KR20210157247A - 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 대퇴부와 하퇴부에 착용되는 프레임부과, 제1프레임유닛에 결합되어 제1프레임유닛의 회동을 조절하는 제1각도조절부와, 제2프레임유닛에 결합되어 제2프레임유닛의 회동을 조절하는 제2각도조절부와, 제어부를 포함하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템을 제공할 수 있다. 상기한 바에 따르면 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도 설정이 용이하고, 제한되는 각도범위를 다양하게 제어할 수 있다.

Description

하지 재활을 위한 운동 치료 시스템 {EXERCISE THERAPY SYSTEM FOR LOWER LIMB REHABILITATION}

본 발명은 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도 설정이 용이하고, 보다 세분화되고 정밀한 무릎관절의 각도 조정이 가능하여 효과적인 재활 및 치료가 가능한 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 격한 운동 등으로 인하여 무릎의 내외측 인대가 손상 및 파손되거나, 수술 후 장시간 하지를 사용하지 않아 하지의 근손실이 발생된 경우 하지의 재활이 필요하며, 이러한 하지 재활 시에는 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도를 제한하여 인대와 근육의 움직임을 최소화함으로써 인대 및 근육이 보다 빠르게 치료될 수 있도록 무릎보조관절기를 사용하고 있다.

이러한 무릎관절기구에 대한 기술의 예로 대한민국 등록특허 제 10-1230458호는 일측으로 연장되는 상부프레임을 구비하는 상부지지대; 상부프레임의 끝단을 향해 연장되는 하부프레임을 구비하는 하부지지대; 상호 교차하는 방향으로 배열되어 양단이 각각 상부프레임 및 하부프레임에 회전 가능한 구조로 결합되는 제1 회전링크와 제2 회전링크를 구비하는 링크회전부;를 포함하여, 상부지지대에 대해 하부지지대가 회전될 때, 하부지지대의 회전각도에 따라 하부지지대의 회전중심이 변경되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활운동기구가 개시된 바 있다.

그런데, 상기한 종래의 무릎관절기구는, 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도의 설정이 어렵고, 기구방식으로 구성되어 있는 만큼 제한되는 각도범위도 한정적이기 때문에 보다 세분화되고 정밀한 각도제어가 어려워 착용 대상인의 재활속도 등에 따른 효과적인 맞춤형 재활 및 치료가 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제 10-1230458호

본 발명은, 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도의 설정이 용이하고, 제한되는 각도범위를 다양하고 보다 세분화하여 설정할 수 있기 때문에, 착용하는 대상인 각각의 재활프로그램(신체상태)에 대응하여 정밀한 무릎각도 제어가 가능하고, 이를 통해 효과적인 재활 및 치료가 가능한 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 대상인의 대퇴부에 착용되는 제1프레임유닛과, 대상인의 하퇴부에 착용되고 제1프레임유닛과 회동 가능하게 결합되는 제2프레임유닛을 포함하여 구성되는 프레임부와; 제1프레임유닛에 결합되고, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 제1프레임유닛의 회동각을 조절하는 제1각도조절부와; 제2프레임유닛에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 제1각도조절부와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 제2프레임유닛의 회동각을 조절하는 제2각도조절부와; 제1각도조절부와 제2각도조절부 각각으로 제어신호를 전송하여 제1프레임유닛의 회동각과 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하되, 대상인의 재활시기와 재활시기에 따른 대상인의 무릎관절의 회동각도에 따라 제1프레임유닛의 회동각과, 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하여 대상인의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템을 제공할 수 있다.

제1프레임유닛은, 대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되는 제1프레임과, 일단이 제1프레임의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성된 제2프레임과, 제1프레임 또는 제2프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 대퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 제1프레임과 제2프레임을 대퇴부에 고정시키는 제1결합밴드를 포함하여 구성될 수 있다.

제1프레임유닛은, 제1프레임과 제2프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 제1프레임과 제2프레임의 내측에 결합되는 제1쿠션부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.

제2프레임유닛은, 하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되는 제3프레임과, 하퇴부의 양측면에 각각 위치하며, 일단이 제3프레임의 양단부에 각각 결합되고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 제2프레임의 타단과 대향되도록 위치하는 제4프레임과, 제3프레임 또는 제4프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 제3프레임과 제4프레임을 하퇴부에 고정시키는 제2결합밴드를 포함하여 구성될 수 있다.

제2프레임유닛은, 제3프레임과 제4프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 제3프레임과 제4프레임의 내측에 결합되는 제2쿠션부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.

제2프레임의 타단부와 제4프레임의 타단부에 각각 결합하여, 제2프레임과 제4프레임 사이의 각도를 통하여 무릎각도를 측정하고, 측정된 무릎각도값을 제어부로 전송하는 각도측정센서(ROM sensor)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

제1각도조절부는, 2프레임부에 결합되고 제어부로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어되는 제1모터와, 제1모터의 회전축에 축결합되어 제1모터에 의하여 회전하는 제1기어와, 제1기어와 치합되어 제1기어와 연동하여 회전하는 제1회전기어와, 제1회전기어에 결합하여, 제2프레임의 회동이 제한되도록 하는 제1스토퍼부를 포함하여 구성될 수 있다.

제1스토퍼부는, 제1회전기어의 외주면에 고정 결합되어 제1회전기어의 회동에 따라 회동하는 제1결합부와, 일단은 제1결합부에 결합되고, 타측은 프레임부를 향하여 연장형성되고, 제1회전기어의 회동에 따라 제2프레임의 타측 또는 제4프레임의 타측에 걸려 제2프레임부의 회동이 제한되도록 하는 제1걸림부재를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 제어부는, 상기 제1모터를 회전시켜 제1기어를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 제1기어의 회전에 의하여 제1회전기어와 제1스토퍼부의 위치가 변경되어 제1프레임유닛의 회동각이 조절되도록 구성될 수 있다.

제2각도조절부는, 제4프레임부에 결합되고 제어부로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어되는 제2모터와, 제2모터의 회전축에 축결합되어 제2모터에 의하여 회전하는 제2기어와, 제2기어와 치합되어 제2기어와 연동하여 회전하는 제2회전기어와, 제2회전기어에 결합하여, 제4프레임의 회동이 제한되도록 하는 제2스토퍼부를 포함하여 구성될 수 있다.

제2스토퍼부는, 제2회전기어의 외주면에 고정 결합되어 제2회전기어의 회동에 따라 회동하는 제2결합부와, 일단은 제2결합부에 결합되고, 타측은 프레임부를 향하여 연장 형성되어, 제2회전기어의 회동에 따라 제2프레임의 일측 또는 제4프레임의 일측에 걸려 제4프레임부의 회동이 제한되도록 하는 제2걸림부재를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 제어부는, 제2모터를 회전시켜 제2기어를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 제2기어의 회전에 의하여 제2회전기어와 제2스토퍼부의 위치가 변경되어 제2프레임유닛의 회동각이 조절되도록 구성될 수 있다.

제2프레임의 타단부와 제4프레임의 타단부는 중심회전축에 축결합되어, 중심회전축을 중심으로 회동하고, 제1회전기어와 제2회전기어는, 중심회전축을 회전축으로 축결합되도록 구성될 수 있다.

제어부는, 대상인의 재활시작시점부터 경과시간에 따라 제1각도조절부와, 제2각도조절부를 각각 제어하여, 제1프레임유닛의 회동각과 제2프레임유닛의 회동각을 각각 자동 제어하도록 구성될 수 있다.

제어부는, 재활프로그램을 통하여 재활시작시점부터 설정시간 경과 시마다 제1프레임유닛의 회동각과 제2프레임유닛의 회동각을 설정된 회동각에 따라 점진적으로 증가시키도록 제어하도록 구성될 수 있다.

여기서, 제어부는, 각도측정센서로부터 무릎각도값을 수신하여 대상인의 무릎관절운동을 모니터링 하고, 모니터링된 무릎각도값과 설정된 제1프레임유닛의 회동각과 제2프레임유닛의 회동각을 각각 비교하여 설정된 제1프레임유닛의 회동각과 제2프레임유닛의 회동각을 보정하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.

첫째, 모터제어를 통하여 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도 각각의 설정이 용이하며, 제한되는 각도범위가 다양하고 제어각도를 보다 세분화시킬 수 있기 때문에 정밀한 무릎각도 제어가 가능하다.

둘째, 제어 각도를 다양한 범위로 설정할 수 있기 때문에 착용하는 대상인 각각의 재활프로그램(신체상태)에 대응하여 그 설정 무릎각도를 변경 및 조정할 수 있으며, 이에 따라 효과적인 맞춤형 재활 및 치료가 가능하다.

셋째, 재활 경과시간 등에 따라 무릎각도를 자동으로 설정 및 제어할 수 있으며, 또한 이를 휴대단말기의 어플리케이션 또는 중앙서버를 통하여 열람 및 제어할 수 있도록 하여 편의성 및 활용성을 증대시킬 수 있다.

넷째, 각도측정센서를 통하여 착용하는 대상인 개개인의 신체능력에 따라 무릎각도를 보정 및 조정하여 맞춤형 재활 및 치료가 용이하다.

다섯째, 구조가 간단하여 제조가 용이함은 물론, 착용이 용이하고, 쿠션부재를 통하여 사용상 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에서 제2스토퍼부에 의한 무릎 펴짐각도를 조절하는 원리를 개념적으로 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에서 제2스토퍼부에 의한 무릎 굽힘각도를 조절하는 원리를 개념적으로 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에서 제어부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 명세서 전체에서 "대상인"는 치료나 재활이 필요한 환자뿐 아니라 재활이나 운동이 필요한 사람도 포함될 수 있으며, 이 외 수의학적으로도 사용할 수 있기 위해 동물도 포함될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템(이하 '운동 치료 시스템'이라 한다)은, 하지의 대퇴부와 하퇴부에 착용되고, 서로 독립된 구동원을 이용하여 대퇴부와 하퇴부의 회동 각도를 각각 조절하도록 구성되어, 대상인의 재활시기와 재활시기에 따른 대상인의 설정된 슬관절(무릎)의 회동각도에 따라 무릎의 굽힘각도 및 펴짐각도를 각각 세분화하여 정밀하게 제어할 수 있으며 이를 통해 착용 대상인의 신체상태에 대응하여 효과적인 맞춤 재활 및 치료가 가능하다.

이러한 본 발명에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 운동 치료 시스템은, 프레임부(100)와, 제1각도조절부(200)와, 제2각도조절부(300)와, 제어부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

프레임부(100)는, 제1프레임유닛(110)과, 제2프레임유닛(120)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1프레임유닛(110)은, 대퇴부에 착용되며, 제1프레임(111)과, 제2프레임(112)과, 제1결합밴드(113,114)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1프레임(111)은, 대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되며, 도시된 바와 같이 대퇴부의 전면 또는 후면을 향하여 볼록하게 절곡되어 형성될 수 있다.

제2프레임(112)은, 일단이 제1프레임(111)의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성되어 있다. 여기서, 제2프레임(112)은 도시된 바와 같이 길이방향이 대퇴부의 길이방향에 대하여 평행하게 위치할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

한편, 제1프레임(111)과 제2프레임(112)은, 설정 폭을 갖는 플레이트 형상으로 도시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있으나, 일 실시예로 착용 성 등을 고려하여 제1프레임(111)과 제2프레임(112)을 서로 링크결합 시키는 등 다양한 결합이 가능하다.

제1프레임(111)과 제2프레임(112)은, 수지 재질 또는 금속재질 등 착용 후 내구성을 유지할 수 있는 재질이라면 모두 적용 가능하다.

제1결합밴드(113,114)는, 제1프레임(111)과 제2프레임(112)에 결합되어 제1프레임(111)과 제2프레임(112)을 대퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 제1결합밴드(113,114)는, 대퇴부를 감쌀 수 있도록 플렉서블한 재질로 형성되고, 착용이 가능하도록 착탈수단에 의하여 양단부가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

여기서, 제1결합밴드(113,114)는, 통기성이 좋고 실용적인 페브릭(fabric)재질로 형성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 그리고 착탈수단은 공지의 벨크로(velcro)를 적용할 수 있으나 이외 착탈가능한 후크 등 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 가능하다. 제1결합밴드(113,114)는, 도시된 바와 같이 2개로 형성되어 제1프레임(111)과 제2프레임(112)에 각각 결합되고 대퇴부의 전면과 후면을 각각 감싸도록 구성될 수 있으나, 이는 일 실시예로 착용하는 대상인의 체격 등에 따라 그 개수와 결합위치를 달리 할 수 있음은 물론이다.

한편, 제1프레임유닛(110)은, 제1프레임(111)과 제2프레임(112)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 제1프레임(111)과 제2프레임(112)의 내측에 결합되는 제1쿠션부재(115)가 구비될 수 있다. 제1쿠션부재(115)는, 설정된 두께를 갖고 있으며, 착용 후 활동 시 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)과 대퇴부 사이에 발생할 수 있는 마찰 및 압력을 완화하여 착용자로 하여금 불편함을 해소시킬 수 있다. 제1쿠션부재(115)는, 공지의 스펀지소재 등을 적용할 수 있으며 이에 한정하지는 않는다.

제2프레임유닛(120)은, 하퇴부에 착용되며, 제3프레임(121)과, 제4프레임(122)과, 제2결합밴드(123,124)를 포함하여 구성될 수 있다.

제3프레임(121)은, 하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되며, 도시된 바와 같이 하퇴부의 전면 또는 후면을 향하여 볼록하게 절곡되어 형성될 수 있다.

제4프레임(122)은, 일단이 제3프레임(121)의 양단부에 각각 결합되어 하퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 제2프레임(112)의 타단과 대향되게 위치하도록 구성된다. 여기서, 제4프레임(122)은 길이방향이 하퇴부의 길이방향에 대하여 평행하게 위치할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

제3프레임(121)과 제4프레임(122)은, 설정 폭을 갖는 플레이트 형상으로 도시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있으나, 일 실시예로 착용 성 등을 고려하여 제3프레임(121)과 제4프레임(122)을 다양하게 결합이 가능하다. 또한, 제3프레임(121)과 제4프레임(122)은, 전술한 제1프레임(111)과 제2프레임(112)과 동일한 수지 재질 또는 금속재질 등 착용 후 내구성을 유지할 수 있는 재질이라면 모두 적용 가능하다.

한편, 제2프레임유닛(120)은 제1프레임유닛(110)과 회동 가능하게 결합된다. 이를 위해 도시된 바와 같이, 제2프레임(112)의 타단부와 제4프레임(122)의 타단부는 중심회전축(130)에 의하여 축결합되어 회동 가능하게 결합될 수 있다.

제2결합밴드(123,124)는, 제3프레임(121)과 제4프레임(122)에 결합되고, 제3프레임(121)과 제4프레임(122)을 하퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 제2결합밴드(123,124)는, 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합될 수 있으며, 제1결합밴드(113,114)와 동일한 재질 및 구성으로 구성될 수 있다.

제2결합밴드(123,124)는, 도시된 바와 같이 2개로 형성되어 제3프레임(121)과 제4프레임(122)에 각각 결합되고, 하퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 구성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

제2프레임유닛(120)은, 제3프레임(121)과 제4프레임(122)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 제3프레임(121)과 제4프레임(122)의 내측에 결합되는 제2쿠션부재(125)를 구비할 수 있다.

제2쿠션부재(125)는, 착용 후 활동 시 제3프레임(121) 및 제4프레임(122)과 대퇴부 사이에 발생할 수 있는 마찰이나 압력을 완화하여 착용성을 향상시키는 역할을 한다.

한편, 운동 치료 시스템은, 제2프레임(112)의 타단부와 제4프레임(122)의 타단부에 각각 결합하여, 제2프레임(112)과 제4프레임(122) 사이의 각도를 통하여 무릎각도를 측정하고, 측정된 무릎각도값을 제어부(500)로 전송하는 각도측정센서(400,ROM sensor)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 각도측정센서(400)는, 제2프레임(112)과 제4프레임(122)을 각각의 축으로 하고, 활동 시 제2프레임(112)과 제4프레임(122)의 상대 각도를 측정하도록 구성되며, 공지의 전자식 롬센서 또는 기계식 각도센서 등 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 운동 치료 시스템은, 제1프레임유닛(110)과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 조절하여, 착용하는 대상인의 무릎 관절각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 구체적으로 본 발명의 운동 치료 시스템은, 무릎관절의 펴짐각도와 굽힘각도를 각각 제한할 수 있도록 구성되어, 재활중인 대상인이 무리하게 무릎을 펴거나 굽히지 않도록 할 수 있다.

이하에서는 우선, 무릎의 굽힘 각도를 조절하는 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저, 무릎의 굽힘 각도 조절은, 무릎이 굽혀지는 각도를 조절하여 무릎이 굽혀질 수 있는 각도를 제한하는 것을 의미한다.

이에, 본 발명의 운동 치료 시스템은, 제1각도조절부(200)를 통하여 제1프레임유닛(110)의 회동각을 조절하여 무릎의 굽힘 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.

이러한 제1각도조절부(200)에 대하여 구체적으로 살펴보면, 제1각도조절부(200)는, 제1프레임유닛(110)에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 프레임부(100)에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 제1프레임유닛(110)의 회동각을 조절하도록 구성될 수 있다.

세부적으로, 제1각도조절부(200)는, 제1모터(210)와, 제1기어(220)와, 제1회전기어(230)와, 제1스토퍼부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1모터(210)는, 2프레임의 외측에 결합되어 그 위치가 고정되고, 제어부(500)로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어된다. 제1모터(210)는, 별도의 전원을 공급받을 필요가 없도록 충전식 배터리에 의하여 구동될 수 있으며, 제어부(500)로부터 제어신호를 수신할 수 있도록 통신부가 구성될 수 있다.

제1기어(220)는, 제1모터(210)의 회전축에 축결합되어 제1모터(210)에 의하여 회전하도록 구성된다.

제1회전기어(230)는, 제1기어(220)와 치합되어 제1기어(220)와 연동하여 회전하도록 구성된다. 여기서, 제1기어(220)와 제1회전기어(230)는, 각각 기어비를 조절하여 제1기어(220)의 피치회전에 대한 제1회전기어(230)의 회동각을 조절할 수 있으며, 이러한 회동각 조절은 장치 크기와 설정 회동각 등을 고려하여 다양하게 설계할 수 있다. 한편, 제1회전기어(230)는, 전술한 중심회전축(130)을 회전축으로 회동 가능하게 결합되어 무릎의 측부에 위치될 수 있다.

제1스토퍼부(240)는, 제1회전기어(230)에 결합되어, 제1회전기어(230)의 회동각이 제한되도록 하는 역할을 한다. 세부적으로, 제1스토퍼부(240)는, 제1결합부(241)와, 제1걸림부재(242)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1결합부(241)는, 제1회전기어(230)의 반경방향을 따라 돌출되도록 제1회전기어(230)의 외주면에 고정 결합되고, 제1회전기어(230)의 회동에 따라 회동하도록 구성된다.

제1걸림부재(242)는, 일단은 제1결합부(241)에 결합되고, 타측은 프레임부(100)를 향하여 연장형성되어, 제1회전기어(230)의 회동에 따라 제2프레임(112)의 타측 또는 제4프레임(122)의 타측에 걸려 제1회전기어(230)의 회동을 제한하도록 구성된다. 즉, 제1걸림부재(242)는, 회동 시 제2프레임(112)과 제4프레임(122)에 의하여 이동이 제한되고, 이에 의하여 제1회전기어(230)의 회동도 제한되도록 하는 역할을 한다.

한편, 제1스토퍼부(240)는, 그 위치가 조정되어 무릎의 굽힘각도를 조절할 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

다음으로, 무릎의 펴짐각도를 조절하는 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 우선, 이때 무릎의 펴짐각도 조절은, 무릎이 펴지는 각도를 조절하여, 무릎이 펴질 수 있는 각도를 제한하는 것을 의미한다.

이에, 본 발명의 운동 치료 시스템은, 제2각도조절부(300)를 통하여 제2프레임유닛(120)의 회동각을 조절하여 무릎의 펴짐 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.

구체적으로, 제2각도조절부(300)는, 제2프레임유닛(120)에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 제1각도조절부(200)와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 프레임부(100)에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 제2프레임유닛(120)의 회동각을 조절하도록 구성될 수 있다. 이때, 제2각도조절부(300)는, 제1각도조절부(200)와 독립된 구동원을 통해 구동되어, 제1각도조절부(200)와 개별제어될 수 있다.

제2각도조절부(300)는, 제2모터(310)와, 제2기어(320)와, 제2회전기어(330)와, 제2스토퍼부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2모터(310)는, 제4프레임(122)의 외측에 결합되어 그 위치가 고정되고, 제어부(500)로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어된다. 제2모터(310)는, 제1모터(210)와 마찬가지로 충전식 배터리에 의하여 구동될 수 있으며, 제어부(500)로부터 제어신호를 수신할 수 있도록 통신부가 구성될 수 있다.

제2기어(320)는, 제2모터(310)의 회전축에 축결합되어 제2모터(310)에 의하여 회전하도록 구성된다.

제2회전기어(330)는, 제2기어(320)와 치합되어 제1기어(220)와 연동하여 회전하도록 구성되며, 중심회전축을 회전축으로 하여 회동 가능하게 결합되어 제1회전기어(230)의 전방 또는 후방에 동축으로 결합될 수 있다.

제2기어(320)와 제2회전기어(330)는, 각각 기어비를 조절하여 제2기어(320)의 피치회전에 대한 제2회전기어(330)의 회동각을 조절할 수 있으며, 장치 크기와 설정 회동각 등을 고려하여 다양하게 설계할 수 있다.

제2스토퍼부(340)는, 제2회전기어(330)에 결합되어, 제2회전기어(330)의 회동이 제한되도록 하는 역할을 한다. 제2스토퍼부(340)는, 제2결합부(341)와, 제2걸림부재(342)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2결합부(341)는, 제2회전기어(330)의 반경방향을 따라 돌출되도록 제2회전기어(330)의 외주면에 고정 결합되고, 제2회전기어(330)의 회동에 따라 회동하도록 구성된다.

제2걸림부재(342)는, 일단은 제2결합부(341)에 결합되고, 타측은 프레임부(100)를 향하여 연장 형성되고, 제2회전기어(330)의 회동에 따라 제2프레임(112)의 일측 또는 제4프레임(122)의 일측에 걸려 제2회전기어(330)의 회동각이 제한하는 역할을 한다. 여기서, 제2스토퍼부(340)의 구성은, 전술한 제1스토퍼부(240)의 구성과 대응되도록 구성되어 서로 대칭이 되도록 위치할 수 있다.

도 5 및 도 6은 제2스토퍼부(340)와 제1스토퍼부(240)에 의하여 무릎관절의 펴짐각도 조절원리와 굽힘각도 조절원리를 개념적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 본 발명의 제1각도조절부(200)와, 제2각도조절부(300)의 작동에 대하여 각각 살펴보기로 한다.

먼저, 도 5는 제2각도조절부(300)에 의하여 펴짐각도가 조절되는 원리를 나타낸다. 도면을 참조하면, 제2각도조절부(300)는 제4프레임(122)의 회동 각도를 조절하여, 제4프레임(122)이 설정된 펴짐 각도 내에서만 회동이 이루어지도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 제2각도조절부(300)는, 제4프레임(122)의 회동에 따라 제2스토퍼부(340)도 연동하여 회동하게 되는데, 이때의 제4프레임(122)의 회동은 제2스토퍼부(340)에 의하여 그 회동이 제한되게 된다. 이는, 제4프레임(122)은 도시된 바와 같이 펴지는 회동 동작에 따라 제2스토퍼부(340)가 시계방향으로 이동하게 되면서 제2프레임(112)에 간섭되어 이동이 제한되기 때문이다.

한편, 본 발명에서 제2각도조절부(300)는, 제2스토퍼부(340)의 위치를 조정하여 펴짐각도 범위를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 제4프레임(122)과 제2프레임(112)이 일직선상으로 배치될 정도로 무릎관절이 모두 펴진 상태를 a2라고 하고, 무릎관절이 설정각도 내에서만 펴질 수 있도록 제한된 상태를 a1이라고 할 때, 제2스토퍼부(340)의 위치를 조절하여 펴짐각도를 조절할 수 있다. 도면에서 은선으로 표시된 제2스토퍼부(340)는 펴지기 전의 위치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 제2스토퍼부(340)는, 그 위치가 시계방향으로 전진하여 이동될수록 제4프레임(122)의 펴짐 각도가 제한된다는 것을 확인할 수 있다.

한편, 제2스토퍼부(340)는, 제어부(500)에 의하여 그 위치가 조절될 수 있으며, 이를 위해 제어부(500)는, 제2모터(310)를 회전시켜 제2기어(320)를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 제2기어(320)의 회전에 의하여 제2회전기어(330)와 제2스토퍼부(340)의 위치가 변경되어 제2프레임유닛(120)의 회동각이 조절되도록 구성될 수 있다.

다음으로, 굽힘각도가 조절되는 원리에 대하여 살펴보기로 한다. 도 6을 참조하면, 제1각도조절부(200)는 제2프레임(112)의 회동 각도를 조절하여, 제2프레임(112)이 설정된 굽힘 각도 내에서만 회동이 이루어지도록 구성될 수 있다.

세부적으로, 제1각도조절부(200)는, 제2프레임(112)의 회동에 따라 제1스토퍼부(240)도 연동하여 회동하게 되고, 이때의 제2프레임(112)의 회동은 제1스토퍼부(240)에 의하여 그 회동이 제한된다. 이는 도시된 바와 같이 제2프레임(112)은 굽힘 동작에 따라 제1스토퍼부(240)가 시계방향으로 이동하다가 제4프레임(122)에 의하여 간섭 접촉되면서 이동이 제한되기 때문이다.

본 발명에서 제1각도조절부(200)는, 제1각도조절부(200)와 마찬가지로 제1스토퍼부(240)의 위치를 조절하여 굽힘각도 범위를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 도면을 참조하면, 제2프레임(112)이 수평한 상태로 굽혀진 상태를 b2라고 하고, 무릎관절이 설정각도 내에서만 굽혀질 수 있도록 제한된 상태를 b1이라고 할 때, 제1스토부의 위치를 조절하여 굽힘각도를 조절할 수 있다. 이때 도면에서 은선으로 표시된 제1스토퍼부(240)는 각각 굽혀지기 전의 위치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 제1스토퍼부(240)의 위치를 시계방향으로 전진하여 이동될수록 제2프레임(112)의 굽힘 각도가 제한된다는 것을 확인할 수 있다.

이때, 제1스토퍼부(240)는, 제어부(500)에 의하여 그 위치가 조절될 수 있으며, 이를 위해 제어부(500)는, 제1모터(210)를 회전시켜 제1기어(220)를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 제1기어(220)의 회전에 의하여 제1회전기어(230)와 제1스토퍼부(240)의 위치가 변경되어 제1프레임유닛(110)의 회동각이 조절되도록 구성될 수 있다.

한편, 상기에서, 제1스토퍼부(240)와 제2스토퍼부(340)는 제2프레임(112)과 제4프레임(122)의 측면에 접촉 간섭되면서 그 이동이 구속되는 것을 실시예로 나타내었으나, 이는 일 실시예로 제1스토퍼부(240)와 제2스토퍼부(340)의 이동이 제한될 수 있다면 제2프레임(112)과 제4프레임(122) 외 설계에 따라 그 구속대상을 다양하게 할 수 있음은 물론이며, 굽힘각도 범위와 펴짐각도 범위를 다양하게 설정하여 설계할 수 있음은 물론이다. 또한, 도 5에서는 제2각도조절부(300)만이 조절되는 원리를 도 6에는 제1각도조절부(200)만이 조절되는 원리를 나타내었으나, 도시하지 않았지만 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300)가 함께 조절되어 굽힘각도와 펴짐각도가 조절될 수도 있다.

이하에서는, 제어부(500)에 대하여 살펴보기로 한다.

제어부(500)는, 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300) 각각으로 제어신호를 전송하여, 제1프레임유닛(110)의 회동각과, 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 제어하는 역할을 하며, 세부적으로는, 대상인의 재활시기와 재활시기에 따른 대상인의 설정된 무릎관절의 회동각도에 따라 제1프레임유닛(110)의 회동각과, 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 제어하여 대상인의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 각각 제어하도록 구성될 수 있다.

세부적으로, 도 7을 참조하면, 제어부(500)는, 제1각도조절부(200)의 제1모터(210)로 제어신호를 전송하여 제1스토퍼부(240)의 위치를 조정함으로서 제1프레임유닛(110)의 회동각을 조절할 수 있다.

또한, 제어부(500)는, 제2각도조절부(300)의 제2모터(310)로 제어신호를 전송하여 제2스토퍼부(340)의 위치를 조정함으로써 제2프레임유닛(120)의 회동각을 조절할 수 있다.

이때, 제어부(500)는, 대상인의 재활상태 및 신체상태에 따라 제1프레임유닛(110)과 제2프레임유닛(120) 각각의 회동각을 제어할 수 있으며, 의사 또는 치료사와 같은 관리자의 단말기의 어플리케이션 등을 통해 제어신호를 전송할 수 있다.

한편, 제어부(500)는, 상기한 바와 같이 대상인의 신체상태에 따라 제1프레임유닛(110)과 제2프레임유닛(120)을 제어함에 있어, 보다 세밀하고 대상인에 대한 맞춤 재활관리가 가능하도록 다양한 방법을 통하여 제1프레임유닛(110)과 제2프레임유닛(120)을 제어할 수 있다.

이에 대하여 살펴보면, 제어부(500)는, 대상인의 재활시기에 따라 제1프레임유닛(110)의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 제어하여 대상인의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 각각 제어할 수 있다.

이에 대한 실시예로, 제어부(500)는, 대상인의 재활계획(재활프로그램)을 토대로 재활 경과주차에 따른 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도를 미리 설정하고, 대상인의 재활시작시점부터 경과시간에 따라 제1프레임유닛(110)의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 설정 회동각으로 자동 제어되도록 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300)를 제어할 수 있다.

가령, 시간이 경과함에 따라 대상인의 재활치료의 효과가 발휘되고 대상인의 신체상태가 호전되어 더 회복된다고 봤을 때, 제어부(500)는, 재활시작시점부터 설정시간 경과 시마다 제1프레임유닛(110)의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 점진적으로 증가시키도록 제어하여, 무릎관절의 굽힘허용 각도와 펴짐 허용각도를 늘릴 수 있다.

한편, 상기에서 제어부(500)는, 재활계획이나 재활프로그램을 토대로 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300)를 설정된 회동각으로 자동제어 한다고 하였으나, 이는 일 실시예로 관리자가 대상인에 대하여 자동 제어되는 회동값을 임의적으로 선택 및 설정하여 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300)를 자동 제어할 수 있음은 물론이다.

다음으로, 제어부(500)는, 대상인의 재활시기에 따른 무릎관절의 회동각도에 따라 제1프레임유닛(110)의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 제어하여, 대상인의 무릎상태에 따라 맞춤형으로 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 각각 제어할 수 있다.

이에 대하여 살펴보면, 우선 전술한 바에 따르면, 제어부(500)는, 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도를 미리 설정하고, 설정된 각도에 맞추어 자동으로 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300)를 제어하도록 구성됨을 기재한 바 있다.

이러한 경우, 무릎관절의 굽힘 및 펴짐각도를 재활치료 전 미리 설정해놓은 것이기 때문에, 재활이 시작되고 그 효과에 따라 그 설정값이 오차가 발생할 수 있다. 이에, 제어부(500)는, 이러한 개인의 재활치료 효과에 대응하여 그 설정값을 개인 맞춤식으로 설정할 수 있다.

이를 위해, 제어부(500)는, 각도측정센서(400)로부터 무릎각도값을 수신하여 대상인의 무릎관절운동을 모니터링 하고, 모니터링된 무릎각도값과 설정된 제1프레임유닛(110)의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 비교하여 설정된 대퇴부프레임의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 보정하도록 구성될 수 있다.

이때, 제어부(500)는, 각도측정센서(400)를 통하여 대상인의 재활치료 중 설정기간 내 굽힘각도 최대값과 최소값 및 펴짐각도 최대값 및 최소값을 각각 수신하고, 이를 통해 설정기간 내 굽힘각도 변화량의 평균범위, 최대 굽힘 각도, 펴짐각도 변화량의 평균범위, 최대 펴짐각도 등을 모니터링하여, 대상인의 실제 재활상태를 모니터링 하도록 구성될 수 있다.

즉, 제어부(500)는, 각도측정센서(400)로부터 해당 대상인의 무릎관절 각도변화를 모니터링 하여 무릎관절의 회복속도와 근력을 판단하고, 이를 통하여 설정 값을 조정하여 무릎관절의 굽힘 및 펴짐의 허용각도를 보다 늘리거나 줄일 수 있다.

이에 대한 실시예로, 제어부(500)는, 모니터링된 해당 대상인의 굽힘각도 최대값 및 굽힘각도 변화량 평균범위와, 펴짐각도 최대값과 펴짐각도 변화량 평균범위와, 설정된 제1프레임유닛(110)의 회동각과 제2프레임유닛(120)의 회동각을 각각 비교 분석한다.

이때, 제어부(500)는, 해당 대상인의 실제 굽힘각도 최대값과 굽힘각도 변화량 평균범위를 설정된 제1프레임유닛(110)의 회동각과 비교하여, 해당 대상인의 실제 무릎관절 굽힘정도가 설정된 값에 미치지 못하는 경우, 해당 대상인의 회복이 느린 것으로 판단하여 설정값을 다음단계로 변화시키지 않고 그대로 연장시킬 수 있다.

반면, 제어부(500)는, 실제 무릎 굽힘각도와 설정 회동각과 비교하여, 해당 대상인의 실제 무릎 굽힘각도 최대값이 설정 회동각에 대응되고 최대값의 도달 횟수가 설정횟수 범위에 해당되면 미리 설정된 회동각에 따라 제1각도조절부(200)를 통하여 회동각을 제어를 진행한다. 한편, 이때 실제 무릎 굽힘각도 최대값의 도달횟수에 따라 회동각 진행단계를 조절할 수 있는데, 실제 무릎각도 최대값 도달횟수가 설정횟수 범위를 초과하면 회복이 빠른 것으로 판단하여 회동각을 보다 늘려 다음단계로 변동시킬 수 있다.

다음으로, 제어부(500)는, 해당 대상인의 실제 펴짐각도 최대값과 펴짐각도 변화량 평균범위를 설정된 제2프레임유닛(120)의 회동각과 비교하여, 해당 대상인의 실제 무릎관절 펴짐정도가 설정된 값에 미치지 못하는 경우, 해당 대상인의 회복이 느린 것으로 판단하여 설정값을 다음단계로 변화시키지 않고 그대로 연장시킬 수 있다.

반면, 제어부(500)는, 실제 무릎 펴짐각도와 설정 회동각과 비교하여, 해당 대상인의 실제 무릎 펴짐각도 최대값이 설정 회동각에 대응되고 최대값의 도달 횟수가 설정횟수 범위에 해당되면 미리 설정된 회동각에 따라 제2각도조절부(300)를 통하여 회동각을 제어를 진행한다. 이때, 실제 무릎 굽펴짐각도 최대값의 도달횟수가 설정횟수 범위를 초과하면 회복이 빠른 것으로 판단하여 회동각을 보다 늘려 다음단계로 변동시킬 수 있다.

한편, 제어부(500)는, 제1각도조절부(200)와 제2각도조절부(300)를 각각 개별 제어하여 전술한 바와 같이 무릎의 굽힘각도와 펴짐각도를 제어함에 있어, 무릎굽힘각도와 펴짐각도를 서로 연동시켜 서로의 상대각도를 고려하여 각 회동각을 설정할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 프레임부 110 : 제1프레임유닛
111 : 제1프레임 112 : 제2프레임
113,114 : 제1결합밴드 115 : 제1쿠션부재
120 : 제2프레임유닛 121 : 제3프레임
122 : 제4프레임 123,124 : 제2결합밴드
125 : 제2쿠션부재 200 : 제1각도조절부
210 : 제1모터 220 : 제1기어
230 : 제1회전기어 240 : 제1스토퍼부
241 : 제1결합부 242 : 제1걸림부재
300 : 제2각도조절부 310 : 제2모터
320 : 제2기어 330 : 제2회전기어
340 : 제2스토퍼부 341 : 제2결합부
342 : 제2걸림부재 400 : 각도측정센서
500 : 제어부

Claims (16)

1. 대상인의 대퇴부에 착용되는 제1프레임유닛과, 대상인의 하퇴부에 착용되고 상기 제1프레임유닛과 회동 가능하게 결합되는 제2프레임유닛을 포함하여 구성되는 프레임부와;
   상기 제1프레임유닛에 결합되고, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제1프레임유닛의 회동각을 조절하는 제1각도조절부와;
   상기 제2프레임유닛에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 상기 제1각도조절부와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 조절하는 제2각도조절부와;
   상기 제1각도조절부와 상기 제2각도조절부 각각으로 제어신호를 전송하여 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하되, 대상인의 재활시기와 재활시기에 따른 대상인의 무릎관절의 회동각도에 따라 상기 제1프레임유닛의 회동각과, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하여 대상인의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1프레임유닛은,
   대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되는 제1프레임과,
   일단이 상기 제1프레임의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성된 제2프레임과,
   상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 대퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 대퇴부에 고정시키는 제1결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1프레임유닛은,
   상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 내측에 결합되는 제1쿠션부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제2프레임유닛은,
   하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되는 제3프레임과,
   하퇴부의 양측면에 각각 위치하며, 일단이 상기 제3프레임의 양단부에 각각 결합되고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 상기 제2프레임의 타단과 대향되도록 위치하는 제4프레임과,
   상기 제3프레임 또는 상기 제4프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제3프레임과 상기 제4프레임을 하퇴부에 고정시키는 제2결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2프레임유닛은,
   상기 제3프레임과 상기 제4프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 제3프레임과 상기 제4프레임의 내측에 결합되는 제2쿠션부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2프레임의 타단부와 상기 제4프레임의 타단부에 각각 결합하여, 상기 제2프레임과 상기 제4프레임 사이의 각도를 통하여 무릎각도를 측정하고, 측정된 무릎각도값을 상기 제어부로 전송하는 각도측정센서(ROM sensor)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1각도조절부는,
   상기 2프레임에 결합되고 상기 제어부로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어되는 제1모터와,
   상기 제1모터의 회전축에 축결합되어 상기 제1모터에 의하여 회전하는 제1기어와,
   상기 제1기어와 치합되어 상기 제1기어와 연동하여 회전하는 제1회전기어와,
   상기 제1회전기어에 결합하여, 상기 제2프레임의 회동이 제한되도록 하는 제1스토퍼부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제1스토퍼부는,
   상기 제1회전기어의 외주면에 고정 결합되어 상기 제1회전기어의 회동에 따라 회동하는 제1결합부와,
   일단은 상기 제1결합부에 결합되고, 타측은 상기 프레임부를 향하여 연장형성되고, 상기 제1회전기어의 회동에 따라 상기 제2프레임의 타측 또는 상기 제4프레임의 타측에 걸려 상기 제2프레임의 회동이 제한되도록 하는 제1걸림부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1모터를 회전시켜 상기 제1기어를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 상기 제1기어의 회전에 의하여 상기 제1회전기어와 상기 제1스토퍼부의 위치가 변경되어 상기 제1프레임유닛의 회동각이 조절되도록 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2각도조절부는,
    상기 제4프레임에 결합되고 상기 제어부로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어되는 제2모터와,
    상기 제2모터의 회전축에 축결합되어 상기 제2모터에 의하여 회전하는 제2기어와,
    상기 제2기어와 치합되어 제2기어와 연동하여 회전하는 제2회전기어와,
    상기 제2회전기어에 결합하여, 상기 제4프레임의 회동이 제한되도록 하는 제2스토퍼부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2스토퍼부는,
    상기 제2회전기어의 외주면에 고정 결합되어 상기 제2회전기어의 회동에 따라 회동하는 제2결합부와,
    일단은 상기 제2결합부에 결합되고, 타측은 상기 프레임부를 향하여 연장 형성되어, 상기 제2회전기어의 회동에 따라 상기 제2프레임의 일측 또는 상기 제4프레임의 일측에 걸려 상기 제4프레임의 회동이 제한되도록 하는 제2걸림부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2모터를 회전시켜 상기 제2기어를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 상기 제2기어의 회전에 의하여 상기 제2회전기어와 상기 제2스토퍼부의 위치가 변경되어 상기 제2프레임유닛의 회동각이 조절되도록 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2프레임의 타단부와 상기 제4프레임의 타단부는 중심회전축에 축결합되어, 상기 중심회전축을 중심으로 회동하고,
    상기 제1회전기어와 상기 제2회전기어는,
    상기 중심회전축을 회전축으로 축결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    대상인의 재활시작시점부터 경과시간에 따라 상기 제1각도조절부와, 상기 제2각도조절부를 각각 제어하여, 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 자동 제어하도록 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 재활시작시점부터 설정시간 경과 시마다 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 설정된 회동각에 따라 점진적으로 증가시키도록 제어함을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각도측정센서로부터 무릎각도값을 수신하여 대상인의 무릎관절운동을 모니터링 하고,
    모니터링된 무릎각도값과 설정된 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 비교하여 설정된 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 보정하도록 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템.

Images