KR101975493B1 - 충격완화 보행 보조기 - Google Patents

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Abstract

게시된 내용은 보행과 관련된 관절 또는 근육이 약화된 환자들이 재활치료 목적으로 착용하여 정상적인 보행을 유도할 수 있도록 한, 충격완화 보행 보조기에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 의한 충격완화 보행 보조기는
착용자 신발이 안착되는 발판부;
상기 발판부 앞쪽에 하단이 회동가능하게 연결되고, 대향되는 한 쌍의 발목 관절링크;
상기 발목 관절링크 상단에 하단이 회동가능하게 연결되고, 착용자 다리를 지탱하기 위한 다리지지대;
상기 다리지지대 상단에 하단이 회동가능하게 연결되는 무릎 관절링크;
상기 다리지지대 하측에 장착되고 착용자 발목을 감싸 지탱하기 위한 발목 고정대;
상기 다리지지대 상측에 장착되고 착용자 장단지를 감싸 지탱하기 위한 장단지 고정대;
상기 무릎 관절링크에 장착되고 착용자 허벅지를 감싸 지탱하기 위한 허벅지 고정대;
상기 다리지지대에 상기 무릎 관절링크를 회동시켜 착용자가 무릎을 굽히거나 펼칠 경우 착용자의 신체 하중이 무릎관절에 전달되는 것을 줄이기 위한 무릎 관절 유도구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기를 제공한다.

Description

충격완화 보행 보조기{a walking buffer orthosis}
본 명세서는 보행 보조기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 보행과 관련된 관절 또는 근육이 약화한 환자들이 재활치료 목적으로 착용하여 정상적인 보행을 유도하기 위한 충격완화 보행 보조기에 관한 것이다.
일반적으로, 지적 장애나 또는 뇌병변으로 인한 신경계의 마비, 손상으로 발생되는 하지마비 환자는 주로 편마비(hemiplegia) 유형으로 나타나며, 발목 관절 주위의 근육 활동이 약화되어 발목을 들지 못하고, 발등을 몸 쪽으로 당기지 못하며, 발이 아래쪽으로 떨어지는 족하수(foot drop) 및 발끌림 증상이 나타난다.
따라서, 하지마비 환자의 족하수 및 발끌림 증상으로 인한 보행 장애를 호전시키기 위한 보조수단으로 발목 관절의 위치와 각도를 유지시켜 주는 단하지 보조기(ankle orthosis)를 사용하게 된다.
단하지 보조기는 발목 관절이나 발의 기형을 교정하거나 예방하고, 체중 부하를 감소시키며 발의 불수의 운동을 조절하기 위해 사용된다.
즉, 정형화(shoe)의 깔창(insole)과 본창(outsole)을 수정하여 환자의 발에 교정하고 보조기의 족관절(mechanical ankle joint) 형태를 이용하여 불수의 운동을 조절하며, 업라이트(upright)를 이루는 금속지지대에 밴드(band)와 커프(cuff)를 달아 체중을 지지하거나 스트랩(strap)을 달아 발목 관절을 교정하게 된다.
도면에는 미 도시되었으나, 종래 기술에 의한 단하지 보조기(공개실용신안공보 공개번호 제20-2009-0009850호)는
구두의 구두굽과 본창사이에 고정되는 U자 형태의 스티럽과, 스티럽 상단에 대향되게 연결되는 한 쌍의 지지대와, 지지대 상단에 형성되며 길이 조절이 가능한밴드를 구비하여 이루어진다.
종래 기술의 단하지 보조기는, 구두굽과 본창에 부하가 많이 발생되어 내구성이 떨어지므로 사용수명이 단축되고, 지지대 및 밴드가 금속재로 형성됨에 따라 중량체로 인해 보행이 불편한 환자들이 착용하기에는 어려움이 있다.
또한, 사용자 신체적인 체형에 따라 구두만을 교체할 수 없게 되며, 지지대가 박판으로 형성됨에 따라 쉽게 변형되거나 파손되어 새로운 보조기 구입에 따른 경제적인 부담을 감수해야 되는 문제점을 갖게 된다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1141905호(2012.04.24.등록.)에 무릎 환자용 보행 보조장치가 게시되어 있다.
따라서, 본 명세서의 실시예는, 보행 보조기를 착용하여 보행시 스프링을 통해 무릎에 발생되는 충격을 흡수하고 무릎 위로 전달함에 따라 다리와 무릎에 발생되는 충격을 완화시킬 수 있도록 한 충격완화 보행 보조기와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 보행 보조기를 착용하여 보행시 발의 뒤꿈치가 지면에 먼저 접촉되도록 유도하여 고정 발의 뒤틀림을 방지함에 따라 정상적인 보행을 유도할 수 있도록 한 충격완화 보행 보조기와 관련된다.
상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,
착용자 신발이 안착되는 발판부;
상기 발판부 앞쪽에 하단이 회동가능하게 연결되고, 대향되는 한 쌍의 발목 관절링크;
상기 발목 관절링크 상단에 하단이 회동가능하게 연결되며, 착용자 다리를 지탱하기 위한 다리지지대;
상기 다리지지대 상단에 하단이 회동가능하게 연결되는 무릎 관절링크;
상기 다리지지대 하측에 장착되고 착용자 발목을 감싸 지탱하기 위한 발목 고정대;
상기 다리지지대 상측에 장착되고 착용자 장단지를 감싸 지탱하기 위한 장단지 고정대;
상기 무릎 관절링크에 장착되고 착용자 허벅지를 감싸 지탱하기 위한 허벅지 고정대;
상기 다리지지대에 상기 무릎 관절링크를 회동시켜 착용자가 무릎을 굽히거나 펼칠 경우 착용자의 신체 하중이 무릎관절에 전달되는 것을 줄이기 위한 무릎 관절 유도구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기를 제공한다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 명세서는 아래와 같은 이점을 갖는다.
보행 보조기를 착용하여 보행시 스프링을 통해 무릎에 발생되는 충격을 흡수하고 무릎 위로 전달하여 다리와 무릎에 발생되는 충격을 완화시킴에 따라 재활치료 환자에게 매우 유익하게 활용될 수 있어 실용성 및 편의성을 갖게 된다.
또한, 보행 보조기를 착용하여 보행시 발 뒤꿈치가 지면에 먼저 접촉되도록 하여 바른걸음을 유도하여 고정 발의 뒤틀림을 방지함에 따라 정상적으로 보행할 수 있게 되므로 신뢰성 및 보조기의 동업종분야에서 경쟁력을 갖게 된다.
도 1은 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 충격완화 보행 보조기의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 보행 보조기의 측면도,
도 3은 도 1에 도시된 보행 보조기를 착용하여 보행시를 나타내는 제1사용상태도,
도 4는 도 1에 도시된 보행 보조기를 착용하여 보행시 무릎 굴절되는 것을 나타내는 제2사용상태도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 충격완화 보행 보조기를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 의한 충격완화 보행 보조기(A)는
착용자 신발(일 예로서, 구두를 말함)이 안착되도록 앞판(10)과 뒷판(11)을 구비하되, 앞판(10)과 뒷판(11)을 연결하도록 대향되게 형성되는 한 쌍의 측판(12)으로 이루어지는 발판부(13);
발판부(13)의 측판(12) 앞쪽에 하단이 고정핀(P1)에 의해 회동가능하게 연결되고, 대향되는 한 쌍의 발목 관절링크(14,15);
발목 관절링크(14,15) 상단에 하단이 고정핀(P2)에 의해 회동가능하게 연결되고, 착용자 다리를 지탱하기 위해 대향되게 형성되는 다리지지대(16,17)(내구성 및 내부식성을 갖도록 알루미늄(Al)재로 형성될 수 있다);
다리지지대(16,17) 상단에 하단이 고정핀(P3)에 의해 회동가능하게 연결되며, 대향되는 한 쌍의 무릎 관절링크(18,19)(내구성 및 내부식성을 갖도록 알루미늄(Al)재로 형성될 수 있다);
다리지지대(16,17) 하측에 장착되고, 착용자 발목을 감싸 지탱하기 위한 발목 고정대(20);
다리지지대(16,17) 상측에 장착되고, 착용자 장단지를 감싸 지탱하기 위한 장단지 고정대(21);
무릎 관절링크(18,19)에 장착되고, 착용자 허벅지를 감싸 지탱하기 위한 허벅지 고정대(22);
다리지지대(16,17)에 무릎 관절링크(18,19)를 회동시켜 착용자가 무릎을 굽히거나 펼칠 경우, 착용자의 신체 하중이 무릎관절에 전달되는 것을 줄이기 위한 무릎 관절 유도구(23);를 구비한다.
더욱 바람직하게는, 발판부(13)의 측판(12) 상단과 발목 관절링크(14,15) 하단 사이에 장착되고, 보행시 지면으로부터 발판부(13)를 통해 전달되는 충격을 다리지지대(16,17)에 전달하여 완충시키기 위한 완충스프링(24)(일 예로서, 압축코일스프링이 사용될 수 있음);을 더 구비할 수 있다.
무릎 관절 유도구(23)는
다리지지대(16,17) 상측에 장착되고, 착용자 장단지를 지탱하기 위한 U자 형태의 장단지 고정프레임(25)(내구성 및 내부식성을 갖도록 알루미늄(Al)재로 형성될 수 있다)에 상단이 고정되는 제1탄성부재(26)(일 예로서, 인장코일스프링이 사용될 수 있음);
무릎 관절링크(18,19)에 장착되고, 착용자 허벅지를 지탱하기 위한 U자 형태의 허벅지 고정프레임(27)(내구성 및 내부식성을 갖도록 알루미늄(Al)재로 형성될 수 있다)에 상단(헤드측을 말함)이 고정되는 가스스프링(28);
다리지지대(16,17) 중간측에 일측이 고정핀(P4)에 의해 회동가능하게 고정되고, 제1탄성부재(26) 및 가스스프링(28)의 하단(로드측을 말함)이 회동가능하게 동축상에 연결되는 연결브라킷(29);을 구비하되,
제1탄성부재(26)의 탄성력과 가스스프링(28)의 신축변형됨에 의해 착용자가 무릎을 굽히거나 펼칠 경우 착용자의 신체 하중이 무릎관절에 전달되는 것을 줄일 수 있다.
장단지 고정프레임(25)에 상단이 고정되고 연결브라킷(29)에 하단이 고정되며, 무릎을 굽힐 경우 가스스프링(28)의 수축변형을 임의스트로크 범위내로 제한하기 위한 신축성을 갖는 제2탄성부재(30);를 더 구비할 수 있다.
발판부(13)의 일측에 장착되고, 착용자 신발이 이탈되지 않도록 고정하기 위한 신발 고정밴드(31);를 더 구비할 수 있다.
발목 관절링크(14,15)에 고정되고, 보행시 착용자 앞발을 들어 발 처짐을 방지하며, 또한 발 뒷꿈치가 지면에 먼저 접촉되도록 유도하는 U자 형태의 발 처짐방지구(32);를 더 구비할 수 있다.
발목 관절링크(14,15) 중 일측 발목 관절링크(14)에 일단이 리벳팅 고정되고 타측 발목 관절링크(15)에 타단이 착탈가능하게 고정되며, 허벅지 고정프레임(27)으로부터 허벅지 이탈되는 것을 방지하기 위한 허벅지 고정밴드(33)와,
다리지지대(16,17) 중 일측 다리지지대(16) 상측에 일단이 리벳팅 고정되고 타측 다리지지대(17) 상측에 타단이 착탈가능하게 고정되며, 장단지 고정프레임(25)으로부터 장단지 이탈되는 것을 방지하기 위한 장단지 고정밴드(34)와,
다리지지대(16,17) 중 일측 다리지지대(16) 하측에 일단이 리벳팅 고정되고 타측 다리지지대(17) 하측에 타단이 착탈가능하게 고정되며, 발목 고정프레임(36)(내구성 및 내부식성을 갖도록 알루미늄(Al)재로 형성될 수 있다)으로부터 발목 이탈되는 것을 방지하기 위한 발목 고정밴드(35)와,
신발 고정밴드(31)는 착용자의 신체적인 체형에 따라 길이 조절 및 착탈이 가능하게 암수형태의 화스너(일명, 찍찍이 라고 칭함)로 형성될 수 있다.
발목 고정프레임(36)과 발목 고정밴드(35)와, 장단지 고정프레임(25)과 장단지 고정밴드(34)와, 허벅지 고정프레임(27)과 허벅지 고정밴드(33)와, 다리지지대(16,17)의 내측면에 장착되고, 보행 보조기를 착용시 보행 보조기와 밀착되는 피부를 보호하기 위한 쿠션부재(도면부호 미 표기됨)를 구비할 수 있다.
이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 의한 충격완화 보행 보조기의 사용예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 4에서와 같이, 전술한 발판부(13)에 장착된 신발 고정밴드(31)와, 발목 고정밴드(35)와, 장단지 고정밴드(34) 및 허벅지 고정밴드(33)에 형성된 일측 화스너(일 예로서, 凹형 화스너를 말함)를 이와 대응되게 발목 관절링크(14 또는 15), 다리지지대(16 또는 17) 및 무릎 관절링크(18 또는 19)에 형성된 타측 화스너(일 예로서, 凸형 화스너를 말함)로부터 분리시킨다.
따라서, 착용자의 신발, 발목, 장단지 및 허벅지를 발판부(13), 발목 고정프레임(36), 장단지 고정프레임(25) 및 허벅지 고정프레임(27)에 수용한다.
전술한 바와 같이, 신발 고정밴드(31), 발목 고정밴드(35)와, 장단지 고정밴드(34) 및 허벅지 고정밴드(33)의 서로 대응되는 암수형태의 화스너를 각각 고정시킴에 따라 발판부(13), 다리지지대(16,17) 및 무릎 관절링크(18,19)에 의해 착용자의 신발, 다리 및 무릎 부위를 고정할 수 있게 된다.
도 3에서와 같이, 무릎 부위의 부상 등으로 인해 무릎 관절기능이나 근력이 약한 환자들이 재활치료 또는 훈련 목적으로 보행 보조기(A)를 착용한 후 보행할 경우, 발목 관절링크(14,15)의 임의위치에 고정된 U자 형태의 발 처짐방지구(32)에 의해 발 처짐(foot drop)을 방지하게 되며, 착용자 앞발을 들게 되므로 발 뒷꿈치가 지면에 먼저 접촉되도록 유도하게 된다.
따라서, 보행시 재활치료하고자 하는 고정 발의 뒤틀림을 방지할 수 있어 장시간동안 보행 보조기의 사용에 따른 피로감을 줄일 수 있고, 뒷꿈치가 먼저 지면에 닿게 되므로 바른 걸음을 유지하여 정상 보행할 수 있도록 도움을 주게 된다.
또한, 보행시 발판부(13)의 측판(12) 상단과 발목 관절링크(14,15) 하단 사이에 장착된 완충스프링(24)(압축코일스프링이 사용되어 댐핑역할을 하게 된다)의 탄성력에 의해 지면으로부터 발판부(13)를 통해 전달되는 충격을 다리지지대(16,17)에 전달시켜 완화시킴에 따라 착용자 다리 또는 무릎관절에 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
도 4에서와 같이, 보행 보조기(A)를 착용한 환자가 계단을 오르거나 내려오는 경우, 또는 의자 등에 앉기 위해 무릎을 굽힐 경우 무릎 관절 유도구(23)에 의해 무릎의 굽힘과 펼침 역할을 보조할 수 있게 된다.
즉, 다리지지대(16,17)에 고정된 발목 고정대(20) 및 장단지 고정대(21)에 의해 발목 및 장단지를 감싸 고정하고, 무릎 관절링크(18,19)에 고정된 허벅지 고정대(22)에 의해 허벅지를 감싸 고정시킨 상태에서, 무릎을 굽힘에 따라 허벅지 고정프레임(27)에 헤드측이 고정되고 다리지지대(16,17)의 연결브라킷(29)에 로드측이 고정된 가스스프링(28)이 수축변형된다.
즉, 착용자의 신체 하중이 수축변형되는 가스프링(28)에 전달되므로 착용자는 서서히 무릎을 굽힐 수 있게 된다.
이와 동시에, 장단지 고정프레임(27)에 상단이 고정되고 연결브라킷(29)에 하단이 고정된 제1탄성부재(26)(일 예로서, 인장코일스프링이 사용됨)과, 장단지 고정프레임(25)에 상단이 고정되고 연결브라킷(29)에 하단이 고정된 제2탄성부재(30)(일 예로서, 신축성을 갖는 끈이 사용됨)는 인장력을 받게 된다.
이때, 다리지지대(16,17)에 고정핀(P4)에 의해 회동가능하게 고정된 연결브라킷(29)이 고정핀(P4)을 중심축으로 하여 도면상, 반시계 방향으로 회전하게 된다.
착용자가 조금 더 무릎을 굽힐 경우 가스스프링(28)은 임의스트로크 범위내에서 수축변형된다. 즉 제2탄성부재(30)의 인장력 내에서 가스스프링(28)의 수축변형이 제한된다.
전술한 바와 같이 무릎이 불편한 환자가 보행 보조기(A)를 착용한 상태에서 무릎을 굽힐 경우 무릎 관절 유도구(23)에 의해 다리 지지대(16,17) 상단에 회동가능하게 연결된 무릎 관절링크(18,19)가 고정핀(P3)을 중심축으로 하여 도면상, 반시계 방향으로 회동되므로 다리에 대해 허벅지를 꺽어 무릎관절을 굽힐 수 있게 된다.
이때, 착용자의 허벅지를 통해 전달되는 신체 하중이 가스스프링(28)에 의해 흡수되고 다리지지대(16,17)에 전달되므로 무릎관절을 안정된 상태에서 굽힐 수 있다.
한편, 착용자가 굽힌 무릎을 펼치기 위해 허벅지를 세워 일어날 경우 제1탄성부재(26)(인장코일스프링)의 탄성복원력에 의해 가스스프링(28)을 신장변형시킨다. 즉 가스스프링(28)의 신장변형됨에 의해 무릎 관절링크(18,19)가 다리지지대(16,17)에 대해 도면상, 시계 방향으로 회동되므로 무릎 관절을 펼칠 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 가스스프링(28)의 반복적인 신축변형됨에 의해 다리지지대(16,17)에 대해 무릎 관절링크(18,19)를 반복적으로 회동시킴에 따라 착용자 혼자서 무릎 관절을 굽히거나, 펼치는 동작을 반복할 수 있게 된다.
따라서, 무릎 관절 또는 근육이 약화된 환자들이 정상적으로 보행할 수 있도록 보행 보조기를 재활치료 목적으로 유용하게 사용할 수 있다.
여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서를 다양하게 수정 및 변경할 수있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 앞판
12; 측판
14; 발목 관절링크
16; 다리지지대
18; 무릎 관절링크
20; 발목 고정부재
22; 허벅지 고정대
24; 완충스프링
26; 제1탄성부재
28; 가스스프링
30; 제2탄성부재
32; 발 처짐방지구
34; 장단지 고정밴드
36; 발목 고정프레임

Claims (7)

  1. 착용자 신발이 안착되는 발판부; 상기 발판부 앞쪽에 하단이 회동가능하게 연결되고, 대향되는 한 쌍의 발목 관절링크; 상기 발목 관절링크 상단에 하단이 회동가능하게 연결되며, 착용자 다리를 지탱하기 위한 다리지지대; 상기 다리지지대 상단에 하단이 회동가능하게 연결되는 무릎 관절링크; 상기 다리지지대 하측에 장착되고 착용자 발목을 감싸 지탱하기 위한 발목 고정대; 상기 다리지지대 상측에 장착되고 착용자 장단지를 감싸 지탱하기 위한 장단지 고정대; 상기 무릎 관절링크에 장착되고 착용자 허벅지를 감싸 지탱하기 위한 허벅지 고정대; 상기 다리지지대에 상기 무릎 관절링크를 회동시켜 착용자가 무릎을 굽히거나 펼칠 경우 착용자의 신체 하중이 무릎관절에 전달되는 것을 줄이기 위한 무릎 관절 유도구;를 구비하는 충격완화 보행 보조기에 있어서:
    상기 무릎 관절 유도구는
    상기 다리지지대 상측에 장착되고 착용자 장단지를 지탱하는 장단지 고정프레임에 상단이 고정되는 제1탄성부재; 상기 무릎 관절링크에 장착되고 착용자 허벅지를 지탱하는 허벅지 고정프레임에 상단이 고정되는 가스스프링; 상기 다리지지대 중간측에 일측이 회동가능하게 고정되고, 상기 제1탄성부재 및 가스스프링의 하단이 회동가능하게 동축상에 연결되는 연결브라킷;을 구비하고,
    상기 장단지 고정프레임에 상단이 고정되고 상기 연결브라킷에 하단이 고정되며, 무릎을 굽힐 경우 상기 가스스프링의 수축변형을 임의스트로크 범위내로 제한하기 위한 제2탄성부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발판부 상단과 상기 발목 관절링크 하단사이에 장착되고, 보행시 지면으로부터 상기 발판부를 통해 전달되는 충격을 상기 다리지지대에 전달하여 완충시키기 위한 완충스프링;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발판부의 일측에 장착되고, 착용자 신발이 이탈되지않도록 고정하기 위한 신발 고정밴드;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발목 관절링크의 임의위치에 고정되고, 보행시 착용자 앞발을 들어 발 처짐을 방지하며 발 뒷꿈치가 지면에 먼저 접촉되도록 유도하는 U자 형태의 발 처짐방지구;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 무릎 관절링크 중 일측 무릎 관절링크에 일단이 리벳팅 고정되고 타측 무릎 관절링크에 타단이 착탈가능하게 고정되며, 상기 허벅지 고정프레임으로부터 허벅지 이탈되는 것을 방지하기 위한 허벅지 고정밴드와,
    상기 다리지지대 중 일측 다리지지대 상측에 일단이 리벳팅 고정되고 타측 다리지지대 상측에 타단이 착탈가능하게 고정되며, 상기 장단지 고정프레임으로부터 장단지 이탈되는 것을 방지하기 위한 장단지 고정밴드와,
    상기 다리지지대 중 일측 다리지지대 하측에 일단이 리벳팅 고정되고 타측 다리지지대 하측에 타단이 착탈가능하게 고정되며, 발목 고정프레임으로부터 발목 이탈되는 것을 방지하기 위한 발목 고정밴드와,
    상기 신발 고정밴드는 착용자의 신체적인 체형에 따라 길이 조절 및 착탈이 가능하게 암수형태의 화스너로 형성되는 것을 특징으로 하는 충격완화 보행 보조기.
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