KR20240037431A

KR20240037431A - 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구

Info

Publication number: KR20240037431A
Application number: KR1020220115751A
Authority: KR
Inventors: 이운규; 김상기; 박현희; 이혜빈; 연성은
Original assignee: 주식회사 이앤씨
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2024-03-22

Abstract

본 발명은, 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사용자가 설정한 무게값을 토대로 구동 모터를 회전시켜 와이어를 권출 또는 권취하되, 휠체어가 정상적으로 진입하여 정위치했을 때에만 구동 모터가 동작되도록 하고, 안전 잠금 유닛이 구비됨으로써 안전 사고를 이중으로 방지할 수 있으므로 몸이 불편한 장애인의 재활 운동에 특히 유용한 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구에 관한 것이다.

Description

휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구{Rehabilitation exercise machine}

최근 들어 헬스장, 트레이닝센터, 스포츠 센터 등의 운동 전문 시설이 아닌 일반 가정에서 홈 트레이닝으로 건강을 챙기려는 사람이 늘어나고 있으며, 이에 맞춰 다양한 홈 트레이닝 기구가 제조 판매되어 적합한 운동을 원하는 소비자의 선택권도 확대되고 있다.

또한, 주로 재활 운동을 위한 것이기는 하지만, 선천적 또는 후천적인 장애를 가진 장애인을 위한 트레이닝 기구도 제조 판매되기도 하여서, 일반 비장애인에 비해 가정에서 자주 수행할 수 있는 운동에 대한 욕구가 높은 장애인도 홈 트레이닝하는 데 사용할 수 있다.

하지만, 장애인은 장애 유형에 따라 적합하게 프로그램한 운동을 수행하는 것이 좋으나, 시중에 판매되는 홈 트레이닝 기구는 이를 만족시키지 못하고 있다.

특히, 장애인은 신체적 제약에 의해서 운동 중의 사고 위험이 일반인보다 높으므로, 장애인을 위한 홈 트레이닝 기구는 운동 중의 안전을 최우선적으로 보장하여야 하지만, 장애인의 사용 편리성에 중점을 두고만 있어서 운동 중의 안정을 충분히 보장하지 못하고 있다.

KR10-1285155(등록번호) 2013.07.05.

본 발명은, 사용자가 설정한 무게값에 대응되도록 와이어(131)가 권출 또는 권취되고 노출된 와이어(131)의 길이에 따라 와이어(131)의 권출 또는 권취가 결정되므로 와이어(131)의 권출 동작 도중 갑작스런 근력 상실시에도 안전 사고를 예방할 수 있는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 사용자가 가한 힘이 와이어(131)에 작용하는 장력을 이용하여 무게값을 계산하고, 이를 토대로 구동 모터(132)를 회전시켜 와이어(131)를 권출 또는 권취하되, 사용자가 가한 힘이 설정 무게를 얼마나 초과하는지의 여부에 따라 구동 모터(132)의 구동력을 증감하므로 무게추를 이용한 운동때와 유사한 느낌을 받을 수 있는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 와이어(131)가 상승할 때에 비해 하강할 때에 무게값을 더 낮게 설정할 수 있고, 안전 잠금 유닛(300)이 구비됨으로써 안전 사고를 이중으로 방지할 수 있으므로 몸이 불편한 장애인의 재활 운동에 특히 유용한 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 휠체어(10)가 진입 가능하도록 상호 이격되어 지면에 지지되는 한 쌍의 베이스 프레임(100); 상기 베이스 프레임(100)에 상기 베이스 프레임(100)의 길이 방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 휠 감지 센서(102); 상기 베이스 프레임(100)의 후단으로부터 상방으로 연장되는 기둥 프레임(110); 상기 기둥 프레임(110)을 가로질러 고정하는 행거 프레임(120); 상기 베이스 프레임(100)의 일측에 설치되어 와이어(131)를 권취 또는 권출하는 구동 유닛(130); 상기 와이어(131)의 끝단이 연결되는 운동 유닛(200); 상기 와이어(131)가 설정된 무게값에 대응되게 권취 또는 권출되도록 상기 구동 유닛(130)의 구동량을 결정하여 상기 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송하는 제어부; 사용자로부터 운동하고자하는 설정 무게를 포함한 운동 정보를 입력받아 이를 상기 제어부에 전송하는 인터페이스 모듈(400);을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 구동 유닛(130)에서 노출되는 와이어(131)의 길이에 따라 상기 구동 유닛(130)의 정방향 또는 역방향의 회전 방향을 결정하되, 상기 휠 감지 센서(102)의 측정값이 상기 기둥 프레임(110)에서 가장 먼 방향에 위치된 상기 휠 감지 센서(102)로부터 상기 기둥 프레임(110)에서 가장 가까운 방향에 위치된 상기 휠 감지 센서(102)까지 순차적으로 측정되고 상기 인터페이스 모듈(400)에 상기 운동 정보가 입력되면 상기 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송한다.

또한, 본 발명은, 상기 베이스 프레임(100)의 상방에 구비되는 열 감지 센서(103);를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 열 감지 센서(103)의 측정값이 설정값 이상이면 상기 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 구동 유닛(130)의 정방향과 역방향 회전시에 서로 다른 무게값의 설정이 가능하다.

또한, 본 발명은, 상기 와이어(131)의 이동 경로상에 설치되어 상기 와이어(131)의 장력에 의해 측정값이 가변되는 로드셀(121);을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하면 상기 구동 모터(132)를 정방향 구동시키고, 계산된 무게값이 설정 무게값 미만이면 상기 구동 모터(132)를 역방향 구동시키며, 계산된 무게값이 설정 무게값 미만인데 상기 구동 모터(132)가 구동되지 않거나 또는 정방향 구동되거나, 또는, 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하였는데 상기 구동 모터(132)가 구동되지 않거나 또는 역방향으로 구동되면 상기 구동 모터(132)의 구동력을 보정한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하면, 초과된 무게값에 대응되는만큼 정방향 구동력을 상승시켜 상기 구동 모터(132)를 구동시킨다.

또한, 본 발명은, 상기 행거 프레임(120)과 결합되며 서로 이격된 막대형의 제1 및 제2가이드 샤프트(301, 302); 상기 제1가이드 샤프트(301)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 장착되는 슬라이딩 블록(310); 상기 슬라이딩 블록(310)에 결합되는 백 플레이트(330); 상기 백 플레이트(330)의 일측에서 상기 와이어(131)를 고정하는 와이어 고정 블록(320); 상기 백 플레이트(330)에 회동 가능하게 결합되며 돌출된 단부를 갖는 폴(341)이 형성된 래칫 블록(340); 상기 래칫 블록(340) 및 상기 백 플레이트(330)의 전면에 양단이 각각 결합되는 스프링(342); 상기 제2가이드 샤프트(302)에 결합되고, 상기 래칫 블록(340)을 향하여 돌출된 다수개의 경사 돌기(351)가 상하로 형성된 래칫 가이드(350);을 포함하는 안전 잠금 유닛(300);을 포함하며, 상기 폴(341)이 상기 경사 돌기(351)에 걸려 상기 와이어(131)의 하강 이동을 금지한다.

또한, 본 발명의 상기 안전 잠금 유닛(300)은, 상기 제1가이드 샤프트(301)에 설치되는 제1반전 블록(370)과 제2가이드 샤프트(302)에 설치되는 제2반전 블록(360)을 더 포함하며, 상기 제1반전 블록(370)과 상기 제2반전 블록(360)은 상호 마주보는 방향으로 경사면이 형성되고, 상기 슬라이딩 블록(310)의 상하 이동에 따라 상기 제1반전 블록(370) 또는 상기 제2반전 블록(360)의 경사면에 접하는 반전 휠(343)이 상기 래칫 블록(340)의 일면에 결합되어, 상기 슬라이딩 블록(310)이 상승하여 상기 반전 휠(343)이 상기 제2반전 블록(360)의 경사면에 접촉되면 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 회전되고, 상기 슬라이딩 블록(310)이 더 상승하여 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 더 회전되어 상기 스프링(342) 또는 상기 스프링(342)의 연장선이 상기 래칫 블록(340)의 회전축을 벗어나면 상기 래칫 블록(340)이 상기 제2방향으로 회전된 상태로 고정되고, 상기 슬라이딩 블록(310)이 하강하여 상기 반전 휠(343)이 상기 제1반전 블록(370)의 경사면에 접촉되면 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 회전되고, 상기 슬라이딩 블록(310)이 더 하강하여 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 더 회전되어 상기 스프링(342) 또는 상기 스프링(342)의 연장선이 상기 래칫 블록(340)의 회전축을 벗어나면 상기 래칫 블록(340)이 상기 제1방향으로 회전된 상태로 고정된다.

또한, 본 발명의 상기 안전 잠금 유닛(300)은, 상기 백 플레이트(330)에 결합되어 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 설정 각도 이상 회전되지 못하도록 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 설정 각도 회전되면 상기 래칫 블록(340)에 접촉되는 제1스토퍼(345); 상기 백 플레이트(330) 또는 상기 와이어(131) 고정 고정판(321)에 결합되어 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 설정 각도 이상 회전되지 못하도록 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 설정 각도 회전되면 상기 래칫 블록(340)에 접촉되는 제2스토퍼(344);를 포함한다.

본 발명은, 사용자가 설정한 무게값에 대응되도록 와이어(131)가 권출 또는 권취되고 노출된 와이어(131)의 길이에 따라 와이어(131)의 권출 또는 권취가 결정되므로 와이어(131)의 권출 동작 도중 갑작스런 근력 상실시에도 안전 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은, 사용자가 가한 힘이 와이어(131)에 작용하는 장력을 이용하여 무게값을 계산하고, 이를 토대로 구동 모터(132)를 회전시켜 와이어(131)를 권출 또는 권취하되, 사용자가 가한 힘이 설정 무게를 얼마나 초과하는지의 여부에 따라 구동 모터(132)의 구동력을 증감하므로 무게추를 이용한 운동때와 유사한 느낌을 받을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 와이어(131)가 상승할 때에 비해 하강할 때에 무게값을 더 낮게 설정할 수 있고, 안전 잠금 유닛(300)이 구비됨으로써 안전 사고를 이중으로 방지할 수 있으므로 몸이 불편한 장애인의 재활 운동에 특히 유용한 효과가 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 휠체어 진입 상태의 사시도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 휠체어를 제거한 상태의 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 부분 절개 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 메인 박스 내부 구성의 요부 사시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 안전 잠금 유닛의 요부 사시도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 와이어 권출시의 사용 상태도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구의 와이어 권취시의 사용 상태도.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 도1 내지 도7 에 도시된 바와 같이, 휠체어(10)가 진입 가능하도록 상호 이격되어 지면에 지지되는 한 쌍의 베이스 프레임(100)과, 베이스 프레임(100)에 베이스 프레임(100)의 길이 방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 휠 감지 센서(102)와, 베이스 프레임(100)의 후단으로부터 상방으로 연장되는 기둥 프레임(110)과, 기둥 프레임(110)의 길이 방향에 교차되게 베이스 프레임(100)과 이격되어 기둥 프레임(110)에 결합되는 행거 프레임(120)과, 베이스 프레임(100)의 일측에 설치되어 와이어(131)를 권취 또는 권출하는 구동 유닛(130)과, 와이어(131)를 이용하여 근력 운동을 수행할 수 있도록 구비되어 와이어(131)의 끝단이 연결되는 운동 유닛(200)과, 와이어(131)가 설정된 속도로 권취 또는 권출되도록 구동 유닛(130)의 구동량을 결정하는 제어부와, 사용자로부터 운동하고자하는 설정 무게를 입력받아 이를 제어부에 전송하는 인터페이스 모듈(400)을 포함하여 구성된다.

베이스 프레임(100)은, 다른 구조물들이 결합되는 설치대 역할과 이들을 지지하는 지지대 역할을 하며, 이를 위하여 지면에 접하게 또는 인접하게 구비된다. 베이스 프레임(100)의 후단에는 기둥 프레임(110)이 상방으로 연장되게 결합된다. 즉, 베이스 프레임(100)의 길이 방향에 교차되게 연장되며, 베이스 프레임(100)과 기둥 프레임(110)의 상대적 각도는 90도인 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.

베이스 프레임(100)의 상방에는 운동 유닛(200)이 구비된다. 운동 유닛(200)은 베이스 프레임(100)의 상방에 구비되며, 휠체어(10)를 탑승한 사용자가 상체 운동을 실시할 수 있도록 한다. 이를 위하여 운동 유닛(200)은 기둥 프레임(110)의 상단 또는 행거 프레임(120)에 결합되어 전방으로 연장되는 운동 기구 프레임(210)을 포함하여 구성된다.

베이스 프레임(100)은 휠체어(10)가 진입할 수 있도록 상호 이격된 한 쌍의 막대형으로 구성되며, 휠체어(10)가 정상적으로 진입하는지 여부를 판별하기 위한 휠 감지 센서(102)가 베이스 프레임(100)의 길이 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 구비된다. 만일 휠체어(10)가 정상적으로 진입한다고 가정하면 기둥 프레임(110)으로부터 가장 먼 곳에 위치된 휠 감지 센서(102)에 가장 먼저 측정값이 측정되고 이후 차례로 측정값이 측정되어 마지막으로 기둥 프레임(110)에 가장 가까운 곳에 위치된 휠 감지 센서(102)로부터 측정값이 측정될 것이다. 이를 통해 고양이 등 동물의 이동에 의해 자칫 구동 유닛(130)이 오작동할 우려를 저감시킬 수 있게 된다.

베이스 프레임(100)의 일측에는 사용자로부터 운동 정보를 입력받기 위한 인터페이스 모듈(400)이 구비된다. 인터페이스 모듈(400)은, 사용자로부터 운동하고자 하는 설정 무게를 포함한 운동 정보를 입력받아 이를 제어부에 전송하는 역할을 하며, 이를 위하여 입력 수단과 디스플레이 화면이 구비된 모니터 형태로 베이스 프레임(100)의 일측에 구비된다. 이때, 바람직하게는 터치패널이 적용된 디스플레이 화면을 채택하여 보다 직관적인 입력이 가능하게 구성될 수 있다.

인터페이스 모듈(400)에는 설정 무게값을 입력받는 기능 외에도, 운동 스케줄, 현재 운동 횟수, 설정된 무게값 등이 표시될 수 있으며, 의료진으로부터 호출이 있는 경우 이를 안내하거나 또는 의료진을 호출할 수 있는 메뉴가 출력될 수 있다.

인터페이스 모듈(400)은 또한 사용자의 직접 입력이 아니어도 RFID등의 무선 인식 기능이 포함될 수 있다. 이러한 구성은 사용자가 직접 운동의 강도, 횟수 등을 입력하기 어려운 경우 의료진이 미리 설정해둔 운동 정보 프로파일을 사용자가 소유한 스마트폰, RFID 태그 등에 저장하여 이를 인터페이스 모듈(400)에 제공하거나 또는 해당 운동 정보 프로파일이 저장된 서버 접속 링크를 인터페이스 모듈(400)에 제공할 수 있도록 구성된다. 이러한 무선 접속을 통한 운동 정보 프로파일의 제공은 휠체어에 탑승한 사용자가 베이스 프레임(100) 내측으로 진입하는 즉시 인식되거나, 또는, 사용자가 인터페이스 모듈(400)의 무선 인식 태그에 스마트폰 또는 RFID 태그를 접촉하는 것으로 달성될 수 있다.

또한, 이러한 무선 접속 기능을 활용하는 경우 사용자가 운동을 실시한 횟수 및 운동 강도 등의 정보가 내부망 또는 이동통신망을 통해 의료진에게 실시간으로 전송되어 재활 운동 스케쥴의 조정 등에 활용할 수 있도록 구성될 수 있다.

기둥 프레임(110)은, 행거 프레임(120)을 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 베이스 프레임(100)의 후단으로부터 상방으로 연장된다. 이때, 본 발명의 연장된다는 의미는 일체로 형성되는 것 뿐만 아니라 볼트 등으로 결합되는 것 역시 포함하는 의미임을 확인하여야 한다.

기둥 프레임(110)은 베이스 프레임(100)의 상방으로 연장되며, 도면상에는 상호 이격된 평행한 한 쌍으로 구비되는 것을 도시하였으나, 행거 프레임(120)을 안정적으로 지지하기만 하면 단독으로 구성되는 것 역시 가능함은 물론이다.

기둥 프레임(110)의 외측으로는 메인 박스(101)가 구비되어 기둥 프레임(110)을 감싸는 형태로 구성된다. 메인 박스(101)는 기둥 프레임(110) 및 기둥 프레임(110)에 연관되어 설치되는 행거 프레임(120), 안전 잠금 유닛(300) 등이 외부로 노출되지 않도록 보호하는 역할을 하며, 운동 기구 프레임(210)만이 메인 박스(101)의 전방으로 노출되어 연장되도록 구성된다.

행거 프레임(120)은, 로드셀(121)이 설치되어 구동 유닛(130)으로부터 연장되는 와이어(131)의 장력이 측정될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 기둥 프레임(110)으로부터 기둥 프레임(110)의 길이 방향에 교차되게 베이스 프레임(100)과 이격되어 연장된다.

행거 프레임(120)의 일측에는 로드셀(121)이 설치되고, 로드셀(121)의 일측으로 장력 전달 도르레(122)가 설치된다. 따라서 와이어(131)에 장력이 발생될 때 장력 전달 도르레(122)가 이를 로드셀(121)에 전달하면, 행거 프레임(120)은 로드셀(121)에 반작용력을 제공하여 로드셀(121)에 측정값이 생성될 수 있도록 한다.

한편, 행거 프레임(120)은 제1가이드 샤프트(301)와 제2가이드 샤프트(302)를 고정하는 역할을 병행한다. 이를 위하여 행거 프레임(120)의 하단에는 제1가이드 샤프트(301)와 제2가이드 샤프트(302)의 상단이 상호 평행하게 이격되어 결합된다. 그리고, 제1가이드 샤프트(301)와 제2가이드 샤프트(302)의 하단은 베이스 프레임(100)의 후단 사이를 가로지르는 하단 가로 프레임에 고정된다. 이때, 제1가이드 샤프트(301)와 제2가이드 샤프트(302)의 상단은 행거 프레임(120)에 직접 결합될수도 있지만 행거 프레임(120)과의 사이에 별도의 고정 판넬이 구비되어 해당 고정 판넬에 제1가이드 샤프트(301)와 제2가이드 샤프트(302)가 고정되는 형태로 구성될수도 있다.

또한, 행거 프레임(120)은 운동 기구 프레임(210)을 고정하는 역할도 병행한다. 운동 기구 프레임(210)은 행거 프레임(120)에 고정되어 전방으로 연장되는데, 행거 프레임(120)에 직접 결합될수도 있고 또는 별도의 고정 프레임을 거쳐 행거 프레임(120)에 결합될수도 있다.

구동 유닛(130)은, 와이어(131)를 권취 또는 권출함으로써 사용자가 운동 유닛(200)에 힘을 가할때 와이어(131)를 통해 무게를 느낄 수 있도록 하는 역할을 한다. 이를 위하여 구동 유닛(130)은 베이스 프레임(100)의 일측, 바람직하게는 기둥 프레임(110)의 하단 사이에 설치되고 권취된 와이어(131)가 장력 전달 도르레(122)를 거쳐 운동 유닛(200)에 이르도록 연장된다.

구동 유닛(130)은, 구동 모터(132)와, 구동 모터(132)의 회전축에 결합되어 회전되며 와이어(131)가 권취되는 구동 릴(133)을 포함하여 구성된다.

구동 유닛(130)은 제어부의 제어 신호에 의해 구동되며, 정방향과 역방향으로 모두 회전될 수 있도록 구성된다.

로드셀(121)은, 와이어(131)에 가해지는 장력에 의해 측정값을 생성하여 이를 제어부에 전달하는 역할을 하며, 이를 위하여 행거 프레임(120)의 일측에 설치된다. 그리고, 와이어(131)의 장력을 로드셀(121)에 전달하기 위하여 로드셀(121)의 일측에 장력 전달 도르레(122)가 설치된다.

이때, 로드셀(121)에 측정되는 장력은 장력 전달 도르레(122)에 와이어(131)가 걸쳐진 각도에 따라 달라질 수 있으며, 따라서, 제어부는 로드셀(121)에서 측정된 장력을 무게값으로 변환하는 계산 과정을 거칠 수 있다.

운동 유닛(200)은, 휠체어(10)에 앉은 사용자가 상체 근력을 이용하여 와이어(131)에 장력을 형성하는 것으로 운동을 실시할 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 운동 기구 프레임(210)이 행거 프레임(120)으로부터 전방으로 연장되어 베이스 프레임(100)의 상방에 구비되며 운동 핸들에 와이어(131)의 끝단이 연결된다.

운동 유닛(200)은, 우선 풀 다운 운동을 실시할 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 운동 유닛(200)은 운동 기구 프레임(210)의 전방 끝단에 전방 풀 다운 롤러(221)가 설치되며, 풀 다운 운동 핸들이 운동 기구 프레임(210)의 끝단 방향에 구비되어 풀 다운 롤러를 경유한 와이어(131)가 풀 다운 운동 핸들에 결합된다. 따라서, 사용자가 휠체어(10)에 앉은채로 풀 다운 운동 핸들을 잡아 당기는 것으로 운동을 실시할 수 있게 된다. 그리고, 사용자가 풀 다운 운동 핸들을 잡아 당길 때 와이어(131)의 장력을 로드셀(121)에 전달할 수 있도록 도1 내지 도3과 같이 운동 기구 프레임(210)의 행거 프레임(120) 방향 일측에는 후방 풀 다운 롤러(222)가 구비되고, 방향 전환 도르레(140)를 거쳐 와이어(131)의 장력이 장력 전달 도르레(122)에 전달될 수 있도록 구성된다.

다음으로, 운동 유닛(200)은 체스트 프레스 운동을 실시할 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 운동 유닛(200)은 운동 기구 프레임(210)의 하방에 구비되어 운동 기구 프레임(210)에 회동 가능하게 결합되는 체스트 프레스 운동 핸들을 포함하여 구성된다. 체스트 프레스 운동 핸들은 사용자가 휠체어(10)에 앉아 양팔로 핸들을 밀어 회동시키는 운동을 유도하는 것으로서, 와이어(131)가 체스트 프레스 운동 핸들의 결합부보다 하방에 결합된다. 따라서, 사용자가 체스트 프레스 운동 핸들을 밀어 올리게 되면 와이어(131)가 당겨져 로드셀(121)에 측정값이 측정되게 된다. 이때, 와이어(131)의 장력을 장력 전달 도르레(122)에 전달하기 위하여 체스트 프레스 운동 핸들의 후방에는 체스트 프레스 상단 롤러(231)가 구비되고, 베이스 프레임(100)의 사이 설정 지점에 체스트 프레스 하단 롤러(232)가 구비되어서, 체스트 프레스 운동 핸들에 결합된 와이어(131)가 체스트 프레스 상단 롤러(231)를 지나 체스트 프레스 하단 롤러(232)를 경유하여 방향 전환 도르레(140)로 유입된다. 이후 방향 전환 도르레(140)를 지난 와이어(131)는 다시 하단의 베이스 프레임(100) 사이 설정 지점에 고정된다. 이때, 도1 내지 도3을 참조하면 체스트 프레스 운동 핸들에 결합된 와이어(131)는 직접 장력 전달 도르레(122)를 거쳐 구동 유닛(130)에 권취되지 않고 방향 전환 도르레(140)를 통해 장력만을 전달하도록 구성되어 있는데, 이는 두 가지 운동 핸들을 하나의 운동 유닛(200)에 구성하기 위한 구성일 뿐, 만일 체스트 프레스 운동 핸들 단독으로 구성되는 경우 방향 전환 도르레(140) 없이 와이어(131)가 직접 장력 전달 도르레(122)로 유입되도록 구성할 수 있다. 따라서, 비록 직접적으로 연결되지 않았다 하더라도 체스트 프레스 운동 핸들에 결합된 와이어(131)는 구동 유닛(130)에 권취된 와이어(131)와 동등한 구성으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 체스트 프레스 운동 핸들과 풀 다운 운동 핸들은 서로 방향 전환 도르레(140)에 의해 연동된 구조를 갖고 있다. 이는 풀 다운 운동 핸들을 잡아당길 때 체스트 프레스 운동 핸들에 연결된 와이어(131)에도 장력이 작용한다는 뜻인데, 체스트 프레스 운동 핸들은 자유 상태가 하방으로 회동되어 후방 이동이 제한된 상태이기 때문에 별다른 조치 없이 풀 다운 핸들(220)을 잡아 당겨도 무리가 없다. 그러나, 풀 다운 핸들(220)은 와이어(131)에 매달려 흔들리고 있는 상태이기 때문에 체스트 프레스 운동 핸들을 밀어올리게 되면 풀 다운 핸들(220)에 연결된 와이어(131)가 당겨지면서 풀 다운 핸들(220)이 당겨져 올라가 운동 기구 프레임(210)에 부딪히게 된다. 이 경우 소음이 발생되고 풀 다운 핸들(220)이 파손될 수 있으며, 체스트 프레스 운동 핸들의 초기 운동 강도가 정확하게 동작되지 않게 된다. 따라서, 체스트 프레스 운동 핸들을 밀어올릴 때에 풀 다운 운동 핸들의 위치를 고정해줄 필요가 있는데, 본 발명은 이를 위하여 운동 기구 프레임(210) 일측에 와이어 스토퍼(223)가 구비되며, 사용자가 체스트 프레스 운동을 실시할 것으로 인터페이스 모듈(400)에 입력하면 제어부의 제어에 의해 풀 다운 운동 핸들에 연결된 와이어(131)의 이동을 제한할 수 있도록 구성되고, 사용자가 풀 다운 운동을 실시할 것으로 인터페이스 모듈(400)에 입력하면 제어부의 제어에 의해 풀 다운 운동 핸들에 연결된 와이어(131)의 이동을 제한하지 않도록 구성된다.

제어부는, 구동 모터(132)의 구동력을 제어하는 역할을 하며, 이를 위하여 인터페이스 모듈(400)로부터 설정 무게를 포함한 운동 정보를 입력받고, 로드셀(121)로부터 측정값을 입력받아 이를 토대로 구동 모터(132)의 구동력을 계산한다. 운동 정보에는 설정 무게 뿐만아니라 실시할 운동의 종류, 횟수 등 다양한 정보가 더 포함될 수 있다.

우선 제어부는, 구동 유닛(130)의 제어에 앞서 구동 유닛(130)에 제어 신호를 보낼지 여부를 판별한다. 고양이 등 동물의 잘못된 터치, 또는 운동을 하지 않는 다른 인원에 의한 터치 등에 의해 기기가 오작동하는 것을 방지하기 위함이다.

제어부는 이를 위하여 베이스 프레임(100)에 설치된 복수의 휠 감지 센서(102)로부터 측정값을 입력받는다. 사용자가 운동을 하기 위하여 휠체어(10)가 정상적으로 베이스 프레임(100) 사이로 진입하였다면, 기둥 프레임(110)으로부터 가장 먼 곳에 위치한 휠 감지 센서(102)에 가장 먼저 측정값이 측정될 것이고, 순차적으로 측정값이 감지되어 가장 마지막으로는 기둥 프레임(110)에 가장 가까운 곳에 위치한 휠 감지 센서(102)로부터 측정값이 측정될 것이기 때문이다. 따라서, 제어부는 상기한 순서대로 측정값이 측정된 후 인터페이스 모듈(400)로부터 운동 정보가 입력되면 사용자에게 운동을 실시할 의도가 있는 것으로 판단하여 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송하게 된다.

이에 더해 휠체어(10)에 사용자가 실제 탑승하였는지 여부를 판별하기 위하여 베이스 프레임(100)의 상방에 열 감지 센서(103)가 구비되며, 제어부는 열 감지 센서(103)의 측정값을 입력받아 측정값이 설정값 이상이면 사용자가 휠체어(10)에 탑승한 채 진입한 것으로 판별하고 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송한다.

따라서, 휠 감지 센서(102)에 측정값이 순서대로 측정되고, 열 감지 센서(103)에 사람의 체온이 측정되며, 인터페이스 모듈(400)에 운동 정보가 입력된 경우의 3가지 크로스체크에 의하여 초기 오작동을 배제할 수 있게 된다.

제어부는, 로드셀(121)로부터 측정값이 전송되면 이를 토대로 무게값을 계산한다. 무게값이라 함은 사용자가 풀 다운 핸들(220)을 잡아 당기거나 체스트 프레스 핸들(230)을 밀어 올렸을 때에 어느 정도의 무게에 대한 힘을 가했는지의 여부를 계산하는 것이다.

만일 본 발명이 구동 유닛(130)을 사용하지 않고 종래의 운동 기구처럼 무게추를 사용하는 방식이었다면 사용자가 세팅한 무게추가 20kg인데 사용자가 풀 다운 핸들(220) 또는 체스트 프레스 핸들(230)에 가한 힘이 18kg이라면 무게추는 들리지 않고 와이어(131)는 움직이지 않을 것이다. 따라서, 본 발명의 제어부는 이와 유사한 환경을 조성할 수 있도록 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하는 경우에만 구동 모터(132)를 정방향으로 구동시키고, 계산된 무게값이 설정 무게값 미만이면 구동 모터(132)를 역방향 구동시키게 된다. 즉, 사용자가 가한 힘이 설정 무게값을 초과하면 와이어(131)가 권출되고, 사용자가 가한 힘이 설정 무게값 미만이면 와이어(131)가 권취되는 것이다. 이때, 풀 다운 핸들(220) 또는 체스트 프레스 핸들(230)이 초기 상태로 완전히 이동된 상태에서는 구동 모터(132)가 더이상 역방향 구동되면 안되므로 이때에는 구동 모터(132)의 구동을 중지한다. 이를 위하여 구동 모터(132)에는 초기값으로부터 얼마만큼 정방향 회전되었는지, 역방향 회전되었는지를 측정하는 엔코더(미도시)가 구비될 수 있으며, 제어부는 엔코더의 측정값에 따른 회전량이 제로가 되면 풀 다운 핸들(220) 또는 체스트 프레스 핸들(230)이 초기 상태로 이동된 것으로 판단하고 구동 모터(132)의 구동을 중지시킨다. 또는, 와이어(131)의 구동 유닛(130)측 하단에 감지 블록(미도시)을 결합하고, 구동 유닛(130)의 상단에 감지 블록의 근접을 감지하는 근접 센서(미도시)를 구비하여서 근접 센서가 감지 블록을 감지하면 구동 모터(132)의 구동을 중지하도록 구성될수도 있다.

한편, 종래의 운동 기구처럼 추를 사용하는 경우, 사용자가 10kg의 무게추를 세팅하고 12kg의 힘을 가했을 때와 10kg의 무게추를 세팅하고 20kg의 힘을 가했을 때에 단위 시간당 와이어(131)가 당겨지는 길이에 차이가 발생된다. 즉, 더욱 강한 힘을 가했을 때 와이어(131)를 더 빨리 당겨올 수 있다는 것이다.

따라서, 본 발명에서도 이와 유사한 환경을 제공하기 위하여 더욱 강한 힘을 가했을 때에는 구동 모터(132)가 더욱 빠르게 구동되도록 제어된다. 제어부는, 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하면, 초과된 무게값에 대응되는 만큼 정방향 구동력을 상승시켜 구동 모터(132)를 구동시킨다. 이는 즉각적인 측정과 제어로 나타나는 것이 바람직하며, 사용자는 자신이 세팅한 무게값보다 더 큰 힘을 가했을 때 와이어(131)가 인출되는 속도가 빨라지게 되므로 저항력이 약한 느낌을 받게 되고, 이를 통해 자신의 근력에 맞는 무게값의 세팅을 실시할 수 있게 된다.

한편, 사용자가 풀 다운 핸들(220)을 잡아 당기거나 또는 체스트 프레스 핸들(230)을 밀어 올려 구동 모터(132)가 정회전 하던 중 팔이나 손에 힘이 풀리는 등의 이유로 와이어(131)에 충분한 장력을 제공하지 못해 제어부로 하여금 구동 모터(132)를 역회전하도록 제어하는 상황이 발생될 수 있다. 이때, 무게추를 사용하는 종래의 운동 기구의 경우 무게추가 하방으로 빠르게 낙하하게 되고 풀 다운 핸들(220) 또는 체스트 프레스 핸들(230)이 초기 위치로 빠르게 복귀하면서 사용자가 부상을 입을 우려가 있다. 본 발명은 장애인용 재활 운동 기구이므로 이러한 상황이 더욱 빈번히 발생될 수 있으며, 따라서, 제어부는, 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값 미만이어서 구동 모터(132)를 역회전 구동시킬 때 설정 구동력을 초과하는 구동력으로는 구동 모터(132)를 구동시키지 않도록 구성된다. 즉, 풀 다운 핸들(220) 또는 체스트 프레스 핸들(230)에 가해지는 압력이 순간적으로 상실되어도 초기 위치로 바로 복귀하지 않고 서서히 복귀하도록 하여 안전 사고를 예방하는 것이다.

또는, 제어부는, 사용자가 풀 다운 핸들(220)을 잡아 당기거나 체스트 프레스 핸들(230)을 밀어 올려 와이어(131)가 설정 길이 권출되기 전까지는 구동 모터(132)를 정회전 방향으로만 구동시키고, 와이어(131)가 설정 길이 이상 권출되면 초기 위치로 복귀할 때까지 구동 모터(132)를 역회전 방향으로만 구동시키도록 구성될수도 있다. 이 경우에는 사용자가 운동을 하던 도중 갑작스럽게 근력이 상실되어도 안전 사고를 예방할 수 있는 것이다.

그리고, 제어부는, 로드셀(121)의 측정값을 이용하여 구동 모터(132)의 구동력을 보정하도록 구성될 수 있다. 만일, 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값 미만인데 구동 모터(132)가 초기 위치가 아님에도 구동되지 않거나 또는 정방향 구동되는 경우, 또는, 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하였는데도 구동 모터(132)가 구동되지 않거나 또는 역방향으로 구동되면, 이를 구동 모터(132)의 구동력 설정 오류로 보고 이를 보정하는 것이다.

한편, 제어부는, 사용자가 풀 다운 핸들(220)을 잡아 당기거나 놓을 때, 체스트 프레스 핸들(230)을 밀어 올리거나 다시 내릴 때 무게값의 설정이 다르게 설정될 수 있다. 사용자가 힘을 줄 때와 힘을 서서히 뺄 때에는 힘을 회수하는 동작이 더 근육의 사용에 있어 어려운 동작이므로, 장애인용 재활 운동 기구인 본 발명의 특성상 힘을 회수하는 동작에서는 설정 무게를 보다 가볍게 세팅하여 사용자의 피로감을 줄이고 안전 사고를 예방할 수 있도록 구성되는 것이다. 이 경우 사용자가 힘을 줄 때에 구동 모터(132)의 정방향 구동을 위한 설정 무게와 사용자가 힘을 회수할 때에 구동 모터(132)의 역방향 구동을 위한 설정 무게가 다르고, 이에 따라 두 설정 무게의 사이에 측정값이 존재하는 경우 구동 모터(132)의 구동이 중지됨으로써 사용자가 숨을 고르거나 자신이 원하는 타이밍에 힘을 회수할 수 있도록 하여 안전 사고를 예방하고 운동 효과를 상승시킬 수 있게 된다.

한편, 상기에서는 사용자의 근육에 힘이 풀려 발생되는 경우의 안전 사고를 예방하기 위한 구성이 기재되었다면, 구동 모터(132)가 전자 제어로 구동되는 만큼 순간적인 오류에 의해 의도치 않게 역방향으로 강하게 구동되어 발생되는 안전 사고를 예방할 수 있는 구성이 요구될 수 있다.

본 발명은 이를 위하여 의도치 않은 역방향의 강한 구동을 물리적으로 차단할 수 있도록 안전 잠금 유닛(300)이 구비된다.

안전 잠금 유닛(300)은, 와이어(131)가 권출되는 방향으로는 큰 저항 없이 권출되지만 와이어(131)가 권취되는 방향으로는 물리적인 걸림이 발생되도록 구성된다. 이를 위하여 안전 잠금 유닛(300)은, 일단이 행거 프레임(120)에 결합되고 타단이 베이스 프레임(100)에 사이의 고정 프레임에 결합되는 막대형의 제1가이드 샤프트(301)와, 제1가이드 샤프트(301)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 블록(310)과, 슬라이딩 블록(310)의 일측에 결합되는 백 플레이트(330)와, 백 플레이트(330)의 일측에서 와이어(131)를 고정하는 와이어 고정 블록(320)과, 백 플레이트(330)에 회동 가능하게 결합되며 일측에 돌출 방향으로 예각의 단부를 갖는 폴(341)이 돌출된 래칫 블록(340)과, 일단이 래칫 블록(340)에 결합되고 타단이 백 플레이트(330)의 전면에 결합되는 스프링(342)과, 일단이 행거 프레임(120)에 결합되고 타단이 베이스 프레임(100)에 결합되며 제1가이드 샤프트(301)와 이격되게 구비되는 제2가이드 샤프트(302)와, 래칫 블록(340)을 향하여 돌출되고 구동 유닛(130) 방향으로 둔각의 경사면이 형성된 경사 돌기(351)가 제2가이드 샤프트(302)의 길이 방향으로 반복되게 형성되어서 제2가이드 샤프트(302)에 결합되는 래칫 가이드(350)를 포함하여 구성된다. 그리고, 백 플레이트(330)에 결합되어 래칫 블록(340)이 제1방향으로 설정 각도 이상 회전하지 못하도록 래칫 블록(340)이 제1방향으로 설정 각도 회전되면 래칫 블록(340)에 접촉되는 제1스토퍼(345)와, 백 플레이트(330) 또는 와이어(131) 고정판(321)에 결합되어 래칫 블록(340)이 제2방향으로 설정 각도 이상 회전되지 못하도록 래칫 블록(340)이 제2방향으로 설정 각도 회전되면 래칫 블록(340)에 접촉되는 제2스토퍼(344)가 더 구비된다.

따라서, 사용자가 풀 다운 핸들(220)을 당기거나 체스트 프레스 핸들(230)을 미는 동작에 의해 구동 모터(132)가 정방향 회전되어 와이어(131)가 권출되면 와이어(131)에 결합된 와이어 고정 블록(320), 그리고, 와이어 고정 블록(320)에 차례로 결합된 백 플레이트(330), 슬라이딩 블록(310) 및 래칫 블록(340)이 모두 행거 프레임(120) 방향으로 상승하게 된다. 이때 래칫 블록(340)으로부터 돌출된 폴(341)은 경사 돌기(351)의 경사면을 타고 이동되며 래칫 블록(340)을 설정 각도 회동시키는데, 폴(341)이 경사 돌기(351)의 경사면 끝단을 지나게 되면 다음 경사 돌기(351)의 경사면 시작점 고랑으로 진입되면서 스프링(342)에 의해 래칫 블록(340)이 다시 원래 위치로 복원된다. 이 상태로 풀 다운 핸들(220)을 계속 당기거나 또는 체스트 프레스 핸들(230)을 계속 밀면 래칫 블록(340)이 계속 상승하면서 위의 동작을 반복하고 래칫 블록(340)이 스프링(342)에 의해 복원되며 폴(341)이 경사 돌기(351)를 타격하게 되므로 딸깍딸깍 하는 소리와 함께 큰 저항 없이 와이어(131)를 당길 수 있게 된다.

이러한 동작을 하는 와중 구동 모터(132)에 제어 오류가 발생해 구동 모터(132)가 갑자기 역회전을 하게 되면, 래칫 블록(340)의 폴(341)이 경사 돌기(351)의 상단 수직면에 접촉되고, 래칫 블록(340)의 상단은 제1스토퍼(345)에 의해 지지되고 있으므로, 래칫 블록(340)이 회동하지 못한 채 폴(341)에 의해 하강하지 못하는 상태가 된다. 따라서, 구동 모터(132)가 갑자기 역회전을 하더라도 와이어(131)가 급격히 당겨지는 일이 없게 된다.

한편, 상술한 구성에 의해 오동작 걱정 없이 와이어(131)를 권출시켰다 하더라도 그 이후 의도에 따라 와이어(131)를 권취, 즉, 래칫 블록(340)을 하강시켜야 하는데, 사용자의 의도에 따라 구동 모터(132)가 역회전 방향으로 회동함에도 래칫 블록(340)의 폴(341)이 래칫 가이드(350)의 경사 돌기(351)에 의해 가로막히는 상황이 발생될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 의도된 하강시에는 래칫 블록(340)이 회동하여 폴(341)이 경사 돌기(351)에 의해 가로막히지 않도록 하고, 하강이 완료된 후 재상승시에는 래칫 블록(340)이 다시 회동하여 폴(341)이 경사 돌기(351)를 타고 넘을 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 본 발명의 안전 잠금 유닛(300)은, 슬라이딩 블록(310)보다 구동 유닛(130)에 더 가까운 위치에서 제1가이드 샤프트(301)에 설치되는 제1반전 블록(370)과, 제1반전 블록(370)보다 행거 프레임(120)에 더 가까운 위치에서 제2가이드 샤프트(302)에 설치되는 제2반전 블록(360)과, 래칫 블록(340)의 일면에 회동 가능하게 결합되는 반전 휠(343)을 포함하여 구성된다. 이때, 제1반전 블록(370)과 제2반전 블록(360)에는 상호 마주보는 방향으로 경사면이 형성되고, 반전휠은 슬라이딩 블록(310)이 제1가이드 샤프트(301)를 따라 이동될 때 제1반전 블록(370) 또는 제2반전 블록(360)의 경사면에 접할 수 있도록 구성된다.

이러한 제1반전 블록(370), 제2반전 블록(360) 및 반전 휠(343)에 의한 안전 잠금 유닛(300)의 사용 상태를 살펴보면, 도6과 같이 슬라이딩 블록(310)이 행거 프레임(120) 방향으로 상승할때에 반전 휠(343)이 제2반전 블록(360)의 경사면에 접촉되고, 반전 휠(343)이 제2반전 블록(360)의 경사면을 따라 이동되면 래칫 블록(340)이 제2방향으로 회동된다. 이 상태에서 슬라이딩 블록(310)이 더욱 상승하면 래칫 블록(340)이 제2방향으로 더욱 회동되면서 스프링(342)이 래칫 블록(340)의 회전축을 벗어나 좌측으로 이동된다. 그러면 반전 휠(343)에 작용하는 힘 없이도 스프링(342)이 래칫 블록(340)을 잡아 당기는 힘으로 래칫 블록(340)이 제2방향으로 급격하게 회전되고, 래칫 블록(340)이 제2스토퍼(344)에 접촉되면 스프링(342)과 제2스토퍼(344)에 의해 래칫 블록(340)의 상태가 고정된다. 이러한 상태는 폴(341)이 래칫 가이드(350)의 경사 돌기(351)에 접촉되지 않는 상태이므로 사용자가 힘을 회수하여 와이어(131)가 권취되어도 래칫 블록(340)이 용이하게 하강 가능한 상태가 된다.

그리고, 사용자가 힘을 더욱 회수하여 와이어(131)가 더욱 권취되면 도7과 같이 슬라이딩 블록(310)이 구동 유닛(130) 방향으로 하강하면서 반전 휠(343)이 제1반전 블록(370)의 경사면에 접촉되고, 반전 휠(343)에 의해 래칫 블록(340)이 제1방향으로 회동된다. 이 상태에서 슬라이딩 블록(310) 및 래칫 블록(340)이 더욱 하강하게 되면 스프링(342)이 래칫 블록(340)의 회전축을 벗어나 우측에 위치하게 된다. 그러면 반전 휠(343)에 작용하는 힘 없이도 스프링(342)이 래칫 블록(340)을 잡아 당기는 힘으로 래칫 블록(340)이 제1방향으로 급격하게 회전되고, 래칫 블록(340)이 제1스토퍼(345)에 접촉되면 스프링(342)과 제1스토퍼(345)에 의해 래칫 블록(340)의 상태가 고정된다. 이 상태에서는 다시 사용자가 풀 다운 핸들(220)을 잡아 당기거나 체스트 프레스 핸들(230)을 밀어 올려 슬라이딩 블록(310) 및 래칫 블록(340)이 상승될 때 래칫 블록(340)이 래칫 가이드(350)에 접촉되며 상승되게 된다.

그런데, 슬라이딩 블록(310) 및 래칫 블록(340)이 사용자의 의도에 의해 하강하는 중에도 구동 모터(132)에 제어 오류가 발생될 수 있다. 의도된 구동력보다 더 큰 구동력으로 갑자기 역방향 회전을 하며 안전 사고를 일으킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 안전 잠금 유닛(300)은 백 플레이트(330)의 후면에 결합되고 그 회전축이 래칫 블록(340)의 회전축에 결합되는 래칫 모터가 더 구비될 수 있다. 래칫 모터는 제어부의 제어에 의해 래칫 블록(340)을 제2방향에서 제1방향으로 회동시는 역할을 한다. 따라서, 구동 모터(132)의 역회전이 의도된 구동력보다 매우 큰 구동력으로 구동될 때 제어부는 래칫 모터를 제1방향으로 작동시켜 폴(341)이 경사 돌기(351)의 수직면에 접촉되어서 래칫 블록(340)의 하강을 중단시킬 수 있게 된다.

한편, 슬라이딩 블록(310) 및 백 플레이트(330)는 그 자체 무게에 의하여 상승과 하강 동작시에 와이어(131)의 장력에 영향을 주게 된다. 따라서, 본 발명은 슬라이딩 블록(310) 및 백 플레이트(330)의 상승과 하강시에 그 무게를 상쇄시킬 수 있도록 무게 보정 블록(380)이 더 구비된다. 무게 보정 블록(380)은 슬라이딩 블록(310)의 인근에서 상하로 슬라이딩되며, 이러한 무게 보정 블록(380)을 승강시키기 위하여 제1가이드 샤프트(301)와 평행하게 보정 샤프트(381)가 구비된다. 그리고 보정 샤프트(381)에 무게 보정 블록(380)이 슬라이딩 가능하게 장착된다. 무게 보정 블록(380)은 무게 보정 와이어(382)에 연결되고, 무게 보정 와이어(382)는 상단의 도르레를 경유하여 슬라이딩 블록(310) 또는 백 플레이트(330)에 연결된다. 따라서, 슬라이딩 블록(310) 및 백 플레이트(330)가 상승할 때에는 무게 보정 블록(380)이 하강하고, 슬라이딩 블록(310) 및 백 플레이트(330)가 하강할 때에는 무게 보정 블록(380)이 상승함으로써, 슬라이딩 블록(310) 및 백 플레이트(330), 그리고 래칫 블록(340)이 승하강 할 때 발생하는 영향을 최소화할 수 있게 된다. 이를 위하여 무게 보정 블록(380)은 슬라이딩 블록(310), 백 플레이트(330), 와이어 고정 블록(320), 래칫 블록(340) 및 기타 부속들의 무게와 동일한 무게로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 사용자가 설정한 무게값에 대응되도록 와이어(131)가 권출 또는 권취되고 노출된 와이어(131)의 길이에 따라 와이어(131)의 권출 또는 권취가 결정되므로 와이어(131)의 권출 동작 도중 갑작스런 근력 상실시에도 안전 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

100 : 베이스 프레임 101 : 메인 박스
102 : 휠 감지 센서 103 : 열 감지 센서
110 : 기둥 프레임
120 : 행거 프레임 121 : 로드셀
122 : 장력 전달 도르레 130 : 구동 유닛
131 : 와이어 132 : 구동 모터
133 : 구동 릴
200 : 운동 유닛 210 : 운동 기구 프레임
220 : 풀 다운 핸들 221 : 전방 풀 다운 롤러
222 : 후방 풀 다운 롤러 223 : 와이어 스토퍼
230 : 체스트 프레스 핸들 231 : 체스트 프레스 상단 롤러
232 : 체스트 프레스 하단 롤러 240 : 방향 전환 도르레
300 : 안전 잠금 유닛 301 : 제1가이드 샤프트
302 : 제2가이드 샤프트 310 : 슬라이딩 블록
320 : 와이어 고정 블록
330 : 백 플레이트 340 : 래칫 블록
341 : 폴 342 : 스프링
343 : 반전 휠 344 : 제2스토퍼
345 : 제1스토퍼 350 : 래칫 가이드
351 : 경사 돌기 360 : 제2반전 블록
370 : 제1반전 블록
380 : 무게 보정 블록 381 : 보정 샤프트
382 : 무게 보정 와이어
400 : 인터페이스 모듈

Claims

휠체어(10)가 진입 가능하도록 상호 이격되어 지면에 지지되는 한 쌍의 베이스 프레임(100);
상기 베이스 프레임(100)에 상기 베이스 프레임(100)의 길이 방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 휠 감지 센서(102);
상기 베이스 프레임(100)의 후단으로부터 상방으로 연장되는 기둥 프레임(110);
상기 기둥 프레임(110)을 가로질러 고정하는 행거 프레임(120);
상기 베이스 프레임(100)의 일측에 설치되어 와이어(131)를 권취 또는 권출하는 구동 유닛(130);
상기 와이어(131)의 끝단이 연결되는 운동 유닛(200);
상기 와이어(131)가 설정된 무게값에 대응되게 권취 또는 권출되도록 상기 구동 유닛(130)의 구동량을 결정하여 상기 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송하는 제어부;
사용자로부터 운동하고자하는 설정 무게를 포함한 운동 정보를 입력받아 이를 상기 제어부에 전송하는 인터페이스 모듈(400);
을 포함하며,
상기 제어부는, 상기 구동 유닛(130)에서 노출되는 와이어(131)의 길이에 따라 상기 구동 유닛(130)의 정방향 또는 역방향의 회전 방향을 결정하되, 상기 휠 감지 센서(102)의 측정값이 상기 기둥 프레임(110)에서 가장 먼 방향에 위치된 상기 휠 감지 센서(102)로부터 상기 기둥 프레임(110)에서 가장 가까운 방향에 위치된 상기 휠 감지 센서(102)까지 순차적으로 측정되고 상기 인터페이스 모듈(400)에 상기 운동 정보가 입력되면 상기 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송하는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제1항에 있어서,
상기 베이스 프레임(100)의 상방에 구비되는 열 감지 센서(103);를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 열 감지 센서(103)의 측정값이 설정값 이상이면 상기 구동 유닛(130)에 제어 신호를 전송하는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 구동 유닛(130)의 정방향과 역방향 회전시에 서로 다른 무게값의 설정이 가능한 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제1항에 있어서,
상기 와이어(131)의 이동 경로상에 설치되어 상기 와이어(131)의 장력에 의해 측정값이 가변되는 로드셀(121);을 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하면 상기 구동 모터(132)를 정방향 구동시키고, 계산된 무게값이 설정 무게값 미만이면 상기 구동 모터(132)를 역방향 구동시키며, 계산된 무게값이 설정 무게값 미만인데 상기 구동 모터(132)가 구동되지 않거나 또는 정방향 구동되거나, 또는, 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하였는데 상기 구동 모터(132)가 구동되지 않거나 또는 역방향으로 구동되면 상기 구동 모터(132)의 구동력을 보정하는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 로드셀(121)의 측정값으로부터 계산된 무게값이 설정 무게값을 초과하면, 초과된 무게값에 대응되는만큼 정방향 구동력을 상승시켜 상기 구동 모터(132)를 구동시키는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제1항에 있어서,
상기 행거 프레임(120)과 결합되며 서로 이격된 막대형의 제1 및 제2가이드 샤프트(301, 302);
상기 제1가이드 샤프트(301)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 장착되는 슬라이딩 블록(310);
상기 슬라이딩 블록(310)에 결합되는 백 플레이트(330);
상기 백 플레이트(330)의 일측에서 상기 와이어(131)를 고정하는 와이어 고정 블록(320);
상기 백 플레이트(330)에 회동 가능하게 결합되며 돌출된 단부를 갖는 폴(341)이 형성된 래칫 블록(340);
상기 래칫 블록(340) 및 상기 백 플레이트(330)의 전면에 양단이 각각 결합되는 스프링(342);
상기 제2가이드 샤프트(302)에 결합되고, 상기 래칫 블록(340)을 향하여 돌출된 다수개의 경사 돌기(351)가 상하로 형성된 래칫 가이드(350);을 포함하는 안전 잠금 유닛(300);
을 포함하며,
상기 폴(341)이 상기 경사 돌기(351)에 걸려 상기 와이어(131)의 하강 이동을 금지하는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제 6 항에 있어서,
상기 안전 잠금 유닛(300)은,
상기 제1가이드 샤프트(301)에 설치되는 제1반전 블록(370)과 제2가이드 샤프트(302)에 설치되는 제2반전 블록(360)을 더 포함하며,
상기 제1반전 블록(370)과 상기 제2반전 블록(360)은 상호 마주보는 방향으로 경사면이 형성되고,
상기 슬라이딩 블록(310)의 상하 이동에 따라 상기 제1반전 블록(370) 또는 상기 제2반전 블록(360)의 경사면에 접하는 반전 휠(343)이 상기 래칫 블록(340)의 일면에 결합되어,
상기 슬라이딩 블록(310)이 상승하여 상기 반전 휠(343)이 상기 제2반전 블록(360)의 경사면에 접촉되면 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 회전되고, 상기 슬라이딩 블록(310)이 더 상승하여 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 더 회전되어 상기 스프링(342) 또는 상기 스프링(342)의 연장선이 상기 래칫 블록(340)의 회전축을 벗어나면 상기 래칫 블록(340)이 상기 제2방향으로 회전된 상태로 고정되고,
상기 슬라이딩 블록(310)이 하강하여 상기 반전 휠(343)이 상기 제1반전 블록(370)의 경사면에 접촉되면 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 회전되고, 상기 슬라이딩 블록(310)이 더 하강하여 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 더 회전되어 상기 스프링(342) 또는 상기 스프링(342)의 연장선이 상기 래칫 블록(340)의 회전축을 벗어나면 상기 래칫 블록(340)이 상기 제1방향으로 회전된 상태로 고정되는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.
제 7 항에 있어서,
상기 안전 잠금 유닛(300)은,
상기 백 플레이트(330)에 결합되어 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 설정 각도 이상 회전되지 못하도록 상기 래칫 블록(340)이 제1방향으로 설정 각도 회전되면 상기 래칫 블록(340)에 접촉되는 제1스토퍼(345);
상기 백 플레이트(330) 또는 상기 와이어(131) 고정 고정판(321)에 결합되어 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 설정 각도 이상 회전되지 못하도록 상기 래칫 블록(340)이 제2방향으로 설정 각도 회전되면 상기 래칫 블록(340)에 접촉되는 제2스토퍼(344);
를 포함하는 휠체어 탑승 장애인용 재활 운동 기구.