KR102122907B1 - 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기에 관한 것으로, 사용자가 파지할 수 있는 아령 형상의 몸체를 갖는 본체와; 상기 본체를 파지한 사용자에게 진동을 전달할 수 있도록 상기 본체를 진동시키는 진동자와; 상기 본체의 진동에 따른 사용자의 운동 정확성을 인식할 수 있도록 상기 본체의 균형상태를 알려주는 피드백수단을 포함하고, 상기 본체의 양측에는 회전 진동을 발생하는 진동자가 각각 구비되고, 상기 피드백수단은 상기 본체의 양단 둘레 일측에 각각 구비되어 빔을 발사하는 빔발생부를 포함하며, 상기 본체의 어느 한 부분에 구비되어 상기 진동자 및 빔발생부의 작동을 제어하는 조작부와; 상기 본체의 내부에 구비되어 상기 진동자, 빔발생부 및 조작부에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 구성으로 진동에 저항하여 버티는 운동을 실시할 수 있고, 빛, 소리 등의 피드백 기능을 통해 운동효과를 높일 수 있으며, 무게추를 증감하여 사용자의 근력에 맞는 운동을 실시할 수 있어 운동 효과를 극대화할 수 있는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기에 관한 것이다.

Description

상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기{Dumbbell device for deep shoulder muscle rehabilitation exercise}

본 발명은 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 진동에 저항하여 버티는 운동을 실시할 수 있고, 빛, 소리 등의 피드백 기능을 통해 운동효과를 높일 수 있으며, 무게추를 증감하여 사용자에 맞는 운동을 실시할 수 있어 관절운동 효과를 극대화할 수 있는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기에 관한 것이다.

최근 스마트폰 사용 또는 장시간 컴퓨터 사용에 따른 다양한 어깨 관절 질환을 앓는 환자의 수가 크게 증가함에 따라 어깨 재활 및 상지 안정화 운동에 대한 관심이 높아지고 있다.

일반적으로 상지 관절의 재활 및 안정화를 위한 운동으로는 고무줄 등을 이용하여 어깨의 힘을 보조해주는 방법, 와이어를 당기거나 스트레칭을 하는 등의 수동형 운동 기구를 이용한 방법을 통해 재활이 이루어지고 있으나, 정확한 자세 제어와 평가, 그리고 검진이 어려워 전문성이 떨어진다는 문제점이 있다.

또 다른 상지 관절 안정화 운동 방법으로는 상지 재활 장치를 이용하여 어깨 관절의 움직임을 구속하여 재활하는 방법이 있는데, 이 경우 어깨 관절의 움직임을 허용하지 않아 가동범위가 제한되고, 관절과 상지 재활 장치의 축이 일치하지 않은 경우 각 관절에 힘이 가해질 수 있기 때문에 어깨 통증을 유발하고 장기적인 손상을 일으키기도 하는 문제점이 있다.

따라서 어깨 관절의 움직임을 구현하기 위해 구동기를 이용하지만, 구동기의 부피가 커지고 가격이 비싸져서 병원이나 임상 현장에서 사용 및 유지가 어려운 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여 어깨 관절 추종 기능이 없는 일반 상지 재활 보조 장치에 결합하고 스프링을 이용하여 상지 및 재활 보조 장치의 하중을 지탱하는 수동형 중력 보상 및 견관절 추종 장치를 이용하여 어깨 관절을 재활하는 방법이 연구되었다.

그러나 이 방법에서 사용되는 중력보상 및 견관절 추종 장치 즉, 재활 보조 장치는 10kg 이내의 가벼운 상지 로봇 장치에만 적용이 가능하기 때문에, 사용 범위가 한정된다는 문제점이 있다.

또한, 견갑골과 상체의 움직임에 따라 견관절의 3차원 공간상의 위치가 변하는 것을 추종하지 못하여, 상지의 운동 자세에 따라 견관절의 손상을 초래할 수 있다.

그리고, 특허문헌 1은 상지 재활을 위한 어깨 관절 추종 및 중력 보상 장치는 재활 환자의 어깨 관절의 수직 방향으로의 움직임과 팔의 무게, 팔에 부착되는 재활 운동 장치의 무게에 대한 중력을 보상하며, 정하중 스프링으로 구현되는 중력 보상 스프링, 재활 환자의 어깨 관절 움직임에 따라 상하 운동을 통해 관절 추종을 수행하며, 중력 보상 스프링이 설치된 위치의 반대편 위치에 구비되는 제1 직선 운동 가이드, 그리고 중력 보상 스프링과 직선 운동 가이드를 연결하는 보상 하중 전달 케이블로 구현되어 있다.

결국, 기존의 상지 관절 안정화 운동에는 와이어운동, 스트레칭 등의 단순한 방법이 많이 사용되어 왔으나, 단조롭기 때문에 운동에 집중하기 힘들어 기대효과를 충족시킬 수 없었기 때문에 운동기간이 길어지고, 지속적인 운동에 실패하는 경우가 많고, 중량 및 부피를 많이 차지함에 따른 설치 및 비용이 발생하는 문제점이 있다.

KR 10-2018-0055079 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 한 손에 파지할 수 있는 크기의 아령에 빔발생부 부가하여 어깨 심부근육이 약해져 오십견 등의 환자들을 대상으로 심부근육 재활에 효율적인 안정화 운동을 실시함에 있어, 피드백 기능을 통해 운동효과를 높이고, 사용자에 따라 무게를 증감하여 심부근육의 강화에 최대 효율성을 가지며 근력 운동 과정에서 관절 안정화 운동을 동시에 실시하여 부상의 위험을 낮추고, 운동효과를 높일 수 있는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자가 파지할 수 있는 아령 형상의 몸체를 갖는 본체와; 상기 본체를 파지한 사용자에게 진동을 전달할 수 있도록 상기 본체를 진동시키는 진동자와; 상기 본체의 진동에 따른 사용자의 운동 정확성을 인식할 수 있도록 상기 본체의 균형상태를 알려주는 피드백수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기를 제공한다.

여기서, 상기 본체의 양측에는 회전 진동을 발생하는 진동자가 각각 구비되고, 상기 피드백수단은 상기 본체의 양단 둘레 일측에 각각 구비되어 빔을 발사하는 빔발생부를 포함하며, 상기 본체의 어느 한 부분에 구비되어 상기 진동자 및 빔발생부의 작동을 제어하는 조작부와; 상기 본체의 내부에 구비되어 상기 진동자, 빔발생부 및 조작부에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 진동자는 상기 배터리이 공급 전원에 의해 회전 구동하는 모터와; 상기 모터의 회전축에 편심으로 연결되어 상기 모터의 구동에 의해 회전하면서 회전축의 축 직각 방향의 추력이 발생하는 회전추로 구성되며, 상기 본체는 중앙에 상기 배터리 및 모터를 수용하는 설치공간부와; 양단에 상기 모터의 회전축을 따라 회전하는 회전추를 수용하는 회전공간부로 분할 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 진동에 저항하여 버티는 관절 안정화 운동을 실시할 수 있고, 빛, 소리 등의 피드백 기능을 통해 운동효과를 높일 수 있으며, 무게추를 증감하여 사용자에 맞는 운동을 실시할 수 있도록 한 손에 파지할 수 있는 크기의 아령에 빔발생부 부가하여 상지 안정화 운동을 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기를 나타내는 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기의 사용상태를 나타내는 실시예도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 한 손으로 파지할 수 있는 아령 형상의 몸체를 갖는 본체(100)를 제공한다.

이때, 상기 본체(100)를 파지한 사용자에게 진동을 전달할 수 있도록 상기 본체(100)를 진동시키는 진동자(200)와, 상기 본체(100)의 진동에 따른 사용자의 운동 정확성을 인식할 수 있도록 상기 본체(100)의 균형상태를 알려주는 피드백수단(300)을 포함한다.

이때, 상기 본체(100)의 양측에는 회전 진동을 발생하는 진동자(200)가 각각 구비되고, 상기 피드백수단(300)은 상기 본체(100)의 양단 둘레 일측에 각각 구비되어 빔을 발사하는 빔발생부(310)를 포함한다.

그리고, 상기 본체(100)의 어느 한 부분에는 상기 진동자(200) 및 빔발생부(310)의 작동을 제어하는 조작부(400)가 구비된다.

힌편, 상기 본체(100)의 내부에는상기 진동자(200), 빔발생부(310) 및 조작부(400)에 전력을 공급하는 배터리(500)를 포함한다.

따라서, 상기 본체(100)의 양 단에 각각 구비된 진동자(200)의 진동을 통해 상기 본체(100)의 길이 방향에 법선 방향으로 추력이 발생하여 상기 본체(100)가 흔들리게 설계되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 배터리(500)를 통해 전원을 공급하여 사용자가 상기 조작부(400)의 조작을 통해 진동자(200) 및 빔발생부(310)의 구동을 조작할 수 있다.

이때, 상기 진동자(200)는 상기 배터리(500)이 공급 전원에 의해 회전 구동하는 모터(210)와; 상기 모터(210)의 회전축(220)에 편심으로 연결되어 상기 모터(210)의 구동에 의해 회전하면서 회전축(220)의 축 직각 방향의 추력이 발생하는 회전추(230)를 포함한다.

그리고, 상기 본체(100)는 중앙에 상기 배터리(500) 및 모터(210)를 수용하는 설치공간부(130)와; 양단에 상기 모터(210)의 회전축(220)을 따라 회전하는 회전추(230)를 수용하는 회전공간부(140)로 분할 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 모터(210)는 상기 설치공간부(130)의 내측 양 단에 각각 체결 결합으로 고정 설치되고, 상기 모터(210)의 회전축(220)은 상기 설치공간부(130)를 관통하여 상기 회전공간부(140)에 노출되도록 구성되고,

상기 회전추(230)는 상기 회전축(220)의 편심으로 설치되되 회전축(220)을 중심으로 호 형상의 넓은 추로 소정의 중량을 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 회전추(230)는 상기 설치공간부(130)의 바깥쪽에 위치되는 각 회전공간부(140)에 구비하되, 상기 회전축(220)을 중심으로 한쪽 모터(210)에 설치되는 회전추(230)가 본체(100)의 직각 방향으로 위치된다면, 반대쪽 모터(210)에 설치되는 회전추(230)는 앞서 위치되는 회전추(230)의 180도 위치되어 각각 모터(210)의 구동으로 회전되면 법선 방향의 추력이 배가 되도록 하는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 본체(100)의 양단에는 중량의 증감을 위해 무게추(110)의 탈착 결합할 수 있는 추결합부(120)가 더 구비될 수 있다.

따라서, 사용자의 체격 및 체력에 따라 상기 무게추(110)의 증감을 통해 최적의 재할운동을 유지할 수 있다.

이때, 상기 무게추(110)의 설치는 통상적인 바벨을 결합하듯이 끼움 결합할 수 있고, 체결 방식 등 다양한 결합 방식을 채택할 수 있다.

마지막으로, 상기 조작부(400)에는 상기 본체(100)의 균형을 감지하는 센서(320)가 더 구비되고, 이 센서(320)의 신호에 따라 부저음 또는 음성이 발생하는 스피커(330)가 더 구비될 수 있다.

즉, 상기 센서(320)와 스피커(330)를 통해 사용자가 어깨 심부근육을 위한 재활운동을 하는 동안 진동에 대한 저항을 잘 유지하는지, 재활운동의 자세가 정확한지에 대한 피드백을 주는 것으로 상기 센서(320)를 통해 자세 또는 위치를 파악하고, 설정된 위치를 벗어나는 경우 신호를 전송하여 상기 스피커(330)의 부저음 또는 음성을 사용자가 인지하고 운동자세를 교정할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기를 첨부된 도 3을 참조하여 사용상태를 설명한다.

우선, 사용자는 벽으로부터 약 2m 거리에 위치하여 상기 조작부(400)의 스위치(410)를 조작하여 상기 모터(210) 및 빔발생부(310)를 구동시킨다.

이때, 사용자는 벽을 향해 상기 본체(100)를 한 손으로 파지하여 길게 뻗은 상태에서 상기 빔발생부(310)에 발사되는 빔이 벽에 비춰지며 각각의 빔발생부(310)의 빔이 벽에서 수평이 되도록 하고,

상기 진동자(200)는 모터(210) 구동에 회전추(230)가 회전하면서 회전 진동이 발생하여 상기 본체(100)가 요동 치는 것을 사용자가 벽에 비춰진 두 개의 빔포인트가 수평 상태를 유지하면서 흐트러지지 않도록 저항함으로써, 어깨의 심부근육이 자극을 받게 된다.

이때, 상기 센서(320) 및 스피커(330)를 통해 사용자의 자세가 바르지 않거나 회전추(230)의 진동에 저항하지 못하여 균형이 흐트러진 경우 부저음 또는 음성 사용자의 인지와 함께 자세를 교정할 수 있도록 한다.

한편, 상기 조작부(400)에 플레이어를 구비하고, 상기 빔발생부(310)를 대신하여 프로젝션으로 대체한다면, 벽에 동영상 스크린이 펼쳐질 수 있어 사용자가 재활운동 시간 동안 운동의 지루함을 반감시켜 효과적이고 더 오랫동안 재활운동을 수행할 수 있다.

마지막으로, 상기 본체(100)의 어느 한 부분에는 상기 조작부(400)의 센서(320) 신호를 받아 상기 본체(100)의 흔들림 정도에 따라 다양한 색상을 표시하여 흔들림 정도에 따른 사용자의 운동상태를 시각적으로 주지하는 LED램프(340)가 더 구비될 수 있다.

상기 LED램프(340)의 색상을 기본적으로 녹색 및 적색을 활용하며, 미세 진동 단계 별로 주황색 및 청색 등의 다양한 색상을 적용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 운동보조기를 Wi-Fi, Zigbee 등의 무선네트워크에 연동을 통해 홀로그램 또는 비디오게임 등의 가상 현실을 적용하여 사용자의 흥미를 더욱 유발하여 재활운동 효과를 배가시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 진동에 저항하여 버티는 운동을 실시할 수 있고, 빛, 소리 등의 피드백 기능을 통해 운동효과를 높일 수 있으며, 무게추를 증감하여 사용자에 맞는 운동을 실시할 수 있도록 한 손에 파지할 수 있는 크기의 아령에 빔발생부 부가하여 어깨 심부근육이 약해져 오십견 등의 환자들을 대상으로 심부근육 재활에 효율적인 안정화 운동을 실시함에 있어, 피드백 기능을 통해 운동효과를 높이고, 사용자에 따라 무게를 증감하여 심부근육을 정상화에 최대 효율성이 높고, 재활운동 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 본체
110: 무게추
120: 추결합부
130: 설치공간부
140: 회전공간부
200: 진동자
210: 모터
220: 회전축
230: 회전추
300: 피드백수단
310: 빔발생부
320: 센서
330: 스피커
340: LED램프
400: 조작부
410: 스위치
500: 배터리

Claims (7)

1. 사용자가 파지할 수 있는 아령 형상의 몸체를 갖는 본체(100)와;
   상기 본체(100)를 파지한 사용자에게 진동을 전달할 수 있도록 상기 본체(100)를 진동시키는 진동자(200)와;
   상기 본체(100)의 진동에 따른 사용자의 운동 정확성을 인식할 수 있도록 상기 본체(100)의 양단 둘레 일측에 각각 구비되어 빔을 발사하는 빔발생부(310)를 포함하여 상기 본체(100)의 균형상태를 알려주는 피드백수단(300)과;
   상기 본체(100)의 어느 한 부분에 구비되어 상기 진동자(200) 및 빔발생부(310)의 작동을 제어하는 조작부(400)와;
   상기 본체(100)의 내부에 구비되어 상기 진동자(200), 빔발생부(310) 및 조작부(400)에 전력을 공급하는 배터리(500)를 포함하여 구성되고,
   상기 피드백수단(300)은,
   상기 본체(100)의 균형을 감지하는 센서(320)와;
   상기 센서(320)의 신호에 따라 부저음 또는 음성이 발생하는 스피커(330)를 포함하여 구성되며,
   상기 조작부(400)는 상기 빔발생부(310)를 통해 전방에 위치되는 스크린에 펼쳐지는 영상으로 재활 운동의 흥미를 유발할 수 있도록 Wi-Fi, Zigbee 등의 무선네트워크를 통해 비디오게임에 연동되는 플레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(100)의 양단에는,
   중량의 증감을 위해 무게추(110)의 탈착 결합할 수 있는 추결합부(120)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 진동자(200)는,
   상기 배터리(500)이 공급 전원에 의해 회전 구동하는 모터(210)와;
   상기 모터(210)의 회전축(220)에 편심으로 연결되어 상기 모터(210)의 구동에 의해 회전하면서 회전축(220)의 축 직각 방향의 추력이 발생하는 회전추(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 본체(100)는,
   중앙에 상기 배터리(500) 및 모터(210)를 수용하는 설치공간부(130)와;
   양단에 상기 모터(210)의 회전축(220)을 따라 회전하는 회전추(230)를 수용하는 회전공간부(140)로 분할 구성되는 것을 특징으로 하는 상지 관절 안정화 운동을 위한 운동보조기.
   
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7. 삭제

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