KR20020064648A - 기능강화훈련기 - Google Patents

Abstract

본체와, 그 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단을 구비하여 이루어지는 기능강화훈련기.

체력이 없는 남녀노소, 병후회복기에 있는 사람 또는 스포츠관계자의 재활 및 기능강화운동으로서, 하반신기능의 강화를 신체의 상태에 대응하여, 심장의 부담을 가볍게 한 소프트한 단계로부터 약간 많은 땀을 흘리게 하는 하드단계까지 실시할 수 있는 기능강화훈련기이다.

Description

기능강화훈련기{FUNCTIONALITY IMPROVING TRAINING MACHINE}

종래의 훈련장치로서, 뇌졸중 환자들의 스탠드체위로부터 보행훈련으로 이행하는 시기 등의 훈련에 있어서, 양다리로 페달을 밟아서 젓는 것에 의하여, 이 사람들의 각부(脚部)의 운동기능을 회복시키는 것이 있다(일본국 특개평4-174666호 공보).

이와 같은 자전거방식의 훈련장치에서는 자력으로 페달을 회전시킬 수 있는 근력이 필요하며, 자력으로 페달을 장시간 회전시킬 수 있는 근력이 회복되어 있지 않는 사람들이나, 체력이 약한 남녀노소들에게 있어서는 체력적으로 부담이 걸린다는 문제가 있다.

또, 페달의 회전위치는 가능한 한 신체의 중심(座部)에 근접시키도록 제작되어 있기 때문에, 페달의 위치와 신체의 위치를 자유롭게 변경시켜 각부의 운동을 실시할 수 없다. 참고로 예를 들면, 일반적인 자전거에 있어서의 대체적인 기준치는 페달의 중심으로부터 좌부까지의 높이는 65cm이며, 또, 페달의 중심과 좌부를 연결하는 직선의 수평선에 대한 각도는 77°이다.

종래에 있어서, 기계로 마음대로 움직일 수 있는 것은 부담이 걸리지 않기 때문에, 기능강화에 쓸모없는 일이라고 하는 풍조였으나, 예를 들면, 승용차에 타고 장거리주행을 하면, 운전자보다 단순히 등받이 좌석에 앉아 있는 사람쪽이 요동에 의해 더 피로해지는 것이나, 체중이 무거운 사람과 그렇지 않은 사람과는 동일한 거리를 단순히 걷기만 해도, 체중이 무거운 사람 쪽이 더 힘이 들고 피로하다고 한다.

본 발명자는 자신이 움직이지 않아도 그 상태에 의해서 몸에 부담이 걸린다는 생각에 착안하여, 페달의 회전을 자동으로 하거나, 페달의 위치와 신체의 좌부위치를 변경할 수 있게 하여, 훈련장치에 의한 기능강화의 효과를 향상시킬 필요가 있다고 생각하였다.

또, 뇌출혈이나 소뇌변성질환 등에 의해 수족이 마비되어 있는 환자들에게 부담이 걸리지 않게 하여, 재활기능회복운동을 할때 다리 및 팔 양쪽의 기능회복운동을 손쉽게 할 수 있는 기능훈련기가 요망되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 체력이 없는 남녀노소의 하반신강화와, 하반신에 장애를 갖는 신체장애인 또는 스포츠관계자의 기능회복운동 등, 특히 병후회복기에 있는 사람의 하반신기능을, 실내에서 앉은 채로간단히 훈련하며, 근력강화에 의해 회복시킬 수 있으며, 동시에 뇌출혈이나 소뇌변성질환 등에 의한 수족의 마비 등으로 인해 수족을 움직일 수 없을 경우의 기능회복에 사용되는 기능강화훈련기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기능강화훈련기에 관한 것이다. 더 상세하게는, 체력이 허약한 남녀노소의 하반신의 강화, 하반신에 장애를 갖는 신체장애자 또는 스포츠관계자의 보조운동 또는 재활기능회복(rehabilitation)등, 특히 병후회복기에 있는 사람의 하반신기능을 실내에서 앉아서 간단하게 훈련하며, 근육강화에 의해 회복시킬 수 있으며, 동시에 뇌출혈이나 소뇌변성질환 등에 의한 수족마비의 기능회복에 사용되는 기능강화훈련기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 기능강화훈련기의 실시형태 1에 있어서의 하반신 기능강화훈련기를 나타내는 측면도.

도 2는 도 1의 I-I선의 단면도.

도 3은 도 1의 하반신 기능강화훈련의 정면도.

도 4는 도 1의 평면도.

도 5는 앉을 의자가 전진하였을 때의 사용상태를 설명하는 사시도.

도 6은 앉을 의자가 후진하였을 때의 사용상태를 설명하는 사시도.

도 7은 본 발명의 기능강화훈련기의 실시형태 2에 있어서의 하반신 기능강화훈련기를 나타내는 측면도.

도 8은 본 발명의 기능강화훈련기의 실시형태 3에 있어서의 하반신 기능강화훈련기를 나타내는 측면도.

도 9는 도 8의 II-II선의 단면도.

도 10은 본 발명의 기능강화훈련기의 실시형태 4에 있어서의 하반신 기능강화훈련기를 나타내는 측면도.

도 11은 전도(顚倒)방지용 아웃리거(outrigger)를 본체에 설치한 하반신 기능강화훈련기를 나타내는 측면도.

도 12는 도 11의 하반신 기능강화훈련기를 나타내는 정면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 본체 2 ; 앉을 의자

3 ; 등받이부 4 ; 좌부(座部)

5 ; 팔걸이부 6 ; 지지축

7 ; 조작핸들 8 ; 조작펜던트(pendant)

9 ; 회전전동부 10 ; 구동모터

11 ; 클러치기구 12 ; 구동풀리

13 ; 종동풀리 14 ; 벨트

17 ; 페달레버 18 ; 페달

19 ; 발걸이벨트 20 ; 레버

21 ; 이동대(moving base) 22 ; 안내레일

23 ; 캐스터(caster) 24 ; 스토퍼

A ; 회전구동부 B ; 구동제어기

C ; 페달기구 D ; 승강기구

E ; 슬라이딩기구 F ; 의자(reclining)기구

G ; 이동수단 θ ; 등받이각도

본 발명의 기능강화훈련기는 본체와, 그 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 기능강화훈련기는 본체와, 그 본체의 상부에 탑재되는 앉을 의자와, 상기 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 앉을 의자를 본체의 전·후진 방향으로 이동을 자유롭게 하는 슬라이딩기구와, 상기 앉을 의자의 등받이부의 등받이 각도의 변경을 자유롭게 하는 의자(reclining)기구와, 상기 앉을 의자의 승강을 자유롭게 하는 승강기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 기능강화훈련기는 본체와, 그 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단과, 상기 다리용 페달기구의 상부에 설치되는 팔용 페달기구와, 상기 회전구동기구와, 팔용 페달기구를 연결하는 팔용 회전전동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다시, 본 발명의 기능강화훈련기는 본체와, 그 본체의 상부에 탑재되는 앉을 의자와, 상기 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 앉을 의자를 본체의 전·후진방향으로 이동을 자유롭게 하는 슬라이딩기구와, 상기 앉을 의자의 등받이부의 등받이 각도의 변경을 자유롭게 하는 의자기구와, 상기 앉을 의자의 승강을 자유롭게 하는 승강기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단과, 상기 다리용 페달기구의 상부에 설치되는 팔용 페달기구와, 상기 회전구동기구와 팔용 페달기구를 연결하는 팔용 회전전동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의하여 본 발명의 기능강화훈련기를 설명한다.

도 1∼도 4에 나타내는 바와 같이, 4각형상의 본체(1)의 상부에 탑재되는 앉을 의자(2), 상기 본체(1)내에 내장되는 회전구동기구(A), 구동제어기(B), 페달기구(C), 승강기구(D), 슬라이딩기구(E), 의자기구(F) 및 이동수단(G)으로 구성되어 있다.

상기 앉을 의자(2)는 등받이부(3), 좌부(4) 및 팔걸이부(5)로 이루어지며, 그 등받이부(3)의 등받이각도(θ)는 상기 의자기구(F)에 의해 변경이 자유롭게 되어 있다. 좌부(4)의 앞부분의 좌우에는, 무릎이나 허벅지를 움직이기 쉽게 하기 위해 절개부가 형성되어 있다. 상기 의자기구(F)에는 수동식 또는 자동식이 있다. 수동식으로서는, 예를 들면 좌부(4)의 후단에 연결되는 등받이부(3)의 지지축(6)에 고정되는 래칫 휠(ratchet wheel)(도시하지 않음)을 사용한 래칫기구 등을 사용할 수 있다. 상기와 같은 래칫기구 등에 의해, 조작핸들(7)을 자기 앞쪽으로 당기면 등받이부(3)를 경사시키고, 그 조작핸들(7)을 놓으면 등받이부(3)의 경사위치를 그 위치에 유지할 수 있다. 또, 자동식으로서는, 상기 등받이부(3)의 지지축(6)에 연결되는 기어군과 전동모터를 조작펜던트(8)의 스위치에 의해 조작하여 등받이부(3)를 경사 시키는 전동기구 등을 사용할 수 있다.

상기 회전구동기구(A)는, 회전전동부(9), 정 역회전이 자유로운 구동모터(10) 및 전자클러치 등의 클러치기구(11)에 의해 구성할 수 있다. 상기 회전전동부(9)에는, 예를 들면, 벨트전동식 또는 체인전동식이 있는바, 윤활유를 필요로 하지 않으며, 주변을 청결하게 유지할 수 있다는 점에서 벨트전동식이 바람직하며, 구동풀리(12), 종동풀리(13) 및 벨트(14)로 구성할 수 있다. 상기 벨트(14)의 종류에는, 평벨트, V벨트 또는 이붙이벨트(toothed belt)가 있으며, 각 벨트의 종류에 따라서 상기 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)의 외주형상을 선정한다. 상기 구동풀리(12)는, 그 지지축(12a)이 상기 본체(1)에 설치된 클러치기구(11)와 축받이(15)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 또, 상기 종동풀리(13)는, 그 지지축(13a)이 상기 본체(1)에 설치되는 두 개의 축받이(16)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 상기 지지축(13a)의 양단에는, 상기 페달기구(C)가 연결되어 있다. 이 페달기구(C)는, 좌우의 페달레버(17) 및 페달(18)로 구성되어 있다. 또, 이 페달(18)에는, 스키운동화를 떼어내기 자유롭게 할 수 있는 체결기구를 사용하여 발걸이벨트(19)를 착탈이 자유롭게 부착하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 상기 조작펜던트(8)의 스위치에 의해 클러치기구(11)를 ON(작동)으로 하고, 상기 구동모터(10)를 시동시키면, 클러치기구(11)를 통해서 지지축(12a) 및 구동풀리(12)가 회전한다. 이어서 구동풀리(12)로부터 벨트(14)를 통해서 종동풀리(13) 및 지지축(13a)이 회전한다. 그리고 상기 구동모터(10)의 회전구동력이 페달레버(17)를 통해서 페달(18)에 전달된다. 상기 클러치기구(11)를 OFF(끄기)로 하면, 중립으로 변환시킬 수 있다. 이 같은 중립상태일 때에는, 자기의 힘으로 정 역회전운동을 실시할 수 있다.

상기 구동제어기(B)는, 50Hz 및 60Hz대응형 제어기이며, 상기 회전구동기구(A)를 제어하기 위한 각종 제어회로를 구비하고 있다. 예를 들면, 상기 클러치기구(11)의 전환을 작동시키는 전환회로와, 상기 구동모터(9)를 정전 또는 역전시키는 회전구동회로와, 상기 구동모터(9)의 회전속도를 가변속도로 하는 변속회로를 적어도 구비하고 있다. 이들 제어회로에 의해, 정전 및 역전을 적당하게 조합시킬 수 있다. 예를 들어 세탁기와 같이, 정전과 역전을 반 회전씩 교호로 반복할 수도 있다. 또, 상기 회전구동회로에, 안전을 위한 과부하방지회로를 접속시키거나, 소정의 시간이 경과한 후에, 상기 구동모터(9)에로의 급전을 차단하여, 그 구동모터(9)를 자동으로 정지시키는 타이머를 접속시키거나, 또는, 상기 중립상태일 때에 사용자의 체력에 맞추어 회전부하를 조절할 수 있는 부하조절회로를 접속시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강기구(D), 슬라이딩기구(E) 및 의자기구(F)가 자동식기구인 경우, 상기 구동제어기(B)에, 각 기구(D),(E),(F)를 동조(同調)하여 작동시키기 위한 기구동조회로를 포함시키는 것이 바람직하다.

상기 승강기구(D)에는, 수동식 또는 자동식이 있다. 수동식의 경우, 통상 사용되는 좌석의 상하조절 가스실린더를 사용하는 가스압력 리프트장치로 할 수 있다. 이 가스압력 리프트장치에서는, 좌부(4)의 이면측 좌측 앞에 있는 레버(20)의 조작으로 가스실린더식의 리프트마스터가 작동하여 앉을 의자(2)의 승강을 자유롭게 할 수 있다. 또는 핸들을 돌려서 앉을 의자(2)를 승강시키는 나사잭, 래크구동형 잭 또는 유압잭 등과, 앉을 의자(2)의 승강위치를 유지하는 스토퍼로 구성할 수 있다. 자동식의 경우, 전동으로 작동하는 나사잭, 래크구동형 잭 또는 유압잭 등을 사용할 수 있다.

상기 슬라이딩기구(E)는, 수동식과 자동식이 있다. 수동식으로서는, 예를 들면, 앉을 의자(2)의 승강기구(D)를 지지하는 이동대(21)에 나사결합 하는 스크류나사(도시생략)에 연결되는 핸들(도시하지 않음)을 우회전 또는 좌회전시킴으로서, 앉을 의자(2)를 본체(1)의 전진방향 또는 후진방향으로 이동을 자유롭게 하며, 핸들의 회전을 정지하면, 그 이동위치에 고정시킬 수 있다. 자동식의 경우, 앉을 의자(2)의 승강기구(D)를 지지하는 이동대(21)와, 그 이동대(21)의 양단부를 볼 또는 롤러를 통해서 안내 지지하는 한 쌍의 안내레일(22)과, 상기 이동대(21)의 하부에 연결됨과 동시에, 상기 안내레일(22)의 길이방향의 중앙부에서 지지되는 볼 나사장치 또는 볼 스플라인(ball spline)(다같이 도시생략)과, 그 나사축 또는 스플라인축을 회전시키는 모터(도시하지 않음)로 구성할 수 있다.

상기 이동수단(G)은, 상기 본체(1)의 이동을 자유롭게 할 수 있는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 사용되는 캐스터(23)로 할 수 있다. 본 실시형태 1에서는, 5개의 캐스터(23)가 본체(1)의 하면에 회전이 자유롭게 부착되어 있다. 또, 이 캐스터(23)에는, 소정의 장소로 이동시킨 후에, 이동하지 않도록 스토퍼(24)를 구비하는 것이 바람직하다.

본 실시형태 1에서는, 등받이부(3)는 신체의 중심(앉을 의자의 중심)으로부터 페달(18)까지의 거리에 의해서, 등받이각도(θ)가 자유롭게 변경될 수 있으며,앉을 의자(2)의 높이의 조정도 자유롭게 변경할 수 있기 때문에, 사용자는 체형(체격의 대소) 및 운동자세에 따라서 자유롭게 각도, 거리 및 높이를 선정할 수 있고, 예를 들면, 신체의 높이, 페달에 대한 거리정도 등 각각의 각도위치를 변경함으로서, 하반신기능의 훈련을 실시할 수 있다. 이와 같은 각도, 거리 및 높이로서는, 다음과 같이 설정할 수 있으며, 동시에 이들의 관계의 1예를 표 1에 나타낸다.

① 각도는 77°∼28°이다.

② 신체의 중심(앉을 의자의 중심)으로부터 페달까지의 거리는 약 100∼450mm이다. 또한 앉을 의자를 페달에 접근시켜, 다리를 회전시켜도 각부가 좌부에 충돌하지 않으며, 허벅지와 무릎이 자유롭게 회전할 수 있는 거리(자유롭게 페달을 회전시킬 수 있는 최소거리)는 앉을 의자의 중심으로부터 페달의 중심까지의 100mm이기 때문에, 이 100mm를 고려하여 산출되어 있다.

③ 높이는 250∼400mm이다. 또한, 표 1에 있어서, 최상단의 각 수치는 참고용으로 기재한 일반적인 자전거의 수치이며, 2단 이하의 각 수치는 본 발명의 훈련기에 있어서, 여러 가지로 변경할 수 있는 수치의 예이다.

표 1

높이	거리	각도
650400400325400 400250325250250250	150100200200300 400 250400350400450	77°77°63°58°53°45°45°38°35°32°28°

등받이각도가 변경되고, 신체가 넘어지거나 또는 떨어지거나 하는 것에 의하여, 아무 일도 하지 않아도 페달에 걸리는 무게가 변화해 가는 것과, 먼 자세로 페달을 밟으려고 하면 대단한 노력이 걸리며, 45°이하로 기울이게 되면, 고통스러워서 도저히 움직일 수 없으나, 자동의 힘을 빌려서, 발끝∼무릎∼허벅지 다리전체를 크게 움직이게 함으로서 운동의 효과가 있다. 바꾸어 말하면, 등받이각도가 클수록 다리의 움직임이 세로방향보다 가로와 상하운동이 되어, 자력으로는 고통스러워서 도저히 할 수 없는 이 부하가, 자동의 힘에 의해 스트레칭(stretching)효과가 되어 운동효과를 올려주게 된다.

본 실시형태 1에서는, 도 5에 나타내는바와 같이, 사용자(M)는 앉을 의자(2)에 앉아서, 양다리(Ma)를 페달(18)에 놓은 다음, 조작펜던트의 스위치에 의해 구동모터를 시동시키면, 페달(18)이 소정의 회전속도로 전방회전 또는 후방회전으로 회전하며, 앉을 의자(2)에 앉은 채 사용자(M)의 다리부가 타력에 의해 움직이게 된다. 이 페달의 회전속도는 조작펜던트의 속도스위치를 전환시키는 것에 의해 무단으로 변속할 수 있다.

다음에 도 6에 나타내는바와 같이, 사용자(M) 또는 보조자에 의해, 승강기구, 슬라이딩기구 및 의자기구를 조작하여 앉을 의자(2)를 후방위치로 이동시킨다. 이어서, 상기 운전조작과 동일하게, 조작펜던트의 스위치에 의해 구동모터를 시동시키면, 페달(18)이 소정의 회전속도로 전방회전 또는 후방회전으로 회전하며, 앉을 의자(2)에 누운 채 사용자(M)의 다리부가 타력에 의해 움직이게 되어, 하반신기능의 훈련을 실시할 수 있다.

이와 같이, 페달에서 떨어진 운동자세에서는 다리부가 자력으로는 대응할 수 없으나, 본 실시형태 1에서는, 높이와 모든 등받이각도로 신체를 변경시킬 수 있기 때문에, 각도를 얕게 하면 할수록 자전거식 회전과 같이 회전속도를 올려서 일정한 움직임보다 더 크게 하반신을 움직일 수 있다. 또, 종래에는 없었던 역회전에 의해 다리부의 각 근육의 정반대의 움직임에 의해 한층 운동효과를 올릴 수 있는바, 이와 같은 움직임에 있어서, 페달이 가장 먼 위치에 있을 때, 아래에서 페달이 차고 올라오는 순간에 좌우 각각의 다리부의 뒤쪽의 근육이 당겨지는 등 현저한 반응이 나타난다.

또한, 페달축의 길이를 변경할 수 있게 하는 것으로, 페달축의 장단에 의한 운동량의 증감을 꾀할 수 있다. 또, 사용자의 체격에 맞추어 앉을 의자의 위치를 조정하여 앉을 의자와 페달축의 거리를 변경시킬 수 있기 때문에, 체격의 대소에 관계없이(체형의 규격에 관계없이)사용할 수 있다.

또, 사용자의 기능회복(재활)의 형태에 대응할 수 있도록 미리 사용자의 데이터를 구동제어기의 마이크로컴퓨터(마이컴)에 기억시켜 둠으로서, 개별적인 사용자에게 알 맞는 운동형태 및 운동량 등을 마이컴제어에 의하여 얻어질 수 있게된다. 상기 마이컴에 파지(fuzzy)제어기능을 기억시킬 수도 있다. 이에 의해서, 예를 들면, 사용자의 기능회복의 형태에 대응하여 페달의 일정회전을 빠르게 하거나 느리게 하거나, 도보운동에 가까운 정(正)역(逆)반(半)회전 또는 원운동의 회전을 일전 시킨 다음 정 역 반대로 움직이게 하는 등 자유자재로 운동할 수 있게 하여, 효과적인 기능회복운동을 실시할 수 있게된다.

또, 무릎이 나빠서 무릎의 굴신운동을 할 수 없는 사용자의 경우에는, 좌우의 페달레버의 설치위치를 지지축에 대하여 변경시켜, 페달을 전방으로 향해서 양 페달레버가 마루면에 거의 수평이 되도록 설치한다. 이 상태에서, 페달레버를 근소한 각도로 요동시켜 페달을 좌우교호로 상하운동을 시키면, 무릎을 편안한 상태, 예를 들면 똑바로 뻗은 상태에서 운동시킬 수 있기 때문에, 무릎주위의 근육을 단련시킬 수 있게된다.

또한, 본 실시형태 1에서는, 상기 페달레버에 설치된 페달의 위치가 고정되어 있으나, 본 발명에서는, 이에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 페달의 위치를 재활운동의 형태에 대응하여 4개소로 변경시킬 수 있도록 할 수도 있다. 이 4개소의 페달의 위치를 A(예를 들어 지지축으로부터의 거리75mm), B(예를 들어 지지축으로부터의 거리120mm), C(예를 들어 지지축으로부터의 거리160mm), D(예를 들어 지지축으로부터의 거리200mm)로 설정하면, 위치(C)의 곳은 통상적으로 사용하는 페달의 위치로 하고, 이 위치로부터 차례로 지지축으로 가까워지는 위치(B) 및 위치(A)에 형성되는 나사구멍에 페달의 설치나사를 죄어서 설치하도록 한다. 이 위치(B) 및 위치(A)에 설치되는 페달은, 상기 위치(C)에 설치되어 있던 페달이다. 페달의 위치를 위치(C)로부터 위치(B), 위치(A)로 변경시키면, 지지축으로부터의 회전토크가 증가한다. 특히 상기한바와 같이 위치(A)의 중심을 페달의 지지축의 중심으로부터 75mm로 설정하면, 그 위치(A)에 있어서의 페달을 발로 밟는 힘을, 가령 15cm높이의 계단을 오르내릴 수 있을 정도로 설정 할 수 있기 때문에, 계단을 오르내리는 훈련을 앉은 채로 실시할 수 있다.

또한, 페달의 위치를 변경할 수 있는 페달축의 경우, 지지축으로부터 떨어진 위치(D)에 있어서의 페달을 회전시킬 때에, 페달축의 측부가 발에 접촉되거나 부딪히지 않도록, 그 페달축에 테이퍼면을 형성하고, 그 페달축의 두께를 지지축으로부터 선단을 향할수록 얇게 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 오르내리는 훈련을 서있는 상태로 실시하는 경우에, 사용자가 자기의 체중을 실어서 훈련할 수 있도록, 자기를 지지할 수 있는 튼튼한 지지케이지(cage)를 별도로 마련하여도 좋다. 이 지지케이지는, 평면이 대략 U자 형상을 띄고있으며, 적어도 팔걸이부를 가지고 있다. 그리고, 사용시에는 앉을 의자의 주위에 배치된다.

본 실시형태 1의 훈련기에는, 앉을 의자가 구비되어 있으나, 본 발명에 있어서는, 이에 한정되는 것이 아니며, 도 7에 나타내는바와 같이, 앉을 의자를 구비하고 있지 않는 다리전용의 훈련기로 이용할 수 있다.

본 실시형태 2의 훈련기는, 상기 실시형태 1과 동일하게 본체(25)에는, 도 2에 나타내는 회전구동기구(A), 구동제어기(B), 페달기구(C) 및 이동수단(G)을 구비하고 있다. 또, 본체(25)의 전면에는 조작하기 용이하도록 조작펜던트(8)를 수용하는 포켓(26)이 형성되어 있다.

상기 실시형태 2의 훈련기를 사용하는 경우, 본체(25)의 전방위치로 이동하지 않도록 앉을 의자(27)를 고정시킨다. 그리고, 사용자는, 조작펜던트(8)의 설정을 조작한 후, 페달(18)에 발을 올린 다음, 작동시켜 사용자의 재활운동에 대응하여 다리의 기능강화훈련을 실시한다.

또, 본 발명에 있어서는, 다리의 기능강화훈련뿐 아니라, 뇌출혈이나 소뇌변성질환 등에 의한 수족의 마비 등으로 인해 수족을 움직일 수 없을 때의 재활훈련기로서 사용할 수 있도록, 팔용의 페달을 구비할 수도 있다.

실시형태 3에서는, 예를 들면 도 8에 나타내는바와 같이, 상기 실시형태 1의 훈련기(1)에 연장부(1a)를 설치하여 팔용의 페달기구(C1)를 조립 부착하는 구성으로 할 수 있다.

따라서, 도 8∼9에 나타내는 본 실시형태 3에 있어서의 훈련기에서는, 도 2에 나타내는 회전구동기구(A), 구동제어기(B), 페달기구(C), 이동수단(G)과 함께, 팔용 회전전동부, 좌우의 페달레버(28)와 페달(29)로 이루어지는 페달기구(C1)에 의해 구성된다. 상기 팔용 회전전동부로서는, 상기 페달레버(28)에 연결됨과 동시에, 연장부(1a)에 설치되는 축받이(도시생략)에 회전이 자유롭게 지지되는 지지축(30)과, 그 지지축(30)에 고착되는 상부의 종동풀리(31)와, 지지축(13a)에 연결되는 전환클러치기구(32)와, 이 클러치기구(32)에 접속되는 하부의종동풀리(33) 및 종동풀리(34)와, 지지축(12a)에 클러치기구(35)를 통해서 접속되는 구동풀리(36)와, 그 구동풀리(36)와 종동풀리(34)의 사이에 배치되는 역전기구(37)와, 상하부의 종동풀리(31),(33)에 감겨있는 벨트(38)와, 종동풀리(34), 구동풀리(36) 및 역전기구(37)에 감겨진 벨트(39),(40)로 구성된 것을 사용할 수 있다. 상기 전환클러치기구(32)로서는, 지지축(13a)과 종동풀리(33)의 사이에 배치되는 제1클러치 및 종동풀리(33)와, 종동풀리(34)의 사이에 배치되는 제2클러치로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.

또, 역전기구(37)는, 본체(1)에 설치되는 축받이부(41)에 회전이 자유롭게 지지되는 한 쌍의 지지축(42), 중간풀리(43) 및 기어(44)로 구성된다. 또한, 상기 전환클러치기구에 2방향클러치 등을 사용함으로서, 역전기구를 생략할 수도 있다.

본 실시형태 3에서는, 상기 전환클러치기구(32)의 제1클러치를 ON으로 하고, 제2클러치를 OFF로 함과 동시에, 클러치기구(35)를 OFF로 하면, 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)로부터 전달되는 정전(正轉)구동력이 직접 종동풀리(33)로 전달된다. 이에 의해서, 상기 다리용 페달(18)과 팔용 페달(29)을 동시에 정전방향으로 회전시킬 수 있다.

반대로, 상기 전환클러치기구(32)의 제1클러치를 OFF로 하고, 제2클러치를 ON으로 함과 동시에, 클러치기구(35)를 ON으로 하면, 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)로부터 전달되는 정전구동력이 직접 종동풀리(33)로 전달됨과 동시에, 구동풀리(36)로부터의 구동력이 역전기구(32)를 통해서 종동풀리(34) 및 종동풀리(32)로 전달된다. 이에 의해서, 상기 다리용 페달(18)을 정전방향으로 회전시킬 수 있다.

이에 대하여, 구동풀리(36)의 정전방향의 회전은, 역전기구(37)에 의해 역회전되기 때문에, 종동풀리(34) 및 종동풀리(32)에는 역전방향의 회전구동력이 전달되어, 팔용 페달(29)은 역회전방향으로 회전된다.

그 결과, 본 실시형태 3에서는, 전환클러치기구(32) 및 클러치기구(35)의 ON/OFF를 전환시키는 것에 의하여, 다리용 페달(18)과 팔용 페달(29)의 회전을 동일한 방향으로 하거나, 역 방향으로 하여, 사용자가 앉을 의자(2)에 앉은 채로 혼자서 수족을 상하동시방향 또는 상하반대방향으로의 기능강화훈련을 실시할 수 있다.

따라서, 다리를 페달(18)에 올려놓음과 동시에, 팔을 페달(29)에 올려놓는 것만으로도 자기스스로는 평상시에 사용하지 않는 근육운동을 할 수도 있다.

또, 상기 상부의 종동풀리(31)에 클러치를 설치하여, 이 클러치 및 그 밖의 클러치를 OFF로 하면, 훈련기는 중립상태가 되어 자력으로 다리용 페달(18)과 팔용 페달(29)을 정 역전시킬 수도 있게 된다.

또, 본 실시형태 3에서는, 본체(1)의 전방위치로 이동하지 않도록 앉을 의자(45)를 고정시키는 것에 의하여, 앉을 의자(2)에 앉는 사용자가 하부의 다리용 페달(18)을 사용하고, 앉을 의자(45)에 앉는 사용자가 상부의 팔용 페달(29)을 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태 3에서는, 혼자서 수족의 기능강화훈련을 실시할 수 있으며, 두 사람의 사용자가 동시에 각자의 다리와 팔의 기능강화훈련을 실시할 수도 있다. 또한, 본 실시형태 3에 있어서의 팔용 회전전동부는, 전환클러치기구를 구비하고 있으나, 본 발명에 있어서는, 이에 한정되는 것이 아니고, 이 전환클러치기구를 생략하고 다리용 페달과 팔용 페달의 정전 역전 전용의 훈련기로 사용할 수 있다.

또, 본 실시형태 3의 훈련기에는, 앉을 의자가 구비되어 있으나, 본 발명에 있어서는, 이에 한정된 것이 아니며, 도 10에 나타내고 있는바와 같이, 앉을 의자를 구비하지 않는 훈련기로 사용할 수 있다. 도 10에 나타내는 실시형태 4에 있어서의 훈련기는, 상기 실시형태 3과 마찬가지로 본체(46)에는, 회전구동기구(A), 구동제어기. 페달기구(C),(C1), 이동수단(G), 팔용 회전전동부를 구비하고 있다.

본체(46)의 전면에는 조작하기 쉽게 조작펜던트(8)를 수용하는 포켓(26)이 형성되어 있다. 실시형태 4의 훈련기를 사용하는 경우, 본체(46)의 전방위치로 이동하지 않도록 앉을 의자(45)를 고정시킨다. 그리고, 사용자는, 조작펜던트(8)의 설정을 조작한 후, 페달(18)에 발을 올려놓음과 동시에, 페달(29)에 손을 올려놓고 나서, 작동시켜 사용자의 재활운동에 대응하는 수족의 기능강화운동을 실시한다.

또한, 상기 실시형태 2 및 실시형태 4에 있어서는, 본체에 앉을 의자를 구비하고 있지 않으므로, 본체의 길이를 축소하여 콤팩트화 할 수 있다. 또, 본체 후부의 가로 폭을 크게 하여, 위에 텔레비전이나 라디오 등을 올려놓거나, 내부에 교환페달이나 교환공구 등을 수용하게 할 수도 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 안전성을 위해 상기 구동제어기의 마이컴에 긴급시에 대비한 정지기능메모리를 탑재해 놓는 것이 바람직하다. 또는, 도 11∼12에나타내고 있는바와 같이, 전도방지용 지주부재, 예를 들면, 아우트리거(51)를 설치할 수도 있다. 이와 같은 아우트리거(51)를 설치함으로서, 훈련기를 사용할 때에는, 아우트리거(51)의 각부(52)를 강하시켜, 그 각부(52)를 마루면(53)에 접촉시켜서, 훈련기 본체를 지지하게 할 수 있다. 또, 훈련기를 사용장소 또는 보관장소 등으로 이동시킬 때에는, 상기 아우트리거(51)의 각부(52)를 상승시키고, 마루면(53)과의 사이에 간극을 확보하여, 캐스터(23)를 회전시킬 수 있게 한다.

이상 설명한바와 같이, 본 발명에 의하면, 체력이 없는 남녀노소, 병후회복기에 있는 사람, 또는 스포츠관계자의 재활운동으로서, 하반신기능의 강화를 체력상태에 대응시켜, 심장의 부담을 가볍게 한 소프트단계부터 약간 많은 땀을 흘릴 수 있는 하드단계에 이르기까지 실시할 수 있다.

또, 그 결과, 지금까지의 단순한 운동기구보다 진일보하고, 모든 각도로 자세를 바꾸며, 또는 회전을 역으로 사용함으로서, 신체에 걸리는 부담점의 이동의 변화와 함께, 이제까지의 일방적인 운동보다 동체범위의 크기에 대응시킬 수 있으며, 강한 회전이나 완만한 회전(정, 역 공히)에 대응할 수 있으며, 또한 모든 운동상태에 대응할 수 있다.

또, 자동으로 할 수 있기 때문에, 자기자신으로는 할 수 없는 움직임을 도우면서, 보다 효과적인 스트레칭 등을 실시할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 페달을 팔로 저을 수 있게 함으로서, 뇌출혈이나, 소뇌변성질환 등에 의한 수족의 마비 등으로 인해 수족을 움직일 수 없을 때의 재활운동에 손쉽게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 훈련기는, 상술한 재활운동 이외에도, 건강한 사람이 일상의 운동부족을 해소하거나, 몸 만들기를 하기 위해서도 사용할 수 있다. 특히, 심장이나 호흡 등에 별로 부담이 걸리지 않는 운동방법, 예를 들면, 산소 섭취량이 40∼60%인 유산소운동(동적운동)을 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 체력이 없는 남녀노소의 하반신강화, 하반신에 장애를 갖는 신체장애자, 또는, 스포츠관계자의 재활강화훈련 등, 특히 병후회복기에 있는 사람의 하반신기능을, 실내에서 앉은 채로 간단하게 훈련할 수 있으며, 근력강화에 의 의해 회복시킬 수 있으며, 뇌출혈이나, 소뇌변성질환 등에 의한 수족의 마비로 인해 수족을 움직일 수 없을 때의 재활운동 및 기능강화훈련에 사용되는 기능강화훈련기를 제공하게 된다.

Claims (14)

1. 본체와, 그 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
2. 본체와, 그 본체의 상부에 탑재되는 앉을 의자와, 상기 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 앉을 의자를 본체의 전·후진방향으로 이동을 자유롭게 하는 슬라이딩기구와, 상기 앉을 의자의 등받이부의 등받이 각도의 변경을 자유롭게 하는 의자(reclining)기구와, 상기 앉을 의자의 승강을 자유롭게 하는 승강기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
3. 본체와, 그 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단과, 상기 다리용 페달기구의 상부에 설치되는 팔용 페달기구와, 상기 회전구동기구와, 팔용 페달기구를 연결하는 팔용 회전전동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
4. 본체와, 그 본체의 상부에 탑재되는 앉을 의자와, 상기 본체에 내장되는 회전구동기구와, 그 회전구동기구를 제어하는 구동제어기와, 상기 회전구동기구에 연결되는 다리용 페달기구와, 상기 앉을 의자를 본체의 전 후진방향으로 이동을 자유롭게 하는 슬라이딩기구와, 상기 앉을 의자의 등받이부의 등받이 각도의 변경을 자유롭게 하는 의자기구와, 상기 앉을 의자의 승강을 자유롭게 하는 승강기구와, 상기 본체의 이동을 자유롭게 하는 이동수단과, 상기 다리용 페달기구의 상부에 설치되는 팔용 페달기구와, 상기 회전구동기구와 팔용 페달기구를 연결하는 팔용 회전전동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 팔용 회전전동부가, 상기 다리용 페달기구와 팔용 페달기구를 전환시키는 전환클러치기구와, 상기 다리용 페달기구와 팔용 페달기구의 회전을 역전시키는 역전기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
6. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 회전구동기구가 회전전동부, 구동모터 및 클러치기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 구동제어기가, 상기 회전구동기구에 있어서의 클러치기구의 전환을 작동시키는 전환회로와, 상기 구동모터를 정전 또는 역전시키는 회전구동회로와, 상기 구동모터의 회전속도를 가변속도로 하는 변속회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 구동제어기가 상기 슬라이딩기구, 승강기구 및 의자(reclining)기구를 연동시키는 기구동조회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
9. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 슬라이딩기구가 상기 앉을 의자를 지지하는 이동대와, 그 이동대를 안내하는 안내레일과, 상기 이동대에 나사결합하는 스크류나사와, 그 스크류나사를 회전시키는 핸들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
10. 제2항 또는 제4항에 있어서,

    상기 승강기구가 상기 앉을 의자를 지지하는 이동대와, 그 이동대에 설치되는 잭(jack)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
11. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 다리용 페달기구에 있어서의 좌우의 페달레버의 설치위치가, 지지축에 대하여 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
12. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 다리용 페달기구에 있어서의 좌우의 페달레버에 설치되는 페달의 설치위치를 재활운동의 형태에 대응하여 변경시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
13. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서,

    상기 본체가 전도방지용 지주부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.
14. 제13항에 있어서,

    상기 지주부재가 승강이 가능한 아웃트리거인 것을 특징으로 하는 기능강화훈련기.