KR20080048450A

KR20080048450A - 체중의 압력을 이용한 보행보조기구

Info

Publication number: KR20080048450A
Application number: KR1020080041431A
Authority: KR
Inventors: 최종섭
Original assignee: 최종섭
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2008-06-02
Also published as: KR100957379B1

Abstract

본 발명은 신체의 몸무게 압력을 이용해 발생시킨 유압을 에너지로 활용하여, 하지근력이 약화되어 보행에 어려움을 겪고 있는 노약자의 하지근력을 보조하고 그 보행을 돕는 보행보조기구에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 신발 밑창 등에 유압발생팩(20)을 장착하고 체중의 압력을 받아 발생된 유압을 무릎 부위에 장착된 유압실린더(10)에 전달하여 피스톤을 작동시킴으로써, 피스톤이 작동되는 힘으로 노약자의 약화된 다리근력을 보조할 수 있도록 이루어진 구조에 그 특징이 있다.

특히, 노화현상으로 다리근력이 약화되어서 보행에 어려움을 겪는 노인들의 하지근력을 보조하여, 보다 원활하게 보행을 할 수 있도록 보조하는 효과가 있다.

보행, 보행보조, 노인, 유압기구, 근육, 근력, 실버

Description

체중의 압력을 이용한 보행보조기구{omitted}

본 발명은 유압을 이용하여 다리 근력을 보조하는 보행보조기구에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다리 근력이 저하된 노인, 장애인, 환자 등에게 부족한 하지 근력을 보조하여 보행을 돕는 것으로, 체중에서 발생되는 압력을 이용하여 유압을 형성하고 이 유압 에너지로 유압실린더(10)의 피스톤을 작동 시켜서 하지근력을 보조하여 보행을 돕는 보행보조기구에 관한 것이다.

최근 고령화 사회가 심화됨에 따라 근력이 약한 노인 및 근력이 저하된 환자, 장애인 등의 보행을 원활하게 할 수 있는 보행보조기구에 관한 관심이 높아지고 연구도 활발해지는 추세에 있다. 시골이나 서민주택가에서는 보행보조기 대행으로 유모차를 끌고 다니시는 할머니들을 어렵지 않게 목격할 수 있는 실정이기도 하다.

그러나 유모차와 유사한 형태의 바퀴달린 보조기구들은 보조기구에 의지해 보행을 하는 것임에도 불구하고 의지해야 할 사람이 그 보행기구를 밀어서 이동시켜야 한다는 모순점과 도로의 상태가 나쁜 곳이나 장소가 협소한 곳 등에서의 이동이 어렵다는 단점 등의 문제점이 있었다.

또한, 몸에 착용하는 형태로써 동력으로 작동되는 보행보조기구의 경우에는 구동모터, 배터리 등으로 인해 무게가 무거워져서 취급과 사용이 어렵다는 단점이 있으며, "등록특허 10-0716597-0000" 과 같이 그 무게를 줄이기 위하여 구동모터를 포함하는 동력부를 손수레 형태의 바퀴가 달린 주행체에 장착하고, 그 동력을 몸에 부착된 기구에 전달해 사용토록 한 보행보조기구의 경우에는, 그 이용자가 상기 주행체로부터 멀리 떨어져 행동할 수 없고 도로상태가 나쁜 곳이나 협소한 장소에서의 이동과 행동이 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 노인들이 시내버스나 지하철 같은 대중교통을 이용할 때 승하차시나 서서 가게 되는 경우에는 다리근력이 부족한데다가 차량이 흔들리게 되므로 더 많은 어려움이 있다.

종래기술의 문헌정보

등록특허 10-0716597-0000

본 발명은 구동모터, 배터리 등이 장착된 기존의 보행보조기구는 근력이 약한 노인 등의 노약자가 혼자서 이용하기에는 중량이 너무 무겁고 부피가 커서 탈착 및 취급 등이 용이하지 못하다는 단점을 개선하고,

또한, 유모차와 유사한 형태의 바퀴달린 보행보조기구는 이동하고자 하는 도로의 상태에 많은 영향을 받고, 계단, 화장실, 협소한 장소 등에서는 사용할 수 없다는 단점과 또한 이 보조기구의 도움을 받아야 하는 노약자가 이를 밀어서 이동 시켜야 한다는 단점을 개선하며,

또한, 동력을 별도의 주행체에 탑재한 보행보조기구나, 유모차와 유사한 형태의 바퀴달린 보행보조기구들의 경우, 그 이용자가 보행보조기구로부터 떨어져서 자유롭게 행동할 수 없다는 문제점을 개선하고,

또한, 노인들이 시내버스나 지하철 같은 대중교통을 이용할 때 흔들리는 차 안에서 서서 가게 되거나 승하차 시에 부족한 다리근력을 보조하여 보다 편안하고 원활하게 대중교통을 이용하게 하는 등의 여러 문제점들을 개선하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 체중의 압력을 이용하여 유압을 발생시키고, 그 유압으로 유압작동부를 작동 시켜서 약화된 노약자의 다리 근력을 보조하여 보행을 돕는 보행보조기구로써,

체중의 압력을 받아서 유압을 발생시키기 위한 유압 발생부와, 상기 발생된 유압을 유압호스(80)로 전달 받아서 다리 근력을 보조하는 유압작동부, 그리고, 상기 유압작동부를 신체에 고정시키기 위해 구비된 브레이스(Brace) 및 체중을 지탱하기 위해 구비된 지지대를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명은 체중의 압력을 이용한 유압 에너지를 활용하여 노약자의 약화된 하지근력을 보조하는 구조로 이루어졌기 때문에, 구동모터, 배터리 같은 동력장치를 별도로 사용하지 않음으로써 소형, 경량화 하여 탈착, 취급, 보관이 용이하고, 제3자의 도움 없이 노약자 혼자서도 손쉽게 사용할 수 있도록 하는 편리성 증대 효과가 있다.

또한, 체중의 몸무게 압력을 이용하여 유압을 발생시키기 때문에, 별도의 외부 에너지 공급원이 필요 없음으로 배터리를 수시로 충전해야 하는 번거로움과 배터리 용량에 따른 사용시간의 제약을 없애 사용상의 시간적 공간적 제약을 극복하게 되는 효과가 있다.

또한, 체중의 몸무게 압력을 이용하기 때문에, 별도의 외부 에너지를 사용하지 않아 에너지 절약의 효과가 있다.

또한, 바퀴달린 보조체에 기대고 의지해서 보행하지 않아도 되기 때문에, 계단, 화장실 등 장소나 도로상태에 제약 없이 자유로운 보행과 행동을 가능케 함으로써, 보조기구의 사용효과를 높인다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구조를 쉽게 이해할 수 있도록 일실시예를 간략하게 도시한 사시도로써, 전체적으로는 입고 벗을 수 있도록 형성된 것이다.

입고 벗을 수 있도록 탈착 및 체결 수단을 두고 허벅지에 둘러서 감싸는 형태의 허벅지 브레이스(30)와 종아리에 둘러서 감싸는 형태의 종아리 브레이스(31)를 형성하되, 힌지 조인트(40) 연결, 유압실린더(10) 장착, 지지대 연결 등을 고려해서 견고한 재질로 형성하는 것이 원칙이며, 신체와의 견고한 밀착과 탈착 및 체결수단의 원활한 작동을 위하여 부분적으로 소프트한 재질을 혼용하여 형성한다.

이렇게 형성된 상기 허벅지 브레이스(30)와 상기 종아리 브레이스(31)를 무릎부위에서 힌지 조인트(Hinge Joint, 40)로 연결하고, 유압실린더(10)의 양 끝을 각각 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)에 연결하여 고정한다.

그리고 신발의 밑바닥에 몸무게의 압력을 받아 유압을 발생 시키는 유압발생팩(20)을 형성하고, 상기의 유압발생팩(20)과 유압실린더(10)는 유압호스(80)로 연결한 다음 그 내부에는 적정량의 유압작동유를 채워 넣어서 이루어진 것으로, 전체적으로는 입고 벗을 수 있도록 구성되어져서 체중의 압력을 받아 발밑에서 발생되는 유압으로 유압실린더(10)의 피스톤을 작동시켜서 노약자의 부족한 다리 근력을 보조하여 보행을 돕는 보행보조기구에 관한 것이다.

상기의 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)의 힌지 조인트(40) 연결에 있어서, 연결 지점은 무릎의 좌우 양옆이고, 힌지 조인트(40) 연결이라 함은 2개의 원기둥을 겹쳐서 쌓아놓고 가운데에 구멍을 뚫은 다음 그 구멍에 축 핀이나 볼트 등을 끼워서 고정하면, 그 고정 축을 중심으로 각각의 원기둥이 아래 위에서 따로따로 회전운동을 할 수 있도록 되는 것과 같은 연결방법이다. 즉 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)에서 연장되어 형성된 원기둥 모양의 형성체의 중앙에 구멍을 뚫고 핀이나 볼트 등으로 고정한 것으로써 무릎을 굽히고 폄에 따라 같이 굽혀지고 펴질 수 있도록 형성된 것이다.

상기의 유압실린더(10)를 연결하여 고정함에 있어서, 연결지점은 다리의 좌우 양옆 쪽이나 뒤쪽에 연결하고, 그 연결 방법으로는 상기의 힌지 조인트(40) 연결 또는 볼 소켓 연결(Ball-and-socket joint) 등의 방법을 써서 고정되는 축을 중 심으로 회전 또는 관절운동이 되도록 연결한다.

도 2는 본 발명에 사용된 체중을 지지하는 수단의 일례를 간략하게 도시한 사시도로써, 특히 상부지지대(50), 중부지지대(51), 하부지지대(52)를 도시한 것이다.

먼저, 허리에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 허리 브레이스(32)를 형성하고, 길이조절 수단을 두고서 상부지지대(50)를 형성하되 상체의 체중을 지탱하도록 상부지지대(50)의 상단은 티(T)자형으로 겨드랑이에 밀착되는 겨드랑이 견착판(63)을 연장하여 형성하고, 하단은 허리 브레이스(32)에 앞뒤로 움직이도록 힌지 조인트(40)로 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고서 연결하며, 길이조절 수단을 두고서 형성된 중부지지대(51)를 상단은 허리 브레이스(32)에 앞뒤로 움직일 수 있도록 힌지 조인트(40)로 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고서 연결하고, 하단은 허벅지 브레이스(30)와 무릎부위의 힌지 조인트(40)에 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고 연결하며, 길이조절 수단을 두고서 하부지지대(52)를 형성하되 하단은 엘(L)자형으로 안쪽으로 굽혀진 신발 견착판(64)을 연장하여 형성하고, 상단은 종아리 브레이스(31)와 무릎부위의 힌지 조인트(40)에 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고 연결하여 이루어진 것이다.

이로써 전체적으로 근력이 보다 더 많이 약화된 노약자들이 신체를 보다 잘 지탱할 수 있도록 한 것이며, 또한 근력의 약화된 정도를 감안하여 필요한 정도에 따라 상부, 중부, 하부지지대(50,51,52)의 일부 또는 전부를 탈착하며 사용할 수 있도록 구성되어진 보행보조기구인 것이다.

상기의 상부, 중부, 하부지지대(50, 51, 52)의 길이 조절 수단을 형성함에 있어서, 그 길이 조절 수단의 일례로는 내경과 외경이 접하여 끼워질 수 있는 속이 비어있는 두개의 사각막대 중에서, 안쪽에 끼워지는 사각막대에는 한쪽면의 중앙에 일정한 간격으로 구멍을 타공하여 길이 조절용 구멍(61)을 형성하고, 바깥쪽의 사각막대의 한쪽면의 끝쪽 중앙에는 구멍을 뚫어서 이 두 구멍에 길이조절용 고정핀(62)을 꼽아서 길이를 조절하는 수단으로 할 수 있으며, 그 외에도 이미 알려진 여려가지 방법으로 길이조절 수단을 둘 수 있다.

상기의 하부지지대(52)의 하단에 형성된 신발 견착판(64)에 있어서, 이는 하부지지대(52)의 길이를 조정하여 엘(L)자형으로 굽어진 신발 견착판(64)이 신발 바닥에 견착될 수 있도록 한 것이다. 그리고 필요한 경우에 신발 견착판(64)에 연이어 끈 등을 형성하여 신발에 체결하는 체결수단을 두는 것은 일반적으로 어렵지 않게 실시할 수 있는 것이다.

도 3은 유압발생팩(20)이 신발에 장착된 일실시예를 도시한 단면도의 부분 사시도로써, 특히 유압발생팩(20)이 장착되는 위치에 중점을 두어 도시한 것이다.

유압발생팩(20)은 압력 변동에 따라 찌그러지고 펴질 수 있으면서 성인의 체중압력을 충분히 견딜 수 있도록 1제곱센티미터(cm²)당 최대 10킬로그램(Kg)의 압력에 터지지 않는 재질로 팩의 형태나 또는 주름져서 접혀지는 모양의 자바라 형태로 형성한다.

그리고 그 크기는 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력을 고려하여 얻고자 하는 강도를 감안하여 크기를 결정한다. 일례로 유압실린더(10)의 피스톤의 지름이 5센티미터(cm)라면 피스톤의 단면적은 약 20제곱센티미터(cm²)이기 때문에, 체중의 70％에 해당하는 힘으로 다리근력을 보조하고자 한다면 유압발생팩(20)은 단면적 28제곱센티미터(cm²)의 크기로 형성하게 되는 것이다.

또한 신체의 균형을 잘 유지할 수 있도록 하기 위하여, 유압발생팩(20)은 발앞꿈치와 발뒤꿈치에 각각 7:3 내지 9:1 의 비율의 크기로 나누어 배치하고 관으로 연결하여 하나로 합친다.

그리고 발뒤꿈치 부분에 2층으로 형성된 유압발생팩 중에서 위쪽에 있는 것은 밸브용 유압발생팩(71)으로서, 발뒤꿈치가 지면에 접촉되어서 체중을 지지하게 될 때 이를 감지하여 유압을 발생시켜서 역류제어밸브(70)로 보내기 위한 것이다. 그러면, 피스톤이 작동되어서 유압실린더(10)와 유압발생팩(20)을 연결한 유압호스(80)를 막아서 유압의 역류를 방지하게 된다.

상기에서 유압발생팩(20)을 유압실린더로 대체하여 유압을 발생 시키는 것이나, 유압발생팩(20)을 신발 밑바닥에 장착하는 대신에 그 위치를 변경하여 신발 견착판(64) 또는 하부지지대(52)에 장착하는 것이나, 유압발생팩(20)을 유압실린더로 대체하여 하부지지대(52)에 장착하는 것은 이 분야에 지식이 있는 자라면 어렵지 않게 실시 할 수 있는 일이다.

도 4는 도 3의 AB의 절단면을 도시한 단면도로써, 유압발생팩(20)이 신발에 장착되는 위치에 중점을 두어 그 일실시예를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 유압 작동 장치의 연결의 일실시예를 도시한 구성도로써, 발바닥 앞쪽에 형성된 유압발생팩(20)과, 발바닥 뒤쪽에 형성된 유압발생팩(20)의 각각과, 무릎부위에 장착된 유압실린더(10) 모두를 유압호스(80)로 연결하고 그 내부에는 유압작동유를 채워넣는다.

그리고 특히 보행 시에 발뒤꿈치만 지면에 닿고 발앞꿈치는 미처 지면에 닿지 않아 허공에 떠 있는 그 찰나의 순간에 다리근력을 보조하는 유압실린더(10)에서, 발바닥 앞쪽의 유압발생팩(20)으로 유압이 역류되어서 유압실린더(10)가 다리근력을 보조 하지 못하게 되는 문제점을 해결하기 위하여 역류를 방지하는 역류제어밸브(70)를 구비한 것으로, 발뒤꿈치 밑쪽에 구비된 밸브용 유압발생팩(71)에서 발생되는 유압이, 발뒤꿈치만 지면과 접촉되었을 때에만 우측 피스톤을 밀어서 통로 관을 막음으로써, 유압실린더(10)의 유압의 역류를 제어하는 역류제어밸브(70)를 구비한 것이다. 이는 도9와 도10에 의하여 더 상세히 설명키로 한다.

또한, 유압발생팩(20)과 유압실린더(10)를 연결한 유압호스(80)의 일 지점에, 압력의 변동에 따라 찌그러지고 펴질 수 있도록 합성수지 등의 재질로 형성된 탱크(81)를 연결하되 개폐수단인 콕크(82)를 두고서 연결한다. 이는, 유압실린더(10)에 있는 유압작동유가 유압발생팩(20)으로 상호간 모두 이동 될 수 있도록 할 경우, 유압발생팩(20)의 높이가 너무 높아질 수 있기 때문에 유압발생팩(20)의 높이를 줄이기 위하여, 유압발생팩(20)의 크기는 다리를 쭉 폈을 때와 다리를 90도로 구부렸을 때의 피스톤이 움직인 만큼에 해당되는 작동유만 수용할 수 있는 크기로 형성한다. 이로써 평지를 보행하거나 계단을 오르내리거나 의자에 앉거나 하는 행동은 자유롭게 할 수 있게 되며, 다만, 쪼그리고 앉는 동작을 할 경우와 같이 무릎을 마음대로 굽히고 펼 수 있도록 하고 싶을 때에는 탱크(81)로 연결되는 관의 코크를 열어서, 다리 근력을 보조하지 아니하고 유압실린더(10)의 유압작동유가 저항 없이 자유롭게 이동될 수 있도록 한 것이다.

또한 탱크(81)는 유압발생팩(20)을 여러 개로 나누어서 각각의 콕크(82)를 열고 잠금에 따라 발생되는 유압의 강도를 단계별로 조정할 수 있도록 이루어진 유압발생팩(20)을 사용할 경우에, 콕크(82)를 잠그고 사용하지 않는 유압발생팩(20)이 있을 때 그 유압유를 저장 하는데 에도 사용된다.

상기에서, 보행 시에 발뒤꿈치만 지면에 닿을 때 유압실린더(10)에서 발바닥 앞쪽의 유압발생팩(20)으로 유압의 역류를 방지하는 역류제어밸브(70)에 있어서, 노약자와 같이 보폭이 좁고 천천히 걷게 되거나 걸음걸이의 습관상 앞쪽으로 상체를 약간 기울여서 걷는 경우에는 발바닥 전체가 지면에 닿게 되기 때문에, 굳이 역류제어밸브(70)가 필요하지 않다. 그러나 빨리 걷거나 상체를 약간 뒤쪽으로 기울여서 걷거나 습관상 무게 중심을 뒤쪽에 두고 걷는 경우에 있어서는 상기 역류제어밸브(70)를 필요로 하게 되는 것이다.

도 6과 도 7은 유압실린더(10) 대신에 유압자바라(11)를 사용한 것의 일실시예를 도시한 사시도로써, 무릎을 폈을 때와 굽혔을 때를 도시한 것이다. 상기 유압실린더(10)는 동일한 역할을 하는 상기 유압자바라(11)로 대체할 수 있고, 반원형 형상에 부채꼴로 주름이 형성되어 있기 때문에 무릎 뒤쪽에 장착되어져서, 다리를 펴고 굽힘에 따라 부채꼴 형상으로 접히고 펴지면서 유압실린더(10)와 같은 역할을 하는 것이다.

도 8은 유압자바라(11)의 일실시예의 형상을 도시한 사시도로써, 원기둥을 반으로 자른 모양인 반원기둥형 형상에 부채꼴 모양의 주름을 형성하여 구성되어져 있고 무릎 뒤쪽에 장착되어져서, 다리를 펴고 굽힘에 따라 부채꼴로 접혔다 펴졌다 할 수 있는 것으로써, 재질은 압력 변동에 따라 찌그러지고 펴지면서 성인의 체중압력을 충분히 견딜 수 있도록 대략 1제곱센티미터(cm²)당 10킬로그램(Kg) 정도의 압력에 터지지 않고 견디는 재질로 형성된 것이다. 이렇게 구성된 유압자바라(11)는 유압실린더(10)를 대체하여 사용될 수 있는 것이다.

가령 유압자바라(11)의 양쪽 단면적의 넓이가 가로 5센티미터(cm) 세로 4센티미터(cm)라고 한다면, 양쪽 단면적은 피스톤의 단면적에 해당되므로 이는 피스톤의 직경이 약 5센티미터(cm)인 유압실린더(10)와 같은 힘을 낼 수 있게 된다.

도 9는 역류제어밸브(70)의 평상시 열렸을 때의 모습을 도시한 단면도이고, 도 10은 역류제어밸브(70)가 발뒤꿈치만 지면에 닿아 그 압력으로 밸브가 닫힌 것을 도시한 단면도이다.

먼저, 체중의 압력을 받아서 유압을 발생 시키는 밸브용 유압발생팩(71)을 발뒤꿈치 아래쪽에 구비한다.

그리고 십(+)자 모양으로 4개의 통로가 교차되는 통로 관을 형성하되, 우측 통로에는 분기점에서부터 시작해서 통로 직경의 2배정도의 길이와 통로 직경과 동 일한 직경을 갖는 실린더를 형성하고, 좌측 통로에는 분기점으로부터 5밀리미터(mm) 떨어진 지점에서부터 시작되어서 통로관보다 더 넓은 직경을 갖는 실린더를 형성하는데, 우측 실린더의 피스톤에 걸리는 힘의 크기보다 더 큰 힘을 낼 수 있도록 큰 단면적을 갖는 피스톤을 장착할 수 있는 크기로 실린더를 형성한 다음, 우측 실린더에는 통로 지경의 1.5배 정도의 길이의 피스톤을 형성하고, 좌측 실린더에는 일반적인 피스톤을 형성하고 피스톤 뒤에는 리턴 스프링(72)을 구비하며, 우측 실린더의 피스톤과 좌측 실린더의 피스톤을 피스톤 로드로 연결하되 평상시 열린 상태에서 유압의 흐름에 방해가 되지 않도록 얇은 피스톤 로드로 연결하고, 상단 통로는 유압작동부에 연결되고 하단 통로는 유압발생부에 연결되며, 우측 통로는 밸브용 유압발생팩(71)에 연결되고 좌측 통로는 발앞꿈치 쪽의 유압발생팩(20)에 연결되도록 이루어져서, 발뒤꿈치만 지면과 접촉되었을 때에만 우측 피스톤을 밀어서 통로 관을 막음으로써 유압실린더(10)의 유압의 역류를 방지하는 것이다.

그리고 발앞꿈치와 발뒤꿈치가 모두 지면에서 떨어져서 공중에서 다리를 굽히면서 이동시킬 때에는 유압이 발생되지 않기 때문에, 피스톤은 리턴 스프링(72)에 의해서 다시 제자리로 돌아감으로써 유압이 흐를 수 있게 된다.

계단을 오르거나 내려갈 때의 경우와 같이 발앞꿈치와 발뒤꿈치가 모두 지면에 닿을 경우에는, 밸브용 유압발생팩(71)에서 발생된 유압이 가해지는 피스톤보다 더 큰 직경으로 형성되어서 더 큰 힘을 낼 수 있는 피스톤을 발앞꿈치 쪽의 유압발생팩(20)에서 형성된 유압이 반대쪽에서 다시 밀어내어서 통로가 열리게 되고, 이어서 계속하여 유압이 유압실린더(10)로 전달되어 다리 근력을 보조하도록 이루어 져서 유압의 역류를 제어하는 역류제어밸브(70)를 형성한 것이다.

도 11은 유압의 강도를 단계별로 조절할 수 있도록 배치된 유압발생팩(20)의 일실시예를 도시한 배치도로써, 발생되는 유압의 강도를 조절하여 다리 근력을 보조하는 정도를 조정할 수 있도록 하기위한 것이다.

단위당 압력의 크기란 단면적이 클수록 작아지고 단면적이 작아질수록 커지는 것이므로, 유압발생팩(20)의 단면적의 넓이를 점차적으로 증가 시키면 단위당 압력은 점차적으로 감소하게 된다.

일실시예로, 유압발생팩(20)에서 발생되는 단위당 압력이, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 70％가 되도록 해서 다리근력을 보조하는 힘의 최대 크기로 하기로 하고, 나머지 30％의 힘은 노약자 자신의 근력으로 움직이도록 한다고 가정할 경우, 먼저, 유압발생팩(20)에서 발생되는 단위당 압력의 크기가, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 크기에 70％가 되도록 유압발생팩(20)의 단면적의 크기를 정하여서 A단계 유압발생팩(83)을 형성하되, 발앞꿈치와 발뒤꿈치에 각각 7:3 내지는 9:1의 크기로 나누어 형성한 다음 관으로 연결하여 하나로 합치고, 이를 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결한다.

또 상기 A단계 유압발생팩(83)에서 발생되는 단위당 압력을 10％ 더 감소시켜서, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 60％의 크기만큼만 발생되도록 하기 위해서는 유압발생팩(20)의 단면적이 더 커지면 되는 것이므로, 발생되는 단위당 압력을 10％ 감소시키게 되는 크기의 단면적을 갖는 독립된 B단계 유압발생팩(84)을 추가로 형성하여 구비하고, 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결 하되 유압호스(80)의 일 지점에 콕크(82)를 두고서 연결하고, 또 상기 A, B단계 유압발생팩(83,84)에서 발생되는 단위당 압력을 10％ 더 감소시켜서, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 50％의 크기만큼만 발생되도록 하기 위해서는 유압발생팩(20)의 단면적이 더 커지면 되는 것이므로, 발생되는 단위당 압력을 10％ 감소시키게 되는 크기의 단면적을 갖는 독립된 C단계 유압발생팩(85)을 추가로 형성하여 구비하고, 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결하되 유압호스(80)의 일 지점에 콕크(82)를 두고서 연결하고, 또 상기 A, B, C단계 유압발생팩(83,84,85)에서 발생되는 단위당 압력을 10％ 더 감소시켜서, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 40％의 크기만큼만 발생되도록 하기 위해서는 유압발생팩(20)의 단면적이 더 커지면 되는 것이므로, 발생되는 단위당 압력을 10％ 감소시키게 되는 크기의 단면적을 갖는 독립된 D단계 유압발생팩(86)을 추가로 형성하여 구비하고, 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결하되 유압호스(80)의 일 지점에 콕크(82)를 두고서 연결한다.

이렇게 이루어진 유압발생팩(20)은, B, C, D단계 유압발생팩(84,85,86)의 콕크(82)를 모두 닫았을 경우 A단계 유압발생팩(83)에서 발생되는 단위당 압력의 크기는, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 크기에 비하여 70％ 크기의 단위당 압력을 발생시고, B단계 유압발생팩(84)의 콕크(82)만 열었을 경우 전체적인 단면적이 증가하여 60％ 크기의 단위당 압력을 발생시키며, B, C단계 유압발생팩(84,85)의 콕크(82)를 열었을 경우 50％ 크기의 단위당 압력을 발생시키며, B, C, D단계 압력발생팩(84,85,86)의 콕크(82)를 모두 개방할 경우 40％ 크기의 단 위당 압력이 발생되게 됨으로써, 사용자의 상태에 맞게 필요에 따라 콕크(82)를 개폐하여 발생되는 단위당 압력의 강도를 조정하여 다리근력을 보조하는 힘을 조정할 수 있도록 이루어진 것이다.

일실시예로, 상기에서 유압실린더(10)의 피스톤의 지름을 5센티미터(cm)라고 가정한다면 그 단면적은 19.625 제곱센티미터(cm²)가 되고, 따라서 상기 피스톤에 걸리는 단위당 압력의 70％에 해당하는 압력을 발생시킬 수 있는 A단계 유압발생팩(83)의 단면적의 크기는 28.04 제곱센티미터(cm²)가 되게 된다. 이러한 비율은 몸무게의 가볍고 무거움에 관계없이 일정한 것인데 이는 몸무게가 무거우면 유압실린더(10)가 지탱해야할 압력도 커지지만 반대로 몸무게에 의해 발생되는 압력도 높아지게 되기 때문인 것이다.

또한 피스톤에 걸리는 단위당 압력보다 상기 A단계 유압발생팩(83)에서 발생되는 단위당 압력을 10％ 더 감소시키게 되는 B단계 유압발생팩(84)의 단면적의 크기는 4.67제곱센티미터(cm²)가 되는데, B단계 유압발생팩(84)의 콕크(82)만 열었을 경우 전체적인 유압발생팩의 단면적은 A, B단계 유압발생팩(83,84)을 합쳐서 32.71제곱센티미터(cm²)가 되어서 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 60％ 크기의 단위당 압력을 발생시킨다.

또한, 단위당 압력을 다시 10％ 더 감소시키게 되는 C단계 유압발생팩(85)의 단면적의 크기는 6.54제곱센티미터(cm²)이고 B, C단계 유압발생팩(84,85)의 콕크 (82)를 개방할 경우 전체적인 단면적은 39.25제곱센티미터(cm²)가 되어서, 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 50％ 크기의 단위당 압력을 발생시키며, 또한 D단계 유압발생팩(86)의 단면적의 크기는 9.81제곱센티미터(cm²)가 되는데 B, C, D단계 유압발생팩(84,85,86)의 콕크(82)를 전부 개방할 경우 전체적인 단면적의 크기는 49.06제곱센티미터(cm²)가 되어서 피스톤에 가해지는 단위당 압력의 40％에 달하는 크기의 단위당 압력을 발생시키게 됨으로써, 콕크(82)를 개폐함에 따라서 다리근력을 보조하는 힘의 크기를 조절할 수 있게 이루어진 것이다.

도 12는 유압실린더(10) 대신에 피스톤 힌지(41)를 사용한 것의 일실시예를 도시한 사시도로써, 유압실린더(10)나 유압자바라가 외부로 노출되어 있는 것에 비하여, 피스톤 힌지(41)는 힌지 조인트(40) 내부에 자바라를 내장하여서 힌지 조인트의 기능과 피스톤의 기능을 모두 가지고 있는 것이다.

도 13은 피스톤 힌지(41)를 나타낸 분해 사시도로써, 그 구조를 설명하기 위한 것이다.

2개의 원기둥을 겹쳐서 쌓아놓고 가운데에 구멍을 뚫어서 그 구멍에 축 핀이나 볼트 등을 끼워서 고정하면 그 고정 축을 중심으로 각각의 원기둥이 아래 위에서 따로따로 회전운동을 할 수 있도록 형성하고, 상기의 원기둥 2개를 쌓아놓은 높이와 같은 높이를 갖는 직사각형의 판 4개를, 판의 높이와 원기둥 2개를 쌓아놓은 높이가 같게 되도록 원기둥에 판을 세워서 붙여서 날개(90)를 형성하되, 먼저 위쪽의 원기둥에 판, 원기둥, 판이 일직선상에 놓이도록 양 옆으로 판 2개를 붙이고, 또 아래쪽의 원기둥에도 판, 원기둥, 판이 일직선상에 놓이도록 양 옆으로 판 2개를 붙이는데, 위쪽 원기둥에 붙인 판과 아래쪽 원기둥에 붙인 판이 엑스(X)자 모양으로 교차 되도록 붙여서 날개(90)를 형성하며, 또한, 교차하는 4개의 날개(90) 중에서 일직선상에 있는 2개의 날개(90)의 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝까지의 길이에 해당하는 크기의 지름을 갖는 원판을 형성하여서, 상기 원판을 상기의 위쪽 원기둥과 날개(90)의 상부 면에 붙이고 또 상기 원판과 같은 모양의 원판을 상기의 아래쪽 원기둥과 날개(90)의 하부 면에 붙이되, 원판이 각 날개(90)의 바깥쪽 모서리에 내접하도록 붙인다.

그리고 상기의 위쪽 원판에 상기 원기둥 1개 높이와 같은 높이로 테두리(91)를 형성하고 상기의 아래쪽 원판에도 상기 원기둥 1개 높이와 같은 높이를 갖는 테두리(91)를 형성한 다음, 교차된 날개(90)에 의해 만들어진 칸 중의 한곳에 유압자바라(11)를 구비하고, 그와 대칭되는 곳에 위치한 칸에 또 유압자바라(11)를 구비하며, 상하의 원판에는 원기둥에 뚫은 구멍과 같은 직경의 구멍을 뚫고서 볼트,너트로 고정한다.

그리고, 상기의 위쪽 원판은 허벅지 브레이스(30)에 연결하고 아래쪽 원판은 종아리 브레이스(31)에 연결하여 이루어진다.

이렇게 이루어진 피스톤 힌지(41)는 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)를 무릎의 바깥쪽과 안쪽 2곳에서 연결하고, 유압발생팩(20)에서 발생된 유압이 상기 유압자바라(11)로 전달되어서 유압자바라(11)가 날개(90)를 밀어서 작동되는 것이다.

이로써 팽창된 유압자바라(11)가 날개(90)를 밀어서 굽혀진 다리를 펴게 하거나 펴진 다리가 굽혀지지 않도록 지지하게 되는 것이다.

이때 피스톤 힌지(41)의 유압자바라(11)에 의해 작동되는 힘의 크기의 일실시예를 들면 다음과 같다. 일례로 날개(90) 1개의 크기가 가로 3센티미터(cm) 세로 5센티미터(cm)라고 가정하면, 날개(90) 하나에 압력이 작용하는 단면적은 15제곱센티미터(cm²)이고 2개의 유압자바라(11)에 의해서 4개의 날개(90)에 압력이 작용하는 단면적은 60(cm²)가 된다. 그리고 피스톤 힌지(41)는 무릎의 양쪽에 구비되므로 한쪽 다리를 보조하는 2개의 피스톤 힌지(41)에 압력이 작용하는 전체 단면적의 합은 120(cm²)로써, 이는 피스톤의 직경이 약 12센티미터(cm)인 유압실린더에 해당하는 크기이다.

도 14는 피스톤 힌지(41)의 단면도로써 특히 날개(90)가 엑스(X)자 모양으로 교차 되어 형성되어 있고, 유압자바라(11)가 교차된 날개(90)의 양쪽에 구비되어 작동되는 것을 나타낸 것으로 피스톤 힌지(41)가 작동되는 구조를 보여주는 것이다.

이것은 마치 손으로 가위를 움직여서 접혔다가 펴졌다가 할 수 있는 것처럼 손으로 가위를 움직이는 대신에 유압자바라(11)가 팽창, 수축함에 따라서 날개(90)를 밀어서 접혔다 펴졌다 할 수 있도록 작동하는 것이다.

통상적으로 보행은 기립의 자세에서 이루어지는데, 이때 골격(뼈)은 기본적 으로 신체의 지지를 담당하고 골격에 붙어 있는 근육은 기본적으로는 골격의 신체 지지를 돕고 더 나아가 운동을 담당하는 것이다. 이와 같이 본 발명에 있어서도 기본적으로는 상부, 중부, 하부지지대(50,51,52)가 신체의 지지를 담당하는 역할을 수행하고, 무릎부위에 장착된 유압실린더(10) 또는 유압자바라(11)가 부족한 하지근력을 보조하는 역할을 수행하는 것으로 구성되어져 있다.

일반적인 평지에서의 보행자세를 분석해 보면, 정지된 기립자세에서 먼저 한 쪽 다리로 체중이 이동 되고 다른 쪽 다리는 굽혀지면서 공중으로 들어올려서 이동한 다음, 착지 시에는 거의 다리가 펴진 상태에서 다시 지면에 착지하게 되고 착지 하면서 체중도 이동시키게 된다. 이때 반대편 쪽 다리는 체중의 이동이 거의 끝남과 동시에 다리가 굽혀지면서 공중으로 들어올려서 이동한 다음 착지 시에는 다리가 펴진 상태로 지면에 착지하게 되는 동작을 반복하여 보행이 이루어지게 된다. 결과적으로 보행 시에 다리가 체중을 지탱할 때는 다리가 펴진 상태로 지면에 닿아 있을 때뿐이며, 다리의 이동은 공중에서 일어나고 다리의 굽힘도 공중에서 이루어진다.

결국 노약자들이 하지근력의 약화로 인하여 평지에서의 보행에 어렵다는 것은, 펴진 상태에서 지면에 착지된 다리가 체중을 지탱하지 못할 만큼 하지근력이 약화됐기 때문이므로, 하지 근력이 약화된 다리가 굽혀져서 주저 않지 않도록 유압실린더(10)가 이를 보조하여 다리가 펴진 상태로 유지하여 체중을 지지하도록 하는 것이다. 이때 지면에 한발이 닿아있든지 혹은 두발이 닿아 있든지 간에 체중의 분산 정도에 관계없이, 그 발에 가해지는 체중의 압력 정도에 따라 그 만큼의 동일한 유압의 힘이 발생하게 되므로 이 유압이 유압실린더(10)를 작동시켜서 다리에 가해지는 만큼의 체중을 동일한 유압의 힘으로 지탱하게 되는 것이다.

또한 하지 근력이 약화된 노약자가 보행에 어려움을 겪는 것은 체중을 지탱하지 못하기 때문이지 누군가 부축하여 체중을 지지해준다면 한쪽 발을 들어올리고 옮기고 하는 것 정도는 자유롭게 할 수 있는 정도의 하지근력은 남아 있기 때문에 보행보조기에 의지하여 보행하는 것이 가능한 것이다. 따라서 공중에 들어올려서 이동하는 다리에 있어서는 노약자 자신의 남겨진 근력으로 충분히 행동할 수 있는 것이며, 이때는 발이 지면에서 떠 있기 때문에 체중 압력이 발생되지 않아 유압실린더(10)에도 압력이 작용되지 않으므로 노약자 자신의 남겨진 근력만으로도 자유롭게 다리를 굽히고 펴는 동작을 할 수 있게 되는 것이다. 이로써 노약자가 본 발명의 보행보조기를 착용하고 평지를 보행할 경우에 부족한 근력을 보조하여 보다 원활한 보행을 하도록 한 것이다.

일반적인 계단에서의 보행을 분석해보면, 먼저 계단을 오를 경우에는 체중을 지탱하고 있는 뒷다리는 펴진 상태로 지면에 닿아 있고, 앞다리는 굽혀지면서 공중으로 들어올려서 다음의 윗계단에 착지하면서 체중을 앞다리로 이동한 다음, 뒷다리를 들어올리면서 굽혀진 앞다리가 펴지는 동작의 반복에 의하여 계단을 오르게 된다.

이때 펴진 상태의 뒷다리에 가해진 체중만큼의 압력으로 발생된 유압의 힘으로 유압실린더(10)를 작동시켜서 뒷다리에 가해진 체중을 지지하고, 굽혀지면서 공중에서 이동하고 있는 다리에는 유압이 발생되지 않아, 노약자의 약해진 근력만으 로도 충분하게 다리를 굽히면서 이동시켜서 윗계단에 착지 시킬 수 있으며, 윗계단에 착지된 앞다리로 체중을 이동시키면 이동되어 가해지는 체중만큼의 압력에 의해 동일한 유압의 힘이 발생되어서 유압실린더(10)를 작동시키므로 다리가 더 굽혀지거나 쓰러지지 않도록 신체를 지지하고, 동시에 뒷다리를 들어올리면서 앞다리를 펴게 되면 앞다리에 가해진 체중의 압력만큼 발생된 유압으로 작동되는 유압실린더(10)의 힘과 비록 약해지긴 했으나 노약자 자신의 근력이 합해져서 다리를 펼 수 있게 되며, 다시 뒷다리가 이동하여 다음의 윗계단을 밟고 오르게 되는 반복동작으로 계단을 오르게 된다.

또한, 계단을 내려가는 경우에는 먼저, 체중이 실리는 뒷다리를 굽히면서 앞다리를 공중에서 쭉 뻗어 다음의 아랫계단을 밟은 다음, 뒷다리에 가해져 있던 체중을 앞다리로 이동하고, 앞다리는 다시 굽히면서 뒷다리는 공중으로 쭉 뻗어 다음의 아랫계단을 밟게 되는 동작의 반복에 의하여 계단을 내려가게 된다.

이때, 굽혀지는 상태의 뒷다리에 가해지는 체중의 압력만큼 동일하게 발생되는 유압의 힘으로 유압실린더(10)를 작동시켜서 뒷다리의 근력에 가해지는 체중을 보조하여 지지하고, 쭉 펴지면서 공중에서 이동하고 있는 앞다리에는 유압이 발생되지 않기 때문에, 노약자의 약해진 근력만으로도 충분하게 다리를 쭉 펴서 이동시켜서 아랫계단을 밟을 수 있으며, 아랫계단에 착지된 앞다리로 체중을 이동시킬 때는 이동되어 가해지는 체중만큼의 압력에 의해 동일한 유압의 힘이 발생되어서 유압실린더(10)를 작동시키므로 앞다리가 굽혀지거나 쓰러지지 않도록 지지하다가, 다시 앞다리가 굽혀지면서 뒷다리가 다음의 밑에 계단으로 이동하게 될 때에는 굽 혀지는 상태의 앞다리에 가해지는 체중의 압력만큼 동일하게 발생되는 유압의 힘으로 유압실린더(10)를 작동 시켜서, 앞다리의 근력에 가해지는 체중을 약해진 근력과 유압실린더(10)의 작동으로 보조되는 힘이 합하여져서 앞다리를 굽힐 수 있도록 하게 되는 것이다. 이러한 반복동작으로 원활하게 계단을 내려가게 된다.

도 1은 본 발명의 구조를 쉽게 이해할 수 있도록 일실시예를 간략히 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 사용된 체중을 지지하는 수단의 일실시예를 간략히 도시한 사시도.

도 3는 유압발생 팩이 신발에 장착된 일실시예를 도시한 단면도의 부분 사시도.

도 4는 유압 발생 팩이 신발에 장착된 위치의 일실시예를 나타내는 제3도의 AB를 절단한 단면도.

도 5는 본 발명의 유압 작동 장치의 연결의 일실시예를 도시한 구성도.

도 6은 유압실린더(10) 대신에 유압자바라(11)를 사용한 것의 일실시예를 도시한 사시도.

도 7은 유압실린더(10) 대신에 유압자바라(11)를 사용하고 무릎을 굽혔을 때의 일실시예를 도시한 사시도.

도 8은 유압자바라(11)의 일실시예의 형상을 도시한 사시도.

도 9는 역류제어밸브(70)의 평상시 열렸을 때의 모습을 도시한 단면도.

도 10은 역류제어밸브(70)가 발뒤꿈치만 지면에 닿아 그 압력으로 밸브가 닫힌 것을 도시한단면도.

도 11은 유압의 강도를 단계별로 조절할 수 있도록 배치된 유압발생팩(20)의 일실시예를 도시한 배치도.

도 12는 유압실린더(10) 대신에 피스톤 힌지(41)를 사용한 것의 일실시예를 도시한 사시도.

도 13은 피스톤 힌지(41)를 나타낸 분해 사시도.

도 14는 피스톤 힌지(41)의 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 유압 실린더 11 : 유압 자바라

20 : 유압 발생 팩

30 : 허벅지 브레이스(Brace) 31 : 종아리 브레이스(Brace)

32 : 허리 브레이스(Brace)

40 : 힌지 조인트(Hinge Joint) 41 : 피스톤 힌지(Hinge)

50 : 상부지지대 51 : 중부지지대

52 : 하부지지대

61 : 길이 조절용 구멍 62 : 길이 조절용 고정핀

63 : 겨드랑이 견착판 64 : 신발 견착판

70 : 역류제어밸브 71 : 밸브용 유압발생팩

72 : 리턴 스프링

80 : 유압호스 81 : 탱크

82 : 콕크(Cock) 83 : A단계 유압발생팩

84 : B단계 유압발생팩 85 : C단계 유압발생팩

86 : D단계 유압발생팩

90 : 날개 91 : 테두리

Claims

체중의 압력을 이용하여 유압을 발생시키고, 그 유압으로 유압작동부를 작동 시켜서 약화된 노약자의 다리 근력을 보조하여 보행을 돕는 보행보조기구에 있어서,

체중의 압력을 받아서 유압을 발생시키는 유압 발생부;

상기 발생된 유압을 유압호스(80)로 전달 받아서 다리 근력을 보조하는 유압작동부;

상기 유압작동부를 신체에 고정 시키기 위해 구비된 브레이스(Brace) 및 체중을 지탱하기 위해 구비된 지지대;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 체중의 압력으로 발생되는 유압을 이용하여 노약자의 약화된 다리근력을 보조하여 보행을 돕는 보행보조기구.
제1항에 있어서,

발아래 쪽에 체중의 압력을 받아 유압을 발생시키는 유압발생팩(20)을 형성하고;

허벅지에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 허벅지 브레이스(30)를 형성하고, 종아리에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 종아리 브레이스(31)를 형성한 다음, 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)를 힌지 조인트(Hinge joint; 40)로 연결하되 무릎을 구부 리고 펴는데 방해가 되지 않도록 연결하며;

유압실린더(10)의 양끝 쪽을 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)에 각각 연결하고;

상기 유압실린더(10)와 상기 유압발생팩(20)을 유압호스(80)로 연결하고 그 내부에 적정량의 유압작동유를 채워넣는 것으로 이루어져서 전체적으로는 착용하고 벗을 수 있도록 구성되어진 보행보조기구.
제1항에 있어서, 상기 지지대에 있어서,

허리에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 허리 브레이스(32)를 형성하고, 길이조절 수단을 두고서 상부지지대(50)를 형성하되 상부지지대(50)의 상단은 티(T)자형으로 겨드랑이에 밀착되는 겨드랑이 견착판(63)을 연장하여 형성하고, 하단은 허리 브레이스(32)에 관절운동이 가능하도록 힌지 조인트(40)로 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고서 연결하며, 길이조절 수단을 두고서 형성된 중부지지대(51)를 상단은 허리 브레이스(32)에 관절운동이 가능하도록 힌지 조인트(40)로 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고서 연결하고, 하단은 허벅지 브레이스(30)와 무릎부위의 힌지 조인트(40)에 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고 연결하며, 길이조절 수단을 두고서 하부지지대(52)를 형성하되 하단은 엘(L)자형으로 안쪽으로 굽혀진 신발 견착판(64)을 연장하여 형성하고, 상단은 종아리 브레이스(31)와 무릎부위의 힌지 조인트(40)에 연결하되 연결소켓 등과 같은 탈착수단을 두고 연결하여 이루어져서 필요에 따라 상부, 중부, 하부지지대(50,51,52)의 일부 또는 전부를 탈착하며 사용할 수 있도록 구성되어진 보행보조기구.
제2항에 있어서, 상기 유압실린더(10) 또는 유압자바라(11)와 상기 유압발생 팩을 유압호스(80)로 연결함에 있어서,

체중의 압력을 받아서 유압을 발생 시키는 밸브용 유압발생팩(71)을 발뒤꿈치 아래쪽에 형성하고;

십(+)자 모양으로 4개의 통로가 교차되는 통로 관을 형성하되, 우측 통로에는 분기점에서부터 시작해서 통로 직경의 2배정도의 길이와 통로 직경과 동일한 직경을 갖는 실린더를 형성하고, 좌측 통로에는 분기점으로부터 5밀리미터(mm) 떨어진 지점에서부터 시작되어서 통로관보다 더 넓은 직경을 갖는 실린더를 형성하는데, 우측 실린더의 피스톤에 걸리는 힘의 크기보다 더 큰 힘을 낼 수 있도록 큰 단면적을 갖는 피스톤 및 실린더를 형성한 다음, 우측 실린더에는 통로 지경의 1.5배 정도의 길이의 피스톤을 형성하고, 좌측 실린더에는 일반적인 피스톤을 형성하고 피스톤 뒤에는 리턴 스프링(72)을 구비하며, 우측 실린더의 피스톤과 좌측 실린더의 피스톤을 피스톤 로드로 연결하고;

상단 통로는 유압작동부에 연결되고 하단 통로는 유압발생부에 연결되며, 우측 통로는 밸브용 유압발생팩(71)에 연결되고 좌측 통로는 발앞꿈치 쪽의 유압발생팩(20)에 연결되도록 이루어져서, 발뒤꿈치만 지면과 접촉되었을 때 우측 피스톤을 밀어서 통로 관을 막음으로써 유압실린더(10) 유압의 역류를 제어하는 역류제어밸 브(70)가 가설된 보행보조기구.
체중의 압력을 이용하여 유압을 발생시키고, 그 유압으로 유압작동부를 작동 시켜서 약화된 노약자의 다리 근력을 보조하여 보행을 돕는 보행보조기구의 구성방법에 있어서,

발아래 쪽에 체중의 압력을 받아 유압을 발생시키는 유압발생부를 형성하는 단계;

허벅지에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 허벅지 브레이스(30)를 형성하고, 종아리에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 종아리 브레이스(31)를 형성하여 구비하며, 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)를 힌지 조인트(40)로 연결하는 단계;

유압실린더(10) 또는 유압자바라(11) 같은 유압작동부를 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)에 각각 연결하는 단계;

상기 유압작동부와 상기 유압발생부를 유압호스(80)로 연결하고 그 내부에 적정량의 유압 작동유를 채워넣는 단계;

허리에 감싸서 고정될 수 있도록 하되 탈착을 위한 결속 수단을 두고서 허리 브레이스(32)를 형성하고, 길이조절 수단과 탈착수단을 두고서 상부지지대(50)를 형성하되 상부지지대(50)의 상단은 티(T)자형으로 겨드랑이에 밀착되는 겨드랑이 견착판(63)을 연장하여 형성하고, 하단은 허리 브레이스(32)에 관절운동이 가능하도록 힌지 조인트(40)로 연결하며, 길이조절 수단과 탈착수단을 두고서 형성된 중 부지지대(51)를 상단은 허리 브레이스(32)에 관절운동이 가능하도록 힌지 조인트(40)로 연결하고, 하단은 허벅지 브레이스(30)와 무릎부위의 힌지 조인트(40)에 연결하며, 길이조절 수단과 탈착수단을 두고서 하부지지대(52)를 형성하되 하단은 엘(L)자형으로 안쪽으로 굽혀진 신발 견착판(64)을 연장하여 형성하고, 상단은 종아리 브레이스(31)와 무릎부위의 힌지 조인트(40)에 연결하는 단계;

유압 작동유를 탱크(81)에 저장하고 인출할 수 있도록 신축성 있는 소재로 탱크(81)를 형성하고 콕크(82)를 두고서 유압호스(80)에 연결하여 구비하는 단계;

발뒤꿈치만 지면에 접촉 되었을 때 발뒤꿈치에 구비된 밸브용 유압발생팩(71)에서 발생된 유압이 역류제어밸브(70) 내에 구비된 피스톤을 밀어서, 유압실린더(10)와 유압발생팩(20) 사이를 연결하는 통로를 막음으로써 역류를 방지하고, 리턴 스프링(72)을 두어서 압력이 사라지면 피스톤이 제자리로 되돌아오도록 하며, 이어서 발앞꿈치와 발뒤꿈치가 모두 지면에 접촉 되었을 때에는 유압발생팩(20)에서 발생되는 유압이, 상기 밸브용 유압발생팩(71)에서 발생된 유압이 밀어낸 상기 피스톤을 반대방향에서 다시 밀어내어 통로가 열리도록 형성하며, 밸브용 유압발생팩(71)에서 발생된 유압으로 작동되는 피스톤에 가해지는 압력의 크기보다, 유압발생팩(20)에서 발생되는 유압으로 작동되는 피스톤에 가해지는 압력의 크기가 더 크게 되도록 유압발생팩(20)에서 발생되는 유압으로 작동되는 피스톤 및 유압실린더의 직경을 더 크게 형성하고 상기 두 피스톤을 피스톤로드로 연결하여서 역류제어밸브(70)를 구비하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행보조기구의 구성방법.
제5항에 있어서, 신발에 체중의 압력을 받아서 유압을 발생시키는 유압발생부를 형성하는 방법에 있어서,

유압발생팩(20)에서 발생되는 단위당 압력이, 유압실린더(10)의 피스톤에 가해져서 다리근력을 보조하기 위하여 얻고자 하는 힘의 최대한의 크기가 되도록 만드는 단면적의 크기를 갖는 유압발생팩(20)을 형성하되, 유압발생팩(20)을 발앞꿈치와 발뒤꿈치에 각각의 단면적이 7:3 내지는 9:1의 크기가 되도록 나누어서 형성한 다음에 관으로 연결하여 하나로 합치고, 이를 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결하는 단계;

상기의 유압발생팩(20)에서 발생되는 단위당 압력이 일정비율 만큼 감소되어서 발생되도록 유압발생팩(20)의 단면적을 넓히되, 발생되는 단위당 압력을 일정비율만큼 감소시키게 되는 크기의 단면적을 갖는 독립된 유압발생팩(20)을 추가로 형성하여 구비하고, 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결하되 유압호스(80)의 일 지점에 콕크(82)를 두고서 연결하는 단계;

다시 상기의 유압발생팩(20)들 전체에서 발생되는 단위당 압력이 상기의 일정비율 만큼 감소되어서 발생되도록, 발생되는 단위당 압력을 상기 일정비율 만큼 감소시키게 되는 크기의 단면적을 갖는 독립된 유압발생팩(20)을 추가로 형성하여 구비하고, 유압실린더(10)와 유압호스(80)로 연결하되 유압호스(80)의 일 지점에 콕크(82)를 두고서 연결하는 단계;

상기 세 번째 단계를 필요로 하는 만큼 반복하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 이루어져서 각각의 콕크(82)를 열고 잠금에 따라서, 발생되는 유압의 강도를 조절하여 다리근력을 보조하는 강도를 조절할 수 있도록 이루어진 보행보조기구의 구성방법.
제2항에 있어서, 체중의 압력으로 발생된 유압으로 작동되어 다리 근력을 보조하는 유압실린더(10)에 있어서,

원기둥을 반으로 자른 반원기둥 형상에 부채꼴 모양의 주름을 형성하여서 부채꼴로 접혔다 펴졌다 하는 자바라로 형성된 유압자바라(11)를 무릅의 뒤쪽에서 허벅지 브레이스(30)와 종아리브레이스(31)에 연결하여 무릅을 굽히고 폄에 따라서 부채꼴로 접혔다 펴졌다 하도록 구비함으로써 상기 유압실린더(10)를 유압자바라(11)로 대체 하여 이루어진 보행보조기구.
제2항에 있어서, 체중의 압력으로 발생된 유압으로 작동되어 다리 근력을 보조하는 유압실린더(10)에 있어서,

2개의 원기둥을 겹쳐서 쌓아놓고 가운데에 구멍을 뚫어서 그 구멍에 축 핀이나 볼트 등을 끼워서 고정하면 그 고정 축을 중심으로 각각의 원기둥이 아래 위에서 따로따로 회전운동을 할 수 있도록 형성하고;

상기의 원기둥 2개를 쌓아놓은 높이와 같은 높이를 갖는 직사각형의 판 4개를, 판의 높이와 원기둥 2개를 쌓아놓은 높이가 같게 되도록 원기둥에 판을 세워서 붙여서 날개(90)를 형성하되, 먼저 위쪽의 원기둥에 판, 원기둥, 판이 일직선상에 놓이도록 양 옆으로 판 2개를 붙이고, 또 아래쪽의 원기둥에도 판, 원기둥, 판이 일직선상에 놓이도록 양 옆으로 판 2개를 붙이는데, 위쪽 원기둥에 붙인 판과 아래쪽 원기둥에 붙인 판이 엑스(X)자 모양으로 교차 되도록 붙여서 날개(90)를 형성하며;

또한, 교차하는 4개의 날개(90) 중에서 일직선상에 있는 2개의 날개(90)의 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝까지의 길이에 해당하는 크기의 지름을 갖는 원판을 형성하여서, 상기 원판을 상기의 위쪽 원기둥과 날개(90)의 상부 면에 붙이고 또 상기 원판과 같은 모양의 원판을 상기의 아래쪽 원기둥과 날개(90)의 하부 면에 붙이되, 원판이 각 날개(90)의 바깥쪽 모서리에 내접하도록 붙이고, 그리고 상기의 위쪽 원판에 상기 원기둥 1개 높이와 같은 높이로 테두리(91)를 형성하고 상기의 아래쪽 원판에도 상기 원기둥 1개 높이와 같은 높이를 갖는 테두리(91)를 형성한 다음;

교차된 날개(90)에 의해 만들어진 칸 중에서 좌우 양쪽 칸에 각각 유압자바라(11)를 구비하고;

상하의 원판에는 원기둥에 뚫은 구멍과 같은 직경의 구멍을 뚫고서 볼트,너트로 고정하며, 그리고, 상기의 위쪽 원판은 허벅지 브레이스(30)에 연결하고 아래쪽 원판은 종아리 브레이스(31)에 연결하여 이루어진 피스톤 힌지(41)로, 무릎의 바깥쪽과 안쪽 2곳에서 허벅지 브레이스(30)와 종아리 브레이스(31)를 연결하고, 유압발생팩(20)에서 발생된 유압이 상기 유압자바라(11)로 전달되어서 유압자바라(11)가 날개(90)를 밀어서 작동되도록 구비함으로써 상기 유압실린더(10)를 피스톤 힌지(41)로 대체하여 이루어진 보행보조기구.