KR101661465B1

KR101661465B1 - 상하지 보행운동기기

Info

Publication number: KR101661465B1
Application number: KR1020150067453A
Authority: KR
Inventors: 은선덕; 김성필; 송원경; 김형식; 구도훈
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2016-10-10

Abstract

본 발명에 따른 보행궤적을 구현한 상하지 보행운동 기기는, 지지판; 소정 간견만큼 이격되어 평행하고 대칭되게 상기 지지판에서 기립되어 구비된 좌·우측 프레임; 상지의 힘이 전달되는 손잡이; 일단이 손잡이 레버의 말단과 좌·우측 프레임에 고정 결합되는 제1 손잡이 링크; 제1 손잡이 링크의 타단과 결합되어 세로방향으로 전달된 상기 상지의 힘을 가로방향으로 방향전환하는 제2 손잡이 링크; 좌·우측 프레임의 좌·우 제2 세로바 내측 상단부와 중앙부에 연결되는 하중 링크; 하중 링크의 말단부에 결합되어, 보행궤적이 구현되도록 제1 궤적링크와 제2 궤적링크로 구성된 궤적링크; 제1 궤적링크와 연결되고, 발의 누름으로 하지의 힘이 전달되는 발 디딤부; 제2 손잡이 링크의 말단 및 제2 궤적링크 연결되어 회전함에 따라 상지운동과 하지운동이 계속적으로 반복수행될 수 있도록 하는 회전링크; 및 하중 링크의 중앙부가 고정된 좌·우측 제2 세로바 외측으로 회전가능하게 형성된 원형의 플라이휠;을 포함하여, 보행궤적을 구현하도록 함으로써 상체와 하체의 힘을 서로 보상하여 균형감 있는 보행훈련을 가능하게 하는 효과가 있고, 무엇보다 보행에 필요한 신체의 관절과 근육을 모두 활성화 할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

상하지 보행운동기기{APPARATUS OF UPPER AND LOWER FOR GAIT TRAINING}

본 발명은 상하지 보행운동기기에 관한 것으로, 독립 기립이 가능한 뇌졸중장애인 및 노약자의 상하지 보행운동기기로 4절 링크를 활용하여 인간의 평지 보행궤적을 구현하였고, 보행 시 생성되는 발목의 각도를 구현하기 위해 발 디딤부의 바퀴가 레일을 따라 회전하면서 보행 시에 생성되는 발목 각도의 변화를 구현하여, 다양한 신체 크기의 사용자가 사용하더라도 보행궤적을 유지하면서 보폭을 확대 또는 축소할 수 있는 구조를 가진 상하지 보행운동기기에 관한 것이다.

종래 보행 운동기기는 보행과는 상관없는 보행궤적을 형성하고 있어 신체에 미치는 운동효과에 대한 근거가 없고, 회전운동에 관련된 근육과 관절만을 활성화하여 보행에 필요한 감각을 유지하는데 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0921985호(2009.10.08)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 독립 기립이 가능한 뇌졸중장애인 및 노약자의 상하지 보행운동기기로 4절 링크를 활용하여 인간의 평지 보행궤적을 구현하고, 보행 시 생성되는 발목의 각도를 구현하기 위해 발 디딤부의 바퀴가 레일을 따라 회전하면서 보행 시에 생성되는 발목 각도의 변화를 구현하여, 다양한 신체 크기의 사용자가 사용하더라도 보행궤적을 유지하면서 보폭을 확대 또는 축소할 수 있는 구조를 가진 상하지 보행운동기기의 제공을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 보행궤적을 구현한 상하지 보행운동 기기는, 지지판; 소정 간견만큼 이격되어 평행하고 대칭되게 상기 지지판에서 기립되어 구비된 좌·우측 프레임; 상지의 힘이 전달되는 손잡이; 일단이 손잡이 레버의 말단과 좌·우측 프레임에 고정 결합되는 제1 손잡이 링크; 제1 손잡이 링크의 타단과 결합되어 세로방향으로 전달된 상기 상지의 힘을 가로방향으로 방향전환하는 제2 손잡이 링크; 좌·우측 프레임의 좌·우 제2 세로바 내측 상단부와 중앙부에 연결되는 하중 링크; 하중 링크의 말단부에 결합되어, 보행궤적이 구현되도록 제1 궤적링크와 제2 궤적링크로 구성된 궤적링크; 제1 궤적링크와 연결되고, 발의 누름으로 하지의 힘이 전달되는 발 디딤부; 제2 손잡이 링크의 말단 및 제2 궤적링크 연결되어 회전함에 따라 상지운동과 하지운동이 계속적으로 반복수행될 수 있도록 하는 회전링크; 및 하중 링크의 중앙부가 고정된 좌·우측 제2 세로바 외측으로 회전가능하게 형성된 원형의 플라이휠;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상하지 보행운동기기는 보행궤적을 구현하도록 함으로써 상체와 하체의 힘을 서로 보상하여 균형감 있는 보행훈련을 가능하게 하는 효과가 있고, 무엇보다 보행에 필요한 신체의 관절과 근육을 모두 활성화 할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 측사시도 이고,
도 3은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 외측 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 내측 단면도, 및
도 5는 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기는 운동강도를 조절을 설명하기 위한 도면,
도 6는 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 실제도면, 및
도 7은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 고정 고리의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하에서 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기는 좌측 프레임(10),우측 프레임(20), 지지판(30), 손잡이(100), 손잡이 레버(200), 제1 손잡이 링크(300), 제2 손잡이 링크(400), 하중 링크(500), 궤적 링크(600), 회전링크(700), 발 디딤부(800) 및 안전바(900)를 포함한다.

상기 좌측 프레임(10)와 우측 프레임(20)은 소정 간격만큼 이격되어 평행하고 대칭되게 상기 지지판(30)에서 기립되어 구비되는데, 상기 좌측 프레임(10)은 좌측 제1 세로바(11), 좌측 제2 세로바(12), 및 좌측 제3 세로바(13)를 포함하고, 상기 우측 프레임(20)은 상기 좌측 프레임(10)의 세로바들에 대응되게 형성된 우측 제1 세로바(21), 우측 제2 세로바(22), 및 우측 제3 세로바(23)를 포함한다.

상기 손잡이(100)는 상하지 보행운동기기에 기립하여 운동을 하는 사용자가 손으로 잡는 부분으로, 보행에 따른 상지의 힘을 최초 전달하는 하는 구성이다.

상기 손잡이 레버(200)는 다양한 팔 길이의 사용자 수용이 가능하도록 상기 손잡이(100) 하방으로 각도 조절가능하게 결합 형성되어 상기 손잡이를 통해 전달되는 상지의 힘을 전달받아 상기 제1 손잡이 링크(300)로 전달한다.

상기 제1 손잡이 링크(300)는 사용자에 따라 각도 조절된 상기 손잡이 레버(200)와 결합되어 상지의 힘을 전달받는다.

상기 제2 손잡이 링크(400)는 상기 제1 손잡이 링크(300)의 말단부와 결합되어 세로방향으로 전달된 상기 상지의 힘을 가로방향으로 방향전환하여 상기 회전링크(700)로 전달한다.

상기 하중 링크(500)는 상단부와 중앙부가 상기 좌측 제2 세로바(12) 내측에 고정되고, 말단부가 상기 궤적 링크(600)에 고정된다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기에 대해서 더욱 상세히 설명한다.

참고로, 도 2는 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 측사시도 이고, 도 3은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 외측 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 내측 단면도 이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 하중 링크(500)의 중앙부가 고정된 상기 좌측 제2 세로바(12) 외측으로 원형의 플라이휠(510)이 형성되어 있다.

상기 플라이휠(510)은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기에 탑승한 사용자외에, 물리치료사 등이 외부에서 조작하여, 상기 하중 링크(500)에 동력을 전달할수 있도록 함에 따라, 상기 상하지 보행운동기기가 구동될 수 있도록한다.

한편, 상기 플라이휠(510)의 조작이 용이하도록 플라이휠 손잡이(511)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 플라이휠(510)의 조작에 따른 상기 하중 링크(500)로의 동력전달에 보다 상세히 살펴보면, 상기 플라이휠(510) 내측면 중앙에 도르래 바퀴가 형성되고, 상기 발 디딤부(800) 외측면으로 도르래 바퀴가 형성되고, 상기 하중 링크(500)에 도르래 바퀴가 구비되어, 상기 플라이휠(510)의 도르래 바퀴, 상기 발 디딤부(800)의 도르래 바퀴, 및 상기 하중 링크(500)의 도르래 바퀴가 벨트로 연결되어, 상기 플라이휠 손잡이(511)를 잡고 상기 플라이휠(510)을 회전함에 따라 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기를 외부에서 구동시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기는 자기 회로안에서 자기력선속을 변화시키는 자기저항 장치가 구비되어 운동강도를 조절할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라이휠(510) 내측으로 비철금속(동, 알루미늄 등)으로 이루어진 원판(520)이 구비되고, 상기 알루미늄 원판(520)의 근거리에 자기저항 조절부(530)가 구비된다.

상기 자기 저항 조절부(530)는 레버(531), 영구자석(532), 및 회동축(533)을 포함한다.

상술한 구성을 갖는 상기 자기 저항 조절부(530)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 레버(531)를 좌우로 조작하면 상기 회동축(533)을 중심으로 소정각도만큼 회동한다.

이때, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 상기 자기 저항 조절부(530)의 말단에 형성된 영구자석(532)에 상기 알루미늄 원판(520)의 가장자리 부분이 삽입되는데, 이때 상기 영구자석(532)에 삽입되는 정도에 따라 상기 영구자석(532)에 의한 자기력선속이 변화되어 운동강도를 조절할 수 있다.

다시말해, 상기 레버(531)의 각도를 변화시켜, 장애인의 운동능력에 따라 운동강도를 복수의 단계로 조절할 수 있다.

상기 영구자석(532)은 한 쌍이 소정의 간격을 두고 이격되게 구성되고, 이격된 공간으로 상기 알루미늄 원판(520)의 가장자리 부분이 삽입되게된다.

한편, 이미 언급한 바와 같이, 일단이 상기 좌측 및 우측 프레임(10, 20)에 고정된 상기 하중 링크(500)의 하부 말단에 결합된 궤적링크(600)는 제1궤적링크(610)와 제2 궤적링크(620)로 구성되는데, 상기 제1궤적링크(610)는 상기 발 디딤부(800)에 연결되고, 상기 제2 궤적링크(620)는 상기 회전링크(700)에 연결되어, 상기 발 디딤부(800)로 전달되는 하지의 힘을 상기 회전링크(700)로 전달함으로써, 계속적으로 하지의 힘이 전달될 수 있도록 한다.

이때, 보행궤적이 구현될 수 있도록, 상기 하중 링크(500), 상기 제1 궤적링크(610) 및 상기 제2 궤적링크(620)의 길이 비는 1:0.31:0.62를 이루는 것이 바람직하고, 특히 상기 제1 궤적링크(610)와 상기 제2 궤적링크(620)는 140도의 각도를 이루는 것이 바람직하다.

상기 회전링크(700)는 상술한 바와 같이 상기 제2 궤적링크(620)와 연결되고, 또한 상기 제2 손잡이 링크(400)와 연결되어, 회전함에 따라 상지 운동과 하지운동이 계속적으로 무한반복될 수 있도록 한다.

이때, 상기 회전링크(700)는 회전 중심축 방향으로 길이 조절이 가능하여 다양한 보폭을 구현할 수 있으며, 사용자들이 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기를 사용할 수 있도록한다.

상기 발 디딤부(800)는 사용자가 발을 디디고 보행을 할 수 있도록 하는 구성으로써, 하지의 힘을 전달받아 상기 궤적링크(600)의 제2 궤적링크(600)에 전달한다.

특히, 상기 발 디딤부(800)에는 바퀴(810)가 형성되어 있고, 상기 바퀴(810)는 상기 지지판(300)에 형성된 레일(820)을 따라 회전하면서 보행시에 생성되는 발목 각도의 변화를 구현할 수 있도록 하였다.

상기 안전바(900)는 일단이 상기 좌측 프레임(10)의 좌측 제1 세로바(11)에 고정되고, 타단이 상기 우측 프레임(20)의 우측 제1 세로바(12)에 고정 설치되어 보행운동중이 사용자가 앞으로 넘어지는 것을 방지한다.

상기 안전바(900)에 추가되어, 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기는 도 6에 도시된 바와 같이 편마비 장애인의 낙상과 편측 쏠림을 방지하기위해 탄성 로프(910)와 높낮이 조절이 가능한 고정 고리(920)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 탄성 로프(910)가 체결될 수 있도록 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 양측면에 상기 탄성 로프 체결부(930)가 기립되게 형성되어, 복수의 상기 탄성 로프(910) 일단이 각각 상기 탄성 로프 체결부(930)에 체결되고, 타단이 상기 고정 고리(920)에 결합되어, 상기 고정 고리(920)가 구비되되, 상기 탄성 로프 체결부(930)에 체결된 상기 탄성 로프(910) 일단의 상하 위치 조절을 통해 상기 고정 고리(920)의 높낮이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 로프 체결부(930)가 높이 조절이 가능한 `ㄷ`자의 핸드레일 구조로, 상하지 보행운동기기의 양측면에 형성되어, 한쌍의 상기 탄성 로프(910) 일단이 각각 핸드레일 구조의 상기 탄성 로프 체결부(930)에 체결되고, 타단이 상하지 보행운동기기의 양측면에서 상기 고정 고리(920)에 결합되는 구조로 이루어져, 상기 탄성 로프(910)의 사용을 줄일 수 있다.

참고로, 도 7은 본 발명에 따른 상하지 보행운동기기의 고정 고리의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 좌측 프레임
20 : 우측 프레임
100 : 손잡이
200 : 손잡이 레버
300 : 제1 손잡이 링크
400 : 제2 손잡이 링크
500 : 하중 링크
600 : 궤적 링크
700 : 회전링크
800 : 발 디딤부
900 : 안전바
910 : 탄성 로프
920 : 고정 고리
930 : 탄성 로프 체결부

Claims

지지판(30);
소정 간견만큼 이격되어 평행하고 대칭되게 상기 지지판(30)에서 기립되어 구비된 좌·우측 프레임(10, 20);
상지의 힘이 전달되는 손잡이(100);
상기 손잡이(100) 하부에 결합된 손잡이 레버(200)의 말단과 상기 좌·우측 프레임(10, 20)에 일단이 고정 결합되는 제1 손잡이 링크(300);
상기 제1 손잡이 링크(300)의 타단과 결합되어 상기 상지의 힘을 전후방향으로 전달하는 제2 손잡이 링크(400);
상기 좌·우측 프레임(10, 20)의 좌·우 제2 세로바(12, 22)에 연결되는 하중 링크(500);
상기 하중 링크(500)의 말단부에 결합되어, 보행궤적이 구현되도록 제1 궤적링크(610)와 제2 궤적링크(620)로 구성된 궤적링크(600);
상기 제1 궤적링크(610)와 연결되고, 발의 누름으로 하지의 힘이 전달되는 발 디딤부(800); 및
상기 제2 손잡이 링크(400)의 말단 및 상기 제2 궤적링크(620) 연결되어 회전함에 따라 상지운동과 하지운동이 계속적으로 반복수행될 수 있도록 하는 회전링크(700); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항에 있어서,
상기 하중 링크(500)의 중앙부가 고정된 상기 좌·우측 제2 세로바(12, 22) 외측으로 회전가능하게 형성된 원형의 플라이휠(510);을 포함하는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 2항에 있어서,
상기 플라이휠(510) 외측으로 플라이휠 손잡이(511)가 형성된 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항에 있어서,
상기 발 디딤부(800)에 바퀴(810)가 형성되고, 상기 바퀴(810)가 상기 지지판(30)에 형성된 레일(820)을 따라 회전하면서 보행시에 생성되는 발목 각도의 변화를 구현하는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 2항에 있어서,
상기 플라이휠(510) 내측으로 원형 구조의 원판(520)이 구비되고, 상기 원판(520)의 근거리에 자기 저항 조절부(530)가 구비된 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 5항에 있어서,
상기 자기 저항 조절부(530)는
레버(531), 영구자석(532), 및 회동축(533)을 포함하여, 일단의 상기 레버(531)가 조작되면, 상기 회동축(533)을 중심으로 소정각도만큼 회동하여, 타단의 영구자석(532)과 상기 원판(520)간의 거리의 변화로 운동능력에 맞는 저항 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항 내지 제 6항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 하중링크(500), 상기 제1 궤적링크(610) 및 상기 제2 궤적링크(620)의 길이의 비가 1:0.31:0.62인 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 7항에 있어서,
상기 제1 궤적링크(610)와 상기 제2 궤적링크(620)는 140도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항 내지 제 5항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 회전링크(700)는 회전 중심축 방향으로 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항 내지 제 6항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 손잡이 레버(200)와 상기 제1 손잡이 링크(300)는 각도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항 내지 제 6항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 좌측 프레임(10)와 상기 우측 프레임(20)을 잇는 안전바(900)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.
제 1항 내지 제 6항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 보행운동기기는
편마비 장애인의 낙상과 편측 쏠림을 방지하기위해 탄성 로프(910)와 높낮이 조절이 가능한 고정 고리(920)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 상하지 보행운동기기.