KR20240018814A - Ergometer capable of tilting pedal trajectory - Google Patents

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강성현
김승종
염다영
박승한
조재우
김재욱
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

크랭크암의 회전 평면에 해당하는 페달 궤적의 틸팅이 가능한 재활 운동 에르고미터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 자전거 작업계 몸체에 회전 가능하게 마련되는 플라이휠; 상기 플라이휠의 양측에 각각 구비되는 회전평면 조절부; 상기 회전평면 조절부에 회전 가능하게 결합되는 크랭크암; 및 상기 크랭크암의 단부에 마련되는 페달부를 포함한다. 상기 회전평면 조절부는 상기 크랭크암이 회전하는 회전 평면의 회전축 편각을 조정하여 상기 페달부의 페달 궤적을 틸팅 가능하도록 구성된다.A rehabilitation exercise ergometer capable of tilting the pedal trajectory corresponding to the rotation plane of the crank arm is disclosed. A rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention includes a flywheel rotatably provided on a bicycle work system body; Rotation plane control units provided on both sides of the flywheel; a crank arm rotatably coupled to the rotation plane control unit; and a pedal unit provided at the end of the crank arm. The rotation plane adjusting unit is configured to tilt the pedal trajectory of the pedal unit by adjusting the rotation axis declination of the rotation plane in which the crank arm rotates.

Description

페달 궤적의 틸팅이 가능한 재활 운동 에르고미터{Ergometer capable of tilting pedal trajectory}Rehabilitation exercise ergometer capable of tilting pedal trajectory {Ergometer capable of tilting pedal trajectory}

본 발명은 재활 환자의 재활 운동을 도울 수 있는 재활 운동용 자전거 작업계(bicycle ergometer) 장치인 재활 운동 에르고미터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크랭크암의 회전 평면에 해당하는 페달 궤적의 틸팅이 가능한 재활 운동 에르고미터에 관한 것이다.The present invention relates to a rehabilitation exercise ergometer, which is a bicycle ergometer device for rehabilitation exercise that can assist the rehabilitation exercise of rehabilitation patients. More specifically, it relates to a rehabilitation exercise ergometer capable of tilting the pedal trajectory corresponding to the rotation plane of the crank arm. It is about rehabilitation exercise ergometer.

수술 환자의 초기 치료에 있어서 조기 거동(early ambulation)은 중요한 재활 성공의 요소이다. 고관절 경부 골절, 비구 골절, 경골 고평부 골절 등 장기간 탈체중부하(non-weight bearing) 훈련이 필요한 환자에게 재활 운동은 매우 중요한 비중을 차지한다. 하지 재활의 요소로는, 관절 구축 방지를 위해 관절 가동범위 운동이 수술 직후부터 수행하는 것이 권장되고 있으며, 근력 재활의 병용이 필요하여 초기에는 등장성(isotonic) 운동부터 시작하여 점점 능동적 및 능동적 보조(active and active assistive) 형태의 재활 훈련 수행이 필요하다.In the initial treatment of surgical patients, early ambulation is an important factor for rehabilitation success. Rehabilitation exercises are very important for patients who require long-term non-weight bearing training, such as hip fractures, acetabular fractures, and tibial plateau fractures. As an element of lower extremity rehabilitation, it is recommended that joint range of motion exercises be performed immediately after surgery to prevent joint contractures, and a combination of muscle rehabilitation is necessary, starting with isotonic exercises initially and gradually moving to active and active assistance. It is necessary to perform rehabilitation training in the form of (active and active assistive).

정밀 측정 장비의 발전에 따라, 기존의 재활 운동법 수행 시에 족부의 위치 및 각 관절의 회전 정도 등이 근육의 활성화 패턴에 변화를 주기 위한 다양한 사전 연구들이 수행되었으며, 이를 바탕으로 운동 궤적의 변화나 족관절, 슬관절 등 각 하지 관절의 상대적 위치에 따라 원하는 근육을 타겟하여 훈련을 수행할 수 있고 그 효과를 검증할 수 있는 이론적인 발전이 지속적으로 이루어지고 있다.With the development of precision measuring equipment, various preliminary studies have been conducted to change the muscle activation pattern by changing the position of the foot and the degree of rotation of each joint when performing existing rehabilitation exercise methods. Based on this, changes in exercise trajectory or Theoretical developments are continuously being made to enable training by targeting desired muscles according to the relative positions of each lower extremity joint, such as the ankle joint and knee joint, and to verify the effectiveness.

근골격계 환자들은 개인의 신체 구조부터 손상 부위, 손상 정도가 달라 효과적인 기능 회복을 위해서 훈련의 강도, 목표 근육 등이 개인에 맞추어 달라져야 한다. 일례로, 골다공증 유병률의 증가와 더불어 점점 증가하고 있는 고관절 골절 환자의 경우, 중둔근 기능의 저하가 뚜렷하게 나타나 트렌델렌버그 보행(trendelenburg gait)과 같은 이상 보행이 발생할 수 있어 중둔근을 목표로 한 훈련이 필수적이다.For musculoskeletal patients, the body structure, damaged area, and degree of damage are different, so the intensity of training and target muscles must be tailored to the individual for effective functional recovery. For example, in the case of patients with hip fractures, which are on the rise along with the increasing prevalence of osteoporosis, there is a clear decline in gluteus medius function, which can lead to abnormal gait such as Trendelenburg gait, so training targeting the gluteus medius is essential. am.

또한, 재활의 효과뿐 아니라, 환자의 안정성에도 주안점을 두어야 하는데, 수술 초기에는 체내 고정기구의 안정성을 위해 환자의 상황에 맞추어 외력의 방향과 정도를 조절할 필요가 있다. 일례로, 고관절 인공관절 수술 환자의 경우 고관절에 내전 및 내회전 방향의 외력이 가해지지 않도록 조절이 필요하며, 경골 고평부 외측 골절의 경우 경골 외측보다는 내측으로 외력의 방향을 조절하는 것이 안전하다.In addition, emphasis should be placed not only on the effectiveness of rehabilitation, but also on the patient's stability. In the early stages of surgery, it is necessary to adjust the direction and degree of external force according to the patient's situation to ensure the stability of the fixation device in the body. For example, in the case of patients undergoing hip joint replacement surgery, it is necessary to adjust the direction of the external force so that external forces in the direction of adduction and internal rotation are not applied to the hip joint, and in the case of fractures outside the tibial plateau, it is safer to adjust the direction of the external force to the inside rather than the outside of the tibia.

하지 재활에 있어서, 거동이 불가능한 환자의 조기 치료를 위한 침상 내 재활을 위한 재활 의료기기부터, 직접 환자를 거상시켜 보행 재활을 할 수 있게 하는 외골격 수트 등에 다양한 의료기기가 활용되고 있으나, 기존의 기기들은 대부분 시상면(sagittal plane)에서의 운동으로 재활 운동의 궤도가 국한되어 있다. 이로 인해 중둔근, 내전근과 같이 내외전, 회전에 주된 역할을 하는 근육들이 보행과 같은 일상생활 동작에 매우 중요한 역할을 함에도 불구하고 초기 재활 훈련에서 간과되는 경우가 많다. 특히, 통증 및 거동 제한 등으로 인해 외상 상태에서 수행되어야 하는 경우가 많아 관상면(coronal plane) 상의 운동을 수행하는 데 어려움을 겪게 된다.In lower extremity rehabilitation, a variety of medical devices are being used, from rehabilitation medical devices for in-bed rehabilitation for early treatment of patients unable to move, to exoskeleton suits that directly elevate patients and enable walking rehabilitation, etc. However, existing devices The trajectory of rehabilitation exercises is mostly limited to exercises in the sagittal plane. For this reason, muscles that play a major role in abduction and rotation, such as the gluteus medius and the adductors, are often overlooked in early rehabilitation training, even though they play a very important role in daily life movements such as walking. In particular, it often has to be performed in a trauma state due to pain and movement limitations, making it difficult to perform exercises in the coronal plane.

자전거 작업계의 경우 정밀 구동계가 없이도 운동 부하를 조절할 수 있으며, 손상된 부위가 아닌 건측의 힘을 활용하여 재활 동작에 보조가 가능한 구조이기에 활용도가 높으며, 최근 증강현실 시스템과의 결합 등을 통해 인지·신체기능의 복합 재활 효과가 더욱 증가되고 있는 추세이다. 자전거 작업계에 있어 페달과 안장의 상대적 위치를 변화시켜 크랭크암과 페달의 직선적 위치를 변화시키는 기술들이 연구되었으나, 크랭크암의 회전 평면에 따른 페달 회전 궤적을 변화시키지는 못하여 재활 운동의 효과에 제약이 따르고 있다. 이상에서 설명한 배경기술은 종래 기술로 언급된 것이 아니라, 단지 본 발명이 도출된 배경을 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다.In the case of bicycle work systems, the exercise load can be controlled without a precision drive system, and it is highly useful because it is a structure that can assist in rehabilitation movements by utilizing the strength of the healthy side, not the damaged part. Recently, through combination with an augmented reality system, recognition and The effectiveness of complex rehabilitation of physical functions is increasing. In the bicycle work world, technologies have been studied to change the linear position of the crank arm and pedal by changing the relative position of the pedal and the saddle, but they cannot change the pedal rotation trajectory according to the rotation plane of the crank arm, which limits the effectiveness of rehabilitation exercise. I am following. The background technology described above is not referred to as prior art, but should be understood as merely illustrating the background on which the present invention was derived.

본 발명은 크랭크암의 회전 평면에 해당하는 페달 궤적의 틸팅이 가능한 재활 운동 에르고미터를 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to provide a rehabilitation exercise ergometer capable of tilting the pedal trajectory corresponding to the rotation plane of the crank arm.

또한, 본 발명은 재활 환자에게 적합한 맞춤형의 페달 궤적을 결정하여 재활 운동의 효과를 극대화할 수 있는 재활 운동 에르고미터를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is intended to provide a rehabilitation exercise ergometer that can maximize the effect of rehabilitation exercise by determining a customized pedal trajectory suitable for a rehabilitation patient.

본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 자전거 작업계 몸체에 회전 가능하게 마련되는 플라이휠; 상기 플라이휠의 양측에 각각 구비되는 회전평면 조절부; 상기 회전평면 조절부에 회전 가능하게 결합되는 크랭크암; 및 상기 크랭크암의 단부에 마련되는 페달부를 포함한다. 상기 회전평면 조절부는 상기 크랭크암이 회전하는 회전 평면의 회전축 편각을 조정하여 상기 페달부의 페달 궤적을 틸팅 가능하도록 구성된다.A rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention includes a flywheel rotatably provided on a bicycle work system body; Rotation plane control units provided on both sides of the flywheel; a crank arm rotatably coupled to the rotation plane control unit; and a pedal unit provided at the end of the crank arm. The rotation plane adjusting unit is configured to tilt the pedal trajectory of the pedal unit by adjusting the rotation axis declination of the rotation plane in which the crank arm rotates.

상기 회전평면 조절부는 상기 페달 궤적을 상기 회전축 편각이 상이한 다수의 회전 평면 간에 전환할 수 있도록 구성될 수 있다.The rotation plane adjuster may be configured to switch the pedal trajectory between a plurality of rotation planes having different rotation axis declination angles.

상기 다수의 회전 평면은 상기 회전축 편각이 수평 방향과 나란한 시상면 회전 평면, 상기 회전축 편각이 시상면을 기준으로 제1 방향으로 기울어진 내전 회전 평면, 및 상기 회전축 편각이 상기 시상면을 기준으로 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 기울어진 외전 회전 평면을 포함할 수 있다.The plurality of rotation planes include a sagittal rotation plane in which the rotation axis declination is parallel to the horizontal direction, an adduction rotation plane in which the rotation axis declination is inclined in a first direction with respect to the sagittal plane, and the rotation axis declination is relative to the sagittal plane. It may include an abduction rotation plane inclined in a second direction opposite to the first direction.

상기 회전평면 조절부는 상기 크랭크암의 회전 평면이 전환되더라도 동일한 속도의 회전이 유지되도록 상기 크랭크암의 일단과 상기 플라이휠 간을 연결하는 축이음; 및 상기 플라이휠의 회전면을 기준으로 상기 크랭크암의 회전 평면에 경사각을 가한 상태로 고정시키는 축 고정부를 포함할 수 있다.The rotation plane adjusting part is a shaft connecting one end of the crank arm and the flywheel so that rotation at the same speed is maintained even when the rotation plane of the crank arm is switched; And it may include a shaft fixing part that fixes the rotation plane of the crank arm at an inclination angle based on the rotation plane of the flywheel.

상기 축 고정부는 상기 플라이휠을 지지하는 몸체에 고정되는 중심부재; 상기 크랭크암의 단부에 각도 조절축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 조절부재; 및 상기 중심부재와 상기 조절부재를 결합하는 고정부재를 포함할 수 있다. 상기 중심부재에는 상기 각도 조절축을 중심으로 소정의 각도마다 타공되어 호 형태의 배열을 이루는 다수의 제1 결합공이 구비될 수 있다.The shaft fixing part includes a central member fixed to a body supporting the flywheel; an adjustment member rotatably coupled to an end of the crank arm about an angle adjustment axis; And it may include a fixing member that couples the central member and the adjustment member. The central member may be provided with a plurality of first coupling holes that are perforated at predetermined angles around the angle adjustment axis and form an arc-shaped arrangement.

상기 조절부재에는 상기 제1 결합공과 대응되는 위치에 제2 결합공이 구비될 수 있다. 상기 고정부재는 상기 다수의 제1 결합공 중의 적어도 하나와 상기 제2 결합공에 삽입되어 상기 중심부재와 상기 조절부재를 고정시키는 볼 로크핀을 포함할 수 있다.The adjustment member may be provided with a second coupling hole at a position corresponding to the first coupling hole. The fixing member may include a ball lock pin that is inserted into at least one of the plurality of first coupling holes and the second coupling hole to fix the central member and the adjustment member.

상기 페달부는 상기 크랭크암의 단부에 상기 크랭크암과 수직한 방향으로 회전 가능하게 결합되는 페달 축; 관절 고정부에 의해 상기 페달 축과 연결되고, 횡축 및 수직축 방향으로 회전 가능하게 마련되는 페달 관절부; 및 상기 페달 관절부에 의해 상기 페달 축에 대해 상대 각도가 조정 가능하게 구성되는 페달 발판을 포함할 수 있다.The pedal unit includes a pedal shaft rotatably coupled to an end of the crank arm in a direction perpendicular to the crank arm; A pedal joint connected to the pedal shaft by a joint fixing portion and rotatable in the horizontal and vertical axes; And it may include a pedal footrest configured to adjust a relative angle with respect to the pedal axis by the pedal joint.

상기 페달 관절부는 페달 관절 몸체 내에 마련되는 볼 조인트를 포함할 수 있다. 상기 볼 조인트는 상기 페달 관절 몸체 내에 마련되고, 상기 페달 관절 몸체의 내부에 마련된 법면에 접촉되는 볼 조인트 마운트 홀더; 및 상기 페달 관절 몸체에 삽입되어 상기 볼 조인트 마운트 홀더를 상기 법면을 따라 상승시켜 상기 볼 조인트 마운트 홀더를 고정하는 고정 볼트를 포함할 수 있다.The pedal joint may include a ball joint provided within the pedal joint body. The ball joint is provided in the pedal joint body, and includes a ball joint mount holder in contact with a slope provided inside the pedal joint body; And it may include a fixing bolt that is inserted into the pedal joint body and raises the ball joint mount holder along the inclined surface to secure the ball joint mount holder.

본 발명의 실시예에서, 상기 축 고정부는 상기 중심부재에 대해 상기 조절부재를 회동시켜 상기 페달부의 회전 궤적의 틸팅 각도를 조절하는 구동부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shaft fixing unit may further include a driving unit that adjusts the tilting angle of the rotation trajectory of the pedal unit by rotating the adjustment member with respect to the central member.

본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 재활 환자에 관련된 영상 정보와 신체 기능 정보 및 재활 관련 정보를 포함하는 재활 환자 정보를 수집하도록 구성되는 데이터 수집부; 상기 재활 환자 정보를 기초로 상기 재활 환자의 재활 운동을 위한 목표 회전 평면을 결정하도록 구성되는 회전 평면 선정부; 및 상기 목표 회전 평면에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 회전 평면을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.A rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention includes a data collection unit configured to collect rehabilitation patient information including image information, body function information, and rehabilitation-related information related to the rehabilitation patient; a rotation plane selection unit configured to determine a target rotation plane for rehabilitation exercise of the rehabilitation patient based on the rehabilitation patient information; And it may further include a control unit that controls the driving unit to adjust the rotation plane according to the target rotation plane.

본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 상기 재활 운동 에르고미터에 의한 상기 재활 환자의 운동 수행 중에 상기 재활 환자의 재활 운동과 관련된 운동 정보 및 생체 신호를 수집하도록 구성되는 측정 센서; 및 상기 재활 환자의 운동 정보 및 생체 신호를 기초로 상기 회전 평면에 따른 상기 재활 환자의 운동 수행을 평가하도록 구성되는 운동 수행 평가부를 더 포함할 수 있다.A rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention includes a measurement sensor configured to collect exercise information and biosignals related to the rehabilitation exercise of the rehabilitation patient while the rehabilitation patient performs the exercise by the rehabilitation exercise ergometer; and an exercise performance evaluation unit configured to evaluate the rehabilitation patient's exercise performance according to the rotation plane based on the rehabilitation patient's exercise information and biosignals.

본 발명의 실시예에 의하면, 크랭크암의 회전 평면에 해당하는 페달 궤적의 틸팅이 가능한 재활 운동 에르고미터가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a rehabilitation exercise ergometer capable of tilting the pedal trajectory corresponding to the rotation plane of the crank arm is provided.

본 발명의 실시예에 의하면, 크랭크암의 회전축의 편각을 조정하여 회전 평면을 변경할 수 있고, 페달 틸팅을 통한 족부 자세를 변경할 수 있도록 함으로써, 재활 환자의 특정 목표 근육을 정밀하게 타겟하여 훈련할 수 있으며, 각 관절에 가해지는 부하의 방향을 조절하여 재활 운동으로 인한 통증을 경감하고, 손상 부위 보호가 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the rotation plane can be changed by adjusting the declination angle of the rotation axis of the crank arm, and the foot posture can be changed through pedal tilting, so that specific target muscles of rehabilitation patients can be precisely targeted and trained. By adjusting the direction of the load applied to each joint, pain caused by rehabilitation exercises can be reduced and damaged areas can be protected.

본 발명의 실시예에 의하면, 사용자 개인이 훈련하고자 하는 근육 및 기능에 초점을 맞추어 효과적인 훈련을 수행할 수 있으며, 관절에 가해지는 외력 작용 방향을 전환시켜 통증 경감, 수술 부위 보호 등 운동의 안정성을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, effective training can be performed by focusing on the muscles and functions that the individual user wants to train, and the stability of exercise, such as pain relief and protection of the surgical site, is improved by changing the direction of external force applied to the joint. It can be raised.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 재활 환자에게 적합한 맞춤형의 페달 궤적을 결정하여 에르고미터에 의한 재활 운동 효과를 극대화할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present invention, it is possible to maximize the effect of rehabilitation exercise using an ergometer by determining a customized pedal trajectory suitable for a rehabilitation patient.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 'A'부를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 'B'부를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 구성하는 페달부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 구성하는 페달부의 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 주요 부분을 절개하여 나타낸 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 동작을 설명하기 위한 정면도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 구성도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 기능을 설명하기 위한 개념도이다Figure 1 is a perspective view showing a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view showing a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an enlarged plan view of part 'A' in Figure 1.
Figure 4 is an enlarged perspective view of part 'B' in Figure 1.
Figure 5 is a plan view for explaining the operation of the pedal unit constituting the rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a side view for explaining the operation of the pedal unit constituting the rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a perspective view showing a cutaway main part of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
8 to 10 are front views for explaining the operation of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
11 to 13 are perspective views for explaining the operation of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a configuration diagram of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a conceptual diagram for explaining the function of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.

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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 자전거 작업계 몸체에 회전 가능하게 마련되는 플라이휠과, 플라이휠의 양측에 각각 구비되는 회전평면 조절부, 회전평면 조절부에 회전 가능하게 결합되는 크랭크암, 및 크랭크암의 단부에 마련되는 페달부를 포함하며, 회전평면 조절부는 크랭크암이 회전하는 회전 평면의 회전축 편각을 조정하여 페달부의 페달 궤적을 틸팅 가능하도록 구성된다. 이에 따라, 페달 궤적 틸팅을 통해 재활 환자의 특정 목표 근육을 정밀하게 타겟하여 훈련할 수 있으며, 각 관절에 가해지는 부하의 방향을 조절하여 재활 운동으로 인한 통증을 경감하고, 손상 부위 보호가 가능하다.A rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention includes a flywheel rotatably provided on a bicycle work system body, a rotation plane control unit provided on both sides of the flywheel, and a crank arm rotatably coupled to the rotation plane control unit, and a pedal unit provided at an end of the crank arm, wherein the rotation plane control unit is configured to tilt the pedal trajectory of the pedal unit by adjusting the rotation axis declination of the rotation plane in which the crank arm rotates. Accordingly, it is possible to precisely target and train specific target muscles of rehabilitation patients through pedal trajectory tilting, and by adjusting the direction of load applied to each joint, pain caused by rehabilitation exercise can be reduced and damaged areas can be protected. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 나타낸 평면도이다. 도 3은 도 1의 'A'부를 확대하여 나타낸 평면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터(100)는 다중 궤적 운동이 가능한 재활 자전거로서, 플라이휠(110), 회전평면 조절부(120), 크랭크암(130) 및 페달부(140)를 포함할 수 있다.Figure 1 is a perspective view showing a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a plan view showing a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is an enlarged plan view of part 'A' in Figure 1. 1 to 3, the rehabilitation exercise ergometer 100 according to an embodiment of the present invention is a rehabilitation bicycle capable of multi-trajectory exercise, and includes a flywheel 110, a rotation plane adjuster 120, and a crank arm 130. ) and a pedal unit 140.

플라이휠(flywheel)(110)은 자전거 작업계 몸체(110a)의 내부 공간에 베어링(111) 등의 지지 수단에 의해 회전 가능하게 설치되는 플라이휠 몸체(도 7의 도면부호 112)를 포함하여 구성될 수 있다. 자전거 작업계 몸체(110a)는 재활 운동 환자가 재활 운동을 할 수 있도록, 병원이나 재활 기관, 체육관, 집 등의 공간 내에 지지대(도시 생략됨) 등에 의해 바닥면 혹은 침상 위에서의 재활을 위한 이동형 지지대 등에 견고하게 고정 설치될 수 있다. 자전거 작업계 몸체(110a)의 상부 측에는 재활 환자가 앉을 수 있는 안장이 마련될 수 있다.The flywheel 110 may be configured to include a flywheel body (reference numeral 112 in FIG. 7) rotatably installed in the internal space of the bicycle work system body 110a by a support means such as a bearing 111. there is. The bicycle work system body 110a is a movable support for rehabilitation on the floor or bed by a support (not shown) in a space such as a hospital, rehabilitation institution, gym, or home, so that rehabilitation patients can perform rehabilitation exercises. It can be firmly fixed and installed on the back. A saddle on which a rehabilitation patient can sit may be provided on the upper side of the bicycle work system body 110a.

회전평면 조절부(120)는 플라이휠(110)의 양측에 각각 구비될 수 있다. 회전평면 조절부(120)는 크랭크암(130)이 회전하는 회전 평면의 회전축 편각을 조정하여 페달부(140)의 페달 궤적을 틸팅 가능하도록 구성될 수 있다. 크랭크암(130)은 회전평면 조절부(120)의 측면판(123b)에 마련된 베어링(도 7의 도면부호 125) 등에 의해 회전 가능하게 결합된다.The rotation plane adjusting unit 120 may be provided on both sides of the flywheel 110, respectively. The rotation plane adjusting unit 120 may be configured to tilt the pedal trajectory of the pedal unit 140 by adjusting the rotation axis declination of the rotation plane in which the crank arm 130 rotates. The crank arm 130 is rotatably coupled to the bearing (reference numeral 125 in FIG. 7 ) provided on the side plate 123b of the rotation plane adjusting unit 120.

크랭크암(130)은 플라이휠(110)에 회전 동력을 전달할 수 있도록 결합될 수 있다. 크랭크암(130)은 조절부재(122b)의 측면판(123b)에 회전 가능하게 결합되어 발판부(140)를 향하도록 연장되는 크랭크암 몸체(131), 크랭크암 몸체(131)의 일단에 마련되어 크랭크암 몸체(131)를 조절부재(122b)의 측면판(123b)에 회전 가능하게 결합시키는 제1 결합부(132), 및 크랭크암 몸체(131)의 타단에 마련되어 크랭크암 몸체(131)를 페달부(140)와 결합시키는 제2 결합부(133)를 포함하여 구성될 수 있다.The crank arm 130 may be coupled to transmit rotational power to the flywheel 110. The crank arm 130 is provided at one end of the crank arm body 131, which is rotatably coupled to the side plate 123b of the adjustment member 122b and extends toward the footrest 140, and the crank arm body 131. A first coupling portion 132 that rotatably couples the crank arm body 131 to the side plate 123b of the adjustment member 122b, and is provided at the other end of the crank arm body 131 to connect the crank arm body 131. It may be configured to include a second coupling portion 133 coupled to the pedal portion 140.

페달부(140)는 크랭크암(130)의 단부에 연결되어 사용자의 족부와 직접 접촉한다. 이에 따라, 재활 환자인 사용자가 족부를 통해 페달부(140)를 밟으면, 크랭크암(130)이 회전하고, 크랭크암(130)의 회전 동력이 플라이휠(110)로 전달되어 플라이휠(110)이 회전하게 된다. 이를 통해, 재활 환자가 자전거를 타는 형태로 재활 운동을 할 수 있다.The pedal unit 140 is connected to the end of the crank arm 130 and directly contacts the user's feet. Accordingly, when the user, a rehabilitation patient, steps on the pedal unit 140 through the foot, the crank arm 130 rotates, and the rotational power of the crank arm 130 is transmitted to the flywheel 110, causing the flywheel 110 to rotate. I do it. Through this, rehabilitation patients can do rehabilitation exercise in the form of riding a bicycle.

회전평면 조절부(120)는 페달부(140)의 페달 궤적을 회전축 편각이 상이한 다수의 회전 평면 간에 전환할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서, 다수의 회전 평면은 회전축 편각이 수평 방향과 나란한 시상면 회전 평면, 회전축 편각이 시상면을 기준으로 제1 방향으로 기울어진 내전 회전 평면, 및 회전축 편각이 시상면을 기준으로 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 기울어진 외전 회전 평면을 포함할 수 있다.The rotation plane control unit 120 may be configured to switch the pedal trajectory of the pedal unit 140 between a plurality of rotation planes with different rotation axis declination angles. Here, the plurality of rotation planes include a sagittal rotation plane in which the rotation axis declination is parallel to the horizontal direction, an adduction rotation plane in which the rotation axis declination is inclined in a first direction with respect to the sagittal plane, and a rotation axis declination in a first direction with respect to the sagittal plane. and an abduction rotation plane inclined in a second, opposite direction.

시상면 회전 평면은 일반적으로 알려진 종래의 에르고미터의 페달 궤적에 해당하는 회전 평면이다. 내전 회전 평면은 페달 궤적의 최상부가 플라이휠 측을 향하고 페달 궤적의 최하부가 플라이휠에서 멀어지도록 기울어지는 회전 평면을 의미할 수 있다. 이와 달리, 외전 회전 평면은 내전 회전 평면과 반대 방향으로 기울어진 회전 평면으로, 페달 궤적의 최상부가 플라이휠에서 멀어지고 페달 궤적의 최하부가 플라이휠 측을 향하도록 기울어지는 회전 평면을 의미할 수 있다.The sagittal rotation plane is the rotation plane corresponding to the commonly known pedal trajectory of a conventional ergometer. The adduction rotation plane may mean a rotation plane in which the uppermost part of the pedal trajectory is inclined toward the flywheel and the lowermost part of the pedal trajectory is inclined away from the flywheel. In contrast, the abduction rotation plane is a rotation plane inclined in the opposite direction to the adduction rotation plane, and may mean a rotation plane inclined so that the top of the pedal trajectory is away from the flywheel and the bottom of the pedal trajectory is toward the flywheel.

회전평면 조절부의 상세한 구조에 대해서는 후술하기로 하고, 먼저 페달부(140)의 구성에 대해 설명한다. 도 4는 도 1의 'B'부를 확대하여 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 구성하는 페달부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터를 구성하는 페달부의 동작을 설명하기 위한 측면도이다.The detailed structure of the rotation plane control unit will be described later, and first, the configuration of the pedal unit 140 will be described. Figure 4 is an enlarged perspective view of part 'B' in Figure 1. Figure 5 is a plan view for explaining the operation of the pedal unit constituting the rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a side view for explaining the operation of the pedal unit constituting the rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention.

페달부(140)는 크랭크암(130)의 단부에 마련되며, 재활 운동 환자의 족부의 상대적인 회전(페달 발판에 해당하는 평면에서 좌우 회전) 및/또는 기울임 각(정면에서 바라볼 때 좌우 방향 회전)을 자유롭게 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 페달부(140)는 페달 축(141), 관절 고정부(142), 페달 관절부(143), 및 페달 발판(144)을 포함하여 구성될 수 있다.The pedal unit 140 is provided at the end of the crank arm 130, and provides relative rotation (left and right rotation in the plane corresponding to the pedal footrest) and/or tilt angle (left and right rotation when viewed from the front) of the foot of the rehabilitation exercise patient. ) can be configured to be freely adjustable. To this end, the pedal unit 140 may be configured to include a pedal shaft 141, a joint fixing unit 142, a pedal joint 143, and a pedal footrest 144.

페달 축(141)은 크랭크암(130)의 단부에 크랭크암(130)과 수직한 방향으로 회전 가능하게 결합되며, 베어링 등의 지지 수단을 매개로 자유로운 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 관절 고정부(142)는 페달 축(141)에 마련된 결합부(146)에 페달 관절부(143)를 고정시키도록 구성될 수 있다.The pedal shaft 141 is rotatably coupled to the end of the crank arm 130 in a direction perpendicular to the crank arm 130, and can be configured to freely rotate through a support means such as a bearing. The joint fixing part 142 may be configured to fix the pedal joint part 143 to the coupling part 146 provided on the pedal shaft 141.

관절 고정부(142)는 일례로 클릿 구조로 구성되어 페달 관절부(143)를 페달 축(141)에 고정할 수 있다. 그 외에도, 관절 고정부(142)는 볼트/너트 결합 구조, 클램프 구조 등의 다양한 수단으로 구성되는 것도 가능하며, 페달 관절부(143)를 페달 축(141)에 고정시키는 기능을 할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 관절 고정부(142)는 사용자가 운동 전, 후 탈거 또는 장착이 용이하게, 또는 유사시에 장비에서 이탈을 할 수 있도록 구성될 수 있다.For example, the joint fixing part 142 may be configured as a cleat structure to fix the pedal joint part 143 to the pedal shaft 141. In addition, the joint fixing part 142 can be composed of various means such as a bolt/nut combination structure, a clamp structure, etc., and can be used especially if it has the function of fixing the pedal joint part 143 to the pedal shaft 141. It can be used without limitation. The joint fixing unit 142 may be configured to allow the user to easily remove or install it before or after exercising, or to remove it from the equipment in an emergency.

페달 관절부(143)는 관절 고정부(142)에 의해 페달 축(141)과 연결된다. 페달 관절부(143)는 횡축(도 6에 도시된 바와 같이 정면에서 바라볼 때 좌우 방향 회동) 및/또는 수직축 방향(도 5에 도시된 바와 같이, 상부에서 내려다본 평면 상에서의 회전)으로 자유롭게 회전 가능하게 마련될 수 있다.The pedal joint portion 143 is connected to the pedal shaft 141 by a joint fixing portion 142. The pedal joint 143 is free to rotate in the horizontal axis (rotation in the left and right direction when viewed from the front, as shown in FIG. 6) and/or in the vertical axis direction (rotation in the plane viewed from the top, as shown in FIG. 5). It can be made possible.

페달 관절부(143)는 페달 축(141)에 대한 사용자의 족부의 상대적 위치 및 방향(내/외 회전, 내/외전 등)을 다양하게 조정할 수 있도록 마련된다. 페달 발판(144)은 페달 관절부(143)에 의해 페달 축(141)에 대해 상대 각도가 조정 가능하게 구성되며, 재활 환자의 족부와 직접 접촉할 수 있도록 구성된다.The pedal joint 143 is provided to variously adjust the relative position and direction (internal/external rotation, internal/abduction, etc.) of the user's foot with respect to the pedal shaft 141. The pedal footrest 144 is configured to have an adjustable relative angle with respect to the pedal shaft 141 by the pedal joint portion 143, and is configured to be in direct contact with the foot of a rehabilitation patient.

본 발명의 실시예에서, 페달 관절부(143)는 횡축 및 수직축의 회전이 가능하도록, 일례로 볼조인트(143c) 형태로 구성될 수 있다. 볼조인트(143c)는 페달 축(141)에 대해 상대 각도(종축 및 수직축)를 조절하여 고정된 채로 연결하여 회전력을 전달하는 부품으로, 고정 볼트(143a, 148)에 의해 페달 관절부(142)의 몸체(145) 내에 장착되는 볼 조인트 마운트 홀더(143b)를 포함할 수 있다. 볼 조인트 마운트 홀더(143b)는 페달 관절부(143)의 몸체(145) 내부에 마련된 법면에 접촉될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the pedal joint 143 may be configured, for example, in the form of a ball joint 143c to enable rotation of the horizontal and vertical axes. The ball joint 143c is a part that transmits rotational force by being fixedly connected by adjusting the relative angles (longitudinal axis and vertical axis) with respect to the pedal axis 141, and is connected to the pedal joint 142 by the fixing bolts 143a and 148. It may include a ball joint mount holder 143b mounted within the body 145. The ball joint mount holder 143b may be in contact with a slope provided inside the body 145 of the pedal joint 143.

고정 볼트(143a, 148)는 페달 관절부(143)의 몸체에 마련된 볼트 결합공을 통해 결합될 수 있다. 사용자는 원하는 족부 위치에 페달 발판(144)을 위치시킨 후 볼 조인트(143c)의 위치를 조정하기 위해, 고정 볼트(143a, 148)를 체결하여 볼 조인트 마운트 홀더(143b)를 페달 관절부(143)의 몸체(145) 내부 법면을 따라 상승시킴으로써, 볼 조인트 마운트 홀더(143b)에 의해 페달 발판(144)에 결속력을 제공할 수 있다.The fixing bolts 143a and 148 may be coupled through a bolt coupling hole provided in the body of the pedal joint 143. After placing the pedal footrest 144 at the desired foot position, the user fastens the fixing bolts 143a and 148 to adjust the position of the ball joint 143c to attach the ball joint mount holder 143b to the pedal joint 143. By raising the body 145 along the inner slope, binding force can be provided to the pedal footrest 144 by the ball joint mount holder 143b.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 주요 부분을 절개하여 나타낸 사시도이다. 이하에서 도 1 내지 도 3 및 도 7을 참조하여 회전평면 조절부(120)의 구체적인 구조에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에서, 회전평면 조절부(120)는 축이음(121)과, 축 고정부(122)를 포함할 수 있다.Figure 7 is a perspective view showing a cutaway main part of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the specific structure of the rotation plane adjustment unit 120 will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 and 7. In one embodiment of the present invention, the rotation plane adjustment unit 120 may include a shaft joint 121 and a shaft fixing portion 122.

축이음(121)은 플라이휠(110)의 회전면에 대해 크랭크암(130)의 회전 평면의 방향이 전환되더라도 동일한 속도의 회전이 유지되도록 크랭크암(130)의 일단과 플라이휠(110) 간을 결속한다. 회전평면 조절부(120)의 축이음(121)은 회전 축 변환이 유지된 채로 플라이휠(110)과 크랭크암(130)의 동력 축이 결착되어 동일하게 회전하게 하는 역할을 할 수 있다.The shaft coupling 121 connects one end of the crank arm 130 and the flywheel 110 so that rotation at the same speed is maintained even if the direction of the rotation plane of the crank arm 130 is changed with respect to the rotation surface of the flywheel 110. . The shaft joint 121 of the rotation plane adjusting unit 120 may serve to couple the power axes of the flywheel 110 and the crank arm 130 to rotate equally while maintaining the rotation axis conversion.

회전평면 조절부(120)의 축이음(121)은 제파 자재 이음(rzeppa univerial joint), 벨 타입 자재 이음(bell type joint) 등 등속 조인트나 유니버설 조인트(universial joint) 등이 활용될 수 있다. 축이음(121)은 두 개의 회전 축을 각도 조절 가능하게 연결하여 동력을 전달할 수 있는 알려진 축이음 장치로 구현될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The shaft joint 121 of the rotation plane control unit 120 may be a constant velocity joint or a universal joint such as a rzeppa univerial joint or a bell type joint. Since the shaft joint 121 can be implemented as a known shaft joint device capable of transmitting power by connecting two rotating shafts in an angle-adjustable manner, a detailed description thereof will be omitted.

축 고정부(122)는 플라이휠(110)의 동력축과 크랭크암(130)의 동력축이 일정한 편각을 유지한 채로 회전할 수 있게 고정하며, 크랭크암(130)의 회전축 편각을 조절한 상태로 고정하는 역할을 한다. 축 고정부(122)는 플라이휠(110)의 회전면을 기준으로 크랭크암(130)의 회전 평면에 경사각을 가하고 경사각을 유지한 상태로 고정시키도록 구성된다.The shaft fixing part 122 fixes the power shaft of the flywheel 110 and the power shaft of the crank arm 130 to rotate while maintaining a constant declination angle, and adjusts the declination angle of the rotation axis of the crank arm 130. It plays a fixing role. The shaft fixing unit 122 is configured to apply an inclination angle to the rotation plane of the crank arm 130 based on the rotation plane of the flywheel 110 and fix it while maintaining the inclination angle.

본 발명의 일 실시예에서, 축 고정부(122)는 플라이휠(110)을 지지하는 몸체에 고정되는 중심부재(122a)와, 크랭크암(130)의 단부에 각도 조절축(122c)을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 조절부재(122b), 및 중심부재(122a)와 조절부재(122b)를 결합하는 고정부재를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the shaft fixing part 122 is centered on a central member 122a fixed to the body supporting the flywheel 110 and an angle adjustment axis 122c at the end of the crank arm 130. It may include an adjustment member 122b that is rotatably coupled, and a fixing member that couples the central member 122a and the adjustment member 122b.

중심부재(122a)에는 각도 조절축(122c)을 중심으로 소정의 각도마다 타공되어 호 형태의 배열을 이루는 다수의 제1 결합공(124a)이 구비된다. 중심부재(122a)는 조절부재(122b)와 안정적인 결합을 이룰수 있도록, 축이음(121)을 기준으로 양측에 한 쌍으로 마련될 수 있다.The central member 122a is provided with a plurality of first coupling holes 124a that are perforated at predetermined angles around the angle adjustment axis 122c and form an arc-shaped arrangement. The central member 122a may be provided in pairs on both sides of the shaft joint 121 to achieve stable coupling with the adjustment member 122b.

조절부재(122b)는 한 쌍의 중심부재(122a)에 고정부재에 의해 각각 결합되는 한 쌍의 고정판(123a)과, 한 쌍의 고정판(123a)을 연결하는 측면판(123b)을 포함하여 구성될 수 있다. 조절부재(122b)의 고정판(123a)에는 중심부재(122a)의 제1 결합공(124a)과 대응되는 위치에 제2 결합공(124b)이 구비될 수 있다.The adjustment member (122b) includes a pair of fixing plates (123a) each coupled to a pair of central members (122a) by fixing members, and a side plate (123b) connecting the pair of fixing plates (123a). It can be. The fixing plate 123a of the adjustment member 122b may be provided with a second coupling hole 124b at a position corresponding to the first coupling hole 124a of the central member 122a.

고정부재는 중심부재(122a)에 마련된 다수의 제1 결합공(124a) 중의 적어도 하나와, 조절부재(122b)에 마련된 제2 결합공(124b)에 삽입되어 중심부재(122a)와 조절부재(122b)를 고정시킬 수 있다. 고정부재는 일정 각도마다 타공된 다수의 구멍 중 어느 하나에 결합되는 볼 로크핀(ball lock-pin)으로 구성되어 크랭크암(130)의 회전축 편각을 원하는 각도에 고정할 수 있도록 구성될 수 있다.The fixing member is inserted into at least one of the plurality of first coupling holes 124a provided in the central member 122a and the second coupling hole 124b provided in the adjusting member 122b to form the central member 122a and the adjusting member ( 122b) can be fixed. The fixing member may be composed of a ball lock-pin coupled to one of a plurality of holes drilled at a certain angle, and may be configured to fix the rotation axis declination of the crank arm 130 to a desired angle.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터(100)는 회전평면 조절부(120)에 의해, 플라이휠(110)의 회전 평면과 크랭크암(130) 및 페달부(140)의 회전 평면 사이에 다양한 경사각을 주어 재활 환자의 재활 운동을 위한 회전 운동 궤적을 조절할 수 있다.In this way, the rehabilitation exercise ergometer 100 according to an embodiment of the present invention adjusts the rotation plane of the flywheel 110 and the rotation plane of the crank arm 130 and the pedal unit 140 by the rotation plane adjusting unit 120. By giving various inclination angles between them, the rotational movement trajectory for rehabilitation patients' rehabilitation exercises can be adjusted.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 동작을 설명하기 위한 정면도이다. 도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 동작을 설명하기 위한 사시도이다. 도 8 내지 도 13은 재활 운동 수행 시 다양하게 변위된 회전 평면 상에서 회전하는 크랭크암의 움직임을 나타낸 것이다.8 to 10 are front views for explaining the operation of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. 11 to 13 are perspective views for explaining the operation of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. Figures 8 to 13 show the movement of a crank arm rotating on variously displaced rotational planes when performing rehabilitation exercises.

도 8 내지 도 13을 참조하여 설명하면, 회전평면 조절부(120)는 플라이휠(110)의 회전면에 대해 회전 평면의 회전축 편각을 조정할 수 있다. 이를 통해, 크랭크암(130)의 회전 평면에 대해 내전 및 외전 궤적을 형성할 수 있으며, 회전평면 조절부(120)의 축이음(121)과 축 고정부(122)를 통해 크랭크암(130) 회전 시 회전 평면 상에서 발판의 회전 궤적을 유지하면서 플라이휠(110)에 동력을 전달할 수 있다.8 to 13 , the rotation plane adjusting unit 120 may adjust the rotation axis declination of the rotation plane with respect to the rotation plane of the flywheel 110. Through this, it is possible to form an adduction and abduction trajectory with respect to the rotation plane of the crank arm 130, and the crank arm 130 is connected through the shaft joint 121 and the shaft fixing portion 122 of the rotation plane adjuster 120. When rotating, power can be transmitted to the flywheel 110 while maintaining the rotational trajectory of the footrest on the rotation plane.

회전 평면이 조절된 상태에서, 사용자가 페달부(140)를 밟아 회전운동을 수행하면, 크랭크암(130)이 회전하게 되고, 크랭크암(130)의 회전 각속도가 등속 조인트(축이음)에 전달이 되며, 등속 조인트와 직접적으로 체결된 플라이휠(110)에 동력이 전달된다. 이를 통해 위상이 반대인 상대측의 크랭크암(130)으로 동력이 전달되는 일련의 과정을 거치게 된다.In a state where the rotation plane is adjusted, when the user performs a rotational movement by stepping on the pedal unit 140, the crank arm 130 rotates, and the rotational angular velocity of the crank arm 130 is transmitted to the constant velocity joint (axial joint). , and power is transmitted to the flywheel 110 directly connected to the constant velocity joint. Through this, power goes through a series of processes in which power is transmitted to the crank arm 130 on the opposite side of the phase.

한편, 앞서 설명한 실시예에서는 중심부재(122a)에 마련된 제1 결합공(124a)과, 조절부재(122b)에 마련된 제2 결합공(124b)의 위치를 정렬시킨 상태에서 제1 결합공(124a) 및 제2 결합공(124b)에 볼 로크핀 등의 고정부재를 체결하여 페달부(140)의 회전 궤적을 틸팅시키는 방식을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 구동실린더, 구동모터, 구동벨트, 스크류축결합 등의 다양한 방식의 구동부에 의해 중심부재(122a)에 대해 조절부재(122b)를 회동시켜 페달부(140)의 회전 궤적을 다양한 각도로 틸팅시키는 것도 가능하다.Meanwhile, in the previously described embodiment, the first coupling hole 124a provided in the central member 122a and the second coupling hole 124b provided in the adjusting member 122b are aligned. ) and a method of tilting the rotational trajectory of the pedal unit 140 by fastening a fixing member such as a ball lock pin to the second coupling hole 124b has been described as an example, but the method is not limited to this and includes a drive cylinder, drive motor, and drive belt. It is also possible to tilt the rotational trajectory of the pedal unit 140 at various angles by rotating the adjustment member 122b with respect to the central member 122a using various types of driving units such as screw shaft coupling.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 페달부(140)는 페달 축을 종축(x-축 또는 y-축)으로 보았을 때 페달 관절부의 조정을 통해 횡축(y-축 또는 x-축) 및 수직축(z-축) 회전 자유도를 추가로 가져 회전 움직임(roll)과 좌우 기울임(yaw)이 가능하며, 이를 통해 사용자는 내회전, 외회전, 내전 및 외전 자세 등의 다양한 족부 자세를 취한 채로 재활운동을 수행할 수 있다. 이와 같이, 페달 조정을 통한 자세 변화로 인해, 운동 수행 시 활성화되는 근육 패턴이 달라질 수 있으며, 관절에 가해지는 부하의 방향을 조정할 수 있다.Meanwhile, as described above, the pedal unit 140 operates on the horizontal axis (y-axis or x-axis) and the vertical axis (z-axis) through adjustment of the pedal joint when the pedal axis is viewed as the longitudinal axis (x-axis or y-axis). ) It has an additional degree of rotational freedom, allowing rotational movement (roll) and left and right tilting (yaw), which allows users to perform rehabilitation exercises while assuming various foot postures such as internal rotation, external rotation, adduction, and abduction. In this way, due to a change in posture through pedal adjustment, the muscle pattern activated during exercise may change and the direction of the load applied to the joint may be adjusted.

본 발명의 실시예에 의하면, 자전거 작업계를 활용한 재활운동 시, 기존의 단일 평면, 즉 시상면에만 국한되었던 구조에서 벗어나 페달 궤적을 임의의 방향으로 기울일 수 있게 함으로써, 다중 평면에서의 운동 궤적 및 다양한 족부 자세 조정(내/외전, 내/외회전 등)이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, during rehabilitation exercise using a bicycle work system, the exercise trajectory in multiple planes is achieved by allowing the pedal trajectory to be tilted in an arbitrary direction, breaking away from the existing structure limited to only a single plane, that is, the sagittal plane. And various foot posture adjustments (inversion/abduction, internal/external rotation, etc.) are possible.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터에 의하면, 사용자 개인이 훈련하고자 하는 근육 및 기능에 초점을 맞추어 효과적인 훈련을 수행할 수 있으며, 관절에 가해지는 외력 작용 방향을 전환시켜 통증 경감, 수술 부위 보호 등 운동의 안정성을 높일 수 있다.According to the rehabilitation exercise ergometer according to the embodiment of the present invention as described above, effective training can be performed by focusing on the muscles and functions that the individual user wants to train, and pain relief is achieved by changing the direction of external force applied to the joint. It can improve the stability of exercise, including relief and protection of the surgical site.

특히, 재활 운동의 궤적인 시상면으로 국한되지 않고, 회전 및 관상면 움직임이 다양하게 조절되어, 재활 훈련할 수 있는 근력과 기능을 다양화할 수 있으며, 발목과 무릎의 상대적 위치 등에 따라 관절염 등 다양한 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.In particular, it is not limited to the sagittal plane, which is the trajectory of rehabilitation exercise, and rotational and coronal movements can be controlled in various ways, so that the strength and function that can be rehabilitated can be diversified. Depending on the relative positions of the ankle and knee, etc., various diseases such as arthritis can be achieved. You can prevent problems from occurring.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 운동 궤적의 다양화 및 재활 환자의 운동 자유도의 증가를 통해, 임상에서 환자의 개별 맞춤형 재활의 효과 및 안정성을 극대화할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 자전거 작업계의 형태를 활용하기 때문에, 무동력 형태의 경우 대상자 본인의 건측 힘을 활용하여 환측을 훈련할 수 있는 형태로 작용하여 고가의 구동계 없이 저가형으로 보급이 가능하다. 또한, 재활 훈련 기기로서의 활용에만 국한되지 않고 개인 훈련용 자전거에도 적용할 수 있어, 목표하는 근육에 자극을 가하면서 운동 및 훈련을 할 수 있는 형태로 개발 가능하다.As described above, according to the present invention, the effectiveness and stability of individually tailored rehabilitation of patients in clinical practice can be maximized by diversifying exercise trajectories and increasing the degree of freedom of movement of rehabilitation patients. Since the rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention utilizes the form of a bicycle work system, in the case of a non-powered form, it acts as a form that can train the affected side by utilizing the strength of the subject's own healthy side, making it a low-cost type without an expensive drive system. Dissemination is possible. In addition, it is not limited to use as a rehabilitation training device, but can also be applied to personal training bicycles, so it can be developed in a form that allows exercise and training while stimulating the target muscles.

본 발명은 재활 운동을 지시 및 감독하는 전문가가 환자 정보를 직접 분석하고 재활 목표 선정, 궤적을 선정하는 일련의 과정을 거치는 것을 기본으로 하나, 환자의 데이터 및 목표 운동 부위 정보를 토대로 페달 궤적 선정 알고리즘을 구성하여 적합한 운동 궤적을 선정 및 추천해주는 자동화 과정이 도입될 수도 있다. 또한, 측정한 각종 정보들을 토대로 되먹임 과정을 거쳐 재반영하여 재활 운동을 조정할 수도 있다. 이를 위해, 측정 센서는 힘 및 관성 센서 등의 각종 센서를 포함할 수 있다.The present invention is based on a series of processes in which an expert who instructs and supervises rehabilitation exercises directly analyzes patient information, selects rehabilitation goals, and selects a trajectory. However, a pedal trajectory selection algorithm is based on the patient's data and target exercise area information. An automated process that selects and recommends an appropriate exercise trajectory may be introduced. In addition, rehabilitation exercises can be adjusted by reflecting various measured information through a feedback process. To this end, the measurement sensor may include various sensors such as force and inertial sensors.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 구성도이다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터의 기능을 설명하기 위한 개념도이다. 도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동 에르고미터는 데이터 수집부(151)와, 회전 평면 선정부(152), 제어부(153), 측정 센서(154) 및 운동 수행 평가부(155)를 더 포함할 수 있다.Figure 14 is a configuration diagram of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. Figure 15 is a conceptual diagram for explaining the function of a rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention. 14 and 15, the rehabilitation exercise ergometer according to an embodiment of the present invention includes a data collection unit 151, a rotation plane selection unit 152, a control unit 153, a measurement sensor 154, and exercise performance. It may further include an evaluation unit 155.

데이터 수집부(151)는 운동 수행 단계(T)의 전 단계에서 수행되는 기반 설정 단계(S)에서, 재활 환자에 관련된 영상 정보(X-RAY, MRI, CT 영상 등)와 신체 기능 정보 및 재활 관련 정보를 포함하는 재활 환자 정보를 수집할 수 있다(S1). 신체 기능 정보(근육 기능 정보), 재활 관련 정보(재활 및 운동 단계 정보)를 비롯한 재활 환자 정보(예를 들어, 나이, 성별, 통증 수준, 발생 가능한 후유증 등)는 의사의 문진이나, 진단 결과, 재활 환자에 대한 설문 등을 통해 수집되어 데이터베이스에 저장될 수 있다.The data collection unit 151 collects image information (X-RAY, MRI, CT images, etc.) related to rehabilitation patients and physical function information and rehabilitation in the base setting step (S) performed in the previous step of the exercise performance step (T). Rehabilitation patient information including related information can be collected (S1). Rehabilitation patient information (e.g. age, gender, pain level, possible aftereffects, etc.), including physical function information (muscle function information), rehabilitation-related information (rehabilitation and exercise phase information), is collected through a doctor's interview, diagnosis results, It can be collected through questionnaires on rehabilitation patients and stored in a database.

회전 평면 선정부(152)는 데이터 수집부(151)에 의해 수집된 재활 환자 정보를 기초로 재활 환자의 재활 운동을 위한 목표 회전 평면을 결정할 수 있다(S2, S3). 회전 평면 선정부(152)는 영상 정보에서 추출된 재활 상태와 문진 정보, 설문 정보 등을 기초로, 주된 목표 운동 근육, 보호가 필요한 부위, 목표 관절 가동 범위 등응ㄹ 분석하고(S2), 분석 결과를 통해 재활 환자에게 맞는 폐달 궤적의 틸팅 각도, 발목 고정 각도, 부하 정도 등을 산출할 수 있다(S3).The rotation plane selection unit 152 may determine a target rotation plane for the rehabilitation patient's rehabilitation exercise based on the rehabilitation patient information collected by the data collection unit 151 (S2, S3). The rotation plane selection unit 152 analyzes the main target exercise muscles, areas requiring protection, target joint range of motion, etc. based on the rehabilitation status, questionnaire information, and questionnaire information extracted from the image information (S2), and analyzes the results. Through this, it is possible to calculate the tilting angle of the lung trajectory suitable for the rehabilitation patient, ankle fixation angle, load level, etc. (S3).

일 실시예로, 회전 평면 선정부(152)는 학습된 합성곱 인공신경망을 기초로, 입력 데이터인 의료 영상으로부터 커널 영상을 이용한 합성곱 처리를 통해 재활 부위의 특징들(특징맵들)을 추출하여 페달 궤적의 적정 틸팅 각도를 출력할 수 있다. 합성곱 인공신경망은 재활 환자별 의료 영상과, 재활 환자 정보 및 의사에 의해 재활 환자별로 추천된 틸팅 각도를 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습될 수 있다. 합성곱 인공신경망에 의해 추출된 특징들과 함께 재활 환자 정보의 각 항목들이 완전 연결층(Fully Connected Layer)의 입력 노드들로 입력되면, 다수의 은닉층을 통해 적정 틸팅 각도값이 출력 노드를 통해 출력될 수 있다.In one embodiment, the rotation plane selection unit 152 extracts features (feature maps) of the rehabilitation area through convolution processing using a kernel image from medical images, which are input data, based on a learned convolutional artificial neural network. Thus, the appropriate tilting angle of the pedal trajectory can be output. The convolutional artificial neural network can be learned based on learning data including medical images for each rehabilitation patient, rehabilitation patient information, and a tilting angle recommended by a doctor for each rehabilitation patient. When each item of rehabilitation patient information along with the features extracted by the convolutional artificial neural network are input to the input nodes of the fully connected layer, the appropriate tilting angle value is output through the output node through multiple hidden layers. It can be.

제어부(153)는 회전 평면 선정부(152)에 의해 결정된 목표 회전 평면에 따라 회전평면 조절부(120)를 제어하여 크랭크암(130)의 회전 평면 및 회전축 편각을 조절할 수 있다. 제어부(153)는 예를 들어 목표 회전 평면에 따라 구동실린더 등의 구동장치(구동부)를 제어하여 회전평면 조절부(120)를 구동함으로써 페달 궤적의 틸팅 각도를 재활 환자에 대해 추천된 각도로 조절할 수 있다. 또는, 제어부(153)는 사용자가 직접 회전평면 조절부(120)를 조적하여 페달 궤적의 각도를 조절할 수 있도록, 페달 궤적의 적정 틸팅 각도를 사용자에게 출력하는 수단으로 제공될 수도 있다.The control unit 153 may control the rotation plane adjustment unit 120 according to the target rotation plane determined by the rotation plane selection unit 152 to adjust the rotation plane and rotation axis declination of the crank arm 130. For example, the control unit 153 controls a driving device (driving unit) such as a driving cylinder according to the target rotation plane to drive the rotation plane adjustment unit 120 to adjust the tilting angle of the pedal trajectory to the recommended angle for the rehabilitation patient. You can. Alternatively, the control unit 153 may be provided as a means for outputting an appropriate tilting angle of the pedal trajectory to the user so that the user can directly adjust the angle of the pedal trajectory by adjusting the rotation plane adjustment unit 120.

측정 센서(154)는 재활 운동 에르고미터(100)에 의한 재활 환자의 운동 수행 중에 재활 환자의 재활과 관련된 운동 정보 및 생체 신호를 수집하도록 구성된다. 측정 센서(154)는 예를 들어 재활 운동에 의해 발생되는 힘 및/또는 관성을 측정하기 위한 운동 측정 센서(예를 들어, 힘 센서, 관성 센서 등), 재활 환자의 온도, 호흡, 맥박, 혈압 등의 다양한 생체 신호를 수집하기 위한 하나 이상의 센서(예를 들어, 온도 센서, 호흡 센서, 맥박 센서, 혈압 센서 등)를 포함할 수 있다.The measurement sensor 154 is configured to collect exercise information and bio-signals related to the rehabilitation of the rehabilitation patient while the rehabilitation patient is performing exercise by the rehabilitation exercise ergometer 100. The measurement sensor 154 is, for example, an exercise measurement sensor (e.g., force sensor, inertial sensor, etc.) for measuring force and/or inertia generated by rehabilitation exercise, temperature, respiration, pulse, and blood pressure of a rehabilitation patient. It may include one or more sensors (eg, a temperature sensor, a respiration sensor, a pulse sensor, a blood pressure sensor, etc.) for collecting various biological signals.

운동 수행 평가부(155)는 측정 센서에 의해 수집된 재활 환자의 생체 신호를 기초로 재활 환자의 재활 운동 중인 회전 평면에 따른 재활 환자의 운동 수행을 평가할 수 있다(T1). 운동 수행 평가부(155)는 측정 센서(154)에 의해 수집된 생체 신호를 재활 환자에게 적합하도록 설정된 기준 생체 신호 레벨과 비교하여 재활 환자가 적절한 수준의 재활 운동 효과를 얻고 있는지를 판단할 수 있다.The exercise performance evaluation unit 155 may evaluate the rehabilitation patient's exercise performance according to the rotational plane in which the rehabilitation patient is exercising based on the rehabilitation patient's biosignals collected by the measurement sensor (T1). The exercise performance evaluation unit 155 may determine whether the rehabilitation patient is obtaining an appropriate level of rehabilitation exercise effect by comparing the biosignals collected by the measurement sensor 154 with a reference biosignal level set to be suitable for the rehabilitation patient. .

운동 수행 평가부(155)에 의해 페달 궤적의 틸팅 각도가 재활 환자에게 적절한 재활 운동 효과를 얻을 수 있다고 판단되면, 긍정 피드백이 발생되어 인공신경망이 학습되고, 반대로 페달 궤적의 틸팅 각도가 재활 환자에게 적절한 재활 운동 효과를 제공하지 못하는 것으로 판단되면, 부정 피드백을 발생시켜 인공신경망을 학습할 수 있다. 이와 같이 인공신경망을 지속적으로 학습하여 페달 궤적의 적정 틸팅 각도 예측 정확성을 높일 수 있다.If the exercise performance evaluation unit 155 determines that the tilting angle of the pedal trajectory can obtain an appropriate rehabilitation exercise effect for the rehabilitation patient, positive feedback is generated and the artificial neural network is learned, and conversely, the tilting angle of the pedal trajectory is If it is determined that it does not provide an appropriate rehabilitation exercise effect, negative feedback can be generated to learn the artificial neural network. In this way, the accuracy of predicting the appropriate tilting angle of the pedal trajectory can be increased by continuously learning the artificial neural network.

예를 들어, 운동 수행 평가부(155)는 재활 환자의 재활 운동 중에 페달링 압력/속도, 페달의 궤적, 환자의 반응/통증 등을 기초로 재활 운동의 적정성을 평가하고, 평가 결과를 반영하여 기반 설정 단계(S)에서의 알고리즘 혹은 파라미터를 갱신할 수 있다.For example, the exercise performance evaluation unit 155 evaluates the adequacy of the rehabilitation exercise based on the pedaling pressure/speed, pedal trajectory, patient's reaction/pain, etc. during the rehabilitation patient's rehabilitation exercise, and reflects the evaluation results to provide the basis. The algorithm or parameters in the setting step (S) can be updated.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent. Therefore, other implementations, other embodiments and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.

100 : 재활 운동 에르고미터
110 : 플라이휠
120 : 회전평면 조절부
121 : 축이음
122 : 축 고정부
122a : 중심부재
122b : 조절부재
122c : 각도 조절축
123a : 고정판
123b : 측면판
124a : 제1 결합공
124b : 제2 결합공
125 : 베어링
130 : 크랭크암
140 : 페달부
141 : 페달 축
142 : 관절 고정부
143 : 페달 관절부
143c : 볼조인트
144 : 페달 발판100: Rehabilitation exercise ergometer
110: flywheel
120: Rotation plane control unit
121: shaft joint
122: shaft fixing part
122a: Central material
122b: Control member
122c: Angle control axis
123a: fixing plate
123b: side plate
124a: first coupling hole
124b: second coupling hole
125: bearing
130: Crank arm
140: pedal unit
141: pedal axis
142: joint fixation unit
143: pedal joint
143c: ball joint
144: pedal footrest

Claims (10)

자전거 작업계 몸체에 회전 가능하게 마련되는 플라이휠;
상기 플라이휠의 양측에 각각 구비되는 회전평면 조절부;
상기 회전평면 조절부에 회전 가능하게 결합되는 크랭크암; 및
상기 크랭크암의 단부에 마련되는 페달부를 포함하고,
상기 회전평면 조절부는 상기 크랭크암이 회전하는 회전 평면의 회전축 편각을 조정하여 상기 페달부의 페달 궤적을 틸팅 가능하도록 구성되는, 재활 운동 에르고미터.A flywheel rotatably provided on the body of the bicycle work system;
Rotation plane control units provided on both sides of the flywheel;
a crank arm rotatably coupled to the rotation plane control unit; and
It includes a pedal portion provided at an end of the crank arm,
The rotation plane adjusting unit is configured to tilt the pedal trajectory of the pedal unit by adjusting the rotation axis declination of the rotation plane in which the crank arm rotates. 청구항 1에 있어서,
상기 회전평면 조절부는 상기 페달 궤적을 상기 회전축 편각이 상이한 다수의 회전 평면 간에 전환할 수 있도록 구성되는, 재활 운동 에르고미터.In claim 1,
The rotation plane adjusting unit is configured to switch the pedal trajectory between a plurality of rotation planes having different rotation axis declination angles. 청구항 2에 있어서,
상기 다수의 회전 평면은 상기 회전축 편각이 수평 방향과 나란한 시상면 회전 평면, 상기 회전축 편각이 시상면을 기준으로 제1 방향으로 기울어진 내전 회전 평면, 및 상기 회전축 편각이 상기 시상면을 기준으로 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 기울어진 외전 회전 평면을 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 2,
The plurality of rotation planes include a sagittal rotation plane in which the rotation axis declination is parallel to the horizontal direction, an adduction rotation plane in which the rotation axis declination is inclined in a first direction with respect to the sagittal plane, and the rotation axis declination is relative to the sagittal plane. A rehabilitation exercise ergometer comprising an abduction rotation plane inclined in a second direction opposite to the first direction. 청구항 1에 있어서,
상기 회전평면 조절부는:
상기 크랭크암의 회전 평면이 전환되더라도 동일한 속도의 회전이 유지되도록 상기 크랭크암의 일단과 상기 플라이휠 간을 연결하는 축이음; 및
상기 플라이휠의 회전면을 기준으로 상기 크랭크암의 회전 평면에 경사각을 가한 상태로 고정시키는 축 고정부를 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 1,
The rotation plane control unit:
a shaft connecting one end of the crank arm and the flywheel so that rotation at the same speed is maintained even when the rotation plane of the crank arm is switched; and
A rehabilitation exercise ergometer comprising a shaft fixing part that fixes the rotation plane of the crank arm at an inclination angle based on the rotation plane of the flywheel. 청구항 4에 있어서,
상기 축 고정부는:
상기 플라이휠을 지지하는 몸체에 고정되는 중심부재;
상기 크랭크암의 단부에 각도 조절축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 조절부재; 및
상기 중심부재와 상기 조절부재를 결합하는 고정부재를 포함하고,
상기 중심부재에는 상기 각도 조절축을 중심으로 소정의 각도마다 타공되어 호 형태의 배열을 이루는 다수의 제1 결합공이 구비되고,
상기 조절부재에는 상기 제1 결합공과 대응되는 위치에 제2 결합공이 구비되고,
상기 고정부재는 상기 다수의 제1 결합공 중의 적어도 하나와 상기 제2 결합공에 삽입되어 상기 중심부재와 상기 조절부재를 고정시키는 볼 로크핀을 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 4,
The shaft fixing part:
A central member fixed to the body supporting the flywheel;
an adjustment member rotatably coupled to an end of the crank arm about an angle adjustment axis; and
It includes a fixing member that couples the central member and the adjustment member,
The central member is provided with a plurality of first coupling holes that are perforated at predetermined angles about the angle adjustment axis and form an arc-shaped arrangement,
The adjustment member is provided with a second coupling hole at a position corresponding to the first coupling hole,
The fixing member includes a ball lock pin inserted into at least one of the plurality of first coupling holes and the second coupling hole to fix the central member and the adjustment member. 청구항 1에 있어서,
상기 페달부는:
상기 크랭크암의 단부에 상기 크랭크암과 수직한 방향으로 회전 가능하게 결합되는 페달 축;
관절 고정부에 의해 상기 페달 축과 연결되고, 횡축 및 수직축 방향으로 회전 가능하게 마련되는 페달 관절부; 및
상기 페달 관절부에 의해 상기 페달 축에 대해 상대 각도가 조정 가능하게 구성되는 페달 발판을 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 1,
The pedal unit:
a pedal shaft rotatably coupled to an end of the crank arm in a direction perpendicular to the crank arm;
A pedal joint connected to the pedal shaft by a joint fixing portion and rotatable in the horizontal and vertical axes; and
A rehabilitation exercise ergometer comprising a pedal footrest configured to be adjustable in a relative angle with respect to the pedal axis by the pedal joint. 청구항 6에 있어서,
상기 페달 관절부는 페달 관절 몸체 내에 마련되는 볼 조인트를 포함하고,
상기 볼 조인트는 상기 페달 관절 몸체 내에서 상기 페달 축에 대해 상대 각도를 조절하여 회전력을 전달하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 6,
The pedal joint includes a ball joint provided in the pedal joint body,
The ball joint is a rehabilitation exercise ergometer that transmits rotational force by adjusting a relative angle with respect to the pedal axis within the pedal joint body. 청구항 4에 있어서,
상기 축 고정부는:
상기 플라이휠을 지지하는 몸체에 고정되는 중심부재; 및
상기 크랭크암의 단부에 각도 조절축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 조절부재를 포함하고,
상기 중심부재에 대해 상기 조절부재를 회동시켜 상기 페달부의 회전 궤적의 틸팅 각도를 조절하는 구동부를 더 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 4,
The shaft fixing part:
A central member fixed to the body supporting the flywheel; and
It includes an adjustment member rotatably coupled to an end of the crank arm about an angle adjustment axis,
A rehabilitation exercise ergometer further comprising a driving unit that rotates the adjustment member with respect to the central member to adjust a tilting angle of the rotation trajectory of the pedal unit. 청구항 8에 있어서,
재활 환자에 관련된 영상 정보와 신체 기능 정보 및 재활 관련 정보를 포함하는 재활 환자 정보를 수집하도록 구성되는 데이터 수집부;
상기 재활 환자 정보를 기초로 상기 재활 환자의 재활 운동을 위한 목표 회전 평면을 결정하도록 구성되는 회전 평면 선정부; 및
상기 목표 회전 평면에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 회전 평면을 조절하는 제어부를 더 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 8,
a data collection unit configured to collect rehabilitation patient information including image information, physical function information, and rehabilitation-related information related to the rehabilitation patient;
a rotation plane selection unit configured to determine a target rotation plane for rehabilitation exercise of the rehabilitation patient based on the rehabilitation patient information; and
A rehabilitation exercise ergometer further comprising a control unit that controls the drive unit to adjust the rotation plane according to the target rotation plane. 청구항 9에 있어서,
상기 재활 운동 에르고미터에 의한 상기 재활 환자의 운동 수행 중에 상기 재활 환자의 재활 운동과 관련된 운동 정보 및 생체 신호를 수집하도록 구성되는 측정 센서; 및
상기 재활 환자의 운동 정보 및 생체 신호를 기초로 상기 회전 평면에 따른 상기 재활 환자의 운동 수행을 평가하도록 구성되는 운동 수행 평가부를 더 포함하는, 재활 운동 에르고미터.In claim 9,
a measurement sensor configured to collect exercise information and bio-signals related to the rehabilitation exercise of the rehabilitation patient while the rehabilitation patient performs the exercise by the rehabilitation exercise ergometer; and
A rehabilitation exercise ergometer further comprising an exercise performance evaluation unit configured to evaluate the exercise performance of the rehabilitation patient according to the rotation plane based on the exercise information and biosignals of the rehabilitation patient.
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