KR20190136293A - 보행 훈련 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치는, 사용자의 허벅지를 지지하는 허벅지 지지부; 일단이 상기 허벅지 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 허벅지 케이블; 및 상기 허벅지 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 이동 가능한 허벅지 보조 모터를 포함할 수 있다.

Description

보행 훈련 장치{GAIT REHABILITATION APPARATUS}
아래의 설명은 보행 훈련 장치에 관한 것이다.
기존의 보행 보조 및 재활 방식은 대부분이 하네스 등을 통해 환자의 중력을 보상해주고 환자에게 걸리는 부하를 줄여주는 것에만 초점을 맞추고 있다. 기존의 보행 훈련 장치는 보행 중 변화하는 하지 움직임에 맞추어 보행을 보조하기 위해서는 많은 수의 모터가 필요했으며, 구조가 복잡했다. 또한, 기존의 보행 훈련 장치는 재활이 진행됨에 따라 혹은 환자의 상태에 따라 보조력의 크기와 방향이 변해야 한다는 요구를 만족시키기 어려웠다.
보행 장애를 갖는 뇌성마비 환자들은 수년간 이상 보행으로 인해 하지의 골격에 변형이 생겨 정상 보행을 할 수 없는 상태인 경우가 대부분이다. 이에 외골격 로봇과 같은 기존 장치를 적용하는 것은 불가능하여 케이블과 가이 다양한 골격 구조에 유연하게 적응할 수 있는 형태의 보조가 필요한 실정이다. 또한, 환자별로 장애의 형태가 많이 차이가 나므로, 다양한 형태에 적응 가능한 유연한 보조가 필요한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은, 각 분절을 당기는 케이블의 방향을 하지 움직임에 맞추어 실시간으로 변경시킬 수 있는 보행 훈련 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예의 목적은, 환자의 상태 또는 재활 동작의 특성에 따라 사전에 모터의 출력 및/또는 위치를 설정할 수 있는 보행 훈련 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치는, 사용자의 허벅지를 지지하는 허벅지 지지부; 일단이 상기 허벅지 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 허벅지 케이블; 및 상기 허벅지 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 이동 가능하다.
상기 허벅지 보조 모터를 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 이동부는, 상기 허벅지 보조 모터를 지지하고, 상기 허벅지 보조 모터의 이동을 안내하는 허벅지 가이드; 및 상기 허벅지 보조 모터에 동력을 전달하는 제 1 이동 모터를 포함할 수 있다.
상기 허벅지 보조 모터는 상기 허벅지 가이드에 탈부착 가능하다.
상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 허벅지 보조 모터를 이동시키는 제 2 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 이동부는, 상기 허벅지 가이드가 상기 제 2 방향으로 이동할 수 있도록, 상기 허벅지 가이드를 안내하는 허벅지 프레임; 및 상기 허벅지 가이드에 동력을 전달하는 제 2 이동 모터를 포함할 수 있다.
상기 허벅지 가이드는 양 단부가 상기 허벅지 프레임에 접촉한 상태로, 상기 허벅지 프레임을 따라 이동 가능하다.
상기 허벅지 지지부는 사용자의 허벅지를 둘러싸고, 탄성을 가질 수 있다.
사용자의 정강이를 지지하는 정강이 지지부; 일단이 상기 정강이 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 정강이 케이블; 및 상기 정강이 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 이동 가능하다.
상기 정강이 보조 모터를 제 3 방향으로 이동시키는 제 3 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 이동부는, 상기 정강이 보조 모터를 지지하고, 상기 정강이 보조 모터의 이동을 안내하는 정강이 가이드; 및 상기 정강이 보조 모터에 동력을 전달하는 제 3 이동 모터를 포함할 수 있다.
상기 제 3 방향과 교차하는 제 4 방향으로 상기 정강이 보조 모터를 이동시키는 제 4 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 4 이동부는,상기 정강이 가이드가 상기 제 4 방향으로 이동할 수 있도록, 상기 정강이 가이드를 안내하는 정강이 프레임; 및 상기 정강이 가이드에 동력을 전달하는 제 4 이동 모터를 포함할 수 있다.
사용자의 골반을 지지하는 골반 지지부; 및 상기 골반 지지부에 연결되고, 중력과 반대 방향의 상기 골반 지지부에 힘을 인가하고, 탄성을 갖는 복수 개의 골반 케이블들을 더 포함할 수 있다.
사용자의 정강이를 지지하는 정강이 지지부; 및 일단이 상기 정강이 지지부에 연결되고, 탄성을 갖는 복수 개의 보조 케이블들을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치는, 사용자의 허벅지를 지지하는 허벅지 지지부; 사용자의 정강이를 지지하는 정강이 지지부; 일단이 상기 허벅지 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 허벅지 케이블; 일단이 상기 정강이 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 정강이 케이블; 상기 허벅지 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 서로 직교하는 2방향으로 이동 가능한 허벅지 보조 모터; 및 상기 정강이 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 서로 직교하는 2방향으로 이동 가능한 허벅지 보조 모터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치는, 각 분절을 당기는 케이블의 방향을 하지 움직임에 맞추어 실시간으로 변경시킬 수 있다. 구체적으로, 보행 훈련 장치는, 모터의 위치를 실시간으로 바꿈으로써 힘을 가하는 케이블의 방향을 바꿀 수 있으므로, 적은 수의 모터를 가지고도 여러 방향으로 신체 각 분절을 조정할 수 있다. 따라서, 보행 훈련 장치는 효과적으로 보조력을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치는, 케이블을 당기는 모터를 가이드 상에 탈부착 가능하게 하여, 환자의 상태 또는 재활 동작의 특성에 따라 원하는 출력의 모터를 설정하여 적절한 보조력을 인가할 수 있을 뿐만 아니라, 실시간으로 모터의 위치를 제어하여 다양한 상태의 환자에게 최적의 재활 보조를 가능하게 한다.
일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치는, 탄성을 갖는 밴드로 사용자의 신체를 지지함과 동시에, 탄성을 갖는 보조 케이블로 밴드를 지지하여, 능동적인 보조력과 수동적인 탄성 보조력의 조합을 구현할 수 있고, 그에 따라 높은 에너지 효율을 갖는다.
도 1은 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치의 허벅지 보조 모터와, 허벅지 보조 모터를 지지하는 구성들의 평면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치의 허벅지 보조 모터가 2방향으로 이동하는 모습을 도시하는 평면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치를 착용한 사용자의 하지를 확대 도시한 사시도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 보행 훈련 장치(1)는 사용자(U)의 보행 재활 훈련을 보조할 수 있다. 도 1에는 보행 훈련 장치(1)가 사용자(U)의 하지 중 오른 다리를 보조하는 것으로 도시되나 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 보행 훈련 장치(1)는 하우징(50), 트레드밀(90), 복수 개의 지지부(81, 82, 83), 허벅지 케이블(11), 허벅지 보조 모터(21), 제 1 이동부(31), 제 2 이동부(41), 정강이 케이블(12), 정강이 보조 모터(22), 제 3 이동부(32), 제 4 이동부(42), 골반 지지부(83), 복수 개의 골반 케이블(13) 및 복수 개의 보조 케이블(14)을 포함할 수 있다.
하우징(50)은 후술하는 복수 개의 골반 케이블(13) 및 복수 개의 보조 케이블(14) 각각의 일단을 지지할 수 있다.
트레드밀(90)은 사용자(U)가 제자리 보행할 수 있도록 보조할 수 있다. 트레드밀(90)은 하우징(50) 내부에 구비될 수 있다.
복수 개의 지지부(81, 82, 83)는 허벅지 지지부(81), 정강이 지지부(82) 및 골반 지지부(83)를 포함할 수 있다.
허벅지 지지부(81)는 사용자(U)의 허벅지를 지지할 수 있다. 허벅지 지지부(81)는 사용자(U)의 허벅지를 둘러쌀 수 있다. 허벅지 지지부(81)는 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 허벅지 지지부(81)는 고무 재질일 수 있다. 허벅지 지지부(81)는 사용자(U)의 허벅지의 둘레에 따라 길이가 조절될 수 있다.
정강이 지지부(82)는 사용자(U)의 정강이를 지지할 수 있다. 정강이 지지부(82)는 사용자(U)의 정강이 및 종아리를 둘러쌀 수 있다. 정강이 지지부(82)는 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 정강이 지지부(82)는 고무 재질일 수 있다. 정강이 지지부(82)는 사용자(U)의 정강이의 둘레에 따라 길이가 조절될 수 있다.
골반 지지부(83)는 사용자(U)의 골반을 지지할 수 있다. 골반 지지부(83)는 사용자(U)의 골반을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 골반 지지부(83)는 사용자에 허리를 감쌀 수 있다. 골반 지지부(83)는 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 골반 지지부(83)는 고무 재질일 수 있다. 골반 지지부(83)는 사용자(U)의 신체 크기에 따라 길이가 조절될 수 있다.
허벅지 케이블(11)은 허벅지 지지부(81)에 동력을 전달할 수 있다. 허벅지 케이블(11)의 일단은 허벅지 지지부(81)에 연결되고, 타단은 허벅지 보조 모터(21)에 연결될 수 있다. 허벅지 보조 모터(21)가 구동될 경우, 허벅지 케이블(11)은 허벅지 지지부(81)를 잡아 당기는 방식으로 동력을 전달할 수 있다. 허벅지 케이블(11)이 전달하는 동력은 사용자(U)의 보행을 보조하는 보조력으로 기능할 수 있다. 예를 들어, 허벅지 케이블(11)은 사용자(U)의 고관절 운동을 보조할 수 있다.
허벅지 보조 모터(21)는 허벅지 케이블(11)을 감을 수 있다. 예를 들어, 허벅지 보조 모터(21)는 허벅지 케이블(11)의 일단에 연결될 수 있다. 예를 들어, 허벅지 보조 모터(21)의 축에는 허벅지 케이블(11)의 일단이 고정될 수 있다. 허벅지 보조 모터(21)가 작동할 경우, 허벅지 케이블(11)은 허벅지 보조 모터(21)의 축에 감길 수 있다. 이 경우, 허벅지 보조 모터(21) 및 허벅지 지지부(81) 사이의 허벅지 케이블(11)의 길이는 감소할 수 있다. 허벅지 보조 모터(21)는 허벅지 케이블(11)을 당김으로써, 허벅지 지지부(81)에 동력을 전달할 수 있다. 허벅지 지지부(81)에는 허벅지 케이블(11)의 길이 방향으로 동력이 인가될 수 있다.
허벅지 보조 모터(21)는 사용자의 전방에서 이동 가능하다. 허벅지 보조 모터(21)는 서로 다른 2방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 허벅지 보조 모터(21)는 제 1 방향과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향은 연직 방향일 수 있고, 제 2 방향은 수평 방향일 수 있다. 허벅지 보조 모터(21)가 이동하는 메커니즘은 후술하기로 한다.
제 1 이동부(31)는 허벅지 보조 모터(21)를 제 1 방향으로 이동시킬 수 있다. 제 1 이동부(31)는 허벅지 가이드(311) 및 제 1 이동 모터(312)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 이동부(31)는 리니어 액츄에이터(linear actuator)일 수 있다.
허벅지 가이드(311)는 허벅지 보조 모터(21)를 지지하고, 허벅지 보조 모터(21)의 제 1 방향으로의 이동을 안내할 수 있다. 허벅지 가이드(311)는 길이 방향 부재일 수 있고, 허벅지 가이드(311)의 길이 방향은 연직 방향 또는 수평 방향으로 배치될 수 있다. 허벅지 보조 모터(21)는 허벅지 가이드(311)를 따라 길이 방향으로 이동 가능하다. 예를 들어, 허벅지 가이드(311)는 허벅지 보조 모터(21)를 지지하는 길이 방향의 레일을 구비할 수 있다.
허벅지 보조 모터(21)는 허벅지 가이드(311)에 탈부착 가능하다. 이와 같은 구조로 인해, 허벅지 보조 모터(21)는 쉽게 교체될 수 있다. 사용자(U)는 자신에 상황에 맞게 알맞은 출력을 생성하는 모터를 선택하여 허벅지 가이드(311)에 장착할 수 있다.
제 1 이동 모터(312)는 허벅지 보조 모터(21)에 동력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제 1 이동 모터(312)는 허벅지 가이드(311)의 레일을 구동시킬 수 있다. 제 1 이동 모터(312)가 구동될 경우, 허벅지 보조 모터(21)는 허벅지 가이드(311)를 따라 허벅지 가이드(311)의 길이 방향으로 이동할 수 있다.
제 2 이동부(41)는 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 허벅지 보조 모터(21)를 이동시킬 수 있다. 제 2 이동부(41)는 허벅지 프레임(411) 및 제 2 이동 모터(412)를 포함할 수 있다.
허벅지 프레임(411)은 허벅지 가이드(311)를 지지하고, 허벅지 가이드(311)의 제 2 방향으로의 이동을 안내할 수 있다. 허벅지 프레임(411)은 사용자의 전방에 배치될 수 있다. 예를 들어, 허벅지 프레임(411)은 직사각형의 프레임일 수 있다. 예를 들어, 허벅지 프레임(411)은 연직 방향으로 세워질 수 있다. 예를 들어, 허벅지 가이드(311)가 연직 방향으로 배치될 경우, 다시 말하면, 허벅지 가이드(311)가 허벅지 보조 모터(21)를 연직 방향으로 이동시킬 경우, 허벅지 프레임(411)은 허벅지 가이드(311)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다(도 1 참조). 한편, 허벅지 가이드(311)가 수평 방향으로 배치될 경우, 다시 말하면, 허벅지 가이드(311)가 허벅지 보조 모터(21)를 수평 방향으로 이동시킬 경우, 허벅지 프레임(411)은 허벅지 가이드(311)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다. 허벅지 프레임(411)은 허벅지 가이드(311)의 양 단부를 지지할 수 있다. 다시 말하면, 허벅지 가이드(311)의 양 단부는 허벅지 프레임(411)에 접촉한 상태로, 허벅지 프레임(411)을 따라 이동 가능하다.
제 2 이동 모터(412)는 허벅지 가이드(311)에 동력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제 2 이동 모터(412)는 허벅지 가이드(311)의 양 단부를 지지하는 컨베이어 밸트를 구동시킬 수 있다. 제 2 이동 모터(412)가 구동될 경우, 허벅지 가이드(311)는 허벅지 프레임(411)을 따라 이동할 수 있다.
정강이 케이블(12)은 정강이 지지부(82)에 동력을 전달할 수 있다. 정강이 케이블(12)의 일단은 정강이 지지부(82)에 연결되고, 타단은 정강이 보조 모터(22)에 연결될 수 있다. 정강이 보조 모터(22)가 구동될 경우, 정강이 케이블(12)은 정강이 지지부(82)를 잡아 당기는 방식으로 동력을 전달할 수 있다. 정강이 케이블(12)이 전달하는 동력은 사용자(U)의 보행을 보조하는 보조력으로 기능할 수 있다. 예를 들어, 정강이 케이블(12)은 사용자(U)의 무릎 관절 운동을 보조할 수 있다.
정강이 보조 모터(22)는 정강이 케이블(12)을 감을 수 있다. 예를 들어, 정강이 보조 모터(22)는 정강이 케이블(12)의 일단에 연결될 수 있다. 예를 들어, 정강이 보조 모터(22)의 축에는 정강이 케이블(12)의 일단이 고정될 수 있다. 정강이 보조 모터(22)가 작동할 경우, 정강이 케이블(12)은 정강이 보조 모터(22)의 축에 감길 수 있다. 이 경우, 정강이 보조 모터(22) 및 정강이 지지부(82) 사이의 정강이 케이블(12)의 길이는 감소할 수 있다. 정강이 보조 모터(22)는 정강이 케이블(12)을 당김으로써, 허벅지 지지부(81)에 동력을 전달할 수 있다. 정강이 지지부(82)에는 정강이 케이블(12)의 길이 방향으로 동력이 인가될 수 있다.
정강이 보조 모터(22)는 사용자의 전방에서 이동 가능하다. 정강이 보조 모터(22)는 서로 다른 2방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 정강이 보조 모터(22)는 제 1 방향과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향은 연직 방향일 수 있고, 제 2 방향은 수평 방향일 수 있다. 정강이 보조 모터(22)가 이동하는 메커니즘은 후술하기로 한다.
제 3 이동부(32)는 정강이 보조 모터(22)를 제 1 방향으로 이동시킬 수 있다. 제 3 이동부(32)는 정강이 가이드(321) 및 제 3 이동 모터(322)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 3 이동부(32)는 리니어 액츄에이터(linear actuator)일 수 있다.
정강이 가이드(321)는 정강이 보조 모터(22)를 지지하고, 정강이 보조 모터(22)의 제 1 방향으로의 이동을 안내할 수 있다. 정강이 가이드(321)는 길이 방향 부재일 수 있고, 정강이 가이드(321)의 길이 방향은 연직 방향 또는 수평 방향으로 배치될 수 있다. 정강이 보조 모터(22)는 정강이 가이드(321)를 따라 길이 방향으로 이동 가능하다. 예를 들어, 정강이 가이드(321)는 정강이 보조 모터(22)를 지지하는 길이 방향의 레일을 구비할 수 있다.
정강이 보조 모터(22)는 정강이 가이드(321)에 탈부착 가능하다. 이와 같은 구조로 인해, 정강이 보조 모터(22)는 쉽게 교체될 수 있다. 사용자(U)는 자신에 상황에 맞게 알맞은 출력을 생성하는 모터를 선택하여 정강이 가이드(321)에 장착할 수 있다.
제 3 이동 모터(322)는 정강이 보조 모터(22)에 동력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제 3 이동 모터(322)는 정강이 가이드(321)의 레일을 구동시킬 수 있다. 제 3 이동 모터(322)가 구동될 경우, 정강이 보조 모터(22)는 정강이 가이드(321)를 따라 정강이 가이드(321)의 길이 방향으로 이동할 수 있다.
제 4 이동부(42)는 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 정강이 보조 모터(22)를 이동시킬 수 있다. 제 4 이동부(42)는 정강이 프레임(421) 및 제 4 이동 모터(422)를 포함할 수 있다.
정강이 프레임(421)은 정강이 가이드(321)를 지지하고, 정강이 가이드(321)의 제 2 방향으로의 이동을 안내할 수 있다. 정강이 프레임(421)은 사용자의 전방에 배치될 수 있다. 예를 들어, 정강이 프레임(421)은 직사각형의 프레임일 수 있다. 예를 들어, 정강이 프레임(421)은 연직 방향으로 세워질 수 있다. 예를 들어, 정강이 가이드(321)가 연직 방향으로 배치될 경우, 다시 말하면, 정강이 가이드(321)가 정강이 보조 모터(22)를 연직 방향으로 이동시킬 경우, 정강이 프레임(421)은 정강이 가이드(321)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다(도 1 참조). 한편, 정강이 가이드(321)가 수평 방향으로 배치될 경우, 다시 말하면, 정강이 가이드(321)가 정강이 보조 모터(22)를 수평 방향으로 이동시킬 경우, 정강이 프레임(421)은 정강이 가이드(321)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다. 정강이 프레임(421)은 정강이 가이드(321)의 양 단부를 지지할 수 있다. 다시 말하면, 정강이 가이드(321)의 양 단부는 정강이 프레임(421)에 접촉한 상태로, 정강이 프레임(421)을 따라 이동 가능하다.
제 4 이동 모터(422)는 정강이 가이드(321)에 동력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제 4 이동 모터(422)는 정강이 가이드(321)의 양 단부를 지지하는 컨베이어 밸트를 구동시킬 수 있다. 제 4 이동 모터(422)가 구동될 경우, 정강이 가이드(321)는 정강이 프레임(421)을 따라 이동할 수 있다.
복수 개의 골반 케이블(13)은 골반 지지부(83)에 연결되고, 중력과 반대 방향으로 골반 지지부에 힘을 인가할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 골반 케이블(13)은 탄성을 가질 수 있고, 일단이 골반 지지부(83)에 연결되고, 타단이 하우징(50)에 연결될 수 있다. 복수 개의 골반 케이블(13)은 사용자(U)가 트레드밀(90) 위에서 주행하는 동안 연장된 상태일 수 있다. 복수 개의 골반 케이블(13)은 골반 지지부(83)를 따라 원주 방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수 개의 골반 케이블(13)은 사용자(U)를 위쪽으로 들어올림으로써 사용자(U)의 관절에 인가되는 힘을 줄여줄 수 있다. 복수 개의 골반 케이블(13)은 예를 들어 3개 이상일 수 있다. 복수 개의 골반 케이블(13)은 사용자(U)의 체중으로 인한 부하를 줄여줄 수 있다.
복수 개의 보조 케이블(14)은 정강이 지지부(82)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 보조 케이블(14)의 일단은 정강이 지지부(82)에 연결되고, 타단은 하우징(50)에 연결될 수 있다.
허벅지 케이블(11)을 구동하는 허벅지 보조 모터(21)와, 정강이 케이블(12)을 구동하는 정강이 보조 모터(22)가 각각 이동할 수 있으므로, 보조력이 인가되는 방향을 쉽게 바꾸어 줄 수 있다. 보행 장애를 갖는 환자들의 장애 패턴에 따라 보행 훈련 장치(1)는 알맞은 보조력을 인가할 수 있다. 보행 훈련 장치(1)는 환자의 재활 진행 상태에 따라, 환자 개개인의 신체 조건에 따라 보조력의 크기 및/또는 방향을 설정할 수 있고, 재활이 이루어지는 동안 실시간으로 보조력의 크기 및/또는 방향을 조절할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치의 허벅지 보조 모터와, 허벅지 보조 모터를 지지하는 구성들의 평면도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치의 허벅지 보조 모터가 2방향으로 이동하는 모습을 도시하는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 허벅지 보조 모터(21)는 2방향으로 이동할 수 있다. 허벅지 보조 모터(21)는 예를 들어, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동하면서, 허벅지에 인가되는 보조력의 방향을 조절할 수 있다.
예를 들어, 고관절 굽힘(flexion) 동안 오른쪽 허벅지가 바깥쪽으로(오른쪽으로) 벌어지는 환자의 경우, 허벅지 보조 모터(21)는 좌측으로 이동하여 허벅지가 바깥쪽으로(오른쪽으로) 벌어지는 것을 방지하는 보조력을 인가할 수 있다. 또한, 허벅지를 위로 올리는 근육이 약한 환자의 경우, 허벅지 보조 모터(21)는 상방으로 이동하여, 사용자의 허벅지를 위로 올리는 동작을 보조할 수 있다.
예를 들어, 보행 중 필요한 보조력의 방향이 실시간으로 변할 수 있다. 이 경우, 보행 훈련 장치(1, 도 1 참조)는 사용자의 보행 패턴을 분석하여, 허벅지 보조 모터(21)의 이동 경로를 설정할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 보행 훈련 장치를 착용한 사용자의 하지를 확대 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 허벅지 케이블(11) 및 정강이 케이블(12)은 대략 점접촉 형태로 힘을 보조력을 인가할 수 있다. 점접촉 형태로 힘을 인가하므로, 사용자(U)가 장치를 이용할 때 사용자(U)는 장치에 구속되지 않고 자율성을 가질 수 있다. 보행 훈련 장치(1)는 사용자(U)의 보행 동작 중 잘못된 움직임이나 힘의 보조가 필요한 움직임에 대해서만 보조할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (16)

  1. 사용자의 허벅지를 지지하는 허벅지 지지부;
    일단이 상기 허벅지 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 허벅지 케이블; 및
    상기 허벅지 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 이동 가능한 허벅지 보조 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 허벅지 보조 모터를 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 이동부를 더 포함하는 보행 훈련 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 이동부는,
    상기 허벅지 보조 모터를 지지하고, 상기 허벅지 보조 모터의 이동을 안내하는 허벅지 가이드; 및
    상기 허벅지 보조 모터에 동력을 전달하는 제 1 이동 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 허벅지 보조 모터는 상기 허벅지 가이드에 탈부착 가능한 보행 훈련 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 허벅지 보조 모터를 이동시키는 제 2 이동부를 더 포함하는 보행 훈련 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 이동부는,
    상기 허벅지 가이드가 상기 제 2 방향으로 이동할 수 있도록, 상기 허벅지 가이드를 안내하는 허벅지 프레임; 및
    상기 허벅지 가이드에 동력을 전달하는 제 2 이동 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 허벅지 가이드는 양 단부가 상기 허벅지 프레임에 접촉한 상태로, 상기 허벅지 프레임을 따라 이동 가능한 보행 훈련 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 허벅지 지지부는 사용자의 허벅지를 둘러싸고, 탄성을 갖는 보행 훈련 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 정강이를 지지하는 정강이 지지부;
    일단이 상기 정강이 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 정강이 케이블; 및
    상기 정강이 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 이동 가능한 정강이 보조 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정강이 보조 모터를 제 3 방향으로 이동시키는 제 3 이동부를 더 포함하는 보행 훈련 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 이동부는,
    상기 정강이 보조 모터를 지지하고, 상기 정강이 보조 모터의 이동을 안내하는 정강이 가이드; 및
    상기 정강이 보조 모터에 동력을 전달하는 제 3 이동 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 방향과 교차하는 제 4 방향으로 상기 정강이 보조 모터를 이동시키는 제 4 이동부를 더 포함하는 보행 훈련 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 4 이동부는,
    상기 정강이 가이드가 상기 제 4 방향으로 이동할 수 있도록, 상기 정강이 가이드를 안내하는 정강이 프레임; 및
    상기 정강이 가이드에 동력을 전달하는 제 4 이동 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 골반을 지지하는 골반 지지부; 및
    상기 골반 지지부에 연결되고, 중력과 반대 방향의 상기 골반 지지부에 힘을 인가하고, 탄성을 갖는 복수 개의 골반 케이블들을 더 포함하는 보행 훈련 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 정강이를 지지하는 정강이 지지부; 및
    일단이 상기 정강이 지지부에 연결되고, 탄성을 갖는 복수 개의 보조 케이블들을 더 포함하는 보행 훈련 장치.
  16. 사용자의 허벅지를 지지하는 허벅지 지지부;
    사용자의 정강이를 지지하는 정강이 지지부;
    일단이 상기 허벅지 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 허벅지 케이블;
    일단이 상기 정강이 지지부에 연결되어 동력을 전달하는 정강이 케이블;
    상기 허벅지 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 서로 직교하는 2방향으로 이동 가능한 허벅지 보조 모터; 및
    상기 정강이 케이블의 타단에 연결되고, 사용자의 전방에서 서로 직교하는 2방향으로 이동 가능한 허벅지 보조 모터를 포함하는 보행 훈련 장치.
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