WO2021096128A1 - 상지 및 하지용 재활 운동 장치 - Google Patents

상지 및 하지용 재활 운동 장치 Download PDF

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WO2021096128A1
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plate
support
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최동민
김성중
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에이치로보틱스 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a rehabilitation exercise device for upper and lower extremities, and more particularly, to a rehabilitation exercise device for upper and lower extremities capable of performing rehabilitation exercise of the upper or lower extremities through the upper or lower extremities.
  • each joint portion of the human body has a structure in which joint portions and adjacent portions can be rotated based on the joint portion.
  • the elderly or rehabilitation patients with weak muscle strength are unable to exercise on their own, so they have difficulty in joint movement compared to healthy people, and it is practically difficult to exercise with a general exercise device even though exercise is actually required.
  • muscle strength is weakened or damaged joints are continuously left unattended, muscles or joints gradually harden and cause pain when moving, and even when nerves are restored, it can interfere with normal activities.
  • Korean Patent Publication No. 10-1163903 describes upper limb rehabilitation of stroke patients.
  • An exoskeleton robot is disclosed.
  • the rehabilitation exercise apparatus disclosed in the prior art has an unnecessarily complex configuration, and thus, there is a problem in that it is difficult to provide benefits to more users due to high cost burden of purchase and installation.
  • it is difficult to move the rehabilitation exercise device most users have to move to the place where the rehabilitation exercise device is and exercise, which is cumbersome to use.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-1163903 (Name of invention: exoskeleton robot for upper limb rehabilitation of stroke patients, registration date: 2012.07.02.)
  • the present invention was conceived in consideration of the above points, and the present invention enables rehabilitation exercises by simply adjusting the mounting angle of the upper or lower limbs according to the condition of the rehabilitation patient, and simplifies the structure to bear the cost of purchase and installation. It is easy to move and is easily moved to the elderly or rehabilitation patients with weak muscle strength, and it is easily mounted on the upper or lower limb after seating on a desk, chair, mattress, etc., and rehabilitation exercises for each joint of the upper or lower limb similar to normal exercise It is an object of the invention to provide an upper limb rehabilitation robot capable of.
  • An object of the present invention is, according to the present invention, a first support for supporting a hand or a foot, a second support for supporting the forearm of the upper limb or the lower leg of the lower limb, and the first support and the second support rotatably coupled A pair of first hinge parts, a third support part for supporting the upper arm of the upper limb or the thigh of the lower extremity, a pair of second hinge parts rotatably coupling the second support part and the third support part, and one A driving module selectively mounted on any one of the pair of first hinge portions and the pair of second hinge portions to pivot the first support portion or the second support portion, and the pair of first hinge portions and It is achieved by a rehabilitation exercise device for upper and lower limbs, characterized in that it comprises a mounting position detection unit for detecting a position where the driving module is mounted among the pair of second hinge units.
  • the mounting position detection unit is installed in the detection target module installed on each of the pair of the first hinge portion and the pair of the second hinge portion, and the driving module, the pair of the first hinge portion and the one A sensor module for recognizing the sensed module when the driving module is mounted on any one of the pair of second hinge parts;
  • Each of the first hinge portion and the sensing target module installed on the second hinge portion may be distinguishable.
  • the sensor module includes a Hall sensor;
  • Each of the to-be-sensed modules includes a magnet member built in each of the first hinge part and the second hinge part at positions corresponding to each other, and the first hinge part and the second hinge part to expose the magnet member to the outside.
  • Each of the magnet holes may be provided in at least one of a position and a size differently, and the mounting position may be distinguished and recognized by the hall sensor.
  • the sensed module includes a tag based on short-range communication, which is installed on the first hinge unit and the second hinge unit, and in which information on a corresponding position is embedded, respectively;
  • the sensor module may include a reader that recognizes information stored in the tag when the driving module is mounted on the first hinge unit or the second hinge unit.
  • the present invention it is possible to perform rehabilitation exercises by simply adjusting the mounting angle of the upper or lower extremities according to the condition of the rehabilitation patient, minimizing the cost burden associated with purchase and installation by simplifying the structure, and the elderly or muscular strength due to convenient movement It can be easily moved to weak rehabilitation patients, mounted on a desk, chair, mattress, etc., and then easily mounted on the upper or lower limbs, and each joint of the upper or lower limbs can be rehabilitated similarly to normal exercise.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the base plate of FIG. 1 is tilted from the mounting plate;
  • FIG. 3 is a view showing a state of rehabilitation of an upper limb using a rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a state of rehabilitation of lower limbs using a rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a perspective view of the rehabilitation exercise unit of Figure 1
  • Figure 6 is a plan view of Figure 5 for explaining the length adjustment process of the second support according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the operation mechanism of the second support portion of FIG. 6;
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the length stopper of FIG. 6;
  • FIG. 9 is a view of another embodiment for explaining the length adjustment process of the second support according to the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view of a main part of the rotation stopper of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a perspective view of the control dial of FIG. 10;
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 9;
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view of a main part showing a state in which the mounting plate of FIG. 1 is erected at a predetermined angle with respect to the base plate;
  • FIG. 14 is a view for explaining an operation mechanism of the mounting plate of FIG. 13;
  • FIG. 15 is an enlarged view of a main part of FIG. 13;
  • FIG. 16 is an enlarged side view of a main part of the mounting plate of FIG. 12;
  • FIG. 17 is an enlarged perspective view of a main part of FIG. 12;
  • FIG. 19 is a view for explaining the structure of the locking jaw of FIG. 18;
  • FIG. 21 A perspective view of the driving module according to the present invention of FIG. 21,
  • FIG. 22 is an enlarged perspective view of the rotating shaft fixing member of FIG. 21;
  • 23 and 24 are views for explaining the mounting principle of the driving module according to the present invention.
  • 25 to 27 are views for explaining a rotation intermittent unit according to the present invention.
  • 28 and 29 are views for explaining a mounting position detecting unit according to the present invention.
  • the present invention relates to a rehabilitation exercise device for upper and lower limbs, comprising: a first support portion for supporting a hand or foot, a second support portion for supporting the forearm of the upper limb or the lower leg of the lower limb, and the first support portion and the second support portion A pair of first hinge portions rotatably coupled, a third support portion supporting the upper arm or the thigh of the lower limb, and a pair of second hinges rotatably coupling the second support portion and the third support portion A branch portion, a driving module selectively mounted on any one of the pair of first hinge portions and the pair of second hinge portions to pivot the first support portion or the second support portion, and a pair of the first hinge portions It characterized in that it comprises a mounting position sensing unit for detecting a position where the driving module is mounted among the one hinge unit and the pair of the second hinge units.
  • FIG. 1 to 25 illustrate a rehabilitation exercise device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the rehabilitation exercise device 1 includes a rehabilitation exercise unit 3 and a cradle 5 supporting the rehabilitation exercise unit 3.
  • the rehabilitation exercise unit 3 includes a first support 310 for supporting a hand or foot, a second support 320 for supporting the forearm of the upper limb or the lower leg of the lower extremity, the first support 310 and the second support 320 A pair of first hinge parts 311 and 312 rotatably connected to each other, a third support part 330 supporting the upper arm or the thigh of the lower extremity, the second support part 320 and the third support part 330 are rotatable It may include a pair of second hinge portions 331 and 332 connected to each other.
  • the cradle 5 includes a base plate 510 and a mounting plate 520 on which the rehabilitation exercise unit 3 is mounted.
  • the base plate 510 and the mounting plate 520 are applied with a link-mechanism that converts horizontal movement into vertical movement, and one side of the mounting plate 520 is along the plate surface of the base plate 510. It is installed to be horizontally movable, the intermediate region of the mounting plate 520 is connected to one side of the link member 530, and the other side of the link member 530 is rotatably installed on the base plate 510, so that the link mechanism ( Link-mechanism) is applied.
  • Link-mechanism Link-mechanism
  • the rehabilitation exercise unit 3 adjusts the length of the second support part 320 so as to be adjustable according to the use of the upper or lower extremities, and the length of the upper or lower extremities of the rehabilitation target, and the first support ( 310) and the third support portion 330 to adjust the distance between the gap adjustment unit.
  • a stacked slide-crank structure is applied to the second support part 320 to support the forearm of the upper limb or the lower leg of the lower limb. For example, is controlled.
  • the second support part 320 may include a first fixing plate 322, a second fixing plate 323, a first movable plate 324, a second movable plate 325, and a hinge shaft part 321.
  • the first fixing plate 322 is connected to the pair of first hinge parts 311 and 312 and rotatably coupled to the first support part 310.
  • the second fixing plate 323 is connected to the pair of second hinge portions 331 and 332 and rotatably coupled to the third support portion 330.
  • the first moving plate 324 is provided between the first fixed plate 322 and the hinge shaft 321 and moves reciprocally.
  • the second moving plate 325 is provided between the second fixed plate 323 and the hinge shaft 321 and moves reciprocally.
  • the hinge shaft portion 321 is provided between the first fixing plate 322 and the second fixing plate 323.
  • the interval adjustment unit includes a first crank portion 326 and a second crank portion 327.
  • the first crank part 326 is rotatably connected to the first fixing plate 322 and the hinge shaft part 321, and converts the rotational motion of the hinge shaft part 321 into a linear motion of the first fixing plate 322 .
  • the first crank portion 326 includes a first adjustment link 326a, a second adjustment link 326b, and a first connection link 326c.
  • the first adjustment link 326a is rotatably coupled to the hinge shaft 321.
  • the second adjustment link 326b has one side rotatably coupled to the first adjustment link 326a, and the other side rotatably coupled to the first fixing plate 322.
  • the first connecting link 326c is rotatably coupled to an intermediate region between the first moving plate 324 and the first adjusting link 326a.
  • the second crank part 327 is rotatably connected to the second fixing plate 323 and the hinge shaft 321, and converts the rotational motion of the hinge shaft 321 into a linear motion of the second fixing plate 323. .
  • the second crank portion 327 includes a third adjustment link 327a, a fourth adjustment link 327b, and a second connection link 327c.
  • the third adjustment link 327a is rotatably coupled to the hinge shaft 321.
  • the third adjustment link 327a is disposed opposite to the first adjustment link 326a at an angle of 180 degrees.
  • One side of the fourth adjustment link 327b is rotatably coupled to the third adjustment link 327a, and the other side is rotatably coupled to the second fixing plate 323.
  • the fourth adjustment link 327b is disposed opposite to the second adjustment link 326b.
  • the second connecting link 327c is rotatably coupled to an intermediate region between the second moving plate 325 and the third adjusting link 327a.
  • the second connection link 327c is disposed opposite to the first connection link 326c.
  • the reciprocating movement of the first moving plate 324 is guided by a pair of first guide rods 329a extending in length from the first fixed plate 322 toward the first moving plate 324. Further, the reciprocating movement of the first moving plate 324 is guided by a pair of third guide rods 329c extending in length from the hinge shaft portion 321 toward the first moving plate 324.
  • the first guide rod 329a and the third guide rod 329c are shown as a pair, respectively, but the present invention is not limited thereto, and the first guide rod 329a and the third guide rod ( Each of 329c) may be provided with more than one.
  • the reciprocating movement of the second moving plate 325 is guided by a pair of second guide rods 329b extending in length from the second fixed plate furnace 323 toward the second moving plate 325.
  • the reciprocating movement of the second moving plate 325 is guided by a pair of third guide rods 329c extending in length from the hinge shaft portion 321 toward the second moving plate 325.
  • the second guide rod 329b and the third guide rod 329c are shown as a pair, respectively, but the present invention is not limited thereto, and the second guide rod 329b and the third guide rod ( Each of 329c) may be provided with more than one.
  • the interval adjusting unit of the rehabilitation exercise device 1 includes a first fixing plate 322 and a first moving plate 324, and a second fixing plate ( 323) and the second movable plate 325 are each interlocked with respect to the hinge shaft 321 so as to approach or be spaced apart from each other, and a slide-crank mechanism is implemented. Since the length can be adjusted, the distance between the first support part 310 and the third support part 330 can be adjusted.
  • first adjustment link 326a and the second adjustment link 326b in FIG. 7 are rotated counterclockwise around the hinge shaft 321, the first adjustment link 326a and the second adjustment link 326b ), the angle between the first adjustment link 326a and the first connection link 326c decreases, so that the gap between the hinge shaft portion 321 and the first fixing plate 322 decreases.
  • the angle between the third adjustment link 327a and the fourth adjustment link 327b, the angle between the third adjustment link 327a and the second connection link 327c is the first adjustment link 326a and the second It is reduced to the same size between the adjustment links 326b, so that the gap between the hinge shaft portion 321 and the second fixing plate 323 is reduced. Accordingly, the first fixing plate 322 and the second fixing plate 323 are respectively narrowed to the same size from the hinge shaft portion 321.
  • the rehabilitation exercise device 1 includes a first fixed plate 322 and a first moving plate 324, and a second fixed plate 323 and a second moving plate 325 are hinge shafts 321 ) Centered on each other or interlocked to be separated from each other.
  • first fixing plate 322 and the second fixing plate 323 are connected by a pair of connection bars 328.
  • connection bar 328 one side of the connection bar 328 is fixed to the second fixing plate 323, the first fixing plate 322 is movably coupled to the connection bar 328, and the first fixing plate 322 is The second fixing plate 323 is approached and spaced apart.
  • a through hole 322a (refer to FIG. 8) through which the connection bar 328 passes is formed in the first fixing plate 322, so that the movement of the first fixing plate 322 in the longitudinal direction may be guided.
  • a length stopper 340 may be installed. In the present invention, it is assumed that the length stopper 340 is installed in a pair on each connection bar 328.
  • the length stopper 340 may include an intermittent lever 341 and a pressing member 345.
  • the intermittent lever 341 is rotatably installed on a rotation shaft 322b coupled to the first fixing plate 322.
  • the intermittent lever 341 is provided at one end and a pusher 342 that pressurizes or releases the pressing member 345, and a pusher 342 provided at the other end so that the pusher 342 presses or releases the pressing member 345.
  • a handle 343 for rotating is provided at one end and a pusher 342 that pressurizes or releases the pressing member 345, and a pusher 342 provided at the other end so that the pusher 342 presses or releases the pressing member 345.
  • the pusher 342 has a semicircular arc shape having a predetermined radius of curvature, and is in contact with and spaced apart from the pressing member 345 according to rotation.
  • the pusher rotates toward the pressing member 345 to contact the pressing member 352 and press the pressing member 345. Then, the pressing member 345 presses the connection bar 328 passing through the through hole 322a to prevent the first fixing plate 322 from moving in the longitudinal direction.
  • the intermittent lever 341 is rotated counterclockwise around the rotation shaft 322b, the pusher is separated from the pressing member 345 and releases the pressing member 345, thereby connecting the bar inside the through hole 322a. Since the movement of 328 is possible, the first fixing plate 322 is movable along the connecting bar 328 in the longitudinal direction.
  • connection bar 328 is fixed to the second fixing plate 323, and the first fixing plate 322 is shown to be movably coupled to the connection bar 328, but this Without limitation, one side of the connection bar 328 may be fixed to the first fixing plate 322, and the second fixing plate 323 may be movably coupled to the connection bar 328.
  • the control lever 341 is provided on the second fixing plate 323.
  • FIGS. 9 to 12 are views showing an example of a structure for controlling the movement of the second support part 330 in the longitudinal direction according to another embodiment of the present invention.
  • the rehabilitation exercise unit 3 according to another embodiment of the present invention is provided on the hinge shaft 321, and includes a rotation stopper 350 for limiting the relative movement of the first fixing plate 322 and the second fixing plate 323.
  • the second support part 320 in adjusting the length of the second support part 320 in the longitudinal direction, has a slide-crank structure, which includes the rotation of the hinge shaft part 321, The rotation stopper 350 regulates the rotation of the hinge shaft 321 to maintain a predetermined length.
  • the rotation stopper 350 includes an intermittent dial 351, a shaft body 353 forming the hinge shaft 321, a shaft column portion 354 protruding upward from the shaft body 353, and a shaft column portion 354. ), and the first adjustment link 326a and the third adjustment link 327a are connected to rotate the first adjustment link 326a and the third adjustment link 327a with respect to the shaft body 353 It may include a plate 352.
  • the intermittent dial 351 includes an intermittent pin 351a and a locking groove 351c.
  • the intermittent pin 351c is formed protruding from the end of the intermittent dial 351 facing the shaft body 353, and is inserted or released into any one intermittent hole selected among a plurality of intermittent holes 352a, which will be described later.
  • the locking groove 351c is spaced apart from the intermittent pin 351a and is recessed in one region of the end facing the shaft body 353. In this embodiment, a pair of locking grooves 351c are provided to face each other.
  • a plurality of intermittent holes 352a are formed at intervals along the circumferential direction of the shaft column portion 354.
  • the shaft plate 352 has a circular ring shape.
  • a first adjustment link 326a and a third adjustment link 327a are connected to the outer periphery of the shaft plate 352, and an intermittent dial 351 is rotatably provided on the inner periphery.
  • an intermittent dial 351 is rotatably provided on the inner periphery.
  • a pair of locking protrusions 352b that are hooked to the locking groove 351c of the control dial 351 and connect the control dial 351 to the shaft plate 352 protrude Is formed.
  • the rotation stopper 350 may further include an elastic member 355 for a stopper.
  • the stopper elastic member 355 is provided between the shaft column portion 354 and the intermittent dial 351, and generates an elastic force in the intermittent dial 351 so that the intermittent pin 351a is inserted into the selected intermittent hole 352a.
  • the stopper elastic member 355 pulls the control dial 351 and rises from the shaft body to separate the control pin 351a from the control hole 352a. While adjusting the length in the state, if the control dial 351 is released when the second support part 320 is adjusted to the desired length, the control dial 351 moves to the shaft body 353 by the elastic force of the stopper elastic member 355. It descends toward, and at the same time, the intermittent pin 351a is inserted into the intermittent hole 352a at the corresponding position.
  • the rotation stopper 350 when the intermittent pin 351a is inserted into the intermittent hole 352a, the shaft plate 352 does not rotate with respect to the shaft main body 353, 2
  • the support part 320 is not adjusted in length.
  • the locking protrusion 352b of the shaft plate 352 is caught in the locking groove 351c of the intermittent dial 351, so that the intermittent dial is prevented from rotating around the shaft column portion 354.
  • the shaft plate 352 rotates with respect to the shaft main body 353, so that the second support part 320 ) Becomes adjustable in length.
  • the locking protrusion 352b of the shaft plate 352 maintains a locking state in the locking groove 351c of the speed dial 351, and the speed dial 351 maintains a state connected to the shaft plate 352.
  • control dial 351 can be rotated forward and backward around the shaft column portion 354, so that the first fixing plate 322 and the second fixing plate 323 approach each other around the shaft body 353 Alternatively, the length of the second support part 320 can be adjusted by being spaced apart.
  • Reference numeral 351b of FIG. 11 denotes a pin insertion portion into which the intermittent pin 351a is inserted and fixed
  • reference numeral 351d denotes a shaft through hole that is fixed after the shaft column portion 354 passes.
  • the intermittent pin 351a is inserted into the intermittent hole 352a while being removed from the intermittent dial 351.
  • first fixed plate 322 and the first moving plate 324, the second fixed plate 323 and the second moving plate 325 are each approached or spaced apart from each other around the hinge shaft portion 321
  • a slide-crank mechanism that is interlocked and operated so that it is possible to adjust the length of the second support part 320, it corresponds to the length of the user's various forearms or lower legs, and the first support part 310 and By adjusting the interval between the third support 330, it is possible to perform rehabilitation.
  • the cradle 5 may include a base plate 510, a mounting plate 520, and a link member 530. According to this configuration, a link mechanism as shown in FIG. 14 is implemented.
  • both sides of the value and link member 530 are rotatably coupled to the base plate 510 and the mounting plate 520.
  • it is installed to be horizontally movable along the plate surface of the base plate 510 on one side of the mounting plate 520, that is, in the direction toward the first support part 510, and one side of the link member 530 is rotatable in the middle region.
  • the other side of the mounting plate 520 is approached and separated from the base plate 510 in the vertical direction by a link mechanism, so that the angle can be adjusted as shown in FIGS. 1 and 2. .
  • the other side of the link member 530 is rotatably coupled to the fixed shaft portion 531 provided on the base plate 510, so that when one side of the mounting plate 520 moves in the horizontal direction, both sides of the link member 530 are rotated. By this, the angle of the mounting plate 520 is adjusted.
  • a pair of extension brackets 521 are installed extending side by side toward the third support part 330.
  • One end of the pair of extension brackets 521 is rotatably coupled to the mounting plate 520, for example, one end facing the first support 310.
  • the other ends of the pair of extension brackets 521 are connected to each other by a connecting rod 522, for example, the other end facing the third support 330.
  • the plurality of locking projections 512 are formed at intervals along the longitudinal direction of the pair of extension brackets 521, so that the connecting rods 522 are selectively caught. Accordingly, in response to the inclination angle between the mounting plate 520 and the base plate 510, the connecting rod 522 is caught by any one of the locking projections 512 and thus can be maintained at a predetermined angle.
  • the cradle 5 may include a fixing unit 540 for fixing the connecting rod 522 to be held in any one of the locking projections 512.
  • the base plate 510 includes a plurality of intermittent grooves 513a and moving holes 513b, as shown in FIGS. 15 and 16.
  • the plurality of intermittent grooves 513a are formed by being recessed in one side of the base plate 510 at a position corresponding to each of the locking projections 512. That is, the plurality of intermittent grooves 513a are formed by being arranged at regular intervals along the length direction on one side of the base plate 510 in correspondence with the locking projections 512 arranged along the length direction of the extension bracket 521 do.
  • the moving hole 513b is formed in each of the intermittent grooves 513a, and is formed to penetrate toward the locking projection 512. That is, the moving hole 513b is formed so that the plate surface of the base plate 510 penetrates the inside and outside at the position where the intermittent groove 513a is formed.
  • the moving hole 513b has a shape that is opened diagonally upward, as shown in FIG. 16, so that the extension unit 542 of the fixing unit 510 to be described later is inside the moving hole 513b. It becomes possible to be inserted into or detached.
  • the fixing unit 540 may include an extension unit 542 and a unit body 541 as shown in FIG. 17.
  • One side of the extension unit 542 is connected to the connecting rod 522 and the other side extends to the outside of the base plate 510 through the moving hole 513b.
  • one side of the extension unit 542 is connected to the connecting rod 522 through the intermediate plate 543, and the intermediate plate 543 is directly fastened to the connecting rod 522 Or it may be fastened to the extension bracket 521 connected to the connection rod 522 to be connected to the connection rod 522.
  • the unit body 541 is coupled to the other side of the extension unit 542.
  • an insertion hole (not shown) into which the extension unit 542 is inserted is formed in the unit body 541 so that the extension unit 542 is inserted into the insertion hole to be coupled to each other.
  • the unit body 541 is coupled to the extension unit 542 so as to be movable between the fixed position inserted into the intermittent groove 513a and the detached position separated from the intermittent groove 513a.
  • the extension unit 542 is provided with a pair of operating grooves 542b at intervals of one diameter along the length direction thereof.
  • the unit body 541 is provided with a working jaw 541c that is caught in the operation groove 542b at the fixed position and the detached position of the unit main body 541, respectively.
  • the operating jaw (541c) is provided in a form that is elastically joined in the direction of the operating groove (542b), when the user pulls the unit body 541 in the direction of separation, the operating jaw that was hung in the inner operating groove (542b) (541c) can be configured to be caught in the locking is released in the outer operation groove (542b).
  • the operation jaw 541c which was caught in the outer operation groove 542b, is released and may be caught in the outer operation groove 542b.
  • the unit main body 541 includes an insertion portion 541b inserted into the intermittent groove 513a at a fixed position and a detached position, and a wave gripped by a user to move the unit main body 541 between the fixed position and the detached position. It can be made up of branches.
  • the insertion portion 541b is provided in a size that can be inserted into the intermittent groove 513a, and is preferably provided in a size that is caught without moving into the moving hole 513b.
  • each of the locking projections 512 according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 18, corresponding to the length of the connecting rod 522, a direction crossing the length direction of the extension bracket 521, that is, the connecting rod ( 522) can be formed extending in the direction of the ice.
  • the locking projection 512 according to the embodiment of the present invention, as shown in Figs. 18 and 19, the direction in which the fixing unit 540 is installed, that is, the direction D1 in Fig. 19 is more than the direction D2, which is the opposite direction. It may be provided to protrude relatively further in the direction in which the jam is released.
  • the fixing unit 540 is installed only on one side of the base plate 510. Accordingly, when the user moves the fixing unit 540 and releases the connection rod 522 from the locking projection 512, the fixing unit 540 side is lifted more in the release direction according to the length of the connection rod 522, The opposite direction can be lifted relatively less.
  • the connecting rod 522 is formed through the manipulation of the fixing unit 540.
  • the rehabilitation exercise device 1 for upper and lower limbs may further include an elastic unit 522f as shown in FIG. 20.
  • the elastic unit 522f provides elasticity in a direction in which the connecting rod 522 is locked and held by the locking projection 512, so that the connecting rod 522 can be prevented from being separated from the locking projection 512 without a user's manipulation.
  • the connecting rod 522 is caught by an external impact, )
  • the mounting plate 520 may be rapidly folded in the direction of the base plate 510. Accordingly, the separation of the connecting rod 522 is blocked even with a certain impact, so that a safety accident can be prevented in advance.
  • the connecting rod 522 is joined in the direction in which the connecting rod 522 is inserted into the locking protrusion 512 even in the process of operating the fixing unit 540, a force to move in the insertion direction from the insertion position of the connecting rod 522 is generated, so that the connecting rod ( Insertion of the 522 into the locking projection 512 is possible.
  • the mounting plate 520 may include a moving bracket 526, a pair of mounting brackets 525, and a mounting portion 527.
  • the moving bracket 526 is installed on the base plate 510 so as to be horizontally movable along the base plate 510.
  • a pair of mounting brackets 525 are rotatably coupled to both sides of the moving bracket 526.
  • a pair of link members 530 may be rotatably coupled to an intermediate region of the mounting bracket 525, respectively.
  • the mounting portion 527 is formed in a plate shape supported by the movable bracket 526 and the mounting bracket 525, forms an upper plate of the mounting plate 520, and a rehabilitation exercise unit is mounted.
  • the extension bracket 521 is rotatably coupled to both sides of the movable bracket 526 so that the movable bracket 526 is moved in synchronization with the movement of the extension bracket 521.
  • the elastic unit 522f presses at least one of the pair of extension brackets 521 in a downward direction while being installed on the moving bracket 526 to hold the connecting rod 522 coupled to the extension bracket 521 to the locking jaw ( 512).
  • the elastic unit (522f) is provided in the form of a leaf spring.
  • the extension bracket 521 is provided with a skirt portion 522d extending inward, and the elastic unit 522f presses the extension bracket 521 by pressing the skirt portion.
  • the rehabilitation exercise device 1 may selectively couple the driving module 7 to any one of a pair of first hinge parts 311 and 312 and a pair of second hinge parts 331 and 332.
  • the driving module 7 is mounted on either side of the first hinge parts 311 and 312, wrist rehabilitation is possible, and the driving module ( If 7) is installed, the rehabilitation exercise of the elbow joint becomes possible.
  • the installation position of the driving module 7 may be determined according to the rehabilitation of the left or right upper limb, and in the case of the pair of second hinge portions 331 and 332 Likewise, it is possible to select the driving module 7 according to the rehabilitation of the right or left upper limb.
  • the driving module 7 is selectively mounted on any one of the pair of first hinge portions 311 and 312 and the pair of second hinge portions 331 and 332, 2
  • the support part 320 is rotated.
  • the driving module 7 includes a main body housing 710 in which components such as a driving motor and a printed circuit board are accommodated, a driving shaft member 720 to which a rotation shaft of the driving motor is connected, and a first hinge part 311, 312 or A ring member 730 for mounting and fixing on the second hinge portions 331 and 332 may be included.
  • a ring coupling portion 751 is formed on the first hinge portions 311 and 312 or the second hinge portions 331 and 332.
  • the driving module 7 is attached to the second hinge part 332 located on the right side when viewed from the first support part 310 to the third support part 330 in FIG. 1, hereinafter
  • the second hinge portion 332 located on the right side will be referred to as a light second hinge portion 332.
  • a plurality of mounting projections 731 are formed inside the ring member 730 at regular intervals along the circumferential direction of the ring member 730, and around the opening of the light second hinge portion 332, the driving module
  • a ring engaging portion 751 to which the ring member 730 of (7) is coupled is provided.
  • a plurality of locking portions 753 may be formed in the ring coupling portion 751 to correspond to the mounting protrusion 731.
  • the main body housing 710 is inserted into the ring member 730 to intercept the rotation of the ring member 730 is formed with a locking lever 740, after rotating the ring member 730, the locking lever 740 By pushing and inserting the ring member 730, it is possible to prevent rotation of the ring member 730.
  • a rotation shaft hole 3322a penetrating along the rotation axis of the driving module 7 may be formed in the light second hinge part 332 according to the embodiment of the present invention.
  • the driving shaft member 720 of the driving module 7 passes through the rotation shaft hole 3322a and is coupled to the light second hinge portion 332 when mounted on the light second hinge portion 332. Through this, when the driving shaft member 720 rotates according to the operation of the driving module 7, the second support part 320 rotates.
  • the second support part 320 includes a shaft coupling bracket 3231 and a drive shaft fixing member 360, as shown in FIG. 21.
  • the shaft coupling bracket 3231 may extend toward the rotation axis of the driving module 7. In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 21, it is assumed that the shaft coupling bracket 3231 extends from the second fixing plate 323 of the second support part 320 toward the rotation axis of the drive motor.
  • the driving shaft fixing member 360 fixes the driving shaft member 720 inserted through the rotation shaft hole 3322a to the shaft coupling bracket 3231 when the driving module 7 is fastened to the light second hinge part 332. Through this, when the driving shaft member 720 rotates according to the driving of the driving module 7, the shaft coupling bracket 3231 rotates according to the rotation of the driving shaft member 720 so that the entire second support part 320 becomes the third It is rotated about the support 330.
  • the drive shaft member 720 has a polygonal shape in cross section.
  • 21 and 23 illustrate that the cross-section of the driving shaft member 720 has a hexagonal shape, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • the drive shaft fixing member 360 Corresponding to the cross-sectional shape of the drive shaft member 720, the drive shaft fixing member 360 according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 22, includes a polygonal fixing hole 364 having a polygonal inner diameter. I can. As described above, the inner diameter of the polygonal fixing hole 364 may also be provided to have a hexagonal shape corresponding to the driving shaft member 720 having a hexagonal cross section.
  • the drive shaft fixing member 360 may include a bracket fastening part 361 and a pair of fastening members 362 and 363.
  • the bracket fastening part 361 is provided on one side around the polygonal fixing hole 364 and fastened to the shaft coupling bracket 3231 to fix the drive shaft fixing member 360 to the shaft coupling bracket 3231.
  • a pair of tightening members 362 and 363 are provided on the other side around the polygonal fixing hole 364, and spaces 365 spaced apart from each other are formed.
  • a pair of fastening members (362, 363) is formed between the plurality of fixing holes (364), the driving shaft member 720 is inserted into the polygonal fixing hole (364), a pair of fastening members By approaching the gap between the (362, 363), it is fixed by tightening the drive shaft member 720 upper in the polygonal fixing hole (364).
  • a pair of fastening members 362 and 363 are branched from the bracket fastening part 361, but the bracket fastening part 361 is coupled to one side of the two members that are symmetrical to each other.
  • a pair of tightening members 362 and 363 can be configured by forming) and maintaining the other side in a spaced state.
  • bracket fastening part 361 is fastened to the shaft coupling bracket 3231 through bolt fastening.
  • a plurality of bolt fastening holes 366c and 366d are formed in the bracket fastening part 361, and in the present invention, it is assumed that the bolt fastening is performed in the biaxial direction.
  • a pair of bolt fastening holes 366c fastened to the coupling holes 3231a formed on the plate surface of the shaft coupling bracket 3231, and a pair extending in the form of a'c' from the plate surface of the shaft coupling bracket 3231 It is assumed that it includes a pair of bolt fastening holes 366b that are fastened to the coupling holes 3234a formed in the extension part 3234 of the.
  • a first tightening hole 366a penetrated toward the other side is formed in any one of the pair of tightening members 362 and 363, and a first tightening hole 366a is formed in the other of the pair of tightening members 362 and 363.
  • a second tightening hole may be formed through which the passed tightening bolt (not shown) is fastened to adjust the distance between the tightening members 362 and 363.
  • the light second hinge part 332 may include a first rotation part 3322 and a second rotation part 3321.
  • the first rotation part 3322 rotates in synchronization with the light second support part 320 according to the rotation of the driving shaft member 720.
  • the second rotating part 3321 is installed to be freely rotatable with respect to the first rotating part 3322, and is connected to the third supporting part 330 to rotate together with the third supporting part 330.
  • the first rotation part 3322 and the second rotation part 3321 are coaxially coupled around the rotation shaft hole 3322a.
  • first rotating part 3322 is axially coupled with the shaft coupling bracket 3231 to rotate relative to the second rotating part 3321 in synchronization with the rotation of the driving shaft member 720.
  • FIG. 23 is a view showing a state in which the drive shaft fixing member 360 is removed
  • FIG. 24 is a view showing a state in which the shaft coupling bracket 3231 is removed.
  • the shaft coupling bracket 3231 may further include a bracket coupling hole 3232 and a plurality of rotation synchronization holes 3233.
  • the bracket coupling hole 3232 is formed corresponding to the rotation shaft hole 3322a, and the drive shaft member 720 passing through the rotation shaft hole 3322a passes.
  • the drive shaft member 720 passing through the bracket coupling hole 3232 is fixed by the drive shaft fixing member 360 as described above.
  • the rotation synchronization hole 3233 is formed by passing through the plate surface along the outside of the bracket coupling hole 3232.
  • the first rotation unit 3322 may include a plurality of rotation synchronization protrusions 3322b, as shown in FIG. 24. Through this, when the shaft coupling bracket 3231 is fastened to the first rotating part 3322, the rotation synchronous protrusion 3322b is inserted into each rotation synchronous hole 3233, and the driving shaft member according to the rotation of the driving module 7 When 720 rotates, the first rotating part 3322 is rotatable in synchronization with the rotation of the shaft coupling bracket 3231.
  • the configuration of the light second hinge portion 332 that is coupled to and driven by the driving module 7 described with reference to FIGS. 21 to 24 is also symmetrically implemented in the other second hinge portion 331.
  • the same mechanism may be applied to each of the first hinge parts 311 and 312, except that the first support part and the second support part 320 are applied, so that the first support part rotates according to the rotation of the driving module 7 Will have.
  • a hinge cover may be installed in a place where a driving module is not installed among a pair of first hinge parts 311 and 312 and a pair of second hinge parts 331 and 332.
  • have. 25 to 28 illustrate the first hinge portions 311 and 312 in the right direction among the first hinge portions 311 and 312.
  • the rotation intermittent portion 770 includes a rotation gear plate 776 that rotates together with a first rotation portion 3322, that is, a first rotation portion 3322 that rotates with the first support portion 310 or the second support portion 320, It may include a gear intermittent member 771 installed on the second rotating part 3321.
  • a gear may be formed at an end of the rotational gear plate 776 in the circumferential direction, and a gear insertion portion 772 that can be inserted into a gear may be formed at an end of the gear intermittent member 771.
  • the rotation intermittent portion 770 may include a pair of intermittent jaws 774 that protrude to both sides and can be elastically joined.
  • the rotation intermittent portion 770 moves in the vertical direction on the plate surface of the second rotating portion 3321, the intermittent grooves 775 into which the intermittent jaws 774 are inserted are respectively rotated on both sides of the rotation intermittent portion 770.
  • a pair may be formed along the moving direction of the unit 770.
  • the second hinge parts 331 and 332 are mounted on the driving module 7, and the gear intermittent member 771 and the gear teeth of the rotating gear plate 776 are meshed with each other to the pair of first hinge parts 311 and 312, respectively.
  • the second support part 320 may perform a turning motion by the rotational force of the driving module 7, but the first support part 310 is limited in the turning motion. , The user can exercise the elbow joint while the wrist joint is not moving.
  • the drive module 7 is mounted on the first hinge portions 311 and 312, and the gear intermittent member 771 and the rotating gear plate 776 are respectively attached to the pair of second hinge portions 331 and 332.
  • the gear teeth are engaged so that the pair of second hinge parts 331 and 332 do not rotate
  • the first support 310 can rotate by the rotational force of the driving module 7, but the second support ( In 320), the rotational movement is limited, so that the user can exercise the wrist joint while the elbow joint is not moving.
  • 26 is a view showing the configuration of a rotation intermittent unit 770 according to another embodiment of the present invention.
  • a pair of intermittent grooves 774a are formed on both sides of the rotation intermittent portion 270, and an intermittent rod 775a installed in the second rotating portion 3321 is formed in the intermittent groove 775. It has a structure to be inserted.
  • the intermittent rod 775a is elastically pressed in the direction of being inserted into the intermittent groove 775, for example, may have a configuration in which the intermittent rod 775a is pressed in the direction of being inserted into the intermittent groove 775 through an elastic force of a spring.
  • the driving module according to the embodiment of the present invention may include a gear protrusion, as shown in FIGS. 21 and 23.
  • the gear protrusion is installed at a position in which the gear intermittent member 771 is engaged with the rotating gear plate 776 and can contact the gear intermittent member 771.
  • the drive module is in a state in which the gear intermittent member 771 is engaged with the rotating gear plate 776, that is, the first rotating part 3322 and the second rotating part 3321 are unable to rotate relative to the driving module. It is possible to prevent being fastened to the (311,312) or the second hinge part (331,332).
  • the driving module when the driving module can be fastened when the gear intermittent member 771 is engaged with the rotating gear plate 776, the driving module rotates while the rotation of the first rotating unit 3322 is intermittently driven. This is because it can cause module failure.
  • first hinge portions 311 and 312 and the second hinge portions 331 and 332 may have a status display window 773 displaying the current status according to the operation of the gear intermittent member 771. That is, when the gear intermittent member 771 is in a position engaged with the gear rotating plate, the status display window 773 displays'Lock', and when the engagement is released, the status display window 773 displays'Unlock'. Can be provided. It goes without saying that this may be mechanically synchronized with the sliding movement of the gear intermittent member 771 so that the character is displayed.
  • gear intermittent member 771 is installed on the second rotating part 3321 and the rotating gear plate 776 is installed to rotate together with the first rotating part 3322, but the reverse is also applied.
  • the gear intermittent member 771 may be installed on the first rotating part 3322, and the rotating gear plate 776 may be configured to rotate together with the second rotating part 3321.
  • the rehabilitation exercise apparatus 1 may perform rehabilitation by selectively mounting the driving module 7 to each hinge portion corresponding to a position of the upper or lower limb to be exercised.
  • the rehabilitation exercise device 1 when the driving module 7 is mounted on the left first hinge part 311 or the left second hinge part 331, the rehabilitation exercise device 1 according to an embodiment of the present invention is a driving module 7 It does not interfere with the user's torso, and can be worn on the right upper limb to exercise.
  • the driving module 7 when the driving module 7 is mounted on the left first hinge part 311, the right wrist joint can be moved, and when the driving module 7 is mounted on the left second hinge part 331, the right elbow joint You will be able to exercise.
  • the rehabilitation exercise device 1 When the driving module 7 is mounted on the light first hinge part 312 or the light second hinge part 332, the rehabilitation exercise device 1 according to an embodiment of the present invention includes the driving module 7 It does not interfere with the torso of the body, and can be worn on the left upper limb to exercise. At this time, when the driving module 7 is mounted on the right first hinge part 312, the left wrist joint can be moved, and when the driving module 7 is mounted on the left second hinge part 332, the left elbow joint You will be able to exercise.
  • the driving module 7 may be provided to enable interworking with an app installed in a smart device such as a smart phone. At this time, it would be desirable if the driving module 7 can automatically recognize whether the driving module 7 is installed in one of the first hinge part and the second hinge part, and whether the driving module 7 is installed on the left or right side.
  • the upper and lower limb rehabilitation exercise apparatus 1 may include a mounting position detection unit for automatically detecting the mounting position of the driving module 7.
  • the mounting position detection unit detects a position at which the driving module 7 is mounted among the pair of first hinge portions 331 and the pair of second hinge portions 331 and 332.
  • the mounting position detection unit includes the sensing target modules M, 810a, 810b, 810c, and 810d, and the sensor module HS.
  • the detected modules M, 810a, 810b, 810c, and 810d are installed on a pair of first hinge portions 331 and a pair of second hinge portions 331 and 332, respectively.
  • the sensor module (HS) is installed in the drive module (7), the detected module (M) when the driving module (7) is mounted on any one of the first hinge portion (331) and the second hinge portion (331, 332). ,810a, 810b, 810c, 810d).
  • the sensed modules M, 810a, 810b, 810c, and 810d respectively installed on the first hinge part 331 and the second hinge parts 331 and 332 are provided to be distinguishable from each other, so that the sensor module HS When recognizing, it is recognized which of the first hinge part 331 and the second hinge part 331 and 332 the driving module 7 is installed.
  • FIGS. 28 and 29 are views showing an example of a configuration of a mounting position detection unit according to an embodiment of the present invention. It is assumed that the sensor module HS according to the embodiment of the present invention includes a Hall sensor.
  • the Hall sensor is installed in the main body housing 710 of the driving module 7 as shown in FIG. 21.
  • Each of the sensed modules M, 810a, 810b, 810c, and 810d includes a magnet member M and magnet holes 810a, 810b, 810c, and 810d.
  • the magnet member M may be built in positions corresponding to the first hinge portions 331 and the second hinge portions 331 and 332, respectively.
  • the magnet member M is installed at a position detectable by the hall sensor when the driving module 7 is mounted on the first hinge parts 311 and 312 or the second hinge parts 331 and 332.
  • the magnet holes 810a, 810b, 810c, and 810d are formed in the first hinge parts 311 and 312 and the second hinge parts 331 and 332 to expose the magnet member M to the outside, as shown in FIG. 28. .
  • each of the magnet holes (810a, 810b, 810c, 810d) is provided in at least one of the position and size differently, when the Hall sensor detects the magnetic field of the magnet member (M), each of the magnet holes (810a, 810b, The magnetic field having different characteristics according to the positions and sizes of the 810c and 810d may be sensed so that the mounting position of the driving module 7 may be recognized.
  • the four magnet holes 810a, 810b, 810c, and 810d formed in each of the first hinge parts 311 and 312 and the second hinge parts 331 and 332 are upper It can be provided to be located in the lower and.
  • the magnet holes 810a, 810b, 810c, and 810d formed in the first hinge part 312 on the right side are 810a
  • the magnet holes 810a, 810b, 810c, 810d formed in the second hinge part 332 on the right are 810c
  • the magnet holes 810a, 810b, 810c, 810d formed in the second hinge part 331 on the left If) is 810d, when the driving module 7 is mounted, magnetic fields of different characteristics are detected according to the positions of the magnet holes 810a, 810b, 810c, and 810d, so that
  • the magnet holes 810a, 810b, 810c, and 810d have different positions and sizes. However, if the magnetic field characteristics can be distinguished, other configurations are possible.
  • short-range communication for example, RF, NFC-based tags with built-in information on the corresponding location are installed with the sensing module (M, 810a, 810b, 810c, 810d), and the sensor module (HS)
  • M sensing module
  • HS sensor module
  • a reader that recognizes the information embedded in the tag can be installed.
  • the present invention can be applied to a rehabilitation training device for rehabilitation training of a patient's upper or lower limbs.

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Abstract

본 발명은 상지 및 하지용 재활 운동 장치에 관한 것으로서, 손 또는 발을 지지하는 제1 지지부와, 상지의 전완 또는 하지의 하퇴를 지지하는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부를 회전가능하게 결합하는 한 쌍의 제1 힌지부와, 상지의 상완 또는 하지의 대퇴를 지지하는 제3 지지부와, 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부를 회전 가능하게 결합하는 한 쌍의 제2 힌지부와, 한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 선택적으로 장착되어, 상기 제1 지지부 또는 상기 제2 지지부를 선회시키는 구동 모듈과, 한 쌍의 상기 제1 힌지부 및 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 상기 구동 모듈이 장착된 위치를 감지하는 장착 위치 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

상지 및 하지용 재활 운동 장치
본 발명은 상지 및 하지용 재활 운동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상지 또는 하지를 거치하여 상지 또는 하지를 재활 운동할 수 있는 상지 및 하지용 재활 운동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인체의 각 관절 부위는 관절 부위와 인접한 부위들이 관절 부위를 기준으로 회전 가능한 구조를 가진다.
한편, 노인이나 근력이 약한 재활 환자들은 스스로 운동이 불가하여 건강한 사람들에 비해 관절 운동에 어려움을 겪고 있으며, 실질적으로 운동이 필요함에도 일반적인 운동기구로는 운동을 하는 것이 현실적으로 어려운 실정이다.
근력이 약해지거나 손상된 관절을 계속적으로 방치하면, 근육이나 관절이 점차 굳어져 움직일 때 통증을 느끼게 되고 신경이 회복되어도 정상적인 활동에 지장을 초래할 수 있다.
또한, 손목 및 어깨와 같은 관절 부위를 수술한 환자의 경우에는 스스로 운동이 불가능하므로, 근육이 약해지고 원활한 영양 공급이 이루어지지 않아서 손목 및 어깨의 관절 부위가 뻣뻣해지면서 굳어질 우려가 있다.
이에 따라, 관절의 변형을 방지하고 정상적인 활동에 복귀하기 위해서는 장시간 통증을 동반한 재활 운동을 하여야 한다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 노인이나 근력이 약한 재활 환자들에게 수동적 운동을 부여하여, 관절 운동을 시키기 위한 재활 운동 장치의 선행기술로서 국내 등록특허공보 제10-1163903호에 뇌졸중 환자의 상지 재활을 위한 외골격 로봇이 개시되어 있다.
선행기술에 개시된 재활 운동 장치는 불필요하게 복잡한 구성으로 되어 있어, 구입 및 설치에 따른 비용 부담이 커 보다 많은 사용자에게 혜택을 주기 어려운 문제점이 있다. 또한, 재활 운동 장치의 이동이 쉽지 않아 대부분의 사용자들이 재활 운동 장치가 있는 곳으로 이동하여 운동하여야 하므로 사용하기 번거로운 문제점도 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 국내등록특허공보 제10-1163903호(발명의 명칭: 뇌졸중 환자의 상지 재활을 위한 외골격 로봇, 등록일: 2012.07.02.)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 재활 환자의 상태에 맞추어 상지 또는 하지의 거치 각도를 간편하게 조절하여 재활 운동할 수 있고, 구조를 단순화시켜 구입 및 설치에 따른 비용 부담을 최소화하며, 이동이 편리하여 노인이나 근력이 약한 재활 환자들에게 쉽게 이동시켜 책상, 의자, 매트리스 등에 안착한 후 상지 또는 하지를 간편하게 거치하며, 상지 또는 하지의 각 관절을 정상 운동과 유사하게 재활 운동할 수 있는 상지 재활 로봇을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 본 발명에 따라, 손 또는 발을 지지하는 제1 지지부와, 상지의 전완 또는 하지의 하퇴를 지지하는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부를 회전가능하게 결합하는 한 쌍의 제1 힌지부와, 상지의 상완 또는 하지의 대퇴를 지지하는 제3 지지부와, 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부를 회전 가능하게 결합하는 한 쌍의 제2 힌지부와, 한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 선택적으로 장착되어, 상기 제1 지지부 또는 상기 제2 지지부를 선회시키는 구동 모듈과, 한 쌍의 상기 제1 힌지부 및 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 상기 구동 모듈이 장착된 위치를 감지하는 장착 위치 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지용 재활 운동 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 장착 위치 감지부는 한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 각각에 설치되는 피감지 모듈과, 상기 구동 모듈에 설치되어, 한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 상기 구동 모듈이 장착될 때 상기 피감지 모듈을 인식하는 센서 모듈을 포함하며; 각각의 상기 제1 힌지부와 상기 제2 힌지부에 설치되는 피감지 모듈은 구별 가능할 수 있다.
또한, 상기 센서 모듈은 홀 센서를 포함하며; 각각의 상기 피감지 모듈은 상기 제1 힌지부 및 상기 제2 힌지부에 상호 대응하는 위치에 각각 내장된 자석 부재와, 상기 자석 부재를 외부로 노출시키기 위해 상기 제1 힌지부 및 상기 제2 힌지부에 형성된 자석 홀을 포함하며; 각각의 상기 자석 홀은 위치와 크기 중 적어도 하나가 상이하게 마련되어, 상기 홀 센서에 의해 장착 위치가 구별되어 인식될 수 있다.
그리고, 상기 피감지 모듈은 상기 제1 힌지부 및 상기 제2 힌지부에 설치되고, 각각 해당 위치에 대한 정보가 내장된 근거리 통신 기반의 태그를 포함하며; 상기 센서 모듈은 상기 구동 모듈이 상기 제1 힌지부 또는 상기 제2 힌지부에 장착될 때 상기 태그에 저장된 정보를 인식하는 리더를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 재활 환자의 상태에 맞추어 상지 또는 하지의 거치 각도를 간편하게 조절하여 재활 운동할 수 있고, 구조를 단순화시켜 구입 및 설치에 따른 비용 부담을 최소화하며, 이동이 편리하여 노인이나 근력이 약한 재활 환자들에게 쉽게 이동시켜 책상, 의자, 매트리스 등에 안착한 후 상지 또는 하지를 간편하게 거치하며, 상지 또는 하지의 각 관절을 정상 운동과 유사하게 재활 운동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 베이스 플레이트가 거치 플레이트로부터 틸팅된 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치를 이용하여 상지를 재활하는 상태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치를 이용하여 하지를 재활하는 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 1의 재활 운동 유닛의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 제2 지지부의 길이 조절 과정을 설명하기 위한 도 5의 평면도,
도 7은 도 6의 제2 지지부의 작동 메카니즘을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 6의 길이 스토퍼를 도시한 요부 확대 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 제2 지지부의 길이 조절 과정을 설명하기 위한 다른 실시예의 도면,
도 10은 도 9의 회전 스토퍼의 요부 확대 사시도,
도 11은 도 10의 단속 다이얼의 사시도,
도 12는 도 9의 요부 확대 단면도,
도 13은 도 1의 거치 플레이트가 베이스 플레이트에 대해 일정 각도 기립된 상태를 도시한 요부 확대 사시도,
도 14는 도 13의 거치 플레이트의 작동 메카니즘을 설명하기 위한 도면,
도 15는 도 13의 요부 확대도,
도 16은 도 12의 거치 플레이트의 요부 확대 측면도,
도 17은 도 12의 요부 확대 사시도,
도 18은 본 발명에 따른 거치 플레이트의 다른 방향에서의 요부 확대 사시도,
도 19는 도 18의 걸림턱의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 20은 본 발명에 따른 거치 플레이트의 또 다른 방향에서의 요부 확대 사시도,
도 21의 본 발명에 따른 구동 모듈의 사시도,
도 22는 도 21의 회전축 고정부재의 확대 사시도,
도 23 및 도 24는 본 발명에 따른 구동 모듈의 장착 원리를 설명하기 위한 도면,
도 25 내지 도 27은 본 발명에 따른 회전 단속부를 설명하기 위한 도면,
도 28 및 도 29는 본 발명에 따른 장착 위치 감지부를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 상지 및 하지용 재활 운동 장치에 관한 것으로서, 손 또는 발을 지지하는 제1 지지부와, 상지의 전완 또는 하지의 하퇴를 지지하는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부를 회전가능하게 결합하는 한 쌍의 제1 힌지부와, 상지의 상완 또는 하지의 대퇴를 지지하는 제3 지지부와, 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부를 회전 가능하게 결합하는 한 쌍의 제2 힌지부와, 한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 선택적으로 장착되어, 상기 제1 지지부 또는 상기 제2 지지부를 선회시키는 구동 모듈과, 한 쌍의 상기 제1 힌지부 및 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 상기 구동 모듈이 장착된 위치를 감지하는 장착 위치 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 25에는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는 재활 운동 유닛(3)과, 재활 운동 유닛(3)을 지지하는 거치대(5)를 포함한다.
재활 운동 유닛(3)은 손 또는 발을 지지하는 제1 지지부(310), 상지의 전완 또는 하지의 하퇴를 지지하는 제2 지지부(320), 제1 지지부(310)와 제2 지지부(320)를 회전 가능하게 연결하는 한 쌍의 제1 힌지부(311,312), 상지의 상완 또는 하지의 대퇴를 지지하는 제3 지지부(330), 제2 지지부(320)와 제3 지지부(330)를 회전 가능하게 연결하는 한 쌍의 제2 힌지부(331,332)를 포함할 수 있다.
거치대(5)는 베이스 플레이트(510)와, 재활 운동 유닛(3)이 거치되는 거치 플레이트(520)를 포함한다. 베이스 플레이트(510)와 거치 플레이트(520)는 수평 방향 움직임을 수직 방향 움직임으로 변환하는 링크 메커니즘(Link-mechanism)이 적용되는데, 거치 플레이트(520)의 일측이 베이스 플레이트(510)의 판면을 따라 수평 이동 가능하게 설치되고, 거치 플레이트(520)의 중간 영역이 링크 부재(530)의 일측에 연결되고, 링크 부재(530)의 타측이 베이스 플레이트(510)에 회전 가능하게 설치됨으로써, 링크 메커니즘(Link-mechanism)이 적용된다.
상기와 같은 구성에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 거치 플레이트(520)가 베이스 플레이트(510)에 접힌 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상지를 재활하는 훈련을 수행할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 링크 메커니즘(Link-mechanism)에 의해 거치 플레이트(520)를 베이스 플레이트(510)로부터 일정 각도 기립시킨 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하지를 재활하는 훈련을 수행할 수 있다.
여기서, 거치 플레이트(520)와 베이스 플레이트(510) 간의 각도 조절과, 각도 고정 및 고정 해제에 대해서는 후술한다.
본 발명에 따른 재활 운동 유닛(3)은 상지 또는 하지에서의 사용, 그리고 재활 대상자의 상지 길이나, 하지 길이에 따라 조절 가능하도록, 제2 지지부(320)의 길이를 조절하여, 제1 지지부(310)와 제3 지지부(330)의 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 포함한다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 재활 운동 유닛(3)의 간격 조절부를 설명한다.
본 발명에 따른 재활 운동 유닛(3)은 적층식 슬라이드-크랭크(Slide-crank) 구조가 제2 지지부(320)에 적용되어 상지의 전완 또는 하지의 하퇴를 지지하는 제2 지지부(320)의 길이가 조절되는 것을 예로 한다.
제2 지지부(320)는 제1 고정 플레이트(322), 제2 고정 플레이트(323), 제1 이동 플레이트(324), 제2 이동 플레이트(325) 및 힌지축부(321)를 포함할 수 있다.
제1 고정 플레이트(322)는 한 쌍의 제1 힌지부(311,312)에 연결되어 제1 지지부(310)와 회전 가능하게 결합한다. 제2 고정 플레이트(323)는 한 쌍의 제2 힌지부(331,332)와 연결되어 제3 지지부(330)와 회전 가능하게 결합한다.
제1 이동 플레이트(324)는 제1 고정 플레이트(322)와 힌지축부(321) 사이에 마련되어, 왕복 이동한다.
제2 이동 플레이트(325)는 제2 고정 플레이트(323)와 힌지축부(321) 사이에 마련되어, 왕복 이동한다.
힌지축부(321)는 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323) 사이에 마련된다.
한편, 간격 조절부는 제1 크랭크부(326)와 제2 크랭크부(327)를 포함한다.
제1 크랭크부(326)는 제1 고정 플레이트(322)와 힌지축부(321)에 회전 가능하게 연결되어, 힌지축부(321)의 회전운동을 제1 고정 플레이트(322)의 직선운동으로 변환한다.
제1 크랭크부(326)는 제1 조절 링크(326a)와, 제2 조절 링크(326b)와, 제1 연결 링크(326c)를 포함한다.
제1 조절 링크(326a)는 힌지축부(321)에 회전 가능하게 결합된다.
제2 조절 링크(326b)는, 일측이 제1 조절 링크(326a)에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 제1 고정 플레이트(322)에 회전 가능하게 결합된다.
제1 연결 링크(326c)는 제1 이동 플레이트(324)와 제1 조절 링크(326a)의 중간 영역에 회전 가능하게 결합된다.
제2 크랭크부(327)는 제2 고정 플레이트(323)와 힌지축부(321)에 회전 가능하게 연결되어, 힌지축부(321)의 회전운동을 제2 고정 플레이트(323)의 직선운동으로 변환한다.
제2 크랭크부(327)는 제3 조절 링크(327a)와, 제4 조절 링크(327b)와, 제2 연결 링크(327c)를 포함한다.
제3 조절 링크(327a)는 힌지축부(321)에 회전 가능하게 결합된다. 제3 조절 링크(327a)는 제1 조절 링크(326a)에 대해 180도의 각도를 두고 대향 배치된다.
제4 조절 링크(327b)는, 일측이 제3 조절 링크(327a)에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 제2 고정 플레이트(323)에 회전 가능하게 결합된다. 제4 조절 링크(327b)는 제2 조절 링크(326b)와 상반되게 배치된다.
제2 연결 링크(327c)는 제2 이동 플레이트(325)와 제3 조절 링크(327a)의 중간 영역에 회전 가능하게 결합된다. 제2 연결 링크(327c)는 제1 연결 링크(326c)와 상반되게 배치된다.
한편, 제1 이동 플레이트(324)는, 제1 고정 플레이트(322)로부터 제1 이동 플레이트(324)를 향해 길이 연장된 한 쌍의 제1 가이드 봉(329a)에 의해 왕복 이동이 가이드된다. 또한, 제1 이동 플레이트(324)는, 힌지축부(321)로부터 제1 이동 플레이트(324)를 향해 길이 연장된 한 쌍의 제3 가이드 봉(329c)에 의해 왕복 이동이 가이드된다. 여기서, 본 실시예에서는 제1 가이드 봉(329a)과 제3 가이드 봉(329c)이 각각, 한 쌍으로 마련되어 있는 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 제1 가이드 봉(329a)과 제3 가이드 봉(329c)은 각각, 하나 이상 마련될 수도 있다.
그리고, 제2 이동 플레이트(325)는, 제2 고정 플레이트로(323)부터 제2 이동 플레이트(325)를 향해 길이 연장된 한 쌍의 제2 가이드 봉(329b)에 의해 왕복 이동이 가이드된다. 또한, 제2 이동 플레이트(325)는, 힌지축부(321)로부터 제2 이동 플레이트(325)를 향해 길이 연장된 한 쌍의 제3 가이드 봉(329c)에 의해 왕복 이동이 가이드된다. 여기서, 본 실시예에서는 제2 가이드 봉(329b)과 제3 가이드 봉(329c)이 각각, 한 쌍으로 마련되어 있는 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 제2 가이드 봉(329b)과 제3 가이드 봉(329c)은 각각, 하나 이상 마련될 수도 있다.
상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따른 재활 운동 장치(1)의 간격 조절부는, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 고정 플레이트(322) 및 제1 이동 플레이트(324)와, 제2 고정 플레이트(323) 및 제2 이동 플레이트(325)가 각각, 힌지축부(321)를 중심으로 상호 접근 또는 이격하도록 연동하며 작동하는 슬라이드-크랭크(Slide-crank) 메커니즘이 구현되어, 제2 지지부(330)의 길이 조절이 가능하게 되어, 제1 지지부(310)와 제3 지지부(330)의 사이의 간격을 조절할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 도 7을 이용하여 제2 지지부(330)의 길이가 조절에 대해 구체적으로 설명한다.
도 7에서 제1 조절 링크(326a)와 제2 조절 링크(326b)를 힌지축부(321)를 중심으로 시계방향으로 선회시키면, 제1 조절 링크(326a)와 제2 조절 링크(326b) 사이의 각도, 제1 조절 링크(326a)와 제1 연결 링크(326c) 사이의 각도가 증가하여, 힌지축부(321)와 제1 고정 플레이트(322) 사이의 간격이 커지게 된다. 마찬가지로, 제3 조절 링크(327a)와 제4 조절 링크(327b) 사이의 각도, 제3 조절 링크(327a)와 제2 연결 링크(327c) 사이의 각도가 제1 조절 링크(326a)와 제2 조절 링크(326b) 사이의 동일한 크기로 증가하여, 힌지축부(321)와 제2 고정 플레이트(323) 사이의 간격이 커지게 된다. 이에 따라, 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323)는 각각 힌지축부(321)로부터 동일한 크기로 벌어지게 된다.
반대로, 도 7에서 제1 조절 링크(326a)와 제2 조절 링크(326b)를 힌지축부(321)를 중심으로 반시계방향으로 선회시키면, 제1 조절 링크(326a)와 제2 조절 링크(326b) 사이의 각도, 제1 조절 링크(326a)와 제1 연결 링크(326c) 사이의 각도가 감소하여, 힌지축부(321)와 제1 고정 플레이트(322) 사이의 간격이 작아지게 된다. 마찬가지로, 제3 조절 링크(327a)와 제4 조절 링크(327b) 사이의 각도, 제3 조절 링크(327a)와 제2 연결 링크(327c) 사이의 각도가 제1 조절 링크(326a)와 제2 조절 링크(326b) 사이의 동일한 크기로 감소하여, 힌지축부(321)와 제2 고정 플레이트(323) 사이의 간격이 작아지게 된다. 이에 따라, 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323)는 각각, 힌지축부(321)로부터 동일한 크기로 좁혀지게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 재활 운동 장치(1)는 제1 고정 플레이트(322) 및 제1 이동 플레이트(324)와, 제2 고정 플레이트(323) 및 제2 이동 플레이트(325)가 힌지축부(321)를 중심으로 상호 접근 또는 이격하도록 연동하며 작동된다.
한편, 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323)는 한 쌍의 연결바(328)에 의해 연결된다.
본 발명에서는 연결바(328)의 일측이 제2 고정 플레이트(323)에 고정되고, 제1 고정 플레이트(322)는 연결바(328)에 이동 가능하게 결합되어, 제1 고정 플레이트(322)는 제2 고정 플레이트(323)에 접근 및 이격한다.
제1 고정 플레이트(322)에는 연결바(328)가 통과하는 관통홀(322a, 도 8 참조)이 형성되어, 제1 고정 플레이트(322)의 길이 방향으로의 이동이 안내될 수 있다.
그리고, 제1 고정 플레이트(322)에는, 제1 고정 플레이트(322)의 길이 방향으로의 이동을 단속하는 예컨대, 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323)의 상대 이동을 제한하는 길이 스토퍼(340)가 설치될 수 있다. 본 발명에서는 길이 스토퍼(340)가 각각의 연결바(328)에 한 쌍으로 설치되는 것을 예로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 길이 스토퍼(340) 영역의 단면을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하여 설명하면, 길이 스토퍼(340)는 단속 레버(341)와, 가압 부재(345)를 포함할 수 있다.
단속 레버(341)는 제1 고정 플레이트(322)에 결합된 회전축(322b)에 회전 가능하게 설치된다.
단속 레버(341)는 일단부에 마련되어 가압 부재(345)를 가압 또는 가압해제하는 푸셔(342)와, 타단부에 마련되어 푸셔(342)가 가압 부재(345)를 가압 또는 가압해제하도록 푸셔(342)를 회전시키기 위한 손잡이(343)를 포함한다.
푸셔(342)는 일정 곡률반경을 갖는 반원호 형상을 가지며, 회전에 따라 가압 부재(345)에 접촉 및 이격한다.
따라서, 도 8에서 단속 레버(341)를 회전축(322b)을 중심으로 시계방향으로 회전시키면 푸셔가 가압 부재(345)를 향해 회전하여 가압 부재(352)와 접촉하며 가압 부재(345)를 가압하게 되고, 가압 부재(345)는 관통홀(322a)을 통과하는 연결바(328)를 가압하여 제1 고정 플레이트(322)의 길이 방향으로의 이동을 방지하게 된다. 반면, 단속 레버(341)를 회전축(322b)을 중심으로 반시계 방향으로 회전시키면 푸셔가 가압 부재(345)로부터 이격하며 가압 부재(345)를 가압해제하여, 관통홀(322a) 내부에서 연결바(328)의 이동이 가능하게 되어, 제1 고정 플레이트(322)가 연결바(328)를 따라 길이 방향으로 이동 가능하게 된다.
여기서, 본 실시예에서는, 연결바(328)의 일측이 제2 고정 플레이트(323)에 고정되고, 제1 고정 플레이트(322)가 연결바(328)에 이동 가능하게 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 연결바(328)의 일측이 제1 고정 플레이트(322)에 고정되고, 제2 고정 플레이트(323)가 연결바(328)에 이동 가능하게 결합될 수 도 있다. 이 경우, 단속 레버(341)는 제2 고정 플레이트(323)에 마련된다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 지지부(330)의 길이 방향으로의 이동을 단속하는 구조의 예를 나타낸 도면이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 재활 운동 유닛(3)은 힌지축부(321)에 마련되어, 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323)의 상대 이동을 제한하는 회전 스토퍼(350)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 지지부(320)는 길이 방향으로 길이를 조절하는데 있어, 슬라이드-크랭크(Slide-crank) 구조를 가지며, 이는 힌지축부(321)의 회전을 포함하게 되는데, 회전 스토퍼(350)는 힌지축부(321)의 회전을 단속하여 일정 길이를 유지하도록 한다.
회전 스토퍼(350)는 단속 다이얼(351)과, 힌지축부(321)를 형성하는 축 본체(353)와, 축 본체(353)로부터 상향 돌출되는 축 기둥부(354)와, 축 기둥부(354)를 중심으로 회전하며 제1 조절 링크(326a) 및 제3 조절 링크(327a)가 연결되어 제1 조절 링크(326a) 및 제3 조절 링크(327a)를 축 본체(353)에 대해 회전시키는 축 플레이트(352)를 포함할 수 있다.
단속 다이얼(351)은 단속핀(351a)과 걸림홈(351c)을 포함한다.
단속핀(351c)은 축 본체(353)를 향하는 단속 다이얼(351)의 단부로부터 돌출 형성되어, 후술할 복수의 단속공(352a) 중 선택된 어느 하나의 단속공에 삽입 또는 삽입해제된다.
걸림홈(351c)은 단속핀(351a)과 이격하며 축 본체(353)를 향하는 단부 일 영역에 함몰 형성된다. 본 실시예에서는 한 쌍의 걸림홈(351c)이 대향하며 마련되어 있다.
축 본체(353)에는 축 기둥부(354)의 원주방향을 따라 복수의 단속공(352a)이 간격을 두고 형성되어 있다.
축 플레이트(352)는 원형의 링 형상을 가진다. 축 플레이트(352)의 외주에는 제1 조절 링크(326a) 및 제3 조절 링크(327a)가 연결되고, 내주에는 단속 다이얼(351)이 회전가능하게 마련된다. 또한, 축 플레이트(352)의 내주 일 영역에는, 단속 다이얼(351)의 걸림홈(351c)에 걸려 단속 다이얼(351)을 축 플레이트(352)에 연결하는 한 쌍의 걸림 돌기(352b)가 돌출 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 회전 스토퍼(350)는 스토퍼용 탄성부재(355)를 더 포함할 수 있다.
스토퍼용 탄성부재(355)는 축 기둥부(354)와 단속 다이얼(351) 사이에 마련되어, 단속핀(351a)이 선택된 단속공(352a)에 삽입되도록 단속 다이얼(351)에 탄성력을 발생한다.
스토퍼용 탄성 부재(355)는 사용자가 제2 지지부(320)의 길이를 조절할 때, 단속 다이얼(351)을 잡아당기며 축 본체로부터 상승시켜 단속핀(351a)을 단속공(352a)으로부터 이탈시킨 상태에서 길이를 조절하다가, 제2 지지부(320)가 원하는 길이로 조절될 때 단속 다이얼(351)을 놓으면 스토퍼용 탄성 부재(355)의 탄성력에 의해 단속 다이얼(351)이 축 본체(353)를 향해 하강하고, 동시에 단속핀(351a)이 해당 위치의 단속공(352a)으로 삽입하게 된다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 회전 스토퍼(350)는 단속핀(351a)이 단속공(352a)에 삽입되는 경우, 축 플레이트(352)는 축 본체(353)에 대해 회전하지 않음으로써, 제2 지지부(320)는 길이 조절되지 않게 된다. 동시에, 축 플레이트(352)의 걸림 돌기(352b)가 단속 다이얼(351)의 걸림홈(351c)에 걸려, 단속 다이얼이 축 기둥부(354)를 중심으로 회전하는 것이 방지된다.
한편, 본 발명에 따른 회전 스토퍼(350)는 단속핀(351a)이 단속공(352a)으로부터 삽입해제되는 경우, 축 플레이트(352)는 축 본체(353)에 대해 회전함으로써, 제2 지지부(320)는 길이 조절 가능하게 된다. 이 때, 축 플레이트(352)의 걸림 돌기(352b)는 단속 다이얼(351)의 걸림홈(351c)에 걸림 상태를 유지하여, 단속 다이얼(351)은 축 플레이트(352)와 연결된 상태를 유지한다. 이에 따라, 단속 다이얼(351)은 축 기둥부(354)를 중심으로 정역 회전가능하게 되어, 제1 고정 플레이트(322)와 제2 고정 플레이트(323)는 축 본체(353)를 중심으로 상호 접근 또는 이격하여 제2 지지부(320)를 길이 조절할 수 있게 된다.
도 11의 미설명 참조번호 351b는 단속핀(351a)이 삽입 고정되는 핀삽입부이고, 참조부호 351d는 축 기둥부(354)가 통과한 후 고정되는 축 통과공이다. 도 10에서는 설명의 편의를 위해 단속핀(351a)이 단속 다이얼(351)로부터 빠진 상태로 단속공(352a)에 삽입된 상태를 도시하고 있다.
이와 같이, 제1 고정 플레이트(322) 및 제1 이동 플레이트(324)와, 제2 고정 플레이트(323) 및 제2 이동 플레이트(325)가 각각, 힌지축부(321)를 중심으로 상호 접근 또는 이격하도록 연동하며 작동하는 슬라이드-크랭크(Slide-crank) 메커니즘을 구현함으로써, 제2 지지부(320)의 길이 조절이 가능하게 되어, 사용자의 다양한 전완 또는 하퇴의 길이에 대응하며 제1 지지부(310)와 제3 지지부(330) 사이의 간격을 조절하여, 재활 운동을 할 수 있게 된다.
이하에서는 도 13 내지 도 20을 참조하여 본 발명에 따른 거치대(5)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 거치대(5)는 베이스 플레이트(510)와, 거치 플레이트(520)와, 링크 부재(530)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 도 14에 도시된 바와 같은 링크 메커니즘(Link-mechanism)이 구현된다.
앞서 설명한 바와 가치, 링크 부재(530)의 양측은 베이스 플레이트(510)와 거치 플레이트(520)에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 거치 플레이트(520)의 일측, 즉, 제1 지지부(510) 측 방향에 베이스 플레이트(510)의 판면을 따라 수평 이동 가능하게 설치되고, 중간 영역에 링크 부재(530)의 일측이 회전 가능하게 결합된다. 그리고, 거치 플레이트(520)의 타측은 링크 메커니즘(Link-mechanism)에 의해 베이스 플레이트(510)에 대해 상하 방향으로 접근 및 이격됨으로써, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 각도 조절이 가능하게 된다.
링크 부재(530)의 타측은 베이스 플레이트(510)에 마련되는 고정축부(531)에 회전 가능하게 결합됨으로써, 거치 플레이트(520)의 일측이 수평 방향으로 이동할 때 링크 부재(530)의 양측의 회전에 의해 거치 플레이트(520)의 각도를 조절하게 된다.
한편, 거치 플레이트(520)의 양측에는 한 쌍의 연장 브래킷(521)이 제3 지지부(330)를 향해 나란하게 연장된 설치된다. 한 쌍의 연장 브래킷(521)의 일단부는 예컨대, 제1 지지부(310)를 향하는 일단부는 거치 플레이트(520)에 회전가능하게 결합된다. 한 쌍의 연장 브래킷(521)의 타단부는 예컨대, 제3 지지부(330)를 향하는 타단부는 연결봉(522)에 의해 상호 연결된다.
그리고, 베이스 플레이트(510)의 내부에는, 거치 플레이트(520)와 베이스 플레이트(510) 간의 각도에 따라 연결봉(522)이 걸리는 다수의 걸림턱(512)이 길이 방향을 따라 형성된 걸림판(511)이 설치된다. 다수의 걸림턱(512)은 한 쌍의 연장 브래킷(521)의 길이방향을 따라 간격을 두고 형성되어, 연결봉(522)이 선택적으로 걸린다. 이에 따라, 거치 플레이트(520)와 베이스 플레이트(510) 사이의 경사 각도에 대응하여, 연결봉(522)이 걸림턱(512) 중 어느 하나에 걸린 상태가 되어 일정 각도로 유지가 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 거치대(5)는 연결봉(522)이 걸림턱(512) 중 어느 하나에 걸린 상태가 유지되도록 고정하는 고정 유닛(540)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 베이스 플레이트(510)가, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 복수의 단속홈(513a) 및 이동홀(513b)을 포함하는 것을 예로 한다.
복수의 단속홈(513a)은 각각의 걸림턱(512)에 대응하는 위치에 베이스 플레이트(510)의 일측 측면에 함몰되어 형성된다. 즉 복수의 단속홈(513a)은 연장 브래킷(521)의 길이 방향을 따라 배열된 걸림턱(512)들에 대응하여, 베이스 플레이트(510)의 일측 측면에 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 형성된다.
이동홀(513b)은 각각의 단속홈(513a)에 형성되는데, 걸림턱(512)을 향해 관통되어 형성된다. 즉, 이동홀(513b)은 단속홈(513a)이 형성된 위치에서 베이스 플레이트(510)의 판면이 내부와 외부를 관통하도록 형성된다.
여기서, 이동홀(513b)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 상향 대각 방향으로 개방되는 형태를 가짐으로써, 이후에서 설명할 고정 유닛(510)의 연장 유닛(542)이 이동홀(513b) 내부로 삽입되거나 이탈 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 고정 유닛(540)은 도 17에 도시된 바와 같이, 연장 유닛(542)과 유닛 본체(541)를 포함할 수 있다.
연장 유닛(542)은 일측이 연결봉(522)에 연결되고, 타측이 이동홀(513b)을 통해 베이스 플레이트(510)의 외부로 연장된다. 본 발명에서는 도 20에 도신된 바와 같이, 연장 유닛(542)의 일측이 중간판(543)를 통해 연결봉(522)에 연결되는 것을 예로 하는데, 중간판(543)은 연결봉(522)에 직접 체결되거나 연결봉(522)에 연결되어 있는 연장 브래킷(521)에 체결되어 연결봉(522)과 연될 수 있다.
유닛 본체(541)는 연장 유닛(542)의 타측에 결합된다. 본 발명에서는 유닛 본체(541)에 연장 유닛(542)이 삽입되는 삽입공(미도시)이 형성되어 연장 유닛(542)이 삽입공에 삽입되어 상호 결합되는 것을 예로 한다.
본 발명의 실시예에서는 유닛 본체(541)가 단속홈(513a)에 삽입되는 고정 위치와 단속홈(513a)으로부터 이탈되는 이탈 위치 간을 이동 가능하게 연장 유닛(542)에 결합되는 것을 예로 한다. 이를 위해, 연장 유닛(542)에는 도 17에 도시된 바와 같이, 그 길이 방향을 따라 일경 간격으로 한 쌍의 작동홈(542b)이 형성되는 것을 예로 한다. 그리고, 유닛 본체(541)에는 유닛 본체(541)의 고정 위치와 이탈 위치에서 각각 작동홈(542b)에 걸리는 작동턱(541c)이 형성되는 것을 예로 한다.
본 발명에서는 작동턱(541c)이 탄성적으로 작동홈(542b) 방향으로 가입되는 형태로 마련되어, 사용자가 이탈 방향으로 유닛 본체(541)를 잡아당기면 내측의 작동홈(542b)에 걸려있던 작동턱(541c)이 걸림 해제되어 외측의 작동홈(542b)에 걸리도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 사용자가 고정 방향으로 유닛 본체(541)를 밀어 넣으면 외측의 작동홈(542b)에 걸려있던 작동턱(541c)이 걸림 해제되어 외측의 작동홈(542b)에 걸릴 수 있다.
또한, 유닛 본체(541)는 고정 위치와 이탈 위치에서 단속홈(513a)에 삽입되는 삽입부(541b)와, 사용자가 유닛 본체(541)를 고정 위치와 이탈 위치 간을 이동시키기 위해 파지하는 파지부로 구성될 수 있다. 여기서, 삽입부(541b)는 단속홈(513a)에 삽입 가능한 사이즈로 마련되며, 이동홀(513b) 내측으로 이동하지 않고 걸리는 사이즈로 마련되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 따라, 사용자가 베이스 플레이트(510)와 거치 플레이트(520) 간의 각도를 조절하고자 하는 경우, 유닛 본체(541)가 고정 위치에 있는 상태에서 손잡이부(541a)를 잡아 당겨 이탈 위치로 이동시키게 되면, 유닛 본체(541)의 삽입부(541b)가 단속홈(513a)으로부터 빠져 나오는 상태가 된다.
이러한 상태에서 손잡이부(541a)를 상부 대각선 방향으로 이동시키게 되면 연장 유닛(542)에 연결되는 연결봉(522)이 걸림턱(512)으로부터 이탈됨과 동시에 연장 유닛(542)이 이동홀(513b)을 따라 이동홀(513b) 밖으로 나오는 상태가 된다.
이와 같은 상태에서 거치 플레이트(520)를 각도를 조절하면서 해당 각도에 대응하는 이동홀(513b)로 연장 유닛(542)이 삽입되도록 손잡이부(541a)를 이동시키면 연장 유닛(542)의 삽입과 동시에 연결봉(522)에 해당 걸림턱(512)에 삽입되어 걸리는 상태가 된다.
상기와 같이 각도 조절이 완료되면 유닛 본체(541)를 다시 밀어 넣어 삽입부(541b)가 단속홈(513a)에 삽입되는 상태가 되면 삽입부(541b)가 이동홀(513b) 측에 걸리는 상태가 되어 연결봉(522)이 해당 걸림턱(512)에 고정 가능하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 각각의 걸림턱(512)은 도 18에 도시된 바와 같이, 연결봉(522)의 길이에 대응하게 연장 브래킷(521)의 길이 방향과 교차하는 방향, 즉 연결봉(522)의 길이 빙향으로 연장 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 걸림턱(512)은, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 고정 유닛(540)이 설치된 방향, 즉 도 19의 D1 방향이 그 반대 방향인 D2 방향보다 걸림이 해제되는 방향으로 상대적으로 더 돌출되도록 마련될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 고정 유닛(540)이 베이스 플레이트(510)의 일측에만 설치되는 것을 예로 하고 있다. 이에 따라, 사용자가 고정 유닛(540)을 움직이면서 연결봉(522)을 걸림턱(512)으로부터 해제시킬 때에는 연결봉(522)의 길이에 따라 고정 유닛(540) 측이 해제 방향으로 좀 더 들어 올려지고, 그 반대 방향은 상대적으로 덜 들어 올려질 수 있다.
따라서, 걸림턱(512)의 길이를 도 19에 도시된 바와 같이, 고정 유닛(540) 방향의 반대 방향이 상대적으로 덜 돌출되도록 형성함으로써, 고정 유닛(540)의 조작을 통해 연결봉(522)을 걸림턱(512)으로부터 해제시킬 때 고정 유닛(540) 설치된 방향의 걸림이 해제되면 연결봉(522) 전체가 걸림턱(512)으로부터 걸림 해제되도록 구성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 상지 및 하지용 재활 운동 장치(1)는, 도 20에 도시된 바와 같이 탄성 유닛(522f)을 더 포함할 수 있다.
탄성 유닛(522f)은 연결봉(522)이 걸림턱(512)에 걸림 유지되는 방향으로 탄성을 제공하여, 연결봉(522)이 사용자의 조작없이 걸림턱(512)으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 조작하는 과정이나 다른 원인 등으로 인해 고정 유닛(540)의 유닛 본체(541)가 이탈 위치에 위치하는 상태일 때, 자칫 외부 충격 등으로 연결봉(522)이 걸림턱(512)으로부터 이탈하게 되면 거치 플레이트(520)가 베이스 플레이트(510) 방향으로 급속하게 접힐 우려가 있다. 따라서, 일정 충격에도 연결봉(522)의 이탈이 차단됨으로써, 안전 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한, 고정 유닛(540)의 조작 과정에서도 연결봉(522)이 걸림턱(512)에 삽입되는 방향으로 가입되는 상태이므로 연결봉(522)의 삽입 위치에서 삽입 방향으로 이동하는 힘이 생겨 보다 쉽게 연결봉(522)의 걸림턱(512)으로의 삽입이 가능하게 된다.
도 20을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 거치 플레이트(520)는 이동 브래킷(526), 한 쌍의 거치 브래킷(525) 및 거치부(527)를 포함할 수 있다.
이동 브래킷(526)은 베이스 플레이트(510)를 따라 수평 이동 가능하게 베이스 플레이트(510)에 설치된다. 그리고, 한 쌍의 거치 브래킷(525)은 이동 브래킷(526)의 양측에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 한 쌍의 링크 부재(530)가 각각 거치 브래킷(525)의 중간 영역에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 거치부(527)는 이동 브래킷(526)과 거치 브래킷(525)에 의해 지지되는 판 형상으로 형성되어, 거치 플레이트(520)의 상판을 형성하며 재활 운동 유닛이 거치된다.
여기서, 연장 브래킷(521)은 이동 브래킷(526)의 양측에 회전 가능하게 결합되어 연장 브래킷(521)의 이동에 동기되어 이동 브래킷(526)이 이동하게 된다. 이 때, 탄성 유닛(522f)은 이동 브래킷(526)에 설치된 상태로 한 쌍의 연장 브래킷(521) 적어도 하나를 하부 방향으로 가압하여 연장 브래킷(521)에 결합된 연결봉(522)을 걸림턱(512)에 걸리는 방향으로 가압하게 된다.
본 발명에서는, 도 20에 도시된 바와 같이, 탄성 유닛(522f)이 판 스프링 형태로 마련되는 것을 예로 한다. 또한, 연장 브래킷(521)에는 내측으로 연장된 스커트부(522d)가 설치되어, 탄성 유닛(522f)가 스커트부를 가압허여 연장 브래킷(521)을 가압하는 것을 예로 하고 있다.
한편, 본 발명에 따른 재활 운동 장치(1)는 구동 모듈(7)을 한 쌍의 제1 힌지부(311,312), 한 쌍의 제2 힌지부(331,332) 중 어느 하나에 선택적으로 결합시킬 수 있다. 상지를 예로 하여 설명하면, 제1 힌지부(311,312) 중 어느 일측에 구동 모듈(7)을 장착하게 되면, 손목 재활 운동이 가능하게 되고, 제2 힌지부(331,332) 중 어느 일측에 구동 모듈(7)을 장착하게 되면, 팔꿈치 관절의 재활 운동이 가능하게 된다.
이 때, 한 쌍의 제1 힌지부(311,312)의 경우, 좌측 상지 또는 우측 상지의 재활에 따라 구동 모듈(7)의 설치 위치를 결정할 수 있으며, 한 쌍의 제2 힌지부(331,332)의 경우도 마찬가지로 우측 또는 좌측 상지의 재활에 따라 구동 모듈(7)의 선택이 가능하게 된다.
이하에서는 도 21 내지 도 24를 참조하여 본 발명에 따른 구동 모듈(7)에 대해 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 구동 모듈(7)은 한 쌍의 제1 힌지부(311,312)와, 한 쌍의 제2 힌지부(331,332) 중 어느 하나에 선택적으로 장착되어, 제1 지지부(310) 또는 제2 지지부(320)를 선회시킨다.
구동 모듈(7)은 내부에 구동 모터, 인쇄회로기판 등의 구성요소가 수용되는 본체 하우징(710)과, 구동 모터의 회전축이 연결되는 구동축 부재(720)와, 제1 힌지부(311,312) 또는 제2 힌지부(331,332)에 장착 및 고정하기 위한 링 부재(730)를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 힌지부(311,312) 또는 제2 힌지부(331,332)에는 링 결합부(751)가 형성된다.
한편, 본 실시예에서는 구동 모듈(7)이, 도 1에서 제1 지지부(310)로부터 제3 지지부(330)로 보았을 때, 우측에 위치한 제2 힌지부(332)에 부착되어 있으므로, 이하에서는 설명의 편리상 우측에 위치한 제2 힌지부(332)를 라이트 제2 힌지부(332)라 칭하여 설명한다.
여기서, 링 부재(730)의 내측에는 다수의 장착 돌기(731)가 링 부재(730)의원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 있고, 라이트 제2 힌지부(332)의 개구 둘레에는, 구동 모듈(7)의 링 부재(730)가 결합되는 링 결합부(751)가 마련되어 있다. 링 결합부(751)에는 장착 돌기(731)에 대응하여 다수의 걸림부(753)가 형성될 수 있다.
이로써, 구동 모듈(7)을 라이트 제2 힌지부(332)에 삽입시킨 후, 링 부재(730)를 회전시키게 되면, 장착 돌기(731)가 회전하여 걸림부(753)에 걸리게 됨으로써, 구동 모듈(7)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 본체 하우징(710)에는, 링 부재(730)에 삽입되어 링 부재(730)의 회전을 단속하는 걸림 레버(740)가 형성되어, 링 부재(730)를 회전시킨 후 걸림 레버(740)를 밀어 링 부재(730)에 삽입시킴으로써, 링 부재(730)의 회전을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 라이트 제2 힌지부(332)에는, 도 24에 도시된 바와 같이, 구동 모듈(7)의 회전축을 따라 관통된 회전축공(3322a)이 형성될 수 있다. 여기서, 구동 모듈(7)의 구동축 부재(720)는 라이트 제2 힌지부(332)에 장착될 때 회전축공(3322a)을 통과하여 라이트 제2 힌지부(332)에 결합된다. 이를 통해 구동 모듈(7)의 동작에 따라 구동축 부재(720)가 회전하게 되면, 제2 지지부(320)가 선회하게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에서는 제2 지지부(320)는, 도 21에 도시된 바와 같이, 축결합 브래킷(3231)과, 구동축 고정부재(360)를 포함하는 것을 예로 한다.
축결합 브래킷(3231)은 구동 모듈(7)의 회전축을 향해 연장될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 도 21에 도시된 바와 같이, 제2 지지부(320)의 제2 고정 플레이트(323)로부터 축결합 브래킷(3231)이 구동 모터의 회전축을 향해 연장되는 것을 예로 하고 있다.
구동축 고정부재(360)는 구동 모듈(7)이 라이트 제2 힌지부(332)에 체결될 때 회전축공(3322a)을 통해 삽입된 구동축 부재(720)를 축결합 브래킷(3231)에 고정시킨다. 이를 통해, 구동 모듈(7)의 구동에 따라 구동축 부재(720)가 회전하게 되면, 구동축 부재(720)의 회전에 따라 축결합 브래킷(3231)이 선회하여 제2 지지부(320) 전체가 제3 지지부(330)에 대해 선회하게 된다.
본 발명에서는 구동축 부재(720)가 단면이 다각형 형상을 갖는 것을 예로 하고 있다. 도 21 및 도 23에서는 구동축 부재(720)의 단면이 육각형 형상을 갖는 것을 예로 하고 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 국한되지 않음은 물론이다.
구동축 부재(720)의 단면 형상에 대응하여, 본 발명의 실시예에 따른 구동축 고정부재(360)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 내경이 다각 형상을 갖는 다각 고정홀(364)을 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 육각형 형상의 단면을 갖는 구동축 부재(720)에 대응하여 다각 고정홀(364)의 내경도 육각형 형상을 갖도록 마련될 수 있다.
도 22를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 구동축 고정부재(360)는 브래킷 체결부(361) 및 한 쌍의 조임 부재(362,363)를 포함할 수 있다.
브래킷 체결부(361)는 다각 고정홀(364)을 중심으로 일측에 마련되어 축결합 브래킷(3231)에 체결되어, 구동축 고정부재(360)를 축결합 브래킷(3231)에 고정시킨다.
한 쌍의 조임 부재(362,363)는 다각 고정홀(364)을 중심으로 타측에 마련되는데, 상호 이격된 공간(365)이 형성된다. 도 22에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 조임 부재(362,363) 사이에 다각 고정홀(364)이 형성되며, 구동축 부재(720)가 다각 고정홀(364)에 삽입된 상태에서 한 쌍의 조임 부재(362,363) 간의 간격을 접근시켜 다각 고정홀(364)에 상입된 구동축 부재(720)를 조여 고정하게 된다.
도 22에 도시된 실시예에서는 브래킷 체결부(361)로부터 한 쌍의 조임 부재(362,363)가 분기되는 형태를 갖는 것을 예로 하고 있으나, 상호 대칭되는 두 개의 부재의 일측을 결합시켜 브래킷 체결부(361)를 형성하고 타측은 이격된 상태로 유지시켜 한 쌍의 조임 부재(362,363)를 구성할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에서는 브래킷 체결부(361)가 볼트 체결을 통해 축결합 브래킷(3231)에 체결되는 것을 예로 한다. 이를 위해, 브래킷 체결부(361)에는 다수의 볼트 체결공(366c, 366d)이 형성되는데, 본 발명에서는 2축 방향에서 볼트 체결이 이루어지는 것을 예로 한다. 즉, 축결합 브래킷(3231)의 판면에 형성된 결합공(3231a)에 체결되는 한 쌍의 볼트 체결공(366c)과, 축결합 브래킷(3231)의 판면으로부터 'ㄷ'자 형태로 연장된 한 쌍의 연장부(3234)에 형성된 결합공(3234a)에 체결되는 한 쌍의 볼트 체결공(366b)을 포함하는 것을 예로 한다.
또한, 한 쌍의 조임 부재(362,363) 중 어느 하나에는 타측을 향해 관통된 제1 조임홀(366a)이 형성되고, 한 쌍의 조임 부재(362,363) 중 다른 하나에는 제1 조임홀(366a)을 통과한 조임 볼트(미도시)가 체결되어 조임 부재(362,363) 간의 간격을 조절되는 제2 조임홀(미도시)이 형성될 수 있다.
한편, 라이트 제2 힌지부(332)는 제1 회전부(3322)와 제2 회전부(3321)를 포함할 수 있다.
제1 회전부(3322)는 구동축 부재(720)의 회전에 따라 라이트 제2 지지부(320)와 동기되어 회전한다. 그리고, 제2 회전부(3321)는 제1 회전부(3322)에 대해 자유 회전 가능하게 설치되는데 제3 지지부(330)에 연결되어 제3 지지부(330)와 함께 회전한다. 여기서, 제1 회전부(3322) 및 제2 회전부(3321)는 회전축공(3322a)을 중심으로 동축 결합되는 것을 예로 한다.
본 발명의 실시예에서는 제1 회전부(3322)가 축결합 브래킷(3231)과 축결합하여 구동축 부재(720)의 회전에 동기되어 제2 회전부(3321)에 대해 상대 회전하는 것을 예로 한다.
도 23은 구동축 고정부재(360)가 제거된 상태를 나타낸 도면이고, 도 24는 축결합 브래킷(3231)이 제거된 상태를 나타낸 도면이다.
도 23 및 도 24를 참조하여 설명하면, 축결합 브래킷(3231)은 브래킷 결합공(3232)과 복수의 회전 동기홀(3233)을 더 포함할 수 있다.
브래킷 결합공(3232)은 회전축공(3322a)에 대응하여 형성되고, 회전축공(3322a)을 통과한 구동축 부재(720)가 통과한다. 브래킷 결합공(3232)을 통과한 구동축 부재(720)는 구동축 고정부재(360)에 의해 고정됨은 상술한 바와 같다.
회전 동기홀(3233)은 브래킷 결합공(3232)의 외측을 따라 판면이 관통되어 형성된다. 여기서, 제1 회전부(3322)는, 도 24에 도시된 바와 같이, 복수의 회전 동기돌기(3322b)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 축결합 브래킷(3231)이 제1 회전부(3322)에 체결될 때 각각의 회전 동기홀(3233)에 회전 동기돌기(3322b)가 삽입되는데, 구동 모듈(7)의 회전에 따라 구동축 부재(720)가 회전할 때 축결합 브래킷(3231)의 회전에 동기되어 제1 회전부(3322)가 회전 가능하게 된다.
도 21 내지 도 24를 참조하여 설명한 구동 모듈(7)과 체결되어 구동하는 라이트 제2 힌지부(332)의 구성은 다른 하나의 제2 힌지부(331)에도 대칭적으로 구현된다. 마찬가지로 각각의 제1 힌지부(311,312)에도 동일한 메커니즘이 적용될 수 있으며, 다만, 제1 지지부와 제2 지지부(320)가 적용되어, 제1 지지부가 구동 모듈(7)의 회전에 따라 선회하는 구성을 갖게 된다.
이하에서는, 도 25 내지 도 28을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 회전 단속부(770)에 대해 상세히 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 25에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 힌지부(311,312) 및 한 쌍의 제2 힌지부(331,332) 중 구동 모듈이 설치되지 않은 곳에는 힌지 커버가 설치될 수 있다. 도 25 내지 도 28은 제1 힌지부(311,312) 중 오른쪽 방향의 제1 힌지부(311,312)를 도시한 것이다.
회전 단속부(770)는 제1 회전부(3322), 즉 제1 지지부(310) 또는 제2 지지부(320)와 함께 회전하는 제1 회전부(3322)와 함께 회전하는 회전 기어판(776)과, 제2 회전부(3321)에 설치되는 기어 단속 부재(771)를 포함할 수 있다.
회전 기어판(776)의 원주 방향 끝단에는 기어가 형성되고, 기어 단속 부재(771)의 끝단에는 기어에 삽입 가능한 기어 삽입부(772)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 기어 단속 부재(771)를 슬라이딩 이동시켜 기어 삽입부(772)가 회전 기어판(776)의 기어 내부로 삽입되는 경우, 제1 회전부(3322)의 회전이 단속될 수 있다.
여기서, 회전 단속부(770)는 양측으로 돌출되되, 탄성적으로 가입될 수 있는 한 쌍의 단속턱(774)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 회전부(3321)의 판면에는 회전 단속부(770)가 상하 방향으로 이동할 때, 단속턱(774)이 삽입되는 탄속홈(775)이 회전 단속부(770)의 양측에 각각 회전 단속부(770)의 이동 방향을 따라 한 쌍씩이 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 도 1에 도시된 바와 같이. 제2 힌지부(331,332) 구동 모듈(7)을 장착하고, 한 쌍의 제1 힌지부(311,312)에 각각 기어 단속 부재(771)와 회전 기어판(776)의 기어 이빨이 맞물리도록 하여 한 쌍의 제1 힌지부(311,312)가 회전하지 않도록 하는 경우, 제2 지지부(320)는 구동 모듈(7)의 회전력에 의해 선회 운동을 할 수 있지만, 제1 지지부(310)는 선회 운동이 제한되어, 사용자는 손목 관절이 움직이지 않은 상태에서 팔꿈치 관절을 운동할 수 있게 된다.
또한, 다른 실시예로서, 제1 힌지부(311,312)에 구동 모듈(7)을 장착하고, 한 쌍의 제2 힌지부(331,332)에 각각 기어 단속 부재(771)와 회전 기어판(776)의 기어 이빨이 맞물리도록 하여 한 쌍의 제2 힌지부(331,332)가 회전하지 않도록 하는 경우, 제1 지지부(310)는 구동 모듈(7)의 회전력에 의해 선회 운동을 할 수 있지만, 제2 지지부(320)는 선회 운동이 제한되어, 사용자는 팔꿈치 관절이 움직이지 않은 상태에서 손목 관절을 운동할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성은 제2 힌지부(331,332)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 단속부(770)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 27에 도시된 실시예에서는 회전 단속부(270)의 양측 면에 한 쌍씩의 단속홈(774a)이 형성되고, 제2 회전부(3321)에 설치된 단속봉(775a)이 단속홈(775)에 삽입되는 구조를 갖는다. 여기서, 단속봉(775a)은 단속홈(775)에 삽입되는 방향으로 탄성적으로 가압되는데, 예컨대, 스프링의 탄성력을 통해 단속홈(775)에 삽입되는 방향으로 가압되는 구성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 구동 모듈은, 도 21 및 도 23에 도시된 바와 같이, 기어 돌기를 포함할 수 있다.
여기서, 기어 돌기는 기어 단속 부재(771)가 회전 기어판(776)에 맞물이는 위치에서 기어 단속 부재(771)에 접촉 가능한 위치에 설치된다. 이를 통해, 기어 단속 부재(771)가 회전 기어판(776)과 맞물리는 상태, 즉 제1 회전부(3322)와 제2 회전부(3321)가 상대 회전을 하지 못하는 상태에서 구동 모듈이 제1 힌지부(311,312) 또는 제2 힌지부(331,332)에 체결되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 기어 단속 부재(771)가 회전 기어판(776)에 맞물린 상태일 때 구동 모듈의 체결이 가능하게 되면, 제1 회전부(3322)의 회전이 단속된 상태에서 구동 모듈이 회전하게 되어 자칫 구동 모듈의 고장을 유발할 수 있기 때문이다.
따라서, 제1 회전부(3322)의 회전이 단속된 상태에서는 구동 모듈 자체가 체결되지 않도록 하여, 상기와 같은 상황에 따른 고장을 방지할 수 있게 된다.
또한, 제1 힌지부(311,312) 및 제2 힌지부(331,332)는 기어 단속 부재(771)의 동작에 따라 현 상태가 표시되는 상태 표시창(773)이 형성될 수 있다. 즉, 기어 단속 부재(771)가 기어 회전판에 맞물리는 위치에 있는 경우 상태 표시창(773)에 'Lock'이라고 표시되고, 맞물림이 해재된 상태인 경우 상태 표시창(773)에 'Unlock'이라고 표시되도록 마련될 수 있다. 이는 기구적으로 기어 단속 부재(771)의 슬라이딩 이동에 동기되어 상기 문자가 표시되도록 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 실시예에서는 기어 단속 부재(771)가 제2 회전부(3321)에 설치되고, 회전 기어판(776)이 제1 회전부(3322)와 함께 회전하도록 설치되는 것을 예로 하고 있으나, 반대의 경우에도 적용이 가능하다. 즉, 기어 단속 부재(771)가 제1 회전부(3322)에 설치되고, 회전 기어판(776)이 제2 회전부(3321)와 함께 회전하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는, 운동하고자 하는 상지 또는 하지 위치에 대응하여, 구동 모듈(7)을 각 힌지부에 선택적으로 장착하여 재활 운동할 수 있다.
예컨대, 구동 모듈(7)이 레프트 제1 힌지부(311) 또는 레프트 제2 힌지부(331)에 장착되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는 구동 모듈(7)이 사용자의 몸통과 간섭하지 않으며, 오른쪽 상지에 착용하여 운동할 수 있게 된다. 이 때, 구동 모듈(7)이 레프트 제1 힌지부(311)에 장착되면 오른쪽 손목 관절을 운동할 수 있게 되고, 구동 모듈(7)이 레프트 제2 힌지부(331)에 장착되면 오른쪽 팔꿈치 관절을 운동할 수 있게 된다.
구동 모듈(7)이 라이트 제1 힌지부(312) 또는 라이트 제2 힌지부(332)에 장착되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는 구동 모듈(7)이 사용자의 몸통과 간섭하지 않으며, 왼쪽 상지에 착용하여 운동할 수 있게 된다. 이 때, 구동 모듈(7)이 라이트 제1 힌지부(312)에 장착되면 왼쪽 손목 관절을 운동할 수 있게 되고, 구동 모듈(7)이 레프트 제2 힌지부(332)에 장착되면 왼쪽 팔꿈치 관절을 운동할 수 있게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 구동 모듈(7)은 스마트 폰과 같은 스마트 기기에 설치된 앱과의 연동이 가능하게 마련될 수 있다. 이 때, 구동 모듈(7)이 제1 힌지부와 제2 힌지부 중 어디에 설치되었는지, 그리고 왼쪽과 오른쪽 중 어느 쪽에 설치되었는지 구동 모듈(7)이 자동으로 인지할 수 있다면 바람직할 것이다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 상지 및 하지 재활 운동 장치(1)는 구동 모듈(7)이 장착 위치를 자동으로 감지하기 위한 장착 위치 감지부를 포함할 수 있다.
장착 위치 감지부는 한 쌍의 제1 힌지부(331)와 한 쌍의 제2 힌지부(331,332) 중 구동 모듈(7)이 장착된 위치를 감지한다. 본 발명의 실시예에서는 장착 위치 감지부가 피감지 모듈(M,810a,810b,810c,810d)과, 센서 모듈(HS)을 포함하는 것을 예로 한다.
피감지 모듈(M,810a,810b,810c,810d)은 한 쌍의 제1 힌지부(331) 및 한 쌍의 제2 힌지부(331,332)에 각각 설치된다. 그리고, 센서 모듈(HS)은 구동 모듈(7)에 설치되어, 제1 힌지부(331)와 제2 힌지부(331,332) 중 어느 하나에 구동 모듈(7)이 장착될 때 피감지 모듈(M,810a,810b,810c,810d)을 인식하게 된다.
여기서, 제1 힌지부(331)와 제2 힌지부(331,332)에 각각 설치되는 피감지 모듈(M,810a,810b,810c,810d)은 상호 구별 가능하게 마련됨으로써, 센서 모듈(HS)이 이를 인식할 때 제1 힌지부(331)와 제2 힌지부(331,332) 중 어디에 구동 모듈(7)이 설치되었는지를 인식하게 된다.
도 28 및 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 장착 위치 감지부의 구성의 예를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈(HS)은 홀 센서를 포함하는 것을 예로 한다.
홀 센서는 도 21에 도시된 바와 같이, 구동 모듈(7)의 본체 하우징(710) 내부에 설치되는 것을 예로 한다.
각각의 피감지 모듈(M,810a,810b,810c,810d)은 자석 부재(M)와, 자석 홀(810a,810b,810c,810d)을 포함하는 것을 예로 한다. 자석 부재(M)는 각각 제1 힌지부(331)와 제2 힌지부(331,332)에 상호 대응하는 위치에 내장될 수 있다. 여기서, 자석 부재(M)가 설치되는 위치는 구동 모듈(7)이 제1 힌지부(311,312) 또는 제2 힌지부(331,332)에 장착될 때 홀 센서에 의해 감지 가능한 위치에 설치된다.
자석 홀(810a,810b,810c,810d)은, 도 28에 도시된 바와 같이, 자석 부재(M)를 외부로 노출시키기 위해 제1 힌지부(311,312) 및 제2 힌지부(331,332)에 형성된다. 여기서, 각각의 자석 홀(810a,810b,810c,810d)은 위치와 크기 중 적어도 하나가 상이하게 마련되어, 홀 센서가 자석 부재(M)의 자장을 감지할 때 각각의 자석 홀(810a,810b,810c,810d)의 위치 및 크기에 따라 다른 특성의 자장을 감지하도록 하여 구동 모듈(7)의 장착 위치를 인식 가능하게 할 수 있다.
도 29를 참조하여 설명하면, 각각의 제1 힌지부(311,312) 및 제2 힌지부(331,332)에 형성되는 4개의 자석 홀(810a,810b,810c,810d)이 홀 센서의 위치를 중심으로 상부와 하부에 위치하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 우측의 제1 힌지부(312)에 형성된 자석 홀(810a,810b,810c,810d)이 810a, 좌측의 제1 힌지부(311)에 형성된 자석 홀(810a,810b,810c,810d)이 810b, 우측의 제2 힌지부(332)에 형성된 자석 홀(810a,810b,810c,810d)이 810c, 좌측의 제2 힌지부(331)에 형성된 자석 홀(810a,810b,810c,810d)이 810d라고 하면, 구동 모듈(7)이 장착될 때 자석 홀(810a,810b,810c,810d)의 위치에 따라 서로 다른 특성의 자장이 감지되어, 구동 모듈(7)의 장착 위치를 확인할 수 있게 된다.
도 29에서는 자석 홀(810a,810b,810c,810d)의 위치와 크기가 다른 형태를 갖는 것을 예로 하고 있으나, 자장 특성의 구별이 가능한 경우, 다른 형태로의 구성도 가능함은 물론이다.
다른 실시예로, 피감지 모듈(M,810a,810b,810c,810d)로 해당 위치에 대한 정보가 내장된 근거리 통신, 예를 들어 RF, NFC 기반의 태그를 설치하고, 센서 모듈(HS)로 태그에 내장된 정보를 인식하는 리더를 설치할 수 있음은 물론이다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
[부호의 설명]
1 : 상지 및 하지용 재활 운동 장치
3 : 재활 운동 유닛
5 : 거치대
7 : 구동 모듈
310 : 제1 지지부
311,312 : 제1 힌지부
320 : 제2 지지부
330 : 제3 지지부
본 발명은 환자의 상지나 하지의 재활 훈련을 위한 재활 훈련 기기에 적용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 손 또는 발을 지지하는 제1 지지부와,
    상지의 전완 또는 하지의 하퇴를 지지하는 제2 지지부와,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부를 회전가능하게 결합하는 한 쌍의 제1 힌지부와,
    상지의 상완 또는 하지의 대퇴를 지지하는 제3 지지부와,
    상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부를 회전 가능하게 결합하는 한 쌍의 제2 힌지부와,
    한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 선택적으로 장착되어, 상기 제1 지지부 또는 상기 제2 지지부를 선회시키는 구동 모듈과,
    한 쌍의 상기 제1 힌지부 및 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 상기 구동 모듈이 장착된 위치를 감지하는 장착 위치 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지용 재활 운동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장착 위치 감지부는
    한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 각각에 설치되는 피감지 모듈과,
    상기 구동 모듈에 설치되어, 한 쌍의 상기 제1 힌지부와 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 상기 구동 모듈이 장착될 때 상기 피감지 모듈을 인식하는 센서 모듈을 포함하며;
    각각의 상기 제1 힌지부와 상기 제2 힌지부에 설치되는 피감지 모듈은 구별 가능한 것을 특징으로 하는 상지 및 하지용 재활 운동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 홀 센서를 포함하며;
    각각의 상기 피감지 모듈은
    상기 제1 힌지부 및 상기 제2 힌지부에 상호 대응하는 위치에 각각 내장된 자석 부재와,
    상기 자석 부재를 외부로 노출시키기 위해 상기 제1 힌지부 및 상기 제2 힌지부에 형성된 자석 홀을 포함하며;
    각각의 상기 자석 홀은 위치와 크기 중 적어도 하나가 상이하게 마련되어, 상기 홀 센서에 의해 장착 위치가 구별되어 인식되는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지용 재활 운동 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 피감지 모듈은 상기 제1 힌지부 및 상기 제2 힌지부에 설치되고, 각각 해당 위치에 대한 정보가 내장된 근거리 통신 기반의 태그를 포함하며;
    상기 센서 모듈은 상기 구동 모듈이 상기 제1 힌지부 또는 상기 제2 힌지부에 장착될 때 상기 태그에 저장된 정보를 인식하는 리더를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 및 하지용 재활 운동 장치.
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