KR20190015122A - 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 척수손상 장애인들의 재활에 필수적인 잔존근육 운동을 위하여 척수손상 장애인들이 휠체어를 탄 상태에서 신체를 고정한 채로 웨이트 트레이닝을 할 수 있도록 한 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구가 제공된다. 본 발명의 기구는, 좌우의 종방향 프레임 및, 종방향 프레임을 상호간에 접속하는 횡방향 프레임을 가지는 베이스; 중량의 조정이 가능한 웨이트 스택을 수납하고 있는 좌우의 운동부하부; 운동부하부를 상부 및 하부에서 수평방향으로 연결하는 중간 프레임; 상부의 중간 프레임과 횡방향 프레임에 그의 상하 끝단이 고정되는 지지 프레임; 사용자를 향하여 돌출되는 제1 돌출 프레임부; 한쪽 끝단에 사용자의 가슴 또는 등과 맞닿는 제1 패드를 가지는 제1 패드부; 좌우의 운동부하부에 근접하여 설치되는 케이블 인출부; 상하방향으로 높이가 조절가능하게 고정되며 사용자를 향하여 케이블 인출 도르래가 설치되는 인출 도르래부; 케이블 인출부의 도르래를 통하여 인출되는 케이블; 및 상기 케이블의 다른 쪽 끝단에 연결된 손잡이를 포함한다.

Description

척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구 {WEIGHT TRAINING DEVICE FOR DISABLED PEOPLE WITH SPINAL CORD INJURY}

본 발명은 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 척수손상 장애인들의 재활에 필수적인 잔존근육 운동을 위하여 척수손상 장애인들이 휠체어를 탄 상태에서 신체를 고정한 채로 웨이트 트레이닝을 할 수 있도록 한 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구에 관한 것이다.

인간의 척추는, 7개의 경추(Cervical), 12개의 흉추(Thoracic), 5개의 요추(Lumbar), 5개의 천추(sacral) 및 미추(coccyx) 등으로 이루어져 있다. 이 중, 문제로 되는 척수손상부위별 마비 증세는 다음과 같이 구별된다.

① 경추 4번(C4)위: 사지마비 (목 부위까지의 마비)

② 경추 6번(C6)위: 사지마비 (어깨부위 또는 팔 윗부분까지의 마비)

③ 흉추 4번(T4)위: 하반신 마비 (가슴 하부의 마비로서 양팔 사용 가능)

④ 요추 1번(L1)위: 하반신 마비(허리 윗부분 사용가능, 복근 사용불가)

한편, 마비는 그의 양상에 따라 완전마비와 불완전 마비로 나눌 수 있으며, 완전마비는 근육의 움직임이 불가능한 상태를 말하고, 불완전마비는 척수신경이 완전히 손상되지는 않아서 일부의 근육에 있어서 약간의 움직임이 가능한 경우를 말한다.

척수손상 장애인들은 척수의 손상이 발생된 이후 병원에서의 급성기(急性期) 치료를 거쳐 아급성기(亞急性期) 때부터 재활훈련을 하게 되는데, 이 때 가장 중요한 훈련내용으로서는, 사용이 가능한 잔존기능 근육을 재활 및 강화시킴으로써 남은 생애를 살아가는데 있어 조금이라도 도움이 되도록 하는 것이고, 또한 이때에 습득한 운동을 계속함으로써 지속적으로 잔존기능 근육을 유지하는 것이 최선이다.

대부분의 척수손상 장애인들은 척수 손상 장애의 발생 후 2년이 경과하게 되면, 지속적인 휠체어의 사용으로 인하여 체형 및 건강에 있어서 여러가지 변화가 나타나게 된다. 예를 들어, 휠체어를 미는 동작을 반복하게 됨으로써 척추전만 (Lordosis) 및 척추측만 (Scoliosis) 등의 증세가 나타나고, 또한 계속 앉아만 있게 되면서 어깨와 갈비뼈 (rib cage)가 내려앉게 되고, 체내에서는 횡경막이 내려감으로써 폐활량이 줄어들고, 하복부가 나오고 음식섭취량에 대비하여 운동량이 부족한 관계로 비만증세가 나타나면서 각종 성인병 등이 2차적 후유증으로서 발생하고 수명이 단축될 수 있다.

이와 같이, 척수손상 장애인들은 평생을 휠체어에 의지하여 살아가야 하므로, 어깨, 목, 팔 부위 등의 근육을 계속적으로 훈련해야 하며, 척추의 형태를 최대한 현재 상태로 유지함으로써 신체의 변형을 예방하고, 폐활량을 유지하기 위하여 가슴 및 등 부위의 훈련도 별도로 하여야만 한다.

따라서 척수손상 장애인들에게는, 이들에게 적합한 운동장비, 특히 다양한 웨이트 트레이닝을 다양하게 행할 수 있는 기구의 사용이 필수적이지만, 기존의 웨이트 트레이닝 기구들은 척수손상 장애인들이 그대로 사용하는 것이 거의 불가능하였다.

일반적인 웨이트 트레이닝기구는, 거의 대부분 전면하부에 설치된 의자에 앉거나 혹은 벤치에 누워서 양쪽 손으로 중량물을 밀어 올리거나, 들어 올리거나또는 웨이트 스택의 중량을 조절하고 그 웨이트 스택에 연결된 피벗 구조의 파이프 프레임 손잡이를 잡아당김으로써 상체와 팔 및 복부의 근력을 단련하도록 구성되는 것으로서, 매우 다양한 종류의 것이 알려져 있다. 하지만, 이들 기구는 힘의 조절이 가능하고 신체의 균형을 유지할 수 있는 정상인을 위한 것일 뿐, 척수손상 장애인들에게는 별 효용이 없는 경우가 대부분이다.

현재 일부 시판되고 있는 장애인용의 웨이트 트레이닝 기구들은, 상기와 같은 일반적인 웨이트 트레이닝 기구의 의자부위를 움직일 수 있도록 함으로써 휠체어가 들어갈 공간을 확보할 수 있도록 한 것이 대책의 거의 전부이다. 이와 같은 대책은, 정상인들의 시각에서 볼 때 휠체어가 들어갈 수 있는 공간만 확보해주면 장애인들이 운동을 할 수 있을 것이라고 생각하여 고안해낸 것이지만, 하체가 마비된 채로 휠체어를 타고 있는 장애인들은 마비된 하체를 지탱할 수 있는 힘이 없기 때문에, 양 손으로 케이블을 잡아당기는 동작에 대한 반작용으로 신체가 들어올려지는 것을 막을 수가 없어서, 이들 장애인의 상태가 하반신 마비에 해당된다고 해도 웨이트 트레이닝을 제대로 할 수가 없다는 문제점이 있었다.

또한, 장애인들이 운동을 할 때, 케이블에 연결된 핸들을 쥐고, 잡아당기거나 또는 미는 등의 동작을 반복하게 되지만, 이들이 앉아 있는 휠체어가 약간이라도 움직이게 되거나 전도될 기미를 느끼게 되면, 장애인들은 심리적으로 위축되어 웨이트 트레이닝을 그만 하게 되는 경우가 대부분이다.

본 발명에 관한 선행기술로서, 예를 들면 미국특허 제5,807,219호에 개시된 운동기구를 들 수 있다. 이 장비는 일명 컴비네이션 세트 (combination set)로 불리는 것으로서, 장비의 기능성 자체는 별로 우수하지 않지만, 하나의 장비로 다양한 상/하지 웨이트 트레이닝이 가능하며, 그다지 넓은 공간을 필요로 하지 않도록 제작된 것이다. 이 기구에는 추가적으로, 휠체어를 탄 척수손상 장애인의 허벅지를 고정하여 신체가 위쪽으로 들어올려지지 않게 할 수 있는 패드부가 설치되어 있으며, 또한 휠체어를 탄 장애인이 돌아앉아서 운동할 때 밀리지 않도록 휠체어의 등받이를 막아주는 위치조정이 불가능한 패드부가 설치되어 있다.

하지만 이 기구는, 웨이트 스택에 연결된 케이블이 하나뿐이며, 또한 케이블에 연결된 손잡이를 양 손으로 잡고 운동해야 하는 관계로, 운동의 양태가 매우 단순하며, 케이블의 인출방향이 거의 한 군데로 고정되어 있어서, 운동하고자 하는 근육의 부위를 정확히 자극할 수 있는 구성을 갖추고 있지는 못하며, 또한 척수 장애 및 척추의 변화로 인한 좌/우 근력의 편차에 적용할 수 있도록 좌/우가 분리된 훈련중량의 제어가 원천적으로 불가능하다는 것이다.

또한, 척수손상 장애인은 휠체어로부터 내릴 수가 없기 때문에, 장애인 혼자의 힘으로 트레이닝 기구를 조작하고, 휠체어의 고정이 용이해야만 재활 및 생활체육으로서의 근육운동이 가능함에도 불구하고, 상기 선행기술에 있어서 척수손상 장애인이 혼자의 힘으로 운동기구의 설정 및 운동중량의 제어가 가능한 것인지 여부에 대해서는 아무런 언급된 바가 없는 실정이다.

따라서, 상기 선행기술의 기구는 허리와 몸통까지 스스로의 힘으로 움직일 수 있는 정도의 장애, 즉 상기에서 언급한 요추 1번의 손상으로 인하여 하반신은 마비되었지만 허리 윗부분은 사용 가능한 척추손상 장애인의 경우에만 사용이 가능하며, 요추 4번의 손상으로 인한 하반신 마비의 경우는 사용이 불가능한 것으로 판단된다.

미국특허 제5,807,219호

따라서, 본 발명의 목적은, 척수 장애인들의 잔존근육운동을 위해서 필수적인, 확실한 휠체어를 고정할 수 있는 수단이 마련되고, 또한 운동하고자 하는 근육을 정확히 자극할 수 있는 구조를 가지는 척추손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 장애 및 척추의 상태변화로 인한 좌측과 우측의 근력 편차에도 적용이 가능하도록 좌/우의 분리 훈련에 대한 중량 제어 및, 정확한 운동방향의 설정 및 높이의 유지가 가능한 척추손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 타인의 조력이 없이 척수손상 장애인 혼자만의 힘으로 웨이트 트레이닝 기구의 전체 기능을 이용할 수 있고, 중량의 조절이 가능하며, 운동시에 휠체어에 앉아 있는 척수손상 장애인을 용이하고도 확실하게 고정할 수 있는 척추손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 상호간에 사이를 둔 좌우의 종방향 프레임 및, 상기 종방향 프레임을 상호간에 접속하는 횡방향 프레임을 가지는 베이스; 상기 좌우의 종방향 프레임 상에 각각 설치되며, 사용자가 휠체어에 앉은 채로 좌측 또는 우측 팔을 이용하여 중량의 조정이 가능한 웨이트 스택을 수납하고 있는 좌우의 운동부하부; 상기 좌우의 운동부하부를 상부 및 하부에서 수평방향으로 연결하는 중간 프레임; 상기 상부의 중간 프레임과 상기 횡방향 프레임에 그의 상하 끝단이 고정되는 지지 프레임; 상기 지지 프레임의 외부 둘레에 높이조절이 가능하게 지지되며, 사용자를 향하여 돌출되는 제1 돌출 프레임부; 상기 제1 돌출 프레임부의 내부에 길이조절이 가능하게 지지되며, 한쪽 끝단에 사용자의 가슴 또는 등과 맞닿는 제1 패드를 가지는 제1 패드부; 상기 좌우의 종방향 프레임상에서 상기 좌우의 운동부하부에 근접하여 설치되는 케이블 인출부; 상기 케이블 인출부의 외부 둘레에서 상하방향으로 높이가 조절가능하게 고정되며, 사용자를 향하여 케이블 인출 도르래가 설치되는 인출 도르래부; 상기 좌우의 운동부하부 내의 웨이트 스택에 한쪽 끝단이 각각 연결되며, 상기 케이블 인출부의 도르래를 통하여 인출되는 케이블; 및 상기 케이블의 다른 쪽 끝단에 연결된 손잡이;를 포함하는 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구가 마련된다.

바람직하게는, 본 발명에 있어서는, 상기 케이블 인출 도르래는 그의 외부 케이싱이 상기 인출 도르래부에 장착되는 장착축을 중심으로 인출 도르래부의 좌우 방향으로 요동가능하게 배치된다.

바람직하기로는, 상기 지지 프레임의 외부 둘레에 상기 제1 돌출 프레임부의 아래쪽으로 높이 조절이 가능하게 지지되며, 사용자의 전방을 향하여 돌출되는 제2 돌출 프레임부; 및, 상기 제2 돌출 프레임부의 내부에 길이조절이 가능하게 지지되며, 한 쪽 끝단에 사용자의 골반을 지지하는 패드를 가지는 제2 패드부;를 더 포함한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 돌출 프레임부의 높이조절은, 상기 지지프레임에 형성된 핀공 및 상기 제1 및 제2 돌출 프레임을 상기 핀공에 고정시키는 고정핀에 의하여 이루어진다.

상기 제1 및 제2 패드부의 길이조절은, 상기 제1 및 제2 패드부에 그의 길이방향으로 다수 형성된 핀공 및 상기 제1 및 제2 패드부를 상기 돌출 프레임에 고정시키는 고정핀에 의하여 이루어진다.

상기 인출 도르래부의 높이조절은, 상기 케이블 인출부에 상하방향으로 다수 형성된 핀공 및 상기 케이블 인출 도르래부를 상기 핀공에 고정시키는 고정핀에 의하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 사용자를 향하여 돌출되는 돌출 프레임부의 내부에 길이조절이 가능하게 지지되며, 한 쪽 끝단에 사용자의 골반과 맞닿는 패드를 가지는 패드부가 휠체어 및 그에 앉아있는 장애인을 고정하도록 형성되었기 때문에, 척수손상 장애인들의 잔존근육운동을 위해서 필수적인 확실한 휠체어 고정수단이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 척수손상 장애인 별로, 혹은 장애인의 장애 정도에 따라서 운동하고자 하는 목표근육을 정확히 자극할 수 있도록, 특정 근육에 대한 운동을 유발하는 케이블의 인출높이 및 위치와 운동방향을 사용자 스스로 임의로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 좌우의 운동부하부는 사용자가 휠체어에 앉은 채로 좌측 또는 우측 팔을 이용하여 중량의 조정이 가능한 웨이트 스택을 수납하고 있기 때문에, 장애 및 척추의 상태 변화로 인한 좌측과 우측의 근력 편차에도 적용이 가능하며, 좌/우의 분리 훈련에 대한 중량 제어 및 그 높이에서 사용자에게 횡방향으로 케이블이 정확하게 인출될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 타인의 조력이 없이 척수손상 장애인 혼자만의 힘으로 웨이트 트레이닝 기구의 전체 기능을 이용할 수 있고, 웨이트 스택의 중량의 조절이 가능하다.

도 1은, 본 발명에 따른 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구의 외관을 나타내는 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는, 도 1의 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구의 일부를 각각 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는, 도 1의 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 사용할 때, 휠체어를 타고 후방으로부터 진입한 상태에서, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 하부에 위치한 상태에서, 척수손상 장애인이 양팔을 사용하여 앞쪽으로 손모으기 (hand gathering) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 4a 및 도 4b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 상부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 가슴 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 5a 및 도 5b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 중간부에 위치한 상태에서, 사용자가 한쪽 팔만을 사용하여 삼두박근 킥백 (triceps kickback) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 6a 및 도 6b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 상부에 위치한 상태에서, 사용자가 한쪽 팔만을 사용하여 언더 그립 삼두박근 킥백 (triceps kickback) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 7a 및 도 7b는, 휠체어를 타고 전방으로부터 진입한 상태에서, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 하부에 위치한 상태에서, 척수손상 장애인이 양팔을 사용하여 앞쪽으로 업라이트 (up-right) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 8a 및 도 8b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 중간부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 케이블 로우(cable-row)운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 9a 및 도 9b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 상부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 로우 스카퓰러 리트렉션(low scapular retraction)운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 10a 및 도 10b는, 휠체어를 타고 전방으로부터 진입한 상태에서, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 하부에 위치한 상태에서, 척수손상 장애인이 한쪽 손으로는 제1 패드부를 잡고, 다른 팔로 업-라이트(up-right) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.
도 11a 및 도 11b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 하부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 아암 컬(arm curl)운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구는, 장애인이 앉아 있는 휠체어가 들어갈 수 있을 정도의 간격을 두고 좌우로 배치된 종방향 프레임(11),(12) 및, 상기 종방향 프레임(11),(12)을 대략 중간부에서 상호간에 접속하는 횡방향 프레임(13)으로 구성되는 베이스(10)를 가지며, 따라서 베이스(10)는 대략 H 자의 형상을 가지게 된다.

2개의 좌우 종방향 프레임(11),(12)의 한쪽 끝단에는 대략 45도 정도로 비스듬하게 직립하여 세워진 좌우의 운동부하부(20),(30)가 설치된다. 상기 좌우의 운동부하부(20),(30)의 내부에는, 중량물인 웨이트 스택이 수납되며, 사용자는 웨이트 스택을 구성하는 다수 개의 각종 웨이트의 중량을 선택함으로써 운동부하를 조절할 수 있다. 이러한 웨이트 스택은 척수손상 장애인이 휠체어에 앉은 상태로 전방으로 팔을 뻗어 운동부하부(20),(30) 내의 웨이트의 중량을 조절할 수 있도록 구성된다.

도 1로 돌아가면, 좌우의 운동부하부(20),(30)의 사이에는 이들 운동부하부(20),(30)를 수평으로 연결하는 중간 프레임(40),(42)이 상부 및 하부에 각각 한 개 씩 설치된다. 이 중간 프레임(40),(42)들은 좌우의 운동부하부(20),(30)를 연결할 뿐 아니라, 이하에서 설명하게 될 척수손상 장애인과 휠체어를 웨이트 트레이닝 시에 지지하기 위한 구성을 구비한다.

본 발명에 있어서의 척수손상 장애인의 웨이트 트레이닝 기구의 기본적이며 가장 중요한 포인트는, 장애인이 혼자서 사용하기가 쉽고, 스스로 운동의 전 과정을 수행할 수 있도록 한다는 것이다.

즉, 웨이트 트레이닝을 하고자 하는 장애인이 타인의 도움이 없이 부하의 무게, 좌/우 중량의 밸런스 설정 및, 휠체어 및 자신의 신체의 고정 등을 혼자서 하게 된다. 척추손상 장애인을 위한 재활 리프트 트레이닝은 좌/우 분리된 중량의 조절을 통해 필요한 부하를 설정할 수 있어야 하기 때문에, 운동부하부는 반드시 좌우가 분리되어야만 함과 동시에, 좌/우측 밸런스도 설정 및 조절이 가능해야만 한다.

또한, 종래의 웨이트 트레이닝 장비들은 손잡이가 피벗 방식으로 연결되어 있어 밀거나 당길 때 그 궤적이 변하게 되어 있는데, 일반인들이 근육운동을 하는 경우 주동근, 보조근이 복합적으로 쓰여서 큰 문제가 없지만, 척수손상 장애인들의 경우, 일부 잔존기능 근육만을 사용할 수 있을 뿐이며, 또한 잔존기능 근육의 훈련목적상, 정확한 근육에 정확한 운동을 유발해야 하며, 따라서 운동의 방향과 움직임을 확실하게 유지할 수 있도록 좌/우 양측의 케이블이 인출되는 높이가 조절이 가능해야 하며, 또한 그 높이의 방향에서 사용자에게 횡방향으로 정확하게 인출되어야 하는 것이 매우 중요하다.

따라서, 본 발명에 있어서는 사용자가 의도하는 운동의 방향 및 궤적을 임의로 조정하면서도 정확하게 케이블을 인출하기 위하여, 상기 좌우의 종방향 프레임(11),(12) 상에서 상기 좌우의 운동부하부(20),(30)에 근접하게 케이블 인출부(60),(62)를 설치하였다.

케이블 인출부(60),(62)의 구성은, 도 1 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 상기 상기 종방향 프레임(11),(12)의 상부와 상기 운동부하부(20),(30)의 상부에 각각 그의 끝단이 접속하도록 되어 있다. 케이블 인출부(60)에는 상하방향으로 핀공(600)의 다수 형성되어 있으며, 바깥 둘레부에는 인출 도르래부(70),(72)가 높이 조절이 가능하게 고정설치된다.

인출 도르래부(70),(72)의 이면부에는 케이블(80)의 한 끝단이 연결되고, 이 케이블(80)은 좌우의 운동부하부(20),(30)의 상부에 설치된 도르래(22),(32)및 하부에 설치된 도르래를 통하여 상기 웨이트 스택이 매달린 상태로 연결된 후, 인출 도르래부(70),(72)에 설치된 케이블 인출 도르래(74),(76)를 통하여 케이블 인출부(60),(62)의 외부로 인출된다.

이들 케이블 인출 도르래(74),(76)는 케이블(80)이 인출되는 인출위치와, 사용자가 실시하고자 하는 운동의 방향 및 궤적 등을 규정하게 된다. 또한, 상기 케이블(80)의 끝단에는 척수손상 장애인이 손으로 잡고 운동할 수 있도록 손잡이(90),(92)가 구비된다.

인출 도르래부(70),(72)에는 상술한 바와 같이 운동부하부(20),(30) 내의 웨이트 스택이 걸려지는 케이블(80)이 인출되는 케이블 인출 도르래(74),(76)가 설치된다.

상기 인출도르래(70),(72)는 도 2b (좌우에 설치된 것 중 우측만 표시)에 상세하게 나타낸 바와 같이, 그의 외부 케이싱이 상기 인출 도르래부(70)에 장착된 장착축(700)을 중심으로 인출 도르래부(70)의 좌우 방향으로 요동가능하게 배치되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 척수장애인이 의도하는 잔존근육에 대한 정확한 운동 동작을 구현하기 위해서는, 케이블의 인출위치, 인출높이 및 인출각도와 운동방향 등이 정확하게 규정되어야 하며, 케이블의 인출위치 및 인출높이는 인출도르래부(70)의 설치위치에 의하여 조절할 수 있지만, 케이블이 인출되는 각도 및 운동방향은 케이블 인출 도르래(74)가 좌우방향으로 요동가능한 것이어야만 조절이 가능하기 때문이다.

상기와 같이 구성된 기본적인 운동부하부(20),(30) 및 그에 연결된 케이블(60),(62)을 이용하여 운동하기 위해서는, 앞서 상술한 바와 같이 장애인의 신체 및 휠체어가 확실하게 고정되어야 할 필요가 있다.

휠체어 고정은 단순히 휠체어가 전후좌우 방향으로 이동하지 않는다는 의미에서의 고정이 아니라, 골반부위를 최대한 몸의 안쪽으로, 그리고 90도 각도에서 수직방향으로 고정시킴으로써, 신체와 휠체어를 동시에 고정시켜야만 장애인이 안심할 수 있고, 또한 근력의 발휘가 가능하게 된다.

그리고, 척수장애의 부위가 높아서 몸통까지도 고정이 되어야 한다면, 필요에 따라서 등 또는 가슴 부위에 패드를 부착부위에 대하여 수직인 방향으로 정확하게 밀착하고, 밴드로 고정시킬 수 있어야만 한다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 도 1 및 도 2a에 나타낸 바와 같이, 상기 상부의 중간 프레임(40)의 중앙부와 상기 횡방향 프레임(13)의 중앙부에 그의 상하 끝단이 각각 고정되는 지지 프레임(50)의 외부 둘레에, 높이 조절이 가능하게 지지되며, 사용자를 향하여 돌출되는 제1 돌출 프레임부(54)를 설치한다. 그리고, 상기 돌출 프레임부(54)의 내부에 길이조절이 가능하게 지지되며, 한 쪽 끝단에 사용자의 가슴 또는 등과 맞닿는 제1 패드(P1)를 가지는 제1 패드부(56)를 장착하였다.

도 2a에 상세하게 나타낸 바와 같이 상기 지지프레임(50)의 상하방향 표면에는 다수 개의 핀공(51)들이 형성되어 있으며, 제1 돌출 프레임부(54)에는 상기 핀공(51)에 고정되는 고정핀(540)이 구비되어 있어서, 지지 프레임(50)의 외부에서 제1 돌출 프레임부(54)의 높이를 임의로 조절할 수 있다. 이 또한, 척수손상 장애인이 혼자서 행할 수 있는 것임은 말할 것도 없다.

한편, 제1 돌출 프레임부(54)의 내부에서 전/후방향으로 이동함으로써 사용자에 대한 제1 패드(P1)의 거리를 조절할 수 있도록 한 제1 패드부(56)의 표면에도 다수 개의 핀공(53)이 형성되며, 돌출 프레임부(54)에 구비된 고정핀(560)에 의하여 전후 방향의 길이를 사용자 본인이 임의로 조절가능하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 지지 프레임(50)의 외부 둘레에 상기 제1 돌출 프레임부(54)의 아래쪽으로 사용자의 전방을 향하여 돌출되는 제2 돌출 프레임부(58)이 높이 조절이 가능하게 지지된다. 또한, 상기 제2 돌출 프레임부(58)의 내부에는 그의 한 쪽 끝단에 사용자의 골반을 지지하는 패드(P2)를 가지는 제2 패드부(59)가 길이조절이 가능하게 지지된다.

이러한 제1 및 제2 돌출 프레임부(54),(58)는, 척수장애의 부위가 높아서 몸통까지도 고정이 되어야 하는 경우, 등 또는 가슴 부위에 제1 패드(P1)를 부착부위에 대하여 수직인 방향으로 정확하게 밀착하고, 또한 골반부위를 최대한 몸의 안쪽으로, 그리고 90도 각도에서 수직방향으로 제2 패드(P2)에 의하여 고정시킴으로써, 신체와 휠체어를 동시에 고정하기 위한 것이며, 이에 따라 장애인이 안심할 수 있고, 또한 근력의 발휘가 가능하게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 사용하는 방법 및 양태에 대해서 도 3 내지 11을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 쓰고자 하는 장애인은, 휠체어를 탄 채로 좌우의 운동부하부(20),(30)의 웨이트 스택의 중량을 조정한 후, 베이스(10)의 횡방향 프레임(13)의 앞쪽까지 진입한다.

이 상태에서, 사용자는 휠체어를 앞뒤로 움직여서 최종위치를 정한 후, 휠체어의 바퀴에 달린 제어장치를 이용하여 휠체어를 움직이지 않도록 고정한다.

그리고, 사용자는 지지프레임(50) 상에 설치된 제2 돌출프레임부(58)의 내부에 삽입된 제2 패드부(59)의 길이를 조절하여, 제1 패드(P2)가 골반 안쪽의 깊숙한 위치에 오도록 한 후, 지지프레임(50) 상에 설치된 제2 돌출프레임부(58)를 최대한 내려 누른 후, 고정핀(590)을 핀공(51)에 고정시킨다.

또한, 이 상태에서 제1 돌출 프레임부(54)의 높이를 조절한 후, 제1 패드부(56)가 최대한 사용자의 가슴/등에 밀착되도록 한 후, 내부에서 전/후방향으로 이동함으로써 사용자에 대한 제1 패드(P1)의 거리를 조절할 수 있도록, 제1 패드부(56)의 표면에도 형성된 핀공(53)중의 하나에 돌출 제1 돌출 프레임부(54)에 구비된 고정핀(560)에 의하여 고정함으로써, 사용자는 휠체어와 몸통부위가 완전히 고정되어 안정적인 운동이 가능해진다. 이후, 손잡이(80),(82)를 양 손 또는 한 손으로 파지한 후 운동을 시작한다.

본 발명에 따른 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구는 휠체어를 탄 상태에서 전방으로 진입하거나, 또는 후방으로 진입하여 다양한 운동이 가능하도록 한다.

예를 들어, 도 3a 및 도 3b는, 도 1의 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 기구를 사용할 때, 휠체어를 타고 후방으로부터 진입한 상태에서, 제1 돌출 프레임부(54)의 제1 패드(P1)만이 사용자의 등을 지지한 상태에서, 인출 도르래부(70),(72)의 높이를 케이블 인출부(60),(62)의 하부에 위치시킨 후, 척수손상 장애인이 양팔을 사용하여 앞쪽으로 손모으기 (hand gathering) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진으로서, 이 운동은 가슴근육, 특히 대흉근 운동을 위한 것으로서, 도 3b에서 내려져 있던 양 팔을 얼굴 앞쪽으로 들어올려 도 3b의 위치까지 오도록 한다.

이 운동의 초기에는 양팔의 넓이가 넓지만, 운동 말기에는 양 손이 모아지기 때문에, 케이블 인출 도르래(74),(76)는, 척수손상 장애인의 재활을 위하여 잔존기능 근육을 정확하게 운동시키기 위한 케이블(80)의 인출위치 및 인출각도와 운동방향 등을 규정하는 작용을 함을 알 수 있다.

도 4a 및 도 4b는, 인출 도르래부(70),(72)의 높이를 케이블 인출부(60),(62)의 상부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 가슴 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다. 이 운동의 경우에도 케이블 인출 도르래(74),(76)가 케이블(80)의 인출위치 및 인출각도와 운동방향 등을 규정하는 작용을 함을 알 수 있다.

또한, 본 웨이트 트레이닝 기구는, 후방으로 진입해서 가슴(대흉근)운동을 각도별로 할 수 있을 뿐 아니라, 팔운동도 가능하다.

도 5a 및 도 5b는, 인출 도르래부(70),(72)의 높이를 케이블 인출부(60),(62)의 중간부에 위치한 상태에서, 사용자가 한쪽 팔만을 사용하여 삼두박근 킥백 (triceps kickback) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.

도 5a 및 도 5b로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 케이블 인출 도르래(74),(76)는 잔존근육인 삼부박근을 자극하여 정확하게 근육을 운동할 수 있도록 케이블(80)의 인출위치 및 인출각도와 운동방향 등을 유지한다.

도 6a 및 도 6b는, 인출 도르래부(70),(72)의 높이를 케이블 인출부(60),(62)의 상부에 위치한 상태에서, 사용자가 한쪽 팔만을 사용하여 언더 그립 삼두박근 킥백 (triceps kickback) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타낸다.

한편, 도 7 내지 도 11은, 휠체어를 탄 척수손상 장애인이 전방으로부터 진입하여, 상술한 바와 같이 제1 돌출 프레임부(54) 및 제2 돌출 프레임부 (58)의 높이 및 제1 패드부(56) 및 제2 패드부(59)에 의하여 운동자의 골반 및 가슴부위에 밀착하여 제1 패드(P1) 및 제2 패드(P2)에 의하여 하체 및 상체를 확고하게 고정한 후에 행하는 운동들을 나타낸다. 이러한 자세에서는 등, 특히 광배근에 대한 운동을 각도별로 할수 있고, 물론 팔운동도 가능하다.

도 7a 및 도 7b는, 인출 도르래부(70),(72)의 높이를 케이블 인출부(60),(62)의 하부에 위치한 상태에서, 척수손상 장애인이 양팔을 사용하여 앞쪽으로 업라이트 (up-right) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.

도 8a 및 도 8b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 중간부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 케이블 로우 (cable-row) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진으로서, 이 운동은 케이블(80)의 인출이 정확하게 일직선 상으로 이루어지는 것이 중요하기 때문에, 본 발명의 인출 도르래부(70),(72) 및 케이블 인출 도르래(74),(76)가 이러한 목적을 정확하게 달성할 수 있도록 구성됨을 알 수 있다.

도 9a 및 도 9b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 상부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 로우 스카퓰러 리트렉션 (low scapular retraction) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진으로서, 양 손에 쥔 케이블(80)이 중간에 상호간에 교차되어야만 가능한 운동임을 알 수 있다.

본 발명의 도 10a 및 도 10b는, 휠체어를 타고 전방으로부터 진입한 상태에서, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 하부에 위치시킨 후, 척수손상 장애인이 한쪽 손으로는 제1 패드부(56)를 붙잡고, 다른 팔로는 업라이트 (up-right) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이며, 도 11a 및 도 11b는, 인출 도르래부의 높이를 케이블 인출부의 하부에 위치한 상태에서, 사용자가 양팔을 사용하여 아암 컬 (arm curl) 운동을 하는 경우의 동작 전 및 동작 후 자세를 각각 나타내는 사진이다.

이외에도, 설명은 생략하였지만, 매우 다양하고도 정확하게 의도하는 잔존근육에 대한 운동이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구에 의하면, 척수 손상에 의하여 모든 근육을 자유롭게 사용하는 것이 불가능한 장애인이, 재활에 필수적인 잔존근육 운동을 위하여 휠체어를 탄 상태에서 혼자의 힘으로 편리하고 확실한 웨이트 트레이닝을 할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은 비록 특정한 도면을 참조한 실시예를 기초로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 변경 및 변형이 가능함은 동 분야의 통상의 기술자라면 용이하게 알 수 있음은 주지의 사실이다.

Claims (6)

1. 상호간에 사이를 둔 좌우의 종방향 프레임(11), (12) 및, 상기 종방향 프레임(11),(12)을 상호간에 접속하는 횡방향 프레임(13)을 가지는 베이스(10);
   상기 좌우의 종방향 프레임(11),(12) 상에 각각 설치되며, 사용자가 휠체어에 앉은 채로 좌측 또는 우측 팔을 이용하여 중량의 조정이 가능한 웨이트 스택(22),(32)을 수납하고 있는 좌우의 운동부하부(20),(30);
   상기 좌우의 운동부하부(20),(30)를 상부 및 하부에서 수평방향으로 연결하는 중간 프레임(40),(42);
   상기 상부의 중간 프레임(40)과 상기 횡방향 프레임(13)에 그의 상하 끝단이 고정되는 지지 프레임(50);
   상기 지지 프레임(50)의 외부 둘레에 높이조절이 가능하게 지지되며, 사용자를 향하여 돌출되는 제1 돌출 프레임부(54);
   상기 제1 돌출 프레임부(54)의 내부에 길이조절이 가능하게 지지되며, 한쪽 끝단에 사용자의 가슴 또는 등과 맞닿는 제1 패드(P1)를 가지는 제1 패드부(56);
   상기 좌우의 종방향 프레임(11),(12) 상에서 상기 좌우의 운동부하부(20),(30)에 근접하여 설치되는 케이블 인출부(60),(62);
   상기 케이블 인출부(60),(62)의 외부 둘레에서 상하방향으로 높이가 조절가능하게 고정되며, 사용자를 향하여 케이블 인출 도르래(74),(76)가 설치되는 인출 도르래부(70),(72);
   상기 좌우의 운동부하부(20),(30) 내의 웨이트 스택(22),(32)에 한쪽 끝단이 각각 연결되며, 상기 케이블 인출부(60),(62)의 케이블 인출 도르래(74),(76)를 거쳐서 인출되는 케이블(80); 및
   상기 케이블(80)의 다른 쪽 끝단에 연결된 손잡이(90),(92);
   를 포함하는 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝 운동기구.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이블 인출 도르래(74),(76)는 그의 외부 케이싱이 상기 인출 도르래부(70),(72)에 장착된 장착축(700)을 중심으로 인출 도르래부(70),(72)의 좌우 방향으로 요동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 지지 프레임(50)의 외부 둘레에 상기 제1 돌출 프레임부(54)의 아래쪽으로 높이조절이 가능하게 지지되며, 사용자의 전방을 향하여 돌출되는 제2 돌출 프레임부(58); 및
   상기 제2 돌출 프레임부(58)의 내부에 길이조절이 가능하게 지지되며, 한 쪽 끝단에 사용자의 골반을 지지하는 패드(P2)를 가지는 제2 패드부(59);
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 돌출 프레임부(54),(58)의 높이조절은, 상기 지지프레임(50)에 형성된 핀공(51) 및 상기 제1 및 제2 돌출 프레임(54),(58)을 상기 핀공(51)에 고정시키는 고정핀(540),(580)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 패드부(56),(59)의 길이조절은, 상기 제1 및 제2 패드부(56),(59)에 그의 길이방향으로 다수 형성된 핀공(53) 및 상기 제1 및 제2 패드부(56),(59)를 상기 돌출 프레임(54)에 고정시키는 고정핀(560),(590)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 인출 도르래부(70),(72)의 높이조절은, 상기 케이블 인출부(60),(62)에 상하방향으로 다수 형성된 핀공(600) 및 상기 케이블 인출 도르래부(70),(72)를 상기 핀공(600)에 고정시키는 고정핀(610)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 척수손상 장애인용 웨이트 트레이닝기구.

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