上肢肌力强化装置及具备其的套件的制作方法

本发明涉及上肢肌力强化装置及具备其的套件(kit)，尤其涉及辅助康复者或老弱者的上肢肌力强化运动的上肢肌力强化装置及将其作为构成包括的上肢肌力强化套件。

[关于国家支援研究开发的说明]

本研究是在韩国科学技术研究院的主管下，通过未来创造科学部韩国研究基金会(全球前沿事业，基于远程监控(telepresence)实施感觉运动作业的以肌电图信号为基础的动作意图预测及主动触觉恢复技术开发，课题序号：1345201314)的支援得以实现。

背景技术：

作为用于强化由于身体老龄化引起上肢肌力机能弱化的老弱者或者由于脑中风或者事故等丧失肌力的患者的肌力的康复器械，使用上肢肌力强化辅助装置。

然而，现有的上肢肌力强化运动机构存在结构复杂从而穿戴非常耗时的缺点，并且左手与右手的自由交换困难而使用性低，难以携带及保管从而在使用者利用时存在时间及空间上的限制。

为了使老弱者或患者适当地执行康复运动，应当不受场所或时间上的限制容易进行运动，但实际情况是现有装置中未能提供用于解决这种问题的肌力强化装置。

技术实现要素：

本发明用于解决如上所述的现有技术问题，其目的在于提供一种结构简单而容易穿戴，能够将左手和右手自由交换地使用，并且容易携带和保管从而能够消除时间及空间上的限制的上肢肌力强化辅助机构。

为了达到上述目的，根据本发明的一方面，提供上肢肌力强化装置，用于臂的肌力强化，包括：主体部；以及上肢运动部，其与上述主体部连结，能够供使用者支承臂而进行肌力运动，上述上肢运动部能够相对于上述主体部对称地进行位置反转以供使用者能够选择性地放置左右臂。

根据一实施例，上述上肢运动部包括：上臂固定部，其能够相对于上述主体部旋转，固定上述臂的上臂；下臂运动部，其与上述上臂固定部配置成一列，能够相对于上述主体部旋转，并使上述臂的下臂运动，上述上臂固定部和上述下臂运动部以上述主体部为中心旋转而进行位置反转。

根据一实施例，上述上臂固定部和上述下臂运动部能够相对于上述主体部以上下方向旋转。

根据一实施例，上述下臂运动部包括：第一连杆，其以能够相对于上述主体部以上下方向旋转的方式与上述主体部连结；和第二连杆，其以能够相对于上述第一连杆以左右方向旋转的方式与上述第一连杆连结。

在上述第二连杆可以结合有能够供使用者把持的把手。

另外，上述把手可以形成为能够相对于上述第二连杆旋转。

根据一实施例，上肢肌力强化装置包括：第一马达，其使上述第一连杆相对于上述主体部以上下方向旋转；和第二马达，其使上述把手相对于上述第二连杆旋转。

根据一实施例，上述上臂固定部包括：第三连杆，其以能够相对于上述主体部以上下方向旋转的方式与上述主体部连结；和第四连杆，其以能够相对于上述第三连杆以上下方向旋转的方式与上述第三连杆连结，上述第四连杆具有供使用者的上臂放置的凹陷的结构。

根据一实施例，上述上肢运动部能够相对于上述主体部进行高度调节。

根据一实施例，上述第二连杆能够进行长度伸缩。

根据一实施例，上述主体部能够相对于固定架装卸而能够进行移动放置。

根据一实施例，包括能够与上述主体部结合的支架，上述支架具备与上述固定架的棱角结合的棱角结合槽。

根据一实施例，包括能够与上述主体部结合的平板型的板，上述板插入结合在形成于上述固定架的缝隙。

根据本发明的另一方面，提供一种上肢肌力强化套件，其包括：上述上肢肌力强化装置；和箱子，上述肌力强化装置的主体部能够与该箱子结合或者分离，在上述箱子的内部形成有能够收纳上述肌力强化装置的收容空间，能够将从上述箱子分离的上述肌力强化装置收纳在上述收容空间内保管。

根据一实施例，上述箱子以使用者能够就坐于上述箱子的盖体的大小形成。

根据一实施例，上述板可以插入结合在形成于上述箱子的盖体的缝隙。

根据一实施例，上述箱子具备用于对上述上肢运动部进行电控制的电子装置。

附图说明

图1是包括本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置的上肢肌力强化套件的立体图。

图2至图4是用于说明图1的套件的箱子的结构的图。

图5是本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置的侧面图。

图6是本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置的主视图。

图7至图11是用于说明图5的上肢肌力强化装置的使用准备过程的图。

图12是利用本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置来执行右手的肌力强化运动的使用状态图。

图13至图15示出了使本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置的上肢运动部位置反转的状况。

图16是利用本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置来执行左手的肌力强化运动的使用状态图。

图17示出了将椅子用作固定架而放置的上肢肌力强化装置的状况。

图18示出了将床用作固定架而放置的上肢肌力强化装置的状况。

图19是将用于在桌子的棱角固定上肢肌力强化装置的支架一起示出的图。

图20示出了将桌子用作固定架而放置的上肢肌力强化装置的状况。

具体实施方式

以下，参照随附的附图对本发明的优选实施例进行说明。本发明参照附图所示出的实施例进行了说明，但这只是一个实施例，本发明的技术构思和其核心构成及作用不会被这些约束。

图1是包括本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置10的上肢肌力强化套件1的立体图。

如图1所示，上肢肌力强化套件1包括：上肢肌力强化装置10，其供使用者支承臂而进行肌力运动；箱子20，其起到上述上肢肌力强化装置10的固定架作用；以及板40，其与上述箱子20结合而使上肢肌力强化装置10固定于箱子20。

图2至图4是用于说明本实施例所涉及的箱子20的结构的图。

如图2所示，箱子20包括四方形状的主体22和放置于上述主体22的上表面的盖体21。

在主体22内部形成有能够收纳套件10的各种部件的收纳空间222，在前后表面形成有能够供形成于盖体21的带状物211联接的联接钩223。

虽然在图中没有具体示出，但在主体22的内部配置有用于对上肢肌力强化装置10的马达供给电源的电池、马达的杆、能够调节速度、方向的控制电路等各种电子装置。

另外，在两侧面形成有电缆接头(cable jack)221，在电缆接头221结合有远程控制器30的电缆及/或者上肢肌力强化装置10的电源电缆50(图1)，从而能够与主体22内部的电子装置进行电连接。

如图3所示，在盖体21的主体侧面形成有缝隙，基板40在盖体21的侧面能够以滑动的方式插入结合在缝隙。在基板40的一端部形成有钩41，该钩41即使基板40完全插入于盖体21的主体内部也向外部露出，从而能够供使用者拉拽。

如下所述，本实施例所涉及的上肢肌力强化装置10并非一定要固定于箱子22而使用，若有规定的固定架就能够自由地进行移动放置。

如图4所示，上肢肌力强化装置10能够与基板40分离而与箱子20分离，分离的上肢肌力强化装置10能够收纳于箱子20内部的收纳空间222而进行保管。

箱子20的收纳空间222构成为还包括用于保管上肢肌力强化装置10的隔间和被隔板划分的其它小的隔间，在相应隔间能够收纳远程控制器30、或者支架60、维可牢(Velcro)70等用于将上肢肌力强化装置10固定于规定的固定架的各种部件，从而形成套件(kit)。

图5是本发明的一实施例所涉及的上肢肌力强化装置10的侧面图，图6是上肢肌力强化装置10的主视图。

如图5及图6所示，上肢肌力强化装置10包括主体部11、和与上述主体部11连结并且供使用者支承臂而进行肌力运动的上肢运动部12。

从正面观察主体部11时，包括大致形成为“L”字形状的柱部112和架部113。

在柱部112连结有上肢运动部12，在架部113的下端形成有能够使主体部11固定于固定架的固定突起111。

上肢运动部12包括与主体部11的柱部112结合的移动体144、与上述移动体144结合并能够相对于柱部112旋转的上臂固定部130、以及同样与移动体144结合并能够相对于柱部112旋转的下臂运动部120、140。

下臂运动部120、140包括与移动体144连结的第一连杆140、和与上述第一连杆连结并相对于主体部11向前方侧延伸的第二连杆120。

第一连杆140以能够以与柱部112垂直地形成的第一胳膊肘旋转轴142为基准旋转的方式与移动体144结合而能够相对于主体部11以上下方向旋转(参照图9)。

应理解在本说明书中使用的用语“上下方向”、“左右方向”和“前后方向”不是表示相对于地面的绝对的方向，而是为了说明各结构间的相对的位置关系而使用的。

另外，在本说明书中使用的“A部件相对于B部件以上下方向旋转”意味着旋转的A部件的至少一部分相对于B部件以具有相对的高度变化的方式进行旋转，“A部件相对于B部件以左右方向旋转”意味着A部件以维持相对于B部件的相对高度的方式旋转。

第一胳膊肘旋转轴142与在移动体144内部具备的第一马达143连结。若第一胳膊肘旋转轴142通过第一马达143旋转，则第一连杆140进行旋转驱动，从而下臂运动部120、140整体会相对于主体部11以上下方向旋转。

第二连杆120以能够以与柱部112水平地形成的第二胳膊肘旋转轴141为基准相对于第一连杆140以左右方向旋转的方式与第一连杆140连结(参照图10)。

第二连杆120包括长板形状的延伸部121、和形成于上述延伸部121的端部并具有大致“L”字形状的动作部122。

动作部122能够相对于延伸部121以前后方向进行位置移动，在向垂直上方延伸的垂直延伸部形成有手腕旋转轴124。在手腕旋转轴124形成有能够供把手15(参照图11)结合的把手结合部件125，该把手15能够供使用者把持。

手腕旋转轴124以能够旋转的方式连结在设置于动作部122的垂直延伸部内部的第二马达123。若手腕旋转轴124通过第二马达123旋转，则把手结合部件125与手腕旋转轴124一起旋转，从而把手15会以手腕旋转轴124为中心相对于第二连杆120以上下方向进行旋转运动。

另一方面，上臂固定部130包括与移动体144连结的第三连杆131、和与上述第三连杆131连结并向主体部11的内侧延伸的第四连杆132。

第三连杆131以能够以第一胳膊肘旋转轴142为基准旋转的方式形成，从而以能够相对于主体部11以上下方向旋转的方式形成(参照图9)。

但是，第三连杆131相对于第一胳膊肘旋转轴142以能够自由旋转的方式连结，从而由第一马达143的旋转驱动带来的第一胳膊肘旋转轴142的旋转驱动并不使第三连杆131旋转。

第四连杆132包括具有能够供使用者的上臂放置的大致“U”字形状的凹陷结构的放置部134、和能够固定放置于上述放置部134的上臂的固定带状物133。

在将上臂固定部130和下臂运动部120、140以一字展开时，第四连杆132的放置部134配置在与把手15大致相同的高度。第四连杆132以能够相对于第三连杆131以上下方向旋转的方式与第三连杆131连结。

以下，参照图7至图11，将在箱子20设置上肢肌力强化装置10并与使用者的体型相对应地设置上肢肌力强化装置10的过程，与上肢肌力强化装置10的结构对应地进行说明。

如图7所示，首先抽出原本收容于盖体21内部的板40的一部分。在板40沿前后方向形成有多个主固定孔42和在上述主固定孔42的两侧形成的辅助固定孔41、43。

再次参照图2，在架部113，与辅助固定孔41、43对应的位置形成有突起111，虽然在图2中没有具体示出，但在架部113的中央形成有通过锁紧把手116旋转并形成有螺纹的螺丝突起。

如图7所示，在将上述螺丝突起位于主固定孔42的状态下转动锁紧把手116，使螺丝突起与主固定孔42连接。由此，上肢肌力强化装置10固定于板40而与箱子20结合。此时，突起111插入于主固定孔42周围的辅助固定孔42、43，上肢肌力强化装置100能够牢固地固定于板40而不相对旋转。

另外，如图7所示，主固定孔42与辅助固定孔41、43以一定间隔形成为多列，从而能够按照使用者的体型将上肢肌力装置10相对于板40以前后方向进行位置调整而设置。

另一方面，如图7所示，在主体部11的柱部112的内侧面形成有沿着柱部112的长度方向引导移动体144的上下运动的引导槽114、和用于使移动体144相对于柱部112进行位置固定的多个位置固定孔115。

在移动体144形成有能够与位置固定孔115连接的第一固定销(未图示)，在移动体144的上表面形成有能够供使用者把持的杆145。

如图8所示，能够将移动体144的第一固定销从位置固定孔115抽出，抓住杆145使上肢运动部12相对于主体部11向上下移动。通过将上肢运动部12位于希望的高度后，将第一固定销插入于在相应位置附近形成的位置固定孔115而将上肢运动部12固定在相应高度，从而能够与使用者的体型相对应地调整上肢运动部12的高度。

接下来，将上臂固定部130和下臂运动部120、140相对于主体部11以希望的角度展开。

如图9所示，在箱子20内，上肢肌力强化装置10以上臂固定部130和下臂运动部120、140向与主体部11大致平行的方向被折叠而被保管。

如上所述，上臂固定部130和下臂运动部120、140能够相对于主体部11以上下方向旋转。

上臂固定部130的第三连杆131虽然以第一胳膊肘旋转轴142为基准旋转，但以能够相对于第一胳膊肘旋转轴142自由旋转的方式与移动体144连结。另外，第三连杆131通过第二固定销(未图示)相对于移动体144联接，在上述第二固定销与移动体144连接的状态下第三连杆131相对于移动体144被位置固定，若上述第二固定销与移动体144分离则第三连杆131能够相对于移动体144旋转。

因此，通过将上臂固定部130固定于与主体部11大致平行的折叠位置，或者使第二固定销与移动体144分离而将上臂固定部130相对于主体部11调整为希望的角度，能够将上臂固定部130再次固定。

根据本实施例，上臂固定部130的第三连杆131能够相对于主体部11的柱部112在±90°角度的范围旋转而进行位置固定。

另一方面，下臂运动部120、140的第一连杆140能够与第一胳膊肘旋转轴142一起旋转。第一连杆140能够通过第三固定销(未图示)相对于第一胳膊肘旋转轴142选择性地联接，在上述第三固定销与第一胳膊肘旋转轴142连接的状态下，第一连杆140相对于第一胳膊肘旋转轴142进行位置固定，若上述第三固定销与第一胳膊肘旋转轴142分离则第一连杆140能够通过第一胳膊肘旋转轴142旋转。

因此，通过将下臂运动部120、140固定于与主体部11大致平行的折叠位置，或者使第三固定销与第一胳膊肘旋转轴142分离，能够将下臂运动部120、140相对于主体部11调整为希望的角度。

根据本实施例，第一连杆140能够相对于主体部11的柱部112在±90°角度范围内旋转而进行位置固定。

对于上述第二固定销和第三固定销的对应结构的连接或者分离，能够通过形成于移动体144的按钮146(参照图8)一次实现。

另外，如图10所示，第二连杆120能够通过形成在第二胳膊肘旋转轴141上的第四固定销(未图示)相对于第一连杆140进行位置固定。

以能够使使用者的手臂位于方便运动的方向的方式，使第二连杆120相对于第一连杆140以左右方向旋转，并通过第四固定销(未图示)对第二连杆120和第一连杆140进行位置固定。

接下来，如图11所示，使把手15与把手结合部件125结合。

在把手结合部件125形成有用于防止把手15空转的形成为六角形的把手结合销126，并将把手15插入于把手结合销126而结合。

把手15包括能够供使用者把持的主体151和能够放置使用者的手腕的手腕放置部153。在把手15的内部具备将插入于主体151内部的把手结合销126收紧而能够将把手15坚固地固定于把手结合部件125的颚板(jaw)(未图示)，在把手15的头部形成有用于将上述颚板收紧或解开的旋转杆152。

与把手结合部件125结合的把手15能够通过手腕旋转轴124的旋转以垂直方向为中心在约±80°角度范围内进行往复旋转。

图12示出了利用完成使用准备的上肢肌力强化装置10而使右手运动的使用者的状况。

使用者在坐在盖体20的状态下将右臂的上臂放置在通过角度及位置的调整而能够舒适地放置上臂的上臂固定部130之后固定，并把持把手15。

之后，利用左臂操作远程控制器30使第一马达143和第二马达123运转。在使用者无法使用左臂的情况下，也可以由其它辅助人员操纵远程控制器30。

第一马达143使下臂运动部120以上下方向旋转，使使用者的胳膊肘关节进行动作，由此辅助使用者的肌力强化。第二马达123使使用者所把持的把手15以手腕旋转轴124为中心旋转而使使用者的手腕关节进行动作，由此辅助使用者的肌力强化。

此时，使用者或者其他辅助人员通过利用远程控制器30而控制第一马达143和第二马达123，能够适当的调节希望的运动强度、次数及时间等。

图12中示出了使用者执行右臂的肌力强化运动的状况，但本实施例所涉及的上肢肌力强化装置10被构成为使上肢运动部12相对于主体部11对称地位置反转而使使用者能够选择性地放置左右臂。

图13至图15示出了使上肢运动部12相对于主体部11进行位置反转的状况。

如图13所示，若从第二胳膊肘旋转轴141除去上述第四固定销(未图示)，则能够使第二连杆120以第一连杆140为基准向相反侧旋转180度。

以下，如图14所示，将第二固定销(未图示)从移动体144分离，使第三连杆131以第一胳膊肘旋转轴142为基准向第一连杆140的相反侧旋转而固定。

接下来，如图15所示，若使第四连杆134相对于第三连杆132旋转而使“U”字形凹陷部的开口朝向上方，则能够非常容易地使上肢运动部12相对于主体部11对称地位置反转。

图16示出了使用者利用位置反转的上肢肌力强化装置10而使左手运动的状况。

如上所述，本实施例所涉及的上肢肌力强化装置10能够仅通过放置上臂而把持把手来简单地使用，非常容易进行位置反转以能够使使用者选择性地利用左右手，因此使用性非常优异。

另外，在使用者能够坐下的箱子内收纳上肢肌力强化装置10及各种附件而构成紧凑的套件，由此使用者非常容易地执行携带及保管，能够不受场所限制地设置上肢肌力强化装置10而执行肌力强化运动。

另一方面，在上文中虽然将上肢肌力强化装置10与箱子20结合而使用，但箱子20相当于能够进行收纳的一种固定架。本实施例所涉及的上肢肌力强化装置10由于结构简单且大小小，所以除箱子20以外，若有适当的固定架的地方则能够自由地进行移动放置。

图17示出了将椅子用作固定架而放置的上肢肌力强化装置10的状况。

如图17所示，通过将盖体21放在其它椅子上并利用带状物211将盖体21固定于椅子，使用者能够在不是箱子20的其它舒适的椅子上利用上肢肌力强化装置10。此时，箱子20起到对上肢肌力装置10供给电源等作用。

图18示出了将床用作固定架而放置的上肢肌力强化装置10的状况。在为无法坐在椅子上的患者的情况下，需要躺下来执行上肢肌力强化运动。

板40具有薄板形状，能够插入于各种生活家具之间的缝隙，如图18所示，能够将板40插入床板与框架之间的缝隙而固定放置上肢肌力强化装置10。

此时，若利用收纳在箱子20内的维可牢70(参照图4)而将床板和板40捆着联接，则能够牢固地固定上肢肌力强化装置10。

图19是将用于在桌子的棱角固定上肢肌力强化装置10的支架60一起示出的图，图20示出了将桌子用作固定架而放置的上肢肌力强化装置10的状况。

如图19所示，支架60具有大致形状的主体61。

在主体61的结合面62形成有能够与形成于主体部11的底面的突起111结合的结合孔。在支架60的中央形成有棱角结合槽63，在棱角结合槽63形成有通过转动杆64能够以上下方向移动的固定板65。

如图20所示，在将支架60与主体部11的底部结合，并将支架60的棱角结合槽63插入于桌子的棱角之后，若利用固定板65用力收紧于桌子底面，则能够将上肢肌力强化装置10牢固地固定于桌子棱角。

因此，在箱子20没有充分高到能够使上肢肌力强化装置10位于使用者希望的高度的情况下，能够将上肢肌力强化装置10设置于更高的位置。

如上所述，本实施例所涉及的上肢肌力强化装置10能够将在使用者的生活空间内的家具等用作固定架容易进行设置，因此使用性和携带性非常优异。