KR101242454B1 - 자전거 재활장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 자전거 재활장치(10)는, 몸체(20)의 하단에 설치되어, 다리 운동을 할 수 있는 페달부(21); 상기 페달부(21)와 동일축상에 형성되어, 동력을 발생시키는 동력부(22); 상기 동력부(22)에 연결되어, 상기 동력부(22)의 동작을 가변전압으로 제어하는 동력제어부(23); 상기 동력제어부(23)에 연결되어, 상기 동력부(22)에 전기를 공급하는 배터리부(24);를 포함하여 구성되되, 상기 동력부(22)는, 상기 동력제어부(23)에서 설정된 전압 문턱값 이하에서는 상기 배터리부(24)에서 전기를 공급받아 모터로 동작되고, 상기 전압 문턱값 이상에서는 발전기로 동작되어, 상기 배터리부(24)에 전기를 충전하도록 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 동력부(22)를 모터와 발전기로 동시에 사용할 수 있어 다리 힘이 약한 노인이나 환자가 손쉽게 전압을 조정하여 용이하게 재활 운동할 수 있으며, 충전된 전력을 자전거 재활장치(10)의 동력으로 활용함과 아울러 외부 가전제품을 구동할 수 있는 전원으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

자전거 재활장치{Cycling apparatus for the rehabilitation of the legs}

본 발명은 자전거 재활장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 페달을 밟아 운동을 하는 자전거 재활장치에 모터를 부설하여, 사용자에 따라 모터로 사용되거나, 충전 및 방전이 가능한 발전기로 사용되어, 자전거 재활장치의 동력으로 활용함과 아울러 외부 가전제품을 구동할 수 있는 전원으로 사용할 수 있도록 하는 자전거 재활장치에 관한 것이다.

최근 사회의 고령화에 따라서 남녀노소 연령층을 불문하고 건강관리, 건강유지, 건강증진에 대한 사람들의 인식이 높아지고 있다. 일반적으로, 많은 사람들은 질환의 조기발견 혹은 예방을 목적으로 병원 등의 의료시설에서 전문가의 진단이나 조언을 받고 있을 뿐만 아니라, 이른바 스포츠클럽과 같은 비 의료 시설을 이용하여 자신의 건강관리나 유지 또는 증진을 위해 노력하고 있다.

이러한 건강관리의 필요성에 의해, 가정이나 헬스클럽 등에서 자신의 건강 및 체력을 유지 또는 증진하거나, 혹은 치료의 연속으로 활용되는 운동기구들, 예를 들어 런닝머신, 스텝퍼, 자전거형 운동장치 등이 개발되어 실생활에 널리 사용되고 있다.

통상적으로 자전거형 운동장치는 실내에서도 자전거를 탈 때와 유사한 운동효과를 얻기 위한 운동기구로서, 본체 상에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되는 바퀴부재와, 사용자의 발을 지지하도록 설치되어 사용자의 다리운동에 의해 바퀴부재를 회전시키는 페달부재를 포함한다.

이러한 종래의 자전거형 운동기구는 한 개의 바퀴부재를 그 회전축의 양측에 설치된 한 쌍의 페달부재의 조작을 통해 회전시키도록 구성된다. 따라서, 종래의 자전거형 운동장치는, 한 쌍의 페달부재에 동일한 힘을 가하여 한 개의 바퀴부재를 회전시키는 것을 기본으로 하고 있다. 그러므로, 재활치료를 받는 환자들과 같이 어느 한 쪽 다리의 근력이 다른 쪽에 비해 약한 사용자의 경우, 거의 한쪽 다리로만 바퀴부재를 회전시키기 때문에 사용이 힘들고, 근력이 저하된 다리의 재활효과도 낮은 문제점이 있으며, 사용자가 페달부재를 밟는 힘에 대응하여 바퀴부재에 걸리는 부하를 실시간으로 변화시킬 수 없기 때문에, 사용자가 자기에 맞는 적절한 부하로 운동을 하기가 불편하였다. 따라서, 그 재활효과 및 운동효과가 크지 않다는 문제점도 있다.

또한, 종래의 운동기구는 사용자가 보다 효율적인 운동효과를 얻을 수 있도록 도와주는 전자장비들을 구비하고 있는 것이 일반적이며, 최근에는 상기 전자장비에 게임과 같이 사용자가 지속적으로 참여할 수 있는 기능을 접목시켜 운동하는 사용자가 단순한 동작을 반복하여 수행하는 것에 대하여 지루함을 느끼지 않고 운동에 대한 흥미가 저하되지 않도록 한 운동기구의 보급이 늘어나고 있다.

이와 같은 운동기구는 전자장비를 작동시키기 위해서 전원을 공급해 주어야 하기 때문에 종래에는 주로 헬스 클럽 등과 같은 실내에만 설치되었으나, 최근에는 실외에도 운동기구의 설치가 늘어나고 있는 추세에 맞추어 외부의 전원공급 없이 자가 발전을 통해 전자장비들을 구동시킬 수 있도록 한 운동기구들도 등장하고 있다.

그러나, 이러한 자가 발전을 이용한 운동기구는 내부에 구비되는 모터 이외에 발전장치가 독립적으로 자가 발전이 이루어지도록 작용방향별로 필수적으로 구비해야만 한다.

따라서, 발전장치는 물론 운동기구의 내부구조가 복잡해지고 외형도 커지게 되어 설치공간에 제약이 따르고, 제조비가 크게 상승하게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자가 페달을 밟아 운동을 하는 자전거 재활장치에 동력장치를 부설하여, 사용자에 따라 전압 문턱값 이하의 값을 설정한 경우에는, 상기 동력장치가 모터로 동작하여 사용자는 자신의 힘으로 페달부에 힘을 가하지 않아도 모터의 동력으로 다리의 운동 또는 동작이 이루어져 용이하게 재활 운동을 행할 수 있는 자전거 재활장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 사용자에 따라 전압 문턱값 이상의 값을 설정한 경우에는 상기 동력장치가 충전 및 방전이 가능한 발전기로 동작하여, 자전거 재활장치의 동력으로 활용함과 아울러 외부 가전제품을 구동할 수 있는 전원으로 사용할 수 있도록 하는 자전거 재활장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자전거 재활장치는, 몸체의 하단에 설치되어, 다리 운동을 할 수 있는 페달부와, 상기 페달부와 동일축상에 형성되어, 동력을 발생시키는 동력부와, 상기 동력부에 연결되어, 상기 동력부의 동작을 가변전압으로 제어하는 동력제어부와, 상기 동력제어부에 연결되어, 상기 동력부에 전기를 공급하는 배터리부;를 포함하여 구성되되, 상기 동력부는, 상기 동력제어부에서 설정된 전압 문턱값 이하에서는 상기 배터리부에서 전기를 공급받아 모터로 동작되고, 상기 전압 문턱값 이상에서는 발전기로 동작 되어, 상기 배터리부에 전기를 충전하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 몸체의 상단에 설치되어, 상기 동력제어부를 통합관리할 수 있는 디스플레이부가 제공된 패널을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리부의 일측에는 과충전 방지부를 더 포함하여 구성되어, 상기 배터리부에 설정 수준 이상의 전력이 충전된 경우에 상기 패널에 경보표시를 할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체의 일측에 구비되어, 상기 페달부로부터 거리와 높이 조정이 가능한 좌석을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 좌석은 사용자의 허리를 지지해주는 등받이부를 더 포함하여 구성되며, 상기 등받이부는 상기 패널의 디스플레이부에서 앞뒤로 각도 제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자전거 재활장치에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에는 동력부의 동작을 가변전압으로 제어하는 동력제어부가 구비되어, 상기 동력제어부에서 설정된 전압 문턱값 이하에서는 상기 동력부가 모터로 동작하여, 사용자는 자신의 힘으로 페달부에 힘을 가하지 않아도 다리의 운동 또는 동작이 이루어져 용이하게 재활 운동을 행할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 동력제어부에서 설정된 전압 문턱값 이상에서는 상기 동력부가 발전기로 동작하여, 자전거 재활장치의 동력으로 활용함과 아울러 외부 가전제품을 구동할 수 있는 전원으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 동작제어를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 바람직한 일실시예의 구성을 보인 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 바람직한 일실시예의 구성을 보인 사시도.

이하 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 동작제어를 나타낸 구성도, 도 2는 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 바람직한 일실시예의 구성을 보인 측면도, 도 3은 본 발명에 의한 자전거 재활장치의 바람직한 일실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

이에 도 1에 도시된 바와 같이, 자전거 재활장치(10)는 몸체(20)의 하단에 설치되어, 다리 운동을 할 수 있는 페달부(21)와, 상기 페달부(21)와 동일축상에 형성되어, 동력을 발생시키는 동력부(22)와, 상기 동력부(22)에 연결되어, 상기 동력부(22)의 동작을 가변전압으로 제어하는 동력제어부(23)와, 상기 동력제어부(23)에 연결되어, 상기 동력부(22)에 전기를 공급하는 배터리부(24)와, 상기 몸체(20)의 상단에 설치되어, 상기 동력제어부(23)를 통합관리할 수 있는 디스플레이부가 제공된 패널(31)과 상기 배터리부(24)의 일측에 구비된 과충전 방지부(25)와, 상기 몸체(20)의 일측에 구비되어, 상기 페달부(21)로부터 거리와 높이 조정이 가능한 좌석(32)과, 상기 좌석(32)의 일측에 구비되어, 사용자의 허리를 지지해주는 등받이부(32'') 등으로 구성된다.

상기 페달부(21)는, 몸체(20)의 하단에 구비된다. 상기 페달부(21)는 지지봉이 바퀴부재의 중심축에 연결되어 360도 회전할 수 있도록 구성되고, 판상의 발판이 마련되어, 인체의 양발을 이용하여 상기 발판을 딛고, 사용자가 원하는 방향으로 회전시켜 다리운동을 할 수 있도록 한다.

상기 동력부(22)는, 상기 페달부(21)의 동일축상에 구비된다. 상기 동력부(22)는 모터 또는 발전기로 구성되어 질 수 있으며, 상기 동력부(22)는 아래에서 설명될 상기 동력제어부(23)에 의해 동작이 제어되도록 구성된다.

상기 동력부(22)는 상기 동력제어부(23)에서 설정된 전압 문턱값 이하에서는 상기 배터리부(24)에서 전기를 공급받아 모터로 동작되고, 상기 전압 문턱값 이상에서는 발전기로 동작되어, 상기 배터리부(24)에 전기를 충전하도록 하여 상기 페달부(21)에 동력을 전달함과 동시에 외부 전원으로 사용할 수 있도록 한다.

상기 동력제어부(23)는, 상기 동력부(22)의 일측에 구비된다. 상기 동력제어부(23)는 제어용버튼(B)을 구비하여, 사용자가 원하는 전압값을 임의로 설정하여, 상기 동력부(22)를 모터로 사용하거나 발전기로 사용할 수 있도록 한다.

상기 배터리부(24)는, 상기 동력제어부(23)의 일측에 구비된다. 상기 배터리부(24)는 상기 동력부(22)가 모터로 동작될 때에는, 상기 동력부(22)에 전기를 공급해주는 역할을 하고, 상기 동력부(22)가 발전기로 동작될 때에는, 상기 동력부(22)에서 발생한 전력을 상기 배터리부(24)에 충전하는 역할을 한다.

상기 패널(31)은, 상기 몸체(20)의 상단에 구비된다. 상기 패널(31)은 사용자의 운동상태 및 실시간 관리정보를 표시하는 디스플레이부가 제공된다. 상기 패널(31)은 내부에 탑재된 프로그램에 의해 사용자의 운동상태 및 체성분 등의 자료가 상기 디스플레이부에 표시되고, 상기 동력제어부(23)를 통합관리 할 수 있도록 한다.

상기 과충전 방지부(25)는, 상기 배터리부(24)의 일측에 구비된다. 상기 과충전 방지부(25)는 상기 배터리부(24)에 충전된 전력이 특정 수준 이상인 경우에 상기 배터리부(24)의 과열 및 폭발 등을 미연에 방지하기 위해 상기 패널(31)에 경보표시를 하도록 한다.

상기 좌석(32)은, 상기 몸체(20)의 일측에 구비된다. 상기 좌석(32)은 거리 및 높이 조절을 할 수 있는 조절레버(32')가 마련되어, 사용자에 따라 상기 페달부(21)로부터의 거리 및 높이를 조절하여 안정감있게 상기 좌석(32)에 착석하여 운동을 할 수 있도록 한다.

상기 등받이부(32'')는, 상기 좌석(32)의 일측에 구비된다. 상기 등받이부(32'')는 전후방으로 회동되도록 구성되어 사용자가 임의로 각도를 조정하여 사용자의 허리를 지지해 주는 역할을 한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자전거 재활장치(10)의 작용을 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 물리 치료를 받고자 하는 사용자는 몸체(20)의 일측에 설치된 좌석(32)에 앉아 양발을 각각 페달부(21)에 올리고, 동력제어부(23)에 구비된 제어용버튼(B)을 이용하여 사용자 본인에 맞는 적절한 전압을 선택하게 된다.

이때, 상기 동력제어부(23)의 전압을 가변함으로써, 동력부(22)가 동작하게 되는데, 상기 동력부(22)는 하나의 모터로 구성되어, 상기 동력제어부(23)에서 사용자가 설정한 전압문턱값 이하에서는 모터로 동작 되고, 사용자가 설정한 전압문턱값 이상에서는 발전기로 동작 되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 동력제어부(23)에서 전압문턱값을 2.5V로 설정했을 때, 2.5V를 기준으로 그 이하의 값에서는 상기 동력부(22)가 모터로 동작된다.

따라서, 다리 힘이 약한 노인이나 하지 재활치료가 필요한 환자가 자신의 상황에 따라 2.5V를 기준으로 점차적으로 낮은값을 설정하여 자신의 힘을 가하지 않아도 모터의 동력으로 다리의 운동 또는 동작이 이루어져 용이하게 재활 운동을 행할 수 있게 된다.

그리고, 상기 동력제어부(23)에서 전압문턱값을 2.5V로 설정했을 때, 2.5V를 기준으로 그 이상의 값에서는 상기 동력부(22)가 발전기로 동작 된다.

따라서, 운동강도를 높이고 싶은 사용자는 2.5V를 기준으로 점차적으로 높은값을 설정하여 자신에게 맞는 운동강도로 용이하게 운동을 행할 수 있게 된다.

상기 동력부(22)가 발전기로 동작 될 때, 발생되는 전력은 배터리부(24)로 충전하도록 한다. 상기 배터리부(24)에 충전된 전력은 패널(31)로의 전기공급, 외부 가전제품의 전원공급 및 다양한 영역에서 사용될 수 있도록 한다.

그러나, 상기 배터리부(24)에 과도한 전력이 충전이 된 경우에 과충전 방지부(25)에서 이를 감지하여 몸체(20)의 상단에 구비된 패널(31)에 경보표시를 하여, 상기 상기 배터리부(24)의 과열 및 폭발 등을 미연에 방지하기 하도록 한다.

좌석(32)은 사용자의 신체조건에 따라서 상기 좌석(32)의 양측에 구비된 조절레버(32')를 이용하여 상기 좌석(32)의 높낮이 및 상기 페달부(21)로부터의 거리조정이 가능하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 좌석(32)의 후면부에 구비된 등받이부(32'')는 전후방으로 회동가능하도록 구성되어, 사용자의 편의에 따라 상기 패널(31)의 디스플레이부에서 각도를 제어하여 사용할 수 있다.

또한, 사용자는 상기 패널(31)에서 자신의 체격조건 등을 입력하여 적정한 운동강도 등을 제공받을 수 있으며, 상기 동력제어부(23)를 통합관리하고, 실시간으로 운동상태 및 운동강도를 조절할 수 있도록 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10. 자전거 재활장치 20. 몸체
21. 페달부 22. 동력부
23. 동력제어부 24. 배터리부
24'. 과충전 방지부 31. 패널
32. 좌석 32'. 조절레버
32''. 등받이부

Claims (5)

1. 몸체(20)의 하단에 설치되어, 다리 운동을 할 수 있는 페달부(21);
   상기 페달부(21)와 동일축상에 형성되어, 동력을 발생시키는 동력부(22);
   상기 동력부(22)에 연결되어, 상기 동력부(22)의 동작을 가변전압으로 제어하는 동력제어부(23);
   상기 동력제어부(23)에 연결되어, 상기 동력부(22)에 전기를 공급하는 배터리부(24);를 포함하여 구성되되,
   상기 동력부(22)는, 상기 동력제어부(23)에서 설정된 전압 문턱값 이하에서는 상기 배터리부(24)에서 전기를 공급받아 모터로 동작 되고, 상기 전압 문턱값 이상에서는 발전기로 동작 되어, 상기 배터리부(24)에 전기를 충전하도록 구성되는 자전거 재활장치(10).
2. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체(20)의 상단에 설치되어, 상기 동력제어부(23)를 통합관리할 수 있는 디스플레이부가 제공된 패널(31);을 더 포함하여 구성되는 자전거 재활장치(10).
3. 제 2항에 있어서,
   상기 배터리부(24)의 일측에는 과충전 방지부(25);를 더 포함하여 구성되어, 상기 배터리부(24)에 설정 수준 이상의 전력이 충전된 경우에 상기 패널(31)에 경보표시를 할 수 있도록 구성되는 자전거 재활장치(10).
4. 제 2항에 있어서,
   상기 몸체(20)의 일측에 구비되어, 상기 페달부(21)로부터 거리와 높이 조정이 가능한 좌석(32);을 더 포함하여 구성되는 자전거 재활장치(10).
5. 제 4항에 있어서,
   상기 좌석(32)은 사용자의 허리를 지지해주는 등받이부(32'');를 더 포함하여 구성되며, 상기 등받이부(32'')는 상기 패널(31)의 디스플레이부에서 앞뒤로 각도 제어할 수 있도록 구성되는 자전거 재활장치(10).
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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