KR101953478B1

KR101953478B1 - 근력 강화기

Info

Publication number: KR101953478B1
Application number: KR1020170142122A
Authority: KR
Inventors: 하숭목; 권오석
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-23

Abstract

일 실시예에 따른 근력 강화기는, 관절을 중심으로 이격 배치되는 제1 고정 부재와 제2 고정 부재; 상기 관절의 내측 및 외측에서 상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재 사이에 연결된 제1 링크 부재 및 제2 링크 부재; 및 상기 1 링크 부재 및 상기 제2 링크 부재에서 상기 관절의 전방 또는 후방을 향하여 장착된 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재;를 포함하고, 관절 운동에 의해서 상기 1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재의 굽힘 각도가 변화되면서 상기 제1 탄성 부재 또는 상기 제2 탄성 부재가 변형되고, 상기 제1 탄성 부재 또는 상기 제2 탄성 부재의 복원력에 의해서 상기 1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재가 원상태로 복귀될 수 있다.

Description

근력 강화기{MUSCULAR STRENGTH REINFORCING MACHINE}

본 발명은 근력 강화기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 사용자의 연령에 맞게 간편하고 손쉽게 운동할 수 있는 근력 강화기에 관한 것이다.

인체는 골격을 이루는 뼈와 뼈 사이를 관절로서 부드럽게 이어주고, 관절을 중심으로 굽힘(flexion)과 폄(extension) 활동이 이루어짐으로써 다양한 인체활동이 가능하게 하고 있다.

특히 인체의 팔, 다리, 힙의 움직임은 대표적인 관절의 굽힘과 폄 활동이 이루어지는 곳으로 이곳의 관절활동이 원활하지 못한 다양한 질환을 가지고 있는 환자가 많은 것이 현실이다.

그러나 종래 개발된 기술을 간단하게 관절의 근력을 강화하기 위한 기기들은 많이 있지만, 사용자의 수준에 맞게 근력을 강화하기 위한 기기들은 없는 것이 현실이다.

예를 들어, 2011년 3월 11일에 출원된 KR10-2011-0021947에는 '휴대용 무릎 관절 재활 운동 기구'가 개시되어 있다.

일 실시예에 따른 목적은 사용자의 연령에 맞게 간편하고 손쉽게 운동할 수 있는 근력 강화기를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 운동 시에 근육에 무리가 가지 않도록 사용자 수준에 맞게 탄성 부재(판 스프링)을 선택하여 착용할 수 있고, 사용자의 근력에 맞게 판 스프링을 단계별로 활용하여 안전하고 편하게 근육을 단련시킬 수 있는 근력 강화기를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 관절의 내측 및 외측에 링크 부재가 배치되고 링크 부재의 측면에 각각 판 스프링이 장착되어 근력 운동의 위치를 안정적으로 유지시켜줘서 전체 근육을 고르게 단련시킬 수 있는 근력 강화기를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 주관절 골절, 인대 손상, 불안전 마비, 수술 후 고정 및 안정성을 위한 보조기로 활용될 수 있는 근력 강화기를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 근력 강화 운동을 하는 중에 근육에 이상이 생겼을 경우, 제1 링크 부분과 제2 링크 부분의 연결을 고정시켜서 부목과 같이 활용될 수 있는 근력 강화기를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 복원력에 저항력을 가하는 저항 부재를 더 포함하여, 사용자가 임의로 운동 모드를 선택할 수 있는 근력 강화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 근력 강화기는, 관절을 중심으로 이격 배치되는 제1 고정 부재와 제2 고정 부재; 상기 관절의 내측 및 외측에서 상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재 사이에 연결된 제1 링크 부재 및 제2 링크 부재; 및 상기 1 링크 부재 및 상기 제2 링크 부재에서 상기 관절의 전방 또는 후방을 향하여 장착된 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재;를 포함하고, 관절 운동에 의해서 상기 1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재의 굽힘 각도가 변화되면서 상기 제1 탄성 부재 또는 상기 제2 탄성 부재가 변형되고, 상기 제1 탄성 부재 또는 상기 제2 탄성 부재의 복원력에 의해서 상기 1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재가 원상태로 복귀될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재는 각각, 상기 제1 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되는 제1 링크 부분; 및 상기 제2 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되는 제2 링크 부분;을 포함하고, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분은 서로 회동 가능하도록 연결될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 링크 부분에는 제1 관통 홀이 형성되고, 상기 제2 링크 부분에는 방사상 방향으로 이격 배치된 복수 개의 제2 관통 홀이 형성되며, 상기 제1 관통 홀과 상기 복수 개의 제2 관통 홀 중 하나를 안전핀으로 고정함으로써, 상기 1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재의 굽힘 각도가 고정될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 사이에 배치되어, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 마찰을 줄이는 베어링 부재를 더 포함할 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재는 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분이 연결되는 부분에서 비고정 상태로 유지되는 판 스프링으로 마련되고, 상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재는 상기 제1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재에 대해서 교체 가능하도록 탈부착 가능할 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재는 신체의 일부를 감쌀 수 있도록 마련되고, 후크 앤 루프 패스너(hook and loop fastener) 또는 스냅 버튼(snap button)이 구비되어 감싸진 신체의 일부를 압박할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 근력 강화기는, 관절을 중심으로 이격 배치되는 제1 고정 부재와 제2 고정 부재; 상기 제1 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되는 제1 링크 부분 및 상기 제2 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되어, 상기 제1 링크 부분과 회동 가능하게 연결되는 제2 링크 부분을 포함하는 링크 부재; 상기 링크 부재의 측면에 장착되고, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 회동에 의해서 변형되는 탄성 부재; 및 상기 탄성 부재의 복원력에 대한 저항력을 제공하여, 상기 탄성 부재 또는 상기 링크 부재의 복원 속도를 감소시키는 저항 부재;를 포함할 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 저항 부재는, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 연결 부분에 배치되고, 외측면에 복수 개의 관통 홀이 형성된 쉘 부분; 및 상기 쉘 부분 내에 삽입되고, 외측면의 일부는 일 방향으로 굴곡지게 돌출된 제1 쐐기 돌기가 구비되고 외측면의 나머지 일부는 타 방향으로 굴곡지게 돌출된 제2 쐐기 돌기가 구비되는 코어 부분;을 포함하고, 상기 쉘 부분 및 상기 코어 부분의 상대 회전에 의해서 상기 제1 쐐기 돌기 및 상기 제2 쐐기 돌기 중 하나가 상기 복수 개의 관통 홀을 통해서 외부에 노출되고, 상기 외부에 노출된 상기 제1 쐐기 돌기 및 상기 제2 쐐기 돌기 중 하나는 상기 제1 링크 부분 또는 상기 제2 링크 부분의 연결 부분에 접촉되어 저항력을 제공할 수 있다.

일 실시예에 따른 근력 강화기에 의하면, 사용자의 연령에 맞게 간편하고 손쉽게 운동할 수 있다.

일 실시예에 따른 근력 강화기에 의하면, 운동 시에 근육에 무리가 가지 않도록 사용자 수준에 맞게 탄성 부재(판 스프링)을 선택하여 착용할 수 있고, 사용자의 근력에 맞게 판 스프링을 단계별로 활용하여 안전하고 편하게 근육을 단련시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 근력 강화기에 의하면, 관절의 내측 및 외측에 링크 부재가 배치되고 링크 부재의 측면에 각각 판 스프링이 장착되어 근력 운동의 위치를 안정적으로 유지시켜줘서 전체 근육을 고르게 단련시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 근력 강화기에 의하면, 주관절 골절, 인대 손상, 불안전 마비, 수술 후 고정 및 안정성을 위한 보조기로 활용될 수 있다.

일 실시예에 따른 근력 강화기에 의하면, 근력 강화 운동을 하는 중에 근육에 이상이 생겼을 경우, 제1 링크 부분과 제2 링크 부분의 연결을 고정시켜서 부목과 같이 활용될 수 있다.

일 실시예에 따른 근력 강화기에 의하면, 복원력에 저항력을 가하는 저항 부재를 더 포함하여, 사용자가 임의로 운동 모드를 선택할 수 있다.

도 1(a) 및 (b)는 상지의 근육을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 근력 강화기를 도시한다.
도 3은 팔꿈치를 접는 동작을 하는 경우 탄성 부재의 변형을 도시한다.
도 4는 팔꿈치를 펴는 동작을 하는 경우 탄성 부재의 변형을 도시한다.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1(a) 및 (b)는 상지의 근육을 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 근력 강화기를 도시하고, 도 3은 팔꿈치를 접는 동작을 하는 경우 탄성 부재의 변형을 도시하고,도 4는 팔꿈치를 펴는 동작을 하는 경우 탄성 부재의 변형을 도시한다.

도 1(a) 및 (b)를 참조하여, 팔꿈치 관절(C)을 중심으로 팔꿈치 관절(C)의 상부에는 위팔(A)이 배치되고 팔꿈치 관절(C)의 하부에는 아래팔(B)이 배치될 수 있다.

이때, 위팔(A)에는 위팔 근육이 배치되고, 위팔 근육은 아래팔(B)의 굽힘, 폄, 엎침, 뒤침을 수행할 수 있고, 위팔 근육의 일부는 위팔(A)의 굽힘과 모음을 돕고 어깨 관절의 탈구를 방지할 수 있다.

상기 위팔(A)의 전방에는 상완이두근(위팔두갈래근)이 배치되고, 위팔(A)의 후방에는 상완삼두근(위팔세갈래근)이 배치될 수 있다.

이러한 상지 근력을 강화하기 위해서 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)가 활용될 수 있다.

그러나, 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)는 상지 근력을 강화하는 데 국한되지 않고, 관절 운동을 하는 부위에 착용되어 관절을 중심으로 이격 배치된 근력을 강화하는 데 활용될 수 있음은 당연하다.

이하에서는 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)가 상지 근력을 강화하기 위해서 활용된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

특히, 도 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)는, 제1 고정 부재(100), 제2 고정 부재(200), 제1 링크 부재(300), 제2 링크 부재(400), 제1 탄성 부재(500) 및 제2 탄성 부재(600)를 포함할 수 있다.

상기 제1 고정 부재(100)는 신체 일부, 예를 들어 위팔을 감싸도록 마련되어 위팔에 착용될 수 있다.

예를 들어, 제1 고정 부재(100)에는 후크 앤 루프 패스너(hook and loop fastener) 또는 스냅 버튼(snap button)이 구비되어 제1 고정 부재(100)에 의해 감싸진 신체의 일부, 예를 들어 위팔을 압박할 수 있다. 또한, 후크 앤 루프 패스너(hook and loop fastener) 또는 스냅 버튼(snap button)을 이용해서 제1 고정 부재(100)에 의한 위팔의 압박 정도를 조절할 수 있다.

또한, 제1 고정 부재(100)는 내구성 및 환기성이 좋은 패드용 재료로 마련되어 착용감과 편안함을 증대시킬 수 있다.

상기 제2 고정 부재(200)는 관절을 중심으로 이격 배치되어, 신체의 일부, 예를 들어 아래팔을 감싸도록 마련되어 아래팔에 착용될 수 있다.

예를 들어, 제2 고정 부재(200)에는 후크 앤 루프 패스너(hook and loop fastener) 또는 스냅 버튼(snap button)이 구비되어 제2 고정 부재(200)에 의해 감싸진 신체의 일부, 예를 들어 아래팔을 압박할 수 있다. 또한, 후크 앤 루프 패스너(hook and loop fastener) 또는 스냅 버튼(snap button)을 이용해서 제2 고정 부재(200)에 의한 아래팔의 압박 정도를 조절할 수 있다.

또한, 제2 고정 부재(200)는 내구성 및 환기성이 좋은 패드용 재료로 마련되어 착용감과 편안함을 증대시킬 수 있다.

상기 제1 고정 부재(100) 및 제2 고정 부재(200) 사이에서 관절의 내측에는 제1 링크 부재(300)가 연결될 수 있다.

상기 제1 링크 부재(300)는 후술하게 될 제1 탄성 부재(500)를 고정시키는 역할을 하면서, 제1 탄성 부재(500)의 비틀림을 방지하도록 마련될 수 있다.

예를 들어, 제1 링크 부재(300)의 일단은 제1 고정 부재(100)에 연결되고 제1 링크 부재(300)의 타단은 제2 고정 부재(200)에 연결될 수 있다.

또한, 제1 링크 부재(300)는 제1 고정 부재(100)로부터 관절을 향해서 연장되는 제1 링크 부분(310) 및 제2 고정 부재(200)로부터 관절을 향해서 연장되는 제2 링크 부분(320)을 포함할 수 있다.

이때, 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)은 서로 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해서, 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)의 사이에는 회동축(330)이 연결될 수 있고, 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)은 회동축(330)을 중심으로 회전될 수 있다.

구체적으로 도시되지는 않았으나, 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)의 사이에는 베어링 부재(미도시)가 배치될 수 있으며, 베어링 부재에 의해서 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)의 회동 시에 마찰을 줄일 수 있고, 제1 링크 부재(300)가 자연스럽게 움직이게 할 수 있다.

또한, 제1 링크 부분(310)에는 제1 관통 홀(312)이 형성되고, 제2 링크 부분(320)에는 방사상 방향으로 이격 배치된 복수 개의 제2 관통 홀(322)이 형성될 수 있다.

이때, 제1 관통 홀(312)이 복수 개의 제2 관통 홀(322) 중 하나와 겹치게 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320) 사이의 각도 또는 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도를 조정한 후에, 제1 관통 홀(312) 및 복수 개의 제2 관통 홀(322) 중 하나를 안전핀(미도시)으로 고정함으로써, 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320) 사이의 각도 또는 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도가 고정될 수 있다.

이에 의해서 근력 강화 운동 중에 근육에 이상이 생겼을 경우, 안전핀으로 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320) 사이의 각도 또는 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도를 고정해서 운동 안정성을 유지시킬 수 있다.

또한, 제1 고정 부재(100) 및 제2 고정 부재(200) 사이에서 관절의 외측에는 제2 링크 부재(400)가 연결될 수 있다.

상기 제2 링크 부재(400)는 후술하게 될 제2 탄성 부재(600)를 고정시키는 역할을 하면서, 제2 탄성 부재(600)의 비틀림을 방지하도록 마련될 수 있다.

예를 들어, 제2 링크 부재(400)의 일단은 제1 고정 부재(100)에 연결되고 제2 링크 부재(400)의 타단은 제2 고정 부재(200)에 연결될 수 있다.

또한, 제2 링크 부재(400)는 제1 고정 부재(100)로부터 관절을 향해서 연장되는 제1 링크 부분(410) 및 제2 고정 부재(200)로부터 관절을 향해서 연장되는 제2 링크 부분(420)을 포함할 수 있다.

이때, 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)은 서로 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해서, 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)의 사이에는 회동축(430)이 연결될 수 있고, 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)은 회동축(430)을 중심으로 회전될 수 있다.

구체적으로 도시되지는 않았으나, 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)의 사이에는 베어링 부재(미도시)가 배치될 수 있으며, 베어링 부재에 의해서 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)의 회동 시에 마찰을 줄일 수 있고, 제2 링크 부재(400)가 자연스럽게 움직이게 할 수 있다.

또한, 제1 링크 부분(410)에는 제1 관통 홀(412)이 형성되고, 제2 링크 부분(420)에는 방사상 방향으로 이격 배치된 복수 개의 제2 관통 홀(422)이 형성될 수 있다.

이때, 제1 관통 홀(412)이 복수 개의 제2 관통 홀(422) 중 하나와 겹치게 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420) 사이의 각도 또는 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도를 조정한 후에, 제1 관통 홀(412) 및 복수 개의 제2 관통 홀(422) 중 하나를 안전핀(미도시)으로 고정함으로써, 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420) 사이의 각도 또는 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도가 고정될 수 있다.

이에 의해서 근력 강화 운동 중에 근육에 이상이 생겼을 경우, 안전핀으로 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420) 사이의 각도 또는 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도를 고정해서 운동 안정성을 유지시킬 수 있다.

전술된 바와 같이, 제1 고정 부재(100) 및 제2 고정 부재(200) 사이에서 관절의 내측 및 외측에서 제1 링크 부재(300) 및 제2 링크 부재(400)가 배치되어, 근력 강화기(10)를 상지에 착용 시에 팔꿈치 관절이 제1 링크 부재(300) 및 제2 링크 부재(400)에 의해서 안정적으로 고정되어 근력 운동의 위치를 안정적으로 유지시킬 수 있다.

한편, 제1 링크 부재(300)에서 관절의 전방 또는 후방을 향하여 제1 탄성 부재(500)가 장착될 수 있다.

여기에서는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 탄성 부재(500)가 관절의 후방을 향하여 장착된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

상기 제1 탄성 부재(500)는 제1 링크 부재(300), 구체적으로 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)에 고정될 수 있다. 그러나 제1 탄성 부재(500)는 제1 링크 부분(310) 및 제2 링크 부분(320)의 연결 부분에 대해서는 비고정된 상태로 유지될 수 있다. 따라서 제1 탄성 부재(500)의 양단부는 제1 링크 부재(300)에 고정되고 제1 탄성 부재(500)의 중앙부는 제1 링크 부재(300)에 고정되지 않을 수 있다.

또한, 제1 탄성 부재(500)는 판 스프링으로 마련될 수 있으며, 관절 운동에 의해서 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도가 변화되면서 변형될 수 있다. 그리고 제1 탄성 부재(500)의 복원력에 의해서 제1 링크 부재(300)가 원상태로 복귀될 수 있다.

예를 들어, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 팔꿈치를 접는 동작을 하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도가 작아지면서 제1 탄성 부재(500)가 인장 변형될 수 있다. 이에 의해서, 제1 탄성 부재(500)는 팔꿈치를 펴는 방향으로 탄성력 또는 복원력을 발생시킬 수 있다.

이러한 경우, 사용자는 제1 탄성 부재(500)의 탄성력 또는 복원력의 반대되는 방향으로 팔꿈치를 접으면서 근력 운동을 하게 되고, 제1 탄성 부재(500)의 탄성력 또는 복원력에 의해서 팔꿈치가 빠르게 뼈지는 것을 막기 위해서 팔꿈치를 펴면서 근력 운동을 하게 된다.

반면, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 팔꿈치를 펴는 동작을 하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도가 커지면서 제1 탄성 부재(500)가 수축 변형될 수 있다. 이에 의해서, 제1 탄성 부재(500)는 팔꿈치를 접는 방향으로 탄성력 또는 복원력을 발생시킬 수 있다.

이러한 경우, 사용자는 제1 탄성 부재(500)의 탄성력 또는 복원력의 반대되는 방향으로 팔꿈치를 펴면서 근력 운동을 하게 되고, 제1 탄성 부재(500)의 탄성력 또는 복원력에 의해서 팔꿈치가 빠르게 접히는 것을 막기 위해서 팔꿈치를 접으면서 근력 운동을 하게 된다.

이때, 제1 탄성 부재(500)의 탄성계수에 따라서 제1 링크 부재(300)를 굽힘 각도를 변화시키는 데 필요한 힘의 크기가 조절될 수 있다.

예를 들어, 제1 탄성 부재(500)의 탄성계수가 큰 경우, 제1 탄성 부재(500)의 탄성력 또는 복원력이 커져서 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도를 변화시키는 데 필요한 힘이 크므로, 근력 강화기(10)를 이용해서 더 강한 근력 운동을 수행할 수 있다. 이는 사용자의 근력 수준이 높은 경우에 적합할 수 있다.

반면, 제1 탄성 부재(500)의 탄성계수가 작은 경우, 제1 탄성 부재(500)의 탄성력 또는 복원력이 작아져서 제1 링크 부재(300)의 굽힘 각도를 변화시키는 데 필요한 힘이 상대적으로 작으므로, 근력 강화기(10)를 이용해서 더 약한 근력 운동을 수행할 수 있다. 이는 사용자의 근력 수준이 낮은 경우에 적합할 수 있다.

이와 같이 사용자의 운동 신경 또는 사용자의 연령에 따라서 사용자의 근력 수준이 다르므로, 제1 링크 부재(300)에 장착한 제1 탄성 부재(500)를 교체할 필요가 있다. 이에 제1 링크 부재(300)에 제1 탄성 부재(500)를 탈부착 가능하게 함으로써, 다양한 사용자가 근력 강화기(10)를 사용하여 운동을 수행하게 할 수 있다.

또한, 제2 링크 부재(400)에서 관절의 전방 또는 후방을 향하여 제2 탄성 부재(600)가 장착될 수 있다.

여기에서는 도 2에 도시된 바와 같이 제2 탄성 부재(600)가 관절의 후방을 향하여 장착된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

상기 제2 탄성 부재(600)는 제2 링크 부재(400), 구체적으로 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)에 고정될 수 있다. 그러나 제2 탄성 부재(600)는 제1 링크 부분(410) 및 제2 링크 부분(420)의 연결 부분에 대해서는 비고정된 상태로 유지될 수 있다. 따라서 제2 탄성 부재(600)의 양단부는 제2 링크 부재(400)에 고정되고 제2 탄성 부재(600)의 중앙부는 제2 링크 부재(400)에 고정되지 않을 수 있다.

또한, 제2 탄성 부재(600)는 판 스프링으로 마련될 수 있으며, 관절 운동에 의해서 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도가 변화되면서 변형될 수 있다. 그리고 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 의해서 제2 링크 부재(400)가 원상태로 복귀될 수 있다.

예를 들어, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 팔꿈치를 접는 동작을 하는 경우, 제1 탄성 부재(500)와 마찬가지로, 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도가 작아지면서 제2 탄성 부재(600)가 인장 변형될 수 있다. 이에 의해서, 제2 탄성 부재(600)는 팔꿈치를 펴는 방향으로 탄성력 또는 복원력을 발생시킬 수 있다.

이러한 경우, 사용자는 제2 탄성 부재(600)의 탄성력 또는 복원력의 반대되는 방향으로 팔꿈치를 접으면서 근력 운동을 하게 되고, 제2 탄성 부재(600)의 탄성력 또는 복원력에 의해서 팔꿈치가 빠르게 뼈지는 것을 막기 위해서 팔꿈치를 펴면서 근력 운동을 하게 된다.

반면, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 팔꿈치를 펴는 동작을 하는 경우, 제1 탄성 부재(500)와 마찬가지로, 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도가 커지면서 제2 탄성 부재(600)가 수축 변형될 수 있다. 이에 의해서, 제2 탄성 부재(600)는 팔꿈치를 접는 방향으로 탄성력 또는 복원력을 발생시킬 수 있다.

이러한 경우, 사용자는 제2 탄성 부재(600)의 탄성력 또는 복원력의 반대되는 방향으로 팔꿈치를 펴면서 근력 운동을 하게 되고, 제2 탄성 부재(600)의 탄성력 또는 복원력에 의해서 팔꿈치가 빠르게 접히는 것을 막기 위해서 팔꿈치를 접으면서 근력 운동을 하게 된다.

이때, 제2 탄성 부재(600)의 탄성계수에 따라서 제2 링크 부재(400)를 굽힘 각도를 변화시키는 데 필요한 힘의 크기가 조절될 수 있다.

예를 들어, 제2 탄성 부재(600)의 탄성계수가 큰 경우, 제2 탄성 부재(600)의 탄성력 또는 복원력이 커져서 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도를 변화시키는 데 필요한 힘이 크므로, 근력 강화기(10)를 이용해서 더 강한 근력 운동을 수행할 수 있다. 이는 사용자의 근력 수준이 높은 경우에 적합할 수 있다.

반면, 제2 탄성 부재(600)의 탄성계수가 작은 경우, 제2 탄성 부재(600)의 탄성력 또는 복원력이 작아져서 제2 링크 부재(400)의 굽힘 각도를 변화시키는 데 필요한 힘이 상대적으로 작으므로, 근력 강화기(10)를 이용해서 더 약한 근력 운동을 수행할 수 있다. 이는 사용자의 근력 수준이 낮은 경우에 적합할 수 있다.

이와 같이 사용자의 운동 신경 또는 사용자의 연령에 따라서 사용자의 근력 수준이 다르므로, 제2 링크 부재(400)에 장착한 제2 탄성 부재(600)를 교체할 필요가 있다. 이에 제2 링크 부재(400)에 제2 탄성 부재(600)를 탈부착 가능하게 함으로써, 다양한 사용자가 근력 강화기(10)를 사용하여 운동을 수행하게 할 수 있다.

여기에서는 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)가 제1 링크 부재(300), 제2 링크 부재(400), 제1 탄성 부재(500) 및 제2 탄성 부재(600)를 포함하는 것으로 설명되었으나, 이에 국한되지 아니하며, 경우에 따라서는 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)가 하나의 링크 부재 및 하나의 탄성 부재를 포함하도록 구성될 수 있음은 당연하다.

한편, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 일 실시예에 따른 근력 강화기(10)는 저항 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 저항 부재는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 대한 저항력을 제공하기 위한 것이다.

전술된 바와 같이, 팔꿈치를 접는 운동 또는 팔꿈치를 펴는 동작을 하는 경우, 사용자는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 의해서 팔꿈치를 접으면서 그리고 팔꿈치를 펴면서 모두 근력 운동을 할 수 있다.

이때, 사용자에 따라서는 팔꿈치를 접는 경우에만 근력 운동을 하고 싶거나, 팔꿈치를 펴는 경우에만 근력 운동을 하고 싶을 수 있다.

이를 위해서, 사용자가 원하는 운동 모드에 따라서 저항 부재가 선택적으로 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 대한 저항력을 제공하여, 사용자가 근력 운동을 하지 않고 팔꿈치를 접거나 펴게 할 수 있다.

따라서 저항 부재는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 대해서 반대되는 방향으로, 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력과 동일하거나 작은 힘으로, 다시 말해서 복원력보다 크지 않은 힘으로 저항력을 제공할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.

예를 들어, 저항 부재가 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력과 동일한 힘으로 저항력을 제공한다면, 제1 링크 부재(300) 또는 제2 링크 부재(400)는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력 방향으로 등속으로 굽히거나 펴질 수 있다. 반면, 저항 부재가 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력보다 작은 힘으로 저항력을 제공한다면, 제1 링크 부재(300) 또는 제2 링크 부재(400)가 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력 방향으로 굽히거나 펴지되, 상대적으로 감소된 속도로 굽히거나 펴질 수 있다.

구체적으로, 저항 부재는 제1 링크 부재(300) 또는 제2 링크 부재(400)에서 제1 링크 부분(310 또는 410) 및 제2 링크 부분(320 또는 420)의 연결 부분에 배치되고, 외측면에 복수 개의 관통 홀이 형성된 쉘 부분 및 상기 쉘 부분 내에 삽입되고, 외측면의 일부는 일 방향으로 굴곡지게 돌출된 제1 쐐기 돌기가 구비되고 외측면의 나머지 일부는 타 방향으로 굴곡지게 돌출된 제2 쐐기 돌기가 구비되는 코어 부분을 포함할 수 있다.

이때, 쉘 부분 및 코어 부분의 상대 회전에 의해서 제1 쐐기 돌기 및 제2 쐐기 돌기 중 하나가 쉘 부분에 형성된 복수 개의 관통 홀을 통해서 외부에 노출되고, 외부에 노출된 상기 제1 쐐기 돌기 및 제2 쐐기 돌기 중 하나가 제1 링크 부분(310 또는 410) 또는 제2 링크 부분(320 또는 420)의 연결 부분에 접촉되어 저항력을 제공할 수 있다.

예를 들어, 쉘 부분 및 코어 부분의 상대 회전에 의해서 제1 쐐기 돌기가 쉘 부분에 형성된 복수 개의 관통 홀을 통해서 외부에 노출되는 경우, 사용자가 팔꿈치는 펴는 경우에만 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 대한 저항력을 제공하여, 팔꿈치는 펴는 경우에는 근력운동을 하지 않게 할 수 있다.

반면, 쉘 부분 및 코어 부분의 상대 회전에 의해서 제2 쐐기 돌기가 쉘 부분에 형성된 복수 개의 관통 홀을 통해서 외부에 노출되는 경우, 사용자가 팔꿈치는 접는 경우에만 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 대한 저항력을 제공하여, 팔꿈치는 접는 경우에는 근력운동을 하지 않게 할 수 있다.

다른 예시로서, 저항 부재는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)에 장착된 MR 유체 또는 ER 유체를 포함하는 댐퍼로 마련될 수 있고, 사용자의 조작에 의해서 댐퍼에 인가되는 전기장 또는 자기장 제어를 통해서 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 점성을 조절할 수 있다.

예를 들어, 팔꿈치는 펴는 경우에만 근력운동을 하고 싶은 경우, 팔꿈치는 접는 경우에는 댐퍼에 인가되는 전기장 또는 자기장 제어를 통해서 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력을 감소시킬 수 있다. 또는 팔꿈치는 접는 경우에만 근력운동을 하고 싶은 경우, 팔꿈치는 펴는 경우에는 댐퍼에 인가되는 전기장 또는 자기장 제어를 통해서 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력을 감소시킬 수 있다.

또 다른 예시로서, 저항 부재는 제1 링크 부재(300) 또는 제2 링크 부재(400)에서 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)와 반대되는 방향, 예를 들어 전방을 향하는 측에 추가적인 탄성 부재로 마련될 수 있으며, 추가적인 탄성 부재는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력과 반대되는 방향으로 복원력을 발생시킬 수 있다. 이때 발생된 복원력은 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 대한 저항력으로 작용할 수 있다.

이와 같이 일 실시예에 따른 근력 강화기는 제1 탄성 부재(500) 또는 제2 탄성 부재(600)의 복원력에 저항력을 가하는 저항 부재를 더 포함하여, 사용자가 임의로 운동 모드를 선택할 수 있어, 사용자의 연령 또는 기호에 맞게 간편하고 손쉽게 운동할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 근력 강화기
100: 제1 고정 부재
200: 제2 고정 부재
300: 제1 링크 부재
310: 제1 링크 부분
320: 제2 링크 부분
330: 회동축
400: 제2 링크 부재
410: 제1 링크 부분
420: 제2 링크 부분
430: 회동축
500: 제1 탄성 부재
600: 제2 탄성 부재

Claims

관절을 중심으로 이격 배치되는 제1 고정 부재와 제2 고정 부재;
상기 관절의 내측 및 외측에서 상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재 사이에 연결된 제1 링크 부재 및 제2 링크 부재; 및
상기 제1 링크 부재 및 상기 제2 링크 부재에서 상기 관절의 전방 또는 후방을 향하여 장착된 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재;
를 포함하고,
관절 운동에 의해서 상기 제1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재의 굽힘 각도가 변화되면서 상기 제1 탄성 부재 또는 상기 제2 탄성 부재가 변형되고, 상기 제1 탄성 부재 또는 상기 제2 탄성 부재의 복원력에 의해서 상기 제1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재가 원상태로 복귀되며,
상기 제1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재는 각각,
상기 제1 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되는 제1 링크 부분; 및
상기 제2 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되는 제2 링크 부분;
을 포함하고,상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분은 서로 회동 가능하도록 연결되고,
상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재는 판스프링으로 마련되고,
상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재의 양단부는 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 일측면에 고정되고, 상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재의 중앙부는 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분이 연결되는 부분으로부터 상기 관절의 전방 또는 후방을 향하여 굴곡지게 형성되어 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분이 연결되는 부분에 비고정 상태로 유지되며, 상기 관절 운동에 의해서 상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재의 중앙부가 변형되거나 원상태로 복귀되는 근력 강화기.
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제1항에 있어서,
상기 제1 링크 부분에는 제1 관통 홀이 형성되고,
상기 제2 링크 부분에는 방사상 방향으로 이격 배치된 복수 개의 제2 관통 홀이 형성되며,
상기 제1 관통 홀과 상기 복수 개의 제2 관통 홀 중 하나를 안전핀으로 고정함으로써, 상기 제1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재의 굽힘 각도가 고정되는 근력 강화기.
제1항에 있어서,
상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 사이에 배치되어, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 마찰을 줄이는 베어링 부재를 더 포함하는 근력 강화기.
제1항에 있어서,
상기 제1 탄성 부재 또는 제2 탄성 부재는 상기 제1 링크 부재 또는 상기 제2 링크 부재에 대해서 교체 가능하도록 탈부착 가능한 근력 강화기.
제1항에 있어서,
상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재는 신체의 일부를 감쌀 수 있도록 마련되고, 후크 앤 루프 패스너(hook and loop fastener) 또는 스냅 버튼(snap button)이 구비되어 감싸진 신체의 일부를 압박하는 근력 강화기.
관절을 중심으로 이격 배치되는 제1 고정 부재와 제2 고정 부재;
상기 제1 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되는 제1 링크 부분 및 상기 제2 고정 부재로부터 상기 관절을 향해서 연장되어, 상기 제1 링크 부분과 회동 가능하게 연결되는 제2 링크 부분을 포함하는 링크 부재;
상기 링크 부재의 측면에 장착되고, 상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 회동에 의해서 변형되는 탄성 부재; 및
상기 탄성 부재의 복원력에 대한 저항력을 제공하여, 상기 탄성 부재 또는 상기 링크 부재의 복원 속도를 감소시키는 저항 부재;
를 포함하고,
상기 저항 부재는,
상기 제1 링크 부분 및 상기 제2 링크 부분의 연결 부분에 배치되고, 외측면에 복수 개의 관통 홀이 형성된 쉘 부분; 및
상기 쉘 부분 내에 삽입되고, 외측면의 일부는 일 방향으로 굴곡지게 돌출된 제1 쐐기 돌기가 구비되고 외측면의 나머지 일부는 타 방향으로 굴곡지게 돌출된 제2 쐐기 돌기가 구비되는 코어 부분;
을 포함하고,
상기 쉘 부분 및 상기 코어 부분의 상대 회전에 의해서 상기 제1 쐐기 돌기 및 상기 제2 쐐기 돌기 중 하나가 상기 복수 개의 관통 홀을 통해서 외부에 노출되고,
상기 외부에 노출된 상기 제1 쐐기 돌기 및 상기 제2 쐐기 돌기 중 하나는 상기 제1 링크 부분 또는 상기 제2 링크 부분의 연결 부분에 접촉되어 저항력을 제공하는 근력 강화기.
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