KR101374600B1 - orthopaedic exerciser for sitting position - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기는, 구성요소가 장착되는 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 일정높이로 이격되어 앉을 수 있도록 배치된 바닥판을 포함하는 착석부; 사용자의 체간 근육을 이용한 훈련효과를 위하여 사용자의 하지가 고정되는 발받침부; 복수의 모터로 구성되어, 상기 착석부의 동작을 구현하는 구동부; 사용자의 운동상황을 파악하기 위하여 상기 착석부의 동작을 검출하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 측정된 데이터를 바탕으로 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하여 구성하여, 반복적인 체간 훈련을 함에 있어 재미적요소를 제공하고, 안전적인 훈련이 가능하다.Orthopedic device for sitting posture training according to the present invention, the component body is mounted; A seating part including a bottom plate disposed on the upper part of the body to be spaced apart at a predetermined height; Footrest for fixing the user's lower limb for the training effect using the trunk muscle of the user; A driving unit configured of a plurality of motors to implement an operation of the seating unit; A sensor unit which detects an operation of the seating unit to grasp a user's exercise status; And a control unit for generating a control signal based on the data measured by the sensor unit. The control unit may include a fun element in a repetitive trunk training and a safe training.

Description

앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기{orthopaedic exerciser for sitting position}Orthopedic exerciser for sitting position

본 발명은 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자는 보호자나 치료사의 개입을 최소화한 상태에서 체간의 근육만을 이용한 근력강화훈련을 실시함으로써, 균형능력 향상이 가능한 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기에 관한 것이다.
The present invention relates to an orthopedic device for sitting posture training, and more particularly, the patient is sitting posture training capable of improving balance ability by performing strength strengthening training using only muscles of the trunk with minimal intervention of a caregiver or therapist. It relates to an orthopedic device for.

뇌성마비, 뇌졸중, 척수손상과 같은 장애인의 경우, 건강한 사람들에 비해 신체 제어능력에 다소 제한이 있어 척추의 변형이나 체간 근육의 변화로 인한 체간에서의 균형조절능력과 안정성이 낮아지게 된다. 앉은 자세 균형조절능력의 저하는 척추와 체간의 움직임을 정확하게 조절할 수 없음을 나타내며, 균형능력의 저하가 클수록 외적인 도움을 많이 필요로 하고, 일상생활에서의 위축감을 발생시키기도 한다. 또한, 균형조절능력이 불안정해지고 자세의 이동이 어려운 상황이 지속됨에따라 뇌성마비 아동의 경우 척추측만증과 같은 유병율은 높게는 76% 까지 보고되고 있어 꾸준한 재활치료가 필요하다. People with disabilities, such as cerebral palsy, stroke, and spinal cord injury, have less control over their body than healthy people, resulting in poor balance control and stability in the trunk due to spinal deformity or changes in trunk muscles. Decreased balance in sitting posture indicates that the movement between the spine and the body cannot be precisely controlled. The greater the decrease in balance, the greater the need for external help and atrophy in daily life. In addition, as the balance control ability becomes unstable and the posture shift is difficult, the prevalence of cerebral palsy, such as scoliosis, is reported to be as high as 76%, which requires continuous rehabilitation treatment.

하지만, 기존에 시행되던 재활치료는 보호자 또는 치료사에 의해 반복적인 훈련 위주로 이루어져 왔고, 단순 반복을 대신할 수 있는 치료 프로그램은 거의 전무한 상태로서 환자들에게 제공되는 치료의 질은 낮은 수준이었다.However, the existing rehabilitation treatments have been carried out by repetitive training by the guardian or therapist, and there is almost no treatment program that can replace simple repetition, and the quality of treatment provided to the patients was low.

이와 같은 환자들의 재활훈련을 위한 연구가 시행되고, 관련 기술이 개발되었으나 기술적으로나 효과적인 면에서 미미한 수준이었고 개선되어야 할 부분이 많았다. 그 예로서, 동체적 평형 검사 및 운동장치(정호훈 등)는 기립상태에서 평형검사 및 운동을 하는 장치로 뇌성마비와 같은 기립이 불가능한 환자에 적용하는데 문제점이 있었고, 승마형 운동기구(홍진레포츠)와 같은 재활훈련 기기가 주로 사용자의 의도와 상관없이 일정하게 움직이므로 피드백이 이루어지기 힘든 수동적인 운동기구가 대부분이어서 재활운동기기의 실효성이 낮은 문제점이 있었다.
Research for rehabilitation of these patients was carried out and related technologies were developed, but they were insignificant in terms of technical and effective aspects and there was much to be improved. As an example, the dynamic balance test and exercise device (Jeong Ho-Hoon, etc.) is a device for equilibrium test and exercise in a standing state, and has problems in applying to patients who cannot stand, such as cerebral palsy, and riding equipment (Hongjin Reports). Rehabilitation equipment such as this is mainly because of the constant movement regardless of the user's intention, most of the passive exercise equipment is difficult to achieve feedback, there was a problem of low effectiveness of the rehabilitation exercise equipment.

대한민국 공개특허 10-2007-0054595Republic of Korea Patent Publication 10-2007-0054595

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 치료사나 보호자의 개입을 최소화하여 뇌성마비, 뇌졸중, 척수손상과 같은 환자의 체간을 강화시켜 균형능력의 향상이 가능한, 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기를 제공하는 데 목적이 있다.
The present invention was created to solve the above-mentioned problems, minimizing the intervention of therapist or guardian to strengthen the body of the patient, such as cerebral palsy, stroke, spinal cord injury can improve the balance ability, orthodontic training for sitting posture The purpose is to provide a device.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기는, 몸체부(110); 상기 몸체부의 상부에 일정높이로 이격되어 앉을 수 있도록 배치된 바닥판을 포함하는 착석부(120); 사용자의 체간 근육을 이용한 훈련효과를 위하여 사용자의 하지가 고정되는 발받침부(130); 복수의 모터로 구성되어, 상기 착석부(120)의 동작을 구현하는 구동부(140); 사용자의 운동상황을 파악하기 위하여 상기 착석부(120)의 동작을 검출하는 센서부(150); 및 상기 센서부(150)로부터 측정된 데이터를 바탕으로 제어신호를 생성하는 제어부(160);를 포함한다.Orthopedic device for sitting posture training according to the present invention for achieving the above object, the body portion 110; Seating unit 120 including a bottom plate disposed so as to sit at a predetermined height spaced above the body portion; Footrest 130 is fixed to the user's lower extremity for the training effect using the trunk muscle of the user; A driving unit (140) configured with a plurality of motors to implement an operation of the seating unit (120); A sensor unit 150 for detecting an operation of the seating unit 120 to determine a user's exercise status; And a controller 160 generating a control signal based on the data measured by the sensor unit 150.

또한, 이용자의 신체 길이에 따라, 무게중심과 회전축의 중심을 조절하기 위하여 상기 착석부(120)의 바닥판이 전·후로 슬라이딩 되고, 고정수단을 갖는 체중심조정부(121)를 더 포함하는 것이 바람직하다In addition, according to the user's body length, in order to adjust the center of gravity and the center of rotation axis, the bottom plate of the seating portion 120 is moved forward and backward, it is preferable to further include a weight core adjustment unit 121 having a fixing means. Do

또한, 상기 사용자가 탑승 시 용이함과 운동 시 바른 자세유지를 위해 상기 착석부(120)의 높낮이를 조절하는 리프트부(200)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the user further includes a lift unit 200 for adjusting the height of the seating unit 120 for ease of boarding and maintaining the correct posture during exercise.

또한, 상기 착석부(120)는 환자의 체간 유지를 위하여 소정의 경사면이 형성된 쿠션(122)을 더 포함하는 것이 가능하다.In addition, the seating unit 120 may further include a cushion 122 having a predetermined inclined surface for maintaining the trunk of the patient.

또한, 상기 쿠션(122)의 일측부에 환자의 미끌림 방지용 둔턱(미도시)을 형성할 수 있다.In addition, a barrier for preventing slipping of a patient may be formed at one side of the cushion 122.

또한, 상기 착석부(120)는 사용자의 하지 일부를 고정할 수 있는 커프와, 탈부착이 가능한 안전용 제 1 손잡이부(250) 및 등받이(255)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the seating unit 120 preferably further includes a cuff capable of fixing a part of the user's lower extremity, a first handle part 250 and a backrest 255 for detachable safety.

또한, 상기 구동부(140)는 사용자의 무게중심 방향에 따라 연동하는 X축 모터(141)와 Y축 모터(142)를 더 포함하는 것이 가능하다.In addition, the driving unit 140 may further include an X-axis motor 141 and a Y-axis motor 142 interlocked according to the direction of the center of gravity of the user.

또한, 상기 X축 모터(141)와 상기 Y축 모터(142) 각각의 구동속도와 저항정도 및 임피던스정도를 조절하는 제어기(미도시)와, 비상 시 긴급정지 및 중립위치로 회복시키는 스위치(미도시)를 더 포함하는 것이 가능하다.In addition, a controller (not shown) for adjusting the driving speed, resistance, and impedance of each of the X-axis motor 141 and the Y-axis motor 142, and a switch for recovering to an emergency stop and a neutral position in an emergency (not shown). H) may be further included.

또한, 상기 센서부(150)는 상기 착석부(120)의 회전각을 측정하는 제 1 엔코더(151)와 제 2 엔코더(152), 상기 사용자의 무게중심을 검출하는 로드 셀(load cell: 153), 및 기울기센서 어느 하나 이상을 포함하는 것이 가능하다. In addition, the sensor unit 150 may include a first encoder 151 and a second encoder 152 that measure a rotation angle of the seating unit 120, and a load cell that detects a center of gravity of the user. ), And it is possible to include any one or more of the tilt sensor.

또한, 상기 발받침부(130)는 사용자의 하지 길이에 따라 상기 발받침부(130)의 높이를 가변시키는 높이조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the footrest 130 preferably further includes a height adjustment unit for varying the height of the footrest 130 according to the length of the lower limb of the user.

또한, 상기 몸체부(110)의 일측부에 이동을 위한 바퀴부(253)와, 이동용 제 2 손잡이부(251)를 더 포함할 수 있다.In addition, one side of the body portion 110 may further include a wheel portion 253 for movement and a second handle portion 251 for movement.

또한, 사용자가 가하는 힘에 따라 기울어지는 상기 착석부(120)가 외부장치의 컨트롤러 역할을 수행하거나, 또는, 상기 센서부(150)로부터 검출한 회전각도, 무게중심 및 기울기에 따른 데이터값을 외부입력장치의 데이터값으로 사용하는 것이 가능하다.In addition, the seating unit 120 inclined according to the force applied by the user serves as a controller of an external device, or externally outputs data values according to the rotation angle, the center of gravity, and the tilt detected from the sensor unit 150. It can be used as data value of input device.

또한, 상기 착석부는, 터치방식으로 제어가능한 외부입력장치에 사용자가 터치로 입력하는 좌표값에 대응하는 위치로 기울임이 조절되는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기. In addition, the seating unit, the orthopedic device for sitting posture training in which the inclination is adjusted to a position corresponding to the coordinate value input by the user to the touch input controllable external input device.

또한, 상기 센서부(150)로부터 검출한 데이터를 통해 사용자의 운동상황 및 상기 외부입력장치의 신호에 따라 조종되는 훈련프로그램 또는 게임이 실시간으로 시각화되는 디스플레이부(210)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
In addition, the display unit 210 may further include a display unit 210 that visualizes a training program or a game controlled in accordance with a user's exercise state and a signal of the external input device in real time through data detected by the sensor unit 150. .

본 발명에 따른 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기에 의하면, 뇌성마비, 뇌졸중, 척수손상 환자와 같은 체간 재활훈련이 요구되는 환자의 재활을 도와, 삶의 질 향상에 기여할 수 있으며, 단순 반복적으로 많은 횟수의 움직임이 필요한 자세훈련에 재미와 흥미요소를 부여함으로써 훈련과정의 지루했던 문제점을 해결할 수 있다. 또한 치료사는 반복훈련에 개입하는 비율을 최소화하는 것이 가능해짐에 따라 보다 전문적인 치료활동에 집중할 수 있다.
According to the orthopedic device for sitting posture training according to the present invention, to help the rehabilitation of patients requiring trunk rehabilitation training, such as cerebral palsy, stroke, spinal cord injury patients, it can contribute to the improvement of quality of life, simply repeated many times By adding fun and interesting elements to posture training that requires movement, you can solve the boring problems of the training process. Therapists can also focus on more specialized treatment activities as it becomes possible to minimize the rate of interventions in repetitive training.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운용 개념도,
도 3은 몸체부의 외장커버를 제외한 본 발명의 사시도,
도 4는 착석부의 위치 조정 원리도,
도 5는 구동부의 부분 사시도,
도 6은 Pitch 방향(Y축) 회전 원리도,
도 7은 Roll 방향(X축) 회전 원리도,
도 8은 터치방식을 이용하는 외부입력장치의 활용 예;
도 9는 제 1 손잡이부와 제 2 손잡이부 및 등받이의 구성을 나타낸다. 1 is a block diagram of an orthopedic device for sitting posture training according to an embodiment of the present invention,
2 is an operational conceptual diagram according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of the present invention excluding the outer cover of the body portion,
4 is a position adjustment principle diagram of the seating portion;
5 is a partial perspective view of a driving unit;
6 is a principle diagram of the pitch direction (Y axis) rotation;
7 is a principle of rotation in the roll direction (X axis),
8 is an application example of an external input device using a touch method;
9 shows a configuration of the first handle portion, the second handle portion, and the backrest.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명은 앉은 자세에서 체간 근육을 강화 또는 훈련시키거나 자세의 균형조절능력의 향상을 위한 것으로, 체간 근력이 약화된 노인이나 균형조절능력이 낮은 노인 및 장애인을 위한 운동기구이다.The present invention is to strengthen or train the trunk muscles in a sitting position, or to improve the balance control ability of the posture, is an exercise device for the elderly and people with a weak balance control ability or weak body trunk strength.

도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기의 구성도로서, 본 발명은 몸체부(110), 착석부(120), 발받침부(130), 구동부(140), 센서부(150) 및 제어부(160)로 구성된다. 상기 요소들로 구성된 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기는 기본적으로 체간의 물리적인 운동을 위한 구성요소이다. 여기에 재활운동 과정에 재미의 요소와 구체적인 운동상태 표시를 위한 디스플레이부(210)가 구성될 수 있다. Referring to the drawings in detail, Figure 1 is a block diagram of an orthopedic device for sitting posture training according to an embodiment of the present invention, the present invention body portion 110, seating portion 120, the footrest ( 130, the driving unit 140, the sensor unit 150, and the control unit 160. The orthopedic device for sitting posture training consisting of the above elements is basically a component for physical exercise of the trunk. Here, the display unit 210 for displaying the element of fun and the specific exercise state in the rehabilitation exercise process may be configured.

상기 디스플레이부(210)는 본 발명인 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기의 프로그램 또는 소프트웨어를 내장하는 콘솔에 연결되어 작동하도록 구성하였다. 또한 재활훈련이 반복적으로 시행될수록 효과가 증대되므로 흥미를 유도하는 수단인 게임 또는 가상현실에 접목 가능하도록 3D기능이 포함된 영상장치로 구성함이 바람직하다.The display unit 210 is configured to operate in connection with a console containing a program or software of the orthopedic device for the present inventors sitting posture training. In addition, as the rehabilitation training is repeatedly performed, the effect is increased, so it is preferable to configure the imaging apparatus including the 3D function so that it can be applied to a game or virtual reality, which is a means of inducing interest.

또한, 도시된 PC는 콘솔의 일 예로서 일상에서 흔히 접할 수 있는 점과, 추후 업데이트 및 관리하는데 용이함이 있어 실시예로 구성하였으나 이에 한정하는 것은 아니다.In addition, the illustrated PC is an example of a console that can be commonly encountered in daily life, and easy to update and manage later, it is configured as an embodiment, but is not limited thereto.

상기 디스플레이부(210) 이외의 구성요소는, 이후 언급할 도면과 함께 구체적으로 설명한다.Components other than the display unit 210 will be described in detail together with the drawings to be described later.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운용 개념도이고, 도 3 본 발명에서 몸체부의 외장커버를 제외한 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기의 사시도이다. 도 3은 구성의 이해를 돕기위해 상기 몸체부(110)를 둘러싸고 있는 외장커버를 제거한 상태로 도시하였다. Figure 2 is a conceptual view of the operation according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of an orthopedic device for sitting posture training except the outer cover of the body portion in the present invention. 3 is a state in which the outer cover surrounding the body portion 110 is removed to help understand the configuration.

도 1과 도 2를 통해 뇌성마비, 뇌졸중, 척수손상과 같은 환자들이 좌식 상태에서 체간의 근육만을 이용하여 균형자세조절 및 유지능력 강화를 위한 재활훈련이 진행됨을 알 수 있다. 체간의 움직임에 따라 상기 센서부(150)에서 감지되는 데이터는 유선 또는 무선으로 PC로 전송되어 처리과정을 거친 후 상기 디스플레이부(210)에 표시되는 방식이다. 1 and 2, it can be seen that patients such as cerebral palsy, stroke, and spinal cord injury undergo rehabilitation for improving balance posture and maintaining ability using only muscles of the trunk in a sedentary state. The data sensed by the sensor unit 150 according to the movement between the bodies is transmitted to the PC by wire or wirelessly and is processed and displayed on the display unit 210 after being processed.

본 발명의 각각의 구성을 구체적으로 설명하면, 상기 착석부(120)와 상기 발받침부(130)는 구성할 때, 환자가 하체 근육을 이용하여 체간을 조절하는 것을 방지하기 위해 상기 발받침부(130)는 지면으로부터 이격시키고, 상기 착석부의 일부에 결합시켜 일체화 되도록 구성한다. 여기에 커프(cuff), 밴드 또는 벨크로같은 하체 고정수단을 구성하여 신체조절능력이 떨어지는 환자에게 발생할 수 있는 비상상황에 대비하여 안전장치 역할을 할 수 있도록 함이 바람직하다.In detail, each configuration of the present invention, when the seating portion 120 and the footrest 130 is configured, the footrest to prevent the patient to adjust the trunk using the lower body muscles The 130 is spaced apart from the ground, it is configured to be integrated by coupling to a portion of the seating portion. It is preferable to configure the lower body fixing means such as cuffs, bands or velcro to act as a safety device in case of emergency that may occur in patients with poor physical control.

또한, 상기 착석부(120)는 탑승의 용이성과, 환자 개개인의 신장에 맞게 상기 착석부(120)의 높낮이를 조절할 수 있도록 리프트부(200)를 구성함이 바람직하다. 장애인이나 아동의 경우라도 탑승이 쉽도록 낮은 위치로 높이 조절이 되어야 하고, 탑승한 상태에서 일정 높이까지 상승시켜 운동할 수 있도록 해야한다.In addition, the seating unit 120 is preferably configured to the lift unit 200 to adjust the height of the seating unit 120 according to the ease of boarding, and the height of each patient. Even in the case of a disabled person or a child, the height should be adjusted to a low position so that the boarding can be easily carried out.

이 때, 상기 착석부(120) 하단에 구성된 구동부(140)와, 회전각도 및 기울기 측정을 위하여 상기 구동부 일측에 각각 구성된 제 1 엔코더(151) 및 제 2 엔코더(152)를 함께 리프팅하는 것이 정확한 동작상태를 검출하는데 유리하고, 장치의 안정성에도 효과적이다.At this time, it is accurate to lift together the driving unit 140 configured at the bottom of the seating unit 120 and the first encoder 151 and the second encoder 152 respectively configured at one side of the driving unit for the rotation angle and the tilt measurement. It is advantageous for detecting the operating state and effective for the stability of the device.

상기 리프트부(200)로는 환자 스스로 동작시키는 것이 가능하도록 전동방식의 유압자키로 구성할 수 있고, 상기 리프트부(200)와 상기 구동부(140)까지 동작전원을 공급할 수 있는 전원공급장치(미도시)를 구성한다.The lift unit 200 may be configured as an electric hydraulic jockey to enable the patient to operate by themselves, and a power supply device for supplying operating power to the lift unit 200 and the driving unit 140 (not shown). ).

본 발명의 운용 시, 상기 착석부(120)의 바닥판은 전·후, 좌·우로 기울어질 수 있도록 상기 몸체부(110)의 상단면과 소정의 이격거리를 두도록 하고, 상기 착석부(120)에 탈착이 가능한 안전용 제 1 손잡이부(250), 등받이(255) 및 쿠션(122)을 추가적으로 구성하는 것이 가능하다. During operation of the present invention, the bottom plate of the seating unit 120 is to be a predetermined distance from the top surface of the body portion 110 so as to be inclined to the front, rear, left, right, the seating unit 120 It is possible to additionally configure the safety first handle portion 250, the backrest 255 and the cushion 122 that can be attached to).

상기 쿠션(122)은 일반적으로 안락함을 주는 용도와는 달리, 아동의 경우 편평한 면에서 체간을 바르게 유지하는데 어려움이 있어 약 15도 내외의 기울기를 가지는 쿠션(122)을 부착함으로써, 체간의 올바른 자세유지에 도움을 줄 수 있다. 여기에 척수손상환자처럼 자세변경이 어려운 경우를 대비하여, 욕창방지기능이 있는 쿠션으로 구성하는 것이 가능하다. Unlike the use of comfort, the cushion 122 is generally difficult to maintain the trunk in a flat surface, unlike a child, by attaching a cushion 122 having a tilt of about 15 degrees, the correct posture between the trunk Can help maintain In addition, in case of difficult posture change, such as spinal cord injury patients, it is possible to configure a cushion with a pressure sore prevention function.

또한, 상기 쿠션(122)은 형성된 경사면에 의해 전방으로 환자가 미끌어짐을 방지할 수 있도록 상기 쿠션(122)의 양 다리 사이 부분에 둔턱을 형성할 수 있다. In addition, the cushion 122 may form a barrier between portions of both legs of the cushion 122 to prevent the patient from sliding forward by the formed inclined surface.

본 발명의 몸체부(110) 하단면에 사용자의 체간이동에 따른 무게중심의 변화 및 회전축에 걸리는 회전 토크를 측정하는 센서인 로드 셀(153)을 구성할 수 있다. 상기 로드 셀(153)은 복수로 구성하여 감지효과를 높이는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 상기 몸체부(110)의 형상에 따라 하단 모서리를 따라 4개를 구성하였으나 변경이 가능하다.
The load cell 153 may be configured on the bottom surface of the body 110 of the present invention, which is a sensor for measuring a change in the center of gravity according to the movement of the user's body and a rotational torque applied to the rotating shaft. The load cell 153 may be configured in plural to increase a sensing effect. In the embodiment of the present invention, but four configurations along the bottom edge according to the shape of the body portion 110 can be changed.

도 4는 착석부의 위치 조정 원리도이다. 앞서 설명한 리프트부(200)을 통해 높이 조절이 가능함을 보였고, 여기에서는 체중심조정부(121)에 대하여 설명하고자 한다. 상기 체중심조정부(121)는 상기 착석부(120)의 바닥면과 상기 구동부(140)가 접촉되는 부분에 구성하는 것으로, 환자의 신체조건에 따라 상기 착석부(120)의 위치를 전·후로 이동할 수 있도록 한다. 상기 체중심조정부(121)는 레일형태로 구성하여 위치조정이 용이하게 할 수 있도록 하나 이에 한정하지 않는다. 다만, 상기 착석부(120)의 위치를 조정한 후, 이를 고정할 수 있는 수단을 구비하여야 하며, 상기 착석부(120)가 기울었을 때, 상기 구동부(140) 및 상기 센서부(150)가 작동하는데에 지장이 없어야 함은 물론이다.
4 is a principle diagram of position adjustment of the seating part. It has been shown that the height can be adjusted through the lift unit 200 described above, and here, the weight core adjustment unit 121 will be described. The weight core adjusting unit 121 is configured to be in contact with the bottom surface of the seating unit 120 and the driving unit 140, the position of the seating unit 120 according to the physical condition of the patient before and after Allow it to move. The weight core adjustment unit 121 is configured in the form of a rail to facilitate position adjustment, but is not limited thereto. However, after adjusting the position of the seating unit 120, it should be provided with means for fixing it, when the seating unit 120 is tilted, the drive unit 140 and the sensor unit 150 is Of course, it shouldn't interfere with it.

도 5는 구동부의 부분 사시도이며, 도 6은 Pitch 방향(Y축) 회전 원리, 도 7은 Roll 방향(X축) 회전 원리를 나타낸다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 착석부(120)를 Roll 방향으로 회전을 제어하는 X축모터(141)와, Pitch 방향으로 회전을 제어하는 Y축모터(142)를 포함하여 구성한다. 상기 X축 모터와 상기 Y축 모터는 각각 초기상태에서, 최대 회전값이 설정되어 양의방향 및 음의방향으로 회전함에 따라 상기 착석부(120)의 기울기를 변화시킨다. Fig. 5 is a partial perspective view of the driving unit, Fig. 6 shows the Pitch direction (Y axis) rotation principle, and Fig. 7 shows the Roll direction (X axis) rotation principle. As shown in the figure, the seating unit 120 is configured to include an X-axis motor 141 for controlling the rotation in the Roll direction, and a Y-axis motor 142 for controlling the rotation in the Pitch direction. The X-axis motor and the Y-axis motor in the initial state, respectively, the maximum rotation value is set to change the inclination of the seating unit 120 as it rotates in the positive direction and negative direction.

이 때, 사용자의 체간 조절 능력에 따라 난이도를 조절하기 위해 제어부(160)로부터의 제어신호에 따라 모터에 가해지는 저항을 조절할 수 있도록 한다. 환자는 모터에 부하되는 저항강도를 이겨내며 전후좌우로 운동함으로써 근력 강화 효과를 얻을 수 있다. 사용자의 체간 조절 능력이 상대적으로 높을 때, 모터의 저항을 높이며, 반대로 체간 조절 능력이 현저히 낮을 경우, 사용자가 기울이는 방향과 일치하는 방향으로 회전시켜 원활한 기울임이 이루어질 수 있도록 한다. At this time, the resistance applied to the motor according to the control signal from the controller 160 in order to adjust the difficulty according to the user's trunk adjustment ability to be adjusted. Patients can gain strength strengthening effects by overcoming the left and right movements, overcoming the resistance to the motor. When the user's trunk adjusting ability is relatively high, the motor's resistance is increased. On the contrary, when the trunk's adjusting ability is significantly low, the user's trunk adjusting ability is rotated in the same direction as the user's tilting, so that the user can smoothly tilt.

상기 로드 셀(153)로부터 측정되는 무게중심의 변화와 회전 토크의 힘의 관계를 이용하여 체간이동에 따른 모터 토크와 각도와의 관계 파라미터를 구할 수 있으며, 모터 제어를 통해 훈련장치를 작동시킬 수 있다. 상기 관계파라미터(f(x))는 T(torque)=A·f(x)로 가중치값(A)로 변화를 주어 모터의 저항을 조절할 수 있고, 체간훈련강도 조절이 가능하다.Using the relationship between the change in the center of gravity measured from the load cell 153 and the force of the rotation torque, the relationship parameter between the motor torque and the angle according to the body movement can be obtained, and the training device can be operated through the motor control. have. The relational parameter f (x) may be adjusted to a weight value A by T (torque) = A · f (x) to adjust the resistance of the motor and to adjust the trunk training intensity.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기는 터치방식의 외부입력장치(256)를 이용하여 상기 착석부의 기울임을 조절하는 것이 가능하다. 도 8의 도시된 내용을 참조하여 구체적으로 설명하면, 터치방식으로 운용가능한 외부입력장치(스마트폰, 스마트패드, 게임기 등)에 설치한 어플리케이션 또는 재활목적의 응용소프트웨어를 실행하여 환자가 기준점(착석부의 기울임이 없는 초기상태)으로부터 터치방식으로 입력한 위치의 좌표값에 상응하는 기울기를 갖도록, PC 또는 상기 제어부(160)로 입력값을 전송하여 구동부모터(141,142)의 제어신호로 사용하게 되며, 상기 제어신호에 따라 상기 착석부(120)의 기울임 조절이 가능하다. 이 때, 상기 외부입력장치(256)의 옵션을 통해 구동속도, 저항정도, 임피던스정도 조절 및 상기 외부입력장치(256)의 동작설정이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the orthopedic device for sitting posture training according to an embodiment of the present invention can adjust the inclination of the seat using the touch type external input device 256. Specifically, referring to the contents shown in FIG. 8, a patient may execute an application installed on an external input device (smartphone, smart pad, game machine, etc.) operable by a touch method or an application software for rehabilitation purpose, and the patient may receive a reference point (sitting). An input value is transmitted to a PC or the control unit 160 to be used as a control signal of the driving unit motors 141 and 142 so as to have an inclination corresponding to the coordinate value of the position input by the touch method from the initial state without negative inclination). It is possible to adjust the tilt of the seating unit 120 according to the control signal. At this time, it is preferable to control the driving speed, the resistance, the impedance and the operation setting of the external input device 256 through the option of the external input device 256.

또한, 상기 외부입력장치(256)의 좌표값을 전송하는 방식으로 블루투스를 이용할 수 있다. 상기 외부입력장치의 실시예로 언급한 장치들의 경우 대부분 블루투스기능을 갖추고 있다. 그뿐만 아니라, 무선통신방식은 사용자의 움직임에 방해요소로 작용하지 않는 효과를 들어 실시예로 구성하였으나 반드시 블루투스로 한정하는 것은 아니다.
In addition, Bluetooth may be used as a method of transmitting coordinate values of the external input device 256. Most of the devices mentioned as embodiments of the external input device have a Bluetooth function. In addition, the wireless communication method is configured as an embodiment in that it does not act as an obstacle to the user's movement, but is not necessarily limited to Bluetooth.

본 발명을 구성하는데 있어서, 상기 X축 모터(141)와 상기 Y축 모터(142) 각각의 구동속도와 저항정도 및 임피던스정도를 조절할 수 있는 별도의 제어기와 비상 시, 긴급정지 또는 상기 X축 모터(141)과 상기 Y축 모터(142)를 중립값으로 되돌려 상기 착석부(120)의 위치를 초기 중립위치로 되돌리는 스위치(미도시)를 구성하여 사용자의 안전보장수단을 확보할 수 있도록 한다.
In the present invention, a separate controller that can control the driving speed, resistance degree and impedance degree of each of the X-axis motor 141 and the Y-axis motor 142 and emergency stop, emergency stop or the X-axis motor 141 and the Y-axis motor 142 to a neutral value by configuring a switch (not shown) to return the position of the seating unit 120 to the initial neutral position to ensure the user's safety means .

상기 센서부(150)는 상기 착석부(120)의 회전각을 측정하는 제 1 엔코더(151) 및 제 2 엔코더(152), 사용자의 무게중심을 검출하는 로드 셀(153), 상기 제 1, 제 2 엔코더 및 상기 로드 셀(153)을 보완할 수 있는 기울기센서 어느 하나 이상을 포함하여 설치할 수 있다. 사용자의 움직임에 따라 센서부(150)에서 감지한 회전각도와 무게중심에 상응하는 데이터값을 변환하여 입력값으로 사용할 수 있도록 한다. 이는 본 발명이 일종의 조종 컨트롤러 역할을 수행함으로써, 게임과 접합한 재활 프로그램과 함께 연동되어 흥미를 유발하여 재활훈련 효과를 높일 수 있도록 하기 위함이다. 근래에 보급화가 널리 이루어지고 있는 스마트폰, 스마트 패드, 또는 게임기기들을 보면 중력센서를 내장하고 있는 기기가 많고, 상기 중력센서를 이용하여 기울기를 이용한 어플리케이션이나 게임을 쉽게 접할 수 있는데, 본 발명의 착석부(120) 일측부에 상기 스마트폰, 스마트 패드와 같은 외부기기를 설치하고 함께 연동하는 것 또한 가능하다.
The sensor unit 150 may include a first encoder 151 and a second encoder 152 that measure a rotation angle of the seating unit 120, a load cell 153 that detects a user's center of gravity, and the first, One or more inclination sensors that can complement the second encoder and the load cell 153 may be installed. According to the user's movement to convert the data value corresponding to the rotation angle and the center of gravity detected by the sensor unit 150 to be used as an input value. This is because the present invention serves as a kind of control controller, so that it can be linked with the rehabilitation program associated with the game to induce interest to increase the rehabilitation effect. In recent years, when smartphones, smart pads, or game devices are widely used, many devices have a built-in gravity sensor. By using the gravity sensor, applications or games using tilt can be easily encountered. It is also possible to install the external unit, such as the smart phone, smart pad, and interlock with one side of the seating unit 120.

상기 X축 모터(141) 하단부에는 상기 착석부(120)가 뒤로 기울여질 때, 상기 X축 모터(141)의 손상을 방지하기 위해 모터 접촉 방지 홀(145)을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.  The lower end of the X-axis motor 141 is preferably configured to further include a motor contact preventing hole 145 to prevent damage to the X-axis motor 141 when the seat 120 is inclined backward. .

또한 상기 X축 모터(141)와 상기 Y축 모터(142)의 회전축에는 각각 제 1 엔코더와 제 2 엔코더를 구성하여 상기 착석부(120)의 회전각을 검출하고, 디스플레이부(210)에 표시하여 균형훈련이 가능하도록 구성한다.
In addition, a first encoder and a second encoder are respectively configured on the rotation shafts of the X-axis motor 141 and the Y-axis motor 142 to detect the rotation angle of the seating unit 120 and displayed on the display unit 210. To make balance training possible.

도 9는 제 1 손잡이부와 제 2 손잡이부 및 등받이(255)의 구성을 나타낸다.9 shows a configuration of the first handle portion, the second handle portion, and the backrest 255.

상기 제 1 손잡이부(250)는 사용자의 탑승 시를 고려하여 탈부착이 가능하도록 구성하였고, 이동의 편리를 위해 제 2 손잡이부(251)와 바퀴부(253)를 포함하여 구성할 수 있도록 설계하였다.The first handle part 250 is configured to be detachable in consideration of a user's boarding, and designed to include a second handle part 251 and a wheel part 253 for convenience of movement. .

또한, 사용자의 하지 길이에 따른 발받침부(130)의 높낮이를 조절할 수 있도록 키높이조절부를 구성하였으며, 상기 착석부(120)에 연결하여 환자의 체간을 지지할 수 있는 등받이(255)를 구성하였다. 상기 등받이(255)는 특히, 앉은 자세유지가 완전히 불가능한 사용자의 경우를 위함이며 탈착이 가능하도록 제작하는 것이 바람직하다.
In addition, the height height adjustment unit was configured to adjust the height of the footrest 130 according to the length of the user's lower extremity, and was connected to the seating unit 120 to configure the backrest 255 that can support the trunk of the patient. . The backrest 255 is particularly intended for a user who cannot fully maintain a sitting posture and is preferably manufactured to be detachable.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

100: 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기 110: 몸체부
120: 착석부 121: 체중심조정부
122: 쿠션 130: 발받침부
140: 구동부 141: X축 모터
142: Y축 모터 145: 모터 접촉 방지 홀
150: 센서부 151: 제 1 엔코더
152: 제 2 엔코더 153: 로드 셀
160: 제어부 200: 리프트부
210: 디스플레이부 250: 제 1 손잡이부
251: 제 2 손잡이부 253: 바퀴부
255: 등받이 256: 외부입력장치100: orthopedic device for sitting posture training 110: body portion
120: seating unit 121: weight core adjustment unit
122: cushion 130: footrest
140: drive unit 141: X-axis motor
142: Y-axis motor 145: motor contact prevention hole
150: sensor unit 151: first encoder
152: second encoder 153: load cell
160: control unit 200: lift unit
210: display portion 250: first handle portion
251: second handle portion 253: wheel portion
255: backrest 256: external input device

Claims (14)

구성요소가 장착되는 몸체부;
상기 몸체부의 상부에 일정높이로 이격되어 앉을 수 있도록 배치된 바닥판을 포함하는 착석부;
사용자의 체간 근육을 이용한 훈련효과를 위하여 사용자의 하지가 고정되는 발받침부;
복수의 모터로 구성되어, 상기 착석부의 동작을 구현하는 구동부;
사용자의 운동상황을 파악하기 위하여 상기 착석부의 동작을 검출하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 측정된 데이터를 바탕으로 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하되,
상기 발받침부는 사용자의 하지 길이에 따라 상기 발받침부의 높이를 가변시키는 높이조절부를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
Body portion to which the component is mounted;
A seating part including a bottom plate disposed on the upper part of the body to be spaced apart at a predetermined height;
Footrest for fixing the user's lower limb for the training effect using the trunk muscle of the user;
A driving unit configured of a plurality of motors to implement an operation of the seating unit;
A sensor unit which detects an operation of the seating unit to grasp a user's exercise status; And
And a controller configured to generate a control signal based on the data measured by the sensor unit.
The footrest part orthopedic device for sitting posture training further comprising a height adjustment unit for varying the height of the footrest according to the length of the lower limb of the user.
제 1 항에 있어서,
이용자의 신체 길이에 따라, 무게중심과 회전축의 중심을 조절하기 위하여 상기 착석부의 바닥판이 전·후로 슬라이딩 되고, 고정수단을 갖는 체중심조정부를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
According to the length of the user's body, the bottom plate of the seating portion to slide the front and rear in order to adjust the center of gravity and the rotation axis, the orthopedic device for sitting posture training further comprising a weight core adjustment unit having a fixing means.
제 1 항에 있어서,
상기 사용자가 탑승 시 용이함과 운동 시 바른 자세유지를 위해 상기 착석부의 높낮이를 조절하는 리프트부를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
Orthopedic device for sitting posture training further comprising a lift for adjusting the height of the seating portion for the user to easily ride and maintain the correct posture during exercise.
제 1 항에 있어서,
상기 착석부는 환자의 체간 유지를 위하여 소정의 경사면이 형성된 쿠션을 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
The seating unit orthopedic device for sitting posture training further comprises a cushion formed with a predetermined inclined surface for maintaining the trunk of the patient.
제 4 항에 있어서,
상기 쿠션의 일측부에 환자의 미끌림 방지용 둔턱을 형성한 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기
5. The method of claim 4,
Orthopedic device for sitting posture training in which the patient's anti-slip barrier is formed at one side of the cushion
제 1 항에 있어서,
상기 착석부는 사용자의 하지 일부를 고정할 수 있는 커프와, 탈부착이 가능한 안전용 제 1 손잡이부 및 등받이를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
The seating unit is a cuff for fixing a part of the lower limb of the user, the orthopedic device for sitting posture training further comprising a removable first handle portion and the backrest.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는 사용자의 무게중심 방향에 따라 연동하는 X축 모터와 Y축 모터를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
The drive unit orthopedic device for sitting posture training further comprises an X-axis motor and a Y-axis motor interlocked according to the direction of the center of gravity of the user.
제 7 항에 있어서,
상기 X축 모터와 상기 Y축 모터 각각의 구동속도, 저항정도 및 임피던스정도 중 어느 하나 이상을 조절하는 제어기와, 비상 시 긴급정지 및 중립위치로 회복시키는 스위치를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 7, wherein
Orthopedic for sitting posture training further comprising a controller for controlling any one or more of the driving speed, resistance degree and impedance degree of each of the X-axis motor and the Y-axis motor, and a switch for returning to an emergency stop and a neutral position in case of emergency device.
제 1 항에 있어서,
상기 센서부는 상기 착석부의 회전각을 측정하는 제 1 엔코더와 제 2 엔코더, 상기 사용자의 무게중심을 검출하는 로드 셀(load cell), 및 기울기센서 어느 하나 이상을 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
The sensor unit orthopedic device for sitting posture training comprising at least one of a first encoder and a second encoder for measuring the rotation angle of the seating portion, a load cell for detecting the center of gravity of the user, and a tilt sensor .
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 몸체부의 일측부에 이동을 위한 바퀴부와, 이동용 제 2 손잡이부를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
Orthopedic device for sitting posture training further comprising a wheel portion for moving to one side of the body portion, a second handle portion for movement.
제 9 항에 있어서,
사용자가 가하는 힘에 따라 상기 착석부의 기울임 정도로 외부장치의 컨트롤러 역할을 수행하거나,
또는, 상기 센서부로부터 검출한 회전각도, 무게중심 및 기울기에 따른 데이터값 중 어느 하나 이상을 외부입력장치의 데이터값으로 사용하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 9,
According to the force applied by the user performs the role of the controller of the external device to the degree of inclination of the seating portion,
Or, the orthopedic device for sitting posture training using any one or more of the data value according to the rotation angle, the center of gravity and the slope detected from the sensor unit as the data value of the external input device.
제 12 항에 있어서,
상기 센서부로부터 검출한 데이터를 통해 사용자의 운동상황 및 상기 외부입력장치의 신호에 따라 조종되는 훈련프로그램 또는 게임이 실시간으로 시각화되는 디스플레이부를 더 포함하는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
13. The method of claim 12,
And a display unit configured to visualize a training program or a game controlled in accordance with a user's exercise state and a signal of the external input device in real time through data detected from the sensor unit.
제 1 항에 있어서,
상기 착석부는, 터치방식으로 제어가능한 외부입력장치에 사용자가 터치로 입력하는 좌표값에 대응하는 위치로 기울임이 조절되는 앉은 자세 훈련을 위한 정형용 기기.
The method of claim 1,
The seating unit, the orthopedic device for sitting posture training in which the inclination is adjusted to a position corresponding to the coordinate value input by the user to the touch controllable external input device.
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