KR20220127432A - 발-발목 생체되먹임 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발-발목 생체되먹임 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치는 지면에 안착되는 베이스 프레임(110), 상기 베이스 프레임(110)의 상부에 안착되며 상기 베이스 프레임(110)에 교차하는 방향으로 배치되는 지지 프레임(120), 상기 지지 프레임(120)의 상부에 고정 설치되며, 사용자의 발꿈치가 접촉되는 고정식 발판(130), 상기 지지 프레임(120)의 상부에서 사용자의 전족부가 접촉되도록 설치되며, 상기 고정식 발판(130)과 동일한 높이에서 상기 고정식 발판(130)을 기준으로 전후로 이동 가능하게 형성되는 전후 이동식 발판(140), 및 상기 전후 이동식 발판(140)의 상부에서 좌우로 이동 가능하게 형성되는 좌우 이동식 발판(150)을 포함하는 본체(100) 및 상기 전후 이동식 발판(140) 및 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 거리 및 압력 정보를 사용자에게 피드백 하는 제어부(200)를 포함한다.

Description

발-발목 생체되먹임 장치{FOOT-ANKLE BIOFEEDBACK DEVICE}
본 발명은 발-발목 생체되먹임 장치에 관한 것이다.
인간의 발과 다리는 기능적인 연결 형태를 가지고 있다. 즉, 골반, 무릎, 발목 및 발을 포함한 근골격 복합체는 서로 연결되어서, 발의 안정성이 골반까지 영향력이 전달될 수 있다.
발은 발가락 허리뼈인 중족골과, 발가락뼈 또는 중족골에 연결된 발 내재근, 즉 발바닥 근육을 가지고 있다. 발 내재근은 발과 발목관절의 다양한 요인에 대하여 기본적인 안정화 기능을 제공한다. 이와 함께, 발 내재근은 발 내부의 국소적인 안정화 기능, 역동적인 지지와 조절 기능, 즉 다양한 지면과 환경에 반응하면서 발의 구조적인 변화를 지변에 밀착되는데 최적화하여 안정적으로 접지되도록 하는 기능, 및 발의 움직임에서 근육의 활성화되는 양과 타이밍이 상황과 환경에 적절히 반응할 수 있게 조절하는 기능을 담당한다.
일 예로서, 기존의 경우 숏풋운동(Short foot)이 있다. 숏풋운동은 발의 내재근을 강화하기 위해 주로 실시된다. 특히 평발을 가진 사람들의 발 기능과 아치를 개선하기 위해 적용된다. 도 1의 A를 참조하면, 숏풋운동의 시작 자세를 보여준다. 숏풋운동을 정확히 수행하기 위해 수건 등이 사용되었다. 도 1의 B를 참조하면, 숏풋운동의 수행 자세 및 끝 자세를 보여주는데, 도시된 바와 같이 수건이 당겨 말려져 있으면서 아치가 형성되어 있어야 한다.
다른 예로서, 기존에는 발가락펼침운동(Toe spread out)이 있다. 발가락펼침운동은 발의 내재근 중 엄지발가락벌림근을 강화하기 위해 주로 실시된다. 특히, 발가락펼침운동은 엄지발가락가쪽휨증(Hallux valgus)을 가진 사람들의 발 구조 및 기능을 개선하기 위해 적용된다. 도 2의 A를 참조하면, 발가락펼침운동은 발가락을 폄 한 자세에서 시작하고, 도 2의 B를 참조하면 발가락펼침운동의 끝 자세는 발가락을 최대 벌림 한 상태에서 새끼발가락부터 지면에 닿은 후, 이어서 엄지발가락을 닿고 나머지 발가락을 닿는다.
이와 다른 예로서, 발-발목 운동 시 표면근전도를 측정하는 방식으로서, 발-발목 운동 시 표면근전도 측정에 대한 제한점으로 발바닥이 지면에 닿지 않은 상태의 운동 시에만 국한되어 근전도 연구가 진행되고 있다. 즉, 열린사슬운동(open kinematic chain) 시에만 국한되어 측정이 되고 있다. 닫힌사슬운동(closed kinematic chain)과 관련된 발-발목 운동 시 표면근전도 전극이 표면과 접촉되어 생기는 노이즈를 예방하기 위해 초음파 등을 이용하여 근육의 단면적 또는 두께 변화를 측정한다. 그런데, 실제 임상에서 실시되는 숏풋운동, 발가락펼침운동 같은 닫힌사슬운동 수행 시 발 내재근의 근활성도를 규명하는데 제한이 있다. 이러한 제한으로 인하여, 발-발목과 관련된 표면근전도 연구는 매우 극소수이며, 대부분은 발의 외재근에 대한 연구로 내재근 운동의 정확한 효과를 규명하는데 많은 어려움이 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2020-0001513호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발-발목 중재를 보다 손쉽고 정확하게 수행할 수 있으며, 휴대성이 높아 시간 및 장소 제약없이 자가 훈련이 가능한 발-발목 생체되먹임 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 발-발목 생체되먹임 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치는 지면에 안착되는 베이스 프레임(110), 상기 베이스 프레임(110)의 상부에 안착되며 상기 베이스 프레임(110)에 교차하는 방향으로 배치되는 지지 프레임(120), 상기 지지 프레임(120)의 상부에 고정 설치되며, 사용자의 발꿈치가 접촉되는 고정식 발판(130), 상기 지지 프레임(120)의 상부에서 사용자의 전족부가 접촉되도록 설치되며, 상기 고정식 발판(130)과 동일한 높이에서 상기 고정식 발판(130)을 기준으로 전후로 이동 가능하게 형성되는 전후 이동식 발판(140), 및 상기 전후 이동식 발판(140)의 상부에서 좌우로 이동 가능하게 형성되는 좌우 이동식 발판(150)을 포함하는 본체(100); 및 상기 전후 이동식 발판(140) 및 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 거리 및 압력 정보를 사용자에게 피드백 하는 제어부(200);를 포함한다.
상기 베이스 프레임(110)은, 지면 상에서 좌우로 길게 배치되는 제1 베이스 프레임(111); 및 상기 제1 베이스 프레임(111)과 동일 길이를 가지며, 상기 제1 베이스 프레임(111)의 전방으로 소정 간격의 제1 이격부(113)를 두고 상기 제1 베이스 프레임(111)과 평행을 이루어 배치되는 제2 베이스 프레임(112);을 포함한다.
상기 지지 프레임(120)은, 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 길이 방향에 교차하여 전후로 길게 배치되며, 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 상부 양측에 적어도 하나 고정되는 제1, 2 사이드 프레임(121, 122); 및 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 길이 방향에 교차하여 전후로 길게 배치되며, 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122)의 사이에 위치하는 센터 프레임(123);을 포함한다.
상기 제1 사이드 프레임(121)과 상기 센터 프레임(123) 사이에는 소정 간격의 제2 이격부(124)가 형성되고, 상기 제2 사이드 프레임(122)과 상기 센터 프레임(123) 사이에는 소정 간격의 제3 이격부(125)가 형성될 수 있다.
상기 고정식 발판(130)은, 상기 지지 프레임(120)의 상부 중 후단에 설치되어 위치가 고정되며, 상부 면은 사용자의 발꿈치와의 접촉을 위하여 평탄하게 형성되고, 하부 면은 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122) 각각과 상기 센터 프레임(123) 사이로 삽입 고정되는 제1, 2 고정 블록(134, 135)을 구비한다.
상기 전후 이동식 발판(140)은, 상부 면은 사용자의 전족부 발바닥과의 접촉을 위하여 평탄하게 형성되고, 하부 면은 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122) 각각과 상기 센터 프레임(123) 사이로 삽입되어 전후로 슬라이딩 이동하는 제1, 2 이동 블록(144, 145)을 구비한다.
상기 좌우 이동식 발판(150)은, 상기 전후 이동식 발판(140)의 상부 중 전단 부위에서 좌우로 이동 가능하게 형성될 수 있다.
상기 전후 이동식 발판(140)의 상부 중 전단 부위에는 소정의 높이로 하향 함몰된 단차 홈(141)이 구비되고, 상기 단차 홈(141)에는 상기 전후 이동식 발판(140)의 길이에 대응하여 좌우로 길게 형성된 레일 홈(142)이 구비되며, 상기 좌우 이동식 발판(150)의 하부 면에는 상기 레일 홈(142)에 삽입되어 상기 좌우 이동식 발판(150)의 좌우 이동을 가이드 하는 레일 블록(152)이 구비될 수 있다.
상기 전후 이동식 발판(140)은, 적어도 하나의 위치센서(149)를 더 포함하고, 상기 위치센서(149)는, 상기 고정식 발판(130)의 위치를 기준으로 상기 전후 이동식 발판(140)의 이동 거리 및 위치를 검출할 수 있다.
상기 전후 이동식 발판(140)은, 적어도 하나의 디지털 캘리퍼(180)를 더 포함하고, 상기 디지털 캘리퍼(180)는, 상기 본체(100)의 상부 또는 측면에 위치하며, 상기 고정식 발판(130)의 위치를 기준으로 상기 전후 이동식 발판(140)의 이동 거리 및 위치를 검출할 수 있다.
상기 전후 이동식 발판(140)의 하부에는, 적어도 하나의 제1 압력센서(171)가 구비되고, 상기 제1 압력센서(171)는, 상기 전후 이동식 발판(140)에서 하방으로 가해진 하중을 검출하며, 상기 제1 압력센서(171)의 주변에는 하중의 인가 시 수축 가능한 탄성부재(160)가 더 구비될 수 있다.
상기 좌우 이동식 발판(150)의 하부에는, 복수의 제2 압력센서(173)가 더 구비되고, 상기 복수의 제2 압력센서(173)는 상기 좌우 이동식 발판(150)에서 하방으로 가해진 하중을 검출하며, 상기 복수의 제2 압력센서(173)은, 상기 좌우 이동식 발판(150)의 길이 방향을 기준으로 중앙 및 좌우 측에 적어도 하나 위치할 수 있다.
상기 좌우 이동식 발판(150)은 구동조절부(300)를 더 포함하며, 상기 구동조절부(300)는, 사용자로부터 유무선 방식으로 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 지령을 전달 받는 입력부(310); 상기 입력부(310)를 통해 전달된 이동 지령에 따라 상기 좌우 이동식 발판(150)을 좌우로 설정 간격만큼 이동시키는 구동부(320); 및 상기 제2 압력센서(173)에서 검출된 하중이 설정된 기준 압력인 경우 설정된 음성 정보를 출력하는 출력부(330);를 포함한다.
상기 전후 이동식 발판(140) 또는 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 시 사용자의 발 내재근의 활동을 근전도로 측정하는 근전도측정부(400);를 더 포함하고, 상기 근전도측정부(400)는, 상기 제2, 3 이격부(124, 125) 중 하나와 마주하는 위치에 형성되어, 상기 제2, 3 이격부(124, 125)의 오픈 공간을 통해 노이즈 없이 근전도를 측정할 수 있다.
본 발명인 발-발목 생체되먹임 장치에 의하면 발-발목 중재를 보다 손쉽고 정확하게 수행할 수 있으며, 휴대성이 높아 사용자가 장소 및 시간 제약없이 다양한 장소에서 언제라도 자가 훈련이 가능한 장점이 있다.
본 발명인 발-발목 생체되먹임 장치에 의하면 숏풋운동에 대한 교육 및 훈련이 가능하여 평발 및 기능적 평발을 비롯한 발의 내재근의 약증이 있는 대상자들에게 내재근 기능을 개선시켜 줄 수 있는 장점이 있다.
본 발명인 발-발목 생체되먹임 장치에 의하면 발가락펼침운동에 대한 교육 및 훈련이 가능하여 엄지발가락가쪽휨증을 가진 대상자들에게 엄지발가락벌림근의 기능을 개선시켜줄 수 있는 장점이 있다.
본 발명인 발-발목 생체되먹임 장치에 의하면 발-발목 근전도 발판의 기능을 탑재하여 표면근전도를 이용한 발과 관련된 연구에서 발의 내재근의 활동을 손쉽게 측정할 수 있는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1 및 도 2는 일반적인 숏풋운동 및 발가락펼침운동에 관하여 설명하기 위해 도시한 사진들.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치의 본체 세부 구조를 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치의 본체 세부 구조를 보여주는 분해 사시도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치의 요부 구성을 보여주는 개념도들.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도면에서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치의 본체 세부 구조를 보여주는 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치의 본체 세부 구조를 보여주는 분해 사시도 이다. 그리고 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치의 요부 구성을 보여주는 개념도들이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치는 발-발목 중재를 보다 손쉽고 정확하게 수행할 수 있으며, 휴대성이 높아 시간 및 장소 제약없이 자가 훈련이 가능한 장치를 말한다.
최근 들어, 발-발목 관련된 질환은 점차 증가하고 있으며, 이에 따른 의료비 지출 역시 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 질환을 개선하기 위한 방법으로는 수술적 방법과 보존적 방법이 존재한다. 이들 중 보존적 방법으로는 발목-발 운동 중재를 주로 적용하며, 이는 임상전문가에 의해 지도하에 관리ㅇ감독된다.
본 발명의 실시예에 따른 발-발목 생체되먹임 장치는 발-발목 운동 중재를 보다 손쉽게 적용하기 위해 안출된 것으로, 전후 이동식 발판과 전후 이동과 관련된 생체정보를 생체되먹임 장치를 통해 정확한 숏풋운동을 손쉽게 적용할 수 있다. 또한, 좌우 이동식 발판과 발가락 발허리뼈 부위의 압력과 관련된 생체되먹임 장치를 통해 정확한 발가락펼침운동을 보다 쉽게 적용할 수 있다. 또한, 전후 및 좌우 이동식 발판을 통해 발바닥에 위치한 내재근의 근활성도를 노이즈 없이 측정할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치는 본체부(100)와, 제어부(200)를 포함한다.
본체부(100)는 베이스 프레임(110), 지지 프레임(120), 고정식 발판(130), 전후 이동식 발판(140), 좌우 이동식 발판(150)을 포함한다.
베이스 프레임(110)은 지면에 안착되는 우드 또는 이와 유사한 강도를 갖는 경량의 절연부재를 이용할 수 있다.
지지 프레임(120)은 상기 베이스 프레임(110)의 상부에 안착되며 상기 베이스 프레임(110)에 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.
고정식 발판(130)은 상기 지지 프레임(120)의 상부에 고정 설치되며, 사용자의 발꿈치가 접촉되는 면을 제공한다.
전후 이동식 발판(140)은 상기 지지 프레임(120)의 상부에서 사용자의 전족부가 접촉되도록 설치되며, 상기 고정식 발판(130)과 동일한 높이에서 상기 고정식 발판(130)을 기준으로 전후(W1)로 이동 가능하게 형성될 수 있다.
좌우 이동식 발판(150)은 상기 전후 이동식 발판(140)의 상부에서 좌우(W2)로 이동 가능하게 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본체부(100)는 전체 구성이 우드 등의 경량이면서 강성이 우수하며 내구성이 뛰어난 절연 재료로 이루어질 수 있다. 다만 우드 재질에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 절연 재료를 이용할 수 있다.
제어부(200)는 상기 전후 이동식 발판(140) 및 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 거리 및 압력 정보를 사용자에게 피드백, 즉 생체정보 되먹임 처리하는 장치이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치를 구성하는 본체부(100) 및 제어부(200)에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본체부(100)는 베이스 프레임(110), 지지 프레임(120), 고정식 발판(130), 전후 이동식 발판(140), 좌우 이동식 발판(150)을 포함한다.
예를 들어, 베이스 프레임(110)은 제1 베이스 프레임(111), 및 제2 베이스 프레임(112)를 포함한다.
제1 베이스 프레임(111)은 지면 상에서 좌우로 길게 배치되는 바 형상의 우드 프레임일 수 있다.
제2 베이스 프레임(112)은 상기 제1 베이스 프레임(111)과 동일 길이를 가지며, 상기 제1 베이스 프레임(111)의 전방으로 소정 간격(L1, 도 3 참조)의 제1 이격부(113)를 두고 상기 제1 베이스 프레임(111)과 평행을 이루어 배치될 수 있다.
지지 프레임(120)은 제1, 2 사이드 프레임(121, 122), 및 센터 프레임(123)을 포함한다.
예를 들어, 제1, 2 사이드 프레임(121, 122)은 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 길이 방향에 교차하여 전후로 길게 배치되며, 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 상부 양측에 적어도 하나 고정될 수 있다.
센터 프레임(123)은 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 길이 방향에 교차하여 전후로 길게 배치되며, 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122)의 사이에 위치할 수 있다. 바람직하게는 센터 프레임(123)은 제1, 2 사이드 프레임(121, 121)보다 큰 상부 면적을 가질 수 있으며, 이로 인해 후술할 전후 및 좌우 이동식 발판(140, 150)의 안정적인 지지가 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 사이드 프레임(121)과 상기 센터 프레임(123) 사이에는 소정 간격(L3, 도 3 참조)의 제2 이격부(124)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 제2 사이드 프레임(122)과 상기 센터 프레임(123) 사이에는 소정 간격(L2, 도 3 참조)의 제3 이격부(125)가 형성될 수 있다.
이들 제2, 3 이격부(124, 125)는 후술할 근전도 전극, 즉 근전도측정부(400)가 사용자의 발바닥에 부착된 후 노이즈 없이 근전도를 측정할 수 있게 소정의 크기의 오픈 공간을 제공한다.
고정식 발판(130)은, 상기 지지 프레임(120)의 상부 중 후단에 설치되어 위치가 고정될 수 있다.
고정식 발판(130)의 상부 면은 사용자의 발꿈치와의 접촉을 위하여 평탄하게 형성될 수 있다. 또한, 고정식 발판(130)의 하부 면은 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122) 각각과 상기 센터 프레임(123) 사이로 삽입 고정되는 제1, 2 고정 블록(134, 135)을 구비할 수 있다.
전후 이동식 발판(140)은 고정식 발판(130)과 달리, 상부 면은 사용자의 전족부 발바닥과의 접촉을 위하여 평탄하게 형성되고, 하부 면은 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122) 각각과 상기 센터 프레임(123) 사이로 삽입되어 전후로 슬라이딩 이동하는 제1, 2 이동 블록(144, 145)을 구비할 수 있다.
좌우 이동식 발판(150)은 상기 전후 이동식 발판(140)의 상부 중 전단 부위에서 좌우로 이동 가능하게 형성될 수 있다.
이를 위해, 도 4를 참조하면 전후 이동식 발판(140)의 상부 중 전단 부위에는 소정의 높이로 하향 함몰된 단차 홈(141)이 구비된다.
이 단차 홈(141)에는 상기 전후 이동식 발판(140)의 길이에 대응하여 좌우로 길게 형성된 레일 홈(142)이 구비될 수 있다.
그리고 좌우 이동식 발판(150)의 하부 면에는 상기 레일 홈(142)에 삽입되어 상기 좌우 이동식 발판(150)의 좌우 이동을 가이드 하는 레일 블록(152)이 구비될 수 있다.
이에 따라, 좌우 이동식 발판(150)은 전후 이동식 발판(140)의 상부에서 좌우 방향으로 이동이 가능하다.
한편, 도시된 레일 홈(142) 및 레일 블록(152)의 단면은 쐐기 형상으로 나타나 있는데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 레일 단면 형상으로 변경 가능하다.
도 5을 참조하면, 전후 이동식 발판(140)은 적어도 하나의 위치센서(149)를 더 포함한다.
위치센서(149)는 상기 고정식 발판(130)의 위치를 기준으로 상기 전후 이동식 발판(140)의 이동 거리 및 위치를 검출하도록 해준다.
예를 들어, 위치센서(149)는 전후 이동식 발판(140)의 이동 거리 및 위치를 검출하여 제어부(200)에 전달함으로써, 전후 이동식 발판(140)과 전후 이동과 관련된 생체정보를 사용자에게 피드백 하여 정확한 숏풋운동을 손쉽게 적용할 수 있다.
또한, 전후 이동식 발판(140)은 적어도 하나의 디지털 캘리퍼(180)를 더 포함할 수 있는데, 디지털 캘리퍼(180)는 본체(100)의 상부 또는 측면에 위치할 수 있다. 이는 고정식 발판(130)의 위치를 기준으로 전후 이동식 발판(140)의 이동 거리 및 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 전후 이동식 발판(140)의 하부에는 적어도 하나의 제1 압력센서(171)가 구비될 수 있다.
제1 압력센서(171)는 전후 이동식 발판(140)에서 하방으로 가해진 하중을 검출할 수 있다. 이에 따라, 전후 이동식 발판(140)을 통해 눌러진 압력을 효과적으로 측정할 수 있으며, 측정된 압력은 제어부(200)를 통해 사용자가 손쉽게 피드백 받을 수 있다.
한편, 제1 압력센서(171)의 주변에는 하중의 인가 시 상하 방향으로 설정 범위 내에서 탄성 변형 가능한 탄성부재(160)가 더 구비될 수 있는데, 이를 통해 압력의 측정을 보다 쉽게 수행해 낼 수 있다. 다만, 이러한 탄성부재(160)의 배치 형태는 반드시 도시된 형상에 한정될 필요는 없으며, 다양한 위치로 변경될 수 있다.
도 5의 (a)에서 발(10)은 시작자세를 나타낸다. 도 5의 (b)에서 발꿈치는 고정식 발판(130)에 고정시키고, 전족부의 발판을 발꿈치 방향으로 당겨 숏풋운동을 실시할 수 있다.
이때, 발가락의 굽힘이 발생하지 않도록 발가락 부위의 검출된 압력은 제어부(200)에 피드백 될 수 있다. 위치 센서(149) 및 디지털 캘리퍼(180) 등을 이용하여 전후 이동식 발판(140)이 일정 거리만큼 후방으로 이동 시 합격 등의 음성 정보를 출력할 수 있다.
그리고 한편, 도 6 및 도 7을 참조하면, 좌우 이동식 발판(150)의 하부에는 복수의 제2 압력센서(173)가 더 구비될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 압력센서(173)는 상기 좌우 이동식 발판(150)에서 하방으로 가해진 하중을 검출할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 압력센서(173)은 상기 좌우 이동식 발판(150)의 길이 방향을 기준으로 중앙 및 좌우 측에 적어도 하나 위치할 수 있는데, 이와 같이 제2 압력센서(173)가 복수로 구성될 경우 제2 압력센서(173)를 통해 가해진 하중, 즉 발가락 부위의 압력을 손쉽게 측정할 수 있다.
이에 더하여, 도 7을 참조하면, 좌우 이동식 발판(150)은 구동조절부(300)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 구동조절부(300)는 사용자로부터 유무선 방식으로 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 지령을 전달 받는 입력부(310)와, 상기 입력부(310)를 통해 전달된 이동 지령에 따라 상기 좌우 이동식 발판(150)을 좌우로 설정 간격만큼 이동시키는 구동부(320)를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 구동조절부(300)는 제2 압력센서(173)에서 검출된 하중이 설정된 기준 압력인 경우 설정된 음성 정보를 출력하는 출력부(330)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 발가락펼침운동 시 발가락 발허리뼈 부위의 좌우 이동식 발판(150)이 사용자의 지령에 따라, 일정한 간격으로 좌, 우측으로 이동할 수 있다. 특히, 입력부(310)의 조작에 의해 좌우 이동 지령이 인가되면, 좌우 이동식 발판(150)은 좌우(W2) 방향으로 일정 간격으로 이동할 수 있다. 그리고 이때, 제2 압력센서(173)는 발가락 압력을 검출하여 합격 등의 음성 정보가 출력될 수 있다. 발가락을 굽힘 하는 운동은 엄지발가락벌림근 등의 내재근을 활성화 시켜 발 기능을 개선시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 발-발목 생체되먹임 장치는 근전도측정부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 도 8의 (a)는 근전도측정부(400)의 부착 위치를 보여주며, 도 8의 (b)는 근전도측정부(400)가 오픈 공간에 배치되는 것을 보여준다. 근전도측정부(400)는 전후 이동식 발판(140) 또는 좌우 이동식 발판(150)의 이동 시 사용자의 발 내재근의 활동을 근전도로 측정할 수 있는 장치로서, 사용자의 발에 부착되는 적어도 하나의 근전도 전극을 포함한다.
예를 들어, 근전도측정부(400)는 제2, 3 이격부(124, 125) 중 하나와 마주하는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 근전도측정부(400)는 제2, 3 이격부(124, 125)의 오픈 공간을 통해 노이즈 없이 근전도를 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 근전도측정부(400)가 부착되는 부착 부위를 제외하고 전후 및 좌우 이동식 발판(140, 150)에 의해 사용자의 발바닥과 발판 간의 접촉을 최대로 확장할 수 있어 오픈 공간을 통해 노이즈 없이 근전도의 측정이 가능한 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 발-발목 중재를 보다 손쉽고 정확하게 수행할 수 있으며, 휴대성이 높아 사용자가 장소 및 시간 제약없이 다양한 장소에서 언제라도 자가 훈련이 가능하다.
나아가, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 숏풋운동에 대한 교육 및 훈련이 가능하여 평발 및 기능적 평발을 비롯한 발의 내재근의 약증이 있는 대상자들에게 내재근 기능을 개선시켜 줄 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 발가락펼침운동에 대한 교육 및 훈련이 가능하여 엄지발가락가쪽휨증을 가진 대상자들에게 엄지발가락벌림근의 기능을 개선시켜줄 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 발-발목 근전도 발판의 기능을 탑재하여 표면근전도를 이용한 발과 관련된 연구에서 발의 내재근의 활동을 손쉽게 측정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 발
100: 본체
110: 베이스 프레임
111: 제1 베이스 프레임
112: 제2 베이스 프레임
113: 제1 이격부
120: 지지 프레임
121: 제1 사이드 프레임
122: 제2 사이드 프레임
123: 센터 프레임
124: 제2 이격부
125: 제3 이격부
130: 고정식 발판
134: 제1 고정 블록
135: 제2 고정 블록
140: 전후 이동식 발판
141: 단차 홈
142: 레일 홈
144: 제1 이동 블록
145: 제2 이동 블록
149: 위치센서
150: 좌우 이동식 발판
152: 레일 블록
160: 탄성부재
171: 제1 압력센서
173: 제2 압력센서
180: 디지털 캘리퍼
200: 제어부
300: 구동조절부
310: 입력부
320: 구동부
330: 출력부
400: 근전도측정부

Claims (14)

  1. 지면에 안착되는 베이스 프레임(110)과,
    상기 베이스 프레임(110)의 상부에 안착되며 상기 베이스 프레임(110)에 교차하는 방향으로 배치되는 지지 프레임(120)과,
    상기 지지 프레임(120)의 상부에 고정 설치되며, 사용자의 발꿈치가 접촉되는 고정식 발판(130)과,
    상기 지지 프레임(120)의 상부에서 사용자의 전족부가 접촉되도록 설치되며, 상기 고정식 발판(130)과 동일한 높이에서 상기 고정식 발판(130)을 기준으로 전후로 이동 가능하게 형성되는 전후 이동식 발판(140), 및
    상기 전후 이동식 발판(140)의 상부에서 좌우로 이동 가능하게 형성되는 좌우 이동식 발판(150)을 포함하는 본체(100); 및
    상기 전후 이동식 발판(140) 및 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 거리 및 압력 정보를 사용자에게 피드백 하는 제어부(200);
    를 포함하는 발-발목 생체되먹임 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임(110)은,
    지면 상에서 좌우로 길게 배치되는 제1 베이스 프레임(111); 및
    상기 제1 베이스 프레임(111)과 동일 길이를 가지며, 상기 제1 베이스 프레임(111)의 전방으로 소정 간격의 제1 이격부(113)를 두고 상기 제1 베이스 프레임(111)과 평행을 이루어 배치되는 제2 베이스 프레임(112);
    을 포함하는 발-발목 생체되먹임 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 프레임(120)은,
    상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 길이 방향에 교차하여 전후로 길게 배치되며, 상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 상부 양측에 적어도 하나 고정되는 제1, 2 사이드 프레임(121, 122); 및
    상기 제1, 2 베이스 프레임(111, 112)의 길이 방향에 교차하여 전후로 길게 배치되며, 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122)의 사이에 위치하는 센터 프레임(123);
    을 포함하는 발-발목 생체되먹임 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 사이드 프레임(121)과 상기 센터 프레임(123) 사이에는 소정 간격의 제2 이격부(124)가 형성되고, 상기 제2 사이드 프레임(122)과 상기 센터 프레임(123) 사이에는 소정 간격의 제3 이격부(125)가 형성되는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정식 발판(130)은,
    상기 지지 프레임(120)의 상부 중 후단에 설치되어 위치가 고정되며, 상부 면은 사용자의 발꿈치와의 접촉을 위하여 평탄하게 형성되고, 하부 면은 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122) 각각과 상기 센터 프레임(123) 사이로 삽입 고정되는 제1, 2 고정 블록(134, 135)을 구비하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전후 이동식 발판(140)은,
    상부 면은 사용자의 전족부 발바닥과의 접촉을 위하여 평탄하게 형성되고, 하부 면은 상기 제1, 2 사이드 프레임(121, 122) 각각과 상기 센터 프레임(123) 사이로 삽입되어 전후로 슬라이딩 이동하는 제1, 2 이동 블록(144, 145)을 구비하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 좌우 이동식 발판(150)은,
    상기 전후 이동식 발판(140)의 상부 중 전단 부위에서 좌우로 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전후 이동식 발판(140)의 상부 중 전단 부위에는 소정의 높이로 하향 함몰된 단차 홈(141)이 구비되고,
    상기 단차 홈(141)에는 상기 전후 이동식 발판(140)의 길이에 대응하여 좌우로 길게 형성된 레일 홈(142)이 구비되며,
    상기 좌우 이동식 발판(150)의 하부 면에는 상기 레일 홈(142)에 삽입되어 상기 좌우 이동식 발판(150)의 좌우 이동을 가이드 하는 레일 블록(152)이 구비되는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전후 이동식 발판(140)은, 적어도 하나의 위치센서(149)를 더 포함하고,
    상기 위치센서(149)는, 상기 고정식 발판(130)의 위치를 기준으로 상기 전후 이동식 발판(140)의 이동 거리 및 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전후 이동식 발판(140)은, 적어도 하나의 디지털 캘리퍼(180)를 더 포함하고,
    상기 디지털 캘리퍼(180)는, 상기 본체(100)의 상부 또는 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전후 이동식 발판(140)의 하부에는, 적어도 하나의 제1 압력센서(171)가 구비되고,
    상기 제1 압력센서(171)는, 상기 전후 이동식 발판(140)에서 하방으로 가해진 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 좌우 이동식 발판(150)의 하부에는, 복수의 제2 압력센서(173)가 더 구비되고,
    상기 복수의 제2 압력센서(173)는 상기 좌우 이동식 발판(150)에서 하방으로 가해진 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 좌우 이동식 발판(150)은 구동조절부(300)를 더 포함하며,
    상기 구동조절부(300)는,
    사용자로부터 유무선 방식으로 상기 좌우 이동식 발판(150)의 이동 지령을 전달 받는 입력부(310);
    상기 입력부(310)를 통해 전달된 이동 지령에 따라 상기 좌우 이동식 발판(150)을 좌우로 설정 간격만큼 이동시키는 구동부(320); 및
    상기 제2 압력센서(173)에서 검출된 하중이 설정된 기준 압력인 경우 설정된 음성 정보를 출력하는 출력부(330);
    를 포함하는 발-발목 생체되먹임 장치.
  14. 제4항에 있어서,
    사용자의 발 내재근의 활동을 근전도로 측정하는 근전도측정부(400);를 더 포함하고,
    상기 근전도측정부(400)는,
    상기 제2, 3 이격부(124, 125) 중 하나와 마주하는 위치에 형성되어, 상기 제2, 3 이격부(124, 125)의 오픈 공간을 통해 노이즈 없이 근전도를 측정하는 것을 특징으로 하는
    발-발목 생체되먹임 장치.
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