KR101694848B1

KR101694848B1 - Gait rehabilitation robot to assist rehabilitation of patient

Info

Publication number: KR101694848B1
Application number: KR1020150086652A
Authority: KR
Inventors: 이수종; 김정용; 안승욱
Original assignee: 주식회사 티이에스
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2017-01-13
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: KR20150079523A

Abstract

본 발명은 환자의 재활 치료를 돕는 보행 재활 로봇에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 환자의 몸통을 지지하는 고정밴드, 상기 고정밴드에 대하여 회전 가능하게 설치된 골반관절축, 일측이 상기 골반관절축과 결합되는 제1 아암(Arm), 상기 제1 아암의 타측에 회전 가능하게 설치된 제1 연결관절축, 일측이 상기 제1 연결관절축과 결합되는 제2 아암(Arm), 상기 제2 아암의 타측에 회전 가능하게 설치된 제2 연결관절축, 일측이 상기 제2 연결관절축과 결합되며 타측에 발목관절축이 설치되는 연장편, 상기 발목관절축에 회전 가능하게 설치되는 발판, 및 상기 고정밴드에 직접 또는 간접적으로 결합되는 리니어 모션 가이드를 포함하는 로봇 몸체; 및 상부 프레임, 복수 개의 바퀴가 설치되는 하부 프레임, 및 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 연결하는 연결 프레임을 포함하는 보행기;를 포함하되, 상기 로봇 몸체와 상기 보행기는 결합 모듈을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 보행 재활 로봇이 제공된다.The present invention relates to a walking rehabilitation robot for assisting a patient in rehabilitation. According to one aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a patient, comprising: a fixation band for supporting the body of the patient; a pelvic joint shaft rotatably provided with respect to the fixation band; a first arm coupled to the pelvic joint axis on one side; A first connecting joint shaft rotatably installed on the other side of the arm, a second arm one side of which is coupled to the first connecting joint shaft, a second connecting joint shaft rotatably installed on the other side of the second arm, And a linear motion guide directly or indirectly coupled to the fixed band, wherein the linear motion guide is coupled to the second connection joint axis, Robot body; And a walker including an upper frame, a lower frame having a plurality of wheels, and a connection frame connecting the upper frame and the lower frame, wherein the robot body and the walker are coupled through a coupling module And a walking rehabilitation robot is provided.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a walking rehabilitation robot,

본 발명은 환자의 재활 치료를 돕는 보행 재활 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 환자가 착용하는 로봇 몸체와 환자의 보행을 지지하는 보행기를 포함하는 재활 로봇으로서, 로봇 몸체와 보행기가 결합되어 있어 환자가 보행할 때 환자가 안정적으로 이동할 수 있도록 하면서, 리니어 모션 가이드를 설치하여 환자가 자연스럽게 움직이며 보행하도록 지원하는 보행 재활 로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rehabilitation robot for assisting a rehabilitation of a patient, and more particularly, to a rehabilitation robot including a robot body worn by a patient and a walker supporting a patient's walking, The present invention relates to a gait rehabilitation robot that allows a patient to move stably while a patient is walking while supporting a linear motion guide to allow a patient to naturally move and walk.

최근 뇌졸중 같은 뇌질환의 증가와 고령화, 척수손상 등으로 인해 하지를 움직이기 어렵거나 하지가 마비된 환자가 늘어나고 있다. 이에 따라 환자들의 재활 치료를 도울 수 있는 보행 재활 로봇에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.Recently, the number of patients who are hard to move the legs due to the increase of cerebral diseases such as stroke, aging, and spinal cord injuries is increasing. Therefore, a lot of research is being conducted on the gait rehabilitation robot which can help patients' rehabilitation treatment.

한국등록특허공보 제1325066호에는 로봇 몸체와 보행기로 구성되며 환자의 신체 체형에 상관없이 착용 가능한 보행 재활 로봇이 개시되어 있다. 한국등록특허공보 제1325066호의 도면 1을 나타내는 본 명세서의 도 6을 참조하여 설명하면, 로봇 몸체(110)는 환자의 하체에 착용되고, 로봇 몸체(110)와 보행기(120) 사이에는 환자가 보행기를 이탈하는 것을 방지하기 위한 안전 수단(125)으로서 와이어 또는 플렉시블 케이블이 설치된다. 또한, 로봇 몸체의 관절 중 골반관절축(112)과 제2 연결관절축(116)은 구동 관절로 구성되고, 제1 연결관절축(114)과 발목관절축은 수동 관절로 구성되어 있어, 보행 재활 로봇은 골반관절축(112)과 제2 연결관절축(116)을 구동하여 환자가 걸을 수 있도록 보조한다. Korean Patent Registration No. 1325066 discloses a walking rehabilitation robot which is composed of a robot body and a walker, and can be worn regardless of the body shape of the patient. 6, the robot body 110 is worn on a lower body of a patient, and between the robot body 110 and the walker 120, A wire or a flexible cable is installed as a safety means 125 for preventing detachment of the cable. In addition, the pelvic joint axis 112 and the second joint axis 116 in the joint of the robot body are composed of driving joints, and the first joint axis 114 and the ankle joint axis are made of passive joints, The robot drives the pelvic joint axis 112 and the second joint axis 116 to assist the patient to walk.

그러나, 한국등록특허공보 제1325066호의 재활 로봇은, 보행 시 환자가 몸을 지탱하기 위해 보행기를 잡고 보행을 해야 하는데, 환자가 착용한 로봇 몸체와 환자가 몸을 지탱하는 보행기는 단지 케이블로 연결되어 있을 뿐이므로, 바퀴가 달린 보행기를 잡고 보행하는 환자는 온전히 환자 자신의 힘으로 몸을 지탱해야만 하는 문제점이 있었고 보행 시 보행기로부터 견고한 지지를 받을 수 없다는 문제점이 있었다.However, in the rehabilitation robot of Korean Patent Registration No. 1325066, the patient has to walk while holding the walker in order to support the body. The robot body worn by the patient and the walker supporting the body are connected by a cable There is a problem that the patient who takes the walker with the wheel and is walking should have to support the body with his / her own strength and can not receive solid support from the walker at the time of walking.

이에 본 발명자는, 환자의 몸을 지탱하면서 동시에 환자가 자연스럽게 보행하도록 지원할 수 있는 보행 재활 로봇을 제안하고자 한다.Therefore, the present inventor intends to propose a gait rehabilitation robot which can support a patient while naturally supporting the patient while walking.

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to solve all the problems described above.

또한, 본 발명은 보행 중 환자의 몸은 보행기에 의해 견고하게 지지되면서도 환자의 보행에 대응하여 로봇 몸체가 상하로 이동할 수 있도록 함으로써 환자의 자연스러운 보행을 가능하게 하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to allow a patient to naturally walk by allowing the robot body to move up and down in response to the patient's walking while being firmly supported by the walker during the patient's walking.

또한, 본 발명은 환자가 로봇 몸체를 착용한 후 일어서고자 할 때 무릎에 대응되는 관절축을 구동축으로 함으로써 환자가 편하게 일어서는데 도움을 주는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to help a patient stand up comfortably by making a joint shaft corresponding to a knee a drive shaft when a patient walks after wearing the robot body.

또한, 본 발명은 환자가 소정의 자리에 앉기 편한 구조의 보행 재활 로봇을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a gait rehabilitation robot having a structure in which a patient can sit at a predetermined position.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.In order to accomplish the above object, a representative structure of the present invention is as follows.

본 발명의 일 태양에 따르면, 환자의 재활 치료를 돕는 보행 재활 로봇으로서, 상기 환자의 몸통을 지지하는 고정밴드, 상기 고정밴드에 대하여 회전 가능하게 설치된 골반관절축, 일측이 상기 골반관절축과 결합되는 제1 아암(Arm), 상기 제1 아암의 타측에 회전 가능하게 설치된 제1 연결관절축, 일측이 상기 제1 연결관절축과 결합되는 제2 아암(Arm), 상기 제2 아암의 타측에 회전 가능하게 설치된 제2 연결관절축, 일측이 상기 제2 연결관절축과 결합되며 타측에 발목관절축이 설치되는 연장편, 상기 발목관절축에 회전 가능하게 설치되는 발판, 및 상기 고정밴드에 직접 또는 간접적으로 결합되는 리니어 모션 가이드(linear motion guide)를 포함하는 로봇 몸체; 및 상부 프레임, 복수 개의 바퀴가 설치되는 하부 프레임, 및 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 연결하는 연결 프레임을 포함하는 보행기;를 포함하되, 상기 로봇 몸체와 상기 보행기는 결합 모듈을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 재활 로봇이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a walking rehabilitation robot for assisting a rehabilitation treatment of a patient, comprising: a fixed band for supporting the body of the patient; a pelvic joint shaft rotatably provided to the fixed band; A first arm connected to one end of the first arm and a second arm connected to the first arm, a first arm connected to the first arm, a first arm connected to the first arm, A second connecting joint shaft rotatably attached to the ankle joint shaft, an extension piece having one side connected to the second connecting joint shaft and an ankle joint shaft installed on the other side, a footrest rotatably installed on the ankle joint shaft, A robot body including a linear motion guide indirectly coupled to the robot body; And a walker including an upper frame, a lower frame having a plurality of wheels, and a connection frame connecting the upper frame and the lower frame, wherein the robot body and the walker are coupled through a coupling module Is provided.

본 발명에 의하면, 보행 중 환자의 몸은 보행기에 의해 견고하게 지지되면서도 환자의 보행에 대응하여 로봇 몸체가 상하로 이동할 수 있도록 함으로써 환자의 자연스러운 보행을 가능하게 할 수 있다.According to the present invention, the body of a patient is firmly supported by a walker during a walk, and the robot body can move up and down in response to a patient's walking, thereby enabling a natural walking of a patient.

또한, 본 발명에 의하면, 환자가 앉은 상태에서 로봇 몸체를 착용한 후 일어서고자 할 때, 무릎에 대응되는 관절축을 구동함으로써 환자가 이질감 없이 일어서도록 지원할 수 있다.In addition, according to the present invention, when the patient walks after wearing the robot body in a sitting state, the joint shaft corresponding to the knee is driven to support the patient to stand up without a sense of discomfort.

또한, 본 발명에 의하면, 환자가 소정의 자리에 앉기 편한 구조의 보행 재활 로봇을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a gait rehabilitation robot having a structure in which a patient can easily sit at a predetermined position.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 리니어 모션 가이드와 연결 블록을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 모듈의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 몸체를 착용한 환자를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 몸체를 착용한 환자가 보행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 종래 기술에 따른 보행 재활 로봇의 사시도이다.1 is a perspective view of a walking rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the linear motion guide and the connection block in FIG. 1. FIG.
3 is an exploded perspective view of a coupling module according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a patient wearing a robot body according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining the walking of a patient wearing a robot body according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a walking rehabilitation robot according to the prior art.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views, and length and area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 로봇(100)을 상세히 설명한다.Hereinafter, a rehabilitation robot 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 로봇(100)의 사시도이다.1 is a perspective view of a rehabilitation robot 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 로봇(100)은 로봇 몸체(110)와 보행기(120)를 포함할 수 있고, 로봇 몸체(110)와 보행기(120)는 결합 모듈(130)을 통해 결합될 수 있다.Referring to FIG. 1, the rehabilitation robot 100 according to an embodiment of the present invention may include a robot body 110 and a walker 120. The robot body 110 and the walker 120 may be connected to a coupling module 130, respectively.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 몸체(110)는, 환자의 몸통을 지지하는 고정밴드(111), 고정밴드(111)에 대하여 회전 가능하게 설치된 골반관절축(112), 일측이 골반관절축(112)과 결합되는 제1 아암(Arm, 113), 제1 아암(113)의 타측에 회전 가능하게 설치된 제1 연결관절축(114), 일측이 제1 연결관절축(114)과 결합되는 제2 아암(115), 제2 아암(115)의 타측에 회전 가능하게 설치된 제2 연결관절축(116), 일측이 제2 연결관절축(116)과 결합되며 타측에 발목관절축(117a)이 설치되는 연장편(116a), 발목관절축(117a)에 회전 가능하게 설치되는 발판(117) 및 고정밴드(111)에 직접 또는 간접적으로 결합되는 리니어 모션 가이드(118)를 포함할 수 있다.The robot body 110 according to an embodiment of the present invention includes a fixed band 111 for supporting a patient's body, a pelvic joint shaft 112 rotatably installed on the fixed band 111, A first arm 113 coupled to the joint shaft 112; a first joint shaft 114 rotatably installed on the other side of the first arm 113; A second connecting arm shaft 116 rotatably installed on the other side of the second arm 115 and a second connecting arm shaft 116 connected to the second connecting joint shaft 116 at one side and an ankle joint shaft 116 And a linear motion guide 118 that is directly or indirectly coupled to the fixing band 111. The linear motion guide 118 may include a linear motion guide 118 that is attached to the ankle joint shaft 117a, have.

구체적으로, 환자는 허리에 고정밴드(111)를 착용하고, 발을 발판(117)에 안착시킴으로써 로봇 몸체(110)를 하체에 착용할 수 있다. 또한, 로봇 몸체(110)에는 환자의 종아리, 발, 발목 중 어느 한 곳을 고정하는 밴드가 추가될 수 있으며, 이를 통해 환자의 하체는 로봇 몸체(110)에 고정될 수 있을 것이다. 이 때, 로봇 몸체(110)를 착용한 환자의 신장에 따라 제1 아암(113)과 제2 아암(115)이 이루는 각도가 조절되므로, 환자는 신장에 상관 없이 로봇 몸체(110)를 착용할 수 있을 것이다.Specifically, the patient can wear the robot body 110 on the lower body by wearing the fixing band 111 on the waist and placing the feet on the footrest 117. [ In addition, a band for fixing any one of the calf, foot, and ankle of the patient may be added to the robot body 110, so that the lower body of the patient can be fixed to the robot body 110. At this time, since the angle formed by the first arm 113 and the second arm 115 is adjusted according to the elongation of the patient wearing the robot body 110, the patient wears the robot body 110 regardless of the height It will be possible.

로봇 몸체(110)에는 환자의 등허리를 지지할 수 있는 받침대(119)가 더 포함될 수도 있다. 받침대(119)는, 고정밴드(111)의 후측에 위치할 수 있으며 받침대(119)의 길이를 조절할 수 있는 간격 조절대가 포함될 수도 있을 것이다.The robot body 110 may further include a pedestal 119 capable of supporting the back of the patient. The pedestal 119 may be located on the rear side of the fixing band 111 and may include a spacing bar capable of adjusting the length of the pedestal 119.

한편, 골반관절축(112), 제1 연결관절축(114), 제2 연결관절축(116) 및 발목관절축(117a)은 로봇 관절에 대응될 수 있다. 로봇 관절을 구부리기 위하여 골반관절축(112), 제1 연결관절축(114), 제2 연결관절축(116) 및 발목관절축(117a) 중 적어도 하나의 축에는 모터가 설치될 수 있으며, 모터를 설치한 축은 구동 관절(Active joint)로 불리울 수 있을 것이다. Meanwhile, the pelvic joint axis 112, the first joint axis 114, the second joint axis 116, and the ankle joint axis 117a may correspond to the robot joints. A motor may be installed on at least one axis of the pelvis joint axis 112, the first connection joint axis 114, the second connection joint axis 116 and the ankle joint axis 117a in order to bend the robot joint, The axis on which it is installed may be called the active joint.

재활 로봇(100)은, 로봇 관절에 설치된 모터를 구동하여 환자 무릎 관절의 무릎 굽힘 행위 및 무릎 폄 행위를 보조함으로써 환자가 보행하도록 지원할 수 있을 것이다. 본 발명의 일 실시예에서는, 골반관절축(112) 및 제1 연결관절축(114)에 설치된 모터를 구동하여 환자의 보행을 지원하거나, 골반관절축(112) 및 제2 연결관절축(116)에 설치된 모터를 구동하여 환자의 보행을 지원하는 것을 설명하며, 이는 도 4를 통해 자세히 설명하기로 한다. The rehabilitation robot 100 may assist the patient to walk by assisting the knee bending and knee extension actions of the patient's knee joint by driving a motor provided in the robot joint. In an embodiment of the present invention, a motor provided on the pelvis joint axis 112 and the first joint axis 114 is driven to support the patient's walking, or the pelvis joint axis 112 and the second joint axis 116 To support the walking of the patient, which will be described in detail with reference to FIG.

한편, 로봇 몸체(110)는 연결 블록(140)을 더 포함할 수 있으며(도 2 참조), 연결 블록(140)은 리니어 모션 가이드(118)에 간접 또는 직접적으로 결합되는 연결판(141) 및 연결판(141)에 결합되어 있는 손잡이부(142)를 포함할 수 있다. 그러나, 연결 블록(140)이 반드시 로봇 몸체(110)에 포함되는 것으로 설명되어야 하는 것은 아니며, 로봇 몸체(110)와 별도의 구성으로 설명될 수도 있을 것이다. 하지만, 어느 경우라도 연결 블록(140)의 구성은 동일할 것이므로, 이에 대한 논의는 생략한다.2), and the connecting block 140 includes a connecting plate 141 and a connecting plate 141 that are indirectly or directly coupled to the linear motion guide 118 And a handle 142 coupled to the connection plate 141. However, the connection block 140 is not necessarily described as being included in the robot body 110, and may be described in a configuration separate from the robot body 110. [ However, in any case, since the configuration of the connection block 140 is the same, a discussion thereof will be omitted.

여기서, 손잡이부(142)는 보행 시 환자가 잡고 지탱할 수 있으며, 연결판(141)은 손잡이부(142)를 통해 결합 모듈(130)과 회전 가능하게 결합될 수 있다. 리니어 모션 가이드(118)와 연결 블록(140)에 관하여는 도 2 및 도 3을 통해 더 설명하기로 한다.Here, the grip portion 142 can be held by the patient while walking, and the connection plate 141 can be rotatably coupled with the coupling module 130 through the grip portion 142. The linear motion guide 118 and the connection block 140 will be further described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 보행기(120)는, 상부 프레임(121), 복수 개의 바퀴(123)가 설치되는 하부 프레임(122), 및 상부 프레임(121)과 하부 프레임(122)을 연결하는 연결 프레임(124)을 포함할 수 있다. 상부 프레임(121)에는 결합 모듈(130)이 설치될 수 있어, 보행기(120)는 결합 모듈(130)을 통해 로봇 몸체(110)와 결합될 수 있을 것이다.The walker 120 according to an embodiment of the present invention includes an upper frame 121, a lower frame 122 on which a plurality of wheels 123 are installed, an upper frame 121 and a lower frame 122, And a connecting frame 124 connecting the connecting frame 124 and the connecting frame 124 to each other. The joining module 130 may be installed on the upper frame 121 so that the walker 120 can be coupled to the robot body 110 through the joining module 130.

본 발명의 일 실시예에 따른 보행 재활 로봇(100)에는, 로봇 몸체(110)의 보행 동작을 제어하는 제어 모듈(미도시), 환자의 근전도 신호를 측정하여 환자의 상태를 모니터링하는 근신호 측정 모듈(미도시), 환자의 근신경을 전기로 자극하여 재활을 보조하는 전기 자극(Functional Electric Stimulation, FES) 모듈(미도시) 중 적어도 하나의 모듈이 더 포함될 수도 있으며, 상기에서 언급한 구성 요소 외의 부품 또는 모듈이 더 포함될 수 있을 것이다.The walking rehabilitation robot 100 according to an embodiment of the present invention may include a control module (not shown) for controlling the walking operation of the robot body 110, a muscle signal measuring unit 110 for measuring a patient's EMG signal, A module (not shown), and a functional electric stimulation (FES) module (not shown) that stimulates the muscular nerve of the patient by electric stimulation to assist rehabilitation, May further include other components or modules.

도 2는 도 1에서 리니어 모션 가이드(118)와 연결 블록(140)을 확대하여 나타낸 도면이다.FIG. 2 is an enlarged view of the linear motion guide 118 and the connection block 140 in FIG.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모션 가이드(118)는, 리니어 모션 블록(118b)과 레일(118a)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the linear motion guide 118 according to an embodiment of the present invention may include a linear motion block 118b and a rail 118a.

리니어 모션 블록(118b)은 레일(118a)을 따라서 상하운동을 할 수 있는데, 더 정확히 말하자면, 리니어 모션 블록(118b)은 가만히 있는 상태에서 레일(118a)이 상하로 운동하게 되는 것이다. 이때, 환자가 보행할 때에 일반적으로 조금씩 위아래로 요동하면서 보행하므로(도 5 참조), 고정밴드(111)의 측면에 부착되어 있는 레일(118a)은, 환자가 보행 시에 보이는 요동 패턴을 고스란히 환자가 착용하고 있는 고정밴드(111)의 요동에 반영이 될 수 있도록 할 수 있다. 만약에 이와 같은 구조가 없다면, 결합 모듈(130)을 통해 환자의 보행이 견고하게 지지 받는다는 장점이 있는 반면, 보행 시의 요동이 불가능할 정도로 견고하게 결합되어 있는바 걸음걸이가 부자연스럽게 될 수 밖에 없다. 따라서, 이와 같은 구조를 통해, 결합 모듈(130)을 통해 환자의 보행을 견고하게 지지하면서도 리니어 모션 가이드(118)를 통해 자연스러운 보행이 가능하게도 한다는 장점이 있다.The linear motion block 118b can move upward and downward along the rail 118a, more precisely, the linear motion block 118b moves up and down the rail 118a while still standing still. 5), the rail 118a attached to the side surface of the fixing band 111 can be used for a patient's walking motion, So that it can be reflected in the swinging motion of the fixing band 111 worn by the user. If there is no such structure, there is an advantage that the walking of the patient is firmly supported by the coupling module 130, but the walking of the bar which is firmly coupled so that the walking can not be performed is unnatural . Thus, through the above-described structure, it is possible to naturally walk through the linear motion guide 118 while firmly supporting the patient's walking through the coupling module 130.

한편, 리니어 모션 블록(118b)에는 연결 블록(140)의 적어도 하나의 연결판(141)이 간접 또는 직접적으로 결합되어 있으며, 이에 따라, 리니어 모션 블록(118b)과 연결판(141)의 상대적 위치는 고정될 수 있다. At least one connecting plate 141 of the connecting block 140 is indirectly or directly coupled to the linear motion block 118b so that the relative position of the linear motion block 118b and the connecting plate 141 Can be fixed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 모듈(130)의 분리 사시도이다.3 is an exploded perspective view of a coupling module 130 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 결합 모듈(130)은, 연결바(132), 연결바(132)의 일측에 위치하며 손잡이부(142)가 회전할 수 있도록 지원하는 회전 가이드부(131), 연결바(132)의 타측에 위치하며 연결바(132)의 타측을 수용하여 고정하는 수용체(133), 및 수용체(133)를 상부 프레임(121)에 고정하는 브라켓(134)을 포함할 수 있다. 여기서, 회전 가이드부(131)는 갈고리 형상일 수 있으며, 연결바(132)와 회전 가이드부(131)는 결합되어 있을 수 있다.The coupling module 130 according to one embodiment of the present invention includes a connection bar 132 and a rotation guide part 131 located at one side of the connection bar 132 and supporting the knob part 142 to rotate, A receiver 133 positioned at the other side of the connection bar 132 for receiving and fixing the other side of the connection bar 132 and a bracket 134 for fixing the receiver 133 to the upper frame 121 . Here, the rotation guide part 131 may have a hook shape, and the connection bar 132 and the rotation guide part 131 may be coupled to each other.

도 3을 참조하여 결합 모듈(130)과 연결 블록(140)의 결합 관계 및 결합 모듈(130)과 상부 프레임(121)의 결합 관계를 설명하면, 원통 형상의 손잡이부(142)를 회전 가이드부(131)로 삽입함으로써 결합 모듈(130)과 연결 블록(140)은 결합될 수 있으며, 브라켓(134)으로 수용체(133)를 상부 프레임(121)에 고정함으로써 결합 모듈(130)과 상부 프레임(121)은 결합될 수 있을 것이다. 연결 블록(140)과 결합된 회전 가이드부(131)의 일단에는 연결바(132)가 결합되어 있을 수 있고 연결바(132)를 수용체(133)에 삽입하여 고정시킴으로써 연결 블록(140)과 상부 프레임(121)은 결합될 수 있다.3, the coupling relationship between the coupling module 130 and the coupling block 140 and the coupling relationship between the coupling module 130 and the upper frame 121 will be described. The coupling module 130 and the connection block 140 can be coupled by inserting the coupling module 130 and the upper frame 121 by fixing the receiver 133 to the upper frame 121 with the bracket 134. [ 121 may be combined. The connection bar 132 may be coupled to one end of the rotation guide part 131 coupled to the connection block 140 and the connection bar 132 may be fixedly inserted into the receiver 133, The frame 121 can be engaged.

본 발명의 일 실시예에서는, 회전 가이드부(131)와 연결 블록(140)을 결합하고, 상부 프레임(121)에 고정된 수용체(133)에 연결바(132)를 삽입 고정하여, 결합 모듈(130)이 로봇 몸체(110)와 보행기(120)를 결합하는 것을 예시적으로 설명하였지만 이에 한정되지 않을 것이며, 결합 모듈(130)을 결합하는 순서에 상관없이 본 발명의 결합 모듈(130)을 사용하여 로봇 몸체(110)와 보행기(120)를 결합한다면 본 발명의 범주에 속한다 할 것이다.The connection bar 132 is inserted and fixed to the receiver 133 fixed to the upper frame 121 so that the coupling module 140 It is to be understood that the present invention is not limited thereto and that the joining module 130 of the present invention can be used regardless of the order of joining of the joining module 130. [ And the robot body 110 and the walker 120 are combined with each other.

한편, 로봇 몸체(110)의 손잡이부(142)는 결합 모듈(130)의 회전 가이드부(131)에 회전 가능하도록 결합될 수 있어, 로봇 몸체(110)는 손잡이부(142)를 축으로 하여 소정의 각도 내에서 회전할 수 있을 것이다. 가령, 환자가 보행 할 때 환자의 움직임에 대응하여 로봇 몸체(110)의 각도(지면에 대하여 로봇 몸체가 기울어지는 정도를 나타내는 각도임)에 변화가 발생하면, 로봇 몸체(110)는 손잡이부(142)를 축으로 회전하여 각도가 변화될 수 있을 것이다. 이를 통해, 환자는 자연스럽게 움직이며 보행할 수 있을 것이다.The grip portion 142 of the robot body 110 may be rotatably coupled to the rotation guide portion 131 of the coupling module 130 so that the robot body 110 is rotated about the grip portion 142 It will be able to rotate within a predetermined angle. For example, when a change occurs in the angle of the robot body 110 (the angle at which the robot body tilts with respect to the ground) in response to the patient's motion when the patient is walking, the robot body 110 is moved 142 to rotate about its axis so that the angle can be changed. Through this, the patient will be able to move naturally and walk.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 몸체(110)를 착용한 환자를 예시적으로 나타낸 도면이다.4 is a view illustrating a patient wearing a robot body 110 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 환자는 발판(117)에 발을 안착시키고 고정밴드(111)를 착용하여 로봇 몸체(110)를 착용할 수 있으며, 이 때, 환자가 일어서 있을 때의 다리 길이에 대응하여 제1 아암(113)과 제2 아암(115) 사이의 각도(θ)는 변할 수 있다.4, the patient can wear the robot body 110 by placing his / her foot on the foot plate 117 and wearing a fixing band 111. At this time, The angle [theta] between the first arm 113 and the second arm 115 can be changed.

로봇 몸체(110)는 제1 아암(113)과 제2 아암(115) 사이의 각도가 환자가 일어서 있을 때의 각도(θ) 이상으로 커지지 않도록 제어함으로써, 보행 중에 환자의 발이 지면에 끌리지 않도록 방지할 수도 있을 것이다. 또한, 로봇 몸체(110)는 제1 아암(113)과 제2 아암(115) 사이의 각도를 제어할 때, θ 에 소정의 각도를 더한 각도(θ’) 이상으로 커지지 않도록 제어할 수도 있을 것이다.The robot body 110 controls so that the angle between the first arm 113 and the second arm 115 does not become larger than the angle? When the patient stands up, thereby preventing the patient's foot from being attracted to the ground during the walking You can do it. When the angle between the first arm 113 and the second arm 115 is controlled, the robot body 110 may be controlled so that it does not become larger than the angle? 'Obtained by adding a predetermined angle to? .

한편, 골반관절축(112), 제1 연결관절축(114), 제2 연결관절축(116) 및 발목관절축(117a) 각각은 환자의 골반, 무릎, 종아리(정강이), 발목에 대응되며, 골반관절축(112) 및 제1 연결관절축(114)에 모터가 설치되거나 골반관절축(112) 및 제2 연결관절축(116)에 모터가 설치될 수도 있을 것이나, 이에 한정되지는 않을 것이다.Each of the pelvic joint axis 112, the first connecting joint axis 114, the second connecting joint axis 116 and the ankle joint axis 117a corresponds to the pelvis, knee, calf (shin) and ankle of the patient A motor may be installed on the pelvis joint axis 112 and the first connection joint axis 114 or a motor may be installed on the pelvis joint axis 112 and the second connection joint axis 116 will be.

골반관절축(112)과 제1 연결관절축(114)에 모터가 설치되는 경우, 골반관절축(112)과 제1 연결관절축(114)은 구동 관절로 사용될 수 있고, 제2 연결관절축(116)과 발목관절축(117a)은 수동 관절로 사용될 수 있을 것이다. 가령, 로봇 몸체(110)를 착용한 환자가 보행할 때, 환자가 무릎을 굽히고자 함이 감지되면 제1 아암(113)과 제2 아암(115) 사이의 각도를 작아지도록 하고, 환자가 무릎을 펴고자 함이 감지되면 제1 아암(113)과 제2 아암(115) 사이의 각도를 커지도록 하기 위하여, 골반관절축(112)과 제1 연결관절축(114)에 설치된 모터를 구동할 수 있을 것이며, 제2 연결관절축(116)과 발목관절축(117a)은 환자의 동작에 따라 자연스럽게 회전할 수 있을 것이다.When the motor is installed on the pelvis joint axis 112 and the first joint axis 114, the pelvis joint axis 112 and the first joint axis 114 can be used as drive joints, The ankle joint shaft 116 and the ankle joint shaft 117a may be used as passive joints. For example, when the patient wearing the robot body 110 is walking and the patient is sensed to bend the knee, the angle between the first arm 113 and the second arm 115 may be reduced, A motor provided on the pelvis joint axis 112 and the first joint axis 114 is driven so as to increase the angle between the first arm 113 and the second arm 115 And the second joint axis 116 and the ankle joint axis 117a will be able to rotate naturally according to the operation of the patient.

다른 예로서, 골반관절축(112)과 제2 연결관절축(116)에 모터가 설치되는 경우, 골반관절축(112)과 제2 연결관절축(116)은 구동 관절로 사용될 수 있고, 제1 연결관절축(114)과 발목관절축(117a)은 수동 관절로 사용되어 환자의 보행을 보조할 수 있을 것이다.As another example, when a motor is installed on the pelvis joint axis 112 and the second joint axis 116, the pelvis joint axis 112 and the second joint axis 116 may be used as driving joints, 1 joint joint axis 114 and ankle joint axis 117a may be used as passive joints to assist the patient in walking.

다만, 환자가 앉은 상태에서 로봇 몸체(110)를 착용한 후 일어설 때, 골반관절축(112) 및 제1 연결관절축(114)을 구동 관절로 사용하는 것이 골반관절축(112) 및 제2 연결관절축(116)을 구동 관절로 사용하는 것보다 환자에게 안정감을 부여할 수 있다. 앉아 있던 사람이 일어나기 위해서 무릎 관절을 사용하는 것이 일반적이므로, 환자의 무릎에 대응되는 제1 연결관절축(114)을 구동시켜 환자가 일어서는 것을 보조함으로써 환자는 안정적으로 일어서게 할 수 있는 것이다.The use of the pelvic joint axis 112 and the first joint axis 114 as the driving joints when the patient stands up after wearing the robot body 110 when the patient is seated, It is possible to give the patient a sense of stability rather than using the joint joint shaft 116 as the drive joint. Since it is common for a person sitting there to use the knee joint, the patient can stably stand by assisting the patient to stand up by driving the first joint axis 114 corresponding to the knee of the patient.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 몸체(110)를 착용한 환자가 보행하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 참고로, 도 5는 환자의 보행에 따른 로봇 몸체(110)의 동작을 나타내기 위한 도면이므로 보행기(120)는 도시하지 않았다.5 is a view for explaining the walking of a patient wearing a robot body 110 according to an embodiment of the present invention. 5 is a view for showing the operation of the robot body 110 according to the walking of the patient, the walker 120 is not shown.

도 5를 참조하면, 환자가 보행할 시에 골반관절축(112)이 상하로 자연스럽게 이동하고 있음을 알 수 있다. 이때, 로봇 몸체(110)는 환자의 보행에 대응하여 각도(제1 아암과 제2 아암 사이의 각도임)가 변화될 수 있고, 골반관절축(112), 제1 연결관절축(114), 제2 연결관절축(116) 및 발목관절축(117a)이 회전할 수 있으며, 리니어 모션 가이드(118)에 의해서 상하로 움직일 수 있을 것이다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the pelvic joint axis 112 naturally moves up and down when the patient is walking. At this time, the angle of the robot body 110 (the angle between the first arm and the second arm) can be changed corresponding to the patient's walking, and the pelvis joint axis 112, the first connection joint axis 114, The second coupling joint shaft 116 and the ankle joint shaft 117a can be rotated and moved up and down by the linear motion guide 118. [

상기와 같이 기술된 본 발명의 실시예들에 대한 도면은 자세한 윤곽 라인을 생략한 것으로서, 본 발명의 기술사상에 속하는 부분을 쉽게 알 수 있도록 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 상기 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 기준이 될 수 없으며, 본 발명의 청구범위에 포함된 기술사항을 이해하기 위한 참조적인 사항에 불과하다.The above-described embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, in which detailed contour lines are omitted. It should be noted that the above-described embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but merely as a reference for understanding the technical idea included in the claims of the present invention.

100: 재활 로봇
110: 로봇 몸체
111: 고정밴드
112: 골반관절축
113: 제1 아암
114: 제1 연결관절축
115: 제2 아암
116: 제2 연결관절축
116a: 연장편
117: 발판
117a: 발목관절축
118: 리니어 모션 가이드
118a: 레일
118b: 리니어 모션 블록
119: 받침대
120: 보행기
121: 상부 프레임
122: 하부 프레임
123: 바퀴
124: 연결 프레임
130: 결합 모듈
131: 회전 가이드부
132: 연결바
133: 수용체
134: 브라켓
140: 연결 블록
141: 연결판
142: 손잡이부100: Rehabilitation robot
110: robot body
111: Fixed band
112: Pelvic joint axis
113: first arm
114: first connection joint axis
115: second arm
116: second connection joint axis
116a: Extension piece
117: Scaffolding
117a: Ankle joint axis
118: Linear Motion Guide
118a: rail
118b: linear motion block
119: Stand
120: walker
121: upper frame
122: Lower frame
123: Wheels
124: connection frame
130: Coupling module
131:
132: Connection bar
133: receptor
134: Bracket
140: connection block
141: connection plate
142:

Claims

As a walking rehabilitation robot for a patient to rehabilitate,
A pelvic joint shaft rotatably provided with respect to the fixed band, a first arm coupled to the pelvic joint axis on one side,
A second arm coupled to the first joint shaft and a second joint shaft rotatably installed on the other side of the second arm, the first joint shaft rotatably installed on the other side of the first arm, And a linear motion guide which is directly or indirectly coupled to the fixed band, and a linear motion guide which is directly or indirectly coupled to the fixed band, wherein the pivot joint axis and the first joint joint axis are active joints, and the second joint joint axis and the ankle joint axis are passive joints; And
And a walk frame including an upper frame, a lower frame having a plurality of wheels, and a connection frame connecting the upper frame and the lower frame,
Wherein the robot body and the walker are coupled through a coupling module.

The method according to claim 1,
The robot body further includes a connection block,
Wherein the connecting block comprises: (i) a connecting plate directly or indirectly coupled to the linear motion guide; and (ii) a handle coupled to the connecting plate and rotatably coupled to the coupling module. robot.

3. The method of claim 2,
The coupling module comprises:
Connection bar,
A rotation guide portion located at one side of the connection bar and supporting the knob portion to rotate,
A receiver which is located on the other side of the connection bar and receives and fixes the other side of the connection bar,
And a bracket for fixing the receiver to the upper frame.

The method of claim 3,
Wherein the robot body is rotatable about the handle portion in accordance with movement of the patient in accordance with the walking.

3. The method of claim 2,
Wherein the linear motion guide includes a linear motion block and a rail,
Wherein the linking plate is indirectly or directly coupled to the linear motion block so that a relative position of the linear motion block and the linking plate is fixed.

6. The method of claim 5,
Wherein the rail supports the fixed band so as to be movable up and down with respect to the linear motion block when the patient is walking.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the robot body further includes a pedestal for supporting the waist of the patient.