KR101021258B1

KR101021258B1 - 하지 등척성 운동장치

Info

Publication number: KR101021258B1
Application number: KR1020100139439A
Authority: KR
Inventors: 정추자
Original assignee: 정추자
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-03-11

Abstract

본 발명은 하지 등척성 운동장치에 관한 것으로, 특히 하지가 약하여 대퇴근육의 위축이 오는 사람들에게 무릎 부상의 염려 없이 힘들이지 않고서도 대퇴부의 사두근과 햄스트링 근육을 강화시킬 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 사용자의 무릎관절이 펴진 상태로 대퇴부 및 종아리를 움직이지 않도록 지지해주는 다리 지지체와, 다리 지지체의 선단부에서 사용자의 발을 지지한 상태로 회전 가능하게 설치되어 회전왕복 운동에 의해 발목을 뒤로 젖혔다가 펴줄 수 있도록 한 발 지지체와, 발 지지체가 회전하도록 구동력을 제공하는 서보모터와, 서보모터와 발 지지체를 연결하여 서보모터의 구동력을 발 지지체에 전달하는 구동력 전달수단을 포함하여 구성된다.

Description

하지 등척성 운동장치{LEG ISOMETRIC EXERCISE APPARATUS}

본 발명은 하지 등척성 운동장치에 관한 것으로, 특히 하지가 약하여 대퇴근육의 위축이 오는 사람들에게 무릎 부상의 염려 없이 힘들이지 않고서도 대퇴부의 사두근과 햄스트링 근육을 강화시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 산업사회가 발달하면서 항상 스트레스에 시달리고 의자 생활을 많이 하는 현대인들에게는 스트레스와 피로를 풀어 건강을 유지하기 위한 운동이 필수이나, 운동을 하기 위한 시간이나 장소 등의 여건이 마련되지 않기 때문에 이를 실천하지 못하는 경우가 대부분이다.

따라서, 이러한 운동부족으로 인해 항상 많은 질병에 노출되어 있는 것이 현 실정이다. 또한, 어렵게 시간을 만들어 운동을 한다고 해도 자력에 의해 여러 관절 부위를 갑자기 움직이게 되면, 오히려 관절에 무리가 가서 운동을 하지 않은 것만 못한 경우가 많으며, 추운 겨울이나 날씨가 좋지 않은 경우에는 더욱 운동을 꺼리게 된다. 특히 다리를 자유로이 움직이지 못하거나, 무릎이 불편한 사람은 움직임의 제한으로 다리근육이 약화되어 점점 다리의 근력이 약화된다.

이에 따라, 의료시설은 물론 가정에서도 쉽게 운동을 할 수 있는 다양한 운동기구들이 시판되고 있으나, 이는 사용자의 힘을 이용해 밀고 당기거나, 계단을 오르내리듯이 움직여 운동을 하는 형태의 기구가 대부분이어서 사용자가 무리를 하게 되면 무릎 관절에 이상이 생기게 되며, 기구의 부피가 커서 이동 및 설치에 용이하지 못하다는 단점이 있다.

특히, 신체의 다리는 신체의 하중을 지탱하는 매우 중요한 부위인 바, 다리의 근육을 강화하기 위한 운동기구가 많이 시판되고 있으며, 진동모터에 의해 진동을 주어 신체의 발 및 다리가 떨림으로써 운동효과를 얻도록 한 진동식 운동기구와, 신체의 양 발을 올려놓고 사용자가 직접 양 발을 번갈아 디디면서 다리 근육을 강화하도록 한 스텝퍼가 있다.

이 중, 진동식 운동기구의 경우 구름판의 떨림동작에 의해 운동효과를 얻을 수 있도록 하고 있으나, 실질적으로 진동식 운동기구의 경우 사용자의 신체가 떨리면서 대퇴부나 종아리 부분에 대한 근육이완 효과는 어느 정도 얻을 수 있는 반면에 근육강화 효과는 거의 얻을 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 진동식 운동기구의 경우에는 구름판의 진동에 따른 소음이 심하게 발생되어 아파트와 같은 다가구에서의 사용에 제한을 받는 문제점도 있었다.

한편, 수동식 운동기구인 스텝퍼의 경우에는 다리 근육을 단련시키는 과정에서 무릎 관절을 많이 사용하게 되어 무리를 주는 문제점이 있기 때문에 다리 근육이 이미 약해진 사람에게는 오히려 심각한 부상을 야기할 수 있는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 도 1에 도시된 바와 신체에 무리를 주지 않으면서도 다리를 마사지 해 주는 공압식 마사지기(10)가 시중에서 시판되고 있다. 이같은 공압식 마사지기는 에어펌프(20)를 사용하여 사용자의 다리에 끼워 감싸주는 긴 부츠 형태의 마사지기(10)에 공기를 주입할 수 있도록 한 구성을 갖는다. 이같은 구성을 갖는 공압식 마사지기(10)는 공기의 주입으로 부피가 팽창하면서 다리를 압박하였다가 풀어주는 동작을 하면서 다리 전체를 자극해준다.

그러나 이같은 종래기술의 공압식 마사지기(10)는 사용자의 다리를 자극하여 혈액순환을 촉진하는 정도의 기능은 기대할 수 있으나 다리 근육을 강화시켜 주는데는 매우 제한적이라는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 하지가 약하여 대퇴부 근육의 위축이 오는 사람들이 무릎 부상의 염려 없이 힘들이지 않고서도 대퇴부의 사두근과 햄스트링 근육을 강화시킬 수 있는 하지 등척성 운동장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 하지 등척성 운동장치는, 사용자의 무릎관절이 펴진 상태로 대퇴부 및 종아리를 움직이지 않도록 지지해주는 다리 지지체와; 상기 다리 지지체의 선단부에서 사용자의 발을 지지한 상태로 굴곡과 신전의 회전이 가능하게 설치되어 회전왕복 운동에 의해 발목을 뒤로 젖혔다가 펴줄 수 있도록 한 발 지지체와; 상기 발 지지체가 회전하도록 구동력을 제공하는 서보모터와; 상기 서보모터와 발 지지체를 연결하여 상기 서보모터의 구동력을 상기 발 지지체에 전달하는 구동력 전달수단을 포함하여 구성되어, 상기 발 지지체의 회전왕복 운동으로 사용자의 발목이 젖혀졌다 펴지는 반복동작에 의해 고정 지지된 대퇴부의 근육이 수축 및 이완되면서 강화되도록 하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 다리 지지체는 대퇴부와 종아리를 하측에서 지지해주는 베이스와, 상기 베이스의 좌편과 우편에 각각 세워져서 대퇴부와 종아리의 좌측과 우측을 감싸주는 한 쌍의 측벽으로 이루어지고, 상기 측벽 상단부에는 사용자의 대퇴부와 종아리를 상측에서 감싸 지지하는 벨크로가 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 발 지지체에는 사용자의 발등 및 발목 부위를 상측에서 감싸 지지하는 밴드가 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다리 지지체와 발 지지체가 연결되는 부위에 설치되어 사용자의 발꿈치를 받치면서 충격을 완화시켜주는 발꿈치 쿠션을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다리 지지체의 베이스와 측벽 및 상기 발 지지체에는 다수개의 공기통구가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동력 전달수단은, 상기 다리 지지체에 설치된 서보모터의 샤프트에 설치된 구동기어와, 상기 발 지지체의 회전축 상에 설치되고 상기 구동기어보다 더 큰 직경을 갖는 종동기어와, 상기 구동기어와 종동기어를 연결하는 구동력 전달용 벨트를 포함하고, 상기 서보모터를 제어하여 상기 발 지지체의 회전 속도, 각도, 작동횟수, 작동시간 중 어느 하나 이상을 설정할 수 있도록 한 컨트롤패널을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치는, 무릎 등에 부상을 입을 염려없이 힘들이지 않고서도 대퇴부 사두근과 햄스트링 근육을 강화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 직접 움직이지 않고 단지 서보모터에 의한 구동에 순응하는 방식이기 때문에 힘들이지 않으면서도 자연스럽게 대퇴부의 사두근과 햄스트링 근육을 강화할 수 있으며, 이로써 다리 마비환자, 무릎 관절염 환자, 다리 깁스 환자 등 스스로 움직이기 곤란한 사용자들도 폭넓게 이용하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 사용자의 다리는 움직이지 않도록 한 등척성 타입으로서 발만을 뒤로 젖히는 정도의 작은 움직임만을 요구하기 때문에 많은 설치공간을 필요로 하지 않으며 이동에도 편리하다.

또한, 본 발명은 다리 지지체가 대퇴부와 종아리를 하측에서 지지하는 베이스에 더해 좌편과 우편에 한 쌍의 측벽으로 이루어져 사용자의 다리를 편안하고 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 벨크로 및 밴드가 설치되어 사용자의 다리 및 발을 간편하고 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 본 발명은 발꿈치를 받쳐주는 발꿈치 쿠션이 구비되어 발목의 회전으로 인한 발꿈치의 통증이 없다

또한, 본 발명은 대퇴부 지지체의 베이스와 측벽에 증기상태의 땀을 배출할 수 있는 다수개의 공기통구가 형성되어 운동 중에도 쾌적함을 유지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 다리 마사지기를 설명하기 위한 참조도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치의 사용상태도.
도 4는 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치의 구성을 설명하기 위한 주요부위의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 구동력 전달수단을 설명하기 위한 부분 확대도.
도 6은 도 4에서 외부 케이싱 및 범퍼 내피가 장착된 상태를 설명하기 위한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 컨트롤패널을 설명하기 위한 컨트롤패널의 정면도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치의 사용상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치는 사용자의 무릎관절이 펴진 상태로 대퇴부 및 종아리가 움직이지 않도록 지지하고, 그 상태에서 서보모터(131)가 제공하는 구동력을 사용하여 사용자의 발목만을 젖혔다 펴주는 반복동작을 수행함으로써 대퇴부 앞 근육인 사두근과 뒷 근육인 햄스트링 근육을 강화할 수 있도록 구성된다.

특히 본 발명은 사용자가 다리를 거의 움직이지 않고 단지 서보모터(131)에 의한 구동에 순응하는 방식이기 때문에 힘들이지 않으면서도 자연스럽게 대퇴부의 사두근과 햄스트링 근육을 강화할 수 있으므로 다리 마비환자, 무릎 관절염 환자, 다리 깁스 환자 등 스스로 움직이기 곤란한 사용자들도 폭넓게 이용하는 것이 가능한 구성을 갖는다.

이하, 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치의 구성에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치의 구성을 설명하기 위한 주요부위의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 구동력 전달수단을 설명하기 위한 부분 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치는 사용자의 다리 즉, 대퇴부 및 종아리를 지지해주는 다리 지지체(110)와, 사용자의 발을 지지하면서 발목이 움직이도록 보조하는 발 지지체(120)와, 상기 발 지지체(120)에 구동력을 제공하기 위한 서보모터(131) 및 구동력 전달수단(130)을 포함하여 이루어진다. 이같은 구성에 의하면 상기 다리 지지체(110)가 대퇴부 및 종아리를 포함하는 사용자의 다리를 움직이지 않게 지지한 상태에서, 상기 발 지지체(120)가 사용자의 발목만을 뒤로 젖혔다가 펴주는 반복동작이 가능해진다.

아래에서는 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 다리 지지체(110)는, 전술된 것처럼 사용자의 무릎관절이 펴진 상태로 대퇴부 및 종아리를 움직이지 않도록 지지해주는 역할을 한다. 이를 위해 상기 다리 지지체(110)는 대퇴부와 종아리를 하측에서 받쳐주는 베이스(110a)와, 상기 베이스(110a)의 좌편과 우편에 각각 세워져서 대퇴부와 종아리의 좌측과 우측을 감싸 수용하는 한 쌍의 측벽(110b,110c)으로 이루어진다(도면에서 상기 베이스(110a)와 한 쌍의 측벽(110b,110c)으로 형성된 수용공간이 도면부호 117로 표시됨).

상기 다리 지지체(110)를 구성하는 베이스(110a)와 한 쌍의 측벽(110b,110c)에는 다수개의 공기통구(113,114)가 형성된다. 상기 공기통구(113,114)는 사용자의 대퇴부 근육이 수축 및 이완될 때 발생되는 증기 형태의 땀을 용이하게 배출 할 수 있도록 해주어 운동 중에도 쾌적함을 유지할 수 있다.

그리고 상기 한 쌍의 측벽(110b,110c) 상단부에는 사용자의 대퇴부와 종아리를 상측에서 감싸 지지하는 벨크로(111)가 더 설치된다. 상기 벨크로(111)의 설치를 위해 좌우 양편에 설치된 상기 측벽(110b,110c) 상단부에는 각각 복수의 고리(112a,112b)들이 설치되는데, 한편의 고리(112a)들에는 벨크로(111)의 끝단부가 결합된 상태로 지지되고, 다른편의 고리(112b)들에는 벨크로(111)가 결합되지는 않지만 관통하여 역인 후 접혀진 상태로 체결될 수 있도록 벨크로(111)가 관통하여 경유한다. 상기 벨크로(111)에는 서로 대응하여 접합되는 후크(111a, hook)와 보플(111b)이 구비됨은 물론이다.

이처럼 벨크로(111)가 구비되면 다리 전체가 다리 지지체(110)에 안정적으로 고정되어 발목이 뒤로 젖혀질 때 무릎이 구부러지려는 경향을 억제할 수 있게 된다. 이처럼 본 발명에서는 무릎이 구부러지지 않도록 억제하는 것이 매우 중요한데, 만일 무릎이 구부러지게 되면 발목을 젖히더라도 대퇴부의 사두근과 햄스프링 근육에 대한 수축 및 이완 작용이 제대로 이루어지 않아 효과가 반감되기 때문이다.

한편, 상기 발 지지체(120)는 상기 다리 지지체(110)의 선단부에 회전 가능하게 힌지결합된다. 이로써 상기 발 지지체(120)는 서보모터(131) 및 구동력 전달수단(130)에 의해 구동력을 전달받아 회전하면서 사용자의 발목을 뒤로 젖혔다가 펴주는 동작을 반복적으로 실시할 수 있게 된다. 여기서 상기 발 지지체(120)는 회전하는 각도를 제한할 수 있도록 회전축인 힌지축(125a,125b) 인근에서 상기 다리 지지체(110)의 가이드홈(127)을 따라 이동하다가 양 끝단에 걸쳐지는 스토퍼(128, stopper)를 구비한다. 상기 스토퍼(128)는 서보모터(131)의 제어가 원활하게 이루어지지 않더라도 상기 발 지지체(120)의 회전 각도를 일정 범위 내로 제한하여 마비환자와 같이 하지의 힘을 거의 쓰지 못하는 사용자가 부상을 당할 가능성을 원천적으로 제거해준다. 참고로, 상기 발 지지체(120)의 회전 각도는 기본 상태에서 사용자가 발목을 뒤로 젖히는 방향으로 35°, 발목을 앞으로 펴주는 방향으로 45°, 가능하도록 해주는 것이 바람직하다. 하지만 상기 발 지지체(120)의 회전 각도는 융통성 있게 설정해주면 되며, 이같은 발 지지체(120)이 회전 각도는 상기 스토퍼(128)를 안내하다가 양 끝단에 의해 걸어주는 가이드홈(127)의 길이를 조절함으로써 가능해진다.

또한, 상기 발 지지체(120)는 사용자의 발을 수용하여 지지할 수 있도록 넓은 평판(120a)에 펜스(120b)가 둘러쳐진 형태로 형성된다. 상기 발 지지체(120)의 평판(120a)에도 다수개의 공기통구(121)가 형성되어 사용자의 발로부터 발생되는 증기 형태의 땀을 배출할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 발 지지체(120)에는 사용자의 발등 및 발목 부위를 상측에서 감싸 지지하는 밴드(122,124)가 더 설치된다. 상기 밴드(122,124)는 발을 끼워 삽입할 수 있을 정도의 여유를 두고 설치되되, 지지하는 발등 부위와 발목에 따라 삽입할 수 있는 여유를 달리하여 전반적으로 편안하면서도 안정된 지지가 가능하도록 한다. 상기 밴드(122,124)는 사용자의 발을 얼마나 강하고 안정적으로 지지할 것인지 혹은 얼마나 편안하게 지지할 것인지에 따라 고무성분이 포함되어 신축성이 가미된 것으로 구비할 것인지 신축성이 없는 타이트한 밴드(122,124)로 구비할 것인지 결정할 수 있다.

한편, 상기 다리 지지체(110)와 발 지지체(120)가 연결되는 부위에는 사용자의 발꿈치를 편안하게 받치면서 발꿈치로 인한 충격 및 불편함을 완화시켜주는 발꿈치 쿠션(123)이 구비된다. 상기 발꿈치 쿠션(123)은 스펀지, 우레탄, 라텍스 메모리폼 등의 소재로 구비되면 적당하다.

상기 서보모터(131)는 다리 지지체(110)의 선단부 일측면에 설치된다. 또한, 상기 서보모터(131)의 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달수단(130)은, 구동기어(132a)와, 종동기어(132b)와, 구동력 전달용 벨트(133)로 이루어진다.

여기서, 상기 구동기어(132a)는 상기 서보모터(131)의 샤프트에 설치되어 함께 회전한다. 또한, 상기 종동기어(132b)는 상기 발 지지체(120)의 회전축인 힌지축(125a,125b) 상에 설치되고 상기 구동기어(132a)보다 더 큰 직경을 갖는 것으로 구비된다. 이처럼 상기 구동기어(132a)보다 종동기어(132b)의 직경을 크게 하는 것은 발 지지체(120)의 동작속도는 완화하는 대신 작용하는 힘은 강하게 하기 위함이다.

또한, 상기 구동력 전달용 벨트(133)는 내측면에 상기 구동기어(132a) 및 종동기어(132b)와 맞물리는 톱니(cog)가 형성된 타이밍 벨트로 구비된다. 이처럼 상기 구동력 전달용 벨트(133)가 타이밍 벨트로 형성되면 상기 구동기어(132a) 및 종동기어(132b)에 대하여 슬립현상이 거의 일어나지 않으므로 동력전달이 매우 안정적으로 이루어진다. 여기서 안정적인 구동력 전달 측면에서는 상대적으로 미흡할 수 있지만 구동기어(132a), 종동기어(132b) 및 타이밍 벨트를 대신하여, 비교적 가격이 저렴한 구동풀리, 종동풀리 및 톱니가 없는 일반 고무벨트로 구비될 수 있다. 또한, 상기 기어나 풀리 대신 스프로켓이 구비되고 이에 맞추어 벨트 대신 체인으로 구비되는 구성도 얼마든지 가능하다.

또한, 상기 구동력 전달수단(130)에는 종동기어에 대한 구동력 전달용 벨트(133)의 접촉을 강화하여 구동력을 보다 확실하게 전달할 수 있도록 구동력 전달용 벨트(133)를 종동기어(132b)쪽으로 밀어주는 아이들 기어(134)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

도 6은 도 4에서 외부 케이싱 및 범퍼 내피가 장착된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 다리 지지체(110)의 측벽(110b,110c) 외측으로 외부 케이싱(116)이 장착되어 마감처리되고, 상기 다리 지지체(110)와 발 지지체(120)의 내측에는 부드러운 천을 소재로 한 보호용 범퍼 내피(118,128)가 구비된다. 상기 보호용 범퍼 내피(118,128)는 사용자의 다리와 발을 직접 접촉하여 보호하는 역할과 함께 내부 골격구조가 드러나지 않게 하여 미관상 보기 좋지 않은 것을 은폐하는 역할을 한다.

여기서, 상기 외부 케이싱(116)의 장착을 위해 상기 다리 지지체(110)의 측벽(110b,110c) 외측과 외부 케이싱(116) 사이에는 이격을 유지해주는 스페이서(115 도 4 참조)가 설치된다.

도 7은 본 발명에 따른 컨트롤패널을 설명하기 위한 컨트롤패널의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컨트롤패널(140)은 사용자가 상기 서보모터(131)를 제어할 수 있도록 한 것으로, 전원을 인가하기 위한 온오프 스위치(142) 및 작동을 시작하고 정지하기 위한 작동스위치(145)를 비롯하여 상기 발 지지체(120)의 회전 속도, 각도, 작동횟수, 작동시간을 설정할 수 있도록 각종 조절스위치(143,144,147)가 구비된다. 또한, 작동횟수와 작동시간을 표시하는 표시창(148,149)도 구비되며, 비상사태를 대비하여 갑작스럽게 동작을 정지시켜야 하는 경우 유용하게 사용할 수 있도록 비상스위치(146)가 추가적으로 구비되는 것이 바람직하다.

단, 상기와 같이 각종 스위치들에 의해 동작이 구현되는 구체적인 회로 구성에 대해서는 컨트롤패널을 제작하는 통상의 업체들에서 어렵지 않게 구현할 수 있는 공지의 기술에 해당하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 하지 등척성 운동장치를 사용하기 위해서는 사용자의 발을 발 지지체(120)의 밴드(122,124) 아래로 삽입하는 동시에 다리는 다리 지지체(110)의 수용공간(117)에 편안한 상태로 삽입한다. 이때 상기 발 지지체(120)의 밴드(122,124) 아래로 삽입된 사용자의 발은 편안하고 안정적으로 지지된 상태가 되어야 한다.

그리고, 사용자의 다리가 상기 다리 지지체(110)에 완전히 삽입되어 편안하게 놓여지면 무릎을 쭉 편 상태에서 벨크로(111)를 체결하여 다리 전체를 다리 지지체(110)에 움직이지 않도록 고정해준다.

이처럼 준비단계에서 사용자의 다리와 발을 각각 다리 지지체(110)와 발 지지체(120)에 움직이지 않도록 지지하였으면 컨트롤패널(140)에서 조절스위치(143,144,147)를 사용하여 원하는 동작속도 및 각도를 설정한 후, 온오프 스위치(142)와 작동스위치(145)를 눌러준다.

그러면 서보모터(131)가 구동하기 시작하며, 상기 서보모터(131)의 구동력을 전달받는 발 지지체(120)가 회전왕복 운동을 하면서 사용자의 발목을 뒤로 젖혔다가 펴는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.

이때 상기 서보모터(131)의 구동력은 상기 서보보터(131)의 샤프트 상에 설치된 구동기어(132a)로부터 구동력 전달용 벨트(133)인 타이밍벨트를 통해 종동기어(132b)에 이르게 되며 이어 상기 종동기어(132b)의 회전으로 상기 발 지지체(120)가 함께 회전한다. 그러면 상기 발 지지체에 고정된 사용자의 발이 뒤로 젖혀졌다가 펴지는 동작을 반복하게 된다.

이렇게 다리가 움직이지 않도록 다리 지지체(110)에 의해 고정된 상태에서 상기 발 지지체(120)의 회전왕복 운동에 의해 사용자의 발목이 뒤로 젖혀졌다가 펴지는 것을 반복하게 되면 사용자의 종아리 근육을 따라 대퇴부 근육이 자연스럽게 수축되고 이완되기를 반복한다. 이로써, 사용자는 힘들이지 않고 무릎 손상과 같은 신체 부상의 위험 없이 대퇴부 근육을 강화시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 하지 등척성 운동장치가 동작하고 있을 때 사용자가 상기 컨트롤패널(140)의 초기 설정치를 변경하여 동작속도 및 각도 등을 변경할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 하지 지지체 110a : 베이스
110b,110c : 측벽 111 : 벨크로
112a,112b : 고리 113,114,121 : 공기통구
115 : 스페이서 120 : 발 지지체
122,124 : 밴드 123 : 쿠션
130 : 구동력 전달수단 131 : 서보모터
132a : 구동기어 132b : 종동기어
133 : 구동력 전달용 벨트 140 : 컨트롤패널

Claims

사용자의 무릎관절이 펴진 상태로 대퇴부 및 종아리를 움직이지 않도록 지지해주는 다리 지지체와;
상기 다리 지지체의 선단부에서 사용자의 발을 지지한 상태로 회전 가능하게 설치되어 회전왕복 운동에 의해 발목을 뒤로 젖혔다가 펴줄 수 있도록 한 발 지지체와;
상기 발 지지체가 회전하도록 구동력을 제공하는 서보모터와;
상기 서보모터와 발 지지체를 연결하여 상기 서보모터의 구동력을 상기 발 지지체에 전달하는 구동력 전달수단을 포함하여 구성되어,
상기 발 지지체의 회전왕복 운동으로 사용자의 발목이 젖혀졌다 펴지는 반복동작에 의해 고정 지지된 대퇴부의 근육이 수축 및 이완되면서 강화되도록 한 하지 등척성 운동장치.
제1항에 있어서,
상기 다리 지지체는 대퇴부와 종아리를 하측에서 지지해주는 베이스와, 상기 베이스의 좌편과 우편에 각각 세워져서 대퇴부와 종아리의 좌측과 우측을 감싸주는 한 쌍의 측벽으로 이루어지고,
상기 측벽 상단부에는 사용자의 대퇴부와 종아리를 상측에서 감싸 지지하는 벨크로가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 하지 등척성 운동장치.
제2항에 있어서,
상기 발 지지체에는 사용자의 발등 및 발목 부위를 상측에서 감싸 지지하는 밴드가 더 설치된 것을 특징으로 하는 하지 등척성 운동장치.
제3항에 있어서,
상기 다리 지지체와 발 지지체가 연결되는 부위에 설치되어 사용자의 발꿈치를 받치면서 충격을 완화시켜주는 발꿈치 쿠션을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하지 등척성 운동장치.
제2항에 있어서,
상기 다리 지지체의 베이스와 측벽 및 상기 발 지지체에는 다수개의 공기통구가 형성된 것을 특징으로 하는 하지 등척성 운동장치.
제1항에 있어서,
상기 구동력 전달수단은, 상기 다리 지지체에 설치된 서보모터의 샤프트에 설치된 구동기어와, 상기 발 지지체의 회전축 상에 설치되고 상기 구동기어보다 더 큰 직경을 갖는 종동기어와, 상기 구동기어와 종동기어를 연결하는 구동력 전달용 벨트를 포함하고,
상기 서보모터를 제어하여 상기 발 지지체의 회전 속도, 각도, 작동횟수, 작동시간 중 어느 하나 이상을 설정할 수 있도록 한 컨트롤패널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하지 등척성 운동장치.