KR20230102280A - 체중 지지와 하지 근력 보조가 가능한 보행재활기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 체중을 지지하면서 하지 근력을 보조할 수 있는 보행재활기를 개시한다. 본 발명에 따른 보행재활기는, 베이스프레임; 하단이 베이스프레임의 양 측에 각각 결합되며, 각각 고정부재와 고정부재에 결합된 가동부재를 포함하는 한 쌍의 기둥부; 가동부재의 위치나 자세를 조절하여 각 기둥부의 높이를 조절하는 높이조절부; 기둥부의 상부에 설치되어 사용자의 가슴을 둘러싸는 체간지지부; 사용자가 착석하는 안장을 지지하는 것으로서, 기구의 중앙에 전후 방향으로 설치된 안장지지대를 포함하며, 사용자가 안장지지대를 다리 사이에 둔 상태로 기립 보행을 하거나 안장에 앉은 상태에서 착석 보행을 할 수 있다.
본 발명에 따른 보행재활기는, 사용자의 보행을 보조하는 것은 물론이고 필요에 따라 엔드 이펙터를 이용하여 하지 근력을 보조해줌으로써 사용자의 재활운동을 보조할 수도 있다. 특히, 독립 보행이 어려울 정도로 하지 근력이 약한 사용자의 입장에서는, 하네스를 사용하지 않고도 보행재활기를 이용하여 이동 및 일상 생활을 영위할 수 있을 뿐만 아니라 보행재활기를 사용하는 중에 자연스럽게 재활운동을 하게 되므로 생활의 질을 개선하면서도 보다 빠른 시간에 근력을 강화할 수 있게 된다.

Description

체중 지지와 하지 근력 보조가 가능한 보행재활기{Walking rehabilitation device for assisting muscular strength of lower extremity and supporting body weight}

본 발명은 보행재활기에 관한 것으로서, 구체적으로는 하네스를 사용하지 않고도 사용자의 체중과 체간을 지지하는 한편 엔드 이펙터(end effector)를 이용하여 하지 근력을 보조함으로써 이동 보조와 보행재활 훈련이 모두 가능한 보행재활기에 관한 것이다.

일반적으로 혼자 힘으로 보행이 어려운 노약자나 장애인들은 이동이나 재활 운동을 위해 보행보조기구를 많이 사용한다.

보행보조기구의 종류는 매우 다양하다. 예를 들어 도 1의 (a)에 예시한 바와 같이 사용자가 손으로 프레임을 잡은 상태에서 이동하는 유형과, 도 1의 (b)에 예시한 바와 같이 사용자가 상체를 둘러싸는 프레임에 의지한 상태에서 이동하는 유형 등이 있다.

그런데 이러한 유형의 보행보조기구는 대부분 보행 중 낙상을 방지하는 목적으로 설계된 것이어서 하지 근력이 약한 노약자가 재활 운동을 하는 용도에는 적합하지 않은 한계가 있다.

보행보조기구를 사용해서 스스로 보행하기 어려울 정도로 하지 근력이 약하거나 균형 능력이 저하된 사람의 경우에는 재활운동을 통해 하지 근력을 강화시키는 것이 매우 중요하다.

효과적인 재활운동을 위해서는 병원이나 재활 센터에 구비된 전문 재활훈련 장비를 활용하거나 재활보조로봇을 사용하는 것이 바람직하지만, 대부분의 재활훈련 장비는 너무 고가이어서 개인적으로 구매하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 크기가 너무 커서 병원이나 재활센터를 방문하거나 입원하지 않으면 이용하기가 쉽지 않은 문제가 있다.

따라서 근력이 약한 노약자나 장애인이 병원이나 재활센터를 방문하지 않고도 가정에서 일상 생활을 하면서 스스로 재활운동을 할 수 있는 보급형 보행재활기를 개발하여 보급할 필요가 있다.

또한 재활센터나 병원에 입원한 환자의 경우에도 전문적인 재활훈련시간은 한정되어 있으므로 훈련시간 이외에 환자의 보행을 보조하면서도 재활훈련 효과를 얻을 수 있는 보행재활기를 개발할 필요가 있다.

한국등록특허 제10-2153217호(2020.09. 07 공고)

본 발명은 이러한 배경에서 고안된 것으로서, 단순한 보행보조 기능뿐만 아니라 보행재활 훈련 기능까지 구비한 보급형 보행재활기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 베이스프레임; 하단이 베이스프레임의 양 측에 각각 결합되며, 각각 고정부재와 고정부재에 결합된 가동부재를 포함하는 한 쌍의 기둥부; 가동부재의 위치나 자세를 조절하여 각 기둥부의 높이를 조절하는 높이조절부; 기둥부의 상부에 설치되어 사용자의 가슴을 둘러싸는 체간지지부; 사용자가 착석하는 안장을 지지하는 것으로서, 기구의 중앙에 전후 방향으로 설치된 안장지지대를 포함하며, 사용자가 안장지지대를 다리 사이에 둔 상태로 기립 보행을 하거나 안장에 앉은 상태에서 착석 보행을 할 수 있는 보행재활기를 제공한다.

본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기에서, 상기 체간지지부의 하부에는 팔받침부가 설치되고, 상기 안장지지대는, 상단이 팔받침부의 중앙에 결합된 수직부와, 수직부의 하단에서 후단쪽으로 연장되어 안장을 지지하는 수평부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기에서, 상기 고정부재는, 베이스프레임의 사이드부재에 결합된 제1 고정부재와, 제1 고정부재보다 후단쪽에서 제1 고정부재와 같은 사이드부재에 결합된 제2 고정부재를 포함하고, 상기 가동부재는, 제1 고정부재와 제2 고정부재의 상단에 각각 회전조인트를 통해 회전 가능하게 결합된 제1 가동부재 및 제2 가동부재를 포함하고, 제1 가동부재와 제2 가동부재의 상단에는 각각 회전조인트에 의해 가동부 연결부재의 일단과 타단이 회전 가능하게 결합될 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기에서, 상기 높이조절부는, 제2 고정부재에 결합된 고정판; 상면이 제2 가동부재의 회전중심에 대한 원호 형상이며, 고정판의 상단에 결합되고 다수의 체결공이 형성된 체결판; 제2 가동부재에 결합된 잠금핀 가이드블록; 잠금핀 가이드블록의 내부에 승강 가능하게 설치되고 하단이 잠금핀 가이드블록의 하부로 돌출되어 체결판의 체결공에 삽입되는 잠금핀; 잠금핀에 대해 체결공을 향하는 방향으로 탄성력을 부여하도록 설치된 탄성부재; 하단은 잠금핀의 상단에 연결되고 상단은 잠금해제용 레버에 연결된 와이어를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기는, 체간지지부를 상승시키는 방향으로 힘이 작용하도록 설치되며, 하단은 고정부재 또는 베이스프레임에 연결되고 상단은 가동부재에 연결되는 가스스프링을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기는, 사용자의 하지 근력을 보조하기 위한 엔드 이펙터를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는, 기둥부의 고정부재에 결합된 수직 방향의 제1 링크; 제1 링크와 평행하게 배치된 제2 링크; 일단과 타단이 각각 제1 링크와 제2 링크의 상단에 회전 가능하게 결합된 제3 링크; 제3 링크의 하부에 제3 링크와 평행하게 배치되고 일단과 타단이 각각 제1 링크와 제2 링크에 회전 가능하게 결합된 제4 링크; 제2 링크의 하단에 결합된 발받침부; 제2 링크에 대해 위쪽 방향으로 탄성력을 부여하도록 설치된 하중보상스프링을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기는, 사용자의 하지 근력을 보조하기 위한 엔드 이펙터를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는, 일단이 베이스프레임의 사이드부재에 회전 가능하게 연결된 수평링크; 수평링크의 타단에 결합된 수직링크; 회전조인트에 의해 수직링크의 상단에 회전 가능하게 결합된 회전링크; 상단은 회전링크에 결합되고 하단은 수직링크에 결합된 하중보상스프링; 하중보상스프링과 반대쪽에서 회전링크의 단부에 결합된 발받침부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기는, 엔드 이펙터의 회전링크의 단부에 연결된 제1 연장부재 및 제2 연장부재; 가운데 부분이 제1 연장부재의 단부에 회전 가능하게 연결된 제1 브라켓; 가운데 부분이 제2 연장부재의 단부에는 회전 가능하게 연결된 제2 브라켓; 제1 브라켓의 선단과 후단을 각각 상기 발받침부의 일단과 연결하는 한 쌍의 제1 와이어; 제2 브라켓의 선단과 후단을 각각 상기 발받침부의 타단과 연결하는 한 쌍의 제2 와이어를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행재활기는, 사용자의 낙상방지를 위하여 상기 안장지지대의 후단과 상기 체간지지부를 연결하는 낙상방지용 스트랩을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 보행재활기는, 사용자의 보행을 보조하는 것은 물론이고 필요에 따라 엔드 이펙터를 이용하여 하지 근력을 보조해줌으로써 사용자의 재활운동을 보조할 수도 있다.

특히, 독립 보행이 어려울 정도로 하지 근력이 약한 사용자의 입장에서는, 하네스를 사용하지 않고도 보행재활기를 이용하여 이동 및 일상 생활을 영위할 수 있을 뿐만 아니라 보행재활기를 사용하는 중에 자연스럽게 재활운동을 하게 되므로 생활의 질을 개선하면서도 보다 빠른 시간에 근력을 강화할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 보행보조기구를 예시한 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기의 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기의 사용 상태도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기의 엔드 이펙터를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기의 탑승 과정을 예시한 도면
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기의 사시도
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기의 측면도
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기의 기둥부를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기에서 기둥부의 높이를 낮춘 상태를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기의 높이조절부를 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기의 엔드 이펙터를 나타낸 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

참고로 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결 또는 결합되는 경우는, 다른 구성요소와 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 직접 결합되는 경우는 중간에 다른 요소가 개재되지 않는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함 또는 구비하는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제 치수와 다르게 과장되게 나타낸 부분이 있는데, 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것일 뿐이며 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되거나 왜곡되어서는 아니 됨은 물론이다.

<제 1 실시예>

본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기(100)는, 도 2의 사시도 및 도 3의 사용상태도에 나타낸 바와 같이, 베이스프레임(110)과, 하단이 베이스프레임(110)의 양 측에 각각 결합된 한 쌍의 기둥부(120)와, 기둥부(120)의 상단에 결합된 팔받침부(140)와, 팔받침부(140)의 상부에 설치된 체간지지부(150)와, 기구의 중앙에 전후방향으로 설치되며 상단이 팔받침부(140)의 중앙에 결합된 상태에서 안장(165)을 지지하는 안장지지대(160)와, 사용자의 하지 근력을 보조하는 엔드 이펙터(end effector)(200)를 포함한다.

먼저 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 사용자가 이동하는 방향을 기준으로 앞쪽을 '선단'또는 '선단쪽'이라 하고, 뒤쪽을 '후단' 또는 '후단쪽'이라 하기로 한다.

베이스프레임(110)은 서로 평행하게 배치된 한 쌍의 사이드부재(112)와, 각 사이드부재(112)의 선단을 연결하는 프런트부재(111)와, 각 사이드부재(112)에 장착된 캐스터(115)를 포함할 수 있다.

베이스프레임(110)에는 캐스터(115)를 선택적으로 구동시키는 캐스터 구동모터(180)와 전원공급용 배터리가 설치될 수도 있다.

기둥부(120)는, 각 사이드부재(112)에 고정된 고정부재(121)와, 고정부재(121)의 상단에 이동 가능하게 결합된 가동부재(122)와, 가동부재(122)를 승강시키는 높이조절부(130)를 포함한다.

높이조절부(130)의 구성은 특별히 한정되지 않는다. 일 예로서, 가동부재(122)에 래크기어를 형성하고 회전 손잡이로 피니언 기어를 회전시켜 가동부재(122)를 승강시킬 수도 있고, 가동부재(122)에 수직 방향으로 형성된 다수의 체결홀을 형성하고 고정부재(121)를 관통하여 체결홀에 삽입되는 잠금핀을 이용하여 가동부재(122)의 높이를 조절할 수도 있고, 그 밖에 다른 방식으로 가동부재(122)의 높이를 조절할 수도 있다. 또한 모터, 실린더 등의 액츄에이터를 이용하여 가동부재(122)의 높이를 조절할 수도 있다.

한편 도면에는 나타내지 않았지만, 기둥부(120)에는 가스스프링이 설치될 수도 있다. 가스스프링은 사용자가 체중을 의지한 상태에서 기둥부(120)의 높이를 높일 때는 사용자가 기립하는 힘을 보조하는 역할을 하고, 높이를 낮출 때는 급격한 하강으로 인한 안전사고를 방지하는 역할을 할 수 있다. 가스스프링의 하단은 고정부재(121)에 결합되고 상단은 가동부재(122)에 결합될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 구체적인 설치 위치는 다양하게 변경될 수 있다.

팔받침부(140)는 사용자가 이동 중에 팔을 올려 놓거나 손으로 잡는 부분으로서, 각 기둥부(120)의 상단에 결합된 한 쌍의 사이드부재(142)와, 각 사이드부재(142)의 선단을 연결하는 프런트부재(141)를 포함할 수 있다.

체간지지부(150)는 사용자의 가슴 전방과 측방을 둘러싸서 지지하는 부분으로서, 팔받침부(140)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

체간지지부(150)는, 한 쌍의 사이드부재(152)와, 각 사이드부재(152)의 선단을 연결하는 프런트부재(151)를 포함할 수 있다. 체간지지부(150)의 각 사이드부재(152)의 후단은 상하 방향으로 배치된 연결부재(153)를 통해 팔받침부(140)의 각 사이드부재(142)와 연결될 수 있다.

체간지지부(150)의 각 사이드부재(152)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자의 겨드랑이 부분을 지지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

팔받침부(140) 또는 체간지지부(150)에는 캐스터 구동모터(180)를 선택적으로 동작시키기 위한 버튼, 스위치 등의 입력수단(도면에는 나타내지 않았음)이 설치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기(100)에서, 베이스프레임(110), 팔받침부(140) 및 체간지지부(150)는 모두 선단쪽은 프런트부재(111, 141, 151)에 의해 막혀 있고 후단쪽은 개방되어 있다.

따라서 사용자는 도 2에 나타낸 화살표 방향과 같이, 개방된 후단쪽을 통해 보행재활기(100)에 탑승할 수 있다.

안장지지대(160)는 상단이 팔받침부(140)의 프런트부재(141)의 중앙에 결합되는 수직부(161)와 수직부(161)의 하단에 연결되어 후단쪽으로 연장된 수평부(162)를 포함하며, 수평부(162)에 사용자가 앉을 수 있는 안장(165)이 장착된다.

안장지지대(160)는 평면에서 볼 때 베이스프레임(110)의 양 사이드부재(112)의 중앙에 위치하며, 도 3에 나타낸 바와 같이 사용자가 기립 보행을 하는 경우에는 수평부(162)가 사용자의 양 다리 사이에 위치함으로써 보행을 방해하지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한 안장(165)은 사용자가 기립 보행을 하는 경우에 사용자의 다리나 엉덩이에 닿지 않을 정도로 수평부(162)의 후단 부근에 설치하는 것이 바람직하다.

도면에는 안장(165)이 자전거 안장과 유사한 형상인 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 보행 중 사용자 다리와의 간섭을 줄이기 위해서는 자전거 안장 보다 폭이 좁은 원통 형상의 안장을 수평부(162)에 설치할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 보행재활기(100)는 사용자가 탑승하는 후단쪽이 개방되어 있으므로 사용자가 안장(165)에 앉은 상태에서 후방으로 넘어지는 것을 방지할 필요가 있다.

예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 사용자가 탑승한 이후에 대략 T형의 낙상방지용 스트랩(170)의 하단을 안장지지대(160)의 수평부(162)의 후단에 연결하고, 상부의 양 단부를 각각 체간지지부(150)의 양 사이드부재(152)에 연결하거나 팔받침부(140)의 양 사이드부재(142)에 연결하면 사용자가 후방으로 넘어지는 것을 방지할 수 있다.

한편 사용자는 보행이나 재활 훈련 중에 안장(165)에 앉아서 휴식할 수도 있고, 안장(165)에 앉은 상태에서 다리를 움직여 착석 보행을 할 수도 있다. 또한 안장(165)에 앉은 상태에서 캐스터 구동모터(180)를 구동하여 캐스터(115)를 회전시킴으로써 동력 주행을 할 수도 있다.

엔드 이펙터(200)는 사용자의 하지 근력을 보조하기 위한 것으로서 사용자가 발을 올려 놓는 발받침부(230)와 발받침부(230)에 가해지는 하중을 보상하는 기구를 포함한다. 엔드 이펙터(200)는 사용자의 왼발과 오른발을 각각 지지하는 한 쌍이 설치될 수도 있고, 한쪽 발의 근력만 보조해도 무방한 경우에는 하나만 설치될 수도 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 엔드 이펙터(200)는 각 기둥부(120)의 고정부재(121)에 결합된 평행링크(210)와, 평행링크(210)에 연결된 발받침부(230)와, 발받침부(230)에 대해 위쪽 방향으로 탄성력을 제공하는 하중보상스프링(220)을 포함할 수 있다.

평행링크(210)는 기둥부(120)의 고정부재(121)에 결합된 수직 방향의 제1 링크(211)와, 제1 링크(211)와 평행하게 배치된 제2 링크(212)와, 일단과 타단이 각각 제1 링크(211)와 제2 링크(212)의 상단에 회전 가능하게 결합된 제3 링크(213)와, 제3 링크(213)와 평행하게 배치되고 일단과 타단이 각각 제1 링크(211)와 제2 링크(212)에 회전 가능하게 결합된 제4 링크(214)를 포함할 수 있다.

제1 링크(211)는 고정부재(121)에 고정될 수도 있고, 수직축을 중심으로 회전 가능하게 고정부재(121)에 결합될 수도 있다.

발받침부(230)는 제2 링크(212)의 하단에 결합될 수 있다. 하중보상스프링(220)은 제2 링크(212)에 대해 위쪽으로 탄성력을 부여하도록 설치되며, 예를 들어 제1 링크(211)와 제2 링크(212)의 사이에 설치될 수도 있고, 제1 링크(211)와 제4 링크(214)의 사이에 설치될 수도 있다.

따라서 사용자가 엔드 이펙터(200)의 발받침부(230)에 발을 올려 놓으면, 하중보상스프링(220)이 위쪽으로 탄성력을 제공함에 따라 사용자는 보다 작은 힘으로 자신의 발을 들어 올리면서 보행 연습을 할 수 있게 된다.

도면에는 발받침부(230)가 신발 형상인 것으로 나타나 있으나, 이는 예시일 뿐이므로 사용자가 발을 올려 놓을 수 있는 다양한 형상으로 대체될 수 있다.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 보행재활기(100)의 탑승 방법을 설명한다.

먼저, 사용자가 앉아 있는 상태이면, 보호자는 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 체간지지부(150)를 하강시킨 상태에서 앉아 있는 사용자의 앞으로 보행재활기(100)를 이동시킨다. 이때 보행재활기(100)의 개방된 후단쪽이 사용자를 향해야 함은 물론이다.

이 상태에서 사용자는 앞 쪽으로 몸을 기울여 침대나 의자에서 일어나면서 체간지지부(150)의 내부로 진입하고, 체간지지부(150)의 양 사이드부재(152)를 자신의 겨드랑이 아래에 위치시켜 자신의 몸을 체간지지부(150)에 기댄다.

이어서 보호자가 높이조절부(130)를 조절하여 기둥부(120)와 체간지지부(150)를 상승시키면 사용자가 완전히 기립하게 된다. 보호자는 사용자가 체간지지부(150)의 사이로 진입한 이후에 사용자의 후방에 낙상방지용 스트랩(170)을 체결하는 것이 바람직하다.

이와 같이 보행재활기(100)에 완전히 탑승한 이후에, 사용자는 엔드 이펙터(200)나 캐스터 구동모터(180)를 사용하지 않고 독립적으로 기립 보행을 할 수도 있고, 엔드 이펙터(200)의 발받침부(230)에 발을 올려 놓고 보행 훈련을 할 수도 있다. 앞서 설명한 바와 같이 보행을 할 때는 안장지지대(160)의 수평부(162)가 사용자의 다리 사이에 위치한 상태에서 보행하는 것이 바람직하다.

또한 사용자는 보행 중에 안장(165)에 앉아서 쉴 수도 있고, 안장(165)에 앉은 상태에서 착석 보행을 할 수도 있고, 캐스터 구동모터(180)를 이용하여 동력 주행을 할 수도 있다.

<제 2 실시예>

본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)는 기둥부의 구조, 높이조절 원리, 엔드 이펙터의 구조 등에서 제1 실시예와 차이가 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)는, 도 6의 사시도 및 도 7의 측면도에 나타낸 바와 같이, 베이스프레임(110)과, 하단이 베이스프레임(110)의 양 측에 각각 결합된 한 쌍의 기둥부(120')와, 기둥부(120')의 상단에 결합된 팔받침부(140)와, 팔받침부(140)의 상부에 설치된 체간지지부(150)와, 상단이 팔받침부(140)의 중앙에 결합된 안장지지대(160)와, 사용자의 하지 근력을 보조하는 엔드 이펙터(400)를 포함한다.

사용자는 도 6 및 도7에 나타낸 화살표 방향과 같이, 개방된 후단쪽을 통해 보행재활기(100a)에 탑승할 수 있다.

제1 실시예와 마찬가지로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)의 베이스프레임(110)도, 서로 평행하게 배치된 한 쌍의 사이드부재(112)와, 각 사이드부재(112)의 선단을 연결하는 프런트부재(111)와, 각 사이드부재(112)에 장착된 캐스터(115)를 포함할 수 있다. 또한 도면에는 나타내지 않았지만, 베이스프레임(110)에는 캐스터(115)를 선택적으로 구동시키는 캐스터 구동모터와 전원공급용 배터리가 설치될 수도 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)의 한 쌍의 기둥부(120')는 각각 평행링크 구조를 가질 수 있다.

도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 각 기둥부(120')는, 서로 전후 방향으로 이격된 상태에서 베이스프레임(110)의 사이드부재(112)에 각각 고정된 제1 고정부재(121a) 및 제2 고정부재(121b)와, 제1 및 제2 고정부재(121a,121b)의 상단에 각각 회전조인트(J1, J2)를 통해 회전 가능하게 결합된 제1 가동부재(122a) 및 제2 가동부재(122b)와, 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)의 상단 부근을 서로 연결하는 가동부 연결부재(123)와, 제1 및 제2 고정부재(121a,121b)의 상단 부근을 서로 연결하는 고정부 연결부재(124)를 포함한다.

가동부 연결부재(123)의 일단과 타단은 각각 회전조인트(J3, J4)에 의해 제1 가동부재(122a) 및 제2 가동부재(122b)의 상단에 회전 가능하게 연결되며, 이로 인해 제1 가동부재(122a)와 제2 가동부재(122a,122b)는 각각 회전조인트(J1, J2)를 중심으로 회전하면서도 서로 평행 상태를 유지하는 평행링크가 된다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)의 기둥부(120')는, 이러한 평행링크 구조와 높이조절부(300)를 이용하여 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)를 회전시키면서 체간지지부(150)의 높이를 조절할 수 있다.

즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)를 후단쪽으로 회전시키면 체간지지부(150)의 높이가 낮아지므로 침대나 의자에 앉은 상태의 사용자가 탑승할 수 있는 높이가 된다.

또한 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)를 수직으로 세운 상태에서 고정시키면 사용자가 탑승하여 기립 보행할 수 있는 높이가 된다.

높이조절부(300)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기둥부의 제2 고정부재(121b)에 결합된 고정판(310)과, 고정판(310)의 상단에 결합되며 다수의 체결공(322)이 형성된 체결판(320)과, 기둥부의 제2 가동부재(122b)에 결합된 잠금핀 가이드블록(330)과, 잠금핀 가이드블록(330)의 내부에 승강 가능하게 설치되고 하단이 잠금핀 가이드블록(330)의 하부로 돌출되어 체결판(320)의 체결공(322)에 삽입되는 잠금핀(340)과, 잠금핀(340)에 대해 체결공(322)을 향하는 방향으로 탄성력을 부여하도록 설치된 탄성부재(350)와, 하단은 잠금핀(340)의 상단에 연결되고 상단은 잠금해제용 레버(도 6의 360)에 연결된 와이어(362)를 포함한다.

체결판(320)의 상면은 회전조인트(J2)를 중심으로 하는 원호 형상을 가지며, 체결공(322)은 원호 방향을 따라 다수 개가 소정 간격으로 형성된다.

잠금해제용 레버(360)는 가동부 연결부재(123)에 연결되어 선단쪽으로 돌출된 보조 손잡이(145)에 설치되며, 대략 자전거 브레이크와 비슷한 형상을 가질 수 있다. 잠금해제용 레버(360)의 설치 위치와 구체적인 형상은 얼마든지 변경될 수 있다.

도 6과 도 7은, 제2 고정부재(121b)를 수직으로 세우고 잠금핀(340)을 체결공(322)에 체결함으로써 체간지지부(150)를 최대로 상승시킨 상태를 나타낸 것이다.

이 상태에서, 체간지지부(150)의 높이를 낮추기 위해서는, 사용자 또는 보호자가 잠금해제용 레버(360)를 이용하여 와이어(362)에 연결된 잠금핀(340)을 상승시켜야 한다.

잠금핀(340)이 상승하여 하단이 체결공(322)에서 빠진 이후에 사용자가 기둥부(120')를 후단쪽으로 밀어서 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)를 각각 회전조인트(J1, J2)를 중심으로 회전시키면 회전각에 비례하여 체간지지부(150)의 높이가 점차 낮아지게 된다.

이때, 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)는 후술하는 가스스프링(190)에 의해 상승하는 방향으로 힘을 받고 있으므로 사용자가 기둥부(120')를 후단쪽으로 밀면 가스스프링(190)의 작용으로 인해 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)가 급격히 쓰러지는 대신 천천히 회전하면서 하강하게 된다.

체간지지부(150)가 원하는 높이에 도달하였을 때 사용자가 잠금해제용 레버(360)에서 손을 떼면, 탄성부재(350)의 탄성력에 의해 잠금핀(340)이 해당 각도에 대응하는 체결공(322)에 삽입되면서 체간지지부(150)의 높이가 고정된다.

각 기둥부(120')에 설치된 가스스프링(190)은 사용자가 앉은 상태에서 보다 안정적으로 기립할 수 있도록 근력을 보조하는 역할을 한다. 또한 가스스프링(190)은 사용자가 체간지지부(150)에 체중을 의지한 상태에서 높이를 낮추기 위해 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)를 후단쪽으로 회전시키는 경우에 하강 속도를 늦추어 줌으로써 안전사고를 방지하는 역할을 할 수도 있다.

가스스프링(190)의 하단은 고정된 제1 고정부재(121a)나 베이스프레임(110)의 사이드부재(112)에 연결하고, 상단은 제1 가동부재(122a) 또는 제2 가동부재(122b)에 연결하거나 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)의 사이에 연결할 수도 있다.

도면에는, 기둥부(120')의 후단쪽에 위치하는 제1 고정부재(121a)에 제1 브라켓(192)을 설치하여 가스스프링(190)의 하단을 연결하고, 제1 및 제2 가동부재(122a, 122b)의 사이에 제2 브라켓(194)를 설치하여 가스스프링(190)의 상단을 연결한 것으로 나타나 있으나, 이는 예시에 불과한 것이므로 가스스프링(190)의 설치 위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다만, 어떠한 위치에 가스스프링(190)을 설치하든, 제1 및 제2 가동부재(122a,122b)가 회전할 때 체간지지부(150)가 상승하는 방향으로 가스스프링(190)의 힘이 작용하도록 설치되어야 한다.

다시 도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)에서도, 팔받침부(140)는 사용자가 이동 중에 팔을 올려 놓거나 손으로 잡는 부분으로서, 각 기둥부(120')의 상단에서 가동부 연결부재(123)에 결합된 한 쌍의 사이드부재(142)와, 각 사이드부재(142)의 선단을 연결하는 프런트부재(141)를 포함할 수 있다.

또한 체간지지부(150)는 팔받침부(140)의 상부에 설치되어 사용자의 가슴 전방과 측방을 둘러싸서 지지하는 역할을 하며, 후단이 연결부재(153)를 통해 팔받침부(140)의 사이드부재(142)와 각각 결합된 한 쌍의 사이드부재(152)와, 각 사이드부재(152)의 선단을 연결하는 프런트부재(151)를 포함할 수 있다. 팔받침부(140) 또는 체간지지부(150)에는 캐스터 구동모터(도면에는 나타내지 않았음)를 선택적으로 동작시키기 위한 버튼, 스위치 등의 입력수단(도면에는 나타내지 않았음)이 설치될 수도 있다.

안장지지대(160)는 상단이 팔받침부(140)의 프런트부재(141)의 중앙에 결합되는 수직부(161)와 수직부(161)의 하단에 연결되어 후단쪽으로 연장된 수평부(162)를 포함하며, 수평부(162)에는 사용자가 앉을 수 있는 안장(도면에는 나타내지 않았음)이 장착된다.

안장지지대(160)의 구체적인 용도와 설치 위치는 제1 실시예에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.

한편 본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)는, 하단이 각 기둥부(120')의 제2 고정부재(121b)에 결합된 상태에서 선단쪽으로 경사지게 연장된 한 쌍의 보호자 손잡이 연결부재(125)를 포함할 수 있다. 또한 보호자 손잡이 연결부재(125)의 상단에는 수직 방향의 제1 손잡이(126)와 수평방향의 제2 손잡이(127)가 형성될 수도 있다.

보호자는 제1 손잡이(126) 또는 제2 손잡이(127)를 잡고 보행재활기(100a)를 밀어서 이동시킬 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보행재활기(100a)도 사용자의 하지 근력을 보조하기 위한 엔드 이펙터(400)를 포함할 수 있다. 도 11면에는 하나의 엔드 이펙터(400)만 나타나 있으나 이는 예시에 불과한 것이므로 사용자의 양 발을 각각 지지하기 위한 한 쌍의 엔드 이펙터(400)가 설치될 수도 있다.

엔드 이펙터(400)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 일단이 베이스프레임(110)의 사이드부재(112)에 회전 가능하게 연결된 수평링크(410)와, 수평링크(410)의 타단에 결합된 수직링크(420)와, 회전조인트에 의해 수직링크(420)의 상단에 회전 가능하게 결합된 회전링크(430)와, 상단은 회전링크(430)에 결합되고 하단은 수직링크(130)에 결합된 하중보상스프링(440)과, 하중보상스프링(440)과 반대쪽에서 회전링크(430)의 단부에 결합된 발받침부(480)를 포함할 수 있다.

수평링크(410)는 하나 이상의 수직축을 중심으로 회전하는 링크를 포함하며, 구체적인 구성은 한정되지 않는다. 따라서 단일 링크로 이루어질 수도 있고 서로 회전 가능하게 연결된 2 이상의 링크를 포함할 수도 있다.

수직링크(420)는 회전링크(430)를 지지하는 역할을 하며, 수직링크(420)의 하단은 수평링크(410)에 회전 가능하게 결합될 수도 있고 수평링크(410)에 고정될 수도 있다.

발받침부(480)는 사용자가 발을 올려 놓은 부분으로서, 회전링크(430)의 단부에 직접 결합될 수도 있으나 사용자가 보다 자연스럽게 발을 움직일 수 있도록 어느 정도의 자유도를 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 회전링크(430)의 단부에 제1 및 제2 연장부재(451,452)를 연결하고, 제1 연장부재(451)의 단부에는 제1 브라켓(461)의 가운데부분을 회전 가능하게 연결하고, 제2 연장부재(452)의 단부에는 제2 브라켓(462)의 가운데부분을 회전 가능하게 연결할 수 있다.

또한, 제1 브라켓(461)의 선단과 후단은 각각 한 쌍의 제1 와이어(471)를 통해 발받침부(480)의 일단에 연결되고, 제2 브라켓(462)의 선단과 후단은 각각 한 쌍의 제2 와이어(472)를 통해 발받침부(480)의 타단에 연결될 수 있다.

도면에는 발받침부(480)가 막대 형상으로 나타나 있으나 이는 예시에 불과한 것이므로, 신발 형상 등 다른 형상으로 대체될 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 구체적인 적용 과정에서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

100: 보행재활기 110: 베이스 프레임 111: 프런트부재
112: 사이드부재 115: 캐스터 120, 120': 기둥부
121: 고정부재 122: 가동부재 123: 가동부 연결부재
124: 고정부 연결부재 125: 보호자용 손잡이 연결부재
126, 127: 제1, 제2 손잡이 129: 스토퍼
130: 높이조절부 140: 팔받침부 141: 프런트부재
142: 사이드부재 145: 보조 손잡이 150: 체간지지부
151: 프런트부재 152: 사이드부재 153: 연결부재
160: 안장지지대 161: 수직부 162: 수평부
165: 안장 170: 낙상방지용 스트랩
180: 캐스터 구동모터 190: 가스스프링 192: 제1 브라켓
194: 제2 브라켓 200: 엔드 이펙터 210: 평행링크
211, 212, 213, 214: 제1, 제2, 제3, 제4 링크
220: 하중보상스프링 230: 발받침부 300: 높이조절부
310: 고정판 320: 체결판 322: 체결공
330: 잠금핀 가이드블록 340: 잠금핀 350: 탄성부재
360: 잠금해제용 레버 362: 와이어 400: 엔드 이펙터
410: 수평링크 420: 수직링크 430: 회전링크
440: 하중보상스프링 451,452: 제1 및 제2 연장부재
461,462: 제1, 제2 브라켓 471, 472: 제1, 제2 와이어
480: 발받침부 J1, J2, J3, J4: 회전조인트

Claims (9)

1. 베이스프레임;
   하단이 베이스프레임의 양 사이드부재에 각각 결합되며, 각각 고정부재와 고정부재에 결합된 가동부재를 포함하는 한 쌍의 기둥부;
   가동부재의 위치나 자세를 조절하여 각 기둥부의 높이를 조절하는 높이조절부;
   기둥부의 상부에 설치되어 사용자의 가슴을 둘러싸는 체간지지부;
   사용자가 착석하는 안장을 지지하는 것으로서, 기구의 중앙에 전후 방향으로 설치된 안장지지대
   를 포함하며, 사용자가 안장지지대를 다리 사이에 둔 상태로 기립 보행을 하거나 안장에 앉은 상태에서 착석 보행을 할 수 있는 보행재활기
2. 제1항에 있어서,
   상기 체간지지부의 하부에는 팔받침부가 설치되고,
   상기 안장지지대는, 상단이 팔받침부의 중앙에 결합된 수직부와, 수직부의 하단에서 후단쪽으로 연장되어 안장을 지지하는 수평부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부재는, 베이스프레임의 사이드부재에 결합된 제1 고정부재와, 제1 고정부재보다 후단쪽에서 제1 고정부재와 같은 사이드부재에 결합된 제2 고정부재를 포함하고,
   상기 가동부재는, 제1 고정부재와 제2 고정부재의 상단에 각각 회전조인트를 통해 회전 가능하게 결합된 제1 가동부재 및 제2 가동부재를 포함하고,
   제1 가동부재와 제2 가동부재의 상단에는 각각 회전조인트에 의해 가동부 연결부재의 일단과 타단이 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 보행재활기
4. 제3항에 있어서, 상기 높이조절부는,
   제2 고정부재에 결합된 고정판;
   상면이 제2 가동부재의 회전중심에 대한 원호 형상이며, 고정판의 상단에 결합되고 다수의 체결공이 형성된 체결판;
   제2 가동부재에 결합된 잠금핀 가이드블록;
   잠금핀 가이드블록의 내부에 승강 가능하게 설치되고 하단이 잠금핀 가이드블록의 하부로 돌출되어 체결판의 체결공에 삽입되는 잠금핀;
   잠금핀에 대해 체결공을 향하는 방향으로 탄성력을 부여하도록 설치된 탄성부재;
   하단은 잠금핀(340)의 상단에 연결되고 상단은 잠금해제용 레버에 연결된 와이어
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기
5. 제1항에 있어서,
   체간지지부를 상승시키는 방향으로 힘이 작용하도록 설치되며, 하단은 고정부재 또는 베이스프레임에 연결되고 상단은 가동부재에 연결되는 가스스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기
6. 제1항에 있어서,
   사용자의 하지 근력을 보조하기 위한 엔드 이펙터를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는,
   기둥부의 고정부재에 결합된 수직 방향의 제1 링크;
   제1 링크와 평행하게 배치된 제2 링크;
   일단과 타단이 각각 제1 링크와 제2 링크의 상단에 회전 가능하게 결합된 제3 링크;
   제3 링크의 하부에 제3 링크와 평행하게 배치되고, 일단과 타단이 각각 제1 링크와 제2 링크에 회전 가능하게 결합된 제4 링크;
   제2 링크의 하단에 결합된 발받침부;
   제2 링크에 대해 위쪽 방향으로 탄성력을 부여하도록 설치된 하중보상스프링
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기
7. 제1항에 있어서,
   사용자의 하지 근력을 보조하기 위한 엔드 이펙터를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는,
   일단이 베이스프레임의 사이드부재에 회전 가능하게 연결된 수평링크;
   수평링크의 타단에 결합된 수직링크;
   회전조인트에 의해 수직링크의 상단에 회전 가능하게 결합된 회전링크;
   상단은 회전링크에 결합되고 하단은 수직링크에 결합된 하중보상스프링;
   하중보상스프링과 반대쪽에서 회전링크의 단부에 결합된 발받침부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기
8. 제7항에 있어서,
   회전링크의 단부에 연결된 제1 연장부재 및 제2 연장부재;
   가운데 부분이 제1 연장부재의 단부에 회전 가능하게 연결된 제1 브라켓;
   가운데 부분이 제2 연장부재의 단부에는 회전 가능하게 연결된 제2 브라켓;
   제1 브라켓의 선단과 후단을 각각 상기 발받침부의 일단과 연결하는 한 쌍의 제1 와이어;
   제2 브라켓의 선단과 후단을 각각 상기 발받침부의 타단과 연결하는 한 쌍의 제2 와이어
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기
9. 제1항에 있어서,
   사용자의 낙상방지를 위하여 상기 안장지지대의 후단과 상기 체간지지부를 연결하는 낙상방지용 스트랩을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행재활기

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