KR20240009683A - 힙라인 강화용 트레드밀 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 힙라인의 고관절 내외전 근력을 강화하는 트레드밀 장치에 있어서: 플로어(11) 상에 지지대(13)와 손잡이(15)를 갖춘 본체(10); 상기 지지대(13) 상에 한 쌍의 모션레그(21)를 각각의 힌지축(22)으로 회전 가능하게 지지하는 모션부재(20); 상기 모션레그(21)에 의한 모션 상태를 조절하도록 설치되는 조절부재(30); 및 상기 조절부재(30)의 가동 상태를 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 일반가정과 다양한 체육시설에 설치하기 용이한 구조로 실내에서 스키를 즐기듯이 흥미를 유지하도록 힙라인 트레드밀 운동을 유도하여 고관절 내외전근(특히 외전근)을 강화시키는 효과가 있다.

Description

힙라인 강화용 트레드밀 장치 {Treadmill apparatus for strengthening hip-line}
본 발명은 트레드밀 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 일반인이나 환자가 고관절 관련 부위의 운동을 쉽게 접하도록 조력하는 힙라인 강화용 트레드밀 장치에 관한 것이다.
보편적으로 헬스장에 비치된 하체용 운동기구는 대퇴사두근(Quadricpes femoris), 슬굴곡근(Hamstring)을 강화시키는 효과를 나타낸다. 이외에 힙업과 더불어 무릎 변형 방지, 근 활동 개선, 통증 경감의 효과를 기대하기 위해서는 고관절과 관련되는 내전근/외전근 운동이 반드시 필요하다. 이러한 운동기구는 기술적으로 고도의 전문성을 부여하지 않더라도 트레드밀, 슬라이딩보드, 트라이더, 스키 등의 형태나 원리로 구현 가능하다.
이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2012-0101872호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1094819호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 상부발판과 발판 지지부가 상하부 발판 연결핀으로 연결되어 접철식 상하 운동이 가능하고 중간에 저항스프링이 개재되어 힙업 운동시 저항력을 제공하며, 기구사용자의 몸무게와 운동능력 상태에 따라 운동에 강도를 조절하므로 하체에 무리와 부담을 줄이고 엉덩이의 집중적인 운동으로 인하여 쉽고 빠르게 근육을 형성하는 효과를 기대한다.
선행문헌 2는 베이스의 상부에 설치되어 운동자가 탑승하는 발판부; 및 발판부가 정해진 운동궤적을 따라 이동되면서, 하체운동이 이루어지도록 발판부의 운동경로를 안내하는 운동궤적 유도부; 등을 포함한다. 이에, 하체근력을 강화시키는 한편, 인체의 복부 및 옆구리의 군살을 제거하고, 고관절의 회전 범위을 넓혀 대요근을 강화시키는 효과를 기대한다.
그러나, 선행문헌에 의하면 단순 반복 운동을 지속하는 구조이므로 꾸준한 운동 효과를 기대하기 어려운 문제점을 드러낸다.
한국 공개특허공보 제2012-0101872호 "다기능 힙 업 운동기구" (공개일자 : 2012.09.17.) 한국 등록특허공보 제1094819호 "하체근력 및 고관절 강화용 운동기" (공개일자 : 2010.12.08.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 실내의 작은 공간에 설치 가능한 구조를 기반으로 일반인은 물론 환자도 스키를 타는 듯이 흥미를 유지하면서 고관절 내외전 근력강화 운동과 치료를 병행할 수 있는 힙라인 강화용 트레드밀 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 힙라인의 고관절 내외전 근력을 강화하는 트레드밀 장치에 있어서: 플로어 상에 지지대와 손잡이를 갖춘 본체; 상기 지지대 상에 한 쌍의 모션레그를 각각의 힌지축으로 회전 가능하게 지지하는 모션부재; 상기 모션레그에 의한 모션 상태를 조절하도록 설치되는 조절부재; 및 상기 조절부재의 가동 상태를 제어하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모션레그는 위치변동 가능하게 지지되는 발판대를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 발판대는 승강대를 개재하여 매립 또는 노출 가능하게 지지되는 슈즈홀더를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 조절부재는 일측 힌지축과 타측 힌지축에 독립적으로 회전력을 인가하는 힌지구동기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 조절부재는 슈즈홀더의 상하위치를 변동하는 수직변위기, 슈즈홀더의 전후위치를 변동하는 수평변위기, 슈즈홀더의 간격을 변동하는 치수변동기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 일반가정과 다양한 체육시설에 설치하기 용이한 구조로 실내에서 스키를 즐기듯이 흥미를 유지하도록 힙라인 트레드밀 운동을 유도하여 고관절 내외전근(특히 외전근)을 강화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1실시예에 대한 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제2실시예에 대한 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제어회로를 나타내는 블록도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 작동예를 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 힙라인의 고관절 내외전 근력을 강화하는 트레드밀 장치에 관하여 제안한다. 일반인이나 환자가 고관절 관련 부위의 운동(치료)을 하도록 조력하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 트레드밀 구조를 기반으로 하여 사용자 신체의 다양한 모션을 구현한다.
본 발명에 따른 본체(10)는 플로어(11) 상에 지지대(13)와 손잡이(15)를 갖춘 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(10)를 구성하는 플로어(11), 지지대(13), 손잡이(15) 등이 나타난다. 플로어(11)는 강도, 내마모성, 완충성을 지닌 소재를 사용하여 형성한다. 플로어(11)는 적어도 일변에 프레임을 갖춘다. 지지대(13)는 플로어(11)의 일단에 수직으로 고정된다. 지지대(13)의 상단에는 양측으로 손잡이(15)가 연결된다. 지지대(13)와 손잡이(15)는 높이의 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
이때, 사용자의 신체 조건 등을 고려하여 플로어(11)의 측면으로 보조바(17)를 구비할 수 있다. 한 쌍의 보조바(17)는 사용자의 선택에 따라 높이와 간격이 변동되도록 구성될 수 있다.
한편, 도 1은 일반인 용도에 적합하고 도 2는 환자 용도에 적합하지만 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면 모션부재(20)가 상기 지지대(13) 상에 한 쌍의 모션레그(21)를 각각의 힌지축(22)으로 회전 가능하게 지지하는 구조이다.
도 1 및 도 2에서, 모션부재(20)를 구성하는 모션레그(21), 힌지축(22), 완충재(23) 등이 나타난다. 모션레그(21)는 사용자의 발을 지지하는 부분으로서 지지대(13)에 힌지축(22)을 개재하여 회전 가능하게 연결된다. 모션레그(21)에서 완충재(23)과 반대측의 저면에는 플로어(11)에 대한 마찰력을 줄이도록 롤러 또는 캐스터를 갖출 수 있다. 완충재(23)는 힌지축(22)을 통하여 모션레그(21)의 급작스런 회전을 방지한다. 도시에는 생략하나 완충재(23)는 마찰패드 및 토션스프링 중의 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모션레그(21)는 위치변동 가능하게 지지되는 발판대(25)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2의 모션레그(21)에서 사용자의 발과 접촉하는 발판대(25)를 구비할 수 있다. 발판대(25)는 강도, 내마모성, 완충성과 더불어 마찰계수가 높은 소재를 사용하여 형성한다. 발판대(25)는 모션레그(21)의 설정된 범위 내에서 위치변동이 가능하도록 설치하는 것이 좋다. 발판대(25)는 영역별로 물성을 다르게 배치할 수 있다. 도시하지 않으나 발판대(25)는 사용자의 신발을 묶을 수 있는 벨트나 벨크로테이프 등을 갖출 수 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 발판대(25)는 승강대(26)를 개재하여 매립 또는 노출 가능하게 지지되는 슈즈홀더(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 2 및 도 4(a)를 참조하면, 양측의 발판대(25)에 각각 슈즈홀더(28)가 설치된 상태를 나타낸다. 슈즈홀더(28)는 신발의 앞꿈치 영역을 지지하는 부분(28A)과 뒷꿈치 영역을 지지하는 부분(28B)으로 구성될 수 있다. 승강대(26)는 발판대(25)의 저면에 승강가이드(27)를 개재하여 상하운동 가능하게 지지된다. 승강대(26)의 상면에 고정되는 슈즈홀더(28)는 발판대(25)의 상면에 매립 또는 노출 가능하다. 슈즈홀더(28)의 승강구조는 환자가 혼자서 운동하는 경우를 고려함이지만 일반인도 사용하기 편리하다. 전술한 신발 결속용 벨트나 벨크로테이프는 슈즈홀더(28)와 병용하도록 그 중간에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 조절부재(30)가 상기 모션레그(21)에 의한 모션 상태를 조절하도록 설치되는 구조를 이루고 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 조절부재(30)가 모션레그(21) 및 발판대(25)에 연계되는 상태를 나타낸다. 조절부재(30)는 사용자의 신발을 발판대(25)에 고정하는 일부터 모션레그(21)에 의한 사용자 힙라인 강화용 운동까지 조력할 수 있다. 도 1의 경우 스키를 타듯이 평행회전 모드와 프로그 모드를 수행할 수 있다. 도 2의 경우 아이들의 탈 것처럼 트라이더 모드와 프로그 모드를 수행할 수 있다.
한편, 조절부재(30)는 모션레그(21)의 회전 범위를 한정하는 스토퍼(도시 생략)을 갖추는 것이 좋다. 스토퍼는 모션레그(21)의 회전 ??위를 변동하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 조절부재(30)는 일측 힌지축(22)과 타측 힌지축(22)에 독립적으로 회전력을 인가하는 힌지구동기(32)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도시에는 생략하나 조절부재(30)의 힌지구동기(32)는 힌지축(22)에 전동력을 인가하여 모션레그(21)의 강제적 운동을 유발한다. 이 경우 힌지구동기(32)는 래크-섹션기어-모터로 구성될 수 있다. 래크는 슬라이딩 가능하게 지지하면서 모터에 연결하고, 섹션기어는 힌지축(22)에 고정되면서 래크에 맞물린다. 이에 모터의 정역회전에 따라 모션레그(21)의 왕복 회전운동이 유발된다. 주로 완자에게 유용한 기능이지만 일반인도 필요에 따라 활용이 가능하다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 조절부재(30)는 슈즈홀더(28)의 상하위치를 변동하는 수직변위기(34), 슈즈홀더(28)의 전후위치를 변동하는 수평변위기(36), 슈즈홀더(28)의 간격을 변동하는 치수변동기(38)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 4(a)내지 도 4(c)를 참조하면, 조절부재(30)를 구성하는 수직변위기(34), 수평변위기(36), 치수변동기(38)가 나타난다. 수직변위기(34)는 발판대(25)에 장착되는 모터-나선축과 승강대(26)에 장착되는 너트블록을 맞물려 구성할 수 있다. 수평변위기(36)는 발판대(25)과 승강대(26)를 포함하는 제반 기능품을 모션레그(21)의 내부에 장착되는 래크-피니언-모터에 연결하여 구성할 수 있다. 치수변동기(38)는 슈즈홀더(28) 중의 뒷꿈치 부분(28B)을 수평으로 이동하도록 모터-링크로 구성할 수 있다. 물론 발판대(25) 상에는 슈즈홀더(28)의 치수변동을 허용하도록 절개부를 형성한다.
이에, 도 4(b)처럼 수직변위기(34)가 가동되어 슈즈홀더(28)가 발판대(25) 상으로 노출시킨다. 물론 수직변위기(34)는 슈즈홀더(28)의 돌출이 없도록 매립도 수행한다. 도 4(c)처럼 수평변위기(36)가 가동되어 슈즈홀더(28A)(28B)를 전체적으로 전방으로 이동시킨다. 물론 수평변위기(36)는 슈즈홀더(28A)(28B)의 전체적인 후방이동도 수행한다. 치수변동기(38)는 뒷꿈치 부분(28B)의 수평으로 이동으로 사용자의 신발 크기에 맞춘다.
또한, 본 발명에 따르면 제어기(40)가 상기 조절부재(30)의 가동 상태를 제어하는 구조를 이루고 있다.
도 3에서, 제어기(40)에 연결되는 조절부재(30) 외에 조작스위치(42), 모션검출기(44), 디스플레이(46) 등이 나타난다. 제어기(40)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성한다. 조작스위치(42)는 지지대(13)나 손잡이(15)에 설치되고 사용자의 가동개시, 모드선택, 조절가동, 비상정지 등을 입력한다. 모션검출기(44)는 조절부재(30)의 가동에 의한 힌지구동, 수직변위, 수평변위, 치수변동 상태를 검출한다. 디스플레이(46)는 사용자의 흥미를 지속시키도록 영상과 음향을 출력하지만 조절부재(30)에 의한 조절 상태를 그래식으로 표시할 수 있다.
사용과 작동의 일예로서, 일반인용의 도 1과 환자용의 도 2를 구분하여 설명하지만 이에 한정되지 않는다. 일반인은 자신의 체력에 맞도록 모션레그(21)의 이동량을 조절하여 평행회전(패럴렐턴), 프로그 등 스키를 타는 듯이 고관절 내외전근 운동을 수행한다. 물론 어느 하나의 모션레그(21)를 고정하는 수단을 통하여 운동부위를 변경할 수 있다. (재활)환자는 마치 트라이더와 같은 움직임을 구현하여 고관절 내외전근 강화 운동이나 치료를 수행할 수 있다. 환자의 경우 보조바(17), 슈즈홀더(28), 조절부재(30) 등을 적극적으로 활용하는 것이 바람직하다. 편마비 환자는 어느 하나의 모션레그(21)를 사용하여 마비측으로만 고관절 내외전근 운동을 진행할 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 부호 21은 운동 개시전의 위치를 부호 21′는 1회 운동후의 위치를 나타낸다. 모션레그(21)가 부호 21과 부호 21′사이를 반복 회전하는 동안 상기한 여타 기능과 접목하여 꾸준한 운동 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 본체 11: 플로어
13: 지지대 15: 손잡이
17: 보조바 20: 모션부재
21: 모션레그 22: 힌지축
23: 완충재 25: 발판대
26: 승강대 27: 승강가이드
28: 슈즈홀더 30: 조절부재
32: 힌지구동기 34: 수직변위기
36: 수평변위기 38: 치수변동기
40: 제어기 42: 조작스위치
44: 모션검출기 46: 디스플레이

Claims (5)

  1. 힙라인의 고관절 내외전 근력을 강화하는 트레드밀 장치에 있어서:
    플로어(11) 상에 지지대(13)와 손잡이(15)를 갖춘 본체(10);
    상기 지지대(13) 상에 한 쌍의 모션레그(21)를 각각의 힌지축(22)으로 회전 가능하게 지지하는 모션부재(20);
    상기 모션레그(21)에 의한 모션 상태를 조절하도록 설치되는 조절부재(30); 및
    상기 조절부재(30)의 가동 상태를 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 힙라인 강화용 트레드밀 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모션레그(21)는 위치변동 가능하게 지지되는 발판대(25)를 구비하는 것을 특징으로 하는 힙라인 강화용 트레드밀 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 발판대(25)는 승강대(26)를 개재하여 매립 또는 노출 가능하게 지지되는 슈즈홀더(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 힙라인 강화용 트레드밀 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절부재(30)는 일측 힌지축(22)과 타측 힌지축(22)에 독립적으로 회전력을 인가하는 힌지구동기(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 힙라인 강화용 트레드밀 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절부재(30)는 슈즈홀더(28)의 상하위치를 변동하는 수직변위기(34), 슈즈홀더(28)의 전후위치를 변동하는 수평변위기(36), 슈즈홀더(28)의 간격을 변동하는 치수변동기(38)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 힙라인 강화용 트레드밀 장치.
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