KR20220073598A - a robot device of strengthening muscle rehabilitation exercise of upper and lower limbs - Google Patents

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KR20220073598A
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Abstract

게시된 내용은 상지 또는 하지가 손상된 사용자의 팔이나 다리를 재활운동로봇에 하네스로 고정시킨 상태에서 부족한 근력을 보조하거나 강화시켜 재활운동시키기 위한, 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 따른 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치는
하부 베이스와, 상기 하부 베이스에 승강가능하게 장착되는 상부 베이스와, 상기 상부 베이스에 전후방향으로 회동가능하게 장착되고 사용자가 탑승하는 베드 및 좌우측 발판에 올라 제자리 걷기운동하기 위한 하지운동기구를 포함하는 바디와, 상기 바디의 하부 좌우측에 장착되고 사용자의 고관절과 동일선상에 배치되어 구동모터의 회전력에 의해 사용자 허벅지를 구속하는 고관절 운동기구와, 상기 바디의 상부 좌우측에 장착되고 팔 및 손목을 상지운동하기 위한 상지운동기구를 구비하여, 상지 또는 하지가 손상된 사용자 근력을 재활운동시키기 위한 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치에 있어서:
상기 바디 일측에 장착되고, 커프에 의해 사용자 허벅지를 고정하며 레일을 따라 상하방향으로 슬라이딩되며, 중앙의 힌지핀을 중심으로 전후방향으로 회동가능한 허벅지 고정구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치를 제공한다.
The posted content relates to a rehabilitation exercise robot device for strengthening the upper and lower extremities for rehabilitation by assisting or reinforcing insufficient muscle strength while the user's arm or leg with a damaged upper or lower extremity is fixed to the rehabilitation exercise robot with a harness. ,
The upper and lower extremity strength strengthening rehabilitation exercise robot apparatus according to an embodiment of the present specification
A lower base, an upper base movably mounted on the lower base, and a lower extremity exercise device rotatably mounted on the upper base in the front-rear direction and for walking in place on the bed and left and right footrests on which the user boards A body, a hip joint exercise device mounted on the lower left and right sides of the body and disposed on the same line with the user's hip joint to restrain the user's thigh by the rotational force of the driving motor, and the upper left and right sides of the body mounted on the upper left and right sides of the body for upper extremity movement In the upper extremity and lower extremity muscle strength strengthening rehabilitation exercise robot apparatus for rehabilitating the user's muscle strength damaged in the upper extremity or lower extremity by providing an upper extremity exercise device for:
The upper and lower extremities, characterized in that it comprises a; is mounted on one side of the body, the user's thigh is fixed by a cuff, and slides in the vertical direction along the rail, and is rotatable in the front and rear directions around the central hinge pin. It provides a robot device for muscle strengthening rehabilitation exercise.

Description

상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치{a robot device of strengthening muscle rehabilitation exercise of upper and lower limbs}A robot device of strengthening muscle rehabilitation exercise of upper and lower limbs

본 명세서는 근력 강화 재활운동 로봇장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 상지 또는 하지가 손상된 사용자의 팔이나 다리를 재활운동 로봇에 하네스로 고정시킨 상태에서 부족한 근력을 보조하거나 강화시켜 재활운동시키기 위한, 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치에 관한 것이다.The present specification relates to a muscular strength reinforcement rehabilitation robot device, and more specifically, to assist or strengthen insufficient muscle strength in a state in which the arm or leg of a user with a damaged upper or lower extremity is fixed to the rehabilitation robot with a harness. For, it relates to an upper and lower extremity muscle strengthening rehabilitation exercise robot device.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.

일반적으로, 재활훈련을 위해 사용되는 외골격 로봇은 로봇 팔이나 다리 등을 사용자에게 장착하여 운동기관의 손상으로 인해 부족한 근력을 보조하거나 강화시킬 수 있는 웨어러블 로봇(wearable robot) 일종이다.In general, an exoskeleton robot used for rehabilitation is a type of wearable robot that can assist or strengthen muscle strength lacking due to damage to an exercise organ by mounting a robot arm or leg to a user.

외골격 로봇은 항시 착용자와 결합된 상태에서 작동하는 만큼 착용자가 느끼는 이물감을 줄이는 것이 매우 중요하다. 빠른 제어와 민감한 센서의 사용으로 재활치료 목표를 달성할 수 있지만, 근본적으로 하드웨어가 인체 관절구조와 유사한 움직임을 가지지 않는다면 착용자와 로봇 움직임의 불일치는 필연적으로 발생하게 된다.As the exoskeleton robot always operates in a state coupled with the wearer, it is very important to reduce the feeling of foreign body felt by the wearer. Although the goal of rehabilitation treatment can be achieved through the use of fast control and sensitive sensors, if the hardware does not have movements similar to the joint structure of the human body, the inconsistency between the wearer's and the robot's movements will inevitably occur.

이로 인해, 웨어러블 로봇을 착용하는 착용자의 안정성 및 착용성을 증대시킬 수 있는 기술에 대한 연구가 꾸준하게 진행되고 있다. 최근에는 로봇과 착용자의 요(yaw) 축을 일치시키는 방안에 대해 최소한의 기계요소로 구성하여 다양한 사이즈에 대해 적용가능한 기구적 구조를 갖는 로봇의 연구 및 개발이 진행되고 있다.For this reason, research on a technology capable of increasing the stability and wearability of a wearer wearing a wearable robot is steadily progressing. Recently, research and development of a robot having a mechanical structure applicable to various sizes by composing a minimum of mechanical elements for a method of matching the yaw axis of the robot and the wearer is being conducted.

전술한 웨어러블 로봇은 인체의 관절을 모방하여 신체 부위에 밀착되어 사용됨에 따라 웨어러블 로봇의 접촉 부위에는 지속적으로 압력이 가해지고, 이러한 압력으로 인해 착용자의 피부에 멍이 들거나 심지어는 피부가 궤사하는 등의 부작용을 초래하기도 한다.As the above-mentioned wearable robot is used in close contact with the body part by mimicking the joints of the human body, pressure is continuously applied to the contact part of the wearable robot, and the wearer's skin is bruised or even the skin is decomposed due to this pressure. may cause side effects.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1958621호에 웨어러블 로봇에 의한 피부 손상 방지장치가 등록공고 되어 있고, 공개특허공보 제10-2013-0045874호에 근력 지원용 착용형 로봇이 출원공개되어 있다.A device for preventing skin damage by a wearable robot has been registered in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1958621, and a wearable robot for muscle strength support has been published in Korean Patent Publication No. 10-2013-0045874.

본 명세서의 실시예는, 사용자의 고관절(힙 조인트)과 동일선상에 회전축을 배치하되 구동모터의 회전력에 의해 허벅지를 구속시켜 제자리 걷기운동을 구현할 경우, 슬라이딩 및 회동가능한 2 자유도 기구에 의해 사용자 다리에 물리적 압박을 주지않고 회전력을 최적 조건으로 전달할 수 있도록 한, 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치와 관련된다.In the embodiment of the present specification, when a rotating shaft is disposed on the same line as the user's hip joint (hip joint), but the thigh is constrained by the rotational force of the driving motor to implement a walking motion in place, the user can slide and rotate by a two-degree-of-freedom mechanism. It is related to a robot device for reinforcing muscle strength in the upper and lower extremities that allows rotational force to be transmitted in an optimal condition without physical pressure on the legs.

본 명세서의 실시예는, 사용자(user)가 걷기운동할 경우에 다리를 들어올리는 힘을 일정하게 지원하기 위한 능동지원모드(active assist mode)에서, 허벅지에 작용하는 하중을 측정하여 사용자 다리를 강제로 들어올려줄 경우 미리설정된 힘을 초과하지 않도록 허벅지 하단을 밀어줄 수 있도록 한, 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치와 관련된다.In an embodiment of the present specification, in an active assist mode for constantly supporting a leg lifting force when a user walks, measuring the load acting on the thigh to force the user's leg It is related to a robot device for strengthening the upper and lower extremities and strengthening the lower extremities, which can push the lower part of the thigh so as not to exceed the preset force when lifting it with the .

본 명세서의 실시예는, 사용자의 팔 길이에 따라 상지운동손잡이 길이를 가변 조정하고, 2 자유도 회전기구에 의해 손목에 작용하는 스트레스를 최소화시킬 수 있도록 한, 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치와 관련된다.The embodiment of the present specification variably adjusts the length of the upper extremity exercise handle according to the user's arm length and minimizes the stress acting on the wrist by a two-degree-of-freedom rotation mechanism. related to the device.

본 명세서의 실시예는, 높은 가성비(가격 대비 제품의 기능 및 품질이 우수)를 가지게 되어 다양한 기능을 갖는 장비의 활용도를 높이고, 가격경쟁력을 갖게 되어 고가의 수입제품을 대처할 수 있도록 한, 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치와 관련된다.The embodiment of the present specification has a high cost-effectiveness (excellent function and quality of the product compared to the price), thereby increasing the utilization of equipment with various functions, and having price competitiveness to cope with expensive imported products. and lower extremity muscle strengthening rehabilitation exercise robot device.

상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,According to an embodiment of the present specification to achieve the above and other purposes of the present specification,

하부 베이스와, 상기 하부 베이스에 승강가능하게 장착되는 상부 베이스와, 상기 상부 베이스에 전후방향으로 회동가능하게 장착되고 사용자가 탑승하는 베드 및 좌우측 발판에 올라 제자리 걷기운동하기 위한 하지운동기구를 포함하는 바디와, 상기 바디의 하부 좌우측에 장착되고 사용자의 고관절과 동일선상에 배치되어 구동모터의 회전력에 의해 사용자 허벅지를 구속하는 고관절 운동기구와, 상기 바디의 상부 좌우측에 장착되고 팔 및 손목을 상지운동하기 위한 상지운동기구를 구비하여, 상지 또는 하지가 손상된 사용자 근력을 재활운동시키기 위한 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치에 있어서:A lower base, an upper base movably mounted on the lower base, and a lower extremity exercise device rotatably mounted on the upper base in the front-rear direction and for walking in place on the bed and left and right footrests on which the user boards A body, a hip joint exercise device mounted on the lower left and right sides of the body and disposed on the same line with the user's hip joint to restrain the user's thigh by the rotational force of the driving motor, and the upper left and right sides of the body mounted on the upper left and right sides of the body for upper extremity movement In the upper extremity and lower extremity muscle strength strengthening rehabilitation exercise robot apparatus for rehabilitating the user's muscle strength damaged in the upper extremity or lower extremity by providing an upper extremity exercise device for:

상기 바디 일측에 장착되고, 커프에 의해 사용자 허벅지를 고정하며 레일을 따라 상하방향으로 슬라이딩되며, 중앙의 힌지핀을 중심으로 전후방향으로 회동가능한 허벅지 고정구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치를 제공한다.upper and lower extremities, characterized in that it includes a thigh fixture mounted on one side of the body, fixing the user's thigh by a cuff, sliding in the vertical direction along the rail, and rotatable in the front and rear directions around the central hinge pin. It provides a robot device for muscle strengthening rehabilitation exercise.

전술한 구성을 갖는 본 명세서의 실시예에 따른 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.The upper extremity and lower extremity strength reinforcement rehabilitation robot apparatus according to the embodiment of the present specification having the above-described configuration has the following advantages.

사용자의 고관절과 동일선상에 회전축을 배치하되 구동모터의 회전력에 의해 허벅지를 구속시켜 제자리 걷기운동을 구현할 경우, 슬라이딩 및 회동가능한 2 자유도 기구에 의해 사용자 다리에 물리적 압박을 주지않고 회전력을 최적 조건으로 전달함에 따라, 허벅지 지지부에 작용하는 스트레스로 인한 피부 손상(일 예로서, 피부에 멍이 들기도 한다)되는 것을 예방하고 재활운동 효과를 극대화할 수 있게 된다.When the rotating shaft is arranged on the same line as the user's hip joint, but the thigh is constrained by the rotational force of the drive motor to implement the walking motion in place, the sliding and rotating two-degree-of-freedom mechanism ensures optimal rotational force without physical pressure on the user's leg. As a result, it is possible to prevent skin damage (for example, skin bruising) due to stress acting on the thigh support and maximize the effect of rehabilitation exercise.

또한, 사용자가 걷기운동할 경우에 다리를 들어올리는 힘을 일정하게 지원하기 위한 능동지원모드에서, 허벅지에 작용하는 하중을 로드셀에 의해 정밀측정하여 탑승자 다리를 강제로 들어올려줄 경우 미리설정된 힘을 초과하지않도록 허벅지 하단을 밀어줌에 따라 하지 운동효과를 높일 수 있게 된다.In addition, in the active support mode to constantly support the leg lifting force when the user walks, the load acting on the thigh is precisely measured by the load cell and a preset force is applied when forcibly lifting the occupant's leg. By pushing the lower part of the thigh so as not to exceed it, the effect of lower extremity exercise can be increased.

또한, 사용자의 팔 길이에 따라 상지운동손잡이 길이를 가변 조정하고, 2 자유도 회전기구에 의해 손목에 작용하는 스트레스를 최소화시킴에 따라 거동이 불편한 사용자 거부감을 줄이게 되어 로봇장치에 대한 신뢰성을 주게 된다.In addition, by variably adjusting the length of the upper extremity movement handle according to the length of the user's arm, and minimizing the stress acting on the wrist by the two-degree-of-freedom rotation mechanism, the user's feeling of inconvenient movement is reduced, thereby giving reliability to the robot device. .

또한, 높은 가성비를 가지게 되어 다양한 기능을 갖는 장비 활용도를 높이고, 가격 경쟁력을 갖게 되어 고가품의 수입대체 효과를 갖게 된다.In addition, it has a high cost-effectiveness, increases the utilization of equipment having various functions, and has price competitiveness, thereby having an import substitution effect for high-priced products.

도 1은 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치의 정면사시도,
도 2는 도 1에 도시된 로봇장치의 배면사시도,
도 3은 도 1에 도시된 로봇장치의 사용상태도,
도 4(a,b)는 도 1에 도시된 로봇장치에서, 허벅지 고정부의 사용상태도,
도 5(a,b)는 도 1에 도시된 로봇장치에서, 하지운동하는 것을 설명하기 한 도면,
도 6은 도 1에 도시된 로봇장치에서, 상지운동기구의 사시도,
도 7(a,b,c)은 도 1에 도시된 로봇장치에서, 캐스터 잠금상태를 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1에 도시된 로봇장치에서, 대퇴부가 고정되는 대퇴부 고정부를 사용자 체형에 따라 임의폭으로 조정하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 1에 도시된 로봇장치의 개략적인 측면도,
도 10은 도 1에 도시된 로봇장치에서, 좌우측 발판 이동을 설명하기 위한 도면,
도 11 및 l2는 도 1에 도시된 로봇장치에서, 좌우측 발판을 이동시키는 구동부의 도면이다.
1 is a front perspective view of an upper and lower extremity muscle strength strengthening rehabilitation exercise robot apparatus according to a preferred embodiment of the present specification;
2 is a rear perspective view of the robot device shown in FIG. 1;
3 is a view showing a state of use of the robot device shown in FIG. 1;
Figure 4 (a, b) in the robot device shown in Figure 1, the state of use of the thigh fixing part,
Figure 5 (a, b) is a view for explaining the movement of the lower extremities in the robot device shown in Figure 1,
6 is a perspective view of an upper extremity exercise mechanism in the robot device shown in FIG. 1;
Figure 7 (a, b, c) is a view for explaining the caster lock state in the robot device shown in Figure 1,
FIG. 8 is a view for explaining the adjustment of the thigh fixing part to which the thigh part is fixed to an arbitrary width according to the user's body type in the robot device shown in FIG. 1;
9 is a schematic side view of the robot device shown in FIG. 1;
10 is a view for explaining the movement of the left and right footrests in the robot device shown in FIG. 1;
11 and 12 are diagrams of a driving unit for moving the left and right footrests in the robot device shown in FIG. 1 .

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a robot apparatus for strengthening upper and lower extremity muscles according to a preferred embodiment of the present specification will be described in detail.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치는1 to 12, the upper and lower extremity muscle strength reinforcement rehabilitation robot apparatus according to an embodiment of the present specification

하부 베이스(10)와, 하부 베이스(10)에 승강가능하게 장착되는 상부 베이스(11)와, 상부 베이스(11)에 전후방향으로 회동가능하게 장착되고 사용자가 탑승하는 베드(12) 및 좌우측 발판(26)에 올라 제자리 걷기운동하기 위한 하지운동기구(13)를 포함하는 바디(14)와, 바디(14) 좌우측에 장착되고 사용자의 고관절과 동일선상에 배치되어 구동모터(15)의 회전력에 의해 사용자 허벅지를 구속하는 고관절 운동기구(16)와, 바디(14) 좌우측에 장착되고 팔 및 손목을 상지운동하기 위한 상지운동기구(17)를 구비하여, 상지 또는 하지가 손상된 탑승자의 근력을 재활운동시키기 위한 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치에 있어서:The lower base 10, the upper base 11 movably mounted on the lower base 10, the bed 12 rotatably mounted on the upper base 11 in the front-rear direction and the user rides, and the left and right footrests The body 14 including the lower extremity exercise mechanism 13 for climbing on the 26 and the lower extremity exercise device 13 for walking in place, is mounted on the left and right sides of the body 14 and is disposed on the same line with the user's hip joint to respond to the rotational force of the driving motor 15 By providing a hip joint exercise device 16 for restraining the user's thigh and an upper extremity exercise device 17 mounted on the left and right sides of the body 14 for upper extremity movement of arms and wrists, the muscle strength of an occupant whose upper or lower extremities are damaged is rehabilitated In the upper and lower extremity muscle strength strengthening rehabilitation exercise robot device for exercising:

바디(14) 일측에 장착되고, 커프(27)에 의해 사용자 허벅지를 고정하며 레일(18)을 따라 상하방향으로 슬라이딩되며, 중앙의 힌지핀(19)을 중심으로 전후방향으로 회동가능한 허벅지 고정구(20);를 구비하는 것을 특징으로 한다.A thigh fixture ( 20);

더욱 바람직한 실시예에 의하면, 도 1, 도 3, 도 6에서와 같이, 전술한 상지운동기구(17)는According to a more preferred embodiment, as in Figs. 1, 3, and 6, the above-mentioned upper extremity exercise mechanism 17 is

바디(14) 좌우측에 이격되어 장착되는 레일(34)에 일단이 위치이동가능하게 결합되는 연결브라킷(35);a connection bracket 35 having one end movably coupled to the rail 34 spaced apart from the left and right sides of the body 14;

연결브라킷(35)에 장착되는 상지운동용 구동모터(21);a drive motor 21 for upper extremity movement mounted on the connection bracket 35;

연결브라킷(35) 타단에 연결되고, 상지운동용 구동모터(21)의 회전력에 의해 전후방향으로 회동되거나, 저항운동시 사용자에 의해 수동으로 회동되는 아암(22);an arm 22 connected to the other end of the connection bracket 35 and rotated in the front-rear direction by the rotational force of the driving motor 21 for upper extremity exercise or manually rotated by the user during resistance exercise;

사용자의 팔 길이에 따라 길이를 가변 조정할 수 있도록 아암(22)에 위치이동가능하게 장착되고, 상지운동시 손목 꺽임을 방지하도록 아암(22)에 정역방향으로 회전가능하게 형성되는 회전링(23)과, 회전링(23)에 원주방향으로 정역방향으로 회전가능하게 형성되는 파지부(24)를 포함하는 손목지지구(25);를 구비하는 것을 특징으로 한다.A rotating ring 23 that is movably mounted on the arm 22 so that the length can be variably adjusted according to the length of the user's arm, and is rotatably formed on the arm 22 in a forward and reverse direction to prevent bending of the wrist during upper extremity exercise. And, a wrist support (25) comprising a grip portion (24) rotatably formed in the forward and reverse directions in the circumferential direction on the rotating ring (23); characterized in that it comprises.

도 5(a,b)에서와 같이, 전술한 하지운동기구(13)에 의해 걷기운동하는 사용자 다리를 들어올리는 힘을 일정하게 지원하기 위한 능동지원모드(active assist mode)에서, 허벅지(대퇴부)에 작용하는 하중을 측정하기 위해 허벅지 고정구(20)에 장착되는 로드셀(미 도시);을 더 구비함에 따라, 구동모터(15)를 제어하여 미리 설정된 하중을 초과하지 않는 회전력을 전달하여 사용자가 자력으로 움직일 때 일정한 힘을 보조해주는 것을 특징으로 한다. As shown in Fig. 5 (a, b), in the active assist mode (active assist mode) for constantly supporting the lifting force of the user's leg during the walking exercise by the aforementioned lower extremity exercise device 13, the thigh (thigh) A load cell (not shown) mounted on the thigh fixture 20 in order to measure the load acting on the It is characterized in that it assists with a certain force when moving.

도 12에서와 같이, 전술한 재활운동로봇장치는12, the aforementioned rehabilitation exercise robot device is

사용자의 고관절 위치부터 좌우측 발판(26)까지의 거리 조절이 가능하도록 좌우측 발판(26)이 장착되는 플레이트(44) 전체를 승강시키기 위한 발판실린더(미 도시)(일 예로서, 전동실린더가 사용될 수 있다);A footrest cylinder (not shown) for elevating the entire plate 44 on which the left and right footrests 26 are mounted so that the distance from the user's hip joint position to the left and right footrests 26 can be adjusted (as an example, an electric cylinder can be used have);

실시간 측정되는 고관절의 각도에 대응되게 좌우측 발판(26)의 승하강을 제어하여 제자리 걷기운동을 보조하기 위한 서보모터(45,46) 및 서보모터(45,46)에 의해 구동되어 발판(26)을 임의높이로 승하강시키는 볼스크류(47,48);를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The footrest 26 is driven by servomotors 45,46 and servomotors 45,46 for controlling the elevation of the left and right footrests 26 in response to the hip joint angle measured in real time to assist the in-place walking motion. Ball screws (47, 48) for elevating and lowering to an arbitrary height; characterized in that it further comprises.

이때, 전술한 서보모터(45,46)의 출력축에 장착된 구동풀리(49)와, 볼스크류(47,48)에 장착된 피동풀리(50)와, 구동풀리(49)와 피동풀리(50)에 연결되는 벨트(51)와, 서보모터(45,46) 구동시 볼스크류(47,48)를 따라 이동되어 좌우측 발판(26)을 미리 설정된 임의높이만큼 승강시키는 승강편(52,53)을 포함하는 기술내용은 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이므로 이들의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.At this time, the driving pulley 49 mounted on the output shaft of the servomotors 45 and 46 described above, the driven pulley 50 mounted on the ball screws 47 and 48, the driving pulley 49 and the driven pulley 50 ) connected to the belt 51 and the servomotors 45 and 46, moving along the ball screws 47 and 48 to elevate the left and right footrests 26 to a preset arbitrary height (52, 53) Since the technical content including the are commonly used in the technical field to which the present specification belongs, detailed description of their configuration will be omitted.

도 7은 전술한 하부 베이스(10)의 바닥면 네 모서리에 회전가능하게 장착되는 캐스터(28)로서, 치료사 편의를 위해 한 쪽 캐스터만 잠금장치를 설정할 경우, 반대편 캐스터도 자동으로 잠금장치가 설정되도록 형성되어 있다. 7 is a caster 28 that is rotatably mounted on the four corners of the bottom surface of the lower base 10 described above. For the convenience of the therapist, if only one caster is set with a locking device, the locking device is automatically set on the other caster. formed to be

도 7(a)에서와 같이, 전술한 캐스터(28)의 잠금상태가 해제된 상태로, 로봇장치를 자유롭게 이동시킬 수 있는 모드이다.As shown in Fig. 7(a), in a state in which the locking state of the above-described caster 28 is released, it is a mode in which the robot device can be freely moved.

도 7(b)에서와 같이, 전술한 캐스터(28)의 방향 전환이 잠김 상태로, 캐스터(28)의 움직임은 가능한 반면에, 회전이 불가능한 모드이다.As shown in FIG. 7( b ), in the locked state in which the direction change of the caster 28 described above is locked, the caster 28 can move while in a mode in which rotation is impossible.

도 7(c)에서와 같이, 전술한 캐스터(28)의 이동 및 회전이 불가능한 상태로, 훈련시 로봇장치의 움직임을 방지하기 위한 모드이다.As shown in Fig. 7(c), in a state in which movement and rotation of the aforementioned caster 28 is impossible, it is a mode for preventing the movement of the robot device during training.

도 8에서와 같이, 전술한 바디(14) 좌우측에 바디(14) 좌우 방향으로 신축구동되도록 장착되고,As shown in FIG. 8, the body 14 is mounted on the left and right sides of the body 14 to be stretched and driven in the left and right directions,

허벅지 고정구(20)에 고정되는 사용자 신체적인 체형에 따라 허벅지 폭(골반 넓이를 말함)을 임의로 조정하기 위해 허벅지 고정구(20)의 구동부(38)를 바디(14) 좌우방향으로 임의거리만큼 이동시키기 위한 제3실린더(39)(일 예로서, 전동실린더가 사용될 수 있다);를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to arbitrarily adjust the thigh width (referring to the pelvic width) according to the user's physical body type fixed to the thigh fixture 20, the driving unit 38 of the thigh fixture 20 is moved by a random distance in the left and right direction of the body 14 For the third cylinder 39 (as an example, an electric cylinder may be used); characterized in that it further comprises.

도면 중 미 설명부호 37은 구동모터(15)의 회전력에 의해 허벅지 고정구(20)구조물을 회동시킴에 따라 고관절을 운동시키도록 구동모터(15)의 회전축(미 도시)과 허벅지 고정구(20) 구조물을 연결시키는 커넥터이고, 40은 베드(12)에 안착되는 사용자 상체를 고정(어깨, 가슴, 허리를 고정시킴)시키는 하네스(41)를 미 도시된 실린더(일 예로서, 전동실린더가 사용될 수 있다) 구동에 의해 전체적으로 끌어올리기 위한 승강구이다.In the drawing, reference numeral 37 denotes a rotation shaft (not shown) of the drive motor 15 and the thigh fixture 20 structure to move the hip joint as the structure of the thigh fixture 20 is rotated by the rotational force of the drive motor 15 . is a connector that connects the , and 40 is a cylinder (as an example, an electric cylinder) that is not shown in the harness 41 for fixing the upper body of the user seated on the bed 12 (for fixing the shoulder, chest, and waist). ) It is a hoistway for pulling up as a whole by driving.

이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치를 첨부도면에 따라 설명한다.Hereinafter, a robot apparatus for strengthening the upper and lower extremities according to an embodiment of the present specification will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 12에서와 같이, 상지 근육 또는 하지 근육이 손상된 사용자(재활운동자)의 어께, 가슴, 허리를 하네스(41)를 이용하여 재활운동로봇의 베드(12)에 고정하고, 허벅지를 커프(27)에 의해 허벅지 고정구(20)에 고정하며, 발목을 벨트를 이용하여 발판(26)에 고정한 상태(재활운동 중 환자가 낙상되는 것을 방지할 수 있다)에서 사용자의 건강상태에 따라 미리 입력된 해당 프로그램에 의해 재활운동을 하게 된다.1 to 12, the shoulder, chest, and waist of the user (rehabilitator) with damaged upper extremity muscles or lower extremity muscles are fixed to the bed 12 of the rehabilitation robot using a harness 41, and the thighs are cuffed It is fixed to the thigh fixture 20 by means of 27, and input in advance according to the user's health condition in a state in which the ankle is fixed to the footrest 26 using a belt (it can prevent the patient from falling during rehabilitation) Rehabilitation exercise is performed according to the corresponding program.

일 예로서, 재활운동로봇은 병원의 물리치료소, 보건소, 복지관, 일반 가정에서도 사용이 가능하여 뇌병변 장애인, 또는 중추신경계 장애인(중증의 편마비 환자, 하지마비 환자, 척수손상 환자 등)용 상지 및 하지 근력강화 운동로봇으로 활용할 수 있다.As an example, the rehabilitation exercise robot can be used in physical therapy centers, public health centers, welfare centers, and general homes in hospitals, so it can be used in the upper extremity and It can be used as a lower extremity muscle strengthening exercise robot.

전술한 바디(14)의 좌우측 외측면에 장착된 상지운동기구(17)에 의해 사용자의 상지 운동과 제자리 걷기운동(보행운동)을 동시에 수행하거나, 또는 상지 운동과 하지 운동을 개별적으로 수행할 수 있게 된다.By means of the upper extremity exercise device 17 mounted on the left and right outer surfaces of the body 14 described above, the user's upper extremity exercise and the in-place walking exercise (gait exercise) can be simultaneously performed, or the upper extremity exercise and the lower extremity exercise can be performed separately. there will be

전술한 상지운동기구(17)에 의해 사용자의 팔운동, 손목운동하는 상지 운동을 설명하면, When explaining the upper extremity movement of the user's arm movement and wrist movement by the above-mentioned upper extremity exercise device 17,

상지운동용 구동모터(21)에 의해 정역방향으로 회동되는 아암(22)에 의해 팔운동 및 손목운동할 수 있게 된다. 즉 사용자가 아암(22) 단부에 고정된 손목지지구(25)의 회전링(23)에 형성된 파지부(24)를 붙잡은 상태에서, 상지운동용 구동모터(21)의 회전력에 의해 회동되는 아암(22)을 따라 상지운동을 하게 된다.Arm and wrist movements can be performed by the arm 22 rotated in the forward and reverse directions by the drive motor 21 for upper extremity movement. That is, the arm is rotated by the rotational force of the driving motor 21 for upper extremity motion while the user holds the gripping part 24 formed on the rotating ring 23 of the wrist support 25 fixed to the end of the arm 22 . Following (22), upper extremity exercises are performed.

이때, 사용자의 팔 길이에 따라 손목지지구(25)의 위치를 아암(22)을 따라 가변 조정할 수 있고, 회전링(23)이 아암(22)에 대해 정역방향으로 회전가능하게 형성되며, 파지부(24)가 회전링(23)에 대해 원주방향으로 정역방향으로 회전가능하게 형성(즉 회전링(23)과 파지부(24)가 2 자유도 회전운동을 하게 됨)됨에 따라 상지운동시 손목에 작용하는 스트레스를 최소화할 수 있고, 무리한 손목 꺽임으로 인한 부상을 방지할 수 있게 된다.At this time, the position of the wrist support 25 can be variably adjusted along the arm 22 according to the length of the user's arm, and the rotating ring 23 is rotatably formed in the forward and reverse direction with respect to the arm 22, As the holding part 24 is formed to be rotatable in the forward and reverse directions in the circumferential direction with respect to the rotating ring 23 (that is, the rotating ring 23 and the holding unit 24 are rotated in two degrees of freedom), when exercising the upper extremities It is possible to minimize the stress acting on the wrist and to prevent injuries caused by excessive wrist bending.

한편, 전술한 제2실린더(31)의 신장구동에 의해 임의각도로 세운 바디(14)의 하부 좌측 및 우측에 대칭되게 형성된 발판(26)에 사용자 발을 고정한 후, 중력을 받은 상태에서 제자리 걷기운동할 경우, 고관절 운동기구(16)에 의해 고관절 운동을 하게 되고, 좌측 및 우측 발판(26)을 교호적으로 밞음에 따라 발목운동을 동시에 수행할 수 있게 된다.On the other hand, after fixing the user's feet to the footrests 26 symmetrically formed on the lower left and right sides of the lower left and right sides of the body 14 erected at an arbitrary angle by the extension driving of the second cylinder 31 described above, walking in place under gravity In the case of exercise, the hip joint is exercised by the hip joint exercise device 16, and the ankle movement can be simultaneously performed by alternately pushing the left and right footrests 26.

전술한 발판(26)은 사용자 신장에 맞출 수 있도록 발판 높낮이를 조절할 수 있고, 발판(26) 아래의 로드셀(미 도시)에 의해 사용자 하중을 측정할 수 있도록 형성되어 있다.The above-mentioned footboard 26 can adjust the height of the footrest to fit the height of the user, and is formed to measure the user's load by a load cell (not shown) under the footrest 26 .

이때, 바디(14) 일측에 장착된 허벅지 고정구(20)에 커프(27)에 의해 허벅지의 고관절 위치가 구동모터(15)와 동일직선상에 위치하도록 고정시킨 상태에서(발판(26)의 높낮이를 사용자 신장에 따라 조정하여 맞출 수 있음), 구동모터(15)의 회전력에 의해 제자리 걷기운동할 경우, 허벅지 고정구(20)가 레일(18)을 따라 상하방향으로 임의거리만큼 슬라이딩이동 가능하고, 또한 허벅지 고정구(20)가 중앙의 힌지핀(19)을 중심으로 전후방향으로 임의각도 범위내에서 회동가능하도록 형성된다(즉 허벅지 고정구(20)가 2 자유도 유동하게 됨).At this time, in a state in which the position of the hip joint of the thigh is fixed on the same straight line with the drive motor 15 by the cuff 27 on the thigh fixture 20 mounted on one side of the body 14 (the height of the footrest 26) can be adjusted according to the height of the user), when walking in place by the rotational force of the drive motor 15, the thigh fixture 20 can slide along the rail 18 by an arbitrary distance in the vertical direction, In addition, the thigh fixture 20 is formed to be rotatable within an arbitrary angle range in the front-rear direction around the central hinge pin 19 (that is, the thigh fixture 20 flows in two degrees of freedom).

전술한 바와 같이 구동모터(15) 구동에 의해 전후방향으로 회동되는 고관절 운동기구(16)에 의해 하지 운동을 수행할 경우, LM가이드의 레일(18)을 따라 상하방향으로 슬라이딩이동되고, 또한 힌지핀(19)을 중심으로 전후방향으로 회동되는 허벅지 고정구(20)에 의해 허벅지를 구속하게 된다.As described above, when the lower extremity exercise is performed by the hip joint exercise mechanism 16 that is rotated in the front-rear direction by driving the drive motor 15, it slides in the vertical direction along the rail 18 of the LM guide, and also the hinge The thigh is restrained by the thigh fastener 20 which is rotated in the front and rear direction around the pin 19 .

이때, 허벅지 고정구(20)를 레일(18)을 따라 슬라이딩이동시키는 LM가이드의 기술내용은 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이므로 이들의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.At this time, since the description of the LM guide for sliding the thigh fixture 20 along the rail 18 is commonly used in the technical field to which this specification belongs, a detailed description of their configuration and operation will be omitted.

따라서, 허벅지를 허벅지 고정구(20)에 구속 및 지지한 상태에서 고관절 운동시, 하지운동기구(13)의 초기 셋팅이 불일치한 경우에도 허벅지 고정구(20)가 2 자유도 기구의 LM가이드에 의한 슬라이딩 및 피봇기구에 의해 회동하게 된다.Therefore, when exercising the hip joint in a state in which the thigh is constrained and supported by the thigh fixture 20, the thigh fixture 20 slides by the LM guide of the two-degree-of-freedom mechanism even if the initial settings of the lower extremity exercise mechanism 13 are inconsistent. and a pivot mechanism.

이로 인해, 사용자에게 최적의 착용감을 제공하고, 사용자의 다리에 물리적인 압박을 가하지 않아 스트레스를 최대한 받지않는 조건에서 구동모터(15)의 회전력을 효과적으로 전달할 수 있게 된다(즉, 대퇴부를 허벅지 고정구(20)에 고정한 상태에서 고관절 운동시 대퇴부 고정으로 인한 불편함을 경감시킬 수 있음).Due to this, it is possible to provide the user with an optimal fit and effectively transmit the rotational force of the driving motor 15 under conditions that do not apply physical pressure to the user's leg and receive maximum stress (that is, the thigh portion of the thigh fastener ( 20), it can alleviate the discomfort caused by the fixation of the thigh during hip joint movement).

이와 반면에, 재활운동로봇에 입력된 초기 데이터 셋팅의 에러 발생, 또는 사용자의 다리 모션의 구조가 웨어러블 로봇과 불일치되는 경우에, 허벅지를 고정시키는 허벅지 고정구(20)가 유동하지 못하는 조건에서는 허벅지 지지부에 작용하는 스트레스로 인해 피부에 손상(일 예로서, 허벅지 고정구(20)의 압박으로 인해 멍이 들수 있다)이 발생될 수 있다.On the other hand, when an error occurs in the initial data setting input to the rehabilitation robot, or when the structure of the user's leg motion is inconsistent with the wearable robot, the thigh support unit 20 for fixing the thigh cannot flow. Damage to the skin (for example, bruising may occur due to pressure of the thigh fixture 20) may occur due to the stress acting on the skin.

한편, 전술한 발판(26)에 사용자 발을 고정한 후, 중력을 받은 상태에서 구동모터(15) 구동에 의해 제자리 걷기운동할 수 있도록 다리를 들어올리는 힘을 일정하게 지원하기 위한 능동지원모드((active assist mode)에서, 허벅지 고정구(20)에 장착된 로드셀에 의해 허벅지(대퇴부)에 작용하는 하중을 측정함에 따라 허벅지 하단을 미리 설정된 하중을 초과하지않는 범위 내에서 밀어올려주도록 구동모터(15)를 제어할 수 있게 된다.On the other hand, after fixing the user's foot to the aforementioned footrest 26, an active support mode ((() In active assist mode), as the load applied to the thigh (thigh) is measured by the load cell mounted on the thigh fixture (20), the driving motor (15) pushes the lower part of the thigh up within the range that does not exceed the preset load. will be able to control

도 9 및 도 10에서와 같이, 전술한 발판(26)의 이동거리는 사용자 신장(하지 길이)에 맞추어 전동실린더(스트로크 0-150mm)에 의해 조정한 후 내장된 스프링의 복원력으로 발판(26) 이동거리를 수동 제어하게 된다.As in FIGS. 9 and 10, the movement distance of the footrest 26 described above is adjusted by an electric cylinder (stroke 0-150mm) according to the user's height (lower limb length), and then the footrest 26 is moved by the restoring force of the built-in spring. You can manually control the distance.

따라서, 사용자에 맞게 발판(26)의 이동거리를 조정하기 어려운 실정이므로 스프링 수동제어를 자동으로 제어할 수 있게 된다. Therefore, since it is difficult to adjust the moving distance of the footrest 26 according to the user, it is possible to automatically control the spring manual control.

즉, 사용자 신장에 맞추어 발판(26)을 전동실린더(미 도시)에 의해 승강시켜 조정한 후, 좌우측 발판(26) 좌우측에 각각 서보모터(45,46)와 볼스크류(47,48)가 설치되어 아래와 같은 방법에 의해 발판(26)의 이동거리를 자동 제어할 수 있게 된다.That is, after adjusting the footrest 26 by elevating it by an electric cylinder (not shown) according to the height of the user, servo motors 45 and 46 and ball screws 47 and 48 are installed on the left and right sides of the left and right footrest 26, respectively. It becomes possible to automatically control the moving distance of the footrest 26 by the following method.

도 9에서와 같이, 하지운동 진행시 사용자의 하지는 힙조인트 구동모터에서 제어하는 값(θ1)에 의해 움직이게 된다.As shown in FIG. 9 , when the lower extremity exercise is in progress, the user's lower extremities are moved by the value θ1 controlled by the hip joint driving motor.

L = L1(대퇴 길이) + L2(정강이 길이) + L3(발경사 길이)(이때, L2는 L1의 값에 비례한다)L = L1 (thigh length) + L2 (shin length) + L3 (foot tilt length) (where L2 is proportional to the value of L1)

= L1 + K1L1 + L3, K1은 비례상수(L1값에 의해 L2값도 표현가능) = L1 + K1L1 + L3, K1 is a proportionality constant (L2 value can also be expressed by L1 value)

(l1 = L1 cosθ1, l2 = L2 cosθ2) (l1 = L1 cosθ1, l2 = L2 cosθ2)

l = l1 + l2 + l3l = l1 + l2 + l3

= L1 cosθ1 + L2 cosθ2 + l3 = L1 cosθ1 + L2 cosθ2 + l3

→ lc : control target → lc : control target

근사식 : L1 sinθ1 = L2 sinθ2Approximate formula: L1 sinθ1 = L2 sinθ2

θ2 = sin-¹(L1 sinθ1/L2)θ2 = sin-¹(L1 sinθ1/L2)

비례적으로proportionally

l3 = K2 × [(L1 + L2) - (l1 + l2)], 이때 K2는 비례상수l3 = K2 × [(L1 + L2) - (l1 + l2)], where K2 is the proportionality constant

따라서therefore

lc = (L1 + L2 + L3) - (l1 + l2 + l3)lc = (L1 + L2 + L3) - (l1 + l2 + l3)

하지운동시 θ1의 실시간 값이 측정되고 사용자 대퇴부 길이와, 정강이 길이를 알면 lc(제어할 값)을 연산하여 발판 하단에 설치된 볼스크류(47,48) 모듈로 실시간 제어할 수 있다.During lower extremity exercise, the real-time value of θ1 is measured, and when the user's thigh length and shin length are known, lc (value to be controlled) is calculated and real-time control is possible with the ball screw (47, 48) module installed at the bottom of the footrest.

결론적으로, L1과 θ1을 알면 나머지 값은 연산이 가능하여 lc(값)을 자동으로 제어할 수 있게 된다.In conclusion, if L1 and θ1 are known, the remaining values can be calculated, so that lc (value) can be automatically controlled.

전술한 캐스터(28)가 회전가능하게 장착된 하부 베이스(10)와, 하부 베이스(10)에 대해 제1실린더(29)(일 예로서, 전동실린더가 사용될 수 있다)의 직선운동을 크랭크기구(30)가 회전운동으로 변화시킴에 따라 승강가능하게 장착되는 상부 베이스(11)와, 상부 베이스(11)에 제2실린더(31)(일 예로서, 전동실린더가 사용될 수 있다) 구동에 의해 전후방향으로 회동되는 바디(14)와, 사용자 신장에 따라 높낮이 조절이 가능하며 벨트에 의해 발목이 고정되는 발판(26)과, 재활운동로봇을 능동형 또는 수동형으로 제어할 수 있도록 미리 설정된 제어프로그램이 내장되고, 치료사 편의를 위해 하부 베이스(10)에 정역방향으로 회전가능하게 장착되고, 사용자를 인식할 수 있는 데이터를 입력시 미리 저장된 사용자 개인의 신체적인 조건에 따라 요구되는 재활운동(제자리에서 보행, 상지 또는 하지운동을 말함)을 수행하기 위한 터치스크린형 모니터(32)와, 재활운동 중 사용자 컨디션이 악화되거나 의식을 잃을 경우에 재활운동 프로그램을 정지시키기 위해 사용하는 비상정지버튼(33)(치료사 접근이 용이한 부위에 적어도 2개 이상 설치됨이 바람직함)을 포함하는 기술내용은 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이므로 이들의 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.A crank mechanism for linear motion of the lower base 10 on which the aforementioned casters 28 are rotatably mounted, and the first cylinder 29 (as an example, an electric cylinder may be used) with respect to the lower base 10 . By driving the upper base 11, which is mounted so as to be elevating as the 30 is changed into rotational motion, and the second cylinder 31 (as an example, an electric cylinder may be used) to the upper base 11 The body 14 that rotates in the front and rear direction, the footrest 26 that can be adjusted in height according to the user's height and the ankle is fixed by a belt, and the control program preset to control the rehabilitation exercise robot in an active or passive type. Built-in, rotatably mounted on the lower base 10 in the forward and reverse directions for the convenience of the therapist, and when inputting data that can recognize the user, the rehabilitation exercise (walking in place) required according to the user's personal physical condition stored in advance , referring to upper extremity or lower extremity exercise) and a touch screen type monitor 32, and an emergency stop button 33 used to stop the rehabilitation exercise program when the user's condition deteriorates or loses consciousness during rehabilitation exercise ( It is preferable that at least two or more are installed in a site where the therapist can easily access), so detailed descriptions of their configuration and operation will be omitted since the descriptions including those are commonly used in the technical field to which this specification belongs.

여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서를 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Here, although the foregoing specification has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can variously modify and modify the present specification without departing from the spirit and scope of the present specification as set forth in the following claims. You will understand that you can change it.

10; 하부 베이스
11; 상부 베이스
12; 베드
13; 하지운동기구
14; 바디
15; 구동모터
16; 고관절 운동기구
17; 상지운동기구
18; 레일
19; 힌지핀
20; 허벅지 고정구
21; 상지운동용 구동모터
22; 아암
23; 회전링
24; 파지부
25; 손목지지구
26; 발판
27; 커프
28; 캐스터
29; 제1실린더
30; 크랭크기구
31; 제2실린더
32; 모니터
33; 비상정지버튼
34; 레일
35; 연결브라킷
36; 탄성부재
37; 커넥터
38; 허벅지 고정구의 구동부
39; 제3실린더
40; 승강구
10; lower base
11; upper base
12; bed
13; lower extremity exercise equipment
14; body
15; drive motor
16; hip joint exercise equipment
17; upper extremity exercise equipment
18; rail
19; hinge pin
20; thigh fixture
21; drive motor for upper extremity movement
22; arm
23; rotating ring
24; grip part
25; wrist support
26; Scaffolding
27; cuff
28; caster
29; 1st cylinder
30; crank mechanism
31; 2nd cylinder
32; monitor
33; emergency stop button
34; rail
35; connection bracket
36; elastic member
37; connector
38; The driving part of the thigh fixture
39; 3rd cylinder
40; entrance

Claims (5)

하부 베이스와, 상기 하부 베이스에 승강가능하게 장착되는 상부 베이스와, 상기 상부 베이스에 전후방향으로 회동가능하게 장착되고 사용자가 탑승하는 베드 및 좌우측 발판에 올라 제자리 걷기운동하기 위한 하지운동기구를 포함하는 바디와, 상기 바디의 하부 좌우측에 장착되고 사용자의 고관절과 동일선상에 배치되어 구동모터의 회전력에 의해 사용자 허벅지를 구속하는 고관절 운동기구와, 상기 바디의 상부 좌우측에 장착되고 팔 및 손목을 상지운동하기 위한 상지운동기구를 구비하여, 상지 또는 하지가 손상된 사용자 근력을 재활운동시키기 위한 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치에 있어서:
상기 바디 일측에 장착되고, 커프에 의해 사용자 허벅지를 고정하며 레일을 따라 상하방향으로 슬라이딩되며, 중앙의 힌지핀을 중심으로 전후방향으로 회동가능한 허벅지 고정구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치.
A lower base, an upper base movably mounted on the lower base, and a lower extremity exercise device rotatably mounted on the upper base in the front-rear direction and for walking in place on the bed and left and right footrests on which the user boards A body, a hip joint exercise device mounted on the lower left and right sides of the body and disposed on the same line with the user's hip joint to restrain the user's thigh by the rotational force of the driving motor, and the upper left and right sides of the body mounted on the upper left and right sides of the body for upper extremity movement In the upper extremity and lower extremity muscle strength strengthening rehabilitation exercise robot apparatus for rehabilitating the user's muscle strength damaged in the upper extremity or lower extremity by providing an upper extremity exercise device for:
The upper and lower extremities, characterized in that it comprises a; is mounted on one side of the body, the user's thigh is fixed by a cuff, and slides in the vertical direction along the rail, and is rotatable in the front and rear directions around the central hinge pin. A robot device for muscle strengthening rehabilitation exercise.
제1항에 있어서,
상기 상지운동기구는
상기 바디 좌우측에 이격되어 장착되는 레일에 일단이 위치이동가능하게 결합되는 연결브라킷;
상기 연결브라킷에 장착되는 상지운동용 구동모터;
상기 연결브라킷 타단에 연결되고, 상기 상지운동용 구동모터의 회전력에 의해 전후방향으로 회동되거나, 사용자에 의해 수동으로 회동되는 아암;
사용자의 팔 길이에 따라 길이를 가변 조정할 수 있도록 상기 아암에 위치이동가능하게 장착되고, 상지운동시 손목 꺽임을 방지하도록 상기 아암에 정역방향으로 회전가능하게 형성되는 회전링과, 상기 회전링에 원주방향으로 정역방향으로 회전가능하게 형성되는 파지부를 포함하는 손목지지구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치.
According to claim 1,
The upper extremity exercise device is
a connection bracket having one end movably coupled to the rail mounted spaced apart from the left and right sides of the body;
a driving motor for upper extremity movement mounted on the connection bracket;
an arm connected to the other end of the connection bracket and rotated in the front-rear direction by the rotational force of the driving motor for upper extremity movement or manually rotated by the user;
a rotation ring movably mounted on the arm so that the length can be variably adjusted according to the length of the user's arm, and rotatably formed on the arm in a forward and reverse direction to prevent wrist bending during upper extremity movement; Rehabilitation exercise robot device for strengthening upper and lower extremities, characterized in that it comprises;
제1항에 있어서,
상기 하지운동기구에 의해 걷기운동하는 사용자 다리를 들어올리는 힘을 일정하게 지원하기 위한 능동지원모드에서, 사용자 허벅지에 작용하는 하중을 측정하기 위해 상기 허벅지 고정구에 장착되는 로드셀;을 더 구비함에 따라, 상기 구동모터를 제어하여 미리 설정된 하중을 초과하지 않는 회전력을 전달하여 사용자가 자력으로 움직일 때 일정한 힘을 보조해주는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치.
According to claim 1,
In an active support mode for constantly supporting the lifting force of the user's leg for walking by the lower extremity exercise device, a load cell mounted on the thigh fixture to measure the load acting on the user's thigh; as further provided, By controlling the drive motor to transmit a rotational force that does not exceed a preset load, the robot device for strengthening upper and lower extremities and lower extremities, characterized in that it assists a certain force when the user moves by his/her own force.
제2항에 있어서,
상기 바디 좌우측에 상기 바디 좌우방향으로 신축구동되도록 장착되고,
상기 허벅지 고정구에 고정되는 사용자 체형에 따라 허벅지 폭을 임의로 조정하기 위해 상기 허벅지 고정구의 구동부를 상기 바디 좌우방향으로 임의거리만큼 이동시키기 위한 제3실린더;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치.
3. The method of claim 2,
It is mounted on the left and right sides of the body so as to be stretched and contracted in the left and right directions of the body,
Upper and lower extremities, characterized in that further comprising; a third cylinder for moving the driving part of the thigh fixture by an arbitrary distance in the left and right direction of the body in order to arbitrarily adjust the width of the thigh according to the user's body type fixed to the thigh fixture A robot device for muscle strengthening rehabilitation exercise.
제1항에 있어서,
상기 재활운동로봇장치는
사용자의 고관절 위치부터 상기 발판까지의 거리 조절이 가능하도록 상기 좌우측 발판이 장착되는 플레이트를 승강시키기 위한 발판실린더;
실시간 측정되는 고관절의 각도에 대응되게 상기 좌우측 발판의 승하강을 제어하여 제자리 걷기운동을 보조하기 위한 서보모터 및 상기 서보모터에 의해 구동되어 상기 발판을 임의높이로 승하강시키는 볼스크류;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지의 근력 강화 재활운동 로봇장치.






According to claim 1,
The rehabilitation exercise robot device is
a footrest cylinder for elevating the plate on which the left and right footrests are mounted so that the distance from the user's hip joint position to the footrest can be adjusted;
A servomotor for controlling the elevation of the left and right footrests corresponding to the hip joint angle measured in real time to assist in a walking motion in place, and a ball screw driven by the servomotor to raise and lower the footrest to an arbitrary height; further provided Rehabilitation exercise robot device for strengthening upper and lower extremities, characterized in that.






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