KR101948760B1 - 스마트 하체운동기 - Google Patents

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KR101948760B1
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    • A63B2022/0028—Particular aspects relating to the orientation of movement paths of the limbs relative to the body; Relative relationship between the movements of the limbs the movement path being non-parallel to the body-symmetrical-plane, e.g. support elements moving at an angle to the body-symmetrical-plane
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Abstract

본 발명은 스마트 기기와 통신 가능한 스마트 하체운동기에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 하체운동기는 몸체부와, 상기 몸체부에 배치되어 슬라이딩 이동하고 사용자의 발에 착용되는 페달부와, 상기 몸체부에 구비되고 사용자가 상기 페달부를 움직이면 그에 대한 저항력을 인가하는 저항체, 그리고 상기 몸체부에 구비되어 스마트 기기와 통신하고 상기 페달부의 움직임을 감지하여 사용자의 운동량 데이터를 스마트 기기에 전송하는 제어부를 포함한다. 이러한 구성으로, 회사 업무나 공부와 같은 기타 업무를 하면서도 한정된 공간에서 효과적으로 하체 움직임을 돕는 동시에 활동데이터를 스마트 기기에 표출해줄 수 있다.

Description

스마트 하체운동기 {Smart Leg Movement Stimulator Device}
본 발명은 스마트 하체운동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 의자에 앉아 회사 업무나 공부와 같은 기타 업무를 하면서도 효과적으로 하체 움직임을 돕는 동시에 활동데이터를 스마트기기에 표출해주는 스마트 하체운동기에 관한 것이다.
일반적으로 수험생이나 사무직근로자 등은 거의 온종일 의자에 앉아서 생활함으로써 운동부족은 물론, 최근 많은 연구기관과 의료기관에서 발표하는 바와 같이 장시간 앉아있음으로 건강에 미치는 암발병률, 비만, 당뇨발병률 증가 등 각종 악영향에 노출된다.
오래 앉아있는 자세의 부작용을 예방하고자 스탠딩 데스크와 스탠딩 의자와 같은 일어서는 가구가 소개되지만, 장시간 오래 서는 것의 피로와 관절 무리로 그 대안이 될 수 없어 앉아서 운동하는 기술들이 소개되고 있다. 하지만 현재까지 소개되고 있는 것들은 기존 의자에 장착되는 형태로 의자 종류에 따라 설치가 제한되며, 운동 방식으로는 페달식 운동과 스테퍼(stepper)식 운동이 주를 이루는데, 페달식은 페달의 한 축이 내려가면 그 반대 축이 올라가기 때문에 이를 사용 시 무릅도 올라가게 되어 공간 확보가 필수이다. 그러나 사무실이나 공부하는 수험생의 책상의 높이는 제한되어있어 운동이 불편하거나 무릅이 책상을 치는 경우가 발생할 수 있다. 또한 스테퍼의 경우 특정 근육만을 반복적으로 사용하기 때문에 장시간 오랫동안 사용하기에는 무리가 있을 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 기존 가구를 그대로 사용하며 사무업무나 기타 업무를 하면서도 효율적으로 하체를 운동하고 스트레칭하여 오랜 정적인 자세를 예방하고 운동에 대한 정보를 사용자 스마트기기에 표출해주는 스마트 하체운동기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 하체운동기는, 사용자의 발에 착용하는 페달부로 마련되는 스마트 하체운동기에 있어서, 상기 페달부는, 페달 축 베이스; 상기 페달 축 베이스에 체결되고, 다각도로 틸팅되게 마련되는 페달 연결로드; 및 상기 페달 연결로드에 회전되게 체결되고, 사용자의 발에 착용되는 페달 기본 바닥;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 페달부는, 길이방향으로 신축되게 마련된 상기 페달 연결로드에 구비되고, 상기 페달 기본 바닥을 착용한 사용자의 발에 저항으로 작용하도록 탄성력을 인가하는 페달 탄성체;를 더 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 중심축을 기준으로 다각도로 움직이는 페달은 발목과 종아리 근육을 스트레칭하는데 도움을 주며 조금의 스트레칭으로도 여러 근육이 움직이게 되어 혈액순환을 도울 수 있다.
둘째, 페달길을 따라 움직이는 페달운동은 사용자가 큰 힘을 들이지 않고도 쉽게 다리를 움직이고 오랫동안 반복하여도 지치지 않아 장시간 사용이 가능하며 혈액순환을 돕고 칼로리를 소비하는 효과가 있다.
셋째, 사용자의 스마트 하체운동기 사용 정보가 센서를 통해 사용자의 스마트기기에 전달되어 사용자의 운동목표나 활동 패턴 등을 표출할 수 있고, 이를 통해 운동 장려 효과를 기대할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하체운동기를 도시한 사시도,
도2과 도3은 도1에 도시된 스마트 하체운동기의 상측 및 측면 단면도,
도4는 도1에 도시된 스마트 하체운동기의 페달간 거리 조절 작동 상태도,
도5a와 도5b와 도5c는 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 페달부가 중심축을 기준으로 다각도로 움직이는 작동 상태도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하체운동기의 페달운동 사용 상태도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하체운동기의 센서 장착을 도시한 상측 단면도,
도8은 도7에 도시된 센서로 취합한 정보를 스마트 기기에 표출하는 프로세스도,
도9a와 도9b는 도1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따라 의자의 다리 한 부분을 몸체에 고정하는 사용 상태도,
도10는 도1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따라 경사를 달리 도시한 상태도,
도11a와 도11b은 도1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따른 상태도로 스테퍼 작동 상태도,
도12는 도1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따른 상태도로 페달길의 다각화 작동 상태도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 발명의 내용을 보다쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. 먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조를 설명한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하체운동기를 도시한 사시도이고, 도 2와 도 3은 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 상측 및 측면 단면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 페달간 거리 조절 작동 상태도이다.
그리고, 도 5a와 도 5b와 도 5c는 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 페달부가 중심축을 기준으로 다각도로 움직이는 작동 상태도이고, 도 6은 상기 스마트 하체운동기의 페달운동 사용 상태도이다.
그리고, 도 7은 상기 스마트 하체운동기의 센서 장착을 도시한 상측 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 센서로 취합한 정보를 스마트 기기에 표출하는 프로세스도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 스마트 하체운동기(1)는 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)에 배치되어 슬라이딩 이동하고 사용자의 발에 착용되는 페달부(20)와, 상기 몸체부(10)에 구비되고 사용자가 상기 페달부(20)를 움직이면 그에 대한 저항력을 인가하는 저항체, 그리고 상기 몸체부(10)에 구비되어 스마트 기기와 통신하고 상기 페달부(20)의 움직임을 감지하여 사용자의 운동량 데이터를 스마트 기기에 전송하는 제어부를 포함한다.

상기 몸체부(10)는 콤팩트(compact)하게 마련되어 사무실이나 학교의 책상 밑에 설치가 편리하고, 그 외 소파나 다른 의자에 앉아 사용하기 용이하다.
보다 구체적으로, 상기 몸체부(10)는 한쌍으로 마련되어 상기 페달부(20)가 각각 배치되고 상기 페달부(20)가 슬라이딩 이동하도록 페달길(12)이 경사지게 형성된 몸체 표면부(11)와, 상기 몸체 표면부(11) 간의 간격이 조절되게 상기 몸체 표면부(11) 간을 연결하는 연결부(13)를 포함한다.
즉, 상기 몸체 표면부(11)에는 상기 페달부(20)가 체결되어 슬라이딩 이동하도록 페달길(12)이 형성되어 있고, 상기 몸체 표면부(11)가 경사지게 배치되도록 상기 몸체 표면부(11)의 일측에 받침부(11a)가 구비되고, 상기 받침부(11a)가 상기 연결부(13)에 슬라이딩 이동되게 구비된다.
따라서, 상기 몸체 표면부(11)가 경사지게 배치되어 있어 자중에 의하여 상기 페달부(20)가 경사면을 따라 슬라이딩 이동하게 되므로, 사용자가 상기 페달부(20)를 착용하고 상기 페달부(20)가 자중에 의하여 이동하는 힘에 저항하여 상기 페달부(20)를 이동시키는 것만으로도 사용자의 하체를 운동시키는 운동 저항력으로 작용할 수 있다.
그리고, 사용자의 체형 또는 운동 강도 조절을 위하여 상기 몸체 표면부(11)가 체결된 상기 받침부(11a)를 상기 연결부(13)에서 이동시켜, 도 4에 도시된 바와 같이, 한쌍의 상기 몸체 표면부(11) 간의 폭 조절이 가능하다.
나아가, 상기 연결부(13)는 상기 받침부(11a)와 탈착되게 마련되어 상기 스마트 하체운동기(1)를 이동하거나 보관하는 경우 이를 분리하여 이동 또는 보관 시 부피를 최소화할 수 있다.

상기 저항체는, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 몸체부(10)의 내부에서 상기 페달길(12)에 구비되고, 사용자가 상기 페달부(20)를 움직이면 그에 대한 저항하는 방향으로 탄성력을 인가하도록 마련될 수 있다.
예를 들어, 상기 저항체가 스프링으로 마련되면, 사용자가 상기 페달부(20)를 이동시키면 스프링이 인장 또는 압축되면서 탄성력이 발생하게 되고, 이러한 탄성력이 상기 페달부(20)의 이동에 대한 저항력으로 작용하여 사용자에게 운동 저항력으로 작용할 수 있다.
상기 저항체가 이에 한정되는 것은 아니고 마찰면, 유압 등 상기 페달부(20)의 움직임에 대한 저항으로 작용할 수 있는 어떠한 장치로도 마련될 수 있다.

상기 페달부(20)는 상기 몸체부(10)에 배치되고, 사용자가 발에 착용하여 슬라이딩 이동시키면서 운동할 수 있도록 마련된다.
보다 구체적으로, 상기 페달부(20)는 상기 몸체부(10)의 페달길(12)을 따라 슬라이딩 이동하는 페달 축 베이스(22)와, 상기 페달 축 베이스(22)에 체결되고 다각도로 틸팅되게 마련되는 페달 연결로드(22a), 그리고 상기 페달 연결로드(22a)에 회전되게 체결되고 사용자의 발에 착용되는 페달 기본 바닥(21)으로 구성된다.
그리고, 상기 페달 기본 바닥(21)에는 사용자의 발이 미끄러지는 것을 방지하도록 페달 발꿈치 미끄럼 방지계(21a)와, 사용자의 발 사이즈에 대응하여 크기를 조절할 수 있는 페달 사이즈 조절계(21b)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 페달 축 베이스(22)가 상기 페달길(12)에서 보다 원활하게 슬라이딩 이동될 수 있도록 상기 페달 축 베이스(22)에 한개 이상의 페달길 롤러(23a)가 구비될 수도 있다.

그리고, 상기 페달 기본 바닥(21)은 상기 페달 연결로드(22a)에 회전되게 체결되어 있어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 수평면 상에서 상기 페달 기본 바닥(21)을 회전시킬 수 있어 사용자가 발뒤꿈치를 모으고 벌리는 운동을 할 수 있다.
또한, 도 5b와 도 5c에 도시된 것과 같이, 상기 페달 연결로드(22a)가 조이스틱과 같이 중심축을 기준으로 다양한 각도로 틸팅될 수 있어 사용자가 발목 운동을 할 수도 있다.

이러한 구성으로, 상기 페달부(20)가 다각도로 회전 및 틸팅될 수 있어 사용자의 하체 근육, 특히 종아리와 발목의 스트레칭을 도우며, 이에 연결된 많은 미세 근육들을 함께 자극해 줄 수 있다. 이러한 미세근육의 움직임은 한 자세 유지로 인한 근육 경화와 이로 인한 통증을 예방해주는 효과가 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 두 페달부(20)를 동시에 밀고 당기거나, 서로 번갈아 가면서 밀고 당기면서 운동할 수 있어 하체 근육을 지속적으로 움직이게 해주며 혈액순환 활성화를 돕고 칼로리를 소모한다.

상기 제어부는 상기 몸체부(10)에 구비되어 스마트 기기와 통신하고, 상기 페달부(20)의 움직임을 감지하여 사용자의 운동량 데이터를 스마트 기기에 전송하도록 마련된다.
이를 위하여, 상기 제어부는 MCU(micro controller unit) 프로세서와 스마트 기기와 통신할 수 있는 통신모듈로 구성될 수 있다.
즉, 상기 제어부는 MCU 프로세서에서 사용자의 운동량 등을 산출하고, 상기 통신모듈이 산출된 사용자의 운동량 데이터를 스카트 기기로 전송하도록 마련될 수 있다.

여기서, 사용자의 운동량을 측정하기 위하여, 상기 스마트 하체운동기(1)는 상기 몸체부(10) 또는 상기 페달부(20) 중 적어도 어느 하나에 구비된 위치센서 및 압력센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 위치센서 및 압력센서로부터 데이터를 수신하여 상기 페달부(20)의 위치, 상기 페달부(20)를 가압하는 압력, 상기 페달부(20)의 슬라이딩 이동 횟수를 산출하여 스마트 기기로 전송하도록 마련될 수 있다.
예를 들어, 도 7에서 도시된 바와 같이, 페달 기본 바닥(21)에 페달 앞 압력센서(30)와 페달 뒷 압력센서(30a)가 구비되어 사용자가 페달부(20)를 가압하는 압력을 측정한다.
그리고, 상기 페달 기본 바닥(21)에서 상기 페달 연결로드(22a)가 연결되는 위치에 페달 위치 센서(32)가 설치되고, 상기 몸체 표면부(11)에서 페달길(12)을 따라서 4개 이상의 거리센서(31)가 설치되어 상기 페달 위치 센서(32)의 위치를 파악할 수 있다. 즉, 상기 페달부(20) 좌우 각각에 페달길(12)을 따라서 최상단 센서(31a), 중상단 센서(31b), 중하단 센서(31c), 최하단 센서(31d)가 구비되고 상기 페달 위치 센서(32)가 이들을 통과하는 움직임을 파악하여 상기 페달부(20)의 위치 및 상기 페달부(20)가 왕복 이동한 횟수를 파악하도록 마련될 수 있다.
이런한, 여러 센서를 통하여 측정된 데이터로 사용자의 기본 활동뿐 아니라, 세밀하게는 보폭과 양 발간 힘의 차이에 따른 힘의 불균형을 감지하고 이를 통한 자세의 불균형을 예측할 수도 있다.

상기 여러 센서를 통하여 측정된 사용자의 정보는, 도 8에 도시된 바와 같이, 와이파이(wireless fidelity), 블루투스, RFID 등과 같은 근거리 무선통신을 이용하여 스마트 기기와 연동되고, 스마트 기기는 인터넷 통신을 통해 클라우드에 정보를 송신하며 클라우드에서 분석되고 생성된 정보는 다시 스마트 기기 또는 병원과 같이 사용자가 지정한 기기나 기관으로 연동되어 정보가 표출되게 마련될 수도 있다.

도 9a와 도 9b는 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따라 의자의 다리 한 부분을 몸체에 고정하는 사용 상태도이다.
도 9a와 도 9b를 참조하면, 상기에서 설명한 스마트 하체운동기를 의자의 다리에 체결하여 사용자가 운동하는 동안 상기 스마트 하체운동기가 움직이는 것을 고정하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 스마트 하체운동기에 도 9a와 같이 의자다리 고정홀(14)을 구비하여 의자다리 중 하나를 상기 의자다리 고정홀(14)에 삽입하여 상기 스마트 하체운동기가 움직이지 않도록 고정할 수 있다.
또는, 도 9b와 같이, 상기 스마트 하체운동기에 오픈형으로 의자다리 고정홀(14a)을 형성할 수도 있다. 이렇게 형성된 경우에는 사용자가 스마트 하체운동기를 의자 측으로 당기는 방향으로 힘을 가하는 운동을 하는 경우, 스마트 하체운동기가 의자다리에 지지되어 움직이지 않도록 고정할 수 있다.

도 10은 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따라 경사를 달리 도시한 상태도이다.
즉, 도 10은 본 발명에 의한 스마트 하체운동기의 또 다른 응용 실시예를 개략적으로 도시해 보인 것으로서, 몸체부(10b)에서 몸체 표면부(11')를 중심이 볼록하도록 경사를 달리 주었다.
이렇게 구성되는 경우, 사용자가 후방에서 중심으로 페달부(20)를 이동시키면 상기 페달부(20)를 미는 힘이 작용되고, 전방에서 중심으로 페달부(20)를 이동시키면 상기 페달부(20)를 당기는 힘이 작용하게 되므로, 사용자가 밀고 당기는 운동과 동시에 새로운 재미를 느낄 수 있다.

도 11a와 도 11b는 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따른 상태도로 스테퍼 작동 상태도이다.
도 11a와 도 11b는 본 발명에 의한 스마트 하체운동기의 다른 실시예로 스테퍼(stepper) 운동을 함께 수행할 수 있는 구조이다.
이를 위하여, 도 11a를 참조하면, 몸체부(10c)는 지면에 배치되는 베이스 프레임과, 한쌍으로 마련되어 페달부(20)가 각각 배치되고, 상기 페달부(20)가 슬라이딩 이동하도록 페달길이 형성되며 상기 베이스 프레임에 탄성 절곡되게 일측이 연결되어 스테퍼 운동되게 마련되는 몸체 표면부(11")로 마련될 수 있다.
즉, 상기 몸체 표면부(11")가 상기 베이스 프레임에서 상형 경사지게 형성되고, 상기 베이스 프레임과 연결된 부위는 탄성 절곡되게 마련되어 사용자가 상기 몸체 표면부(11")를 가압하여 스테퍼 운동을 할 수 있도록 마련될 수 있다.
이 경우, 상기 몸체 표면부(11")는 상기 베이스 프레임과 일체형으로 마련되고 탄성변형될 수 있는 재질로 제작되어 상향 경사지게 절곡 형성될 수 있다. 또는, 상기 베이스 프레임과 상기 몸체 표면부(11")가 연결되는 부위에 별도의 탄성부재를 구비하여 제작될 수도 있다.

그리고, 도 11b를 참조하면, 페달 연결로드(22a')를 길이방향으로 신축되게 마련하고, 상기 페달 연결로드(22a')의 내부에 페달 탄성체(22b)를 구비하여 사용자가 가압하는 경우 그에 대한 저항으로 탄성력을 인가하여 사용자가 스테퍼 운동을 하는 효과를 기대할 수 있다.

도 12는 도 1에 도시된 스마트 하체운동기의 응용 실시예에 따른 상태도로 페달길의 다각화 작동 상태도이다.
도12를 참조하면, 본 발명의 스마트 하체운동기의 다른 응용 실시예는 몸체부(10d) 내에 페달길(12)과 수직한 방향으로 연결되는 가로 페달길(12a)을 더 구비할 수 있다.
즉, 상기 페달길(12)을 통하여 사용자가 앞뒤 방향으로 하체 운동을 실시할 수 있고, 상기 가로 페달길(12a)을 통하여 사용자가 좌우 방향 즉, 하체를 벌렸다 오므렸다, 또는 좌우로 함께 다리를 움직여 하체 운동을 실시할 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 사용자가 더 다양한 근육을 사용하는 운동을 할 수 있다.

본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
1 : 스마트 하체 운동기 10 : 몸체부
11 : 몸체 표면부 11a : 받침부
12 : 페달길 12a : 가로 페달길
13 : 연결부 14 : 의자다리 고정홀
14a : 오픈형 의자다리 고정홀 20 : 페달부
21 : 페달 기본 바닥 21a : 페달 발꿈치 미끄럼 방지계
21b : 페달 사이즈 조절계 22 : 페달 축 베이스
22a : 페달 연결로드 22b : 페달 탄성체
23 : 페달길 연결축 23a : 페달길 롤러
30 : 페달 앞 압력센서 30a : 페달 뒷 압력센서
31 : 거리센서 31a : 최상단 센서
31b : 중상단 센서 31c : 중하단 센서
31d : 최하단 센서 32 : 페달 위치 센서
33 : MCU 프로세서 및 통신 모듈

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 사용자의 발에 착용하는 페달부로 마련되는 스마트 하체운동기에 있어서, 페달부가 전후로 슬라이딩 이동할 수 있는 페달길을 포함하는 몸체부;
    상기 몸체부에 배치되어 슬라이딩 이동하고, 사용자의 발에 착용되는 페달부;
    상기 몸체부에 구비되고, 사용자가 상기 페달부를 움직이면 그에 대한 저항력을 인가하는 저항체;
    상기 몸체부의 페달길과 수직한 방향으로 연결되는 가로 페달길;
    상기 페달부에 부착되어 페달부의 위치를 감지할 수 있는 위치센서;
    상기 페달부에 부착되어 페달부를 가압하는 압력을 측정할 수 있는 압력센서; 및
    상기 몸체부에 구비되어 위치센서 및 압력센서에서 측정된 데이터를 스마트 기기에 전송할 수 있는 제어부;
    상기 스마트기기에 전송된 정보를 클라우드에 송신하여, 분석하고 생성된 정보를 다시 사용자가 지정한 기기나 기관으로 표출되게 하는 기능을 포함하며;
    상기 페달부는, 페달 축 베이스;
    상기 페달 축 베이스에 체결되고, 중심축을 기준으로 다각도로 틸팅되게 마련되는 페달 연결로드; 및
    상기 페달 연결로드에 중심축을 기준으로 다각도로 회전되게 체결되고, 사용자의 발에 착용되는 페달 기본 바닥;
    을 포함하는 스마트 하체운동기.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 페달부는,
    길이방향으로 신축되게 마련된 상기 페달 연결로드에 구비되고, 상기 페달 기본 바닥을 착용한 사용자의 발에 저항으로 작용하도록 탄성력을 인가하는 페달 탄성체;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 하체운동기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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