KR102581520B1

KR102581520B1 - 재활 운동 장치

Info

Publication number: KR102581520B1
Application number: KR1020210040373A
Authority: KR
Inventors: 이숙정; 김철준
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단; 김철준
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2023-09-22
Also published as: WO2022211317A1; KR20220135267A

Abstract

본 발명은 하지 마비로 보행이 불가능한 환자가 하지 근력 상태에 따라 앉기 동작에서 일어서기, 일어서기에서 앉기 동작으로의 일련의 과정을 반복 훈련할 수 있도록 개발하는 재활 운동 장치로, 등받이; 상기 등받이에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전하는 시트; 상기 시트가 상기 착석 위치에서 상기 기립 위치로 정회전할 때, 상기 시트의 역회전을 방지하는 역회전 방지부; 및 하지 마비 환자의 발이 고정되고, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전방 또는 후방으로 이동되는 발판을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치에 관한 것이다.

Description

재활 운동 장치{Rehabilitation exercise device}

본 발명은 하지 마비 환자가 자신의 하지 근력 상태에 따라 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련이 가능한 재활 운동 장치에 관한 것이다.

사람에게 있어서 가장 중요한 능력 중의 하나는 걷고 움직일 수 있는 능력이라 할 수 있는데, 하지, 즉 다리가 마비된 환자의 경우 장기간에 걸쳐 충분한 걷기나 운동 등이 부족함으로써 관절 연골이 경화되면서 관절의 운동 능력을 완전히 상실하게 될 수 있을 뿐 아니라, 다리의 근육도 수축 및 퇴화하게 되는 바, 이를 방지하기 위하여서는 지속적이면서도 반복적인 다리운동을 하여야만 한다.

하지가 마비된 환자의 다리재활을 위하여 사용되는 가장 평범하면서도 널리 사용되고 있는 수단으로는 평행봉을 들 수 있는데, 평행봉은 하지마비 환자가 서로 평행한 두 평행봉을 양 손으로 각각 잡은 상태에서 평행봉을 따라 걷는 연습을 할 수 있는 구조로서 가장 간단하고도 저렴한 장점이 있다.

그러나 상기 평행봉은 다리에 어느 정도의 근력이 있는 사람에게나 유효할 뿐, 다리가 완전히 마비된 환자가 사용하기는 어렵다.

즉, 하지가 마비된 환자의 경우 다리근육을 강화하고 안정적인 보행을 위해서는 앉은 자세에서 환자 스스로 일어나고 일정시간 하지에 체중부하를 통한 일어선 상태를 유지하는 일어서기 운동이 우선 되어야 한다.

그런데, 종래의 재활 훈련 장치는 다리근육의 강화 훈련 및 앉은 자세유지, 서있는 자세 유지 등의 개별적인 훈련은 가능했으나, 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련은 불가능한 문제점이 있었다.

국내 등록특허공보 제10-1621683호(2016.05.11)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하지 마비 환자가 근력 상태에 따라 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련이 가능한 재활 운동 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 등받이; 상기 등받이에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전하는 시트; 상기 시트가 상기 착석 위치에서 상기 기립 위치로 정회전할 때, 상기 시트의 역회전을 방지하는 역회전 방지부; 및 하지 마비 환자의 발이 고정되고, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전방 또는 후방으로 이동되는 발판을 포함한다.

또한, 상기 역회전 방지부는, 상기 시트가 상기 기립 위치에서 상기 착석 위치로 역회전할 때, 상기 시트의 역회전을 허용할 수 있다.

또한, 상기 시트를 왕복 회전 시키는 제1구동부; 상기 시트에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부; 및 상기 압력 측정부에서 측정된 압력 데이터와 상기 시트의 회전 각도에 따른 단계별 기준값을 비교하여, 상기 제1구동부를 작동 또는 정지시키는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1구동부가 상기 시트를 정회전시키는 일어서기 동작 훈련 모드 또는 상기 제1구동부가 상기 시트를 역회전시키는 앉기 동작 훈련 모드를 설정하는 훈련 모드 설정부; 상기 일어서기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 정회전 각도에 따른 단계별 제1기준값을 설정하고, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 역회전 각도에 따른 단계별 제2기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및 상기 일어서기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제1기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 정지시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 작동시키며, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제2기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 작동시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 정지시키는 훈련 모드 실행부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 발판을 전방 또는 후방으로 이동시키는 제2구동부; 상기 발판에 가해지는 족저압을 측정하는 족저압 측정부; 및 상기 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치를 검출하고, 상기 발판이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치로 이동되도록 상기 제2구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련을 하는 동안 파지할 수 있는 손잡이부를 더 포함할 수 있다.

또한, 지주; 상기 지주와 연결되는 슬링; 및 상기 슬링과 연결되고, 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부를 더 포함할 수 있다.

또한, 바닥판과 상기 시트 사이에 절첩가능하게 마련되어, 상기 시트의 왕복회전을 반복적으로 유도하는 한 쌍의 가이드 링크를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1구동부는, 상기 시트에 결합되어, 상기 시트를 승강시켜서 한 쌍의 상기 가이드 링크의 펼침이나 접힘을 통해 상기 시트를 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 등받이와 상기 시트가 특정 각도를 이룰 때, 상기 발판에 고정된 상기 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공하는 진동수단을 더 포함할 수 있다.

즉, 본 발명은 반복적으로 앉은자세에서 일어서기, 다시 일어선 자세에서 앉는 동작을 유도하도록 한다. 앉은 자세에서 일어설 때에는 족저압 측정부가 환자가 일어서려는 힘을 감지하게 된다. 이때 환자 발이 족저압(center of gravity) 보다 뒤쪽인 무릎 뒤쪽으로 이동하도록 발판이 이동하여 적절한 발의 위치를 잡아준다. 이후 시트가 상승하면서 환자의 엉덩이 부분을 아래에서 위로 올려준다. 이때, 환자가 일어서려는 의지가 있을 때 시트에 엉덩이에서 가해지는 압력이 낮아짐을 알 수 있고, 시트에서 압력이 낮아지는 것을 감지하면 일정속도로 시트가 수직 상승 한 뒤, 뒤로 젖혀지면서 환자의 기립 동작을 유도한다. 환자의 기립 동작이 이루어 질 때 시트의 역회전을 방지하여 환자가 일어서는 도중 주저앉는 일이 없도록 한다.

이후, 기립 자세에서 앉는 자세로 전환 시, 상기 시트의 역회전을 허용하여 착석 위치로 역회전이 되어 착석할 수 있도록 세워진 상태에서 수평방향으로 일정 속도로 펼쳐진다. 일련의 기립, 착석 과정을 안전하게 반복할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 보행장애가 있는하지 마비 환자에서 앉은 자세에서 일어서기까지, 반대로 일어선 자세에서 안전하게 앉는 자세까지 일련의 동작을 환자의 근력 상태에 맞게 반복 훈련이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 착석하는 시트가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때, 역회전 방지부가 시트의 역회전을 방지함으로써, 시트의 급격한 역회전에 의해 하지 마비 환자에게 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 현재 앉기 자세에서 일어서기 동작은 이런 동작을 구현해 주는 재활로봇이 전무후무한 상태로 오로지 치료사의 보조에 의해서만 가능한 운동이며, 그만큼 치료사의 힘과 노동력이 집약된 훈련이기 때문에 환자에게 충분한 앉기-서기 반복 동작 치료를 제공해 주기 힘들다. 상기 재활치료 기계를 통하여 앉은 자세와 일어서기 동작을 안전하게 반복적으로 구현할 수 있다면 보행이 불가능한 환자에게도 가장 필요한 치료를 제공할 수 있으며 무리하게 환자를 일으켜 세우려는 치료사의 근골격계 손상 방지효과도 클 것으로 사료된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 앉기 동작과 일어서기 동작의 재활 훈련을 할 때, 진동 수단을 통해 하지 마비 환자의 발에 진동 자극을 줄 수 있고 EMS(electronic muscle stimulator)를 통해 환자의 다리에 전기 자극을 줄 수 있고 이를 통해 근감소증 예방 및 마비된 하지의 근육량 증가에도 도움이 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어서기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어선 자세에서 앉기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이다.
도 8a는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 이용하여 일어서기 동작시 체중 부하를 저감해 줄 수 있는 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이다.
도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이다.

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 기술분야의 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.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 발명의 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 다른 재활 운동 장치를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어서기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어선 자세에서 앉기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치는 등받이(10), 시트(20), 역회전 방지부(30), 제1구동부(40), 압력 측정부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.

등받이(10)는 하지 마비 환자의 등을 지지하는 역할을 하는 것으로, 판 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 등받이(10)는 하지 마비 환자의 등에 대응하는 굴곡을 가질 수 있다. 또한, 등받이(10)에서 하지 마비 환자의 등을 지지하는 지지면에는 탄성패드가 결합될 수 있다.

시트(20)는 등받이(10)에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전할 수 있다. 여기서, 착석 위치는 시트(20)가 지면에 대해 평행하게 배치되는 상태일 수 있다. 또한, 기립 위치는 시트(20)가 지면에 대해 하향 경사지게 또는 수직하게 배치되는 상태일 수 있다. 본 실시예에서의 시트(20)는 기립 위치에서 지면에 대해 하향 경사지게 배치된다.

한편, 제어부(60)는 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 실시하는 경우, 시트(20)가 착석 위치로부터 기립 위치로 회전하도록 제어한다. 또한, 제어부(60)는 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 실시하는 경우, 시트(20)가 기립 위치로부터 착석 위치로 회전하도록 제어한다.

시트(20)는 등받이(10)의 하면에 회전 가능하게 결합될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니하며, 시트(20)는 등받이(10)의 전방이나 후방에도 회전 가능하게 결합될 수 있다.

한편, 한 쌍의 가이드 링크(81, 82)에 의해 시트(20)의 왕복 회전이 유도될 수 있다. 이러한 한 쌍의 가이드 링크(81, 82)는 바닥판(70) 및 시트(20) 사이에 절첩 가능하게 마련될 수 있다. 바닥판(70)은 지면에 고정되는 것으로, 앵커 볼트 등을 통해 고정될 수 있다

이하에서 설명의 편의상, 한 쌍의 가이드 링크(81, 82)는 제1가이드 링크(81) 및 제2가이드 링크로 정의하기로 한다.

제1가이드 링크(81)는 바닥판(70)와 제2가이드 링크(82)를 연결한다. 여기서, 제1가이드 링크(81)의 일단은 바닥판(70)에 회전 가능하게 결합되고, 제1가이드 링크(81)의 타단은 제2가이드 링크(82)의 일단에 회전 가능하게 결합된다.

제2가이드 링크(82)는 제1가이드 링크(81)와 시트(20)를 연결한다. 여기서, 제2가이드 링크(82)의 일단은 제1가이드 링크(81)의 타단에 결합되고, 제2가이드 링크(82)의 타단은 시트(20)의 하면에 회전 가능하게 결합된다.

한편, 시트(20)의 하면에는 제2가이드 링크(82)의 타단에 마련된 힌지축(83)이 슬라이딩되기 위한 레일홈(21)이 형성된다. 예를들면, 레일홈(21)은 시트(20)의 전후방향으로 형성될 수 있다.

따라서, 후술할 시트(20)의 하면에 결합된 액추에이터(40)의 로드가 신장되는 경우, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 레일홈(21)의 일측에서 타측으로 이동하면서 예컨대, 힌지축(83)이 시트(20)의 후방에서 전방으로 레일홈(21)을 따라 이동하면서, 시트(20)가 상승한다. (도 1 및 도 2 참조) 이 후, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 레일홈(21)의 타측에 도달하여 고정되면, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)가 펼쳐짐에 연동되어 시트(20)가 정회전된다. (도 3 및 도 4 참조)

이 후, 후술할 시트(20)의 하면에 결합된 액추에이터(40)의 로드가 축소되는 경우, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)가 접혀짐에 연동되어 시트(20)가 역회전된다. (도 5 참조) 이 후, 시트(20)가 지면에 대해 평행하게 배치되면, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 레일홈(21)의 일측에서 타측으로 슬라이딩되면서, 시트(20)가 하강한다. (도 6 및 도 7 참조)

역회전 방지부(30)는 시트(20)가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때 시트(20)의 역회전을 방지하는 역할을 한다. 나아가, 시트(20)가 기립 위치에 도달한 후, 역회전 방지부(30)는 시트(20)가 기립 위치에서 착석 위치로 역회전할 때 시트(20)의 역회전을 허용하는 역할을 한다. 도면을 기준으로, 시트(20)의 정회전 방향은 시계반대방향일 수 있고, 시트(20)의 역회전 방향은 시계방향일 수 있다.

일예로, 역회전 방지부(30)는 끈의 조임이나 풀림에 사용되는 다이얼 기구가 사용될 수 있다. 이러한 다이얼 기구는 케이스, 래칫 기어, 끈 및 걸림 돌기를 포함할 수 있다.

케이스에는 래칫 기어와 걸림 돌기가 수납된다.

래칫 기어는 케이스에 회전 가능하게 결합된다.

걸림 돌기는 케이스에서 래칫 기어에 기어 결합되는 제1위치 또는 래칫 기어에서 기어 결합 해제되는 제2위치로 이동 가능하게 결합된다. 이러한 걸림 돌기가 제1위치로 이동되어 래칫 기어와 기어 결합된 경우, 래칫 기어의 역회전은 걸림 돌기의 걸림 고정에 의해 방지될 수 있다. 또한, 걸림 돌기가 제2위치로 이동되어 래칫 기어와 기어 결합 해제된 경우, 래칫 기어의 역회전은 허용될 수 있다. 여기서, 걸림 돌기는 탄성부재에 의해 제1위치로 강제 이동하는 탄성력이 가해질 수 있다.

끈은 래칫 기어와 시트(20)를 연결한다.

따라서, 시트(20)가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때, 다이얼 기구의 걸림 돌기가 제1위치로 배치되어, 래칫 기어의 역회전이 방지되고, 이러한 래칫 기어와 끈을 통해 연결된 시트(20)의 역회전도 방지될 수 있다.

또한, 시트(20)가 기립 위치에서 착석 위치로 역회전할 때, 다이얼 기구의 걸림 돌기가 제2위치로 배치되어, 래칫 기어의 역회전이 허용되고, 이러한 래칫 기어와 끈을 통해 연결된 시트(20)의 정회전도 방지될 수 있다.

제1구동부(40)는 시트(20)를 착석 위치 및 기립 위치 사이에서 왕복 회전시킨다. 이러한 제1구동부(40)는 액추에이터(40)가 사용될 수 있다.

압력 측정부(50)는 시트(20)에 가해지는 압력을 측정하여 제어부(60)로 전송한다. 이러한 압력 측정부(50)는 시트(20)에 내장되는 압력센서일 수 있다.

제어부(60)는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터와 시트(20)의 회전 각도에 따른 단계별 기준값을 비교하여, 제1구동부(40)를 작동 또는 정지시키는 역할을 한다.

이러한 제어부(60)는 훈련 모드 설정부, 기준값 설정부 및 훈련 모드 실행부를 포함할 수 있다.

훈련 모드 설정부는 제1구동부(40)가 시트(20)를 정회전시키는 일어서기 동작 훈련 모드 또는 제1구동부(40)가 시트(20)를 역회전시키는 앉기 동작 훈련 모드를 설정할 수 있다. 예를들면, 훈련 모드 설정부는 하지 마비 환자의 설정을 입력받는 인터페이스가 사용될 수 있다. 이러한 인터페이스는 터치패드의 화면에 표시될 수 있다.

기준값 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 시트(20)의 착석 위치로부터 기립 위치로의 정회전 각도에 따른 단계별 제1기준값을 설정하고, 앉기 동작 훈련 모드에서 시트(20)의 기립 위치로부터 착석 위치로의 역회전 각도에 따른 단계별 제2기준값을 설정한다. 여기서, 단계별 제1기준값과 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 전혀 주지 않고 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태에서 시트(20)에 가해지는 압력 데이터일 수 있다.

훈련 모드 실행부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면 제1구동부(40)를 정지시키고 압력 데이터가 작으면 제1구동부(40)를 작동시킨다.

앞서 설명한 바와 같이, 단계별 제1기준값은 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 전혀 주지 않고 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태에서 시트(20)에 가해지는 압력 데이터일 수 있다. 그러므로, 단계별 제1기준값은 하지 마비 환자의 체중에 따라 변동될 수 있다. 즉, 단계별 제1기준값은 하지 마비 환자의 체중이 클수록 커지며, 하지 마비 환자의 체중이 작을수록 작아진다.

따라서, 훈련 모드 실행부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하지 않음에 따라, 하지 마비 환자가 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태이고, 이는 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 정지되면서 시트(20)도 정지된다.

이와 반대로 훈련 모드 실행부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 작으면, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가함에 따라, 하지 마비 환자가 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태가 아니고, 이는 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 하는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 작동되면서 제1구동부(40)가 시트(20)를 상승시키거나 정회전시켜서 하지 마비 환자가 일어서려는 힘에 대한 보조력을 제공한다.

여기서, 단계별 제1기준값은 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 감소할 수 있다. 그 이유는 하지 마비 환자가 착석하거나 기대는 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 일어서기 위하여 다리에 가하는 힘이 감소하기 때문이다.

일예로, 단계별 제1기준값은 시트(20)의 정회전 각도가 0도 내지 30도인 제1단계의 제1기준값인 n1과, 시트(20)의 정회전 각도가 30도 내지 60도인 제2단계의 제1기준값인 n2와, 시트(20)의 정회전 각도가 60도 내지 90도인 제3단계의 제1기준값인 n3로 정의할 수 있다. 이러한 단계별 제1기준값은 n1, n2, n3 순으로 작아질 수 있다.

훈련 모드 실행부는 앉기 동작 훈련 모드에서 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면 제1구동부(40)를 작동시키고 압력 데이터가 작으면 제1구동부(40)를 정지시킬 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자가 앉으려는 힘을 전혀 주지 않고 시트(20)에 기대기만 상태에서 시트(20)에 가해지는 압력 데이터일 수 있다. 그러므로, 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자의 체중에 따라 변동될 수 있다. 즉, 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자의 체중이 클수록 커지며, 하지 마비 환자의 체중이 작을수록 작아진다.

따라서, 훈련 모드 실행부는 앉기 동작 훈련 모드에서 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 주는 상태임에 따라, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 작동되면서 시트(20)를 역회전시키거나 하강시켜서 하지 마비 환자가 앉으려는 힘에 대한 보조력을 제공한다.

이와 반대로, 훈련 모드 실행부는 앉기 동작 훈련 모드에서 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 작으면, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 주는 상태가 아님에 따라, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하지 않는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 정지되면서 시트(20)도 정지된다.

여기서, 단계별 제2기준값은 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 증가할 수 있다. 그 이유는 하지 마비 환자가 착석하거나 기대는 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 앉기 위하여 시트(20)에 가하는 힘이 증가하기 때문이다.

일예로, 단계별 제2기준값은 시트(20)의 역회전 각도가 0도 내지 30도인 제1단계의 제2기준값인 m1과, 시트(20)의 역회전 각도가 30도 내지 60도인 제2단계의 제2기준값인 m2와, 시트(20)의 역회전 각도가 60도 내지 90도인 제3단계의 제2기준값인 m3를 가질수 있다. 이러한 단계별 제2기준값은 m1, m2, m3 순으로 커질 수 있다.

한편, 도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 본 발명은 지주(150)와, 그 지주(150)와 연결되는 슬링(160)과, 그 슬링(160)과 연결되고 하지 마비 환자의 상체에 착용되는 상체 하네스(171)와, 하지 마비 환자의 하체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하체 하네스(172)를 갖는 하네스부(170)를 포함할 수 있다. 그리고, 하네스부(170)는 슬링(160)의 하지 마비 환자를 들어올리는 탄성력을 통해 하지 마비 환자를 들어올려서 하지 마비 환자를 일으커 세울 때 보조력을 줄 수 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치는 발판(180)을 포함할 수 있다.

발판(180)은 바닥판(70)에 전후방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있고, 하지 마비 환자의 발이 고정되며, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전후방항으로 이동될 수 있다. 여기서, 발판(180)의 전후방향 이동은 후술할 제2구동부에 의해 실시될 수 있다. 이러한 발판(180)에는 하지 마비 환자의 발이 고정 또는 고정해제되는 벨크로 스트랩(190)가 마련될 수 있다.

제2구동부(미도시)는 발판(180)을 전후방향으로 이동시키는 역할을 한다. 예를들면, 제2구동부는 액추에이터, 유압모터, 공압모터, 구동 모터 등이 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.

족저압 측정부(미도시)는 발판의 바닥면에 마련되는 압력 센서일 수 있으며, 하지 마비 환자의 발에 의해 발판(180)에 가해지는 족저압을 측정할 수 있다.

제어부(60)는 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치를 검출하고, 발판(180)이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치로 이동되도록 제2구동부를 제어할 수 있다. 예를들면, 시트(20)에 착석한 하지 마비 환자가 일어나려고 할때, 하지 마비 환자의 무게 중심은 발판(180)의 초기 위치보다 후방에 위치하게 된다.

따라서, 제어부(60)는 시트(20)에 착석한 하지 마비 환자가 일어나려고 할때, 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치가 발판(180)의 초기 위치보다 후방에 위치하는 것을 검출하고, 발판(180)이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치인 후방으로 이동되도록 제2구동부를 제어할 수 있다.

진동수단(미도시)은 등받이(10)와 시트(20)가 특정 각도를 이룰때, 발판(180)에 고정된 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공할 수 있다, 예를들면, 진동수단은 등받이(10)와 시트(20)가 예각을 이룰 때, 발판(180)에 고정된 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공할 수 있다. 이러한 진동수단은 바이브레이터, 액츄에이터, 등이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.

이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 앉은 자세에서 일어서기로 이어지는 동작 훈련 과정을 설명하기로 한다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부는 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치가 발판(180)의 초기 위치보다 후방에 위치하는 것을 검출하고, 발판(180)이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치인 후방으로 이동되도록 제2구동부를 제어할 수 있다.

다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자가 착석한 시트(20)가 착석 위치에 위치한 상태에서, 압력 측정부(50)는 시트(20)에 가해지는 압력을 측정하며, 훈련 모드 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드를 설정하고, 기준값 설정부는 단계별 제1기준값을 설정하고, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터를 단계별 제1기준값과 비교한다. 이 때, 시트(20)는 제1가이드링크, 제2가이드 링크(82) 및 액추에이터(40)의 로드에 의해 지지됨에 따라, 착석 위치에 배치될 수 있다.

다음으로, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하지 않으면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 크게 된다. 이때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 큰 것을 감지하여 액추에이터(40)를 정지시킴에 따라 시트(20)가 정지된다.

다음으로, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 하는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 작아진다. 이 때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 작은 것을 감지하여 액추에이터(40)를 작동시킨다.

이 때, 액추에이터(40)가 작동되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)의 로드가 신장되어, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 시트(20)의 레일홈(21)의 일측에서 타측으로 슬라이딩되면서, 시트(20)가 수평한 자세에서 일정 부분 상승한다.

이 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)의 로드의 신장이 지속되어, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 시트(20)의 타측에 도달하여 고정되면, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)의 펼쳐짐에 연동되어 시트(20)가 정회전된다.

한편, 도 8을 참조하면, 본 발명은 지주(150)와, 그 지주(150)와 연결되는 슬링(160)과, 그 슬링(160)과 연결되고 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부(170)를 포함할 수 있으며, 하네스부(170)는 하지 마비 환자의 상체에 착용되는 상체 하네스(171)와, 하지 마비 환자의 하체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하체 하네스(172)를 갖는 하네스부(170)를 포함할 수 있다.. 그리고, 하네스부(170)는 슬링(160)의 하지 마비 환자를 들어올리는 탄성력을 통해 하지 마비 환자를 들어올려서 하지 마비 환자를 일으커 세울 때 보조력을 줄 수 있다. 이 후, 액추에이터(40)의 로드의 신장과 시트(20)의 정회전이 지속되어, 시트(20)가 기립 위치에 도달하면, 훈련 모드 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드를 종료할 수 있다.

한편, 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 일어서기 위하여 다리에 가하는 힘이 감소하므로, 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 단계별 제1기준값은 감소할 수 있다.

또한, 액추에이터(40)가 작동되어, 시트(20)가 상승되거나 정회전되는 동안, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 크면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태이므로, 이를 감지한 훈련 모드 실행부는 액추에이터(40)를 정지시킨다. 즉, 환자가 운동하려는 의지. 즉, 환자가힘을 줘야 다시 움직일 수 있게 하는 것이다.

이때, 제어부는 시트(20)의 정회전, 역회전 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 이는 하지 마비 환자가 서기, 앉기 동작중 주저앉거나 급하게 일어나게 되는 일이 발생하지 않도록 조절하는 것이다. 또한, 시트(20)가 정회전되는 동안, 하지 마비 환자가 다리에 힘이 풀려서 시트(20)에 주저 앉게 되면, 역회전 방지부(30)가 시트(20)의 급격한 역회전을 방지할 수 있다. 따라서, 역회전 방지부(30)는 시트(20)의 급격한 역회전에 의해 하지 마비 환자에게 상해가 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자가 완전히 일어설 때는 시트(20)의 측면에 근접하게 배치되는 손잡이(140)를 잡고 일어설 수 있다. 이 때, 하지 마비 환자의 경우, 마비된 발측이 아닌 정상인 발측의 손잡이(140)를 잡을 수 있게끔, 양측면에 손잡이를 배치하여 환자의 상황에 맞게 사용할 수 있으며 높이 조절이 가능하다.

이러한 손잡이부(140)는 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련을 하는 동안 파지할 수 있다. 따라서, 하지 마비 환자는 손잡이부(140)를 파지한 상태에서 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련시에 필요한 힘을 보조할 수 있다.

예를를면, 손잡이부(140)는 시트(20)의 측면에 근접하게 배치되어 발판(180)에 고정되는 한 쌍의 제1포스트(141)와, 한 쌍의 제1포스트(141) 사이에 상하방향을 따라 배열되어 결합되는 다수의 제2포스트(142)를 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 기립자세에서 부터 앉기 동작으로 이어지는 훈련 과정을 설명하기로 한다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자가 착석한 시트(20)가 기립 위치에 위치한 상태에서, 압력 측정부(50)는 시트(20)에 가해지는 압력을 측정하며, 훈련 모드 설정부는 앉기 동작 훈련 모드를 설정하고, 기준값 설정부는 단계별 제2기준값을 설정하고, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터를 단계별 제2기준값과 비교한다. 이 때, 시트(20)는 제1가이드 링크(81), 제2가이드 링크(82) 및 액추에이터(40)의 로드에 의해 지지됨에 따라, 기립 위치에 배치될 수 있다.

다음으로, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하지 않으면, 이는 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하지 않는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 작게 된다. 이때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 작은 것을 감지하여 액추에이터(40)를 정지시킴에 따라 시트(20)가 정지된다.

다음으로, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하면, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 커진다. 이 때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 동일하거나 큰 것을 감지하여 액추에이터(40)를 작동시킨다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자는 손잡이부(140)를 파지하면서 앉기 동작 훈련을 할 수 있다.

이 , 액추에이터(40)가 작동되면, 액추에이터(40)의 로드가 축소되어, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)의 접힘에 연동되어 시트(20)가 역회전된다.

이 후, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)의 로드의 축소와 시트(20)의 역회전이 지속되어, 시트(20)가 지면에 평행한 각도로 배치되면, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 시트(20)의 레일홈(21)의 타측에서 일측으로 슬라이딩되면서, 시트(20)가 하강한다.

이 후, 액추에이터(40)의 로드의 축소와 시트(20)의 하강이 지속되어, 시트(20)가 착석 위치에 도달하면, 훈련 모드 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드를 종료한다.

한편, 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 앉기 위하여 시트(20)에 가하는 힘이 증가하므로, 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 단계별 제1기준값은 증가할 수 있다.

또한, 액추에이터(40)가 작동되어, 시트(20)가 역회전되거나 하강되는 동안, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 작으면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태이므로, 이를 감지한 훈련 모드 실행부는 액추에이터(40)를 정지시킨다.

도 8a는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 이용하여 일어서기 동작시 체중 부하를 저감해 줄 수 있는 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이고, 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 나타낸 정면도이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 재활 운동 장치는 지주(150)와, 그 지주(150)와 연결되는 슬링(160)과, 그 슬링(160)과 연결되고 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부(170)를 더 포함할 수 있다.

지주(150)는 시트(20)에 인접하게 배치된다. 이러한 지주(150)는 발판(180)에 고정될 수 있다.

슬링(160)은 지주(150)와 하네스부(170)를 연결하며, 하지 마비 환자를 들어 올리는 탄성력이 발생할 수 있다. 한편, 슬링(160)은 후술할 상체 하네스(171) 또는 하체 하네스(1720에 연결될 수 있다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 하네스부(170)는 슬링(160)의 하지 마비 환자를 들어올리는 탄성력을 통해 하지 마비 환자를 들어올려서 하지 마비 환자를 일으켜 세울 때 보조력을 줄 수 있다.

하네스부(170)는 하지 마비 환자의 상체에 착용되는 상체 하네스(171)와, 하지 마비 환자의 하체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하체 하네스(172)를 포함할 수 있다.

이러한 상체 하네스(171)와 하체 하네스(172)는 벨크로 스트랩이 사용될 수 있다. 또한, 상체 하네스(171)와 하체 하네스(172)는 상호 일체로 연결될 수 있다.추가적으로, 상체 하네스(171)는 가슴이나 복부에 착용될 수 있으며, 하체 하네스(171)는 둔부나 엉덩이에 착용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 재활 운동 장치는 윗다리 착용부(100), 제1다이얼락(110), 아랫다리 착용부(120) 및 제2다이얼락(130)를 더 포함할 수 있다.

윗다리 착용부(100)는 하네스부(170)에 회전 가능하게 연결되고 하지 마비 환자의 윗다리에 착용된다. 예를들면, 윗다리 착용부(100)는 하지 마비 환자의 윗다리에 착용되는 벨크로 스트랩과, 벨크로 스크랩과 결합되고 하지 마비 환자의 윗다리에 지지되는 지지암이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.

제1다이얼락(110)은 윗다리 착용부(100)를 회전시켜서 하지 마비 환자의 고관절이 회전되게 할 수 있다. 이때, 제1다이얼락(110)은 공압 모터, 유압 모터, 구동 모터에 의해 회전될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다. 또한, 제1다이얼락(110)에는 하지 마비 환자의 - 대퇴사두근 (quadriceps muscles)과 뒷다릭근육의 (hamstring) 운동 상태를 감지하는 표면근전도 센서, 각속도 센서, 근수축/운동량 센서 등이 내장되어서 일어서는 동작에서는 대퇴사두근의 자극을 감지하여 해당 근육을 수축시키고, 앉는 동작에서는 반대로 뒷다리근육 (hamstring)의 자극을 감지하여 해당근육을 수축시켜 일어서기, 앉기 동작에 필요한 근육이 훈련 될 수 있게 한다.

아랫다리 착용부(120)는 하지 마비 환자의 아랫다리에 착용된다. 예를들면, 아랫다리 착용부(120)는 하지 마비 환자의 아랫다리에 착용되는 벨크로 스트랩과, 벨크로 스크랩과 결합되고 하지 마비 환자의 아랫다리에 지지되는 지지암이 사용될 수 있으나 될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.

제2다이얼락(130)은 아랫다리 착용부(120)를 회전시켜서 하지 마비 환자의 슬관절이 회전되게 할 수 있다. 이때, 제2다이얼락(130)은 공압 모터, 유압 모터, 구동 모터에 의해 회전될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다. 또한, 제2다이얼락(130)에는 하지 마비 환자의 슬관절의 운동 상태를 감지하는 표면근전도 센서, 각속도 센서, 근수축/운동량 센서 등이 내장될 수 있다.

여기서, 제1다이얼락(110)와 제2다이얼락(130)은 훈련 모드 실행부에 의해 제어될 수 있다.

예를들면, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하지 않아서 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태에서, 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일한 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)를 정지시킨다.

또한, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하여 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 하는 상태에서, 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 작은 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)를 작동시킨다. 이 때, 제1다이얼락(110)은 하지 마비 환자의 고관절이 펼쳐지는 방향으로 윗다리 착용부(100)를 회전시키며, 제2다이얼락(130)은 하지 마비 환자의 슬관절이 펼쳐지는 방향으로 아랫다리 착용부(120)를 회전시킨다.

또한, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하지 않아서 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 안하는 상태에서, 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 작은 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)을 정지시킨다.

또한, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하여 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하는 상태에서, 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일한 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)를 작동시킨다. 이 때, 제1다이얼락(110)은 하지 마비 환자의 고관절이 굽혀지는 방향으로 윗다리 착용부(100)를 회전시키며, 제2다이얼락(130)은 하지 마비 환자의 슬관절이 굽혀지는 방향으로 아랫다리 착용부(120)를 회전시킨다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 착석하는 시트(20)가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때, 역회전 회전부가 시트(20)의 역회전을 방지함으로써, 시트(20)의 급격한 역회전에 의해 하지 마비 환자에게 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자에게 일어서기 동작이나 앉은 동작을 지시하기 위한 소리를 발생하는 소리발생부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

소리발생부는 시트(20)에 내장될 수 있다.

이러한 소리발생부는 훈련 모드 실행부에 의해 제1구동부(40)와 시트(20)가 정지된 순간에 하지 마비 환자에게 소리를 발생시켜서 하지 마비 환자에게 일어서기 동작이나 앉은 동작을 실시하도록 지시할 수 있다.

또한, 소리발생부는 음향을 일정 시간 간격으로 발생시켜서, 하지 마비 환자가 일어서기 동작이나 앉은 동작을 일정 시간 간격으로 실시하도록 지시할 수 있다. 또한, 본 발명은 하지 마비 환자의 하지 근력 상태에 따라 재활 운동 장치를 조절할 수 있는데, 예를 들면, 하지 마비환자의 하지 근력이 도수근력 검사상 0 내지 2 정도로 아주 약할때는 시트에서 하지 마비 환자를 밀어올려주는 힘을 제공함과 동시에, 하네스부와 슬링이 하지 마비 환자를 상측으로 끌어당기는 힘이 함께 작용하여 환자의 일어서기 동작이나, 앉기 동작을 훈련시킬 수 있다.

또한, 하지 마비 환자의 하지 근력이 도수근력 검사상 3이상일 때는 등받이와 하네스부를 제거하고 시트와 발판만을 이용해서 훈련시킬 수 있다.환자의 하지 근력이 호전되고 기립능력 및 균형 조절 능력이 좋아지면 서서히 좌판시트의 높이를 낮추고 시트 기울기를 수평화하여 기립시작 시점의 슬관절 신전근력에 부하를 증가할 수 있도록 유도할 수 있다. 기립 기능이 약한 환자는 기립에 가까운 시점에서 출발하고 근력이 좋은 환자는 앉은 자세에서 운동을 시작할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자에게 재활 전기 자극을 주기 위한 재활 전기 자극기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이러한 재활 전기 자극기는 하지 마비 환자의 하체 근육에 부착되어 하지 마비 환자의 하체 근육에 재활 전기 자극을 주어서, 신경근의 활성을 돕고 근육의 위축과 경직을 방지할 수 있다. 예를들면, 재활 전기 자극기는 FES(Functional Electrical Stimulation) 장비나, EMS(Electric Stimulation Therapy) 장비 등이 사용될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 앉기 동작과 일어서기 동작의 재활 훈련을 할 때, 진동 수단을 통해 하지 마비 환자의 발에 진동 자극을 줄 수 있고 EMS를 통해 환자의 다리에 전기 자극을 줄 수 있다.

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.

10 : 등받이
20 : 시트
21 : 레일홈
30 : 역회전 방지부
40 : 제1구동부
50 : 압력 측정부
60 : 제어부
70 : 바닥판
81 : 제1가이드 링크
82 : 제2가이드 링크
83 : 힌지축
100 : 윗다리 착용부
110 : 제1다이얼락
120 : 아랫다리 착용부
130 : 제2다이얼락
140 : 손잡이부
141 : 제1포스트
142 : 제2포스트
150 : 지주
160 : 슬링
170 : 하네스부
171: 상체 하네스
172: 하체 하네스
180 : 발판
190 : 벨크로 스트랩

Claims

등받이;
상기 등받이에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 상기 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전하는 시트;
상기 시트가 상기 착석 위치에서 상기 기립 위치로 정회전할 때, 상기 시트의 역회전을 방지하는 역회전 방지부;
상기 하지 마비 환자의 발이 고정되고, 상기 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전방 또는 후방으로 이동되는 발판;
상기 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련을 하는 동안 파지할 수 있는 손잡이부;
상기 발판을 전방 또는 후방으로 이동시키는 제2구동부;
상기 발판에 가해지는 족저압을 측정하는 족저압 측정부; 및
상기 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 상기 하지 마비 환자의 무게 중심 위치를 검출하고, 상기 발판이 상기 하지 마비 환자의 무게 중심 위치로 이동되도록 상기 제2구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 손잡이부는 상기 발판에 고정되는 한 쌍의 제1포스트와, 한 쌍의 상기 제1포스트 사이에 상하방향을 따라 배열되어 결합되는 복수의 제2포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
제1항에 있어서,
상기 역회전 방지부는,
상기 시트가 상기 기립 위치에서 상기 착석 위치로 역회전할 때, 상기 시트의 역회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
제1항에 있어서,
상기 시트를 왕복 회전 시키는 제1구동부; 및
상기 시트에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 압력 측정부에서 측정된 압력 데이터와 상기 시트의 회전 각도에 따른 단계별 기준값을 비교하여, 상기 제1구동부를 작동 또는 정지시키는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1구동부가 상기 시트를 정회전시키는 일어서기 동작 훈련 모드 또는 상기 제1구동부가 상기 시트를 역회전시키는 앉기 동작 훈련 모드를 설정하는 훈련 모드 설정부;
상기 일어서기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 정회전 각도에 따른 단계별 제1기준값을 설정하고, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 역회전 각도에 따른 단계별 제2기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및
상기 일어서기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제1기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 정지시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 작동시키며, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제2기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 작동시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 정지시키는 훈련 모드 실행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
제3항에 있어서,
바닥판과 상기 시트 사이에 절첩가능하게 마련되어, 상기 시트의 왕복회전을 반복적으로 유도하는 한 쌍의 가이드 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1구동부는, 상기 시트에 결합되어, 상기 시트를 승강시켜서 한 쌍의 상기 가이드 링크의 펼침이나 접힘을 통해 상기 시트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
삭제
제1항에 있어서,
지주;
상기 지주와 연결되는 슬링; 및
상기 슬링과 연결되고, 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 등받이와 상기 시트가 특정 각도를 이룰 때, 상기 발판에 고정된 상기 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공하는 진동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.