KR20230076166A - Wearable Knee Unloading Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무릎 관절에 가해지는 하중을 경감시키는 무릎 견인 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무릎 관절로부터 허벅지를 들어 올려 무릎 관절에 가해지는 부하를 감소시키는, 착용형 무릎 견인 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a knee traction device for reducing a load applied to a knee joint, and more particularly, to a wearable knee traction device that reduces a load applied to a knee joint by lifting a thigh from a knee joint.
무릎 관절은 대퇴골과 경골과 슬개골 사이에 위치하는 관절로서 몸무게를 지탱하며 다리를 구부릴 수 있게 한다. 무릎 관절은 사용 빈도가 높으며 특히 하중을 부담해야 하므로 쉽게 손상될 여지가 많은 관절로 알려져 있다. The knee joint is a joint located between the femur, tibia and patella, supporting the body weight and allowing the leg to bend. The knee joint is known as a joint that is easily damaged because it is frequently used and must bear a particularly heavy load.
무릎 관절에는 반월판 연골이 포함된다. 반월판 연골은, 반달 모양의 연골로서 무릎의 안쪽과 바깥쪽에 위치하며, 관절을 보호하고, 무릎이 받는 충격을 완화하는 역할을 한다. (상기한'안쪽'은 반대측 다리를 향하는 방향이고, '바깥쪽'은 그 반대 방향이다.) 이러한 반월판 연골은, 노화에 따라 점차 닳아 제 기능을 할 수 없게 되거나, 무리한 운동 시 파열되기 쉽다. The knee joint includes the meniscus cartilage. Meniscus is a semilunar cartilage located on the inside and outside of the knee, protecting the joint and mitigating the impact the knee receives. (The above-mentioned 'inside' is the direction toward the opposite leg, and 'outside' is the opposite direction.) These menisci are gradually worn down with aging and become unable to function properly, or are prone to rupture during excessive exercise.
반월판 연골의 퇴행성 변화나 손상 시, 염증과 통증을 수반하는 관절염이 발생할 수 있으며, 이러한 관절 질환에 대한 적절한 치료나 조치가 제대로 이루어지지 않으면, 관절의 변형이 발생하고, 신체의 만성적 장애를 가지게 된다. 반월판 연골의 노화나 손상 시, 정형외과적 외과적 연골 재건 수술을 할 수 있으나, 이는 비용 부담이 있고, 노인의 경우 수술 자체의 위험성이 높다는 문제가 있다.In case of degenerative change or damage of the meniscus, arthritis accompanied by inflammation and pain may occur, and if appropriate treatment or measures for these joint diseases are not properly performed, joint deformation occurs and chronic physical disability is obtained . When the meniscal cartilage is aged or damaged, orthopedic and surgical cartilage reconstruction can be performed, but there is a problem that the cost is high and the risk of the operation itself is high in the case of the elderly.
이러한 이유로 무릎의 통증을 완화하기 위한 다양한 종류의 보조기가 사용되고 있다. 무릎 보조기는, 무릎에 가해지는 하중을 완화한다는 공통된 목적을 가진다.For this reason, various types of orthoses for relieving knee pain have been used. Knee braces have the common purpose of alleviating the load on the knee.
그런데, 시중에 판매중인 무릎 보조기는, 대부분, 무릎 관절이 구부러지거나 펴짐에 따라 의존적으로 길어지는 수동식 메커니즘을 갖는다. 종래 무릎 보조기는, 견인 구조물이 길어지는 특정 자세에서만 무릎을 보호할 뿐, 관절 동작의 전 구간에서 무릎을 보호하지는 못하는 것이다. 또한 무릎의 내측과 외측을 커버하는 구조물의 변위량이 동일한 구조를 가져, 무릎 내측 및 외측의 보조 정도를 다르게 구현할 수 없었다.However, most of the commercially available knee braces have a manual mechanism that lengthens dependently as the knee joint is bent or extended. Conventional knee braces protect the knee only in a specific posture in which the traction structure is lengthened, but do not protect the knee in the entire range of joint motion. In addition, since the structures covering the inside and outside of the knee have the same displacement amount, it is not possible to implement different levels of assistance between the inside and outside of the knee.
알려진 바와 같이, 무릎 관절염은, 개인의 체형이나 운동 습관 등에 따라서 다르게 나타난다. 이를테면, 내측 반월판 연골이 손상되는 사람이 있는가 하면 외측 반월판 연골이 손상되는 사람도 있고 양 쪽이 모두 손상되는 사람도 있다. 특히 무리한 운동에 의한 관절 손상을 입는 환자들의 반월판 연골은, 퇴행성 관절과 다른 유형을 띄기 때문에 환자 개개인에 맞춰 무릎을 보호해줄 수 있는 구조의 무릎 보조장치가 필요하다.As is known, knee arthritis appears differently depending on an individual's body shape or exercise habits. For example, some people have damage to the medial meniscus, others to the lateral meniscus, or both. In particular, since the meniscus of patients with joint damage caused by excessive exercise has a different type from the degenerative joint, a knee support device with a structure that can protect the knee according to each patient is needed.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 무릎 관절에 가해지는 하중의 작용점을 이동시키거나 형태를 변화시킴으로써 환자 개개인의 관절 상태에 맞는 정확한 보조를 가능하게 하며, 무릎 관절의 각도와 무릎 견인 힘을 서로 분리하여 독립적으로 제어할 수 있는, 착용형 무릎 견인 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, by moving the point of application of the load applied to the knee joint or changing the shape, it is possible to accurately assist according to the joint condition of each patient, and the angle of the knee joint and the knee traction force It is an object to provide a wearable knee traction device that can be separated from each other and independently controlled.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 착용형 무릎 견인 장치는, 길이 방향으로 신축 가능하며 대퇴부와 하퇴부중 어느 하나에 착용되는 제1지지 부재; 무릎을 사이에 두고 제1지지 부재의 반대편에 착용되는 제2지지 부재; 상기 제1지지 부재를 신장(伸長)시키는 방향으로 힘을 제공하는 제1신장 부재; 및 상기 제1지지 부재와 제2지지 부재가 무릎 관절의 각도 변화에 따라 연동하도록, 제1지지 부재와 제2지지 부재를 서로 상대 회전 가능하게 연결하는 조인트 부재를 포함한 점에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the wearable knee traction device of the present invention includes: a first support member that is stretchable in the longitudinal direction and is worn on any one of the thigh and lower leg; a second support member worn on the opposite side of the first support member with the knee interposed therebetween; a first extension member providing force in a direction to elongate the first support member; and a joint member that connects the first and second support members rotatably relative to each other so that the first and second support members are interlocked according to changes in the angle of the knee joint.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 착용형 무릎 견인 장치는, 무릎의 내측과 외측에서의 견인 힘을 다르게 제어하여, 무릎 관절에 가해지는 하중의 작용점을 이동시키거나 형태를 변화시킴으로써, 환자 개개인의 관절 상태에 맞는 정확한 보조를 가능하게 한다.The wearable knee traction device of the present invention made as described above controls the traction force on the inside and outside of the knee differently to move the point of application of the load applied to the knee joint or change the shape, thereby improving the joint condition of each patient. It enables accurate assistance to fit.
또한, 무릎 관절의 각도와 무릎 견인 힘을 서로 분리하여 독립적으로 제어하므로, 무릎 통증을 보다 효율적으로 완화시킨다.In addition, since the angle of the knee joint and the knee traction force are separated from each other and independently controlled, knee pain is more effectively alleviated.
아울러, 착용자의 무릎에 가해지는 부하를 측정 및 예측하고 그에 기초하여 적절한 견인력을 발생함으로써 반월판의 손상을 예방할 수 있어 운동 보조장치로 활용할 수 있다.In addition, by measuring and predicting the load applied to the wearer's knee and generating an appropriate traction force based thereon, damage to the meniscus can be prevented and can be utilized as an exercise aid.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치가 다리에 장착된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 착용형 무릎 견인 장치의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 착용형 무릎 견인 장치의 신축 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치의 수동 인장기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시한 제1인장기의 내부 구성을 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치의 자동 인장기의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 2에 도시한 조인트 부재를 별도로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8a에 도시한 조인트 부재의 측단면도이다.
도 10은 도 1에 도시한 착용형 무릎 견인 장치에 간격변위센서가 적용된 모습을 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치에 적용 가능한 신장 부재의 여러 예를 나타내 보인 도면이다.1 is a perspective view showing a wearable knee traction device according to an embodiment of the present invention mounted on a leg.
Figure 2 is an exploded perspective view of the wearable knee traction device shown in Figure 1;
3 and 4 are views for explaining the stretching action of the wearable knee traction device shown in FIG.
5 is a view showing a manual tensioner of a wearable knee traction device according to an embodiment of the present invention.
6 is a partial cross-sectional view for explaining the internal configuration of the first tensioner shown in FIG. 5;
7 is a view for explaining a driving method of an automatic tensioner of a wearable knee traction device according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are separate views of the joint member shown in FIG. 2 .
9 is a cross-sectional side view of the joint member shown in FIG. 8A.
10 is a view showing a state in which a gap displacement sensor is applied to the wearable knee traction device shown in FIG. 1 .
11 to 14 are views showing various examples of elongation members applicable to the wearable knee traction device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 착용형 무릎 견인 장치는, 착용자의 다리에 착용하는 장치로서, 대퇴부(넓적다리)와 하퇴부(종아리)를 멀어지는 방향으로 힘을 가하여 무릎에 가해지는 하중을 경감한다. 대퇴부와 하퇴부에 힘을 가하는 방식은, 전동식 및 수동식 모두 가능하다. The wearable knee traction device of the present invention is a device worn on the wearer's leg, and reduces the load applied to the knee by applying force to the thigh (thigh) and the lower leg (calf) in a direction away from each other. A method of applying force to the femoral region and the lower leg region may be both electric and manual.
전동식은 후술할 구동모듈이 관여하는 운전모드로서 무릎의 각도나 무릎에 가해지는 하중 정보에 대응하는 출력을 제공한다. 하지만, 구동모듈을, 무릎의 각도나 하중 정보에 관계없이 독립적으로 동작시킬 수도 있다. 수동식은 착용자가 손으로 조작하는 방식으로서 이를테면 착용자가 다이얼을 손으로 돌려 출력을 조절한다. 출력이라 함은, 대퇴부와 하퇴부를 멀어지는 방향으로 가하는 힘의 발생을 의미한다.The electric type is a driving mode in which a driving module, which will be described later, participates, and provides an output corresponding to the angle of the knee or load information applied to the knee. However, the driving module may be independently operated regardless of the knee angle or load information. The manual type is a method in which the wearer controls the output by hand, for example, by turning a dial by hand. The output refers to the generation of force applied to the thigh and lower leg in a direction away from each other.
또한 후술하는 바와 같이, 무릎의 좌측부분과 우측부분, 즉 좌측 반월판연골과 우측 반월판연골에 가해지는 힘을 독립적으로 제어함으로서, 착용자 무릎의 노화 정도나 손상에 대응하는 최적화된 힘을 출력하여, 착용자 개개인의 관절 상태에 맞는 정확한 보조를 가능하게 한다.In addition, as described later, by independently controlling the force applied to the left and right portions of the knee, that is, the left meniscus and the right meniscus, an optimized force corresponding to the degree of aging or damage of the wearer's knee is output, and the wearer It enables accurate assistance suitable for each individual joint condition.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치(10)가 다리에 장착된 모습을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a wearable
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치(10)는, 제1지지 부재(20), 제2지지 부재(30), 제1신장 부재(도 2의 25), 제2신장 부재(35), 조인트 부재(40)를 포함한다.As shown, the wearable
제1지지 부재(20)는, 길이 방향으로 신축 가능하며 대퇴부와 하퇴부 중 어느 하나에 착용된다. 또한, 제2지지 부재(30)는, 무릎(105)을 사이에 두고 제1지지 부재(20)의 반대편에 착용된다. 본 실시예의 경우 제1지지 부재(20)는 대퇴부(101)에 착용되고, 제2지지 부재(30)는 하퇴부(103)에 착용된다. 제1지지 부재(20) 및 제2지지 부재(30)는 길이방향으로 연장되도록 구성되며 길이 방향 신축이 가능하다.The
제1신장 부재(25)는, 제1지지 부재(20)를 신장(伸長)시키는 방향으로 힘을 제공하며, 제2신장 부재(35)는, 제2지지 부재에 설치되어 제2지지 부재(30)를 신장시키는 방향으로 힘을 제공한다.The
또한, 조인트 부재(40)는, 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)가 무릎(105) 관절의 각도 변화에 따라 연동하도록, 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)를 서로 상대 회전 가능하게 연결한다.In addition, the
제1지지 부재(20)는 제1착용 부재(13)에 의해 대퇴부(101) 고정된 상태를 유지한다. 제1지지 부재(20)를 유지시킬 수 있는 한, 제1착용 부재의 구성이나 재질 또는 디자인이나 착용방식은 얼마든지 달라질 수 있다. 가령, 슬리브 또는 프레임의 형태를 가지며 스트랩으로 죄는 방식으로 구현할 수도 있다. 본 실시예의 경우 제1착용 부재(13)는 열가소성 수재를 이용하여 제작된다. 이와 같은 제1착용 부재(13)를 온수에 담그는 등의 방법으로 열을 가하여 무르게 만들고, 사용자의 대퇴부(101)에 밀착하여 냉각되도록 하면, 제1착용 부재(13)가 사용자의 대퇴부(101)에 꼭 맞는 형태가 된다. The first supporting
제2지지 부재(30)는 제2착용 부재(15)에 의해 지지된다. 제1지지 부재(20)와 마찬가지로 제2착용 부재의 구성이나 재질이나 디자인도 변경 가능하다. The
제1지지 부재(20)는 제1착용 부재(13)를 통해 대퇴부(101)에 장착되고, 제2지지 부재(30)는 제2착용 부재(15)에 의해 하퇴부(103)에 고정된 상태로 조인트 부재(40)를 통해 상호 링크된다. 조인트 부재(40)에 대한 설명은 후술하기로 한다.The state in which the
아울러 도 1에서는, 다리의 외측부분에 견인 장치(10)가 하나만 적용되었지만, 견인 장치(10)는 내측부분(반대편 다리를 향하는 방향)에도 함께 설치할 수 있다. 또는, 외측부분에는 설치하지 않고 내측부분에만 설치할 수도 있다. 이러한 사항은 착용자의 무릎 상태에 따라 결정된다.In addition, in FIG. 1, only one
제1신장 부재(25)는, 제1지지 부재(20)를 화살표 a방향으로 이동시키는 역할을 한다. 즉, 고정되어 있는 조인트 부재(40)에 대한 제1지지 부재(20)의 간격을 벌리는 것이다. 화살표 a방향으로의 이동 거리는 착용자의 무릎의 상태에 따라 결정된다. The
제2신장 부재(35)는, 제2지지 부재(30)를 화살표 b방향으로 이동시키는 기능을 담당한다. 고정되어 있는 조인트 부재(40)에 대한 제2지지 부재(30)의 간격을 조절함으로서 환자 무릎에 가해지는 부담을 줄일 수 있다. 또한, 화살표 b방향 이동거리는 착용자의 무릎 상태에 따라 조절된다.The second extension member 35 serves to move the
제1신장 부재(25)와 제2신장 부재(35)는 독립적으로 작동 가능하다. 즉, 제1신장 부재(25)만 동작시키거나, 제2신장 부재(35)만 작동시킬 수 있다. 둘 다 작동시킬 수도 있다.The
도 2는 도 1에 도시한 착용형 무릎 견인 장치(10)의 분해 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the wearable
도시한 바와 같이, 제1지지 부재(20)는, 적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제1-1지지 부재(21)와, 제1-2지지 부재(23)를 포함한다. 중첩된다는 의미는, 작동 전, 베이스플레이트(21a)와 연장판(23d)이 겹쳐 있다는 뜻이다.As shown, the first supporting
제1-1지지 부재(21)는, 베이스플레이트(21a), 제1고정블록(21b), 제2고정블록(21d), 가이드 로드(21e)를 구비한다. The 1-1 supporting
베이스플레이트(21a)는 탄성력을 갖는 일정두께의 사각판으로서 제1착용 부재(13)에 결합한다. 제1착용 부재(13)에 대한 베이스플레이트(21a)의 고정방식은 공지의 방법을 통해 다양하게 구현 가능하다.The
제1고정블록(21b)과 제2고정블록(21d)은 베이스플레이트(21a)의 양단부에 고정되며 상호 대향하는 부재로서 두 개의 가이드 로드(21e)로 연결된다. The
가이드 로드(21e)는 앵커 블록(23a)의 직선 운동을 가이드한다. 가이드 로드(21e)는 중공형 튜브로 제작할 수 있다. 가이드 로드(21e)는 두 개가 상호 평행하게 이격된다.The
또한, 제1고정블록(21b)에는 관통 슬릿(21c)이 형성되어 있다. 관통 슬릿(21c)은 연장판(23d)을 통과시키는 통로이다. 아울러 제1고정블록(21b)에는 커넥터(25a)가 장착된다. 커넥터(25a)는 제1신장 부재(25)의 일부 구성 요소로서 제1와이어(25e)를 통과시킨다. 제1고정블록에(21b)는 제1와이어(25e)를 통과시키는 와이어통로(미도시)가 더 형성된다.In addition, a through
제1-2지지 부재(23)는, 앵커 블록(23a)과 연장판(23d)을 갖는다. 앵커 블록(23a)은, 제1고정블록(21b)과 제2고정블록(21d)의 사이에서 왕복운동 하는 부재로서, 양단부에 로드통과구멍(23b)을 갖는다. 로드통과구멍(23b)은 가이드 로드(21e)를 통과시키는 구멍이다. 로드통과구멍(23b)의 내주면은 가이드 로드(21e)에 면접한 상태로 슬라이딩 운동한다.The 1-
연장판(23d)은 일정두께를 갖는 판상부재로서, 관통 슬릿(21c)에 끼워진 상태로 일단부가 앵커 블록(23a)에 고정되고 타단부는 연장판 홀더(41a)에 결합한다. 연장판(23d)은 앵커 블록(23a)에 대한 연장판 홀더(41a)의 간격을 유지시키며, 제1와이어(25e)를 화살표 c방향으로 인장할 때 앵커 블록(23a)에 인가되는 화살표 d방향 힘을, 제1조인트부(41)로 전달한다.The
후술하겠지만, 제1와이어(25e)을 당기면 제1조인트부(41)에 화살표 d방향 힘이 유도된다. 제1조인트부(41)의 움직임을 방해하는 장애물이 없다면, 제1조인트부(41)가 화살표 d방향으로 빠질 것이다. 그러나, 제1조인트부(41)는 제2조인트부(43)에 물려 움직일 수 없으므로, 결국, 화살표 d방향의 힘은, 제1-1지지 부재(21)를 통해 화살표 e방향의 반작용력으로 출력된다.As will be described later, when the
상기 제1신장 부재(25)는, 제1-1지지 부재(21)와 제1-2지지 부재(23)가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하여 제1지지 부재(20)를 신장시키는 역할을 한다.The
서로 멀어지는 방향이라 함은, 제1-1지지 부재(21)가 화살표 e방향으로, 제1-2지지 부재(23)가 화살표 d방향으로 움직이는 방향을 의미한다. 또한 제1지지 부재(20)를 신장시킨다는 말은 제1-1지지 부재(21)를 화살표 e방향으로 이동시킨다는 의미이다. 도 3은 제1지지 부재(20)과 제2지지 부재(30)가 신장되기 전의 상태이고, 도 4는 최대한 신장된 상태이다.The direction away from each other means a direction in which the 1-
제1신장 부재(25)는, 커넥터(25a), 와이어 쉬스(25c), 제1와이어(25e)를 구비한다.The first elongating
커텍터(25a)는 제1고정블록(21b)에 장착되며 제1와이어(25e)의 길이방향 이동을 가이드한다. 제1와이어(25e)는 일단부가 앵커 블록(23a)에 고정된 상태로, 제1고정블록(21b)과 커넥터(25a)를 통과한 후 와이어 쉬스(25c)를 거쳐 자동 인장기(도 7의 70)나 수동 인장기(도 5의 60)에 연결된다. 자동 인장기(70)나 수동 인장기(60)는 제1와이어(25e)를 인장하는 역할을 한다.The
제1조인트부(41)는, 연장판 홀더(41a)와 기어(41b)를 구비한다. 연장판 홀더(41a)는 연장판(23d)의 단부를 수용 고정하는 부재이다. 기어(41b)는 연장판 홀더(41a)에 일체를 이루며 제2조인트부(43)의 기어(43b)에 치합한다.The first
한편, 제2지지 부재(30)는 제1지지 부재(20)와 동일한 구성을 가지며, 조인트 부재(40)를 사이에 두고 대칭을 이룬다.Meanwhile, the
제2지지 부재(30)는, 적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제2-1지지 부재(31)와, 제2-2지지 부재(33)를 포함한다. 또한, 제2-1지지 부재(31)는, 베이스플레이트(31a), 제1고정블록(31b), 제2고정블록(31d), 가이드 로드(31e)를 구비한다. The second supporting
베이스플레이트(31a)는 일정두께의 사각판으로서 제2착용 부재(15)에 결합한다. 제2착용 부재(15)에 대한 베이스플레이트(31a)의 고정은, 공지의 방법을 통해 다양하게 구현 가능하다.The
제1고정블록(31b)과 제2고정블록(31d)은 베이스플레이트(31a)의 양단부 상면에 설치되는 부재로서 두 개의 평행한 가이드 로드(31e)로 연결된다. 가이드 로드(31e)는 앵커 블록(33a)의 직선 운동을 가이드한다. The
제1고정블록(31b)에는 관통 슬릿(31c)이 마련되어 있다. 관통 슬릿(31c)은 연장판(33d)을 통과시키는 통로이다. 제1고정블록(31b)에는 커넥터(35a)가 더 장착된다. 커넥터(35a)는 제2신장 부재(35)의 일부분으로서 제2와이어(35e)를 통과시킨다. 제2고정블록에(31d)는 제2와이어(35e)를 통과시키는 와이어통로(미도시)가 형성된다.A through
제2-2지지 부재(33)는, 앵커 블록(33a)과 연장판(33d)을 갖는다. 앵커 블록(33a)은, 제1고정블록(31b)과 제2고정블록(31d)의 사이에서 왕복운동하는 부재이다. 앵커 블록(33a)의 양단부에는 로드통과구멍(도 4의 33b)이 형성된다. 로드통과구멍(33b)은 가이드 로드(31e)를 통과시키는 통로이다. 앵커 블록(33a)은 가이드 로드(21e)에 접한 상태로 슬라이딩 운동한다.The 2-2
연장판(33d)은, 관통 슬릿(31c)에 끼워진 상태로 일단부가 앵커 블록(33a)에, 타단부가 연장판 홀더(43a)에 결합한다. 연장판(33d)은 앵커 블록(33a)에 대한 연장판 홀더(43a)의 간격을 유지시키며, 제2와이어(35e)를 화살표 f방향으로 인장할 때 앵커 블록(33a)에 인가되는 화살표 g방향 힘을, 제2조인트부(43)로 전달한다. 제1지지 부재(20)를 통해 설명한 것과 동일한 원리로, 제2와이어(35e)을 화살표 f방향으로 당기면 제2-1지지 부재(31)가 화살표 h방향으로 이동한다.The
상기 제2신장 부재(35)는, 제2-1지지 부재(31)와 제2-2지지 부재(33)가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하여 제2지지 부재(30)를 신장시키는 역할을 한다. 서로 멀어지는 방향이라 함은, 제2-1지지 부재(31)가 화살표 h방향으로, 제2-2지지 부재(33)가 화살표 g방향으로 움직이는 방향을 의미한다. 또한 제2지지 부재(30)를 신장시킨다는 것은, 제2-1지지 부재(31)를 화살표 h방향으로 이동시킨다는 의미이다.The second extension member 35 serves to elongate the
제2신장 부재(35)는, 커넥터(35a), 와이어 쉬스(35c), 제2와이어(35e)를 구비한다. 커텍터(35a)는 제1고정블록(31b)에 장착되며 제2와이어(35e)의 길이방향 이동을 가이드한다. 제2와이어(35e)는 일단부가 앵커 블록(33a)에 고정된 상태로, 제2고정블록(31d)과 커넥터(35a)를 통과한 후 와이어 쉬스(35c)를 거쳐 자동 인장기(도 7의 70)나 수동 인장기(도 5의 60)에 연결된다. The second elongating member 35 includes a
제2조인트부(43)는, 연장판 홀더(43a)와 기어(43b)를 구비한다. 연장판 홀더(43a)는 연장판(33d)의 단부를 수용 고정하는 부재이다. 기어(43b)는 연장판 홀더(43a)에 일체를 이루며 제1조인트부(41)의 기어(41b)에 치합한다.The second
조인트 부재(40)는, 제1조인트부(41), 제2조인트부(43), 기어하우징(45)을 포함한다. 제1, 2조인트부의 기어(41b, 43b)는 상호 치합한 상태로 기어하우징(45)에 수용되고 지지핀(46)으로 지지된다. 지지핀(46)은, 기어하우징(45)의 관통구멍(45c)과 기어(41b, 43b)의 핀구멍(41c, 43c)에 삽입되며, 기어의 치합상태를 유지한다. The
제1조인트부(41)와 제2조인트부(43)는, 기어하우징(45)에 구속된 상태로 동작한다.The first
도 3 및 도 4는 무릎 견인 장치(10)의 신축 작용을 설명하기 위한 도면이다. 편의 상 제1, 2착용 부재(13,15)는 생략하였다. 3 and 4 are views for explaining the stretching action of the
도 3은 착용자가 견인 장치(10)를 장착했을 때의 모습으로서 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)가 최대한 근접하고 있다. 이 상태에서 제1와이어(25e)를 화살표 c방향으로, 제2와이어(35e)를 화살표 f방향으로 인장하면, 제1-1지지 부재(21)와 제2-1지지 부재(31)가 서로에 대해 멀어진다. 즉 화살표 e방향과 h방향으로 이동하며 무릎관절의 하중을 경감시킨다. 도 4는 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)가 완전히 신장된 모습을 보여준다.3 is a state when the wearer attaches the
제1와이어(25e)와 제2와이어(35e)를 당기는 힘과 거리는 다르게 조절할 수 있다. 즉 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)의 신장되는 거리가, 착용자의 편리에 따라 달라질 수 있는 것이다.The pulling force and distance between the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치에 적용 가능한 수동 인장기(60)의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시한 제1인장기(60a) 내부 구성을 설명하기 위한 일부 단면도이다. 제2인장기(60b)는 제1인장기(60a)와 동일하므로 제1인장기의 설명으로 대신한다.5 is a view showing the overall appearance of the
도시한 바와 같이, 벨트(51)에 제1인장기(60a)와 제2인장기(60b)가 나란하게 설치되어 있다. 벨트(51)는 허리에 착용하는 띠형 부재로서 양단에 상호 결합하는 접착천(51b, 51c)을 갖는다. 접착천으로서 벨크로천을 사용할 수 있다.As shown, the
제1인장기(60a)는 제1와이어(25e)를, 제2인장기(60b)는 제2와이어(35e)를 인장하는 수동형 인장수단으로서, 그 구성과 작동 원리는 동일하다. 착용자는 벨트(51)를 착용한 상태에서 제1, 2인장기(60a, 60b)를 조작하여 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)를 동작시킨다. 즉, 무릎(105)에 대한 제1-1지지 부재(21)와, 제2-1지지 부재(31)의 간격을 조절하는 것이다. The
도시한 바와 같이, 제1인장기(60a)는, 고정판(61), 와이어 케이스(63), 드럼(64), 인장다이얼(65)을 포함한다.As shown, the
고정판(61)은, 벨트(51)의 외측면에 와이어 케이스(63)를 고정시키는 일정두께의 판상부재이다.The fixing
와이어 케이스(63)는, 도면상, 상부로 개방된 내부공간(63e)을 제공하는 실린더형 부재이며 바닥부 중앙에 구속홈(63a)과 록킹홈(63b)을 갖는다. The
구속홈(63a)은 드럼(64) 하측의 걸림디스크(64a)를 수용하는 홈으로서, 상단부 내주면에 이탈방지턱(63c)을 갖는다. 이탈방지턱(63c)은 걸림디스크(64a)를 걸어, 드럼(64)이 와이어 케이스(63)로부터 빠지지 않게 한다.The restraining
록킹홈(63b)은 다각홈으로서 록킹돌기(64b)를 수용한다. 록킹돌기(64b)는 걸림디스크(64a)의 저면 중앙에 형성된 하향 돌출부이다. 다각홈은 육각홈, 록킹돌기(64b)는 육각돌기 일 수 있다. 여하튼 록킹돌기(64b)가 록킹홈(63b)에 삽입되면 드럼(64)이 잠김 상태가 되어 회전하지 못한다. The locking
도면부호 63d는 제1와이어(25e)가 통과하는 와이어통로이다.
인장다이얼(65)은 착용자가 손으로 조작하여 좌우로 회전시키는, 말하자면, 손잡이로서, 테두리부 저면에 하부로 개방된 가이드홈(65a)을 갖는다. 가이드홈(65a)은 와이어 케이스(63)의 측벽부 상단을 수용하며 측벽부로부터 지지력을 전달받아 원활하게 회전할 수 있다.The
인장다이얼(65)의 저면에는 드럼(64)이 고정된다. 드럼(64)은 제1와이어(25e)를 권취하는 권취용 드럼이다. (제2와이어(35e)는 제2인장기(60b)의 드럼에 권취된다.) A
드럼(64)은 인장다이얼(65)에 고정되므로, 인장다이얼(65)을 들어 올려, 록킹돌기(64b)가 록킹홈(63b)에서 빠진 상태에서 회전시키면, 제1와이어(25e)가 드럼(64)에 권취된다. 제1와이어(25e)를 원하는 만큼 당겨 권취했다면, 인장다이얼(65)을 눌러 록킹돌기(64b)가 록킹홈(63b)에 삽입되게 한다. 록킹돌기(64b)가 록킹홈(63b)에 삽입된 상태에서는 드럼(64)이 반대방향으로 풀리지 않고, 제1와이어(25e)는 인장된 상태를 유지한다. 상기 과정을 반복하여 본인이 필요한 장력을 얻을 수 있다.Since the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치의 자동 인장기의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a driving method of an automatic tensioner of a wearable knee traction device according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 제1와이어(25e)와 제2와이어(35e)가 구동모듈(71)에 연결되어 있다. 구동모듈(71)은 제어부(72)에 의해 컨트롤되며 제1, 2와이어(25e, 35e)를 권취하는 권취수단이다. 구동모듈(71)은 제어부(72)와 함께 자동 인장기(70)를 구성한다. 와이어를 권취할 수 있는 한 구동모듈(71)의 종류나 구조는 얼마든지 달라질 수 있다.As shown, the
제어부(72)는 센서부(74)로부터 전달받은 정보를 기초로 구동모듈(71)을 컨트롤한다. 센서부(74)는 제1지지 부재(20)와 제2지지 부재(30)의 간격이나 각도, 조인트 부재(40)에 전달되는 하중을 감지하고 감지 정보를 제어부(72)에 실시간 전달한다. 제어부(72)는 감지정보를 토대로, 구동모듈(71)로 하여금, 조인트 부재(40)에 대한 제1, 2지지 부재(20, 30)의 상대위치를 조절하게 한다.The
아울러 제어부(72)는 단말기(73)와 무선 접속된다. 단말기(73)는 견인 장치(10) 착용자 본인 또는 의사나 물치치료사 등이 휴대하는 단말기로서, 현재 견인 장치(10)의 각도나 하중정보를 디스플레이한다. 단말기의 디스플레이 정보를 기초로, 견인 장치 착용자의 무릎에 가해지는 하중의 크기는 물론 하중 분포 등과 같은 의료적 정보를 예측할 수 있다. In addition, the
도 8a 및 도 8b는 도 2에 도시한 조인트 부재를 별도로 도시한 도면이다. 도 9는 도 8a에 도시한 조인트 부재의 측단면도이다.8A and 8B are separate views of the joint member shown in FIG. 2 . 9 is a cross-sectional side view of the joint member shown in FIG. 8A.
도면을 참조하면, 기어하우징(45)이 생략되고, 기어(41b, 43b)를 지지하는 두 개의 지지핀(46) 사이에 간격변위센서(76)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 간격변위센서(76)는 로드셀로서 양단부가 지지핀(46)에 각각 연결된다. 간격변위센서(76)는 두 개의 지지핀(46)의 미세한 간격의 변화를 센싱한다. Referring to the drawing, it can be seen that the
두 개의 기어(41b, 43b)가 치합하고 있다 하더라도, 일측 기어의 산부가 타측 기어의 골부 바닥에 완전히 접하지 않으므로, 도 8a처럼 제1조인트부(41)와 제2조인트부(43)가 기립하게 되면, 착용자의 체중에 의해 지지핀(46)의 간격이 미세하게 변화한다. 또한 착용자가 의자에 앉는다던가 눕는 경우에는 수직방향의 체중이 실리지 않으므로 간격이 미세하게 벌어진다. Even if the two
제어부(72)는 이러한 미세한 간격변화 정보를 전달받아 구동모듈(71)을 제어한다. 이를테면 지지핀(46)의 간격이 넓어졌다면, 제1-1지지 부재(21)와 제2-1지지 부재(31)의 위치를 보정하여 무릎 관절에 대한 하중의 증가를 방지하는 것이다. 도 8b는 착용자가 무릎을 굽힌 상태의 제1조인트부(41)와 제2조인트부(43)를 도시한 도면이다.The
한편, 간격변위센서(76)의 뒤쪽에는 각변위 센서(77a)가 설치된다. 각변위 센서(77a)는 제1지지부재(20)와 제2지지 부재(30)의 각도를 측정하는 것으로서, 센서브라켓(77b)에 지지된 상태로 지지핀(46)에 고정된다. 센서브라켓(77b)은 각변위 센서(77a)를 고정하는 구조체이다. Meanwhile, an
각변위 센서(77a)는 센서브라켓(77b)에 지지된 상태로 지지핀(46)의 일단부에 연결되며, 지지핀(46)을 기준으로 한 기어(41b, 43b)의 화살표 k방향이나 그 반대방향의 회전 각도를 감지한다. 각각의 각변위 센서(77a)가 감지한 감지정보는 제어부(72)로 전달된다.The
도 10은 도 1에 도시한 착용형 무릎 견인 장치에 제1변위 센서(78) 및 제2변위 센서(79)가 적용된 모습을 도시한 도면이다.FIG. 10 is a view showing a state in which the
제1변위 센서(78)는, 제1지지 부재(20)의 길이 변화를 측정하고, 제2변위 센서(79)는 제2지지 부재(30)의 길이 변화를 측정하여 제어부(72)로 전달하는 역할을 한다. The
제1변위 센서(78)는, 제1고정블록(21b)에 고정된 거리센서(78a)와, 제1조인트부(41)에 고정된 피감지부(78b)로 이루어진다. 거리센서(78a)는 광센서로서 피감지부(78b)의 거리 변화를 감지한다. The
제2변위 센서(79)는, 제2고정블록(31d)에 고정된 거리센서(79a)와, 제2조인트부(43)에 설치된 피감지부(79b)를 갖는다. 거리센서(79a)는 광센서이며 피감지부(79b)와의 거리를 감지한다. The
제어부(72)는 상제2변위 센서(78,79)를 통해 전달받은 정보를 기초로, 무릎에 가해지는 하중의 변화를 간접적으로 파악한다. 제어부(72)는 상제2변위 센서(78,79)의 값을 이용하여 필요에 따라 제1, 2와이어(25e, 35e)를 제1-1지지 부재(21) 및 제2-1지지 부재(31)의 위치를 조절한다.The
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 무릎 견인 장치에 적용 가능한 신장 부재의 여러 예를 나타내 보인 도면이다. 도시한 신장 부재는, 위에 설명한 제1, 2신장 부재(25, 35)의 역할을 대신하거나, 제1, 2신장 부재(25, 35)와 함께 동작하여 제1, 2신장 부재(25, 35)의 기능을 보조할 수 있다. 도면에서는, 편의상, 제1지지 부재(20)에 적용된 것만 도시하였지만, 제2지지 부재(30)에도 동일하게 적용된다.11 to 14 are views showing various examples of elongation members applicable to the wearable knee traction device according to an embodiment of the present invention. The illustrated elongation member replaces the role of the first and
도 11을 참조하면, 제1지지 부재(20)에 공압 실린더(81)가 적용되어 있음을 알 수 있다. 공압 실린더(81)는, 제1-1지지 부재(21)와 제1-2지지 부재(23)가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 가하도록, 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치된다. Referring to FIG. 11 , it can be seen that a
즉, 공압 실린더(81)를 구성하는 실린더(81a)는 제1고정블록(21b)에, 피스톤로드(81b)는 앵커 블록(23a)에 고정되는 것이다. 공압 실린더(81)의 동작에 의해 제1-1지지 부재(21)와 제2-1지지 부재(31)는, 무릎(105)에 대해 멀어지거나 가까워진다. That is, the
도 12는 신장 부재로서 탄성부재가 적용된 예이다. 탄성부재로서 스프링(21n)이 사용된다. 스프링(21n)은 제1-1지지 부재(21)와 제1-2지지 부재(23)가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 가하도록, 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치된다. 12 is an example in which an elastic member is applied as an elongation member. A
도면을 참조하면, 중공파이프형 가이드 로드(21e)의 일측에 장공(21g)이 형성되어 있고, 가이드 로드(21e)의 내부공간(21f)에 스프링(21n)과 스프링캡(21k)이 설치되어 있음을 알 수 있다. 도면상 좌우측 가이드 로드(21e)의 형상이나 스프링 및 스프링캡을 포함하는 구성은 동일하다.Referring to the drawing, a
스프링(21n)은 압축코일 스프링으로서 스프링캡(21k)을 화살표 m방향으로 탄력 지지한다. 스프링캡(21k)은 스프링(21n)의 단부를 수용하는 부재로서 외주면에 캡돌기(21m)를 갖는다. 캡돌기(21m)는 장공(21g)을 통과해 고정홈(23g)에 끼워진다. 고정홈(23g)은 로드통과구멍(23b)의 내주면에 형성되어 있는 홈으로서, 캡돌기(21m)를 수용한다. 결국 스프링(21n)의 탄성력은 스프링캡(21k)을 통해 앵커 블록(23a)에 전달되어, 제1-1지지 부재(21)와 제1-2지지 부재(23)가, 무릎으로부터 멀어지는 방향으로 탄성 바이어스 되게 한다.The
한편 도 13에 도시한 신장 부재는, 두 개의 고정자석(83a, 83b)과, 하나의 이동자석(83c)을 포함한다. 하나의 고정자석(83a)은 제2고정블록(21d)에, 나머지 하나의 고정자석(83a)은 제1고정블록(21b)에 설치된다. 또한 이동자석(83c)은 앵커 블록(23a)에 장착된다. 고정자석과 이동자석은 영구자석이다.Meanwhile, the elongating member shown in FIG. 13 includes two
일측 고정자석(83a)과 이동자석(83c)은 척력의 관계에 있고, 타측 고정자석(83b)과 이동자석(83c)은 인력의 관계에 있다. 이에 따라 제1-2지지 부재(23)는 화살표 m방향으로 가압되며, 제1-1지지 부재(21)와 제2-1지지 부재(31)가, 자석의 힘에 의해 무릎으로부터 멀어지는 방향으로 지지된다.One
또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 신장 부재로서 와이어윈치(85)가 적용될 수도 있다. 와이어윈치(85)는 와이어(86)를 내부로 감아들이는 일반적인 장치이다. 와이어(86)는 후크(23c)를 통해 앵커 블록(23a)에 장착된다. 와이어윈치(85)는 와이어(86)를 화살표 p방향으로 당긴다. 이에 따라, 제1-1지지 부재(21)와 제1-2지지 부재(23)가, 무릎으로부터 멀어지는 방향으로 가압된다.In addition, as shown in FIG. 14, a
제1-1지지 부재(21)와 제1-2지지 부재(23)를 무릎으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있는 신장 부재로서, 도 11 내지 도 14를 통해 설명한 것 이외에도, 잘 알려진 전동기구, 가령, 랙-피니언 구조, 볼 스크류 구조, 시소 링크 구조, 리니어 모터 구조를 적용할 수도 있다. As an elongating member capable of moving the 1-1
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.
예를 들어, 제1지지 부재(20) 및 제2지지 부재(30)가 각각 신장 가능하게 구성되어 제1신장 부재(25)와 제2신장 부재(35)가 설치되는 것으로 설명하였으나, 제1지지 부재 및 제2지지 부재 중 어느 하나만 신장 가능하게 구성되도록 본 발명의 착용형 무릎 견인 장치를 구성하는 것도 가능하다. 또한, 앞에서 제1지지 부재는 대퇴부에 착용되고 제2지지 부재는 하퇴부에 착용되는 것으로 설명하였으나, 무릎 관절을 사이에 두고 서로 반대로 착용되도록 본 발명의 착용형 무릎 견인 장치를 구성하는 것도 가능하다. For example, it has been described that the
또한, 앞에서 제1지지 부재, 제2지지 부재 및 조인트 부재는 다리의 내측과 외측 중 어느 한쪽에 착용되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 제1지지 부재, 제2지지 부재 및 조인트 부재를 2세트가 마련하여 다리의 내측과 외측에 각각 착용되도록 본 발명의 착용형 무릎 견인 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 각 세트의 제1지지 부재는 하나의 제1착용 부재에 각각 결합되고, 제2지지 부재는 하나의 제2착용 부재에 각각 결합되도록 착용형 무릎 견인 장치를 구성할 수도 있다.In addition, the first support member, the second support member, and the joint member have been described above as an example of being worn on either the inside or outside of the leg, but in some cases, the first support member, the second support member, and the joint member It is also possible to configure the wearable knee traction device of the present invention so that two sets are provided and worn on the inside and outside of the leg, respectively. In this case, the wearable knee traction device may be configured such that the first support members of each set are respectively coupled to one first wearing member, and the second support members are respectively coupled to one second wearing member.
또한, 앞에서 조인트 부재(40)는 기어가 치합되어 작동하는 구조를 예로 들어 설명하였으나, 조인트 부재는 다양하게 변경될 수 있다. 볼 조인트, 조인트 힌지, 유연 소재 등을 사용하여 무릎 관절의 각도 변화에 연동하여 제1지지 부재 및 제2지지 부재 사이의 각도를 조절하면서 연결할 수 있는 다른 다양한 구성이 사용될 수 있다. In addition, although the
또한, 앞에서 조인트 부재에 설치되는 형태의 각변위 센서를 예로 들어 설명하였으나, 제1지지 부재와 제2지지 부재 사이의 각도 변화를 측정하기 위한 다른 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1지지 부재와 제2지지 부재에 각각 관성측정장치(IMU)를 설치하여 그 관성측정장치의 측정값으로부터 제1지지 부재와 제2지지 부재 사이의 각도를 계산하는 형태의 각변위 센서를 사용하는 것도 가능하다. 각변위 센서를 구비하지 않는 구조의 착용형 무릎 견인 장치를 구성하는 것도 가능하다. In addition, although the angular displacement sensor installed on the joint member was described above as an example, various other methods for measuring the angular change between the first support member and the second support member may be used. For example, inertial measurement units (IMUs) are installed on the first and second support members, respectively, and the angle between the first and second support members is calculated from the measured values of the inertial measurement units. It is also possible to use a displacement sensor. It is also possible to configure a wearable knee traction device having a structure that does not include an angular displacement sensor.
10:견인 장치 13:제1착용 부재 15:제2착용 부재
20:제1지지 부재 21:제1-1지지 부재 21a:베이스플레이트
21b:제1고정블록 21c:관통 슬릿 21d:제2고정블록
21e:가이드 로드 21f:내부공간 21g:장공
21k:스프링캡 21m:캡돌기 21n:스프링
23:제1-2지지 부재 23a:앵커 블록 23b:로드통과구멍
23c:후크 23d:연장판 23g:고정홈
25:제1신장 부재 25a:커넥터 25c:와이어 쉬스
25e:제1와이어 30;제2지지 부재 31:제2-1지지 부재
31a:베이스플레이트 31b:제1고정블록 31c:관통 슬릿
31d:제2고정블록 31e:가이드 로드 33:제2-1지지 부재
33a:앵커 블록 33b:로드통과구멍 33d:연장판
35:제2신장 부재 35a:커넥터 35c:와이어 쉬스
35e:제2와이어 40:조인트 부재 41:제1조인트부
41a:연장판 홀더 41b:기어 41c:핀구멍
43:제2조인트부 43a:연장판 홀더 43b:기어
43c:핀구멍 45:기어하우징 45c:관통구멍
46:지지핀 51:벨트 51b,51c:접착천
60:수동 인장기 60a:제1인장기 60b:제2인장기
61:고정판 63:와이어 케이스 63a:구속홈
63b:록킹홈 63c:이탈방지턱 63d:와이어통로
63e:내부공간 64:드럼 64a:걸림디스크
64b:록킹돌기 65:인장다이얼 65a:가이드홈
70:자동 인장기 71:구동모듈 72:제어부
73:단말기 74:센서부 76:간격변위센서
77a:각변위 센서 77b:센서브라켓 78:제1변위 센서
78a:거리센서 78b:피감지부 79:제2변위 센서
79a:거리센서 79b:피감지부 81:공압 실린더
81a:실린더 81b:피스톤로드 83a,83b:고정자석
83c:이동자석 85:와이어윈치 86:와이어
101:대퇴부 103:하퇴부 105:무릎10: traction device 13: first wearing member 15: second wearing member
20: first supporting member 21: first-first supporting
21b: first fixed
21e: guide
21k:
23: first-
23c:
25:
25e:
31a:
31d: second fixing
33a:
35:
35e: second wire 40: joint member 41: first joint portion
41a:
43: second
43c: pin hole 45:
46: support pin 51:
60:
61: fixed plate 63:
63b: locking
63e: inner space 64:
64b: locking protrusion 65:
70: automatic tensioner 71: driving module 72: control unit
73: terminal 74: sensor unit 76: interval displacement sensor
77a:
78a:
79a:
81a:
83c: moving magnet 85: wire winch 86: wire
101: thigh 103: lower leg 105: knee
Claims (22)
길이 방향으로 연장되도록 형성되어 상기 대퇴부와 하퇴부 중 다른 하나에 착용되는 제2지지 부재;
상기 제1지지 부재에 설치되어 상기 제1지지 부재를 신장(伸長)시키는 방향으로 힘을 제공하는 제1신장 부재; 및
상기 제1지지 부재와 제2지지 부재가 무릎 관절의 각도 변화에 따라 움직이도록 상기 제1지지 부재와 제2지지 부재를 서로 상대 회전 가능하게 연결하는 조인트 부재;를 포함하는 착용형 무릎 견인 장치.a first support member formed to be stretchable in the longitudinal direction and worn on one of the thigh (thigh) and lower leg (calf);
a second support member extending in the longitudinal direction and worn on the other one of the thigh and lower leg;
a first extension member installed on the first support member to provide force in a direction to elongate the first support member; and
Wearable knee traction device comprising a; joint member for connecting the first support member and the second support member rotatably relative to each other so that the first support member and the second support member move according to the change in the angle of the knee joint.
상기 제2지지 부재는 길이 방향으로 신축 가능하게 형성되고,
상기 제2지지 부재에 설치되어 상기 제2지지 부재를 신장시키는 방향으로 힘을 제공하는 제2신장 부재;를 더 포함하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 1,
The second support member is formed to be stretchable in the longitudinal direction,
A wearable knee traction device further comprising a second extension member installed on the second support member to provide force in a direction of extending the second support member.
상기 제1지지 부재와 결합되고, 상기 제1지지 부재를 상기 대퇴부와 하퇴부 중 어느 하나에 고정하는 제1착용 부재; 및
상기 제2지지 부재와 결합되고, 상기 제2지지 부재를 상기 대퇴부와 하퇴부 중 다른 하나에 고정하는 제2착용 부재;를 더 포함하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 1 or 2,
a first wearing member coupled to the first supporting member and fixing the first supporting member to one of the thigh and lower leg; and
A wearable knee traction device further comprising: a second wearing member coupled to the second supporting member and fixing the second supporting member to the other one of the thigh and lower leg.
상기 제1지지 부재는, 적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재를 포함하고,
상기 제1신장 부재는 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하여 상기 제1지지 부재를 신장시키는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 1,
The first support member includes a 1-1 support member and a 1-2 support member that are slidably connected to each other by at least partially overlapping each other,
The first extension member extends the first support member by providing force in a direction in which the 1-1 support member and the 1-2 support member of the first support member move away from each other.
상기 제1지지 부재는, 적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재를 포함하고,
상기 제2지지 부재는, 적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재를 포함하고,
상기 제1신장 부재는 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하여 상기 제1지지 부재를 신장시키고,
상기 제2신장 부재는 상기 제2지지 부재의 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하여 상기 제2지지 부재를 신장시키는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 2,
The first support member includes a 1-1 support member and a 1-2 support member that are slidably connected to each other by at least partially overlapping each other,
The second support member includes a 2-1 support member and a 2-2 support member that are slidably connected to each other by at least partially overlapping each other,
The first extension member extends the first support member by providing force in a direction in which the 1-1 and 1-2 support members of the first support member move away from each other,
The second extension member extends the second support member by providing force in a direction in which the 2-1 and 2-2 support members of the second support member move away from each other.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치되는 탄성 부재인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 4,
The first elongating member may provide elastic force in a direction in which the 1-1 and 1-2 support members of the first support member move away from each other. A wearable knee traction device that is an elastic member installed between them.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 자기력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재에 설치되는 영구 자석인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 4,
The first elongating member is coupled to the 1-1 support member and the 1-2 support member so that the 1-1 support member and the 1-2 support member of the first support member provide magnetic force in a direction away from each other. A wearable knee traction device that is a permanent magnet that is installed.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 장력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치되는 와이어인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 4,
The first elongating member may provide tension between the 1-1 support member and the 1-2 support member of the first support member in a direction away from each other. A wearable knee traction device that is a wire installed between them.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치되는 공압 실린더인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 4,
The first elongating member may provide force in a direction in which the 1-1 and 1-2 support members of the first support member move away from each other. A wearable knee traction device that is a pneumatic cylinder installed between them.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치되는 탄성 부재이고,
상기 제2신장 부재는, 상기 제2지지 부재의 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 상기 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재의 사이에 설치되는 탄성 부재인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 5,
The first elongating member may provide elastic force in a direction in which the 1-1 and 1-2 support members of the first support member move away from each other. An elastic member installed between
The second elongating member is configured to provide elastic force in a direction in which the 2-1 and 2-2 supporting members of the second supporting member move away from each other. A wearable knee traction device that is an elastic member installed between them.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 자기력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재에 설치되는 영구 자석이고,
상기 제2신장 부재는, 상기 제2지지 부재의 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 자기력을 제공하도록 상기 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재에 설치되는 영구 자석인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 5,
The first elongating member is coupled to the 1-1 support member and the 1-2 support member so that the 1-1 support member and the 1-2 support member of the first support member provide magnetic force in a direction away from each other. It is a permanent magnet installed,
The second elongating member is provided to the 2-1 support member and the 2-2 support member so that the 2-1 support member and the 2-2 support member of the second support member provide magnetic force in a direction away from each other. A wearable knee traction device that is a permanent magnet that is installed.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 장력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치되는 와이어이고,
상기 제2신장 부재는, 상기 제2지지 부재의 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 장력을 제공하도록 상기 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재의 사이에 설치되는 와이어인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 5,
The first elongating member may provide tension between the 1-1 support member and the 1-2 support member of the first support member in a direction away from each other. It is a wire installed between
The second elongating member may provide tension between the 2-1 support member and the 2-2 support member of the second support member in a direction away from each other. A wearable knee traction device that is a wire installed between them.
상기 제1신장 부재는, 상기 제1지지 부재의 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 장력을 제공하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재의 사이에 설치되는 공압 실린더이고,
상기 제2신장 부재는, 상기 제2지지 부재의 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 장력을 제공하도록 상기 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재의 사이에 설치되는 공압 실린더인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 5,
The first elongating member may provide tension between the 1-1 support member and the 1-2 support member of the first support member in a direction away from each other. A pneumatic cylinder installed between
The second elongating member may provide tension between the 2-1 support member and the 2-2 support member of the second support member in a direction away from each other. A wearable knee traction device that is a pneumatic cylinder installed between them.
상기 제1신장 부재와 제2신장 부재에 각각 동력을 제공하는 구동 모듈;을 더 포함하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 2,
The wearable knee traction device further comprising a; drive module for providing power to each of the first extension member and the second extension member.
상기 구동 모듈의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 14,
Wearable knee traction device further comprising a; control unit for controlling the operation of the driving module.
상기 제1지지 부재와 제2지지 부재 사이의 각도를 측정하도록 상기 조인트 부재에 설치되는 각변위 센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 각변위 센서의 측정값을 전달 받아 상기 구동 모듈의 작동을 제어하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 15,
An angular displacement sensor installed on the joint member to measure an angle between the first and second support members;
The control unit receives the measured value of the angular displacement sensor and controls the operation of the driving module.
상기 제1지지 부재의 길이 변화를 측정하도록 상기 제1지지 부재에 설치되는 제1변위 센서;
상기 제2지지 부재의 길이 변화를 측정하도록 상기 제2지지 부재에 설치되는 제2변위 센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1변위 센서와 제2변위 센서의 측정값을 전달 받아 상기 구동 모듈의 작동을 제어하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 15,
a first displacement sensor installed on the first support member to measure a length change of the first support member;
A second displacement sensor installed on the second support member to measure a change in length of the second support member; further comprising,
The control unit controls the operation of the driving module by receiving the measured values of the first displacement sensor and the second displacement sensor.
상기 제1지지 부재와 제2지지 부재 사이의 간격을 측정하도록 상기 조인트 부재에 설치되는 간격 변위 센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 간격 변위 센서의 측정값을 전달 받아 상기 구동 모듈의 작동을 제어하는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 15,
A distance displacement sensor installed on the joint member to measure the distance between the first support member and the second support member; further comprising,
The control unit controls the operation of the drive module by receiving the measured value of the gap displacement sensor.
상기 제1지지 부재, 제2지지 부재 및 조인트 부재는 2세트가 마련되고,
각 세트의 상기 제1지지 부재는 하나의 제1착용 부재에 각각 결합되고,
각 세트의 상기 제2지지 부재는 하나의 제2착용 부재에 각각 결합되는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 3,
Two sets of the first support member, the second support member, and the joint member are provided,
the first support members of each set are respectively coupled to one first wearing member;
The second support member of each set is respectively coupled to one second wearing member.
상기 제1지지 부재는,
적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재를 포함하고,
상기 제2지지 부재는,
적어도 일부분이 서로 중첩되어 서로 슬라이딩 가능하게 연결된 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재를 포함하고,
상기 구동 모듈은, 상기 제1신장 부재가 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하도록 상기 제1신장 부재를 작동시키고, 상기 제2신장 부재가 상기 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 제공하도록 상기 제2신장 부재를 작동시키는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 14,
The first support member,
At least a portion of which overlaps each other and includes a 1-1 support member and a 1-2 support member slidably connected to each other;
The second support member,
A 2-1 support member and a 2-2 support member, at least partially overlapping each other and slidably connected to each other,
The driving module operates the first extension member so that the first extension member provides force in a direction in which the 1-1 support member and the 1-2 support member move away from each other, and the second extension member operates the A wearable knee traction device that operates the second extension member so that the 2-1 support member and the 2-2 support member provide force in directions away from each other.
상기 제1신장 부재는,
상기 제1지지 부재에 장력을 전달하도록 상기 제1-1지지 부재와 제1-2지지 부재 중 어느 하나를 경유하여 나머지 하나에 연결되도록 설치되는 제1와이어이고,
상기 제2신장 부재는,
상기 제2지지 부재에 장력을 전달하도록 상기 제2-1지지 부재와 제2-2지지 부재 중 어느 하나를 경유하여 나머지 하나에 연결되도록 설치되는 제2와이어인 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 20,
The first elongating member,
A first wire installed to be connected to the other one via one of the 1-1 support member and the 1-2 support member so as to transmit tension to the first support member,
The second elongated member,
A wearable knee traction device that is a second wire installed to be connected to the other one of the 2-1 support member and the 2-2 support member so as to transmit tension to the second support member.
상기 제1신장 부재와 제2신장 부재는 각각 랙-피니언 구조, 볼 스크류 구조, 시소 링크 구조, 리니어 모터 구조 중 어느 하나를 사용하여 구성되는 착용형 무릎 견인 장치.According to claim 20,
The first extension member and the second extension member are wearable knee traction devices configured using any one of a rack-pinion structure, a ball screw structure, a seesaw link structure, and a linear motor structure, respectively.
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KR1020210161950A KR102608141B1 (en) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | Wearable Knee Unloading Device |
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KR100688327B1 (en) * | 2006-01-09 | 2007-03-02 | 조상덕 | Orthopedic knee joint brace |
KR20140003248A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-09 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | Apparatus for protecting joint |
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2021
- 2021-11-23 KR KR1020210161950A patent/KR102608141B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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