KR102075354B1 - 발목 재활 운동 장치 - Google Patents

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KR102075354B1
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이남이
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Abstract

본 발명은 발목 재활 운동 장치에 관한 것으로, 발 받침대, 복수의 코일 스프링들, 복수의 스프링 마운터들 및 지지판을 포함하여 발목 강화 운동 또는 발목 손상 환자의 재활 운동에 사용되어 스스로 피드백을 제공할 수 있는 발목 운동 장치를 제공할 수 있다.

Description

발목 재활 운동 장치{APPARATUS FOR ANKLE REHABILITATION TRAINING}
본 발명은 발목 재활 운동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 발목 강화 운동 또는 발목 손상 환자의 재활 운동에 사용되어 스스로 피드백을 제공할 수 있는 발목 운동 장치에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 재활치료는 부상이나 질병으로 인해 달라진 신체 상태와 기능을 다치기 전과 최대한 가까운 상태로 만들기 위해 실시되는 치료에 해당한다. 넓은 의미에서 재활치료는 장애를 가진 사람이 가질 수 있는 최적의 신체적, 감각적, 지능적, 심리적 및 사회적 수준을 성취하고 유지하려는 노력으로 수행하는 모든 치료에 해당할 수 있고 또한, 장애가 없더라도 통증이나 일시적 질환 또는 외상 등으로 인해 환자가 영위하는 삶의 질이 떨어질 때, 이를 회복시키기 위한 모든 치료에 해당할 수 있다.
한편, 좁은 의미에서 재활치료는 치료 중심의 의학과 구분될 수 있다. 치료 중심의 의학이 약물이나 수술적 용법을 주로 사용하는 데 반하여, 재활 치료는 신체 기능을 회복, 유지시키기 위해 환자의 활동에 대해 중재를 시행하고 물리적 자극을 이용하는 치료에 해당한다. 그 중에서도, 발목은 가장 흔하게 발생하는 손상되어 재활 치료가 요구되는 부위 가운데 하나로 발목이 심하게 뒤틀리거나 접질렸을 때 발목 관절을 지탱하는 인대들의 손상에 의해 발생하거나 중추신경계 및 말초신경계 손상에 의한 족하수, 하이힐 착용 등과 같이 일상생활에서의 잘못된 자세 및 움직임을 반복할 때 발목을 움직이는 근육의 약화 및 근육 길이 감소에 의해 발생한다.
일반적으로, 발목 손상의 약 90%는 발목의 바깥쪽 인대에서 일어나고, 발목을 움직이는 근육의 길이 감소와 근력 약화를 유발한다. 손상 초기에 적절한 치료를 받지 않으면 인대가 늘어나거나 파열되고 주변 근육은 짧아지거나 길어지고 약해져 발목 관절의 불안전성을 야기한다. 그리고 불안정한 발목은 앞서 언급한 발목 인대 손상을 반복해서 발생시키거나 발목 움직임 근육의 길이 변화와 근력 약화를 유발하여 발목 관절은 물론 발목 위아래에 있는 발, 무릎, 엉덩이 관절 등과 그 관절을 안정화시키거나 움직이는 근육, 연골, 인대, 건 등의 연쇄적인 손상을 발생시킬 수 있다.
따라서, 발목은 손상 후 적절한 재활 치료를 통해 발목 관절의 기능을 회복하는 것이 중요하다. 발목 부위의 재활은 발목 주변 근육과 정강이 및 종아리 근육의 강화뿐 아니라 재손상의 위험을 줄이기 위해 무릎, 엉덩이 근육 등 전체적인 균형을 고려하여 시행되고, 다른 모든 재활 운동과 마찬가지로 통증에 대한 치료를 고려하여 시행된다. 손상의 정도에 따라 차이는 있으나, 대게 1주 내지 2주 이내에 정상 신체활동으로 복귀할 수 있고 심각한 환자의 경우 12주 이상 재활 치료가 필요할 수 있다. 알려진 바와 같이, 발목 손상 환자는 발목 재활 치료를 위해 고무 밴드 등을 활용한 재활 치료를 수행할 수 있고 또한, 발목 손상 환자의 재활 치료를 돕기 위한 다음과 같은 선행기술들이 존재한다.
한국 등록특허공보 제10-1492347(2015.02.11)호는 발목 관절 재활 운동 장치에 관한 것으로, 한 쌍의 메인프레임, 상기 메인프레임의 상면에 설치되는 베이스, 상기 베이스 위에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 모터, 상기 모터의 축에 결합되며 상기 모터의 동력으로 회전 동작하는 회전판, 상기 회전판의 상면 외곽 둘레면을 따라 설치되는 적어도 하나 이상의 서포트, 상기 회전판의 일측에 수직으로 관통한 상태로 설치되는 수직실린더, 상기 서포트 위에 틸팅 가능하게 올려지며 그 하면 일측에는 상기 수직실린더의 로드가 결합되어 상기 회전판과 함께 회전 동작하는 과정에서 상기 수직실린더의 구동으로 인출 및 인입 동작하는 상기 로드에 의해 전, 후, 좌, 우 방향으로 틸팅 동작하는 틸팅회전판, 상기 틸팅회전판 상면에 베어링을 사이에 두고 설치되며 상기 틸팅회전판의 회전력은 전달받지 않은 상태에서 상기 틸팅회전판과 함께 전, 후, 좌, 우 방향으로 틸팅 동작을 수행하며 환자의 발목 관절을 구부리거나 펴주도록 하는 발판 및 상기 발판의 전면에 설치되며 상기 발판의 틸팅 동작을 가이드하는 가이드부재를 포함하여 환자의 발이 올려지는 발판을 전, 후, 좌, 우 방향으로 틸팅 동작시켜 가며 발목 관절 주변의 근육을 수축 및 이완시키도록 하여 발목 관절을 재활하도록 구성한 발목 관절 재활 운동 장치를 제공할 수 있다.
한국 등록특허공보 제10-1515504(2015.04.21)호는 다리의 재활을 위한 침대형 재활장치에 관한 것으로, 프레임의 일측 상부에 구성되는 고정매트리스와, 프레임의 타측 상부에 구성되고 양분되어 분리 가능하게 구성되는 가변매트리스와 제1베이스에 연결되고 가변매트리스를 좌우 분리되게 하는 가변수단과, 제1베이스를 프레임에 슬라이드 이동되게 하는 승,하강수단과, 제1,2베이스를 연결하는 엘엠가이드와 제2베이스에 연결되는 구동벨트와 풀리로 구성되고 프레임에 슬라이드 이동되는 제1베이스에 지지되고 이동 가능한 좌,우이송수단과, 힌지 연결되는 제1파이프에 링크되면서 제2파이프 및 제2베이스의 일측에 양단이 연결되는 제2실린더와 제2베이스에 구성된 가변블럭과, 제1파이프와 제2베이스의 타측과 가변블럭을 연결하는 앵글가이드바와, 제2베이스에 설치되고 가변블럭에 나사 관통 결합되는 볼스크로로 구성되고 제1베이스의 상부에서 폭방향 연결되는 제2베이스에 가변 구성되는 다단각도조절수단으로 구성되어 평상 시는 침대로 다리의 재활운동 시는 재활장치에 의하여 환자가 침대를 사용한 상태에서 다리관절, 고관절 및 발목의 재활운동을 동시에 할 수 있고, 재활장치가 환자의 다리 위치에 따라 조절되는 등의 효과가 있는 다리의 재활을 위한 침대형 재활장치를 제공할 수 있다.
한국 등록특허공보 제10-1492347(2015.02.11)호 한국 등록특허공보 제10-1515504(2015.04.21)호
본 발명의 일 실시예는 발목 강화 운동 또는 발목 손상환자의 재활 운동에 사용되어 스스로 피드백을 제공할 수 있는 발목 재활 운동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 서스펜션을 통해 발목에 가해지는 탄성의 강도를 단계적으로 조정하고, 스프링 마운터를 통해 발목에 가해지는 탄성의 방향을 조정할 수 있는 발목 재활 운동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 발판에 구비된 센서 모듈로부터 수신한 센싱 데이터 및 미리 입력된 목표 운동량을 기초로 목표 대비 발목 운동량에 관한 정보를 생성하여 사용자 단말로 전송할 수 있는 MCU 모듈을 포함하는 발목 재활 운동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 목표 대비 발목 운동량이 목표 운동량 이상인 경우에 진동알람을 제공하는 진동 부저를 포함하는 발목 재활 운동 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 발목 재활 운동 장치는 발바닥의 교차 방향으로 배치된 발판을 포함하는 발 받침대, 상기 발판의 양단에 배치되어 발목에 대한 탄성을 제공하는 복수의 코일 스프링들, 해당 코일 스프링을 수용하는 관통공, 상기 관통공을 둘러싸서 해당 코일 스프링을 마운팅하는 마운팅 부재 및 상기 해당 코일 스프링을 고정 또는 해제를 수행하는 조절 부재를 포함하는 복수의 스프링 마운터들 및 상기 복수의 스프링 마운터들 간을 연결하고 상기 발판과 평행하게 배치되는 지지판을 포함한다.
상기 발목 재활 운동 장치는 상기 발판에 구비되어 상기 발판의 움직임을 검출하는 센서 모듈 및 상기 발판의 움직임을 기초로 목표 대비 발목 운동량을 판단하는 MCU(Micro Controller Unit) 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 MCU 모듈은 상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 데이터 및 미리 입력된 목표 운동량을 기초로 상기 목표 대비 발목 운동량에 관한 정보를 생성하여 사용자 단말로 전송할 수 있다.
상기 지지판은 상단에 상기 MCU 모듈의 판단에 따라 상기 목표 대비 발목 운동량이 목표 운동량 이상인 경우 상기 발판에 진동알람을 제공하는 진동 부저를 포함할 수 있다.
상기 지지판은 상기 진동 부저의 하단에 배치된 배터리를 더 포함하고, 상기 배터리는 상기 관통공의 하단에 배치되어 상기 탄성에 따라 충전될 수 있는 압전소자와 연결될 수 있다.
상기 복수의 코일 스프링들은 상기 복수의 코일 스브링들의 내부에 각각 수용되어 해당 코일 스프링의 감쇠력을 조절하는 서스펜션을 포함할 수 있다.
상기 서스펜션은 상기 목표 대비 발목 운동량을 기초로 단계적으로 감쇠력을 조절할 수 있다.
상기 복수의 스프링 마운터들은 상기 조절 부재의 고정 또는 해제을 통해 상기 코일 스프링의 마운팅 각도를 조절하여 상기 발목에 제공되는 탄성의 방향을 조정할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치는 발목 강화 운동 또는 발목 손상환자의 재활 운동에 사용되어 스스로 피드백을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치는 서스펜션을 통해 발목에 가해지는 탄성의 강도를 단계적으로 조정하고, 스프링 마운터를 통해 발목에 가해지는 탄성의 방향을 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치는 발판에 구비된 센서 모듈로부터 수신한 센싱 데이터 및 미리 입력된 목표 운동량을 기초로 목표 대비 발목 운동량에 관한 정보를 생성하여 사용자 단말로 전송할 수 있는 MCU 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치는 목표 대비 발목 운동량이 목표 운동량 이상인 경우에 진동알람을 제공하는 진동 부저를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 발 받침대를 확대한 도면이다.
도 3은 도 1의 복수의 코일 스프링들을 확대한 도면이다.
도 4는 도 1의 복수의 스프링 마운터들을 확대한 도면이다.
도 5는 도 1의 지지판을 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치에서 수행되는 피드백 제공 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 발목 재활 운동 장치(100)는 발 받침대(110), 복수의 코일 스프링들(120), 복수의 스프링 마운터들(130) 및 지지판(140)을 포함한다.
발목 재활 운동 장치(100)는 발목 손상 환자의 재활 운동에 사용되어 스스로 피드백을 제공할 수 있는 발목 운동 기구로, 발목 재활 운동 또는 발목 강화 운동 등에 사용되어 사용자의 발바닥과 교차 방향으로 밀착된 발판(111)을 통해 발목의 움직임을 전달받고 이에 따른 반력을 발목으로 전달할 수 있다. 또한, 발목 재활 운동 장치는 발판(111)의 양하단에 결합되어 탄성을 제공하는 복수의 코일 스프링들(120), 해당 코일 스프링(120)을 수용하는 복수의 스프링 마운터들(130) 및 복수의 스프링 마운터들(130) 간을 연결하고 발판(111)과 평행하게 배치되는 지지판(140)을 포함하여 구성된다.
발 받침대(110)는 장방형으로 된 발판(111)을 포함하여 사용자의 발목 운동에 따른 움직임을 전달받고 이에 따른 반력을 사용자의 발바닥을 통해 발목으로 전달하는 매개 수단에 해당한다. 또한, 발 받침대(110)는 비교적 짧게 형성된 양측단에 대칭적으로 형성된 나사홀을 포함하여 코일 스프링(120)과 나사 체결을 통해 분리 가능한 구조로 결합될 수 있다. 발 받침대(110)에 대해서는 도 2에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
복수의 코일 스프링들(120)은 발판(111)의 양측 하단에 나사 체결을 통해 결합되어 사용자의 발목 운동에 따른 반력을 제공하는 탄성체에 해당한다. 여기에서, 코일 스프링(120)은 단면이 원형 또는 각형인 선재를 나선형으로 권취하여 형성된 탄성체에 해당할 수 있고 나선축의 방향으로 가해지는 압축 또는 인장에 따라 반력을 제공할 수 있다. 복수의 코일 스프링들(120)에 대해서는 도 3에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
복수의 스프링 마운터들(130)은 해당 코일 스프링(120)을 수용하는 관통공, 관통공을 둘러싸서 해당 코일 스프링(120)을 마운팅하는 마운팅 부재 및 해당 코일 스프링의 고정 또는 해제를 수행하는 조절 부재를 포함하여 수용되는 복수의 코일 스프링(120) 및 코일 스프링(120)의 상단에 형성된 발 받침대(110)를 지지할 수 있고 또한, 지지하는 각도를 조절하여 발 받침대(110)를 통해 사용자의 발목으로 전달되는 반력의 방향을 조절할 수 있다. 복수의 스프링 마운터들(130)에 대해서는 도 4에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
지지판(140)은 발판(111)과 평행하게 배치되고 상단에 복수의 스프링 마운터들(130)을 결합하여 서로 연결하는 지지 수단에 해당한다. 지지판(140)은 발판(111)을 확대한 장방형으로 형성될 수 있고 복수의 스프링 마운터들(130), 복수의 코일 스프링들(120) 및 발 받침대(110)를 지탱하는데 흔들림이 없도록 비교적 비중이 큰 금속으로 형성되거나 또는 무게추를 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 바닥과 접촉하는 하단면에 실리콘 소재로 구성된 미끄럼 방지 수단을 포함하여 형성될 수 있다. 지지판(140)에 대해서는 도 5에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
일 실시예에서, 발목 재활 운동 장치(100)는 발판(111)에 구비되어 발판(111)의 움직임을 검출하는 센서 모듈 및 발판(111)의 움직임을 기초로 목표 대비 발목 운동량을 판단하는 MCU(Micro Controller Unit) 모듈을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 센서 모듈(210)은 압력 및 가속도 정보들을 수집하여 물리적인 양 또는 변화를 감지하고 계측할 수 있는 센서들 중 적어도 하나를 포함하는 모듈에 해당한다. 또한, MCU 모듈은 설정된 기능을 수행하도록 프로그래밍된 마이크로 프로세서에 해당한다. 센서 모듈 및 MCU 모듈에 대해서는 도 2에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 발 받침대를 확대한 도면이다.
도 2를 참조하면, 발 받침대(110)는 발판(111), 센서 모듈(210) 및 MCU 모듈(220)을 포함한다.
발판(111)은 장방형으로 형성되고 사용자의 발바닥과 교차하는 방향으로 배치되어 사용자의 발목 운동에 따른 움직임을 전달받고 이에 따른 반력을 사용자의 발바닥을 통해 발목을 전달하는 매개 수단에 해당한다. 또한, 발 받침대(110)는 비교적 짧게 형성된 양측단에 대칭적으로 형성된 나사홀(113)을 포함하여 코일 스프링(120)과 나사 체결을 통해 분리 가능한 구조로 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 발판(111)의 상단은 사용자의 발바닥 모양에 따른 인체공학적 구조로 구현될 수 있다.
센서 모듈(210)은 발판(111)에 설치되어 발판(111)의 움직임을 통해 압력 및 가속도 정보들을 수집하고 물리적인 양 또는 변화를 감지하여 계측할 수 있는 센서들 중 적어도 하나를 포함한다. 여기에서, 압력 센서는 깔창 형태의 전기용량성 섬유압력센서에 해당할 수 있다. 섬유압력센서는 외부압력에 따라 캐패시턴스(Capacitance) 값이 변화하는 가변 캐패시터(Capacitor)의 물리적인 동작에 기반하여 발판으로 전달되는 압력 및 압력 분포 정보를 검출할 수 있다. 또한, 가속도 센서는 3축 가속도 센서에 해당하여 발판으로 전달되는 동작 및 동작 패턴에 관한 정보를 검출할 수 있다.
MCU 모듈(220)은 센서 모듈(210)로부터 수신된 압력 정보, 압력 분포 정보, 동작 정보 및 동작 패턴 정보를 기초로 발목 운동량을 산출하고 미리 입력된 목표 발목 운동량과 비교하여 목표 대비 발목 운동량 정보를 생성하며 이를 스마트폰 등에 해당하는 사용자 단말로 전송해 사용자에게 전달하는 기능을 수행하도록 프로그래밍된 마이크로 프로세서에 해당한다.
도 3은 도 1의 복수의 코일 스프링들을 확대한 도면이다.
도 3에서, 복수의 코일 스프링들(120)은 발판(111)의 양측 하단에 나사 체결을 통해 결합되어 사용자의 발목 운동에 따른 반력을 제공하는 탄성체에 해당한다. 여기에서, 코일 스프링(120)은 단면이 원형 또는 각형인 선재를 나선형으로 권취하여 형성될 수 있고 나선축의 방향으로 가해지는 압축 또는 인장에 따라 반력을 제공할 수 있다. 또한, 코일 스프링(120)은 대응하는 스프링 마운터(130)에 수용되어 스프링 마운터(130)의 일단에 형성된 관통공을 관통하는 조절 부재(430)를 통해 스프링 마운터(130)에 결합된다.
일 실시예에서, 복수의 코일 스프링들(120)은 내부에 해당 코일 스프링(120)의 감쇠력을 조절하는 서스펜션(310)을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 서스펜션(310)은 코일 스프링(120)의 선경, 유효 권취 횟수 및 중심 직경에 의해 결정되는 제공 반력을 감소시키는 현가 수단에 해당한다. 또한, 서스펜션(310)은 목표 대비 발목 운동량을 기초로 단계적으로 감쇠력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 서스펜션(310)은 목표 대비 발목 운동량이 일정값 이상인 경우 반력을 증가시켜 발목에 가해지는 탄성을 크게 하고, 일정값 이하인 경우 반력을 감소시켜 발목에 가해지는 탄성을 작게 하도록 해당 코일 스프링(120)의 감쇠력을 조절할 수 있다.
도 4는 도 1의 복수의 스프링 마운터들을 확대한 도면이다.
도 4에서, 복수의 스프링 마운터들(130)은 해당 코일 스프링(120)을 수용하는 관통공(410), 관통공(410)을 둘러싸서 해당 코일 스프링(120)을 마운팅하는 마운팅 부재(420) 및 해당 코일 스프링(120)의 고정 또는 해제를 수행하는 조절 부재(430)를 포함한다. 보다 상세하게는, 한 쌍의 마운팅 부재들(420)은 사이에 위치한 코일 스프링(120)을 수용하여 마운팅 부재들(420) 각각에 형성된 관통공(410)을 관통하는 조절 부재(430)를 통해 해당하는 코일 스프링(120)을 결합할 수 있고 또한, 결합하는 각도를 조절하여 발 받침대(110)를 통해 사용자의 발목으로 전달되는 반력의 방향을 조절할 수 있다.
일 실시에에서, 스프링 마운터(130)는 일측 모서리가 반원형으로 필렛(Fillet) 처리되어 형성된 평판에 해당할 수 있고, 관통공(410)은 필렛 처리된 모서리에 인접하여 형성되어 스프링 마운터(130)에 의해 제한되는 코일 스프링(120) 및 발판(111)의 움직임 범위 줄일 수 있다. 또한, 복수의 스프링 마운터들(130)은 조절 부재(430)의 고정 또는 해제를 통해 수용되는 해당 코일 스프링(120)의 마운팅 각도를 조절하여 발목에 제공되는 탄성의 방향을 조절할 수 있다. 보다 상세하게는, 스프링 마운터(150)는 한 쌍의 마운팅 부재(420) 사이에 결합되는 해당 코일 스프링(120)을 조절 부재(430)의 조임 또는 풀림을 통해 다양한 각도로 결합하여 발목에 제공되는 탄성의 방향을 조정할 수 있다.
도 5는 도 1의 지지판을 확대한 도면이다.
도 5에서, 지지판(140)은 발판(111)과 평행하게 배치되고 상단에 복수의 스프링 마운터들(130)을 결합하여 서로 연결하는 지지 수단에 해당한다. 지지판(140)은 발판(111)을 확대한 장방형으로 형성될 수 있고 또한, 확대된 부분에 일정 높이로 설치되는 손잡이 부재(510)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 지지판(140)은 MCU 모듈(220)의 판단에 따라 목표 대비 발목 운동량이 일정값 이상인 경우 발판(111)에 진동알람을 제공하는 진동 부저를 포함하여 구현될 수 있다. 여기에서, 진동 부저는 MCU 모듈(220)로부터 전송된 신호를 기초로 진동을 통해 사용자에게 목표 대비 발목 운동량에 관한 정보를 전달할 수 있는 알림 수단에 해당한다.
또한, 지지판(140)은 진동 부저의 하단에 배치된 배터리를 포함하여 구현될 수 있고 배터리는 관통공(410)의 하단에 배치되어 탄성에 따라 충전될 수 있는 압전소장와 연결되어 발목 재활 운동 장치(100)의 사용에 따라 자동으로 충전될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 재활 운동 장치에서 수행되는 피드백 제공 과정을 설명하는 순서도이다.
도 6에서, 발목 재활 운동 장치(100)에서 수행되는 피드백 제공 과정은 센서 모듈로부터 압력 정보, 압력 분포 정보, 동작 정보 및 동작 패턴 정보를 수신하는 단계(S110), 수신된 압력 정보, 압력 분포 정보, 동작 정보 및 동작 패턴 정보를 기초로 발목 운동량을 산출하는 단계(S120), 산출된 발목 운동량을 목표 발목 운동량과 비교하는 단계(S130), 발판에 구비된 진동 부저를 통해 사용자에게 알리는 단계(S140) 및 발목 운동량 및 목표 발목 운동량 대비 발목 운동량에 관한 정보를 사용자 단말로 전송하여 사용자에게 제공하는 단계(S150)을 포함한다.
단계 S130에서, 목표 발목 운동량 MCU(160)에 미리 입력된 정보에 해당하고 산출된 발목 운동량이 목표 발목 운동량보다 작은 경우 발목 운동량 및 목표 발목 운동량 대비 발목 운동량에 관한 정보를 사용자 단말로 전송하여 사용자에게 제공하고(단계 S150), 산출된 발목 운동량이 목표 발목 운동량보다 크거나 같은 경우 발판에 구비된 진동 부저를 통해 사용자에게 알린 후(단계 S140) 발목 운동량 및 목표 발목 운동량 대비 발목 운동량에 관한 정보를 사용자 단말로 전송하여 사용자에게 제공할 수 있다(단계 S150).
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 발목 재활 운동 장치
110: 발 받침대
111: 발판 113: 나사홀
120: 코일 스프링, 복수의 코일 스프링들
130: 스프링 마운터, 복수의 스프링 마운터들
140: 지지판
210: 센서 모듈 220: MCU 모듈
310: 서스펜션
410: 관통공, 복수의 관통공들
420: 마운팅 부재, 복수의 마운팅 부재들
430: 조절 부재 510: 손잡이 부재

Claims (8)

  1. 발바닥의 교차 방향으로 배치된 발판을 포함하는 발 받침대;
    상기 발판의 양단에 배치되어 발목에 대한 탄성을 제공하는 복수의 코일 스프링들;
    해당 코일 스프링을 수용하는 관통공, 상기 관통공을 둘러싸서 해당 코일 스프링을 마운팅하는 마운팅 부재 및 상기 해당 코일 스프링의 고정 또는 해제를 수행하는 조절 부재를 포함하는 복수의 스프링 마운터들;
    상기 복수의 스프링 마운터들 간을 연결하고 상기 발판과 평행하게 배치되는 지지판;
    상기 발판에 구비되어 상기 발판의 움직임을 검출하는 센서 모듈; 및
    상기 발판의 움직임을 기초로 목표 대비 발목 운동량을 판단하는 MCU(Micro Controller Unit) 모듈을 포함하고,
    상기 지지판은
    상단에 상기 MCU 모듈의 판단에 따라 상기 목표 대비 발목 운동량이 목표 운동량 이상인 경우 상기 발판에 진동알람을 제공하는 진동 부저; 및
    상기 진동 부저의 하단에 배치된 배터리를 포함하고,
    상기 배터리는 상기 관통공의 하단에 배치되어 상기 탄성에 따라 충전될 수 있는 압전소자와 연결된 것을 특징으로 하는 발목 재활 운동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지판에 일정 높이로 설치되는 손잡이 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발목 재활 운동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 MCU 모듈은
    상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 데이터 및 미리 입력된 목표 운동량을 기초로 상기 목표 대비 발목 운동량에 관한 정보를 생성하여 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 발목 재활 운동 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 코일 스프링들은
    상기 복수의 코일 스프링들의 내부에 각각 수용되어 해당 코일 스프링의 감쇠력을 조절하는 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 하는 발목 재활 운동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 서스펜션은
    상기 목표 대비 발목 운동량을 기초로 단계적으로 감쇠력을 조절하는 것을 특징으로 하는 발목 재활 운동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 스프링 마운터들은
    상기 조절 부재의 고정 또는 해제을 통해 상기 코일 스프링의 마운팅 각도를 조절하여 상기 발목에 제공되는 탄성의 방향을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 발목 재활 운동 장치.
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