KR20220004280A

KR20220004280A - 상지부 재활장치

Info

Publication number: KR20220004280A
Application number: KR1020200081901A
Authority: KR
Inventors: 손병락; 오동준
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-01-11
Also published as: KR102422514B1

Abstract

본 발명은 상지부 재활장치를 개시한다. 특히, 상지부 재활장치는 베이스, 베이스의 제1 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제1 이동장치 및 제1 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 제1 이동장치에 의해 직선운동하는 제1 제어팔을 포함하는 제1 이동모듈, 베이스의 제2 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제2 이동장치 및 제2 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 제2 이동장치에 의해 직선운동하는 제2 제어팔을 포함하는 제2 이동모듈, 베이스의 제3 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제3 이동장치 및 제3 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 제3 이동장치에 의해 직선운동하는 제3 제어팔을 포함하는 제3 이동모듈 및 제1 제어팔, 제2 제어팔 및 제3 제어팔의 각 타단이 피봇 연결되며, 3차원 상의 한 지점에서 3차원 상의 다른 지점으로 이동하는 손잡이부를 포함한다.

Description

상지부 재활장치{Rehabilitation apparatus for arm}

본 발명은 상지부 재활장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상지부 재활을 위해 사용자가 쥐는 손잡이가 3차원으로 움직일 수 있는 상지부 재활장치에 관한것이다.

최근 고령화 노령화 사회에 접어들면서 뇌졸중 환자가 증가하고, 교통사고로 척수 손상 환자가 증가하고 있으며, 뇌졸중, 외상성 외손상, 뇌성마비 등과 같은 뇌손상을 입거나, 척수 손상에 의한 신경계 손상을 입는 등 다양한 질병으로 인하여 손의 능동적 움직임이 결여된 환자가 증가하고 있다.

이러한 환자의 손실된 근골격계의 기능을 정상으로 회복키기 위한 다양한 재활의료기기가 개발되면서 노약자, 고령자, 장애인 등의 의료재활과 원활한 사회활동을 조력하고 있다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술 문헌으로서 한국공개공보 10-2018-0080544 등의 특허 문헌이 알려져 있다. 다만, 상기한 선행문헌에 의하면, 재활장치는 재활운동을 위하여 높낮이 조절이 되며, 재활 운동 범위가 XY 좌표상에서 자유롭게 운동하도록 구성되어 있다. 즉, 상기한 선행문헌은 재활 치료를 위하여 Z 축으로 높낮이 조절이 필요하며, 재활 운동시에는 2차원인 XY 평면 상에서만 재활 운동이 이루어 진다.

다만, 다양한 재활 운동을 위해서는 XY 좌표의 2차원 평면상에서 재활 운동이 이루어지는 것보다는 XYZ 좌표의 3차원 입체 공간 상에서 재활 운동이 이루어지는 것이 더욱 효율적인데, 상기한 선행문헌에는 Z축의 운동을 위해 높낮이 조절이 필요하므로 3차원 입체 공간 상에서 재활 운동이 이루어지는 것에 한계가 존재한다.

따라서, 3차원 공간 상에서 더욱 원할한 재활 운동을 수행하기 위한 방안의 모색이 요청된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 직선 운동을 수행하는 복수의 제어팔과 연결되어 3차원 운동이 가능한 손잡이부를 포함하는 상지부 재활장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 재활장치는 베이스; 상기 베이스의 제1 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제1 이동장치 및 상기 제1 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 상기 제1 이동장치에 의해 직선운동하는 제1 제어팔을 포함하는 제1 이동모듈; 상기 베이스의 제2 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제2 이동장치 및 상기 제2 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 상기 제2 이동장치에 의해 직선운동하는 제2 제어팔을 포함하는 제2 이동모듈; 상기 베이스의 제3 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제3 이동장치 및 상기 제3 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 상기 제2 이동장치에 의해 직선운동하는 제3 제어팔을 포함하는 제3 이동모듈; 및 상기 제1 제어팔, 제2 제어팔 및 제3 제어팔의 각 타단이 피봇 연결되며, 3차원 상의 한 지점에서 3차원 상의 다른 지점으로 이동하는 손잡이부;를 포함한다.

그리고, 상기 제1 이동장치, 제2 이동장치 및 제3 이동장치 각각은, 직선 구동부; 상기 직선 구동부와 제어팔을 피봇 연결하는 연결부; 상기 구동부의 구동정보를 획득하는 센서부; 및 기설정된 알고리즘 및 상기 센서부를 통해 획득된 상기 구동정보에 따라 상기 구동부를 제어하는 구동 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 제1 기어; 상기 제1 기어와 이격된 제2 기어; 상기 제1 기어에 연결된 구동 모터; 및 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어에 연결되며 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어의 구동을 통해 회전하는 벨트;를 포함하며, 상기 연결부는 상기 벨트의 일부에 고정될 수 있다.

그리고, 제2 기어에 연결되며 상기 벨트의 회전을 제동하기 위한 제동 장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 직선 구동부는, 볼 스크류; 상기 볼 스크류를 정회전 또는 역회전 구동하는 구동 모터;를 포함하며, 상기 연결부는 상기 볼 스크류에 나사 결합될 수 있다.

그리고, 상기 제1 지점은 상기 베이스의 좌상단에 위치하며, 상기 제2 지점은 상기 베이스의 우상단에 위치하며, 상기 제3 지점은 상기 베이스의 하단에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제3 지점는 정삼각형을 이루도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제1 이동장치, 제2 이동장치 및 제3 이동장치 각각은, 상기 베이스의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 직선운동을 유도할 수 있다.

상술한 본 발명의 다양한 실시예에 의해, 상지부 재활장치는 환자가 힘을 쓰지 않고도 환자의 상지부를 3차원으로 움직이도록 하는 재활 치료를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상지부 재활장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벨트 형태의 직선 구동부를 포함하는 이동모듈을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 볼 스크류 형태의 직선 구동부를 포함하는 이동모듈을 도시한 도면,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 전후 움직임을 설명하기 위한 도면,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 상하 움직임을 설명하기 위한 도면,
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 좌우 움직임을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 움직임 범위를 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서 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 개시의 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.

본 발명의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다." 또는 "구성되다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명는 손 운동과 연동하여 상지부의 재활을 유도하는 상지부 재활장치에 관한 것으로, 상지부는 팔의 상박과 하박은 물론 손목과 손을 포함하는 신체 영역을 의미한다. 손의 움직임을 통하여 상지부 전체의 운동을 유발함을 요지로 하지만 반드시 이러한 용도에 국한되는 것은 아니다.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다. 본 발명에 따른, 상지부 재활장치(1)는 베이스(10), 복수의 이동모듈 및 손잡이부(300)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 이동모듈 각각은 손잡이부(300)를 움직이기 위한 제어팔(100)과 제어팔(100)의 직선운동을 유도하기 위한 이동장치(200)를 포함할 수 있다.

베이스(10)는 상지부 재활장치(1)를 전체적으로 지지하는 구성으로, 복수의 이동장치(100-1,100-2,100-3)를 수용할 수 있다. 이때, 베이스(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 직육면체 형태이나 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 다른 형태(예로 정육면체 등)로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 이동장치(100-1,100-2,100-3)는 베이스(10)에 수용될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 복수의 이동장치(100-1,100-2,100-3)는 베이스(10) 외부에 설치될 수 있다.

또한, 상지부 재활장치(1)는 복수의 제어팔(200-1,200-2,200-3)을 이동하기 위한 복수의 이동모듈을 포함할 수 있다. 특히, 상지부 재활장치(1)는 손잡이부(300)를 3차원으로 움직이기 위하여 세 개의 이동모듈을 포함할 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 네 개 이상의 이동모듈을 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 이동모듈은 베이스(10)의 제1 지점(예로, 우상단 지점)에 배치되며 직선운동을 유도하는 제1 이동장치(100-1) 및 제1 이동장치(100-1)에 일단이 피봇 연결되며 제1 이동장치(100-1)에 의해 직선운동하는 제1 제어팔(200-1)을 포함할 수 있다. 제2 이동모듈은 베이스(10)의 제2 지점(예로, 좌상단 지점)에 배치되며 직선운동을 유도하는 제2 이동장치(100-2) 및 제2 이동장치(100-2)에 일단이 피봇 연결되며 제2 이동장치(100-2)에 의해 직선운동하는 제2 제어팔(200-2)을 포함할 수 있다. 제3 이동모듈은 베이스(10)의 제3 지점(예로, 하단 중앙 지점)에 배치되며 직선운동을 유도하는 제3 이동장치(100-3) 및 제3 이동장치(100-3)에 일단이 피봇 연결되며 제3 이동장치(100-3)에 의해 직선운동하는 제3 제어팔(200-3)을 포함할 수 있다.

한편, 도 1에서는 제1 내지 제3 지점이 각각 우상단 지점, 좌상단 지점, 하단 중앙 지점인 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 제1 지점 내지 제3 지점의 위치는 고정되지 않고 삼각형 형태를 이루도록 배치될 수 있다. 특히, 손잡이부(300)가 움직일 수 있는 공간이 최적화되기 위하여, 제1 지점 내지 제3 지점의 위치는 정삼각형 형태를 이루도록 배치될 수 있다.

또한, 제1 내지 제3 이동장치(100-1, 100-2,100-3) 각각은 대응되는 제어팔의 직선 운동을 유도하기 위한 직선 구동부, 직선 구동부와 제어팔을 피봇 연결하는 연결부, 구동부의 구동정보를 획득하는 센서부, 및 기설정된 알고리즘 및 센서부를 통해 획득된 구동정보에 따라 구동부를 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 직선 구동부는 벨트 또는 볼 스크류 등으로 구현될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, LM 가이드, 리니어 모터 등과 같은 다양한 장치로 구현될 수 있다.

손잡이부(300)는 환자가 손으로 파지하기 위한 구성으로서, 제1 제어팔(200-1), 제2 제어팔(200-2) 및 제3 제어팔(200-3)의 각 타단이 피봇 연결되며, 제1 제어팔(200-1), 제2 제어팔(200-2) 및 제3 제어팔(200-3) 중 적어도 하나의 직선 운동을 통해 3차원 상의 한 지점에서 3차원 상의 다른 지점으로 이동할 수 있다. 이때, 손잡이부(300)는 환자가 손으로 파지하기 위한 글로브, 환자가 팔을 거치할 수 있는 거치대 등을 더 포함할 수 있다.

제1 제어팔(200-1)의 일단은 제1 이동장치(100-1)와 연결되며, 제1 제어팔(200-1)의 타단은 손잡이부(300)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 제어팔(200-1)의 일단은 제1 이동장치(100-1)를 통해 직선운동을 수행할 수 있다. 이때, 제1 제어팔(200-1)의 일단의 직선운동을 통해 제1 이동장치(100-1)와 제1 제어팔(200-1) 사이의 연결지점이 피봇될 수 있으므로, 제1 이동장치(100-1)와 제1 제어팔(200-1)은 피봇 연결될 수 있다. 또는, 제1 제어팔(200-1)과 손잡이부(300) 사이의 연결지점이 피봇될 수 있도록 제1 제어팔(200-1)과 손잡이부(300)은 피봇 연결될 수 있다.

제2 제어팔(200-2)의 일단은 제2 이동장치(100-2)와 연결되며, 제2 제어팔(200-2)의 타단은 손잡이부(300)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 제어팔(200-2)의 일단은 제2 이동장치(100-2)를 통해 직선운동을 수행할 수 있다. 이때, 제2 제어팔(200-2)의 일단의 직선운동을 통해 제2 이동장치(100-2)와 제2 제어팔(200-2) 사이의 연결지점이 피봇될 수 있으므로, 제2 이동장치(100-2)와 제2 제어팔(200-2)은 피봇 연결될 수 있다. 또는, 제2 제어팔(200-2)과 손잡이부(300) 사이의 연결지점이 피봇될 수 있도록 제2 제어팔(200-2)과 손잡이부(300)은 피봇 연결될 수 있다.

제3 제어팔(200-3)의 일단은 제3 이동장치(100-3)와 연결되며, 제3 제어팔(200-3)의 타단은 손잡이부(300)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 제어팔(200-3)의 일단은 제3 이동장치(100-3)를 통해 직선운동을 수행할 수 있다. 이때, 제3 제어팔(200-3)의 일단의 직선운동을 통해 제3 이동장치(100-3)와 제3 제어팔(200-3) 사이의 연결지점이 피봇될 수 있으므로, 제3 이동장치(100-3)와 제3 제어팔(200-3)은 피봇 연결될 수 있다. 또는, 제3 제어팔(200-3)과 손잡이부(300) 사이의 연결지점이 피봇될 수 있도록 제3 제어팔(200-3)과 손잡이부(300)은 피봇 연결될 수 있다.

손잡이부(300)와 연결된 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)이 직선운동을 수행함으로써, 손잡이부(300)는 한정된 3차원 공간 내에서 움직일 수 있게 된다. 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)의 직선 운동을 통해 손잡이부(300)가 이동하는 실시예에 대해서는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벨트 형태의 직선 구동부를 포함하는 이동모듈을 도시한 도면이다. 도 2의 (a)는 이동모듈을 위에서 바라본 평면도이며, 도 2(b)는 이동모듈을 옆에서 바라본 측면도이다. 이동모듈은 앞서 설명한 바와 같이, 베이스(10)의 일 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 이동장치(100) 및 이동장치(100)에 일단이 피봇 연결되며 이동장치(100)에 의해 직선운동하는 제어팔(200)을 포함할 수 있다.

이동장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기어(110), 제2 기어(115), 벨트(120), 연결부(125), 구동모터(130), 센서부(140) 및 구동 제어부(150)를 포함할 수 있다.

제1 기어(110)는 벨트(125)와 연결될 수 있다. 또한, 제1 기어(110)는 구동 모터(130)와 연결되며, 구동 모터(130)에 의해 구동되어 벨트(125)가 회전할 수 있게 한다.

제2 기어(115)는 제1 기어(110)와 이격되어 위치하며 벨트(125)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 기어(115)는 제동 장치(160)와 연결될 수 있다.

벨트(120)는 제1 기어(110) 및 제2 기어(115)에 연결되며, 제1 기어(110) 및 제2 기어(115)의 구동을 통해 회전할 수 있다. 이때, 제1 기어(110)가 시계 방향으로 구동되면, 벨트(120)는 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 제1 기어(110)가 반시계 방향으로 구동되면, 벨트(120)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

연결부(125)는 벨트(120) 상에 위치하며, 제어팔(200)과 연결될 수 있다. 또한, 연결부(125)이 벨트(120) 상에 위치함으로써, 벨트(120)의 회전을 통해 제어팔(200)의 일 단이 직선 운동할 수 있게 된다.

특히, 연결부(125)는 이동장치(100)와 제어팔(200)을 피봇 연결할 수 있다. 일 실시예로, 연결부(125)는 홈을 포함할 수 있으며, 제어팔(200)의 일단에 구비된 볼과 연결되어 피봇 연결될 수 있다.

구동 모터(130)는 제1 기어(110)에 연결되어 제1 기어(110)를 구동시킬 수 있다.

센서부(140)는 구동 모터(130)의 구동정보를 획득할 수 있다. 즉, 센서부(140)는 구동 모터(130)의 회전 정보와 같은 구동 정보를 획득하여 구동 제어부(150)로 출력할 수 있다.

구동 제어부(150)는 기설정된 알고리즘 및 센서부(140)를 통해 획득된 구동정보에 따라 구동 모터(130)를 제어할 수 있다. 이때, 기설정된 알고리즘은 재활 치료의 대상, 목적, 강도에 따라 상이해질 수 있다.

제동 장치(160)는 제2 기어(115)에 연결되며, 벨트(125)가 일정 범위 이상 회전하는 것을 제동하기 위한 구성이다. 이때, 제동 장치(160)는 브레이크 또는 댐퍼로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 볼스크류 형태의 이동장치를 포함하는 이동모듈을 도시한 도면이다. 이동모듈은 앞서 설명한 바와 같이, 베이스(10)의 일 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 이동장치(300) 및 이동장치(300)에 일단이 피봇 연결되며 이동장치(300)에 의해 직선운동하는 제어팔(200)을 포함할 수 있다.

이동장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 볼 스크류(310), 연결부(315), 구동모터(320), 센서부(330) 및 구동 제어부(340)를 포함할 수 있다.

볼 스크류(310)는 구동 모터(320)에 의해 정회전 또는 역회전 구동할 수 있다.

연결부(315)는 볼 스크류(310)와 나사 결합될 수 있으며, 볼 스크류(310)의 역회전 또는 정회전을 통해 직선 운동을 수행할 수 있다. 이와 같이, 볼 스크류(310)의 회전을 통해 제어팔(200)의 일 단이 직선 운동할 수 있게 된다. 또한, 연결부(315)는 이동장치(300)와 제어팔(200)을 피봇 연결할 수 있다.

구동 모터(320)는 볼 스크류(310)와 연결되어 구동 모터(310)를 정회전 또는 역회전 구동시킬 수 있다.

센서부(330)는 구동 모터(320)의 구동정보를 획득할 수 있다.

구동 제어부(340)는 기설정된 알고리즘 및 센서부(330)를 통해 획득된 구동정보에 따라 구동 모터(320)를 제어할 수 있다. 이때, 기설정된 알고리즘은 재활 치료의 대상, 목적, 강도에 따라 상이해질 수 있다.

이하에서는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 복수의 제어팔(200-1, 200-2, 200-3)의 직선 운동을 통해 손잡이부(300)의 움직이는 실시예를 설명하기로 한다. 한편, 이하에서는 도 4a 및 도 4b에서 설명한 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)의 초기 위치가 대응되는 이동장치의 한변의 중앙에 위치함을 가정하기로 한다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 전후 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 우선, 도 4a의 (a)와 같이, 상지부 재활장치(1)는 제1 내지 제3 이동장치(100-1,100-2,100-3)의 회전을 통해 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)를 Y축을 기준으로 (+) 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)의 직선 운동에 의해 손잡이부(300)는 Y축을 기준으로 (+) 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 도 4a의 (b)와 같이, 상지부 재활장치(1)는 제1 내지 제3 이동장치(100-1,100-2,100-3)의 회전을 통해 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)를 Y축을 기준으로 (-) 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)의 직선 운동에 의해 손잡이부(300)는 Y축을 기준으로 (-) 방향으로 이동할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 상하 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 우선, 도 4b의 (a)와 같이, 상지부 재활장치(1)는 제1 이동장치(100-1)의 회전을 통해 제1 제어팔(200-1)을 Y축을 기준으로 (-) 방향으로 이동시키고, 제3 이동장치(100-3)의 회전을 통해 제3 제어팔(200-3)을 Y축을 기준으로 (+) 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제3 제어팔(200-1,200-3)의 직선 운동을 통해 손잡이부(300)는 Z 축을 기준으로 (+) 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 도 4b의 (b)와 같이, 상지부 재활장치(1)는 제1 이동장치(100-1)의 회전을 통해 제1 제어팔(200-1)을 Y축을 기준으로 (+) 방향으로 이동시키고, 제3 이동장치(100-3)의 회전을 통해 제3 제어팔(200-3)을 Y축을 기준으로 (-) 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제3 제어팔(200-1,200-3)의 직선 운동을 통해 손잡이부(300)는 Z 축을 기준으로 (-) 방향으로 이동할 수 있다.

도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 손잡이부의 좌우 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 우선, 도 4c의 (a)와 같이, 제1 내지 제3 이동장치(100-1,100-2,100-3)의 회전을 통해 제1 내지 제3 제어팔(200-1,200-2,200-3)이 Y축을 기준으로 (+) 방향으로 직선 운동한 경우, 손잡이부(300)가 위치하는 지점을 X 축을 기준으로 중앙이라고 가정할 수 있다. 이때, 도 4c의 (b)와 같이, 상지부 재활장치(1)는 도 4c의 (a)상태에서 제2 이동장치(100-2)의 회전을 통해 제2 제어팔(200-2)이 Y 축을 기준으로 (-) 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2 제어팔(200-2)의 직선 운동에 의해 손잡이부(300)는 X축을 기준으로 (+) 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 이때, 도 4c의 (c)와 같이, 상지부 재활장치(1)는 도 4c의 (a) 상태에서 제1 이동장치(100-1)의 회전을 통해 제1 제어팔(200-1)이 Y축을 기준으로 (-) 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2 제어팔(200-2)의 직선 운동에 의해 손잡이부(300)는 X축을 기준으로 (-) 방향으로 이동할 수 있다.

즉, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상지부 재활장치(1)는 손잡이부(300)를 XYZ축으로 이동할 수 있게 된다. 이에 의해, 상지부 재활장치(1)는 도 5에 도시된 바와 같은 3차원 공간(500) 상에서 손잡이부(300)를 움직일 수 있게 하여 더욱 효율적인 재활치료를 제공할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 스코프는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1: 상지부 재활장치 10: 베이스
100: 이동장치 200: 제어팔
300: 손잡이부

Claims

베이스;
상기 베이스의 제1 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제1 이동장치 및 상기 제1 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 상기 제1 이동장치에 의해 직선운동하는 제1 제어팔을 포함하는 제1 이동모듈;
상기 베이스의 제2 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제2 이동장치 및 상기 제2 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 상기 제2 이동장치에 의해 직선운동하는 제2 제어팔을 포함하는 제2 이동모듈;
상기 베이스의 제3 지점에 배치되며 직선운동을 유도하는 제3 이동장치 및 상기 제3 이동장치에 일단이 피봇 연결되며 상기 제3 이동장치에 의해 직선운동하는 제3 제어팔을 포함하는 제3 이동모듈; 및
상기 제1 제어팔, 제2 제어팔 및 제3 제어팔의 각 타단이 피봇 연결되며, 3차원 상의 한 지점에서 3차원 상의 다른 지점으로 이동하는 손잡이부;를 포함하는 재활장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 이동장치, 제2 이동장치 및 제3 이동장치 각각은,
직선 구동부;
상기 직선 구동부와 제어팔을 피봇 연결하는 연결부;
상기 구동부의 구동정보를 획득하는 센서부; 및
기설정된 알고리즘 및 상기 센서부를 통해 획득된 상기 구동정보에 따라 상기 구동부를 제어하는 구동 제어부;를 포함하는 재활장치.
제2항에 있어서,
상기 직선 구동부는,
제1 기어;
상기 제1 기어와 이격된 제2 기어;
상기 제1 기어에 연결된 구동 모터; 및
상기 제1 기어 및 상기 제2 기어에 연결되며 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어의 구동을 통해 회전하는 벨트;를 포함하며,
상기 연결부는 상기 벨트의 일부에 고정되는 재활장치.
제3항에 있어서,
제2 기어에 연결되며 상기 벨트의 회전을 제동하기 위한 제동 장치;를 더 포함하는 재활장치.
제2항에 있어서,
상기 직선 구동부는,
볼 스크류;
상기 볼 스크류를 정회전 또는 역회전 구동하는 구동 모터;를 포함하며,
상기 연결부는 상기 볼 스크류에 나사 결합된 재활장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 지점은 상기 베이스의 좌상단에 위치하며, 상기 제2 지점은 상기 베이스의 우상단에 위치하며, 상기 제3 지점은 상기 베이스의 하단에 위치하는 재활장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 지점는 정삼각형을 이루도록 배치되는 재활장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 이동장치, 제2 이동장치 및 제3 이동장치 각각은,
상기 베이스의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 직선운동을 유도하는 재활장치.