KR20120119738A

KR20120119738A - 복합 관절 운동용 재활기구

Info

Publication number: KR20120119738A
Application number: KR1020110037894A
Authority: KR
Inventors: 한창수; 고광진; 김규정; 서아름; 장혜연; 한정수
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: KR101234517B1

Abstract

본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구는, 회전 가능한 결합구조로 연결되는 복수 개의 회전링크와, 상호 연결된 두 회전링크 간의 결합각도를 변경시키는 하나 이상의 구동부를 포함하는 링크조립체; 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 일측이 베이스부재에 결합되며, 타측이 상기 링크조립체와 결합되는 연결수단; 을 포함하여, 상기 연결수단의 회전각도에 따라 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 변경이 가능하도록 구성된다. 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구는, 별도의 직선이송장치 없이도 링크조립체를 좌우로 이동시킬 수 있고, 링크조립체를 왼팔 운동용과 오른판 운동용으로 쉽게 변환시킬 수 있으며, 사용빈도가 낮은 관절은 사용자의 수작업에 의해 각도 조절 및 각도 고정이 가능하도록 구성되어 구성의 단순화 및 제조원가 절감이 가능해진다는 장점이 있다.

Description

복합 관절 운동용 재활기구{Rehabilitation medicine device for compound joint motion}

본 발명은 다양한 방향으로의 관절 운동이 가능한 재활기구에 관한 것으로, 더 상세하게는 자세변환과 위치변환이 자동적으로 이루어질 수 있으면서도 제조원가가 절감될 수 있도록 능동관절과 수동관절이 혼용된 재활기구에 관한 것이다.

일반적으로, 인체의 각 관절부위는 관절 부위와 인접한 부위들이 관절 부위를 기준으로 회전 가능한 구조를 가지며, 통상적으로 하루 6시간 이상을 움직여야 그 기능을 상실하지 않는다.

그런데 관절 부위를 수술한 환자의 경우에는 스스로 운동이 불가능하므로, 근육이 약해지고 원활한 영양 공급이 이루어지지 않아서 관절부위가 뻣뻣해지면서 굳어질 우려가 있다. 따라서, 관절의 변형을 방지하고 정상적인 활동에 복귀하기 위해서는 장시간 통증을 동반한 재활 운동을 하여야 한다.

기존의 일반 의료 기기는 환자의 골절 부위 수술 후 각 관절 각도를 구속시켜 무리한 운동을 하지 않도록 하는 정도의 기능만을 갖는 보조기의 개념을 갖는 것이 대부분이었으나, 근래에 들어서는 액츄에이터에 의해 관절각을 변화시키도록 구성되는 재활기구에 대해서 여러 방향으로 연구가 진행되고 있다. 즉, 기존 보조기는 단순히 관절 각도의 구속 기능만을 갖고 있었으나, 최근 들어서는 환자의 특성에 따라 사전에 설정된 방향으로 운동을 할 수 있도록 관절각 조절이 가능한 재활기구가 널리 활용되고 있다.

이때, 왼팔 운동을 위한 회동링크와 오른팔 운동을 위한 회동링크가 각각 별도로 마련되는 재활기구는 제조원가가 매우 높으므로 최근 들어서는 회동링크의 위치를 조정함으로써 하나의 회동링크로 왼팔과 오른팔을 모두 운동시킬 수 있는 재활기구가 제안되고 있다. 그러나 이와 같은 종래의 재활기구는, 회동링크를 좌우로 이동시키기 위하여 리니어모터 등과 같은 직선이송장치가 추가적으로 요구되는바, 제조원가 절감의 효과가 그다지 크지 않다는 문제점이 있다.

또한, 하나의 링크조립체를 왼팔 운동용과 오른팔 운동용으로 변환시키는 과정에서는, 재활운동 시 회전이 불필요한 부위에 있어서도 결합각도 변경이 요구되는 경우가 발생된다. 이때 재활운동 시 회전이 필요한 부위는 모터 등과 같은 별도의 구동부가 구비되어야 하는데, 조립체를 왼팔 운동용과 오른팔 운동용으로 변환할 때 결합각도가 변경되는 부위까지 구동부를 장착시키게 되면 재활기구의 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 제조원가가 증가되어 상용화에 어려움이 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 별도의 직선이송장치 없이도 링크조립체를 좌우로 이동시킬 수 있고, 사용빈도가 낮은 관절은 사용자의 수작업에 의해 각도 조절 및 각도 고정이 가능하도록 구성되는 재활기구를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구는, 어깨관절의 회전방향으로 회전 가능하도록 결합되는 둘 이상의 어깨관절링크와, 상박과 하박의 각도변경 방향으로 회전 가능하도록 결합되는 둘 이상의 팔관절링크와, 회전 가능하도록 결합된 두 개의 어깨관절링크 간의 결합각도가 변경되도록 상기 어깨관절링크를 회전시키는 어깨관절구동부와, 회전 가능하도록 결합된 두 개의 팔관절링크 간의 결합각도가 변경되도록 상기 팔관절링크를 회전시키는 팔관절구동부를 구비하는 링크조립체; 수직방향 회전축을 중심으로 자전 가능한 구조로 베이스부재에 장착되는 자전봉과, 상기 어깨관절링크와 상기 자전봉을 연결하는 연결바를 구비하는 연결수단; 을 포함하여, 상기 자전봉을 회전중심으로 하는 상기 연결수단의 회전각도에 따라 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 변경이 가능하도록 구성된다.

상기 링크조립체는, 어느 하나의 어깨관절링크와 어느 하나의 팔관절링크가 회전 가능한 구조로 결합되며, 상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크 간의 결합각도를 고정시키는 링크고정수단을 더 포함하도록 구성된다.

상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크에는, 상호 간의 각도가 사전에 설정된 각도로 조정되었을 때 일치되는 관통공이 각각 형성되고, 상기 링크고정수단은, 상기 어깨관절링크와 팔관절링크에 형성된 관통공에 삽입됨으로써 상기 어깨관절링크와 팔관절링크 간의 각도를 고정시키는 고정핀을 포함하여 구성된다.

상기 어깨관절링크와 팔관절링크에 형성된 관통공은, 상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크의 회전축을 중심으로 상호 반대방향에 각각 하나씩 형성되어, 상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크는 180도 주기로 결합각이 고정된다.

상기 링크고정수단은, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 따라 상기 어깨관절링크와 팔관절링크에 형성된 관통공에 삽입되거나 인출되도록 상기 고정핀을 왕복시키는 솔레노이드를 더 포함한다.

상기 링크고정수단은, 상기 어깨관절링크와 팔관절링크 간의 회전축을 따라 끝단이 상기 어깨관절링크와 팔관절링크를 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되어 상기 어깨관절링크와 팔관절링크를 압착시켜 고정시키는 너트를 포함하여 구성된다.

상기 링크조립체가 상기 베이스부재의 좌측과 우측에 각각 위치되었을 때, 상기 자전봉 또는 상기 연결바를 상기 베이스부재에 고정시키는 회전고정수단을 더 포함한다.

상기 회전고정수단은, 상기 베이스부재에 장착되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 이송 가능하도록 구성되어 일측이 상기 자전봉 또는 상기 연결바에 삽입 가능한 삽입핀을 포함하여 구성된다.

상기 어깨관절링크는, 수직으로 세워져 상기 연결바와 결합되는 제1 어깨관절링크와, 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제1 어깨관절링크의 타측에 결합되는 제2 어깨관절링크와, 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제2 어깨관절링크의 타측에 결합되며 타측이 하향으로 만곡된 제3 어깨관절링크와, 중단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성되며 수평방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제3 어깨관절링크의 타측에 결합되는 제4 어깨관절링크를 포함하고, 상기 팔관절링크는, 상기 제4 어깨관절링크의 회전축과 직각을 이루는 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제4 어깨관절링크의 타측에 결합되는 제1 팔관절링크와, 중단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성되며 상기 제1 팔관절링크의 회전축과 나란한 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제1 팔관절링크의 타측에 결합되는 제2 팔관절링크와, 상기 제2 팔관절링크의 회전축과 직각을 이루는 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제2 팔관절링크의 타측에 결합되며 사용자의 하박에 장착되는 제3 팔관절링크를 포함하여 구성된다.

회전 가능한 결합구조로 연결되는 복수 개의 회전링크와, 상호 연결된 두 회전링크 간의 결합각도를 변경시키는 하나 이상의 구동부를 포함하는 링크조립체; 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 일측이 베이스부재에 결합되며, 타측이 상기 링크조립체와 결합되는 연결수단; 을 포함하여, 상기 연결수단의 회전각도에 따라 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 변경이 가능하도록 구성된다.

상호 결합된 두 회전링크 중, 재활운동 과정에서는 상호 간의 결합각도가 변경될 필요가 없고 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 전환이 될 때에만 결합각도 변경이 요구되는 두 회전링크 간의 결합각도를 고정시키는 링크고정수단을 더 포함한다.

상호 결합된 두 회전링크에는, 상호 간의 각도가 사전에 설정된 각도로 조정되었을 때 일치되는 관통공이 각각 형성되고, 상기 링크고정수단은, 상기 두 회전링크에 각각 형성된 두 개의 관통공에 삽입됨으로써 상기 두 회전링크 간의 각도를 고정시키는 고정핀을 포함하여 구성된다.

상기 링크고정수단은, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 따라 상기 고정핀을 상기 관통공에 삽입시키거나 인출시키는 솔레노이드를 더 포함한다.

상기 링크고정수단은, 상기 두 회전링크 간의 회전축을 따라 끝단이 상기 두 회전링크를 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되어 상기 두 회전링크를 압착시켜 고정시키는 너트를 포함하여 구성된다.

상기 링크조립체가 상기 베이스부재의 좌측과 우측에 각각 위치되었을 때, 상기 연결수단을 상기 베이스부재에 고정시키는 회전고정수단을 더 포함한다.

상기 회전고정수단은, 상기 베이스부재에 장착되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 이송 가능하도록 구성되어 일측이 상기 연결부재에 삽입 가능한 삽입핀을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구는, 별도의 직선이송장치 없이도 링크조립체를 좌우로 이동시킬 수 있고, 링크조립체를 왼팔 운동용과 오른판 운동용으로 쉽게 변환시킬 수 있으며, 사용빈도가 낮은 관절은 사용자의 수작업에 의해 각도 조절 및 각도 고정이 가능하도록 구성되어 구성의 단순화 및 제조원가 절감이 가능해진다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 배면도이다.
도 3은 링크조립체가 좌측으로 이동된 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 사용상태도이다.
도 6은 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구에 포함되는 링크고정수단의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구에 포함되는 링크고정수단 제2 실시예의 분해사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 배면도이며, 도 3은 링크조립체가 좌측으로 이동된 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 사시도이다.

본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구는, 사용자가 앉을 수 있도록 의자(110)가 구비되는 베이스부재(100)와, 회전 가능하도록 연결되는 복수개의 회전링크(210) 및 상기 회전링크(210) 간의 결합각도 조정을 위한 구동부(220)를 구비하는 링크조립체(200)와, 링크조립체(200)를 베이스부재(100)에 연결시키는 연결수단과, 재활운동을 하지 아니하는 다른 쪽 팔이 거치될 수 있도록 구성되어 상기 베이스부재(100)에 장착되는 거치대(400)를 포함하여 구성된다.

상기 회전링크(210)는, 어깨관절의 회전방향으로 회전 가능하도록 결합되는 둘 이상의 어깨관절링크(212)와, 상박과 하박의 각도변경 방향으로 회전 가능하도록 결합되는 둘 이상의 팔관절링크(214)로 구분될 수 있다. 또한 상기 구동부(220)는, 회전 가능하도록 결합된 두 개의 어깨관절링크(212) 간의 결합각도가 변경되도록 상기 어깨관절링크(212)를 회전시키는 어깨관절구동부(222)와, 회전 가능하도록 결합된 두 개의 팔관절링크(214) 간의 결합각도가 변경되도록 상기 팔관절링크(214)를 회전시키는 팔관절구동부(224)를 포함하여 구성된다. 이때, 사람의 어깨와 팔꿈치는 어느 한쪽 방향으로만 회전되는 것이 아니라 3차원적으로 다양한 방향으로 회전되는바, 상기 어깨관절링크(212)와 팔관절링크(214)는 각각 셋 이상 구비되고, 어깨관절구동부(222)는 회전축 방향이 직각을 이루도록 둘 이상 구비되며, 팔관절구동부(224) 역시 회전축 방향이 직각을 이루도록 둘 이상 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 연결수단은 단순히 링크조립체(200)를 베이스부재(100)에 연결하는 기능만을 하는 것이 아니라, 링크조립체(200)의 위치를 베이스부재(100)의 좌측과 우측으로 변경시킬 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다. 즉, 상기 연결수단은, 수직방향 회전축을 중심으로 자전 가능한 구조로 베이스부재(100)에 장착되는 자전봉과, 상기 어깨관절링크(212)와 상기 자전봉을 연결하는 연결바를 포함하도록 구성된다. 이와 같이 상기 연결수단이 자전봉의 수직방향 중심축을 회전축으로 회전 가능하도록 구성되면, 상기 연결수단의 회전각도에 따라 링크조립체(200)가 베이스부재(100)의 좌측이나 우측에 위치될 수 있으므로, 하나의 링크조립체(200)로 왼팔 재활운동 및 오른팔 재활운동을 모두 할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 링크조립체(200)를 왼팔 재활운동용과 오른팔 재활운동용으로 각각 따로 마련할 필요가 없으므로, 복합 관절 운동용 재활기구의 구성이 간단해지고 제조원가가 현저히 절감된다는 장점이 있다.

또한, 연결수단을 180도 회전시켜 베이스부재(100)의 우측에 있던 링크조립체(200)를 베이스부재(100)의 좌측에 위치시키면 링크조립체(200)의 전후 방향이 바뀌게 되므로, 링크조립체(200)의 위치를 우측에서 좌측으로 변경하는 조작만으로는 링크조립체(200)가 도 3에 도시된 구조를 가질 수 없다. 따라서 오른팔 재활운동용으로 사용하던 링크조립체(200)를 왼팔 재활운동용으로 활용하기 위해서는, 어깨관절링크(212)와 팔관절링크(214)의 연결구조를 왼팔용 및 오른팔용으로 전환 가능한 구조로 제작하고, 링크조립체(200)를 베이스부재(100)의 좌측으로 이동시킬 때 각 어깨관절링크(212)와 각 팔관절링크(214) 간의 결합각도를 반대방향으로 바꾸는 작업을 수행해야 한다.

즉, 본 실시예에 도시된 바와 같이, 어깨관절링크(212)는, 수직으로 세워져 연결바와 결합되는 제1 어깨관절링크(212a)와, 수직방향(본 실시예에서는 전후방향) 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 제1 어깨관절링크(212a)의 타측에 결합되는 제2 어깨관절링크(212b)와, 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 제2 어깨관절링크(212b)의 타측에 결합되며 타측이 하향으로 만곡된 제3 어깨관절링크(212c)와, 중단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성되며 수평방향(본 실시예에서는 좌우방향) 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제3 어깨관절링크(212c)의 타측에 결합되는 제4 어깨관절링크(212d)를 포함하여 구성됨이 바람직하다. 또한, 상기 팔관절링크(214)는, 제4 어깨관절링크(212d)의 회전축과 직각을 이루는 방향(본 실시예에서는 전후방향)의 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제4 어깨관절링크(212d)의 타측에 결합되는 제1 팔관절링크(214a)와, 중단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성되며 제1 팔관절링크(214a)의 회전축과 나란한 방향(본 실시예에서는 전후방향)의 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 제1 팔관절링크(214a)의 타측에 결합되는 제2 팔관절링크(214b)와, 제2 팔관절링크(214b)의 회전축과 직각을 이루는 방향(본 실시예에서는 좌우방향)의 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 제2 팔관절링크(214b)의 타측에 결합되며 사용자의 하박에 장착되는 제3 팔관절링크(214c)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

이때, 어깨관절링크(212)의 결합각을 조절하기 위한 어깨관절구동부(222)는, 제2 어깨관절링크(212b)와 제3 어깨관절링크(212c) 간의 결합각도를 조절하기 위한 제1 어깨관절구동부(222a)와, 제3 어깨관절링크(212c)와 제4 어깨관절링크(212d) 간의 결합각도를 조절하기 위한 제2 어깨관절구동부(222b)를 포함하여 구성된다. 또한, 팔관절링크(214)의 결합각을 조절하기 위한 팔관절구동부(224)는, 제1 팔관절링크(214a)와 제2 팔관절링크(214b) 간의 결합각도를 조절하기 위한 제1 팔관절구동부(224a)와, 제2 팔관절링크(214b)와 제3 팔관절링크(214c) 간의 결합각도를 조절하기 위한 제2 팔관절구동부(224b)를 포함하여 구성된다. 이와 같이 어깨관절링크(212)와 팔관절링크(214)를 제작하면, 도 1에 도시된 상태에서 연결수단을 180도 회전시켜 링크조립체(200)의 위치를 반대편으로 이동시킨 후, 각 회전링크(210) 간의 결합각도를 180도 변경시킴으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 링크조립체(200)를 왼팔 재활운동용으로 변환시킬 수 있게 된다.

한편, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합부위는, 재활운동 시에는 회전이 필요 없고 링크조립체(200)를 왼팔 재활운동용과 오른팔 재활운동용으로 상호 변환시킬 때에만 회전이 요구된다. 따라서 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합부위는 구조의 단순화 및 제조원가 절감을 위하여, 별도의 구동부(220)에 의해 결합각도가 조절되도록 구성되지 아니하고, 사용자의 수작업에 의해 회전 및 회전각도 고정이 이루어질 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 즉, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)는 힌지축(도 6 참조)을 중심으로 회전 가능하도록 결합되고, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합각도를 고정시키는 링크고정수단(230)이 추가로 구비될 수 있다. 상기 링크고정수단(230)의 구성 및 동작에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

한편, 링크조립체(200)가 베이스부재(100)의 좌측 또는 우측에 위치되었을 때 상기 링크조립체(200)가 움직이지 아니하고 고정될 수 있도록, 자전봉 또는 연결바를 베이스부재(100)에 고정시키는 회전고정수단이 추가로 구비될 수 있다. 상기 회전고정수단은 자전봉 또는 연결바를 베이스부재(100)에 고정 장착시킬 수만 있다면 어떠한 구조로도 제작될 수 있으나, 외부로부터 인가되는 신호에 의해 연결수단을 베이스부재(100)에 고정 및 고정해제시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 예를 들어 상기 회전고정수단은, 베이스부재(100)에 장착되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 이송 가능하도록 구성되어 일측이 자전봉 또는 연결바에 삽입 가능한 삽입핀을 포함하여 구성될 수도 있다. 이외에도 상기 회전고정수단은, 외부 신호에 의해 자전봉 또는 연결바를 베이스부재(100)에 고정 및 고정 해제시킬 수 있다면, 어떠한 구조로도 대체될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구의 사용상태도이다.

본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구를 이용하여 재활운동을 하고자 할 때에는, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 제1 어깨관절구동부(222a)의 하측에 어깨를 위치시키고 하박(아래팔:손목부터 팔꿈치까지의 부위)을 제3 팔관절링크(214c)에 고정시킨 후, 도 5에 도시된 바와 같이 팔꿈치관절을 회전시키거나 어깨관절을 회전시킴으로써, 상박(위팔:어깨에서 팔꿈치까지의 부위)과 하박의 근육을 움직이게 한다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이 상박과 하박을 접었다 펴는 운동을 할 때에는 제1 팔관절링크(214a)와 제2 팔관절링크(214b) 간의 결합각도가 변경되어야 하므로, 제1 팔관절구동부(224a)는 아이들 상태로 풀어짐으로써 제1 팔관절링크(214a)와 제2 팔관절링크(214b) 간의 결합각도 고정을 해제하도록 조작된다. 마찬가지로, 도 5에 도시된 상태에서 어깨를 중심으로 상박과 하박을 수평방향으로 회전시키고자 할 때에는 제1 어깨관절구동부(222a)를 아이들 상태로 풀고, 어깨를 중심으로 상박과 하박을 상하방향으로 회전시키고자 할 때에는 제2 어깨관절구동부(222b)를 아이들 상태로 풀며, 팔꿈치를 중심으로 하박을 상하방향으로 회전시키고자 할 때에는 제2 팔관절구동부(224b)를 아이들 상태로 풀어 놓는다.

이와 같이 각 회전링크(210) 간의 결합각도를 변경시키고 각 회전링크(210) 간의 결합각도를 고정 및 고정해제시키는 구동부(220)는, 종래의 재활기구에서 다양한 구조로 널리 적용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 재활운동 부위에 따라 각 회전링크(210) 간의 결합각도를 고정시키거나 고정해제시키는 재활운동 방법 역시, 종래에도 사용되고 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구에 포함되는 링크고정수단(230)의 분해사시도이다.

제2 어깨관절링크(212b)와 제3 어깨관절링크(212c) 간의 결합부위와, 제3 어깨관절링크(212c)와 제4 어깨관절링크(212d) 간의 결합부위와, 제1 팔관절링크(214a)와 제2 팔관절링크(214b) 간의 결합부위와, 제2 팔관절링크(214b)와 제3 팔관절링크(214c) 간의 결합부위는 재활운동 과정에서 회전이 요구되는 부위이므로, 상기 언급한 각각의 결합부위에는 어깨관절구동부(222) 또는 팔관절구동부(224)가 장착되어, 회전 및 고정이 자동으로 이루어질 수 있도록 구성된다.

그러나 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합부위와 같이 재활운동 과정에서는 상호 간의 결합각도가 변경될 필요가 없고 링크조립체(200)가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 전환이 될 때에만 회전이 요구되는 부위에는, 별도의 구동부(220)를 반드시 장착시킬 필요가 없다. 따라서 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)는 하나의 힌지축을 중심으로 회전 가능하도록 결합되며, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합각도를 고정시키는 링크고정수단(230)이 구비될 수 있다. 이때, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합각도 고정 및 고정해제가 자동으로 이루어질 수 있도록, 상기 링크고정수단(230)은, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)에 형성된 관통공에 삽입됨으로써 상기 어깨관절링크(212)와 팔관절링크(214) 간의 각도를 고정시키는 고정핀(231)과, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 따라 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)에 형성된 관통공에 삽입되거나 인출되도록 상기 고정핀(231)을 왕복시키는 솔레노이드(232)를 포함하여 구성됨이 바람직하다. 물론, 사용자가 수작업으로 고정핀을 삽입 및 인출시키는 경우, 상기 솔레노이드(232)는 생략될 수 있다.

또한, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합부위 뿐만 아니라, 제1 어깨관절링크(212a)와 제2 어깨관절링크(212b) 역시 재활운동 과정에서는 상호 간의 결합각도가 변경될 필요가 없고 상기 링크조립체(200)가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 전환이 될 때에만 결합각도 변경이 요구되는바, 상기 링크고정수단(230)은 제1 어깨관절링크(212a)와 제2 어깨관절링크(212b)가 상호 결합되는 부위에도 마련될 수 있다. 즉, 상기 링크고정수단(230)은, 두 개의 회전링크(210)가 회전 가능하도록 결합된 부위 중, 재활운동 과정에서는 회전될 필요가 없고 링크조립체(200)가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 전환이 될 때에만 회전이 요구되는 부위라면 어떠한 부위에도 장착될 수 있다.

한편, 본 실시예와 같이 링크조립체(200)가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 전환이 될 때 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)가 180도 주기로 회전되어 고정되어야 하는 경우, 상기 관통공은 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)의 회전축(S)을 중심으로 상호 반대방향에 각각 하나씩 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 두 개의 관통공이 회전축(S)을 중심으로 마주보도록 즉, 180도의 사이각을 두도록 배열되면, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)는 180도 주기로만 결합각이 고정될 수 있으므로, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합각도를 별도로 조정할 필요가 없다는 장점이 있다.

도 7은 본 발명에 의한 복합 관절 운동용 재활기구에 포함되는 링크고정수단(230) 제2 실시예의 분해사시도이다.

본 발명에 포함되는 링크고정수단(230)은, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 회전축을 따라 끝단이 상기 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)를 관통하는 볼트(233)와, 상기 볼트(233)에 체결되어 상기 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a)를 압착시켜 고정시키는 너트(234)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 링크고정수단(230)이 볼트(233)와 너트(234)로 구성되면, 제4 어깨관절링크(212d)와 제1 팔관절링크(214a) 간의 결합각도를 다양한 각도로 고정시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 포함되는 링크고정수단(230)은, 본 실시예에 도시된 구성에 한정되지 아니하고, 두 개의 회전링크(210)의 회전각도를 고정시킬 수만 있다면 어떠한 구조로도 변경될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 베이스부재 110 : 의자
210 : 회전링크 212 : 어깨관절링크
214 : 팔관절링크 220 : 구동부
222 : 어깨관절구동부 224 : 팔관절구동부
230 : 링크고정수단 231 : 고정핀
232 : 솔레노이드 233 : 볼트
234 : 너트 400 : 거치대

Claims

어깨관절의 회전방향으로 회전 가능하도록 결합되는 둘 이상의 어깨관절링크와, 상박과 하박의 각도변경 방향으로 회전 가능하도록 결합되는 둘 이상의 팔관절링크와, 회전 가능하도록 결합된 두 개의 어깨관절링크 간의 결합각도가 변경되도록 상기 어깨관절링크를 회전시키는 어깨관절구동부와, 회전 가능하도록 결합된 두 개의 팔관절링크 간의 결합각도가 변경되도록 상기 팔관절링크를 회전시키는 팔관절구동부를 구비하는 링크조립체;
수직방향 회전축을 중심으로 자전 가능한 구조로 베이스부재에 장착되는 자전봉과, 상기 어깨관절링크와 상기 자전봉을 연결하는 연결바를 구비하는 연결수단;
을 포함하여, 상기 자전봉을 회전중심으로 하는 상기 연결수단의 회전각도에 따라 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 변경이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제1항에 있어서,
상기 링크조립체는, 어느 하나의 어깨관절링크와 어느 하나의 팔관절링크가 회전 가능한 구조로 결합되며, 상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크 간의 결합각도를 고정시키는 링크고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제2항에 있어서,
상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크에는, 상호 간의 각도가 사전에 설정된 각도로 조정되었을 때 일치되는 관통공이 각각 형성되고,
상기 링크고정수단은, 상기 어깨관절링크와 팔관절링크에 형성된 관통공에 삽입됨으로써 상기 어깨관절링크와 팔관절링크 간의 각도를 고정시키는 고정핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제3항에 있어서,
상기 어깨관절링크와 팔관절링크에 형성된 관통공은, 상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크의 회전축을 중심으로 상호 반대방향에 각각 하나씩 형성되어, 상호 결합된 어깨관절링크와 팔관절링크는 180도 주기로 결합각이 고정되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제3항에 있어서,
상기 링크고정수단은, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 따라 상기 어깨관절링크와 팔관절링크에 형성된 관통공에 삽입되거나 인출되도록 상기 고정핀을 왕복시키는 솔레노이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제2항에 있어서,
상기 링크고정수단은, 상기 어깨관절링크와 팔관절링크 간의 회전축을 따라 끝단이 상기 어깨관절링크와 팔관절링크를 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되어 상기 어깨관절링크와 팔관절링크를 압착시켜 고정시키는 너트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제1항에 있어서,
상기 어깨관절링크는, 수직으로 세워져 상기 연결바와 결합되는 제1 어깨관절링크와, 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제1 어깨관절링크의 타측에 결합되는 제2 어깨관절링크와, 수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제2 어깨관절링크의 타측에 결합되며 타측이 하향으로 만곡된 제3 어깨관절링크와, 중단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성되며 수평방향 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제3 어깨관절링크의 타측에 결합되는 제4 어깨관절링크를 포함하고,
상기 팔관절링크는, 상기 제4 어깨관절링크의 회전축과 직각을 이루는 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제4 어깨관절링크의 타측에 결합되는 제1 팔관절링크와, 중단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성되며 상기 제1 팔관절링크의 회전축과 나란한 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제1 팔관절링크의 타측에 결합되는 제2 팔관절링크와, 상기 제2 팔관절링크의 회전축과 직각을 이루는 회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 일측이 상기 제2 팔관절링크의 타측에 결합되며 사용자의 하박에 장착되는 제3 팔관절링크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
회전 가능한 결합구조로 연결되는 복수 개의 회전링크와, 상호 연결된 두 회전링크 간의 결합각도를 변경시키는 하나 이상의 구동부를 포함하는 링크조립체;
수직방향 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 일측이 베이스부재에 결합되며, 타측이 상기 링크조립체와 결합되는 연결수단;
을 포함하여, 상기 연결수단의 회전각도에 따라 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제8항에 있어서,
상호 결합된 두 회전링크 중, 재활운동 과정에서는 상호 간의 결합각도가 변경될 필요가 없고 상기 링크조립체가 왼팔 재활운동용 및 오른팔 재활운동용으로 용도 전환이 될 때에만 결합각도 변경이 요구되는 두 회전링크 간의 결합각도를 고정시키는 링크고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제9항에 있어서,
상호 결합된 두 회전링크에는, 상호 간의 각도가 사전에 설정된 각도로 조정되었을 때 일치되는 관통공이 각각 형성되고,
상기 링크고정수단은, 상기 두 회전링크에 각각 형성된 두 개의 관통공에 삽입됨으로써 상기 두 회전링크 간의 각도를 고정시키는 고정핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제10항에 있어서,
상기 링크고정수단은, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 따라 상기 고정핀을 상기 관통공에 삽입시키거나 인출시키는 솔레노이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제9항에 있어서,
상기 링크고정수단은, 상기 두 회전링크 간의 회전축을 따라 끝단이 상기 두 회전링크를 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되어 상기 두 회전링크를 압착시켜 고정시키는 너트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링크조립체가 상기 베이스부재의 좌측과 우측에 각각 위치되었을 때, 상기 연결수단을 상기 베이스부재에 고정시키는 회전고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.
제13항에 있어서,
상기 회전고정수단은, 상기 베이스부재에 장착되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 이송 가능하도록 구성되어 일측이 상기 연결부재에 삽입 가능한 삽입핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 관절 운동용 재활기구.