WO2023008680A1 - 재활 운동 장치 - Google Patents

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WO2023008680A1
WO2023008680A1 PCT/KR2022/004447 KR2022004447W WO2023008680A1 WO 2023008680 A1 WO2023008680 A1 WO 2023008680A1 KR 2022004447 W KR2022004447 W KR 2022004447W WO 2023008680 A1 WO2023008680 A1 WO 2023008680A1
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rehabilitation exercise
pair
link
module
exercise unit
Prior art date
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PCT/KR2022/004447
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English (en)
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구익모
최동민
김호문
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에이치로보틱스 주식회사
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    • A61H2205/10—Leg

Definitions

  • the present invention relates to a rehabilitation exercise device, and more particularly, to a rehabilitation exercise device capable of rehabilitating an upper limb or a lower limb by passing through the upper limb or lower limb.
  • each joint part of the human body has a structure in which parts adjacent to the joint part can rotate based on the joint part.
  • the elderly or rehabilitation patients with weak muscle strength are unable to exercise on their own, so they have difficulty in joint exercise compared to healthy people, and it is practically difficult to exercise with general exercise equipment even though they actually need exercise.
  • Korean Patent Registration No. 10-1163903 discloses upper limb rehabilitation of stroke patients.
  • the rehabilitation exercise device disclosed in the prior art has an unnecessarily complex configuration, and thus has a problem in that it is difficult to benefit more users due to the high cost burden of purchase and installation.
  • it is not easy to move the rehabilitation exercise device most users have to move to a place where the rehabilitation exercise device is located and exercise, which is cumbersome to use.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 10-1163903 (Title of Invention: Exoskeleton Robot for Upper Limb Rehabilitation of Stroke Patients, Registration Date: 2012.07.02.)
  • the present invention has been devised in consideration of the above points, and the present invention can perform rehabilitation exercises by simply adjusting the mounting angle of the upper limbs or lower limbs according to the condition of the rehabilitation patient, and burdens the cost of purchase and installation by simplifying the structure. It minimizes and is easy to move, so it can be easily moved to the elderly or rehabilitation patients with weak muscles, and it can be placed on a desk, chair, mattress, etc., and then the upper or lower extremities are easily supported, and each joint of the upper or lower extremity is rehabilitated similarly to normal exercise It is an object of the invention to provide a rehabilitation exercise device capable of performing.
  • An object of the present invention includes a rehabilitation exercise unit for performing rehabilitation exercise by supporting upper limbs or lower limbs, and a cradle on which the rehabilitation exercise unit is mounted;
  • the cradle includes a base plate seated on the floor, a pair of fixed link members rotatably coupled to an edge region on one side of the base plate, and the base plate approaching and spaced apart from the fixed link member on the other side of the base plate.
  • a horizontal movement module installed to be reciprocating along the plate surface, a pair of movable link members having one end rotatably coupled to the horizontal movement module and the other end coupled to the rehabilitation exercise unit, and each of the above It is installed on each of the fixed link members so as to be reciprocally movable along the fixed link members, and is rotatably coupled to an intermediate shaft spaced apart from the other end of each of the movable link members in a direction toward one end, so that the horizontal movement module reciprocates.
  • a rehabilitation exercise device comprising a link connection module that adjusts the angle of the rehabilitation exercise unit by adjusting the angle of the pair of movable link members according to movement.
  • the cradle may further include at least one movement guide rod for guiding the reciprocating movement of the horizontal movement module, and a reciprocating driving module for reciprocating the horizontal movement module by forward and reverse rotation of any one of the movement guide rods.
  • the rehabilitation exercise unit includes a first support part for supporting the hand or foot, a second support part for supporting the forearm of the upper extremity or the lower leg of the lower extremity, and a pair of rotatably coupling the first support part and the second support part.
  • a first driving module installed on any one of the first hinge parts to pivot the first support part with respect to the second support part, and installed on any one of the pair of second hinge parts, the third support part It may include a second driving module for pivoting the second support with respect to.
  • one side is shaft-fixedly coupled to each of the second hinge parts, and the other side is rotatably coupled to each of the movable link members, so that each of the movable link members is coupled to the rehabilitation exercise unit.
  • a pair of further comprising a shaft coupling link and a pair of connecting links, one side of which is rotatably coupled to each of the link connecting modules and the other side of which is rotatably coupled to each of the shaft coupling links; an area from the other end of each of the movable link members to the intermediate shaft is formed to face each of the connecting links in a spaced apart state;
  • auxiliary link units may further include a pair of auxiliary link units rotatably coupled to each of the second hinge portion and the link connection module to support the rehabilitation exercise unit when the angle of the rehabilitation exercise unit is adjusted.
  • each of the auxiliary link units has a pair of first auxiliary links, one side of which is rotatably coupled to each of the second hinge parts, and one side of which is rotatably coupled to the other side of each of the first auxiliary links
  • the other side may include a second auxiliary link doedoe rotatably coupled to each of the link connection modules and axially coupled to each of the link links.
  • the present invention it is possible to perform rehabilitation exercises by simply adjusting the mounting angle of the upper limbs or lower limbs according to the condition of the rehabilitation patient, minimize the burden of purchase and installation costs by simplifying the structure, and move conveniently, so that the elderly or muscular It is easily moved to weak rehabilitation patients and placed on a desk, chair, mattress, etc., and then the upper or lower extremities are easily supported, and each joint of the upper or lower extremity can be rehabilitated similarly to normal exercise.
  • a rehabilitation exercise device capable of adjusting various standing angles according to upper limbs or lower limbs and postures of rehabilitation exercises is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the rehabilitation exercise device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a state in which the angle of the rehabilitation exercise unit of the rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention is adjusted;
  • FIG. 4 is a side view of the rehabilitation exercise device of FIG. 2;
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the rehabilitation exercise device of FIG. 1;
  • FIG. 6 is an enlarged view of area A of FIG. 5;
  • FIG. 7 and 8 are views for explaining the angle adjustment principle of the rehabilitation exercise unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining a rotational force transmission unit of a rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 12 and 13 are virtual images showing examples of rehabilitation exercise using the rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a rehabilitation exercise device, comprising: a rehabilitation exercise unit for supporting an upper limb or a lower limb to perform a rehabilitation exercise; and a cradle on which the rehabilitation exercise unit is mounted;
  • the cradle includes a base plate seated on the floor, a pair of fixed link members rotatably coupled to an edge region on one side of the base plate, and the base plate approaching and spaced apart from the fixed link member on the other side of the base plate.
  • a horizontal movement module installed to be reciprocating along the plate surface, a pair of movable link members having one end rotatably coupled to the horizontal movement module and the other end coupled to the rehabilitation exercise unit, and each of the above It is installed on each of the fixed link members so as to be reciprocally movable along the fixed link members, and is rotatably coupled to an intermediate shaft spaced apart from the other end of each of the movable link members in a direction toward one end, so that the horizontal movement module reciprocates. and a link connection module for adjusting the angle of the rehabilitation exercise unit by adjusting the angle of the pair of movable link members according to movement.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rehabilitation exercise device 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the rehabilitation exercise device 1 of FIG. 1
  • FIG. 3 is a rehabilitation exercise device according to an embodiment of the present invention.
  • (1) is a perspective view of the rehabilitation exercise unit 3 in a state where the angle is adjusted
  • FIG. 4 is a side view of the rehabilitation exercise device 1 of FIG. 2
  • FIG. 5 is an exploded view of the rehabilitation exercise device 1 of FIG. It is a perspective view.
  • a rehabilitation exercise device 1 includes a rehabilitation exercise unit 3 and a cradle 7 supporting the rehabilitation exercise unit 3 .
  • the cradle 7 is provided to adjust the mounting angle of the rehabilitation exercise unit 3.
  • the rehabilitation exercise unit 3 is slightly attached to the cradle 7.
  • 3 and 4 are views showing a state in which the rehabilitation exercise unit 3 is standing on the cradle 7.
  • a specific configuration in which the cradle 7 according to the embodiment of the present invention adjusts the standing angle of the rehabilitation exercise unit 3 will be described later.
  • the rehabilitation exercise unit 3 includes a first support part 310, a second support part 320, a third support part 330, a pair of first hinge parts 340, and a pair of A second hinge part 350 may be included.
  • the rehabilitation exercise unit 3 according to the embodiment of the present invention may further include a first driving module 361 and a second driving module 362 .
  • the first support part 310 supports the hands or feet of the user to be rehabilitated.
  • the second support part 320 supports switching of the upper limb or lower leg of the lower limb.
  • the third support part 330 may support the upper extremity or the lower extremity.
  • a pair of first hinge parts 340 rotatably couples the first support part 310 and the second support part 320 . More specifically, in a state in which the pair of first hinge parts 340 are shaft-fixed and coupled to the second support part 320, the first support part 310 is rotatably coupled, so that the first support part 310 ) is axially coupled to the first support 310 and the second support 320 so as to be rotatable with respect to the second support 320 .
  • the pair of second hinge parts 350 rotatably couple the second support part 320 and the third support part 330 . Specifically, in a state in which the pair of second hinge parts 350 are axially fixed and coupled to the third support part 330, the second support part 320 is rotatably coupled, so that the second support part 320 is axially coupled to the first support 310 and the second support 320 so as to be rotatable with respect to the third support 330 .
  • the first driving module 361 may be installed on any one of the pair of first hinge parts 340 . Also, the rotation shaft of the first driving module 361 is axially coupled to the first support part 310, so that the first support part 310 rotates with respect to the second support part 320 according to the rotation of the first driving module 361. It becomes possible.
  • the second driving module 362 may be installed on any one of the pair of second hinge parts 350 . And, the rotating shaft of the second driving module 362 is axially coupled to the second supporting part 320, so that the second supporting part 320 rotates with respect to the third supporting part 330 according to the rotation of the second driving module 362. It becomes possible.
  • the user to be rehabilitated can perform a rehabilitation exercise in a state where his arm or leg is seated on the rehabilitation exercise unit 3, according to the movement of the wrist, ankle, elbow, or knee joint.
  • Rehabilitation exercise may be performed by driving the standing angle of the rehabilitation exercise unit 3 or any one of the first driving module 361 and the second driving module 362 .
  • FIG 12 and 13 are virtual images showing examples of rehabilitation exercises using the rehabilitation exercise device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 12 (a) is a virtual image showing an example of exercising the ankle joint in a state where the leg is mounted on the rehabilitation exercise unit 3
  • Figure 12 (b) is a virtual image showing an example of exercising the knee joint .
  • the standing angle of the rehabilitation exercise unit 3 may vary according to an extension exercise or a flexion exercise.
  • Figure 13 (a) is a virtual image showing an example of exercising the elbow joint in a state where the arm is mounted on the rehabilitation exercise unit 3
  • Figure 13 (b) is a virtual image showing an example of exercising the wrist joint .
  • the first drive module 361 or the second drive module 362 is driven or rehabilitated according to the rehabilitation exercise of the arm or leg, the wrist, ankle, elbow, knee, extension exercise, or flexion exercise.
  • various rehabilitation exercises are possible.
  • first hinge part 340 in which the first driving module 361 is installed is defined as the first driving hinge part 340a
  • the other first hinge part 340 is defined as the first dependent hinge part.
  • second hinge part 350 in which the second driving module 362 is installed is defined as the second driving hinge part 350a
  • the other second hinge part 350 is defined as the second dependent hinge part 350b.
  • the cradle 7 may include a base plate 710 .
  • the base plate 710 has a substantially plate shape and is seated on the floor.
  • the cradle 7 includes a pair of fixed link members 740, a horizontal movement module 720, a pair of movable link members 730, and a pair of link connection modules 750. ) may be included.
  • a pair of fixed link members 740 are rotatably coupled to an edge region of one side of the base plate 710 .
  • the longitudinal direction of the rehabilitation exercise unit 3, that is, the direction in which the arms or legs are mounted is defined as the horizontal direction
  • the direction in which the rehabilitation exercise unit 3 stands is the height direction
  • the horizontal direction and A direction orthogonal to the height direction is defined as a vertical direction and described. That is, the pair of fixed link members 740 are rotatably coupled to one edge region of the base plate 710 in the horizontal direction.
  • the horizontal movement module 720 is installed on the other side of the base plate 710 in the horizontal direction. That is, the horizontal movement module 720 is installed on the opposite side in the horizontal direction of the pair of fixed link members 740 .
  • the horizontal movement module 720 may be installed to be movable along the plate surface of the base plate 710 so as to approach and be separated from the fixed link member 740 .
  • the pair of movable link members 730 may have one end rotatably coupled to the horizontal movement module 720 and the other end coupled to the rehabilitation exercise unit 3 .
  • a pair of link connection modules 750 are installed on each fixed link member 740 to be reciprocally movable along each fixed link member 740 .
  • the link connection module 750 is spaced from the other end of the movable link member 730 to one end, that is, the intermediate shaft 730a spaced apart from the shaft rotatably coupled to the rehabilitation exercise unit 3 in the opposite direction. rotatably coupled.
  • the intermediate shafts 730a of the pair of movable link members 730 are rotatably fixed to the link connection modules 750, and the link connection modules 750 follow the fixed link members 740, respectively. Since the sliding movement is possible, as shown in FIGS. 2 and 4 , the standing angle of the movable link member 730, the standing angle of the fixed link member 740, and the position of the link connection module 750 are While changing, it is possible to adjust the standing angle of the movable link member 730 .
  • each movable link member 730 is coupled to the rehabilitation exercise unit 3, the standing angle of the rehabilitation exercise unit 3 can be adjusted according to the adjustment of the standing angle of the movable link member 730.
  • the horizontal movement module 720 is horizontally moved by the horizontal driving unit 760 as an example.
  • the horizontal driving unit 760 may include at least one moving guide rod 761 and a reciprocating driving module 762 .
  • At least one movement guide bar 761 may guide the reciprocating movement of the horizontal movement module 720 .
  • three guide rods guide the reciprocating movement of the horizontal movement module 720, enabling stable horizontal movement.
  • the reciprocating drive module 762 reciprocates the horizontal movement module 720 by rotating at least one of the movement guide rods 761 forward and backward.
  • a screw thread is formed on the outer circumferential surface of the central movement guide rod 761, and a threaded through hole (not shown) is formed on the inner diameter of the horizontal movement module 720, so that the reciprocating driving module 762 rotates forward and backward.
  • the horizontal movement module 720 is guided by the movement guide bar 761 and reciprocates accordingly.
  • the rehabilitation exercise device 1 may further include a pair of shaft coupling links 810 and a pair of connection links 820 .
  • FIG. 6 is an enlarged view of area A of FIG. 5 .
  • the shaft coupling link 810 and the connecting link 820 are formed symmetrically one by one on both sides in the horizontal direction.
  • the rehabilitation exercise unit 3 is coupled to one end of each movable link member 730, and the movable link member ( 730), the rising angle is adjusted in synchronization with the rising angle.
  • each of the shaft coupling link 810 and the connecting link 820 connects the movable link member 730 and the rehabilitation exercise device 1 to stably support the rehabilitation exercise unit 3 with standing angle adjustment.
  • each shaft coupling link 810 is coupled to each of the second hinge parts 350 by being fixed to the shaft. Then, the other side of each shaft coupling link 810 is rotatably coupled to the movable link member 730 . Through this, one end of the movable link member 730 is rotatably coupled to the other side of the shaft coupling link 810, and the other side of the shaft coupling link 810 is fixedly coupled to the second hinge portion 350, resulting in As a result, the movable link member 730 is rotatably coupled to the second hinge part 350, that is, the rehabilitation exercise device 1.
  • each connection link 820 is rotatably coupled to each link connection module 750 and the other side is rotatably coupled to each shaft coupling link 810 .
  • the area from the other end of each movable link member 730 to the intermediate shaft 730a has a form facing the tying link in a spaced apart state.
  • the standing angle of the pair of movable link members 730 is adjusted according to the reciprocating movement of the horizontal movement module 720, the shaft coupling link 810, the movable link member 730, the connection
  • the four rotation axes formed by the link 820 and the link connection module 750 are twisted along the longitudinal direction of the movable link member 730, and the standing angle of the rehabilitation exercise unit 3 is the standing angle of the movable link member 730. It is synchronized with the angle and becomes adjustable.
  • the rehabilitation exercise device 1 may further include a pair of auxiliary link units 830 .
  • a pair of auxiliary link units 830 are installed one by one symmetrically in the horizontal direction, and are rotatably coupled to each of the second hinge parts 350 and the link connection module 750, so that the rehabilitation exercise unit 3 When the angle is adjusted, the rehabilitation exercise unit 3 is stably supported.
  • each auxiliary link unit 830 includes a first auxiliary link 831 and a second auxiliary link 832 .
  • first auxiliary link 831 is rotatably coupled to each of the second hinge parts 350 .
  • second auxiliary link 832 has one side rotatably coupled to the other side of the first auxiliary link 831 and the other side rotatably coupled to the link connection module 750 .
  • the other side of the second auxiliary link 832 is axially coupled with the connecting link 820 .
  • the auxiliary link unit 830 is a rehabilitation exercise unit 3 according to the link structure between the shaft coupling link 810, the movable link member 730, the connecting link 820 and the link connecting module 750.
  • the standing angle of is adjusted, the standing angle of the rehabilitation exercise unit 3 is adjusted while rotating in synchronization therewith, and the rehabilitation exercise unit 3 is stably supported.
  • the adjusting mechanism of the standing angle by the shaft coupling link 810, the movable link member 730, the connecting link 820, the link connecting module 750, and the auxiliary link unit 830 according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 7 and 8 can be clearly confirmed.
  • the rehabilitation exercise unit 3 may further include a rotational force transmitter.
  • the rotational force transmitting unit may transmit rotational force of the second driving module 362 from one of the pair of second hinge units 350 to the other one.
  • the second hinge part 350 is the second driving hinge part 350a in which the second driving module 362 is installed, and the other second dependent hinge part 350b.
  • the rotational force transfer unit transmits the rotational force of the second driving hinge unit 350a to the second dependent hinge unit 350b.
  • the rotational force transmission part of the second driving hinge part 350a By transferring the rotational force to the second dependent hinge portion 350b, it is possible to prevent it.
  • the second driving hinge part 350a and the second dependent hinge part 350b may each include a hinge body 500 and a transmission shaft member 510 .
  • the hinge body 500 is installed while being shaft-fixed to the third support part 330 . That is, the hinge body 500 is rotatably coupled to the second support part 320 while being fixed to the third support part 330 .
  • the transmission shaft member 510 is rotatably coupled to the hinge body 500 and rotates in synchronization with the second driving module 362 .
  • the transmission shaft member 510 of the second driving hinge part 350a is rotated according to the rotation of the second driving module 362, and the transmission shaft member of the second dependent hinge part 350b through the rotational force transmission part ( By transmitting the rotational force to 510, the rotational force of the second driving module 362 can be simultaneously transmitted to the second driving hinge part 350a and the second dependent hinge part 350b.
  • gear teeth are formed on the outer diameter of the transmission shaft member 510 as an example.
  • the drive-side gear assemblies 521, 521a, 522, and 530 in which the rotational force transmission part engages with the gear teeth of the transmission shaft member 510 of the second driving hinge part 350a and rotates, and the transmission shaft member of the second dependent hinge part 350b
  • the transmission shaft (521, 521a, 522, 530) which rotates in engagement with the gear teeth of 510, and the rotation of the drive-side gear assemblies (521, 521a, 522, 530) is transmitted to the slave-side gear assemblies (521, 521a, 522, 530) ( 540) as an example.
  • the rotational force transmission unit transmits rotational force, so that the rotational force transmission unit transmits rotational force while being eccentric from the rotational axes of the second driving hinge portion 350a and the second dependent hinge portion 350b. , It does not interfere with the mounting of the upper or lower limbs located on the rotational axes of the second driving hinge part 350a and the second dependent hinge part 350b.
  • the transmission shaft member 510 of the second driving hinge part 350a is provided in a size corresponding to the diameter of the second driving hinge part 350a, and gear teeth are formed on its outer diameter. Accordingly, the gear teeth formed on the outer diameter of the transmission shaft member 510 are positioned radially outside the rotational axis of the second driving hinge portion 350a.
  • the drive-side gear assemblies 521 , 521a , 522 , and 530 may include a first transmission gear 521 engaged with gear teeth of the transmission shaft member 510 to rotate.
  • the first transmission gear 521 is located below the rotation shaft of the second drive hinge part 350a, that is, in the lower diagonal direction, so that it is located below the plate surface of the third support part 330.
  • first transmission gear 521 is axially connected to the second transmission gear 522 located inside through the gear shaft portion 521a to transmit rotational force to the second transmission gear 522.
  • the rotational force of the second transmission gear 522 is again transmitted to the third transmission gear 530, and the rotation shaft of the third transmission gear 530 is connected to the transmission shaft 540, thereby driving side gear assemblies 521 and 521a.
  • the rotational force of ,522,530 can be transmitted to the subordinate side gear assemblies 521,521a,522,530 through the transmission shaft 540.
  • the slave-side gear assemblies 521 , 521a , 522 , and 530 are formed symmetrically with the structures of the drive-side gear assemblies 521 , 521a , 522 , and 530 , so that the third transmission gear 530 , the second transmission gear 522 , and the gear shaft portion Rotational force can be transmitted to the transmission shaft member 510 of the second dependent hinge part 350b through (521a) and the first transmission gear 521.
  • the second support portion 320 according to an embodiment of the present invention is provided to be able to adjust the length. Accordingly, it is possible to adjust the length of the second support part 320 corresponding to the length of the arm or leg of the user to be rehabilitated.
  • the second support part 320 is an example that includes a first bracket 321, a second bracket 322 and a length regulation unit 323.
  • first bracket 321 is coupled by being shaft-fixed to the first hinge part 340 .
  • second bracket 322 is rotatably coupled to the second hinge part 350 .
  • first bracket 321 and the second bracket 322 are inserted into an interrupted hole (not shown) formed in the length regulating unit 323 while sliding in a direction approaching and spaced apart from each other,
  • the length of the second support part 320 is adjustable.
  • the length regulation unit 323, as shown in Figure 11, the unit body (323a) formed with an interruption hole (not shown), and the regulation lever (323b) rotatably coupled to the unit body (323a) can include Through this, when the intermittent lever 323b is rotated in one direction, the first bracket 321 and the second bracket 322 inside the intermittent hole are pressurized, so that the length can be fixed, and rotated in the other direction to maintain a pressurized state. Loosening it allows you to adjust the length.
  • the present invention is applicable to fields such as rehabilitation exercise.

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Abstract

본 발명은 재활 운동 장치에 관한 것으로서, 상지 또는 하지를 지지하여 재활 운동을 수행하는 재활 운동 유닛과, 상기 재활 운동 유닛이 거치되는 거치대를 포함하고, 상기 거치대는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일측 가장자리 영역에 결합되는 한 쌍의 고정 링크 부재와, 상기 베이스 플레이트의 판면을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 수평 이동 모듈과, 일측 말단이 상기 수평 이동 모듈에 결합되고, 타측 말단이 상기 재활 운동 유닛에 결합되는 한 쌍의 가동 링크 부재와, 각각의 상기 고정 링크 부재에 설치되고, 중간축에 회전 가능하게 결합되어, 상기 재활 운동 유닛의 각도를 조절하는 링크 연결 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

재활 운동 장치
본 발명은 재활 운동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상지 또는 하지를 거치하여 상지 또는 하지를 재활 운동할 수 있는 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]
(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 재활 운동 장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 본 발명에 따라, 상지 또는 하지를 지지하여 재활 운동을 수행하는 재활 운동 유닛과, 상기 재활 운동 유닛이 거치되는 거치대를 포함하고; 상기 거치대는 바닥에 안착되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일측 가장자리 영역에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 고정 링크 부재와, 상기 베이스 플레이트의 타측에서 상기 고정 링크 부재에 접근 및 이격되도록 상기 베이스 플레이트의 판면을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 수평 이동 모듈과, 일측 말단이 상기 수평 이동 모듈에 회전 가능하게 결합되고, 타측 말단이 상기 재활 운동 유닛에 결합되는 한 쌍의 가동 링크 부재와, 각각의 상기 고정 링크 부재를 따라 왕복 이동 가능하게 각각의 상기 고정 링크 부재에 설치되고, 각각의 상기 가동 링크 부재의 타측 말단으로부터 일측 말단 방향으로 이격된 중간축에 회전 가능하게 결합되어, 상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동에 따라 한 쌍의 상기 가동 링크 부재의 각도를 조절하여 상기 재활 운동 유닛의 각도를 조절하는 링크 연결 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 거치대는 상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동을 안내하는 적어도 하나의 이동 가이드 봉과, 상기 이동 가이드 봉 중 어느 하나를 정역 회전시켜 상기 수평 이동 모듈을 왕복 이동시키는 왕복 구동 모듈을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 재활 운동 유닛은 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 힌지부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 제2 지지부에 대해 상기 제1 지지부를 선회시키는 제1 구동 모듈과, 한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 제3 지지부에 대해 상기 제2 지지부를 선회시키는 제2 구동 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 일측이 각각의 상기 제2 힌지부에 축 고정되어 결합되고, 타측이 각각의 상기 가동 링크 부재에 회전 가능하게 결합되어, 각각의 상기 가동 링크 부재를 상기 재활 운동 유닛에 결합시키는 한 쌍의 축 결합 링크와, 일측이 각각의 상기 링크 연결 모듈에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 각각의 상기 축 결합 링크에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 연결 링크를 더 포함하고; 각각의 상기 가동 링크 부재의 타측 말단부터 상기 중간축까지의 영역은 각각의 상기 연결 링크와 이격된 상태로 마주하도록 형성되며; 상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동에 따라 한 쌍의 상기 가동 링크 부재의 각도를 조절될 때, 상기 축 결합 링크, 상기 가동 링크 부재, 상기 연결 링크 및 상기 링크 연결 모듈이 형성하는 4개의 회전축이 상기 가동 링크 부재의 길이 방향을 따라 비틀리며 상기 재활 운동 유닛의 각도가 조절될 수 있다.
그리고, 각각의 상기 제2 힌지부와 상기 링크 연결 모듈에 각각 회전 가능하게 결합되어 상기 재활 운동 유닛의 각도가 조절될 때 상기 재활 운동 유닛을 지지하는 한 쌍의 보조 링크 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 각각의 상기 보조 링크 유닛은 일측이 각각의 상기 제2 힌지부에 회전 가능하게 축 결합되는 한 쌍의 제1 보조 링크와, 일측이 각각의 상기 제1 보조 링크의 타측에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 각각의 상기 링크 연결 모듈에 회전 가능하게 결합되되 각각의 상기 연결 링크와 축 결합되는 제2 보조 링크를 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.
또한, 상지 또는 하지, 그리고 재활 운동의 자세에 따라 다양한 기립 각도로 조절이 가능한 재활 운동 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 재활 운동 장치의 측면도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치의 재활 운동 유닛의 각도가 조절된 상태의 사시도이고,
도 4는 도 2의 재활 운동 장치의 측면도이고,
도 5는 도 1의 재활 운동 장치의 분해 사시도이고,
도 6은 도 5의 A 영역을 확대한 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 유닛의 각도 조절 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치의 회전력 전달부를 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 5의 B-B 선에 따른 단면을 절취한 도면이고,
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치를 이용한 재활 운동의 예를 나타낸 가상 이미지이다.
본 발명은 재활 운동 장치에 관한 것으로, 상지 또는 하지를 지지하여 재활 운동을 수행하는 재활 운동 유닛과, 상기 재활 운동 유닛이 거치되는 거치대를 포함하고; 상기 거치대는 바닥에 안착되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일측 가장자리 영역에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 고정 링크 부재와, 상기 베이스 플레이트의 타측에서 상기 고정 링크 부재에 접근 및 이격되도록 상기 베이스 플레이트의 판면을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 수평 이동 모듈과, 일측 말단이 상기 수평 이동 모듈에 회전 가능하게 결합되고, 타측 말단이 상기 재활 운동 유닛에 결합되는 한 쌍의 가동 링크 부재와, 각각의 상기 고정 링크 부재를 따라 왕복 이동 가능하게 각각의 상기 고정 링크 부재에 설치되고, 각각의 상기 가동 링크 부재의 타측 말단으로부터 일측 말단 방향으로 이격된 중간축에 회전 가능하게 결합되어, 상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동에 따라 한 쌍의 상기 가동 링크 부재의 각도를 조절하여 상기 재활 운동 유닛의 각도를 조절하는 링크 연결 모듈을 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 재활 운동 장치(1)의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)의 재활 운동 유닛(3)의 각도가 조절된 상태의 사시도이고, 도 4는 도 2의 재활 운동 장치(1)의 측면도이고, 도 5는 도 1의 재활 운동 장치(1)의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는 재활 운동 유닛(3)과, 재활 운동 유닛(3)을 지지하는 거치대(7)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 거치대(7)가 재활 운동 유닛(3)의 거치 각도를 조절 가능하게 마련되는데, 도 1 및 도 2에 도시된 상태는 재활 운동 유닛(3)이 거치대(7)에 다소 눕혀진 상태를 나타낸 도면이고, 도 3 및 도 4는 재활 운동 유닛(3)이 거치대(7)에 대해 기립된 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 거치대(7)가 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도를 조절하는 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 유닛(3)은 제1 지지부(310), 제2 지지부(320), 제3 지지부(330), 한 쌍의 제1 힌지부(340), 및 한 쌍의 제2 힌지부(350)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 유닛(3)은 제1 구동 모듈(361) 및 제2 구동 모듈(362)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
제1 지지부(310)는 재활 대상 사용자의 손 또는 발을 지지한다. 그리고, 제2 지지부(320)는 상지의 전환 또는 하지의 하퇴를 지지한다. 그리고, 제3 지지부(330)는 상지의 상환 또는 하지의 대퇴를 지지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 한 쌍의 제1 힌지부(340)는 제1 지지부(310)와 제2 지지부(320)를 회전 가능하게 결합시킨다. 보다 구체적으로 설명하면, 한 쌍의 제1 힌지부(340)는 제2 지지부(320)에 축 고정되어 결합된 상태에서, 제1 지지부(310)가 회전 가능하게 결합되어, 제1 지지부(310)가 제2 지지부(320)에 대해 회전할 수 있도록 제1 지지부(310) 및 제2 지지부(320)에 축 결합된다.
한 쌍의 제2 힌지부(350)는 제2 지지부(320)와 제3 지지부(330)를 회전 가능하게 결합시킨다. 구체적으로 설명하면, 한 쌍의 제2 힌지부(350)는 제3 지지부(330)에 축 고정되어 결합된 상태에서, 제2 지지부(320)가 회전 가능하게 결합되어, 제2 지지부(320)가 제3 지지부(330)에 대해 회전할 수 있도록 제1 지지부(310) 및 제2 지지부(320)에 축 결합된다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 구동 모듈(361)은 한 쌍의 제1 힌지부(340) 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 그리고, 제1 구동 모듈(361)의 회전축은 제1 지지부(310)에 축 결합되어, 제1 구동 모듈(361)의 회전에 따라 제1 지지부(310)가 제2 지지부(320)에 대해 회전 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 구동 모듈(362)은 한 쌍의 제2 힌지부(350) 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 그리고, 제2 구동 모듈(362)의 회전축은 제2 지지부(320)에 축 결합되어, 제2 구동 모듈(362)의 회전에 따라 제2 지지부(320)가 제3 지지부(330)에 대해 회전 가능하게 된다.
상기와 같은 구성에 따라, 재활 대상 사용자는 자신의 팔 또는 다리를 재활 운동 유닛(3)에 안착시킨 상태에서 재활 운동을 수행할 수 있는데, 팔목, 발목, 팔꿈지, 또는 무릎 관절의 움직임에 따라 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도, 또는 제1 구동 모듈(361) 및 제2 구동 모듈(362) 중 어느 하나를 구동시켜 재활 운동을 수행할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)를 이용한 재활 운동의 예를 나타낸 가상 이미지이다.
도 12의 (a)는 다리를 재활 운동 유닛(3)에 거치한 상태에서 발목 관절을 운동하는 예를 나타낸 가상 이미지이고, 도 12의 (b)는 무릎 관절을 운동하는 예를 나타낸 가상 이미지이다. 도 12의 (b)에 나타낸 바와 같이, 무릎 관절을 운동하는 경우에도 Extension 운동이나 Flexion 운동에 따라 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도가 달라질 수 있다.
도 13의 (a)는 팔을 재활 운동 유닛(3)에 거치한 상태에서 팔꿈치 관절을 운동하는 예를 나타낸 가상 이미지이고, 도 13의 (b)는 팔목 관절을 운동하는 예를 나타낸 가상 이미지이다.
상기와 같이, 팔 또는 다리의 재활 운동과, 팔목, 발목, 팔꿈치, 무릎, 그리고, Extension 운동 또는 Flexion 운동에 따라 제1 구동 모듈(361) 또는 제2 구동 모듈(362)을 구동시키거나, 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도를 조절하여, 다양한 재활 운동이 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 제1 구동 모듈(361)의 한 쌍의 제1 힌지부(340) 중 어느 일측에 설치되고, 제2 구동 모듈(362)의 한 쌍의 힌지부 중 어느 일측에 설치되는 것을 예로 하고 있다. 설명의 편의를 위해 제1 구동 모듈(361)이 설치된 제1 힌지부(340)를 제1 구동 힌지부(340a)로 정의하고, 다른 하나의 제1 힌지부(340)를 제1 종속 힌지부(340b)로 정의하여 설명한다. 마찬가지로, 제2 구동 모듈(362)이 설치된 제2 힌지부(350)를 제2 구동 힌지부(350a)로 정의하고, 다른 하나의 제2 힌지부(350)를 제2 종속 힌지부(350b)로 정의하여 설명한다. 아울러, 두 힌지부를 통칭할 때에는 제1 힌지부(340) 또는 제2 힌지부(350)로 표현하여 설명할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)에서 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도가 조절되는 구성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 거치대(7)는 베이스 플레이트(710)를 포함할 수 있다. 베이스 플레이트(710)는 대략 판 형태를 가져, 바닥에 안착된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 거치대(7)는 한 쌍의 고정 링크 부재(740), 수평 이동 모듈(720), 한 쌍의 가동 링크 부재(730), 및 한 쌍의 링크 연결 모듈(750)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 고정 링크 부재(740)는 베이스 플레이트(710)의 일측 가장자리 영역에 회전 가능하게 결합된다. 본 발명의 실시예에서는 재활 운동 유닛(3)의 길이 방향, 즉 팔 또는 다리가 거치되는 방향을 가로 방향으로 정의하고, 재활 운동 유닛(3)이 기립하는 방향을 높이 방향, 그리고, 가로 방향 및 높이 방향에 직교하는 방향을 세로 방향으로 정의하여 설명한다. 즉, 한 쌍의 고정 링크 부재(740)는 베이스 플레이트(710)의 가로 방향 일측 가장자리 영역에 회전 가능하게 결합된다.
본 발명의 실시예에 따른 수평 이동 모듈(720)은 베이스 플레이트(710)의 가로 방향 타측에 설치된다. 즉, 수평 이동 모듈(720)은 한 쌍의 고정 링크 부재(740)의 가로 방향 반대측에 설치된다. 여기서, 수평 이동 모듈(720)은 고정 링크 부재(740)에 접근 및 이격되도록 베이스 플레이트(710)의 판면을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.
한 쌍의 가동 링크 부재(730)는 일측 말단이 수평 이동 모듈(720)에 회전 가능하게 결합되고, 타측 말단이 재활 운동 유닛(3)에 결합될 수 있다.
그리고, 한 쌍의 링크 연결 모듈(750)은 각각의 고정 링크 부재(740)를 따라 왕복 이동 가능하게 각각의 고정 링크 부재(740)에 설치된다. 여기서, 링크 연결 모듈(750)은 가동 링크 부재(730)의 타측 말단으로부터 일측 말단 방향, 즉 재활 운동 유닛(3)에 회동 가능하게 결합된 축으로부터 반대 측 방향으로 이격된 중간축(730a)에 회전 가능하게 결합된다.
상기와 같은 구성에 따라, 수평 이동 모듈(720)이 베이스 플레이트(710)에서 가로 방향을 따라 왕복 이동하게 되면, 한 쌍의 가동 링크 부재(730)의 일측이 수평 이동 모듈(720)과 함께 왕복 이동하면서 기립 각도가 조절된다.
이 때, 한 쌍의 가동 링크 부재(730)의 중간축(730a)이 링크 연결 모듈(750)에 회전 가능하게 고정된 상태이고, 링크 연결 모듈(750)이 각각 고정 링크 부재(740)를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 상태이므로, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가동 링크 부재(730)의 기립 각도, 고정 링크 부재(740)의 기립 각도, 그리고 링크 연결 모듈(750)의 위치가 변하면서 가동 링크 부재(730)의 기립 각도의 조절이 가능하게 된다.
그리고, 각각의 가동 링크 부재(730)의 타측이 재활 운동 유닛(3)에 결합된 상태이므로, 가동 링크 부재(730)의 기립 각도의 조절에 따라 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도가 조절 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 수평 이동 모듈(720)이 수평 구동부(760)에 의해 수평 이동하는 것을 예로 한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 수평 구동부(760)는 적어도 하나의 이동 가이드 봉(761)과 왕복 구동 모듈(762)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 이동 가이드 봉(761)은 수평 이동 모듈(720)의 왕복 이동을 안내할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 3개의 가이드 봉이 수평 이동 모듈(720)의 왕복 이동을 안내하여, 안정적인 수평 이동을 가능하게 한다.
왕복 구동 모듈(762)은 이동 가이드 봉(761) 중 적어도 하나를 정역 회전시켜 수평 이동 모듈(720)을 왕복 이동시킨다. 본 발명에서는 중앙의 이동 가이드 봉(761)의 외주면에 나사산이 형성되고, 수평 이동 모듈(720)에 내경에 나사산이 형성된 통과공(미도시)이 형성되어, 왕복 구동 모듈(762)의 정역 회전에 따라 수평 이동 모듈(720)이 이동 가이드 봉(761)에 의해 안내되어 왕복 이동하는 것을 예로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는 한 쌍의 축 결합 링크(810) 및 한 쌍의 연결 링크(820)를 더 포함할 수 있다. 도 6은 도 5의 A 영역을 확대한 도면이다. 여기서, 축 결합 링크(810) 및 연결 링크(820)는 가로 방향 양측에 대칭적으로 하나씩 형성된다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 재활 운동 유닛(3)이 각각의 가동 링크 부재(730)의 일측 말단에 결합되어 가동 링크 부재(730)의 기립 각도에 동기되어 기립 각도가 조절되는 것을 예로 하였다.
여기서, 각각의 축 결합 링크(810) 및 연결 링크(820)는 가동 링크 부재(730)와 재활 운동 장치(1)를 연결하여 기립 각도 조절과 함께 재활 운동 유닛(3)을 안정적으로 지지한다.
본 발명의 실시예에 따른 각각의 축 결합 링크(810)는 일측이 각각의 제2 힌지부(350)에 축 고정되어 결합된다. 그리고, 각각의 축 결합 링크(810)의 타측은 가동 링크 부재(730)에 회전 가능하게 결합된다. 이를 통해, 가동 링크 부재(730)의 일측 말단이 축 결합 링크(810)의 타측과 회전 가능하게 결합되고, 축 결합 링크(810)의 타측이 제2 힌지부(350)에 고정 결합됨으로써, 결과적으로 가동 링크 부재(730)가 제2 힌지부(350), 즉 재활 운동 장치(1)에 회전 가능하게 결합되는 상태가 된다.
그리고, 각각의 연결 링크(820)는 일측이 각각의 링크 연결 모듈(750)에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 각각의 축 결합 링크(810)에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 각각의 가동 링크 부재(730)의 타측 말단부터 중간축(730a)까지의 영역은 연경 링크와 이격된 상태로 마주하는 형태를 가지게 된다.
상기와 같은 구성에 따라, 수평 이동 모듈(720)의 왕복 이동에 따라 한 쌍의 가동 링크 부재(730)의 기립 각도가 조절될 때, 축 결합 링크(810), 가동 링크 부재(730), 연결 링크(820) 및 링크 연결 모듈(750)이 형성하는 4개의 회전축이 가동 링크 부재(730)의 길이 방향을 따라 비틀리며, 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도가 가동 링크 부재(730)의 기립 각도에 동기되어 조절 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 장치(1)는 한 쌍의 보조 링크 유닛(830)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
한 쌍의 보조 링크 유닛(830)은 가로 방향으로 대칭적으로 하나씩 설치되는데, 각각의 제2 힌지부(350)와 링크 연결 모듈(750)에 회전 가능하게 결합되어, 재활 운동 유닛(3)의 각도가 조절될 때 재활 운동 유닛(3)을 안정적으로 지지하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 각각의 보조 링크 유닛(830)이 제1 보조 링크(831)와 제2 보조 링크(832)를 포함하는 것을 예로 한다.
제1 보조 링크(831)는 일측이 각각의 제2 힌지부(350)에 회전 가능하게 축 결합된다. 그리고, 제2 보조 링크(832)는 일측이 제1 보조 링크(831)의 타측에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 링크 연결 모듈(750)에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 제2 보조 링크(832)의 타측은 연결 링크(820)와 함께 축 결합되는 것을 예로 한다.
상기와 같은 구성에 따라, 보조 링크 유닛(830)은 축 결합 링크(810), 가동 링크 부재(730), 연결 링크(820) 및 링크 연결 모듈(750) 간의 링크 구조에 따라 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도가 조절될 때, 이에 동기되어 회전하면서 재활 운동 유닛(3)의 기립 각도를 조절함과 동시에 재활 운동 유닛(3)을 안정적으로 지지하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 축 결합 링크(810), 가동 링크 부재(730), 연결 링크(820), 링크 연결 모듈(750), 그리고 보조 링크 유닛(830)에 의한 기립 각도의 조절 메커니즘은 도 7 및 도 8을 통해 명확하게 확인이 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 유닛(3)은 회전력 전달부를 더 포함할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면, 회전력 전달부는 제2 구동 모듈(362)의 회전력을 한 쌍의 제2 힌지부(350) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전달할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 제2 힌지부(350)가 제2 구동 모듈(362)이 설치되는 제2 구동 힌지부(350a)와, 다른 하나인 제2 종속 힌지부(350b)를 포함하는 것을 예로 하는 바, 회전력 전달부는 제2 구동 힌지부(350a)의 회전력을 제2 종속 힌지부(350b)로 전달하게 된다.
상기와 같은 구성에 따라, 제2 힌지부(350) 중 어느 일측에만 제2 구동 모듈(362)이 설치된 상태에서 제2 구동 힌지부(350a) 만이 제2 구동 모터에 의해 회전하고, 제2 종속 힌지부(350b)가 제2 지지부(320)의 회전에 종속하여 회전할 때 발생할 수 있는 부하 문제나, 제2 지지부(320)의 뒤틀림 현상을, 회전력 전달부가 제2 구동 힌지부(350a)의 회전력을 제2 종속 힌지부(350b)로 전달해 줌으로써, 방지할 수 있게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 제2 구동 힌지부(350a) 및 제2 종속 힌지부(350b)는 각각 힌지 본체(500)와, 전달 축 부재(510)를 포함할 수 있다.
힌지 본체(500)는 제3 지지부(330)에 축 고정되어 설치된다. 즉, 힌지 본체(500)는 제3 지지부(330)에 고정된 상태로, 제2 지지부(320)가 회전 가능하게 결합된다.
그리고, 전달 축 부재(510)는 힌지 본체(500)에 회전 가능하게 결합되는데, 제2 구동 모듈(362)에 동기되어 회전하게 된다.
여기서, 제2 구동 힌지부(350a)의 전달 축 부재(510)가 제2 구동 모듈(362)의 회전에 따라 회전하게 되고, 회전력 전달부를 통해 제2 종속 힌지부(350b)의 전달 축 부재(510)로 회전력이 전달됨으로써, 제2 구동 모듈(362)의 회전력이 제2 구동 힌지부(350a) 및 제2 종속 힌지부(350b)에 동시에 전달 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 전달 축 부재(510)의 외경에 기어 이가 형성되는 것을 예로 한다. 그리고, 회전력 전달부가 제2 구동 힌지부(350a)의 전달 축 부재(510)의 기어 이에 맞물려 회전하는 구동 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)와, 제2 종속 힌지부(350b)의 전달 축 부재(510)의 기어 이에 맞물려 회전하는 종속 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)와, 구동 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)의 회전을 종속 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)로 전달하는 전달 샤프트(540)를 포함하는 것을 예로 한다.
이와 같은 기어의 맞물림 구조를 이용하여, 회전력 전달부가 회전력을 전달함으로써, 회전력 전달부가 제2 구동 힌지부(350a) 및 제2 종속 힌지부(350b)의 회전축으로부터 편심된 상태로 회전력을 전달하게 되어, 제2 구동 힌지부(350a)와 제2 종속 힌지부(350b)의 회전축 상에 위치하는 상지 또는 하지의 거치를 방해하지 않게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 제2 구동 힌지부(350a)의 전달 축 부재(510)는 제2 구동 힌지부(350a)의 직경에 대응하는 사이즈로 마련되고, 그 외경에 기어 이가 형성된다. 따라서, 전달 축 부재(510)의 외경에 형성되는 기어 이는 제2 구동 힌지부(350a)의 회전축으로부터 반경 방향 외측에 위치하게 된다.
여기서, 구동 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)는 전달 축 부재(510)의 기어 이와 맞물려 회전하는 제1 전달 기어(521)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 전달 기어(521)는 제2 구동 힌지부(350a)의 회전축의 후방 아래쪽, 즉 하부 대각 방향에 위치함으로써, 제3 지지부(330)의 판면보다 아래쪽에 위치하게 된다.
그리고, 제1 전달 기어(521)는 기어 축부(521a)를 통해 내측에 위치하는 제2 전달 기어(522)와 축 연결되어 회전력을 제2 전달 기어(522)로 전달하게 된다.
그리고, 제2 전달 기어(522)의 회전력은 다시 제3 전달 기어(530)로 전달되고, 제3 전달 기어(530)의 회전축이 전달 샤프트(540)에 연결됨으로써, 구동 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)의 회전력이 전달 샤프트(540)를 통해 종속 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)로 전달 가능하게 된다.
여기서, 종속 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)는 구동 측 기어 어셈블리(521,521a,522,530)의 구조와 대칭적으로 형성되어, 제3 전달 기어(530), 제2 전달 기어(522), 기어 축부(521a) 및 제1 전달 기어(521)를 통해 제2 종속 힌지부(350b)의 전달 축 부재(510)로 회전력을 전달 가능하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 제2 지지부(320)는 길이 조절이 가능하게 마련된다. 이에 따라 재활 대상 사용자의 팔 또는 다리의 길이에 대응하여 제2 지지부(320)의 길이 조절이 가능하게 된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 제2 지지부(320)는 제1 브래킷(321), 제2 브래킷(322) 및 길이 단속 유닛(323)을 포함하는 것을 예로 한다.
제1 브래킷(321)은 일측이 제1 힌지부(340)에 축 고정되어 결합된다. 그리고, 제2 브래킷(322)은 일측이 제2 힌지부(350)에 회전 가능하게 결합된다.
여기서, 제1 브래킷(321)과 제2 브래킷(322)의 타측 말단은 길이 단속 유닛(323)에 형성된 단속공(미도시)에 삽입된 상태로 상호간에 접근 및 이격되는 방향으로 슬라이딩 이동하면서, 제2 지지부(320)의 길이가 조절 가능하게 된다.
여기서, 길이 단속 유닛(323)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 단속공(미도시)가 형성된 유닛 본체(323a)와, 유닛 본체(323a)에 회동 가능하게 결합되는 단속 레버(323b)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 단속 레버(323b)를 일 방향으로 회전시키면 단속공 내부의 제1 브래킷(321) 및 제2 브래킷(322)이 가압됨으로써, 길이가 고정 가능하게 되며, 다른 방향으로 회전시켜 가압 상태를 풀면 길이의 조절이 가능하게 된다.
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 : 재활 운동 장치
3 : 재활 운동 유닛
7 : 거치대
310 : 제1 지지부
320 : 제2 지지부
330 : 제3 지지부
340a,340b : 제1 힌지부
350a,350b : 제2 힌지부
본 발명은 재활 운동 등의 분야에 적용 가능하다.

Claims (6)

  1. 상지 또는 하지를 지지하여 재활 운동을 수행하는 재활 운동 유닛과,
    상기 재활 운동 유닛이 거치되는 거치대를 포함하고;
    상기 거치대는
    바닥에 안착되는 베이스 플레이트와,
    상기 베이스 플레이트의 일측 가장자리 영역에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 고정 링크 부재와,
    상기 베이스 플레이트의 타측에서 상기 고정 링크 부재에 접근 및 이격되도록 상기 베이스 플레이트의 판면을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 수평 이동 모듈과,
    일측 말단이 상기 수평 이동 모듈에 회전 가능하게 결합되고, 타측 말단이 상기 재활 운동 유닛에 결합되는 한 쌍의 가동 링크 부재와,
    각각의 상기 고정 링크 부재를 따라 왕복 이동 가능하게 각각의 상기 고정 링크 부재에 설치되고, 각각의 상기 가동 링크 부재의 타측 말단으로부터 일측 말단 방향으로 이격된 중간축에 회전 가능하게 결합되어, 상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동에 따라 한 쌍의 상기 가동 링크 부재의 각도를 조절하여 상기 재활 운동 유닛의 각도를 조절하는 링크 연결 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거치대는
    상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동을 안내하는 적어도 하나의 이동 가이드 봉과,
    상기 이동 가이드 봉 중 어느 하나를 정역 회전시켜 상기 수평 이동 모듈을 왕복 이동시키는 왕복 구동 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재활 운동 유닛은
    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 힌지부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 제2 지지부에 대해 상기 제1 지지부를 선회시키는 제1 구동 모듈과,
    한 쌍의 상기 제2 힌지부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 제3 지지부에 대해 상기 제2 지지부를 선회시키는 제2 구동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    일측이 각각의 상기 제2 힌지부에 축 고정되어 결합되고, 타측이 각각의 상기 가동 링크 부재에 회전 가능하게 결합되어, 각각의 상기 가동 링크 부재를 상기 재활 운동 유닛에 결합시키는 한 쌍의 축 결합 링크와,
    일측이 각각의 상기 링크 연결 모듈에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 각각의 상기 축 결합 링크에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 연결 링크를 더 포함하고;
    각각의 상기 가동 링크 부재의 타측 말단부터 상기 중간축까지의 영역은 각각의 상기 연결 링크와 이격된 상태로 마주하도록 형성되며;
    상기 수평 이동 모듈의 왕복 이동에 따라 한 쌍의 상기 가동 링크 부재의 각도를 조절될 때, 상기 축 결합 링크, 상기 가동 링크 부재, 상기 연결 링크 및 상기 링크 연결 모듈이 형성하는 4개의 회전축이 상기 가동 링크 부재의 길이 방향을 따라 비틀리며 상기 재활 운동 유닛의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 상기 제2 힌지부와 상기 링크 연결 모듈에 각각 회전 가능하게 결합되어 상기 재활 운동 유닛의 각도가 조절될 때 상기 재활 운동 유닛을 지지하는 한 쌍의 보조 링크 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 상기 보조 링크 유닛은
    일측이 각각의 상기 제2 힌지부에 회전 가능하게 축 결합되는 한 쌍의 제1 보조 링크와,
    일측이 각각의 상기 제1 보조 링크의 타측에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 각각의 상기 링크 연결 모듈에 회전 가능하게 결합되되 각각의 상기 연결 링크와 축 결합되는 제2 보조 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 유닛.
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