KR20100136526A - 운동 보조 장치 - Google Patents

Abstract

운동 보조 장치는 스텝들, 스텝 구동 수단, 및 가동 범위 변경 수단을 포함한다. 상기 스텝들은 사용자의 발을 각각 지탱하도록 구성된다. 상기 스텝 구동 수단은 상기 스텝들을 이동시켜 상기 스텝 상의 발을 운동시키도록 구성된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 스텝에 가해진 하중에 따라 상기 스텝의 가동 범위를 확장하여, 상기 가동 범위에 추가적인 가동 범위를 더하도록 구성되고, 상기 가동 범위는 상기 스텝 구동 수단에 의해 결정된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 스텝들이 상기 추가적인 가동 범위 내에 위치될 때 반발력을 생성하도록 구성된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 스텝들에 가해진 하중을 상쇄시키도록 상기 스텝들에 상기 반발력을 가하도록 구성된다.

Description

운동 보조 장치 {EXERCISE AIDING APPARATUS}

본 발명은 사용자의 다리부에 운동을 부여하도록 구성된 운동 보조 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 타동 운동을 사용자의 다리부에 부여하도록 구성된 운동 보조 장치에 관한 것이다.

운동 보조 장치는 이전부터 제공되고 있다. 이전에 제공된 운동 보조 장치는 사용자의 신체에 외력을 가하여 사용자의 신체에 타동 운동을 부여하도록 구성되어, 사용자의 근군(muscles)을 신축시킨다. 즉, 사용자가 자발적으로 근력을 쓸 필요가 없다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 이러한 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 장치는 사용자의 다리부를 운동시키기 위해 사용된다. 사용자는 이 장치를 선 자세로 사용한다. 이 장치는, 사용자가 변형성 슬관절증(osteoarthritis of the kness)의 예방 및 걸음걸이 훈련(gait training)을 위해 보행 운동을 모의할 수 있도록 해준다.

특허문헌 1의 훈련 장치는 사용자의 좌우의 발을 지탱하는 한 쌍의 스텝(step)을 포함한다. 특허문헌 1의 훈련 장치는 좌우의 스텝에 전후 방향 및 좌우 방향으로 직선 왕복 운동(linear reciprocating motion)을 부여한다. 그 결과, 이 훈련 장치는 사용자가 의사 스케이팅 동작(psesuo-staking motion)을 행할 수 있도록 해준다. 이 훈련 장치에서, 좌우의 스텝 사이에는 위상차가 있다. 이 위상차는, 좌우의 스텝이 전후 방향으로 이동할 때 0도 내지 360도의 범위 내로 설정되어 있다. 유사하게, 좌우의 스텝 사이에는, 좌우의 스텝이 좌우 방향으로 이동할 때 0도 내지 360도 범위의 위상차가 있다. 훈련 장치를 시동하는 초기에는 좌우의 스텝 사이의 위상차를 180도로 설정한다. 그후, 좌우의 스텝들 사이의 위상차를 변화시켜 좌우의 발이 동일한 전후방향으로 움직이는 기간을 증가시킨다. 구동 장치(driving device)가 좌우의 스텝을 구동한다. 그러므로, 좌우의 발을 좌우의 스텝 위에 얹고 있는 사용자는 자발적으로 또는 능동적으로 운동을 행할 필요는 없다. 즉, 좌우의 스텝이 이동할 때, 좌우의 스텝이 다리부에 타동 운동을 부여한다.

특허문헌들의 보행 모의 장치는, 왼발 지지판, 오른발 지지판, 및 발 지지판 구동 유닛을 포함한다. 발 지지판 구동 유닛은 왼발 지지판 및 오른발 지지판을 이동시키도록 구성된다. 또, 보행 모의 장치는 왼발 지지판 및 오른발 지지판을 전후로 회전시키는 수단을 더 포함한다. 그 결과, 발의 높이 및 발바닥의 경사도가 왼발 지지판과 오른발 지지판의 회전에 따라 변화된다. 또, 특허문헌 2의 왼발 지지판 및 오른발 지지판은 발의 방향을 변화시키기 위해 좌우로 회전 가능하도록 구성된다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 제2003-290386호

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 제10-55131호

상기 특허 문헌 1의 훈련 장치는 "발의 위치"와 사용자의 "무게 중심의 위치"를 변위시킴으로써 사용자에게 스케이팅 동작을 부여하도록 구성된다. 즉, 문헌 1의 훈련 장치는 대퇴직근(rectus femoris muscle) 및 햄스트링(hamstring)의 근군을 발달시키기 위해 제공된다. 대퇴직근 및 햄스트링의 근군을 발달시키기 위해서는, 비복근(gastrocnemius muscle)과 가자미근(soleus muscle) 등의 종아리부(lower leg)의 근군을 신축시킬 필요가 있다. 종아리부의 근군을 신축시키기 위해, 상기 훈련 장치는 짐벌(gimbal)을 더 포함한다. 각각의 짐벌에 의해 각각의 스텝이 지지되므로, 각 스텝의 경사 각도가 자유롭게 변화될 수 있다. 즉, 사용자가 이 훈련 장치를 사용할 때, 이 훈련 장치는 다리부의 근력이 약한 사용자에게는 안정된 운동을 제공할 수 없다. 또, 일반적으로 스케이팅 동작은 무릎에 큰 부담을 준다. 따라서, 스케이팅 동작이 변형성 슬관절증의 예방에 효과적이긴 해도, 무릎 통증이 있는 사용자가 이 훈련 장치를 사용하는 것은 곤란할 수 있다.

특허문헌 2의 보행 모의 장치는, 다리부의 근군에 "보행 시의 신축과 유사한 근군의 신축"을 제공하도록 보행 동작을 모의하기 위한 것이다. 그러므로, 보행 모의 장치는 바람직하게는 정맥의 혈액 순환(정맥 환류)를 촉진시키 위해 사용된다. 그러나, 보행 모의 장치는 "사용자가 보행할 때와 비슷한 수준의 부담"을 슬관절에 가한다. 그러므로, 무릎 통증이 있는 사용자는 이 보행 모의 장치를 사용하는 것이 곤란하다.

이 문제점 때문에, 보행 모의 장치는 정맥의 혈액 순환(정맥 환류)를 촉진시키 위해 다리부 근군의 신축을 촉진시켜야 하는 동시에 무릎 통증을 유발하지 않아야 한다. 이와 같은 장치는 정맥의 혈액 순환(정맥 환류)의 재활(rehabilitation)을 위해 강하게 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해, 좁은 가동 범위 내에서 움직일 수 있는 스텝을 구비한 보행 모의 장치가 제안되어 있다. 또, 무릎에 대한 부담을 줄이는 방향으로 이동하도록 구성된 스텝을 구비한 보행 모의 장치도 제안되어 있다. 즉, 사용자의 다리부에 타동 운동만을 부여하도록 구성된 보행 모의 장치가 제안되어 있다.

그러나, 이러한 타동 운동만을 제공하도록 구성된 보행 모의 장치에서와 같이, 상기의 보행 모의 장치는 사용자가 적극적으로 운동을 수행하기를 원하더라도 사용자에게 적극적인 운동을 제공하는 것이 블가능하다. 말할 것도 없이 스텝의 가동 범위를 조정함으로써 사용자의 요구에 부응할 수 있다. 마찬가지로, 스텝의 이동 방향을 조정함으로써 사용자의 요구에 부응할 수 있다. 그러나 이 경우에, 타동 운동만을 필요로 하는 사용자가 스텝의 가동 범위가 넓은 보행 모의 장치를 사용할 가능성이 있다. 그 결과, 사용자에게 큰 부담을 줄 우려가 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 사용자에게 가해지는 운동량의 증대하려는 사용자의 의도에 따라 스텝의 가동 범위를 확장할 수 있는 운동 보조 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 운동 보조 장치는 스텝들, 스텝 구동 수단, 및 가동 범위 변경 수단(movable range variation means)를 포함한다. 상기 스텝들은 사용자의 발을 각각 지탱하도록 구성된다. 상기 스텝 구동 수단은 상기 스텝들을 구동하여 상기 스텝 상의 발을 운동시키도록 구성된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 스텝에 가해진 하중에 따라 상기 스텝의 가동 범위를 확장하여 상기 가동 범위에 추가적인 가동 범위를 더하도록 구성된다. 상기 가동 범위는 상기 스텝 구동 수단에 의해 결정된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 스텝들이 상기 추가적인 가동 범위 내에 위치될 때 반발력(resistive force)을 생성하도록 구성된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 반발력을 상기 스텝들에 가하여 상기 스텝들에 가해진 하중을 상쇄시키도록 구성된다.

상기 스텝 구동 수단은 상기 가동 범위를 규정하는 왕복 슬라이드 범위 내에서 좌측 스텝과 우측 스텝을 왕복 슬라이딩시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝의 왕복 슬라이드 범위를 확장하도록 구성된다. 유사하게, 상기 스텝 구동 수단은 상기 스텝 각각의 전단부(front end)와 상기 스텝 각각의 후단부(rear end)를 상기 전단부 각각의 높이가 상기 후단부 각각에 대해 변화되게 이동시키도록 구성되어, 상기 스텝들 상의 발에 배굴 운동(dorsal flex exercise) 및 저굴 운동(plantar flex exercise)을 부여하는 것이 바람직하다. 유사하게, 상기 스텝 구동 수단은 또한 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝을 왕복 슬라이드 범위 내에서 왕복 슬라이딩시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 스텝 구동 수단은 또한 상기 스텝 각각의 전단부와 상기 스텝 각각의 후단부를 상기 전단부 각각이 상기 후단부 각각에 대해 변화되도록 이동시켜, 상기 스텝 상의 발에 배굴 운동과 저굴 운동을 부여하도록 구성된다. 상기 가동 범위 변경 수단은 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝의 왕복 슬라이드 범위와, 상기 스텝 각각의 전단부와 상기 스텝 각각의 후단부의 높이 방향에서의 가동 범위 중 적어도 하나를 확장하도록 구성된다.

상기 운동 보조 장치는 또한 슬라이딩 가능한 슬라이드 유닛(slide unit)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 스텝 각각은 회전축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 회전축에 의해 상기 슬라이드 유닛 각각에 장착될 수 있다. 상기 스텝 구동 수단은 왕복 운동 부여 부재(reciprocatory motion applying member)와 종동 부재(follower member)를 포함한다. 상기 종동 부재는 상기 스텝 각각에 연결되어 있다. 상기 종동 부재 각각은 상기 왕복 운동 부여 수단으로부터의 왕복 운동을 상기 스텝 각각에 전달하도록 구성된다. 상기 종동 부재는 상기 스텝 각각을 각 회전축을 중심으로 하여 회전시키도록 구성된다. 이 경우에, 상기 왕복 운동 부여 수단과 상기 종동 부재 중 적어도 하나가 상기 가동 범위 변경 수단으로서 형성되는 탄성 부재(elastic member)를 구비하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 운동 보조 장치는 슬라이딩 가능한 슬라이드 유닛들을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 스텝 각각은 회전축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 회전축에 의해 상기 슬라이드 유닛 각각에 장착된다. 상기 스텝 구동 수단은 링크들 및 왕복 운동 부여 부재를 포함한다. 상기 링크 각각의 제1 단(first end)은 상기 스텝 각각에 고정된다. 상기 링크 각각의 제2 단(second end)은 고정점에 회전 가능하게 고정되어 있다. 상기 왕복 운동 부여 부재는 상기 링크를 회전시키도록 구성된다. 상기 링크는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 회전될 때 슬라이딩 방향으로 상기 스텝을 왕복 이동시키도록 구성된다. 상기 링크는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 회전될 때 연결부(joint section)의 높이를 변화시키도록 구성된다. 상기 연결부는 상기 스텝 각각과 상기 링크 각각 사이에 형성된다. 이 경우, 상기 가동 범위 변경 수단은 탄성 부재를 갖는 링크인 것이 더욱 바람직하며, 이에 따라 상기 링크의 길이는 가변이다.

상기 운동 보조 장치는 슬라이딩 가능한 슬라이드 유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 스텝 각각은 회전축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 회전축에 의해 상기 슬라이드 유닛 각각에 장착된다. 상기 스텝 구동 수단은 왕복 운동 부여 부재와 캠 기구(cam machanism)를 포함한다. 상기 캠 기구는 상기 스텝들에 연결되어 있다. 상기 캠 기구는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 생성된 왕복 운동을 상기 스텝들에 전달하도록 구성된다. 상기 왕복 운동은 슬라이딩 방향을 따른다. 상기 캠 기구는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 왕복 이동될 때 상기 연결부의 높이를 변화시키도록 구성된다. 상기 연결부는 상기 스텝 각각과 상기 캠 기구 각각 사이에 형성된다.

또, 상기 왕복 운동 부여 부재는 커넥팅 로드(connecting rod)를 구비한 크랭크 기구(crank mechnism)인 것이 바람직하다. 상기 커넥팅 로드는 탄성 부재를 구비하고, 이에 따라 길이가 가변한다. 상기 커넥팅 로드는 상기 가동 범위 변경 수단을 형성한다.

또, 상기 운동 보조 장치는 기대(base)를 더 포함한다. 상기 스텝들은 상기 기대의 상면에 배치된다. 상기 스텝 구동 수단에 상기 기대 내에 포함되어 있다. 상기 가동 범위의 전역(entire area)은 상기 기대의 상면보다 항상 높은 위치에 있다.

본 발명의 운동 보조 장치는, 스텝 구동 수단이 스텝을 구동할 때 스텝 상의 발에 타동 운동을 부여하도록 구성된다. 그러나, 사용자가 다리부의 근군이 스텝에의 하중을 증가시키도록 스텝을 디디면, 스텝의 가동 범위가 확장된다. 또, 사용자가 스텝을 디딜때 다리부의 근군이 유발한 하중을 상쇄시키도록, 사용자의 다리부에 반발력이 가해진다. 그 결과, 이 구성에 의해 타동 운동에 더해 적극적인 운동(자발적인 운동)을 제공할 수 있다. 또, 운동 보조 장치의 안전성을 유지하는 것이 가능하다.

또, 스텝 구동 수단이 사용자의 좌우의 발을 지탱하는 좌우의 스텝을 왕복 슬라이딩 이동시키도록 구성되고, 가동 범위 변경 수단이 스텝의 왕복 슬라이드 범위에 추가적인 슬라이드 범위를 더하도록 구성되는 경우, 다음의 두 가지 목적을 달성할 수 있는데, 하나는 스텝의 슬라이딩에 의해 대퇴 부분 및 하퇴 부분의 근군의 신축을 촉진시키는 것이고, 다른 하나는 스텝에 하중이 가해질 때 슬라이드 동작의 가동 범위를 확장시킴으로써 상기 근육들에 가해지는 부하를 증가시키는 것이다.

또, 스텝 구동 수단이 스텝에 배굴 운동과 저굴 운동을 부여하기 위해 스텝 전단부의 높이를 스텝 후단부에 대해 변화시키도록 구성되고, 가동 범위 변경 수단이 스텝의 전단부 높이와 스텝 후단부 높이의 높이 범위를 확장시키도록 구성되는 경우, 스텝에 배굴 운동과 저절 운동을 부여할 수 있다. 또, 스텝에 가해지는 하중이 증가되어 족관절의 가동 범위가 증가되면, 저굴 운동과 배굴 운동을 촉진시킬 수 있다.

또, 상기 스텝 구동 수단 및 상기 가동 범위 변경 수단을 채용함으로써 상기 두 가지 효과를 모두 얻을 수 있다.

또, 스텝이 슬라이딩 가능하게 지지된 슬라이드 유닛에 회전축에 의해 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 스텝 구동 수단이 왕복 운동 부여 수단, 및 스텝에 연결된 종동 부재를 포함하고, 종동 부재가, 스텝이 그 회전축을 중심으로 회전하도록 왕복 운동 부여 부재에 의해 발생된 왕복 운동을 스텝에 전달하도록 구성되는 경우, 스텝의 슬라이딩과 스텝의 회전을 용이하게 달성할 수 있다.

또, 스텝이 슬라이드 가능하게 지지된 슬라이드 유닛에 회전축에 의해 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 구동 수단이 스텝에 고정된 제1 단와 왕복 운동 부여 부제에 회전 가능하게 고정된 제2 단을 구비하는 링크를 포함하고, 왕복 운동 부여 부재가 링크의 회전에 의해 슬라이딩 방향으로 스텝을 왕복 이동시키도록 구성되고, 스텝과 링크 사이의 연결점의 높이가 변경되는 경우, 족관절의 슬라이드 동작, 배굴 동작 및 저굴 동작을 제공하는 동작이 가능하며, 스텝의 하중에 따라 스텝의 가동 범위를 확장할 수 있다.

또한, 스텝이 슬라이드 가능하게 지지된 슬라이드 유닛에, 회전축에 의해 회전축 주위를 회전 가능하게 장착되고, 스텝 구동 수단이 왕복 운동 부여 부재와, 왕복 운동 부여 부재에 의해 발생한 왕복 운동을 스텝에 전달하도록 구성된 캠 기구를 포함하고, 캠 기구가 슬라이딩 방향의 왕복 운동에 따른 스텝의 연결점의 높이를 변화시키는 경우, 족관절에 슬라이드 운동, 배굴 동작 및 저굴 동작을 용이하게 부여하도록 구성된 기구를 실현할 수 있다.

또, 왕복 운동 부여 부재가 크랭크 기구로 구현되고, 가동 범위 변경 수단이 탄성 부재를 갖는 커넥팅 로드를 구비한 크랭크 기구이어서 커넥팅 로드의 길이가 가변하는 경우, 스텝에 가해지는 하중에 따라 스텝의 가동 범위를 용이하게 증가시킬 수 있다.

그리고, 스텝을 탑재하고 내부에 스텝 구동 수단을 포함하는 기대(base)를 더 포함하고, 스텝의 가동 범위의 전역은 기대 상면보다 항상 높은 위치에 있는 경우, 기대와 스텝에 의해 발이 끼이는 것을 방지할 수 있다.

도 1 본 발명의 운동 보조 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 상기의 스텝과 스텝 구동 수단의 투시 평면도이다.
도 3은 상기 스텝 구동 수단의 동작 설명도이다.
도 4는 상기의 링크의 개략 사시도이다.
도 5는 다른 실시예의 커넥팅 로드의 개략 사시도이다.
도 6a는 다른 실시예의 스텝 구동 수단의 동작 설명도이다.
도 6b는 다른 실시예의 스텝 구동 수단의 동작 설명도이다.
도 6c는 다른 실시예의 스텝 구동 수단의 동작 설명도이다.
도 6d는 다른 실시예의 스텝 구동 수단의 동작 설명도이다.
도 7은 상기의 부분 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 나타낸 실시예에 의해 설명한다. 도면의 운동 보조 장치는 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)(스텝(2)이라고도 함), 기대(1), 난간(좌측 난간과 우측 난간)(3), 조작 패널(4), 및 스텝 구동 수단(5)을 포함한다. 스텝(2)은 기대(1) 상에 배치되어 있다. 난간(3)은 기대(1)로부터 상방으로 연장된다. 조작 패널(4)은 기대(1)의 전방 측에, 기대(1)의 상부 측의 부분에 위치되어 있다. 스텝 구동 수단(5)은 기대(1) 내에 포함되어 있다. 스텝 구동 수단(5)은 스텝(2)을 동작시키도록 구성된다. 사용자가 운동 보조 장치를 사용할 때, 먼저, 사용자는 좌우의 발을 스텝(2) 상에 얹고 스텝(2) 위에 서서, 좌우의 난간(3)을 잡는다. 그후에, 사용자는 스텝 구동 수단(5)을 작동시킨다. 이렇게 하여, 운동 보조 장치가 사용자의 다리부에 타동 운동을 부여한다.

스텝(2) 각각은 사용자의 각 발바닥의 전체를 지탱하는 치수이다. 스텝(2)의 상면은 마찰 계수가 큰 재료로 만들어진다. 즉, 스텝(2)의 상면은 높은 마찰 계수를 갖도록 형성되어 있다. 스텝 구동 수단(5)이 스텝(2)을 전후 방향과 좌우 방향으로 왕복 슬라이딩시킬 때, 스텝(2)의 전단부의 높이는 스텝(2)의 후단부에 대해 변화된다. 그 결과, 스텝 구동 수단(5)은 스텝(2) 상의 사용자의 발가락 부분을 내리는 저굴 운동과 스텝(2) 상의 사용자의 발가락 부분을 올리는 배굴 운동을 반복하여 부여한다. 도 2 및 도 3 각각은 상기와 같이 스텝을 이동시키도록 구성된 스텝 구동 수단(5)을 나타낸다.

이들 도면에 나타낸 스텝 구동 수단(5)은 스텝(2)을 전후좌우 방향으로 슬라이딩시키고 스텝(2)의 전단부의 높이를 스텝(2) 후단부에 대해 변화시키도록 구성된다. 베이스 판(base plate)(50)[또는 기대(1)의 바닥판(bottom plate)]은 좌측 상면에 가이드 레일(51)을 구비하고, 우측 상면에도 가이드 레일(51)을 구비한다. 각각의 가이드 레일(51)의 바닥부(bottom portion)에는 슬라이드 블록(52)들을 구비한다. 슬라이드 블록(52) 각각은 가이드 레일(51) 각각에 의해 슬라이딩 가능하게 유지되는 슬라이더 부재(slider member)를 포함한다. 각 슬라이드 블록(52)의 상면 측에는 회전축(53)을 구비한다. 이 회전축(53)들은, 판 형상의 스텝(2)이 회전축(53)을 중심으로 회전 가능하도록, 스텝(2)을 각각 지지하도록 구성된다. 각 스텝(2)의 일단(후단)과 베이스 판(50)은 링크(54)에 의해 연결되어 있다. 각 링크(54)의 일단과 베이스 판(50)은 연결부를 형성하는 유니버설 조인트(universal joint)(60)에 의해 연결된다. 각 링크(54)의 제2 단와 각 스텝(2)도 또한 연결부를 형성하는 유니버설 조인트(50)에 의해 연결된다.

베이스 판(50)은 구동 모터(55)를 탑재한다. 구동 모터(55)는 좌측의 슬라이드 블록(52)과 우측의 슬라이드 블록(52) 사이에 위치된다. 구동 모터(55)는 출력축을 구비한다. 이 출력축에는 웜(56)이 설치된다. 베이스 판(50)은 또한 한 쌍의 웜휠(57)을 탑재한다. 하나의 웜휠(57)은 웜(56)의 좌측에 위치되고 다른 웜휠(57)은 휨(56)의 우측에 위치된다. 웜휠(57, 57) 모두는 웜(56)과 맞물린다. 각 웜휠(57)은 편심축(58)을 구비한다. 편심축(58)과 링크(54)는 커넥팅 로드(59)에 의해 연결되어 있다. 편심축(58)을 갖는 웜휠(57)은 링크(54)로부터 가이드 레일(51)의 길이 방향으로 이격되어 있다. 커넥팅 로드(59)의 제1 단과 편심축(58)은 또한 연결부를 형성하는 유니버설 조인트(60)에 의해 연결되어 있다. 커넥팅 로드(59)의 제2 단과 링크(54)도 또한 연결부를 형성하는 유니버설 조인트(60)에 의해 연결되어 있다.

모터(55)가 웜(56) 및 웜휠(57)을 통하여 편심축(58)을 회전시킬 때, 편심축(58)과 함께 크랭크 기구를 구성하는 커넥팅 로드(59)는 베이스 판(50)에 장착된 유니버설 조인트(60)를 중심으로 링크(54)를 흔드는 요동 동작(swing motion)을 부여한다. 이 요동 동작은 가이드 레일(51, 51)의 길이 방향에 상응하는 방향의 동작 성분을 각각 가진다. 각 동작 성분은 슬라이드 블록(52) 각각 및 스텝(2) 각각을 가이드 레일(51)에 따른 방향에 대해 왕복 슬라이딩시키는 왕복 슬라이드 동작을 부여한다.

도시한 예에서는 좌측의 가이드 레일(51)은 우측의 가이드 레일(51)과 평행하지 않다. 가이드 레일(51, 51)은 베이스 판(50) 상에 가이드 레일(51, 51)의 전단부들 사이의 거리가 가이드 레일(51, 51)의 후단부들 사이의 거리보다 멀도록 하여 탑재된다. 그 결과, 가이드 레일(51, 51)은 V자형을 이루도록 배치된다. 슬라이드 블록(52) 각각과 스텝(2) 각각은 가이드 레일(51, 51) 각각에 장착되어 있다. 그러므로, 각 슬라이드 블록(52)과 각 스펩(2)이 앞으로 이동될 때, 각 슬라이드 블록(52)과 각 스텝(2)은 좌우 방향으로 이동된다.

하나의 가이드 레일(51)은 다른 가이드 레일(51)과 α도 경사져 있어, 가이드 레일(51)들은 V자형을 형성하도록 배치으로 되어 있다. 각α는 90˚이상 135˚이하이다. 가이드 레일(51)들의 이 배치는 무릎에 큰 전단력이 가해지지 않도록 하는 설계에 기초하여 결정된다. 기대(1)에 대해 이동 가능한 베이스 판(50)을 채용하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 각 α를 변화시킬 수 있다.

또, 링크(54)의 요동 동작은 링크(54)와 스텝(2) 사이의 연결부가 상하 방향으로 이동할 수 있게 해준다. 링크(54)와 스텝(2) 사이의 연결부의 상하 운동은 스텝(2)이 회전축(53)을 중심으로 하는 회전할 수 있게 해준다. 스텝(2)의 슬라이딩 동작의 스트로크의 중간부에 스텝(2)이 위치될 때 스텝(2)은 수평 상태가 된다. 스텝(2)이 스트로크의 제1 단에 위치될 때 링크(54)에 연결된 스텝(2)의 후단부가 올라간다. 스텝(2)이 스트로크의 제1 단에 대해 반대쪽에 위치된 제2 단에 위치될 때 링크(54)에 연결된 스텝(2)의 후단부가 내려간다.

또, 스텝(2)은 회전축을 중심으로 회전된다. 그러므로, 스텝(2)이 앞으로 이동될 때, 스텝(2)의 전단부가 내려간다. 또, 스텝(2)이 뒤로 이동될 때, 스텝(2)의 후단부가 내려간다.

또, 도 2로부터 명백한 바와 같이, 스텝(2)의 회전 중심으로서 형성된 회전축(53)은 스텝(2)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 연장된다. 또, 스텝(2)의 회전 중심으로서 형성된 회전축(53)은 스텝(2)의 길이 방향 중심으로부터 뒤쪽에 위치된다. 또, 회전축(53)의 축방향은 가이드 레일(51)의 길이 방향에 직교하지 않아, 스텝(2)의 전단부(발가락 쪽)이 가이드 레일(51)로부터 내측 부분에 위치된다.

스텝(2)의 전단부들 사이의 거리가 스텝(2)의 후단부들 사이의 거리보다 멀도록 스텝(2)이 배치된다. 스텝(2)은 각 β를 이루도록 배치되어 있다. 각 β는 10도 내지 30도 범위이다. 그러므로, 사용자는 근군을 이완시킨 상태로 발을 스텝(2) 상에 얹을 수 있다.

또, 웜(56)과 맞물리는 하나의 웜휠(57)의 편심축(58)은, 웜(56)과 맞물리는 다른 웜휠(57)의 편심축(58)으로부터 변위되어 있다. 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)은 스텝 구동 수단(5)에 의해, 우측 스텝(2)이 앞으로 이동할 때 좌측 스텝(2)이 뒤로 이동하도록 구동된다. 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)은 스텝 구동 수단(5)에 의해 우측 스텝(2)이 뒤로 이동할 때 좌측 스텝(2)이 앞으로 이동하도록 구동된다. 즉, 좌측 스텝(2)은 우측 스텝(2)의 위상과는 역위상으로 이동된다. 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)의 동작은 웜(56)에 맞물리는 두 개의 웜 휠(57, 57)에 의해 나눠진 동력에 의해 실현된다. 그러므로, 우측 스텝(2)의 동작은 좌측 스텝(2)의 동작과 동기화되어 있다.

사용자가 전술한 운동 보조 장치를 사용할 때, 먼저, 사용자는 왼발과 오른발을 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)에 각각 얹고 난간(3)을 잡는다. 그후에, 사용자는 조작 패널(4)의 조작 스위치를 켠다. 그 결과, 스텝 구동 수단(5)이 작동된다. 스텝 구동 수단(5)이 작동되면, 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)은 좌측 스텝(2)의 동작 위상이 우측 스텝(2)의 동작 위상과 역위상 되도록 전후좌우로 이동된다. 또 스텝(2) 각각이 앞으로 이동할 때, 스텝(2) 각각의 전단부는 아래로 이동한다. 스텝(2) 각각이 뒤로 이동할 때, 스텝(2) 각각의 후단부가 아래로 이동한다.

그 결과, 사용자가 스텝(2) 상에 발을 얹은 경우, 상자의 발은 스텝(2)의 동작에 따라 전후좌우로 이동된다. 또, 스텝(2)의 회전은 족관절 각각에 배굴 운동과 저굴 운동을 부여한다. 스텝(2)이 이동될 때, 좌측 스텝(2)의 동작 위상은 우측 스텝(2)의 동작 위상과는 180도 어긋나 있다. 그러므로, 전후 방향으로, 스텝(2) 상의, 사용자의 무게 중심의 변위를 줄일 수 있다. 그러므로, 밸런스 기능이 저하되어 있는 사용자라도 이 운동 보조 장치를 사용할 수 있으므로, 스텝(2)에 의해 야기된 움직임에 의해 사용자의 밸런스를 무너뜨릴 우려는 거의 없다.

또, 스텝(2)들 중 하나는 다른 스텝(2)이 전후좌우로 이동될 때의 위상과 역위상으로 전우좌우로 이동되어, 발 위치의 변화가 일어난다. 발 위치의 변화는 보행 운동과 유사하다. 그러므로, 적어도 종아리부의 근군이 보행 운동과 유사하게 신축된다. 또, 스텝(2)이 전후 이동의 후단 위치에 위치될 때, 발의 위치는 사용자의 무게 중심보다 후방 위치에 위치된다. 그러므로, 스텝(2)이 전후 이동의 후단 위치에 위치될 때, "대퇴근의 뒤쪽의 근군"과 "둔부(buttock)의 근군"을 긴장시킬 수 있다.

통상의 보행 운동에서, 각 발은 주로 전후로 이동된다. 그러나, 각 발을 전후에 더해 좌우로도 이동시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 발을 전후로만 이동시키거나 발을 좌우로만 이동시키는 경우와 비교할 때, 몸통을 비틀 수 있다. 몸통의 비틀기는 내장에 자극을 부여할 수 있다. 또, 몸통 비틀기는 적극적으로 여러 방향에서 사용자의 밸런스를 무너뜨린다. 여러 방향에서 사용자의 밸런스를 무너뜨리는 것은 종아리부와 대퇴부의 근군(내전근, 대퇴직근, 내측 광근, 외측 광근, 대퇴 이두근, 반건양근, 반막양근)에 자극을 부여할 수 있다. 상기 근군에의 자극이 경부하(low load)이고 타동 운동이긴 하지만, 근육에 의해 소비되는 당분(sugar)의 양은 증가된다. 그 결과, 2형 당뇨병의 개선이 기대된다.

그리고, 각 발에 배굴 운동이 부여될 때, 아킬레스건(Achilles tendon)이 신장된다. 그러므로, 발목의 가동 범위가 확장된다. 또, 각 발에 저굴 운동이 부여될 때, 각 발가락 부분에 하중이 가해진다. 그러므로, 무지외반증(hallux valgus)을 경감시킬 수 있다. 또, 각 발에 배굴 운동과 저굴 운동이 교대로 부여될 때, 비복근과 가자미근과 같은 종아리부의 근군의 신축이 일어난다. 종아리부의 근군의 신축은 다리부의 정맥 환류를 증가시킨다. 그결과, 다리부의 부기(swelling)를 없앨 수 있다.

스텝 구동 수단(5)의 구성으로부터 명백한 바와 같이, 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)의 전후 및 좌우에 있어 위상차는 웜휠(57)의 편심축의 위치에 의해 결정된다. 즉, 좌측 스텝(2)과 우측 스텝(2)의 전후 및 좌우에 있어 위상차는 웜휠(57) 각각과 웜(56)이 맞물리는 맞물림 위치에 의해 결정된다. 그러므로, 위상차는 맞물림 위치를 변화시킴으로써 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 좌측 스텝(2)을 우측 스텝(2)의 위상과 동일한 위상으로 용이하게 이동시킬 수 있다. 좌측 스텝(2)을 우측 스텝(2)의 위상과 동일한 위상으로 이동시킬 때, 사용자의 무게 중심은 전후로 이동된다. 그러므로, 다리부의 근군의 운동뿐 아니라 사용자가 밸런스를 유지하는 데 필요한 허리 뒤쪽 등(lower back)의 근군도 운동시킬 수 있다.

타동 운동을 하기 위해 사용자는 난간(3)을 잡고서 운동 보조 장치를 사용할 수 있다. 그러므로, 사용자가 밸런스를 잃을 우려가 있더라도, 사용자가 운동 보조 장치에서 넘어지는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 사용자가 밸런스를 잃었을 때의 안정성을 향상시키기 위해, 난간(3)에 비상 정지 버튼(31)들을 설치한다. 비상 정지 버튼(31) 각각은 스텝 구동 수단(5)의 작동을 정지시키도록 구성된다. 어떤 사고가 발생한 때, 난간(3)을 잡은 손으로 비상 정지 버튼(31)을 쉽게 누를 수 있다.

또한 스텝(2)에 하중 검출 스위치(S)를 구비하는 것이 바람직하다. 하중 검출 스위치(S)는 압력 센서로 구현된다. 이 경우, 스텝 구동 수단(5)이 스텝(2)을 구동하고 있는 상태에서 하중 검출 스위치(S)에 의해 하중이 검출되지 않은 때, 스텝 구동 수단(5)은 스텝(2)을 정지시키도록 구성된다. 그 결과, 밸런스를 잃어 발이 스텝(2)에서 떨어졌을 때 스텝 구동 수단(5)을 자동으로 정지시킬 수 있다.

스텝 구동 수단(5)을 내부에 포함하고 있는 기대(1)는 도 7로부터 명백한 바와 같이 그 상판(10)을 구비한다. 상판(10)에는 개구부(11)가 형성되어 있다. 스텝(2)은 상판(10)의 위쪽에 위치되도록 배치된다. 스텝(2)은 개구부(11) 내의 스텝 구동 수단(5)과 연결되어 있다. 또, 스텝(2)의 회전 중심인 회전축에 의해 정해지는 회전 범위의 전역은 상판(10)보다 항상 높은 곳에 위치한다. 회전 범위는 후술하는 추가적인 가동 범위를 포함한다.

그 결과, 스텝(2) 상의 발이 스텝(2) 상면 밖으로 돌출되더라도, 상면(10)과 기대(1) 사이에 발이 끼이는 것을 방지할 수 있다. 또, 도 7에 나타낸 바와 같이, 각 스텝(2)은 그 주위에 스커트부(skirt)(22)를 구비한다. 기대(1)는 슬라이드 덮개(slide cover)(24)를 구비한다. 슬라이드 커버(slide cover)(24)는 스텝(2)을 둘러싼다. 슬라이드 커버(24)는, 스텝(2)이 전후좌우로 이동할 때 상판(10)에 대해 슬라이딩하도록 구성된다. 그 결과, 운동 보조 장치를 안전하게 사용할 수 있다. 또한 스텝(2)에 발을 유지하기 위한 발 유지 수단을 채용하는 것도 바람직하다. 발 유지 수단의 예로는 발을 유지하는 스트랩을 들 수 있다.

스텝 구동 수단(5)에 의한 스텝(2)의 구동 시에, 편심축(58)과 커넥팅 로드(59)를 포함하는 크랭크 기구로 구현된 왕복 운동 부여 수단의 편심축(58)의 편심량이 결정된다. 스텝(2)의 슬라이드 범위가 결정된다. 스텝(2)의 회전축(53)을 중심으로 하는 회전 범위(회전 각도)가 결정된다. 스텝(2)의 회전에 따라 스텝(2)을 강하게 디디면, 스텝(2)의 슬라이드 범위 및 회전 범위도 확장된다. 또, 스텝(2)의 슬라이드 범위 및 회전 범위가 확장될 때, 반발력이 생겨 사용자에 각 발에 가해진다.

이 구성은 도 4에 나타낸 링크(54)에 의해 구현된다. 즉, 링크(54)는 부재(541), 부재(542), 및 탄성체인 나선형의 인장 스프링((543)을 포함한다. 부재(542)는 나선형의 인장 스프링(543)에 의해 부재(542)에 신장 가능하게 연결되어 있다.

정상 상태에서, 링크(54)는 나선형의 인장 스프링(543)의 편향(bias)에 의해 가장 짧은 상태이다.

스텝 구동 수단(5)이 스텝(2)의 전단부보다 낮은 상태에서 사용자에 의해 스텝(2)의 전단부에 가해진 하중이 증가될 때, 링크(54)는 나선형의 인장 스프링(543)의 스프링 편향에 저항하여 연장된다. 즉, 링크(54)의 길이가 길어진다. 그 결과, 스텝(2)의 회전 범위가 증가된다. 또한, 스텝(2)의 슬라이드 범위도 증가된다. 그리고, 나선형의 인장 스프링(543)의 편향이 스텝(2)에 가해진다. 그러므로, 스텝(2) 상의 발은 나선형의 인장 스프링(543)에 의해 생성된 반발력을 받는다.

따라서, 사용자로서는, 사용자가 스텝(2)을 강하게 디딜 때, 슬랑드 동작 시의 발의 가동 범위가 증대된다. 유사하게, 배굴 동작 및 저굴 동작의 가동 범위도 증대된다. 또, 이와 동시에 강한 반발력이 발에 가해진다. 즉, "스텝(2)의 움직임에 의해 수동적으로 발이 움직여지는 타동 운동"에서 "사용자의 의지로 적극적으로 발을 움직이는 능동 운동"으로 전환될 수 있다. 또, 사용자가 능동 운동을 행할 때, 발의 가동 범위가 증대된다. 그리고, 발에는 강한 반발력이 가해진다. 그러므로, 높은 운동 효과를 얻을 수 있다.

또, 추가적인 가동 범위 및 반발력은 사용자에 의해 스텝(2)에 가해진 힘에 따라 결정된다. 그러므로, 추가적인 가동 범위의 과도한 증대 및 반발력의 과도한 증대를 방지할 수 있다.

상기 실시예에서, 가동 범위 변경 수단은 링크(54)에 의해 구현된다. 링크(54)는 나선형의 인장 스프링(543)을 포함한다. 링크(54)는 스텝(2)에 가해진 하중에 따라 스텝(2)의 가동 범위 확장하도록 구성된다. 링크(54)는 추가적인 가동 범위 내의 하중을 상쇄하는 반발력을 생성하도록 구성된다. 그러나, 링크(54)의 구성과 동일한 구성의 커넥팅 로드(59)를 포함하는 크랭크 기구를 채용할 수 있다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 나선형의 인장 스프링(593)에 의해 연결되는 부재(591)와 부재(592)를 가지는 커넥팅 로드(59)를 채용할 수 있다. 또한 이 경우에, 도면의 구성에서는, 커넥팅 로드(59)의 길이에 따라 스텝(2)의 슬라이드 범위에 추가적인 슬라이드 범위를 더하는 것이 가능하다. 또, 스텝(2)의 전단부를 내리는 방향의 회전 범위에 추가적인 회전 범위를 부가하는 것도 가능하다.

도 6은 스텝 구동 수단(5)의 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 스텝 구동 수단(5)은 상기 실시예의 링크(54) 대신에 캠판(cam plate)(61)과 연결판(coupling plate)을 포함한다. 캠판(61)은 홈형의 캠(grooved cam)(62)을 구비한다. 홈형의 캠(62)은 상측으로부터 아래로, 그리고 후측으로부터 앞으로 연장된다.

연결판(63)은 캠과 캠 폴로어(cam follower)(64)를 포함한다. 캠 폴로어(64)는 경사진 홈으로 형성된 캠(62)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성된다. 캠 폴로어(64)는 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 연결판(63)은 회전 가능한 축(65)을 구비한다. 축(65)은 스텝(2)의 후단부에 연결된다. 스텝(2)은, 상기 실시예와 마찬가지로, 회전 가능한 회전축(53)을 통해 슬라이드 블록(52)에 의해 지지된다. 또, 커넥팅 로드(68)는 회전되는 편심축(67)에 연결된 제1 단을 구비한다. 커넥팅 로드(68)는 축(66)에 연결된, 제1 단의 반대쪽의 제2 단을 구비한다.

이 구성에 의하면, 연결판(63)의 하부 측에 위치된 편심축(67)이 회전될 때, 커넥팅 로드(68)는 연결판(63)이 캠(62)을 따라 이동할 수 있도록 해준다. 캠 폴로어(64)는 직사각형 형상이고 연결판(63)에 고정되어 있다. 그러므로, 커넥팅 로드(68)에 의해 연결판(63)이 캠(62)을 따라 이동할 때, 연결판(63)은 도면에 나타낸 상태를 유지하면서 전후좌우로 이동된다.

그 결과, 연결판(63)과 스텝(2) 사이의 연결부에 의해 형성된 후단 측이 상하 방향으로 이동되고, 또한 전후로도 이동된다. 스텝(2)이 앞으로 이동할 때, 스텝(2)의 후단부는 올라가고, 이에 따라 스텝(2)의 전단부(발가락 쪽)는 내려간다. 스텝(2)이 뒤로 이동할 때, 스텝(2)의 후단부는 내려가고, 이에 따라 스텝(2)의 전단부(발가락 쪽)는 올라간다. 스텝(2)의 슬라이드 방향이 회전축(53)의 축방향과 직교 관계를 갖는지는 중요하지 않다는 것에 유의하기 바란다.

상기 실시예와 유사하게, 도 5에 나타낸 커넥팅 로드(68) 및 편심축(58)을 갖는 크랭크 기구를 채용할 수 있다. 이 구성에 의해, 스텝(2)의 슬라이드 범위를 증가시킬 수 있다. 또, 이 구성에 의해 캠(62)은 추가적인 슬라이드 범위에 따른 길이를 가질 수 있다. 그리고, 캠(62)은 스텝(2)의 회전 범위를 증가시키는 추가적인 범위를 가지는 것이 바람직하다. 그 결과, 회전 범위에 추가적인 회전 범위를 더할 수 있다.

최초에 나타낸 링크(54)를 사용하는 실시예에서는, 링크(54) 대신에, 커넥팅 로드(59)를 슬라이드 블록(52)에 연결할 수 있다. 이 경우, 링크(54)의 일단은 가이드 레일에 의해 정해지는 "스텝(2)의 슬라이드 방향"에 평행한 방향으로 링크(54)가 회전하도록 축에 의해 베이스판(50)에 고정된다. 베이스 판(50)과 스텝(2)은 링크(54)에 의해 연결된다. 따라서, 슬라이드 블록(52)과 스텝(2)이 슬라이딩할 때, 링크(54)는 베이스 판(50)의 일측에 배치된 일단을 중심으로 회전한다. 따라서, 링크(54)와 스텝(2) 사이의 연결부의 높이가 변화될 때, 스텝(2)이 회전된다. 그러나, 본 실시예에서, 도 5에 나타낸 연결 로드(59)를 채용한 경우, 스텝(2)의 추가적인 가동 범위는 슬라이드 범위에만 더해진다. 이에 반해, 도 4에 나타낸 링크를 채용한 경우, 스텝(2)의 추가적인 가동 범위는 회전 범위에 더해진다.

이상의 설명에서, 가동 범위 변경 수단은 탄성 부재, 특히, 스프링 요소(spring element))에 의해 구현된다. 그 결과, 가동 범위 변경 수단은 스텝(2)에 가해진 하중이 증가될 때 스텝 구동 수단(5)에 의해 결정되는 스텝의 가동 범위를 확장하도록 구성된다. 또, 가동 범위 변경 수단은 추가적인 범위에서 반발력을 생성하도록 구성된다. 그러나, 가동 범위 변경 수단은 탄성 부재로 한정되지 않는다. 즉, 상기 동작을 얻도록 구성된 구성을 채용할 수 있다.

1: 기대
2: 스텝
3: 난간
4: 조작 패널
5: 스텝 구동 수단

Claims (12)

1. 사용자의 발을 각각 지탱하도록 구성된 스텝들;
   상기 스텝들을 구동하여 상기 스텝들 상의 발에 운동을 부여하도록 구성된 스텝 구동 수단; 및
   상기 스텝들에 가해진 하중에 따라 상기 스텝들의 가동 범위를 확장하여, 상기 가동 범위에 추가적인 가동 범위를 더하도록 구성되고, 상기 가동 범위는 상기 스텝 구동 수단에 의해 결정되는, 가동 범위 변경 수단
   을 포함하고,
   상기 가동 범위 변경 수단은,
   상기 스텝들이 상기 추가적인 가동 범위 내에 위치될 때 반발력을 생성하도록 구성되고,
   상기 반발력을 상기 스텝들에 가하여 상기 스텝들에 가해진 하중을 상쇄시키도록 구성되는,
   운동 보조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스텝들은 사용자의 왼발과 오른발을 각각 지탱하는 좌측 스텝과 우측 스텝으로 형성되고,
   상기 스텝 구동 수단은 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝을 왕복 슬라이드 범위 내에서 왕복 슬라이딩시키도록 구성되며,
   상기 가동 범위 변경 수단은 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝의 왕복 슬라이드 범위를 확장하도록 구성되는, 운동 보조 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스텝 구동 수단은, 상기 스텝 각각의 전단부와 상기 스텝 각각의 후단부를 상기 전단부 각각의 높이가 상기 후단부 각각에 대해 변화되게 이동시키도록 구성되어, 상기 스텝들 상의 발에 배굴 운동과 저굴 운동을 부여하고,
   상기 가동 범위 변경 수단은 상기 스텝 각각의 전단부와 상기 스텝 각각의 후단부의 높이 방향에서의 가동 범위를 확장시키도록 구성되는, 운동 보조 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 스텝들은 사용자의 왼발과 오른발을 각각 지탱하는 좌측 스텝과 우측 스텝으로 형성되고,
   상기 스텝 구동 수단은 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝을 왕복 슬라이드 범위 내에서 왕복 슬라이딩시키도록 구성되며,
   상기 스텝 구동 수단은 또한 상기 스텝 각각의 전단부와 상기 스텝 각각의 후단부를 상기 전단부 각각의 높이가 상기 후단부 각각에 대해 변화되게 이동시키도록 구성되어, 상기 스텝들 상의 발에 배굴 운동과 저굴 운동을 부여하고,
   상기 가동 범위 변경 수단은, 상기 좌측 스텝과 상기 우측 스텝의 왕복 슬라이드 범위와, 상기 스텝 각각의 전단부와 상기 스텝 각각의 후단부의 높이 방향에서의 가동 범위 중 적어도 하나를 확장하도록 구성되는, 운동 보조 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 운동 보조 장치는 슬라이딩 가능한 슬라이드 유닛들을 더 포함하고,
   상기 스텝 각각은 회전축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 회전축에 의해 상기 슬라이드 유닛 각각에 장착되며,
   상기 스텝 구동 수단은 왕복 운동 부여 부재 및 종동 부재를 포함하고, 상기 종동 부재는 상기 스텝 각각에 연결되며,
   상기 종동 부재는 상기 왕복 운동 부여 수단으로부터의 왕복 운동을 상기 스텝 각각에 전달하도록 구성되고,
   상기 종동 부재는 상기 스텝 각각을 상기 회전축 각각을 중심으로 하여 회전시키도록 구성되는, 운동 보조 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 왕복 운동 부여 수단과 상기 종동 부재 중 적어도 하나는 상기 가동 범위 변경 수단으로서 형성되는 탄성 부재를 구비하는, 운동 보조 장치.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 운동 보조 장치는 슬라이딩 가능한 슬라이드 유닛들을 더 포함하고,
   상기 스텝 각각은 회전축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 회전축에 의해 상기 슬라이드 유닛 각각에 장착되며,
   상기 스텝 구동 수단은 링크들 및 왕복 운동 부여 부재를 포함하고,
   상기 링크 각각의 제1 단은 상기 스텝 각각에 고정되며,
   상기 링크 각각의 제2 단은 고정점에 회전 가능하게 고정되고,
   상기 왕복 운동 부여 부재는 상기 링크를 회전시키도록 구성되며,
   상기 링크는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 회전될 때 상기 스텝을 슬라이딩 방향으로 왕복 이동시키도록 구성되고,
   상기 링크는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 회전될 때 연결부의 높이를 변화시키도록 구성되며,
   상기 연결부는 상기 스텝 각각과 상기 링크 각각 사이에 형성되는, 운동 보조 장치.
8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 운동 보조 장치는 슬라이딩 가능한 슬라이드 유닛들을 더 포함하고,
   상기 스텝 각각은 회전축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 회전축에 의해 상기 슬라이드 유닛 각각에 장착되며,
   상기 스텝 구동 수단은 왕복 운동 부여 부재와 캠 기구를 포함하고,
   상기 캠 기구는 상기 스텝들에 연결되며,
   상기 캠 기구는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 생성된 왕복 운동을 상기 스텝들에 전달하도록 구성되고, 상기 왕복 운동은 슬라이딩 방향을 따르며,
   상기 캠 기구는 상기 왕복 운동 부여 부재에 의해 왕복 이동될 때 상기 연결부의 높이를 변화시키도록 구성되고,
   상기 연결부는 상기 스텝 각각과 상기 캠 기구 각각 사이에 형성되는, 운동 보조 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 가동 범위 변경 수단은 탄성 부재를 구비한 링크이고, 상기 링크의 길이는 가변하는, 운동 보조 장치.
10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 왕복 운동 부여 부재는 커넥팅 로드를 구비한 크랭크 기구이고,
    상기 커넥팅 로드는 탄성 부재를 구비하여, 상기 커넥팅 로드의 길이는 가변하고,
    상기 커넥팅 로드는 상기 가동 범위 변경 수단을 형성하는, 운동 보조 장치.
11. 제6항, 제9항, 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 스프링 요소인, 운동 보조 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운동 보조 장치는 기대를 더 포함하고,
    상기 스텝들은 상기 기대의 상면에 배치되며,
    상기 스텝 구동 수단에 상기 기대 내에 포함되어 있고,
    상기 가동 범위의 전역은 상기 기대의 상면보다 항상 높은 위치에 있는, 운동 보조 장치.

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