KR101994124B1 - 발목 근육 저항 훈련 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발목의 능동 움직임이 진행되는 동안 발목의 각도 변화를 유도함과 동시에 발목의 움직임에 저항력을 부가하여 발목근력을 향상시킬 수 있는 발목 근육 저항 훈련 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 발목 근육 저항 훈련 장치는, 지지 부재와, 상 제1 움직임 안내축과, 중간 부재와, 제2 움직임 안내축과, 발 받침부와, 제1 저항력 부가부와, 그리고 제2 저항력 부가부를 포함하고, 제1 저항력 부가부는 제1 움직임 안내축에 연동되며 발 받침부에 발이 올려진 상태에서 제1 움직임 안내축을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가하고, 제2 저항력 부가부는 제2 움직임 안내축에 연동되며 발 받침부에 발이 올려진 상태에서 제2 움직임 안내축을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가한다.

Description

발목 근육 저항 훈련 장치{Ankle muscle resistive training apparatus}

본 발명은 발목 근육 저항 훈련 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발목 움직임은 근력과 더불어 보행 안정성에 중요한 영향을 미친다. 이러한 발목 움직임은, 시상면(sagittal plane), 관상면(frontal plane), 그리고 횡면(transverse plane)에서 일어나는 운동으로 요약될 수 있고, 발목관절(ankle joint 또는 talocrural joint), 횡족근관절(transverse tarsal joint) 그리고 거골하관절(subtalar joint)의 움직임에 따라 일어난다.

근골격계 및 중추신경계질환으로 인한 하지 기능의 손상, 장애 및 상실은 보행능력의 저하, 혹은 상실로 연결될 수 있으며, 이는 독립적인 일상생활동작을 수행을 저해하는 심각한 원인 중에 하나라고 할 수 있다. 특히, 중추신경계질환의 하나인 뇌졸중의 경우, 대부분의 환자는 전체 체중의 61-80%를 비손상 측 하지로 지지하여, 비대칭적인 자세 정렬 및 균형 능력의 저하를 나타낸다. 뇌졸중 후 나타내는 비정상적인 보행양상은 유각기 동안의 뻐정다리 보행(stiff-knee gait), 입각기 동안의 전반슬(genu recuvatum), 입각기에서 배측 굴곡(dorsiflexion)의 감소와 유각기에 과도한 족저굴곡(plantar flexion)이다. 또한 보행 속도, 분속수(cadence), 활보장(stride length)가 감소하고, 양하지 지지기(double stance period)가 증가되며, 비손상측에 비해 손상측의 입각기 기간이 짧다.

따라서, 뇌졸중 등 중추신경계 질환을 갖은 장애인의 보행 재활을 위해 기능적 전기자극, 단하지보조기 등이 적용되거나, 치료사에 의한 관절가동범위운동, 스트레칭 운동, 저항 밴드, 수동형 발목훈련기, 직립자세에서의 체중 부하 저항운동을 하는 방법 등이 임상적으로 사용되고 있다. 나아가, 발목의 움직임 범위를 제공하기 위해 발목관절에 대응되는 회전축을 마련하여 이를 모터로 구동시키는 자동형 발목훈련기 또한 사용되고 있다. 이러한 발목을 포함한 보행훈련 중재들은 보행 안정성, 보행속도, 보행 효율성의 증가 등 긍정적인 효과를 가져온다.

하지만, 이러한 방법들은, 노졸중 편마비 장애인이 능동적으로 발목을 움직이는 방식이 아니라, 치료사나 훈련기 등에 의해 수동적으로 발목의 움직임 범위가 제공되므로, 발목 동작 중 저항력을 갖지 않아 근력을 향상시키는데 한계가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 발목의 능동 움직임이 진행되는 동안 발목의 각도 변화를 유도함과 동시에 발목의 움직임에 저항력을 부가하여 발목근력을 향상시킬 수 있는 발목 근육 저항 훈련 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발목 근육 저항 훈련 장치는, 지지 부재; 상기 지지 부재의 전후 방향에 대해 수직하고 지면에 대해 수평인 제1 움직임 안내축; 상기 제1 움직임 안내축을 기준으로 상기 지지 부재에 회동 가능하게 구비되는 중간 부재; 상기 제1 움직임 안내축에 대해 수직하고 지면에 대해 경사진 제2 움직임 안내축; 상기 제2 움직임 안내축을 기준으로 상기 중간 부재에 회동 가능하게 구비되고 상기 제2 움직임 안내축에 대해 경사져 구비되며 사용자의 발이 올려지는 발 받침부; 상기 제1 움직임 안내축에 연동되며 상기 발 받침부에 발이 올려진 상태에서 상기 제1 움직임 안내축을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가하는 제1 저항력 부가부; 및 상기 제2 움직임 안내축에 연동되며 상기 발 받침부에 발이 올려진 상태에서 상기 제2 움직임 안내축을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가하는 제2 저항력 부가부;를 포함한다.

상기 제1 저항력 부가부는, 상기 지지 부재에 회동 가능하게 구비되며 상기 제1 움직임 안내축과 연동되는 연동축; 상기 지지 부재에 제1 지지 브라켓을 통해 회동 가능하게 구비되며 상기 제1 연동축과 연동되는 회전 원판; 상기 회전 원판에 전자석을 이용하여 제동력을 가하는 제1 제동기; 및 상기 제1 제동기의 전자석의 강도를 조절하는 제1 조절 스위치;를 포함할 수 있다.

상기 제1 저항력 부가부는, 상기 발 받침부를 사용자의 발목으로 누를 때에만 저항력이 부가되도록 상기 제1 움직임 안내축, 상기 연동축, 그리고 상기 회전 원판 중 어느 하나를 지지하는 원웨이 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 저항력 부가부는, 상기 제2 움직임 안내축에 연동되는 센터 크랭크 휠; 상기 센터 크랭크 휠의 일 측으로부터 이격되며 상기 중간 부재의 일측에 회동 가능하게 구비되는 제1 사이드 크랭크 휠; 상기 센터 크랭크 휠과 상기 제1 사이드 크랭크 휠 사이에서 좌우 슬라이딩되도록 상기 중간 부재에 슬라이딩 가능하게 구비되는 제1 수평 슬라이딩 조인트; 상기 센터 크랭크 휠과 상기 제1 수평 슬라이딩 조인트를 연동시키는 제1 크랭크 암; 상기 제1 수평 슬라이딩 조인트와 상기 제1 사이드 크랭크 휠을 연동시키는 제2 크랭크 암; 상기 제1 사이드 크랭크 휠에 전자석을 이용하여 제동력을 가하는 제2 제동기; 및 상기 제2 제동기의 강도를 조절하는 제2 조절 스위치;를 포함할 수 있다.

상기 제2 저항력 부가부는, 상기 센터 크랭크 휠의 타 측으로부터 이격되며 상기 중간 부재의 타측에 회동 가능하게 구비되는 제2 사이드 크랭크 휠; 상기 센터 크랭크 휠과 상기 제2 사이드 크랭크 휠 사이에서 좌우 슬라이딩되도록 상기 중간 부재에 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2 수평 슬라이딩 조인트; 상기 센터 크랭크 휠과 상기 제2 수평 슬라이딩 조인트를 연동시키는 제3 크랭크 암; 상기 제2 수령 슬라이딩 조인트와 상기 제2 사이드 크랭크 휠을 연동시키는 제4 크랭크 암; 및 상기 제2 사이드 크랭크 휠에 전자석을 이용하여 제동력을 가하는 제3 제동기;를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 조절 스위치는, 상기 제2 및 제3 제동기의 전자석의 강도를 함께 조절할 수 있다.

상기 제1 움직임 안내축은 그 축 방향에 사용자의 발목관절이 놓이도록 구비될 수 있다.

상기 제2 움직임 안내축은 그 축 방향에 사용자의 거골하관절이 놓이도록 구비될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발목 근육 저항 훈련 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 지지 부재와, 제1 움직임 안내축과, 중간 부재와, 제2 움직임 안내축과, 발 받침부와, 제1 저항력 부가부와, 그리고 제2 저항력 부가부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 능동적인 보행 시에 생성되는 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도할 수 있음과 함께, 발목의 움직임에 저항력을 부가하여 발목근력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 저항 훈련 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치를 II-II 선으로 잘라 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치를 나타낸 배면도이다.
도 4는 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치 중 제1 저항력 부가부의 제1 제동기의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치 중 제1 저항력 부가부의 제1 제동기의 다른 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 제동기와 제1 조절 스위치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치 중 제2 저항력 부가부의 연동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 제2 및 제3 제동기와 제2 조절 스위치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 저항 훈련 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치를 II-II 선으로 잘라 본 단면도이며, 그리고 도 3은 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치를 나타낸 배면도이다.

도 4는 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치 중 제1 저항력 부가부의 제1 제동기의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치 중 제1 저항력 부가부의 제1 제동기의 다른 예를 개략적으로 나타낸 도면이며, 그리고 도 6은 제1 제동기와 제1 조절 스위치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 7은 도 1의 발목 근육 저항 훈련 장치 중 제2 저항력 부가부의 연동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 제2 및 제3 제동기와 제2 조절 스위치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발목 근육 저항 훈련 장치(100)는, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 지지 부재(110)와, 제1 움직임 안내축(120)과, 중간 부재(130)와, 제2 움직임 안내축(140)과, 발 받침부(150)와, 제1 저항력 부가부(170)와, 그리고 제2 저항력 부가부(180)를 포함한다. 이하, 도 1 내지 도 10을 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.

지지 부재(110)는, 본 발명의 발목 근육 저항 훈련 장치(100)의 뼈대를 이루는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 지면(도 2의 10 참조) 등 평평한 곳에 놓이도록 그 아래 부분이 설계될 수 있으며, 그 양 측 부분이 상향 돌출된 형상을 가지도록 설계될 수 있다.

제1 움직임 안내축(120)은, 지지 부재(110)에 대해 중간 부재(130)가 회전되도록 중간 부재(130)의 힌지(hinge) 역할을 하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 지지 부재(110)의 전후 방향에 대해 수직한 상태로 놓이고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 지면(도 2의 10 참조)에 대해 수평인 상태로 놓일 수 있다. 따라서, 중간 부재(130)는 제1 움직임 안내축(120)을 기준으로 피치 동작(pitch motion)을 수행할 수 있다.

특히, 제1 움직임 안내축(120)은 그 축 방향에 사용자의 발목 관절(ankle joint)이 놓이도록 구비될 수 있다.

따라서, 사용자의 발이 중간 부재(130)에 구비된 발 받침부(150)에 놓여 제1 움직임 안내축(120)을 기준으로 회전될 경우 발이 발목 관절을 기준으로 위로 회전되거나(dorsiflexion) 아래로 회전될 수 있어(plantarflexion), 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 보행 시에 생성되는 발목 관절에 대한 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.

중간 부재(130)는, 지지 부재(110)와 발 받침부(150) 사이에 구비되며, 발 받침부(150)를 지지하는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 움직임 안내축(120)을 기준으로 지지 부재(110)에 회동 가능하게 구비되어, 제1 움직임 안내축(120)과 함께 회전되어 발의 앞부분이 발목 관절을 기준으로 위로 회전되거나 아래로 회전될 수 있다.

제2 움직임 안내축(140)은, 중간 부재(130)에 대해 발 받침부(150)가 회전되도록 발 받침부(150)의 힌지 역할을 하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 중간 부재(130)의 전후 방향에 대해 평행한 상태로 놓이고 지면(10)에 대해 경사진 상태로 놓일 수 있다. 따라서, 중간 부재(130)는 제1 움직임 안내축(120)을 기준으로 대략적인 롤 동작(roll motion)을 수행할 수 있다.

특히, 제2 움직임 안내축(140)은 그 축 방향에 사용자의 거골하관절(subtalar joint)이 놓이도록 구비될 수 있다.

따라서, 사용자의 발이 발 받침부(150)에 놓여 제2 움직임 안내축(140)을 기준으로 회전될 경우 발이 거골하관절을 기준으로 좌측으로 회전되거나 우측으로 회전될 수 있어, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 보행 시에 생성되는 거골하관절에 대한 발목의 각도 변화를 정상적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.

발 받침부(150)는, 사용자의 발이 올려지는 곳으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 움직임 안내축(140)을 기준으로 중간 부재(130)에 회동 가능하게 구비되고 제2 움직임 안내축(140)에 대해 경사져 구비될 수 있다.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 움직임 안내축(140)은 중간 부재(130)의 전방을 향해 지면(10)과 예각(θ1)을 이루고, 발 받침부는 중간 부재(130)의 전방을 향해 제2 움직임 안내축(140)과 둔각(θ2)을 이룰 수 있다. 따라서, 이러한 발 받침부(150)와 제2 움직임 안내축(140)의 경사진 구조를 통해 제2 움직임 안내축(140)의 축 방향에 사용자의 발의 거골하관절이 놓일 수 있게 된다.

나아가, 제2 움직임 안내축(140)의 축 방향에 거골하관절이 놓이게 되므로, 제2 움직임 안내축(140)이 회전될 경우 발 받침부(150)의 전단부는 좌우 이동 궤적(도 1의 T)을 그리며 이동될 수 있다. 구체적으로, 좌우 이동 궤적(T)은 그 중심을 기준으로 좌측 및 우측으로 이동될수록 점점 높아지는 오목한 형상의 궤적일 수 있다. 따라서, 하지 마비 또는 근력 저하 등으로 인해 보행 시에 필요한 발목의 움직임을 원활히 생성시킬 수 없는 사람들에게 보행 시에 생성되는 거골하관절에 대한 발목의 각도 변화를 보다 안정적으로 유도하여 재활을 도울 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 발목 근육 저항 훈련 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌우 안내부(160)를 더 포함할 수 있다.

좌우 안내부(160)는 발 받침부(150)의 전단부를 지지하면서 발 받침부(150)의 전단부를 좌우 이동 궤적(T)에 맞게 안내하는 구성요소이다. 예를 들어, 좌우 안내부(160)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 피동 안내 부재(161)와 구동 안내 부재(162)를 포함할 수 있다. 피동 안내 부재(161)는 중간 부재(130)의 전단부에 구비되며 좌우 이동 궤적(T)에 상응하는 오목한 형상을 가지고, 구동 안내 부재(162)는 발 받침부(150)의 전단부에 돌출되게 구비되며 피동 안내 부재(161)를 따라 좌우 이동 궤적(T)을 그리며 이동된다.

따라서, 발 받침부(150)의 후단부는 제2 움직임 안내축(140)을 통해 중간 부재(130)에 구비되고, 발 받침부(150)의 전단부는 좌우 안내부(160)를 통해 중간 부재(130)에 지지되므로, 즉 발 받침부(150)의 전단부와 후단부가 모두 지지되는 구조를 가지므로, 동작 오차를 최소화할 수 있어 보다 안정적으로 발 받침부(150)의 좌우 이동을 안내할 수 있다.

제1 저항력 부가부(170)는, 사용자가 발을 발 받침부(150)에 올려 놓고 발목관절을 능동적으로 움직이는 동안 부하를 가해 사용자의 발목관절의 근력을 향상시키기 위한 구성요소로, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 움직임 안내축(120)에 연동되며 제1 움직임 안내축(120)을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가할 수 있다.

예를 들어, 제1 저항력 부가부(170)는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 연동축(171), 회전 원판(172), 제1 제동기(173), 그리고 제1 조절 스위치(174)를 포함할 수 있다. 연동축(171)은 지지 부재(110)에 회동 가능하게 구비되며 제1 움직임 안내축(120)과 제1 동력 전달부(D10)를 통해 연동될 수 있고, 회전 원판(172)은 지지 부재(110)에 제1 지지 브라켓(111)을 통해 회동 가능하게 구비되며 제1 연동축(171)과 제2 동력 전달부(D20)를 통해 연동될 수 있다. 제1 제동기(173)는 회전 원판(172)에 전자석을 이용하여 제동력을 가할 수 있고, 제1 조절 스위치(174)는 제1 제동기(173)의 전자석의 강도를 조절할 수 있다.

제1 동력 전달부(D10)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 움직임 안내축(120)에 구비되는 제1 풀리(D11)와, 연동축(171)에 구비되는 제1 풀리(D12)와, 그리고 제1 및 제2 풀리(D11)(D12)를 연결하는 제1 벨트(D13)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 제1 동력 전달부는 스프라켓-체인(sprocket-chain) 구조나 복수의 기어가 맞물리는 기어 어셈블리(gear assembly) 구조 등을 가질 수도 있다.

또한, 제2 동력 전달부(D20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연동축(171)에 구비되는 제3 풀리(D21)와, 회전 원판(172)의 외주면에 구비되는 제4 풀리(D22), 제3 및 제4 풀리(D21)(D22)를 연결하는 제2 벨트(D23)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 제2 동력 전달부는 스프라켓-체인 구조나 복수의 기어가 맞물리는 기어 어셈블리 구조 등을 가질 수도 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 발 받침부(150)를 사용자의 발목으로 누를 때에만 저항력이 부가되도록 연동축(171)과 제3 풀리(D21) 사이에 원웨이 베어링(175)이 구비될 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 이러한 원웨이 베어링은 제1 움직임 안내축(120)과 제1 풀리(D11) 사이에 구비될 수도 있고, 회전 원판(172)과 제1 지지 브라켓(111)의 축 사이에 구비될 수도 있을 것이다.

또한, 제1 제동기(173)는, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 부재(110)에 제2 지지 브라켓(도 1의 112)을 통해 구비되며 회전 원판(172)을 사이에 두고 다른 극성의 자력을 가하는 제1 와전류 제동기(173a)일 수 있다. 이 경우, 제1 와전류 제동기(173a)의 전자석과의 상대운동에 따라 회전 원판(172)에 와전류가 유기되도록 회전 원판(172)은 알루미늄 등의 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 가변 저항 등으로 이루어진 제1 조절 스위치(174)를 통해 제1 와전류 제동기(173a)의 전자석의 세기를 조절하는 것으로 제1 움직임 안내축(120)에 부가되는 저항력의 강약을 조절할 수 있다.

다른 예로, 제1 제동기(273)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 지지 브라켓(도 1의 112 참조)에 구비되는 전자석(273a)과, 이 전자석(273a)에 상응하도록 회전 원판(172)에 배치되며 이 전자석(273a)과 다른 극성을 가지는 복수의 영구 자석(173b)을 포함할 수 있다. 따라서, 가변 저항 등으로 이루어진 제1 조절 스위치(174)를 통해 전자석(273a)의 세기를 조절하는 것으로 제1 움직임 안내축(120)에 부가되는 저항력의 강약을 조절할 수 있다.

제2 저항력 부가부(180)는, 사용자가 발을 발 받침부(150)에 올려 놓고 거골하관절을 능동적으로 움직이는 동안 부하를 가해 사용자의 거골하관절의 근력을 향상시키기 위한 구성요소로, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 움직임 안내축(140)에 연동되며 제2 움직임 안내축(140)을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가할 수 있다.

예를 들어, 제2 저항력 부가부(180)는, 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 센터 크랭크 휠(181), 제1 사이드 크랭크 휠(182), 제1 수평 슬라이딩 조인트(J10), 제1 크랭크 암(183a), 제2 크랭크 암(183b), 제2 제동기(184), 그리고 제2 조절 스위치(185)를 포함할 수 있다. 센터 크랭크 휠(181)은 제2 움직임 안내축(140)에 결합되어 연동될 수 있고, 제1 사이드 크랭크 휠(182)은 센터 크랭크 휠(181)의 일 측으로부터 이격되며 중간 부재(130)의 일측에 회동 가능하게 구비될 수 있으며, 그리고 제1 수평 슬라이딩 조인트(J10)은 센터 크랭크 휠(181)과 제1 사이드 크랭크 휠(182) 사이에서 좌우 슬라이딩되도록 중간 부재(130)에 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있다. 제1 크랭크 암(183a)은 센터 크랭크 휠(181)과 제1 수평 슬라이딩 조인트(J10)를 연동시킬 수 있고, 제2 크랭크 암(183b)은 제1 수평 슬라이딩 조인트(J10)와 제1 사이드 크랭크 휠(182)을 연동시킬 수 있다. 제2 제동기(184)는 제1 사이드 크랭크 휠(182)에 전자석을 이용하여 제동력을 가할 수 있고, 제2 조절 스위치(185)는 제2 제동기(184)의 강도를 조절할 수 있다.

나아가, 제2 제동기(184)는 상술한 제1 제동기(173)에 언급된 두 가지의 실시예 중 어느 하나를 취할 수 있으며, 이 두 가지의 실시예에 대해서는 상술한 바 있으므로 구체적인 설명을 생략한다. 다만, 상술한 두 가지의 실시예 중 제1 와전류 제동기(도 4의 173 참조)가 제2 제동기(184)로 채용될 경우, 제1 사이드 크랭크 휠(182)은 알루미늄 등의 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 가변 저항 등으로 이루어진 제2 조절 스위치(185)를 통해 제2 제동기(184)의 전자석의 세기를 조절하는 것으로 제2 움직임 안내축(140)에 부가되는 저항력의 강약을 조절할 수 있다.

이와 더불어, 제2 저항력 부가부(180)는, 제2 움직임 안내축(120)에 미치는 힘의 균형을 위해, 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 사이드 크랭크 휠(186), 제2 수평 슬라이딩 조인트(J20), 제2 크랭크 암(187a), 제4 크랭크 암(187b), 그리고 제3 제동기(188)를 더 포함할 수 있다.

제2 사이드 크랭크 휠(186)은 센터 크랭크 휠(181)의 타 측으로부터 이격되며 중간 부재(130)의 타측에 회동 가능하게 구비될 수 있고, 제2 수평 슬라이딩 조인트(J20)은 센터 크랭크 휠(181)과 제2 사이드 크랭크 휠(162) 사이에서 좌우 슬라이딩되도록 중간 부재(130)에 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있다. 제3 크랭크 암(187a)은 센터 크랭크 휠(181)과 제2 수평 슬라이딩 조인트(J20)를 연동시킬 수 있고, 제4 크랭크 암(187b)은 제2 수평 슬라이딩 조인트(J20)와 제2 사이드 크랭크 휠(186)을 연동시킬 수 있다. 제3 제동기(188)는 제2 사이드 크랭크 휠(186)에 전자석을 이용하여 제동력을 가할 수 있고, 특히 좌우 힘의 균형을 위해 상술한 제2 조절 스위치(185)에 의해 상술한 제2 제동기(184)와 같은 강도로 조절될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 사이드 크랭크 휠(182)(186)은 제1 및 제2 수평 슬라이딩 조인트(J10)(J20)와 4개의 크랭크 암(183a)(183b)(187a)(187b)을 통해 서로 반대 방향으로 회전되면서 좌우 모멘트의 균형을 유지할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 사이드 크랭크 휠(182)은 제1 방향으로 계속 회전될 수 있고, 제2 사이드 크랭크 휠(186)은 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 계속 회전될 수 있다.

나아가, 제3 제동기(188)는 상술한 제1 제동기(173)에 언급된 두 가지의 실시예 중 어느 하나를 취할 수 있으며, 이 두 가지의 실시예에 대해서는 상술한 바 있으므로 구체적인 설명을 생략한다. 다만, 상술한 두 가지의 실시예 중 제1 와전류 제동기(도 4의 173 참조)가 제3 제동기(188)로 채용될 경우, 제2 사이드 크랭크 휠(186)은 알루미늄 등의 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 가변 저항 등으로 이루어진 제2 조절 스위치(185)를 통해 제3 제동기(188)의 전자석의 세기를 조절하는 것으로 제2 움직임 안내축(140)에 부가되는 저항력의 강약을 조절할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 발목 근육 저항 훈련 장치 110: 지지 부재
111: 제1 지지 브라켓 120: 제1 움직임 안내축
130: 중간 부재 140: 제2 움직임 안내축
150: 발 받침부 170: 제1 저항력 부가부
171: 연동축 172: 회전 원판
173: 제1 제동기 174: 제1 조절 스위치
175: 원웨이 베어링 180: 제2 저항력 부가부
181: 센터 크랭크 휠 182: 제1 사이드 크랭크 휠
J10: 제1 수평 슬라이딩 조인트 183a: 제1 크랭크 암
183b: 제2 크랭크 암 184: 제2 제동기
185: 제2 조절 스위치 186: 제2 사이드 크랭크 휠
J20: 제2 수평 슬라이딩 조인트 187a: 제3 크랭크 암
187b: 제4 크랭크 암 188: 제3 제동기

Claims (7)

1. 지지 부재; 상기 지지 부재의 전후 방향에 대해 수직하고 지면에 대해 수평인 제1 움직임 안내축; 상기 제1 움직임 안내축을 기준으로 상기 지지 부재에 회동 가능하게 구비되는 중간 부재; 상기 제1 움직임 안내축에 대해 수직하고 지면에 대해 경사진 제2 움직임 안내축; 상기 제2 움직임 안내축을 기준으로 상기 중간 부재에 회동 가능하게 구비되고 상기 제2 움직임 안내축에 대해 경사져 구비되며 사용자의 발이 올려지는 발 받침부; 상기 제1 움직임 안내축에 연동되며 상기 발 받침부에 발이 올려진 상태에서 상기 제1 움직임 안내축을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가하는 제1 저항력 부가부; 및 상기 제2 움직임 안내축에 연동되며 상기 발 받침부에 발이 올려진 상태에서 상기 제2 움직임 안내축을 기준으로 한 사용자의 능동적인 발목 움직임에 대해 강약 조절이 가능하도록 저항력을 부가하는 제2 저항력 부가부;를 포함하고,
   상기 제1 저항력 부가부는,
   상기 지지 부재에 회동 가능하게 구비되며 상기 제1 움직임 안내축과 연동되는 연동축;
   상기 지지 부재에 제1 지지 브라켓을 통해 회동 가능하게 구비되며 상기 연동축과 연동되는 전도성 재질의 회전 원판;
   상기 회전 원판에 전자석을 이용하여 제동력을 가하는 제1 제동기; 및
   상기 제1 제동기의 전자석의 강도를 조절하는 제1 조절 스위치;를 포함하는
   발목 근육 저항 훈련 장치.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 제1 저항력 부가부는,
   상기 발 받침부를 사용자의 발목으로 누를 때에만 저항력이 부가되도록 상기 제1 움직임 안내축, 상기 연동축, 그리고 상기 회전 원판 중 어느 하나를 지지하는 원웨이 베어링
   을 더 포함하는
   발목 근육 저항 훈련 장치.
4. 제1항에서,
   상기 제2 저항력 부가부는,
   상기 제2 움직임 안내축에 연동되는 센터 크랭크 휠;
   상기 센터 크랭크 휠의 일 측으로부터 이격되며 상기 중간 부재의 일측에 회동 가능하게 구비되는 제1 사이드 크랭크 휠;
   상기 센터 크랭크 휠과 상기 제1 사이드 크랭크 휠 사이에서 좌우 슬라이딩되도록 상기 중간 부재에 슬라이딩 가능하게 구비되는 제1 수평 슬라이딩 조인트;
   상기 센터 크랭크 휠과 상기 제1 수평 슬라이딩 조인트를 연동시키는 제1 크랭크 암;
   상기 제1 수평 슬라이딩 조인트와 상기 제1 사이드 크랭크 휠을 연동시키는 제2 크랭크 암;
   상기 제1 사이드 크랭크 휠에 전자석을 이용하여 제동력을 가하는 제2 제동기; 및
   상기 제2 제동기의 강도를 조절하는 제2 조절 스위치;
   를 포함하는
   발목 근육 저항 훈련 장치.
5. 제4항에서,
   상기 제2 저항력 부가부는,
   상기 센터 크랭크 휠의 타 측으로부터 이격되며 상기 중간 부재의 타측에 회동 가능하게 구비되는 제2 사이드 크랭크 휠;
   상기 센터 크랭크 휠과 상기 제2 사이드 크랭크 휠 사이에서 좌우 슬라이딩되도록 상기 중간 부재에 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2 수평 슬라이딩 조인트;
   상기 센터 크랭크 휠과 상기 제2 수평 슬라이딩 조인트를 연동시키는 제3 크랭크 암;
   상기 제2 수령 슬라이딩 조인트와 상기 제2 사이드 크랭크 휠을 연동시키는 제4 크랭크 암; 및
   상기 제2 사이드 크랭크 휠에 전자석을 이용하여 제동력을 가하는 제3 제동기;
   를 더 포함하고,
   상기 제2 조절 스위치는,
   상기 제2 및 제3 제동기의 전자석의 강도를 함께 조절하는
   발목 근육 저항 훈련 장치.
6. 제1항에서,
   상기 제1 움직임 안내축은
   그 축 방향에 사용자의 발목 관절이 놓이도록 구비되는
   발목 근육 저항 훈련 장치.
7. 제1항에서,
   상기 제2 움직임 안내축은
   그 축 방향에 사용자의 거골하관절이 놓이도록 구비되는
   발목 근육 저항 훈련 장치.

Images