WO2017099289A1 - 족관절 로봇 및 이를 포함하는 보행 훈련 로봇 - Google Patents

족관절 로봇 및 이를 포함하는 보행 훈련 로봇 Download PDF

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WO2017099289A1
WO2017099289A1 PCT/KR2016/000089 KR2016000089W WO2017099289A1 WO 2017099289 A1 WO2017099289 A1 WO 2017099289A1 KR 2016000089 W KR2016000089 W KR 2016000089W WO 2017099289 A1 WO2017099289 A1 WO 2017099289A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foot
walking
walking trainer
robot
ankle
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/000089
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이기홍
김태윤
강훈
이동찬
Original Assignee
주식회사 피앤에스미캐닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 피앤에스미캐닉스 filed Critical 주식회사 피앤에스미캐닉스
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about

Definitions

  • the present invention relates to a foot joint robot and a walking training robot including the same, and more particularly to a foot joint robot that can adjust the position of the foot fixing member and a walking training robot comprising the same.
  • the walking training robot is a device for walking training of patients with paraplegia or patients with leg joints and muscle strength.
  • the walking training robot may be provided in the form of a robot that is mounted on a joint site such as a hip joint, a knee joint, an ankle joint, or the like.
  • the robot mounted on each joint is driven at a predetermined angle and speed to assist the joint movement of the patients.
  • the walking training robot may include all hip joints, knee joints, ankle joint robots, or may be composed of only one robot.
  • Ankle joint is a joint of the ankle region connecting the leg (leg) and the foot (foot), a joint that the most of the load of the body is applied when walking. Therefore, the ankle joint robot requires very large torque when pivoting the ankle of a walking trainer.
  • the foot of the walking trainer is raised to rotate the ankle of the walking trainer.
  • the toe portion of the walking trainer is fixed to the ankle robot so that the torque of the ankle robot can be effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer.
  • the foot of the walker can be firmly fixed to the ankle robot in order to more effectively transmit the torque of the ankle robot to the ankle joint of the walker.
  • the walking trainer's foot could not be firmly fixed to the ankle joint robot because the walking trainer could not catch the inside / outside of the walking trainer.
  • the torque of the ankle robot cannot be effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer, so that a larger torque has to be used to rotate the ankle of the walking trainer.
  • the foot fixing member is fixed only to the toe portion, the toe portion and the heel portion may not be in equilibrium may cause inconvenience in walking of the walking trainer.
  • the heel is not supported so that the heel portion of the walking trainer goes down when the walking trainer's foot is in the air.
  • the ankle of the walking trainer can not be rotated stably, and it imposes a strain on the ankle joint of the walking trainer.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2005-0033113
  • the present invention can adjust the position of the foot fixing member, and provides an ankle joint robot and a walking training robot including the same that can firmly fix the foot of the walking trainer.
  • Ankle joint robot comprises a plurality of brackets are provided side by side along both sides of the foot of the walking trainer; A connection member connecting the plurality of brackets to each other; A plurality of joints provided corresponding to the ankle joints of the walking trainer, respectively connecting the plurality of brackets to both ends of the connecting member; A plurality of guide rods connected to the plurality of brackets, respectively, and extending along both sides of the walking trainer's foot in the plurality of brackets; And a foot fixing member connected to the plurality of guide rods to adjust a position thereof and to fix the foot of the walking trainer.
  • the plurality of guide rods may include a length adjusting unit for adjusting the length of the plurality of guide rods.
  • the foot fixing member may be adjusted in position in the longitudinal direction of the plurality of guide rods.
  • It may further include a foot support portion connected to at least one of the plurality of brackets, the connection member, the foot fixing member to support at least a portion of the sole of the walking trainer.
  • the foot fixing member includes a covering member surrounding a portion of the foot of the walking trainer; A fixing part fixed to at least part of the surface of the coating member; And a fastening member connected to the fixing part and provided on the surface of the coating member to adjust a gap between the fixing part and the fixing part.
  • It may further include a coupling member for connecting the foot fixing member and the plurality of guide rods.
  • a rope having one end connected to at least one of the plurality of guide rods; And a motor unit connected to the other end of the rope to wind and unwind the rope.
  • a walking training robot according to another embodiment of the present invention may include an ankle joint robot according to an embodiment of the present invention.
  • Ankle joint robot can adjust the position of the foot fixing member to be applicable to all walking trainers wearing the ankle robot. Accordingly, the ankle movement of the walking trainer can be lifted by fixing the toes of all walking trainers with the ankle robot regardless of the walking trainer. For this reason, the torque of the ankle robot can be effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer.
  • by adjusting only the position of the foot fixing member according to the foot (or foot length) of the walking trainer can fix the toe portion of the walking trainer. Therefore, one foot fixing member can be simply applied to all walking trainers without the inconvenience of having to make the foot fixing member personalized according to the foot of the walking trainer.
  • the present invention by adding a fastening member such as a dial lock to the fixing portion to be pulled and attached for the basic fixing to configure the foot fixing member, it is possible to more firmly fix the foot of the walking trainer. Accordingly, the torque of the ankle robot can be more effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer.
  • a fastening member such as a dial lock
  • the sole of the foot support can achieve the balance of the foot of the walking trainer can eliminate the inconvenience caused by the foot of the walking trainer is not balanced.
  • the foot support part supports the heel portion of the walking trainer so that the foot of the walking trainer can be stably supported by the foot joint robot even when the robot is positioned in the air for walking.
  • the foot trainer may be stably fixed by adding an instep pad between the foot trainer and the foot fixing member according to the foot trainer's foot size (or foot width, thickness, etc.).
  • FIG. 1 is a perspective view showing an ankle robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a modification of the ankle joint robot according to the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing the integral coupling member of the ankle joint robot according to a modification of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an ankle robot according to an embodiment of the present invention.
  • the ankle joint robot 100 includes a plurality of brackets 110 are provided side by side along both sides of the foot of the walking trainer; A connection member 120 connecting the plurality of brackets 110 to each other; A plurality of joints 115 provided corresponding to the foot joints of the walking trainer, respectively connecting the plurality of brackets 120 to both ends of the connecting member 120; A plurality of guide rods 130 respectively connected to the plurality of brackets 110 and extending along both sides of the foot of the walking trainer in the plurality of brackets 110; And a foot fixing member 140 connected to the plurality of guide rods 130 to adjust a position thereof and to fix the foot of the walking trainer.
  • a plurality of brackets 110 may be provided on both sides of the foot of the walking trainer, respectively, may be provided side by side along both sides of the foot of the walking trainer.
  • the plurality of brackets 110 becomes a basic skeleton in which different configurations are supported or coupled in the ankle robot 100. Both sides of the bracket (110a, 110b) may be different in shape depending on the configuration that is supported or coupled.
  • connection member 120 may connect the plurality of brackets 110 to each other, and may be formed along the heel side of the walking trainer.
  • the plurality of joints 115 may connect the plurality of brackets 120 to both ends of the connecting member 120, respectively, and may be provided corresponding to the ankle joint of the walking trainer.
  • the plurality of joints 115 may serve as a joint to allow the plurality of brackets 120 to be rotatable with respect to the connection member 120.
  • the plurality of guide rods 130 may be connected to the plurality of brackets 110, respectively, and may extend along both sides of the foot of the walking trainer in the plurality of brackets 110, and may extend side by side.
  • the foot fixing member 140 may fix the foot of the walking trainer, and may be connected to the plurality of guide rods 130 and the position thereof may be adjusted. Accordingly, in order to fix the toe portion of the walking trainer (for example, the metatarsal bone after the toe) with the foot fixing member 140, the foot fixing member 140 should be made personal according to the foot (or foot length) of the walking trainer. The foot fixing member 140 can be applied to all walking trainers wearing the ankle robot simply without discomfort.
  • the torque of the ankle robot 100 can be effectively transmitted to the ankle joint of the gait trainer when the toe portion of the gait trainer is fixed to the ankle robot 100 in order to rotate the ankle of the gait trainer.
  • the foot fixing member 140 suitable for the foot length of each walking trainer should be used.
  • the ankle robot 100 may be used to elevate the toe portion of each walking trainer. Accordingly, the torque of the ankle robot 100 can be effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer.
  • the foot fixing member 140 can be fixed by adjusting only the position of the foot fixing member 140 according to the foot of the walking trainer, so that the foot fixing member 140 must be made personal according to the foot length of each walking trainer. Without inconvenience, one foot fixing member 140 can be simply applied to all walking trainers. And regardless of the walking trainer can be elevated by fixing the toe portion of each walking trainer with the ankle robot 100 can effectively transmit the torque of the ankle robot 100 to the ankle joint of the walking trainer.
  • the plurality of guide rods 130 may include a length adjusting unit 131 for adjusting the length of the plurality of guide rods 130.
  • the length adjusting unit 131 may adjust the length of the plurality of guide rods 130 according to the foot length of the walking trainer. That is, the foot fixing member 140 is fixed to the plurality of guide rods 130 and the position of the foot fixing member 140 is adjusted as the length of the plurality of guide rods 130 is adjusted by the length adjusting unit 131.
  • the length adjusting unit 131 is configured in multiple stages, such as a foldable antenna, one side is pulled out to increase the length, the one side may be configured to be reduced in length.
  • the configuration is not particularly limited thereto, and the length of the plurality of guide rods 130 may be adjusted.
  • the foot fixing member 140 may be adjusted in the longitudinal direction of the plurality of guide rods 130 along the plurality of guide rods 130.
  • the plurality of guide rods 130 may provide a sufficient length for the foot fixing member 140 to be guided and move, and to fix the foot fixing member 140 at a desired position of the plurality of guide rods 130.
  • It may also include a fixing means that can be.
  • the foot fixing member 140 may be guided and moved along the plurality of guide rods 130, such as guide rails, so that the position of the foot fixing member 140 may be adjusted.
  • the position of the foot fixing member 140 may be adjusted by being detachably configured so that the position coupled to the plurality of guide rods 130 is changed.
  • both methods it is possible to adjust the position of the foot fixing member 140 more effectively.
  • the length of the plurality of guide rods 130 primarily adjusts the position of the foot fixing member 140, the plurality of guide rods 130 along the plurality of guide rods 130 By moving the foot fixing member 140 in the longitudinal direction it is possible to adjust the position of the second fine foot fixing member 140.
  • the ankle robot 100 may adjust the position of the foot fixing member 140 to be applicable to all walking trainers wearing the ankle robot 100. Accordingly, the ankle movement of the gait trainer can be effectively lifted by lifting the toes of all gait trainers regardless of the gait trainer 100 so that the torque of the ankle robot 100 can be effectively transmitted to the ankle joint of the gait trainer. Can be.
  • the toe portion of each walking trainer can be fixed by adjusting only the position of the foot fixing member 140 according to the foot length of the walking trainer. Therefore, a single foot fixing member 140 can be applied to all walking trainers without the inconvenience of making the foot fixing member 140 personalized according to the foot length of the walking trainer.
  • the ankle joint robot 100 of the present invention is connected to at least one of the plurality of brackets 110, the connection member 120, the foot fixing member 140 to support the at least part of the sole of the foot of the walking trainer 150 ) May be further included.
  • the sole support 150 may support at least a portion of the sole of the walking trainer (eg, the heel) to balance the sole of the walking trainer (ie, the toe portion and the heel portion).
  • the sole foot 150 is adjusted to the height of the toe portion and the foot according to the physical condition of the walking trainer (for example, height, foot size, etc.) or the foot fixing member 140, The heel can be balanced.
  • the foot fixing member 140 may move in the horizontal direction as in the foot fixing member 140 and the foot of the walking trainer together with the foot fixing member 140 may be stably supported.
  • the foot fixing member 140 is fixed only to the toe portion, the toe portion and the heel portion may not be balanced, and thus may cause inconvenience in walking of the walking trainer.
  • the sole of the sole of the walking trainer 150 can be balanced to eliminate the inconvenience caused by the lack of equilibrium of the walking trainer.
  • the foot fixing member 140 is fixed only to the toe portion, the foot of the walking trainer when the ankle robot 100 is located in the air can not be stably supported by the ankle robot (100).
  • the heel is not supported, and when the walking trainer's foot is in the air, the heel portion is lowered as the toe part of the walking trainer rises.
  • the ankle of the walking trainer can not be rotated stably, and it imposes a strain on the ankle joint of the walking trainer.
  • the footrest 150 supports at least a portion (for example, the heel) of the foot of the walking trainer, the foot of the walking trainer The robot 100 can be stably supported.
  • the footrest 150 is a heel portion as the toe portion of the walking trainer fixed by the foot fixing member 140 when the ankle robot 100 mounted on the walking trainer's foot for walking is raised. It can prevent falling down. Accordingly, the ankle of the walking trainer can be rotated stably, and it is possible to prevent the walking of the ankle of the walking trainer.
  • the ankle joint robot 100 of the present invention may further include a foot guide member 190 connected to the plurality of guide rods 130 or the foot fixing member 140 and surrounding the side portion of the foot of the walking trainer.
  • the foot guide member 190 may cover the whole side surface of the foot of the walking trainer to catch foot shaking of the walking trainer. Accordingly, even when the ankle robot 100 is in the air, the foot of the walking trainer can be stably supported by the ankle robot 100, and the ankle of the walking trainer can be stably rotated by the ankle robot 100.
  • And foot fixing member 140 is a covering member 141 surrounding a portion of the foot of the walking trainer; A fixing part 142 fixed to at least part of the surface of the coating member 141; And a fastening member 143 which is connected to the fixing part 142 and is provided on the surface of the coating member 141 and adjusts a gap between the fixing part 142 and the fixing part 142.
  • the covering member 141 may wrap around the instep and the sole of the walking trainer.
  • the fixing part 142 connected to a part of the covering member 141 is fixed (or attached) to the surface of the other part of the covering member 141, so that the width of the covering member 141 can be adjusted, thereby allowing the walking trainer.
  • the foot and the sole of the foot can be wrapped around the foot of the trainer.
  • the covering member 141 may be configured in the form of a band.
  • the fixing part 142 is connected to one end of the band form to be fixed (or attached) to the surface of the other part of the covering member 141, so that the foot of the walking trainer can be wrapped around the sole and the foot of the walking trainer.
  • at least a portion of the surface of the covering member 141 may be formed a non-slip (not shown).
  • the non-slip portion may be formed on the portion of the surface of the covering member 141 that the sole of the walking trainer touches and / or the portion of the surface of the covering member 141 that touches the ground.
  • the non-slip portion (not shown) is formed on the part of the surface of the covering member 141 that the foot of the walking trainer touches, it prevents the foot of the walking trainer from slipping on the foot fixing member 140 during the walking training of the walking trainer. Can be. And when the non-slip portion (not shown) is formed in the part of the surface of the coating member 141 that touches the ground, it is possible to prevent the foot of the walking trainer along with the foot fixing member 140 during the walking training of the walking trainer. have.
  • the fixing part 142 may be fixed to at least part of the surface of the covering member 141.
  • the fixing part 142 connected to a part of the covering member 141 may be fixed (or attached) to the surface of the other part of the covering member 141, and may be a Velcro.
  • the width of the covering member 141 may be adjusted, and the foot of the walking trainer may be fixed by surrounding the instep and the sole of the walking trainer.
  • the fixing part 142 may be connected to one end of the band form to fix (or attach) one end of the band form to the surface of another portion of the covering member 141. Through this, the foot of the walking trainer can be fixed around the foot of the walking trainer.
  • Tightening member 143 is connected to the fixing portion 142 is provided on the surface of the coating member 141, it can adjust the interval between the fixing portion 142.
  • the tightening member 143 may be formed of a dial lock, etc., and the surface of the covering member 141 provided with the tightening member 143 and the covering member 141 on which the fixing part 142 is fixed (or attached). The spacing between the surfaces can be adjusted. Accordingly, the width of the covering member 141 can be adjusted, and the foot of the walking trainer can be firmly fixed.
  • the covering member 141 is configured in a band form, the gap between one end of the band form and the fixing part 142 may be adjusted.
  • the dial part when the fastening member 143 is a dial lock, the dial part may be fixed (or coupled) to one end of a band shape, and the dial part and the fixing part 142 may be connected to each other by a connecting line. Accordingly, by adjusting the length of the connection line by turning the dial portion, it is possible to adjust the interval between the end of the band form and the fixing portion 142.
  • the fixed position of the dial portion may be a fixed portion 142, one end of the dial portion and the band form may be connected to each other by the connecting line.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and the distance between one end of the band form and the fixing part 142 may be adjusted.
  • the width of the covering member 141 for example, the distance between one end of the band form and the fixing part
  • it may be configured in a configuration other than the configuration of the dial lock.
  • the width of the coating member 141 for example, the distance between one end of the band form and the fixing portion
  • a fastening member 143 such as a dial lock
  • a fixing portion 142 such as a velcro that is attached to (or fixed to) another surface of the foot to more firmly fix the foot of the walking trainer to the ankle robot 100.
  • the ankle joint robot 100 of the present invention may further include an instep pad (not shown) provided between the instep of the walking trainer and the foot fixing member 140 to fill a free space.
  • An instep pad (not shown) may be provided between the foot of the walking trainer and the foot fixing member 140.
  • it may be provided in a free space (or spaced space) between the surface of the covering member 141 of the foot fixing member 140 and the instep of the walking trainer.
  • a free space (or spaced space) may be formed between the surface of the foot fixing member 140, that is, the covering member 141, and the back of the walking trainer's foot.
  • the instep pad (not shown) may be provided according to the foot size of the walking trainer to fill the free space.
  • the foot of the walking trainer can be firmly fixed regardless of the size of the foot of the walking trainer, and the foot of the walking trainer can be stably fixed.
  • the foot pad (not shown) provides a cushion to the foot of the walking trainer to tightly tighten the foot fixing member 140 to reduce the pressure and / or pain in the foot of the walking trainer when firmly fixing the foot of the walking trainer. It may be.
  • Ankle joint robot 100 of the present invention is one end of the rope 161 is connected to at least one of the plurality of guide rods 130; And a motor unit 162 connected to the other end of the rope 161 to wind and unwind the rope 161.
  • One end of the rope 161 may be connected to an end of at least one of the plurality of guide rods 130, and the other end of the rope 161 may be connected to and wound around a rotating shaft of the motor unit 162.
  • the length of the rope 161 is reduced as the rope 161 is wound around the rotating shaft of the motor unit 162, together with the foot (for example, the toe portion) of the walking trainee fixed to the foot fixing member 140.
  • the ends of the plurality of guide rods 130 may be raised (or lifted).
  • the foot of the walking trainer can pivot upward about the plurality of joints 115.
  • the rope 161 may be connected to the rotating shaft of the motor unit 162 through the other end thereof higher than the plurality of guide rods 130 to raise the ends of the plurality of guide rods 130.
  • Pulleys or pulleys 163 may be provided above the high end of the other end of the rope 161.
  • the motor unit 162 is connected to the other end of the rope 161 to the rotating shaft to rotate and rotate the rotating shaft 161, it is possible to lift the end of the plurality of guide rods 130 through this.
  • the end of the plurality of guide rods 130 may be raised to pivot the foot of the walking trainer around the plurality of joints 115.
  • the rope 161 is loosened, the end of the plurality of guide rods 130 may be lowered to pivot the foot of the walking trainer around the plurality of joints 115.
  • the movement of the walking trainer's foot may be rotated downward by the own weight of the walking trainer's foot by putting the driving motor of the motor unit 162 in the no-load state and slipping the rotating shaft of the motor unit 162.
  • the rotational force of the drive motor according to the amount of motion of the foot joint of the walking trainer, the motion of the foot joint of the walking trainer may be natural, and the effect of rehabilitation training may be enhanced.
  • the walking trainer can perform the ankle movement as a rehabilitation training of the walking trainer. It is also possible to provide ankle movements of the walking trainer during the walking training of the walking trainer.
  • the ankle joint robot 100 of the present invention may further include a pulley or pulley 163 provided between both ends of the rope 161 to be in contact with the rope 161.
  • Pulley or pulley 163 may reduce the torque required for winding and loosening the rope 161, may be installed only one, it may be preferable to be installed more than two as shown in FIG.
  • Ankle joint robot 100 of the present invention may further include an elastic member 170 is provided on at least one of the plurality of guide rods 130 to provide an elastic force.
  • One end of the elastic member 170 may be connected to at least one end of the plurality of guide rods 130.
  • one end of the rope 161 may be connected to the opposite guide rod 130 of the guide rod 130 is connected so that one end of the rope 161 is symmetrical to the connected guide rod 130.
  • the other end of the elastic member 170 is connected to the upper portion of the plurality of brackets 110 or the connection member 120, the support means extending side by side along the guide rod 130, one end of the elastic member 170 is connected ( Not shown).
  • the other end of the elastic member 170 may be connected to other parts than the configuration of the ankle joint robot (100). For example, it may be connected to the knee joint robot of the walking training robot, or may be connected to the legs of the walking trainer.
  • the elastic member 170 may be installed in a state in which the elastic force is increased (for example, an increased state), and may change the elastic force provided according to the degree of leg strength of the walking trainer.
  • the elastic force may be changed to be inversely proportional to the leg strength of the walking trainee, and the greater the elastic member 170 may be provided by increasing the elastic member 170 as there is no leg strength. Accordingly, when the end of the plurality of guide rods 130 is raised, the ends of the plurality of guide rods 130 can be raised by the elastic force even with a small force, thereby rotating the foot of the walking trainer with a small driving force. You can.
  • the elastic force of the elastic member 170 may decrease as the end of the connected guide rod 130 rises.
  • the elastic member 170 provided in a state in which the elastic force is increased as its length is increased is gradually offset by the force for raising the end of the guide rod 130 to which the elastic force is connected as the end of the guide rod 130 is connected to the elastic member. This can be reduced.
  • the elastic member 170 may give an exercise load when the foot of the walking trainer to rotate downward to improve the ankle movement effect of the walking trainer.
  • the elastic member 170 may be provided on both sides of the plurality of guide rods 130 or only on one side.
  • the elastic member 170 may be provided at both sides without the motor unit 162 and the rope 161, and the elastic member 170 may be provided at the guide rod 130 to which one end of the rope 161 is connected.
  • the elastic member 170 may be installed for the ankle movement of the walking trainer having a certain leg strength.
  • torque (or driving force) of the motor unit 162 for raising the ends of the plurality of guide rods 130 is increased. Can be reduced.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a modification of the ankle joint robot according to the present invention.
  • the ankle joint robot 100 may further include a coupling member 180 connecting the foot fixing member 140 to the plurality of guide rods 130.
  • the coupling member 180 connects the foot fixing member 140 and the plurality of guide rods 130, and may allow the foot fixing member 140 to be coupled to the ankle robot 100 in a one-touch manner.
  • the coupling member 180 may help the foot of the walking trainer to be stably fixed to the ankle robot 100 by covering the instep of the walking trainer.
  • Coupling member 180 may include a support that is supported at least a portion of the foot fixing member 140 and a coupling groove coupled to the plurality of guide rods 130.
  • the support portion may be supported at least a portion of the foot fixing member 140.
  • the band member is formed in the coupling member 180 to form an insertion hole into which the coating member 141 of the band form can be inserted.
  • the covering member 141 having a band shape may be supported around the coupling member 180.
  • the coupling groove may correspond to the plurality of guide rods 130, and may be formed at both sides of the coupling member 180, and the plurality of guide rods 130 may be inserted into the coupling groove to insert the foot fixing member 140 and the plurality of guide rods 130.
  • the guide rod 130 may be coupled.
  • the foot fixing member 140 may be coupled to the ankle robot 100 in a one-touch manner.
  • the coupling groove may be different from both sides. For example, one side of the guide rod 130 is inserted into the insertion hole to allow the coupling member 180 to be guided along the guide rod 130 to move back and forth. From bottom to top (or up).
  • the coupling member 180 may further include a fixing member 181 to be stably coupled to the plurality of guide rods 130.
  • the ankle joint robot 100 according to the present invention is fixed to the foot member of the walking trainer to the foot fixing member 140 in a state in which the foot fixing member 140 is separated from the ankle robot 100 to the coupling member 180
  • the foot fixing member 140 can be coupled by one-touch, thereby reducing the foot fixing time and / or wearing time of the ankle joint robot 100 of the walking trainee using the foot fixing member 140.
  • Figure 3 is a perspective view showing the integral coupling member of the ankle joint robot according to a modification of the present invention.
  • the coupling member 180 may be integrally connected to at least one or more of the foot fixing member 140, the foot rest 150, and the foot guide member 190 by being directly or indirectly connected.
  • the ankle joint robot 100 is fixed by the coupling member 180 after fixing the foot of the walking trainer in a state separated from the ankle robot 100.
  • the fixing time of the walking trainer and / or wear time of the ankle robot (100) the fixing time of the walking trainer and / or wear time of the ankle robot (100).
  • the preparation time for the walking training using the ankle robot 100 may be minimized.
  • Using the integrated coupling member 180 of the ankle joint robot 100 may be efficient in the operation of the ankle joint robot 100 for walking training of the walking trainer.
  • the ankle joint robot 100 of the present invention may further include a leg fixing member 210 for fixing to the leg of the walking trainer.
  • the leg fixing member 210 may have a form of fixing the leg portion (for example, the shin area) with the belt in a state where a leg portion (for example, a calf) of the walking trainer is accommodated.
  • the walking training robot may include an ankle joint robot 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Ankle joint robot 100 may be an ankle joint robot 100 according to an embodiment of the present invention, the description related to the ankle joint robot 100 will be described in detail in the ankle joint robot 100 according to an embodiment of the present invention described above Are omitted.
  • the walking training robot of the present invention is connected to the upper portion of the knee joint robot 100, the knee joint robot (not shown) coupled to the knee joint of the walking trainer; And a hip joint robot (not shown) connected to an upper portion of the knee joint robot (not shown) and coupled to the hip joint of the walking trainer.
  • a knee robot (not shown) may be coupled to an upper portion of the ankle robot 100, and may be coupled to a leg (ie, a knee joint) of the walking trainer around the knee joint portion of the walking trainer.
  • the knee robot (not shown) also includes a leg fixing member 210 to fix the accommodated leg portion (eg, knee joint portion) with a belt while a leg portion (eg, knee joint portion) of the walking trainer is accommodated. Can be.
  • a hip robot may be coupled to an upper portion of the knee robot (not shown), and may be coupled to a leg (ie, hip joint) of the walking trainer around the hip joint of the walking trainer.
  • the hip robot also includes a leg fixing member 210 to fix the leg portion (eg, hip portion) with the belt while the leg portion (eg, hip portion) of the walking trainee is accommodated. Can be.
  • the walking training robot according to the present invention can assist walking training of patients with paraplegia or patients with abnormalities in leg joints and muscle strength.
  • the walking training robot of the present invention can effectively provide the ankle movement of the walking trainer, including the ankle joint robot 100, it is possible to minimize the torque required for the ankle movement of the walking trainer.
  • the ankle of the walking trainer may not be exerted.
  • the position of the foot fixing member it is possible to adjust the position of the foot fixing member to be applicable to all walking trainers wearing the ankle joint robot. Accordingly, the ankle movement of the walking trainer can be effectively lifted by lifting the toes of all walking trainers regardless of the walking trainer, so that the torque of the joint can be effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer.
  • the foot fixing member according to the foot (or foot length) of the walking trainer can fix the toe portion of the walking trainer. Therefore, one foot fixing member can be simply applied to all walking trainers without the inconvenience of making the foot fixing member personalized according to the foot of the walking trainer.
  • the present invention by adding a fastening member such as a dial lock to the fixing portion to be pulled and attached for the basic fixing to configure the foot fixing member, it is possible to more firmly fix the foot of the walking trainer. Accordingly, the torque of the ankle robot can be more effectively transmitted to the ankle joint of the walking trainer.
  • the sole of the foot support can achieve the balance of the foot of the walking trainer can eliminate the inconvenience caused by the foot of the walking trainer is not balanced.
  • the foot support part supports the heel portion of the walking trainer so that the foot of the walking trainer can be stably supported by the foot joint robot even when the ankle robot is located in the air for walking.
  • the foot guide member can cover the entire foot side of the walking trainer can catch the foot of the walking trainer.
  • the foot trainer may be stably fixed by adding an instep pad between the foot trainer and the foot fixing member according to the foot trainer's foot size (or foot width, thickness, etc.).
  • the foot fixing member to the coupling member to be able to couple the foot fixing member to the ankle joint robot through the coupling member, it is possible to minimize the foot fixing time of the walking trainer using the foot fixing member.

Abstract

본 발명은 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 나란히 제공되는 복수의 브라켓; 상기 복수의 브라켓을 서로 연결하는 연결부재; 상기 보행훈련자의 족관절에 대응하여 제공되고, 상기 연결부재의 양단에 상기 복수의 브라켓을 각각 연결시키는 복수의 조인트; 상기 복수의 브라켓에 각각 연결되고, 상기 복수의 브라켓에서 상기 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 연장되는 복수의 가이드 로드; 및 상기 복수의 가이드 로드와 연결되어 그 위치가 조절되고, 상기 보행훈련자의 발을 고정시키는 발고정부재를 포함하는 족관절 로봇이 제시된다.

Description

족관절 로봇 및 이를 포함하는 보행 훈련 로봇
본 발명은 족관절 로봇 및 이를 포함하는 보행 훈련 로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로 발고정부재의 위치를 조절할 수 있는 족관절 로봇 및 이를 포함하는 보행 훈련 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 보행 훈련 로봇은 하반신 마비 증세가 있는 환자 또는 다리 관절과 근력에 이상이 있는 환자들의 보행 훈련을 위한 장치이다. 보행 훈련 로봇은 고관절, 슬관절, 족관절 등의 관절 부위에 장착되는 로봇 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 각 관절에 장착된 로봇은 지정 각도와 속도로 구동되어 환자들의 관절 운동을 보조한다. 보행 훈련 로봇은 고관절, 슬관즐, 족관절 로봇들을 모두 포함하거나 어느 하나의 로봇만으로 구성될 수도 있다.
족관절(ankle joint)은 다리(leg)와 발(foot)을 연결하는 발목 부위의 관절로서, 보행시에 신체의 대부분의 하중이 작용하는 관절이다. 따라서, 족관절 로봇(ankle joint robot)은 보행훈련자의 발목을 회동시킬 때에 매우 큰 토크를 필요로 한다. 여기서, 보행훈련자의 발 일부분을 승강시켜 보행훈련자의 발목을 회동시키게 되는데, 보행훈련자의 발가락 부분을 족관절 로봇에 고정시켜 승강시켜야 족관절 로봇의 토크가 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달될 수 있다.
그리고 족관절 로봇의 토크를 보행훈련자의 족관절에 더욱 효과적으로 전달시키기 위해 보행훈련자의 발을 족관절 로봇에 단단히 고정시킬 수 있다. 그러나 종래에는 보행훈련자의 발에 좌우 스프링을 걸어 조절함으로써 고정하였기 때문에 구조가 간단하기는 하나 보행훈련자의 발의 내/외번을 잡아 주지 못하여 보행훈련자의 발을 족관절 로봇에 단단히 고정시킬 수 없었다. 이에 따라 족관절 로봇의 토크가 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달되지 못하여 보행훈련자의 발목을 회동시키기 위해 더 큰 토크가 사용되어야 하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 족관절 로봇의 발바닥판에 발을 고정하는 방법이 제시되어 있다. 하지만, 족관절 로봇의 발바닥판에 발을 고정하는 방식은 보행훈련자의 발(또는 발 길이)에 따라 발고정부재를 개인용으로 만들어야 하는 불편함이 있었다.
한편, 발고정부재가 발가락 부분에만 고정되어 있으면, 발가락 부분과 발뒤꿈치 부분이 평형을 이루지 못하여 보행훈련자의 보행에 불편을 줄 수 있다. 또한, 보행훈련자가 보행 훈련을 수행할 경우에 발뒤꿈치가 받쳐지지 않아 보행훈련자의 발이 공중에 있을 때에 보행훈련자의 발가락 부분이 상승함에 따라 발뒤꿈치 부분이 아래로 내려가게 된다. 이에 따라 보행훈련자의 발목이 안정적으로 회동할 수 없게 되며, 보행훈련자의 족관절에 무리를 주게 된다.
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2005-0033113호
본 발명은 발고정부재의 위치를 조절할 수 있으며, 보행훈련자의 발을 단단히 고정할 수 있는 족관절 로봇 및 이를 포함하는 보행 훈련 로봇을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇은 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 나란히 제공되는 복수의 브라켓; 상기 복수의 브라켓을 서로 연결하는 연결부재; 상기 보행훈련자의 족관절에 대응하여 제공되고, 상기 연결부재의 양단에 상기 복수의 브라켓을 각각 연결시키는 복수의 조인트; 상기 복수의 브라켓에 각각 연결되고, 상기 복수의 브라켓에서 상기 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 연장되는 복수의 가이드 로드; 및 상기 복수의 가이드 로드와 연결되어 그 위치가 조절되고, 상기 보행훈련자의 발을 고정시키는 발고정부재를 포함할 수 있다.
상기 복수의 가이드 로드는 상기 복수의 가이드 로드의 길이를 조절하는 길이조절부를 포함할 수 있다.
상기 발고정부재는 상기 복수의 가이드 로드의 길이방향으로 그 위치가 조절될 수 있다.
상기 복수의 브라켓, 상기 연결부재, 상기 발고정부재 중 적어도 어느 하나에 연결되어 상기 보행훈련자의 발바닥의 적어도 일부를 받쳐주는 발바닥받침부를 더 포함할 수 있다.
상기 발고정부재는 상기 보행훈련자의 발의 일부를 둘러 감싸는 피복부재; 상기 피복부재의 표면 중 적어도 일부에 고정되는 고정부; 및 상기 고정부와 연결되어 상기 피복부재의 표면에 제공되고, 상기 고정부와의 사이 간격을 조절하는 조임부재를 포함할 수 있다.
상기 보행훈련자의 발등과 상기 발고정부재 사이에 제공되어 여유 공간을 채워주는 발등패드를 더 포함할 수 있다.
상기 발고정부재를 상기 복수의 가이드 로드와 연결시키는 결합부재를 더 포함할 수 있다.
그 일단이 상기 복수의 가이드 로드 중 적어도 어느 하나에 연결되는 로프; 및 상기 로프의 타단에 연결되어 상기 로프를 감고 푸는 모터부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 가이드 로드 중 적어도 어느 하나에 제공되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 훈련 로봇은 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇은 족관절 로봇을 착용하는 보행훈련자에게 모두 적용이 가능하도록 발고정부재의 위치를 조절할 수 있다. 이에 따라 보행훈련자의 발목 움직임을 위해 보행훈련자에 관계없이 족관절 로봇으로 모든 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시켜 승강시킬 수 있다. 이러한 이유로, 족관절 로봇의 토크를 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달시킬 수 있다. 또한, 보행훈련자의 발(또는 발 길이)에 따라 발고정부재의 위치만을 조절하여 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시킬 수 있다. 그러므로, 발고정부재를 보행훈련자의 발에 따라 개인용으로 만들어야 하는 불편함없이 간단하게 하나의 발고정부재가 모든 보행훈련자에게 적용될 수 있다.
그리고 본 발명에서는 기본 고정을 위하여 잡아당겨서 부착하는 고정부에 다이얼락 등의 조임부재를 추가하여 발고정부재를 구성함으로써, 보행훈련자의 발을 더 단단히 고정할 수 있다. 이에 따라 족관절 로봇의 토크를 보행훈련자의 족관절에 더욱 효과적으로 전달할 수 있다.
또한, 발바닥받침부가 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이룰 수 있도록 하여 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이루지 못함으로 인해 발생하던 불편을 없앨 수 있다. 그뿐만 아니라, 발바닥받침부가 보행훈련자의 발뒤꿈치 부분을 받쳐주어 보행을 위해 족관절 로봇이 공중에 위치할 경우에도 보행훈련자의 발이 족관절 로봇에 안정적으로 지지될 수 있다. 그리고 보행훈련자의 발 사이즈(또는 발의 폭, 두께 등)에 따라 보행훈련자의 발과 발고정부재 사이에 발등패드를 추가하여 보행훈련자의 발이 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
한편, 결합부재에 발고정부재를 연결하여 결합부재를 통해 발고정부재를 족관절 로봇에 원터치로 결합할 수 있도록 함으로써, 발고정부재를 이용한 보행훈련자의 발 고정 시간을 최소화할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 족관절 로봇의 변형예를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 족관절 로봇의 일체형 결합부재를 나타낸 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇(100)은 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 나란히 제공되는 복수의 브라켓(110); 상기 복수의 브라켓(110)을 서로 연결하는 연결부재(120); 상기 보행훈련자의 족관절에 대응하여 제공되고, 상기 연결부재(120)의 양단에 상기 복수의 브라켓(120)을 각각 연결시키는 복수의 조인트(115); 상기 복수의 브라켓(110)에 각각 연결되고, 상기 복수의 브라켓(110)에서 상기 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 연장되는 복수의 가이드 로드(130); 및 상기 복수의 가이드 로드(130)와 연결되어 그 위치가 조절되고, 상기 보행훈련자의 발을 고정시키는 발고정부재(140)를 포함할 수 있다.
복수의 브라켓(110)은 보행훈련자의 발 양측에 각각 제공될 수 있는데, 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 나란히 제공될 수 있다. 복수의 브라켓(110)은 족관절 로봇(100)에서 다른 구성들이 지지 또는 결합되는 기본 뼈대가 된다. 양측의 브라켓(110a, 110b)은 지지 또는 결합되는 구성에 따라 그 모양이 상이할 수도 있다.
연결부재(120)는 복수의 브라켓(110)을 서로 연결할 수 있는데, 보행훈련자의 발뒤꿈치 측면을 따라 형성될 수 있다.
복수의 조인트(115)는 연결부재(120)의 양단에 복수의 브라켓(120)을 각각 연결시킬 수 있는데, 보행훈련자의 족관절에 대응하여 제공될 수 있다. 복수의 조인트(115)는 복수의 브라켓(120)이 연결부재(120)에 대해 회동 가능하도록 관절 역할을 할 수 있다.
복수의 가이드 로드(130)는 복수의 브라켓(110)에 각각 연결될 수 있고, 복수의 브라켓(110)에서 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 연장될 수 있는데, 서로 나란하게 연장될 수 있다.
발고정부재(140)는 보행훈련자의 발을 고정시킬 수 있고, 복수의 가이드 로드(130)와 연결되어 그 위치가 조절될 수 있다. 이에 따라 발고정부재(140)로 보행훈련자의 발가락 부분(예를 들어, 발가락 다음의 중족골)을 고정시키기 위해 보행훈련자의 발(또는 발 길이)에 따라 발고정부재(140)를 개인용으로 만들어야 하는 불편함없이 간단하게 족관절 로봇을 착용하는 모든 보행훈련자에게 발고정부재(140)가 적용이 가능하도록 할 수 있다.
보다 자세히 살펴보면, 보행훈련자의 발목을 회동시키기 위해 보행훈련자의 발가락 부분을 족관절 로봇(100)에 고정시켜 승강시킬 경우에 족관절 로봇(100)의 토크가 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달될 수 있다. 여기서, 보행훈련자마다 발 길이가 다르기 때문에 각 보행훈련자의 발가락 부분을 족관절 로봇(100)에 고정시키기 위해서는 각 보행훈련자의 발 길이에 맞는 발고정부재(140)를 사용하여야 한다. 본 발명에서는 보행훈련자의 발에 따라 발고정부재(140)의 위치를 조절할 수 있기 때문에 보행훈련자의 발목 움직임을 위해 보행훈련자에 관계없이 발고정부재(140)로 각 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시켜 족관절 로봇(100)을 이용해 각 보행훈련자의 발가락 부분을 승강시킬 수 있다. 이에 따라 족관절 로봇(100)의 토크를 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달시킬 수 있다.
따라서, 보행훈련자의 발에 따라 발고정부재(140)의 위치만을 조절하여 각 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시킬 수 있으므로, 발고정부재(140)를 각 보행훈련자의 발 길이에 따라 개인용으로 만들어야 하는 불편함없이 간단하게 하나의 발고정부재(140)를 모든 보행훈련자에게 적용시킬 수 있다. 그리고 보행훈련자에 관계없이 족관절 로봇(100)으로 각 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시켜 승강시킬 수 있어 족관절 로봇(100)의 토크를 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달시킬 수 있다.
발고정부재(140)의 위치를 조절할 수 있는 하나의 방법으로 복수의 가이드 로드(130)는 복수의 가이드 로드(130)의 길이를 조절하는 길이조절부(131)를 포함할 수 있다. 길이조절부(131)는 보행훈련자의 발 길이에 따라 복수의 가이드 로드(130)의 길이를 조절할 수 있다. 즉, 발고정부재(140)가 복수의 가이드 로드(130)에 고정되어 길이조절부(131)에 의해 복수의 가이드 로드(130)의 길이가 조절됨에 따라 발고정부재(140)의 위치가 조절될 수 있다. 여기서, 길이조절부(131)는 접이식 안테나와 같이 다단으로 구성되어 일측이 뽑아져 길이가 늘어나고, 상기 일측이 다시 들어가 길이가 줄어들도록 구성될 수 있다. 그러나 그 구성은 이에 특별히 한정되지 않고, 복수의 가이드 로드(130)의 길이를 조절할 수 있으면 족하다.
발고정부재(140)의 위치를 조절할 수 있는 다른 방법으로 발고정부재(140)는 복수의 가이드 로드(130)를 따라 복수의 가이드 로드(130)의 길이방향으로 그 위치가 조절될 수 있다. 이때, 복수의 가이드 로드(130)는 발고정부재(140)가 가이드되어 이동할 수 있는 충분한 길이를 제공할 수 있고, 복수의 가이드 로드(130)의 원하는 위치에 발고정부재(140)를 고정시킬 수 있는 고정수단을 포함할 수도 있다. 여기서, 발고정부재(140)는 가이드 레일과 같이 복수의 가이드 로드(130)를 따라 가이드되어 이동함으로써 발고정부재(140)의 위치가 조절될 수도 있다. 그리고 탈부착식으로 구성되어 복수의 가이드 로드(130)에 결합되는 위치가 변화됨으로써 발고정부재(140)의 위치가 조절될 수도 있다.
한편, 두 가지 방법 모두를 적용할 수도 있는데, 두 가지 방법 모두를 사용하면, 보다 효과적으로 발고정부재(140)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어, 복수의 가이드 로드(130)의 길이를 조절하여 1차적으로 대략적인 발고정부재(140)의 위치를 조절하고, 복수의 가이드 로드(130)를 따라 복수의 가이드 로드(130)의 길이방향으로 발고정부재(140)를 이동시켜 2차적으로 세밀한 발고정부재(140)의 위치를 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇(100)은 족관절 로봇(100)을 착용하는 보행훈련자에게 모두 적용이 가능하도록 발고정부재(140)의 위치를 조절할 수 있다. 이에 따라 보행훈련자의 발목 움직임을 위해 보행훈련자에 관계없이 족관절 로봇(100)으로 모든 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시켜 승강시킬 수 있기 때문에 족관절 로봇(100)의 토크를 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달시킬 수 있다. 또한, 보행훈련자의 발 길이에 따라 발고정부재(140)의 위치만을 조절하여 각 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시킬 수 있다. 그러므로, 발고정부재(140)를 보행훈련자의 발 길이에 따라 개인용으로 만들어야 하는 불편함없이 간단하게 하나의 발고정부재(140)가 모든 보행훈련자에게 적용될 수 있다.
본 발명의 족관절 로봇(100)은 복수의 브라켓(110), 연결부재(120), 발고정부재(140) 중 적어도 어느 하나에 연결되어 보행훈련자의 발바닥의 적어도 일부를 받쳐주는 발바닥받침부(150)를 더 포함할 수 있다. 발바닥받침부(150)는 보행훈련자의 발바닥의 적어도 일부(예를 들어, 발뒤꿈치)를 받쳐주어 보행훈련자의 발바닥(즉, 발가락 부분과 발뒤꿈치 부분)이 평형을 이루게 할 수 있다. 여기서, 발바닥받침부(150)는 보행훈련자의 신체 조건(예를 들어, 키, 발 사이즈 등) 또는 발고정부재(140)에 고정된 발가락 부분의 높이에 따라 그 높이를 조절하여 발가락 부분과 발뒤꿈치 부분의 평형을 이룰 수 있다. 그리고 발고정부재(140)와 같이 수평 방향으로 이동하여 발고정부재(140)와 함께 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이루며 안정적으로 지지되도록 할 수도 있다. 발고정부재(140)가 발가락 부분에만 고정되어 있으면, 발가락 부분과 발뒤꿈치 부분이 평형을 이루지 못하게 되고, 이에 따라 보행훈련자의 보행에 불편을 줄 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 발바닥받침부(150)가 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이루게 하여 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이루지 못함으로 인해 발생하던 불편을 없앨 수 있다.
한편, 발고정부재(140)가 발가락 부분에만 고정되어 있으면, 족관절 로봇(100)이 공중에 위치할 경우에 보행훈련자의 발이 족관절 로봇(100)에 안정적으로 지지되지 못한다. 그뿐만 아니라 보행훈련자가 보행 훈련을 수행할 경우에 발뒤꿈치가 받쳐지지 않아 보행훈련자의 발이 공중에 있을 때에 보행훈련자의 발가락 부분이 상승함에 따라 발뒤꿈치 부분이 아래로 내려가게 된다. 이에 따라 보행훈련자의 발목이 안정적으로 회동할 수 없게 되며, 보행훈련자의 족관절에 무리를 주게 된다. 하지만, 본 발명에서는 보행을 위해 족관절 로봇(100)이 공중에 위치할 경우에도 발바닥받침부(150)가 보행훈련자의 발바닥의 적어도 일부(예를 들어, 발뒤꿈치)를 받쳐주어 보행훈련자의 발이 족관절 로봇(100)에 안정적으로 지지되도록 할 수 있다. 그리고 발바닥받침부(150)는 보행을 위해 보행훈련자의 발에 장착된 족관절 로봇(100)이 공중에 있을 때에 발고정부재(140)로 고정된 보행훈련자의 발가락 부분이 상승함에 따라 발뒤꿈치 부분이 아래로 내려가는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 보행훈련자의 발목이 안정적으로 회동할 수 있게 할 수 있으며, 보행훈련자의 족관절에 무리가 가지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 족관절 로봇(100)은 복수의 가이드 로드(130) 또는 발고정부재(140)와 연결되고, 보행훈련자의 발의 측면부를 감싸는 발가이드부재(190)를 더 포함할 수 있다. 발가이드부재(190)는 보행훈련자의 발 측면부 전체를 감싸주어 보행훈련자의 발 흔들림을 잡아줄 수 있다. 이에 따라 족관절 로봇(100)이 공중에 있을 때에도 보행훈련자의 발이 족관절 로봇(100)에 안정적으로 지지될 수 있고, 족관절 로봇(100)에 의해 보행훈련자의 발목이 안정적으로 회동할 수 있다.
그리고 발고정부재(140)는 보행훈련자의 발의 일부를 둘러 감싸는 피복부재(141); 상기 피복부재(141)의 표면 중 적어도 일부에 고정되는 고정부(142); 및 상기 고정부(142)와 연결되어 상기 피복부재(141)의 표면에 제공되고, 상기 고정부(142)와의 사이 간격을 조절하는 조임부재(143)를 포함할 수 있다. 피복부재(141)는 보행훈련자의 발등과 발바닥을 둘러 감쌀 수 있다. 여기서, 피복부재(141)의 일부분에 연결된 고정부(142)가 피복부재(141)의 다른 부분 표면에 고정(또는 부착)되어 피복부재(141)의 폭이 조절될 수 있고, 이를 통해 보행훈련자의 발등과 발바닥을 둘러 감싸 보행훈련자의 발이 고정되도록 할 수 있다. 예를 들어, 피복부재(141)는 밴드 형태로 구성될 수 있다. 이때, 고정부(142)가 밴드 형태의 일단에 연결되어 피복부재(141)의 다른 부분 표면에 고정(또는 부착)됨으로써, 보행훈련자의 발등과 발바닥을 둘러 감싸 보행훈련자의 발을 고정시킬 수 있다. 한편, 피복부재(141)의 표면 중 적어도 일부에는 미끄럼방지부(미도시)를 형성할 수 있다. 여기서, 미끄럼방지부(미도시)는 피복부재(141)의 표면 중 보행훈련자의 발바닥이 닿는 부분 및/또는 피복부재(141)의 표면 중 지면에 닿는 부분에 형성될 수 있다. 미끄럼방지부(미도시)가 피복부재(141)의 표면 중 보행훈련자의 발바닥이 닿는 부분에 형성되면, 보행훈련자의 보행 훈련시에 보행훈련자의 발이 발고정부재(140)에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 그리고 미끄럼방지부(미도시)가 피복부재(141)의 표면 중 지면에 닿는 부분에 형성되면, 보행훈련자의 보행 훈련시에 발고정부재(140)와 함께 보행훈련자의 발이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
고정부(142)는 피복부재(141)의 표면 중 적어도 일부에 고정될 수 있다. 여기서, 피복부재(141)의 일부분에 연결된 고정부(142)가 피복부재(141)의 다른 부분 표면에 고정(또는 부착)될 수 있고, 벨크로(찍찍이) 등일 수 있다. 이를 통해 피복부재(141)의 폭을 조절할 수 있고, 보행훈련자의 발등과 발바닥을 둘러 감싸 보행훈련자의 발을 고정시킬 수도 있다. 피복부재(141)가 밴드 형태로 구성되면, 고정부(142)가 밴드 형태의 일단과 연결되어 밴드 형태의 일단을 피복부재(141)의 다른 부분 표면에 고정(또는 부착)시킬 수 있다. 이를 통해 보행훈련자의 발등과 발바닥을 둘러 감싸 보행훈련자의 발을 고정시킬 수 있다.
조임부재(143)는 고정부(142)와 연결되어 피복부재(141)의 표면에 제공되고, 고정부(142)와의 사이 간격을 조절할 수 있다. 여기서, 조임부재(143)는 다이얼락 등으로 구성될 수 있고, 조임부재(143)가 제공된 피복부재(141)의 표면과 고정부(142)가 고정(또는 부착)된 피복부재(141)의 표면 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이에 따라 피복부재(141)의 폭을 조절할 수 있고, 보행훈련자의 발을 단단히 고정시킬 수 있다. 피복부재(141)를 밴드 형태로 구성하게 되면, 밴드 형태의 일단과 고정부(142)의 사이 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조임부재(143)가 다이얼락일 경우에 다이얼부가 밴드 형태의 일단에 고정(또는 결합)되고, 상기 다이얼부와 고정부(142)가 연결줄로 서로 연결될 수 있다. 이에 상기 다이얼부를 돌려 상기 연결줄의 길이를 조절함으로써 밴드 형태의 일단과 고정부(142)의 사이 간격을 조절할 수 있다. 여기서, 상기 다이얼부의 고정 위치가 고정부(142)일 수도 있고, 상기 다이얼부와 밴드 형태의 일단이 상기 연결줄로 서로 연결될 수도 있다. 그러나 이에 특별히 한정되지 않고, 밴드 형태의 일단과 고정부(142)의 사이 간격을 조절할 수 있으면 족하다. 또한, 피복부재(141)의 폭(예를 들어, 밴드 형태의 일단과 고정부의 사이 간격)을 조절할 수만 있으면, 다이얼락의 구성이 아닌 다른 구성으로 구성될 수도 있다.
따라서, 본 발명에서는 종래에 피복부재(141)의 폭(예를 들어, 밴드 형태의 일단과 고정부의 사이 간격)을 조절하기 위하여 피복부재(141)의 일부분을 잡아당겨서 피복부재(141)의 다른 부분 표면에 부착(또는 고정)하는 벨크로(찍찍이) 등의 고정부(142)에 다이얼락 등의 조임부재(143)를 추가하여 보행훈련자의 발을 족관절 로봇(100)에 더 단단히 고정시킬 수 있다. 이에 따라 보행훈련자의 발목을 회동시킬 때에 족관절 로봇(100)의 토크를 보행훈련자의 족관절에 더욱 효과적으로 전달할 수 있다.
본 발명의 족관절 로봇(100)은 상기 보행훈련자의 발등과 발고정부재(140) 사이에 제공되어 여유 공간을 채워주는 발등패드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 발등패드(미도시)는 보행훈련자의 발등과 발고정부재(140) 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 발고정부재(140)의 피복부재(141)의 표면과 보행훈련자의 발등 사이의 여유 공간(또는 이격 공간)에 제공될 수 있다. 보행훈련자의 발 사이즈(또는 발의 폭, 두께 등)에 따라 발고정부재(140) 즉, 피복부재(141)의 표면과 보행훈련자의 발등 사이에 여유 공간(또는 이격 공간)이 생길 수 있다. 이때, 발등패드(미도시)는 보행훈련자의 발 사이즈에 따라 제공되어 상기 여유 공간을 채워줄 수 있다. 이에 보행훈련자의 발 사이즈에 관계없이 보행훈련자의 발을 단단히 고정시킬 수 있고, 보행훈련자의 발이 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
또한, 발등패드(미도시)는 보행훈련자의 발에 쿠션을 제공하여 발고정부재(140)를 타이트하게 조여 보행훈련자의 발을 단단히 고정시킬 때에 보행훈련자의 발에 압박 및/또는 통증을 줄여줄 수도 있다.
본 발명의 족관절 로봇(100)은 그 일단이 복수의 가이드 로드(130) 중 적어도 어느 하나에 연결되는 로프(161); 및 상기 로프(161)의 타단에 연결되어 상기 로프(161)를 감고 푸는 모터부(162)를 더 포함할 수 있다. 로프(161)는 그 일단이 복수의 가이드 로드(130) 중 적어도 어느 하나의 단부에 연결될 수 있고, 로프(161)의 타단은 모터부(162)의 회전축에 연결되어 감길 수 있다. 이를 통해 로프(161)가 모터부(162)의 회전축에 감김에 따라 로프(161)의 길이가 줄어들게 함으로써 발고정부재(140)에 고정된 보행훈련자의 발(예를 들어, 발가락 부분)과 함께 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 상승시킬(또는 들어올릴) 수 있다. 이에 따라 복수의 조인트(115)를 중심으로 보행훈련자의 발이 상향 회동할 수 있다. 여기서, 로프(161)는 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 상승시키기 위해 그 타단이 복수의 가이드 로드(130)보다 높은 곳을 지나 모터부(162)의 회전축에 연결될 수 있다. 로프(161)의 타단이 지나는 상기 높은 곳에는 도르래 또는 풀리(163)가 제공될 수 있다.
모터부(162)는 로프(161)의 타단이 상기 회전축에 연결되어 상기 회전축을 회전시킴으로써 로프(161)를 감고 풀 수 있고, 이를 통해 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 승강시킬 수 있다. 로프(161)를 감으면, 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 상승시켜 복수의 조인트(115)를 중심으로 보행훈련자의 발을 상향 회동시킬 수 있다. 반대로, 로프(161)를 풀면, 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 하강시켜 복수의 조인트(115)를 중심으로 보행훈련자의 발을 하향 회동시킬 수 있다. 이때, 보행훈련자의 발을 하향 회동시키는 운동은 모터부(162)의 구동모터를 무부하 상태로 하고 모터부(162)의 회전축을 슬립시켜서 보행훈련자의 발 자체가 갖는 자중에 의해 하향 회동시킬 수도 있다. 또한, 보행훈련자의 족관절 운동량에 따라 상기 구동모터의 회전력을 조절함으로써, 보행훈련자의 족관절 동작이 자연스럽게 할 수도 있고, 재활훈련의 효과를 높일 수도 있다.
따라서, 모터부(162)와 로프(161)를 통해 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 승강시켜 보행훈련자의 발목 움직임을 보조함으로써, 보행훈련자의 재활 훈련으로 보행훈련자가 발목 운동을 수행할 수 있고, 보행훈련자의 보행 훈련시에 보행훈련자의 발목 움직임을 제공할 수도 있다.
그리고 본 발명의 족관절 로봇(100)은 로프(161)의 양단 사이에 제공되어 로프(161)에 구름 접촉되는 도르래 또는 풀리(163)를 더 포함할 수 있다. 도르래 또는 풀리(163)는 로프(161)가 감기고 풀리는데 필요한 토크를 줄여줄 수 있으며, 하나만 설치될 수 있겠으나, 도 1에 도시한 바와 같이 둘 이상으로 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 족관절 로봇(100)은 상기 복수의 가이드 로드(130) 중 적어도 어느 하나에 제공되어 탄성력을 제공하는 탄성부재(170)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(170)는 그 일단이 복수의 가이드 로드(130) 중 적어도 어느 하나의 단부에 연결될 수 있다. 여기서, 로프(161)의 일단이 연결된 가이드 로드(130)에 대칭되도록 로프(161)의 일단이 연결된 가이드 로드(130)의 반대편 가이드 로드(130)에 연결될 수 있다. 이때, 탄성부재(170)의 타단은 복수의 브라켓(110) 또는 연결부재(120)의 상부에 연결되어 탄성부재(170)의 일단이 연결된 가이드 로드(130)를 따라 나란하게 연장되는 지지수단(미도시)에 연결될 수 있다. 한편, 탄성부재(170)의 타단은 족관절 로봇(100)의 구성 외의 다른 부분에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 보행 훈련 로봇의 슬관절 로봇에 연결될 수도 있고, 보행훈련자의 다리에 연결될 수도 있다.
탄성부재(170)는 탄성력이 증가된 상태(예를 들어, 늘어난 상태)로 설치될 수 있는데, 보행훈련자의 다리힘의 정도에 따라 제공되는 탄성력을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 보행훈련자의 다리힘에 반비례하도록 탄성력을 변화시킬 수 있는데, 보행훈련자가 다리힘이 없을수록 탄성부재(170)를 많이 늘려 큰 탄성력을 제공할 수 있다. 이에 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 상승시킬 경우에 상기 탄성력에 의해 작은 힘으로도 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 상승시킬 수 있고, 이로 인해 작은 구동력으로 보행훈련자의 발을 상향 회동시킬 수 있다.
따라서, 탄성부재(170)는 연결된 가이드 로드(130)의 단부가 상승함에 따라 탄성력이 감소할 수 있다. 그 길이가 늘어나 탄성력이 증가된 상태로 제공된 탄성부재(170)는 연결된 가이드 로드(130)의 단부가 상승함에 따라 상기 탄성력이 연결된 가이드 로드(130)의 단부를 상승시키는 힘만큼 점점 상쇄되어 상기 탄성력이 감소할 수 있다.
한편, 탄성부재(170)는 보행훈련자의 발을 하향 회동시킬 때에 운동 부하를 주어 보행훈련자의 발목 운동 효과를 향상시킬 수도 있다. 또한, 탄성부재(170)는 복수의 가이드 로드(130) 중 양쪽에 모두 제공되거나 한쪽에만 제공될 수 있다. 여기서, 모터부(162)와 로프(161)없이 탄성부재(170)만 양쪽에 제공될 수도 있고, 탄성부재(170)가 로프(161)의 일단이 연결된 가이드 로드(130)에 제공될 수도 있다. 모터부(162)와 로프(161)없이 탄성부재(170)만 양쪽에 제공될 경우에는 다리힘이 어느 정도 있는 보행훈련자의 발목 운동을 위해서 탄성부재(170)가 설치될 수 있다. 그리고 탄성부재(170)가 로프(161)의 일단이 연결된 가이드 로드(130)에 제공될 경우에는 복수의 가이드 로드(130)의 단부를 상승시키기 위한 모터부(162)의 토크(또는 구동력)를 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 족관절 로봇의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 족관절 로봇(100)은 발고정부재(140)를 복수의 가이드 로드(130)와 연결시키는 결합부재(180)를 더 포함할 수 있다. 결합부재(180)는 발고정부재(140)와 복수의 가이드 로드(130)를 연결시키는데, 족관절 로봇(100)에 발고정부재(140)가 원터치식으로 결합되도록 할 수도 있다. 그리고 결합부재(180)는 보행훈련자의 발등을 덮어 보행훈련자의 발이 족관절 로봇(100)에 안정적으로 고정될 수 있도록 도울 수도 있다.
결합부재(180)는 발고정부재(140)의 적어도 일부가 지지되는 지지부 및 복수의 가이드 로드(130)에 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다. 상기 지지부는 발고정부재(140)의 적어도 일부가 지지될 수 있다. 예를 들어, 발고정부재(140)의 피복부재(141)를 밴드 형태로 구성할 경우에는 결합부재(180)에 밴드 형태의 피복부재(141)가 삽입될 수 있는 삽입구를 형성하여 밴드 형태의 피복부재(141)를 상기 삽입구에 삽입시킴으로써 밴드 형태의 피복부재(141)가 결합부재(180)를 둘러 지지되도록 할 수 있다.
상기 결합홈은 복수의 가이드 로드(130)에 대응되어 결합부재(180)의 양측에 형성될 수 있고, 복수의 가이드 로드(130)를 상기 결합홈에 삽입시켜 발고정부재(140)와 복수의 가이드 로드(130)를 결합시킬 수 있다. 이에 따라 족관절 로봇(100)에 발고정부재(140)를 원터치식으로 결합시킬 수 있다. 상기 결합홈은 양측이 상이할 수 있다. 예를 들어, 일측은 삽입홀 형태로 가이드 로드(130)가 삽입됨으로써 결합부재(180)가 가이드 로드(130)를 따라 가이드되어 앞뒤로 이동할 수 있도록 할 수 있고, 타측은 탄성을 이용하여 위(또는 아래)에서 아래(또는 위)로 끼울 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 결합부재(180)는 복수의 가이드 로드(130)에 안정적으로 결합될 수 있도록 고정부재(181)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 족관절 로봇(100)은 발고정부재(140)가 족관절 로봇(100)에서 분리된 상태에서 발고정부재(140)에 보행훈련자의 발을 고정시킨 후에 결합부재(180)에 의해 발고정부재(140)를 원터치식으로 결합시킬 수 있어 발고정부재(140)를 이용한 보행훈련자의 발 고정 시간 및/또는 족관절 로봇(100)의 착용 시간을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 족관절 로봇의 일체형 결합부재를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 결합부재(180)는 발고정부재(140), 발바닥받침부(150), 발가이드부재(190) 중 적어도 하나 이상이 직/간접적으로 연결되어 일체형으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 발을 고정시키는데 필요한 부분이 족관절 로봇(100)에서 탈착될 수 있기 때문에 족관절 로봇(100)에서 분리된 상태에서 보행훈련자의 발을 고정시킨 후에 결합부재(180)에 의해 족관절 로봇(100)에 원터치식으로 결합시킴으로써 보행훈련자의 발 고정 시간 및/또는 족관절 로봇(100)의 착용 시간을 최소화할 수 있다. 그리고 각 보행훈련자마다 일체형 결합부재(180)를 착용한 상태에서 족관절 로봇(100)과 원터치 결합 및 분리하여 보행 훈련을 실시하면, 족관절 로봇(100)을 이용한 보행 훈련의 준비 시간을 최소화할 수도 있다. 이와 같은 족관절 로봇(100)의 일체형 결합부재(180)를 사용하는 것이 보행훈련자의 보행 훈련을 위한 족관절 로봇(100)의 운용에 효율적일 수 있다.
한편, 본 발명의 족관절 로봇(100)은 보행훈련자의 다리에 고정시키는 다리 고정부재(210)를 더 포함할 수 있다. 다리 고정부재(210)는 보행훈련자의 다리 일부분(예를 들어, 종아리)이 수용된 상태에서 벨트로 상기 수용된 다리 일부분(예를 들어, 정강이 부위)을 고정하는 형태를 가질 수 있다. 다리 고정부재(210)를 통해 보행훈련자의 다리에 족관절 로봇(100)을 고정시킴으로써, 보행훈련자에게 족관절 로봇(100)을 안정적으로 착용시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 훈련 로봇을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇(100)과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 훈련 로봇은 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇(100)을 포함할 수 있다.
족관절 로봇(100)은 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇(100)일 수 있는데, 족관절 로봇(100)과 관련된 설명은 앞서 기재된 본 발명의 일실시예에 따른 족관절 로봇(100)에 자세히 설명되어 있어 생략하기로 한다.
그리고 본 발명의 보행 훈련 로봇은 족관절 로봇(100)의 상부에 연결되어 상기 보행훈련자의 슬관절에 결합되는 슬관절 로봇(미도시); 및 상기 슬관절 로봇(미도시)의 상부에 연결되어 상기 보행훈련자의 고관절에 결합되는 고관절 로봇(미도시)을 더 포함할 수 있다. 슬관절 로봇(미도시)은 족관절 로봇(100)의 상부에 결합될 수 있고, 상기 보행훈련자의 슬관절 부분을 둘러 상기 보행훈련자의 다리(즉, 슬관절 부분)에 결합될 수 있다. 슬관절 로봇(미도시)도 다리 고정부재(210)를 포함하여 보행훈련자의 다리 일부분(예를 들어, 슬관절 부분)이 수용된 상태에서 벨트로 상기 수용된 다리 일부분(예를 들어, 슬관절 부분)을 고정시킬 수 있다.
고관절 로봇(미도시)은 슬관절 로봇(미도시)의 상부에 결합될 수 있고, 상기 보행훈련자의 고관절 부분을 둘러 상기 보행훈련자의 다리(즉, 고관절 부분)에 결합될 수 있다. 고관절 로봇(미도시)도 다리 고정부재(210)를 포함하여 보행훈련자의 다리 일부분(예를 들어, 고관절 부분)이 수용된 상태에서 벨트로 상기 수용된 다리 일부분(예를 들어, 고관절 부분)을 고정시킬 수 있다.
본 발명에 따른 보행 훈련 로봇은 하반신 마비 증세가 있는 환자 또는 다리 관절과 근력에 이상이 있는 환자들의 보행 훈련을 보조해 줄 수 있다. 이때, 본 발명의 보행 훈련 로봇은 족관절 로봇(100)을 포함하여 상기 보행훈련자의 발목 움직임을 효과적으로 제공할 수 있고, 상기 보행훈련자의 발목 움직임에 필요한 토크를 최소화할 수 있다. 그리고 상기 보행 훈련 로봇을 이용한 보행 훈련시 상기 보행훈련자의 발목에 무리를 주지 않을 수도 있다.
이처럼, 본 발명에서는 족관절 로봇을 착용하는 보행훈련자에게 모두 적용이 가능하도록 발고정부재의 위치를 조절할 수 있다. 이에 따라 보행훈련자의 발목 움직임을 위해 보행훈련자에 관계없이 족관절 로봇으로 모든 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시켜 승강시킬 수 있기 때문에 족관절 로봇의 토크를 보행훈련자의 족관절에 효과적으로 전달시킬 수 있다. 또한, 보행훈련자의 발(또는 발 길이)에 따라 발고정부재의 위치만을 조절하여 보행훈련자의 발가락 부분을 고정시킬 수 있다. 그러므로 발고정부재를 보행훈련자의 발에 따라 개인용으로 만들어야 하는 불편함없이 간단하게 하나의 발고정부재가 모든 보행훈련자에게 적용될 수 있다. 그리고 본 발명에서는 기본 고정을 위하여 잡아당겨서 부착하는 고정부에 다이얼락 등의 조임부재를 추가하여 발고정부재를 구성함으로써, 보행훈련자의 발을 더 단단히 고정할 수 있다. 이에 따라 족관절 로봇의 토크를 보행훈련자의 족관절에 더욱 효과적으로 전달할 수 있다. 또한, 발바닥받침부가 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이룰 수 있도록 하여 보행훈련자의 발바닥이 평형을 이루지 못함으로 인해 발생하던 불편을 없앨 수 있다. 그리고 발바닥받침부가 보행훈련자의 발뒤꿈치 부분을 받쳐주어 보행을 위해 족관절 로봇이 공중에 위치할 경우에도 보행훈련자의 발이 족관절 로봇에 안정적으로 지지될 수 있다. 그뿐만 아니라 발가이드부재가 보행훈련자의 발 측면부 전체를 감싸주어 보행훈련자의 발 흔들림을 잡아줄 수 있다. 그리고 보행훈련자의 발 사이즈(또는 발의 폭, 두께 등)에 따라 보행훈련자의 발과 발고정부재 사이에 발등패드를 추가하여 보행훈련자의 발이 안정적으로 고정되도록 할 수 있다. 한편, 결합부재에 발고정부재를 연결하여 결합부재를 통해 발고정부재를 족관절 로봇에 원터치로 결합할 수 있도록 함으로써, 발고정부재를 이용한 보행훈련자의 발 고정 시간을 최소화할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 나란히 제공되는 복수의 브라켓;
    상기 복수의 브라켓을 서로 연결하는 연결부재;
    상기 보행훈련자의 족관절에 대응하여 제공되고, 상기 연결부재의 양단에 상기 복수의 브라켓을 각각 연결시키는 복수의 조인트;
    상기 복수의 브라켓에 각각 연결되고, 상기 복수의 브라켓에서 상기 보행훈련자의 발의 양측부를 따라 연장되는 복수의 가이드 로드; 및
    상기 복수의 가이드 로드와 연결되어 그 위치가 조절되고, 상기 보행훈련자의 발을 고정시키는 발고정부재를 포함하는 족관절 로봇.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 가이드 로드는 상기 복수의 가이드 로드의 길이를 조절하는 길이조절부를 포함하는 족관절 로봇.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발고정부재는 상기 복수의 가이드 로드의 길이방향으로 그 위치가 조절되는 족관절 로봇.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 브라켓, 상기 연결부재, 상기 발고정부재 중 적어도 어느 하나에 연결되어 상기 보행훈련자의 발바닥의 적어도 일부를 받쳐주는 발바닥받침부를 더 포함하는 족관절 로봇.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발고정부재는,
    상기 보행훈련자의 발의 일부를 둘러 감싸는 피복부재;
    상기 피복부재의 표면 중 적어도 일부에 고정되는 고정부; 및
    상기 고정부와 연결되어 상기 피복부재의 표면에 제공되고, 상기 고정부와의 사이 간격을 조절하는 조임부재를 포함하는 족관절 로봇.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보행훈련자의 발등과 상기 발고정부재 사이에 제공되어 여유 공간을 채워주는 발등패드를 더 포함하는 족관절 로봇.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발고정부재를 상기 복수의 가이드 로드와 연결시키는 결합부재를 더 포함하는 족관절 로봇.
  8. 청구항 1에 있어서,
    그 일단이 상기 복수의 가이드 로드 중 적어도 어느 하나에 연결되는 로프; 및
    상기 로프의 타단에 연결되어 상기 로프를 감고 푸는 모터부를 더 포함하는 족관절 로봇.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 가이드 로드 중 적어도 어느 하나에 제공되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 족관절 로봇.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 족관절 로봇을 포함하는 보행 훈련 로봇.
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