KR20220080437A - 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템에 관한 것으로서, 사용자의 발이 안착되는 발목 근육 훈련 장치; 상기 발목 근육 훈련 장치에 설치되며, 상기 사용자의 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘(Reaction Torque)을 감지하는 감지부; 및 상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어하며, 상기 감지부에서 감지되는 상기 반작용돌림힘을 모니터링하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.
또한, 발목 근력 훈련 장치에 구비되는 다양한 모드들을 통해 발목의 재활운동을 보다 효과적이고 효율적으로 실시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.
또한, 발목 근력 훈련 장치에 구비되는 다양한 모드들을 통해 발목의 재활운동을 보다 효과적이고 효율적으로 실시할 수 있다.
Description
본 발명은 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수동운동, 감각훈련 또는 능동운동의 각각의 모드에 따라 발목 근육 훈련 장치를 제어하는 제어 시스템에 관한 것이다.
발목 운동을 통한 재활치료는 관절의 구축을 예방하거나 완화하는 것, 발목의 운동과 관련된 신경계를 재활하는 것 또는 발목의 근력을 보전하거나 강화하는 것 등을 목적으로 한다. 이를 위한 재활치료 방법으로는 발목의 관절가동범위(Range Of Motion, ROM)를 확장하는 수동 관절가동범위 운동, 체성감각(Proprioception)을 재활하는 운동, 근력을 강화하기 위한 능동운동, 근력 조절 능력을 깨우는 기능적전기자극(Functional Electrical Stimulation, FES) 치료 등이 있다.
보다 상세하게, 수동 관절가동범위 운동에는 구축을 예방하는 보전운동과, 관절가동범위를 확장하는 확장운동이 있다. 이러한 운동들은 타 운동들에 비해 비교적 간단하거나 단순반복적인 내용이 많은 비중을 차지하여 물리치료사의 전문적인 도움 없이도 행할 수 있으므로, 자동화된 재활장치를 통해 수행되는 것이 보다 효율적이다.
또한, 체성감각을 재활하는 운동은 신경계의 치료원리를 따라 정교하게 이루어져야 하며, 근력을 강화하기 위한 능동운동도 근력과 관련된 근육생리를 따라 정교하게 이루어져야 하므로, 양 재활치료 방식 모두 물리치료사의 전문적인 기술에 의존하는 바가 크나, 환자가 물리치료사를 접할 수 있는 횟수와 시간이 제한적이어서 충분한 치료효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
나아가, 상술한 발목 운동을 통한 재활치료는 일반적으로 물리치료사에게 의존하여 이루어 졌는데, 이렇듯 전적으로 물리치료사에게 의존하는 재활치료는 환자에게 필요한 치료를 양적인 면에서 충족하기 어려우며, 물리치료사의 재활치료가 객관적으로 일관되고 정교하게 통제되기에는 한계가 있어 질적인 면에서도 충족하기 어려운 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 상술한 재활치료들을 보다 효율적으로 실시하기 위하여 발목 근육 훈련 장치가 연구·개발되었으나, 이에 대한 제어방식은 구체적으로 개발된 바 없다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수동운동, 감각훈련 또는 능동운동의 각각의 모드에 따라 발목 근육 훈련 장치를 제어하는 제어 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 사용자의 발이 안착되는 발목 근육 훈련 장치; 상기 발목 근육 훈련 장치에 설치되며, 상기 사용자의 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘(Reaction Torque)을 감지하는 감지부; 및 상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어하며, 상기 감지부에서 감지되는 상기 반작용돌림힘을 모니터링하는 제어부를 포함하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템에 의해 달성된다.
또한, 상기 제어부에 입력되는 모드는, 수동운동 모드와, 감각훈련 모드와, 능동운동 모드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 입력되는 모드가 상기 수동운동 모드인 경우, 상기 감지부에서 감지된 상기 반작용돌림힘을 통해 상기 사용자의 발목의 최대 관절가동범위(Range Of Motion, ROM)를 도출하고, 상기 최대 관절가동범위 내에서 상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하도록 상기 발목 근육 훈련 장치의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 발목 근육 훈련 장치에 설치되며, 수동운동 시 상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화에 따른 주동근(Agonist)을 자극하는 FES(Functional Electrical Stimulation)부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 입력되는 모드가 상기 감각훈련 모드인 경우, 상기 감지부에서 감지되는 상기 반작용돌림힘을 모니터링하여 상기 사용자에게 시각적 피드백을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 입력되는 모드가 상기 능동운동 모드인 경우, 상기 감지부에서 감지된 상기 반작용돌림힘을 통해 상기 사용자의 능동근력을 도출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 입력되는 모드가 등속성(Isokinetic) 능동운동 모드인 경우, 상기 능동근력이 기설정된 문턱치 이상이 되면 상기 발목 근육 훈련 장치가 일정한 속도로 동작되도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 입력되는 모드가 등장성(Isotonic) 능동운동 모드인 경우, 상기 사용자가 임의의 방향으로 발목을 운동할 때 상기 발목 근육 훈련 장치가 상기 능동근력에 따른 일정한 돌림힘을 출력하도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 감지부는, 복수개의 로드셀(Load Cell)로 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.
또한, 발목 근력 훈련 장치에 구비되는 다양한 모드들을 통해 발목의 재활운동을 보다 효과적이고 효율적으로 실시할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템을 전체적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템에서의 발목의 관절가동범위를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발목 근육 훈련 장치를 전체적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 감지부가 고정판에 설치되는 것을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 모드가 감각훈련 모드인 경우 사용자에게 제공되는 시각적 피드백의 예시를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 수동운동 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 근력감각훈련 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 위치감각훈련 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 등속성 능동운동 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 등장성 능동운동 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판을 전체적으로 도시한 것이고,
도 12는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판에 신발이 안착된 것을 도시한 것이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 고정부를 도시한 것이고,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 레버부를 도시한 것이고,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 고정와셔를 도시한 것이고,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 플랜지부를 도시한 것이고,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 핀부를 도시한 것이고,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 스냅링을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템에서의 발목의 관절가동범위를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발목 근육 훈련 장치를 전체적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 감지부가 고정판에 설치되는 것을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 모드가 감각훈련 모드인 경우 사용자에게 제공되는 시각적 피드백의 예시를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 수동운동 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 근력감각훈련 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 위치감각훈련 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 등속성 능동운동 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 등장성 능동운동 모드의 과정을 도시한 것이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판을 전체적으로 도시한 것이고,
도 12는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판에 신발이 안착된 것을 도시한 것이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 고정부를 도시한 것이고,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 레버부를 도시한 것이고,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 고정와셔를 도시한 것이고,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 플랜지부를 도시한 것이고,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 핀부를 도시한 것이고,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 스냅링을 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 일부 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.
그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
지금부터는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템(1000)에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템을 전체적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템에서의 발목의 관절가동범위를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발목 근육 훈련 장치를 전체적으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 감지부가 고정판에 설치되는 것을 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 모드가 감각훈련 모드인 경우 사용자에게 제공되는 시각적 피드백의 예시를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 수동운동 모드의 과정을 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 근력감각훈련 모드의 과정을 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 위치감각훈련 모드의 과정을 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 등속성 능동운동 모드의 과정을 도시한 것이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 등장성 능동운동 모드의 과정을 도시한 것이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판을 전체적으로 도시한 것이고, 도 12는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판에 신발이 안착된 것을 도시한 것이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 고정부를 도시한 것이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 레버부를 도시한 것이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 고정와셔를 도시한 것이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 플랜지부를 도시한 것이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 핀부를 도시한 것이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템의 발판의 스냅링을 도시한 것이다.
도 1 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템(1000)은 발목 근육 훈련 장치(1100)와, 감지부(1200)와, 제어부(1300)와, FES부(1400)와, 비상정지부(1500)를 포함한다.
발목 근육 훈련 장치(1100)는 관절가동범위(Range Of Motion, ROM)에 따라 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하여 사용자의 발목의 재활을 돕는 것으로서, 상면에 사용자의 발이 안착되며, 후술하는 제어부(1300)에 전기적으로 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 관절가동범위는 관상면(Frontal Plane)에 대해 수직이며 관상면의 전방과 후방에서 서로 이어지는 AP축(Anteroposterior Axis)을 기준으로 회전하는 것을 의미하는 외번(Eversion)과 내번(Inversion), 시상면(Sagittal Plane)에 대해 수직이며 시상면의 좌측방향과 우측방향에서 서로 이어지는 ML축(Medical-Lateral Axis)을 기준으로 회전하는 것을 의미하는 배측굴곡(Dorsal Flexion)과 저측굴곡(Plantar Flexion), 수평면(Transverse Plane)에 대해 수직이며 수평면의 상방과 하방에서 서로 이어지는 수직축(Vertical Axis 또는 Longitudinal Axis)을 기준으로 회전하는 것을 의미하는 외전(Abduction)과 내전(Adduction)으로 구분되고, 외번, 외전 및 배측굴곡의 복합적인 작용인 회내(Pronation)와 내번, 내전 및 저측굴곡의 복합적인 작용인 회외(Supination)로 구분될 수 있으며, 본 발명의 발목 근육 훈련 장치(1100)는 상술한 내번, 외번, 배측굴곡 및 저측굴곡의 기본적인 방향과 회내와 회외의 방향으로 발목의 움직임을 유도할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발목 근육 훈련 장치(1100)는 지지부재(1110)와, 중간부재(1120)와, 고정판(1130)과, 발판(1140)과, 구동부(1150)를 포함한다.
지지부재(1110)는 발목 근육 훈련 장치(1100)의 뼈대를 이루는 것으로, 지면 등 평평한 곳에 놓이도록 그 아래 부분이 형성될 수 있는데, 이 때, 지지부재(1110)는 양 측 부분이 상향 돌출된 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 이러한 지지부재(1110)에 의해 제1축이 형성될 수 있다.
제1축은 지지부재(1110)에 대해 후술하는 중간부재(1120)가 회전되도록 중간부재(1120)의 힌지 역할을 하는 것으로, 시상면에 대해 수직한 상태, 즉, 지지부재(1110)의 전후 방향에 대해 수직한 상태로 놓이고, 지면에 대해 수평인 상태로 놓일 수 있다. 이에 따라, 중간부재(1120)는 제1축을 기준으로 피치 동작(Pitch Motion)을 수행할 수 있다. 특히, 제1축은 그 축 방향에 사용자의 발목 관절(Ankle Joint)이 놓이도록 구비될 수 있다.
따라서 사용자의 발이 후술하는 발판(1140)에 안착된 후 제1축을 기준으로 회전될 경우 발이 발목 관절을 기준으로 배측굴곡과 저측굴곡 방향으로 회전될 수 있어 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.
중간부재(1120)는 지지부재(1110)의 양 측에 돌출형성된 부분 사이에 구비되어 고정판(1130)을 지지하는 것으로서, 제1축을 기준으로 지지부재(1110)에 회동 가능하게 구비되어 제1축과 함께 회전될 수 있으며, 이러한 중간부재(1120)에 의해 제2축이 형성될 수 있다.
제2축은 중간부재(1120)에 대해 고정판(1130)이 회전되도록 고정판(1130)의 힌지 역할을 하는 것으로, 중간부재(1120)의 전후 방향에 대해 평행한 상태로 놓이고 지면에 대해 경사진 상태로 놓일 수 있다. 이에 따라, 중간부재(1120)는 제1축을 기준으로 대략적인 롤 동작(Roll Motion)을 수행할 수 있다. 특히, 제2축은 그 축 방향에 사용자의 거골하관절(Subtalar Joint)이 놓이도록 구비될 수 있다.
따라서 사용자의 발이 후술하는 발판(1140)에 안착된 후 제2축을 기준으로 회전될 경우 발이 거골하관절을 기준으로 외번과 내번 방향으로 회전될 수 있어 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.
고정판(1130)은 제2축을 기준으로 중간부재(1120)에 회동 가능하게 구비되는 것으로서, 제2축에 대해 경사져 구비된다. 특히, 제2축은 중간부재(1120)의 전방을 향해 지면과 예각을 이루고, 고정판(1130)은 중간부재(1120)의 전방을 향해 제2축과 둔각을 이룰 수 있다. 따라서 이러한 고정판(1130)과 제2축의 경사진 구조를 통해 제2축의 축 방향에 사용자의 발의 거골하관절이 놓일 수 있게 된다.
발판(1140)은 상면에 사용자의 발이 안착되는 것으로서, 고정판(1130)의 상면에 설치되어 고정판(1130)의 동작에 따라 함께 움직일 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 발판(1140)은 베이스부(1141)와, 고정부(1142)를 포함한다.
베이스부(1141)는, 신발이 안착되는 공간인 안착공간을 형성하는 것으로서, 고정부(1142)의 개수만큼의 관통홀이 형성된다. 형성된 관통홀에는 후술하는 고정부(1142)가 각각 설치된다.
고정부(1142)는 외력에 의해 안착공간 측으로 회전함에 따라 신발을 양측에서 가압하여 신발이 안착공간에 고정되게 하는 것으로서, 복수개로 마련되어 베이스부(1141)에 회전가능하게 각각 설치된다.
고정부(1142)는 보다 상세하게, 본체부(1142a)와 조절부(1142b)와 홀더부(1142c)를 포함한다.
본체부(1142a)는 바(Bar) 형상으로 마련되는 것으로서, 양단부에 홀이 형성된다. 일측 홀은 후술하는 조절부(1142b)가 설치되어 본체부(1142a)가 베이스부(1141)에 회전가능하게 연결된다. 타측 홀에는 후술하는 홀더부(1142c)가 회전가능하게 설치된다. 한편, 본체부(1142a)와 베이스부(1141) 사이에는 후술하는 한쌍의 고정와셔(1142b3)가 각각 설치된다.
이러한 본체부(1142a)는 사용자의 조작에 따라 회전되어 신발의 일측을 가압한다. 따라서, 사용자의 조작 및 조절부(1142b)를 조절에 따라 한쌍의 본체부(1142a)가 신발의 양측을 가압될 수 있게 하는 경우, 신발의 양측이 압박받게 되어 신발이 좌우로 흔들리는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. 이러한 구성의 조작방법에 따르면, 신발의 볼 사이즈에 따라서 압박정도가 조절될 수 있으므로, 다양한 크기의 신발에 대응하여 신발을 베이스부(1141)에 효과적으로 고정시킬 수 있는 효과도 기대된다.
조절부(1142b)는 본체부(1142a)의 회전 정도를 조절하는 것으로서, 본체부(1142a)와 베이스부(1141)를 결합시킨다. 조절부(1142b)는 보다 상세하게, 레버부(1142b1)와 플랜지부(1142b2)와 고정와셔(1142b3)를 포함한다.
레버부(1142b1)는 사용자에 의해 조작되어 본체부(1142a)를 회전시키는 것으로서, 일측에 파지부분이 형성된다. 레버부(1142b1)의 타측은 본체부(1142a)에 형성된 홀을 통과한 다음, 후술하는 플랜지부(1142b2)의 내부로 삽입되어 플랜지부(1142b2)에 결합된다. 한편, 레버부(1142b1)와 본체부(1142a) 사이에는 후술하는 한쌍의 고정와셔(1142b3)가 각각 설치된다.
또한, 레버부(1142b1)는 레버부(1142b1) 자체의 자세를 고정하거나 고정을 해제할 수 있는 고정구조를 내부에 포함한다. 고정구조는 구체적으로 상부버튼과 내부프레임과 내부프레임내부에 설치되는 샤프트로 구성될 수 있다. 사용자가 상부버튼을 아래로 누르면 내부프레임이 아래로 내려가면서 샤프트를 압박하거나 샤프트에 형성된 돌기에 걸리는 형태로 샤프트의 회전을 저지하는 구조이다. 이러한 고정구조에 따르면, 레버부(1142b1)의 길이방향이 베이스부(1141)의 길이방향과 일치하게 고정시킬 수 있는 바, 신발과 레버부(1142b1)의 간섭이 효과적으로 방지될 수 있다.
플랜지부(1142b2)는 베이스부(1141)에 형성된 관통홀에 삽입 설치되는 것으로서, 중심 부분에는 일측이 개방된 내부공간을 형성한다. 내부공간에는 본체부(1142a)에 형성된 홀을 통과한 레버부(1142b1)의 타측이 삽입된다. 한편, 플랜지부(1142b2)와 베이스부(1141) 사이에는 후술하는 한쌍의 고정와셔(1142b3)가 각각 설치된다.
고정와셔(1142b3)는 와셔 형상으로 마련되되 한쌍으로 마련되어 상호 맞물리게 나사산이 형성되는 것으로써, 레버부(1142b1)와 본체부(1142a) 사이 및 본체부(1142a)와 베이스부(1141) 사이에 각각 설치된다.
사용자가 파지부분을 이용하여 레버부(1142b1)를 일측으로 회전시키면 레버부(1142b1)와 본체부(1142a) 사이 및 본체부(1142a)와 베이스부(1141) 사이에 설치된 고정와셔(1142b3)가 맞물리면서 본체부(1142a)가 고정된다. 반대로, 사용자가 파지부분을 이용하여 레버부(1142b1)를 타측으로 회전시키면 레버부(1142b1)와 본체부(1142a) 사이 및 본체부(1142a)와 베이스부(1141) 사이에 설치된 고정와셔(1142b3)가 풀리게되면서 본체부(1142a)가 자유롭게 회전된다.
상술한 바와 같은 레버부(1142b1)와 플랜지부(1142b2)와 고정와셔(1142b3)를 포함하는 레버부(1142b1)의 구조에 따르면, 본체부(1142a)의 회전 정도를 용이하게 조절할 수 있는데, 이에 따르면, 신발의 볼 사이즈에 따라서 본체부(1142a)가 신발에 가하는 압박의 정도가 조절될 수 있으므로, 다양한 크기의 신발에 대응하여 신발을 베이스부(1141)에 효과적으로 고정시킬 수 있다.
홀더부(1142c)는 스트랩홀(v)이 형성되는 것으로서, 본체부(1142a)의 일측에 설치된다. 홀더부(1142c)는 보다 상세하게, 몸체부(1142c1)와 핀부(1142c2)와 스냅링(1142c3)과 평와셔(1142c4)를 포함할 수 있다.
몸체부(1142c1)는 중심부분이 절곡된 형태로 마련되는 것으로써, 절곡 부분을 기준으로 일측은 후술하는 핀부(1142c2)와 연결되며, 타측은 스트랩홀(v)이 형성된다. 몸체부(1142c1)와 본체부(1142a) 사이에는 후술하는 평와셔(1142c4)가 설치되며, 몸체부(1142c1)와 핀부(1142c2) 사이에는 몸체부(1142c1)의 이탈이 방지되도록 후술하는 스냅링(1142c3)이 설치된다.
스트랩홀(v)은 스트랩을 끼울 수 있도록 마련될 홀로써, 스트랩 홀에 따르면, 스트랩을 이용해 신발을 더욱 견고하게 베이스부(1141)에 고정시킬 수 있다.
상술한 몸체부(1142c1)의 일측은 후술하는 핀부(1142c2)에 의해서 360° 회전가능하게 본체부(1142a)에 결합되어 있는 바, 이러한 몸체부(1142c1)의 회전구조에 따르면, 본체부(1142a)의 회전 각도에 상관없이 스트랩을 스트랩홀(v)에 평행하게 끼울 수 있으므로 신발을 베이스부(1141)에 쉽게 고정시킬 수 있는 이점이 있다.
핀부(1142c2)는 본체부(1142a)의 타측 홀을 관통하도록 설치되는 것으로서, 단부에는 상술한 몸체부(1142c1)가 설치된다. 핀부(1142c2)의 단부는 원주방향을 따라 함몰부를 형성한다. 이러한 함몰부에는 후술하는 스냅링(1142c3)이 설치되어 몸체부(1142c1)가 핀부(1142c2)의 단부로부터 이탈되는 것을 방지한다.
스냅링(1142c3)은 상술한 핀부(1142c2)의 단부에 설치되는 것으로서, 몸체부(1142c1)가 핀부(1142c2)의 단부로 부터 이탈되는 것을 방지한다.
평와셔(1142c4)는 몸체부(1142c1)와 본체부(1142a) 사이 및 몸체부(1142c1)와 핀부(1142c2) 사이에 설치되어 구성간에 공간이 발생되게 하며, 구성에 인가되는 압력을 분산시키며, 구성간의 마찰을 방지한다.
상술한 바와 같은 몸체부(1142c1)와 핀부(1142c2)와 스냅링(1142c3)과 평와셔(1142c4)를 포함하는 홀더부(1142c)에 따르면, 스트렙을 활용하여 신발을 베이스부(1141)에 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 베이스부(1141)와, 고정부(1142)를 포함하는 본 발명의 발판(1140)에 따르면, 재활 치료시 환자의 발이 좌우로 움직이게 되는 것이 방지되므로, 환자의 불편함이 크게 감소될 수 있고, 발 또는 발목 부위에 설치된 센서 측정값의 오류도 크게 감소될 수 있다. 또한, 환자의 발볼의 크기에 관계 없이 환자의 발을 쉽게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.
구동부(1150)는 중간부재(1120)와 고정판(1130)을 각각 제1축과 제2축을 기준으로 회전시키는 것으로서, AMT(Automated Manual Transmission)를 구비한 모터와, 베어링과, 체인(또는 풀리 벨트)을 포함하는 구성으로 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 발목 근육 훈련 장치(1100)에 따르면, 사용자의 발목이 외번, 내번, 배측굴곡 및 저측굴곡 뿐만아니라 회내와 회외의 방향으로 회전될 수 있어 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있는 효과가 있다.
감지부(1200)는 사용자의 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘(Reaction Torque)을 감지하는 것으로서, 복수개의 로드셀로 마련되어 상술한 발목 근육 훈련 장치(1100)에 설치되며, 후술하는 제어부(1300)에 전기적으로 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 감지부(1200)는 발판(1140)의 전단 좌측에 구비되는 제1로드셀(1210)과, 발판(1140)의 전단 우측에 구비되는 제2로드셀(1220)과, 발판(1140)의 후단 좌측에 구비되는 제3로드셀(1230)과, 발판(1140)의 후단 우측에 구비되는 제4로드셀(1240)을 포함할 수 있으며, 각각의 로드셀은 고정판(1130)의 상면에 각각 설치됨으로써 발판(1140)과 고정판(1130)의 사이에 배치된다.
이러한 제1로드셀(1210), 제2로드셀(1220), 제3로드셀(1230) 및 제4로드셀(1240)은 사용자의 발목의 움직임에 따라 발판(1140)에 가해지는 수직한 방향의 힘을 측정함으로써 사용자의 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘을 감지할 수 있으며, 후술하는 제어부(1300)를 통해 발판(1140)에 올려진 사용자의 발이 제1축 또는 제2축을 기준으로 회전되는 동안 제1로드셀(1210) 내지 제4로드셀(1240)에서 감지되는 힘의 값이 커지는 시점을 감지하여 그 시점에서의 제1축 또는 제2축의 회전 정도를 측정하는 방식으로 사용자의 반작용돌림힘을 측정할 수 있다.
예를 들면, 관절가동범위 중 외번과 내번의 정도는 제1로드셀(1210)(또는 제3로드셀(1230))의 값과 제2로드셀(1220)(또는 제4로드셀(1240))의 값과 제2축의 회전 정도를 통해 측정될 수 있고, 배측굴곡과 저측굴곡의 정도는 제1로드셀(1210)(또는 제2로드셀(1220))의 값과 제3로드셀(1230)(또는 제4로드셀(1240))의 값과 제1축의 회전 정도를 통해 측정될 수 있으며, 회내와 회외의 정도는 제1로드셀(1210) 내지 제4로드셀(1240)에서 측정되는 값과 제1축 및 제2축의 회전 정도를 복합적으로 고려하여 측정될 수 있다.
한편, 제1로드셀(1210) 내지 제4로드셀(1240)은 각각의 교체가 용이하도록 슬라이드 방식으로 고정판(1130)에 인입된 후 고정됨으로써 설치될 수 있다. 이 경우, 고정판(1130)에는 제1로드셀(1210) 내지 제4로드셀(1240)이 슬라이드 방식으로 설치될 수 있도록 슬라이드 공간이 돌출형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 제1로드셀(1210)과, 제2로드셀(1220)과, 제3로드셀(1230)과, 제4로드셀(1240)을 포함하는 감지부(1200)에 따르면, 발목의 외번, 내번, 배측굴곡 및 저측굴곡 뿐만아니라 회내와 회외의 정도를 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
제어부(1300)는 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하도록, 입력되는 모드에 따라 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어하며, 감지부(1200)에서 감지되는 반작용돌림힘을 모니터링하는 것으로서, 이러한 제어부(1300)에 입력되는 모드는 수동운동 모드와, 감각훈련 모드와, 능동운동 모드를 포함한다.
여기서 제어부(1300)를 구성하는 프로세서는 MPU(Micro ProcessingUnit) 또는 CPU(Central Processing Unit), 캐쉬메모리(Cache Memory), 데이터 버스(Data Bus) 등의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(1300)는 운영체제, 특정 목적을 수행하는 애플리케이션의 소프트웨어 구성을 더 포함할 수도 있다.
제어부(1300)는 입력되는 모드가 수동운동 모드인 경우, 감지부(1200)에서 감지된 반작용돌림힘을 통해 사용자의 발목의 최대 관절가동범위를 도출하고, 최대 관절가동범위 내에서 사용자의 발목 관절의 각도변화를 유도하도록 발목 근육 훈련 장치(1100)의 동작을 제어할 수 있다.
보다 상세하게, 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 발목 근육 훈련 장치(1100)의 발판(1140)에 안착된 발에 임의로 힘을 주지 않는 상태에서, 제어부(1300)는 발판(1140)이 등속도로 회전하도록 하되 상술한 감지부(1200)를 통해 실시간으로 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘을 측정한다. 측정된 반작용돌림힘이 기설정된 값에 이르면 제어부(1300)는 이 때의 각도를 해당 방향의 최대 가동각도로 설정한다. 이 후, 제어부(1300)는 외번, 내번, 배측굴곡, 저측굴곡, 회내 또는 회외의 각각의 방향들에 대하여 상술한 방식을 적용하여 최대 관절가동범위를 검출한 후, 검출한 최대 관절가동범위 내에서 치료를 위한 방향과 범위를 설정하고 발목 근육 훈련 장치(1100)의 빠르기와 동작시간 동작횟수 등을 설정하여 수동 관절가동범위 운동치료를 수행할 수 있도록 제어하며, 발목 근육 훈련 장치(1100)가 일정한 각속도로 동작되도록 제어한다. 한편, 수동운동 모드는 검출된 관절가동범위의 80% 내에서만 운용되는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(1300)는 입력 되는 모드가 감각훈련 모드인 경우, 감지부(1200)에서 감지되는 반작용돌림힘을 모니터링하여 사용자에게 시각적 피드백을 제공할 수 있으며, 이러한 감각훈련 모드는 근력감각훈련 모드와, 위치감각훈련 모드를 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(1300)는 입력되는 모드가 근력감각훈련 모드인 경우, 수동운동 모드와 동일한 설정으로 진행하되, 발판(1140)이 중립인 상태에서 지시하는 방향과 각도로 사용자가 돌림힘을 가하도록(즉, 능동운동을 시도하도록) 유도한 후 이를 모니터링할 수 있다. 이 때, 제어부(1300)는 기설정된 값 이상의 돌림힘을 발휘하는 동안만을 시각적으로 인지할 수 있도록 어플리케이션을 통해 시각적 피드백을 제공할 수 있으며, 시각적 피드백은 목표점에 도달하는 과제 부여식으로 제공될 수 있다. 한편, 해당 모드에서는 외번, 내번, 배측굴곡, 저측굴곡, 회내 또는 회외의 각각의 방향으로 실시될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(1300)는 입력되는 모드가 위치감각훈련 모드인 경우, 사용자가 발판(1140)을 보지 않는 상태에서 임의의 방향과 각도로 발판(1140)을 회전시켜 사용자가 이를 체성감각으로만 인지하도록 유도한다. 이 후, 제어부(1300)는 발판(1140)을 중립 상태로 복귀시킨 후, 사용자로 하여금 체성감각으로 인지했던 방향과 각도로 발판(1140)을 움직이도록 과제를 부여하는 방식으로 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(1300)는 사용자에게 과제를 부여할 때 어플리케이션을 통해 시각적 피드백을 제공할 수 있으며, 사용자가 인지했던 방향과 각도로 움직이는 동안에는 발판(1140)의 회전저항이 0이 구현되도록, 임피던스(무부하) 제어 방식을 이용하여 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1300)는 입력되는 모드가 능동운동 모드인 경우, 감지부(1200)에서 외번, 내번, 배측굴곡 또는 저측굴곡의 방향 별로 감지된 반작용돌림힘을 통해 사용자의 능동근력(또는 Maximum Voluntary Contraction, MVC, 최대 자발적 수축)을 도출할 수 있다.
보다 상세하게, 사용자가 발목 근육 훈련 장치(1100)의 발판(1140)에 안착된 발에 임의의 방향으로 최대한 힘을 가하면, 제어부(1300)는 상술한 감지부(1200)를 통해 실시간으로 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘을 측정한다. 이 후, 제어부(1300)는 외번, 내번, 배측굴곡, 저측굴곡, 회내 또는 회외의 각각의 방향들에 대하여 상술한 방식을 적용하여 사용자의 능동근력을 도출할 수 있다.
한편, 능동운동 모드는 등속성(Isokinetic) 능동운동 모드와, 등장성(Isotonic) 능동운동 모드를 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(1300)는 입력되는 모드가 등속성 능동운동 모드인 경우, 능동근력이 기설정된 문턱치 이상이 되면 발목 근육 훈련 장치(1100)가 해당 방향으로 일정한 속도로 동작되도록 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어함으로써 문턱치 이상으로 사용자의 근력을 유도할 수 있다. 즉, 해당 모드에서 제어부(1300)는 사용자의 능동근력이 기설정된 문턱치를 넘어서는 동안 해당 방향으로 일정한 각속도를 가지고 구동부(1150)가 회전되도록 구동부(1150)를 제어할 수 있으며, 동작시간이 설정된 경우 기설정된 동작시간이 경과하면 같은 과정을 반복할 수 있도록 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어할 수 있다. 한편, 해당 모드에서 제어부(1300)는 기설정된 문턱치에 따라 난이도를 Hard, Medium, easy와 같이 구분하고 각각의 문턱치에 맞게 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(1300)는 입력되는 모드가 등장성 능동운동 모드인 경우, 사용자가 임의의 방향으로 발목을 운동할 때 발목 근육 훈련 장치(1100)가 검출된 능동근력에 따른 일정한 돌림힘을 출력하도록 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(1300)는 임피던스 제어 방식을 통해 발목 근육 훈련 장치(1100)를 제어할 수 있다.
FES(Functional Electrical Stimulation)부는 수동운동 시 사용자의 발목 관절의 각도 변화에 따른 주동근(Agonist)을 자극하는 것으로서, 상술한 발목 근육 훈련 장치(1100)에 설치되며, 제어부(1300)에 전기적으로 연결된다.
보다 상세하게, FES부(1400)는 수동운동(수동 관절가동범위 운동) 모드에서 관절의 운동방향의 주동근을 동시에 자극하도록 함으로써, 발판(1140)이 계획된 방향으로 움직이기 시작할 때 주동근의 수축이 동시에 시작되도록 마련될 수 있다. 한편, FES부(1400)는 관절가동범위의 80% 내에서만 FES 신호를 인가하도록 마련되는 것이 바람직하다.
비상정지부(1500)는 발목 근육 훈련 장치(1100)가 정상적으로 작동하지 않을 경우 발목 근육 훈련 장치(1100)의 작동을 정지시키기 위한 제어신호를 제어부(1300)로 전송하는 것으로서, 제어부(1300)에 전기적으로 연결된다.
상술한 바와 같은 발목 근육 훈련 장치(1100)와, 감지부(1200)와, 제어부(1300)와, FES부(1400)와, 비상정지부(1500)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템(1000)에 따르면, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.
또한, 발목 근력 훈련 장치에 구비되는 다양한 모드들을 통해 발목의 재활운동을 보다 효과적이고 효율적으로 실시할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석 되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템
1100 : 발목 근육 훈련 장치
1110 : 지지부재
1120 : 중간부재
1130 : 고정판
1140 : 발판
1141 : 베이스부
1142 : 고정부
1142a : 본체부
1142b : 조절부
1142b1 : 레버부
1142b2 : 플랜지부
1142b3 : 고정와셔
1142c : 홀더부
v : 스트랩홀
1142c1 : 몸체부
1142c2 : 핀부
1142c3 : 스냅링
1142c4 : 평와셔
1150 : 구동부
1200 : 감지부
1210 : 제1로드셀
1220 : 제2로드셀
1230 : 제3로드셀
1240 : 제4로드셀
1300 : 제어부
1400 : FES부
1500 : 비상정지부
1100 : 발목 근육 훈련 장치
1110 : 지지부재
1120 : 중간부재
1130 : 고정판
1140 : 발판
1141 : 베이스부
1142 : 고정부
1142a : 본체부
1142b : 조절부
1142b1 : 레버부
1142b2 : 플랜지부
1142b3 : 고정와셔
1142c : 홀더부
v : 스트랩홀
1142c1 : 몸체부
1142c2 : 핀부
1142c3 : 스냅링
1142c4 : 평와셔
1150 : 구동부
1200 : 감지부
1210 : 제1로드셀
1220 : 제2로드셀
1230 : 제3로드셀
1240 : 제4로드셀
1300 : 제어부
1400 : FES부
1500 : 비상정지부
Claims (9)
- 사용자의 발이 안착되는 발목 근육 훈련 장치;
상기 발목 근육 훈련 장치에 설치되며, 상기 사용자의 발목으로부터 인가되는 반작용돌림힘(Reaction Torque)을 감지하는 감지부; 및
상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어하며, 상기 감지부에서 감지되는 상기 반작용돌림힘을 모니터링하는 제어부를 포함하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어부에 입력되는 모드는,
수동운동 모드와, 감각훈련 모드와, 능동운동 모드를 포함하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
입력되는 모드가 상기 수동운동 모드인 경우, 상기 감지부에서 감지된 상기 반작용돌림힘을 통해 상기 사용자의 발목의 최대 관절가동범위(Range Of Motion, ROM)를 도출하고, 상기 최대 관절가동범위 내에서 상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화를 유도하도록 상기 발목 근육 훈련 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 발목 근육 훈련 장치에 설치되며, 수동운동 시 상기 사용자의 발목 관절의 각도 변화에 따른 주동근(Agonist)을 자극하는 FES(Functional Electrical Stimulation)부를 더 포함하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
입력되는 모드가 상기 감각훈련 모드인 경우, 상기 감지부에서 감지되는 상기 반작용돌림힘을 모니터링하여 상기 사용자에게 시각적 피드백을 제공하는 것을 특징으로 하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
입력되는 모드가 상기 능동운동 모드인 경우, 상기 감지부에서 감지된 상기 반작용돌림힘을 통해 상기 사용자의 능동근력을 도출하는 것을 특징으로 하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 제어부는,
입력되는 모드가 등속성(Isokinetic) 능동운동 모드인 경우, 상기 능동근력이 기설정된 문턱치 이상이 되면 상기 발목 근육 훈련 장치가 일정한 속도로 동작되도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 제어부는,
입력되는 모드가 등장성(Isotonic) 능동운동 모드인 경우, 상기 사용자가 임의의 방향으로 발목을 운동할 때 상기 발목 근육 훈련 장치가 상기 능동근력에 따른 일정한 돌림힘을 출력하도록 상기 발목 근육 훈련 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 감지부는,
복수개의 로드셀(Load Cell)로 마련되는 것을 특징으로 하는 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200169546A KR102547426B1 (ko) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200169546A KR102547426B1 (ko) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220080437A true KR20220080437A (ko) | 2022-06-14 |
| KR102547426B1 KR102547426B1 (ko) | 2023-06-23 |
Family
ID=81980219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200169546A KR102547426B1 (ko) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 발목 근육 훈련 장치의 제어 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR102547426B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116966057A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-10-31 | 同济大学浙江学院 | 一种关节功能牵引的康复机器人辅助训练方法及系统 |
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| KR101796916B1 (ko) | 2015-10-07 | 2017-11-13 | 대한민국 | 발목 근육 훈련 장치 |
-
2020
- 2020-12-07 KR KR1020200169546A patent/KR102547426B1/ko active IP Right Grant
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| CN116966057A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-10-31 | 同济大学浙江学院 | 一种关节功能牵引的康复机器人辅助训练方法及系统 |
| CN116966057B (zh) * | 2023-08-07 | 2024-01-05 | 同济大学浙江学院 | 一种关节功能牵引的康复机器人辅助训练方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102547426B1 (ko) | 2023-06-23 |
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