KR101506278B1

KR101506278B1 - 가정용 목 근육 운동기구

Info

Publication number: KR101506278B1
Application number: KR1020130155622A
Authority: KR
Inventors: 문인혁; 황석진; 이재금; 신상효
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-03-30

Abstract

본 발명은 가정에서 맥킨지 운동을 포함한 경부 근육을 스트레칭하거나 등척성 운동을 통해 근력을 강화할 수 있는 가정용 목 근육 운동기구에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가정용 목 근육 운동기구는, 역 'U'자 형태로 되어 사용자의 양측 어깨에 걸쳐지는 2개 1조로 된 어깨걸이부와; 양단부가 상기 어깨걸이부에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 연결되어 신체의 전후 방향으로 회전 운동하게 되는 전후 회동부재와; 상기 전후 회동부재에 수평한 축을 중심으로 좌우로 회전 운동 가능하게 연결된 좌우 회동부재와; 상기 좌우 회동부재에 고정되게 설치되어 사용자의 머리에 착용되는 머리 착용부와; 상기 전후 회동부재를 설정된 각도 범위에서 전후방향으로 회동시키는 전후 구동부와; 상기 좌우 회동부재를 설정된 각도 범위에서 좌우방향으로 회동시키는 좌우 구동부 및; 상기 전후 구동부와 좌우 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가정용 목 근육 운동기구{Neck-peripheral muscle exercise apparatus at home}

본 발명은 가정용 목 주변 근육의 운동기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경부통증 질환 등을 가진 환자가 가정에서 목의 스트레칭 운동과 등척성 운동을 수행하여 목 주변 근육을 이완하거나 근력을 강화하여 경부통증을 완화시킬 수 있도록 한 가정용 목 근육 운동기구에 관한 것이다.

경부통증(neck pain)은 현대인의 장시간 컴퓨터 작업이나, 불안정한 자세와 습관적인 자세고정에 의한 경추 주위 근육의 경직화와, 스트레스 등으로 인해 최근 그 발병정도가 높게 나타나고 있다. 이러한 목 부위의 통증은 근육의 직접적인 손상이나 반사반응에 의해 일어나는데, 만성화된 경부통증은 목의 기능범위를 제한하고, 이차적으로 척추 주위의 근조직에도 영향을 미친다.

경추 주위에는 다양한 근육이 존재하는데, 만성 경부통증환자가 가정에서 장기간 근력훈련과 스트레칭훈련을 실시할 경우 기능회복과 통증감소에 효과적인 것으로 알려져 있다. 경부통증환자가 가정에서 자가 훈련할 수 있는 대표적인 방법으로는 맥켄지(Mckenzie) 운동이 있다. 만성경부통증 환자가 가정에서 맥켄지 운동을 수행하는 것은 장기적으로는 효과적이나, 운동시 강도의 조절이나 운동범위의 설정 등이 쉽지 않으며, 또한 운동 효과에 대한 정량적 피드백도 불가능하다.

이에 종래에는 맥켄지 운동과 같은 경추 재활 훈련이 병원이나 재활센터에서의 특별 훈련장치에 의한 치료나 치료사에 의한 재활 훈련에 의존하고 있는 실정이었다.

1. 대한민국 등록특허 제10-0942533호(등록일자 2010년02월08일) "경추 견인용 의자" 2. 대한민국 등록특허 제10-1321978호(등록일자 2013년10월18일) "경추 치료기"

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 병원이나 재활센터에서의 특별 훈련장치에 의한 치료나 치료사에 의한 재활이 아닌, 가정에서 맥킨지 운동을 포함한 목 주변 근육을 스트레칭하거나 강화할 수 있는 가정용 목 근육 운동기구를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가정용 목 근육 운동기구는, 역 'U'자 형태로 되어 사용자의 양측 어깨에 걸쳐지는 2개 1조로 된 어깨걸이부와; 양단부가 상기 어깨걸이부에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 연결되어 신체의 전후 방향으로 회전 운동하게 되는 전후 회동부재와; 상기 전후 회동부재에 수평한 축을 중심으로 좌우로 회전 운동 가능하게 연결된 좌우 회동부재와; 상기 좌우 회동부재에 고정되게 설치되어 사용자의 머리에 착용되는 머리 착용부와; 상기 전후 회동부재를 설정된 각도 범위에서 전후방향으로 회동시키는 전후 구동부와; 상기 좌우 회동부재를 설정된 각도 범위에서 좌우방향으로 회동시키는 좌우 구동부 및; 상기 전후 구동부와 좌우 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목 근육 운동기구는 간단한 구성으로 이루어져 가정에서도 쉽게 사용이 가능하고, 하나의 기구에서 스트레칭 및 등척성 운동을 선택적으로 실시할 수 있게 하여 근육 이완 운동 및 근육 강화 훈련을 원하는 대로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가정용 목 근육 운동기구의 사시도이다.
도 2는 도 1의 가정용 목 근육 운동기구의 다른 각도에서 본 사시도이다.
도 3은 도 1의 가정용 목 근육 운동기구의 주요부의 측면도이다.
도 4는 도 1의 가정용 목 근육 운동기구의 주요부의 배면도이다.
도 5a는 도 1의 가정용 목 근육 운동기구의 상측에서 본 사시도이다.
도 5b는 도 1의 가정용 목 근육 운동기구의 머리 착용부를 나타내기 위해 상측 배면에서 본 사시도이다.
도 6은 도 1의 가정용 목 근육 운동기구를 이용하여 목의 전후방향 스트레칭 운동을 하는 상태를 나타낸 사진이다.
도 7은 도 1의 가정용 목 근육 운동기구를 이용하여 목의 좌우방향 스트레칭 운동을 하는 상태를 나타낸 사진이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 가정용 목 근육 운동기구를 의자에 장착한 예를 나타낸 사시도와 정면도 및 배면도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 가정용 목 근육 운동기구를 의자에 장착한 다른 예를 나타낸 사시도와 정면도 및 배면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가정용 목 근육 운동기구의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 가정용 목 근육 운동기구(1)는, 베이스프레임(10)과; 상기 베이스프레임(10)의 상단부 양측에 설치되며, 역 'U'자 형태로 되어 사용자의 어깨에 걸쳐지는 2개 1조로 된 어깨걸이부(20)와; 양단부가 상기 어깨걸이부(20)에 회전 가능하게 연결되어 신체의 전후 방향으로 회전 운동하게 되는 전후 회동부재(30)와; 상기 전후 회동부재(30)의 중앙부에 수평한 축을 중심으로 좌우로 회전 운동 가능하게 연결된 좌우 회동부재(40)와; 상기 좌우 회동부재(40)의 상단부에 고정되게 설치되어 사용자의 머리에 착용되는 머리 착용부(50)와; 상기 어깨걸이부(20)의 일측에 설치된 전후 구동모터(61)와, 상기 전후 구동모터(61)의 동력을 상기 전후 회동부재(30)로 전달하여 전후 회동부재(30)를 설정된 각도 범위에서 전후방향으로 회동시키는 제1워엄기어(62)를 포함하는 전후 구동부와; 상기 전후 회동부재(30)에 설치된 좌우 구동모터(71)와, 상기 좌우 구동모터(71)의 동력을 상기 좌우 회동부재(40)로 전달하여 좌우 회동부재(40)를 설정된 각도 범위에서 좌우방향으로 회동시키는 제2워엄기어(72)를 포함하는 좌우 구동부 및; 상기 전후 구동부와 좌우 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 베이스프레임(10)은 사각형의 프레임으로 이루어지며, 상하 방향으로 복수개의 관통공(12)이 일정 간격으로 배열되어 있다. 상기 베이스프레임(10)의 양측 상부 및 하부에는 베이스프레임(10)을 의자의 등받이와 같은 구조물에 결합시키기 위한 고정수단으로서 복수개의 클램프(11)가 설치된다. 상기 클램프(11)는 상기 베이스프레임(10)의 관통공(12)을 통해 결합되는 볼트축(11a) 및 너트(11b)를 구비한 'ㄷ'자형의 판형으로 이루어져, 구조물(예를 들어 의자의 등받이)의 지지 구조에 따라 베이스프레임(10) 상에서 상하로 위치 가변이 가능하게 되어 있다.

상기 어깨걸이부(20)는 대략 역 'U'자 형태로 이루어지며, 2개가 한 쌍으로 구성된다. 상기 각각의 어깨걸이부(20)의 후단부에는 상기 베이스프레임(10)의 양측 상단부에 끼워져 결합되는 사각박스형태의 결합홈부(22)가 상하로 관통되게 형성되어 있다. 상기 어깨걸이부(20)는 후방측 어깨걸이부(20a) 및, 이 후방측 어깨걸이부(20a)에 힌지축(25)을 매개로 회전 가능하게 연결되는 전방측 어깨걸이부(20b)로 분할 구성되어, 전방측 어깨걸이부(20b)가 후방측 어깨걸이부(20a)에 대해 힌지축(25)을 중심으로 상하로 회전 운동하여 사용자의 어깨에 용이하게 착용될 수 있도록 되어 있다.

상기 전후 회동부재(30)는 양단부가 절곡된 바아 형태로 이루어져, 양단부가 상기 어깨걸이부(20)의 중앙부에 회전축(31)을 중심으로 전후 방향으로 회전 가능하게 연결되어 있다. 상기 회전축(31) 중 어느 하나는 상기 전후 구동부를 구성하는 제1워엄휠(63)을 매개로 제1워엄기어(62)와 연결되어 제1워엄기어(62)에 의해 회전하게 된다. 따라서, 상기 전후 구동모터(61)가 동작하여 제1워엄기어(62)가 회전하면 제1워엄기어(62)와 연결된 제1워엄휠(63) 및 회전축(31)이 회전하여 전후 회동부재(30)가 신체의 전후 방향으로 회전하게 된다.

상기 좌우 회동부재(40)는 상기 전후 회동부재(30)의 중앙부에 수평한 축(41)을 매개로 좌우 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 상기 좌우 회동부재(40)의 축(41)은 상기 제2워엄기어(72)와 결합되어 제2워엄기어(72)에 의해 회전운동한다.

상기 전후 회동부재(30) 및 좌우 회동부재(40)의 회전 중심은 경추 추간판의 운동각이 가장 커지는 5∼6번 중심에 축을 두고 회전하도록 설계됨이 바람직하다.

상기 전후 구동부는 상기 2개의 어깨걸이부(20) 중 어느 하나의 외측에 고정되는 전후 구동모터(61)와, 상기 전후 구동모터(61)와 축결합되어 회전하는 제1워엄기어(62) 및 제1워엄기어(62)에 치합됨과 더불어 전후 회동부재(30)의 회전축(31)과 결합되는 제1워엄휠(63)을 구비하여, 상기 전후 회동부재(30)를 전후방향으로 회동시킴으로써 사용자의 머리가 전후방향으로 회전 운동하도록 한다(도 6참조). 상기 제1워엄기어(62)는 사용자가 가하는 힘에는 회전하지 않도록 하여 등척성 운동을 구현하게 된다.

상기 좌우 구동부는 상기 전후 회동부재(30)의 중심부에 고정되는 좌우 구동모터(71)와 상기 좌우 구동모터(71)와 축결합되어 회전하는 제2워엄기어(72) 및 제2워엄기어(72)에 치합됨과 더불어 좌우 회동부재(40)의 축(41)과 결합되는 제2워엄휠(73)을 구비하여, 상기 좌우 회동부재(40)를 좌우방향으로 회동시킴으로써 사용자의 머리가 좌우방향으로 회전 운동하도록 한다(도 6참조). 상기 제2워엄기어(72) 역시 사용자가 가하는 힘에는 회전하지 않도록 하여 등척성 운동을 구현하게 된다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 머리 착용부(50)는 대략 사각형의 링 또는 원형의 링 형태로 이루어져, 사용자의 머리 둘레에 끼워지게 된다. 상기 머리 착용부(50)는 상기 좌우 회동부재(40)의 상단에 고정되어 좌우 회동부재(40)와 함께 회전 운동하게 된다.

그리고, 상기 머리 착용부(50)의 전방부 내측과 양측부 내측에 압력센서(51)들이 장착되며, 상기 압력센서(51)는 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 스트레칭 운동 및 등척성 운동시 사용자의 머리에 의해 가해지는 압력을 실시간으로 측정하여 제어부(미도시)에 전달하고, 제어부는 이를 통해 운동량을 산출하여 모니터를 통해서 출력하여 사용자 또는 치료사가 인지할 수 있도록 한다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스와 제어기로 구성될 수 있으며, 사용자 인터페이스를 통해 운동모드를 선택할 수 있다. 스트레칭 운동은 전후 회동부재(30) 및 좌우 회동부재(40)의 회동을 통해 전후 좌우 4방향 동작이 가능하고, 등척성 운동 모드 시에는 전후 회동부재(30) 및 좌우 회동부재(40)의 축을 고정함으로써 가능하도록 하였다. 이 때 전술한 것처럼 압력센서(51)들을 이용하여 힘과 위치에 대한 결과를 사용자 인터페이스에 표시하여 사용자가 확인이 가능하게 할 수 있는데, 이 경우 눈사람 애니메이션 등으로 사용자가 쉽고 재미있게 인지하게 할 수 있다. 이 외에도 비상정지버튼과 현재모드를 화면에 표시하는 버튼 등을 제어부에 추가적으로 구성할 수 있다.

한편, 상기 전후 회동부재(30) 및 좌우 회동부재(40)가 회전 운동할 수 있는 최대 각도 위치에는 리미트 스위치와 스토퍼(stopper)를 설치하여 최대 각도 이상 동작하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목 근육 운동기구는 도 8 내지 도 10에 도시한 것과 같이 베이스프레임(10)의 클램프(11)를 의자(C)의 등받이에 결합시킴으로써 의자에 결합시켜 사용할 수 있다.

또는 도 11 내지 도 13에 도시한 것과 같이, 베이스프레임(10)의 전방에 별도의 쿠션부재(80)를 배치하고, 상기 쿠션부재(80)를 의자(C)의 등받이에 결합시켜 사용자가 의자에 착석했을 때 베이스프레임(10)이 직접 사용자의 등에 닿아서 불쾌감을 유발하는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 목 근육 운동기구(1)는 다음과 같이 작동한다.

먼저 베이스프레임(10)을 의자(C)의 등받이 고정시키고, 사용자가 착석한 다음 어깨걸이부(20)를 사용자의 양쪽 어깨에 걸어서 고정시킴과 동시에 사용자의 머리를 머리 착용부(50)에 끼워서 고정시킨다.

이어서 사용자가 제어부를 조작하여 스트레칭 운동모드를 선택하면, 전후 구동부 또는 좌우 구동부에 전원이 인가되면서 전후 회동부재(30)가 회전축(31)을 중심으로 어깨걸이부(20)에 대해 전후로 일정 각도로 회전하거나, 좌우 회동부재(40)가 전후 회동부재(30)에 대해 수평한 축(41)을 중심으로 좌우로 일정 각도로 회전운동하여 목을 회전시켜 스트레칭시킴으로써 근육 이완 작용을 하게 된다.

그리고, 등척성 운동모드에서는 사용자가 회전된 상태에서 회전하고자 하는 방향으로 힘을 가하면, 제1워엄기어(62) 및 제2워엄기어(72)에 의해 회전 운동이 제한되어 등척성 운동을 하여 근육 강화 작용을 하게 된다.

이와 같이 본 발명의 목 근육 운동기구는 하나의 기구에서 스트레칭 및 등척성 운동을 선택적으로 실시할 수 있게 하여 근육 이완 운동 및 근육 강화 훈련을 원하는 대로 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 목 근육 운동기구 10 : 베이스프레임
20 : 어깨걸이부 30 : 전후 회동부재
31 : 회전축 40 : 좌우 회동부재
41 : 축 50 : 머리 착용부
61 : 전후 구동모터 71 : 좌우 구동모터

Claims

역 'U'자 형태로 되어 사용자의 양측 어깨에 걸쳐지며, 후방측 어깨걸이부(20a)와 상기 후방측 어깨걸이부(20a)에 힌지축(25)을 매개로 회전 가능하게 연결되는 전방측 어깨걸이부(20b)로 구성된, 2개 1조로 된 어깨걸이부(20)와;
'ㄷ' 형태의 바아로 이루어지며, 양단부가 상기 어깨걸이부(20)에 회전축(31)을 중심으로 회전 가능하게 연결되어 신체의 전후 방향으로 회전 운동하게 되는 전후 회동부재(30)와;
상기 전후 회동부재(30)에 수평한 축(41)을 중심으로 좌우로 회전 운동 가능하게 연결된 좌우 회동부재(40)와;
상기 좌우 회동부재(40)에 고정되게 설치되어 사용자의 머리에 착용되는 머리 착용부(50)와;
상기 2개의 어깨걸이부(20) 중 어느 하나에 설치되어, 상기 전후 회동부재(30)를 설정된 각도 범위에서 전후방향으로 회동시키는 전후 구동부와;
상기 좌우 회동부재(40)를 설정된 각도 범위에서 좌우방향으로 회동시키는 좌우 구동부와;
상기 전후 구동부와 좌우 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 전후 구동부는, 상기 2개의 어깨걸이부(20) 중 어느 하나의 외측에 고정되는 전후 구동모터(61)와, 상기 전후 구동모터(61)와 축결합되어 회전하는 제1워엄기어(62) 및, 상기 제1워엄기어(62)에 치합됨과 더불어 전후 회동부재(30)의 회전축(31)과 결합되는 제1워엄휠(63)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 좌우 구동부는, 상기 전후 회동부재(30)의 중심부에 고정되는 좌우 구동모터(71)와, 상기 좌우 구동모터(71)와 축결합되어 회전하는 제2워엄기어(72) 및, 상기 제2워엄기어(72)에 치합됨과 더불어 좌우 회동부재(40)의 축(41)과 결합되는 제2워엄휠(73)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 머리 착용부(50)는 사용자의 머리 둘레에 착용되는 링 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 머리 착용부(50)의 내측에 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 압력센서(51)가 장착되어, 스트레칭 운동 및 등척성 운동시 상기 압력센서(51)가 사용자의 머리에 의해 가해지는 압력을 실시간으로 측정하여 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 어깨걸이부(20)의 후단부에 결합되며, 고정수단에 의해 의자에 고정되는 베이스프레임(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제6항에 있어서, 상기 베이스프레임(10)에 상하 방향으로 복수개의 관통공(12)이 일정 간격으로 배열되고, 상기 고정수단은 상기 관통공(12) 중 어느 하나를 통해 결합되는 볼트축(11a) 및 너트(11b)를 구비한 'ㄷ'자형의 판형으로 이루어진 클램프(11)로 구성된 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
제6항에 있어서, 상기 어깨걸이부(20)의 후단부에 상기 베이스프레임(10)의 양측 상단부에 끼워져 결합되는 사각박스형태의 결합홈부(22)가 상하로 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
삭제
제6항에 있어서, 상기 베이스프레임(10)의 전방에 설치되며, 의자(C)의 등받이에 결합되는 쿠션부재(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.
고정수단에 의해 의자에 분리 가능하게 고정되는 베이스프레임(10)과;
상기 베이스프레임(10)의 상단부 양측에 설치되며, 역 'U'자 형태로 되어 사용자의 양측 어깨에 걸쳐지며, 후방측 어깨걸이부(20a)와 상기 후방측 어깨걸이부(20a)에 힌지축(25)을 매개로 회전 가능하게 연결되는 전방측 어깨걸이부(20b)로 구성된, 2개 1조로 된 어깨걸이부(20)와;
'ㄷ' 형태의 바아로 이루어지며, 양단부가 상기 어깨걸이부(20)에 회전축(31)을 중심으로 회전 가능하게 연결되어 신체의 전후 방향으로 회전 운동하게 되는 전후 회동부재(30)와;
상기 전후 회동부재(30)의 중앙부에 수평한 축을 중심으로 좌우로 회전 운동 가능하게 연결된 좌우 회동부재(40)와;
상기 좌우 회동부재(40)의 상단부에 고정되게 설치되어 사용자의 머리에 착용되는 링 형태의 머리 착용부(50)와;
상기 2개의 어깨걸이부(20) 중 어느 하나의 외측에 고정되는 전후 구동모터(61)와, 상기 전후 구동모터(61)와 축결합되어 회전하는 제1워엄기어(62) 및, 상기 제1워엄기어(62)에 치합됨과 더불어 전후 회동부재(30)의 회전축(31)과 결합되는 제1워엄휠(63)을 포함한 구성으로 이루어져, 상기 전후 회동부재(30)를 설정된 각도 범위에서 전후방향으로 회동시키는 전후 구동부와;
상기 전후 회동부재(30)의 중심부에 고정되는 좌우 구동모터(71)와, 상기 좌우 구동모터(71)와 축결합되어 회전하는 제2워엄기어(72) 및, 상기 제2워엄기어(72)에 치합됨과 더불어 좌우 회동부재(40)의 축(41)과 결합되는 제2워엄휠(73)을 포함한 구성으로 이루어져, 상기 좌우 회동부재(40)를 설정된 각도 범위에서 좌우방향으로 회동시키는 좌우 구동부와;
상기 전후 구동부와 좌우 구동부의 작동을 제어하는 제어부 및;
상기 머리 착용부(50)의 내측에 상기 제어부와 전기적으로 연결되게 설치되어, 전후 회동부재(30) 또는 좌우 회동부재(40)의 운동시 사용자의 머리에 의해 가해지는 압력을 실시간으로 측정하여 제어부로 전송하는 압력센서(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 목 근육 운동기구.