KR20190081350A - Monitoring system of walking balance for lower limb rehabilitation - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for monitoring a walking balance. More specifically, the present invention relates to a system for monitoring a walking balance for lower extremity rehabilitation, which can be used in all medical treatment periods according to progress conditions of rehabilitation treatment, and not only can double a rehabilitation training effect by enabling a rehabilitation patient to correct the posture by himself/herself while allowing the rehabilitation patient to directly monitor whether a walking balance expressed as a balance line has been maintained in real time although the system is not under the supervision of a physical therapist or a physiatrist, but also can provide an improved rehabilitation training program based on monitoring results after simply monitoring whether a correct rehabilitation training has been made only by allowing the physical therapist or the physiatrist to check rehabilitation training results without always observing a rehabilitation training process. The system of the present invention includes: a treadmill which conducts the rehabilitation training; a rehabilitation auxiliary frame which supports a lower extremity rehabilitation auxiliary means; at least four or more power sensors which measure variations in loads applied to left and right sides of a track belt; a walking monitoring control unit which divides left and right steps and determines whether to maintain the walking balance based on the variations in the loads to produce walking information; and a display device which expresses the walking information in real time such that the rehabilitation patient recognizes the walking information.

Description

하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM OF WALKING BALANCE FOR LOWER LIMB REHABILITATION}{MONITORING SYSTEM OF WALKING BALANCE FOR LOWER LIMB REHABILITATION}

본 발명은 보행 밸런스 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재활치료의 진행 상황에 따라 전 치료 주기에 모두 활용될 수 있으면서, 물리치료사나 재활의의 감독하에 있지 않더라도 밸런스 라인으로 표출되는 보행 밸런스의 유지여부를 재활환자가 실시간으로 직접 모니터링하며 스스로 자세를 교정할 수 있게 하여 재활훈련의 효과를 배가시킬 수 있게 함과 아울러, 물리치료사나 재활의로서도 재활훈련 과정을 항상 지켜보지 않고 재활훈련 결과를 확인하는 것만으로도 올바른 재활훈련이 이루어졌는지 여부를 간편하게 모니터링한 후 그 모니터링 결과를 토대로 개선된 재활훈련 프로그램을 제공할 수 있게 한 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a walking balance monitoring system, and more particularly, to a walking balance monitoring system that can be utilized in all treatment cycles according to the progress of rehabilitation therapy, In addition, as a physiotherapist or a rehabilitation physician, it is possible to monitor the rehabilitation training results without watching the rehabilitation training course at all times. And to provide an improved rehabilitation training program based on the monitoring result after monitoring whether or not the rehabilitation training has been performed by simply confirming the rehabilitation training.

최근 노령화 사회로의 급격한 진입과 더불어, 뇌졸중 환자나 장애인이 증가하게 되면서, 거동이 불편한 환자들의 재활치료를 돕기 위한 하지재활 치료기에 대한 연구와 보급이 활발해지고 있다.Recently, as the number of stroke patients and handicapped people increases with the sudden entry into the aging society, the research and dissemination of the rehabilitation therapy machine for the rehabilitation of the patients who are suffering from mobility problems is becoming active.

이러한 하지재활 치료기 중, 하지 재활 로봇 및 보행보조기기는 주로 보행 장애를 갖고 있는 사람이 보다 안전하고 자유롭게 걸을 수 있도록 보조하는 기기로서, 타인에게 의지하지 않고 실내외에서 가고자 하는 곳으로 스스로 이동하는데 도움을 줄 수 있게 되어 거동이 불편한 사람들의 삶의 질 향상에 많은 기여를 할 수 있으므로 현재도 많은 연구와 개발이 진행되고 있다.Among these rehabilitation therapy devices, the rehabilitation robot and the walking aids are devices that help people with walking disorders to walk more safely and freely. They do not depend on other people and help themselves to move to the place where they want to go It is possible to contribute to improving the quality of life of people who are uncomfortable. Therefore, many researches and developments are under way.

그러나, 지금까지 제안되고 있는 하지재활 치료기는 치료 초기의 중증 치료에 초점을 맞추고 있는 제품이 대부분이므로, 재활치료가 어느 정도 진행된 이후나 경증 치료 또는 일상보행 적응 등에는 적합하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, since the rehabilitation therapy apparatus proposed so far focuses on the severe treatment at the early stage of treatment, there is a problem that after the rehabilitation treatment proceeds to some extent, it is not suitable for mild treatment or daily walking adaptation.

즉, 현재 보급되고 있는 대부분의 하지재활 치료기들은, 혼자서는 자발적 보행이 어려운 뇌손상 질환자와 노약자를 대상으로 하는 고정형 하지재활 시스템과, 로봇의 도움을 받아 잔존 근육에 의한 보행이 가능한 뇌손상 질환자나 주위의 도움 없이 자발적 보행을 하려는 노약자를 대상으로 하는 이동형 하지재활 시스템으로 구분되어 개발됨으로써, 하나의 하지재활 치료기를 이용하여 중증 치료와 경증 치료 및 일상보행 적응에 이르기까지 연속적인 치료 경과에 포괄적으로 적용하기는 어려운 문제점이 있었다.In other words, most of the currently available rehabilitation devices for rehabilitation are fixed rehabilitation system for brain injury patients and elderly patients who are difficult to voluntarily walk alone, brain injury patients who can walk with residual muscles with the help of robots It is developed as a portable underarm rehabilitation system for elderly people who want to voluntarily walk without help, so that a single underarm rehabilitation treatment machine can be used for a comprehensive treatment in the course of continuous treatment ranging from severe treatment to mild treatment and daily walking adaptation There was a problem that it was difficult to apply.

종래 고정형 하지재활 시스템의 경우 박스 형태로 이루어진 고가의 대형 시스템으로서 주로 전문 재활 시설 등에 거치되며, 시스템 속에서 치료를 받는 재활 대상자와 로봇의 움직임을 정밀하게 관측하면서 물리치료사나 재활의의 감독하에 재활훈련을 시행하게 되므로, 재활 훈련을 시행하기 위한 장소와 시간의 제약을 많이 받게 되는 문제점이 있었다.In the case of the conventional fixed resting rehabilitation system, it is an expensive large system consisting of a box type, which is mainly installed in a professional rehabilitation facility, and rehabilitated under the supervision of a physical therapist or rehabilitation, Training is performed, so that there is a problem that the place and time for performing rehabilitation training are restricted.

또한, 하지재활을 위해서는 하지 근육을 고르게 발달시킬 수 있도록 올바른 보행자세로 걷는 연습을 수없이 반복해야 하는바, 이를 위해서는 질병이나 노환 등에 의해 약화된 근육에 일부러 힘을 가하며 그 부분의 근육에 의도적으로 자극을 가해야 할 필요가 있다.In order to rehabilitate the lower limbs, it is necessary to repeatedly practice exercising the right pedestrian so that the leg muscles can be evenly developed. To do this, it is necessary to apply force to the weakened muscles due to diseases or aging, intentionally stimulate the muscles of the legs It is necessary to apply.

그에 따라, 전문 재활 시설에서는 물리치료사나 재활의의 감독하에 재활훈련을 시행하게 되는데, 이 경우 제한된 장소에서 제한된 시간 동안에만 재활훈련이 가능하게 되며, 물리치료사나 재활의의 감독이 없는 상태에서 스스로 하는 재활훈련의 경우 재활환자 스스로 약화된 근육을 강화시키기 위해 어떻게 해야 하는지, 독립적으로 시행하고 있는 재활훈련이 올바른지 여부를 일일이 모니터링하기 어려운 문제점이 있어, 스스로 많은 노력을 기울여도 재활훈련의 효과를 충분히 얻기 어려운 문제점이 있었다.As a result, rehabilitation training is conducted under the supervision of a physical therapist or rehabilitation specialist rehabilitation facility. In this case, rehabilitation training is available only for a limited time within a limited area, and in the absence of physical therapist or rehabilitation supervision, In the case of rehabilitation training, there is a problem that it is difficult to monitor how the rehabilitation patients themselves should strengthen the weakened muscles and whether the rehabilitation training performed independently is performed properly. Even if a great effort is made by oneself, There was a problem that was difficult to obtain.

따라서, 물리치료사나 재활의의 감독하에 있지 않더라도 스스로 하는 재활훈련이 올바른지 여부를 재활환자가 실시간으로 직접 확인하면서 자세를 교정할 수 있게 하여 재활훈련의 효과를 배가시킬 수 있게 함과 아울러, 재활훈련 과정을 항상 시켜보지 않더라도 재활훈련 결과를 확인하는 것만으로도 올바른 재활훈련이 이루어지는지 여부를 간편하게 모니터링하고 그 모니터링 결과를 토대로 재활훈련 프로그램을 제공할 수 있게 한 새로운 하지재활 치료기에 대한 필요성은 꾸준히 증가하고 있다.Therefore, it is possible to rehabilitate the effect of rehabilitation training by making it possible for the rehabilitation patient to correct the posture by directly confirming whether the rehabilitation training is correct, even if not under the supervision of the physical therapist or rehabilitation, The need for a new rehabilitation therapy machine that can easily monitor whether the correct rehabilitation training is performed and to provide a rehabilitation training program based on the results of the monitoring can be continued .

대한민국 공개특허 제10-2010-0037833호Korean Patent Publication No. 10-2010-0037833 대한민국 등록특허 제10-0854511호Korean Patent No. 10-0854511 대한민국 등록특허 제10-1732402호Korean Patent No. 10-1732402 대한민국 공개특허 제10-2016-0017385호Korean Patent Publication No. 10-2016-0017385

본 발명은 재활치료의 진행 상황에 따라 전 치료 주기에 모두 활용될 수 있으면서, 물리치료사나 재활의의 감독하에 있지 않더라도 밸런스 라인으로 표출되는 보행 밸런스의 유지여부를 재활환자가 실시간으로 직접 모니터링하며 스스로 자세를 교정할 수 있게 하여 재활훈련의 효과를 배가시킬 수 있게 함과 아울러, 물리치료사나 재활의로서도 재활훈련 과정을 항상 지켜보지 않고 재활훈련 결과를 확인하는 것만으로도 올바른 재활훈련이 이루어졌는지 여부를 간편하게 모니터링한 후 그 모니터링 결과를 토대로 개선된 재활훈련 프로그램을 제공할 수 있게 한 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention can be applied to all the treatment cycles according to the progress of rehabilitation treatment, and it is possible to directly monitor the rehabilitation patient in real time whether or not the walking balance expressed as a balance line is maintained even if not under the supervision of the physical therapist or rehabilitation, And physical therapists and rehabilitation do not always observe the rehabilitation training course and check the results of the rehabilitation training to see if the correct rehabilitation training has been achieved. And to provide an improved rehabilitation training program based on the results of the monitoring.

상기 과제를 해결하기 위한 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템은, In order to solve the above-described problem,

재활환자가 트랙벨트 상에서 걸음을 옮기며 하지 재활훈련을 수행하는 트레드밀; 상기 트레드밀의 상부에 설치되어 있으며, 재활환자의 보행을 보조하는 하지재활 보조수단이 넘어지지 않도록 상기 하지재활 보조수단을 지지하는 재활 보조프레임; 상기 트랙벨트 저면의 양측 전후에 각각 설치되어, 보행 중 재활환자의 걸음에 따라 트랙벨트 상의 좌측과 우측에 가해지는 하중의 변화를 측정하는 적어도 4개 이상의 힘센서; 상기 힘센서에서 측정된 후 전송되는 하중의 변화를 지속적으로 수신하여 좌측 걸음과 우측 걸음을 구분하고, 각 걸음이 이루지는 동안 발바닥에서 트랙벨트로 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스의 유지여부를 판단하여 보행정보를 생성하는 보행 모니터링 제어부; 및 상기 트레드밀에 구비되어 있으며, 상기 보행 모니터링 제어부에서 생성된 보행정보를 전달받아 재활환자가 인지할 수 있도록 실시간 표출시키는 디스플레이 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A treadmill in which a rehabilitation patient carries out a rehabilitation exercise by moving his / her foot on a track belt; A rehabilitation assistance frame provided on the treadmill and supporting the under-rehabilitation assisting means so as not to fall over the under-rehabilitation assistance means for assisting the rehabilitation patient in walking; At least four force sensors respectively installed on both sides of the bottom of the track belt for measuring a change in the load applied to the left and right sides of the track belt in accordance with the walk of the rehabilitation patient during a walk; The left foot and the right foot are distinguished from each other by continuously receiving the change of the load transmitted from the force sensor, and whether or not the walking balance is maintained based on the change in the load applied to the track belt from the sole A gait monitoring control unit for generating gait information by judging; And a display device provided on the treadmill and receiving the walking information generated by the walking monitoring control unit and displaying the real time information so that the rehabilitation patient can recognize the walking information.

이때, 상기 힘센서는,At this time,

재활환자의 좌측보행시 발바닥을 통하여 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 좌측에서 감지하도록 트랙벨트 좌측 저면에서 하부 프레임에 설치되어 있는 좌측보행 감지 힘센서; 및 재활환자의 우측보행시 발바닥을 통하여 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 우측에서 감지하도록 트랙벨트 우측 저면에서 하부 프레임에 설치되어 있는 우측보행 감지 힘센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.A left walking detection force sensor installed on the lower frame at the left bottom of the track belt so as to detect a change in load applied to the track belt through the soles when the left side of the rehabilitation patient is walking; And a right side gait detecting force sensor installed on the lower frame at the lower right side of the track belt so as to detect a change in the load applied to the track belt through the sole when the right side of the rehabilitation patient is walking.

또한, 상기 보행 모니터링 제어부는,Further, the gait monitoring control unit may include:

상기 힘센서에서 전송되는 각 힘센서의 고유코드와 하중 값을 수신하여 재활환자의 보행정보를 획득하는 보행정보 수신부; 상기 보행정보 수신부에서 획득한 힘센서의 고유코드에 의해 좌측보행과 우측보행을 구분하고, 각 힘센서에서 전송된 하중 값에 의해 재활환자에 의해 트랙벨트에 가해진 하중이 균형 잡힌 보행인지 여부를 판단하는 보행 밸런스 판단부; 상기 보행 밸런스 판단부에서 균형이 어느 일 측으로 치우처진 것으로 판단될 경우, 그 방향으로 더 가해진 하중만큼 치우처진 밸런스 라인이 발바닥 모양 위에 함께 표출되도록 그래픽 처리하여 새로운 밸런스 라인을 생성하는 밸런스 라인 생성부; 및 상기 밸런스 라인 생성부에서 어느 한 쪽으로 치우치게 표시되거나 올바른 균형이 유지되는 것으로 표시되도록 생성된 밸런스 라인을 상기 디스플레이 장치로 전송하여 자신의 보행 밸런스의 유지여부나 이탈여부를 재활훈련 중 실시간으로 인지할 수 있게 표출시키는 밸런스 라인 표출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A walking information receiving unit for receiving a unique code and a load value of each force sensor transmitted from the force sensor to obtain walking information of a rehabilitation patient; The left and right walking are distinguished from each other by the unique code of the force sensor acquired by the walking information receiving unit and it is judged whether or not the load applied to the track belt by the rehabilitation patient is a balanced walking based on the load value transmitted from each force sensor A walking balance determining unit A balance line generation unit for generating a new balance line by performing a graphic processing so that, when the walking balance determining unit determines that the balance is shifted to one side, the balanced line shifted by a load further applied in the direction is displayed on the sole shape; And a balance line generated so as to be displayed to be biased toward the one side in the balance line generation unit or to be displayed in a proper balance is transmitted to the display device so as to recognize whether the walking balance of the user is maintained or departed in real time during the rehabilitation training And a balance line display unit for displaying the balance line display unit.

이때, 상기 보행 밸런스 판단부는, 좌측과 우측 중 하중 값이 크게 감지되는 쪽을 현재 보행이 이루어지는 영역으로 인식하여 밸런스 라인을 생성할 영역을 특정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the walking balance determining unit is configured to recognize a region where the left and right heavy load values are largely detected as an area where the current walking is performed, thereby specifying an area for generating a balance line.

또한, 상기 보행 밸런스 판단부는, 그 특정된 영역에 설치되어 있는 좌측보행 감지 힘센서 또는 우측보행 감지 힘센서에서 전송된 하중 값을 미리 설정되어 있던 균형 잡힌 보행 밸런스 라인상의 하중 값과 비교하여 균형 잡힌 보행인지, 그렇지 않으면 하중 값이 그보다 크거나 작아서 어느 한 쪽으로 치우처진 보행인지 여부를 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The walking balance determining unit compares the load value transmitted from the left walking-detecting force sensor or the right-side walking-detecting-force sensor installed in the specified area with the load value on the balanced balancing line set in advance, It is characterized in that it is determined whether the walking is the walking or the walking which is carried out on the one side because the load value is larger or smaller than that.

또한, 상기 밸런스 라인 생성부는, 발뒤꿈치 부분에 표출되는 밸런스 라인상의 하중은 전면 중앙부분에 설치된 힘센서에서 측정된 값을 나타내고, 발가락 부분에 표출되는 밸런스 라인상의 하중은 후면 중앙부분에 설치된 힘센서에서 측정된 값을 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The load on the balance line exposed on the heel portion is measured by a force sensor provided on the center portion of the front surface of the toe portion. The load on the balance line exposed on the toe portion is measured by a force sensor In the case of the first embodiment.

또한, 상기 보행 모니터링 제어부는,Further, the gait monitoring control unit may include:

물리치료사나 재활의가 제안하는 재활훈련 프로그램을 메모리에 등록하여 재활환자가 트레드밀 이용시 수행해야 할 목표를 제공할 수 있게 하는 재활 프로그램 등록부; 및 상기 보행 밸런스 판단부와 밸런스 라인 생성부에서의 판단 결과를 토대로 재활훈련 프로그램의 수행정도를 자동으로 평가하여 갱신한 후 물리치료사나 재활의에게 제공하는 훈련성취 평가부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A rehabilitation program registration unit for registering a rehabilitation training program suggested by a physiotherapist or rehabilitation person in a memory so as to provide a goal to be performed when a rehabilitation patient uses a treadmill; And a training achievement evaluating unit that automatically evaluates the degree of performance of the rehabilitation training program based on the results of the determination in the walking balance determining unit and the balance line generating unit, and updates and updates the degree of performance of the rehabilitation training program to a physical therapist or rehabilitation center .

본 발명은 재활치료의 진행 상황에 따라 중증 재활치료에 적합한 거치형 외골격 로봇뿐만 아니라, 경증 재활치료에 적합한 이동형 외골격 로봇을 이용하는 재활훈련에 적용될 수 있음은 물론, 하지재활 보조수단에 의지하지 않는 일상보행 적응 재활훈련에도 적용될 수 있어, 재활훈련의 전 치료과정에 폭넓게 이용될 수 있는 효과가 있다.The present invention can be applied not only to stationary exoskeleton robots suitable for severe rehabilitation treatment according to progress of rehabilitation treatment but also to rehabilitation exercises using mobile exoskeleton robots suitable for mild rehabilitation therapy, It can be applied to adaptive rehabilitation training, and thus it can be widely used in the entire treatment process of rehabilitation training.

또한, 본 발명은 물리치료사나 재활의의 감독하에 있지 않더라도 밸런스 라인으로 표출되는 보행 밸런스의 유지여부를 재활환자가 실시간으로 직접 모니터링하며 스스로 자세를 교정할 수 있게 하여 재활훈련의 효과를 배가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention enables the rehabilitation patient to monitor in real time whether or not the patient maintains the balance of the foot, which is expressed as a balanced line, even if not under the supervision of a physical therapist or rehabilitation, There is an effect.

도 1은 본 발명에 따른 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템의 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 따라 트레드밀의 벨트 저면에 힘센서가 배치된 것을 나타내는 전체 사시도.
도 4는 본 발명에 따라 트레드밀의 벨트 저면에 힘센서가 배치된 것을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명에 따라 재활 훈련을 위한 보행 중 힘센서에 측정되는 값의 변화에 따라 보행정보가 실시간으로 변경 표출되는 것을 나타내는 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템을 이용하여 재활훈련을 시행하는 것을 나타내는 예시도.1 is a perspective view of a walking / recreating walking balance monitoring system according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]
3 is a full perspective view showing that a force sensor is disposed at the bottom of the belt of a treadmill according to the present invention.
4 is a plan view showing that a force sensor is disposed at the bottom of a belt of a treadmill in accordance with the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which walk information is changed in real time according to a change in a value measured by a force sensor during walking for rehabilitation training according to the present invention; FIG.
FIG. 6 is an exemplary view showing the rehabilitation training performed using the underwear / recreational walking balance monitoring system according to the present invention. FIG.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.FIG. 1 is a perspective view of a walking and recreating walking balance monitoring system according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a walking and recreating walking balance monitoring system according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템은, 재활환자가 트랙벨트 상에서 걸음을 옮기며 하지 재활훈련을 수행하는 트레드밀(100)과, 상기 트레드밀의 상부에 설치되어 있으며 재활환자의 보행을 보조하는 하지재활 보조수단이 넘어지지 않도록 상기 하지재활 보조수단을 지지하는 재활 보조프레임(200)과, 상기 트랙벨트 저면의 양측 전후에 각각 설치되어 보행 중 재활환자의 걸음에 따라 좌측과 우측에 가해지는 하중의 변화를 측정하는 적어도 4개 이상의 힘센서(300)와, 상기 힘센서에서 측정된 후 전송되는 하중의 변화를 지속적으로 수신하여 좌측 걸음과 우측 걸음을 구분하고 각 걸음이 이루지는 동안 발바닥에서 트랙벨트로 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스의 유지여부를 판단하여 보행정보를 생성하는 보행 모니터링 제어부(400)와, 상기 트레드밀에 구비되어 있으며 상기 보행 모니터링 제어부에서 생성된 보행정보를 전달받아 재활환자가 인지할 수 있도록 실시간 표출시키는 디스플레이 장치(500)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, a leg-resting walking balance monitoring system according to the present invention includes a treadmill 100 for performing a rehabilitation training by rehabilitating a patient on a track belt, A rehabilitation assisting frame (200) for supporting the under-rehabilitation assisting means so as not to fall over the under-rehabilitation assisting means for assisting the walking of the rehabilitation patient; At least four force sensors (300) for measuring a change in load applied to the left and right sides, and a controller for continuously receiving a change in load transmitted after the force sensor measures the left and right walks, It is determined whether or not the walking balance is maintained based on the change in the load applied to the track belt from the sole, And a display device 500 provided in the treadmill and receiving the walking information generated by the walking monitoring control unit and displaying the real time information so that the rehabilitation patient can recognize the walking information.

상기 트레드밀(100)은, 외부 동력에 의해 구동롤러가 회전하면서 그에 연결되어 있는 트랙벨트(110)가 일정한 속도로 움직여 그 상부에 있는 재활환자가 걸을 수 있게 한 운동기구로 구성된다.The treadmill 100 is constituted by a motion mechanism that allows the track belt 110, which is connected to the driving roller while being rotated by an external power, to move at a constant speed so that a rehabilitation patient can walk thereon.

다만, 트랙벨트 상에서 빠른 속도로 걷거나 뛰며 운동할 수 있게 한 통상적인 트레드밀과는 달리, 혼자서는 보행할 수 없거나 불편한 재활환자의 재활훈련을 위해 사용되는 것을 고려할 때, 트랙벨트의 구동속도가 일정 수준이상으로는 빨라지지 않으면서 긴급제동이 가능하게 한 트레드밀로 구성되는 것이 바람직하다.However, considering that it is used for rehabilitation training of a rehabilitation patient who can not walk alone or is uncomfortable alone, as opposed to a conventional treadmill that allows him to walk or jump at high speed on the track belt, It is preferable to constitute a treadmill capable of emergency braking without being accelerated.

상기 재활 보조프레임(200)은, 상기 트랙벨트의 상부에 설치되어 있으며 재활훈련을 위해 재활환자가 이용하는 하지재활 보조수단(230)에 연결되어 상기 하지재활 보조수단이 넘어지지 않도록 지지하는 상부 고정프레임(210)과, 상기 트랙벨트의 좌우 양 측부에 설치되어 재활훈련 중 재활환자가 옆으로 넘어지는 것을 방지하는 좌우 지지프레임(220)을 포함하여 구성된다.The rehabilitation assistance frame 200 is installed on the upper part of the track belt and is connected to the rehabilitation assistant means 230 used by the rehabilitation patient for rehabilitation training, And a left and right support frame 220 installed on both right and left sides of the track belt to prevent a rehabilitation patient from falling sideways during rehabilitation training.

하지 재활훈련의 일환으로 트레드밀을 이용하여 보행훈련을 할 경우, 부상이나 질병으로 혼자 걷기 어려운 재활환자가 걸음을 옮기는 것을 돕기 위해 하지재활 보조수단(230)인 하지재활로봇을 다리에 착용하게 된다. 그에 따라, 혼자서 자발적 보행이 어려운 중증의 경우에는 거치형 외골격 로봇으로 이루어진 하지재활로봇을 착용하고, 잔존 근육이 있어 어느 정도 보행이 가능한 경우에는 이동형 외골격 로봇으로 이루어진 하지재활로봇을 착용하고 재활훈련을 하게 된다.In the case of walking training using a treadmill as a part of rehabilitation training, a rehabilitation assistant 230, which is a rehabilitation assistant means 230, is worn on the legs to help a rehabilitation patient who is difficult to walk alone due to an injury or disease. Accordingly, in the case of a severe condition in which it is difficult to voluntarily walk alone, the underarm rehabilitation robot consisting of a stationary exoskeleton robot is worn, and when there is a residual muscle and a certain degree of walking is possible, the underarm rehabilitation robot made of a mobile exoskeleton robot is worn and rehabilitated do.

상기 상부 고정프레임(210)은 재활환자의 신체를 지지하고 있는 거치형 외골격 로봇이나 이동형 외골격 로봇에 연결되어 재활훈련 중 트랙벨트 상에서 균형이 흐트러지더라도 거치형 외골격 로봇이나 이동형 외골격 로봇이 넘어지는 것을 방지할 수 있게 된다.The upper fixed frame 210 is connected to a stationary exoskeleton robot or a mobile exoskeleton robot that supports the body of the rehabilitation patient so that the stationary exoskeleton robot or the mobile exoskeleton robot can be prevented from falling even if the balance on the track belt is disturbed during rehabilitation. .

이를 위하여 상기 상부 고정프레임(210)은, 트랙벨트의 길이 방향을 따라 상부에 길게 형성된 판형의 프레임에 트랙벨트를 향하여 아래로 길게 늘어진 와이어를 구비하고, 이러한 와이어의 말단에 하지재활 보조수단(230)을 결합하여 고정시킬 수 있는 고정수단이 구비되어 이루어진다. 이때, 판형의 프레임에서 고정수단에 이르는 와이어의 길이를 조절하여 재활환자의 신체조건에 맞추도록 이루어질 수 있음은 물론이다.To this end, the upper stationary frame 210 is provided with a wire extending downwardly toward the track belt in a plate-shaped frame formed at an upper portion along the longitudinal direction of the track belt, And a fixing means for fixing and fixing the fixing member. In this case, it is of course possible to adjust the length of the wire from the plate-shaped frame to the fixing means to match the physical condition of the rehabilitation patient.

또한, 상기 좌우 지지프레임(220)은, 재활훈련을 하는 재활환자가 보행훈련 중 손으로 잡아 신체를 지지할 수 있도록 트랙벨트의 길이 방향을 따라 트랙벨트의 좌우 상부에 형성되어 있는 긴 프레임으로 구성된다.The left and right support frames 220 are formed by long frames formed on left and right upper portions of the track belt along the longitudinal direction of the track belt so that the rehabilitation patient performing the rehabilitation training can hold his / do.

이러한 좌우 지지프레임(220)에 의해 보행훈련 중 재활환자가 손으로 잡고 균형을 유지하도록 노력하며 걸을 수 있게 됨은 물론, 균형을 잃고 외부로 넘어지면서 트랙벨트 외부로 이탈되는 낙상사고를 예방할 수 있게 된다.The left and right support frames 220 allow the rehabilitation patient to hold the rehabilitation patient while holding his / her hand while walking, so as to be able to walk while trying to maintain balance, and to prevent falls falling out of the track belt while falling outside, .

이와 같이 상기 상부 고정프레임(210)에 중증 재활치료에 적합한 거치형 외골격 로봇뿐만 아니라, 경증 재활치료에 적합한 이동형 외골격 로봇으로 이루어진 하지재활로봇도 결합할 수 있게 함과 아울러, 하지재활로봇에 의지하지 않고 좌우 지지프레임만을 잡고도 일생생활 적응을 위한 재활훈련이 가능하게 된다. 그에 따라, 하나의 하지재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템을 이용하여 중증 재활치료뿐만 아니라, 치료 경과에 따라 하지재활 보조수단을 변경하면서 재활훈련을 할 수 있게 되므로, 전 치료 주기에서의 재활훈련에 폭넓게 이용할 수 있게 된다.As described above, it is possible to combine not only a stationary exoskeleton robot suitable for severe rehabilitation treatment but also a rehabilitation robot composed of a mobile exoskeleton robot suitable for mild rehabilitation therapy, Even if only the left and right support frames are held, rehabilitation training for lifelong adaptation becomes possible. As a result, it is possible to use rehabilitation training by changing the means of rehabilitation assistant in accordance with the course of treatment as well as severe rehabilitation therapy by using a single underwear recycling walking balance monitoring system, so that it can be widely used for rehabilitation training in the entire treatment cycle .

상기 힘센서(300)는, 보행훈련을 위해 걸음을 옮기는 트랙벨트(110)의 저면에 설치되어 좌측보행과 우측보행시 트랙벨트에 가해지는 하중 값을 측정하기 위한 것으로서, 재활환자의 좌측보행시 발바닥을 통하여 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 좌측에서 강하게 감지하도록 트랙벨트 좌측 저면에서 하부 프레임에 설치되어 있는 좌측보행 감지 힘센서(310)와, 재활환자의 우측보행시 발바닥을 통하여 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 우측에서 강하게 감지하도록 트랙벨트 우측 저면에서 하부 프레임에 설치되어 있는 우측보행 감지 힘센서(320)로 구성된다.The force sensor 300 is provided on the bottom surface of the track belt 110 to move the foot for the gait training and measures a load value applied to the track belt when walking on the left side and walking on the right side. A left walking detecting force sensor 310 installed on the lower frame at the lower left side of the track belt for strongly sensing the change in load applied to the track belt through the soles of the foot, And a right side gait detecting force sensor 320 installed on the lower frame at the lower right side of the track belt so as to strongly sense a change in applied load from the right side.

이때, 상기 좌측보행 감지 힘센서(310)와 우측보행 감지 힘센서(320) 각각은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 트랙벨트(110)의 전면 중앙부분과 후면 중앙부분에 각각 설치되어 있는 적어도 두 개 이상의 힘센서로 구성됨으로써, 재활환자가 보행을 위해 발뒤꿈치부터 발가락에 이르도록 발바닥 전체에 걸쳐 움직이고 있는 트랙벨트에 가하게 되는 하중 값을 측정할 수 있게 하는 것이 바람직하다.3 and 4, the left-side walking-detecting force sensor 310 and the right-side walking-detecting-force sensor 320 are respectively installed at a front center portion and a rear center portion of the track belt 110 It is preferable to be able to measure the load value applied to the track belt moving throughout the sole so that the rehabilitation patient can reach from the heel to the toe for walking.

이와 같이 트랙벨트의 전면 중앙부분과 후면 중앙부분에 각각 힘센서가 설치되어 보행 중 각 힘센서에 가해지는 하중을 측정함으로써, 좌측보행과 우측보행시 트랙벨트에 가해지는 하중의 정도가 보행을 위해 처음 내딛는 발뒤꿈치 하중의 크기부터 발을 떼기 전의 발가락 하중의 크기까지 측정할 수 있게 되므로, 재활환자의 보행시 좌측과 우측 발에서 아래로 가하게 되는 하중의 변화를 감지할 수 있게 된다.In this way, a force sensor is provided at the front center portion and the rear center portion of the track belt to measure the load applied to each force sensor during walking, so that the degree of load applied to the track belt at the left and right walking, It is possible to measure from the size of the initial heel load to the size of the toe load before removing the foot, so that it is possible to detect a change in the load applied to the lower left and right foot of the rehabilitation patient.

상기 보행 모니터링 제어부(400)는, 각 힘센서에서 측정된 하중 값을 수신하도록 상기 각 힘센서(300)에 전기적으로 연결되어 있으며, 수신한 각 힘센서의 하중 값을 토대로 발바닥을 통해 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스를 재활환자가 실시간으로 확인할 수 있게 그래픽 처리하여 전송하도록 상기 디스플레이 장치(500)에도 연결되어 있게 된다.The gait monitoring control unit 400 is electrically connected to the force sensors 300 so as to receive the load values measured by the force sensors, The display device 500 is connected to the display device 500 so that the rehabilitation patient can graphically process the walk balance based on the change of the applied load and transmit it to the rehabilitation patient in real time.

이러한 상기 보행 모니터링 제어부(400)는, 상기 힘센서에서 전송되는 각 힘센서의 고유코드와 하중 값을 수신하여 재활환자의 보행정보를 획득하는 보행정보 수신부(410)와, 상기 보행정보 수신부에서 획득한 힘센서의 고유코드에 의해 좌측보행과 우측보행을 구분하고 각 힘센서에서 전송된 하중 값에 의해 재활환자에 의해 트랙벨트에 가해진 하중이 균형 잡힌 보행인지 여부를 판단하는 보행 밸런스 판단부(420)와, 상기 보행 밸런스 판단부에서 균형이 어느 일 측으로 치우처진 것으로 판단될 경우 그 방향으로 더 가해진 하중만큼 치우처진 밸런스 라인이 발바닥 모양 위에 함께 표출되도록 그래픽 처리하여 새로운 밸런스 라인을 생성하는 밸런스 라인 생성부(430)와, 상기 밸런스 라인 생성부 처리부에서 어느 한 쪽으로 치우치게 표시되거나 올바른 균형이 유지되는 것으로 표시되도록 생성된 밸런스 라인을 상기 디스플레이 장치로 전송하여 자신의 보행 밸런스의 유지여부나 이탈여부를 재활훈련 중 실시간으로 인지할 수 있게 하는 밸런스 라인 표출부(440)를 포함하여 구성된다.The walking monitoring control unit 400 includes a walking information receiving unit 410 receiving the unique code and the load value of each force sensor transmitted from the force sensor and obtaining walking information of the rehabilitation patient, A walk balance determining unit 420 for determining whether a load applied to the track belt by the rehabilitation patient is a balanced walk based on a load value transmitted from each force sensor by distinguishing a leftward walking from a rightward walking by a unique code of a force sensor And a balance line generating unit for generating a new balance line by performing a graphic processing so that, when the walking balance determining unit determines that the balance is shifted toward one side, the balanced line shifted by a load further applied in that direction is displayed on the sole shape together (430), a balance line generation unit And a balance line display unit (440) for transmitting the generated balance line to the display device so that the user can recognize whether the walking balance of the user is maintained or departed in real time during rehabilitation training, do.

상기 보행정보 수신부(410)는, 재활훈련의 일환으로 트레드밀(100) 상에서 수행하는 보행훈련 중, 각 힘센서(300)로부터 전송되는 각 힘센서의 고유코드와 측정된 하중 값을 수신하도록 구성된다. 이를 위하여 상기 각 힘센서(300)는 유무선 통신망을 통하여 상기 보행정보 수신부(410)와 데이터의 송수신이 가능하도록 연결되어 있어야 하며, 각 힘센서에는 다른 힘센서와의 구별을 위한 고유코드가 미리 부여되어 있고, 그러한 고유코드가 좌측 전방과 후방, 그리고 우측 전방과 후방을 나타내는 각 힘센서의 위치정보와 함께 상기 보행 모니터링 제어부(400)에 미리 등록되어 있어야 함은 물론이다.The walking information receiving unit 410 is configured to receive a unique code of each force sensor transmitted from each force sensor 300 and a measured load value during gait training performed on the treadmill 100 as part of rehabilitation training . For this purpose, each of the force sensors 300 should be connected to the walking information receiver 410 via a wired / wireless communication network so that data can be transmitted and received. A unique code for distinguishing the force sensors from other force sensors is provided in advance And it is a matter of course that such a unique code must be previously registered in the walking monitoring control unit 400 together with the position information of each force sensor indicating left front and rear, and right front and rear.

이때, 상기 보행정보 수신부(410)는 보행이 이루어지면서 힘센서에서 측정되는 하중이 달라질 때 마다 또는 일정 시간마다 모든 힘센서(300)로부터 측정된 하중 값을 전송받도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the walking information receiving unit 410 is configured to receive the measured load value from all the force sensors 300 whenever the load measured by the force sensor changes, or at a predetermined time, while the walking is performed.

상기 보행 밸런스 판단부(420)는, 상기 보행정보 수신부(410)에서 획득한 힘센서의 고유코드와 하중 값에 의해 어디에 위치하고 있는 힘센서로부터 어느 정도의 하중 값이 전송되었는지 판단하여 좌측보행 감지 힘센서(310)에서 전송되는 하중 값이 우측보행 힘센서(320)에서 전송되는 하중 값보다 클 경우에는 좌측보행이 이루어진 것으로 판단하고, 그 반대의 경우에는 우측보행이 이루어진 것으로 판단하도록 구성된다. 즉, 트랙벨트 상에 발을 내딛는 위치에 따라 모든 힘센서에 어느 정도의 하중의 가해지게 되는바, 상기 보행 밸런스 판단부(420)에서는 좌측과 우측 중 하중 값이 크게 감지되는 쪽을 현재 보행이 이루어지는 영역으로 인식하여 밸런스 라인을 생성할 영역을 특정할 수 있게 된다.The walking balance determining unit 420 determines how much load value has been transmitted from the force sensor where is located based on the inherent code and the load value of the force sensor acquired by the walking information receiving unit 410, When the load value transmitted from the sensor 310 is greater than the load value transmitted from the right side gait force sensor 320, it is determined that the left side is walked, and in the opposite case, it is determined that the right side is walked. That is, a certain amount of load is applied to all the force sensors depending on the position on which the foot is placed on the track belt. In the walking balance determining unit 420, the left and right side load values are largely detected, It is possible to identify an area where the balanced line is to be generated.

이와 같이 좌측보행과 우측보행의 판단에 의해 영역 특정이 이루어진 후, 상기 보행 밸런스 판단부(420)는, 그 특정된 영역에 설치되어 있는 좌측보행 감지 힘센서 또는 우측보행 감지 힘센서에서 전송된 하중 값을 미리 설정되어 있던 균형 잡힌 보행 밸런스 라인상의 하중 값과 비교하여 균형 잡힌 보행인지, 그렇지 않으면 하중 값이 그보다 크거나 작아서 어느 한 쪽으로 치우처진 보행인지 여부를 판단하도록 구성된다. 이때, 균형 잡힌 보행 밸런스 라인 상의 하중 값은 재활환자의 신장과 체중을 고려하여 미리 산출된 하중 값으로 저장되어 있는 것이 바람직하다.After the region is identified based on the determination of the left and right walking, the walking balance determining unit 420 determines whether or not the load transmitted from the left walking detection force sensor or the right walking detection force sensor installed in the specified area Value is compared with the load value on the balanced balancing line set in advance to determine whether the walking is balanced walking or not, and if not, the load value is larger or smaller than the predetermined value. At this time, it is preferable that the load value on the balanced walking balance line is stored as a previously calculated load value in consideration of the height and weight of the rehabilitation patient.

상기 밸런스 라인 생성부(430)는, 상기 보행 밸런스 판단부(420)에서 힘센서에서 측정된 하중 값이 균형 잡힌 보행 밸런스 라인 상의 하중 값보다 크거나 작아서 한 쪽으로 치우처진 보행이 이루어진 것으로 판단될 경우, 보행 밸런스 모니터링의 결과로 하중 값의 차이만큼 밸런스 라인을 이동시킨 밸런스 라인을 생성하도록 구성된다.When the walking balance determining unit 420 determines that the walking value measured by the force sensor is greater than or less than the load value on the balanced walking balance line, , And a balance line in which the balance line is shifted by the difference of the load value as a result of the walking balance monitoring is generated.

이때, 상기 밸런스 라인은 디스플레이 장치 상에서 발바닥 모양과 함께 표출되며, 보행시 발뒤꿈치 부분에서 가하게 되는 하중은 발뒤꿈치 영역에 표시되고 발가락 부분에서 가하게 되는 하중은 발가락 영역에 표시될 수 있도록, 발뒤꿈치 부분에 표출되는 밸런스 라인상의 하중은 전면 중앙부분에 설치된 힘센서에서 측정된 값을 나타내고, 발가락 부분에 표출되는 밸런스 라인상의 하중은 후면 중앙부분에 설치된 힘센서에서 측정된 값을 나타내도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the balance line is displayed together with the sole shape on the display device, a load applied from the heel portion at the time of walking is displayed on the heel region, and a load applied from the toe portion is displayed on the toe region, It is preferable that the load on the balance line displayed on the balance line represents a value measured by a force sensor provided at the center of the front portion and the load on the balance line displayed on the toe portion represents a value measured by a force sensor provided on the rear center portion Do.

그에 따라, 발바닥 모양과 함께 나타나는 밸런스 라인은 좌측다리와 우측다리를 번갈아 사용하는 연속적인 보행이 이루어지는 동안, 아래에서 위로 가면서 하중 값이 변경되는 것을 나타내는 연속적인 그래프로 표현될 수 있게 된다.Accordingly, the balance line appearing along with the sole shape can be expressed as a continuous graph indicating that the load value is changed from bottom to top while a continuous walking using the left leg and the right leg alternately is performed.

이때, 상기 보행 밸런스 판단부(420)에서 균형 잡힌 보행 밸런스를 유지하고 있는 것으로 판단된 경우에는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 보행 밸런스의 균형이 좋다는 문구와 함께 밸런스 라인을 표출시키고 그렇지 않은 경우에는 보행 밸런스가 오른쪽 또는 왼쪽으로 치우쳐 있다는 문구와 함께 일 측으로 치우친 밸런스 라인을 표출시켜 재활환자가 직관적으로 인식할 수 있게 한다.At this time, when it is determined that the walking balance determining unit 420 maintains the balanced walking balance, the balance line is expressed with the phrase that the walking balance is well balanced as shown in FIG. 5 (a) Otherwise, a balance line shifted toward one side is displayed along with the statement that the walking balance is biased to the right or the left, thereby enabling the rehabilitation patient to intuitively recognize.

도 5의 (a)는 균형 잡힌 보행 밸런스에 대한 밸런스 라인을 나타내고 도 5의 (b)는 오른쪽으로 치우쳐서 밸런스가 무너진 상태의 밸런스 라인을 나타낸다. 이와 같이 재활훈련으로서의 보행훈련 중 밸런스 라인이 오른쪽으로 치우치게 되었다는 정보를 디스플레이 장치의 표출내용에 의해 확인한 재활환자는 오른쪽 다리의 내측으로 보다 힘을 가하면서 밸런스 라인을 균형 잡힌 밸런스 라인에 맞추기 위해 노력할 수 있게 되어 혼자서 하는 재활훈련 동안에도 물리치료사나 재활의의 지도를 받는 것과 같은 재활 효과를 얻을 수 있게 된다.FIG. 5A shows a balanced line for balanced walking balance, and FIG. 5B shows a balanced line in which balance is shifted to the right. The rehabilitation patient who confirmed the information that the balance line was shifted to the right during the walking training as the rehabilitation training by the display contents of the display device can try to adjust the balance line to the balanced balance line while applying more force to the inside of the right leg And rehabilitation effects such as physical therapy or rehabilitation guidance can be obtained during rehabilitation training alone.

상기 밸런스 라인 표출부(440)는, 상기 밸런스 라인 생성부(430)에서 생성된 밸런스 라인을 보행 밸런스를 알려주는 문구 등의 안내 정보와 함께 상기 디스플레이 장치(500)로 전송하여, 발바닥 모양 상에 중첩 표출시킴으로써, 재활훈련을 하는 재활환자가 그래프의 위치가 바뀌는 것을 보는 것만으로도 지금 어느 쪽으로 균형이 기울어지고 있는지 신속하게 인식한 후 스스로 조절하여 균형 잡힌 보행을 수행할 수 있게 한다.The balance line display unit 440 transmits the balance line generated by the balance line generating unit 430 to the display device 500 together with guidance information such as a phrase indicating a walking balance, By superimposing, the rehabilitation patient who performs rehabilitation training can quickly recognize which direction the balance is tilted by just looking at the change of the position of the graph, and then adjust itself to perform balanced walking.

또한, 상기 보행 모니터링 제어부(400)는, 물리치료사나 재활의가 제안하는 재활훈련 프로그램을 메모리에 등록하여 재활환자가 트레드밀 이용시 수행해야 할 목표를 제공할 수 있게 하는 재활 프로그램 등록부(450)와, 상기 보행 밸런스 판단부와 밸런스 라인 생성부에서의 판단 결과를 토대로 재활훈련 프로그램의 수행정도를 자동으로 평가하여 갱신한 후 물리치료사나 재활의에게 제공하는 훈련성취 평가부(460)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.The walking monitoring control unit 400 includes a rehabilitation program registration unit 450 for registering a rehabilitation training program proposed by a physical therapist or rehabilitation program in a memory so as to provide a goal to be performed when a rehabilitation patient uses a treadmill, And a training achievement evaluation unit (460) that automatically evaluates the degree of performance of the rehabilitation training program based on the determination result of the walking balance determination unit and the balance line generation unit, .

이와 같이 물리치료사나 재활의와 같은 재활 전문가가 제시하는 재활훈련 프로그램에 따라 트레드밀을 이용하여 재활환자 스스로 독립적인 재활훈련을 수행하고, 그 성과를 확인하는 과정을 거칠 수 있게 함으로써, 장소나 시간에 대한 제약을 크게 받지 않으면서 꾸준하고 효율적인 재활훈련이 가능하게 된다.In this way, according to the rehabilitation training program presented by the rehabilitation experts such as physiotherapists and rehabilitation experts, the rehabilitation patients can perform the independent rehabilitation training by using the treadmill, It is possible to perform steady and efficient rehabilitation training without being greatly constrained.

상기 디스플레이 장치(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이 트레드밀에서 운동하는 재활환자가 트랙벨트 위에서 걸을 때 시선이 자연스럽게 위치하는 전면에 설치되어 있으며, 재활환자가 수행해야 하는 재활훈련 프로그램의 내용이나, 발바닥 모양과 함께 표출되는 밸런스 라인이 표출될 수 있도록 상기 보행 모니터링 제어부에 연결된다. 이러한 디스플레이 장치에도 통상적인 트레드밀과 마찬가지로 재활운동을 수행한 시간, 거리, 속도 및 소모된 칼로리 정보 등도 함께 표출되도록 구성될 수 있음은 물론이다.6, the display device 500 is installed on the front surface where the eyes are naturally positioned when the rehabilitation patient exercising on the treadmill is walked on the track belt as shown in FIG. 6, and the contents of the rehabilitation training program And is connected to the gait monitoring control unit so that a balance line expressed along with the sole shape can be displayed. The display device may also be configured to display the time, distance, speed, and consumed calorie information of the rehabilitation exercise as well as a typical treadmill.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

100 : 트레드밀 110 : 트랙벨트
200 : 재활 보조프레임 210 : 상부 고정프레임
220 : 좌우 지지프레임
300 : 힘센서 310 : 좌측보행 감지 힘센서
320 : 우측보행 감지 힘센서
400 : 보행 모니터링 제어부 410 : 보행정보 수신부
420 : 보행 밸런스 판단부 430 : 밸런스 라인 생성부
440 : 밸런스 라인 표출부
500 : 디스플레이 장치100: Treadmill 110: Track belt
200: Rehabilitation assistance frame 210: Upper fixing frame
220: left and right support frame
300: force sensor 310: left walk detecting force sensor
320: Right-side walking force sensor
400: a walking monitoring control unit 410: a walking information receiving unit
420: Walking balance determining unit 430: Balance line generating unit
440: Balance line display section
500: display device

Claims (7)

재활환자가 트랙벨트 상에서 걸음을 옮기며 하지 재활훈련을 수행하는 트레드밀;
상기 트레드밀의 상부에 설치되어 있으며, 재활환자의 보행을 보조하는 하지재활 보조수단이 넘어지지 않도록 상기 하지재활 보조수단을 지지하는 재활 보조프레임;
상기 트랙벨트 저면의 양측 전후에 각각 설치되어, 보행 중 재활환자의 걸음에 따라 트랙벨트 상의 좌측과 우측에 가해지는 하중의 변화를 측정하는 적어도 4개 이상의 힘센서;
상기 힘센서에서 측정된 후 전송되는 하중의 변화를 지속적으로 수신하여 좌측 걸음과 우측 걸음을 구분하고, 각 걸음이 이루지는 동안 발바닥에서 트랙벨트로 가해지는 하중의 변화를 토대로 보행 밸런스의 유지여부를 판단하여 보행정보를 생성하는 보행 모니터링 제어부; 및
상기 트레드밀에 구비되어 있으며, 상기 보행 모니터링 제어부에서 생성된 보행정보를 전달받아 재활환자가 인지할 수 있도록 실시간 표출시키는 디스플레이 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.A treadmill in which a rehabilitation patient carries out a rehabilitation exercise by moving his / her foot on a track belt;
A rehabilitation assistance frame provided on the treadmill and supporting the under-rehabilitation assisting means so as not to fall over the under-rehabilitation assistance means for assisting the rehabilitation patient in walking;
At least four force sensors respectively installed on both sides of the bottom of the track belt for measuring a change in the load applied to the left and right sides of the track belt in accordance with the walk of the rehabilitation patient during a walk;
The left foot and the right foot are distinguished from each other by continuously receiving the change of the load transmitted from the force sensor, and whether or not the walking balance is maintained based on the change in the load applied to the track belt from the sole A gait monitoring control unit for generating gait information by judging; And
And a display device provided on the treadmill and configured to display the walking information generated by the walking monitoring control unit in real time so that the rehabilitation patient can recognize the walking information. 제1항에 있어서,
상기 힘센서는,
재활환자의 좌측보행시 발바닥을 통하여 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 좌측에서 감지하도록 트랙벨트 좌측 저면에서 하부 프레임에 설치되어 있는 좌측보행 감지 힘센서; 및
재활환자의 우측보행시 발바닥을 통하여 트랙벨트에 가해지는 하중의 변화를 우측에서 감지하도록 트랙벨트 우측 저면에서 하부 프레임에 설치되어 있는 우측보행 감지 힘센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
The above-
A left walking detection force sensor installed on the lower frame at the left bottom of the track belt so as to detect a change in load applied to the track belt through the soles when the left side of the rehabilitation patient is walking; And
Wherein the right side of the left side of the track belt is located on the right side of the track belt so as to sense a change in the load applied to the track belt through the soles when the right side of the rehabilitation patient is walking, . 제2항에 있어서,
상기 보행 모니터링 제어부는,
상기 힘센서에서 전송되는 각 힘센서의 고유코드와 하중 값을 수신하여 재활환자의 보행정보를 획득하는 보행정보 수신부;
상기 보행정보 수신부에서 획득한 힘센서의 고유코드에 의해 좌측보행과 우측보행을 구분하고, 각 힘센서에서 전송된 하중 값에 의해 재활환자에 의해 트랙벨트에 가해진 하중이 균형 잡힌 보행인지 여부를 판단하는 보행 밸런스 판단부;
상기 보행 밸런스 판단부에서 균형이 어느 일 측으로 치우처진 것으로 판단될 경우, 그 방향으로 더 가해진 하중만큼 치우처진 밸런스 라인이 발바닥 모양 위에 함께 표출되도록 그래픽 처리하여 새로운 밸런스 라인을 생성하는 밸런스 라인 생성부; 및
상기 밸런스 라인 생성부에서 어느 한 쪽으로 치우치게 표시되거나 올바른 균형이 유지되는 것으로 표시되도록 생성된 밸런스 라인을 상기 디스플레이 장치로 전송하여 자신의 보행 밸런스의 유지여부나 이탈여부를 재활훈련 중 실시간으로 인지할 수 있게 표출시키는 밸런스 라인 표출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.3. The method of claim 2,
The gait monitoring control unit,
A walking information receiving unit for receiving a unique code and a load value of each force sensor transmitted from the force sensor to obtain walking information of a rehabilitation patient;
The left and right walking are distinguished from each other by the unique code of the force sensor acquired by the walking information receiving unit and it is judged whether or not the load applied to the track belt by the rehabilitation patient is a balanced walking based on the load value transmitted from each force sensor A walking balance determining unit
A balance line generation unit for generating a new balance line by performing a graphic processing so that, when the walking balance determining unit determines that the balance is shifted to one side, the balanced line shifted by a load further applied in the direction is displayed on the sole shape; And
The balance line generated by the balance line generation unit is displayed to be biased or displayed in a state in which a proper balance is maintained, and the balance line generated by the balance line generation unit is transmitted to the display device, And a balance line display unit for displaying the balance line display unit. 제3항에 있어서,
상기 보행 밸런스 판단부는, 좌측과 우측 중 하중 값이 크게 감지되는 쪽을 현재 보행이 이루어지는 영역으로 인식하여 밸런스 라인을 생성할 영역을 특정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.The method of claim 3,
Wherein the walking balance determining unit is configured to recognize a region where the left and right heavy load values are largely detected as an area where the current walking is performed to specify an area where a balance line is to be generated. 제4항에 있어서,
상기 보행 밸런스 판단부는, 그 특정된 영역에 설치되어 있는 좌측보행 감지 힘센서 또는 우측보행 감지 힘센서에서 전송된 하중 값을 미리 설정되어 있던 균형 잡힌 보행 밸런스 라인상의 하중 값과 비교하여 균형 잡힌 보행인지, 그렇지 않으면 하중 값이 그보다 크거나 작아서 어느 한 쪽으로 치우처진 보행인지 여부를 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.5. The method of claim 4,
The walking balance determining unit compares the load value transmitted from the left or right walking-detecting force sensor or the right-side walking-detecting-force sensor installed in the specified area with a load value on a balanced balancing line set in advance, , And if it is not, the load value is larger or smaller than the predetermined value so that it is judged as to which side is the shifted walking. 제5항에 있어서,
상기 밸런스 라인 생성부는, 발뒤꿈치 부분에 표출되는 밸런스 라인상의 하중은 전면 중앙부분에 설치된 힘센서에서 측정된 값을 나타내고, 발가락 부분에 표출되는 밸런스 라인상의 하중은 후면 중앙부분에 설치된 힘센서에서 측정된 값을 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.6. The method of claim 5,
The load on the balance line exposed on the heel portion is measured by a force sensor provided on the center portion of the front face and the load on the balance line expressed on the toe portion is measured by a force sensor provided on the rear center portion, Wherein the legged balance monitoring system comprises: 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보행 모니터링 제어부는,
물리치료사나 재활의가 제안하는 재활훈련 프로그램을 메모리에 등록하여 재활환자가 트레드밀 이용시 수행해야 할 목표를 제공할 수 있게 하는 재활 프로그램 등록부; 및
상기 보행 밸런스 판단부와 밸런스 라인 생성부에서의 판단 결과를 토대로 재활훈련 프로그램의 수행정도를 자동으로 평가하여 갱신한 후 물리치료사나 재활의에게 제공하는 훈련성취 평가부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하지 재활용 보행 밸런스 모니터링 시스템.7. The method according to any one of claims 3 to 6,
The gait monitoring control unit,
A rehabilitation program registration unit for registering a rehabilitation training program suggested by a physiotherapist or rehabilitation person in a memory so as to provide a goal to be performed when a rehabilitation patient uses a treadmill; And
And a training achievement evaluating unit that automatically evaluates the degree of performance of the rehabilitation training program based on the determination result of the walking balance determining unit and the balance line generating unit, Not recycled walking balance monitoring system.
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