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KR101054232B1 - Magnetic Fluid Control Spinal Bending Exercise Trainer - Google Patents

Magnetic Fluid Control Spinal Bending Exercise Trainer Download PDF

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Publication number
KR101054232B1
KR101054232B1 KR1020090131028A KR20090131028A KR101054232B1 KR 101054232 B1 KR101054232 B1 KR 101054232B1 KR 1020090131028 A KR1020090131028 A KR 1020090131028A KR 20090131028 A KR20090131028 A KR 20090131028A KR 101054232 B1 KR101054232 B1 KR 101054232B1
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KR
South Korea
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magnetic fluid
elderly
patient
fluid cylinder
bending exercise
Prior art date
Application number
KR1020090131028A
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Korean (ko)
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KR20110074142A (en
Inventor
김규석
류제청
김신기
김종권
문무성
조현석
강성재
김용철
권칠용
홍응표
Original Assignee
한국산재의료원
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Publication date
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Abstract

자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기는 환우 및 노약자가 안착하여 고정되는 바디부를 포함한다. 상기 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기는 상기 바디부의 일측에 회전가능하도록 체결되는 회전부를 포함한다.The self-fluid controlled spinal bending exercise machine includes a body part to which the patient and the elderly are seated and fixed. The magnetic fluid-controlled spinal bending exercise machine includes a rotating part rotatably coupled to one side of the body part.

상기 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기는 상기 회전부의 회전을 제어하는 자기유체제어식 클런치를 포함한다.The magnetic fluid controlled spinal bending exercise trainer includes a magnetic fluid controlled crunch for controlling the rotation of the rotating unit.

환우 및 노약자는 상기 바디부의 안착하여 입력신호를 입력한다. 이 때, 환우 및 노약자는 환우 및 노약자의 몸 상태에 따라 상기 입력신호를 상이하게 입력한다. 상기 입력신호가 입력되면, 상기 자기유체제어식 클런치는 상기 회전부가 회전할 때, 상기 입력신호에 대응되는 부하를 상기 회전부에 가하게 된다. The patient and the elderly are seated on the body part and input an input signal. At this time, the patient and the elderly input the input signal differently according to the physical condition of the patient and the elderly. When the input signal is input, the magnetic fluid controlled clincher applies a load corresponding to the input signal to the rotating unit when the rotating unit rotates.

Description

자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기{A spine bending exercise trainer using magnetorheological fluid device}A spine bending exercise trainer using magnetorheological fluid device

본 발명은 자기유체식 척추굽힘운동 훈련기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 환우 및 노약자의 척추굽힘운동에 효과적인 자기유체식 척추굽힘운동 훈련기에 관한 것이다. The present invention relates to a magnetic fluid spinal bending exercise trainer, and more particularly, to a magnetic fluid spinal bending exercise trainer effective for spinal bending exercise of patients and elderly people.

현재까지 척추 근력측정 및 재활 훈련시스템에서 사용되는 부하(하중)는 근력에 따라 무게 추를 가변하여 사용하고 있다. 이외의 부하 장치로는 전자식 브레이크를 사용하고 있다. To date, the loads (loads) used in the spine strength measurement and rehabilitation training system vary the weight according to the strength of the muscles. As the other load device, an electronic brake is used.

무게 추를 사용하는 방법은 근력에 따라 단계적으로 무게 추를 핀으로 고정하여 측정 및 훈련을 할 수 있도록 되어 있는데 이는 무게 추의 개별 단위에 의해 세밀한 부하를 줄 수 없다. 이 때, 훈련 도중에 부하를 조절하여야 할 때에는 훈련기의 고정구를 제거한 후에 다시 수동적으로 조절하여야 함으로써 많은 불편이 따르고 있다.In the method of using weight, it is possible to measure and train weight by pin by weight according to strength. It can't give detailed load by individual unit of weight. At this time, when it is necessary to adjust the load during the training to remove the fasteners of the trainer after manually adjusting it is a lot of inconvenience comes.

또한 이러한 방법으로 제작된 훈련/측정 시스템은 대형화, 중량화 될 수 밖에 없는 단점을 갖고 있다. 이외의 전자식 브레이크 장치를 이용한 훈련/측정 시스 템은 소형으로 고부하를 만들어 주기가 어려우며, 전자식 브레이크의 특성상 저부하에서 고부하까지의 세밀한 조절에 한계가 있어 특정화된 부분에 국한되어 사용되고 있다. 그리고 훈련 이외의 측정을 위해 별도의 복잡한 센서를 갖추어야 한다.In addition, the training / measurement system manufactured in this way has the disadvantage that it must be enlarged and weighted. Other training / measurement systems using electronic brake devices are difficult to produce high loads due to their compact size, and due to the characteristics of electronic brakes, there is a limit to fine control from low to high loads. In addition, separate sensors must be equipped for measurements beyond training.

본 발명은 환우 및 노약자가 척추굽힘운동을 수행할 때, 효율적으로 부하를 가하는 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a self-fluid-controlled spinal bending exercise machine that effectively applies a load when the patient and the elderly perform spinal bending exercise.

본 발명은, 환우 및 노약자를 고정하는 바디부와, 상기 바디부 일측에 회전가능하도록 체결되는 회전부와, 상기 회전부와 상기 바디부에 체결되어 상기 회전부의 회전을 구속하는 자기유체제어식 클런치를 포함하는 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기를 제공한다.The present invention includes a body portion for fixing the patient and the elderly, a rotation part fastened rotatably to one side of the body portion, and a magnetic fluid controlled clincher coupled to the rotation part and the body part to restrain the rotation of the rotation part. It provides a self-fluid controlled spinal bending exercise machine.

본 발명은 환우 및 노약자가 회전부를 회전시킬 때, 자기유체제어식 클런치가 회전부를 제어한다. 따라서 환우 및 노약자의 운동을 정밀하게 제어하고 효과적으로 수행할 수 있다. According to the present invention, when the patient and the elderly rotate the rotating part, the magnetic fluid controlled crunch controls the rotating part. Therefore, it is possible to precisely control and effectively perform the movement of the patient and the elderly.

도 1은 본 발명에 따른 자기유체식 척추굽힘운동 훈련기(100)의 일 실시예를 보여주는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a magnetic fluid spine bending exercise trainer 100 according to the present invention.

자기유체식 척추굽힘운동 훈련기(100)는 환우 및 노약자가 안착하여 고정되는 바디부(120)를 포함한다. 자기유체식 척추굽힘운동 훈련기(100)는 바디부(120)의 일측에 회전가능하도록 체결되는 회전부(110)를 포함한다. The magnetic fluid spine bending exercise trainer 100 includes a body part 120 to which the patient and the elderly are seated and fixed. The magnetic fluid spine bending exercise trainer 100 includes a rotating part 110 that is rotatably coupled to one side of the body part 120.

자기유체식 척추굽힘운동 훈련기(100)는 회전부(110)와 바디부(120)에 체결 되어 회전부(110)의 회전을 제어하는 자기유체제어식 클런치(130)를 포함한다. The magnetic fluid spine bending exercise trainer 100 includes a magnetic fluid controlled clincher 130 that is fastened to the rotating part 110 and the body part 120 to control the rotation of the rotating part 110.

바디부(120)는 외관을 형성하고 바디부(120)를 지지하는 제 1 지지프레임(121)을 포함한다. 바디부(120)는 제 1 지지프레임(121)과 소정각도를 형성하며 체결되는 제 2 지지프레임(122)을 포함한다.The body part 120 includes a first support frame 121 forming an appearance and supporting the body part 120. The body part 120 includes a second support frame 122 which is fastened to form a predetermined angle with the first support frame 121.

제 2 지지프레임(122)의 일측에는 환우 및 노약자가 안착하도록 제 1 안착부(123)가 체결된다. 제 1 안착부(123)의 일측에는 환우 및 노약자의 무릎을 고정하는 고정프레임(126)이 제 2 지지프레임(122)과 체결된다. 고정프레임(126)은 환우 및 노약자의 무릎을 감싸도록 형성되어 체결되는 무릎보호부(125)를 포함한다. One side of the second support frame 122 is fastened to the first seating portion 123 to seat the patient and the elderly. On one side of the first seating portion 123, the fixed frame 126 fixing the knee of the patient and the elderly is fastened with the second support frame 122. The fixed frame 126 includes a knee protector 125 that is formed to be fastened to surround the knee of the elderly and the elderly.

한편, 고정프레임(126)의 일측에는 환우 및 노약자의 발을 안착시키도록 제 2 안착부(124)가 형성된다. 제 2 안착부(124)는 고정프레임(126)으로부터 돌출되도록 형성된다. 따라서 환우 및 노약자는 제 1 안착부(123)에 착석하여 제 2 안착부(124)에 발을 안착시켜 편안하게 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기(100)를 사용할 수 있다.  On the other hand, one side of the fixed frame 126 is formed with a second seating portion 124 to seat the foot of the patient and the elderly. The second seating part 124 is formed to protrude from the fixing frame 126. Therefore, the patient and the elderly can be seated on the first seating portion 123 to rest the foot on the second seating portion 124 can use the self-controlling spinal bending exercise trainer 100 comfortably.

회전부(110)는 환우 및 노약자가 파지하는 손잡이(111)를 포함한다. 회전부(110)는 자기유체제어식 클런치(130)와 체결되는 회전프레임(112)을 포함한다. 회전프레임(112)은 굴곡을 포함하도록 형성된다. Rotating portion 110 includes a handle 111 that the patient and the elderly gripping. The rotating unit 110 includes a rotating frame 112 that is fastened to the magnetic fluid controlled clincher 130. The rotating frame 112 is formed to include a bend.

환우 및 노약자의 사용방법을 살펴보면, 환우 및 노약자는 입력부(미도시)를 통하여 입력신호를 입력한다. 상기 입력신호는 자기유체제어식 클런치(130)를 제어한다. 상기 입력신호는 환우 및 노약자가 원하는 구속력 및 회전반경 등의 입력신호를 포함한다. Looking at the use of the patient and the elderly, the patient and the elderly input the input signal through the input unit (not shown). The input signal controls the magnetic fluid controlled clincher 130. The input signal includes an input signal such as a binding force and a radius of rotation desired by the patient and the elderly.

환우 및 노약자는 상기 입력신호를 입력한 후 손잡이(111)를 파지하여 손잡이(111)에 힘을 가한다. 상기 힘에 의하여 회전프레임(112)이 회전한다. 이 때, 자기유체제어식 클런치(130)는 회전프레임(112)의 회전을 제어한다. 자기유체제어식 클런치(130)는 회전프레임(112)의 회전을 구속한다. The patient and the elderly apply the force to the handle 111 by holding the handle 111 after inputting the input signal. The rotating frame 112 is rotated by the force. At this time, the magnetic fluid controlled clincher 130 controls the rotation of the rotating frame (112). The magnetic fluid controlled cinch 130 restrains the rotation of the rotating frame 112.

따라서 환우 및 노약자는 자신이 원하는 환경에서 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기(100)를 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 자기유체제어식 클런치(130)를 사용함으로써 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기(100)를 간소화 할 수 있다.Therefore, the patient and the elderly can easily use the magnetic fluid controlled spinal bending exercise machine 100 in their desired environment. In addition, by using the magnetic fluid controlled clincher 130, it is possible to simplify the magnetic fluid controlled spinal bending exercise trainer (100).

이하에서는 자기유체 클런치(130)의 작동방법에 대해서 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter will be described in detail with respect to the operation method of the magnetic fluid cinch (130).

도 2는 도 1에 도시된 자기유체제어식 클런치(130)의 일 실시예를 보여주는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of the magnetic fluid controlled crunch 130 shown in FIG. 1.

도 2를 참고하면, 자기유체제어식 클런치(130)는 회전부(110)와 체결되는 적어도 하나의 자기유체 실린더(139)를 포함한다. 적어도 하나의 자기유체 실린더(139)는 복수개로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the magnetic fluid controlled crunch 130 includes at least one magnetic fluid cylinder 139 fastened to the rotating unit 110. At least one magnetic fluid cylinder 139 may be formed in plural.

복수개의 자기유체 실린더들(139)은 제 1 자기유체 실린더(131)를 포함한다. 복수개의 자기유체 실린더들(139)은 제 1 자기유체 실린더(131)와 대응되도록 배치되는 제 2 자기유체 실린더(133)를 포함한다. The plurality of magnetic fluid cylinders 139 include a first magnetic fluid cylinder 131. The plurality of magnetic fluid cylinders 139 may include a second magnetic fluid cylinder 133 disposed to correspond to the first magnetic fluid cylinder 131.

자기유체제어식 클런치(130)는 회전부(110)의 부하를 측정하는 로드셀(132)을 포함한다. 자기유체제어식 클런치(130)는 적어도 하나의 자기유체 실린더(139)에 전압을 형성시키는 전압형성부(136)를 포함한다.The magnetic fluid controlled clincher 130 includes a load cell 132 for measuring the load of the rotating unit 110. The magnetic fluid controlled clincher 130 includes a voltage forming unit 136 for forming a voltage in at least one magnetic fluid cylinder 139.

환우 및 노약자가 상기 입력신호를 입력하면, 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기(100)가 작동한다. 이 때, 상기 입력신호에는 환우 및 노약자가 원하는 부하를 포함한다. When the patient and the elderly input the input signal, the magnetic fluid controlled spinal bending exercise machine 100 is operated. At this time, the input signal includes a load desired by the patient and the elderly.

환우 및 노약자는 상기 입력신호를 입력한 후 손잡이(111)를 통하여 힘을 가한다. 상기 힘에 의하여 회전프레임(112)이 회전한다. The patient and the elderly apply the force through the handle 111 after inputting the input signal. The rotating frame 112 is rotated by the force.

이 때, 회전프레임(112)이 회전할 때 발생하는 부하는 로드셀(132)에서 측정된다. 로드셀(132)은 회전프레임(112)이 회전할 때, 가해지는 힘을 근거로 상기 부하를 측정한다. At this time, the load generated when the rotating frame 112 rotates is measured in the load cell 132. The load cell 132 measures the load based on the force applied when the rotating frame 112 rotates.

상기 측정된 부하는 제어부(135)로 전송된다. 제어부(135)는 상기 전송된 부하를 근거로 환우 및 노약자가 회전부(110)에 가하는 힘을 측정한다.The measured load is transmitted to the controller 135. The controller 135 measures the force applied to the rotating unit 110 by the patient and the elderly based on the transmitted load.

한편, 회전부(110)가 회전하면, 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)의 길이가 가변한다. 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)는 환우 및 노약자가 회전부(110)를 왕복회전할 때, 회전부(110)에 부하를 가한다. On the other hand, when the rotating unit 110 rotates, the length of the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 is variable. The first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 apply a load to the rotating part 110 when the patient and the elderly reciprocate the rotating part 110.

이 때, 제어부(135)는 상기 입력신호에 근거하여 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)에 전압을 가한다. 상기 전압에 근거하여 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(132)는 구속받게 된다. At this time, the controller 135 applies a voltage to the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 based on the input signal. The first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 132 are constrained based on the voltage.

즉, 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)에 상기 전압이 가해지면, 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)의 내측에 배치되는 자기물질이 일방향으로 정렬한다. 이 때, 상기 자기물질에 의하여 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133) 내부에 유체가 유동할 때, 저항이 발생한다. 상기 저항에 의하여 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)의 작동이 구속된다. 따라서 환우 및 노약자가 입력한 상기 입력신호에 근거하여 제 1 자기유체 실린더(131) 및 제 2 자기유체 실린더(133)의 작동을 정밀하게 제어할 수 있다. That is, when the voltage is applied to the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133, the magnetic material disposed inside the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133. This aligns in one direction. At this time, resistance occurs when fluid flows inside the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 by the magnetic material. Operation of the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 is constrained by the resistance. Therefore, it is possible to precisely control the operation of the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 based on the input signal input by the patient and the elderly.

한편, 제 1 자기유체 실린더(131)와 제 2 자기유체 실린더(133)의 사이에는 길이측정부(134)가 형성된다. 길이측정부(134)는 제 1 자기유체 실린더(131)와 제 2 자기유체 실린더(133)의 길이변화를 측정한다. Meanwhile, the length measuring unit 134 is formed between the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133. The length measuring unit 134 measures the change in length of the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133.

길이측정부(134)는 제 1 자기유체 실린더(131)와 제 2 자기유체 실린더(133)의 길이가 가변할 때, 전압차를 측정한다. 상기 전압차를 근거로 길이측정부(134)는 제 1 자기유체 실린더(131)와 제 2 자기유체 실린더(133)의 길이를 측정한다.The length measuring unit 134 measures the voltage difference when the lengths of the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 vary. The length measuring unit 134 measures the length of the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 based on the voltage difference.

상기 측정된 길이는 제어부(135)로 전송된다. 제어부(135)는 상기 전송된 길이를 근거로 제 1 자기유체 실린더(131)와 제 2 자기유체 실린더(133)에 형성되는 전압을 제어한다. The measured length is transmitted to the controller 135. The controller 135 controls the voltages formed on the first magnetic fluid cylinder 131 and the second magnetic fluid cylinder 133 based on the transmitted length.

따라서 환우 및 노약자는 상기 전압차 및 상기 부하를 근거로 환우 및 노약자가 설정한 상기 입력신호에 적합한 운동환경을 제공한다. 또한, 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기(100)는 제어부(135)가 상기 전압차 및 상기 부하를 근거로 정밀하게 제어하므로 효과적으로 환우 및 노약자의 운동효과를 향상시킨다. Therefore, the patient and the elderly provide an exercise environment suitable for the input signal set by the patient and the elderly based on the voltage difference and the load. In addition, the self-fluid controlled spinal bending exercise machine 100 is precisely controlled by the control unit 135 based on the voltage difference and the load, effectively improving the exercise effect of the patient and the elderly.

도 1은 본 발명에 따른 자기유체식 척추굽힘운동 훈련기의 일 실시예를 보여주는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a magnetic fluid spine bending exercise trainer according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 자기유체제어식 클런치의 일 실시예를 보여주는 개념도이다. FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of the magnetic fluid controlled crunch shown in FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 자기유체식 척추굽힘운동 훈련기 130 : 자기유체제어식 클런치100: magnetic fluid spine bending exercise machine 130: magnetic fluid control

110 : 회전부 131 : 제 1 자기유체 실린더110: rotating part 131: first magnetic fluid cylinder

111 : 손잡이 132 : 길이측정부111: handle 132: length measuring unit

120 : 바디부 133 : 제 2 자기유체 실린더120: body portion 133: second magnetic fluid cylinder

121 : 제 1 지지프레임 135 : 제어부121: first support frame 135: control unit

122 : 제 2 지지프레임 136 : 전압형성부122: second support frame 136: voltage forming unit

126 : 고정프레임 126: fixed frame

Claims (4)

환우 및 노약자를 고정하는 바디부와,Body part for fixing the patient and the elderly, 상기 바디부 일측에 회전가능하도록 체결되는 회전부와,A rotating part which is rotatably fastened to one side of the body part; 상기 회전부와 상기 바디부에 체결되어 상기 회전부의 회전을 제어하는 자기유체제어식 클런치를 포함하는 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기.A magnetic fluid controlled spinal bending exercise machine which is fastened to the rotating part and the body part and includes a magnetic fluid controlled clincher for controlling the rotation of the rotating part. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 자기유체제어식 클런치는,The magnetic fluid controlled clincher, 상기 회전부의 부하를 측정하는 로드셀과,A load cell measuring the load of the rotating part; 상기 회전부의 일측에 체결되어 상기 회전부의 회전을 제어하는 적어도 하나의 자기유체 실린더와,At least one magnetic fluid cylinder fastened to one side of the rotating part to control rotation of the rotating part; 상기 적어도 하나의 자기유체 실린더에 전압을 형성시키는 전압형성부를 포함하는 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기.A magnetic fluid controlled spinal bending exercise machine comprising a voltage forming unit for forming a voltage in the at least one magnetic fluid cylinder. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 적어도 하나의 자기유체 실린더는 상기 전압형성부에서 형성되는 전압을 근거로 제어되는 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기.And the at least one magnetic fluid cylinder is controlled based on the voltage formed at the voltage generator. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 자기유체 실린더의 길이를 측정하는 길이측정센서를 더 포함하는 자기유체제어식 척추굽힘운동 훈련기. And a length measuring sensor for measuring the length of the magnetic fluid cylinder.
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