KR20230165030A - 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 발 지지 장치는 사용자의 발목 부위를 지지하는 발목 지지유닛과, 사용자의 발바닥을 지지하는 발바닥 지지유닛을 포함하고; 상기 발바닥 지지유닛은 세로 방향으로 상호 이격되어 사용자의 발목의 양 측면에서 상기 발목 지지유닛에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 발바닥 결합부와, 한 쌍의 상기 발바닥 결합부 사이에 배치되고, 사용자의 발바닥이 안착되는 발바닥 안착 플레이트와, 상기 발바닥 안착 플레이트의 판면을 통과하는 축을 중심으로 상기 발바닥 안착 플레이트를 회전 가능하게 지지하는 제1 지지모듈과, 상기 제1 지지모듈이 결합되고, 양측이 각각 한 쌍의 상기 발바닥 결합부에 결합되되, 상기 발바닥 안착 플레이트의 상기 세로 방향으로의 경사도가 조절되도록 상기 발바닥 결합부와의 결합 위치가 조절되는 제2 지지모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치{FOOT SUPPORTING APPARATUS APPLIED FOR LOWER LIMB AND LOWER LIMB REHABILITATION EXERCISE APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사용자의 발이 안착된 상태로 지지되고, 발목 운동이나 하지 재활 운동에 적용될 수 있는 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인체의 각 관절 부위는 관절 부위와 인접한 부위들이 관절 부위를 기준으로 회전 가능한 구조를 가진다.

한편, 노인이나 근력이 약한 재활 환자들은 스스로 운동이 불가하여 건강한 사람들에 비해 관절 운동에 어려움을 겪고 있으며, 실질적으로 운동이 필요함에도 일반적인 운동기구로는 운동을 하는 것이 현실적으로 어려운 실정이다.

근력이 약해지거나 손상된 관절을 계속적으로 방치하면, 근육이나 관절이 점차 굳어져 움직일 때 통증을 느끼게 되고 신경이 회복되어도 정상적인 활동에 지장을 초래할 수 있다.

근골격계나 중추신경계질환으로 인한 하지 기능의 손상, 장애 및 상실은 보행능력의 저하, 혹은 상실로 연결될 수 있으며, 이는 독립적인 일상생활동작을 수행을 저해하는 심각한 원인 중에 하나라고 할 수 있다.

중추신경계질환의 하나인 뇌졸중의 경우, 대부분의 환자는 전체 체중의 61-80%를 비손상 측 하지로 지지하여, 비대칭적인 자세 정렬 및 균형 능력의 저하를 나타낸다.

이와 같은 기능 저하를 개선하기 위해, 다양한 재활 방법이나 재활 기기들이 개발되고 있으며, 특히, 하지 재활 운동을 위한 다양한 재활 기기들이 개발되고 있다.

하지 재활에 있어, 발목 운동을 보조하는 재활 기기 또한 하지 장애 환자에게 필요한 요소이다.

일 예로, 한국등록특허 제10-2014536호에서는 발목 관절, 발목 인대, 손목 관절, 손목 인대 등의 재활이 가능한 관절 재활운동장치를 제안하고 있다.

그런데, 상기 한국등록특허에 개시된 관절 재활운동장치는 손목이나 발목 운동을 위해 독립적인 기기로 제안되어 있어, 하지의 다른 부분, 예컨대, 무릎 관절이나 고관절의 운동과 함께 수행하기는 구조적으로 어려운 단점이 있다.

또한, 상기 한국등록특허에 개시된 관절 재활운동장치는 발목 관절 운동을 구현하기 위한 구조가 복잡하여, 결과적으로 제조 단가를 증가시키는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-2014536호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 구조가 간단하면서도, 독립적으로, 또는 하지의 다른 재활 운동과 병행하여 사용할 수 있는 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사용자의 발이 안착되고, 이를 이용하여 재활 운동 등을 수행하는데 있어 구조가 간단하면서도, 발목의 모든 방향으로의 움직임에 대응할 수 있는 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 본 발명에 따라, 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치에 있어서, 사용자의 발목 부위를 지지하는 발목 지지유닛과, 사용자의 발바닥을 지지하는 발바닥 지지유닛을 포함하고; 상기 발바닥 지지유닛은 세로 방향으로 상호 이격되어 사용자의 발목의 양 측면에서 상기 발목 지지유닛에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 발바닥 결합부와, 한 쌍의 상기 발바닥 결합부 사이에 배치되고, 사용자의 발바닥이 안착되는 발바닥 안착 플레이트와, 상기 발바닥 안착 플레이트의 판면을 통과하는 축을 중심으로 상기 발바닥 안착 플레이트를 회전 가능하게 지지하는 제1 지지모듈과, 상기 제1 지지모듈이 결합되고, 양측이 각각 한 쌍의 상기 발바닥 결합부에 결합되되, 상기 발바닥 안착 플레이트의 상기 세로 방향으로의 경사도가 조절되도록 상기 발바닥 결합부와의 결합 위치가 조절되는 제2 지지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 제1 지지모듈은 일측 판면이 상기 발바닥 안측 플레이트와 접하고, 타측 판면이 상기 제2 지지모듈에 결합되는 결합 플레이트와; 상기 결합 플레이트와 상기 발바닥 안착 플레이트를 상기 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 회전축부와; 상기 회전축부에 편심된 위치에서 상기 결합 플레이트에 대한 상기 발바닥 안착 플레이트의 회전 위치를 결정하는 회전 위치 결정부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전 위치 결정부는 상기 결합 플레이트의 판면을 관통하여 형성되되, 상기 회전축부를 중심으로 하는 호 형상을 갖는 회전 위치 결정홀과; 상기 발바닥 안착 플레이트의 판면에 상기 회전 위치 결정홀에 대응하는 위치에 형성되고, 내부에 나사산이 형성된 단속홀과; 상기 회전 위치 결정홀을 통해 상기 단속홀에 체결되어 상기 회전 위치 결정홀 내에서의 회전 위치를 고정하는 단속 볼트를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 회전 위치 결정홀 및 상기 회전축부는 상기 발바닥 안착 플레이트에 안착되는 발의 발가락 방향으로 편심된 위치에 마련될 수 있다.

그리고, 상기 제2 지지모듈은 한 쌍의 상기 발바닥 결합부 사이에서 상기 제1 지지모듈과 결합되는 모듈 본체와, 각각이 상기 발바닥 결합부에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되되, 위치 고정이 가능한 한 쌍의 슬라이딩 조인트부와, 각각의 일측이 상기 슬라이딩 조인트부에 회전 가능하게 결합되고, 각각의 타측이 상기 모듈 본체에 결합되는 한 쌍의 가변 링크를 포함하며; 한 쌍의 상기 가변 링크 중 적어도 하나는 상기 모듈 본체와 상기 슬라이딩 조인트부 간의 간격 조절이 가능하게 상기 모듈 본체에 결합될 수 있다.

그리고, 각각의 상기 발바닥 결합부에는 상기 슬라이딩 조인트의 슬라이딩 이동 방향으로 따라 가이드 홀이 형성되며; 각각의 상기 슬라이딩 조인트부는 일측이 상기 가이드 홀을 따라 이동 가능하게 상기 가이드 홀에 삽입되고, 타측에 상기 가변 링크가 회전 가능하게 결합되는 조인트 본체와; 상기 조인트 본체에 체결되어 상기 가이드 홀 내에서의 위치를 고정하는 고정 볼트를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발목 지지유닛은 상기 세로 방향으로 상호 이격되고, 각각의 상기 발바닥 결합부와 상기 세로 방향을 축으로 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 발목 결합부와; 한 쌍의 상기 발목 결합부를 상기 세로 방향으로 연결하며, 사용자의 발목 부위가 지지되는 발목 지지 플레이트를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발바닥 지지유닛을 상기 발목 지지유닛에 대해 정역 회전시키는 회전력을 제공하는 발목 구동부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발목 구동부는 상기 발바닥 결합부와 상기 발목 결합부 간의 회전축에 연결되어, 상기 발바닥 결합부를 상기 발목 결합부에 대해 회전시키는 제1 풀리와; 상기 발목 지지 플레이트에 설치되는 발목 회전 모터와; 상기 발목 회전 모터의 회전축에 연결되어 상기 발목 회전 모터의 회전에 동기되어 회전하는 제2 풀리와; 상기 제2 풀리의 회전을 상기 제1 풀리로 전달하는 전달 부재를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 하지 재활 운동 장치에 있어서, 상기 구성에 따른 발 지지 장치와, 상기 발 지지 장치가 탈착 가능하게 결합되는 하지 재활 운동 유닛을 포함하며; 상기 하지 재활 운동 유닛은 베이스 플레이트와, 일측 말단에 상기 발 지지 장치가 결합되고, 사용자의 하퇴를 지지하는 하퇴 지지부와, 일측이 상기 하퇴 지지부의 타측에 회전 가능하게 결합되고, 사용자의 대퇴를 지지하는 대퇴 지지부와, 상기 베이스 플레이트에 설치되어 상기 하퇴 지지부와 상기 대퇴 지지부를 지지하되, 상기 하퇴 지지부와 상기 대퇴 지지부 간의 회전을 제어하는 재활 운동 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 하지 재활 운동 장치에 의해서 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 구조가 간단하면서도, 독립적으로, 또는 하지의 다른 재활 운동과 병행하여 사용할 수 있는 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치가 제공된다.

또한, 본 발명은 사용자의 발이 안착되고, 이를 이용하여 재활 운동 등을 수행하는데 있어 구조가 간단하면서도, 발목의 모든 방향으로의 움직임에 대응할 수 있는 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치 및 이를 이용한 하지 재활 운동 장치가 제공된다.

도 1은 사람의 발목의 관절 움직임을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치를 정면에서 바라본 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치를 배면에서 바라본 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치의 발바닥 지지유닛를 정면에서 바라본 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치의 발바닥 지지유닛를 저면에서 바라본 사시도이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치의 제2지지 모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치가 적용된 하지 재활 운동 장치의 사시도이고,
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치가 적용된 하지 재활 운동 장치의 측면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 사람의 발목의 관절 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 발목 움직임은 시상면(Sagittal plane), 관상면(Frontal plane), 횡면(Transverse plane) 세 방향에서 일어나 는 운동의 방향으로 요약될 수 있다.

도 1을 참조하여 설명하면, 시상면(sagittal plane)을 기준으로 하는 발목의 움직임은 z을 중심으로 하는 발목의 회전 운동인 족배굴곡(Dorsiflexion)과 족저굴곡(Plantarflexion)으로 표현할 수 있다.

그리고, 관상면(Frontal plane)을 기준으로 하는 발목의 움직임은 x축을 중심으로 하는 발목의 회전 운동인 내번(Inversion)과 외번(Eversion)으로 표현될 수 있다.

그리고, 횡면(Transverse plane)을 기준으로 하는 발목의 움직임은 y축을 중심으로 하는 발목의 회전 운동인 외전(Abduction)과 내전(Adduction)으로 표현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)를 정면에서 바라본 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)를 배면에서 바라본 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)는 도 1에 도시된 발목의 움직임 중 y축을 중심으로 하는 발목의 회전 운동인 외전(Abduction)과 내전(Adduction) 운동을 제공한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)는 발목 지지유닛(2000) 및 발바닥 지지유닛(3000a)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 발목 지지유닛(2000)은 사용자의 발목 부위를 지지하고, 발바닥 지지유닛(3000a)은 사용자의 발바닥을 지지한다.

본 발명의 실시예에 따른 발목 지지유닛(2000)은 세로 방향으로 상호 이격되어 사용자의 발목의 양 측면에서 위치하게 되는 한 쌍의 발목 결합부(2100)를 포함할 수 있다. 그리고, 발목 지지 플레이트(2200)는 한 쌍의 발목 결합부(2100)를 세로 방향으로 연결한다. 여기서, 사용자의 발바닥 부분이 발바닥 지지유닛(a3000)에 안착될 때, 사용자의 발목 부위가 발목 지지 플레이트(2200)에 지지될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 발바닥 지지유닛(3000a)은 세로 방향으로 상호 이격된 한 쌍의 발바닥 결합부(3100a)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 각각의 발바닥 결합부(3100a)는 각각의 발목 결합부(2100)에 회전 가능하게 결합된다.

발바닥 지지유닛(3000a)은 발바닥 안착 플레이트(3200a)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 발바닥 안착 플레이트(3200a)가 한 쌍의 발바닥 결합부(3100a)를 세로 방향으로 연결한 상태로, 사용자의 발바닥을 지지하는 것을 예로 한다.

상기와 같은 구성에 따라, 사용자가 자신의 발을 발바닥 안착 플레이트(3200a)에 안착시키는 상태로 발을 발 지지 장치(1000)에 올려놓게 되면, 발목 뒷쪽 부분이 발목 지지 플레이트(2200)에 의해 지지되는 상태가 된다.

이 때, 사용자가 능동적으로 자신의 발목을 y축을 중심으로 회전시키면서, 외전(Abduction)과 내전(Adduction) 운동을 수행할 수 있게 된다.

다른 예로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)는 발목 구동부(4000)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 발목 구동부(4000)는 발바닥 지지유닛(3000)을 발목 지지유닛(2000)에 대해 정역 회전시키는 회전력을 제공할 수 있다. 이를 통해, 사용자가 발목 구동부(4000)에 의해 제공되는 회전력에 의해 외전(Abduction)과 내전(Adduction) 운동을 보조받는 수동 재활 운동이 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 발목 구동부(4000)가 제1 풀리(4200), 제2 풀리(4300) 및 발목 회전 모터(4100)를 포함하는 것을 예로 한다.

제1 풀리(4200)는 발바닥 결합부(3100a)와 발목 결합부(2100) 간의 회전축에 연결되어, 발바닥 결합부(3100a)를 발목 결합부(2100)에 대해 회전시킨다.

발목 회전 모터(4100)는 발목 지지 플레이트(2200)의 배면 측에 설치된 상태로 회전력을 전달한다.

제2 풀리(4300)는 발목 회전 모터(4100)의 회전축에 연결되도록, 예컨대 발목 지지 플레이트(2200) 또는 발목 결합부(2100)에 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제2 풀 리가 발목 결합부(2100)에 설치되는 것을 예로 하고 있다.

여기서, 제2 풀리(4300)는 발목 회전 모터(4100)의 회전에 동기되어 회전하며, 타이밍 벨트와 같은 전달 부재(미도시)에 의해 제2 풀리(4300)의 회전이 제1 풀리(4200)로 전달되어, 발바닥 결합부(3100a)가 발목 결합부(2100)에 대해 회전함으로써, 발바닥 지지유닛(3000a)이 발목 지지유닛(2000)에 대해 정역 회전 가능하게 된다.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)의 발바닥 지지유닛(3000)의 구성에 대해 상세히 설명한다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)의 발목 지지유닛(2000)의 구성은 전술한 제1 실시예에 대응한다. 예컨대, 능동 재활 운동 및 수동 재활 운동이 가능하도록 구성될 수 있으며, 이를 위해 발목 구동부(4000)가 설치될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)의 발바닥 지지유닛(3000)은, 앞서 설명한 제1 실시예에서의 y축을 중심으로 하는 발목의 회전에 더하여, 도 1에 도시된 x축 및 z축을 중심으로 하는 발목의 회전을 지원한다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발바닥 지지유닛(3000)은 한 쌍의 발바닥 결합부(3100), 발바닥 안착 플레이트(3200), 제1 지지모듈(3300) 및 제2 지지모듈(3400)을 포함하여 구성될 수 있다.

한 쌍의 발바닥 결합부(3100)는 세로 방향으로 상호 이격된 상태로 발목 지지유닛(2000)에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 각각의 발바닥 결합부(3100)는, 앞서 설명한 제1 실시예에서와 같이, 발목 지지부의 한 쌍의 발목 결합부(2100)에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 한 쌍의 발목 결합부(2100)는 발목 구동부(4000)를 구성하는 제1 풀리(4200)와 축 결합되어, 발목 회전 모터(4100)의 정역 회전에 따라 정역 회전하여, y축 방향으로의 발목 회전을 제공할 수 있다.

여기서, 한 쌍의 발바닥 결합부(3100)의 말단은 연결 부재(3120)에 의해 연결되어, 말단이 지지될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 발바닥 안착 플레이트(3200)는 한 쌍의 발바닥 결합부(3100) 사이에 배치되어, 사용자의 발바닥이 안착된다. 여기서, 제1 실시예에서와 달리, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발바닥 안착 플레이트(3200)는 제1 지지모듈(3300) 및 제2 지지모듈(3400)에 의해 지지된 상태로 한 쌍의 발바닥 결합부(3100) 사이에 배치된다.

제1 지지모듈(3300)은 발바닥 안착 플레이트(3200)의 판면을 통과하는 축, 즉 도 1의 x축을 중심으로 발바닥 안착 플레이트(3200)를 회전 가능하게 지지한다. 이에 따라, 발바닥 안착 플레이트(3200)에 안착된 사용자의 발은 z축을 중심으로 회전 각도가 조절될 수 있다.

제2 지지모듈(3400)은 제1 지지모듈(3300)과 결합된다. 그리고, 제2 지지모듈(3400)의 양측이 각각 한 쌍의 발바닥 결합부(3100)에 결합됨으로써, 제1 지지모듈(3300)에 의해 지지되는 발바닥 안착 플레이트(3200)가 한 쌍의 발바닥 결합부(3100) 사이에 위치한 상태로 지지될 수 있다.

여기서, 제2 지지모듈(3400)은 발바닥 안착 플레이트(3200)의 세로 방향으로의 경사도, 즉, 도 1에 도시된 x축을 중심으로 하는 발바닥 안착 플레이트(3200)의 경사도가 조절되도록 각각의 발바닥 결합부(3100)와의 결합 위치가 조절될 수 있다.

상기 구성에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)는, 발목 지지유닛(2000)과 발바닥 지지유닛(3000) 간의 상대 회전에 따라, y축 방향으로의 발목 회전을 지원하고, 제1 지지모듈(3300)에 의해 z축 방향으로의 발목 회전이 지원되며, 제2 지지모듈(3400)에 의해 x축 방향으로의 발목 회전이 지원됨으로써, 도 1에 도시된 모든 방향으로의 발목 회전이 지원 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 지지모듈(3300)은 결합 플레이트(3310), 회전축부(3320) 및 회전 위치 결정부(3330)를 포함하는 것을 예로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 결합 플레이트(3310)는 일측 판면이 발바닥 안착 플레이트(3200)에 접하고, 타측 판면이 제2 지지모듈(3400)과 결합된다.

회전축부(3320)는 결합 플레이트(3310)와 발바닥 안착 플레이트(3200)를, 발바닥 안착 플레이트(3200)이 판면을 관통하는 축, 즉 앞서 설명한 z축을 중심으로 회전 가능하게 결합시킨다.

그리고, 회전 위치 결정부(3330)는 회전축부(3320)로부터 이격된(편심된) 위치에서 결합 플레이트(3310)에 대한 발바닥 안착 플레이트(3200)의 회전 위치를 결정한다.

본 발명의 실시예에 따른 회전 위치 결정부(3330)는 회전 위치 결정홀(3331), 단속홀(3332) 및 단속 볼트(3333)를 포함하는 것을 예로 한다.

회전 위치 결정홀(3331)은 결합 플레이트(3310)의 판면을 관통하여 형성된다. 여기서, 회전 위치 결정홀(3331)은 회전축부(3320)를 중심으로 하는 호 형상을 가짐으로써, 회전축부(3320)를 중심으로 하는 발바닥 안착 플레이트(3200)의 회전 반경에 대응하게 된다.

단속홀(3332)은 발바닥 안착 플레이트(3200)의 판면에 회전 위치 결정홀(3331)에 대응하는 위치에 형성된다. 이에 따라, 발바닥 안착 플레이트(3200)가 회전축부(3320)를 중심으로 회전하게 되면, 단속홀(3332)은 회전 위치 결정홀(3331)의 위치를 따라 이동하게 된다. 여기서, 단속홀(3332)의 내경에는 나사산이 형성될 수 있다.

단속 볼트(3333)는 회전 위치 결정홀(3331)을 통해 단속홀(3332)에 체결된다. 발바닥 안착 플레이트(3200)를 회전축부(3320)를 축으로 하여 결합 플레이트(3310)에 대해 회전시켜 회전 위치를 결정한 후, 단속 볼트(3333)를 체결하여 조이게 되면, 회전 위치 결정홀(3331) 내에서의 단속홀(3332)의 회전 위치가 고정되어, 발바닥 안착 플레이트(3200)의 z축을 중심으로 하는 회전 위치가 고정 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 회전 위치 결정홀(3331) 및 회전축부(3320)가 발바닥 안착 플레이트(3200)에 안착되는 발의 발가락 방향으로 편심된 위치에 마련되는 것을 예로 한다. 이를 통해, 발바닥 안착 플레이트(3200)를 결합 플레이트(3310)에 대해 회전 시키는 경우, 발목 위치를 중심으로 발가락 부분이 회전하는 구조가 구현 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 제2 실시에에 따른 제2 지지모듈(3400)은 모듈 본체(3410), 한 쌍의 슬라이딩 조인트부(3420), 및 한 쌍의 가변 링크(3430)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 모듈 본체(3410)는 한 쌍의 발바닥 결합부(3100) 사이에서 제1 지지모듈(3300)과 결합된다. 본 발명에서는 상부로부터 발바닥 안착 플레이트(3200), 제1 지지모듈(3300)의 결합 플레이트(3310), 그리고 모듈 본체(3410)가 순차적으로 결합되는 것을 예로 한다.

한 쌍의 슬라이딩 조인트부(3420)는 각각의 발바닥 결합부(3100)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 이 때, 각각의 슬라이딩 조인트부(3420)는 발바닥 결합부(3100)에서의 슬라이딩 위치가 고정 가능하게 결합된다.

본 발명에서는 각각의 발바닥 결합부(3100)에 슬라이딩 조인트부(3420)의 슬라이딩 이동 방향, 사용자의 하지의 길이 방향을 따라 가이드 홀(3110)이 형성되는 것을 예로 하며, 슬라이딩 조인트부(3420)는 가이드 홀(3110)을 따라 슬라이딩 이동하는 것을 예로 한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩 조인트부(3420)는 조인트 본체(3421)와 고정 볼트(3422)를 포함하는 것을 예로 한다.

조인트 본체(3421)의 일측은 가이드 홀(3110)을 따라 이동 가능하게 가이드 홀(3110)에 삽입된다. 그리고, 조인트 본체(3421)의 타측은 가변 링크(3430)가 회전 가능하게 결합된다.

고정 볼트(3422)는 조인트 본체(3421)에 체결되어 가이드 홀(3110) 내에서의 조인트 본체(3421)의 위치를 고정한다. 즉, 고정 볼트(3422)를 가이드 홀(3110)을 사이에 두고 조인트 본체(3421)의 반대측에서 가이드 홀(3110)을 통해 조인트 본체(3421)에 체결하여 조이게 되면, 가이드 본체의 위치가 고정 가능하게 된다.

한 쌍의 가변 링크(3430)는 각각의 일측이 슬라이딩 조인트부(3420)에 회전 가능하게 결합된다. 앞서 설명한 바와 같이, 가변 링크(3430)의 일측은 조인트 본체(3421)의 타측에 회전 가능하게 결합된다.

그리고, 가변 링크(3430)의 타측은 모듈 본체(3410)에 결합된다. 여기서, 한 쌍의 가변 링크(3430) 중 적어도 하나는 모듈 본체(3410)와 슬라이딩 조인트부(3420) 간의 간격 조절이 가능하게 모듈 본체(3410)에 결합될 수 있다.

일 예로, 모듈 본체(3410)의 내부에는 양측에서 결합되는 가변 링크(3430)의 타측이 삽입 가능한 슬라이딩 홀이 형성될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 가변 링크(3430)의 타측이 모듈 본체(3410)의 양측에서 각각 슬라이딩 홀에 삽입될 수 있다.

상기 구성에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 슬라이딩 조인트부(3420)가 각각의 발바닥 결합부(3100)에서 독립적으로 위치가 조절되어, 발바닥 안착 플레이트(3200)의 x축을 중심으로 하는 기울기가 조절되더라도, 각각의 가변 링크(3430)의 타측이 슬라이딩 홀 내부에서 슬라이딩 이동하여, 모듈 본체(3410)와 슬라이딩 조인트부(3420)의 간격을 조절해 줌으로써, 기울기 변화에 대응할 수 있게 된다.

또한, 사용자의 하지의 길이나, 발목 지지 플레이트(2200)에 의해 지지되는 발목 부위에 맞춰, 발바닥 안착 플레이트(3200)의 높이를 슬라이딩 조인트부(3420)의 위치 조절을 통해 조절 가능하게 된다.

이하에선, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)가 적용된 하지 재활 운동 장치의 예에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 운동 장치는 전술한 실시에에 따른 발 지지 장치(1000)와, 하지 재활 운동 유닛(10)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)는 하지 재활 운동 유닛(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 운동 유닛(10)은, 베이스 플레이트(100), 하퇴 지지부(600), 대퇴 지지부(700) 및 재활 운동 어셈블리를 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 플레이트(100)는 대략 판 현상을 갖는다. 여기서, 베이스 플레이트(100)는 재활 운동이 진행될 바닥 등의 위치에 안착될 수 있다.

하퇴 지지부(600)의 일측 말단에는 발 지지 장치(1000)가 결합된다. 여기서, 하퇴 지지부(600)에는 사용자의 하퇴가 지지될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)의 발목 지지유닛(2000)은 각각의 발목 결합부(2100)로부터 연장된 한 쌍의 장치 결합부(2300)를 포함할 수 있다.

그리고, 하퇴 지지부(600)의 말단에는 각각의 장치 결합부(2300)가 삽입되는 삽입홈(미도시)이 형성되어 장치 결합부(2300)를 삽입홈에 삽입하여, 발 지지 장치(1000)를 하퇴 지지부(600)에 결합시킬 수 있다. 여기서 삽입홈에 장치 결합홈이 삽입된 상태에서 볼트 등을 통해 고정시킬 수 있다.

대퇴 지지부(700)의 일측은 하퇴 지지부(600)의 타측에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 대퇴 지지부(700)에는 사용자의 대퇴가 지지될 수 있다.

재활 운동 어셈블리는 베이스 플레이트(100)에 설치되어, 하퇴 지지부(600)와 대퇴 지지부(700)를 지지한다. 그리고, 재활 운동 어셈블리는 하퇴 지지부(600)와 대퇴 지지부(700) 간의 회전을 제어하여 하지의 재활 운동을 수행하게 된다.

일 실시예로, 재활 운동 어셈블리는 수평 이동 모듈(200), 구동 모듈(220), 한 쌍의 슬라이딩 링크(300), 한 쌍의 회전 링크 어셈블리(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

수평 이동 모듈(200)은 베이스 플레이트(100)에 가로 방향, 즉, 하지의 길이 방향을 따라 슬라이딩 왕복 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 수평 이동 모듈(200)은 구동 모듈(220)의 회전에 따라 왕복 이동하는 것을 예로 한다.

일 예로, 베이스 플레이트(100)에는 외경에 나사산이 형성된 볼 스크루가 설치될 수 있다. 그리고, 수평 이동 모듈(200)에는 볼 스크루가 통과하고, 내경에 나사산이 형성된 스크루 통과공(미도시)이 형성될 수 있다.

상기 구성에 따라, 볼 스크루가 구동 모듈(220)의 회전에 따라 정역 회전하게 되면, 수평 이동 모듈(200)이 볼 스크루에 의해 안내되어 왕복 이동하게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 볼 스크루의 양측에 이격된 상태로, 한 쌍의 LM 가이드 레일(230)이 베이스 플레이트(100)에 설치될 수 있다. 그리고, 수평 이동 모듈(200)이 양측이 LM 가이드 레일(230)에 의해 슬라이딩 이동이 안내되어, 수평 이동 모듈(200)이 뒤틀림 없이 슬라이딩 이동할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 한 쌍의 슬라이딩 링크(300)는 각각의 일측이 수평 이동 모듈(200)의 세로 방향 양측에 회전 가능하게 결합된다. 그리고, 한 쌍의 슬라이딩 링크(300)의 각각의 타측은 각각의 회전 링크 어셈블리(40)에 회전 가능하게 결합된다.

한 쌍의 슬라이딩 링크(300)와 한 쌍의 회전 링크 어셈블리(40)는 각각 세로 방향으로 상호 대칭적으로 배치되어, 그 사이에 대퇴 지지부(700) 및 하퇴 지지부(600)가 위치하게 된다.

그리고, 사용자가 하지의 대퇴 및 하퇴를 한 쌍의 슬라이딩 링크(300) 사이와 한 쌍의 회전 링크 어셈블리(40) 사이에 위치시킨 상태로 각각 대퇴 지지부(700) 및 하퇴 지지부(600)에 지지(또는 안착)시킨 상태로 재활 운동을 수행하게 된다.

각각의 회전 링크 어셈블리(40)의 일측은 베이스 플레이트(100)에 회전 가능하게 결합된다. 본 발명에서는 회전 링크 어셈블리(40)의 일측이 구동 모듈(220)의 가로 방향 반대측에 회전 가능하게 결합되는 것을 예로 한다. 그리고, 각각의 회전 링크 어셈블리(40)는 일측 방향으로부터 이격된 일 영역에 각각의 슬라이딩 링크(300)의 타측이 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 구성에 따라, 수평 이동 모듈(200)이 왕복 이동하게 되면, 수평 이동 모듈(200)에 일측이 결합된 슬라이딩 링크(300)가 회전 링크 어셈블리(40)를 밀거나 잡아당기게 되고, 회전 링크 어셈블리(40)는 일측을 축으로 하여 정역 회전하게 된다. 즉, 수평 이동 모듈(200), 슬라이딩 링크(300) 및 회전 링크 어셈블리(40)가 슬라이더 크랭크 구조와 유사한 형태로 구동하게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 수평 이동 모듈(200)의 왕복 이동에 따라 회전 링크 어셈블리(40)가 그 일측을 축으로 하여 회전하게 되면, 타측 방향이 상승 후퇴 또는 하강 전진하며 회전하게 된다.

이 때, 회전 링크 어셈블리(40)는 대퇴 지지부(700) 및 하퇴 지지부(600) 간의 각도를 조절하는데, 상승 후퇴할 때 접히고, 하강 전진할 때 펴지는 형태로 각도를 조절하게 된다. 또한, 상승 및 하강 과정에서 전진 및 후퇴가 이루어져, 대퇴 지지부(700)와 하퇴 지지부(600) 간의 각도 조절에 따른 무릎 관절 운동과 함께, 고관절 운동도 가능하게 된다.

전술한 실시예에 따른 하지 재활 운동 유닛(10)의 구성은 하나의 실시예로, 다른 구조의 하지 재활 운동 유닛(10)에 본 발명의 실시예에 따른 발 지지 장치(1000)를 탈착 가능하게 결합할 수 있음은 물론이다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1000 : 발 지지 장치 2000 : 발목 지지유닛
2100 : 발목 결합부 2200 : 발목 지지 플레이트
2300 : 장치 결합부 3000 : 발바닥 지지유닛
3100 : 발바닥 결합부 3110 : 가이드 홀
3120 : 연결 부재 3200 : 발바닥 안착 플레이트
3300 : 제1 지지모듈 3310 : 결합 플레이트
3320 : 회전축부 3330 : 회전 위치 결정부
3331 : 회전 위치 결정홀 3332 : 단속홀
3333 : 단속 볼트 3400 : 제2 지지모듈
3410 : 모듈 본체 3420 : 슬라이딩 조인트부
3421 : 조인트 본체 3422 : 단속 볼트
3430 : 가변 링크 4000 : 발목 구동부
4100 : 발목 회전 모터 4200 : 제1 풀리
4300 : 제2 풀리

Claims (10)

1. 하지 재활에 적용되는 발 지지 장치에 있어서,
   사용자의 발목 부위를 지지하는 발목 지지유닛과,
   사용자의 발바닥을 지지하는 발바닥 지지유닛을 포함하고;
   상기 발바닥 지지유닛은
   세로 방향으로 상호 이격되어 사용자의 발목의 양 측면에서 상기 발목 지지유닛에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 발바닥 결합부와,
   한 쌍의 상기 발바닥 결합부 사이에 배치되고, 사용자의 발바닥이 안착되는 발바닥 안착 플레이트와,
   상기 발바닥 안착 플레이트의 판면을 통과하는 축을 중심으로 상기 발바닥 안착 플레이트를 회전 가능하게 지지하는 제1 지지모듈과,
   상기 제1 지지모듈이 결합되고, 양측이 각각 한 쌍의 상기 발바닥 결합부에 결합되되, 상기 발바닥 안착 플레이트의 상기 세로 방향으로의 경사도가 조절되도록 상기 발바닥 결합부와의 결합 위치가 조절되는 제2 지지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 지지모듈은
   일측 판면이 상기 발바닥 안측 플레이트와 접하고, 타측 판면이 상기 제2 지지모듈에 결합되는 결합 플레이트와;
   상기 결합 플레이트와 상기 발바닥 안착 플레이트를 상기 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 회전축부와;
   상기 회전축부에 편심된 위치에서 상기 결합 플레이트에 대한 상기 발바닥 안착 플레이트의 회전 위치를 결정하는 회전 위치 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전 위치 결정부는
   상기 결합 플레이트의 판면을 관통하여 형성되되, 상기 회전축부를 중심으로 하는 호 형상을 갖는 회전 위치 결정홀과;
   상기 발바닥 안착 플레이트의 판면에 상기 회전 위치 결정홀에 대응하는 위치에 형성되고, 내부에 나사산이 형성된 단속홀과;
   상기 회전 위치 결정홀을 통해 상기 단속홀에 체결되어 상기 회전 위치 결정홀 내에서의 회전 위치를 고정하는 단속 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 회전 위치 결정홀 및 상기 회전축부는 상기 발바닥 안착 플레이트에 안착되는 발의 발가락 방향으로 편심된 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 지지모듈은
   한 쌍의 상기 발바닥 결합부 사이에서 상기 제1 지지모듈과 결합되는 모듈 본체와,
   각각이 상기 발바닥 결합부에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되되, 위치 고정이 가능한 한 쌍의 슬라이딩 조인트부와,
   각각의 일측이 상기 슬라이딩 조인트부에 회전 가능하게 결합되고, 각각의 타측이 상기 모듈 본체에 결합되는 한 쌍의 가변 링크를 포함하며;
   한 쌍의 상기 가변 링크 중 적어도 하나는 상기 모듈 본체와 상기 슬라이딩 조인트부 간의 간격 조절이 가능하게 상기 모듈 본체에 결합되는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
6. 제5항에 있어서,
   각각의 상기 발바닥 결합부에는 상기 슬라이딩 조인트의 슬라이딩 이동 방향으로 따라 가이드 홀이 형성되며;
   각각의 상기 슬라이딩 조인트부는
   일측이 상기 가이드 홀을 따라 이동 가능하게 상기 가이드 홀에 삽입되고, 타측에 상기 가변 링크가 회전 가능하게 결합되는 조인트 본체와;
   상기 조인트 본체에 체결되어 상기 가이드 홀 내에서의 위치를 고정하는 고정 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 발목 지지유닛은
   상기 세로 방향으로 상호 이격되고, 각각의 상기 발바닥 결합부와 상기 세로 방향을 축으로 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 발목 결합부와;
   한 쌍의 상기 발목 결합부를 상기 세로 방향으로 연결하며, 사용자의 발목 부위가 지지되는 발목 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 발바닥 지지유닛을 상기 발목 지지유닛에 대해 정역 회전시키는 회전력을 제공하는 발목 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 발목 구동부는
   상기 발바닥 결합부와 상기 발목 결합부 간의 회전축에 연결되어, 상기 발바닥 결합부를 상기 발목 결합부에 대해 회전시키는 제1 풀리와;
   상기 발목 지지 플레이트에 설치되는 발목 회전 모터와;
   상기 발목 회전 모터의 회전축에 연결되어 상기 발목 회전 모터의 회전에 동기되어 회전하는 제2 풀리와;
   상기 제2 풀리의 회전을 상기 제1 풀리로 전달하는 전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발 지지 장치.
10. 하지 재활 운동 장치에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 발 지지 장치와,
    상기 발 지지 장치가 탈착 가능하게 결합되는 하지 재활 운동 유닛을 포함하며;
    상기 하지 재활 운동 유닛은
    베이스 플레이트와,
    일측 말단에 상기 발 지지 장치가 결합되고, 사용자의 하퇴를 지지하는 하퇴 지지부와,
    일측이 상기 하퇴 지지부의 타측에 회전 가능하게 결합되고, 사용자의 대퇴를 지지하는 대퇴 지지부와,
    상기 베이스 플레이트에 설치되어 상기 하퇴 지지부와 상기 대퇴 지지부를 지지하되, 상기 하퇴 지지부와 상기 대퇴 지지부 간의 회전을 제어하는 재활 운동 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 하지 재활 운동 장치.