KR101553379B1

KR101553379B1 - 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구

Info

Publication number: KR101553379B1
Application number: KR1020130126858A
Authority: KR
Inventors: 한정수; 한창수
Original assignee: (주)헥사시스템즈
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2015-09-15
Also published as: US9504875B2; KR20140052882A; US20150273273A1

Abstract

본 발명은 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구에 관한 것으로, 대퇴부 착용부에 아랫다리 착용부를 회전 가능하게 연결하고, 연결부분에 상기 아랫다리 착용부를 회전시키는 구동 기기를 구비하며, 상기 구동 기기를 제어 기기로 등속성 운동으로 제어할 수 있게 하여 재활 효과를 향상시키며, 공간 제약 없이 간편하게 사용이 가능하다.

Description

휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구{PORTABLE REHABILITATION MACHINE DEVICE FOR KNEE JOINT}

본 발명은 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구에 관한 것으로 더 상세하게는 공간 제약 없이 사용이 가능하고, 재활 운동 시 사용자의 편의성을 향상시키고 재활 운동 시 효과를 증대시킬 수 있는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구에 관한 것이다.

일반적으로, 관절 부분의 골절 사고 또는 관절 부위의 수술로 인해 관절을 장기간 움직이지 못하는 사람의 경우 관절 부분이 약해지거나 굳어지게 된다.

또 노화로 인해 보행 근력 및 관절 부분이 약해져 보행이 어렵게 되고, 점차 보행을 하지 않게 됨으로써 관절 부분이 약해지거나 굳어지는 노인들이 많아지고 있다.

상기한 바와 같이 골절 사고 및 노화로 인해 단위 근력이 약해진 환자는 지속적으로 단위 근력을 증가시켜 줄 수 있는 운동이 필요하다. 또, 상기한 바와 같이 골절 사고 및 노화로 인해 관절이 굳어진 환자는 점차 관절의 운동 범위를 넓혀 관절이 원활하게 움직일 수 있도록 하는 운동이 필요하다.

특히 무릎 관절은 보행 시 가장 중요한 관절이므로, 단위 근력의 약화와 관절이 굳어지는 경우 재활 운동을 통해 보행 시 어려움이 없는 상태로 회복되어야만 한다.

통상의 무릎 재활을 위한 장치는 환자가 누울 수 있는 침대에 두 개의 무릎 관절을 움직일 수 있는 관절 운동구가 구비되어 사용자가 침대에 누워서 무릎 관절을 구부리고 펴는 동작을 반복하는 것이다.

상기한 무릎 재활 장치는 사용자가 누울 수 있는 침대를 포함하여 크기가 크고 휴대할 수 없는 문제점이 있었다.

또 상기 무릎 재활 장치는 사용 시 넓은 장소가 필요하고, 제조 비용이 많이 들어 가격이 높은 문제점이 있었다.

또, 상기 무릎 재활 장치는 사용자의 신장에 따라 장착 위치를 변경할 수 없어 사용 시 착용이 불편하고, 사용자에 따른 적합한 재활 운동량을 제공하기 어려운 문제점이 있다.

또, 상기 무릎 재활 장치에서 상기 관절 운동구의 제어 방법은 단순 왕복 등속운동으로 환자의 상태에 관계없이 정해진 각도와 속도 조절만으로 일정하게 이루어져 사용자에게 적합한 재활 운동을 선택할 없고, 재활 효과가 낮은 문제점이 있었던 것이다.

국내공개특허공보 제2010-0115287호 '무릎관절 재활운동기구'(2010.10.27.)

본 발명의 목적은 일반 재활 운동모드와 등속성 운동모드를 선택하여 재활할 수 있어 재활 효과를 향상시키며, 공간 제약 없이 간편하게 사용이 가능한 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는, 대퇴부에 착용되는 대퇴부 착용부;

상기 대퇴부 착용부에 회전 가능하게 연결되고, 아랫다리에 착용되는 아랫다리 착용부;

상기 대퇴부 착용부와 상기 아랫다리 착용부의 연결부분에 장착되어 상기 아랫다리 착용부를 회전 작동시키는 구동 기기; 및

상기 구동 기기의 작동을 제어하는 제어 기기를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구를 제공함으로써 해결된다.

본 발명은 구동 기기의 작동으로만 무릎 관절을 운동시키는 일반 재활 운동뿐만 아니라 사용자의 움직임에 의한 작용으로 무릎 관절을 등속 운동시키는 등속성 운동을 선택적으로 사용할 수 있어 무릎 관절의 재활 효과를 크게 향상시킨다.

본 발명은 휴대가 가능하고 작은 공간에서도 쉽게 사용이 가능하며 사용자의 운동이 감지된 경우에만 작동할 수 있으며, 사용자의 재활 운동 정보를 저장하고, 이를 피드백(Feed back)하여 무릎 관절 재활 효과를 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 사용자의 체형 및 좌, 우 무릎에 따라 적합하게 착용할 수 있어 편의성을 크게 향상시키고 재활 효과를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구를 도시한 평면도
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구에서, 아랫다리 착용부의 일 실시 예를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구에서 제어 기기의 일 예를 도시한 블럭도
도 4는 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구를 도시한 사시도
도 5는 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구를 도시한 측면도
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 예에서 받침대의 구조를 도시한 확대 단면도
도 8은 본 발명을 착용한 상태를 도시한 측면도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 구동 기기 관절 재활 운동 기구를 도시한 평면도이고, 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는, 대퇴부에 착용되는 대퇴부 착용부(1)와, 상기 대퇴부 착용부(1)에 회전 가능하게 연결되고, 아랫다리에 착용되는 아랫다리 착용부(2)를 포함한다.

상기 대퇴부 착용부(1)는, 대퇴부의 양 측에 각각 배치되는 제1장착 프레임부재(10); 및 상기 제1장착 프레임부재(10)에 구비되며 사용자의 대퇴부를 감싸 착용되는 제1착용부재(20)를 포함한다.

상기 제1착용부재(20)는 대퇴부를 감싸 착용되는 제1벨트(21)를 포함한다.

상기 아랫다리 착용부(2)는, 상기 제1장착 프레임부재(10)의 일 단부 측에 회전 가능하게 연결되고, 아랫다리의 양 측에 각각 배치되는 제2장착 프레임부재(30); 및 상기 제2장착 프레임부재(30)에 구비되며 사용자의 아랫다리를 감싸 착용되는 제2착용부재(40)를 포함한다.

상기 제2착용부재(40)는 아랫다리를 감싸 착용되는 제2벨트(42)를 포함한다.

상기 제1벨트(21)와 상기 제2벨트(42)는 벨크로 테이프 방식, 벨트 버클 방식 등으로 길이 조절이 가능하여 사용자의 체형에 맞게 착용이 가능하다.

상기 대퇴부 착용부(1)와 상기 아랫다리 착용부(2)의 연결부분에는 구동 기기(50) 장착된다. 즉, 상기 제1장착 프레임부재와 상기 제2장착 프레임부재는 연결부분에 구동 기기(50)가 장착되며, 상기 구동 기기(50)는 상기 제2장착 프레임부재(30)를 회전 작동시킨다. 상기 구동 기기(50)는 도시하지는 않았지만, 전기 전원을 공급받아 회전하는 모터와, 상기 모터의 회전력을 감속해서 전달하는 감속기를 포함한다. 상기 구동 기기(50)는 제어 기기(60)에 연결되며, 상기 제어 기기(60)는 상기 구동 기기(50)의 작동을 제어한다.

상기 구동 기기(50)는 상기 아랫다리 착용부(2)를 기설정된 범위 내에서 왕복 회전 이동시키는 것으로, 상기 아랫다리 착용부(2)가 올라가는 방향 즉, 다리를 올리는 방향으로 상기 아랫다리 착용부(2)를 회전시키고, 상기 아랫다리 착용부(2)가 내려가는 방향 즉, 다리를 내리는 방향으로 상기 아랫다리 착용부(2)를 회전시킨다.

상기 대퇴부 착용부(1)와 상기 아랫다리 착용부(2)의 연결부에 장착되어 무릎을 덮는 무릎 커버부재(120)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 무릎 커버부재(120)는 상기 구동 기기(50)를 작동시켜 재활 운동할 때 무릎을 지지하여 더 안정적인 재활 운동이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는, 상기 아랫다리 착용부(2)에 연결되며 사용자의 발에 착용되는 발 지지부재(90)를 더 포함한다. 상기 발 지지부재(90)는 상기 아랫다리 착용부(2)의 하단부에 분리 가능하게 장착되어 사용 시 장착하고, 미사용 시 분리할 수 있다.

상기 발 지지부재(90)는 사용자의 발에 착용되어 상기 제2장착 프레임부재(30)의 작동 시 사용자의 아랫다리가 더 안정적으로 운동될 수 있게 하고, 특히, 사용자가 아랫다리를 움직이려는 힘을 발생시켜 아랫다리를 스스로 회전시킬 때 도움을 주어 재활 효과를 향상시킨다.

또한, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는, 상기 제1장착 프레임부재(10)의 안쪽면에 분리 가능하게 장착되는 대퇴부 지지 패드부재(100); 및

상기 제2장착 프레임부재(30)의 안쪽면에 분리 가능하게 장착되는 아랫다리 지지 패드부재(110)를 더 포함한다.

상기 대퇴부 지지 패드부재(100) 및 상기 아랫다리 지지 패드부재(110)는 사용자의 좌, 우 무릎 교체용 및 다양한 크기, 형상으로 제조되어 분리되어 교체된다.

상기 대퇴부 지지 패드부재(100) 및 상기 아랫다리 지지 패드부재(110)는 사용자가 좌, 우 무릎을 선택하여 사용할 때 좌, 우 방향에 맞는 것이 상기 제1장착 프레임부재(10)와 상기 제2장착 프레임부재(30)에 장착되어 사용된다.

또한, 상기 대퇴부 지지 패드부재(100) 및 상기 아랫다리 지지 패드부재(110)는 사용자의 체형에 맞는 크기 및 형상의 것이 상기 제1장착 프레임부재(10)와 상기 제2장착 프레임부재(30)에 장착되어 사용된다.

따라서, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는 사용자의 체형 및 좌, 우 무릎에 따라 적합하고, 안정적으로 착용하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 제어 기기(60)는 상기 무릎 커버부재(120)에 장착되어 구비됨으로써, 휴대성과 사용시 편의성을 향상시킨다. 상기 제어 기기(60)는 상기 구동 기기(50)를 복수의 작동 모드로 작동시키고, 복수의 작동 모드 중 어느 하나를 선택하고 선택된 모드 별로 작동 조건 입력이 가능한 입력부(61)를 포함한다.

상기 입력부(61)는 상기 무릎 커버부재(120)의 표면에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 입력부(61)가 상기 무릎 커버부재(120)의 표면 즉, 상부면에 구비되어 사용자가 보다 편리하게 입력하고, 작동을 조작할 수 있다.

또한, 상기 제어 기기(60)는 복수의 작동 모드를 원격으로 제어할 수 있는 무선 콘트롤러, 유선 콘트롤러 중 적어도 하나를 포함하여 사용 편의성을 더 향상시킬 수 있다.

상기 구동 기기(50)는 도시하지는 않았지만, 전기 전원을 공급받아 회전하는 모터와, 상기 모터의 회전력을 프레임로 감속해서 전달하는 감속기를 포함한다. 상기 구동 기기(50)는 제어 기기(60)에 연결되며, 상기 제어 기기(60)는 상기 구동 기기(50)의 작동을 제어한다.

상기 제어 기기(60)는 상기 아랫다리 착용부(2)를 기설정된 회전 범위 내에서 왕복 회전되도록 상기 구동 기기(50)를 제어한다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는, 상기 아랫다리 착용부(2)에 장착되고, 상기 제어 기기(60)에 연결되며 사용자에 의해 이동되는 아랫다리의 이동 방향을 감지하는 센서부재(66);를 포함한다.

상기 제어 기기(60)는 상기 센서부재(66)에 의해 아랫다리의 이동 방향을 감지하면 상기 구동 기기(50)를 작동시켜 상기 제2장착 프레임부재(30)를 감지된 이동 방향으로 회전시킨다. 즉, 상기 센서부재(66)는 사용자가 무릎을 이용하여 아랫다리를 회전시키고자 하는 힘을 이동 방향으로 일정 이상 가했을 때 힘의 방향 및 힘의 크기를 감지하여 상기 제어 기기(60)로 전달한다. 그리고 상기 제어 기기(60)는 상기 센서부재(66)에 의해 감지된 힘의 방향으로 상기 제2장착 프레임부재(30)를 회전시킨다. 본 발명은 상기한 바와 같이 사용자가 일정 힘 이상으로 아랫다리를 움직이려고 한 경우에 그 힘이 가해지는 방향으로 상기 제2장착 프레임부재(30)를 회전시켜 사용자의 재활 운동을 도와주는 것이다.

또한, 상기 센서부재(66)는 상기 사용자에 의해 아랫다리가 이동되는 하중 즉, 힘의 크기를 감지하여 상기 제어 기기(60)로 전달한다. 상기 제어 기기(60)는 상기 센서부재(66)에 의해 감지된 힘의 방향으로 상기 아랫다리 착용부(2)의 회전속도를 상기 구동 기기(50)의 작동을 제어하여 등속으로 유지한다. 즉, 상기 제어 기기(60)는 사용자의 상태에 따라 상기 아랫다리 착용부(2)의 회전속도가 기설정되어 있다. 상기 제어 기기(60)는, 상기 센서부재(66)에서 감지된 힘의 방향 및 크기를 전달받아 해당 사용자에 맞게 기설정된 회전속도로 상기 아랫다리 착용부(2)가 회전되도록 상기 구동 기기(50)를 작동시킨다.

상기 제어 기기(60)는, 상기 센서부재(66)가 하중을 감지하는 동안에 상기 구동 기기(50)를 작동시키고, 상기 센서부재(66)에서 하중을 감지하지 못하면 상기 구동 기기(50)를 정지한다.

상기 제2착용부재(40)는 양 측이 각각 상기 제2장착 프레임부재에 연결되고, 종아리 측에 배치되는 종아리 지지 브라켓트(41); 및 상기 종아리 지지 브라켓트(41)에 연결되며 종아리를 감싸 착용되는 제2벨트(42)를 포함한다. 상기 종아리 지지 브라켓트(41)는 종아리를 감싸도록 굴곡된 행태를 가지며, 사용자의 무릎 재활 운동 시 종아리를 지지하여 원활한 재활 운동이 가능하도록 한다.

상기 센서부재(66)는 상기 종아리 지지 브라켓트(41)와 상기 제2벨트(42)에 양 단부 측이 각각 장착되어 상기 종아리 지지 브라켓트(41)와 상기 제2벨트(42)를 연결하는 인장압축센서(66a)인 것을 일 예로 한다.

상기 인장압축센서(66a)는 상기 종아리 지지 브라켓트(41)와 상기 제2벨트(42)에 각각 장착되어, 사용자의 아랫다리가 상기 제2벨트(42)에 착용된 상태에서 사용자가 아랫다리를 들어올리는 힘을 발생시키면 인장력을 감지하고, 사용자가 아랫다리를 내리는 힘을 발생시키면 압축되는 힘을 감지하여 상기 제어 기기(60)로 전달한다.

상기 제어 기기(60)는 상기 인장압축센서(66a)에서 감지된 힘의 방향 및 크기에 따라 상기 구동 기기(50)의 작동을 제어한다.

또한, 상기 센서부재(66)는, 상기 제2벨트(42)의 내주면에서 종아리측 중앙에 장착되는 제1압축센서(미도시)와 그 반대편에 각각 장착되는 제2압축센서(미도시)를 포함할 수도 있다.

상기 제1압축 센서는 사용자가 아랫다리를 들어올리는 힘을 발생시키면 압축되는 힘을 감지하여 상기 제어 기기(60)로 전달한다. 또한, 상기 제2압축 센서는 사용자가 아랫다리를 내리는 힘을 발생시키면 압축되는 힘을 감지하여 상기 제어 기기(60)로 전달한다.

상기 제어 기기(60)는 상기 제1압축센서와 상기 제2압축센서 중 어느 한측에서 발생된 힘의 크기에 따라 상기 구동 기기(50)의 작동을 제어한다.

즉, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는 상기 센서부재(66)에서 사용자가 아랫다리를 이동시키려는 즉, 아랫다리를 회전시켜 관절을 운동하려는 힘을 감지하고, 상기 제어 기기(60)가 상기 센서부재(66)에서 감지된 힘의 방향 에 따라 상기 구동 기기(50)의 작동을 등속으로 제어함으로써 무릎 관절의 등속성 운동을 가능하게 한다.

상기 제어 기기(60)는 상기 센서부재(66)에서 사용자의 힘이 감지된 경우에만 상기 아랫다리 착용부(2)를 사용자의 상태에 따라 기설정된 회전속도로 등속으로 회전시켜 등속성 운동의 효과를 극대화한다.

도 3은 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구에서 제어 기기(60)의 일 예를 도시한 블럭도이며, 도 3을 참고하면, 상기 제어 기기(60)는 상기 구동 기기(50)를 등속성 운동으로 제어할 수 있는 등속성 운동모드(64)를 포함하여, 사용자의 움직임에 의한 작용으로 무릎 관절을 운동시키는 등속성 운동으로 무릎 관절을 재활하여 재활운동 효과를 향상시킨다. 상기 등속성 운동모드(64)는 사용자가 다리를 움직이는 힘을 감지하여 힘이 감지된 경우 상기 구동 기기(50)로 상기 아랫다리 착용부(3)를 사용자에 따라 기설정된 등속으로 회전시킨다.

상기 제어 기기(60)는, 사용자의 움직임과 관계없이 상기 구동 기기(50)의 작동으로만 무릎 관절을 운동시키는 일반 재활 운동모드(65)를 더 포함한다.

상기 입력부(61)는 상기 등속성 운동모드(64)와, 일반 재활 운동모드(65)를 택일할 수 있다. 상기 입력부(61)는 상기 등속성 운동모드(64)에서 사용자의 상태에 따라 해당 등속운동을 입력하여 상기 구동 기기(50)를 해당 회전속도로 등속운동시킨다.

또한, 상기 일반 재활 운동모드(65)는 복수의 작동 모드를 포함한다.

상기 제어 기기(60)는 복수의 작동 모드를 포함한 상기 일반 재활 운동모드(65)와, 상기 등속성 운동모드(64)에서 하나의 모드를 선택하여 모드 별로 상기 구동 기기(50)를 제어하는 모드 작동 제어부(62); 및 상기 모드 작동부에 구비된 복수의 작동 모드 중 어느 하나를 선택하고 선택된 모드 별로 작동 조건 입력이 가능한 입력부(61)를 포함한다.

상기 입력부(61)는 상기 모드 작동 제어부(62)와 유선으로 연결될 수도 있고, 무선으로 통신할 수도 있는 것이다.

상기 입력부(61)는 상기 모드 작동 제어부(62)와 무선으로 통신하여 복수의 작동 모드 중 어느 하나를 선택하고 선택된 모드 별로 작동 조건 입력이 가능한 무선 콘트롤러를 포함하여 사용이 더 간편하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 무선 컨트롤러는 도시하지는 않았지만 모드 선택 버튼 및 각도와 속도를 입력할 수 있는 입력 버튼, 모드 선택 및 입력 값을 확인할 수 있는 디스 플레이 패널, USD 단자 또는 유선 커넥터 단자 등이 구비된다.

또 상기 모드 작동 제어부(62)에서 상기 복수의 작동 모드 즉, 상기 일반 재활 운동모드(65)는 사용자가 상기 아랫다리 착용부(2)의 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하여 상기 아랫다리 착용부(2)가 계속 지정된 각도 범위 및 속도로 지속 작동시키는 베이직 모드(65a)와;

사용자가 상기 아랫다리 착용부(2)의 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하고 작동 시간을 설정하여 상기 아랫다리 착용부(2)가 설정된 작동 시간 동안 지정된 각도 범위 및 속도로 작동시키는 타이머 모드(65b)와;

사용자가 상기 아랫다리 착용부(2)의 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하고 반복 횟수를 설정하여 상기 아랫다리 착용부(2)를 지정된 각도 범위 및 속도로 설정된 횟수로 반복 작동시키는 카운트 모드(65c)와;

사용자가 상기 아랫다리 착용부(2)의 최대, 최소 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하고 작동 시간을 설정하여 상기 아랫다리 착용부(2)를 작동 각도 범위를 변화시키거나 작동 속도를 변화시키면서 작동 시간 동안 작동시키는 프로그레시브 모드(65d)를 포함한다.

또, 상기 제어 기기(60)는 상기 모드 작동 제어부(62)에 연결되며 상기 모드 작동 제어부(62)에서 상기 구동 기기(50)의 작동 과정을 저장하는 데이터 저장부(63)를 더 포함한다.

상기 데이터 저장부(63)는 사용자가 본 발명을 착용하여 재활 운동한 과정을 저장하고 이를 상기 모드 작동 제어부(62)로 피드백하여 상기 모드 작동 제어부(62)가 자동으로 다음 재활 단계 즉, 재활 운동의 강도를 점차 강하게 상기 구동 기기(50)의 작동시키도록 할 수도 있고, 사용자 또는 의사가 재활 운동의 과정을 확인하여 재활 과정의 효과를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 제1착용부재(20)는, 양 측이 각각 상기 제1장착 프레임부재(10)에 연결되고, 대퇴부의 앞 측에 배치되는 대퇴부 지지 브라켓트(21); 및 상기 대퇴부 지지 브라켓트(21)에 연결되며 대퇴부를 감싸 착용되는 제1벨트(21)를 포함한다.

상기 대퇴부 지지 브라켓트(21)는 대퇴부를 감싸도록 굴곡된 행태를 가지며, 사용자의 무릎 재활 운동 시 대퇴부의 앞측을 지지하여 원활한 재활 운동이 가능하도록 한다.

즉, 상기 아랫다리 착용부(2)를 회전시켜 무릎 재활 운동 중 상기 대퇴부 지지 브라켓트(21)는 대퇴부의 앞측을 지지하고, 상기 종아리 지지 브라켓트(41)는 아랫다리의 종아리를 지지하여 원활한 재활 운동이 가능하도록 한다.

상기 제1장착 프레임부재(10)는 길이 조절 가능한 것이 바람직하다. 상기 제1장착 프레임부재(10)는 상기 아랫다리 착용부(2)에 연결되는 제1대퇴부 프레임(11);

상기 제1대퇴부 프레임(11)에 다리 길이 방향으로 이동 가능하게 연결되는 제2대퇴부 프레임(12); 및

상기 제2대퇴부 프레임(12)의 위치를 고정, 해제하는 대퇴부 프레임 고정부(13);를 포함한다. 상기 대퇴부 프레임 고정부(13)는 제1작동 레버(13a)를 포함하여 상기 제1작동 레버(13a)를 회전시켜 상기 제2대퇴부 프레임(12)의 위치를 고정, 해제한다.

상기 제1대퇴부 프레임(11)과 상기 제2대퇴부 프레임(12) 중 어느 한 측에는 다리 길이 방향으로 돌출된 이동 가이드 빔(14)이 구비되고, 다른 한 측에는 상기 이동 가이드 빔(14)이 다리 길이 방향으로 이동 가능하게 결합하는 레일 홈이 형성된다. 상기 제1장착 프레임부재(10)는 상기 제2대퇴부 프레임(12)을 다리 길이 이동 방향으로 이동시켜 전체 길이가 조절된다.

상기 제1작동 레버(13a)는 상기 이동 가이드 빔(14)을 선택적으로 가압하여 위치를 고정시키는 가압구를 포함한다. 상기 제1작동 레버(13a)는 회전되어 기설정된 위치에서 상기 이동 가이드 빔(14)을 상기 가압구로 가압하여 위치를 고정시키고, 다른 방향으로 회전되어 상기 가압구로 상기 이동 가이드 빔(14)을 가압한 상태를 해제하여 상기 이동 가이드 빔(14)을 이동 가능하게 한다. 특히, 상기 제1밴드부재(20)의 위치를 가변시킬 수 있다. 상기 제1장착 프레임부재(10)는 사용자의 체형에 따라 착용 위치를 변경하여 적합한 위치에 착용 가능하다.

상기 제2장착 프레임부재(30)는 길이 조절이 가능하여 사용자의 체형에 따라 상기 발 지지부재(90)를 사용자의 발에 착용시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제2장착 프레임부재(30)는, 상기 대퇴부 착용부(1)에 연결되는 제1아랫다리 프레임(31);

상기 제1아랫다리 프레임(31)에 다리 길이 방향으로 이동 가능하게 연결되는 제2아랫다리 프레임(32); 및

상기 제2아랫다리 프레임(32)의 위치를 고정, 해제하는 아랫다리 프레임 고정부(33);를 포함한다. 상기 아랫다리 프레임 고정부(33)는 제2작동 레버(33a)를 포함하여 상기 제2작동 레버(33a)를 회전시켜 상기 제2아랫다리 프레임(32)의 위치를 고정, 해제한다. 상기 발 지지부재(90)는 상기 제2아랫다리 프레임(32)에 장착된다.

상기 제1아랫다리 프레임(31)과 상기 제2아랫다리 프레임(32) 중 어느 한 측에는 다리 길이 방향으로 돌출된 이동 가이드 돌기(34)가 구비되고, 다른 한 측에는 상기 이동 가이드 돌기(34)가 다리 길이 방향으로 이동 가능하게 결합하는 이동 가이드 홈이 형성된다. 상기 제2장착 프레임부재(30)는 상기 제2아랫다리 프레임(32)을 다리 길이 이동 방향으로 이동시켜 전체 길이가 조절되며 특히, 상기 발 지지부재(90)의 위치를 가변시킬 수 있다. 상기 제2작동 레버(33a)는 상기 이동 가이드 돌기(34)를 선택적으로 가압하여 위치를 고정시키는 가압구를 포함한다. 상기 제2작동 레버(33a)는 회전되어 기설정된 위치에서 상기 이동 가이드 돌기(34)를 상기 가압구로 가압하여 위치를 고정시키고, 다른 방향으로 회전되어 상기 가압구로 상기 이동 가이드 돌기(34)를 가압한 상태를 해제하여 상기 이동 가이드 돌기를 이동 가능하게 한다.

상기 제2장착 프레임부재(30)는 사용자의 체형에 따라 길이 조절이 가능하여 상기 발 지지부재(90)를 사용자의 다리에 용이하게 착용시킬 수 있게 한다.

상기 발 지지부재(90)는 상기 제2장착 프레임부재(30)에 분리 가능하게 구비되어 미 사용 시 분리하여 보관할 수도 있음을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는, 세워져 설치되어 상기 대퇴부 착용부(1)와, 상기 아랫다리 착용부(2)를 지지하는 지지대부재(70)를 더 포함한다.

상기 지지대부재(70)는 회전 가능하게 연결되는 두 개의 지지 다리로 이루어진 제1다리 지지부(71)와;

회전 가능하게 연결되는 두 개의 지지 다리로 이루어진 제2다리 지지부(72)와;

상기 제1다리 지지부(71)의 두 개의 다리를 회전 가능하게 연결하는 제1힌지부(73)와;

상기 제2다리 지지부(72)의 두 개의 다리를 회전 가능하게 연결하는 제2힌지부(74)와;

상기 대퇴부 착용부(1)와, 상기 아랫다리 착용부(2)의 연결부 중 어느 한 측을 지지하며 상기 제1다리 지지부(71)의 상부에 구비되는 제1프레임 받침부(75)와;

상기 대퇴부 착용부(1)와, 상기 아랫다리 착용부(2)의 연결부 중 다른 한 측을 지지하며 상기 제2다리 지지부(72)의 상부에 구비되는 제2프레임 받침부(76)를 포함한다.

상기 대퇴부 착용부(1)와, 상기 아랫다리 착용부(2)의 연결부 즉, 상기 제1장착 프레임부재(10)와 상기 제2장착 프레임부재(30)의 연결부는 각각 상기 제1프레임 받침부(75)와 상기 제2프레임 받침부(76)의 상부에 안착되어 지지된다.

상기 제1프레임 받침부(75)와 상기 제2프레임 받침부(76)는 상기 연결부를 안정적으로 받치도록 소정의 원호를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 지지대부재(70)는 상기 대퇴부 지지부와 상기 아랫다리 착용부(2)를 사용자가 사용하기 적당한 높이로 지지하여 사용자가 안정적인 자세에서 재활 운동을 할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 지지대부재(70)는 상기 제1다리 지지부(71) 및 상기 제2다리 지지부(72)가 회전 가능한 두 개의 다리로 이루어져 두 개의 다리를 각각 접어 보관할 수 있어 휴대성과 보관성이 우수한 것이다.

상기 지지대부재(70)는 상기 제1다리 지지부(71)의 어느 한 다리와 상기 다리에 대응되게 위치된 상기 제2다리 지지부(72)의 다리를 연결하는 제1다리 연결부(77)와, 상기 제2다리 지지부(72)의 두 개의 다리 중 서로 대응되는 위치의 다리를 연결하는 제2다리 연결부(78)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1다리 지지부(71)의 두 개의 다리와 상기 제2다리 지지부(72)의 두 개의 다리는 상기 제1다리 연결부(77)와 제2다리 연결부(78)에 연결되어 서로 동시에 같은 각도로 벌어져 안정적으로 상기 제1장착 프레임부재(10)와 상기 제2장착 프레임부재(30)를 지지하도록 한다.

또, 상기 제1다리 지지부(71)와 상기 제2다리 지지부(72)는 두 개의 다리가 벌어진 각도를 제한할 수 있게 구비되는 것이 바람직하다.

도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이 상기 제1힌지부(73)와 상기 제2힌지부(74) 중 어느 하나는 두 개의 다리 중 어느 하나가 연결되며 일 측면에 이격된 복수의 제1물림 치(80a)가 구비된 제1힌지 몸체(80)와;

상기 두 개의 다리 중 다리 하나가 연결되며 상기 제1힌지 몸체(80)의 일 측면과 접촉하는 일 측면에 상기 제1물림 치(80a)와 맞물리도록 이격된 복수의 제2물림 치(81a)가 구비되는 제2힌지 몸체(81)와;

상기 제1힌지 몸체(80)와 상기 제2힌지 몸체(81)를 관통하며 일 측이 상기 제1힌지 몸체(80)의 타 측에 걸리고 타 측이 상기 제2힌지 몸체(81)에 걸리는 힌지 축(82)과;

상기 제1힌지 몸체(80)를 관통한 상기 힌지 축(82)을 탄성 지지하여 상기 제1힌지 몸체(80)의 제1물림 치(80a)와 상기 제2힌지 몸체(81)의 제2물림 치(81a)가 맞물린 상태로 유지하는 탄성체(83)를 포함한다.

상기 탄성체(83)는 코일 스프링을 사용하는 것을 일 예로 한다.

즉, 상기 제1힌지 몸체(80)의 제1물림 치(80a)와 상기 제2힌지 몸체(81)의 제2물림 치(81a)는 도 4에서 도시한 바와 같이 상기 탄성체(83)에 의해 탄성 지지되어 맞물려 유지되며, 이로써, 상기 제1다리 지지부(71)와 상기 제2다리 지지부(72)에서 두 개의 다리부가 벌어진 각도를 고정한다.

또 상기 제1힌지 몸체(80)와 상기 제2힌지 몸체(81)의 사이 간격을 힘을 가해 억지로 벌려 상기 제 1, 2 물림 치(80a, 81a)의 물림 상태를 해제하면 상기 제2힌지 몸체(81)를 회전시킬 수 있어 상기 제1다리 지지부(71)와 상기 제2다리 지지부(72)에서 두 개의 다리부가 벌어진 각도를 조정할 수 있다.

상기한 바와 같이 두 개의 다리부가 벌어진 각도가 조정된 후에 상기 제1힌지 몸체(80)와 상기 제2힌지 몸체(81)의 사이 간격을 벌리기 위해 억지로 가했던 힘을 해제하면 상기 탄성체(83)의 탄성 복원력에 의해 상기 제1힌지 몸체(80)의 제1물림 치(80a)와 상기 제2힌지 몸체(81)의 제2물림 치(81a)가 물리게 되어 상기 제1다리 지지부(71)와 상기 제2다리 지지부(72)에서 두 개의 다리부가 조정된 각도로 다시 고정된다.

도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구는 사용자가 다리에 타이즈(3)를 착용한 후 사용할 수도 있다. 또한, 상기 센서부재(66)는 상기 제2착용부재의 내측면에 장착되고, 상기 타이즈에는 상기 인장압축센서(66a)에 연결되는 고리(미도시)가 구비되는 것을 일 예로 한다.

또한, 사용자가 다리에 타이즈를 착용하고, 상기 고리로 상기 인장압축센서(66a)에 연결하면, 상기 인장압축센서(66a)는 사용자가 와 상기 아랫다리 다리부를 착용된 타이즈에 상기 인장압축센서(66a)가 고리로 연결되어 사용자의 아랫다리가 상기 제2착용부재에 착용되어 아랫다리를 회전시키는 즉, 아랫다리를 들어올리거나, 내리는 힘을 상기 인장압축센서(66a)에서 감지할 수 있다.

상기 인장압축센서(66a)에서 감지된 힘은 상기 제어 기기(60)로 전달되고, 상기 제어 기기(60)는 상기 인장압축센서(66a)에서 감지된 힘의 방향, 크기에 따라 상기 구동 기기(50)의 작동을 제어한다.

본 발명을 사용하여 무릎 재활 운동을 하는 예를 설명하면 하기와 같다.

본 발명은 상기 제1장착 프레임부재(10)와 상기 제2장착 프레임부재(30) 사이에 다리를 위치시킨 후 상기 제1밴드부재(20)와 상기 제2밴드부재(40)로 대퇴부와 아랫다리를 감싸 사용자의 다리에 착용되고, 상기 발 지지부재(90)를 사용자의 발에 착용시켜 사용된다. 그리고, 본 발명은 사용자의 체형에 따라 상기 제1장착 프레임부재(10)의 길이를 조절하여 상기 제1장착 프레임부재(10)를 사용자의 대퇴부에 적합한 위치로 장착하고, 상기 제2장착 프레임부재(30)의 길이를 조절하여 상기 발 지지부재(90)를 사용자의 발에 간단히 착용시킬 수 있다.

즉, 상기한 바와 같이 상기 대퇴부 착용부(1)와 상기 아랫다리 착용부(2)를 사용자의 다리에 착용하고, 상기 입력부(61)를 통해 일반 재활 운동모드(65) 또는 등속성 운동모드(64) 중 어느 한 모드를 선택한다.

그리고, 상기 입력부(61)로, 일반 재활 운동모드(65)를 선택한 경우 선택된 작동 모드에 따라 입력 값 즉, 작동 각도 범위, 속도, 시간, 반복 횟수 등을 입력하면 상기 모드 작동 제어부(62)가 입력된 값으로 상기 제2장착 프레임부재(30)가 운동되도록 상기 구동 기기(50)의 작동이 제어된다.

또한, 상기 입력부(61)로, 등속성 운동모드(64)를 선택하면 상기 센서부재(66)로 사용자가 아랫다리를 회전시키는 즉, 아랫다리를 들어올리거나, 내리는 힘을 감지하여 상기 구동 기기(50)의 작동이 제어된다.

상기한 바와 같이 무릎 재활 운동 시 작동 시 입력 값 즉, 재활 운동 데이터는 상기 데이터 저장부(63)로 저장되어 필요에 따라 피드백되어 활용되는 것이다.

본 발명은 구동 기기(50)의 작동으로만 무릎 관절을 운동시키는 일반 재활 운동뿐만 아니라 사용자의 움직임에 의한 작용으로 무릎 관절을 운동시키는 등속성 운동을 선택적으로 사용할 수 있어 무릎 관절의 재활 효과를 크게 향상시킨다.

본 발명은 휴대가 가능하고 작은 공간에서도 쉽게 사용이 가능하며 사용자의 운동이 감지된 경우에만 작동할 수 있으며, 사용자의 재활 운동 정보를 저장하고, 이를 피드백(Feed back)하여 무릎 관절 재활 효과를 향상시킨다.

본 발명은 사용자의 체형 및 좌, 우 무릎에 따라 적합하게 착용할 수 있어 편의성을 크게 향상시키고 재활 효과를 향상시킨다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

1 : 대퇴부 착용부 2 : 아랫다리 착용부
10 : 제 1 장착 프레임부재 20 : 제 2 밴드부재
30 : 제 2 장착 프레임부재 40 : 제 2 밴드부재
50 : 구동 기기 60 : 제어 기기
65 : 센서부재 70 : 지지대부재
90 : 발 지지부재 100 : 대퇴부 지지 패드부재
110 : 아랫 다리 지지 패드부재 120 : 무릎 커버부재

Claims

대퇴부에 착용되는 대퇴부 착용부;
상기 대퇴부 착용부에 회전 가능하게 연결되고, 아랫다리에 착용되는 아랫다리 착용부;
상기 대퇴부 착용부와 상기 아랫다리 착용부의 연결부분에 장착되어 상기 아랫다리 착용부를 회전 작동시키는 구동 기기;
상기 구동 기기의 작동을 제어하는 제어 기기; 및
상기 아랫다리 착용부에 장착되고, 상기 제어 기기에 연결되며 사용자에 의해 이동되는 아랫다리의 이동 방향을 감지하는 센서부재를 포함하며,
상기 대퇴부 착용부는,
대퇴부의 양 측에 각각 배치되는 제1장착 프레임부재; 및
상기 제1장착 프레임부재에 구비되며 사용자의 대퇴부를 감싸 착용되는 제1착용부재를 포함하고,
상기 아랫다리 착용부는,
상기 제1장착 프레임부재의 일 단부 측에 회전 가능하게 연결되고, 아랫다리의 양 측에 각각 배치되는 제2장착 프레임부재; 및
상기 제2장착 프레임부재에 구비되며 사용자의 아랫다리를 감싸 착용되는 제2착용부재를 포함하며,
상기 제2착용부재는,
양 측이 각각 상기 제2장착 프레임부재에 연결되고, 종아리 측에 배치되는 종아리 지지 브라켓트; 및
상기 종아리 지지 브라켓트에 연결되며 종아리를 감싸 착용되는 제2벨트를 포함하며,
상기 센서부재는,
상기 종아리 지지 브라켓트 또는 상기 제2벨트에 장착되어 사용자가 무릎을 이용하여 아랫다리를 회전시키고자 하는 이동 방향으로 힘을 일정 이상 가했을 때 힘의 방향을 감지하여 상기 제어 기기로 전달하며,
상기 제어 기기는,
상기 구동 기기로 상기 아랫다리 착용부를 사용자에 따라 기설정된 등속으로 회전시키는 등속성 운동모드; 및
사용자의 움직임과 관계없이 상기 구동 기기의 작동으로만 무릎 관절을 운동시키는 일반 재활 운동모드를 포함하며,
상기 센서부재에서 사용자의 힘이 감지된 경우에 상기 아랫다리 착용부를 상기 센서부재에 의해 감지된 힘의 방향으로 기설정된 회전속도로 등속 회전시키도록 상기 구동 기기의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
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청구항 1에 있어서,
상기 제2장착 프레임부재의 안쪽면에 분리 가능하게 장착되는 아랫다리 지지 패드부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
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청구항 1에 있어서,
상기 센서부재는,
상기 종아리 지지 브라켓트와 상기 제2벨트에 양 단부 측이 각각 장착되어 상기 종아리 지지 브라켓트와 상기 제2벨트를 연결하는 인장압축센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
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청구항 1에 있어서,
상기 일반 재활 운동모드는 복수의 작동 모드를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 11에 있어서,
상기 제어 기기는,
복수의 작동 모드를 포함한 상기 일반 재활 운동 모드와, 상기 등속성 운동 모드에서 하나의 모드를 선택하여 모드 별로 상기 구동 기기를 제어하는 모드 작동 제어부; 및
상기 모드 작동부에 구비된 복수의 작동 모드 중 어느 하나를 선택하고 선택된 모드 별로 작동 조건 입력이 가능한 입력부를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 12에 있어서,
상기 제어 기기는 상기 모드 작동 제어부에 연결되며 상기 모드 작동 제어부에서 상기 구동 기기의 작동 과정을 저장하는 데이터 저장부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 일반 재활 운동모드는,
사용자가 상기 아랫다리 착용부의 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하여 상기 아랫다리 착용부가 계속 지정된 각도 범위 및 속도로 지속 작동시키는 베이직 모드와;
사용자가 상기 아랫다리 착용부의 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하고 작동 시간을 설정하여 상기 아랫다리 착용부가 설정된 작동 시간 동안 지정된 각도 범위 및 속도로 작동시키는 타이머 모드와;
사용자가 상기 아랫다리 착용부의 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하고 반복 횟수를 설정하여 상기 아랫다리 착용부를 지정된 각도 범위 및 속도로 설정된 횟수로 반복 작동시키는 카운트 모드와;
사용자가 상기 아랫다리 착용부의 최대, 최소 작동 각도 범위 및 작동 속도를 지정하고 작동 시간을 설정하여 상기 아랫다리 착용부를 작동 각도 범위를 변화시키거나 작동 속도를 변화시키면서 작동 시간 동안 작동시키는 프로그레시브 모드를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 대퇴부 착용부와 상기 아랫다리 착용부의 연결부에 장착되어 무릎을 덮는 무릎 커버부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 15에 있어서,
상기 제어 기기는 상기 무릎 커버부재에 장착되어 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
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청구항 1에 있어서,
상기 제1장착 프레임부재의 안쪽면에 분리 가능하게 장착되는 대퇴부 지지 패드부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제1장착 프레임부재는 길이 조절 가능한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제1장착 프레임부재는,
상기 아랫다리 착용부에 연결되는 제1대퇴부 프레임;
상기 제1대퇴부 프레임에 다리 길이 방향으로 이동 가능하게 연결되는 제2대퇴부 프레임; 및
상기 제2대퇴부 프레임의 위치를 고정, 해제하는 대퇴부 프레임 고정부;를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제2장착 프레임부재는 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제2장착 프레임부재는,
상기 대퇴부 착용부에 연결되는 제1아랫다리 프레임;
상기 제1아랫다리 프레임에 다리 길이 방향으로 이동 가능하게 연결되는 제2아랫다리 프레임; 및
상기 제2아랫다리 프레임의 위치를 고정, 해제하는 아랫다리 프레임 고정부;를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 아랫다리 착용부에 연결되며 사용자의 발에 착용되는 발 지지부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제1착용부재는,
양 측이 각각 상기 제1장착 프레임부재에 연결되고, 대퇴부의 앞 측에 배치되는 대퇴부 지지 브라켓트; 및
상기 대퇴부 지지 브라켓트에 연결되며 대퇴부를 감싸 착용되는 제1벨트를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제1착용부재는,
양 측이 각각 상기 제1장착 프레임부재에 연결되고, 대퇴부의 앞 측에 배치되는 대퇴부 지지 브라켓트; 및
상기 대퇴부 지지 브라켓트에 연결되며 대퇴부를 감싸 착용되는 제1벨트를 포함하며,
상기 대퇴부 지지 브라켓트는 대퇴부를 감싸도록 굴곡된 행태를 가지며,
상기 제2착용부재는,
양 측이 각각 상기 제2장착 프레임부재에 연결되고, 종아리 측에 배치되는 종아리 지지 브라켓트; 및
상기 종아리 지지 브라켓트에 연결되며 대퇴부를 감싸 착용되는 제2벨트를 포함하고,
상기 종아리 지지 브라켓트는 종아리를 감싸도록 굴곡된 행태를 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 1에 있어서,
세워져 설치되어 상기 대퇴부 착용부와, 상기 아랫다리 착용부를 지지하는 지지대부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.
청구항 26에 있어서,
상기 지지대부재는,
회전 가능하게 연결되는 두 개의 지지 다리로 이루어진 제1다리 지지부;
회전 가능하게 연결되는 두 개의 지지 다리로 이루어진 제2다리 지지부;
상기 제1다리 지지부의 두 개의 다리를 회전 가능하게 연결하는 제1힌지부;
상기 제2다리 지지부의 두 개의 다리를 회전 가능하게 연결하는 제2힌지부;
상기 대퇴부 착용부와, 상기 아랫다리 착용부의 연결부 중 어느 한 측을 지지하며 상기 제1다리 지지부의 상부에 구비되는 제1프레임 받침부; 및
상기 대퇴부 착용부와, 상기 아랫다리 착용부의 연결부 중 다른 한 측을 지지하며 상기 제2다리 지지부의 상부에 구비되는 제2프레임 받침부를 포함한 것을 특징으로 하는 휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구.