KR20110086009A - 신체 가동을 위한 장치, 및 그 장치의 사용 - Google Patents

Abstract

신체의 가동을 위한 장치는, 고정 샤시(20, 22)에 대해 이동 가능하며 기립 자세로 치료될 대상자를 지지하도록 설계된 지지 플랫폼(1)을 포함한다.
상기 플랫폼(1)은 이중 피봇 연결에 의해 상기 샤시에 연결되며, 상기 플랫폼은, 상기 플랫폼에 연결된 하나의 샤프트(6)에 피봇 연결에 의해 각각 연결된 액츄에이터들(8, 9)에 의해, 실질적으로 그것의 중심을 통과하는 하나의 축에 대한 진동 운동에 의해 구동되며, 상기 액츄에이터들(8, 9)은 스스로 상기 샤시에 관절 연결된다.

Description

신체 가동을 위한 장치, 및 그 장치의 사용{APPARATUS FOR MOBILIZATION OF THE BODY, AND USE OF SUCH AN APPARATUS}

본 발명은 대상자의 신체를 가동하도록 설계된 장치에 관한 것이며, 보다 특정적으로는, 척추(vertebral axis), 및 그 척추와 관련된 골반관절(pelvic joint) 및 하지들(lower limbs)을 가동하도록 설계된 장치에 관한 것이다.

따라서 본 발명은 무한 개수의 축들에 대해 진동 가능한 플랫폼(platform) 또는 트레이(tray)를 실행함으로써 상기 신체를 가동하는 것에 연구의 일부를 형성하며, 이때 상기 무한 개수의 축들은 상기 플랫폼 또는 트레이의 중심을 통과하며 상기 다양한 진동들은 무작위로 실행될 수 있다.

지금까지, 일반적인 생체기구를 교정하고 재활하는 동작들을 수행할 수 있는 장치의 다양한 예들이 제안되어 왔다. 그것들은 원래 훈련 목적으로 설계되었으며, 특히 운동선수의 근육 훈련 목적이었다.

예로써 US-A-2　827　894 또는 US-A-4　290　601 문헌들에서 설명된 바와 같이, 상기 장치는 일반적으로 중심 지지 피봇(central support pivot)에 대해 진동할 수 있는 플랫폼을 포함한다. 상기 플랫폼의 움직임은 그 위에 서있는 대상자의 불균형을 유도하며, 그 불균형은 대상자의 해당 부위에 반응을 유도하고 그리고 다양한 생체역학적 부위들 특히 척추, 골반대(pelvic girdle) 및 관절들을 필요에 따라 가동하기에 적합하다.

EP 1　023　111 문헌은 상기 플랫폼이 회전 운동(rotary movement) 및 진동 운동(oscillating movement)에서 구동되는 장치를 또한 개시한다. 즉, 이 문헌에서 설명되는 장치의 동력학은 진폭 및 속도가 조절 가능한 회전 진동(rotary oscillation)에 제한된다. 하지만, 상기 장치는 실행하기가 특히 복잡한 것으로 판명되었고, 진동 운동들은 실행시 구조 자체에 의해 진폭(amplitude)이 제한적이며, 같은 이유로 진동의 무작위성(randomness)이 얻어질 수 없다.

WO 2007/141429 문헌은 해당 유형의 다른 장치를 제안하며, 이 역시 진동에서 제한적인 자유도(degrees of freedom)를 갖는데, 그 이유는 그것에 구비된 플랫폼의 지지(support) 및 자동화(motorization)의 모드 때문이며, 따라서 진동의 무작위성이 없어져 치료의 가능성 및 효과성이 줄어든다.

본 발명은, 플랫폼에 복수의 진동 자유도를 부여하기 위해 사용될 수 있는 즉 실질적으로 그것의 중심을 통과하는 일 축에 대해 플랫폼에 무한 개수의 가능한 기울어짐(tilt)을 부여할 수 있는 유형의 장치에 관한 것이다. 이러한 무한 개수로부터 별개의 기울어짐들을 실행하고 그로써 진동의 무작위성을 부여할 수 있는 가능성이 뒤따르며, 이는 특히 재활, 또는 운동선수에 관련된 훈련을 증진시키기에 적합하다.

따라서, 본 발명은, 고정 샤시에 대해 이동 가능하며 기립 자세로 치료될 대상자를 지지하도록 설계된 지지 플랫폼을 포함하는 신체의 가동을 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 플랫폼은 이중 피봇 연결에 의해 상기 샤시에 연결되며, 그리고 상기 플랫폼은, 상기 플랫폼에 연결된 단일 샤프트에 피봇 연결에 의해 각각 연결된 액츄에이터들에 의해, 실질적으로 그것의 중심을 통과하는 하나의 축에 대한 진동 운동에 의해 구동되며, 상기 액츄에이터들은 스스로 상기 샤시에 관절 연결된다.

보다 구체적으로, 상기 플랫폼은 실질적으로 수평의 제1 관절축을 정의하는 상부 프레임 상에 관절 연결되며, 상기 상부 프레임은 상기 제1 축에 직교하는 실질적으로 수평의 제2 관절축을 따라 상기 샤시에 스스로 관절 연결된다.

상기 플랫폼은 그것이 정의하는 평면에 대해 수직으로 연장된 중심 축 또는 아암을 구비하며, 개수가 두 개인 상기 액츄에이터들은 카아던 커플링(cardan coupling)에 의해 상기 샤프트의 자유단에 연결되며, 상기 액츄에이터들은 서로에 대해 실질적으로 직교하는 방향의 작용을 갖는다.

상기 액츄에이터들 각각은 리니어 액츄에이터, 특히 전기 리니어 액츄에이터에 의해 구성되며, 그것이 고정되는 지점에서 상기 샤시는 피봇 연결부에 의해 구성된다.

바람직하게는, 본 발명의 신체의 가동을 위한 장치는 일반적으로 어떤 파지 수단을 의미하는 손잡이들을 구비함으로써, 치료 또는 훈련 대상자가 서 있는 상기 플랫폼의 진동으로 인해 그가 처해진 불균형 상황들에서, 상기 대상자가 그의 팔들(upper limbs)로 균형을 잡을 수 있다.

본 발명은 또한 신체의 가동을 위한 본 발명의 장치 사용에 관한 것이며, 그에 따르면, 상기 플랫폼에 부여된 진폭 및 다양한 진동 움직임들은 임의의 진동 모드를 포함할 수 있는 미리 셋팅된 프로그램들에 따라 조절된다.

상기 플랫폼의 진동 운동들은 상기 신체의 가동을 제어하는 사람, 특히 종사자(practitioner)에 의해 파지 가능한 "조이스틱"의 명령에 실시간으로 부여된다. 이러한 경우, 플랫폼의 반응은, 즉각적이고 직접적이며, 조이스틱을 통해 주어지는 명령들에 의해 상기 종사자의 움직임을 양호하게 따른다.

본 발명이 실행 가능한 방법 및 그에 따른 이점들은, 정보 목적이고 비제한적이며 첨부 도면들에 의해 지지되는, 이하의 실시예로부터 명확해질 것이다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 신체의 가동을 위한 장치의 동작 원리에 대한, 두 개의 다른 배향에 따라 도시된 두 개의 개략적 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 개략적 분해 사시도이다.
도 4 및 5는 서로 직교하는 두 개의 평면을 따른, 본 발명 장치에 대한 두 개의 개략적인 연직 단면도들이다.
도 6은 본 발명 장치를 하측에서 바라본 개략도이다.

본 발명의 장치의 동작 원리를 보이기에 적합한 사시도가 도 1 및 2에 개략적으로 도시되어 있다.

기본적으로, 본 발명은 플랫폼(platform: 1)을 포함하며, 상기 플랫폼은 사각 형상으로 개략적으로 도시되어 있으나, 다른 어떤 형상 특히 원형 또는 타원형을 취할 수 있다.

이러한 플랫폼(1)은, 도 1에서 점선으로 보여지는 수평축 A-A를 따라, 강성 아마츄어(rigid armature: 2)에 의해 상부 강성 프레임(upper rigid frame: 3)에 관절 연결된다. 즉, 이러한 상부 프레임(2) 상에서의 플랫폼(1)의 연결은 피봇 연결이며, 따라서 상기 플랫폼(1)은 전술한 A-A 축에 대해 피봇 가능하다.

결과적으로, 점선으로 도시되며 또한 수평인 그리고 상기 A-A 축에 대해 수직으로 배치된 B-B 축을 따라, 상기 상부 프레임(3)은 상기 장치의 샤시에 통합된 강성 아마츄어(rigid armature: 4) 상에 직접 관절 연결된다.

즉, 상기 플랫폼(1)은 이중 피봇 연결(double pivot connection)을 통해 상기 샤시에 연결된다.

이러한 이중 피봇 연결에 의해, 따라서 상기 플랫폼(1)은 그것의 초기 수평면에 대해 무한한 개수의 배향(orientation)을 나타낼 수 있다.

실제로 이러한 복수의 배향들이 가능하도록 하기 위해, 그리하여 결과적으로 그것의 균형(balance)을 다양화하고 요구되는 여러 가능한 움직임들을 발생시키기 위한 목적으로 상기 플랫폼의 일 위치에서 무한 개수의 진동 움직임들(oscillating movements)을 달성하는 것을 가능하게 하기 위해, 상기 플랫폼(1)은, 어떤 수단에 의해 예를 들어 스크류 또는 그 등가물에 의해 실질적으로 상기 플랫폼의 중심에 연결된 샤프트(6)에 의해, 하방으로 연장된다. 따라서 그리고 설명된 예에서, 상기 샤프트(6)는 상기 플랫폼(1)에 의해 정의되는 평면에 대해 수직으로 배향된다.

이러한 샤프트(6)의 자유단(free end), 즉 상기 플랫폼(1)의 반대편 단부는 피봇 연결에 의해 두 개의 액츄에이터들(8, 9)에 연결되며, 이 경우 상기 액츄에이터들은 전기적 리니어 액츄에이터들(electric linear actuators)로 구성된다.

상기 액츄에이터들은 피봇 연결부들(10, 11)에 의해 상기 장치의 샤시에 각각 연결되며, 그리고 이러한 경우 카아던 커플링들(cardan couplings)이 상기 액츄에이터들에게 수평면에서의 어떤 움직임을 부여한다.

보다 구체적으로, 이들 액츄에이터(8, 9)는 각각 무브러시 모터(brushless motor: 12, 13)에 의해 양 방향으로 회전(turning) 가능한 볼 스크류(ball screw)에 의해 구성되며, 상기 무브러시 모터는 엔코더(encoder) 또는 필요시 리듀서(reducer)를 구비한다. 여기서도 상기 샤프트(6)의 자유단(7)에 대한 상기 스크류의 단부의 각 변위(angular displacement)를 제공하기 위해, 상기 스크류들 각각의 자유단은 카아던 커플링에 의해 상기 샤프트(6)의 하측 자유단(7)에 연결된다. 상기 플랫폼(1)이 휴식 위치(rest position), 즉 평면 또는 수평에 있을 때, 상기 두 개의 액츄에이터들(8, 9)은 서로에 대해 수직으로 배향된다.

이러한 경우, 한편으로는 상기 무브러시 모터들(12, 13)의 각각의 회전 속도들을 이용하고 다른 한편으로는 상기 스크류들의 회전 방향을 이용함으로써, 상기 샤프트(6)에 그리고 결과적으로 그것에 직접 연결된 플랫폼(1)에 가능한 모든 유형의 배향들을 제공하는 것이 가능해진다. 하지만 상기 샤프트(6)의 움직임은, 구성에 의해, 그리고 그 경우 상기 강성 아마츄어(4)에 제공된 구멍(aperture)(5)에 의해, 제한된다.

추구하는 목적은 상기 플랫폼 상에 지나치게 큰 경사(inclination)를 제공하는 것이 아니라, 그것에 비제한적이며 무한한 개수의 배향들을 제공함으로써, 그것의 중심축(6)에 대해 가능한 움직임들(oscillations)의 개수를 증가시키는 것이다.

본 발명의 장치의 특정 실시예가 도 3 내지 6에 도시되어 있다. 따라서, 이 장치는 피트(feet: 21)에 의해 바닥에 서게 되는 마운트(20)에 의해 구성되며, 상기 피트는 이 경우 여섯 개이며 넌-슬립 코팅(non-slip coating)이라는 이점이 제공된다.

이러한 마운트(20)는 상부 샤시(22)를 받치며, 상기 상부 샤시는 예로써 용접에 의해 상기 마운트에 직접 연결된다.

이러한 상부 샤시(22)에는 상기 강성 아마츄어(4)를 고정하기 위한 두 개의 플레이트들(23, 24)이 구비된다. 이들 두 개의 고정 플레이트들은 서로 분리되어 있으며, 상기 샤프트(6)의 움직임의 범위를 규정하기 위해 상기 상부 샤시(22)와 함께 상기 구멍(5)을 정의한다.

상기 강성 아마츄어(4)는 그것의 중심에, 상기 샤프트(6)가 통과될 수 있도록 하기 위한 관통공(through opening: 25)을 구비한다. 그것은 스크류들에 의해 상기 플레이트들(23, 24)에 고정된다. 그것에는 반대편 연직 연장부들(vertical extensions:26, 27)이 또한 구비되며, 그것들의 외측면들은 각각, 상기 상부 프레임(3)의 둘레에 구비된 관통 오리피스들(through orifices: 29)과 결합하기에 적합한 아티큘레이션 코터 핀(articulation cotter pin: 28)을 수용한다.

상기 상부 프레임(3)도 그 중심에서 커팅되어 있으며, 이 역시 상기 샤프트(6)가 통과될 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 그것은 마찬가지로 서로 반대편에 위치한 두 개의 다른 관통 오리피스들(30)을 포함한다. 그러나 그것들을 연결시키며 도 1 및 2에서의 A-A 축에 대응하는 그것들의 축은, 상기 관통 오리피스들(29)을 연결시키며 도 1 및 2에서의 B-B 축에 대응하는 축에 대해 90° 배향되어 있다.

이들 관통 오리피스들(30) 각각은 상기 강성 아마츄어(2)의 둘레에 구비된 관통 오리피스들(32)과 결합하기에 적합한 아티큘레이션 코터 핀(31)을 수용한다. 상기 아마츄어에는 상기 플랫폼(1)을 구성하는 트레이(tray)와 통합된 플레이트(33)가 나사체결되는 상부 표면이 구비되며, 플레이트에는 또한 나사체결에 의해 상기 샤프트(6)의 상단이 연결된다.

상기 트레이는 상기 강성 아마츄어(2)의 상면에 볼트체결되며, 상기 강성 아마츄어에는 상기 볼트들 또는 너트들을 수용하기 위한 하우징들(34)이 구비된다.

도 6에서 상기 액츄에이터들(8, 9)의 위치가 보여진다. 그것들은 장치 유닛에 대해 하측에 배치되고, 상기 마운트(20)에 의해 정의되는 부피 내에 그리고 상기 상부 샤시(22) 아래에 수용된다. 상기 액츄에이터들은 피봇 연결부(10, 11)에 의해 상기 마운트(20)의 코너에 각각 연결되며, 이들의 축은 상기 마운트와 통합된 부착 탭(attach tab: 35, 36)을 통과한다.

이들 액츄에이터를 구성하는 볼 스크류들(37, 38)의 단부는 카아던 커플링들(39, 40)에 의해 상기 샤프트(6)의 하단에 고정된다.

상기 플랫폼의 가능한 경사 움직임들(tilting movements)의 무한함을 고려할 때, 척추(vertebral axis)의 상당한 가동성(mobilization)이 얻어질 수 있음을 알 수 있다. 이로 인해, 본 발명 장치는 상기 척추와 관련하여 빈번히 발생하는 증상(pathology)에 매우 특정적으로 적합하다.

또한, 이 장치는 다른 사용들에서 채택될 수 있으며, 그 사용들 중에서 제한적이지 않은 방식으로 하기의 것들이 언급될 수 있다:

재성형(re-shaping);

신체 균형(body balance);

감량(slimming);

재활(rehabilitation), 특히 어깨, 무릎, 엉덩이, 척추의 재활;

운동선수 특히 높은 수준의 운동선수를 위한 훈련(training).

감지된 증상에 따라 또는 고려하는 사용처에 따라, 상기 두 개의 액츄에이터들의 무브러시 모터들에 직접 작용하는, 프로그램 작동 가능한 로직 콘트롤러(programmable logic controller)에 의해, 다양한 진동 속도 및 진동 각도 프로그램들이 수행될 수 있다.

결과적으로, 예로써 대상물을 모니터링하는 종사자에 의해 직접 조작되는 "조이스틱"에 의해, 상기 플랫폼에 특정 움직임들을 부여하는 것을 또한 생각할 수 있으며, 여기서 상기 "조이스틱"의 움직임들은 상기 플랫폼에 부여된 움직임들에 대응한다. 따라서 감지된 증상의 함수로서 매우 정확한 방법으로 치료를 조정하는 것이 가능하다. 또한 대상자의 증상에 연계된 특정 궤도를 프로그램하고 그것을 셀프-서비스 모드로 자동 실행하는 것을 생각할 수 있다.

사용자가 선 자세로 자리한 플랫폼에 부여된 진동 운동들이 있더라도 상기 사용자가 떨어질 위험 없이 견고히 서 있을 수 있도록, 상기 장치에는 일반적인 사용자의 실질적으로 몸통 높이에 배치된 손잡이들(미도시)이 또한 구비된다. 이러한 손잡이들은, 필요한 재활 또는 보디-빌딩 활동을 최적화하기에 적합한 특정 움직임들로, 또한 구동될 수 있다.

Claims (8)

1. 고정 샤시(20, 22)에 대해 이동 가능하며, 기립 자세로 치료될 대상자를 지지하도록 설계된 지지 플랫폼(1)을 포함하는 신체의 가동을 위한 장치에 있어서,
   상기 플랫폼(1)은 이중 피봇 연결에 의해 상기 샤시에 연결되며,
   상기 플랫폼은 상기 플랫폼에 연결된 단일 샤프트(6)에 피봇 연결에 의해 각각 연결된 액츄에이터들(8, 9)에 의해, 실질적으로 그것의 중심을 통과하는 하나의 축에 대한 진동 운동에 의해 구동되며, 상기 액츄에이터들(8, 9)은 스스로 상기 샤시에 관절 연결된 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플랫폼(1)은 실질적으로 수평의 제1 관절축(A-A)을 정의하는 강성의 상부 프레임 또는 아마츄어(3) 상에 관절 연결되고, 상기 상부 프레임(3)은 상기 제1 관절축에 직교하는 실질적으로 수평의 제2 관절축(B-B)을 따라 스스로 강성 아마츄어(4)에 관절 연결되며, 상기 강성 아마츄어는 상기 샤시(20, 22)에 통합된 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 플랫폼(1)은 그것이 정의하는 평면에 대해 수직으로 연장된 중심 축 또는 아암(6)을 구비하며, 개수가 두 개인 상기 액츄에이터들(8, 9)은 카아던 커플링(39, 40)에 의해 상기 샤프트의 자유단에 연결되며, 상기 액츄에이터들은 서로에 대해 실질적으로 직교하는 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 액츄에이터들(8, 9) 각각은 리니어 액츄에이터 특히 전기 리니어 액츄에이터에 의해 구성되며, 그것이 고정되는 지점에서 상기 샤시는 상기 카아던 커플링 유형의 피봇 연결부(10, 11)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 액츄에이터들 각각은, 엔코더를 구비한 또는 리듀서까지 구비한 무브러시 모터(12, 13)에 의해 두 방향으로 회전 가능한 볼 스크류(37, 38)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 장치는 일반적으로 어떤 파지 수단을 의미하는 손잡이들을 더 포함하며, 상기 손잡이들은, 치료 또는 훈련 대상자가 서 있는 상기 플랫폼(1)의 진동으로 인해 그가 처해진 불균형 상황들에서, 상기 대상자가 그의 팔들로 균형을 잡을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치.
7. 인체에 대한 교정 치료 방법들을 제외한, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 신체의 가동을 위한 장치의 사용에 있어서,
   상기 플랫폼(1)에 부여된 진폭 및 다양한 진동 움직임들은 임의의 진동 모드를 포함할 수 있는 미리 조정된 프로그램들에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치의 사용.
8. 인체에 대한 교정 치료 방법들을 제외한, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 신체의 가동을 위한 장치의 사용에 있어서,
   진폭 및 다양한 진동 움직임들은 "조이스틱"으로부터의 명령에 의해 실시간으로 상기 플랫폼(1)에 부여되며, 상기 조이스틱은 상기 신체의 가동을 제어하는 사람 특히 종사자에 의해 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 신체의 가동을 위한 장치의 사용.
   

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