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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-06
(45)【発行日】2024-02-15
(54)【発明の名称】上肢及び下肢用リハビリ運動装置
(51)【国際特許分類】
A61H 1/02 20060101AFI20240207BHJP
【ＦＩ】
A61H1/02 G
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022549612
(86)(22)【出願日】2021-01-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-12
(86)【国際出願番号】 KR2021000439
(87)【国際公開番号】W WO2021172745
(87)【国際公開日】2021-09-02
【審査請求日】2022-08-17
(31)【優先権主張番号】10-2020-0022972
(32)【優先日】2020-02-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0141794
(32)【優先日】2020-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0004009
(32)【優先日】2021-01-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】521354075
【氏名又は名称】エイチ ロボティクス インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｈ ＲＯＢＯＴＩＣＳ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】４０２ｈｏ， １２９ Ｇａｅｔｂｅｏｌ－ｒｏ， Ｙｅｏｎｓｕ－ｇｕ， Ｉｎｃｈｅｏｎ， ２１９９９ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100121500
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 高志
(74)【代理人】
【識別番号】100189887
【弁理士】
【氏名又は名称】古市 昭博
(72)【発明者】
【氏名】チェ ドンミン
【審査官】佐藤 智弥
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－７５２６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｈ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上肢及び下肢用リハビリ運動システムにおいて、腕または脚のリハビリのためのリハビリ運動装置と、前記リハビリ運動装置と無線通信網を介して接続される情報処理端末とを含み、
前記リハビリ運動装置は、第１情報を検出する少なくとも一つの種類のセンサを含み、
前記情報処理端末は、第２情報を無線通信網を介して前記リハビリ運動装置に送信して、
前記リハビリ運動装置は、前記第１情報及び前記第２情報に基づいてリハビリ運動負荷を制御し、
前記リハビリ運動装置は、
リハビリ運動ユニットと、
前記リハビリ運動ユニットが載置されて、前記リハビリ運動ユニットが置けれる第１位置と、前記リハビリ運動ユニットが一定の角度で起立した第２位置との間を移動可能に前記リハビリ運動ユニットを支持する載置台と、
手または足を支持する第１支持部と、
上肢の前腕または下肢の下腿を支持する第２支持部と、
前記第１支持部と前記第２支持部とを回転可能に連結する一対の第１ヒンジ部と、
上肢の上腕または下肢の大腿を支持する第３支持部と、
前記第２支持部と前記第３支持部とを回転可能に連結する一対の第２ヒンジ部と、
一対の前記第１ヒンジ部と一対の前記第２ヒンジ部の中のいずれか一つに選択的に装着され、前記第１支持部または前記第２支持部を旋回させる駆動モータが内蔵された駆動モジュールと、
前記リハビリ運動負荷が調整されるように、前記第１情報と前記第２情報に基づいて前記駆動モータのトルクを制御するデバイス制御部と、を含み、
前記センサは、前記載置台の支持状態に応じて前記リハビリ運動装置が重力方向となす角度を検出する角度センサと、一対の前記第１ヒンジ部と一対の前記第２ヒンジ部の中の前記駆動モジュールが装着された位置を検出する装着位置検出部と、を含むことを特徴とする上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項2】
前記デバイス制御部は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）運動モードで動作する際に、前記アクティブ運動モードへのリハビリが可能になるように、一対の前記第１ヒンジ部または一対の前記第２ヒンジ部にかかるトルクが補償されるように前記第１情報及び前記第２情報に基づいて前記駆動モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項3】
前記第１情報は、前記装着位置検出部によって検出される前記駆動モジュールの装着位置情報と、前記角度センサによって検出される重力方向角度とを含み、前記第２情報は、前記リハビリ運動ユニットに印加されるユーザの上肢または下肢のユーザ重み値と、前記駆動モータの回転軸から前記ユーザ重み値に対応する中心までの距離であるユーザ距離値とを含むことを特徴とする請求項２に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項4】
前記デバイス制御部が前記アクティブ運動モードで動作する際に、式１：
に基づいて前記駆動モータを制御して、
式２：
によって決定されることを特徴とする請求項３に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項5】
前記第２支持部はその長さが調節可能に設けられて、前記第２支持部の長さ調整に応じた前記デバイス距離値は、前記第１情報として測定され登録されるか、前記第２情報として前記情報処理端末から前記リハビリ運動装置に送信され登録されることを特徴とする請求項４に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項6】
前記装着位置検出部は、一対の前記第１ヒンジ部と一対の前記第２ヒンジ部のそれぞれに設けられる被検出モジュールと、
前記駆動モジュールに設けられ、一対の前記第１ヒンジ部と一対の前記第２ヒンジ部の中のいずれか一つに前記駆動モジュールが装着される際に、前記被検出モジュールを認識するセンサモジュールとを含み、
それぞれの前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部に設けられる前記被検出モジュールは区別可能であることを特徴とする請求項２に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項7】
前記センサモジュールはホールセンサを含み、それぞれの前記被検出モジュールは、
前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部に互いに対応する位置にそれぞれ内蔵された磁石部材と、
前記磁石部材を外部に露出させるために前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部に形成された磁石孔とを含み、
それぞれの前記磁石孔は位置と大きさの中の少なくとも一つが異なって設けられ、前記ホールセンサにより装着位置が区別されて認識されることを特徴とする請求項６に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【請求項8】
前記被検出モジュールは、前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部に設けられ、それぞれの当該位置に対する情報が埋め込まれた近距離通信基盤のタグを含み、前記センサモジュールは、前記駆動モジュールが前記第１ヒンジ部または前記第２ヒンジ部に設けられる際に前記タグに記憶された情報を認識するリーダを含むことを特徴とする請求項６に記載の上肢及び下肢用リハビリ運動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は上肢及び下肢用リハビリ運動装置に関し、より具体的には、上肢または下肢を載置して、上肢または下肢のリハビリ運動が行なえる上肢及び下肢用リハビリ運動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、人体の各関節部位は、関節部位に隣接する部位が関節部位を基準に回転可能な構造を有する。
【0003】
一方、高齢者や筋力が弱いリハビリ患者は自らの運動が不能で、健康な人に比べて、関節の運動に難渋していて、実質的に運動が必要であるにも関わらず一般的な運動器具にて運動を行うことが現実的に困難である。
【0004】
筋力が弱くなったり、損傷した関節が放置され続けると、筋肉や関節が徐々に固まってしまい、動く際に痛みを感じるようになり、神経が回復しても、通常の活動に支障をきたすことがある。
【0005】
また、手首及び肩のような関節部位を手術した患者の場合には、自らの運動が不能であるから、筋肉が弱くなって円滑な栄養の供給が行われず、手首及び肩の関節部位が堅くなりながら固まるおそれがある。
【0006】
このため、関節の変形を防止し、正常活動に復帰するためには、長時間の痛みを伴うリハビリ運動を行うべきである。
【0007】
この問題を改善するために、高齢者や筋力が弱いリハビリ患者に受動的運動を付与して、関節の運動を行わせるためのリハビリ運動装置の先行技術として、韓国登録特許公報第１０－１１６３９０３号に脳卒中患者の上肢リハビリのための外骨格ロボットが開示されている。
【0008】
先行技術に開示されたリハビリ機器は不必要に複雑な構成になっており、購入及び設置に伴う費用の負担が大きく、より多くのユーザーに恩恵を提供しにくい問題がある。また、リハビリ運動装置の移動が容易ではなく、ほとんどのユーザーがリハビリ運動装置がある場所に移動して運動を行わなければならず、使用上の煩わしい問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】韓国登録特許公報第１０－１１６３９０３号（発明の名称：脳卒中患者の上肢リハビリのための外骨格ロボット、登録日：２０１２．０７．０２．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、前記のような点を勘案して案出されたものであり、リハビリ患者の状態に合わせて上肢または下肢の載置角度を簡便に調整してリハビリ運動が行なえる上肢及び下肢用リハビリ運動装置を提供することを目的とする。
【0011】
また、本発明は、リハビリ運動装置と無線通信網を介してスマートフォンのような情報処理端末を接続し、リハビリ運動装置によって検出された第１情報と、情報処理端末から送信される第２情報に基づいてリハビリ運動装置のリハビリ運動負荷が制御され、より効果的なリハビリが可能な上肢及び下肢用リハビリ運動システムを提供することを目的とする。
【0012】
そして、本発明は、リハビリ運動中にアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）運動を行う際に、リハビリ運動装置の重みや自分の手や腕の重みなどによって加えられる負荷を感じないように制御可能な上肢及び下肢用リハビリ運動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記目的は、本発明に係ると、上肢及び下肢用リハビリ運動システムにおいて、腕または脚のリハビリのためのリハビリ運動装置と、前記リハビリ運動装置と無線通信網を介して接続される情報処理端末とを含み、前記リハビリ運動装置は、第１情報を検出する少なくとも一つの種類のセンサを含み、前記情報処理端末は、第２情報を前記無線通信網を介して前記リハビリ運動装置に送信して、前記リハビリ運動装置は、前記第１情報及び前記第２情報に基づいてリハビリ運動負荷を制御することを特徴とする上肢及び下肢用リハビリ運動システムによって達成される。
【0014】
ここで、前記リハビリ運動装置は、リハビリ運動ユニットと、前記リハビリ運動ユニットが載置されて、前記リハビリ運動ユニットが置けれる第１位置と、前記リハビリ運動ユニットが一定の角度で起立した第２位置との間を移動可能にリハビリ運動ユニットを支持する載置台とを含み、前記センサは、前記載置台の支持状態に応じて前記リハビリ運動装置が重力方向となす角度を検出する角度センサを含むことができる。
【0015】
また、前記リハビリ運動ユニットは、手または足を支持する第１支持部と、上肢の前腕または下肢の下退を支持する第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを回転可能に連結する一対の第１ヒンジ部と、上肢の上腕または下肢の大腿を支持する第３支持部と、前記第２支持部と前記第３支持部とを回転可能に連結する一対の第２ヒンジ部と、一対の第１ヒンジ部と一対の第２ヒンジ部の中のいずれか一つに選択的に装着され、前記第１支持部または前記第２支持部を旋回させる駆動モータが内蔵された駆動モジュールと、前記リハビリ運動負荷が調整されるように、前記第１情報と前記第２情報に基づいて前記駆動モータのトルクを制御するデバイス制御部とをさらに含み、前記センサは、一対の前記第１ヒンジ部及び一対の前記第２ヒンジ部の中の前記駆動モジュールが装着された位置を検出する装着位置検出部とをさらに含むことができる。
【0016】
そして、前記デバイス制御部は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）運動モードで動作する際に、前記アクティブ運動モードへのリハビリが可能になるように、一対の第１ヒンジ部または一対の前記第２ヒンジ部にかかるトルクが補償されるように前記第１情報及び前記第２情報に基づいて前記駆動モータを制御することができる。
【0017】
そして、前記第１情報は、前記装着位置検出部によって検出される前記駆動モジュールの装着位置情報と、前記角度センサによって検出される重力方向角度とを含み、前記第２情報は、前記リハビリ運動ユニットに印加されるユーザの上肢または下肢のユーザ重み値と、前記駆動モータの回転軸から前記ユーザ重み値に対応する中心までの距離であるユーザ距離値とを含むことができる。
【0018】
そして、前記デバイス制御部が前記アクティブ運動モードで動作する際に、式１：
（式１中、
は、前記デバイス制御部によって制御される前記駆動モータの出力トルクであり、
は前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部の旋回時に発生する摩擦力による摩擦力トルクとして予め登録された定数であり，
は前記ユーザ重み値であり、
は前記ユーザ距離値であり、
は前記リハビリ運動ユニットのデバイス重み値として予め登録された定数であり、
は前記駆動モータの回転軸から前記デバイス重み値に対応する重心までの距離であるデバイス距離値であり、
は前記駆動モータの制御回転角度である。）に基づいて駆動モータを制御して、
は式２：
（式２中，
は前記デバイス位置情報に応じて設定されるモータの回転方向値として一対の前記第１ヒンジ部または一対の前記第２ヒンジ部の中の左側または右側に応じて「１」または「－１」に設定され、
は前記駆動モータの絶対回転角度であり、
は前記重力方向角度である。）によって決定することができる。
【0019】
そして、前記第２支持部はその長さが調整可能に設けられて、前記第２支持部の長さ調整に応じた前記デバイス距離値は、前記第１情報として測定され登録されるか、前記第２情報として前記情報処理端末から前記リハビリ運動装置に送信され登録することができる。
【0020】
そして、前記装着位置検出部は、一対の前記第１ヒンジ部と一対の前記第２ヒンジ部のそれぞれに設けられる被検出モジュールと、駆動モジュールに設けられ、一対の前記第１ヒンジ部と一対の前記第２ヒンジ部の中のいずれか一つに前記駆動モジュールが装着される際に、前記被検出モジュールを認識するセンサモジュールとを含み、それぞれの前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部に設けられる被検出モジュールは区別可能であり得る。
【0021】
ここで、前記センサモジュールはホールセンサを含み、それぞれの前記被検出モジュールは、前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部に互いに対応する位置にそれぞれ内蔵された磁石部材と、前記磁石部材を外部に露出させるために前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部に形成された磁石孔とを含み、それぞれの前記磁石孔は位置と大きさの中に少なくとも一つが異なって設けられ、前記ホールセンサにより装着位置が区別されて認識することができる。
【0022】
また、前記被検出モジュールは、前記第１ヒンジ部及び前記第２ヒンジ部に設けられ、それぞれの当該位置に対する情報が埋め込まれた近距離通信基盤のタグを含み、前記センサモジュールは、前記駆動モジュールが前記第１ヒンジ部または前記第２ヒンジ部に設けられる際に前記タグに記憶された情報を認識するリーダを含むことができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明は前記のような点を勘案して案出されたものであり、リハビリ患者の状態に合わせて、上肢または下肢の載置角度を簡便に調整してリハビリ運動が行なえる上肢及び下肢用リハビリ運動装置を提供する。
【0024】
また、本発明によると、リハビリ運動装置と無線通信網を介してスマートフォンのような情報処理端末を接続し、リハビリ運動装置によって検出された第１情報と、情報処理端末から送信される第２情報に基づいてリハビリ運動装置のリハビリ運動負荷が制御され、より効果的なリハビリが可能な上肢及び下肢用リハビリ運動システムを提供する。
【0025】
そして、本発明によると、リハビリ運動中にアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）運動を行う際に、リハビリ運動装置が第１情報及び第２情報に基づいてリハビリ運動装置の重みや自分の手や腕の重みなどによって加えられるトルクを駆動モータの制御を介して「０」に近づけるように調整することにより、より効果的なアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）運動が可能な上肢及び下肢用リハビリ運動システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動システムの構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置の斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置を用いて、上肢のリハビリを行う状態を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置を用いて、下肢のリハビリを行う状態を示す図である。
【図10】本発明に係る第２支持部の長さの調整過程を説明するための他の実施形態の図である。
【図19】本発明に係る載置プレートを他の方向から見た要部拡大斜視図である。
【図21】本発明に係る載置プレートの別の方向から見た要部拡大斜視図である。
【図22】本発明に係る駆動モジュールの斜視図である。
【図24】本発明に係る駆動モジュールの装着原理を説明するための図である。
【図25】本発明に係る駆動モジュールの装着原理を説明するための図である。
【図26】本発明に係る回転断続部を説明するための図である。
【図27】本発明に係る回転断続部を説明するための図である。
【図28】本発明に係る回転断続部を説明するための図である。
【図29】本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置１及び情報処理端末４の制御ブロック図の一例を示す図である。
【図30】本発明の一実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動システムにおけるリハビリ運動負荷に影響を与える要素を説明するための図である。
【図31】本発明に係る装着位置検出部を説明するための図である。
【図32】本発明に係る装着位置検出部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明は、上肢及び下肢用リハビリ運動装置に関するものであり、ベースプレートと、手または足を支持する第１支持部と、上肢の前腕または下肢の下腿を支持する第２支持部と、上肢の上腕または下肢の大腿を支持する第３支持部を含むリハビリ運動ユニットが載置して、一側が前記ベースプレートの板面に沿って水平移動可能に結合される載置プレートと、両側がそれぞれ前記ベースプレートと前記載置プレートに回転可能に結合されて、前記載置プレートの一側が前記ベースプレートの板面に沿って水平移動する際に回転して、前記ベースプレートと前記載置プレートの角度を調整するリンク部材を含むことを特徴とする。
【0028】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態で具現されることができ、単に本実施形態は、本発明の開示が完全にして、本発明が属する技術分野の通常の技術者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供されているものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。
【0029】
本明細書で使用する用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。本明細書では、単数形は、文句で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素以外に一つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。明細書全体にわたって同一の符号は同一の構成要素を指し、「及び／または」は、言及された構成要素のそれぞれ及び一つ以上のすべての組み合わせを含む。「第１」、「第２」などのさまざまな構成要素を記述するために使用されるが、これらの構成要素はこれらの用語により限定されないのはもちろんである。これらの用語は、ただ一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用されるものである。したがって、以下、記載されている第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得る。
【0030】
他の定義がなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術及び科学の用語を含む）は、本発明が属する技術分野の通常の技術者に共通して理解することができる意味で使用することができる。また、一般的に使用される辞典に定義されている用語は明白に特別に定義されていない限り、理想的または過度に解釈されない。
【0031】
以下、添付図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
【0032】
図１は本発明の一実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動システムの構成を示す図である。
【0033】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動システムは、情報処理端末４とリハビリ運動装置１とを含む。
【0034】
リハビリ運動装置４と情報処理端末１は無線通信網６を介して接続され、相互間で通信を行う。本発明においては、無線通信網６としてＷｉｆｉ網やブルートゥース（登録商標）網が適用されるものを例に挙げるが、これに限定されないことは勿論である。
【0035】
情報処理端末４は、運用体系に基づいて動作する様々な形態で設けることができる。例えば、情報処理端末４は、スマートフォン、タブレットなどのモバイル端末を含むことができ、デスクトップ、ノートブックなどのＰＣを含むことができる。ここで、情報処理端末１の具体的な説明は後述する。
【0036】
【0037】
【0038】
リハビリ運動ユニット３は、手または足を支持する第１支持部３１０と、上肢の前腕または下肢の下腿を支持する第２支持部３２０と、第１支持部３１０と第２支持部３２０を回転可能に連結する一対の第１ヒンジ部３１１，３１２と、上肢の上腕または下肢の大腿を支持する第３支持部３３０と、第２支持部３２０と第３支持部３３０を回転可能に連結する一対の第２ヒンジ部３３１，３３２を含むことができる。
【0039】
載置台５は、ベースプレート５１０と、リハビリ運動ユニット３が載置される載置プレート５２０を含む。ベースプレート５１０と載置プレート５２０は、水平方向の動きを垂直方向の動きに変換するリンクメカニズム（Ｌｉｎｋ－ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）が適用され、載置プレート５２０の一側がベースプレート５１０の板面に沿って水平移動可能に設置され、載置プレート５２０の中間領域がリンク部材５３０の一側に連結され、リンク部材５３０の他側がベースプレート５１０に回転可能に設けられることにより、リンクメカニズム（Ｌｉｎｋ－ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）が適用される。
【0040】
前記のような構成に応じて、図２に示すように、載置プレート５２０がベースプレート５１０に折りまれた状態において、図４に示すように、上肢のリハビリ訓練が行なえて、図３に示すように、リンクメカニズムにより載置プレート５２０をベースプレート５１０から一定の角度で起立させた状態で、図５に示すように、下肢のリハビリ訓練が行なえる。
【0041】
ここで、載置プレート５２０とベースプレート５１０との間の角度調整と、角度の固定及び固定解除については後述する。
【0042】
本発明に係るリハビリ運動ユニット３は、上肢または下肢での使用、リハビリ対象者の上肢の長さや下肢の長さに応じて調節できるように、第２支持部３２０の長さを調節して、第１支持部３１０と第３支持部３３０の間の間隔を調節する間隔調節部を含む。
【0043】
【0044】
本発明に係るリハビリ運動ユニット３は、積層式スライドクランク（Ｓｌｉｄｅ－ｃｒａｎｋ）の構造が第２支持部３２０に適用され、上肢の前腕または下肢の下腿を支持する第２支持部３２０の長さが調節されることを例にする。
【0045】
第２支持部３２０は、第１固定プレート３２２と、第２固定プレート３２３と、第１移動プレート３２４と、第２移動プレート３２５及びヒンジ軸部３２１を含むことができる。
【0046】
第１固定プレート３２２は、一対の第１ヒンジ部３１１，３１２に連結されて、第１支持部３１０と回転可能に結合する。第２固定プレート３２３は、一対の第２ヒンジ部３３１，３３２と連結されて第３支持部３３０と回転可能に結合する。
【0047】
第１移動プレート３２４は、第１固定プレート３２２とヒンジ軸部３２１との??間に設けられ、往復移動する。
【0048】
第２移動プレート３２５は、第２固定プレート３２３とヒンジ軸部３２１との??間に設けられ、往復移動する。
【0049】
ヒンジ軸部３２１は、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３との間に設けられる。
【0050】
一方、間隔調節部は、第１クランク部３２６と第２クランク部３２７を含む。
【0051】
第１クランク部３２６は、第１固定プレート３２２とヒンジ軸部３２１に回転可能に連結されて、ヒンジ軸部３２１の回転運動を第１固定プレート３２２の直線運動に変換する。
【0052】
第１クランク部３２６は、第１調節リンク３２６ａと、第２調節リンク３２６ｂと、第１連結リンク３２６ｃを含む。
【0053】
第１調節リンク３２６ａは、ヒンジ軸部３２１に回転可能に結合される。
【0054】
第２調節リンク３２６ｂは、一側が第１調節リンク３２６ａに回転可能に結合され、他側が第１固定プレート３２２に回転可能に結合される。
【0055】
第１連結リンク３２６ｃは、第１移動プレート３２４と、第１調節リンク３２６ａの中間領域に回転可能に結合される。
【0056】
第２クランク部３２７は、第２固定プレート３２３とヒンジ軸部３２１に回転可能に連結されて、ヒンジ軸部３２１の回転運動を第２固定プレート３２３の直線運動に変換する。
【0057】
第２クランク部３２７は、第３調節リンク３２７ａと、第４調節リンク３２７ｂと、第２連結リンク３２７ｃを含む。
【0058】
第３調節リンク３２７ａは、ヒンジ軸部３２１に回転可能に結合される。第３調節リンク３２７ａは、第１調節リンク３２６ａに対して１８０度の角度を置いて対向配置される。
【0059】
第４調節リンク３２７ｂは、一側が第３調節リンク３２７ａに回転可能に結合され、他側が第２固定プレート３２３に回転可能に結合される。第４調節リンク３２７ｂは、第２調節リンク３２６ｂと相反するように配置される。
【0060】
第２連結リンク３２７ｃは、第２移動プレート３２５と第３調節リンク３２７ａの中間領域に回転可能に結合される。第２連結リンク３２７ｃは、第１連結リンク３２６ｃと相反するように配置される。
【0061】
一方、第１移動プレート３２４は、第１固定プレート３２２から第１移動プレート３２４に向かって延びた一対の第１ガイド棒３２９ａにより往復移動がガイドされる。また、第１移動プレート３２４は、、ヒンジ軸部３２１から第１移動プレート３２４に向かって延びた一対の第３ガイド棒３２９ｃにより往復移動がガイドされる。ここで、本実施形態においては、第１ガイド棒３２９ａと第３ガイド棒３２９ｃがそれぞれ、一対で備わることが図示されているが、これに限定されず、第１ガイド棒３２９ａと第３ガイド棒３２９ｃはそれぞれ、一つ以上で備えられる。
【0062】
そして、第２移動プレート３２５は、、第２固定プレート３２３から第２移動プレート３２５に向かって延びた一対の第２ガイド棒３２９ｂにより往復移動がガイドされる。また、第２移動プレート３２５は、ヒンジ軸部３２１から第２移動プレート３２５に向かって延びた一対の第３ガイド棒３２９ｃにより往復移動がガイドされる。ここで、本実施形態においては、第２ガイド棒３２９ｂと第３ガイド棒３２９ｃがそれぞれ、一対で備わることが図示されているが、これに限定されず、第２ガイド棒３２９ｂと第３ガイド棒３２９ｃはそれぞれ、一つ以上で備えられる。
【0063】
前記のような構成に応じて、本発明に係るリハビリ運動装置１の間隔調節部は、図８に示すように、第１固定プレート３２２及び第１移動プレート３２４と、第２固定プレート３２３及び第２移動プレート３２５がそれぞれ、ヒンジ軸部３２１を中心に相互接近または離隔するように連動して動作するスライドクランク（Ｓｌｉｄｅ－ｃｒａｎｋ）のメカニズムが実装されて、第２支持部３３０の長さの調節が可能になり、第１支持部３１０と第３支持部３３０との間の間隔を調節することができる。
【0064】
以下、本発明の理解を助けるために、図８を用いて、第２支持部３３０の長さの調節について具体的に説明する。
【0065】
図８において、第１調節リンク３２６ａと第２調節リンク３２６ｂをヒンジ軸部３２１を中心にして時計廻りで旋回させると、第１調節リンク３２６ａと第２調節リンク３２６ｂとの間の角度、第１調節リンク３２６ａと第１連結リンク３２６ｃとの間の角度が増加し、ヒンジ軸部３２１と第１固定プレート３２２との間の間隔が大きくなる。同様に、第３調節リンク３２７ａと第４調節リンク３２７ｂとの間の角度、第３調節リンク３２７ａと第２連結リンク３２７ｃとの間の角度が第１調節リンク３２６ａと第２調節リンク３２６ｂとの間の等しい大きさで増加し、ヒンジ軸部３２１と第２固定プレート３２３との間の間隔が大きくなる。これにより、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３はそれぞれ、ヒンジ軸部３２１から等しい大きさで開くことになる。
【0066】
逆に、図８において、第１調節リンク３２６ａと第２調節リンク３２６ｂをヒンジ軸部３２１を中心にして反時計廻りで旋回させると、第１調節リンク３２６ａと第２調節リンク３２６ｂとの間の角度、第１調節リンク３２６ａと第１連結リンク３２６ｃとの間の角度が減少し、ヒンジ軸部３２１と第１固定プレート３２２との間の間隔が小さくなる。同様に、第３調節リンク３２７ａと第４調節リンク３２７ｂとの間の角度、第３調節リンク３２７ａと第２連結リンク３２７ｃとの間の角度が第１調節リンク３２６ａと第２調節リンク３２６ｂとの間の等しい大きさで減少し、ヒンジ軸部３２１と第２固定プレート３２３との間の間隔が小さくなる。これにより、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３はそれぞれ、ヒンジ軸部３２１から等しい大きさで絞られることになる。
【0067】
したがって、本発明に係るリハビリ運動装置１は、第１固定プレート３２２及び第１移動プレート３２４と、第２固定プレート３２３及び第２移動プレート３２５がヒンジ軸部３２１を中心に相互に接近または離隔するように連動して動作される。
【0068】
一方、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３は、一対の連結バー３２８により連結される。
【0069】
本発明においては、連結バー３２８の一側が第２固定プレート３２３に固定され、第１固定プレート３２２は連結バー３２８に移動可能に結合されて、第１固定プレート３２２は第２固定プレート３２３に接近及び離隔する。
【0070】
第１固定プレート３２２には、連結バー３２８が通過する貫通孔３２２ａ（図９参照）が形成され、第１固定プレート３２２の長手方向への移動を案内することができる。
【0071】
そして、第１固定プレート３２２には、第１固定プレート３２２の長手方向への移動を断続する例えば、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３の相対移動を制限する長さストッパー３４０が設けられる。本発明においては、長さストッパー３４０がそれぞれの連結バー３２８に一対で設けられることを例にする。
【0072】
【0073】
断続レバー３４１は、第１固定プレート３２２に結合された回転軸３２２ｂに回転可能に設けられる。
【0074】
断続レバー３４１は、一端部に設けられ押圧部材３４５の押圧または押圧解除を行うプッシャー３４２と、他端部に設けられプッシャー３４２が押圧部材３４５の押圧または押圧解除を行うようにプッシャー３４２を回転させるためのハンドル３４３を含む。
【0075】
プッシャー３４２は、一定の曲率半径を有する半円弧形状を有し、回転に応じて押圧部材３４５に接触及び離隔する。
【0076】
したがって、図９において断続レバー３４１を回転軸３２２ｂを中心にして時計廻りで回転させると、プッシャーが押圧部材３４５に向かって回転して押圧部材３５２と接触し押圧部材３４５を押圧して、押圧部材３４５は貫通孔３２２ａを通過する連結バー３２８を押圧して第１固定プレート３２２の長手方向への移動を防止する。一方、断続レバー３４１を回転軸３２２ｂを中心にして反時計廻りで回転させると、プッシャーが押圧部材３４５から離隔し押圧部材３４５の押圧解除を行って、貫通孔３２２ａの内部で連結バー３２８の移動が可能になり、第１固定プレート３２２が連結バー３２８に沿って長手方向に移動可能になる。
【0077】
ここで、本実施形態においては、連結バー３２８の一側が第２固定プレート３２３に固定され、第１固定プレート３２２が連結バー３２８に移動可能に結合されることが示されているが、これに限定されず、連結バー３２８の一側が第１固定プレート３２２に固定され、第２固定プレート３２３が連結バー３２８に移動可能に結合されることもできる。この場合には、断続レバー３４１は第２固定プレート３２３に設けられる。
【0078】
図１０乃至図１３は、本発明の他の実施形態に係る第２支持部３３０の長手方向への移動を断続する構造の例を示した図である。本発明の他の実施形態に係るリハビリ運動ユニット３は、ヒンジ軸部３２１に設けられ、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３の相対移動を制限する回転ストッパー３５０を含むことができる。
【0079】
上述したように、本発明に係る第２支持部３２０は、長手方向への長さを調節するにおいて、スライドクランク（Ｓｌｉｄｅ－ｃｒａｎｋ）の構造を有し、これはヒンジ軸部３２１の回転を含むのに、回転ストッパー３５０はヒンジ軸部３２１の回転を断続して一定の長さを保持する。
【0080】
回転ストッパー３５０は、断続ダイヤル３５１と、ヒンジ軸部３２１を形成する軸本体３５３と、軸本体３５３から上向きに突出する軸柱部３５４と、軸柱部３５４を中心に回転し、第１調節リンク３２６ａ及び第３調節リンク３２７ａが連結されて、第１調節リンク３２６ａ及び第３調節リンク３２７ａを軸本体３５３に対して回転させる軸プレート３５２を含むことができる。
【0081】
断続ダイヤル３５１は、断続ピン３５１ａと係止溝３５１ｃを含む。
【0082】
断続ピン３５１ｃは、軸本体３５３に向かう断続ダイヤル３５１の端部から突出して形成され、後述する複数の断続孔３５２ａの中の選択されたいずれか一つの断続孔に挿入及び挿入解除を行う。
【0083】
係止溝３５１ｃは、断続ピン３５１ａと離隔して軸本体３５３に向かう端部の一領域に陥没して形成される。本実施形態においては、一対の係止溝３５１ｃが対向して設けられている。
【0084】
軸本体３５３には、軸柱部３５４の円周方向に沿って複数の断続孔３５２ａが間隔を置いて形成されている。
【0085】
軸プレート３５２は、円形のリング形状を有する。軸プレート３５２の外周には、第１調節リンク３２６ａ及び第３調節リンク３２７ａが連結され、内周には、断続ダイヤル３５１が回転可能に設けられる。また、軸プレート３５２の内周の一領域には、断続ダイヤル３５１の係止溝３５１ｃに係止して断続ダイヤル３５１を軸プレート３５２に連結する一対の係止突起３５２ｂが突出して形成されている。
【0086】
また、本発明に係る回転ストッパー３５０は、ストッパ用弾性部材３５５をさらに含むことができる。
【0087】
ストッパ用弾性部材３５５は、軸柱部３５４と断続ダイヤル３５１の間に設けられ、断続ピン３５１ａが選択された断続孔３５２ａに挿入されるように断続ダイヤル３５１に弾性力を発生する。
【0088】
ストッパ用弾性部材３５５は、ユーザーが第２支持部３２０の長さを調節するとき、断続ダイヤル３５１を引っ張って軸本体から上昇させて断続ピン３５１ａを断続孔３５２ａから離脱させた状態で長さを調節する途中に、第２支持部３２０が望む長さで調節される時に断続ダイヤル３５１を放すと、ストッパ用弾性部材３５５の弾性力により断続ダイヤル３５１が軸本体３５３に向かって下降し、同時に断続ピン３５１ａが当該位置の断続孔３５２ａに挿入される。
【0089】
このような構成により、本発明に係る回転ストッパー３５０は、断続ピン３５１ａが断続孔３５２ａに挿入される場合に、軸プレート３５２は軸本体３５３に対して回転しないことにより、第２支持部３２０の長さは調節されない。同時に、軸プレート３５２の係止突起３５２ｂが断続ダイヤル３５１の係止溝３５１ｃに係止して、断続ダイヤルが軸柱部３５４を中心に回転することが防止される。
【0090】
一方、本発明に係る回転ストッパー３５０は、断続ピン３５１ａが断続孔３５２ａからの挿入解除を行う場合に、軸プレート３５２は軸本体３５３に対して回転することにより、第２支持部３２０の長さは調節可能になる。この際に、軸プレート３５２の係止突起３５２ｂは、断続ダイヤル３５１の係止溝３５１ｃに係止状態を保持して、断続ダイヤル３５１は軸プレート３５２と連結された状態を保持する。これにより、断続ダイヤル３５１は、軸柱部３５４を中心に正逆回転可能になり、第１固定プレート３２２と第２固定プレート３２３は軸本体３５３を中心に相互に接近または離隔して第２支持部３２０の長さが調節できる。
【0091】
図１２の未説明の参照符号３５１ｂは、断続ピン３５１ａが挿入固定されるピン挿入部であり、参照符号３５１ｄは、軸柱部３５４が通過した後に固定される軸通過孔である。図１１は、説明の便宜のために、断続ピン３５１ａが断続ダイヤル３５１から抜けた状態で断続孔３５２ａに挿入された状態を示す。
【0092】
このように、第１固定プレート３２２及び第１移動プレート３２４と、第２固定プレート３２３及び第２移動プレート３２５がそれぞれ、ヒンジ軸部３２１を中心に相互に接近または離隔するように連動して動作するスライドクランク（Ｓｌｉｄｅ－ｃｒａｎｋ）のメカニズムを実装することにより、第２支持部３２０の長さの調節が可能になり、ユーザーの様々な前腕または下腿の長さに対応し、第１支持部３１０と第３支持部３３０との間の間隔を調節して、リハビリ運動が行なえる。
【0093】
【0094】
上述したように、載置台５は、ベースプレート５１０と、載置プレート５２０と、リンク部材５３０を含むことができる。このような構成に応じて、図１５に示すように、リンクメカニズム（Ｌｉｎｋ－ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）が実装される。
【0095】
前述したように、リンク部材５３０の両側はベースプレート５１０と載置プレート５２０に回転可能に結合される。ここで、載置プレート５２０の一側、すなわち、第１支持部５１０側の方向にベースプレート５１０の板面に沿って水平移動可能に設けられて、中間領域にリンク部材５３０の一側が回転可能に結合される。また、載置プレート５２０の他側はリンクメカニズム（Ｌｉｎｋ－ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によりベースプレート５１０に対して上下方向に接近及び離隔されることで、図２及び図３に示すように角度調整が可能になる。
【0096】
リンク部材５３０の他側はベースプレート５１０に設けられる固定軸部５３１に回転可能に結合されることにより、載置プレート５２０の一側が水平移動する際にリンク部材５３０の両側の回転により載置プレート５２０の角度調整が可能になる。
【0097】
一方、載置プレート５２０の両側には、一対の延長ブラケット５２１が第３支持部３３０に向かって並んで延びて設置される。一対の延長ブラケット５２１の一端部は、例えば、第１支持部３１０に向かう一端部は載置プレート５２０に回転可能に結合される。一対の延長ブラケット５２１の他端部は、例えば、第３支持部３３０に向かう他端部は連結棒５２２により連結される。
【0098】
そして、ベースプレート５１０の内部には、載置プレート５２０とベースプレート５１０との間の角度に応じて連結棒５２２が係止する複数の係止爪５１２が長手方向に沿って形成された係止プレート５１１が設けられる。複数の係止爪５１２は、一対の延長ブラケット５２１の長手方向に沿って間隔を置いて形成され、連結棒５２２が選択的に係止する。これにより、載置プレート５２０とベースプレート５１０との間の傾斜角度に対応して、連結棒５２２が係止爪５１２の中のいずれか一つに係止した状態になって一定の角度で保持可能になる。
【0099】
また、本発明に係る載置台５は、連結棒５２２が係止爪５１２の中のいずれか一つに係止した状態が保持されるように固定する固定ユニット５４０を含むことができる。
【0100】
【0101】
複数の断続溝５１３ａは、それぞれの係止爪５１２に対応する位置にベースプレート５１０の一側の側面に陥没して形成される。すなわち、複数の断続溝５１３ａは、延長ブラケット５２１の長手方向に沿って配列された係止爪５１２に対応して、ベースプレート５１０の一側の側面に長手方向に沿って一定の間隔を置いて配列して形成される。
【0102】
移動孔５１３ｂは、それぞれの断続溝５１３ａに形成され、係止爪５１２に向かって貫通して形成される。つまり、移動孔５１３ｂは、断続溝５１３ａが形成された位置でベースプレート５１０の板面が内部と外部を貫通するように形成される。
【0103】
ここで、移動孔５１３ｂは、図１７に示すように、上向き対角方向に開放される形態を有することで、以降で説明する固定ユニット５１０の延長ユニット５４２が移動孔５１３ｂの内部に挿入されたり離脱可能になる。
【0104】
本発明の実施形態に係る固定ユニット５４０は、図１８に示すように、延長ユニット５４２とユニット本体５４１を含むことができる。
【0105】
延長ユニット５４２は、一側が連結棒５２２に連結され、他側が移動孔５１３ｂを介してベースプレート５１０の外部へ延びる。本発明においては、図２１に示すように、延長ユニット５４２の一側が中間板５４３を介して連結棒５２２に連結されることを例にするが、中間板５４３は連結棒５２２に直接締結されたり、連結棒５２２に連結されている延長ブラケット５２１に締結されたりして、連結棒５２２と連結することができる。
【0106】
ユニット本体５４１は、延長ユニット５４２の他側に結合される。本発明においてはユニット本体５４１に延長ユニット５４２が挿入される挿入孔（図示せず）が形成されて、延長ユニット５４２が挿入孔に挿入されて相互結合することを例にする。
【0107】
本発明の実施形態においては、ユニット本体５４１が断続溝５１３ａに挿入される固定位置と断続溝５１３ａから離脱される離脱位置との間を移動可能に延長ユニット５４２に結合することを例にする。このため、延長ユニット５４２には、図１８に示すように、その長手方向に沿って一定の間隔を置いて一対の動作溝５４２ｂが形成されることを例にする。また、ユニット本体５４１には、ユニット本体５４１の固定位置と離脱位置でそれぞれ動作溝５４２ｂに係止する動作爪５４１ｃが形成されることを例にする。
【0108】
本発明においては、動作爪５４１ｃが弾性的に動作溝５４２ｂの方向に挿入される形態で設けられ、ユーザーが離脱方向にユニット本体５４１を引っ張ると、内側の動作溝５４２ｂに係止されていた動作爪５４１ｃが係止解除され、外側の動作溝５４２ｂに係止するように構成することができる。同様に、ユーザーが固定方向にユニット本体５４１を押し込むと、外側の動作溝５４２ｂに係止されていた動作爪５４１ｃが係止解除され、外側の動作溝５４２ｂに係止することができる。
【0109】
また、ユニット本体５４１は、固定位置と離脱位置で断続溝５１３ａに挿入される挿入部５４１ｂと、ユーザーがユニット本体５４１を固定位置と離脱位置との間を移動させるために把持する把持部で構成することができる。ここで、挿入部５４１ｂは、断続溝５１３ａに挿入可能な大きさであり、移動孔５１３ｂの内側に移動せずに係止する大きさであることが望ましい。
【0110】
前記のような構成に応じて、ユーザーがベースプレート５１０と載置プレート５２０との間の角度を調整しようとする場合、ユニット本体５４１が固定位置にある状態でハンドル部５４１ａを引っ張って離脱位置に移動させると、ユニット本体５４１の挿入部５４１ｂが断続溝５１３ａから抜け出す状態になる。
【0111】
このような状態で、ハンドル部５４１ａを上部対角方向に移動させると、延長ユニット５４２に連結される連結棒５２２が係止爪５１２から離脱すると同時に、延長ユニット５４２が移動孔５１３ｂに沿って移動孔５１３ｂの外に出てくる状態になる。
【0112】
このような状態で載置プレート５２０の角度を調整しながら、その角度に対応する移動孔５１３ｂに延長ユニット５４２が挿入されるようにハンドル部５４１ａを移動させると、延長ユニット５４２の挿入と同時に、連結棒５２２に当該係止爪５１２に挿入されて係止する状態になる。
【0113】
前記のように角度調整が完了したら、ユニット本体５４１を再び押し込み、挿入部５４１ｂが断続溝５１３ａに挿入される状態になると、挿入部５４１ｂが移動孔５１３ｂ側に係止する状態になり、連結棒５２２が当該係止爪５１２に固定可能になる。
【0114】
一方、本発明の実施形態に係るそれぞれの係止爪５１２は、図１９に示すように、連結棒５２２の長さに対応して延長ブラケット５２１の長手方向と交差する方向、すなわち、連結棒５２２の長手方向に延びて形成することができる。
【0115】
そして、本発明の実施形態に係る係止爪５１２は、図１９及び図２０に示すように、固定ユニット５４０が設けられた方向、すなわち、図２０のＤ１方向がその反対方向のＤ２方向より係止解除される方向に相対的にさらに突出するように設けられる。
【0116】
前述したように、本発明の実施形態においては、固定ユニット５４０がベースプレート５１０の一側にのみ設けられることを例にしている。これにより、ユーザーが固定ユニット５４０を動かしながら、連結棒５２２を係止爪５１２から解除させる際には連結棒５２２の長さに応じて固定ユニット５４０側が解除方向にもう持ち上げられ、その反対方向には相対的に少し持ち上げられる。
【0117】
したがって、係止爪５１２の長さを図２０に示すように、固定ユニット５４０方向の反対方向が相対的に少し突出するように形成することにより、固定ユニット５４０の操作を介して連結棒５２２を係止爪５１２から解除する際に、固定ユニット５４０が設けられた方向の係止解除が行われると、連結棒５２２の全体が係止爪５１２から係止解除されるように構成することができる。
【0118】
一方、本発明の実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動装置１は、図２１に示すように、弾性ユニット５２２ｆをさらに含むことができる。
【0119】
弾性ユニット５２２ｆは、連結棒５２２が係止爪５１２に係止する方向に弾性を提供して、連結棒５２２がユーザーの操作なしに係止爪５１２から離脱することを防止することができる。たとえば、ユーザーが操作する過程や他の原因などにより、固定ユニット５４０のユニット本体５４１が離脱位置に位置する状態の際に、外部からの衝撃などで連結棒５２２が係止爪５１２から離脱すると、載置プレート５２０がベースプレート５１０方向に急速に折れる恐れがある。したがって、一定の衝撃にも連結棒５２２の離脱が遮断されることにより、不安全事故を未然に防止することができる。
【0120】
また、固定ユニット５４０の操作の過程でも、連結棒５２２が係止爪５１２に挿入される方向に押圧される状態であるので、連結棒５２２の挿入位置で挿入方向に移動する力が生じ、より容易に連結棒５２２の係止爪５１２への挿入が可能になる。
【0121】
図２１を参照して、より具体的に説明すると、本発明の実施形態に係る載置プレート５２０は移動ブラケット５２６と、一対の載置ブラケット５２５及び載置部５２７を含むことができる。
【0122】
移動ブラケット５２６は、ベースプレート５１０に沿って水平移動可能にベースプレート５１０に設けられる。そして、一対の載置ブラケット５２５は、移動ブラケット５２６の両側に回転可能に結合される。ここで、一対のリンク部材５３０がそれぞれ載置ブラケット５２５の中間領域に回転可能に結合することができる。載置部５２７は、移動ブラケット５２６と載置ブラケット５２５によって支持される板状に形成され、載置プレート５２０の上板を形成し、リハビリ運動ユニットが載置される。
【0123】
ここで、延長ブラケット５２１は、移動ブラケット５２６の両側に回転可能に結合されて延長ブラケット５２１の移動に同期されて、移動ブラケット５２６が移動する。この際に、弾性ユニット５２２ｆは移動ブラケット５２６に設けられた状態で一対の延長ブラケット５２１の少なくとも一つを下部方向に押圧して延長ブラケット５２１に結合された連結棒５２２を係止爪５１２に係止する方向に押圧する。
【0124】
本発明においては、図２１に示すように、弾性ユニット５２２ｆが板バネの形態で備わることを例にする。また、延長ブラケット５２１には、内側に延びたスカート部５２２ｄが設けられ、弾性ユニット５２２ｆがスカート部を押圧し延長ブラケット５２１を押圧することを例にしている。
【0125】
一方、本発明に係るリハビリ装置１は、駆動モジュール７を一対の第１ヒンジ部３１１，３１２と、一対の第２ヒンジ部３３１，３３２の中のいずれか一つに選択的に結合させることができる。上肢を例にして説明すると、第１ヒンジ部３１１，３１２の中のいずれか一側に駆動モジュール７を装着すると、手首のリハビリ運動が可能になり、第２ヒンジ部３３１，３３２の中のいずれか一側に駆動モジュール７を装着すると、肘関節のリハビリ運動が可能になる。
【0126】
この際に、一対の第１ヒンジ部３１１，３１２の場合は、左側の上肢または右側の上肢のリハビリに応じて駆動モジュール７の装着位置を決定することができて、一対の第２ヒンジ部３３１，３３２の場合も同様に右側または左側の上肢のリハビリに応じて駆動モジュール７の選択が可能になる。
【0127】
【0128】
上述したように、駆動モジュール７は、一対の第１ヒンジ部３１１，３１２と、一対の第２ヒンジ部３３１，３３２の中のいずれか一つに選択的に装着されて、第１支持部３１０または第２支持部３２０を旋回させる。
【0129】
駆動モジュール７は、内部に駆動モータ９１（図２９参照）、プリント回路基板などの構成要素が収容される本体ハウジング７１０と、駆動モータの回転軸が連結される駆動軸部材７２０と、第１ヒンジ部３１１，３１２または第２ヒンジ部３３１，３３２に装着及び固定するためのリング部材７３０を含むことができる。
【0130】
そして、第１ヒンジ部３１１，３１２または第２ヒンジ部３３１，３３２には、リング結合部７５１が形成される。
【0131】
一方、本実施形態においては、駆動モジュール７が、図２において、第１支持部３１０から第３支持部３３０に見たとき、右側に位置する第２ヒンジ部３３２に取り付けられているので、以下、説明の便利上、右側に位置する第２ヒンジ部をライト第２ヒンジ部３３２と称して説明する。
【0132】
ここで、リング部材７３０の内側には、複数の装着突起７３１がリング部材７３０円周方向に沿って一定の間隔を置いて形成されており、ライト第２ヒンジ部３３２の開口の周囲には、駆動モジュール７のリング部材７３０が結合されるリング結合部７５１が設けられている。リング結合部７５１には、装着突起７３１に対応して複数の係止部７５３を形成することができる。
【0133】
これにより、駆動モジュール７をライト第２ヒンジ部３３２に挿入した後、リング部材７３０を回転させると、装着突起７３１が回転して係止部７５３に係止することで、駆動モジュール７の離脱を防止することができる。
【0134】
また、本体ハウジング７１０には、リング部材７３０に挿入されてリング部材７３０の回転を断続する係止レバー７４０が形成され、リング部材７３０を回転させた後、係止レバー７４０を押してリング部材７３０に挿入させることで、リング部材７３０の回転を防止することができる。
【0135】
一方、本発明の実施形態に係るライト第２ヒンジ部３３２には、図２５に示すように、駆動モジュール７の回転軸に沿って貫通された回転軸孔３３２２ａを形成することができる。ここで、駆動モジュール７の駆動軸部材７２０は、ライト第２ヒンジ部３３２に装着される際に回転軸孔３３２２ａを通過してライト第２ヒンジ部３３２に結合される。これにより、駆動モジュール７の動作に応じて駆動軸部材７２０が回転すると、第２支持部３２０が旋回する。
【0136】
より具体的に説明すると、本発明の実施形態においては、第２支持部３２０は、図２２に示すように、軸結合ブラケット３２３１と、駆動軸固定部材３６０を含むことを例にする。
【0137】
軸結合ブラケット３２３１は、駆動モジュール７の回転軸に向かって延びることができる。本発明の実施形態においては、図２１に示すように、第２支持部３２０の第２固定プレート３２３から軸結合ブラケット３２３１が駆動モータの回転軸に向かって延びることを例にしている。
【0138】
駆動軸固定部材３６０は、駆動モジュール７がライト第２ヒンジ部３３２に締結される際に、回転軸孔３３２２ａを介して挿入された駆動軸部材７２０を軸結合ブラケット３２３１に固定させる。これにより、駆動モジュール７の駆動に応じて駆動軸部材７２０が回転すると、駆動軸部材７２０の回転に応じて軸結合ブラケット３２３１が旋回して、第２支持部３２０全体が第３支持部３３０に対して旋回する。
【0139】
本発明においては、駆動軸部材７２０の断面形状が多角形の断面形状を有することを例にしている。図２２及び図２４においては、駆動軸部材７２０の断面形状が六角形の断面形状を有することを例にしているが、本発明の技術的思想がこれに限定されない。
【0140】
駆動軸部材７２０の断面形状に対応して、本発明の実施形態に係る駆動軸固定部材３６０は、図２３に示すように、内径が多角形の断面形状を有する多角形の固定孔３６４を含むことがことができる。前述したように、六角形の断面形状を有する駆動軸部材７２０に対応して多角形の固定孔３６４の内径も六角形の断面形状を有するようにすることができる。
【0141】
図２３を参照して、より具体的に説明すると、駆動軸固定部材３６０は、ブラケット締結部３６１及び一対の絞り部材３６２，３６３を含むことができる。
【0142】
ブラケット締結部３６１は、多角形の固定孔３６４を中心に一側に設けられ、軸結合ブラケット３２３１に締結されて、駆動軸固定部材３６０を軸結合ブラケット３２３１に固定する。
【0143】
一対の絞り部材３６２，３６３は、多角形の固定孔３６４を中心に他側に設けられ、相互に離隔された空間３６５が形成される。図２３に示すように、一対の絞り部材３６２，３６３の間に多角形の固定孔３６４が形成され、駆動軸部材７２０が多角形の固定孔３６４に挿入された状態で、一対の絞り部材３６２，３６３との間の間隔を接近させて、多角形の固定孔３６４に挿入された駆動軸部材７２０を絞って固定する。
【0144】
図２３に図示された実施形態においては、ブラケット締結部３６１から一対の絞り部材３６２，３６３が分岐される形態を有することを例にしているが、相互対称する２つの部材の一側を結合させてブラケット締結部３６１を形成して、他側は離隔した状態に保持させて、一対の絞り部材３６２，３６３を構成することができる。
【0145】
本発明の実施形態においては、ブラケット締結部３６１がボルトを用いた締結を通じて軸結合ブラケット３２３１に締結されることを例にする。このため、ブラケット締結部３６１には、複数のボルト締結孔３６６ｃ、３６６ｄが形成され、本発明においては２軸方向でボルトを用いた締結が行われることを例にする。つまり、軸結合ブラケット３２３１の板面に形成された結合孔３２３１ａに締結される一対のボルト締結孔３６６ｃと、軸結合ブラケット３２３１の板面から略「門」形に延びた一対の延長部３２３４に形成された結合孔３２３４ａに締結される一対のボルト締結孔３６６ｂを含むことを例にする。
【0146】
また、一対の絞り部材３６２，３６３の中のいずれか一つは、他側に向かって貫通した第１絞り孔３６６ａが形成され、一対の絞り部材３６２，３６３の中の他の一つは、第１絞り孔３６６ａを通過した絞りボルト（図示せず）が締結されて、絞り部材３６２，３６３との間の間隔が調節される第２絞り孔（図示せず）を形成することができる。
【0147】
一方、ライト第２ヒンジ部３３２は、第１回転部３３２２と第２回転部３３２１を含むことができる。
【0148】
第１回転部３３２２は、駆動軸部材７２０の回転に応じてライト第２支持部３２０と同期されて回転する。そして、第２回転部３３２１は、第１回転部３３２２に対して自由回転可能に設けられるのに、第３支持部３３０に連結されて第３支持部３３０と共に回転する。ここで、第１回転部３３２２及び第２回転部３３２１は、回転軸孔３３２２ａを中心に同軸で結合されることを例にする。
【0149】
本発明の実施形態においては、第１回転部３３２２が軸結合ブラケット３２３１と軸結合して駆動軸部材７２０の回転に同期され、第２回転部３３２１に対して相対回転することを例にする。
【0150】
【0151】
【0152】
ブラケット結合孔３２３２は、回転軸孔３３２２ａに対応して形成され、回転軸孔３３２２ａを通過した駆動軸部材７２０が通過する。ブラケット結合孔３２３２を通過した駆動軸部材７２０は、駆動軸固定部材３６０によって固定されるのは上述した通りである。
【0153】
回転同期孔３２３３は、ブラケット結合孔３２３２の外側に沿って板面が貫通して形成される。ここで、第１回転部３３２２は、図２５に示すように、複数の回転同期突起３３２２ｂを含むことができる。これにより、軸結合ブラケット３２３１が第１回転部３３２２に締結される際にそれぞれの回転同期孔３２３３に回転同期突起３３２２ｂが挿入され、駆動モジュール７の回転に応じて駆動軸部材７２０が回転する際に軸結合ブラケット３２３１の回転に同期され、第１回転部３３２２が回転可能になる。
【0154】
図２２乃至図２５を参照して説明した駆動モジュール７と締結されて駆動するライト第２ヒンジ部３３２の構成は、他の一つの第２ヒンジ部３３１にも対称的に実装される。同様に、それぞれの第１ヒンジ部３１１，３１２にも同じメカニズムが適用されることができて、ただし、第１支持部と第２支持部３２０が適用され、第１支持部が駆動モジュール７の回転に応じて旋回する構成を有する。
【0155】
【0156】
図２、図３及び図２６に示すように、一対の第１ヒンジ部３１１，３１２及び一対の第２ヒンジ部３３１，３３２の中の駆動モジュールが設けられないところにはヒンジカバーが設けられる。図２６乃至図２８は、第１ヒンジ部３１１，３１２の中の右側方向の第１ヒンジ部３１１，３１２を示すものである。
【0157】
回転断続部７７０は、第１回転部３３２２、すなわち、第１支持部３１０または第２支持部３２０と共に回転する第１回転部３３２２と共に回転する回転ギアプレート７７６と、第２回転部３３２１に設けられるギア断続部材７７１を含むことができる。
【0158】
回転ギアプレート７７６の円周方向の末端にはギアが形成され、ギア断続部材７７１の末端にはギアに挿入可能なギヤ挿入部７７２を形成することができる。これにより、ギア断続部材７７１をスライド移動させてギア挿入部７７２が回転ギアプレート７７６のギア内部に挿入される場合に、第１回転部３３２２の回転を断続することができる。
【0159】
ここで、回転断続部７７０は、両側に突出するが、弾性的に押圧することができる一対の断続爪７７４を含むことができる。そして、第２回転部３３２１の板面には、回転断続部７７０が上下方向に移動する際に、断続爪７７４の挿入される断続溝７７５が回転断続部７７０の両側にそれぞれ回転断続部７７０の移動方向に沿って一対ずつ形成することができる。
【0160】
このような構成により、図２に示すように。第２ヒンジ部３３１，３３２に駆動モジュール７を装着し、一対の第１ヒンジ部３１１，３１２にそれぞれギア断続部材７７１と回転ギアプレート７７６のギアの歯がかみ合うようにして、一対の第１ヒンジ部３１１，３１２が回転しないように行う場合に、第２支持部３２０は駆動モジュール７の回転力によって回転運動が行なえるが、第１支持部３１０は旋回運動が制限されて、ユーザーは手首の関節が動かない状態で肘関節の運動が行なえる。
【0161】
また、他の実施形態として、第１ヒンジ部３１１，３１２に駆動モジュール７を装着し、一対の第２ヒンジ部３３１，３３２にそれぞれ、ギア断続部材７７１と回転ギアプレート７７６のギアの歯がかみ合うようにして一対の第２ヒンジ部３３１，３３２が回転しないように行う場合に、第１支持部３１０は駆動モジュール７の回転力によって回転運動が行なえるが、第２支持部３２０は旋回運動が制限されて、ユーザーは肘関節が動かない状態で手首の関節の運動が行なえる。
【0162】
前記のような構成は、第２ヒンジ部３３１，３３２にも同様に適用することができる。
【0163】
図２７は、本発明の他の実施形態に係る回転断続部７７０の構成を示した図である。
【0164】
図２８に図示された実施形態においては、回転断続部２７０の両側面に一対ずつの断続溝７７４ａが形成され、第２回転部３３２１に設けられた断続棒７７５ａが断続溝７７５に挿入される構造を有する。ここで、断続棒７７５ａは、断続溝７７５に挿入される方向に弾性的に押圧するのに、例えば、バネの弾性力を介して断続溝７７５に挿入される方向に押圧する構成を有することができる。
【0165】
【0166】
ここで、ギア突起はギア断続部材７７１が回転ギアプレート７７６にかみ合う位置でギア断続部材７７１に接触可能な位置に設けられる。これにより、ギア断続部材７７１が回転ギアプレート７７６とかみ合う状態、すなわち第１回転部３３２２と第２回転部３３２１が相対回転しない状態で駆動モジュールが第１ヒンジ部３１１，３１２または第２ヒンジ部３３１，３３２に締結されることを防止することができる。つまり、ギア断続部材７７１が回転ギアプレート７７６にかみ合う状態の際に駆動モジュールの締結が可能になると、第１回転部３３２２の回転が断続された状態で駆動モジュールが回転して、駆動モジュールの故障の原因となる可能性があるからである。
【0167】
したがって、第１回転部３３２２の回転が断続された状態では、駆動モジュール自体が締結されないようにして、前記のような状況に応じた故障を防止することができる。
【0168】
また、第１ヒンジ部３１１，３１２及び第２ヒンジ部３３１，３３２には、ギア断続部材７７１の動作に応じて現在の状態が表示される状態表示窓７７３を形成することができる。つまり、ギア断続部材７７１が回転ギアプレートにかみ合う位置にある場合に状態表示窓７７３に「Ｌｏｃｋ」と表示され、かみ合い解除された状態の場合に状態表示窓７７３に「Ｕｎｌｏｃｋ」と表示されるようにすることができる。これは器具的にギア断続部材７７１のスライド移動に同期され、前記文字が表示されるように実装することができる。
【0169】
前記実施形態においては、ギア断続部材７７１が第２回転部３３２１に設けられ、回転ギアプレート７７６が第１回転部３３２２と共に回転するように設けられることを例にしているが、逆の場合にも適用が可能である。つまり、ギア断続部材７７１が第１回転部３３２２に設けられ、回転ギアプレート７７６が第２回転部３３２１と共に回転するように構成することができる。
【0170】
一方、本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置１は、運動しようとする上肢または下肢の位置に対応して、駆動モジュール７を各ヒンジ部に選択的に装着してリハビリ運動が行なえる。
【0171】
例えば、駆動モジュール７がレフト第１ヒンジ部３１１またはレフト第２ヒンジ部３３１に装着される場合に、本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置１は、駆動モジュール７がユーザーの胴体と干渉せず、右側の上肢に着用して運動が行なえる。この際に、駆動モジュール７がレフト第１ヒンジ部３１１に装着されると、右側の手首の関節の運動が行なえて、駆動モジュール７がレフト第２ヒンジ部３３１に装着されると、右側の肘関節の運動が行なえる。
【0172】
駆動モジュール７がライト第１ヒンジ部３１２またはライト第２ヒンジ部３３２に装着される場合に、本発明の一実施形態に係るリハビリ運動装置１は、駆動モジュール７がユーザーの胴体と干渉せず、左側の上肢に装着して運動が行なえる。この際に、駆動モジュール７がライト第１ヒンジ部３１２に装着されると、左側の手首の関節の運動が行なえ、駆動モジュール７がレフト第２ヒンジ部３３２に装着されると、左側の肘関節の運動が行なえる。
【0173】
一方、本発明の実施形態においては、リハビリ運動装置１が第１情報を検出する少なくとも一つの種類のセンサＳ１、Ｓ２を含むことを例にする。そして、本発明の実施形態に係る情報処理端末４は、第２情報を無線通信網６を介してリハビリ運動装置１に送信することができる。
【0174】
ここで、リハビリ運動装置１は、センサＳ１、Ｓ２によって検出された第１情報と、情報処理端末４から送信される第２情報に基づいて、リハビリ運動負荷を制御する。
【0175】
図２９は、本発明の実施形態に係るリハビリ運動装置１及び情報処理端末４の制御ブロック図の一例を示す図である。
【0176】
図２９を参照して説明すると、本発明の実施形態に係るリハビリ運動装置１は、前述した駆動モータ９１、デバイス通信部９２、少なくとも一つの種類のセンサＳ１、Ｓ２、及びデバイス制御部９３をさらに含むことができる。
【0177】
デバイス通信部９２は、前述した無線通信網６を介して情報処理端末４と通信する。前述したように、デバイス通信部９２は、Ｗｉｆｉ網やブルートゥース（登録商標）網を介して情報処理端末４と通信することができる。
【0178】
デバイス制御部９３は、センサＳ１、Ｓ２によって検出された第１情報と、デバイス通信部９２を介して情報処理端末４から受信される第２情報とに基づいてリハビリ運動負荷が調整されるように駆動モータ９１を制御する。
【0179】
本発明の実施形態に係る情報処理端末４は、端末通信部４１、リハビリ管理アプリ４２、画像表示部４４、ユーザ入力部４５及び端末制御部４３を含むことができる。
【0180】
端末通信部４１は、無線通信網６を介してリハビリ運動装置１のデバイス通信部９２と接続することができる。ここで、端末通信部４１もＷｉｆｉ網やブルートゥース（登録商標）網を介してリハビリ運動装置１と通信することができる。
【0181】
画像表示部４４は、ＬＣＤやＯＬＥＤパネルなどのディスプレイパネルを介して画面上に画像を表示する。本発明おいては、画像表示部４４を介してリハビリ管理アプリ４２が提供するグラフィカルユーザインターフェースを表示することができる。
【0182】
ユーザ入力部４５は、ユーザの操作に応じた入力を入力信号に変換して端末制御部４３に送信する。ユーザ入力部４５は、本発明の実施形態に係る情報処理端末４の種類に応じて様々な形態で設けられることができる。例えば、タッチ入力、キーボード、マウスなどの形態で設けられることができる。
【0183】
デバイス制御部９３は、本発明の実施形態に係る情報処理端末４の演算、命令語の処理などの主要機能を担当する。デバイス制御部９３は、ＣＰＵやＡＰのようなプロセッサ、メモリ、記憶装置、グラフィックプロセッサなどのようなハードウェアの構成と、運用体系のようなソフトウェアの構成とを含むことができる。
【0184】
リハビリ管理アプリ４２は、情報処理端末４にインストールした状態で実行され、本発明の実施形態に係るリハビリ運動装置１を用いたリハビリ運動を全体的に管理する。本明細書おいては、「アプリ」という表現を用いたが、アプリケーションプログラムあるいはソフトウェアなどの様々な名前で表現が可能である。
【0185】
ユーザは、リハビリ管理アプリ４２を用いてリハビリ管理アプリ４２が提供する様々な機能を行うことができる。例えば、駆動モータ９１のトルクを設定することができ、リハビリ運動装置１からリハビリ運動履歴を受けて、これを保存できる。
【0186】
また、自身の情報処理端末４と、病院等の管理者の端末やサーバと通信網を介して接続し、自身のリハビリ運動履歴を医師やリハビリ運動の治療師等に送信することにより、リハビリ運動を管理することができる。以外、多様な機能が発明に係るリハビリ管理アプリ４２を介して提供することができる。
【0187】
一方、本発明の実施形態に係るリハビリ運動装置１のセンサＳ１、Ｓ２は、装着位置検出部Ｓ１と角度センサＳ２とを含むことを例にする。
【0188】
先に説明したように、リハビリ運動ユニット３は載置台５に載置するのに、図２に示すように載置台５に置けれる位置と、図３に示すようにリハビリ運動ユニット３が一定の角度で起立した位置との間を移動可能に載置台５によって支持される。以下、図２に示すリハビリ運動ユニット３の位置を第１位置といい、図３に示すリハビリ運動ユニット３の位置を第２位置と定義して説明する。
【0189】
ここで、本発明の実施形態に係る角度センサＳ２は、載置台５の支持状態に応じてリハビリ運動装置１が重力方向となす角度を検出することができる。本発明の実施形態おいては、角度センサＳ２が重力方向への角度変化を検出できるジャイロセンサＳ１、Ｓ２や加速度センサＳ１、Ｓ２のようなＩＭＵセンサＳ１、Ｓ２で備われることを例にする。
【0190】
装着位置検出部Ｓ１は、一対の第１ヒンジ部３１１、３１２及び一対の第２ヒンジ部３３１、３３２の中、駆動モジュール７が装着される位置を検出する。そして、装着位置検出部Ｓ１は、検出された装着位置に対する装着位置情報をデバイス制御部９３に伝達する。ここで、装着位置検出部Ｓ１の具体的な例については後述する。
【0191】
一方、デバイス制御部９３は、リハビリ運動中にアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）運動モードで動作する際に、アクティブ運動モードへのリハビリを可能となるように一対の第１ヒンジ部３１１，３１２または一対の第２ヒンジ部３３１、３３２にかかるトルクが補償されるように、第１情報及び第２情報に基づいて駆動モータ９１を制御することができる。
【0192】
ユーザがアクティブ運動のために本発明の実施形態に係るリハビリ運動ユニット３を動かす際に、ユーザの立場で感じる負荷が零の値に制御されることが好ましい。しかしながら、リハビリ運動ユニット３自体の重み及び長さ、ユーザの腕または脚の重み及び長さに応じて生じる負荷は異なる。
【0193】
また、本発明の実施形態に係るリハビリ運動ユニット３は、第１位置及び第２位置への変更が可能であり、各位置における重力の影響も異なる。
【0194】
図３０は、本発明の実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動システムにおけるリハビリ運動負荷に影響を及ぼす要素を説明するための図である。図３０（ａ）は、リハビリ運動ユニット３が第１位置に位置した状態で第２ヒンジ部３３１、３３２を回動させた状態を示す図であり、図３０（ｂ）はリハビリ運動ユニット３が第２位置に位置した状態で第２ヒンジ部３３１、３３２を回動させる状態を示す図である。
【0195】
第２ヒンジ部３３１，３３２でのトルク
は、重み
と、重心までの距離
に応じて重力
の影響が変わるために異なる。第２ヒンジ部３３１、３３２に印加される全トルク
は、式（１）のように表すことができる。
【0196】
式（１）：
【0197】
式（１）において、
はデバイス制御部９３により制御される駆動モータ９１の出力トルクであり、
は第１ヒンジ部３１１、３１２及び第２ヒンジ部３３１、３３２の回動時に発生する摩擦力による摩擦力トルクである。
【0198】
そして、
はリハビリ運動ユニット３に印加される使用者の上肢または下肢の重みに該当するユーザの重み値であり、
は駆動モータ９１の回転軸Ｏから使用者の重み値に対応する重心までの距離であるユーザ距離値である。また、
はリハビリ運動ユニット３のデバイス重み値であり、
は駆動モータ９１の回転軸Ｏからデバイス重み値に対応する重心までの距離であるデバイス距離値であり、
は駆動モータ９１の制御回転角度である。
【0199】
ここで、アクティブ運動のためには、全トルク
が零にならなければならないところ、式（１）は式（２）のように表すことができる。
【0200】
式（２）：
【0201】
式（２）において、
は実験を介して予め登録することができるところ、定数に該当し、デバイス重み値の
も定数である。
【0202】
そして、駆動モータ９１の制御回転角度は、駆動モジュール７の装着位置、一対の第１ヒンジ部３１１、３１２または一対の第２ヒンジ部３３１、３３２で左側と右側の中のどちらの側に装着されるか否かに応じて回転方向が変わり、前述したリハビリ運動ユニット３の起立角度に応じて初期オフセットが変わる。
【0203】
したがって、装着位置検出部Ｓ１の検出結果と、角度センサＳ２の検出結果とを反映して、駆動モータ９１の制御回転角度
が式（３）のように算出される。
【0204】
式（３）：
【0205】
式（３）において、
は、装置位置検出部Ｓ１により検出される装置位置情報に応じて設定されるモータの回転方向値として一対の第１ヒンジ部３１１、３１２または第２ヒンジ部３３１、３３２の中の左側または右側に応じて「－１」または「－１」と設定される。
【0206】
そして、
は駆動モータ９１の絶対回転角度であり、
は角度センサＳ２によって検出されるリハビリ運動ユニット３の起立角度に対応する重力方向角度である。
【0207】
式（２）において、ユーザ重み値及びユーザ距離値は、本発明の実施形態に係るリハビリ運動ユニット３を用いてリハビリ運動を行うユーザに応じて異なる値であり、当該ユーザ又はリハビリ管理者は、情報処理端末４を用いてこれを入力することができ、情報処理端末４から当該情報を第２情報としてリハビリ運動装置に送信することができる。
【0208】
前述したように、本発明の実施形態においては、第２支持部３２０の長さを変更することができるところ、デバイス距離値の
も可変的である。これにより、デバイス距離値は、第２支持部３２０の長さの変化を検出する別個のセンサを設けて、第１情報として検出するか、ユーザまたはリハビリ管理者が情報処理端末４に入力して第２情報として提供することができる。
【0209】
以上のような構成によれば、本発明の実施形態に係るリハビリ運動ユニット３のデバイス制御部９３は、第１情報及び第２情報に基づいて、ユーザがアクティブ運動モードで運動する際に、ユーザが感じるリハビリ運動負荷、すなわち全トルク
が零になるように駆動モータ９１を制御することができる。
【0210】
【0211】
ここで、本発明の実施形態に係る駆動モジュール７は、スマートフォンなどのスマートデバイスにインストールされたアプリとの連動が可能に設けられる。この際に、駆動モジュール７が第１ヒンジ部と第２ヒンジ部の中のどこに設けられたか、そして左と右の中のどちら側に設けられたかを駆動モジュール７が自動的に認知することができれば望ましい。
【0212】
そこで、本発明の実施形態に係る上肢及び下肢用リハビリ運動装置１は、駆動モジュール７が装着位置を自動的に検出するための装着位置検出部を含むことができる。
【0213】
装着位置検出部Ｓ１は一対の第１ヒンジ部３３１と一対の第２ヒンジ部３３１，３３２の中の駆動モジュール７が装着された位置を検出する。本発明の実施形態においては、装着位置検出部が被検出モジュールＭ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄと、センサモジュールＨＳを含むことを例にする。
【0214】
被検出モジュールＭ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄは、一対の第１ヒンジ部３３１及び一対の第２ヒンジ部３３１，３３２にそれぞれ設けられる。また、センサモジュールＨＳは、駆動モジュール７に設けられ、第１ヒンジ部３３１と第２ヒンジ部３３１，３３２の中のいずれか一つに駆動モジュール７が装着される際に被検出モジュールＭ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄを認識する。
【0215】
ここで、第１ヒンジ部３３１と第２ヒンジ部３３１，３３２にそれぞれ設けられる被検出モジュールＭ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄは、相互に区別可能に設けられることにより、センサモジュールＨＳがこれを認識した際に、第１ヒンジ部３３１と第２ヒンジ部３３１，３３２の中のどこに駆動モジュール７が設けられたかを認識する。
【0216】
【0217】
ホールセンサーは、図２２に示すように、駆動モジュール７の本体ハウジング７１０の内部に設けられることを例にする。
【0218】
それぞれの被検出モジュールＭ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄは、磁石部材Ｍと、磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄを含むことを例にする。磁石部材Ｍは、それぞれ、第１ヒンジ部３３１と第２ヒンジ部３３１，３３２に相互に対応する位置に内蔵することができる。ここで、磁石部材Ｍが設けられる位置は、駆動モジュール７が第１ヒンジ部３１１，３１２または第２ヒンジ部３３１，３３２に装着される際にホールセンサーによって検出可能な位置に設けられる。
【0219】
磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄは、図３１に示すように、磁石部材Ｍを外部に露出させるために、第１ヒンジ部３１１，３１２及び第２ヒンジ部３３１，３３２に形成される。ここで、それぞれの磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄは、位置と大きさの中の少なくとも一つが異なるように設けられ、ホールセンサが磁石部材Ｍの磁場を検出する際に、それぞれの磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄの位置及び大きさに応じて、他の特性の磁場を検出するようにして、駆動モジュール７の装着位置を認識可能にすることができる。
【0220】
図３２を参照して説明すれば、それぞれの第１ヒンジ部３１１，３１２及び第２ヒンジ部３３１，３３２に形成される４つの磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄがホールセンサーの位置を中心に上部と下部に位置するように設けれる。例えば、右側の第１ヒンジ部３１２に形成された磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄが８１０ａであり、左側の第１ヒンジ部３１１に形成された磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄが８１０ｂであり、右側の第２ヒンジ部３３２に形成された磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄが８１０ｃであり、左側の第２ヒンジ部３３１に形成された磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄが８１０ｄであるといえば、駆動モジュール７が装着される際に磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄの位置に応じて異なる特性の磁場が検出されて、駆動モジュール７の装着位置を確認することができる。
【0221】
図３２においては、磁石孔８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄの位置と大きさが他の形態を有することを例にしているが、磁場特性の区別が可能な場合には、他の形態での構成も可能である。
【0222】
他の実施形態として、被検出モジュールＭ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄに当該位置に対する情報が埋め込まれた近距離通信、例えばＲＦ、ＮＦＣ基盤のタグを取り付けて、センサーモジュールＨＳにてタグに埋め込まれた情報を認識するリーダーが設けられる。
【0223】
【0224】
固定ユニット１５４０は、一対のユニット本体１５４１と、一対の動作レバー１５４２と、一対の連動レバー１５４３と、一対の連動ブラケット１５２２ａを含むことができる。
【0225】
ユニット本体１５４１は、ベースプレート５１０と載置プレート５２０の角度調整に応じて連結棒５２２と共に移動するのに、ベースプレート５１０に沿って往復移動する。
【0226】
動作レバー１５４２はベースプレート５１０の外側に設けられ、ユニット本体１５４１に回転可能に結合される。
【0227】
連動レバー１５４３はベースプレート５１０の内側に設けられ、動作レバー１５４２の回転に連動して回転するようにユニット本体１５４１に回転可能に結合される。
【0228】
連動ブラケット１５２２ａは、連結棒５２２の両側のエッジに連動レバー１５４３に向かって設けられ、連動レバー１５４３の回転に応じて押圧または押圧解除される。連動ブラケット１５２２ａは連結ブラケット１５２２ｂによって連結棒５２２と連結される。
【0229】
このような構成により、図３２の（ａ）に示すように、動作レバー１５４２を時計廻りで回転させると、連動レバー１５４３が時計廻りで回転して、連結ブラケット１５２２ｂが連動レバー１５４３によって下部方向に押圧する形態になって、連結棒５２２が上部に動くことが遮断され、連結棒５２２がベースプレート５１０の係止爪５１２から抜けることを防止する。
【0230】
一方、ベースプレート５１０に対する載置プレート５２０の角度を調整するために載置プレート５２０を折ったり広げたりする動作を行う際に、動作レバー１５４２を反時計廻りで回転させると、図３２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、連動レバー１５４３が反時計廻りで回転しながら連動ブラケット１５２２ａの上部の末端を持ち上げて、連結棒５２２が係止爪５１２から抜け出て、折ったり広げたりすることが可能になる。
【0231】
これにより、ベースプレート５１０の外部にある動作レバー１５４２の操作を介して連結棒５２２を係止爪５１２から抜いたり固定したりするように構成することにより、載置プレート５２０とベースプレート５１０との間に手を入れ連結棒５２２を持ち上げる動作により発生できる不安全事故を未然に防止することができる。
【0232】
また、連結棒５２２を係止爪５１２から係止解除して、図３に示すように載置プレート５２０がベースプレート５１０に折れた状態で上肢のリハビリ運動が行なえる。また、連結棒５２２を係止爪５１２に固定して、図４に示すように、載置プレート５２０をベースプレート５１０から一定の角度で起立させた状態で下肢のリハビリ運動が行なえる。
【0233】
そして、リハビリ患者の状態に合わせて、床に安着されるベースプレート５１０に対する上肢または下肢の載置角度を簡便に調整してリハビリ運動が行なえる。
【0234】
【0235】
本発明の他の実施形態に係る固定ユニット１５４０ａは、前述した固定ユニット５４０、１５４０と異なり、ベースプレート５１０の一側にベースプレート５１０の長手方向に沿って、例えば、複数の係止爪５１２と並んで複数の補助係止爪１５２３が形成されている。
【0236】
複数の補助係止爪１５２３は、溝と山をなす連続的な波形状を形成して、複数の係止爪５１２と等しいピッチを有する。複数の補助係止爪１５２３には、ユニット本体１５４１が選択的に載置される。
【0237】
また、複数の補助係止爪１５２３が形成されたベースプレート５１０の一側には、補助係止爪１５２３の溝の位置に対応して複数の係止ピン１５２４が設けられている。
【0238】
複数の係止ピン１５２４は、補助係止爪１５２３と等しいピッチを有して、ベースプレート５１０の一側から突出するように設けられている。
【0239】
そして、本発明の他の実施形態に係る固定ユニット１５４０ａは、動作レバー１５４２の回転に連動して回転する連動レバー１５４３ａの自由端部が環形状を有する。
【0240】
連動レバー１５４３ａは、ベースプレート５１０の外側に設けられ、ユニット本体１５４１に回転可能に結合される。
【0241】
連動レバー１５４３ａは、動作レバー１５４２の回転と連動して回転するのに伴い、選択された係止ピン１５２４に係止または係止解除される。
【0242】
また、ユニット本体１５４１は、連結ブラケット１５２２ｂによって連結棒５２２に連結される。
【0243】
このような構成により、図３３及び図３４に示すように、連結棒５２２が係止爪５１２に係止した状態で動作レバー１５４２はベースプレート５１０に対して垂直に位置する。この際に、連動レバー１５４３ａは、係止ピン１５２４に係止されて、連結棒５２２が上部に動くことが遮断され、連結棒５２２がベースプレート５１０の係止爪５１２から抜けることを防止する。
【0244】
一方、ベースプレート５１０に対する載置プレート５２０の角度を調整するために載置プレート５２０を折ったり広げたりする動作を行う際に、動作レバー１５４２を反時計廻りで回転させると、連動レバー１５４３ａが反時計廻りで回転しながら係止ピン１５２４から係止解除され、これにより動作レバー１５４２を持ち上げて、連結棒５２２が係止爪５１２から抜け出て、折ったり広げたりすることが可能になる。
【0245】
これにより、ベースプレート５１０の外側にある動作レバー１５４２の操作を介して連結棒５２２を係止爪５１２から抜いたり固定したりするように構成することにより、リハビリ患者の状態に合わせて、床に安着されるベースプレート５１０に対する上肢または下肢の載置角度を簡便に調整してリハビリ運動が行なえる。
【0246】
以上、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野の通常の技術者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施することができることを理解できるだろう。従って、以上で記述した実施形態は、すべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【0247】
本発明は、患者の上肢または下肢のリハビリ運動のためのリハビリ運動装置に適用することができる。
【符号の説明】
【0248】
１：上肢及び下肢用リハビリ運動装置
３：リハビリ運動ユニット
４：情報処理端末
５：載置台
６：無線通信網
７：駆動モジュール
３１０：第１支持部
３１１，３１２：第１ヒンジ部
３２０：第２支持部
３３０：第３支持部
３３１，３３２：第２１ヒンジ部
３：リハビリ運動ユニット
４：情報処理端末
５：載置台
６：無線通信網
７：駆動モジュール
３１０：第１支持部
３１１，３１２：第１ヒンジ部
３２０：第２支持部
３３０：第３支持部
３３１，３３２：第２１ヒンジ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】