WO2020230974A1 - 착용식 다리 지지장치 - Google Patents

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WO2020230974A1
WO2020230974A1 PCT/KR2019/017422 KR2019017422W WO2020230974A1 WO 2020230974 A1 WO2020230974 A1 WO 2020230974A1 KR 2019017422 W KR2019017422 W KR 2019017422W WO 2020230974 A1 WO2020230974 A1 WO 2020230974A1
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tibia
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송오식
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    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1676—Pivoting

Definitions

  • the present invention relates to a wearable leg support device capable of bending the knee, and more particularly, a knee bend that enables natural walking while protecting the affected area when a patient suffering from a fracture, such as a fracture to the knee, particularly an ankle, is walking. It relates to a leg support device.
  • Patent Document 1 As a wearable leg support device capable of bending the knee, techniques such as Patent Document 1 are known.
  • the upper arm attachment part formed to be fixed to the thigh and upper arm It includes an upper link extending from the attachment portion to be adjacent to the knee, a lower link extending from the upper link to the sole of the foot, and a lower arm attachment portion formed on the lower link to be fixed to the calf, and the joint portion between the upper link and the lower link It provides a wearable leg support device capable of bending the knee during walking by interpolating the load support part to form a coaxial inside the lower link.
  • the joint is fixed. If the joint is fixed in an extended state, it causes several problems.
  • the present invention is to provide a wearable leg support device capable of greatly alleviating slipping in a strapped portion.
  • the present invention is to provide a wearable leg support device capable of greatly alleviating the landing shock transmitted to the knee joint.
  • a wearable leg support device includes: a femur frame 110 having a first disk part 111 formed around an arc-shaped guide groove 111a and formed around a joint rotation axis; A tibia frame 160 having a second disc part 161 capable of being rotated with respect to the first disc part 111 while being superimposed on the first disc part 111 about the joint rotation axis; A support rod 150 that is elevated in the tibia frame 160 and is in contact with the ground; Consists of including; an operation link 130 that is elevated in the tibia frame 160 and has a guide groove pin 131 seated in the guide groove 111a on one side thereof,
  • the guide groove pin 131 of the operating link 130 is raised by the rise of the support rod 150, and the guide groove pin 131 is moved to the guide groove 111a by the rise of the guide groove pin 131. It is characterized in that the acute angle of the posterior joint between the femur frame 110 and the tibia frame 160 is secured by pushing the side wall.
  • the first disc part 111 further includes a step part 111b outside the guide groove 111a, and the operation link 130 includes the guide groove pin 131 ) May be further provided with a stop protrusion 132 on the lower side.
  • the stop protrusion 132 is positioned on the side wall of the step portion 111b by the rise of the guide groove pin 131, so that the joint rear side is more than the set acute angle A It can support the knee joint by preventing it from getting smaller anymore.
  • the guide groove pin 131 of the operating link 130 is lowered by the lowering of the support rod 150, and the stepped portion ( As the stop protrusion 132 is separated from 111b), the guide groove pin 131 is freely movable within the guide groove 111a, but the femur frame 110 and the tibia frame 160 are provided with the guide groove Relative rotation may be possible freely within the angle determined by (111a).
  • the operation link 130 further includes a connection pin 133 on the opposite side of the guide groove pin 131, and can be lifted and lowered within the tibia frame 160, but at one end
  • the connection pin 133 is inserted into the provided hole and the other end is an extension rod 140 coupled to the support rod 150;
  • the support rod 150 when the support rod 150 does not land on the ground, the support rod 150, the extension rod 140, and the operation are pressed by downward pressure of the compression spring 180 As the link 130 is lowered, the femur frame 110 and the tibia frame 160 may be freely rotated within a predetermined angle.
  • an extension frame 120 coupled to the femur frame 110 in a length adjustable manner may be further provided.
  • a wearable leg support device includes a first disk portion 211 formed around a joint rotation axis, and a first stop surface 211a on the outside of the first disk portion 211 Forming the femur frame 210;
  • a tibia frame 260 having a second disc part 261 which can be rotated with respect to the first disc part 211 while being superimposed on the first disc part 211 about the joint rotation axis;
  • a support rod 250 raised and lowered within the tibia frame 260 and landed on the ground; Consists of including; one end of the tibia frame 260 is rotatably coupled at one point and a second stop surface (233a) is formed operation link 230;
  • the second stop surface 233a becomes the first stop surface ( It is characterized in that it is inserted into the movement path of 211a).
  • the second stop surface 233a restricts the behavior of the first stop surface 211a due to the rise of the support rod 250, so that the femur frame 220 and the The tibia frame 260 may support the knee joint by preventing the joint posterior side from becoming smaller than the set acute angle D.
  • the second stop surface 233a when the operation link 230 is rotated in a second direction opposite to the first direction by the lowering of the support rod 250, the second stop surface 233a is The second stop surface 233a may not limit the rotation of the first stop surface 211a by deviating from the movement path of the first stop surface 211a.
  • the operation link 230 may include a rotation shaft pin 231 inserted into a hole 261 formed at one point of the tibia frame 260; With the hole 261 as the center, one end is seated in an arc-shaped guide groove 233 formed in the tibia frame 260, and the other end is in the hole 251 formed at the upper end of the support rod 250.
  • Guide groove pin 232 to be seated;
  • a body 233 through which the pivoting shaft pin 231 and the guide groove pin 232 are coupled to each other, and the second stop surface 233a may be formed on a side surface of the body 233.
  • the wearable leg support device In the wearable leg support device described above, it is interposed between the stepped portion 252 of the support rod 250 and the stepped portion 263 of the tibia frame 260 to press the support rod 250 downward. It may further include a; compression spring 280.
  • the support rod 250 when the support rod 250 does not land on the ground, the support rod 250 descends by downward pressure of the compression spring 280 and the support rod 250
  • the operation link 230 may rotate in a second direction opposite to the first direction by the lowering of.
  • the extension frame 220 is coupled to the femur frame 210 to be adjustable in length; And a frame cover 270 that covers the tibia frame 260, wherein the extension frame 220 includes a first belt hook 221 for fastening a belt for coupling with the user's thigh, and the The frame cover 270 may further include a second belt hanger 271 for fastening a belt for coupling with the lower leg of the user.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a wearable leg support device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the main parts of the wearable leg support device separated.
  • FIG 3 is a perspective view showing some parts such as the femur frame 110, the operating link 130, the extension rod 140 and the support rod 150 in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention. .
  • FIG. 4 is a perspective view showing the operating link 130.
  • FIG. 5 is a first disc part 111 and an operation link of the femur frame 110 to explain the motion of the joint when the support rod 150 is lowered in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention.
  • (130) is a perspective view showing an enlarged view.
  • FIG. 6 is a first disk portion 111 and an operation link of the femur frame 110 in order to explain the motion of the joint when the support rod 150 is raised in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention.
  • 130 is an enlarged perspective view.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of a wearable leg support device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the main parts of the wearable leg support device separated.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an operation link 230 in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a first disk portion 211 and operation link of the femur frame 210 to explain the motion of the joint when the support rod 250 is lowered in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention. It is a perspective view showing an enlarged view of 230 and the like.
  • FIG. 11 is a first disk portion 211 and operation link of the femur frame 210 in order to explain the motion of the joint when the support rod 250 is raised in the wearable leg support device according to the second embodiment of the present invention.
  • 230) is an enlarged perspective view.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a wearable leg support device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing the main parts of the wearable leg support device separated from each other.
  • FIG 3 is a perspective view showing some parts such as the femur frame 110, the operating link 130, the extension rod 140 and the support rod 150 in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view showing the operating link (130).
  • the wearable leg support device includes a femur frame 110, an extension frame 120, an operation link 130, an extension rod 140, a support rod 150, and a tibia frame 160. , And a frame cover 170, a compression spring 180 and a belt 190.
  • the extension frame 120 is coupled to the femur frame 110 so as to be length-adjustable, and with respect to the plurality of through holes formed on the side of the extension frame 120 and the female holes formed on the side of the femur frame 110, the length After adjustment, both can be fixedly coupled using male screws.
  • the extension frame 120 is provided with a first belt hanger 121 for hanging a belt 190 for engaging the user's thigh on one side of both surfaces.
  • the support rod 150 is raised and lowered while being guided by the internal structure of the tibia frame 160 in a state in which a part or most of the support rod 150 is accommodated in the tibia frame 160, and the exposed lower end comes into contact with the ground.
  • a wearable leg support device and a patient's load are supported by the lower end of the support rod 150 in a state that is landed on the ground.
  • the support rod 150 is integrally fixed by being coupled to the lower end of the extension rod 140 using bolts, etc., and has a substantially rectangular column shape, but the stepped portion 151 protrudes to the side thereof, and the support rod 150 ) Of the stepped portion 151 is for receiving the downward pressure of the compression spring 180 interposed between the stepped portion 161 of the tibia frame 160.
  • the extension rod 160 is fixedly coupled to the support rod 150 at the top of the support rod 150, and both may be formed as a single component.
  • the extension rod 160 is elevating within the tibia frame 160, but the connection pin 133 of the operating link 130 is inserted into the hole provided at the upper end, and the lower end is coupled to the support rod 150.
  • the stepped portion 141 of the extension rod 140 is seated in the concave portion 163 of the tibia frame 160 and restricts the vertical flow of the extension rod 140 to a certain range.
  • the concave portion 163 of the tibia frame 160 is formed between the first stepped portion 161 and the second stepped portion 162 of the tibia frame 160.
  • the femur frame 110 includes a first disk part 111 formed around a joint rotation axis and a first extension part 112 extending from the first disk part 111 to be integrally formed.
  • the first extension part 112 has a rectangular pillar shape, and the thickness of the first extension part 112 is similar to the combined thickness of the first and second disk parts 111 and 161.
  • the tibia frame 160 includes an operation link 130 and an extension rod 140, and an inner space for accommodating and guiding a portion of the support rod 150, and the first of the femur frame 110 around the joint rotation axis.
  • a second disk portion 161 capable of being rotated with respect to the first disk portion 111 in a state superimposed on the disk portion 111 is provided.
  • a bearing may be interposed between the first disk part 111 and the second disk part 161, and the joint rotation shaft, the rotation center of the first disk, and the rotation center of the second disk are all on the same axis. .
  • the operation link 130 is elevated in the tibia frame 160 and has a guide groove pin 131 seated in the guide groove 111a formed in the first disk 111 on one side (upper end), and a guide groove pin 131
  • a connection pin 133 is formed on the opposite side (bottom) of the ), and a stop protrusion 132 is formed in the middle of both and at the lower side of the guide groove pin 131.
  • the guide groove pin 131, the stop protrusion 132, and the connection pin 133 protrude from one surface of the body 134 of the operating link 130, respectively.
  • the connecting pin 133 of the operating link 130 is inserted into a hole provided at the upper end of the extension rod 140 and is rotatable, and the guide groove pin 131 of the operating link 130 is It is seated in the guide groove (111a) and is movable while being guided within the permitted range by the guide groove (111a).
  • the frame cover 170 includes the tibia frame 10 in a state in which a part of the operation link 130, the extension rod 140 and the spring 180, and the support rod 150 is accommodated in the tibia frame 160.
  • the frame cover 170 has a second belt hanger 171 on its surface for fastening a belt for engaging with the lower leg of the user.
  • the compression spring 180 is interposed between the stepped portion 151 of the support rod 150 and the stepped portion 161 of the tibia frame 160, and performs a function of pressing the support rod 150 downward, and supports When the rod 150 is landed on the ground and the patient's load is loaded, it is compressed so that the support rod 150 is elastic enough to rise inside the tibia frame 160.
  • FIG. 5 is a first disc part 111 and an operation link of the femur frame 110 to explain the motion of the joint when the support rod 150 is lowered in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention.
  • (130) is a perspective view showing an enlarged view.
  • the first disc part 111 of the femur frame 110 has an arc-shaped guide groove 111a centered on the joint center axis at a certain distance from the joint center axis, and the guide groove 111a has an operating link 130
  • the guide groove pin 131 is seated and guided by the guide groove 111a.
  • the first disk 111 is further provided with a step portion 111b on the outside of the guide groove 111a, and the step portion 111b has an arc shape centered on the joint central axis, but the outer direction is opened and both ends thereof There is a shape of a groove with side walls.
  • the support rod 150 When the support rod 150 does not land on the ground, the support rod 150 maintains a lowered state due to the elasticity of the compression spring 180. For example, when a patient is sitting on a chair, the support rod 150 and the extension rod 140 coupled thereto are in a lowered state.
  • the stop protrusion 132 of the operation link 130 is spaced a predetermined distance from the disk 111 and the step 111b. Therefore, there is no interference between the stepped portion 111b and the stop protrusion 132 on the moving path of both.
  • the guide groove pin 131 is freely movable within the guide groove 111a, and the femur frame 110 and the tibia frame 160 can freely rotate within an angle determined by the guide groove 111a.
  • the support rod 150 When the support rod 150 does not land on the ground, the support rod 150, the extension rod 140, and the operation link 130 are lowered by the downward pressure of the compression spring 180, and the femur frame 110 and the tibia frame (160) can freely rotate relative to within a predetermined angle. Therefore, in the descending state, the patient can rotate his or her knee joint relatively freely. For example, when sitting in a chair or when a load is placed on a foot without a wearable leg support device while walking, the joint can be flexed or stretched freely.
  • FIG. 6 is a first disk portion 111 and an operation link of the femur frame 110 in order to explain the motion of the joint when the support rod 150 is raised in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention.
  • 130 is an enlarged perspective view.
  • the guide groove pin 131 pushes the side wall of the guide groove 111a, and accordingly, the femur frame 110 is pushed so that there is a relative rotation of the femur frame 110 and the tibia frame ( 160) are bent at a certain angle to each other as shown in' ⁇ rising state>' in FIG. 6.
  • the acute angle is made based on the posterior side of the joint between the femur frame 110 and the tibia frame 160, and therefore, the posterior side of the joint between the femur frame 110 and the tibia frame 160 is in the landing state of the wearable leg support device. Guaranteed to be at an acute angle.
  • the stop protrusion 132 is positioned on the side wall (left side wall in the drawing) of the step 111b, thereby preventing the joint rear side from becoming smaller than the set acute angle (A) to prevent the knee Support the joints. That is, the angle between the femur frame 110 and the tibia frame 160 is prevented from becoming smaller, so that the patient does not have to apply force to maintain the angle of the knee joint while walking.
  • the stop protrusion 132 is located on the sidewall of the step portion 111b by the rise of the guide groove pin 131, but there is no gap or a slight gap between the sidewall of the step portion 111b and the stop protrusion 132 can be designed. .
  • the posterior side of the joint between the femur frame 110 and the tibia frame 160 is at an acute angle in the landed state. In this state, it prevents the joint from being locked in an open state.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of a wearable leg support device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view showing the main parts of the wearable leg support device separated.
  • 9 is a perspective view showing an operation link 230 in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention.
  • the wearable leg support device includes a femur frame 210, an extension frame 220, an operation link 230, a support rod 250, a tibia frame 260, and a frame cover 270.
  • Compression spring 280 and the belt 290 is configured to include.
  • the extension frame 220 is coupled to the femur frame 210 so as to be length-adjustable, and with respect to the plurality of through holes formed on the side of the extension frame 220 and the female hole formed on the side of the femur frame 210, the length After adjustment, both can be fixedly coupled using male screws.
  • the extension frame 220 is provided with a first belt hook 221 for hanging a belt 290 for engaging the user's thigh on one side of both surfaces.
  • a fixing pin (not shown) that is always accompanied by the wearable leg support device may be further included.
  • a fixing pin passes through a through hole (not shown) formed in the femur frame 210 and is inserted into a fixing hole (not shown) formed in the tibia frame 260, so that the femur frame 210 and the tibia frame 260 The relative rotation between) is completely locked.
  • the support rod 250 is raised and lowered while being guided by the internal structure of the tibia frame 260 in a state in which a part or most of the support rod 250 is accommodated in the tibia frame 260 and the exposed lower end comes into contact with the ground.
  • a wearable leg support device and a patient's load are supported by the lower end of the support rod 250 in a state that is landed on the ground.
  • the support rod 250 has an approximately square column shape, but the stepped portion 252 protrudes to the side thereof, and the stepped portion 252 of the support rod 250 is interposed between the stepped portion 263 of the tibia frame 260 It is for receiving the downward pressure of the compression spring 280.
  • the support rod 250 is elevating within the tibia frame 260, but the guide groove pin 231 of the operating link 230 is inserted into the hole 251 provided at the top, and the stepped portion of the support rod 250 ( 253 is a state seated in the concave portion 264 of the tibia frame 260 and allows the vertical flow of the support rod 250 to be limited to a certain range.
  • the femur frame 210 includes a first disk portion 211 formed around a joint rotation axis and a first extension portion 212 extending from the first disk portion 211 and integrally formed. Further, a first stop surface 211a is formed outside the first disk 211 (see FIG. 11).
  • the first extension part 212 is in the form of a square pillar, and the thickness of the first led part 212 is similar to the combined thickness of the first disk part 211 and the second disk part 261.
  • the tibial frame 260 has an internal space for accommodating and guiding a part of the operation link 230 and the support rod 250, and is superimposed on the first disc 211 of the femur frame 210 around the joint rotation axis. It includes a second disk portion 265 rotatable with respect to the first disk portion 211 in a true state.
  • a bearing 291 may be interposed between the first disk 211 and the second disk 265, and the joint rotation axis, the rotation center of the first disk, and the rotation center of the second disk are all the same axis. It's on board.
  • One end of the operating link 230 is rotatably coupled at one point of the tibia frame 260, and the operating link 230 includes a rotating shaft pin 231, a guide groove pin 232 and a body 233 Is composed.
  • the rotation shaft pin 231 is inserted into the hole 261 formed at one point of the tibia frame 260 to become the rotation center of the operation link 230.
  • One end of the guide groove pin 232 is seated in an arc-shaped guide groove 262 formed in the tibia frame 260 with the hole 261 as the center, and the other end is a hole formed at the upper end of the support rod 250 It is settled at 251 (see Fig. 11).
  • a rotation shaft pin 231 and a guide groove pin 232 are coupled through the body 233, and a second stop surface 233a is formed on the side of the body 233.
  • the frame cover 270 is for covering the tibia frame 210 in a state in which a part of the operation link 230 and the spring 280 and the support rod 250 are accommodated in the tibia frame 260, and the frame cover In 270, a second belt hanger 271 is formed on the surface of the belt 290 for engaging the lower leg of the user.
  • the compression spring 280 is interposed between the stepped portion 252 of the support rod 250 and the stepped portion 263 of the tibia frame 260, and performs a function of pressing the support rod 250 downward, and supports When the rod 250 is landed on the ground and a load of the patient is loaded, it is compressed and thus has elasticity enough to allow the support rod 250 to rise inside the tibia frame 260.
  • FIG. 10 is a first disk portion 211 and operation link of the femur frame 210 to explain the motion of the joint when the support rod 250 is lowered in the wearable leg support device according to the first embodiment of the present invention. It is a perspective view showing an enlarged view of 230 and the like.
  • the first stop surface (211a) and the above-described second stop surface (233a) of the operating link 230 is a plane receiving force to limit the relative rotation between the femur frame 210 and the tibia frame 260 to be.
  • the support rod 250 When the support rod 250 does not land on the ground, the support rod 250 maintains a descending state due to the elasticity of the compression spring 280. For example, when the patient is sitting on a chair, the support rod 250 is in a lowered state.
  • the operation link 230 rotates in a second direction (clockwise in the drawing) opposite to the first direction by the lowering of the support rod 250.
  • the support rod 250 descends by downward pressure of the compression spring 280, and the operation link 230 rotates in a second direction opposite to the first direction by the lowering of the support rod 250.
  • the second stop surface 233a of the operation link 230 deviates from the movement path of the first stop surface 211a formed on the first disk part 211, so that the second stop surface 233a is the first stop surface. (211a) rotation is not restricted. In the lowered state, there is no interference between the operation link 230 and the first disk unit 210 between the state of FIG. 10(a) and the state of FIG. 10(b) in terms of their movement paths.
  • the support rod 250 When the support rod 250 does not land on the ground, the support rod 250 descends by downward pressure of the compression spring 280 so that the femur frame 210 and the tibia frame 260 can freely rotate within a predetermined angle. It is possible. Therefore, in the descending state, the patient can rotate his or her knee joint relatively freely. For example, when sitting in a chair or when a load is placed on a foot without a wearable leg support device while walking, the joint can be flexed or stretched freely.
  • FIG. 11 is a first disk portion 211 and operation link of the femur frame 210 in order to explain the motion of the joint when the support rod 250 is raised in the wearable leg support device according to the second embodiment of the present invention.
  • 230) is an enlarged perspective view.
  • the support rod 250 When the elasticity of the compression spring 280 is overcome and the support rod 250 is raised for reasons such as landing the foot of the wearable leg support device, the support rod 250 is raised by the support rod 250 Is rotated in the first direction by pushing up the tartan of the operating link 230, and accordingly, the second stop surface 233a is inserted into the movement path of the first stop surface 211a.
  • the second stop surface 233a limits the behavior of the first stop surface 211a and does not limit the second stop surface 233a before the first stop surface 211a meets. By not doing so, the femur frame 220 and the tibia frame 260 are not locked (fixed) until the joint posterior side reaches the set acute angle D, and limit rotation when the set acute angle is reached.
  • FIG. 12 is a diagram showing a modified example of the first embodiment according to the present invention.
  • it is configured to further include a fixing pin 191, a through hole 115, and a fixing hole 165.
  • the fixing pin 191 will always be accompanied by a wearable leg support device by means of a chain (not shown) having one end fixed to one point such as the extension frame 120 and the other end fixed to the ring of the fixing pin 191. I can.
  • the fixing pin 191 penetrates the through hole 115 formed in the femur frame 110 and is inserted into the fixing hole 165 formed in the tibia frame 160, so that between the femur frame 110 and the tibia frame 160 The relative rotation is completely locked.

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Abstract

본 발명에 따른 착용식 다리 지지장치는, 원호 모양의 가이드홈(111a)이 형성되고 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(111)를 구비한 대퇴골 프레임(110); 상기 관절회전축을 중심으로 상기 제 1 원반부(111)에 포개어진 상태로 상기 제 1 원반부(111)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(161)를 구비한 경골 프레임(160); 상기 경골 프레임(160)내에서 승강되고 지면에 접촉되는 지지 로드(150); 상기 경골 프레임(160)내에서 승강되며 일측에 상기 가이드홈(111a)에 안착되는 가이드홈핀(131)이 형성되는 작동링크(130);를 포함하여 구성되며, 상기 지지 로드(150)의 상승에 의해 상기 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)이 상승하며 상기 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 상기 가이드홈핀(131)이 상기 가이드홈(111a)의 측벽을 밀어서 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160) 사이 관절후방측의 예각을 보장하는 것을 특징으로 한다.

Description

착용식 다리 지지장치
본 발명은 무릎 굽힘이 가능한 착용식 다리 지지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무릎 아래 부위, 특히 발목에 골절 등 손상을 입은 환자가 보행시 환부를 보호하면서 자연스러운 보행이 가능하도록 하는 무릎 굽힘이 가능한 다리 지지장치에 관한 것이다.
무릎 굽힘이 가능한 착용식 다리 지지장치로서 특허문헌 1 등의 기술이 알려져 있다.
대한민국 특허 10-1466306, 2014. 11. 21. 등록 "무릎 굽힘이 가능한 착용식 다리지지장치"(이하, '특허문헌 1'이라 한다)의 기술에서는 허벅지에 고정가능하도록 형성된 상박결착부와, 상박결착부로부터 무릎에 인접하도록 연장된 상단링크와, 상단링크로부터 발바닥에 인접하도록 연장된 하단링크와, 종아리에 고정가능하도록 하단링크에 형성된 하박결착부를 포함하며, 상단링크와 하단링크 사이에 관절부가 구비되고 하단링크 내부에 동축을 이루도록 하중지지부가 내삽됨으로써, 보행시 무릎 굽힘이 가능한 착용식 다리지지장치를 제공한다.
그런데, 특허문헌 1의 기술에서는 보행 과정 중 다리가 땅에 닿게 되면 숫톱니형브레이크와 암톱니형브레이크가 치합되어 관절이 고정되는 데, 상단링크와 하단링크 사이의 임의의 각도에서 땅에 닿게 되면 숫톱니형브레이크와 암톱니형브레이크가 치합됨으로써 관절이 고정되고 만다.
예를 들어 관절이 펴진 상태, 즉 상단링크와 하단링크가 180도를 이루는 상태에서 다리가 땅에 닿게 되더라도 관절이 고정되는 데, 이와 같이 관절이 펴진 상태로 고정되면 몇가지 문제를 유발한다.
관절각이 180도인 상태로 다리 지지장치에 하중을 가하게 되면 허벅지 및 상박결착부의 사이와, 종아리와 하박결착부의 사이가 서로 미끄러지기 쉽우며, 미끄러짐 방지를 위해서는 결박을 매우 강하게 해야 하는 문제가 있다.
또한, 관절각이 180도인 상태로 다리 지지장치에 하중을 가하게 되면 착지 충격등이 펴진 무릎관절에 그대로 전달되어 환자의 관절에 좋지 않은 영향을 미치는 문제가 있다.
본 발명은 결박 부분에서의 미끄러짐을 대폭 완화시킬 수 있는 착용식 다리 지지장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 무릎관절에 전달되는 착지충격을 대폭 완화시킬 수 있는 착용식 다리 지지장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 착용식 다리 지지장치는, 원호 모양의 가이드홈(111a)이 형성되고 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(111)를 구비한 대퇴골 프레임(110); 상기 관절회전축을 중심으로 상기 제 1 원반부(111)에 포개어진 상태로 상기 제 1 원반부(111)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(161)를 구비한 경골 프레임(160); 상기 경골 프레임(160)내에서 승강되고 지면에 접촉되는 지지 로드(150); 상기 경골 프레임(160)내에서 승강되며 일측에 상기 가이드홈(111a)에 안착되는 가이드홈핀(131)이 형성되는 작동링크(130);를 포함하여 구성되며,
상기 지지 로드(150)의 상승에 의해 상기 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)이 상승하며 상기 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 상기 가이드홈핀(131)이 상기 가이드홈(111a)의 측벽을 밀어서 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160) 사이 관절후방측의 예각을 보장하는 것을 특징으로 한다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 제 1 원반부(111)는 상기 가이드홈(111a)의 외측에 단차부(111b)를 더 구비하고, 상기 작동링크(130)는 상기 가이드홈핀(131)의 하측에 스톱돌기(132)를 더 구비할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 상기 단차부(111b)의 측벽에 상기 스톱돌기(132)가 위치함으로써, 관절후방측이 설정된 예각(A)보다 더이상 작아지는 것을 막아서 무릎관절을 지지할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 지지 로드(150)의 하강에 의해 상기 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)이 하강하며 상기 가이드홈핀(131)의 하강에 의해, 상기 단차부(111b)로부터 상기 스톱돌기(132)가 이탈함으로써, 상기 가이드홈핀(131)은 상기 가이드홈(111a)내에서 자유롭게 이동가능하되, 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160)는 상기 가이드홈(111a)에 의해 정해지는 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 작동링크(130)는 상기 가이드홈핀(131)의 반대쪽에 연결핀(133)을 더 구비하며, 상기 경골 프레임(160)내에서 승강가능하되, 일단에 구비된 홀에는 상기 연결핀(133)이 삽입되고 타단은 상기 지지 로드(150)에 결합하는 연장 로드(140); 상기 지지 로드(150)의 단턱부(151)와 상기 경골 프레임(160)의 단턱부(161) 사이에 개재되어, 상기 지지로드(150)를 하방으로 가압하는 압축 스프링(180);을 더 포함할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 지지 로드(150)가 지면에 착지되지 않는 경우 상기 압축 스프링(180)의 하방 가압에 의해 상기 지지 로드(150), 상기 연장 로드(140) 및 상기 작동 링크(130)가 하강하여 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160)은 정해진 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 대퇴골 프레임(110)에 길이 조정 가능하게 결합되는 연장 프레임(120);을 더 구비할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 경골 프레임(10)을 커버하는 프레임 커버(170);를 포함하며, 상기 연장 프레임(120)은 사용자의 대퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 1 벨트 걸이(121)를 구비하며, 상기 프레임 커버(170)는 사용자의 하퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 2 벨트 걸이(171)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 착용식 다리 지지장치는, 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(211)를 구비하며 상기 제 1 원반부(211)의 외측에 제 1 스톱면(211a)을 형성하고 있는 대퇴골 프레임(210); 상기 관절회전축을 중심으로 상기 제 1 원반부(211)에 포개어진 상태로 상기 제 1 원반부(211)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(261)를 구비한 경골 프레임(260); 상기 경골 프레임(260)내에서 승강되고 지면에 착지되는 지지 로드(250); 상기 경골 프레임(260)의 한 지점에서 그 일단이 회동가능하게 결합되며 제 2 스톱면(233a)이 형성된 작동링크(230);를 포함하여 구성되며,
상기 지지 로드(250)의 상승에 의해, 상기 지지 로드(250)가 상기 작동링크(230)의 타탄을 밀어올려 제 1 방향으로 회동시키면 상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 거동 경로내에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 지지 로드(250)의 상승에 의해, 상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 거동을 제한함으로써 상기 대퇴골 프레임(220)과 상기 경골 프레임(260)은 관절후방측이 설정된 예각(D)보다 더이상 작아지는 것을 막아서 무릎관절을 지지할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 지지 로드(250)의 하강에 의해 상기 작동링크(230)가 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회동하면, 상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 거동 경로로부터 벗어나서 상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 회동을 제한하지 않을 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 작동링크(230)는, 상기 경골 프레임(260)의 한 지점에 형성된 홀(261)에 삽입되는 회동축핀(231); 상기 홀(261)을 중심으로 하여 상기 경골 프레임(260)에 형성되는 원호 모양의 가이드홈(233)에 그 일단이 안착되며 그 타단은 상기 지지 로드(250)의 상단부에 형성된 홀(251)에 안착되는 가이드홈핀(232); 상기 회동축핀(231) 및 상기 가이드홈핀(232)이 관통하여 결합하는 몸체(233);를 포함하며, 상기 몸체(233)의 측면에 상기 제 2 스톱면(233a)이 형성될 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 지지 로드(250)의 단턱부(252)와 상기 경골 프레임(260)의 단턱부(263) 사이에 개재되어, 상기 지지로드(250)를 하방으로 가압하는 압축 스프링(280);을 더 포함할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 지지 로드(250)가 지면에 착지되지 않는 경우, 상기 압축 스프링(280)의 하방 가압에 의해 상기 지지 로드(250)가 하강하고 상기 지지 로드(250)의 하강에 의해 상기 작동링크(230)가 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회동할 수 있다.
상기한 착용식 다리 지지장치에 있어서, 상기 대퇴골 프레임(210)에 길이 조정 가능하게 결합되는 연장 프레임(220); 및 상기 경골 프레임(260)을 커버하는 프레임 커버(270);를 더 포함하며, 상기 연장 프레임(220)은 사용자의 대퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 1 벨트 걸이(221)를 구비하며, 상기 프레임 커버(270)는 사용자의 하퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 2 벨트 걸이(271)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 착지 상태일 때 관절이 예각이 되도록 함으로써, 벨트와 다리 사이 결박 부분에서의 미끄러짐을 대폭 완화시킬 수 있는 효과가 있으며, 무릎관절에 전달되는 착지충격을 대폭 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 착용식 다리 지지장치의 주요 부품을 분리하여 표시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 대퇴골 프레임(110), 작동링크(130), 연장로드(140) 및 지지로드(150) 등 일부 부품에 대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 작동링크(130)을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(150)가 하강한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(110)의 제 1 원반부(111)와 작동링크(130)등을 확대 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(150)가 상승한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(110)의 제 1 원반부(111)와 작동링크(130)등을 확대 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 8는 착용식 다리 지지장치의 주요 부품을 분리하여 표시한 도면이다.
도 9은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 작동링크(230)를 도시한 사시도이다.
도 10는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(250)가 하강한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(210)의 제 1 원반부(211)와 작동링크(230) 등을 확대 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(250)가 상승한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(210)의 제 1 원반부(211)와 작동링크(230)등을 확대 도시한 사시도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치의 외관을 도시한 사시도이며, 도 2는 착용식 다리 지지장치의 주요 부품을 서로 분리하여 표시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 대퇴골 프레임(110), 작동링크(130), 연장로드(140) 및 지지로드(150) 등 일부 부품에 대하여 도시한 사시도이며, 도 4는 작동링크(130)을 도시한 사시도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치는 대퇴골 프레임(110), 연장 프레임(120), 작동 링크(130), 연장 로드(140), 지지 로드(150), 경골 프레임(160), 프레임 커버(170), 압축 스프링(180) 및 벨트(190)를 포함하여 구성된다.
연장 프레임(120)은 대퇴골 프레임(110)에 길이 조정 가능하게 결합되며, 연장 프레임(120)의 측면에 형성되는 복수의 관통홀과 대퇴골 프레임(110)의 측면에 형성되는 암사나홀에 대하여, 길이 조정후 수나사를 이용하여 양자를 고정 결합시킬 수 있다. 연장 프레임(120)은 양 표면중 일측에는 사용자의 대퇴부와 결합시키기 위한 벨트(190)를 걸기위한 제 1 벨트 걸이(121)를 구비한다.
지지 로드(150)는 그 일부분 또는 대부분이 경골 프레임(160)내에 수납된 상태로 경골 프레임(160)의 내부 구조에 의해 가이드되면서 승강되고 노출된 하단부가 지면에 접촉된다. 지지 로드(150)의 하단부가 지면에 착지된 상태로 착용식 다리 지지장치 및 환자의 하중을 받치게 된다.
지지 로드(150)는 그 상단부가 연장 로드(140)의 하단부에 볼트 등을 이용하여 결합됨으로써 일체로 고정되며, 대략적으로 사각 기둥형태이되 그 측면으로 단턱부(151)가 돌출되며 지지 로드(150)의 단턱부(151)는 경골 프레임(160)의 단턱부(161)와의 사이에 개재되는 압축 스프링(180)의 하방 가압을 받기 위한 것이다.
연장 로드(160)는 지지 로드(150)의 상단에서 지지 로드(150)와 고정 결합되며, 양자는 단일 부품으로 형성될 수도 있다. 연장 로드(160)는 경골 프레임(160)내에서 승강가능하되, 상단에 구비된 홀에는 작동링크(130)의 연결핀(133)이 삽입되고 하단은 지지 로드(150)에 결합한다. 연장 로드(140)의 단턱부(141)는 경골 프레임(160)의 오목부(163)에 안착된 상태이며 연장 로드(140)에서 상하 방향의 유동을 일정 범위로 제한한다. 경골 프레임(160)의 오목부(163)는 경골 프레임(160)의 제 1 단턱부(161)과 제 2 단턱부(162) 사이에 형성된다.
대퇴골 프레임(110)은 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(111)와 제 1 원반부(111)로부터 연장되어 일체로 형성되는 제 1 연장부(112)를 포함하여 구성된다. 제 1 연장부(112)는 사각 기둥 형태로서 제 1 연장부(112)의 두께는 제 1 원반부(111) 및 제 2 원반부(161)를 합친 두께와 비슷하다.
경골 프레임(160)은 작동 링크(130) 및 연장 로드(140)와, 지지 로드(150)의 일부분을 수납하여 가이드하는 내부 공간부를 구비하며, 관절회전축을 중심으로 대퇴골 프레임(110)의 제 1 원반부(111)에 포개어진 상태로 제 1 원반부(111)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(161)를 구비한다. 관절 회전축에서 제 1 원반부(111)와 제 2 원반부(161) 사이에는 베어링이 개재될 수 있으며, 관절 회전축, 제 1 원반부의 회전중심 및 제 2 원반부의 회전중심은 모두 동일축선상에 있다.
작동링크(130)는 경골 프레임(160)내에서 승강되며 일측(상단부)에는 제 1 원반부(111)에 형성된 가이드홈(111a)에 안착되는 가이드홈핀(131)이 형성되고, 가이드홈핀(131)의 반대쪽(하단)에는 연결핀(133)이 형성되며, 양자의 중간이면서 가이드홈핀(131)의 하측에는 스톱돌기(132)가 형성된다. 작동링크(130)의 몸체(134)의 일면으로부터 가이드홈핀(131), 스톱돌기(132) 및 연결핀(133)이 각각 돌출된다.
작동링크(130)의 연결핀(133)은 연장 로드(140)의 상단에 구비된 홀에 삽입되어 회동가능하며, 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)은 제 1 원반부(111)의 가이드홈(111a)에 안착되어 가이드홈(111a)에 의해 허용된 범위내에서 가이드되면서 이동가능하다. 작동링크(130)와 기타 구성요소들의 동작에 대한 상세한 설명은 후술한다.
프레임 커버(170)는 경골 프레임(160)의 내부에 작동 링크(130), 연장 로드(140) 및 스프링(180)과, 지지 로드(150)의 일부분이 수납된 상태로 경골 프레임(10)을 커버하기 위한 것으로서, 프레임 커버(170)는 사용자의 하퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 2 벨트 걸이(171)가 그 표면에 형성된다.
무릎 아래 부위, 특히 발목에 골절 등 손상을 입은 환자는 제 1 벨트 걸이 및 제 2 벨트 걸이와 벨트를 이용하여 손상을 입은 한쪽 다리에 본 발명의 착용식 다리 지지장치를 자신의 대퇴부 및 하퇴부에 각각 착용할 수 있으며, 이때 한쪽 다리의 내외측에 각각 한개씩, 모두 2개의 착용식 다리 지지장치를 병렬로 구성하여 착용할 수도 있다.
압축 스프링(180)은 지지 로드(150)의 단턱부(151)와 경골 프레임(160)의 단턱부(161) 사이에 개재되어, 지지로드(150)를 하방으로 가압하는 기능을 수행하며, 지지 로드(150)가 지면에 착지되어 환자의 하중이 실리는 경우에는 압축됨으로써 경골 프레임(160)의 내부에서 지지로드(150)가 상승할 수 있을 정도의 탄성을 가진다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하면 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(150)가 하강한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(110)의 제 1 원반부(111)와 작동링크(130)등을 확대 도시한 사시도이다.
대퇴골 프레임(110)의 제 1 원반부(111)에는 관절중심축으로부터 일정 거리에 관절중심축을 그 중심으로 한 원호 모양의 가이드홈(111a)이 형성되며 가이드홈(111a)에는 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)이 안착되어 가이드홈(111a)에 의해 가이드된다.
그리고 제 1 원반부(111)는 가이드홈(111a)의 외측에 단차부(111b)를 더 구비하고 단차부(111b)는 관절중심축을 그 중심으로 하는 원호모양이되 외측 방향이 개방되고 그 양단에는 측벽을 가진 홈의 형태이다.
지지 로드(150)가 지면에 착지되지 않는 경우에는 압축 스프링(180)의 탄성에 의해 지지 로드(150)가 하강상태를 유지한다. 예를 들어 환자가 의자에 앉아 있는 경우 등일 때 지지 로드(150)와 이에 결합된 연장 로드(140)는 하강 상태에 있다.
상기에서 '하강'이란 경골 프레임(160)에 의해 가이드되면서 경골 프레임(160)에서의 상태적 위치가 내려감을 의미하며, 따라서 대퇴골 프레임(110) 및 제 1 원반부(111)로부터 멀어지는 것을 의미한다.
하강 상태에서 작동링크(130)의 스톱돌기(132)는 원반부(111) 및 단차부(111b)로부터 일정 거리 이격되어 있다. 따라서 단차부(111b)와 스톱돌기(132) 사이에는 양자의 이동경로상 서로 간섭이 없다.
도 6의 설명에서 후술하겠으나 작동 링크(130)가 상승되어 있으면 스톱돌기(132)는 단차부(111b)에 들어간 안착상태가 된다. 이때 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)은 가이드홈(111a)의 도면상 오른쪽 측벽을 밀어올리게 되는 동시에 작동링크(130)의 스톱돌기(132)는 단차부(111b)의 도면상 좌측 측벽에 의해 그 이동이 제한된다.
반대로 작동 링크(130)가 하강하면 단차부(111b)로부터 스톱돌기(132)가 이탈함으로써, 작동 링크(130)는 가이드홈핀(131)만이 가이드홈(111a)의 이동 범위내에서 구속될 뿐이다.
가이드홈핀(131)은 가이드홈(111a)내에서 자유롭게 이동가능하며, 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160)는 가이드홈(111a)에 의해 정해지는 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능하게 된다.
지지 로드(150)가 지면에 착지되지 않는 경우 압축 스프링(180)의 하방 가압에 의해 지지 로드(150), 연장 로드(140) 및 작동 링크(130)가 하강하여 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160)은 정해진 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능하다. 따라서 하강 상태에서 환자는 자신의 무릎관절을 비교적 자유롭게 회동시킬 수 있다. 예를 들면 의자에 앉아 있는 경우나 보행시 착용식 다리 지지 장치를 착용하지 않은 발에 하중을 둔 경우 관절을 굽히거나 펴는 동작을 자유롭게 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(150)가 상승한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(110)의 제 1 원반부(111)와 작동링크(130)등을 확대 도시한 사시도이다.
착용식 다리 지지장치를 착용한 쪽의 발을 착지하는 등의 이유로 압축 스프링(180)의 탄성을 이기고 지지 로드(150)의 상승이 있으면, 지지 로드(150)의 상승에 의해 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)도 상승한다.
그리고 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 가이드홈핀(131)은 가이드홈(111a)의 측벽을 밀게 되며 이에 따라 대퇴골 프레임(110)의 상대적 회동이 있게끔 밀게 되어 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160)은 도 6의 '<상승상태>'로 도시된 바와 같이 서로 일정 각도로 굽혀지게 된다. 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160) 사이 관절후방측을 기준으로 예각이 되도록 하며, 따라서 착용식 다리 지지장치의 착지 상태에서는 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160) 사이의 관절후방측이 예각이 되도록 보장한다.
그리고 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 단차부(111b)의 측벽(도면상 좌측 측벽)에 스톱돌기(132)가 위치함으로써, 관절후방측이 설정된 예각(A)보다 더이상 작아지는 것을 막아서 무릎관절을 지지한다. 즉 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160)의 각도가 더이상 작아지는 것을 막아서 환자가 보행시 무릎관절의 각도를 유지하기 위하여 힘을 주지 않아도 되게 한다.
가이드홈핀(131)의 상승에 의해 단차부(111b)의 측벽에 스톱돌기(132)가 위치하되, 단차부(111b)의 측벽과 스톱돌기(132) 사이에는 유격이 없거나 약간 있도록 설계할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 보행시 착지된 다리의 무릎관절을 지지하면서도 착지 상태에서 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160) 사이의 관절후방측이 예각이 되도록 보장하는 데, 이에 따라 착지 상태에서 관절이 펴진 상태로 록킹되는 것을 방지한다.
착지 상태에서는 무조건 관절이 예각이 되도록 함으로써, 벨트에 의한 결박 부분에서의 미끄러짐을 대폭 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 벨트에 가해지는 하중의 방향이 대퇴부 등의 길이방향에서 벗어나 사선 방향이 되므로 대퇴부등과 벨트사이의 미끄러짐을 완화한다.
또한, 착지 상태에서 관절의 예각을 보장하므로 무릎관절에 전달되는 착지충격을 대폭 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치의 외관을 도시한 사시도이며, 도 8는 착용식 다리 지지장치의 주요 부품을 분리하여 표시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 작동링크(230)을 도시한 사시도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치는 대퇴골 프레임(210), 연장 프레임(220), 작동 링크(230), 지지 로드(250), 경골 프레임(260), 프레임 커버(270), 압축 스프링(280) 및 벨트(290)을 포함하여 구성된다.
연장 프레임(220)은 대퇴골 프레임(210)에 길이 조정 가능하게 결합되며, 연장 프레임(220)의 측면에 형성되는 복수의 관통홀과 대퇴골 프레임(210)의 측면에 형성되는 암사나홀에 대하여, 길이 조정후 수나사를 이용하여 양자를 고정 결합시킬 수 있다. 연장 프레임(220)은 양 표면중 일측에는 사용자의 대퇴부와 결합시키기 위한 벨트(290)를 걸기위한 제 1 벨트 걸이(221)를 구비한다.
상기한 제 1 실시예와 동일하게 착용식 다리 지지장치에 항상 동반되는 고정핀(미도시)을 더 포함할 수 있다. 고정핀(미도시)이 대퇴골 프레임(210)에 형성된 스루홀(미도시)을 관통하고 경골 프레임(260)에 형성된 고정홀(미도시)에 삽입됨으로써, 대퇴골 프레임(210)과 경골 프레임(260) 사이의 상대적 회동을 완전 록킹한다.
지지 로드(250)는 그 일부분 또는 대부분이 경골 프레임(260)내에 수납된 상태로 경골 프레임(260)의 내부 구조에 의해 가이드되면서 승강되고 노출된 하단부가 지면에 접촉된다. 지지 로드(250)의 하단부가 지면에 착지된 상태로 착용식 다리 지지장치 및 환자의 하중을 받치게 된다.
지지 로드(250)는 대략적으로 사각 기둥형태이되 그 측면으로 단턱부(252)가 돌출되며 지지 로드(250)의 단턱부(252)는 경골 프레임(260)의 단턱부(263)와의 사이에 개재되는 압축 스프링(280)의 하방 가압을 받기 위한 것이다.
지지 로드(250)는 경골 프레임(260)내에서 승강가능하되, 상단에 구비된 홀(251)에는 작동링크(230)의 가이드홈핀(231)이 삽입되며, 지지 로드(250)의 단턱부(253)는 경골 프레임(260)의 오목부(264)에 안착된 상태이며 지지로드(250)에서 상하 방향의 유동이 일정 범위로 제한되게 한다.
대퇴골 프레임(210)은 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(211)와 제 1 원반부(211)로부터 연장되어 일체로 형성되는 제 1 연장부(212)를 포함하여 구성된다. 그리고 제 1 원반부(211)의 외측에는 제 1 스톱면(211a)을 형성하고 있다(도 11 참조). 제 1 연장부(212)는 사각 기둥 형태로서 제 1 원장부(212)의 두게는 제 1 원반부(211) 및 제 2 원반부(261)를 합친 두께와 비슷하다.
경골 프레임(260)은 작동 링크(230) 및 지지 로드(250)의 일부분을 수납하여 가이드하는 내부 공간부를 구비하며, 관절회전축을 중심으로 대퇴골 프레임(210)의 제 1 원반부(211)에 포개어진 상태로 제 1 원반부(211)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(265)를 구비한다. 관절 회전축에서 제 1 원반부(211)와 제 2 원반부(265) 사이에는 베어링(291)이 개재될 수 있으며, 관절 회전축, 제 1 원반부의 회전중심 및 제 2 원반부의 회전중심은 모두 동일축선상에 있다.
작동링크(230)는 경골 프레임(260)의 한 지점에서 그 일단이 회동가능하게 결합되며, 작동링크(230)는 회동축핀(231), 가이드홈핀(232) 및 몸체(233)을 포함하여 구성된다.
회동축핀(231)은 경골 프레임(260)의 한 지점에 형성된 홀(261)에 삽입되어 작동링크(230)의 회동 중심이 된다. 가이드홈핀(232)은 상기 홀(261)을 중심으로 하여 경골 프레임(260)에 형성되는 원호 모양의 가이드홈(262)에 그 일단이 안착되며 그 타단은 지지 로드(250)의 상단부에 형성된 홀(251)에 안착된다(도 11 참조). 몸체(233)에는 회동축핀(231) 및 가이드홈핀(232)이 관통하여 결합하며, 몸체(233)의 측면에 제 2 스톱면(233a)이 형성된다.
프레임 커버(270)는 경골 프레임(260)의 내부에 작동 링크(230) 및 스프링(280)과 지지 로드(250)의 일부분이 수납된 상태로 경골 프레임(210)을 커버하기 위한 것으로서, 프레임 커버(270)는 사용자의 하퇴부와 결합시키기 위한 벨트(290)를 거는 제 2 벨트 걸이(271)가 그 표면에 형성된다.
무릎 아래 부위, 특히 발목에 골절 등 손상을 입은 환자는 제 1 벨트 걸이 및 제 2 벨트 걸이와 벨트를 이용하여 손상을 입은 한쪽 다리에 본 발명의 착용식 다리 지지장치를 자신의 대퇴부 및 하퇴부에 각각 착용할 수 있으며, 이때 한쪽 다리의 내외측에 각각 한개씩, 모두 2개의 착용식 다리 지지장치를 병렬로 구성하여 착용할 수도 있다.
압축 스프링(280)은 지지 로드(250)의 단턱부(252)와 경골 프레임(260)의 단턱부(263) 사이에 개재되어, 지지로드(250)를 하방으로 가압하는 기능을 수행하며, 지지 로드(250)가 지면에 착지되어 환자의 하중이 실리는 경우에는 압축됨으로써 경골 프레임(260)의 내부에서 지지로드(250)가 상승할 수 있을 정도의 탄성을 가진다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하면 본 발명의 제 2 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 10는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(250)가 하강한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(210)의 제 1 원반부(211)와 작동링크(230) 등을 확대 도시한 사시도이다.
대퇴골 프레임(210)의 제 1 원반부(211)의 주연부에는 그 단면이 대략 삼각형 모양으로 파내어진 공간부(211b)가 형성되며 공간부(211b)에서 도면상 오른쪽에 있는 제 1 원반부(211)의 평면은 제 1 스톱면(211a)으로서 형성된다. 제 1 스톱면(211a)과 작동링크(230)의 전술한 제 2 스톱면(233a)은 상호 작용하여 대퇴골 프레임(210)과 경골 프레임(260) 사이의 상대적 회동을 제한하기 위해 힘을 받는 평면이다.
지지 로드(250)가 지면에 착지되지 않는 경우에는 압축 스프링(280)의 탄성에 의해 지지 로드(250)가 하강상태를 유지한다. 예를 들어 환자가 의자에 앉아 있는 경우 등일 때 지지 로드(250)는 하강 상태에 있다.
그리고 지지 로드(250)가 지면에 착지하여 지지 로드(250)가 상승하면 지지 로드(250)가 작동링크(230)의 타탄, 즉 가이드홈핀(232)을 밀어올려 제 1 방향(도면상 시계반대방향)으로 회동시킨다.
반대로 지지 로드(250)가 지면에 착지되지 않는 경우에는 지지 로드(250)의 하강에 의해 작동링크(230)가 상기한 제 1 방향과 반대인 제 2 방향(도면상 시계방향)으로 회동시킨다. 압축 스프링(280)의 하방 가압에 의해 지지 로드(250)가 하강하고 지지 로드(250)의 하강에 의해 작동링크(230)가 상기한 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회동한다.
그리고 이렇게 되면 작동링크(230)의 제 2 스톱면(233a)은 제 1 원반부(211)에 형성된 제 1 스톱면(211a)의 거동 경로로부터 벗어나서 제 2 스톱면(233a)은 제 1 스톱면(211a)의 회동을 제한하지 않는다. 하강 상태에서 작동링크(230)와 제 1 원반부(210) 사이에는 도 10(a)의 상태와 도 10(b)의 상태 사이를 이동하는 데 양자의 이동경로상 서로 간섭이 없다.
지지 로드(250)가 지면에 착지되지 않는 경우 압축 스프링(280)의 하방 가압에 의해 지지 로드(250)가 하강하여 대퇴골 프레임(210)과 경골 프레임(260)은 정해진 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능하다. 따라서 하강 상태에서 환자는 자신의 무릎관절을 비교적 자유롭게 회동시킬 수 있다. 예를 들면 의자에 앉아 있는 경우나 보행시 착용식 다리 지지 장치를 착용하지 않은 발에 하중을 둔 경우 관절을 굽히거나 펴는 동작을 자유롭게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 착용식 다리 지지장치에서 지지로드(250)가 상승한 경우 관절의 동작을 설명하기 위하여 대퇴골 프레임(210)의 제 1 원반부(211)와 작동링크(230)등을 확대 도시한 사시도이다.
착용식 다리 지지장치를 착용한 쪽의 발을 착지하는 등의 이유로 압축 스프링(280)의 탄성을 이기고 지지 로드(250)의 상승이 있으면, 지지 로드(250)의 상승에 의해 지지 로드(250)가 작동링크(230)의 타탄을 밀어올려 제 1 방향으로 회동시키며, 이에 따라 제 2 스톱면(233a)이 제 1 스톱면(211a)의 거동 경로내에 삽입된다.
지지 로드(250)의 상승에 의해, 제 2 스톱면(233a)이 제 1 스톱면(211a)의 거동을 제한하고 제 2 스톱면(233a)과 제 1 스톱면(211a)이 만나기 전에는 제한하지 않음으로써, 대퇴골 프레임(220)과 경골 프레임(260)은 관절후방측이 설정된 예각(D)에 도달하기 전에는 잠김(고정)되기 않고 설정된 예각에 도달하면 회동을 제한한다.
도 12는 본 발명에 따른 제 1실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
변형예에서는 고정핀(191), 스루홀(115) 및 고정홀(165)을 더 포함하여 구성된다.
고정핀(191)은 일단이 연장 프레임(120) 등의 일지점에 고정되고 타단이 고정핀(191)의 고리에 고정되는 체인(미도시) 등을 수단으로 착용식 다리 지지장치에 항상 동반될 수 있다. 고정핀(191)은 대퇴골 프레임(110)에 형성된 스루홀(115)을 관통하여 경골 프레임(160)에 형성된 고정홀(165)에 삽입됨으로써, 대퇴골 프레임(110)과 경골 프레임(160) 사이의 상대적 회동을 완전 록킹한다.
본 발명에 따르면, 착지 상태일 때 관절이 예각이 되도록 함으로써, 벨트와 다리 사이 결박 부분에서의 미끄러짐을 대폭 완화시킬 수 있는 효과가 있으며, 무릎관절에 전달되는 착지충격을 대폭 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 원호 모양의 가이드홈(111a)이 형성되고 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(111)를 구비한 대퇴골 프레임(110);
    상기 관절회전축을 중심으로 상기 제 1 원반부(111)에 포개어진 상태로 상기 제 1 원반부(111)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(161)를 구비한 경골 프레임(160);
    상기 경골 프레임(160)내에서 승강되고 지면에 접촉되는 지지 로드(150);
    상기 경골 프레임(160)내에서 승강되며 일측에 상기 가이드홈(111a)에 안착되는 가이드홈핀(131)이 형성되는 작동링크(130);를 포함하여 구성되며,
    상기 지지 로드(150)의 상승에 의해 상기 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)이 상승하며 상기 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 상기 가이드홈핀(131)이 상기 가이드홈(111a)의 측벽을 밀어서 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160) 사이 관절후방측의 예각을 보장하는,
    착용식 다리 지지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 원반부(111)는 상기 가이드홈(111a)의 외측에 단차부(111b)를 더 구비하고, 상기 작동링크(130)는 상기 가이드홈핀(131)의 하측에 스톱돌기(132)를 더 구비하는,
    착용식 다리 지지장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드홈핀(131)의 상승에 의해, 상기 단차부(111b)의 측벽에 상기 스톱돌기(132)가 위치함으로써, 관절후방측이 설정된 예각(A)보다 더이상 작아지는 것을 막아서 무릎관절을 지지하는,
    착용식 다리 지지장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지 로드(150)의 하강에 의해 상기 작동링크(130)의 가이드홈핀(131)이 하강하며 상기 가이드홈핀(131)의 하강에 의해,
    상기 단차부(111b)로부터 상기 스톱돌기(132)가 이탈함으로써, 상기 가이드홈핀(131)은 상기 가이드홈(111a)내에서 자유롭게 이동가능하되, 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160)는 상기 가이드홈(111a)에 의해 정해지는 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능한,
    착용식 다리 지지장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동링크(130)는 상기 가이드홈핀(131)의 반대쪽에 연결핀(133)을 더 구비하며,
    상기 경골 프레임(160)내에서 승강가능하되, 일단에 구비된 홀에는 상기 연결핀(133)이 삽입되고 타단은 상기 지지 로드(150)에 결합하는 연장 로드(140);
    상기 지지 로드(150)의 단턱부(151)와 상기 경골 프레임(160)의 단턱부(161) 사이에 개재되어, 상기 지지로드(150)를 하방으로 가압하는 압축 스프링(180);을 더 포함하는,
    착용식 다리 지지장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 지지 로드(150)가 지면에 착지되지 않는 경우 상기 압축 스프링(180)의 하방 가압에 의해 상기 지지 로드(150), 상기 연장 로드(140) 및 상기 작동 링크(130)가 하강하여 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160)은 정해진 각도내에서 자유롭게 상대적 회동이 가능한,
    착용식 다리 지지장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 대퇴골 프레임(110)에 길이 조정 가능하게 결합되는 연장 프레임(120);을 더 구비하는,
    착용식 다리 지지장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 경골 프레임(160)을 커버하는 프레임 커버(170);를 포함하며,
    상기 연장 프레임(120)은 사용자의 대퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 1 벨트 걸이(121)를 구비하며,
    상기 프레임 커버(170)는 사용자의 하퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 2 벨트 걸이(171)를 더 포함하는,
    착용식 다리 지지장치.
  9. 관절회전축을 중심으로 형성되는 제 1 원반부(211)를 구비하며 상기 제 1 원반부(211)의 외측에 제 1 스톱면(211a)을 형성하고 있는 대퇴골 프레임(210);
    상기 관절회전축을 중심으로 상기 제 1 원반부(211)에 포개어진 상태로 상기 제 1 원반부(211)에 대하여 회동가능한 제 2 원반부(261)를 구비한 경골 프레임(260);
    상기 경골 프레임(260)내에서 승강되고 지면에 착지되는 지지 로드(250);
    상기 경골 프레임(260)의 한 지점에서 그 일단이 회동가능하게 결합되며 제 2 스톱면(233a)이 형성된 작동링크(230);를 포함하여 구성되며,
    상기 지지 로드(250)의 상승에 의해,
    상기 지지 로드(250)가 상기 작동링크(230)의 타탄을 밀어올려 제 1 방향으로 회동시키면 상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 거동 경로내에 삽입되는,
    착용식 다리 지지장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지 로드(250)의 상승에 의해,
    상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 거동을 제한함으로써 상기 대퇴골 프레임(210)과 상기 경골 프레임(260)은 관절후방측이 설정된 예각(D)보다 더이상 작아지는 것을 막아서 무릎관절을 지지하는,
    착용식 다리 지지장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지 로드(250)의 하강에 의해 상기 작동링크(230)가 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회동하면,
    상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 거동 경로로부터 벗어나서 상기 제 2 스톱면(233a)이 상기 제 1 스톱면(211a)의 회동을 제한하지 않는,
    착용식 다리 지지장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 작동링크(230)는,
    상기 경골 프레임(260)의 한 지점에 형성된 홀(261)에 삽입되는 회동축핀(231);
    상기 홀(261)을 중심으로 하여 상기 경골 프레임(260)에 형성되는 원호 모양의 가이드홈(233)에 그 일단이 안착되며 그 타단은 상기 지지 로드(250)의 상단부에 형성된 홀(251)에 안착되는 가이드홈핀(232);
    상기 회동축핀(231) 및 상기 가이드홈핀(232)이 관통하여 결합하는 몸체(233);를 포함하며,
    상기 몸체(233)의 측면에 상기 제 2 스톱면(233a)이 형성되는,
    착용식 다리 지지장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지 로드(250)의 단턱부(252)와 상기 경골 프레임(260)의 단턱부(263) 사이에 개재되어, 상기 지지로드(250)를 하방으로 가압하는 압축 스프링(280);을 더 포함하는,
    착용식 다리 지지장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 지지 로드(250)가 지면에 착지되지 않는 경우, 상기 압축 스프링(280)의 하방 가압에 의해 상기 지지 로드(250)가 하강하고 상기 지지 로드(250)의 하강에 의해 상기 작동링크(230)가 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회동하는,
    착용식 다리 지지장치.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 대퇴골 프레임(210)에 길이 조정 가능하게 결합되는 연장 프레임(220); 및
    상기 경골 프레임(260)을 커버하는 프레임 커버(270);를 더 포함하며,
    상기 연장 프레임(220)은 사용자의 대퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 1 벨트 걸이(221)를 구비하며,
    상기 프레임 커버(270)는 사용자의 하퇴부와 결합시키기 위한 벨트를 거는 제 2 벨트 걸이(271)를 더 포함하는,
    착용식 다리 지지장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    착용식 다리 지지장치에 항상 동반되는 고정핀(191);을 더 포함하며,
    상기 고정핀(191)이 상기 대퇴골 프레임(110)에 형성된 스루홀(115)을 관통하고 상기 경골 프레임(160)에 형성된 고정홀(165)에 삽입됨으로써, 상기 대퇴골 프레임(110)과 상기 경골 프레임(160) 사이의 상대적 회동을 완전 록킹하는,
    착용식 다리 지지장치.
  17. 청구항 9에 있어서,
    착용식 다리 지지장치에 항상 동반되는 고정핀(191);을 더 포함하며,
    상기 고정핀(191)이 상기 대퇴골 프레임(210)에 형성된 스루홀을 관통하고 상기 경골 프레임(260)에 형성된 고정홀에 삽입됨으로써, 상기 대퇴골 프레임(210)과 상기 경골 프레임(260) 사이의 상대적 회동을 완전 록킹하는,
    착용식 다리 지지장치.
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