 가능하게 연결된다. 제 1 구동 부재(220)와 지지 부재(210)의 연결 부분에는 이들이 상대적으로 회전되는 동력을 제공하는 제 2 모터(도 10의 227)가 제공될 수 있다.
제 1 구동 부재(220)는 설정 폭 및 설정 길이를 갖는 링크 형상으로 제공될 수 있다. 또한 제 1 구동 부재(220)는 위쪽에서 볼 때 재활 유닛(20)의 개략적인 형상이 그 길이 방향을 따라 선형성을 갖도록, 길이방향을 따라 영역별로 단차진 형상으로 제공될 수 도 있다.
제 1 구동 부재(220)에는 제 1 후방 홀(221) 및 제 2 후방 홀(222)이 형성된다. 제 1 후방 홀(221) 및 제 2 후방 홀(222)은 지지 부재(210)와 인접한 부분에 위치될 수 있다.
제 1 후방 홀(221) 및 제 2 후방 홀(222)은 서로 제 1 구동 부재(220)의 길이 방향에 대해 경사지고, 서로 상이한 방향으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제 1 후방 홀(221)은 제 1 구동 부재(220)의 길이 방향에 수직하고 제 1 구동 부재(220)의 두께 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 후방 홀(222)은 제 1 구동 부재(220)의 길이 방향에 수직하고 제 1 구동 부재(220)의 폭 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
제 1 구동 부재(220)의 상면 및 하면에는 제 1 후방 홀(221)을 사이에 두고 제 1 후방 센서들(223)이 위치될 수 있다. 제 1 후방 센서들(223)은 제 1 구동 부재(220)의 상면 및 하면 각각에 제 1 구동 부재(220)의 길이 방향을 따라 2개 이상 위치될 수 있다. 제 1 구동 부재(220)의 양측면에는 제 2 후방 홀(222)을 사이에 두고 제 2 후방 센서들(224)이 위치될 수 있다. 제 2 후방 센서들(224)은 제 1 구동 부재(220)의 측면 각각에 제 1 구동 부재(220)의 길이 방향을 따라 2개 이상이 위치될 수 있다. 제 1 후방 센서들(223) 및 제 2 후방 센서들(224)은 제 1 구동 부재(220)의 변형량을 감지할 수 있다.
지지 부재(210)와 제 1 구동 부재(220)에는 제 1 보조 구동 부재(230)가 연결될 수 있다. 제 1 보조 구동 부재(230)는 양 단부가 각각 지지 부재(210)와 제 1 구동 부재(220)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 보조 구동 부재(230)는 길이가 가변 가능하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 구동 부재는 제 1 전방 회전부(231) 및 제 1 후방 회전부(232)를 포함할 수 있다. 제 1 전방 회전부(231)는 일측이 지지 부재(210)에 회전 가능하게 연결되고, 내측에 홀이 형성될 수 있다. 제 1 후방 회전부(232)는 일측이 제 1 구동 부재(220)에 회전 가능하게 연결되고, 내측에 홀이 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 전방 회전부(231) 및 제 1 후방 회전부(232)는 홀을 통해 체인 구조로 서로 연결될 수 있다. 제 1 전방 회전부(231)의 홀 및 제 1 후방 회전부(232)의 홀은 사각형 형상으로 제공되어, 상대적인 이동 방향이 선형이 되도록 할 수 있다. 제 1 보조 구동 부재(230)는 제 1 구동 부재(220)가 지지 부재(210)에 대해 회전되는 것을 보조할 수 있다.
또 다른 예로, 제 1 보조 구동 부재(230)는 실린더 형상으로 제공되어, 길이가 가변 될 수 있다.
도 5는 제 2 구동 부재를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제 2 구동 부재(240)의 일측은 제 1 구동 부재(220)의 타측에 회전 가능하게 연결된다. 제 2 구동 부재(220)와 제 1 구동 부재(220)의 연결 부분에는 이들이 상대적으로 회전되는 동력을 제공하는 제 3 모터(도 10의 247)가 제공될 수 있다.
제2구동 부재(240)는 설정 폭 및 설정 길이를 갖는 링크 형상으로 제공될 수 있다. 또한 제 2 구동 부재(240)는 위쪽에서 볼 때 재활 유닛(20)의 개략적인 형상이 그 길이 방향을 따라 선형성을 갖도록, 길이방향을 따라 영역별로 단차진 형상으로 제공될 수 도 있다.
제2구동 부재(240)에는 제 1 전방 홀(241) 및 제 2 전방 홀(242)이 형성된다. 제 1 전방 홀(241) 및 제 2 전방 홀(242)은 제 1 구동 부재(220)와 인접한 부분에 위치될 수 있다.
제 1 전방 홀(241) 및 제 2 전방 홀(242)은 서로 제 2 구동 부재(240)의 길이 방향에 대해 경사지고, 서로 상이한 방향으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제 1 전방 홀(241)은 제2구동 부재(240)의 길이 방향에 수직하고 제2구동 부재(240)의 두께 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 전방 홀(242)은 제2구동 부재(240)의 길이 방향에 수직하고 제2구동 부재(240)의 폭 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
제2구동 부재(240)의 상면 및 하면에는 제 1 전방 홀(241)을 사이에 두고 제 1 전방 센서들(243)이 위치될 수 있다. 제 1 전방 센서들(243)은 제 2 구동 부재(240)의 상면 및 하면 각각에 제 2 구동 부재(240)의 길이 방향을 따라 2개 이상 위치될 수 있다.
제 2 구동 부재(240)의 양 측면에는 제 2 전방 홀(242)을 사이에 두고 제 2 전방 센서들(244)이 위치될 수 있다. 제 2 전방 센서들(244)은 제 2 구동 부재(240)의 측면 각각에 제 2 구동 부재(240)의 길이 방향을 따라 2개 이상이 위치될 수 있다. 제 1 전방 센서들(243) 및 제 2 전방 센서들(244)은 제2구동 부재(240)의 변형량을 감지할 수 있다.
제 1 구동 부재(220)와 제 2 구동 부재(240)에는 제 2 보조 구동 부재(250)가 연결될 수 있다. 제 2 보조 구동 부재(250)는 양 단부가 각각 제 1 구동 부재(220)와 제 2 구동 부재(240)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 제 2 보조 구동 부재(250)는 길이가 가변 가능하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 제 2 보조 구동 부재(250)는 제 2 전방 회전부(251) 및 제 2 후방 회전부(252)를 포함할 수 있다. 제 2 전방 회전부(251)는 일측이 제 1 구동 부재(220)에 회전 가능하게 연결되고, 내측에 홀이 형성될 수 있다. 제 2 후방 회전부(252)는 일측이 제 2 구동 부재(240)에 회전 가능하게 연결되고, 내측에 홀이 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 전방 회전부(251) 및 제 2 후방 회전부(252)는 홀을 통해 체인 구조로 서로 연결될 수 있다. 제 2 전방 회전부(251)의 홀 및 제 2 후방 회전부(252)의 홀은 사각형 형상으로 제공되어, 상대적인 이동 방향이 선형이 되도록 할 수 있다. 제 2 보조 구동 부재(250)는 제 1 구동 부재(220)와 제 2 구동 부재(240)가 서로 회전되는 것을 보조할 수 있다.
또 다른 예로, 제 2 보조 구동 부재(250)는 실린더 형상으로 제공되어, 길이가 가변 될 수 있다.
도 6은 발 지지 부재를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 발 지지 부재(260)는 재활 운동 중 사람의 발을 지지한다. 발 지지 부재(260)는 제 2 구동 부재(240)의 타측에 회전 가능하게 연결된다. 제 2 구동 부재(220)와 발 지지 부재(260)의 연결 부분에는 이들이 상대적으로 회전되는 동력을 제공하는 제 4 모터(도 10의 267)가 제공될 수 있다. 제 1 구동 부재(220) 및 제 2 구동 부재(240)의 이동에 따라 발 지지 부재(260)는 전후로 이동 되게 제공된다.
발 지지 부재(260)는 연결 블록(2000) 및 지지 판(3000)을 포함한다.
연결 블록(2000)은 제 2 구동 부재(240)에 회전 가능하게 연결된다. 연결 블록(2000)은 제 1 연결 블록(2100) 및 제 2 연결 블록(2200)을 포함할 수 있다.
도 7은 제 1 연결 블록을 나타내는 도면이고, 도 8은 제 2 연결 블록을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제 1 연결 블록(2100)은 설정 두께 및 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 제 1 연결 블록(2100)은 일측에 위치된 회전 연결부(2110)가 제 2 구동 부재(240)와 회전 가능하게 연결될 수 있다. 회전 연결부(2110)는 그 하부가 아래쪽으로 돌출 형성될 수 있다.
회전 연결부(2110)에서 길이 방향으로 연장된 감지부(2120)에는 제 1 감지 홀(2121)이 형성될 수 있다. 제 1 감지 홀(2121)은 제 1 연결 블록(2100)의 두께 방향으로 형성될 수 있다. 제 1 연결 블록(2100)에는 제 1 감지 홀(2121)을 사이에 두고 상면 및 하면에 제 1 블록 센서들(2122)이 위치될 수 있다. 발 지지 부재(260)가 제 2 구동 부재(240)에 대해 상대적으로 회전 되는 과정에서 발생되는 힘에 의해 제 1 연결 블록(2100)에 변경이 발생된다. 제 1 블록 센서들(2122)은 이와 같은 제 1 연결 블록(2100)의 변형량을 감지할 수 있다.
제 1 연결 블록(2100)은 단부가 제 2 연결 블록(2200)에 고정된다. 제 1 연결 블록(2100)은 감지부(2120)의 단부에 위치된 고정 연결부(2130)를 통해 제 2 연결 블록(2200)에 고정될 수 있다. 고정 연결부(2130)는 감지부(2120)의 단부에서 내측면 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 제 1 연결 블록(2100)은 감지부(2120)의 단부가 직접 제 2 연결 블록(2200)에 고정될 수 있다.
제 2 연결 블록(2200)은 설정 두께 및 면적을 가지게 제공될 수 있다. 제 2 연결 블록(2200)에는 상하 방향으로 제 2 감지 홀(2201)이 형성될 수 있다. 제 2 연결 블록(2200)에는 제 2 감지 홀(2201)을 사이에 두고 양 측면에 제 2 블록 센서들(2202)이 위치될 수 있다. 발 지지 부재(260)가 제 2 구동 부재(240)에 대해 상대적으로 회전 되는 과정에서 발생되는 힘에 의해 제 2 연결 블록(2200)에 변경이 발생된다. 제 2 블록 센서들(2202)은 이와 같은 제 2 연결 블록(2200)의 변형량을 감지할 수 있다.
제 2 연결 블록(2200)의 단부에는 내측으로 지지 판 연결부(2210)가 돌출되어, 지지 판(3000)에 고정될 수 있다. 또한, 제 2 연결 블록(2200)의 내측 단부는 평평하게 제공되어, 지지 판(3000)의 측면에 직접 고정될 수 도 있다.
지지 판(3000)은 사람의 발을 지지한다. 지지 판(3000)은 그 측면 형상이 L자 형상으로 제공되어, 발뒤꿈치 및 발바닥을 지지하게 제공될 수 있다. 지지 판(3000)은 사람의 발의 폭에 대응하는 폭을 가질 수 있다. 지지 판(3000)의 양 측에는 보조 지지 판(3100)이 제공될 수 있다. 보조 지지 판(3100)은 발의 양측을 지지하여, 사람의 발이 지지 판(3000)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 보조 지지 판(3100)은 그 내측면 사이의 거리가 조절되도록 제공될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부 블록을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 지지 판(3000)에는 지지부 블록(3200)이 위치될 수 있다.
구체적으로 지지 판(3000)에서 사람의 발을 지지하는 부분은 제 1 지지 판(3001) 및 제 2 지지 판(3002)을 포함할 수 있다. 제 1 지지 판(3001)은 제 2 지지 판(3002)과 별개의 플레이트로 제공되어, 제 1 지지 판(3001)은 지지 판(3000)의 상부에 위치되고, 제 2 지지 판(3002)은 지지 판(3000)의 하부에 위치될 수 있다. 제 1 지지 판(3001)과 제 2 지지 판(3002)은 고정 블록(3300)에 의해 서로 연결될 수 있다. 고정 블록(3300)은 사람의 발이 위치되는 면의 반대쪽에 위치될 수 있다.
지지부 블록(3200)은 제 1 지지 판(3001)과 연결 블록(2000)의 사이 또는 제 2 지지 판(3002)과 고정 블록(3300)의 사이에 위치될 수 있다. 이하, 지지부 블록(3200)은 제 1 지지 판(3001)과 연결 블록(2000) 사이에 위치되는 경우를 예로 들어 설명한다.
지지부 블록(3200)은 설정 체적을 갖는 로드 형상으로 제공될 수 있다. 지지부 블록(3200)은 제 1 지지 판(3001)의 폭에 대응되는 폭을 가지고 제 1 지지 판(3001)에 고정될 수 있다. 지지부 블록(3200)의 양측 단부에는 제 1 지지 판(3001) 방향으로 돌출된 제 1 돌출부(3210)가 형성될 수 있다. 따라서, 지지부 블록(3200)은 제 1 돌출부(3210)가 제 1 지지 판(3001)에 접한 상태로 고정되고, 제 1 돌출부(3210) 사이의 구간은 제 1 지지 판(3001)과 이격 될 수 있다. 지지부 블록(3200)의 가운데 영역에는 연결 블록(2000) 방향으로 돌출된 제 2 돌출부(3220)가 형성될 수 있다. 따라서, 지지부 블록(3200)은 제 2 돌출부(3220)가 연결 블록(2000)과 접한 상태로 고정되고, 제 2 돌출부(3220) 외의 영역은 연결 블록(2000)과 이격 될 수 있다.
지지부 블록(3200)에는 가압 감지홀(3230)이 형성될 수 있다. 가압 감지 홀(3230)은 지지부 블록(3200)의 가운데 영역과 양단 사이에 상하 방향으로 각각 형성될 수 있다. 그리고, 지지부 블록(3200)에는 가압 감지 홀(3230)을 사이에 두고 가압 센서(3240)가 위치될 수 있다. 각각의 가압 감지 홀(3230)에 인접한 지지부 블록(3200)의 내측면 및 외측면에는 지지부 블록(3200)의 폭 방향을 따라 2개 이상의 가압 센서(3240)가 위치될 수 있다. 발지지 부재(210)가 전후 방향으로 이동될 때 또는 발지지 부재(210)가 제 2 구동 부재(240)에 대해 회전 되는 과정에서 제 1 지지 판(3001)과 제 2 지지 판(3002)에 가해지는 힘은 상대적으로 상이할 수 있다. 이와 같은 힘은 지지부 블록(3200)에 전달되어, 지지부 블록(3200)의 변형을 야기한다. 가압 센서(3240)는 이와 같은 지지부 블록(3200)의 변형량을 감지할 수 있다.
각각의 발지지 부재(210)의 아래쪽에는 레일(270)이 위치될 수 있다. 레일(270)은 제 1 구동 부재(220), 제 2 구동 부재(240) 및 발 지지 부재(260)의 정렬 방향을 따라 제공될 수 있다. 레일(270)은 발지지 부재(210)의 전후 방향이동을 가이드 할 수 있다. 이때, 레일(270)과 발지지 부재(210) 사이에는 발지지 부재(210)를 회전 가능하게 지지하고 레일(270)을 따라 이동 할 수 있는 하부 지지 부재(3600)가 제공될 수 있다.
레일(270)은 바디(10)에 대해 고정될 수 있다. 일 예로, 레일(270)의 하부에는 바디(10)의 전방 구조로 제공되는 레일 지지부(11)가 위치될 수 있다. 따라서, 하지 재활 장치(1)는 전체 구성이 일체로 이동될 수 있다.
도 10은 하지 재활 장치의 제어 관계를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 제어부(12)는 바디(10)에 부착되게 제공될 수 있다. 일 예로, 제어부(12)는 안착부(110)의 아래쪽에 위치될 수 있다.제어부(12)는 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 제어부(12)는 제 1 센서들(1213)이 제공하는 데이터를 통해, 제 1 감지부(1210)의 법선 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다.
제어부(12)는 제 2 센서들(1222) 이 제공하는 데이터를 통해, 제2연결부재 홀(1221) 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 제 2 센서들(1222)이 제공하는 데이터를 통해, 위쪽에서 아래쪽으로 작용하는 힘을 감지할 수 있다.
제어부(12)는 제 1 후방 센서들(223) 및 제 2 후방 센서들(224)이 제공하는 정보를 통해, 제 1 후방 홀(221) 및 제 2 후방 홀(222) 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다. 제어부(12)는 제 1 전방 센서들(243) 및 제 2 전방 센서들(244)이 제공하는 정보를 통해, 제 1 전방 홀(241) 및 제 2 전방 홀(242) 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다. 제어부(12)는 제 1 블록 센서들(2122)이 제공하는 정보를 통해 제 1 감지 홀(2121) 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다. 제어부(12)는 제 2 블록 센서들(2202)이 제공하는 정보를 통해 제 2 감지 홀(2201) 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다. 제어부(12)는 가압 센서(3240)가 제공하는 정보를 통해, 가압 감지홀(3230) 방향으로 작용하는 모멘트를 감지할 수 있다.
제어부(12)는 제 1 모터(140), 제 2 모터(227), 제 3 모터(247) 및 제 4 모터(267) 각각으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 제 1 모터(140), 제 2 모터(227), 제 3 모터(247) 및 제 4 모터(267) 각각은 회전 속도, 회전 정도 또는 토크에 관한 데이터를 제어부(12)에 제공할 수 있다.
또한, 제어부(12)는 제 1 모터(140), 제 2 모터(227), 제 3 모터(247) 및 제 4 모터(267) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(12)로 제어되는 제 1 모터(140), 제 2 모터(227), 제 3 모터(247) 및 제 4 모터(267) 각각의 동작 특성은 회전 속도, 회전 정도 또는 토크일 수 있다.
제어부(12)는 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240) 및 모터들(140, 227, 247, 267)과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
도 11은 하지 재활 장치(1)의 사용 상태를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 하지 재활 장치(1)는 발목 관절의 재활에 이용될 수 있다.
제 1 모드로, 하지 재활 장치(1)는 한쪽 발목에 대해서 재활 운동을 수행할 수 있다.
환자는 재활이 필요치 않은 건발의 발목을 움직일 수 있다. 건발의 발목이 회전됨에 따라, 건발이 위치된 재활 유닛(20)의 발 지지 부재(260)는 회전된다. 그리고, 발 지지 부재(260)의 회전 정도는 제 4 모터(267)를 통해 제어부(12)에 제공된다. 제어부(12)는 수신된 데이터를 통해 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 동작을 제어한다. 이때, 제어부(12)는 건발의 발목의 회전 정도에 대응하여 환발의 발목이 회전되도록, 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 제 4 모터(267)를 동작 시킬 수 있다. 또한, 재활 운동이 수행되는 동안 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)이 제공하는 정보를 통해, 재활 유닛(20)에 가해지는 힘 또는 사람의 다리에 가해지는 힘에 대한 정도를 얻고, 이를 이용해 재활 운동이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.
제 2 모드로, 하지 재활 장치(1)는 양쪽 발목에 대해서 재활 운동을 수행할 수 있다.
제어부(12)는 각각의 재활 유닛(20)에 위치된 제 4 모터(267)를 제어하여, 사람의 발목에 재활 운동이 수행되도록 할 수 있다. 또한, 재활 운동이 수행되는 동안 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)이 제공하는 정보를 통해, 재활 유닛(20)에 가해지는 힘 또는 사람의 다리에 가해지는 힘에 대한 정도를 얻고, 이를 이용해 재활 운동이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.
도 12는 하지 재활 장치(1)의 다른 사용 상태를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 하지 재활 장치(1)는 무릎 관절의 재활에 이용될 수 있다.
제 1 모드로, 하지 재활 장치(1)는 한쪽 무릎에 대해서 재활 운동을 수행할 수 있다.
환자는 재활이 필요치 않은 건발의 무릎을 움직일 수 있다. 건발의 무릎이 회전됨에 따라, 건발이 위치된 재활 유닛(20)의 제 1 구동 부재(220)와 제2구동 부재(240)는 상대적으로 회전된다. 그리고, 제 1 구동 부재(220)와 제2구동 부재(240)의 상대적 회전 정도는 제 3 모터(247)를 통해 제어부(12)에 제공된다. 또한, 제 2 모터(227)는 지지 부재(210)에 대한 제 1 구동 부재(220)의 상대적 회전 정도에 관한 데이터를 제어부(12)에 제공할 수 있다. 또한, 제 4 모터(267)는 발 지지 부재(260)의 회전 정도에 관한 데이터를 제어부(12)에 제공할 수 있다. 제어부(12)는 수신된 데이터를 통해 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 동작을 제어한다. 이때, 제어부(12)는 건발의 무릎의 회전 정도에 대응하여 환발의 무릎이 회전되도록, 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 제 3 모터(247)를 동작 시킬 수 있다. 또한, 제어부(12)는 건발의 무릎의 회전 정도에 대응하여 환발의 무릎이 회전되도록, 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 제 2 모터(227) 또는 제 4 모터(267)를 동작 시킬 수 있다. 또한, 재활 운동이 수행되는 동안 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)이 제공하는 정보를 통해, 재활 유닛(20)에 가해지는 힘 또는 사람의 다리에 가해지는 힘에 대한 정도를 얻고, 이를 이용해 재활 운동이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.
제 4 모드로, 하지 재활 장치(1)는 양쪽 무릎에 대해서 재활 운동을 수행할 수 있다.
제어부(12)는 각각의 재활 유닛(20)에 위치된 제 3 모터(247)를 제어하여, 사람의 무릎에 재활 운동이 수행되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 무릎의 움직임을 보조하도록 제 2 모터(227) 또는 제 4 모터(267)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 재활 운동이 수행되는 동안 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)이 제공하는 정보를 통해, 재활 유닛(20)에 가해지는 힘 또는 사람의 다리에 가해지는 힘에 대한 정도를 얻고, 이를 이용해 재활 운동이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.
하지 재활 장치(1)는 고관절의 재활에 이용될 수 있다.
제 5 모드로, 하지 재활 장치(1)는 한쪽 고관절에 대해서 재활 운동을 수행할 수 있다.
환자는 재활이 필요치 않은 건발의 고관절을 움직일 수 있다. 건발의 고관절이 회전됨에 따라, 건발이 위치된 재활 유닛(20)의 연결 부재(120)는 회전된다. 그리고, 연결 부재(120)의 회전 정도는 제 1 모터(140)를 통해 제어부(12)에 제공된다. 제어부(12)는 수신된 데이터를 통해 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 동작을 제어한다. 이때, 제어부(12)는 건발의 고관절의 회전 정도에 대응하여 환발의 고관절이 회전되도록, 환발이 위치된 재활 유닛(20)의 제 1 모터(140)를 동작 시킬 수 있다. 또한, 재활 운동이 수행되는 동안 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)이 제공하는 정보를 통해, 재활 유닛(20)에 가해지는 힘 또는 사람의 다리에 가해지는 힘에 대한 정도를 얻고, 이를 이용해 재활 운동이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.
제 6 모드로, 하지 재활 장치(1)는 양쪽 고관절에 대해서 재활 운동을 수행할 수 있다.
제어부(12)는 각각의 재활 유닛(20)에 위치된 제 1 모터(140)를 제어하여, 사람의 고관절에 재활 운동이 수행되도록 할 수 있다. 또한, 재활 운동이 수행되는 동안 센서들(1213, 1222, 223, 224, 243, 244, 2122, 2202, 3240)이 제공하는 정보를 통해, 재활 유닛(20)에 가해지는 힘 또는 사람의 다리에 가해지는 힘에 대한 정도를 얻고, 이를 이용해 재활 운동이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 바디 20: 재활 유닛
110: 안착부 210: 지지 부재
220: 제 1 구동 부재 230: 제 1 보조 구동 부재
240: 제 2 구동 부재 250: 제 2 보조 구동 부재
260: 발 지지 부재 270: 레일

Claims (11)

  1. 사람의 엉덩이 부분을 지지하는 바디: 및
    상기 바디에 연결되어 사람의 다리에 대해 재활 운동을 수행하는 2개의 재활 유닛을 포함하되,
    상기 재활 유닛은,
    상기 바디에 대해 연결되는 지지 부재;
    상기 지지 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 1 구동 부재;
    상기 1 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 2 구동 부재; 및
    상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되고 사람의 발을 지지하는 발 지지 부재를 포함하는 하지 재활 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하지 재활 장치는 상하 방향의 축을 기준으로 회전 가능하게 상기 바디에 연결되는 연결 부재를 더 포함하고,
    상기 지지 부재는 상기 연결 부재에 고정되는 하지 재활 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 부재는 아크 형상을 가지고 두께 방향으로 하나 이상 형성된 제 1 연결부재 홀 사이에 제공되는 감지 리브를 가지고,
    상기 감지 리브에는 제 1 센서들이 위치되는 하지 재활 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 부재에는 서로 상이한 방향으로 제 1 후방 홀 및 제 2 후방 홀이 형성되고,
    상기 제 1 구동 부재에는 상기 제 1 후방 홀 및 상기 제 2 후방 홀을 사이에 두고 제 1 후방 센서들 및 제 2 후방 센서들이 위치되는 하지 재활 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 부재에는 서로 상이한 방향으로 제 1 전방 홀 및 제 2 전방 홀이 형성되고,
    상기 제 2 구동 부재에는 상기 제 1 전방 홀 및 상기 제 2 전방 홀을 사이에 두고 제 1 전방 센서들 및 제 2 전방 센서들이 위치되는 하지 재활 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발 지지 부재는,
    상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 연결 블록; 및
    상기 연결 블록에 고정되고, 사람의 발을 지지하는 지지 판을 포함하는 하지 재활 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 블록에는 두께 방향이 제 1 감지 홀 및 상하 방향의 제 2 감지 홀이 형성되고,
    상기 연결 블록에는 상기 제 1 감지 홀 및 상기 제 2 감지 홀을 사이에 두고 제 1 블록 센서들 및 제 2 블록 센서들이 위치되는 하지 재활 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 판은,
    상부에 위치되는 제 1 지지판;
    상기 제 1 지지판의 아래쪽에 위치되는 제 2 지지 판; 및
    상기 제 1 지지판 및 상기 제 2 지지 판을 연결하는 연결 블록을 포함하고,
    상기 제 1 지지판과 상기 연결 블록의 사이 또는 상기 제 2 지지판과 상기 연결 블록의 사이에는 가압 센서가 부착된 지지부 블록이 위치되는 하지 재활 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재와 상기 제 1 구동 부재의 연결 부분, 상기 제 1 구동 부재와 상기 제 2 구동 부재의 연결 부분 또는 상기 제 2 구동 부재와 상기 발 지지 부재의 연결 부분에는 상대적 회전을 위한 동력을 제공하는 모터가 제공되는 하지 재활 장치.
  10. 상기 바디에 대해 연결되는 지지 부재;
    상기 지지 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 1 구동 부재;
    상기 1 구동 부재에 회전 가능하게 연결되는 제 2 구동 부재;
    상기 제 2 구동 부재에 회전 가능하게 연결되고 사람의 발을 지지하는 발 지지 부재; 및
    동작 과정에서의 변형량을 감지하는 센서들을 포함하는 재활 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 부재, 상기 제 2 구동 부재 및 상기 발 지지 부재에는 변형량 감지를 위한 센서가 부착되는 재활 유닛.
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