KR101015992B1 - 하지 재활용 자전거 운동기구 - Google Patents

하지 재활용 자전거 운동기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 건강한 사람은 물론 심근경색 환자, 노인 및 하체가 마비된 사람 등도 유산소 운동인 자전거 운동을 손쉽게 할 수 있도록 한, 하지 재활을 위한 자전거 운동기구에 관한 것이다.
본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는, 바닥에 놓여지는 베이스부(100)와; 경사도 조절이 가능토록 베이스부(100)에 회동가능하게 결합되는 등받이(210)와, 높낮이 조절가능토록 등받이(210)에 결합되는 안장(220)으로 이루어진 신체지지부(200)와; 등받이(210)에 고정결합되고, 페달(321)과 손잡이(322)이가 구비되며, 페달(321)과 분리가능토록 연결되는 위한 모터가 내장된 페달회전부(300); 등으로 구성된다.
본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는, 페달이 자동 또는 수동으로 회전될 수 있기 때문에 신체조건에 관계 없이 누구나 손쉽게 자전거 운동을 할 수 있을 뿐 아니라, 운동 중인 상태에서도 사람과 함께 본 발명의 자전거 운동기구를 다른 장소로 간편히 이송할 수 있는 장점이 있다.
하체마비, 자전거, 자전거 운동, 유산소 운동

Description

하지 재활용 자전거 운동기구{Cycling apparatus for the rehabilitation of the legs}
본 발명은 하지 재활용 자전거 운동기구에 관한 것으로, 더 자세하게는 심근경색 환자, 노인 등 유산소 운동이 필요로 하는 사람이 누운 상태에서도 손쉽게 유산소 운동인 자전거 운동을 할 수 있도록 하되, 똑바로 앉은 자세는 물론 비스듬이 누운 자세로도 할 수 있도록 한, 하지 재활을 위한 자전거 운동기구에 관한 것이다.
사람에게 있어서 가장 중요한 능력 중의 하나는 걷고 움직일 수 있는 능력이라 할 수 있는데, 하체가 마비되었거나 불편한 사람의 경우 장기간에 걸쳐 충분한 걷기나 운동 등이 부족하게 되면, 관절 연골이 경화되면서 관절의 운동능력을 완전히 상실하게 될 수 있을 뿐 아니라, 다리의 근육도 수축 및 퇴화하게 되는 바, 이를 방지하기 위하여서는 지속적면서도 반복적인 다리운동을 하여야만 한다.
상기와 같이 하체가 마비 또는 불편한 사람 뿐만 아니라 활동성이 떨어지는 노인, 당뇨병 환자, 심근경색 위험이 있는 사람 등 거의 모든 사람에게는 건강과 재활 등을 위하여 걷기를 비롯한 유산소 운동이 적합한데, 시간이나 장소 등의 문 제와 신체적인 제약 때문에 야외에서 유산소 운동을 하기 어려울 수가 있다.
상기와 같이 유산소 운동을 하기 어려운 경우를 위하여 실내에서도 손쉽게 유산소 운동을 할 수 있도록 개발된 대표적인 장치로는 보통 "러닝머신"이라 불리우는 트레드밀(treadmill)을 들 수 있다.
상기 트레드밀은 걷기부터 시작하여 달리기까지 할 수 있는 대표적인 유산소 운동기구로서 널리 이용되고 있으나, 트레드밀은 건강한 사람에게나 적합할 뿐 하체의 힘이 부족한 노인이나 환자 등의 경우 운동 중 넘어지면 크게 다칠 수 있는 바, 안전사고의 방지 측면에서 노인이나 신체장애가 있는 환자 등의 유산소 운동기구로는 적합치가 않다.
상기 트레드밀과 함께 대표적인 유산소 운동기구로는 자전거 운동기구를 들 수 있는 바, 국내실용신안공보 제1992-8132호에 "전신운동용 실내자전거"가 게시되어 있고, 국내공개특허공보 제1984-6912호에는 "자전거 운동기구"가 게시되어 있는 등 다양한 구조의 자전거 운동기구가 개발되어 널리 이용되고 있다.
상기와 같은 자전거 운동기구는, 안장에 앉은 상태에서 발로서 페달을 회전시키는 운동기구로서 노인 등에게도 적합한 유산소 운동기구라 할 수 있으나, 일반적인 종래의 자전거 운동기구는 사람이 발과 다리로서 직접 페달을 회전시켜야 하는 바, 앉아 있기가 힘이 드는 등 거동이 불편한 사람에게는 적합치 않다.
즉 종래의 일반적인 자전거 운동기구 역시, 트레드밀과 같이, 비교적 건강한 사람의 유산소 운동에만 적합할 뿐, 하체가 마비된 사람을 비롯하여 신체가 불편한 사람의 재활용 운동기구로는 부적합한 측면이 있었다.
자전거 운동기구와 유사한 장치로서 하체가 마비된 환자의 재활을 위하여 사용될 수 있는 운동기구로는, 국내등록특허 제799098호에 게시되어 있는 "재활운동기구"를 예로 들 수가 있다.
상기 특허의 기구는, 수평면 상에 배치된 종아리 지지부와 허벅지 지지부 등을 포함한 구성으로서, 종아리 지지부가 수평한 상태로 들어 올려지도록 허벅지 지지부가 회동하면서 수직하게 직립함으로써, "ㄱ"자의 형상으로 절곡되는 종아리 지지부와 허벅지 지지부에 의해 하체마비 환자의 하체 재활운동을 자동적으로 실시할 수 있도록 하여 준다.
상기 기구는, 구조가 비교적 간단하고, 하체마비 환자의 다리운동을 자동적으로 실시 할 수 있도록 하여주는 장점은 있으나, 허벅지를 세워주면서 무릎관절이 직각으로 굽혀지도록 할 뿐 다리와 관절 등 다리 전체에 미치는 운동효과에 있어서는 자전거 운동에 미치지 못할 뿐 아니라, 다리운동을 항상 누워서 하여야만 한다는 불편함이 있다.
즉 상기 특허의 기구는 하체마비 환자의 초기 재활운동에나 적합할 뿐 초기 재활운동 후에는 운동효과가 적을 뿐 아니라 정상적인 사람이나 다리가 다소 불편할 수 있는 노인, 유산소 운동이 필요로 되는 사람 등에는 적합치 않은 단점이 있다.
본 발명은, 종래의 자전거 운동기구가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 유산소 운동이 필요로 되는 심근경색 환자, 당뇨병 환자는 물론, 장시간 앉아 있기가 불편한 사람과 하체마비 환자의 재활에도 사용이 가능한 자전거 운동기구를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
그리고 사람의 신체조건에 따라 완전히 눕거나 앉은 자세 또는 비스듬히 누운 자세에서도 운동을 할 수 있는 자전거 운동기구를 제공함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
또한 거동이 불편하거나 하체마비 환자가 자전거 운동을 하는 경우 운동 중인 상태 그대로 다른 장소로 손쉽게 이송할 수 있는 자전거 운동기구를 제공함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 수동회전 및 모터에 의한 자동회전이 가능한 페달이 구비된 페달회전부와, 경사조절이 가능하며 안장과 등받이 및 헤드레스트가 구비된 신체지지부와, 이송바퀴가 구비된 베이스부 등에 의하여 달성된다.
본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는, 페달을 자동 또는 수동으로 회전할 수 있기 때문에 정상적인 사람은 물론 특히 심근경색 환자, 당뇨병 환자 등도 유산소 운동을 손쉽게 할 수 있을 뿐 아니라, 거동이 불편하거나 하체가 마비된 사 람도 유산소 운동을 할 수 있는 장점이 있다.
또한 운동 시의 피로도나 신체여건에 따라 완전히 눕거나 앉은 자세 또는 비스듬히 누운 자세로 운동을 할 수 있으며, 거동이 불편하거나 하체마비 환자가 운동 중에도 다른 장소로 손쉽게 이송할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은, 일반인, 거동이 불편한 사람은 물론 하체가 마비된 사람 등이 유산소 운동인 자전거 운동을 손쉽게 할 수 있도록 한, 하지 재활용 자전거 운동기구에 관한 것이다.
본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는, 사용하는 사람의 신체조건에 따라 완전히 앉거나 누운 자세 또는 비스듬히 누운 자세로 운동을 할 수 있을 뿐 아니라, 다리를 움직일 수 있는 경우에는 페달을 다리의 힘으로 회전시킬 수 있으나, 다리가 마비되었거나 움직이기가 매우 어려운 경우에는 페달을 자동으로 회전시켜 다리의 재활을 도울 수 있도록 함에 그 특징이 있다.
상기와 같은 본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는, 베이스부와; 베이스부에 회동가능하게 결합된 신체지지부와; 신체지지부의 전방측으로 고정결합된 페달회전부; 등으로 구성되는 바, 각각을 살펴보면 다음과 같다.
베이스부는, 바닥에 놓여지는 기초의 역할을 하는 것으로, 중량을 가볍게 하기 위하여 블록 보다는 프레임 구조가 바람직하며, 이송을 용이하게 하기 위하여 이송바퀴가 구비된다.
그리고 상기 베이스부에는 신체지지부가 결합되는 바, 중앙부에는 신체지지 부를 결합하기 위하여 테두리부보다 높도록 지지결합체가 구비되고, 이 지지결합체의 상단부에 신체지지부가 회동가능하게 결합된다.
신체지지부는, 상기 베이스의 지지결합체 상단부에 회동가능하게 결합되어 수평상태와 수직상태 사이에서 베이스부에 대한 경사도, 즉 수평면에 대한 경사도가 자유롭게 조절되는 구조로서, 사람의 등을 지지하는 등받이와; 등받이의 하단부에서 상부측으로 왕복이동 가능토록 등받이에 결합되는 안장과; 등받이의 상단부에 결합되어 머리를 지지하는 헤드레스트; 등으로 구성된다.
이때 상기 베이스부의 지지결합체와 신체지지부 및 등받이의 등받이프레임과 안장을, 직선 왕복운동형 엑츄에이터의 양 단부에 각각 회동가능하게 결합시킴으로써, 베이스부에 대한 신체지지부의 경사도 및 등받이에 대한 안장의 위치를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다.
즉 신체지지부의 경사도와 안장의 높이 조절구조를 기계적인 방식으로 만들 수도 있으나, 전기에너지를 기계적 에너지로 변환시켜주는 엑츄에이터를 사용하는 것이 사용에 더욱 편리하다.
페달회전부는, 내장된 모터에 의해 회전이 가능한 페달이 구비되어 자전거 운동을 할 수 있도록 하여 주는 역할을 하는 것으로, 상기 신체지지부의 아래 전방에 위치하도록 신체지지부에 고정결합되어 베이스부에 대하여 신체지지부와 함께 회동된다.
상기 페달은, 모터에 의한 자동회전이 가능한 동시에 모터의 동력이 끊어진 상태에서 수동으로도 회전시킬 수 있는 구조로서, 다리를 움직이기 어렵거나 마비 된 사람의 재활을 위한 경우에는 페달에 발을 올려 놓은 후 모터로서 페달을 회전시키고, 다리를 자유롭게 움직일 수 있는 사람의 경우에는 모터와의 연결을 끊은 후 다리의 힘만으로 페달을 회전시킬 수가 있다.
그리고 다리의 움직임이 불편하거나 노인 등이 페달을 자동으로 회전시키는 방법으로 운동을 할 때, 운동량이 과하게 되는 등의 경우 다리에 일시적인 마비현상이 초래될 수 있는데, 이때 계속하여 페달이 회전하게 되면, 다리에 무리가 가거나 다칠 수가 있다.
따라서 다리가 일시적으로 마비되어 페달과 함께 발이 움직이지 않으면서 모터에 과부하가 걸리는 경우, 모터가 자동으로 정지하도록 하는 것이 운동하는 사람의 부상 및 모터손상 방지를 위하여 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는, 안장에 앉은 상태에서 안장의 높이와 등받이의 각도를 조절한 후 페달의 작동을 자동 또는 수동으로 선택하여 자전거 운동을 할 수 있으며, 자전거 운동을 하는 중에도 안장의 높이와 등받이의 경사도 및 페달의 작동모드를 자유롭게 변화시킬 수 있다.
또한 베이스부에 이송바퀴가 구비되기 때문에 운동 중에도 사람과 함께 본 발명의 자전거 운동기구를 다른 장소로 손쉽게 옮길 수가 있다.
상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.
도 1에 본 발명 일실시예 하지 재활용 자전거 운동기구의 전방 사시도를, 도 2에 배면도를, 도 3에 측면도를 도시하였다.
도시된 바와 같이 본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구는,
상면 중앙부에 지지결합체(110)가 돌출구비되고, 하부에 이송바퀴(120)가 결합되며, 바닥에 놓여지는 베이스부(100)와;
상기 베이스부(100)의 지지결합체(110) 상단부에 회동가능하게 결합되는 등받이(210)와, 상기 등받이(210)의 하부에 상·하 왕복가능하게 결합되는 안장(220)과, 상기 등받이(210)의 상단부에 결합되는 헤드레스트(230)로 이루어진 신체지지부(200)와;
상기 지지부(200)의 등받이(210)에 결합되어 등받이(210) 하단부 아래로 연장된 상태에서 전방을 향하여 절곡되는 결합프레임(310)과, 결합프레임(310)의 전방단부에 결합되며 페달(321)이 구비된 몸체(320)와, 몸체 일측에 결합되며 손잡이(331)가 구비된 포스트(330)를 포함하여 이루어진 페달회전부(300); 등으로 구성된다.
이때 상기 신체지지부(200)의 등받이(210)는, 베이스부(100)에 회동가능하게 결합됨으로써, 베이스부에 대하여 수직하게 직립한 상태와 수평하게 뉘어진 상태 사이에서 자유롭게 그 각도가 조절될 수 있도록 하는 것이 신체조건이 다른 사람들 모두에게 바람직하다.
즉 베이스부(100)의 지지결합체(110)와 등받이(210)를, 직선 왕복운동이 가능한 엑츄에이터(130)의 양 단부에 각각 결합하고, 엑츄에이터(130)의 직선 왕복운동을 제어하는 방법으로 베이스부(100)에 대한 등받이(210)의 경사도를 조절할 수 있도록 할 수도 있다.
그러나 엑츄에이터(130)를 사용하지 않고 지지결합체(110)와 등받이(210)가 회전가능하게 결합된 결합부를 수동식으로 조여 고정하는 기계적 구조가 적용될 수도 있다.
또한 상기 등받이(210)의 폭방향 양 단부 중 적어도 어느 일측에는 팔을 지지할 수 있는 암레스트(240)를 구비하는 것이 좋으며, 암레스트(240)는, 그 외측단부를 상향 회전시켜 사용하지 않을 경우에는 암레스트(240)와 등받이(210)의 길이 방향을 일치시킬 수 있도록 하되, 사용 시에는 암레스트(240)가 등받이(210)와 대략 직각을 이루도록 암레스트(240)의 외측단부를 상향 또는 하향 회동시킬 수 있는 회동식 구조가, 등받이(210)에 대하여 암레스트(240)가 항상 세워진 상태인 고정식 구조보다 더욱 바람직하다.
또는 상기 암레스트(240)를 회동식이 아닌 상·하 왕복이동식으로 제작할 수도 있다.
그리고 안장(220)의 높낮이 조절에 따라 상기 암레스트(240)의 높낮이도 조절가능토록 결합하는 것이 좋다.
상기 안장(220)이 왕복이동가능하게 결합되는 등받이(210)는, 사람의 등에 접촉하게 되는 등받이판(211)과, 등받이판(211)을 지지 및 고정하기 위한 등받이프레임(212)으로 구성되다.
또한 상기 등받이판(211)의 하단 폭방향 중앙부에는 등받이판(210)을 좌·우 양 측으로 분리하는 일자형 관통홈(G)이 등받이 상부측을 향하여 형성되고, 안 장(220)은 상기 관통홈(G)을 따라 상·하 왕복이동가능하도록 관통홈(G)을 관통하여 등받이프레임(212)에 결합된다.
이때 상기 안장(220)의 높이 조절구조에 기계식 구조가 적용될 수도 있으나, 직선 왕복운동이 가능한 엑츄에이터(130')를 등받이프레임(212)에 내장한 후 엑츄에이터(130')의 양 단부에 안장(220)과 등받이프레임(212)을 각각 결합함으로써, 안장(220)의 높낮이 조절도 자동화할 수가 있다.
본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구에서 자전거 운동을 할 수 있도록 하여 주는 페달회전부(300)는, 몸체(320)에 모터(도면 미도시)가 내장되고, 이 모터는 몸체(320) 외부로 노출되는 페달(321)의 회전축과 분리가능하게 결합됨으로써, 필요에 따라 페달(321)이 모터에 의해 구동되도록 하거나 모터와 분리된 상태에서 다리의 힘에 의해 회전될 수 있는 구조이다.
그리고 상기 모터와 페달(321)의 분리가능한 연결구조에 사용될 수 있는 것으로는, 모터와 함께 몸체(320)에 내장되는 전자 클러치(도면 미도시)를 예로 들 수 있다.
상기 전자클러치는, 전자석의 힘을 이용하여 동력이 전달되도록 하거나 동력이 전달되지 않도록 하는 동력전달수단으로서, 전원이 인가된 상태에서는 서로 대향하는 두 클러치부재가 밀착되면서 일측의 동력이 타측으로 전달될 수 있으나, 전원이 차단되면 전자석의 자력이 소멸되면서 스프링의 탄성력에 의해 두 클러치부재가 분리됨으로써 동력이 전달되지 않고 차단된다.
즉 상기 페달회전부(300)는 페달(321)을 회전시켜 자전거 운동을 할 수 있도 록 하여 주는 역할을 하는 것으로, 페달(321)이 모터에 의해 자동으로 회전하거나 모터와 분리된 상태에서 사람의 힘에 의해 회전되고, 페달의 자동/수동 회전을 선택할 수 있는 구조가 중요하며, 이를 달성하기 위한 모터, 전자클러치 등의 수단은 종래에 널리 알려진 일반적인 구성요소이기 때문에 상기 본 발명 구성요소의 기재에서는 생략하였다.
또한 상기 모터, 동력전달수단, 엑츄에이터 등은 전기의 힘으로 작동되는 바, 전원으로는 외부전원이 사용될 수도 있고, 본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구에 2차전지 등을 장착한 후 이를 전원으로 사용할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 하지 재활용 자전거 운동기구에서는, 페달 회전의 자동/수동 선택, 페달의 자동회전수 조절, 안장의 높낮이 조절 및 등받이의 경사도 조절 등이 엑츄에이터, 모터, 전자클러치 등에 의해 자동제어될 수 있는 바, 손잡이(331)에 인접한 포스트(330) 부위에는 제어반(332)이 구비된다.
도 1은 본 발명 일실시예 자전거 운동기구의 전방 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예 자전거 운동기구의 후방 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예 자전거 운동기구를 보인 것으로,
(가)는 등받이가 세워진 상태를 보인 측면도이고,
(나)는 등받이가 눕혀진 상태를 보인 측면도이다.
((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))
100. 베이스부 110 .지지결합체 120. 이송바퀴
130,130'. 엑츄에이터 200. 신체지지부 210. 등받이
211. 등받이판 212. 등받이프레임 220. 안장
230. 헤드레스트 240. 암레스트 300. 페달회전부
310. 결합프레임 320. 몸체 321. 페달
330. 포스트 331. 손잡이 332. 제어반
G. 관통홈

Claims (10)

  1. 바닥에 놓여지는 베이스부(100)와;
    상기 베이스부(100)에 회동가능하게 결합되는 등받이(210)와, 등받이(210)에 상·하 왕복가능하게 결합되는 안장(220)을 포함하여 이루어진 신체지지부(200)와;
    상기 등받이(210)에 고정결합되고, 페달(321)과 손잡이(331)가 구비되며, 페달(321)을 회전시키기 위한 모터가 내장된 페달회전부(300);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 베이스부(100)의 상면 중앙부에는 지지결합체(110)가 돌출구비되고 하부에는 이송바퀴(120)가 결합된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 베이스부(100)의 상면 중앙부에는 지지결합체(110)가 돌출구비되고, 상기 지지결합체(110)의 상단부에는 등받이(210)가 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 베이스부(100)와 등받이(210)는, 직선 왕복운동이 가능한 엑츄에이터(130)의 양 단부에 각각 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 등받이(210)는, 사람의 등에 접촉하는 등받이판(211)과, 등받이판(211)의 배면에 결합되는 등받이프레임(212)으로 구성되고, 상기 등받이판(211)에는 하단부 폭방향 중앙부에서 상부측으로 일자형 관통홈(G)이 구비되며, 상기 안장(220)은 관통홈(G)을 따라 상·하 왕복이동가능한 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 등받이프레임(212)에는 직선 왕복운동이 가능한 엑츄에이터(130')가 내장되고, 엑츄에이터(130')의 양 단부에는 상기 등받이프레임(212) 및 안장(220)이 각각 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 등받이(210)의 상단부에는 헤드레스트(230)가 결합된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 등받이(210)의 폭방향 양 단부 중 적어도 어느 일측에는 팔을 지지할 수 있는 암레스트(240)가 구비된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 페달회전부(300)는,
    상기 등받이(210)에 결합되며 등받이(210) 하단부 아래로 연장된 상태에서 전방을 향하여 절곡되는 결합프레임(310)과;
    상기 결합프레임(310)의 전방단부에 결합되고, 내장된 모터에 분리가능하게 연결되는 페달(321)이 구비된 몸체(320)와;
    상기 몸체(320) 일측에 결합되며 손잡이(331)가 구비된 포스트(330); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 손잡이(331)에 인접하여 포스트(330)가 구비되고, 포스트(33) 부위에는 등받이(210)의 경사각도와 안장(220)의 높낮이 및 페달(321)의 회전수를 조절하기 위한 제어반(332)이 구비된 것을 특징으로 하는 하지 재활용 자전거 운동기구.
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